(57)【要約】 【課題】使用トナーの粒径が変化しても形成されるトナー画像の濃度を安定化させる。【解決手段】基準パッチ画像Ｔｐのトナー付着量と該基準パッチ画像から得られる画像濃度検出センサ１０の出力との関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを使用トナーの粒径に応じて複数準備し、所定のタイミングでトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像を形成し、該基準パッチ画像の濃度をセンサで検出し、検出された濃度と（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナー粒径を判別し、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを判別結果のトナー粒径に対応するテーブルに切り替える。【選択図】図１
2008225143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置であって、トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段及び該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサを含んでおり、該パッチ画像形成手段により該パッチ画像用像担持体上に形成される所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上の該センサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を基準現像出力としてトナー画像濃度調整を行う画像形成装置における画像濃度安定化制御方法であり、
前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルとしてトナー粒径に応じて作成された複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを準備すること、
予め定めたタイミングで前記基準パッチ画像として、前記パッチ画像形成手段により前記パッチ画像用像担持体上にトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像を形成し、前記画像濃度検出センサにより該基準パッチ画像の濃度を検出し、該画像濃度検出センサにより検出される該基準パッチ画像の濃度と予め準備された（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別し、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを、前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルのうちの該判別結果のトナー粒径に対応する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに切り替えるテーブル切り替え処理を行うこと
を含むことを特徴とする画像濃度安定化制御方法。
【請求項２】
前記画像濃度検出センサは前記パッチ画像へ向け光照射する発光素子と該パッチ画像からの反射光を受ける受光素子とを含んでおり、前記センサの出力は該受光素子の出力に基づいて求める請求項１記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項３】
前記画像濃度検出センサは前記受光素子として前記パッチ画像からの正反射光を受ける正反射光受光素子と乱反射光を受ける乱反射光受光素子とを含んでおり、前記センサの出力は該正反射光受光素子出力と該乱反射光受光素子出力とに基づいて求める請求項２記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項４】
前記正反射光受光素子出力と前記乱反射光受光素子出力との差分を算出し、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルにおける該センサ出力として該差分を採用する請求項３記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項５】
前記正反射光受光素子出力の前記乱反射光受光素子出力に対する比率（正反射光受光素子出力／乱反射光受光素子出力）を算出し、前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルにおける該基準パッチ画像濃度として該比率を採用する請求項３又は４記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項６】
前記画像形成装置は前記現像器にトナーを供給する交換可能のトナーカートリッジを採用しており、前記テーブル切り替え処理は該トナーカートリッジが交換されるタイミングで行う請求項１から５のいずれかに記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項７】
前記テーブル切り替え処理は、画像形成枚数が所定の枚数に達するタイミングで行う請求項１から６のいずれかに記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項８】
前記画像形成装置には前記現像器が複数設けられており、
該各現像器のトナーごとにトナー粒径に応じた前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル及び前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを準備し、
前記テーブル切り替え処理は前記所定のタイミングで現像器ごとに行い、
該各テーブル切り替え処理における前記トナー粒径判別においては現像器のトナーに対応した前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを用い、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの切り替えは、現像器のトナーに対応した前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルから選択して行う請求項１から７のいずれかに記載の画像濃度安定化制御方法。
【請求項９】
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置であって、
トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、
該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段、
該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサ及び
画像濃度調整手段を含んでおり、
該画像濃度調整手段は、
所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを保持しており、
該（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上のセンサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を基準現像出力としてトナー画像濃度調整を行うものであり、
前記画像濃度調整手段は、さらに、
前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルとしてトナー粒径に応じて作成された複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを保持しており、
予め定めたタイミングで前記基準パッチ画像として、前記パッチ画像形成手段にトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像を前記パッチ画像用像担持体上に形成させ、前記画像濃度検出センサにより検出される該基準パッチ画像の濃度と予め保持している（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別し、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを、前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルのうちの該判別結果のトナー粒径に対応する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに切り替えるテーブル切り替え処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像濃度検出センサは前記パッチ画像へ向け光照射する発光素子と該パッチ画像からの反射光を受ける受光素子とを含んでおり、前記センサの出力は該受光素子の出力に基づいて求められる請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像濃度検出センサは前記受光素子として前記パッチ画像からの正反射光を受ける正反射光受光素子と乱反射光を受ける乱反射光受光素子とを含んでおり、前記センサの出力は該正反射光受光素子出力と該乱反射光受光素子出力とに基づいて求められる請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像濃度調整手段は前記正反射光受光素子出力と前記乱反射光受光素子出力との差分を算出し、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルにおける該センサ出力として該差分を採用する請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記画像濃度調整手段は前記正反射光受光素子出力の前記乱反射光受光素子出力に対する比率（正反射光受光素子出力／乱反射光受光素子出力）を算出し、前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルにおける該基準パッチ画像濃度として該比率を採用する請求項１１又は１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記現像器にトナーを供給する交換可能のトナーカートリッジが採用されており、前記画像濃度調整手段は前記テーブル切り替え処理を該トナーカートリッジが交換されるタイミングで行う請求項９から１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記画像濃度調整手段は前記テーブル切り替え処理を、画像形成枚数が所定の枚数に達するタイミングで行う請求項９から１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記現像器を複数備えており、
前記画像濃度調整手段は、該各現像器のトナーごとにトナー粒径に応じた前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル及び前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを保持しており、
前記テーブル切り替え処理を前記所定のタイミングで現像器ごとに行い、
該各テーブル切り替え処理における前記トナー粒径判別においては現像器のトナーに対応した前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを用い、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの切り替えは、現像器のトナーに対応した前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルから選択して行う請求項９から１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置における画像濃度安定化制御方法及び該方法を実施できる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置においては、形成しようとするトナー画像の濃度を調整する各種方法が提案されてきた。
【０００３】
その中に、静電潜像担持体或いは該静電潜像担持体に形成されるトナー像が記録媒体へ転写されるに先立って転写される中間転写体等をトナーパッチ画像形成対象の像担持体として用い、該像担持体上にトナーのパッチ画像（例えば一辺１０ｍｍ程度の四角形パッチ画像）を形成し、該パッチ画像から画像濃度検出センサにて検出されるパッチ画像濃度に基づいて該パッチ画像の濃度を所定のパッチ画像濃度へ向け調整することで画像濃度調整を行う手法が知られている。
【０００４】
その例として、所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる画像濃度検出センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを予め設けておき、該テーブル上のセンサ出力を生じさせるパッチ画像を形成し、そのパッチ画像形成のための現像出力を基準現像出力としてトナー画像の濃度を調整する手法が知られている。
【０００５】
パッチ画像濃度を検出する画像濃度検出センサとしては、パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて濃度検出を行うものが採用されることが多く、代表例として、パッチ画像へ向け光照射する発光素子と該パッチ画像からの反射光を受ける受光素子とを含むものが知られており、このセンサを採用する場合、センサ出力は該受光素子の出力に基づいて求められる。
【０００６】
さらにこのタイプのセンサに属し、濃度検知精度を向上させるためのものとして、受光素子としてパッチ画像からの正反射光を受ける正反射光受光素子と乱反射光を受ける乱反射光受光素子とを含むものを挙げることができる。このように二つの受光素子を備えたセンサを採用する場合、センサの出力は二つの受光素子の出力に基づいてが求められる。例えば二つの受光素子の出力を演算処理して（例えば二つの受光素子出力の差を算出して）その結果がセンサ出力とされる。例えば特開２００５−３３７７４９号公報にはこのように二つの受光素子を有する画像濃度検出センサを採用して画像濃度調整を行うことが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３７７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記基準現像出力を定めるための前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを採用する場合、該テーブルは、例えば、トナー粒径等が所定のものである正規のトナー（設定トナー）を用いて形成され、且つ、単位面積当たりのトナー付着量が予め定めたものである基準パッチ画像のときのセンサ出力が所定の出力値となるように調整されたセンサを用いて作成される。
【０００９】
しかしながら本発明者の研究によると、画像濃度検出センサとしてパッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて濃度検出を行うものを採用する場合、パッチ画像から得られる画像濃度検出センサの出力は、そのパッチ画像におけるトナー付着量〔ｇ／ｍ2 〕が同じであっても、使用されるトナーの粒径の大小に応じて変化し、現像器内トナーの粒径がばらつくと、正確にパッチ画像濃度を検出できなくなる。
【００１０】
例えば画像濃度検出センサとして前記の正反射光受光素子と乱反射光受光素子とを含むものを用いる場合、正規のトナー粒径より大粒径のトナーを用いて形成されたパッチ画像については、前記センサ出力はトナー付着量が少ない（画像濃度が低い）ことを示すものとなる。そのため、トナー濃度調整が濃度を高める方向になされ、その結果、必要以上のトナー量で静電潜像が現像されることとなり、画像濃度が濃くなりすぎる。さらにこの状態で画像形成を続けると、画像形成装置本体内のトナー汚れ発生等の問題が生じてくる。      
【００１１】
また、正規のトナー粒径より小粒径のトナーを用いて形成されたパッチ画像については、前記センサ出力はトナー付着量が多い（画像濃度が高い）ことを示すものとなる。そのため、トナー濃度調整が濃度を低くする方向になされ、その結果、形成される画像の濃度が薄くなりすぎたり、印字ドット数をカウントして現像器或いはそれへトナーを供給するトナー供給部（例えばトナーカートリッジ）におけるトナー残量を予測するシステムを採用している場合、該トナー残量が未だあるときでもトナーエンプティとされてしまうといった問題が生じる。
【００１２】
トナー粒径が変わる原因としては、現像器或いはそれへトナーを供給するトナー供給部におけるトナーの粒径にばらつきがあり、画像形成枚数の増加とともに現像器或いはトナ供給部におけるトナー粒径が変化する場合や（主に小粒径トナーほどはやく消費される）、既に使用していたトナーカートリッジが途中から再使用される場合等が考えられる。
【００１３】
そこで本発明は、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置にして、トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段及び該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサを含んでおり、該パッチ画像形成手段により該パッチ画像用像担持体上に形成される所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上の該センサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を現像出力基準としてトナー画像濃度調整を行う画像形成装置における画像濃度安定化制御方法であって、使用トナーの粒径が変化しても形成されるトナー画像の濃度を安定化させることができる画像濃度安定化制御方法を提供することを第１の課題とする。
【００１４】
また本発明は、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置にして、
トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、
該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段、
該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサ及び
画像濃度調整手段を含んでおり、
該画像濃度調整手段は、
所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを保持しており、
該（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上のセンサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を現像出力基準としてトナー画像濃度調整を行う画像形成装置であって、使用トナーの粒径が変化しても形成されるトナー画像の濃度を安定化させることができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は前記第１の課題を解決するため、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置であって、トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段及び該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサを含んでおり、該パッチ画像形成手段により該パッチ画像用像担持体上に形成される所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上の該センサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を現像出力基準としてトナー画像濃度調整を行う画像形成装置における画像濃度安定化制御方法であり、
前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルとしてトナー粒径に応じて作成された複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを準備すること、
予め定めたタイミングで前記基準パッチ画像として、前記パッチ画像形成手段により前記パッチ画像用像担持体上にトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像を形成し、前記画像濃度検出センサにより該基準パッチ画像の濃度を検出し、該画像濃度検出センサにより検出される該基準パッチ画像の濃度と予め準備された（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別し、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを、前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルのうちの該判別結果のトナー粒径に対応する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに切り替えるテーブル切り替え処理を行うこと
を含む画像濃度安定化制御方法を提供する。
【００１６】
本発明は前記第２の課題を解決するため、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置であって、
トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、
該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段、
該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサ及び
画像濃度調整手段を含んでおり、
該画像濃度調整手段は、
所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを保持しており、
該（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上のセンサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を現像出力基準としてトナー画像濃度調整を行うものであり、
前記画像濃度調整手段は、さらに、
前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルとしてトナー粒径に応じて作成された複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを保持しており、
予め定めたタイミングで前記基準パッチ画像として、前記パッチ画像形成手段にトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像を前記パッチ画像用像担持体上に形成させ、前記画像濃度検出センサにより検出される該基準パッチ画像の濃度と予め保持している（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別し、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを、前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルのうちの該判別結果のトナー粒径に対応する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに切り替えるテーブル切り替え処理を行う画像形成装置を提供する。
【００１７】
本発明に係る画像濃度安定化制御方法が適用される画像形成装置及び本発明に係る画像形成装置は、モノクロ画像形成装置であってもカラー画像形成装置であってもよい。
いずれにしても、静電潜像担持体をパッチ画像用像担持体として用いることができるが、静電潜像担持体上に形成されるトナー像が中間転写体等に転写される構成のカラー画像形成装置等では、該中間転写体等をパッチ画像用像担持体として用いることができる。
【００１８】
前記「パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する現像器を含むパッチ画像形成手段」としては、静電潜像担持体、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電器、該帯電器による帯電域に形成しようとするパッチ画像に応じた露光を施す画像露光装置、画像露光により形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像器」を含むものを例示でき、静電潜像担持体に形成されるトナー像を中間転写体等へ転写させる場合には、そのための転写装置も含むものを例示できる。
【００１９】
前記「（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル」は、例えば予め実験等により求めたものを採用すればよい。
【００２０】
前記「現像出力」とは静電潜像担持体上の静電潜像へトナーを付着させる能力であり、それは静電潜像担持体への静電潜像形成にあたっての露光量、現像器の現像バイアス電圧、帯電器による静電潜像担持体の帯電電圧等の現像左右要因に左右される。現像出力の調整はそのような現像左右要因のうち少なくとも一つを調整することで行える。前記「基準現像出力」とは、静電潜像へのトナー付着量を左右する静電潜像担持体への露光量、現像器の現像バイアス電圧、帯電器による静電潜像担持体の帯電電圧等の現像左右要因を前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上のセンサ出力が得られるパッチ画像を形成できるものとしたときの、それら現像左右要因を総称するものである。
【００２１】
前記「トナー粒径」としては、例えばトナーの平均粒径を採用できる。
【００２２】
また、前記「トナー飽和状態付着量の基準パッチ画像」における「トナー飽和状態付着量」とは、現像出力をそれ以上としても静電潜像担持体に形成された基準パッチ画像形成のための静電潜像へのトナー付着量が実質上変化せず一定化してしまうときのトナー付着量である。
【００２３】
前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルは予め実験等により求めたものを採用すればよい。該テーブルとして、例えば、画像濃度検出センサで検出される基準パッチ画像（トナー付着量を同じとした基準パッチ画像）の濃度が所定範囲内のものであるときはトナー粒径が正規の（規定の）トナー粒径（設定トナー粒径）、該基準パッチ画像濃度が該所定範囲内のものより低いときは正規トナー粒径より大きいトナー粒径、該基準パッチ画像濃度が該所定範囲内のものより高いときは正規トナー粒径より小さいトナー粒径であることを表すテーブルを挙げることができる。
【００２４】
本発明に係る画像濃度安定化制御方法及び本発明に係る画像形成装置によると、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルとしてトナー粒径に応じて作成された複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを用いる。
【００２５】
そして、予め定めたタイミングで、前記パッチ画像形成手段により前記パッチ画像用像担持体上にトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像を形成し、前記画像濃度検出センサにより該基準パッチ画像の濃度を検出し、該画像濃度検出センサにより検出される該基準パッチ画像の濃度と予め準備された（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別し、前記基準現像出力を定めるために採用する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを、前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルのうちの該判別結果のトナー粒径に対応する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに切り替えるテーブル切り替え処理を行う。
【００２６】
このように使用トナーの粒径に応じて、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルをトナー粒径に適応した（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルへ切り替え、その切り替えた（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに基づいて基準現像出力を決定し、それに基づいてトナー画像濃度調整を行えるので、それだけ形成されるトナー画像の濃度が安定化する。
なお、「（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル」の切り替え処理には、現状のテーブルをそのまま用いることを決める処理も含まれる。
【００２７】
前記「画像濃度検出センサ」としては、前記パッチ画像へ向け光照射する発光素子と該パッチ画像からの反射光を受ける受光素子とを含んでいるものを例示できる。このセンサを採用する場合、センサの出力は該受光素子の出力に基づいて求めることができる。
【００２８】
このタイプのセンサに属するセンサとして、前記受光素子として前記パッチ画像からの正反射光を受ける正反射光受光素子と乱反射光を受ける乱反射光受光素子とを含んでいるものを採用してもよい。このセンサを採用する場合、前記センサの出力は該正反射光受光素子出力と該乱反射光受光素子出力とに基づいて求めることができる。
例えば、正反射光受光素子出力と乱反射光受光素子出力との差分を算出し、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルにおける該センサ出力として該差分を採用することができる。
また、正反射光受光素子出力の乱反射光受光素子出力に対する比率（正反射光受光素子出力／乱反射光受光素子出力）を算出し、前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルにおける該基準パッチ画像濃度として該比率を採用することができる。
【００２９】
前記「テーブル切り替え処理」を行うタイミングとしては、(1) 画像形成装置のメインスイッチをオンするタイミング、(2) 前記画像形成装置が前記現像器にトナーを供給する交換可能のトナーカートリッジを採用している場合、該トナーカートリッジが交換されるタイミングや新品トナーカートリッジを装填するタイミング、(3) 画像形成枚数が所定の枚数に達するタイミングから選ばれたタイミングを代表例として挙げることができる。
【００３０】
カラー画像形成装置のように画像形成装置に現像器が複数設けられている場合、本発明に係る画像濃度安定化制御方法においては、
該各現像器のトナーごとにトナー粒径に応じた前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル及び前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを準備し、
前記テーブル切り替え処理は前記所定のタイミングで現像器ごとに行い、
該各テーブル切り替え処理における前記トナー粒径判別においては現像器のトナーに対応した前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを用い、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの切り替えは、現像器のトナーに対応した前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルから選択して行うことができる。
【００３１】
本発明に係る画像形成装置がカラー画像形成装置のように現像器を複数備えている場合においては、
前記画像濃度調整手段は、該各現像器のトナーごとにトナー粒径に応じた前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル及び前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを保持しており、
前記テーブル切り替え処理を前記所定のタイミングで現像器ごとに行い、
該各テーブル切り替え処理における前記トナー粒径判別においては現像器のトナーに対応した前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを用い、前記（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの切り替えは、現像器のトナーに対応した前記複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルから選択して行うものとすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように本発明によると、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置にして、トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段及び該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサを含んでおり、該パッチ画像形成手段により該パッチ画像用像担持体上に形成される所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上の該センサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を現像出力基準としてトナー画像濃度調整を行う画像形成装置における画像濃度安定化制御方法であって、使用トナーの粒径が変化しても形成されるトナー画像の濃度を安定化させることができる画像濃度安定化制御方法を提供することができる。
【００３３】
また本発明によると、
静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像器で現像してトナー画像を形成する画像形成装置にして、
トナーパッチ画像形成対象のパッチ画像用像担持体、
該パッチ画像用像担持体上にトナーのパッチ画像を形成する、前記現像器を含むパッチ画像形成手段、
該パッチ画像用像担持体上に形成されるパッチ画像の濃度を該パッチ画像への光照射による該パッチ画像からの反射光に基づいて検出する画像濃度検出センサ及び
画像濃度調整手段を含んでおり、
該画像濃度調整手段は、
所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像から得られる前記センサの出力の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを保持しており、
該（トナー付着量−センサ出力）関係テーブル上のセンサ出力を生じさせるパッチ画像を形成できる現像出力を現像出力基準としてトナー画像濃度調整を行う画像形成装置であって、使用トナーの粒径が変化しても形成されるトナー画像の濃度を安定化させることができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像濃度安定化制御方法を実施可能とした本発明に係る画像形成装置例を示している。
【００３５】
図１の画像形成装置はカラー画像を形成できるタンデム型カラープリンタＡである。
カラープリンタＡは、駆動ローラ３１とこれに対向するローラ３２に巻き掛けられた無端中間転写ベルト４を有している。転写ベルト４は、転写ベルト駆動モータＭ１（図３参照）により駆動される駆動ローラ３１により図中反時計方向（図中矢印方向）に回転させることができる。
【００３６】
対向ローラ３２上の転写ベルト部分には転写ベルト４上の２次転写残トナー等を清掃するクリーナ４０が臨んでいる。
駆動ローラ３１上の転写ベルト部分には、２次転写ローラ５１が臨んでいる。２次転写ローラ５１は図示省略のローラ移動手段により所定のタイミングでベルト４に対し接触離反可能である。２次転写ローラ５１には、図示省略の２次転写バイアス電源から２次転写バイアスを印加することができる。該転写ローラ５１、ローラ移動手段、２次転写バイアス電源等により２次転写装置５（図３参照）が構成されている。
【００３７】
２次転写ローラ５１の下方には、タイミングローラ対７が配置されており、さらにその下方に、記録媒体を収容した記録媒体収容カセット８が配置されている。タイミングローラ対７の出口にはタイミングセンサｓ１が配置されている。タイミングセンサｓ１は記録媒体８２がタイミングローラ対７へ到来したことを検出するもので、その媒体検出情報は後述する制御部Ｃｏｎｔに入力される（図３参照）。
転写ローラ５の上方には定着装置６が配置されている。
【００３８】
記録媒体収容カセット８に収容された記録媒体８２は、媒体供給ローラ８１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対７へ供給することができる。
記録媒体８２としては、記録紙、オーバーヘッドプロジエクタ用シート等を例示できる。
【００３９】
中間転写ベルト４を巻き掛けたローラ３１、３２の間には、転写ベルト４に沿って、ローラ３２から３１に向けて、イエロープロセスユニットＹ、マゼンタプロセスユニットＭ、シアンプロセスユニットＣ及びブラックプロセスユニットＫがこの順序で配置されている。
【００４０】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各プロセスユニットは、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１１を備えており、該感光体の周囲に帯電器１２、画像露光装置１３、現像器１４、１次転写ローラ２、感光体上の１次転写残トナーを除去清掃するクリーニング装置１５等がこの順序で配置されている。
【００４１】
各プロセスユニットにおける現像器１４には交換可能のトナーカートリッジからトナーが供給される。すなわち、ユニットＹの現像器１４にはカートリッジＹＣからイエロートナーが、ユニットＭの現像器１４にはカートリッジＭＣからマゼンタトナーが、ユニットＣの現像器１４にはカートリッジＣＣからシアントナーが、ユニットＫの現像器１４にはカートリッジＫＣからブラックトナーがそれぞれ供給される。
【００４２】
１次転写ローラ２は転写ベルト４を間にして感光体１１に対向しており、ベルトの走行に従動回転する。１次転写ローラ２には、感光体１１上に形成されるトナー像をベルト４へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の１次転写バイアス電源から印加できる。
露光装置１３は、図示省略のパーソナルコンピュータ等から提供される画像情報に応じて、レーザービームを用いて感光体１１に画像露光を施す。
【００４３】
各プロセスユニットにおける感光体１１は、ここでは負帯電性の感光体であり、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向（図中矢印方向）に回転駆動できる。
各プロセスユニットにおける帯電器１２には、図示省略の帯電用電源装置から所定のタイミングで帯電電圧が印加される。
【００４４】
各プロセスユニットにおける現像器１４は、本例では、負帯電性トナーを採用するもので、感光体１１上に形成される静電潜像を、図３に示す現像バイアス電源（ユニットＹでは電源ＰＹ、ユニットＭでは電源ＰＭ、ユニットＣでは電源ＰＣ、ユニットＫでは電源ＰＫ）から現像バイアス電圧が印加される現像ローラ１４１で反転現像することができる。      
【００４５】
ブラックプロセスユニットＫとベルト４の駆動ローラ３１との間には、画像濃度検出センサ１０が配置されている。センサ１０による検出情報は制御部Ｃｏｎｔ（図３参照）のセンサ関係制御部Ｃｏｎｔ’に入力される。なお、制御部Ｃｏｎｔにおける該制御部Ｃｏｎｔ’を含む部分でトナー画像濃度調整手段が構成されている。
【００４６】
図３に示すように、制御部Ｃｏｎｔには、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのプロセスユニット、タイミングローラ対７、転写ベルト駆動モータＭ１、２次転写ローラ５１等を含む転写装置５、定着装置６等が接続されており、これらは制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに画像形成等を行える所定のタイミングで動作する。
【００４７】
制御部Ｃｏｎｔには画像形成装置の操作パネル１００も接続されている。パネル１００には、画像形成開始を指示するスタートキー１０１、各種数値設定等を行うテンキー等１０２、画像濃度を指定するキー１０３、液晶表示部１０４等が搭載されている。
【００４８】
プリンタＡによると、操作パネル１００上のスタートキー１０１が押されると、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとにＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのプロセスユニットのうち１又は２以上を用いて画像形成がなされる。
ユニットＹ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロープロセスユニットＹにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト４に１次転写する。
【００４９】
すなわち、ユニットＹにおいて、感光体１１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器１２にて表面が一様に所定電位に帯電せしめられた感光体１１の該帯電域に画像露光装置１３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１１上にイエロー用静電潜像が形成される。
【００５０】
この静電潜像はイエロートナーを有する現像器１４の現像バイアスが印加された現像ローラ１４１にて現像されて可視イエロートナー像となり、該トナー像が１次転写ローラ２にて転写ベルト４上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ２には図示省略の電源から１次転写バイアス電圧が印加される。
【００５１】
同様にして、プロセスユニットＭにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、プロセスユニットＣにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト４に転写され、プロセスユニットＫにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト４に転写される。
【００５２】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト４上に重ねて転写されるタイミングで形成される。転写ベルト４上に形成された多重トナー像は転写ベルト４の回動により２次転写ローラ５１へ向け移動する。
【００５３】
一方、記録媒体８２が記録媒体収容カセット８から媒体供給ローラ８１にて引き出され、タイミングローラ対７へ供給され、タイミングセンサｓ１に検出されることで停止され、その位置で待機している。
【００５４】
タイミングローラ対７のところで待機する記録媒体８２は、中間転写ベルト４にて送られてくる多重トナー像に合わせて転写ベルト４と既にベルト４に接触せしめられている２次転写ローラ５１とのニップ部へ供給されるようにタイミングローラ対７が記録媒体８２を搬送開始することで、該ニップ部へ送り込まれ、図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ５１にて該多重トナー像が記録媒体８２上に２次転写される。
【００５５】
その後記録媒体８２は定着装置６に通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体に定着される。記録媒体８２はひき続き、排出ローラ９１にて排出トレイ９へ排出される。中間転写ベルト４上に残留する転写残トナー等はクリーナ４０により除去清掃され、各プロセスユニットにおいて感光体１１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置１５により除去清掃される。
【００５６】
＜画像濃度安定化制御及びトナー画像濃度調整＞
このプリンタＡにおいては、画像濃度検出センサ１０等を用いて次のように画像濃度安定化制御が行われる。以下、これについて、センサ１０の詳細も含めて説明する。
画像濃度検出センサ１０は図２に示すように転写ベルト４上に形成されるトナーのパッチ画像Ｔｐ（例えば一辺１０ｍｍ程度の四角形の画像）の濃度を検出するためのものである。
【００５７】
パッチ画像は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのプロセスユニットを用いて、各色トナーごとに形成することができる。パッチ画像形成時には２次転写ローラ５１はベルト４から離され、センサ１０を通過したパッチ画像はクリーナ４０にてベルト４から除去される。                  
【００５８】
センサ１０は図２に示すように、転写ベルト４上に形成されるトナーパッチ画像Ｔｐへ光照射する発光素子１０ａ、画像Ｔｐからの正反射光成分を受ける正反射光受光素子１０ｂ及び画像Ｔｐからの乱反射光成分を受ける乱反射光受光素子１０ｃを含んでいる。これら素子１０ａ、１０ｂ及び１０ｃはセンサケース１０”に入れられ、透明板１０’を設けた窓からパッチ画像Ｔｐに臨む。透明板１０’は透光性のよい樹脂又は透明ガラスから形成されている。透明板１０’は素子にトナーや粉塵が付着しないようにするためのものである。
【００５９】
発光素子１０ａからパッチ画像Ｔｐへの光路Ｐａの入射角をθとした場合、画像から反射角θで反射して帰って来る光路Ｐｂが正反射光路であり、この光路上に正反射光受光素子１０ｂが配置されている。また、入射角θと異なる角度θ’になる反射光の光路Ｐｃは、画像Ｔｐからの乱反射光を検出する光路であり、この光路上に乱反射光受光素子１０ｃが配置されている。本例では発光素子１０ａは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。各受光素子はフォトダイオードである。
【００６０】
センサ１０は次の部材等も含んでいる。すなわち図３に示すように、発光素子１０ａの電流を制御するトランジスタＴｒ、電流制限抵抗Ｒ１、ベース抵抗Ｒ２、正反射光量光電変換用抵抗Ｒ３、乱反射光光量光電変換抵抗Ｒ４、ＤＣ５Ｖ電源入力端子ｔ等である。        
【００６１】
トナーパッチ画像Ｔｐの画像濃度は、転写ベルト４に対向配置されたセンサ１０の発光素子１０ａから集光されたＬＥＤ光Ｐａを画像Ｔｐへ照射し、その際の画像Ｔｐからの正反射光Ｐｂを受光素子１０ｂで受けるとともに、乱反射光Ｐｃを受光素子１０ｃで受け、その正反射光Ｐｂ及び乱反射光Ｐｃを光電変換することにより検出される。
センサ１０の出力は、正反射光量の光電変換出力電圧ＶＢ、乱反射光量の光電変換出力電圧ＶＣとして制御部Ｃｏｎｔにおけるセンサ関係制御部Ｃｏｎｔ’のアナログ／デジタルポートＡ／Ｄ１、Ａ／Ｄ２にそれぞれ入力される。
【００６２】
さらに説明すると、制御部Ｃｏｎｔ’のデジタル／アナログポートＤ／Ａのアナログ電圧設定によりトランジスタＴｒのベース電流を制御することで発光素子１０ａへの電流量を決定し、該素子の光量を制御できる。発光素子１０ａを所定の光量で発光させ、ベルト４上のパッチ画像Ｔｐ面に光照射し、その際の画像Ｔｐ面からの正反射光を受光素子１０ｂで、乱反射光を受光素子１０ｃでそれぞれ受光する。その受光量に応じて、受光素子１０ｂ、１０ｃに電流が流れることで、各々の光電変換用抵抗Ｒ３、Ｒ４により光電変換がなされ、検出電圧として制御部Ｃｏｎｔ’のポートＡ／Ｄ１に受光された正反射光量相当の電圧が、ポートＡ／Ｄ２に受光された乱反射光量相当の電圧がアナログ電圧として入力される。
【００６３】
パッチ画像Ｔｐのトナー濃度が低いときは正反射部材である転写ベルト４面からの正反射光量が多く、乱反射光量が少なくなる。すなわち、正反射光量の光電変換出力電圧ＶＢが大、乱反射光量の光電変換出力電圧ＶＣは小となる。トナー濃度が高いときは、ベルト４面からの正反射光量が少なく、乱反射光量が大となる。すなわち、正反射光量の光電変換出力電圧ＶＢが小、乱反射光量の光電変換出力電圧ＶＣは大となる。
【００６４】
制御部Ｃｏｎｔ’では、正反射光受光素子１０ｂで受光された光量に応じた検出電圧と乱反射光受光素子１０ｃで受光された光量に応じた検出電圧の差分演算を行う。
算出される差分は後述する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに係るセンサ出力として用いられる。
また、制御部Ｃｏｎｔ’は、受光素子１０ｂの出力の受光素子１０ｃの出力に対する比率（正反射光受光素子出力／乱反射光受光素子出力）も算出する。算出される比率は後述するトナー粒径判別のための（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルにおける該基準パッチ画像濃度（センサ１０にて検出される基準パッチ画像濃度）として用いられる。
【００６５】
プリンタＡにおけるトナー画像濃度制御（画像濃度安定化制御）において転写ベルト４上のトナーパッチ画像Ｔｐの濃度をセンサ１０で検出するにあたっては、本例では、予め、転写ベルト４の裸面に対し発光素子１０ａを発光させ、それに伴い受光素子１０ｂで受光されるベルト裸面からの正反射光量に応じた検出電圧と受光素子１０ｃで受光されるベルト裸面からの乱反射光量に応じた検出電圧の差分演算結果が予め定めた値となるように、発光素子１０ａの発光量が制御される。この制御は制御部Ｃｏｎｔ’の指示に基づいて行われる。転写ベルト４の裸面は、正反射部材面であるので、正反射受光量が支配的となる。
【００６６】
一方、所定トナー付着量の基準パッチ画像の該トナー付着量及び該基準パッチ画像の濃度に応じたセンサ出力（前記受光素子１０ｂ、１０ｃの出力の差分）の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルが予め実験等により作成され、前記センサ関係制御部Ｃｏｎｔ’のメモリｍに格納されている。該（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーごとに、使用トナーの粒径に応じたものが複数作成される。ここでは、各色トナーごとに、トナー粒径が設定範囲内の正規粒径のものである場合に採用するテーブル、トナー粒径が正規粒径より大きい場合に採用するテーブル、トナー粒径が正規粒径より小さい場合に採用するテーブルの３種類の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルが作成され、メモリｍに格納されている。
【００６７】
ここで「トナー粒径」とは平均トナー粒径を指している。
また、ここで「基準パッチ画像の所定トナー付着量」とは、予め定められた一定のトナー飽和状態付着量を指している。
また、ここで「センサ出力」とは、既述のとおり前記の処理部Ｃｏｎｔ’における「差分演算結果」を指している。
【００６８】
かかる使用トナーの粒径に応じた複数の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを採用する理由は次のことによる。すなわち、一定のトナー飽和状態付着量の基準パッチ画像から得られるセンサ１０の出力（前記差分）は、該基準パッチ画像におけるトナー付着量が同じであっても、トナー粒径が大きくなってくると小さくなり、トナー粒径が小さくなってくると大きくなるためである。このことは後ほどさらに説明する。
【００６９】
また、所定トナー付着量（前記の一定のトナー飽和状態付着量）の基準パッチ画像からセンサ１０で検出し得る基準パッチ画像濃度と該パッチ画像におけるトナーの粒径との関係を示す（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルが予め実験等により作成され、前記センサ関係制御部Ｃｏｎｔ’のメモリｍに格納されている。該（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーごとに作成され、メモリに格納される。
ここで「トナー粒径」とは前述同様平均トナー粒径を指している。
また、「基準パッチ画像濃度」はここでは、既述の受光素子１０ｂの出力の受光素子１０ｃの出力に対する比率（正反射光受光素子出力／乱反射光受光素子出力）である。
【００７０】
ここでの（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルは、センサ１０により検出される基準パッチ画像の濃度（前記比率）は該基準パッチ画像におけるトナー付着量が同じであっても、トナー粒径が大きくなってくると小さくなり、トナー粒径が小さくなってくると大きくなることに基づいて作成されている。
【００７１】
さらに言えば、使用トナーの粒径が設定範囲のものであれば基準パッチ画像濃度（前記比率）が所定範囲内のものとなる場合、センサ１０で検出される該基準パッチ画像濃度（前記比率）が所定範囲内のものであれば使用トナー粒径は設定範囲の正規の（規定の）粒径、該所定範囲内のものより小さいときは正規粒径より大きい粒径、該所定範囲内のものより大きいときは正規粒径より小さい粒径と判断できるテーブルである。
【００７２】
基準パッチ画像におけるトナー付着量が同じであっても、トナー粒径が変わってくると、センサ出力（前記比率）が変化してくることについては後ほどさらに説明する。
【００７３】
そして、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、予め定めたタイミングで、前記中間転写ベルト４上に予め定めた一定トナー飽和状態付着量の基準パッチ画像Ｔｐを形成し、画像濃度検出センサ１０により該基準パッチ画像の濃度を検出し、該画像濃度検出センサにより検出される該基準パッチ画像の濃度と予め準備された（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別し、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを、該トナーについての３種類の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルのうちの該判別結果のトナー粒径に対応する（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに切り替えるテーブル切り替え処理を行う。この切り替え処理には現状の（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルをそのまま用いる、とする場合も含まれる。
【００７４】
このテーブル切り替え処理に係る制御部Ｃｏｎｔの動作を図７に示す。
すなわち、中間転写ベルト４をベルト駆動モータＭ１（図３参照）で駆動させ（ステップＳ１）、センサ１０の発光素子１０ａを点灯させ、且つ、このとき該素子の発光量が小さい状態から点灯開始させ（ステップＳ２）、その後、ベルト４裸面からの正反射光を受光素子１０ｂに受光させるとともに（ステップＳ３）、発光素子１０ａの発光量を所定量ずつ増やし（ステップＳ４）、受光素子１０ｂが所定の正反射光量を受光するようになると（換言すれば発光素子１０ａの発光量が所定のものになると）（ステップＳ５）、トナー高付着量の（前記予め定めた一定トナー飽和状態付着量の）基準パッチ画像を転写ベルト４上に形成させる（ステップＳ６）。
【００７５】
さらに、受光素子１０ｂ、１０ｃに該パッチ画像からの正反射光量及び乱反射光量をそれぞれ検出させ（ステップＳ７）、その検出結果に基づいて正反射光量の乱反射光量に対する比率（正反射光量／乱反射光量、換言すれば受光素子１０ｂ出力／受光素子１０ｃ出力）を算出し（ステップＳ８）、該基準パッチ画像のセンサ検出濃度を表すその比率（センサ出力）と前記（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルとから使用トナーの粒径を判別してメモリｍ’に格納し（ステップＳ９）、画像安定化制御テーブル、すなわち（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルをその粒径判別結果のトナー粒径に対応したものに切り替える（ステップＳ１０）。
【００７６】
その後は、その切り替え採択された（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの条件を満足する現像出力を基準現像出力として、操作パネル１００上の濃度調整キー１０３にて指定されるトナー画像濃度が得られるように、制御部Ｃｏｎｔが現像出力を調整するのである。  ここで「現像出力の調整」とは、感光体１１への画像露光装置１３による露光量、帯電器１２による感光体１１の帯電量、現像器１４における現像バイアス等の現像左右要因のうち少なくとも一つを調整することである。
【００７７】
このように使用トナーの粒径に応じて、基準現像出力決定のための（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを該トナー粒径に適応した（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルへ切り替え、その切り替えた（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルに基づいてトナー画像濃度調整を行えるので、それだけ形成されるトナー画像の濃度が安定化する。
【００７８】
なお、制御部Ｃｏｎｔは、該（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの切り替え処理を現像器ごとに所定のタイミングで行う。
かかる切り替え処理タイミングは、本例では、画像形成装置のメインスイッチをオンしたとき、トナーカートリッジＹＣ、ＭＣ、ＣＣ、ＫＣについて新品のトナーカートリッジを装填したとき、かかるトナーカートリッジを取替え交換したとき、画像形成枚数が所定枚数に達したときである。
【００７９】
新品のトナーカートリッジを装填したときは、本例では、そのトナーカートリッジからトナー供給を受ける現像器１４についてのみテーブル切り替え処理を行うだけであるが、いずれかの色トナーの新品トナーカートリッジが装填されれば、全ての現像器１４に関してテーブル切り替え処理を行ってもよい。
【００８０】
また、トナーカートリッジを取替え交換したときは、本例では、その交換されたトナーカートリッジからトナー供給を受ける現像器１４についてのみテーブル切り替え処理を行うだけであるが、いずれかの色トナーのトナーカートリッジが交換されれば、全ての現像器１４に関してテーブル切り替え処理を行ってもよい。
画像形成装置のメインスイッチをオンしたとき、画像形成枚数が所定枚数に達したときは、全ての現像器１４に関してテーブル切り替え処理を行えばよい。
【００８１】
なお、制御部Ｃｏｎｔは図７に示すフローチャートにおいてステップＳ８のあと、図８に示すように、ステップＳ８において算出されたセンサ出力（比）が規定値範囲内のものであるか否かを判断し（ステップＳ８１）、規定値範囲外のものであれば、操作パネル１００の表示部１０４に「規定のトナーカートリッジに交換してください」とのメッセージを表示させたり（ステップＳ８２）、図９に示すように、ステップＳ８において算出されたセンサ出力（比）が規定値範囲内のものであるか否かを判断し（ステップＳ８３）、規定値範囲外のものであれば、それに係る現像器１４から感光体１１上への劣化トナー吐き出し回数を増加させてもよく、これらを組み合わせ採用してもよい。なお、感光体１１上に吐き出された劣化トナーはクリーニング装置１５に回収される。
【００８２】
次に、前記の使用トナー粒径に応じた（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの作成及び前記の（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルの作成についてさらに説明する。以下の説明は使用トナーがマゼンタ色トナーの場合のものであるが、他の色のトナーについても同様に使用トナー粒径に応じた（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの作成及び（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルを作成することができる。
【００８３】
図４にプリンタＡの現像特性を示す。
転写ベルト４上に形成されるトナー画像のトナー付着量は、図４に例示するように、例えば現像バイアス電圧を高く設定すればするほど多くなるが、付着量７．５ｇ／ｍ2 付近でこれ以上現像出力を上げてもトナー付着量は上がらず飽和する領域となる。ここでは所定トナー付着量の基準パッチ画像における該トナー付着量としてこの領域付近の安定したトナー付着量（トナー飽和付着量）を採用する。
【００８４】
図５はトナー付着量と受光素子１０ｂによる正反射受光量検知出力ＶＢとの関係を示しており、規定トナー粒径（平均トナー粒径が５．０μｍ±０．５μｍ）については図５中ラインＬ１で示すものに、規定トナー粒径より小粒径のトナーについてはラインＬ２で示すものに、規定トナー粒径より大粒径のトナーについてはラインＬ３で示すものになった。
【００８５】
図５は、トナー付着量と受光素子１０ｃによる乱反射受光量検知出力ＶＣとの関係も示している。規定トナー粒径については図５中ラインＬ１’で示すものに、規定トナー粒径より小粒径のトナーについてはラインＬ２’で示すものに、規定トナー粒径より大粒径のトナーについてはラインＬ３’で示すものになった。
【００８６】
図５から分かるように、トナー付着量が６．５ｇ／ｍ2 〜７．５ｇ／ｍ2 の高付着領域Ｈでは、正反射、乱反射受光量の比が安定している領域である。従って、ここでは、前記の現像特性も踏まえ、所定トナー付着量の基準パッチ画像における該トナー付着量としてこの領域における実質上一定のトナー付着量（トナー飽和付着量）（例えばトナー付着量を７．５ｇ／ｍ2 程度）を採用する。
【００８７】
次表にトナー付着量７．５ｇ／ｍ2 におけるトナー粒径と正反射光量、乱反射光量のセンサ１０ｂ、１０ｃの出力値（Ｖ）及び正反射受光量と乱反射受光量の比を示した。
【表１】
2008225143.tif 000003
【００８８】
この表から分かるように、規定トナー粒径のもので、トナー付着量７．５ｇ／ｍ2 で転写ベルト４上に基準パッチ画像を形成した場合、正反射受光量と乱反射受光量の比は、０．０５７／０．０６６＝０．８６である。
【００８９】
規定粒径より小粒径のトナーで、トナー付着量７．５ｇ／ｍ2 で転写ベルト４上に基準パッチ画像を形成した場合、正反射受光量と乱反射受光量の比は、０．０６８／０．０６９＝０．９９である。
規定粒径より大粒径のトナーで、トナー付着量７．５ｇ／ｍ2 で転写ベルト４上に基準パッチ画像を形成した場合、正反射受光量と乱反射受光量の比は、０．０４６／０．０６３＝０．７３である。
【００９０】
この比率をトナー粒径判別のための基準のセンサ出力とし、該センサ出力（比率）が０．７９５以上０．９２５以下の場合は使用トナー粒径が規定粒径のもの、該センサ出力（比率）が０．７９５より小さいときは使用トナー粒径が規定粒径より大きいもの、該センサ出力（比率）が０．９２５より大きいときは使用トナー粒径が規定粒径より小さいものであることを示す（センサ出力（比率）−トナー粒径）関係テーブルを処理部Ｃｏｎｔ’のメモリｍに記憶させておく。この（センサ出力（比率）−トナー粒径）関係テーブルは既述の（基準パッチ画像濃度−トナー粒径）関係テーブルに相当するものである。
【００９１】
トナー付着量が多い現像特性の飽和領域の高付着量領域のトナーの場合、図５に示すように正反射光量が増加する傾向があり、また、前記表に示すとおり、トナー粒径によりトナー表面からの正反射光量が異なる。
【００９２】
このことについてさらに説明する。図６に、規定粒径、小粒径、大粒径の各トナー粒径のトナーにより作成されたパッチ画像上トナー付着量とセンサ１０の出力電圧の関係を示す。ここでのセンサ出力電圧は受光素子１０ｂから処理部Ｃｏｎｔ’へ入力される正反射光量検知入力ＶＢと受光素子１０ｃから処理部Ｃｏｎｔ’へ入力される乱反射光量検知入力ＶＣとの差分相当の電圧であり、図６にはセンサ１０出力電圧（Ｖｏ）として該差分を処理部Ｃｏｎｔ’で増幅した電圧を示してある。
【００９３】
すなわち、図５に示したトナー粒径によるトナー付着量と正反射、乱反射受光量を具体的に処理部Ｃｏｎｔ’で演算した結果を示したものである。なお、センサ発光素子１０ａの光量は、正反射部材である転写ベルト４の裸面を用いて、正反射受光量一乱反射受光量の差分増幅された演算結果がＶｏ＝４．５Ｖとなるように調整されている。
【００９４】
図６において、ａ特性はトナー粒径が規定範囲のものであり、特性ｂはトナー粒径小、特性ｃはトナー粒径大のものをあらわしている。
６．５ｇ／ｍ2 〜７．５ｇ／ｍ2 の高付着領域Ｈの基準パッチ画像からの反射光量は、特にトナー粒径により正反射光量の変化が乱反射光量の変化より大きいことが分かる。これは、粒径が小さいトナーほど、トナー表面からの正反射光量が大きくなるからである。      
【００９５】
本来地肌の転写ベルト面は正反射部材面であるが、６．５ｇ／ｍ2 〜７．５ｇ／ｍ2 のトナー高付着領域Ｈでは、トナー層でベルト面が覆われて正反射光量は無いに等しいはずであるが、トナー表面からの正反射分が増加する傾向にある。よって、この特性に基づきトナー粒径に応じて正反射光量と乱反射光量の比率が変化するのでトナー粒径の大小判別が可能である。
【００９６】
これらにより、トナーの粒径判別が可能となるので、図６に示した各トナー粒径におけるトナー付着量とセンサ出力電圧の関係より、判別可能のトナー粒径ごとに（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルを切り替え、画像安定化制御を行うことで、安定した良好な画像を形成することができる。
【００９７】
次表にトナー粒径別のトナー付着量とセンサ１０の出力電圧（差分相当電圧）の関係を示す。
【表２】
2008225143.tif 000004
【００９８】
この表から分かるように、パッチ画像におけるトナー付着量が同じであっても使用トナーの粒径が異なれば、センサ１０の出力が変化してくることが分かる。従って、トナー付着量６．５ｇ／ｍ2 〜７．５ｇ／ｍ2 の範囲内の予め定めた一定トナー飽和付着量（例えば７．５ｇ／ｍ2 ）の基準パッチ画像の該トナー付着量と該パッチ画像から得られるセンサ１０の出力（前記差分）の関係を示す（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルとして、ここでは、前記のように判別可能の使用トナーの粒径が規定範囲のものであるときに採用するテーブル、トナーの粒径が規定範囲のものより小径であるときに採用するテーブル、トナーの粒径が規定範囲のものより大径であるときに採用するテーブルの３種類のテーブルをメモリｍに記憶させておく。
【００９９】
そして、（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルをトナー粒径判別結果のトナー粒径に応じたテーブルに切り替えて採用する。そうすることで、トナー粒径が新品トナーカートリッジの投入、トナーカートリッジの交換、画像形成枚数が一定枚数に達する等してトナー粒径が変化するときでも、画像濃度の安定した良好なトナー画像を形成できる。
【０１００】
以上説明したプリンタＡでは画像濃度検出センサ１０は受光素子として正反射光受光素子１０ｂと乱反射光受光素子１０ｃとを含むものを採用したが、パッチ画像の濃度（トナー付着量）に応じた、且つ、トナー粒径に応じたセンサ出力を得られるのであれば、受光素子が一つのものでも構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明はトナー画像を形成する画像形成装置であって、形成されるトナー画像の濃度を、使用トナーの粒径に応じて安定化制御できる画像形成装置を提供することに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る画像濃度安定化制御を実施可能の本発明に係る画像装置例を示す図である。
【図２】画像濃度検出センサの構成の概略を示す図である。
【図３】画像形成装置の制御回路を示すブロック図であり、画像濃度検出センサの回路構成も併せて示す図である。
【図４】中間転写ベルト上パッチ画像のトナー付着量と現像出力（現像バイアス電圧）との関係（現像特性）例を示す図である。
【図５】パッチ画像におけるトナー付着量と画像濃度検出センサの正反射光受光素子及び乱反射光受光素子それぞれの検知出力の関係例をトナー粒径ごとに示す図である。
【図６】パッチ画像におけるトナー付着量と画像濃度検出センサの出力電圧（正反射光受光素子の検知出力と乱反射光受光素子の検知出力の差分）との関係例をトナー粒径ごとに示す図である。
【図７】図３に示す制御部による（トナー付着量−センサ出力）関係テーブルの切り替え処理を示すフローチャートである。
【図８】図３に示す制御部の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図９】図３に示す制御部の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
Ａ  カラープリンタ
Ｙ  イエロープロセスユニット
Ｍ  マゼンタプロセスユニット
Ｃ  シアンプロセスユニット
Ｋ  ブラックプロセスユニット
１１  感光体
１２  帯電器
１３  画像露光装置
１４  現像器
１４１  現像ローラ
ＰＹ、ＭＹ、ＣＹ、ＫＹ  現像バイアス電圧
１５  クリーニング装置
２  １次転写ローラ
３１  駆動ローラ
３２  対向ローラ
４    中間転写ベルト
Ｍ１  転写ベルト駆動モータ
４０  クリーナ
５１  ２次転写ローラ
６  定着装置
７  タイミングローラ対
ｓ１  タイミングセンサ
８  記録媒体供給カセット
８１  媒体供給ローラ
８２  記録媒体
９１  排出ローラ
９  排出トレイ
１０  画像濃度検出センサ
１０’透明板
１０”  ケース
１０ａ  発光素子
１０ｂ  正反射成分受光素子
１０ｃ  乱反射成分受光素子
Ｔｐ  トナーのパッチ画像
Ｋ  ブラックプロセスユニット
ＹＣ  イエロートナーカートリッジ
ＭＣ  マゼンタトナーカートリッジ
ＣＣ  シアントナーカートリッジ
ＫＣ  ブラックナーカートリッジ
Ｃｏｎｔ  制御部
Ｃｏｎｔ’  画像濃度検出センサ関係処理部
ｍ、ｍ’  メモリ
１００  操作パネル
１０１  スタートキー
１０２  テンキー等
１０３  画像濃度指定キー
１０４  液晶表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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