(57)【要約】【課題】補正処理時間の増大を従来技術より抑制しつつ、最適な濃度補正を実行することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部は、表面電位センサから感光体ドラム７の表面電位を示す検出信号を取込み（ステップ♯１）、その表面電位が予め定められた閾値より小さいか否かを判断する（ステップ♯２）。その結果、制御部６は、その表面電位が予め定められた閾値以上であると判断したときには（ステップ♯２でＮＯ）、低印字率の濃度パッチを用い、その濃度パッチに係るトナー濃度と現像バイアスとの関係に基づく濃度補正を実行し（ステップ♯３）、前記表面電位が予め定められた閾値より小さいと判断したときには（ステップ♯１でＮＯ）、高印字率の濃度パッチを用い、その濃度パッチに係るトナー濃度と現像バイアスとの関係に基づく濃度補正を実行する（ステップ♯４）。【選択図】図５
2008181093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を、現像バイアスを付与した現像剤を用いて現像させる現像部と、
前記像担持体上に形成された現像の濃度を直接的又は間接的に検出する濃度検出部と、
前記像担持体の表面電位を直接的又は間接的に検出する表面電位検出部と、
予め用意された現像濃度補正用パターンを前記像担持体上で現像化し、前記濃度検出部により検出された現像濃度補正用パターンの濃度に基づく前記現像バイアスの補正を行う現像バイアス補正部と、
印字率の異なる複数の現像濃度補正用パターンを記憶する現像濃度補正用パターン記憶部とを備え、
前記現像バイアス補正部は、前記表面電位検出部により検出された表面電位に応じて、前記像担持体上で現像化する対象の現像濃度補正パターンを変更する画像形成装置。
【請求項２】
前記現像バイアス補正部は、前記表面電位検出部により検出された表面電位が予め定められた閾値より小さいとき、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを、前記表面電位が前記閾値以上の場合に用いるものより高印字率側の現像濃度補正パターンに変更する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記表面電位検出部は、前記像担持体の駆動時間を計測する駆動時間計測部を備え、
前記現像バイアス補正部は、該駆動時間計測部により計測された駆動時間が所定時間に達すると、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを変更する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体に形成された静電潜像を、現像バイアスを付与した現像剤を用いて現像させる現像部と、前記像担持体上に形成された現像の濃度を直接的又は間接的に検出する濃度検出部と、前記像担持体の表面電位を直接的又は間接的に検出する表面電位検出部と、印字率の異なる複数の現像濃度補正用パターンを記憶する現像濃度補正用パターン記憶部とを備えた画像形成装置において、前記像担持体上で現像化する現像濃度を補正する現像濃度補正方法であって、
予め用意された現像濃度補正用パターンを前記像担持体上で現像化する現像ステップと、
前記濃度検出部により検出された現像濃度補正用パターンの濃度に基づく前記現像バイアスの補正を行う現像バイアス補正ステップとを含み、
現像バイアス補正ステップは、前記表面電位検出部により検出された表面電位に応じて、前記像担持体上で現像化する対象の現像濃度補正パターンを変更するサブステップを含む現像濃度補正方法。
【請求項５】
前記現像バイアス補正ステップにおいて、前記表面電位検出部により検出された表面電位が予め定められた閾値より小さいとき、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを、前記表面電位が前記閾値以上の場合に用いるものより高印字率側の現像濃度補正パターンに変更する請求項４に記載の現像濃度補正方法。
【請求項６】
前記表面電位検出部は、前記像担持体の駆動時間を計測する駆動時間計測部を備え、前記現像バイアス補正ステップは、該駆動時間計測部により計測された駆動時間が所定時間に達すると、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを変更する請求項４または５に記載の現像濃度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、帯電器により感光体ドラムの表面を一様に帯電し、露光器により読み取った原稿の画像に対応する静電潜像を感光体ドラムの表面に形成するとともに、この静電潜像の部分にトナーを付着させてトナー像として現像化し、転写器によりこの感光体ドラムに形成されたトナー像を記録紙に転写することにより、原稿の画像を記録紙面上に形成する電子写真方式を用いた画像形成装置が広く知られている。
【０００３】
この種の画像形成装置における画像形成動作を感光体の特性の温度変化や経時的変化が生じても安定して良好な状態に維持することを目的とした技術として、例えば下記特許文献１、２には、感光体状の電位データによりγ変換情報（階調補正情報）を変更する技術が提案されている。また、下記特許文献３には、表面電位、現像バイアス、トナー濃度、画像濃度、温度及び湿度のうち少なくとも１つの状態を検出し、その状態に応じた階調補正情報を変更する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２３３９７８号公報
【特許文献２】特開昭６２−２３５６８５号公報
【特許文献３】特開平９−１８７９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、ハーフの階調性をコントロールするために、所定の印字率を有する現像濃度補正用パターンを読み取って、この読み取った現像濃度補正用パターンの濃度に基づいて現像バイアスを制御するフィードバック制御を行っている。しかしながら、環境変化に伴う感光体ドラムの温湿度特性の変化や帯電器の帯電性能の変化に起因して、感光体ドラムの表面電位が低下する現象が発生することがある。このような現象が発生していない場合には、現像バイアスとトナー濃度との関係は線形性を示すが、前述のように感光体ドラムの表面電位が低下すると、特に低階調パターンにおいて現像バイアスとトナー濃度との線形性が失われ、この線形性を利用して所望の現像バイアスを設定することが困難となる。
【０００５】
なお、前記特許文献１，２のようなγ変換処理を用いた補正処理を行うことは補正処理時間の増大を招来する。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、補正処理時間の増大を従来技術より抑制しつつ、最適な濃度補正を実行することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、像担持体に形成された静電潜像を、現像バイアスを付与した現像剤を用いて現像させる現像部と、前記像担持体上に形成された現像の濃度を直接的又は間接的に検出する濃度検出部と、前記像担持体の表面電位を直接的又は間接的に検出する表面電位検出部と、予め用意された現像濃度補正用パターンを前記像担持体上で現像化し、前記濃度検出部により検出された現像濃度補正用パターンの濃度に基づく前記現像バイアスの補正を行う現像バイアス補正部と、印字率の異なる複数の現像濃度補正用パターンを記憶する現像濃度補正用パターン記憶部とを備え、前記現像バイアス補正部は、前記表面電位検出部により検出された表面電位に応じて、前記像担持体上で現像化する対象の現像濃度補正パターンを変更する画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、像担持体に形成された静電潜像を、現像バイアスを付与した現像剤を用いて現像させる現像部と、前記像担持体上に形成された現像の濃度を直接的又は間接的に検出する濃度検出部と、前記像担持体の表面電位を直接的又は間接的に検出する表面電位検出部と、印字率の異なる複数の現像濃度補正用パターンを記憶する現像濃度補正用パターン記憶部とを備えた画像形成装置において、前記像担持体上で現像化する現像濃度を補正する現像濃度補正方法であって、予め用意された現像濃度補正用パターンを前記像担持体上で現像化する現像ステップと、前記濃度検出部により検出された現像濃度補正用パターンの濃度に基づく前記現像バイアスの補正を行う現像バイアス補正ステップとを含み、現像バイアス補正ステップは、前記表面電位検出部により検出された表面電位に応じて、前記像担持体上で現像化する対象の現像濃度補正パターンを変更するサブステップを含む現像濃度補正方法である。
【０００９】
これらの発明によれば、表面電位検出部により直接的又は間接的に検出された表面電位に応じて、前記像担持体上で現像化する対象の現像濃度補正パターンを変更するようにしたので、従来技術のようにγ変換処理を用いた補正処理を行う場合に比して、補正処理時間の増大を従来技術より大幅に抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像バイアス補正部は、前記表面電位検出部により検出された表面電位が予め定められた閾値より小さいとき、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを、前記表面電位が前記閾値以上の場合に用いるものより高印字率側の現像濃度補正パターンに変更するものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の現像濃度補正方法において、前記現像バイアス補正ステップにおいて、前記表面電位検出部により検出された表面電位が予め定められた閾値より小さいとき、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを、前記表面電位が前記閾値以上の場合に用いるものより高印字率側の現像濃度補正パターンに変更するものである。
【００１２】
高印字率側の現像濃度補正パターンを前記像担持体上で現像化し、前記濃度検出部により検出された前記像担持体上の現像濃度補正用パターンの濃度を検出した場合、環境変化が発生しても、前記現像バイアスとトナー濃度との線形性が確保されている。
【００１３】
そこで、本発明のように、前記表面電位検出部により検出された表面電位が予め定められた閾値より小さいときには、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを、前記表面電位が前記閾値以上の場合に用いるものより高印字率側の現像濃度補正パターンに変更し、現像バイアスとトナー濃度との線形性が確保されている高印字率側の現像濃度補正パターンを、濃度補正に利用する現像濃度補正パターンとして採用することで、最適な濃度補正を実行することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記表面電位検出部は、前記像担持体の駆動時間を計測する駆動時間計測部を備え、前記現像バイアス補正部は、該駆動時間計測部により計測された駆動時間が所定時間に達すると、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを変更するものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の現像濃度補正方法において、前記表面電位検出部は、前記像担持体の駆動時間を計測する駆動時間計測部を備え、前記現像バイアス補正ステップは、該駆動時間計測部により計測された駆動時間が所定時間に達すると、前記像担持体上で現像化する現像濃度補正パターンを変更するものである。
【００１６】
これらの発明によれば、前記像担持体の駆動時間を計測し、この計測時間に基づいて前記像担持体の表面電位を間接的に検出する構成としたので、前記像担持体の表面電位を検出する構成を簡素化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、補正処理時間の増大を従来技術より大幅に削減しつつ、最適な濃度補正を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置を説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタにおける画像形成部の内部構造図、図２は、プリンタの電気的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１、図２に示すように、プリンタ１は、記録紙供給部２と、画像形成部３と、定着部４と、通信部５と、制御部６とを備える。記録紙供給部２は、図略の給紙カセットを備え、給紙カセットに積層状態で載置された記録紙を、バネ等からなる付勢機構により該記録紙側に付勢された図略の給紙ローラ等の回転動作により、最上位置の記録紙Ｐを１枚ずつ画像形成部３に給紙する。
【００２０】
通信部５は、当該プリンタ１と通信可能に接続された例えばパーソナルコンピュータ等の外部機器から送信される画像データの受信を始めとする各種データの通信処理を前記外部機器との間で行うものである。
【００２１】
画像形成部３は、図１に示すように、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム７と、前記感光体ドラム７の周囲にその回転方向に沿って、帯電器８、露光器９と、現像部１０、中間転写体１１、クリーニング部１２及び除電器１３とを備えており、電子写真プロセスによって感光体ドラム７上に所定のトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙Ｐに転写する。
【００２２】
帯電器８は、感光体ドラム７を一定極性（本実施形態では正極性）に帯電させるものである。
【００２３】
露光器９は、詳細には図示しないが、レーザ発光器及びポリゴンミラーを含むユニットと反射鏡とを備え、前記通信部５により受信した原稿の画像データに応じて強弱がつけられた光をレーザ発光器から出力し、ポリゴンミラー及び反射鏡を介して、正極性に帯電している感光体ドラム７の露光領域に照射して、感光体ドラム７の表面に画像ドットを形成するものである。この照射された光により、感光体ドラム７の表面電位を画像に応じて減少させて、感光体ドラム７の表面に、原稿画像データに応じた静電潜像を形成させる。この光照射は、ポリゴンミラーの回転によって、帯電器８と現像部１０との間の露光領域へ、回転する感光体ドラム７の幅方向（図１において紙面に垂直な方向）に繰り返して走査される。
【００２４】
現像部１０は、感光体ドラム７に対向配置された現像ローラと、トナーを格納した図略のトナーコンテナとを備え、光により感光体ドラム７上の正電荷が減少した（電位の減少した）静電潜像の部分に、現像領域において同極、即ち現像バイアスを印加して正帯電したトナーを、現像ローラを用いて付着させるものである。これにより、感光体ドラム７上に形成されていた静電潜像がトナーにより現像化されて、感光体ドラム７の表面に可視像（現像）としてのトナー像が形成される。なお、図１には、現像ローラのみを図示している。
【００２５】
中間転写体１１は、感光体ドラム７の回転にあわせて該感光体ドラム７における表面の接線方向に走行する部位を有する例えばベルト体を備えて成り、現像部１０により感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像が転写されるものである。
【００２６】
クリーニング部１２は、感光体ドラム７の幅方向寸法と略同等の長さに形成された図略のクリーニングブレードを備えて成り、図略の付勢手段の付勢力により、このクリーニングブレードの先端部を感光体ドラム７の表面に付勢することで、転写後の感光体ドラム７の表面に付着している残留トナーを掻き落とすように構成されている。
【００２７】
除電器１３は、詳細には図示しないが、感光体ドラム７の幅方向全域に渡って複数個のＬＥＤランプが１列または複数列に並んでアレイ状に構成されており、ＬＥＤランプ光を感光体ドラム７の表面に照射して、感光体ドラム７の残留電荷を除去するものである。
【００２８】
画像形成部３は、前記各部８〜１３の他に、表面電位センサ１４と、濃度センサ１５とを備える。表面電位センサ１４は、感光体ドラム７の表面電位を検出するものであり、本実施形態では、コストやサイズを考慮して、前記帯電器８に搭載される図略の帯電ローラに帯電バイアスを印加したときの帯電電流（ＤＣ電流）を検出することで間接的に感光体ドラム７の表面電位を検出する構成が採用されている。
【００２９】
濃度センサ１５は、現像部１０の現像処理により感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像のトナー濃度を測定するものである。本実施形態の濃度センサ１５は、感光体ドラム７から中間転写体１１に転写されたトナー像に対してトナー濃度の測定を行うことで、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像のトナー濃度を間接的に測定するようにしているが、この形態に限らず、感光体ドラム７の表面に形成されたトナー像に対して直接的にトナー濃度の測定を行う構成も採用可能である。濃度センサ１５は、例えば図３に示すような構成を有する。
【００３０】
図３に示すように、濃度センサ１５は、中間転写体１１を構成するベルト体の走行軌跡上の定点Ｐを通る法線Ｇの両側に第１、第２光学系１５１，１５２を配置した構成を有している。第１光学系１５１は、前記ベルト体の表面の前記定点Ｐに向けて光を出力する光源部１５３と、光源部１５３から出力された光を第１、第２偏光成分に分光するビームスプリッタ１５４と、ビームスプリッタ１５４からの一方の偏光成分を受光する受光部１５５とを備える。第１、第２偏光成分は、ブラックトナー画像に対して大きな出力が得られるＰ波と、マゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーのカラートナー画像に対して大きな出力が得られるＳ波である。
【００３１】
光源部１５３は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えて構成されており、前記法線Ｇに対して角度θをなす態様で前記ベルト体の表面における前記定点Ｐに向けてＰ波及びＳ波を同量ずつ含む光を出力する。受光部１５５は、光源部１５３の出力動作を制御するために設置されたものであり、後述する制御部６は、受光部１５５の出力信号が常に一定となるように、光源部１５３の出力光を制御する。
【００３２】
第２光学系１５２は、前記ベルト体の表面から反射されてきた光を第１、第２偏光成分に分光するビームスプリッタ１５６と、該ビームスプリッタ１５６により分光された第１、第２偏光成分のうち第１偏光成分の光を受光する第１受光部１５７と、前記第１、第２偏光成分のうち第２偏光成分の光を受光する第２受光部１５８とを備えて構成されている。
【００３３】
前記ベルト体の表面で反射された光は、前記法線Ｇとのなす角度が入射角θと同一角度近傍の正反射光とそれ以外の拡散光とを含み、前記ベルト体の表面に付着するトナーの量に応じて、拡散光成分の割合が増加して第１、第２受光部１５７，１５８により受光される第１、第２偏光成分の比が変化する。濃度センサ１５は、この原理を利用して構成されたものである。
【００３４】
すなわち、濃度センサ１５は、第１、第２受光部１５７，１５８で受光した第１、第２偏光成分の比に対応するアナログ電圧で出力するものであり、前記ベルト体の表面にトナーが無いときに第１受光部１５７により受光される第１偏光成分が最大となって、前記出力電圧が最大値となり、前記ベルト体の表面上におけるトナーの量が増加するにしたがって第１偏光成分の光量が減少して、前記出力電圧が低下する。後述する制御部６は、濃度センサ１５の出力信号に基づいて、前記ベルト体の表面に付着しているトナーの量を推定する。
【００３５】
図２に戻り、定着部４は、トナー像が転写された記録紙Ｐを加圧及び加熱することにより記録紙Ｐに転写されたトナーを該記録紙に定着させる定着処理を行うものであり、詳細には図示しないが、熱遮蔽ボックスと、ヒータを内蔵し、熱遮蔽ボックス内の上部に配設された定着ローラと、熱遮蔽ボックス内の下部において定着ローラに圧接して配設された加圧ローラとを備える。
【００３６】
制御部６は、図略のＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理部）に、そのＣＰＵの動作を規定するプログラムを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、並びに一時的にデータを保管するＲＡＭ等の記憶部などの周辺装置を有している。これによって、制御部６は、図略の操作部等で受け付けられた指示情報や、プリンタ１の各所に設けられているセンサからの検出信号に応じて、該プリンタ１全体の制御を行う。
【００３７】
ところで、このような構成を有するプリンタ１では、当該プリンタ１を構成する各部が基準時（例えば工場出荷時）と同等の状態を維持していれば、前記現像バイアスと前記ベルト体に形成されるトナー像のトナー濃度との関係も前記基準時と略同一の状態が維持され、所望の現像バイアスに対応するものとして予め設定された所定の現像バイアスで現像動作を行った場合、中間転写体１１のベルト体には前記所望のトナー濃度を有するトナー像が形成される。しかし、当該プリンタ１を構成する各部の状態が基準時（例えば工場出荷時）と同等の状態から変化した場合、前記現像バイアスと前記ベルト体に形成されるトナー像のトナー濃度との関係が前記基準時における関係から変化し、前記所定の現像バイアスを印加しても所望のトナー濃度のトナー像が得られなくなることがある。
【００３８】
そこで、本実施形態のプリンタ１は、例えば待機時間（原稿の画像の出力を行っていない期間）に、前記現像バイアスと前記ベルト体に形成されるトナー像のトナー濃度との関係が前記基準時のものから変化しているか否かの確認を行い、前記現像バイアスと前記ベルト体に形成されるトナー像のトナー濃度との関係が変化していることを検出した場合には、感光体ドラム７の特性の温度変化や経時的変化等が生じても画像形成動作を安定して良好な状態に維持させるため、濃度補正の１つとして、以下に説明する現像バイアスの調整を行うように設計されている。前記現像バイアスと前記ベルト体に形成されるトナー像のトナー濃度との関係が変化しているか否かの確認（以下、現像バイアスの調整要否確認という）は、例えば次のようにして行われる。
【００３９】
プリンタ１は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から受信した画像データとは異なる現像バイアス調整用の画像データを制御部６（後述するパッチ記憶部６１）に予め記憶しており、前記現像バイアスの調整要否確認を行うとき、現像バイアス調整用の画像データを中間転写体１１のベルト体の表面に濃度パッチ（前記現像濃度補正用パターンに相当）として出力する。図４は、この濃度パッチの一例を示す図であり、図４（ａ）は、低印字率（例えば２５％）の濃度パッチの一例、図４（ｂ）は、高印字率（例えば１００％）の濃度パッチの一例である。印字率とは、画像の濃度を微小な点の数で表現するとき、単位面積あたりの点の数に相当するものであり、図４（ａ），（ｂ）に示すように、低印字率の濃度パッチは高印字率の濃度パッチに比してトナー濃度が小さい。
【００４０】
このように、プリンタ１は、印字率の異なる濃度パッチを示す画像データを制御部６（後述するパッチ記憶部６１）に予め記憶している。なお、ここでは、２つの印字率を有する濃度パッチを示したが、プリンタ１は、３つ以上の印字率を有する濃度パッチを示す画像データを保持していてもよい。
【００４１】
また、本実施形態においては、印字率毎に複数の現像バイアスが設定されており、プリンタ１は、印字率毎に設定された各現像バイアスにより、図４（ａ），（ｂ）に示すように、同一の印字率であってもトナー濃度が異なる濃度パッチを前記ベルト体の表面に形成可能とされている。
【００４２】
図４（ａ）においては、低印字率の濃度パッチを示す一つの画像データ（制御部６に記憶されている）に対して、３つの現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２（Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２）が設定されている例を示している。  図４（ｂ）においては、高印字率の濃度パッチを示す他の一つの画像データ（制御部６に記憶されている）に対して、３つの現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２（Ｖ０＜Ｖ１＜Ｖ２）が設定されている例を示している。
【００４３】
すなわち、図４（ａ）に示す濃度パッチＰ１は、プリンタ１が現像バイアスＶ０で低印字率の濃度パッチの画像データを用いて濃度パッチの形成動作を行ったときの濃度パッチであり、図４（ａ）に示す濃度パッチＰ２は、プリンタ１が現像バイアスＶ１で低印字率の濃度パッチの画像データを用いて濃度パッチの形成動作を行ったときの濃度パッチであり、図４（ａ）に示す濃度パッチＰ３は、プリンタ１が現像バイアスＶ２で低印字率の濃度パッチの画像データを用いて濃度パッチの形成動作を行ったときの濃度パッチである。また、図４（ｂ）に示す濃度パッチＰ４は、プリンタ１が現像バイアスＶ０で高印字率の濃度パッチの画像データを用いて濃度パッチの形成動作を行ったときの濃度パッチであり、図４（ｂ）に示す濃度パッチＰ５は、プリンタ１が現像バイアスＶ１で高印字率の濃度パッチの画像データを用いて濃度パッチの形成動作を行ったときの濃度パッチであり、図４（ｂ）に示す濃度パッチＰ６は、プリンタ１が現像バイアスＶ２で高印字率の濃度パッチの画像データを用いて濃度パッチの形成動作を行ったときの濃度パッチである。なお、現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２は、例えば３５０（Ｖ），４００（Ｖ），４５０（Ｖ）であり、印字率毎に複数の現像バイアスを設定している理由については後述する。
【００４４】
このような濃度パッチの画像データを保持するプリンタ１において、通常（感光体ドラム７の表面電位が予め定められた閾値以上であるとき）の前記現像バイアスの調整要否確認時においては、中間調（ハーフトーン）の画像の濃度を適正化するため、前記ベルト体に形成する濃度パッチとして、高印字率の濃度パッチと低印字率の濃度パッチのうち低印字率の濃度パッチを採用し、該濃度パッチの濃度を濃度センサ１５で測定し、その測定濃度に応じて前記現像バイアスを調整する。
【００４５】
具体的には、プリンタ１は、制御部６（パッチ記憶部６１）に記憶されている低印字率の濃度パッチの画像データを用い、走行している前記ベルト体に前記各現像バイアスを時間的にずらしてそれぞれ印加し、トナー濃度が互いに異なる複数の濃度パッチを形成する動作を行う。これにより、前記ベルト体の表面には該ベルト体の走行方向に沿って、前記各現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２に対応した濃度パッチＰ１〜Ｐ３が前記ベルト体の表面に形成される。前記濃度パッチＰ１〜Ｐ３が前記ベルト体の表面に形成されると、濃度センサ１５は、各濃度パッチＰ１〜Ｐ３のトナー濃度を測定する。
【００４６】
図５は、基準時（例えば工場出荷時）及び前記現像バイアスの調整要否確認時において、現像バイアス毎に得られるトナー像のトナー濃度を示すグラフであり、ここでは、前記基準時に、現像バイアスＶ０によりトナー濃度Ｔ０の濃度パッチが得られ、現像バイアスＶ１によりトナー濃度Ｔ１の濃度パッチが得られ、現像バイアスＶ２によりトナー濃度Ｔ２の濃度パッチが得られたことを前提とする。図５における点Ａ，Ｂ，Ｃは、前記各現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２とトナー濃度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２との組合せを示す点である。この図５に示すように、トナー濃度は現像バイアスに比例する（現像バイアスとトナー濃度とは線形性を有する）。したがって、これらの点Ａ，Ｂ，Ｃはいずれも直線Ｌ１上の点となる。
【００４７】
当該プリンタ１における各部の状態変化が発生すると、前記各現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２により得られるトナー像のトナー濃度のうち少なくとも２つは前記トナー濃度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２からずれ（例えばＡ’，Ｂ’，Ｃ’の状態となり）、当該プリンタ１における各部の状態変化が発生していなければ例えば現像バイアスＶ１で目標値Ｔ１が得られる処、前期目標値Ｔ１が得られる現像バイアスが変化する（現像バイアスＶｘ）。
【００４８】
ただし、感光体ドラム７の表面電位が前記基準時から低下していなければ、当該プリンタ１の各部の状態が基準時（例えば工場出荷時）と同等の状態から変化した状態が発生したとしても、点Ａ’，Ｂ’，Ｃ’は、いずれも直線Ｌ１’上の点となり、現像バイアスとトナー濃度との線形性は維持されることが多い。
【００４９】
プリンタ１は、この線形性を利用して前記目標値Ｔ１を得るための現像バイアスＶｘを算出する。すなわち、トナー濃度の変化後も現像バイアスとトナー濃度とは比例関係にあるから、例えば、点Ａ’における現像バイアスＶ０及びトナー濃度Ｔ０’と点Ｂ’における現像バイアスＶ１及びトナー濃度Ｔ１’とを用いた下記演算式（１）が成立し、
（Ｔ１−Ｔ０’）／（Ｖｘ−Ｖ０）＝（Ｔ１’−Ｔ１）／（Ｖ１−Ｖｘ）      ・・・（１）
プリンタ１は、前記演算式（１）を用いてトナー濃度Ｖｘを算出する。印字率毎に複数の現像バイアスを設定しているのは、現像バイアスとトナー濃度との組み合わせを複数得て、前述の線形性を利用した演算（前記式（１）による演算）を行うためである。
【００５０】
ところが、感光体ドラム７の表面電位が前記基準時より低下すると、例えば図６のグラフＬ１”に示すように、現像バイアスに比例して増大したトナー濃度の濃度パッチが得られず、現像バイアスとトナー濃度との線形性が失われる。その結果、所望のトナー濃度を得るための現像バイアスを、前記線形性（例えば前記式（１））を利用して設定することができず、適切な現像バイアスの調整、ひいては正確な濃度補正を行うことができなくなる。
【００５１】
一方、前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整を行う際に、前述のように低印字率の濃度パッチを用いるのではなく高印字率の濃度パッチを用いた場合には、画像形成動作を感光体ドラム７の特性の温度変化や経時的変化が生じたとしても、現像バイアスとトナー濃度との線形性がほぼ保たれる。
【００５２】
すなわち、図６の直線Ｌ２は、前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整に高印字率の濃度パッチを用いた場合の前記基準時における各現像バイアスとトナー濃度との組み合わせを示す点が通る直線であるが、この基準時の状態より感光体ドラム７の表面電位が低下したとしても、前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整に高印字率の濃度パッチを用いた場合、図7に示すように、各現像バイアスとトナー濃度との関係は例えば直線Ｌ２’で示す関係となり前記直線Ｌ２で示す関係とは一致しなくなるものの、線形性は保たれる。
【００５３】
そこで、本実施形態では、感光体ドラム７の表面電位が予め定められた正常範囲内にあるときには、低印字率の濃度パッチを用いて前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整を実行するが、前記表面電位が前記正常範囲外にあるときには、高印字率の濃度パッチを用いて前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整を実行するようにしている。
【００５４】
このような構成を実現すべく、制御部６は、パッチ記憶部６１と、表面電位判定部６２と、パッチ選択部６３と、濃度補正部６４とを機能的に備える。
【００５５】
パッチ記憶部６１は、例えば図４の濃度パッチＰ１〜Ｐ６のように、前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整に用いる複数種類のパッチの画像データを記憶するものである。なお、以下の説明では、説明の簡単化のため、パッチ記憶部６１は、低印字率の濃度パッチの画像データと高印字率の濃度パッチの画像データとの２種類の濃度パッチの画像データを記憶しているものとする。
【００５６】
表面電位判定部６２は、前記表面電位センサ１４の検出信号が示す表面電位と、予め定められた閾値との大小関係を判定するものである。
【００５７】
パッチ選択部６３は、表面電位判定部６２により前記表面電位センサ１４の検出信号が示す表面電位が予め定められた閾値より大きいと判定されたとき（感光体ドラム７の表面電位が予め定められた正常範囲内にあるとき）には、前記パッチ記憶部６１に記憶された濃度パッチのうち低印字率の濃度パッチを選択する一方、前記表面電位センサ１４の検出信号が示す表面電位が予め定められた閾値より小さいと判定されたとき（感光体ドラム７の表面電位が予め定められた正常範囲外にあるとき）には、前記高印字率の濃度パッチを選択するものである。
【００５８】
濃度補正部６４は、パッチ選択部６３により選択されたパッチを用いて、濃度センサ１５の出力信号が示す濃度値に基づく濃度補正を行うものである。すなわち、パッチ選択部６３により低印字率の濃度パッチが選択された場合であって、濃度補正部６４が現像バイアスとトナー濃度との関係を示す直線が例えば図５に示す直線Ｌ１から直線Ｌ１’に変化して現像バイアスの調整が必要と判断したときには、濃度補正部６４は、該直線Ｌ１’上の点Ａ’，Ｂ’，Ｃ’に対応する現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２及びトナー濃度Ｔ０’，Ｔ１’，Ｔ２’と前記式（１）とを用いて、トナー濃度の目標値Ｔ１が得られる現像バイアスＶｘを算出する。
【００５９】
一方、パッチ選択部６３により高印字率の濃度パッチが選択された場合であって、濃度補正部６４が現像バイアスとトナー濃度との関係を示す直線が、例えば図７に示す直線Ｌ２から直線Ｌ２’に変化して現像バイアスの調整が必要と判断したときには、濃度補正部６４は、該直線Ｌ２’上の点Ｄ’，Ｅ’，Ｆ’に対応する現像バイアスＶ０，Ｖ１，Ｖ２及びトナー濃度Ｔ３’，Ｔ４’，Ｔ５’と前記式（１）と同等の演算式とを用いて、トナー濃度の目標値Ｔ４が得られる現像バイアスＶｙを算出する。なお、この目標値Ｔ４は、低印字率の濃度パッチにおける印字率と高印字率の濃度パッチにおける印字率との比と、低印字率の濃度パッチを採用する場合のトナー濃度の目標値Ｔ１とにより決定する値である。
【００６０】
図８は、制御部６の濃度補正処理を示すフローチャートである。
【００６１】
図８に示すように、制御部６は、表面電位センサ１４から感光体ドラム７の表面電位を示す検出信号を取込み（ステップ♯１）、その表面電位が予め定められた閾値より小さいか否かを判断する（ステップ♯２）。その結果、制御部６は、前記表面電位が予め定められた閾値以上であると判断したときには（ステップ♯２でＮＯ）、低印字率の濃度パッチを用いて濃度補正（前記現像バイアスの調整要否確認や現像バイアスの調整）を実行し（ステップ♯３）、前記表面電位が予め定められた閾値より小さいと判断したときには（ステップ♯１でＮＯ）、高印字率の濃度パッチを用いて前記濃度補正を実行する（ステップ♯４）。
【００６２】
以上のように、感光体ドラム７の表面電位が前記予め定められた閾値より低くなったときには、濃度補正を実行する際に用いる濃度パッチを通常利用する低印字率の濃度パッチから高印字率の濃度パッチに切り替え、その切り替えた濃度パッチを用いて濃度補正を行う構成を採用したので、従来のようにγ変換処理を用いた補正処理を行う場合に比して、補正処理時間の増大を従来技術より大幅に削減しつつ、最適な濃度補正を設定することができる。
【００６３】
なお、前記実施形態では、前記帯電器８に搭載される図略の帯電ローラに帯電バイアスを印加したときの帯電電流（ＤＣ電流）を検出することで間接的に感光体ドラム７の表面電位を検出する構成を採用したが、この構成に限らず、感光体ドラム７の回転駆動時間を計測する回転駆動時間計測部６５（図２参照）を設け、この回転駆動時間計測部６５により計測した回転駆動時間を用いて感光体ドラム７の表面電位を間接的に検出する構成を採用してもよい。すなわち、前記パッチ選択部６３は、前記回転駆動時間計測部６５により計測した回転駆動時間が所定時間に達すると、感光体ドラム７の表面電位が、前記表面電位判定部６２による判定で用いる前記閾値に達するものとみなし、濃度補正に用いる濃度パッチを、低印字率のものから高印字率のものに切り替えるようにしてもよい。
【００６４】
また、前記実施形態では、低印字率の濃度パッチと高印字率の濃度パッチとの２種類の濃度パッチを予め用意するとともに、検出した感光体ドラム７の表面電位と比較する閾値を１つ設け、感光体ドラム７の表面電位と閾値との大小に応じて、採用する濃度パッチを前記２種類の印字率の濃度パッチ間で切り替えるようにしたが、濃度パッチの印字率を３種類以上設けると共に、検出した感光体ドラム７の表面電位と比較する閾値を複数個設け、感光体ドラム７の表面電位と各閾値との大小に応じて、採用する濃度パッチの印字率を前記複数の濃度パッチの印字率の中から選択し、その印字率の濃度パッチを用いて濃度補正を実行するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、前記実施形態では、前記現像バイアスの調整要否確認を行うようにしたが、これに限らず、前記現像バイアスの調整要否確認を行うことなく、前記演算式（１）を用いて算出するようにしてもよい。
【００６６】
また、図１に示す感光体ドラム７や現像部１０等が複数組設けられ、各組により異なる色のトナー像を中間転写体１１に形成するように構成された画像形成装置にあっては、色ごとに、複数種類の印字率を有する濃度パッチの画像データを設けておき、色毎に図８に示す濃度補正処理を実行するように構成するとよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるプリンタにおける画像形成部の内部構造図である。
【図２】プリンタの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】中間転写体に描く濃度パッチのトナー濃度と現像バイアスとの関係を示す図である。
【図４】（ａ）は、低印字率（例えば２５％）の濃度パッチの一例、（ｂ）は、高印字率（例えば１００％）の濃度パッチの一例を示す図である。
【図５】低印字率の濃度パッチが選択された場合の現像バイアスとトナー濃度との関係を示す図である。
【図６】感光体の表面電位低下時の現象を説明する図である。
【図７】高印字率の濃度パッチが選択された場合の現像バイアスとトナー濃度との関係を示す図である。
【図８】制御部の濃度補正処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１  プリンタ
２  記録紙供給部
３  画像形成部
４  定着部
５  通信部
６  制御部
７  感光体ドラム
８  帯電器
９  露光器
１０  現像部
１１  中間転写体
１２  クリーニング部
１３  除電器
１４  表面電位センサ
１５  濃度センサ
６１  パッチ記憶部
６２  表面電位判定部
６３  パッチ選択部
６４  濃度補正部
６５  回転駆動時間計測部
１５１，１５２  第１、第２光学系
１５３  光源部
１５４，１５６  ビームスプリッタ
１５５，１５７，１５８  受光部
【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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