(57)【要約】【課題】画像形成に用いないトナーの消費量を抑制し、且つ、環境変動などによる現像装置の現像能力の変化に対処して、一定の画像濃度を得ることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供する。【解決手段】第１の目標出力値補正手段がトナー入換え量に基づき画像濃度制御条件を算出するときに用いる算出パラメータを、トナーパターンの検出結果に基づき修正する。これにより、第１の目標出力値補正手段を実行することで、環境など外乱の変動とトナー入換量の変動との両方の影響による画像濃度変動を抑制することができ、画像濃度を安定化することができる。【選択図】図１
2008151896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
形成された画像の画像濃度が所定の画像濃度となるように設定された画像濃度制御条件に応じて、各装置を制御する画像濃度制御手段と、
該像担持体と接触する位置に設けられ、複数の張架部材によって張架されるベルト部材と、を備えた画像形成装置において、
該ベルト部材上に形成されたトナーパターンを検出するトナーパターン検出手段と、
所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段と、
該情報検出手段の検出結果と画像濃度制御条件を算出するために用いられる所定の算出パラメータとに基づいて、上記複数の画像濃度制御条件を算出して、該算出した画像濃度制御条件に変更する画像濃度制御条件変更手段と、
該トナーパターン検出手段の検出結果に基づいて該算出パラメータを変更する算出パラメータ変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記画像濃度制御条件変更手段が算出した画像濃度制御条件が、予め定めた上限閾値以上の場合、および予め定められた下限閾値以下の場合に、該画像濃度制御条件変更手段が変更する画像濃度制御条件と異なる画像濃度制御条件を修正する画像濃度制御条件修正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記画像濃度制御条件修正手段が修正する画像濃度制御条件は、現像バイアスであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記画像濃度制御条件修正手段が修正する画像濃度制御条件は、上記潜像形成手段の上記像担持体上に潜像を形成するときの出力パラメータであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
上記画像濃度制御条件変更手段と上記算出パラメータ変更手段との実行間隔が異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記画像濃度制御条件変更手段よりも上記算出パラメータ変更手段の実行間隔が長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、
上記算出パラメータは、自由度１のパラメータであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、
上記算出パラメータ変更手段は、上記トナーパターン検出手段の検出結果に基づいて算出された画像濃度制御条件と、上記画像濃度制御条件変更手段よって変更された画像濃度制御条件との比に基づいて、上記算出パラメータを変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
上記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を検出するものであって、
上記画像濃度制御条件変更手段は、上記情報検出手段の検出結果から得られる上記所定期間内に形成した画像の画像面積または画像面積率の移動平均値に基づいて、上記画像濃度制御条件を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
上記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を、上記現像装置の所定期間の駆動時間で除算した値を検出するものであって、
上記画像濃度制御条件変更手段は、上記情報検出手段の検出結果から得られる上記所定期間内における画像の画像面積または画像面積率を、上記現像装置の所定期間の駆動時間で除算した値の移動平均値に基づいて、上記画像濃度制御条件を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項９または１０の画像形成装置において、
上記移動平均値Ｍ（ｉ）は、下記の数式に基づいて算出されるものであることを特徴とする画像形成装置。
Ｍ（ｉ）＝（１／Ｎ）×｛Ｍ（ｉ−１）×（Ｎ−１）＋Ｘ（ｉ）｝
ただし、「Ｎ」は画像面積または画像面積率のサンプリング数であり、「Ｍ（ｉ−１）」は前回算出した移動平均値であり、「Ｘ（ｉ）」は今回検出した情報検出手段の検出結果である。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれかの画像形成装置において、
上記現像装置内にトナーを補給するトナー補給手段と、該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを有し、
上記画像濃度制御手段は、該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー補給手段を制御するトナー濃度制御手段を有し、
上記画像濃度制御条件変更手段が変更する上記画像濃度制御条件は、上記トナー濃度制御基準値であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像形成装置において、
上記画像濃度制御条件変更手段は、上記情報検知手段の検出結果に基づき、上記所定期間内における上記現像装置内のトナー入換量が基準量よりも多い場合には、トナー濃度を低くするように上記トナー濃度制御基準値を変更し、該所定期間内における該現像装置内のトナー入換量が基準量よりも少ない場合には、該トナー濃度を高くするように該トナー濃度制御基準値を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、
上記トナー入換量が、予め定めた第１の閾値よりも多い場合及び予め定められた第２の閾値よりも少ない場合には、上記算出パラメータ変更手段による上記算出パラメータの変更間隔を、それ以外の場合よりも短くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
潜像を担持する像担持体と、
該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
該像担持体と接触する位置に設けられた、複数の張架部材によって張架されるベルト部材と、を備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、
所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段の検出結果と、トナーパターン検出手段によって検出された上記ベルト部材上に形成されたトナーパターンの検出結果に基づいて設定された算出パラメータと、に基づいて画像濃度制御条件を変更し、この変更された画像濃度制御条件に応じて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とする画像濃度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び画像濃度制御方法に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアとで構成された２成分現像剤を用いて画像形成を行うものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーと磁性キャリアとから構成される２成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を現像剤担持体上に保持し、その現像剤により現像剤担持体内部に設けられた磁極により磁気ブラシを形成して、その磁気ブラシにより潜像担持体上の潜像を摺擦して現像を行う２成分現像方式が広く知られている。２成分現像方式は、カラー化が容易なことから現在広く利用されている。
【０００３】
また、画像形成装置においては、一般に、常に一定の画像濃度が得られるように画像形成を行うことが重要である。画像濃度は、主として現像装置の現像能力によって決まる。この現像能力とは、現像時に潜像に対してどの程度のトナーを付着させることができるかを示す能力であり、現像装置内における現像剤中のトナー濃度、潜像担持体表面の潜像と現像バイアスが印加される現像剤担持体表面との電位差である現像ポテンシャル等の現像条件や、現像に寄与するトナーの帯電量によって変化する。このため、通常の画像形成装置は、常に一定の画像濃度が得られるように、トナー濃度、書込み光、現像バイアスなどの画像濃度制御条件を制御している。例えば、現像装置内における現像剤中のトナー濃度は、トナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段の出力値に基づいて、トナー補給動作を制御し、現像剤中のトナー濃度がトナー濃度制御基準値となるようにトナー濃度制御を行っている。また、現像ポテンシャルに対するトナー付着量を示す関係式の傾き（現像γ）から、画像濃度が一定となる適正な現像ポテンシャルを求め、適正な現像ポテンシャルとなるように書込み光、現像バイアスを制御している。
【０００４】
このように、画像濃度制御条件たるトナー濃度、現像ポテンシャル（書込み光、現像バイアス）は、適正な画像濃度を狙って所定の目標値に制御することは、比較的容易であるが、現像に寄与するトナーの帯電量を適正な画像濃度を狙って所定の目標値に制御することは困難である。そのため、現像ポテンシャルを一定にし、かつ、トナー濃度が一定となるように画像濃度制御したとしても、現像能力を一定にすることができずに適正な画像濃度が得られないという不具合が発生する。
【０００５】
具体的に説明すると、例えば画像面積率の低い画像を出力した場合、その現像によって消費されたトナーの量は比較的少ないので、所望のトナー濃度に維持すべく補給されるトナーの量が少ない。そのため、現像装置内に比較的長い時間存在しているトナーの量が多い。現像装置内に比較的長い時間存在しているトナーは、撹拌作用を長く受けているため、現像に寄与するトナーの多くが所望の帯電量以上に帯電されたものとなる。よって、キャリアからトナーを静電的に引き剥がすときの力が大きくなり、現像能力が比較的低いものとなる。これに対し、画像面積率の高い画像を出力した場合には、十分に帯電されていない補給されたばかりの新しいトナーが多く存在し、現像に寄与するトナーの中における所望の帯電量まで十分に帯電されていないトナーが占める割合が多い。その結果、キャリアからトナーを静電的に引き剥がすときの力が小さくなり、現像能力は比較的高いものとなる。特に、近年は現像装置の小型化の要求に応えるべく現像装置内に保有する現像剤の量をなるべく少なくする傾向にある。そのため、画像面積率の高い画像を出力した後に行われる画像形成時において、所望の帯電量まで十分に帯電されていないトナーが現像に寄与する割合がより多くなっている。よって、画像面積率の高い画像を出力した後の画像形成時における現像能力は比較的高くなりやすい。
【０００６】
以上のように、画像面積率の低い画像を連続出力する場合と画像面積率の高い画像を連続出力する場合とでは、その後のトナー補給により現像装置内に存在する新しいトナーの比率が異なることから、現像能力に違いが生じてくる。よって、現像ポテンシャルを一定にし、かつ、トナー濃度が一定となるように画像濃度制御したとしても、現像能力を一定にすることができずに一定の画像濃度が得られないという不具合が発生する。
【０００７】
この不具合を抑制し得るものとしては、例えば特許文献１や特許文献２に記載された画像形成装置が挙げられる。この画像形成装置は、画像濃度制御条件たる現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段を有し、そのトナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度制御基準値とを比較してその比較結果に基づいてトナー補給装置を制御し、現像装置内の２成分現像剤のトナー濃度が所望のトナー濃度となるように制御する。そして、非画像部に形成した基準トナーパターンの濃度を検知することにより、当該基準トナーパターン形成時における画像濃度を把握し、その検知結果に基づいてトナー濃度制御基準値を補正する。この方法によれば、その補正後のしばらくの期間は所望の画像濃度で画像形成を行うことが可能である。よって、基準トナーパターンの形成及びその検知結果に応じたトナー濃度制御基準値の補正を定期的に行うことで、一定の画像濃度を得ることが可能である。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５７−１３６６６７号公報
【特許文献２】特開平２−３４８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１や特許文献２に記載された画像形成装置においては、トナー濃度制御基準値の補正を行うためには、その都度、基準トナーパターンを形成しなければならない。そのため、画像形成に用いないトナーの消費量が増大してしまうという問題が生じる。
【００１０】
本出願人は、上記問題を解決するために、特願２００５−３２７６４７号（以下、「先願」という。）に記載の画像形成装置を提案した。詳しく説明すると、前記先願に記載された画像形成装置は、所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報、例えば出力された画像の画像面積率、を検出する情報検出手段を有している。この情報検出手段の検出結果によって、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握し、現像装置の現像能力を把握する。そして、情報検出手段の検出結果に基づいて、トナー濃度制御基準値補正手段によってトナー濃度制御基準値の補正を行い、現像装置内のトナー濃度を調整することで、一定の画像濃度を得る。前記先願の画像形成装置において、トナー濃度制御基準値の補正に用いるトナー入換量の情報は、出力された画像の画像面積率を検出するなどトナーを消費しないで検出できるので、画像形成に用いないトナーの消費量が増大するのを抑制できる。
【００１１】
しかしながら、前記先願では、所定期間内における現像装置内のトナー入換量以外の要因、例えば環境変動や放置時間などによって現像装置の現像能力が変化しても、それらに対して対処することができない。そのため、前記先願で提案した発明だけでは、画像濃度を適切に制御できないといった問題が生じる。
【００１２】
なお、上述の問題は、トナー入換量の情報に基づいて、画像濃度制御条件であるトナー濃度のトナー濃度制御基準値を補正するものに限定されるものではない。例えば、画像濃度制御条件としてのトナー濃度、現像バイアスの制御基準値を一定とし、画像濃度制御条件としての書込み光の制御基準値をトナー入換量の情報に基づいて、補正するものであっても、同様な問題が生じる。また、画像濃度制御条件としてのトナー濃度、書込み光の制御基準値を一定とし、画像濃度制御条件としての現像バイアスの制御基準値をトナー入換量の情報に基づいて、補正するものであっても、同様な問題が生じる。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像形成に用いないトナーの消費量を抑制し、且つ、環境変動などによる現像装置の現像能力の変化に対処して、一定の画像濃度を得ることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、形成された画像の画像濃度が所定の画像濃度となるように設定された画像濃度制御条件に応じて、各装置を制御する画像濃度制御手段と、該像担持体と接触する位置に設けられ、複数の張架部材によって張架されるベルト部材と、を備えた画像形成装置において、該ベルト部材上に形成されたトナーパターンを検出するトナーパターン検出手段と、所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段と、該情報検出手段の検出結果と画像濃度制御条件を算出するために用いられる所定の算出パラメータとに基づいて、上記複数の画像濃度制御条件を算出して、該算出した画像濃度制御条件に変更する画像濃度制御条件変更手段と、該トナーパターン検出手段の検出結果に基づいて該算出パラメータを変更する算出パラメータ変更手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記画像濃度制御条件変更手段が算出した画像濃度制御条件が、予め定めた上限閾値以上の場合、および予め定められた下限閾値以下の場合に、該画像濃度制御条件変更手段が変更する画像濃度制御条件と異なる画像濃度制御条件を修正する画像濃度制御条件修正手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記画像濃度制御条件修正手段が修正する画像濃度制御条件は、現像バイアスであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記画像濃度制御条件修正手段が修正する画像濃度制御条件は、上記潜像形成手段の上記像担持体上に潜像を形成するときの出力パラメータであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、上記画像濃度制御条件変更手段と上記算出パラメータ変更手段との実行間隔が異なることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記画像濃度制御条件変更手段よりも上記算出パラメータ変更手段の実行間隔が長いことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、上記算出パラメータは、自由度１のパラメータであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、上記算出パラメータ変更手段は、上記トナーパターン検出手段の検出結果に基づいて算出された画像濃度制御条件と、上記画像濃度制御条件変更手段よって変更された画像濃度制御条件との比に基づいて、上記算出パラメータを変更することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、上記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を検出するものであって、上記画像濃度制御条件変更手段は、上記情報検出手段の検出結果から得られる上記所定期間内に形成した画像の画像面積または画像面積率の移動平均値に基づいて、上記画像濃度制御条件を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、上記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を、上記現像装置の所定期間の駆動時間で除算した値を検出するものであって、上記画像濃度制御条件変更手段は、上記情報検出手段の検出結果から得られる上記所定期間内における画像の画像面積または画像面積率を、上記現像装置の所定期間の駆動時間で除算した値の移動平均値に基づいて、上記画像濃度制御条件を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９または１０の画像形成装置において、上記移動平均値Ｍ（ｉ）は、下記の数式に基づいて算出されるものであることを特徴とするものである。
Ｍ（ｉ）＝（１／Ｎ）×｛Ｍ（ｉ−１）×（Ｎ−１）＋Ｘ（ｉ）｝ただし、「Ｎ」は画像面積または画像面積率のサンプリング数であり、「Ｍ（ｉ−１）」は前回算出した移動平均値であり、「Ｘ（ｉ）」は今回検出した情報検出手段の検出結果である。
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかの画像形成装置において、上記現像装置内にトナーを補給するトナー補給手段と、該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを有し、上記画像濃度制御手段は、該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー補給手段を制御するトナー濃度制御手段を有し、上記画像濃度制御条件変更手段が変更する上記画像濃度制御条件は、上記トナー濃度制御基準値であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、上記画像濃度制御条件変更手段は、上記情報検知手段の検出結果に基づき、上記所定期間内における上記現像装置内のトナー入換量が基準量よりも多い場合には、トナー濃度を低くするように上記トナー濃度制御基準値を変更し、該所定期間内における該現像装置内のトナー入換量が基準量よりも少ない場合には、該トナー濃度を高くするように該トナー濃度制御基準値を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、上記トナー入換量が、予め定めた第１の閾値よりも多い場合及び予め定められた第２の閾値よりも少ない場合には、上記算出パラメータ変更手段による上記算出パラメータの変更間隔を、それ以外の場合よりも短くすることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、該像担持体と接触する位置に設けられた、複数の張架部材によって張架されるベルト部材と、を備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段の検出結果と、トナーパターン検出手段によって検出された上記ベルト部材上に形成されたトナーパターンの検出結果に基づいて設定された算出パラメータと、に基づいて画像濃度制御条件を変更し、この変更された画像濃度制御条件に応じて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とするものである。
【００１５】
上述したように、一定の画像濃度を得ることができないのは、現像装置内に存在する新しい補給トナーの比率あるいは古いトナーの比率が異なる結果、現像能力に違いが生じるためである。そこで、本発明においては、所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する。この情報から、所定期間内に現像装置内のトナーがどのくらい消費され、どのくらいの新しいトナーが補給されるかを把握することができる。すなわち、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握することができる。これにより、現像能力を把握することができるので、上記情報を検出した結果に基づき、画像濃度制御条件変更手段によって現像装置の現像能力が一定に維持されるように画像濃度制御条件を補正することができる。この結果、現像装置内のトナー入換量が変わるような画像形成を行っても、画像濃度制御条件を調整することにより現像能力が一定に維持され、一定の画像濃度を得ることができる。そして、現像装置内のトナー入換量を把握するための情報は、トナーを消費しないで検出することができることから、画像濃度制御条件変更手段によって画像濃度制御条件を補正するに際には、トナーを消費しなくても済む。
また、環境変動や放置時間などにより現像能力が変化しても、ベルト部材上に形成されたトナーパターンの検出結果から画像濃度を把握して、算出パラメータ変更手段により、前記画像濃度制御条件変更手段が、現像装置の現像能力が一定に維持される画像濃度制御条件を算出するにあたって、用いられる算出パラメータを補正する。これにより、画像濃度制御条件変更手段で算出される画像濃度制御条件に、環境変動や放置時間などによる現像能力の変化の影響が考慮されたものになる。よって、現像装置内のトナー入換量以外の要因で現像能力が変化しても、画像濃度制御条件変更手段で対処することが可能となる。その結果、画像濃度制御条件変更手段を用いることで、現像能力が一定に維持されるように画像濃度制御条件を変更することができ、一定の画像濃度を得ることができる。なお、環境変動や放置時間などによる現像能力の変化は急激に起こるものではないので、算出パラメータ変更手段による算出パラメータの変更頻度を少なくしても、環境変動などによる現像能力の変化に対処することができる。よって、本発明では、従来のようにトナーパターンの検出結果だけに基づいて画像濃度を一定に保つ場合よりも、画像濃度を一定に保つために行われるトナーパターンの検出頻度を少なくすることができるので、トナーの消費量を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、本発明によれば、画像形成に用いないトナーの消費量を抑制し、且つ、環境変動などによる現像装置の現像能力の変化にも対処して適切な画像濃度を得ることができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。
このレーザプリンタは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示す。）が、中間転写体としての中間転写ベルト６の表面移動方向（図２中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。この作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋを有する感光体ユニット１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋと、現像装置２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋとを備えている。また、各作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの配置は、各感光体ユニット内の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋの回転軸が平行になるように且つ中間転写ベルト６の表面移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００１８】
各作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋによって形成された感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６上に順次重ね合わされて１次転写される。この重なり合って得られるカラー画像は、中間転写ベルト６の表面移動に伴って２次転写ローラ３との間の２次転写部に搬送される。また、本レーザプリンタは、上記作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのほか、その下方に図示しない潜像形成手段たる光書込ユニットが配置されており、さらにその下に図示しない給紙カセットが配置されている。図２中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセットから給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ５により所定のタイミングで２次転写部に供給される。そして、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像が、転写紙上に２次転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００１９】
図３は、上記作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのうち、イエローの作像手段１Ｙの概略構成を示す拡大図である。他の作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図３において、作像手段１Ｙは、上述したように、感光体ユニット１０Ｙ及び現像装置２０Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙのほか、その感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード１３Ｙ、その感光体表面を一様帯電する帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００２０】
上記構成の感光体ユニット１０Ｙにおいて、感光体１１Ｙの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙにより一様帯電される。この感光体１１Ｙの表面に図示しない光書込ユニットで変調及び偏向されたレーザ光ＬＹが走査されながら照射されると、感光体１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この感光体１１Ｙ上の静電潜像は、後述の現像装置２０Ｙで現像されてイエローのトナー像となる。感光体１１Ｙと中間転写ベルト６とが対向する１次転写部では、感光体１１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｙでクリーニングされた後、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２１】
上記現像装置２０Ｙは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。また、この現像装置２０Ｙは、現像ケースの感光体側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２２Ｙや、現像スリーブ２２Ｙの内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（不図示）、撹拌搬送部材としての撹拌搬送スクリュー２３Ｙ，２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度検知手段としての透磁率センサ２６Ｙ、トナー補給手段としての粉体ポンプ２７Ｙ等を備えている。現像スリーブ２２Ｙには現像電界形成手段としての図示を省略した現像バイアス電源により負の直流電圧ＤＣ（直流成分）に交流電圧ＡＣ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブ２２Ｙが感光体１１Ｙの金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。なお、現像バイアス電圧は、負の直流電圧ＤＣ（直流成分）のみを印加するようにしてもよい。
【００２２】
図３において、現像ケース内に収容された現像剤が撹拌搬送スクリュー２３Ｙ，２４Ｙで撹拌搬送されることによりトナーが摩擦帯電される。そして、第１撹拌搬送スクリュー２３Ｙが配置された第１撹拌搬送路内の現像剤の一部が現像スリーブ２２Ｙの表面に担持され、現像ドクタ２５Ｙで層厚が規制された後、感光体１１Ｙと対向する現像領域に搬送される。現像領域では、現像スリーブ２２Ｙ上の現像剤中のトナーが現像電界によって感光体１１Ｙ上の静電潜像に付着し、トナー像となる。その後、現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ２２Ｙ上の現像剤離れ極位置で現像スリーブ２２Ｙから離れ、第１撹拌搬送路に戻る。第１撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第２撹拌搬送スクリュー２４Ｙが配置された第２撹拌搬送路の上流端へ移動し、第２撹拌搬送路内でトナー補給を受ける。その後、第２撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第１撹拌搬送路の上流端へ移動する。第２撹拌搬送路の底部を構成する現像ケース部分には、透磁率センサ２６Ｙが設置されている。
【００２３】
現像ケース内の現像剤のトナー濃度は、画像形成に伴うトナー消費により低下するので、透磁率センサ２６Ｙの出力値Ｖｔに基づいて、必要により図２に示したトナーカートリッジ３０Ｙから粉体ポンプ２７Ｙによりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給制御は、出力値Ｖｔとトナー濃度制御基準値である目標出力値Ｖｔｒｅｆとの差分値Ｔｎ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖｔ）に基づいて、差分値Ｔｎが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給せず、差分値Ｔｎが−（マイナス）の場合は差分値Ｔｎの絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆの値に近づくようにして行う。
また、画像形成枚数が１０〜５０枚（コピースピードなどにより約５〜２００枚）に達するごとに一回の割合で、プロセスコントロールにより目標出力値Ｖｔｒｅｆ、帯電電位、光量等を調整する。詳しくは、例えば、感光体１１Ｙ上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンを中間転写ベルト６に転写し、その濃度を図２に示す反射濃度センサ６２により検知して、その検知値からトナー付着量を把握し、トナー付着量が狙いの付着量になるように目標出力値Ｖｔｒｅｆ、帯電電位、光量等を調整する。
更に、本実施形態では、プロセスコントロールとは別に、１回の画像形成ごとに目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する処理も行う。これらの詳しい内容は、トナー濃度制御の内容とあわせて後述する。
【００２４】
また、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋのうち、最下流側にあるブラック用の感光体１１Ｂｋのみ中間転写ベルト６に常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは中間転写ベルト６に対して接離可能となっている。転写紙上にカラー画像を形成する場合、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋは、それぞれ中間転写ベルト６に当接する。一方、転写紙上にブラックの単色画像を形成する場合、各カラー用の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍを中間転写ベルト６から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるブラック用の感光体１１Ｂｋのみを中間転写ベルト６に当接させるようにする。
【００２５】
次に、画像濃度制御を行う画像濃度制御手段としての制御部について説明する。
図４は、制御部１００の構成を示す説明図である。
本実施形態の制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏユニット１０４等から構成されている。Ｉ／Ｏユニット１０４には、上記透磁率センサ２６及び上記反射濃度センサ６２がそれぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介して接続されている。制御部１００は、ＣＰＵ１０１が所定のトナー濃度制御プログラムを実行することにより、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して粉体ポンプ２７を駆動するトナー補給駆動モータ３１に制御信号を伝達し、トナー補給動作を制御する。すなわち、制御部１００は、画像濃度制御条件である現像装置内のトナー濃度を制御するトナー濃度制御手段としての機能を有している。また、制御部１００は、ＣＰＵ１０１が所定の電位制御プログラムを実行することにより、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して、現像バイアス電源や、光書込みユニットに制御信号を伝達し、画像濃度制御条件である各色の現像スリーブに印加する現像バイアス電圧や各色の感光体に照射するレーザ光Ｌの出力を制御する。すなわち、制御部１００は、感光体表面電位、現像スリーブ表面電位を制御して現像ポテンシャルを制御する電位制御手段としての機能を有している。
また、所定の目標出力値補正プログラムを実行することにより、１回の画像形成ごとに目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正し、常に一定の画像濃度が得られるようにする。ＲＯＭ１０２には、ＣＰＵが実行するトナー濃度制御プログラム、目標出力値補正プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ１０３には、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して取得した透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像装置２０内の現像剤のトナー濃度が目標トナー濃度であるときに透磁率センサ２６が出力すべき基準出力値Ｖｔｒｅｆを記憶するＶｔｒｅｆレジスタ、反射濃度センサ６２からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。
なお、本実施形態において制御部１００は、画像濃度制御条件変更手段たる第１の目標出力値補正手段としても機能する。また、制御部１００は、第２の目標出力値補正手段としても機能する。さらに、制御部１００は、後述する算出パラメータ変更手段としても機能する。以下の説明では、本発明を把握しやすいように、電位制御手段、第１の目標出力値補正手段、第２の目標出力値補正手段、及び算出パラメータ変更手段という表現をそのまま用いる。
【００２６】
以下の説明では、画像濃度制御条件変更手段たる第１の目標出力値補正手段が補正する画像濃度制御条件を現像剤の目標トナー濃度とした例について説明する。
図５は、透磁率センサ２６の出力値を縦軸にとり、検知対象の現像剤のトナー濃度を横軸にとったグラフである。
グラフに示すように、実用的なトナー濃度の範囲では、透磁率センサ２６の出力値と現像剤のトナー濃度との関係は直線近似することができる。そして、現像剤のトナー濃度が高いほど、透磁率センサ２６の出力値が小さくなる特性を示す。この特性を利用して、透磁率センサ２６の出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆより大きい場合に粉体ポンプ２７を駆動してトナー補給を行う。逆に、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆより小さい場合には、粉体ポンプ２７を停止させトナー補給を行わない。本実施形態では、１回の画像形成ごとに透磁率センサ２６の出力値Ｖｔに基づいてトナー補給制御を行う。
【００２７】
次に、本発明の特徴部分である目標出力値補正処理に係る制御の全体概要について、図１を用いて説明する。図１に示すように、本制御を行う手段は、電位制御手段、第１の目標出力値補正手段及び第２の目標出力補正手段から構成されている。電位制御手段は、現像装置２０の現像γ（現像能力）を測定し現像バイアスや光書込み装置のレーザ光の出力パラメータを決定すると同時に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変化させる。この制御の実行頻度は、例えば、カラー画像を２００枚出力後である。
【００２８】
第１の目標出力値補正手段は、詳細は、後述するが現像装置内のトナー入換量と、算出パラメータａに基づいて、目標出力値Ｖｔｒｅｆを算出して、算出した目標出力値Ｖｔｒｅｆに変化させるものである。なお、目標出力値補正手段による制御は、１ＪＯＢ毎に実行される。
【００２９】
第２の目標出力値補正手段は、紙間つまり連続印刷中の先行する転写紙の後端部と後続紙の転写紙の先端部との間に中間転写ベルト６上にトナーパターンを形成し、そのトナーパターンを反射濃度センサ６２で検知することによりＶｔｒｅｆを変化させるものであり、その実行頻度は、転写紙１０〜５０枚毎である。なお、連続印刷中にトナーパターンを中間転写ベルト６上に形成させる場合には、先行する転写紙用の画像と後続する転写紙用の画像との間、言い換えれば、先行する転写紙の後端部と後続紙の転写紙の先端部との間つまり紙間に相当する部分の中間転写ベルト６上にトナーパターンが形成されるようにする。
また、この第２の目標出力値補正手段の実行時に算出パラメータ変更手段を実行する。すなわち、算出パラメータ変更手段は、第２の目標出力値補正手段実行時に形成したトナーパターンの画像濃度に基づき算出パラメータａを変化させるものである。
【００３０】
上記したように、これら制御手段は、それぞれ異なる実行頻度の間隔で行われ、トナー濃度を狙いへと導くように制御を行っている。なお、電位制御手段による目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正間隔が最も長く、目標出力値補正手段による目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正間隔が最も短い。
【００３１】
次に電位制御手段による目標出力値補正処理について詳細に説明する。先ず、現像γ（現像能力）を測定するために、現像ポテンシャルを変化させ、感光体１１上に、１０階調の濃度測定用のトナーパターンを作製する。このトナーパターンは光書込ユニットから照射されるレーザ光の電位を固定して、現像バイアスと帯電バイアスとを変化させ作像される。また、帯電バイアスと現像バイアスとの差分である地肌部ポテンシャルが１００［Ｖ］に固定されるように作像する。なお、トナーパターンは現像ポテンシャルの低い側から順次作像する。
【００３２】
次に、現像装置２０によって現像された各感光体上のトナーパターンを中間転写ベルト６上に転写する。なお、本実施形態においては、濃度測定用トナーパターンを、それぞれの作像手段１で１０個作製したが、より少ないトナーパターンでも現像γの測定は可能である。望ましくは濃度を変えて３種類以上である。中間転写ベルト上に、各色並列に転写された濃度測定用のトナーパターンは、中間転写ベルト６の回転方向下流に並列に設置してある４つの反射濃度センサ６２により、同時に各色トナーパターンのトナー濃度が測定される。その後、そのトナー濃度をトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］に換算し、トナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］と現像ポテンシャル［−ｋＶ］との関係式を得る。上記関係式の傾きが現像能力を示す現像γである。また上記関係式から、目標のトナー付着量を得るための現像バイアス値を算出することができる。電位制御手段による制御においては、各環境や現像スリーブ２２の回転距離［ｍ］、感光体回転時間［ｓｅｃ］などにより、異なる現像γ目標値が設定してある。その現像γ目標値と先ほど算出した現像γの現在値を比較して、現像γの現在値が目標値よりも大きい場合には、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くして、トナー濃度を低めに誘導する。また現像γの現在値が目標値よりも小さい場合には、Ｖｔｒｅｆを低く設定し、トナー濃度を高めに誘導するという制御を行っている。なお、上述では、トナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］と現像ポテンシャル［−ｋＶ］との関係式から現像バイアス値を算出しているが、レーザ光の出力パラメータを算出してもよい。
【００３３】
次に、第１の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理について詳細に説明する。
図６は、出力画像面積率による現像γ（現像ポテンシャルに対するトナー付着量関係式の傾き）の差異を示すグラフである。このグラフは、同一の画像面積率画像を、標準線速モード（１３８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で連続１００枚出力した際の値である。このグラフからわかるように、画像面積率の高い画像を出力する場合の方が現像γが高くなる。これは次の理由によるものと考えられる。すなわち、画像面積率の高い画像を出力する場合、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量が多いため、現像装置２０内に比較的長い時間存在しているトナーの量が少ない。そのため、過剰に帯電したトナーが少ないので、現像装置２０内に比較的長い時間存在しているトナー（過剰に帯電したトナー）の量が多い画像面積率の低い画像を出力した場合に比べて、高い現像能力を発揮できたものと考えられる。
【００３４】
このように、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量の違いによってその後の画像形成時における現像能力に差異が発生する。現像能力に差異が発生すると、形成される画像の画像濃度にも差異が生じ、一定の画像濃度で画像形成を行うことができなくなる。そこで、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量が違っても、現像能力を一定に維持するように、原理的には現像γが一定になるように、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する。目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正すれば、透磁率センサ２６の出力値Ｖｔがその補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆに近づくようにトナー濃度が調整される。その結果、画像面積率の高い画像を出力した場合のように現像装置２０のトナー入換量が多いときにはトナー濃度を高くして現像能力が高め、あるいは、画像面積率の低い画像を出力した場合のように現像装置２０のトナー入換量が少ないときにはトナー濃度を低くして現像能力が低下させて、現像能力が一定になるようにする。
【００３５】
なお、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量は、出力する画像の面積［ｃｍ２］や画像面積率［％］などの種々の情報から把握することが可能である。本実施形態では、画像面積率からトナー入換量を把握する場合を例に挙げて説明する。なお、画像面積率［％］は次のようにしてトナー入換量［ｍｇ／ｐａｇｅ］という単位に換算して利用する。本実施形態においては、適正な現像能力を発揮した場合、Ａ４の転写紙に対して１００％のベタ画像を出力するときに３００［ｍｇ］のトナーを消費し、３００［ｍｇ］のトナーが補給される。よって、この場合のトナー入換量は３００［ｍｇ／ｐａｇｅ］となる。ただし、画像面積率をトナー入換量に換算する場合、例えば基準の転写紙をＡ４横通紙に設定したときには、出力する全ての転写紙をこの基準転写紙に換算して画像面積率を換算する等の必要がある。本実施形態における現像装置２０の現像剤容量は２４０［ｇ］である。本実施形態においては、上述のような画像面積率をトナー入換量に換算する計算を制御部１００で行う。すなわち、本実施形態においては、制御部１００が、トナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段として機能する。
【００３６】
図７は、横軸に画像面積率［％］をとり、縦軸に現像γ［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］をとったグラフである。
このグラフは、図６に示すグラフのときと同様に、標準線速モードにおいてトナー濃度を一定に保ったまま、画像面積率ごとに１００枚連続印刷を行ったときのものである。このグラフから、画像面積率が基準値である５［％］を超えると、現像γは高くなる傾向があることがわかる。よって、本実施形態のプリンタにおいては、画像面積率が５［％］よりも高い場合、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くしてトナー濃度を低めに誘導し、現像γを落として画像濃度を一定にすることが望まれる。逆に、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くした後に画像面積率が５［％］以下の出力した場合には、目標出力値Ｖｔｒｅｆを低くしてトナー濃度を高めに誘導する必要がある。
【００３７】
図８は、第１の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
この目標出力値補正処理は各印刷のＪＯＢの終了ごとに実行する。制御部１００は、印刷ＪＯＢが終了したら、まず、直前までに印刷した過去数枚分あるいは数十枚分という一定期間内に出力した画像の画像面積率［％］の移動平均値を算出する（Ｓ１）。画像面積率［％］の移動平均値ではなく、単純な平均値でもよいが、移動平均値を用いることにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚のトナー入換量の履歴を知ることができる。よって、本実施形態では移動平均値を用いることにする。この移動平均値は、簡単のため、下記の数１に示す式に従って算出したものを用いる。
【数１】
2008151896.tif 000003
【００３８】
ここで、「Ｎ」は画像面積率のサンプリング数（累積枚数）であり、「Ｍ（ｉ−１）」は前回算出した移動平均値であり、「Ｘ（ｉ）」は今回の画像面積率である。なお、Ｍ（ｉ）及びＸ（ｉ）は色ごとに個別に算出されるものである。
【００３９】
本実施形態のように、前回算出した移動平均値を用いて、今回の移動平均値を求めるので、過去数枚あるいは数十枚という画像面積率のデータをＲＡＭ１０３に保存する必要がなくなるため、ＲＡＭ１０３の使用領域を大幅に減少させることができる。また、累積枚数Ｎを適宜変更することで、制御のレスポンスを変更することが可能となる。例えば環境変動や経時において累積枚数Ｎを変更すると、より効果的に制御することができる。
【００４０】
このようにして移動平均値を算出したら、次に、制御部１００は、Ｖｔｒｅｆレジスタから目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値と目標出力値Ｖｔｒｅｆの初期値とを取得する（Ｓ２）。なお、Ｖｔｒｅｆの初期値と現在値とは式２のように定義する。
【数２】
2008151896.tif 000004
【００４１】
また、制御部１００は、透磁率センサ２６の感度情報を取得する（Ｓ３）。透磁率センサ２６の感度は、単位が［Ｖ／ｗｔ％］で表されるものであり、センサ固有の値である（図５にプロットした直線の傾きの絶対値が感度である。）。そして、直前の透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを取得し（Ｓ４）、上記Ｓ２で取得した目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値を使って、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆを算出する（Ｓ５）。その後、制御部１００は、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正するか否かを判断する。例えば、前回のプロセスコントロールが成功したか否か、あるいは、上記Ｓ５において算出したＶｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否か、などを判断基準とする。本実施形態では、上記Ｓ５において算出したＶｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ６）。
【００４２】
Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっている場合、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を参照して補正量ΔＶｔｒｅｆを決定する（Ｓ７）。具体的には、まず、ＬＵＴを参照して、上記Ｓ１で算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、上記Ｓ３で取得した透磁率センサ２６の感度、および算出パラメータａを用いて、下記の数３に示す式から目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。算出した補正量ΔＶｔｒｅｆは、ＲＡＭ１０３に保存する。なお、補正量ΔＶｔｒｅｆは、色ごとに個別に算出される。
【数３】
2008151896.tif 000005
【００４３】
ここで、「ａ」は自由度１の算出パラメータであり、後述する算出パラメータ変更手段により変更されるものである。下記の表１は、透磁率センサ２６の感度が０．３の場合のＬＵＴの例を示すものである。
【表１】
2008151896.tif 000006
【００４４】
本実施形態で使用するＬＵＴは以下の手法を用いて作製した。
図９は、画像面積率の移動平均値［％］を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させるマイナス方向のトナー濃度補正量［ｗｔ％］を縦軸にとったときのグラフである。
このグラフによれば、例えば画像面積率の移動平均値が８０％の場合、トナー濃度補正量ΔＴＣを−１［ｗｔ％］としてトナー濃度制御を行うと、現像γが一定に保たれるということがわかる。画像面積率の移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔＴＣは、対数近似がもっとも精度よく近似できる。そのため、ＬＵＴに用いる移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔＴＣは、この対数近似の方法を用いて決定した。本実施形態においては、上記表１に示すように、移動平均値が１０％未満の場合には補正ステップを１％ごとに設定し、移動平均値が１０％以上の場合には補正ステップを１０％ごとに設定した。この補正ステップは、現像剤や現像装置の特性に応じて任意に変更が可能である。
また、現像剤の使用状況は色ごとに異なるので、現像装置２０ごとに補正ステップや目標出力値補正処理の実行タイミングなどの各種条件を異ならせるようにしてもよい。特に、最大補正量を色ごとに調整するのが望ましい。この場合、例えば上記数３に代えて下記の数４に示す式を用いるようにする。
【数４】
2008151896.tif 000007
【００４５】
以上のようにＬＵＴを参照して補正量ΔＶｔｒｅｆを決定したら（Ｓ７）、次に、制御部１００は、決定した補正量ΔＶｔｒｅｆと上記Ｓ２で取得したＶｔｒｅｆの初期値とから、下記の数５に示す式から、補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆを色ごとに算出する（Ｓ８）。
【数５】
2008151896.tif 000008
【００４６】
次に、制御部１００は、算出したＶｔｒｅｆの上下限処理を行う（Ｓ９）。具体的には、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された上限値を越える場合には、その上限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。一方、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された下限値を下回る場合には、その下限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。なお、算出したＶｔｒｅｆがこれらの上限値と下限値の間である場合には、その算出したＶｔｒｅｆを補正後のＶｔｒｅｆとする。このようにして得られた補正後のＶｔｒｅｆは、Ｖｔｒｅｆの現在値としてＲＡＭ１０３に保存される（Ｓ１０）。
【００４７】
本目標出力値補正処理は、連続印刷中においては、前回の現像終了時から今回の現像開始時までの間に実行するのが望ましい。このようなタイミングで行うことで、連続印刷中においても、出力画像１枚ごとに適切に補正された目標出力値Ｖｔｒｅｆを用いてトナー濃度制御を行うことができる。
【００４８】
次に、第２の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理について詳細に説明する。
第２の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理を図１０に示したフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、紙間に相当する部分の中間転写ベルト６上に基準トナーパターンを作成する（Ｓ１’）。なお、作成する基準トナーパターンの大きさは主走査方向が１２ｍｍで、副走査方向の大きさが１５ｍｍである。また、本実施形態では基準トナーパターンとして、ソリッドなベタ書き込みのパターンを用いるが、２ｂｙ２などの比較的安定したパターンであれば、精度よく検知することが可能である。現像バイアスに関しては、固定値を用いても良いし、前回の電位制御プロセスコントロール時に算出した画像部バイアスでも良い。また、検知に使用するトナー量を少なくするために、より低い現像バイアスで測定することも可能である。次に、反射濃度センサ６２で基準トナーパターンのトナー濃度を測定する（Ｓ２’）。なお、反射濃度センサ６２は発光部と受光部とからなり、発光部からのＬＥＤ光を中間転写ベルト６上に作成した基準トナーパターンに照射し、そこからの反射光を受光部のフォトトランジスタで検知するというものである。反射光は、黒色の基準トナーパターンに関しては正反射光を用い、マゼンタ、シアン及びイエローのカラーパターンに関しては拡散反射光を用いた。次に、各色の基準トナーパターンのトナー濃度をトナー付着量に換算する（Ｓ３’）。この換算工程であるが、例えば予め反射光の検出強度に対するトナー付着量の変換テーブルを作成しておき、それに従いトナー付着量に変換する。次に、トナーの付着量目標値Ｍtargetと算出したトナー付着量Ｍとの比較を行う（Ｓ４’）。なお、本実施例において、基準トナーパターンの付着量目標値Ｍtargetは、マゼンタ、シアン及びイエローが０．４±０．４［ｍｇ／ｃｍ２］であり、黒色が、０．３±０．３［ｍｇ／ｃｍ２］である。黒色は正反射を用いているため、トナーの高付着量領域まで検出することができないのでトナーの低付着量領域で検知している。
【００４９】
次に、基準トナーパターンのトナー付着量Ｍが目標範囲内であるかどうかを判定する（Ｓ５’）。トナー付着量Ｍが目標範囲内であった場合には、目量出力値Ｖｔｒｅｆを変更することなく、第２の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理を終了する（Ｓ５’でＹ）。トナー付着量Ｍが目標範囲外であった場合には、トナー付着量Ｍが目標範囲よりも多いか否かを判定する（Ｓ６’）。トナー付着量Ｍが目標範囲よりも多いと判定された場合には（Ｓ６’でＹｅｓ）、目標出力値Ｖｔｒｅｆを上昇させ（Ｓ７’）、トナー濃度を低くする方向に誘導し、本補正を終了する。トナー付着量が目標範囲よりも少ないと判定された場合は（Ｓ６’でＮｏ）、Ｖｔｒｅｆを低下させ（Ｓ８’）、トナー濃度を高くする方向に誘導した後、本制御を終了する。
【００５０】
第２の目標出力値補正手段を用いて目標出力値の補正処理を行う場合は、基準トナーパターンの作成頻度が高いほど精度が向上する。しかしながら、基準トナーパターンの作成頻度を上げることにより廃トナー量が増加する。そのため、環境の面からも基準トナーパターンの作成頻度の増加は難しいと言わざるを得ない。一方、単純に基準トナーパターンの作成頻度を低くして、第２の目標出力値補正手段による制御を実行すると基準トナーパターンを作成した時点で、すでに基準トナーパターンのトナー濃度が大きく変動している場合がある。そのため、基準トナーパターン作成間隔内の出力画像の画像濃度自体が正確に制御されている状態とはならない。
【００５１】
そこで、上述した第１の目標出力値補正手段を用いることによって、画像出力毎に目標出力値の補正ができるので出力画像の画像濃度の安定性は大幅に向上する。しかしながら、第１の目標出力値補正手段による制御を行うにあたり、いくつか改良すべき点が存在する。
一つ目は、過剰補正とならないよう、補正量を小さめにする必要があったため、画像濃度を補正しきれない場合があった。二つ目に、急激な環境変動や、画像出力モードの急激な変化などで画像濃度を補正しきれない場合があった。三つ目に、画像面積率（トナー入換量）が変化しなくても、環境変動や放置時間などにより画像濃度が変動する場合があった。これら問題は、第１の目標出力値補正手段が、何らフィードバックする術をもたなかったことに起因するものである。
【００５２】
すなわち、上述の画像面積率に基づいて目標出力値が補正される第１の目標出力値補正手段は、パラメータが動作開始点により変化する傾向がある。そのためパラメータの測定やマシンの公差などにより、誤差が生じてきてしまう可能性がある。従って第１の目標出力値補正手段では、これらにより生じる誤差は、そのまま制御誤差になってしまう。また、環境変動や放置時間などの外乱があった場合でも、それら外乱に対して対処するすべがない。そのため、第１の目標出力値補正手段で目標出力値Ｖｔｒｅｆの制御をすると、過剰補正を抑えるために、変化させるパラメータの移動量を小さくせざるをえなかった。そのような意味でこの制御では、出力画像の画像濃度を完全に制御するのは困難であったと言える。すなわち、基準トナーパターン作成間隔内で第１の目標出力値補正手段を行っても、出力画像の画像濃度自体が正確に制御されている状態とはならない場合があるのである。
【００５３】
そこで、本実施形態においては、第１の目標出力値補正手段による目標出力値を算出するときに用いられる算出パラメータａを変更する算出パラメータ変更手段を有している。算出パラメータ変更手段は、上述したように第２の目標出力値補正手段で目標出力値の補正処理を行うときに作成した基準トナーパターンの画像濃度を反射濃度センサ６２で検知した検知結果に基づいて、算出パラメータａを変更する。これにより、基準トナーパターンの画像濃度を反射濃度センサ６２で検知した検知結果を第１の目標出力値補正手段が補正する目標出力値Ｖｔｒｅｆにフィードバックすることができる。しかも、実際に形成された画像濃度に基づいて算出パラメータａが変更されるので、算出パラメータ変更後の第１の目標出力値補正手段により補正された目標出力値Ｖｔｒｅｆは、急激な環境変動や、画像出力モードの急激な変化などに対応したものとなる。その結果、基準トナーパターン作成間隔内で第１の目標出力値補正手段を行うことで、出力画像の画像濃度自体が正確に制御することが可能となる。
以下に、実施例１〜３に基づいて、詳細に説明する。
【００５４】
［実施例１］
まず、実施例１の算出パラメータ変更手段について説明する。
図１１は、実施例１における算出パラメータａと基準トナーパターンのトナー付着量Ｍとの関係を示した図である。
実施例１の算出パラメータ変更手段における算出パラメータ変更処理は、第２の目標出力値補正手段において、各色の基準トナーパターンのトナー濃度に基づいて算出したトナー付着量Mと、トナーの付着量目標値Ｍtargetとの比較を行う。図１２に示すように、基準トナーパターンのトナー付着量Mが目標範囲内（Ｍtarget−X＜M＜Ｍtarget＋X）であるときは、算出パラメータａを１に変更する。トナー付着量Ｍが目標範囲よりも多い（Ｍtarget＋X＜Ｍ）場合には、算出パラメータａを最小修正値Ｋｐｍｉｎに変更する。一方、トナー付着量Ｍが目標範囲よりも少ない（Ｍ＜Ｍtarget−X）場合は、算出パラメータａを最大修正値Ｋｐｍｉｎに変更する。
【００５５】
［実施例２］
次に、実施例２の算出パラメータ変更手段について説明する。
図１２は、実施例２における算出パラメータａと基準トナーパターンのトナー付着量Ｍとの関係を示した図である。実施例２の算出パラメータ変更手段は、実施例１の算出パラメータ変更手段よりもより細かく算出パラメータａを変更できるようにしたものである。
トナー付着量Ｍと、算出パラメータａとの関係を表２に示す。
【表２】
2008151896.tif 000009
【００５６】
このように、実施例２の算出パラメータ変更手段は、実施例１の算出パラメータ変更手段よりもより細かく算出パラメータａを変更できるようにしたので、実施例１に比べて、第１の目標出力値補正手段による目標出力値の算出精度を高めることができる。
なお、図１２に示す例は、一例であり、これに限られたものではない。
【００５７】
［実施例３］
次に、実施例３の算出パラメータ変更手段について説明する。
実施例３の算出パラメータ変更手段は、第２の目標出力値補正手段で基準トナーパターンのトナー付着量Mに基づいて算出された目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−２と、ＲＡＭ１０３に保存されている算出パラメータ変更処理が実行される直前に行われた第１の目標出力値補正処理によって求められた補正量ΔＶｔｒｅｆ−１とから、算出パラメータａを求めるものである。
【００５８】
トナー基準パターンの形成によって消費されるトナー消費量は、わずかであるので、トナー入換えによる現像能力の変動は、考慮に入れる必要がない。よって、環境変動などによる現像能力の変動がなければ、ΔＶｔｒｅｆ−１＝ΔＶｔｒｅｆ−２となるはずである。また、算出パラメータ変更処理で算出された補正量ΔＶｔｒｅｆ−２は、実際に形成された画像濃度に基づき算出されたものであるので、画像面積率に基づき算出される補正量よりもΔＶｔｒｅｆ−１も制御レベルが高い。よって、補正量ΔＶｔｒｅｆ−１とΔＶｔｒｅｆ−２とが異なっている場合は、補正量ΔＶｔｒｅｆ−１が、補正量ΔＶｔｒｅｆ−２となるように、算出パラメータが変更されるべきである。従って、数６に示すように、算出パラメータａは、補正量ΔＶｔｒｅｆ−１とΔＶｔｒｅｆ−２との比で算出することができる。
【数６】
2008151896.tif 000010
【００５９】
実施例１〜３で説明したように、形成したトナー基準パターンの画像濃度に基づいて、第１の目標出力値補正手段の算出パラメータａを補正することで、実際に形成した画像の画像濃度の結果を、第１の目標出力値補正手段における目標値の補正にフィードバックすることができる。すなわち、画像面積率に基づき算出される補正量の算出結果を実際に形成した画像の画像濃度の結果に基づいて修正することができる。その結果、第１の目標出力値補正手段で、環境変動や放置時間などの外乱に対処することができるようになり、画像面積率に基づき補正される目標出力値の補正量を大きく設定することができるという大きなメリットが生ずる。また、トナー基準パターンの画像濃度のから目標出力値の補正を行う第２の目標出力値補正手段の頻度を、制御レベルを落とさずに減少させることができる。これにより、トナー基準パターンを形成する頻度が減少し、廃トナーの量が大幅に減少させることができ、セールス上の大きなアドバンテージとなる。
【００６０】
また、算出パラメータａを、上記数３に示すように、トナー濃度補正量ΔＴＣと透磁率センサの感度とを乗じた値に乗じることで、表１のＬＵＴに示すような画像面積率とΔＶｔｒｅｆとの関係が相似な形で修正される。表１のＬＵＴや数３の関数は、理論計算や実験により得られたものであり、画像面積率とΔＶｔｒｅｆとの関係を正確に示すものである。よって、算出パラメータａを乗ずることで、実験や理論計算から求めた画像面積率とΔＶｔｒｅｆとの関係を崩すことなく、ΔＶｔｒｅｆの補正を行うことができる。
【００６１】
なお、第２の目標出力値補正手段は、第１の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理が精度の良い制御を行なっていることを確認する目的で使用するのが望ましい。そして、制御性能が落ちた時に算出パラメータ変更手段を実行して、算出パラメータａの修正を加えることが望ましい。このようなパターンで制御することにより、トナーパターンを作成するための廃トナーの発生を、より低く抑えることができると同時により高い精度で画像濃度を一定に保つことができる。例えば、従来では、第２の目標出力値補正手段は、転写紙５枚毎、より望ましくは２枚毎に制御しなければ、画像濃度を一定に保つという意味で充分な効果を得ることができなかった。しかしながら、本実施形態においては、トナー基準パターンの形成間隔を１０〜５０［枚］にしても、画像濃度を一定に保つという効果を十分に得ることが可能となる。
【００６２】
また、仮に何か外乱が発生した場合には、基準トナーパッチの作成頻度を増加させて、算出パラメータ変更手段の実行頻度を増加させて、第１の目標出力値補正手段にフィードバックする回数を増加させることで対応可能である。例えば、表1のＬＵＴで画像面積率の累積平均（移動平均）［％］が２［%］より小さい場合と、６０［%］以上の場合に、算出パラメータ変更手段の実行間隔を短くする制御を導入する。これは画像面積率が高い場合、環境変動や経時劣化を考慮すると画像濃度が予想以上に高く推移する可能性があるためである。また画像面積率が極端に低い場合には、画像濃度が予想以上に低く推移する場合がある。このため、第２の目標出力値補正手段の介入機会を多く設定し、算出パラメータ変更手段によるフィードバックする回数を増加させる。逆に、５［％］前後の移動平均のときは、第２の目標出力値補正手段の実行間隔を延ばすといった制御を取り入れても、充分に画像濃度を一定に保つことができる。
【００６３】
上述したように、本実施形態においては、出力画像濃度を安定化させるために、画像濃度制御条件のひとつであるトナー濃度を適切な値に推移させることでトナーの帯電量を安定化させて、画像濃度を安定化させている。しかしながら、低温低湿環境や高温高湿環境等の特殊な環境に晒された場合、および高画像面積画像や低画像面積画像の大量連続出力時には、トナー濃度を極端に低い側または高い側に推移させてしまう。その結果、トナー飛散やスクリューピッチムラ等の異常画像が出力される等の不具合が生じる可能性がある。
これら不具合を生じさせないために、本実施形態においては、上述したように、算出したＶｔｒｅｆの上下限処理を行っている。すなわち、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された上限値を越える場合には、その上限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。一方、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された下限値を下回る場合には、その下限値を補正後のＶｔｒｅｆとする処理である。これにより、トナー飛散やスクリューピッチムラ等の異常画像は、抑制できるものの、出力画像濃度の安定化が劣ってしまう。
【００６４】
そこで、本実施形態では、算出したＶｔｒｅｆが上限値を越えて上限値に設定されたときや、算出したＶｔｒｅｆが下限値を下回り下限値に設定されたときは、現像バイアスや、レーザ光の出力パラメータなど、トナー濃度以外の画像濃度制御条件を修正する画像濃度制御条件修正手段を有している。この画像濃度制御条件修正手段は、制御部１００などにより構成されており、所定のプログラムを制御部１００のＣＰＵ１０１が実行することにより、画像濃度制御条件修正手段が実行される。
【００６５】
図１３は、画像濃度制御条件修正手段による現像バイアス修正処理について説明するフローチャートである。
まず、図に示すように制御部１００は、上述の算出した目標出力値Ｖｔｒｅｆの上下限処理の結果、目標出力値Ｖｔｒｅｆが、予め設定された下限値または上限値に設定されているか否かをチェックする（Ｓ１１）。本実施形態においては、トナー濃度の下限値は、５［ｗｔ％］、トナー濃度の上限値は、８［ｗｔ％］に設定している。下限値または上限値に設定されていない場合（Ｓ１１のＮＯ）、処理を終了する。
一方、目標出力値Ｖｔｒｅｆが、予め設定された下限値または上限値に設定されている場合（Ｓ１１のＹＥＳ）、目標出力値Ｖｔｒｅｆが下限値に設定されているか否かをチェックする（Ｓ１２）。目標出力値Ｖｔｒｅｆが下限値に設定されている場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された下限値を下回っているので現像バイアスを所定量低下させる（Ｓ１３）。
一方、目標出力値Ｖｔｒｅｆが上限値に設定されている場合（Ｓ１２のＮＯ）、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された上限値を上回っているので現像バイアスを所定量上昇させる（Ｓ１４）。
【００６６】
なお、現像バイアスの急な変更は，出力画像濃度を急激に変化させることにつながるため、多段階に分けて徐々に変更するのがこのましい。例えば、本実施形態においては、目標出力値Ｖｔｒｅｆが下限値に設定されているとき、１０枚毎に現像バイアスを１０[Ｖ］ずつ目標出力値Ｖｔｒｅｆが６[ｗｔ%]を上回るまで下降させている。ここで、上述した下限値５[ｗｔ%]、上限値８[ｗｔ%]、上述の６[ｗｔ%]、現像バイアス１０[Ｖ]という値は現像剤の種類および機械の構成により適宣選択する値である。また、上述では、現像バイアスを修正しているが、レーザ光（書込み光）の出力パラメータを修正してもよい。
【００６７】
［比較実験例］
次に、上述した目標出力値補正処理を行った場合と行わなかった場合とを比較する比較実験例について説明する。
図１４は、本比較実験例の結果を示すグラフである。
この比較実験例では、上述した実施形態におけるレーザプリンタを用い、標準線速モード（１３８ｍｍ／ｓ）で、画像面積率が７０％のベタ画像を１００枚連続で形成したときの画像濃度を測定した。ひし形でプロットした比較例１では、第１及び第２の目標出力値補正手段による目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正を行っていないため、印刷ＪＯＢが進むに従い画像濃度ＩＤが高くなっている。また、三角でプロットした比較例２は、数枚毎に第２の目標出力値補正手段のみで目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正を行ったものである。この場合は、画像濃度ＩＤが一度大きく上昇してから補正が入るため、一時的に画像濃度ＩＤが高い部分が存在する。四角でプロットした比較例３は、第１の目標出力値補正手段のみで目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正を行った場合である。この場合、最初から目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正が入るため、画像濃度ＩＤは低めに抑えられているが、若干の画像濃度ＩＤの上昇がある。一方、バツでプロットした本実施形態では、第１の目標出力値補正手段と第２の目標出力値補正手段とを実施して、算出パラメータ変更手段で、第１の目標出力値補正手段に用いられる算出パラメータａを変更しているので、連像プリント枚数が多くなっても画像濃度ＩＤがほぼ一定の範囲内に収まっている。これは、一枚ごとの細かい補正を行う第１の目標出力値補正手段における目標出力値Ｖｔｒｅｆの算出式が、第２の目標出力値補正手段実行タイミング（数枚〜数十枚）毎に外乱の影響を考慮したものに変更される効果である。言い換えれば、第１の目標出力値補正手段によって、トナー入換え量の変動によるトナー帯電量の変動と、環境などの外乱の影響によるトナー帯電量の変動との両方を考慮にいれた目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正を行うことができることによる効果である。
したがって、本比較実験例により、本実施形態のような目標出力値補正処理の制御を取り入れることによって、トナーの入換量が多い画像、つまり画像面積率の高い画像を出力した場合の画像濃度安定性を大幅に改善させるのが可能であることが確認された。
【００６８】
なお、上述では、第１の目標出力値補正手段が補正する目標値を、トナー濃度としているが、これに限られない。例えば、第１の目標出力値補正手段が補正する目標値を、現像バイアスとしてもよい。この場合、トナー濃度およびレーザ光の出力パラメータは、電位制御手段で調整された値に固定し、第１の目標出力値補正手段で現像バイアスの目標値を補正するのである。そして、制御部１００は、現像バイアスが目標値になるように現像電界形成手段としての現像バイアス電源１０５を制御する。
【００６９】
また、現像バイアスの目標値が低すぎると、現像バイアスを目標値に設定しても、所定の画像濃度が得られない場合がある。また、現像バイアスの目標値が高すぎると、現像バイアス電源１０５が許容電圧を越えてしまい、破損するなどの不具合が生じるおそれがある。このため、現像バイアスの目標値として、下限値および上限値を設定する。算出された現像バイアスの目標値が下限値を下回る場合は、現像バイアス目標値を下限値に設定し、現像バイアス以外の画像濃度制御条件であるトナー濃度の目標出力値を修正するようにする。また、算出された現像バイアスの目標値が上限値を上回る場合は、現像バイアス目標値を上限値に設定し、現像バイアス以外の画像濃度制御条件であるトナー濃度の目標出力値を修正するようにする。
また、第１の目標出力値補正手段が補正する目標値を、レーザ光の出力パラメータとしてもよい。
【００７０】
また、上述では、第１の目標出力値補正手段は、画像面積率の移動平均に基づいて、目標出力値Ｖｔｒｅｆを算出しているが、これに限定されるものではない。直前までに印刷した過去数枚分あるいは数十枚分という一定期間内に出力した各画像の画像面積率［％］を、一定期間内の現像装置の駆動時間でそれぞれ除算した値の移動平均に基づいて、目標出力値Ｖｔｒｅｆを算出してもよい。同じ画像面積率の画像を連続通紙する場合であっても、ジョブ実行間隔が異なれば現像剤の状態は異なる。これは、連続通紙する場合、ジョブとジョブとの間も現像装置は駆動しているからである。よって、各画像の画像面積率［％］を、一定期間内の現像装置の駆動時間でそれぞれ除算することで、ジョブ実行間隔の差異による現像剤の状態の差異を吸収することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、中間転写方式のレーザープリンタを用いて説明したが、これに限るものではなく、転写搬送ベルトによって担持搬送された転写紙に直接、感光体１１からトナー像を転写する直接転写方式を採用した画像形成装置でも良い。また、この場合、連続印刷中に転写搬送ベルトに担持搬送されている先行紙の後端部と後続紙の先端部との間である紙間部分の転写搬送ベルト上に、トナーパターンを形成させる構成としても良い。
【００７２】
以上、本実施形態によれば、所定期間内における現像装置内のトナー入換量と所定の算出パラメータａとに基づいて、画像濃度制御条件のひとつであるトナー濃度の目標出力値を算出して、算出したトナー濃度に変更する画像濃度制御条件変更手段たる第１の目標出力値補正手段を有している。そして、上記算出パラメータａは、算出パラメータ変更手段によって、ベルト部材上たる中間転写ベルトに形成されたトナーパターンをトナーパターン検出手段たる反射濃度センサ６２が検出した検出結果に基づいて変更される。これにより、第１の目標出力値補正手段を実行することで、環境など外乱の変動とトナー入換量の変動との両方の影響による画像濃度変動を抑制することができ、画像濃度を安定化することができる。
【００７３】
また、第１の目標出力値補正手段が算出したトナー濃度の目標出力値が、予め定めた上限閾値以上の場合、および予め定められた下限閾値以下の場合に、トナー濃度の目標出力値以外の画像濃度制御条件である現像バイアスやレーザ光の出力パラメータなどを変更する画像濃度制御修正変更手段を有している。これにより、異常画像などを抑制するとともに、画像濃度の安定化を図ることができる。
【００７４】
また、本実施形態によれば、第１の目標出力値補正手段と、算出パラメータ変更手段との実行間隔を異ならせている。現像装置内のトナー入換量の変動は、画像を出力する度に変動するが、環境など外乱の変動は、画像の出力によらず、様々な要因で変動するものである。すなわち、第１の目標出力値補正手段は、画像を出力する毎に実行するのが好ましいが、算出パラメータ変更手段は、環境など外乱が変動したタイミングで行えばよいのである。よって、第１の目標出力値補正手段と算出パラメータ変更手段とを同じ実行間隔としたものに比べて、トナー消費量の低減および画像濃度の安定化を図ることができる。
【００７５】
特に、算出パラメータ変更手段の実行間隔を第１の目標値補正手段より長くすることで、トナー消費量の低減および画像濃度の安定化を図ることができる。
【００７６】
また、上記算出パラメータａを、自由度１のパラメータとすることで、自由度が２以上のものに比べて、簡単な制御で算出パラメータａを変更することができる。
【００７７】
また、実施例３によれば、第１の目標出力値補正手段を実行して算出された目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−１と、基準トナーパターンの画像濃度に基づいて算出された目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−２と比に基づいて、算出パラメータａを変更している。基準トナーパターンの画像濃度に基づいて算出された目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−２は、実際に形成された画像濃度そのものから算出されたものであるので、画像面積率に基づいて算出される目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−１に比べて、精度が高い。よって、目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−１と、目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−２と比を算出パラメータａとすることで、画像面積率に基づいて算出された目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−１が、基準トナーパターンの画像濃度に基づいて算出される目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆ−２となるように修正される。これにより、第１の目標出力値補正手段を実行して算出される目出力値が、より精度の良いものにできる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、上記第１の目標値補正手段は、上記制御部１００の検出結果から得られる上記所定期間内に形成した画像の画像面積率の移動平均値に基づいて、上記目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するものである。これにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚分のトナー入換量の履歴を把握することができる。その結果、目標出力値Ｖｔｒｅｆをより適正に補正することができる。
【００７９】
また、一定期間内に出力した各画像の画像面積率［％］を、一定期間内の現像装置の駆動時間でそれぞれ除算した値の移動平均に基づいて、目標出力値Ｖｔｒｅｆを算出してもよい。これにより、ジョブ実行間隔の差異による現像装置内のトナー帯電量の差異を吸収することができる。
【００８０】
特に、上記移動平均値Ｍ（ｉ）として、上記数１に示した式に基づいて算出されるものを用いるので、上述したようにＲＡＭ１０３の使用領域を大幅に減少させることができる。
【００８１】
また、本実施形態によれば、上記第１のトナー濃度手段は、上記制御部１００の検出結果に基づき、上記所定期間内における上記現像装置２０内のトナー入換量が基準量よりも多い場合には、トナー濃度を低くするように上記目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更し、該所定期間内における該現像装置２０内のトナー入換量が基準量よりも少ない場合には、前記トナー濃度を高くするように目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するものである。これにより、本実施形態のように、例えば画像面積率の高い画像を出力した場合に、現像能力が高まり現像γが高まるような構成においては、目標出力値Ｖｔｒｅｆを簡易かつ適正に補正することができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、上記トナー入換量つまり画像面積率に応じて、上記算出パラメータ変更手段の実行間隔を変化させる。例えば、第１の閾値として画像面積率の累積平均［％］が６０［％］以上の場合と、第２の閾値として画像面積率の累積平均［％］が２％より小さい場合とで、基準トナーパターンの作成間隔を短くする制御を導入している。これは画像面積率が高い場合や環境変動や経時劣化などを考慮すると、画像濃度が予想以上に高く推移する可能性があるためである。また画像面積率が極端に低い場合には、画像濃度が予想以上に低く推移する場合があるため、第２の目標出力値補正手段による目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正制御が多く行われるように基準トナーパターンの作成頻度を多く設定する。逆に、５％前後の画像出力時には、基準トナーパターンの作成間隔を延ばし、第２の目標出力値補正手段による目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正制御の頻度を少なくしても、充分に画像濃度を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】目標出力値補正処理に係る制御の全体概要の説明図。
【図２】レーザプリンタの主要部を示す概略構成図。
【図３】レーザプリンタが備える作像手段のうちイエロー作像手段の概略構成を示す拡大図。
【図４】レーザプリンタのトナー濃度制御を行う制御部の構成を示したブロック図。
【図５】透磁率センサの出力値を縦軸にとり、検知対象の現像剤のトナー濃度を横軸にとったグラフ。
【図６】出力画像面積率による現像γの差異を示すグラフ。
【図７】横軸に画像面積率をとり、縦軸に現像γをとったグラフ。
【図８】第１の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図９】画像面積率の移動平均値を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させる量を縦軸にとったときのグラフ。
【図１０】第２の目標出力値補正手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】実施例１の算出パラメータ変更手段における、変更する算出パラメータとトナー付着量との関係を示す図。
【図１２】実施例２の算出パラメータ変更手段における、変更する算出パラメータとトナー付着量との関係を示す図。
【図１３】修正画像濃度制御条件変更手段による現像バイアス修正処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】比較実験例の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８４】
６      中間転写ベルト
１１    感光体
２０    現像装置
２６    透磁率センサ
２７    粉体ポンプ
３０    トナーカートリッジ
６２    反射濃度センサ
１００  制御部
【図１】
2008151896.tif 000011
【図２】
2008151896.tif 000012
【図３】
2008151896.tif 000013
【図４】
2008151896.tif 000014
【図５】
2008151896.tif 000015
【図６】
2008151896.tif 000016
【図７】
2008151896.tif 000017
【図８】
2008151896.tif 000018
【図９】
2008151896.tif 000019
【図１０】
2008151896.tif 000020
【図１１】
2008151896.tif 000021
【図１２】
2008151896.tif 000022
【図１３】
2008151896.tif 000023
【図１４】
2008151896.tif 000024