(57)【要約】【課題】トナーの帯電量上昇分に適したコントラスト電位補償が可能であり、安定した濃度推移が確保できる画像形成装置を提供する。【解決手段】濃度検知用画像パターンＱの濃度を検知する濃度検知手段１と、濃度検知用画像パターンＱの濃度検知結果からコントラスト電位を補正する第一の補正を行う制御手段６７と、現像手段４３に新品の現像剤を投入した後、該現像剤による画像形成量を積算し、現像手段４３内の現像剤を交換することによりリセットされる画像形成量測定手段１４０と、を有し、制御手段６７は、更に、画像形成量測定手段１４０の積算値に応じて露光手段３０を制御してコントラスト電位を補正する第二の補正と、濃度検知用画像パターンＱの濃度検知結果から第二の補正によるコントラスト電位をさらに補正し、補正されたコントラスト電位を基準として、予め設定された画像形成量が所定の量に達するまで補正する第三の補正とを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電された像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を有し、現像バイアス電圧を印加することによって前記像担持体との間に電位差を形成し、該電位差にて前記トナーを前記静電潜像に付着させて現像する現像手段と、画像形成動作中に形成された濃度検知用画像パターンの濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度検知用画像パターンの濃度検知の結果に基づいて前記電位差を補正する第一の補正を行う制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記現像手段に新品の現像剤を投入した後、該現像剤による画像形成量を積算し、前記現像手段の現像剤を交換することによりリセットされる画像形成量測定手段を有し、
前記制御手段は、更に、
（１）前記画像形成量測定手段の積算値に応じて前記露光手段を制御して前記第一の補正にて設定された前記電位差を補正する第二の補正と、
（２）前記第二の補正により設定された電位差を補正し、補正された電位差を基準として、予め設定された画像形成量に達するまでの前記電位差の補正を行う第三の補正と、
を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第三の補正では、濃度検知用画像パターンを形成し、該濃度検知用画像パターンの濃度及び電位を測定した結果に基づいて前記第二の補正による電位差を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第三の補正では、前記補正された電位差を基準として、前記露光手段を制御して予め設定された画像形成量に達するまで前記電位差を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第二及び第三の補正にて、前記画像形成量測定手段の積算値に応じて前記露光手段の露光量の加算制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記濃度検知用画像パターンを形成する場合には、前記画像形成量測定手段の積算値に応じて行う露光量の加算制御は行わないことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記露光手段は、画像情報に応じたデジタル画素信号を発生するレーザー源を備え、前記制御手段は、前記画像形成量測定手段の積算値に応じて前記露光手段のレーザーパワーの加算制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記予め設定された前記画像形成量とは、前記現像剤のトナーのチャージアップにより前記現像剤のトナー濃度が上昇していく画像形成量であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記濃度検知手段により、画像形成動作中に形成された濃度検知用画像パターンの濃度を検知し、該検知された濃度に基づいてトナー補給制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記濃度検知用画像パターンの濃度の目標値は、前記現像手段に新品の現像剤を投入したときの該現像剤により形成した濃度検知用画像パターンの濃度よりも低い値であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記濃度検知用画像パターンの濃度が目標値に収束する画像形成量は、トナーのチャージアップにより前記現像剤のトナー濃度が上昇していく画像形成量より小さくされることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記濃度検知用画像パターンの濃度が目標値に収束する画像形成量と、前記画像形成量測定手段の積算値に応じて前記露光手段の露光量を加算する制御により収束する画像形成量は略同じであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成量は、画像形成枚数であり、前記画像形成量測定手段は、画像形成枚数積算カウンタであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記画像形成量は、前記現像手段が有する現像剤を担持し搬送する現像剤担持体、又は、現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段の回転時間であり、前記画像形成量測定手段は、前記現像剤担持体又は撹拌手段の回転時間積算カウンタであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真画像形成装置に関し、特に、２成分現像剤を使用し、トナー補給制御を行う電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上に形成された潜像を現像装置で現像剤を用いて現像し、トナー像として可視化することが知られている。二成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤のトナー（Ｔ）とキャリア（Ｃ）の混合比Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）、即ち、現像剤のトナー濃度（以下、「Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）比」という。）を一定に保つために現像剤濃度検出・制御装置（ＡＴＲ）として光反射検知方式が知られている。更に、現像剤の単位体積中の透磁率の変化、つまり単位体積中のキャリアの密度を求めて、それからＴ／（Ｔ＋Ｃ）比を算出する、所謂インダクタンス方式などいくつかの方式が提案されている。このような方式では、求められたトナー濃度を一定に保つようにトナー補給量を制御し、トナーを補給する。
【０００３】
また、デジタル画像形成装置の場合には、画像情報信号を算出してトナーの消費量を予想し、その予想消費量により逐次トナーを補給する、所謂ビデオカウント方式ＡＴＲによりトナーを補給することも行なわれている。ビデオカウント方式ＡＴＲでは、撮像素子等で構成されるリーダーからの入力画像信号をＡ／Ｄ変換し、そのデジタル画素信号の出力レベルを画素毎に積算し、ビデオカウンタでカウントする。そして、このビデオカウント数をＣＰＵでトナー補給量に換算し、補給信号として画像形成装置（プリンタ）のトナーホッパー（トナー補給装置）の駆動回路に信号を送り、１枚の複写毎に現像器にトナー補給を行う。
【０００４】
しかしながら、検知面の汚れや現像剤の帯電量や環境の振れにより、トナー濃度を誤検知したり、補給量がばらついたりすることによって、トナー濃度を一定に保つことが出来ない場合があった。また、トナー濃度を一定に保てても、現像剤の特性変化により、濃度が変化してしまう場合があった。
【０００５】
そこで、パッチ検方式が用いられている。つまり、パッチ検方式では、感光ドラム上に前持って電位の定まった潜像を形成し、潜像を直接現像することにより、基準濃度のパターンである濃度検知用画像パターン、所謂、パッチ画像を形成し、その画像濃度を検出する。そして、上記トナー濃度一定制御から得られたトナー補給量を補正する。
【０００６】
例えば、ビデオカウント方式のＡＴＲ制御に加えて、パッチ検知方式により出力画像濃度を検出して、補給量を補正するようにした提案が行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このような方法では、先ず、上記したように、連続画像形成シーケンス中、ビデオカウント方式のＡＴＲによるトナー補給を行う。そして、連続画像形成終了時、或いは、画像形成の合間にパッチ検知方式ＡＴＲに切換えて、感光ドラム上にパッチ画像を形成し、そのパッチ濃度を測定する。
【０００８】
そして、その測定されたパッチ濃度から、連続画像形成中のトナー補給動作により現像器へのトナーの過補給がされたか否かを判別する。過補給でないと判別された場合は、トナーホッパーの搬送スクリューを所要回転数駆動して、ホッパーから不足分のトナーを現像器に補給する。更にビデオカウント数によるトナー補給量に補正を行い、次回のトナー補給量にフィードバックする。また、トナーが適正量補給されていた場合は、不足分のトナー補給量はゼロであり、ビデオカウント数による補給量への補正は行なわない。更に、過補給と判別された場合は、ビデオカウント数の補給量に補正を行ない、次回のトナー補給量にフィードバックする。更に、トナーホッパーからのトナー補給量を予め測定しておいて、補給量をさらに補正する。そうすることで、パッチ濃度が一定となり、出力画像濃度が一定となる。
【０００９】
また更に、パッチ検による検出結果により、トナー補給制御に加えてコントラスト電位制御をも行うことで、濃度をより一定に保つようにした提案もなされている（例えば、特許文献２参照）。コントラスト電位とは、像担持体としての感光体上の作像領域における画像部の表面電位と、現像剤担持体の電位との電位差をいう。
【００１０】
この特許文献２に記載の提案においては、パッチ検で検知した濃度のずれ分を補償するよう補給したトナーが現像に寄与するまでには時間がかかるので、その間の濃度のずれ分をコントラスト電位で補償するものである。
【特許文献１】特開平６−１１９６５号公報
【特許文献２】特開平５−２７５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
パッチ検ＡＴＲによる制御では、パッチ濃度は一定となるもののトナー濃度が暴走する可能性がある。その場合には、トナー濃度が高すぎる弊害のトナー飛散量や、かぶりの増大や、低すぎることによるキャリア付着の問題が出る場合がある。特に、初期の現像剤では、キャリアの帯電付与能力が高く、トナーの帯電量が上昇し濃度が低下しやすい。このチャージアップ分すべてをパッチ検ＡＴＲによりトナー濃度で補償してしまうと、トナー濃度が増大しすぎる場合がある。パッチ検の検知結果の一部をコントラスト電位にて制御することでトナー濃度の暴走の抑制が可能である。
【００１２】
しかし、コントラスト電位を過剰に制御すると、トナー濃度がほとんど変化せず、トナーの帯電量が変化しすぎ、パッチ濃度は一定であっても転写効率の変動による濃度変化が生じる。逆に、コントラスト電位をほとんど制御しないと、上述のように、トナー濃度が暴走する場合がある。
【００１３】
本発明の目的は、トナーの帯電量上昇分に適したコントラスト電位補償が可能であり、安定した濃度推移が確保できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電された像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を有し、現像バイアス電圧を印加することによって前記像担持体との間に電位差を形成し、該電位差にて前記トナーを前記静電潜像に付着させて現像する現像手段と、画像形成動作中に形成された濃度検知用画像パターンの濃度を検知する濃度検知手段と、前記濃度検知用画像パターンの濃度検知の結果に基づいて前記電位差を補正する第一の補正を行う制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記現像手段に新品の現像剤を投入した後、該現像剤による画像形成量を積算し、前記現像手段の現像剤を交換することによりリセットされる画像形成量測定手段を有し、
前記制御手段は、更に、
（１）前記画像形成量測定手段の積算値に応じて前記露光手段を制御して前記第一の補正にて設定された前記電位差を補正する第二の補正と、
（２）前記第二の補正により設定された電位差を補正し、補正された電位差を基準として、予め設定された画像形成量に達するまでの前記電位差の補正を行う第三の補正と、
を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、初期の現像剤では、キャリアの帯電付与能力が高く、トナーの帯電量が上昇し濃度が低下しやすいが、その帯電量上昇分を画像形成量（例えば画像形成枚数）に応じて、コントラスト電位で補償し濃度低下が起こらないようにする。さらに、濃度検知用画像パターンを形成し、その検知濃度によりコントラスト電位を設定した場合には、画像形成量に応じたコントラスト電位補正は一旦ゼロとし、そこから残りの画像形成量分のコントラスト電位補正を行なう構成とされる。従って、本発明では、トナーの帯電量上昇分に適したコントラスト電位補償が可能となり、安定した濃度推移が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１７】
実施例１
［カラー画像形成装置］
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真方式のカラー画像形成装置とされる。
【００１８】
本実施例のカラー画像形成装置は、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色に対する画像形成装置、即ち、画像形成ステーションＰ（ＰＣ、ＰＭ、ＰＹ、ＰＫ）を備えている。各画像形成ステーションＰは、転写材４８を搬送する転写材担持体としての転写ベルト４７上にその移動方向に沿って順次に配列される。
【００１９】
各画像形成ステーションＰは、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、感光ドラム）という。）４０（４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙ、４０Ｋ）を備えている。感光ドラム４０の周りには、帯電手段４２（４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｙ、４２Ｋ）、露光手段３０（３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙ、３０Ｋ）、を備えており、原稿の画像を色分解した各色毎の静電潜像が順次に形成される。さらに、感光ドラム４０の周りには、現像手段４３（４３Ｃ、４３Ｍ、４３Ｙ、４３Ｋ）が配置され、感光ドラム４０上の静電潜像が、対応する色トナーを有する現像手段４３で現像され、可視像（トナー像）とされる。各感光ドラム４０上に形成されたトナー像は、転写材担持体とされる転写材担持ベルト４７にて搬送される転写材４８上に、一次転写手段４９（４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｙ、４９Ｋ）にて転写される。
【００２０】
トナー像が転写された転写材４８は、転写材担持ベルト４７から分離されて定着手段９０に搬送されて定着される。また、転写後に感光ドラム４０上に残った残留トナーは、その後クリーニング手段５０（５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｙ、５０Ｋ）にて除去される。クリーニングされた感光ドラム４０は、前露光手段４１（４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙ、４１Ｋ）にて除電された後、次の画像形成に供される。
【００２１】
なお、本実施例の画像形成装置では、原稿を複写する機能の他に、ネットワークケーブルを介して画像形成装置と接続されたパーソナルコンピュータから送信された画像を紙等の転写材に形成するプリンタ機能や、ファクシミリ機能も有することができる。即ち、紙の原稿以外の画像濃度情報に基づいて画像を形成することが可能となっている。
【００２２】
更に、本実施例の画像形成装置について説明する。
【００２３】
図２は、カラー画像形成装置の各画像形成ステーションを構成する個々の画像形成装置を更に詳細に示している。本実施例にて、各画像形成ステーションＰ（ＰＣ、ＰＭ、ＰＹ、ＰＫ）を構成する画像形成装置は、全て同様の構成とされるので、図２を参照して行う以下の説明では、各画像形成ステーションを示す符号Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは省略して、総称して説明する。また、図３は、露光手段３０を構成する、半導体レーザを駆動させるレーザ駆動パルスと像担持体上に形成される静電潜像との関係を示す模式図である。
【００２４】
図２を参照すると、本実施例のカラー画像形成装置はデジタル式の画像形成装置とされる。従って、本実施例の画像形成装置にて、複写される原稿３１の画像は、露光手段３０にて、画像情報に応じたデジタル画素信号を感光ドラム４０に照射する。つまり、原稿画像３１の画像は、レンズ３２によってＣＣＤ等の撮像素子３３に光学像として投影される。この撮像素子３３は、原稿３１の画像を６００ｄｐｉの画素（一画素）に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換により電気信号を発生する。撮像素子３３から出力される光電変換信号（アナログ画像信号）は、画像信号処理回路３４に入力される。画像信号処理回路３４は、各画素毎にその画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像信号（デジタル信号）に変換し、パルス幅変調回路３５に出力する。パルス幅変調回路３５は、入力される画素画像信号毎に、レベルに対応した幅（時間長）のレーザ駆動パルスを形成して出力する。即ち、図３（ａ）に示すように、レベルが高濃度を示す画素画像信号に対してはより幅の広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号に対してはより幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素画像信号に対しては中間の幅の駆動パルスＩをそれぞれ形成する。
【００２５】
尚、図３（ｂ）は、露光手段３０を構成する半導体レーザ（レーザー源）３６を駆動する基準クロックを、図３（ｃ）は、図３（ａ）で示したレーザ駆動パルスとなるように、図３（ｂ）で示した基準クロック動作した場合のクロックパルス数を示した図である。更に、図３（ｄ）は、レーザ駆動パルスで感光ドラム４０上に形成される静電潜像を示した図である。
【００２６】
パルス幅変調回路３５から出力されたレーザ駆動パルスは、半導体レーザ３６に供給され、半導体レーザ３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させる。従って、半導体レーザ３６は、高濃度の画素に対しては一画素あたり、より長い時間駆動され、低濃度の画素に対しては一画素あたり、より短い時間駆動されることになる。
【００２７】
それ故、像担持体である感光ドラム４０は、次に説明する光学系によって、高濃度の画素に対しては一画素あたり感光ドラム４０の長手方向である主走査方向に、より長い範囲が露光される。同様に低濃度の画素に対しては一画素あたり主走査方向に、より短い範囲が露光される。
【００２８】
つまり、原稿の画像濃度情報に基づいて、記録する画素の濃度に対応したドットサイズ（一画素のなかで現像される大きさ）を有する静電潜像が形成される。従って、当然のことながら、高濃度の画素に対するトナー消費量は、低濃度の画素に対するトナー消費量よりも多くなる。
【００２９】
尚、図３（ｄ）には、低、中、高濃度の画素の感光ドラム４０上での静電潜像をそれぞれＬ、Ｍ、Ｈで示す。
【００３０】
［光学系］
図２を参照すると、レーザー源である半導体レーザ３６から照射されたレーザビーム３６ａは、回転多面鏡（ポリゴンミラー）３７に入射される。回転多面鏡３７は、等角速度で回転されており、この回転多面鏡３７の回転に伴い、入射したレーザビーム３６ａは、連続的に角度を変える偏向ビームに変換されて反射される。更に、レーザビーム３６ａは、ｆ／θレンズ群３８により、集光作用を受ける。また、ｆ／θレンズ群３８は、レーザビーム３６ａに対して、同時に感光ドラム４０上での走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行う。ここで述べた時間的な直線性とは、１ｐｕｌｓｅ発光なら長手のどこでも同じ長さだけ感光ドラム４０に露光されるようにｆ／θレンズ群３８で補正していることを意味している。ｆ／θレンズ群３８がない場合には、回転多面鏡３７によって、角度を付与して、感光ドラム４０の長手全域にレーザ３６ａが当たる際に、回転多面鏡３７によって曲げた角度量に応じてレーザ３６ａが伸びてしまう。その伸び量をｆ／θレンズ群３８によって補正している。
【００３１】
固定ミラー３９は、レーザビーム３６ａを感光ドラム４０方向に指向させる。これにより、レーザビーム３６ａは、感光ドラム４０上に等速で走査される。
【００３２】
これにより、レーザビーム３６ａは、感光ドラム４０の回転軸とほぼ平行な方向（感光ドラム４０の長手方向であり、主走査方向とする）に走査し、静電潜像を形成することになる。
【００３３】
画像形成装置は、上述のように、感光ドラム４０を帯電させる帯電手段４２と、帯電された感光ドラム４０に静電潜像を形成する露光手段３０と、静電潜像を現像する現像手段４３とを備えている。
【００３４】
つまり、感光ドラム４０は、アモルファスシリコン、セレン、ＯＰＣ等の感光層を表面に有し、矢印方向に回転する感光体であり、前露光器（前露光手段）４１で均一に除電を受けた後、一次帯電器（帯電手段）４２により均一に帯電される。その後、露光手段３０により、上述した画像情報信号に対応して変調されたレーザビーム３６ａで露光走査（露光手段）され、これによって画像信号に対応した静電画像が感光ドラム４０上に形成される。この静電潜像は、トナー粒子とキャリア粒子が混合された２成分現像剤を使用する現像器（現像手段）４３によって反転現像され、可視画像（トナー像）が形成される。
【００３５】
尚、反転現像とは、感光体上のレーザ光で露光された領域に、潜像と同極性に帯電した現像剤（トナー）を付着させてこれを可視化する現像方法である。トナー像は、２個のローラ４５ａ、４５ｂ間に巻回され、図示矢印方向に駆動される転写材担持体としての転写材担持ベルト４７上に保持された転写材４８に、転写帯電器（一次転写手段）４９の作用により転写される。
【００３６】
トナー像が転写された転写材４８は、転写材担持ベルト４７から分離されて定着器９０（図１参照）に搬送されて定着される。また、転写後に感光ドラム４０上に残った残留トナー２８は、その後クリーナ（クリーニング手段）５０によって回収される。
【００３７】
［現像プロセス］
図４は、本実施例における現像プロセスを説明する図である。
【００３８】
図２における一次帯電器４２により感光ドラム４０が図４（ａ）に示すように−７００Ｖ（Ｖｄ）に均一帯電され、レーザビーム３６ａによって照射された部分が図４（ｂ）に示すように−２００Ｖ（Ｖｌ）の静電潜像が形成される。
【００３９】
ここで、電位Ｖｄは一次帯電器４２によって帯電された感光ドラム４０の電位、電位Ｖｌはレーザビーム３６ａの照射によって減衰した感光ドラム４０の電位を示す。
【００４０】
図５に、現像手段としての現像器４３の一実施例を示す。本実施例にて、現像器４３は、現像剤、本実施例では、トナーとキャリアを含む２成分現像剤Ｔを収納した現像容器１４１を備え、現像容器１４１は、隔壁１４２にて現像室１４３と撹拌室１４４とに区画されている。現像室１４３には、現像剤担持体としての現像スリーブ１４５が配置されている。現像スリーブ１４５内には、磁界発生手段としてのマグネットロール１４６が固定配置されている。現像容器１４１内の現像剤Ｔは、現像スリーブ１４５に担持され、現像ブレード１４７により層厚規制されて感光ドラム４０と対向した現像領域に搬送される。そして、現像領域にて現像スリーブ１４５からトナーが感光ドラム４０上の静電潜像に付与されて現像され、トナー像とされる。このとき、現像スリーブ１４５には電源１５０から現像バイアス電圧が印加される。本実施例では、現像スリーブ１４５には、現像バイアスとして交流電圧が重畳された直流電圧−５５０Ｖ（Ｖｓ）が印加される。交流電圧としては、限定されるものではないが、例えばピーク間電圧Ｖｐｐが２ｋＶ、交流周波数ｆが３ｋＨｚが使用される。
【００４１】
現像室１４３及び撹拌室１４４には、それぞれ、現像剤撹拌用の第１、第２搬送スクリュー１５１、１５２が配置されている。第１スクリュー１５１は、現像室１４３内の現像剤を撹拌しながら搬送する。また、第２搬送スクリュー１５２は、トナーホッパー６０（図２参照）から搬送スクリュー６２によりトナー排出口６４を通って撹拌室１４４に供給された補給用トナー６３と撹拌室１４４内の現像剤Ｔとを撹拌しながら搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。補給用トナー６３は、トナーのみとすることもでき、必要に応じて、キャリアを含むこともできる。
【００４２】
隔壁１４２の図上手前側と奥側には、現像室１４３、撹拌室１４４内を連通する開口（図示せず）が設けられており、第１、第２搬送スクリュー１５１、１５２の搬送力により現像室１４３と撹拌室１４４とを循環移動させる。
【００４３】
再度、図４を参照すると、上記構成の現像器４３にて、現像スリーブ１４５に直流電圧−５５０Ｖ（Ｖｓ）が印加されると、感光ドラム４０上に形成された静電潜像が、負に帯電したトナーにより反転現像され、図４（ｃ）に示すように、トナー像が形成される。この時、感光ドラム４０上の露光部電位Ｖｌと、現像スリーブ１４５の電位、即ち、現像バイアス電位Ｖｓとの差の電位差によって現像されており、その電位差を「コントラスト電位」と呼ぶ。
【００４４】
感光ドラム４０上のトナー像は、本実施例では、転写帯電器４９によって転写材４８の裏面にプラス（＋）電荷が付与されることによって、転写材４８に転写され、所望の画像を転写材４８上に得ることができる。
【００４５】
（ビデオカウント方式ＡＴＲ）
次に、本実施例で用いたビデオカウント方式のＡＴＲによるトナー補給制御方法について説明する。
【００４６】
現像器４３に補給するトナー量を制御するために、前記の画像信号処理回路３４の出力信号のレベルが画素ごとにカウントされる。本実施例では、このカウントを次のように行った。まず、パルス幅変調回路３５の出力信号がＡＮＤゲート６４の一方の入力に供給され、このＡＮＤゲート６４の他方の入力にはクロックパルス発振器６５からのクロックパルス（図３（ｂ）に示すパルス）が供給される。従って、ＡＮＤゲート６４からは図３（ｃ）に示すように、レーザ駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々パルス幅に対応した数のクロックパルス、すなわち各画素の濃度に対応した数のクロックパルスが出力される。
【００４７】
このクロックパルス数は、各画像毎にビデオカウンタ６６によって積算され、ビデオカウント数が算出される。このカウンタ６６からの積算値、即ち、各画像毎のパルス積算信号Ｃ１（ビデオカウント数）は、前記原稿３１のトナー像を１つ形成するために現像器４３から消費されるトナー量に対応している。
【００４８】
そこで、このビデオカウント数をＣＰＵ（制御手段）６７に供給するとともにＲＡＭ６８に記憶する。トナー補給制御を行う濃度制御手段としても機能するＣＰＵ６７は、ビデオカウント数とトナー補給時間との対応関係を示す換算テーブルを有している。ＣＰＵ６７は、入力されたビデオカウント数に基づき、現像器４３から消費される上記トナー量に見合う量のトナー６３をトナー補給槽６０から現像器４３に供給するのに要する搬送スクリュー６２の回転駆動時間（即ち、トナー補給時間）を算出する。そして、モータ駆動回路６９を制御して、上記算出した時間の間だけモータ７０を駆動する。
【００４９】
一般に、ビデオカウント数が大であればモータ７０の駆動時間はより長い時間となり、ビデオカウント数が小であればモータ７０の駆動時間はより短い時間となる。
【００５０】
モータ７０の駆動力は、ギア列７１を介して搬送スクリュー６２に伝達され、搬送スクリュー６２はトナー補給槽６０内のトナー６３を搬送して、トナー６３を現像器４３に補給する。
【００５１】
つまり、原稿のトータル画像量を、カウンタ６６で積算したビデオカウントＣ１により算出する。トータル画像量は、画像形成装置通紙可能最大サイズの１２ｉｎｃｈ×１８ｉｎｃｈサイズのベタ画像（階調レベル２５５／２５５レベル）のビデオカウント数を５００として比例計算で求めた。例えば、１２ｉｎｃｈ×９ｉｎｃｈサイズの紙に、階調レベルで１２８／２５５レベルの均一なハーフトーン画像の場合には、ビデオカウント数は１２５となる。この時、画像形成に必要なトナー量がトータル画像量（即ち、ビデオカウント数）に比例すると考えると、この紙面上に必要なトナー量を一意に求めることができる。例えば、１２ｉｎｃｈ×１８ｉｎｃｈサイズ上でベタ黒時に要するトナー量が１．０ｇであれば、上記のハーフトーン画像に必要なトナー量は０．２５ｇとなる。
【００５２】
（パッチ検によるトナー補給制御）
次に、パッチ検制御によるトナー補給制御について説明する。
【００５３】
トナー濃度を一定に制御した場合のトナーの帯電量の推移を図６に示す。スタート時点では、キャリアの表面に不純物等が付着しており、帯電付与能力は高くない。その後、現像器４３内での攪拌やトナーとの摩擦により不純物が取れてくると、帯電付与能力が高まってくる。そのピークは、現像剤によるが、画像形成量として画像形成枚数がおおよそ１０００〜２０００枚程度に達した時点である。その後、キャリアは、トナーへ付与された外添剤による付着や汚染により帯電付与能力を徐々に失っていきトナーの帯電量は下がってくる。トナーの帯電量によって濃度が変わることから、パッチ検制御により、トナーの帯電量変化を打ち消すようにトナー濃度をトナー補給により制御する。トナーを多めに補給するとトナー濃度が上昇する。トナー濃度が高いと、トナーはキャリアと接触する確率が減ることから、トナーの帯電量は下がる。トナーを少なめに補給するとトナー濃度が下がり、トナーとキャリアの接触確率が上がり、トナーの帯電量は上がる。
【００５４】
なお、ここで０枚とは、現像器４３内の現像剤が新品の現像剤に交換されたタイミング、或いは、新品の現像器４３に新品の現像剤を投入したタイミングである。即ち、新品の現像剤が現像器４３内に投入されたときである。
【００５５】
現像剤交換の方法としては次の構成がある。つまり、従来からあるように、現像器４３の下部に設けたシャッター（図示せず）により開口部（図示せず）が形成されるようになっており、シャッターを開けた状態で、現像器４３のスリーブ１４５や攪拌スクリュー１５１、１５２を回転させる。これによって、現像剤Ｔが開口部より落下し、現像器４３内の現像剤Ｔが現像容器１４１から排出される。次に、下部の開口部を閉じた状態で、現像器４３のスリーブ１４５や攪拌スクリュー１５１、１５２を回転させつつ、新品の現像剤を上の開口部（図示せず）から投入する。
【００５６】
この時、現像剤カウンタ１４０がリセットされる。つまり、現像剤カウンタ１４０は、新品の現像剤が現像器４３に投入された後、この現像剤を使用して行われる画像形成量を測定し積算する画像形成量測定手段であり、本実施例では、画像形成枚数を積算する画像形成枚数積算カウンタである。現像剤カウンタ１４０は、リセットされると、それまでの画像形成枚数の積算値はゼロ、即ち、０枚目となる。
【００５７】
図７は、感光ドラム４０及び転写材担持ベルト４７の近傍の構成を示す図である。
【００５８】
本実施例では、連続した印字、即ち、画像形成動作中に、感光ドラム４０の表面に形成される画像の先端と後端に挟まれた非画像域に、所謂、パッチ画像である濃度検知用画像パターンＱが形成される。なお、非画像域としては、画像の先端と後端に挟まれた領域に限定されるものでなく、形成される画像のサイズによっては、画像の側方等の領域としてもよい。
【００５９】
本発明では、通常の画像形成に使う静電潜像と、濃度検知用画像パターンＱを形成する時の静電潜像が異なる。ここでは、コントラスト電位を変更しており、本実施の形態では、レーザーパワーを変更している。後述するが、濃度検知用パターンＱのコントラスト電位は一定であり、通常の画像形成時は、コントラスト電位を枚数等により変更していく。具体的には、図２０のようになる。
【００６０】
このようにレーザーパワーを変更することで、濃度検知用パターンＱのコントラスト電位を一定に保ちつつ、画像形成のコントラスト電位を変更することが可能である。濃度検知用パターンＱのコントラスト電位を一定に保つことが重要である。従って、感光ドラム４０の特性が、経時的に変化したり、温湿度変化により変化した場合には、濃度検知用パターンＱに使用するレーザーパワーが既存の電位制御等により変化することは言うまでもない。
【００６１】
この濃度検知用画像パターンＱの濃度は、濃度検知手段１にて検知される。本実施例では、濃度検知用画像パターンＱからの反射光量を、濃度検知手段としての反射光量センサ１で測定することにより検知される。
【００６２】
図５をも参照すると、反射光量センサ１は、発光素子１ａ及び受光素子１ｂを備え、感光ドラム４０からの正反射光のみを検出する。反射光量は、感光ドラム４０上の非画像域に形成された濃度検知用画像パターンＱがその測定範囲を通過するタイミングに合わせて測定される。そして、センサ１からの信号は、濃度制御手段を構成するＣＰＵ６７に送信され、ＣＰＵ６７は、この反射光量を基に、所望の一定濃度（反射光量）が得られると推定されるトナー補給量補正値が求められる。
【００６３】
なお、本実施例で使用される現像剤は、トナー及び磁性キャリアを含む２成分現像剤とされ、トナーは、イエロー、マゼンタおよびシアンの色トナー、並びに、ブラックトナーであり、スチレン系共重合樹脂をバインダとして、各色の色材を分散させたものである。
【００６４】
また、感光ドラム４０は、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率が約４０％のＯＰＣドラムであるが、反射率が同程度である限り、アモルファスシリコン系の感光ドラム等でもよい。
【００６５】
感光ドラム１からの反射光（近赤外光）は、反射光量センサ（フォトセンサ）１によって電気信号に変換される。この電気信号は、電圧０〜５Ｖを有しており、Ａ／Ｄ変換回路（非図示）により、１０ビットのデジタル信号に変換され、ＣＰＵ６７に送られる。図８に、反射光量センサ（フォトセンサ）１の１０ビットデジタル信号と濃度検知用画像パターンＱの画像濃度の関係を示す。
【００６６】
濃度制御手段を構成するＣＰＵ６７は、この１０ビットのデジタル信号と、予め有した目標値との差分を算出し、トナー補給量を補正する。この時、差分すべてを補正するようにトナー補給量を補正することはせずに、４０％（制御量）だけに留めている。急激な濃度変化を起こさせないためである。また、補給量の補正量も１枚あたり０．３ｇ（制御リミット）までにしている。これは、一気に補正しようとすると、現像器内のトナー濃度にムラが生じたりする恐れがあるためである。このようにすることで、濃度検知用画像パターンＱの濃度が目標値（即ち、目標濃度）になるように、現像器内のトナー濃度は緩やかに変化していく。このような制御率や制御リミットは機械ごとに最適値があるため、適宜最適化するとよい。
【００６７】
濃度検知用画像パターンＱの濃度の目標値、即ち、目標濃度は、現像剤を入れ替える毎に、出荷直後の現像剤で形成した濃度にしたり、予め決めておいた値にしたりする。現像剤を入れ替える毎に、目標濃度を決め直す場合には、反射光量センサ１の位置や光量のバラツキを加味して設定できる利点がある。一方、予めきめておいた値を使用する場合は、出荷直後の現像剤の状態のばらつきに依存しない。
【００６８】
本実施例では、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度は、予め決めておいた値、今回はフォトセンサ1の出力値で４００、画像濃度で０．６とした。なお、出荷直後の現像剤（即ち、初期の現像剤）で形成した濃度は、約０．７、フォトセンサ1の出力値で３２０である。したがって、出荷直後の現像剤（即ち、初期の現像剤）で形成した濃度よりも薄くなるような値を目標とした。そうすることで、初期の現像剤では、パッチ検が濃いと判断することにより、トナー補給は少な目となる。結果として、濃度検知用画像パターンＱの濃度がパッチ検による初期の現像剤のチャージアップによる濃度薄補償制御を緩やかにすることができる。その図を図２１に示す。図中で、点線が、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を０．７とした場合の濃度検知用画像パターンＱの推移であり、実線は、本実施例であり、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を０．６とした場合の濃度検知用画像パターンＱの推移である。
【００６９】
一方で、初期の現像剤のチャージアップにより濃度薄が起こると、パッチ検制御によりそれを補償するように、トナー補給量を増やし、現像剤濃度が上昇する。このトナー補給量を増やす方向と、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を薄めにすることで、トナー補給量を少なめにする方向を適切に設定することで、初期の現像剤のトナー濃度の終点を変えることが可能である。
【００７０】
図９にて、点線が、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を0.7とした場合のトナー濃度推移である。また、実線が、本実施例であり、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を０．６とした場合のトナー濃度推移である。濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を０．６とした場合には、トナー濃度が１１％程度で収束するのに対し、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度を０．７とした場合には、トナー濃度が１３％程度で収束する。本実施例の現像剤では、トナー濃度が１２％以上で飛散が多くなったりかぶりが悪くなったりしたため、トナー濃度を１１％程度で収束するように０．６の濃度を目標値とした。
【００７１】
（目標濃度の範囲）
濃度検知用画像パターンＱの目標濃度としては、出荷直後の現像剤（即ち、初期の現像剤）で形成した場合の濃度をα（上記では0.7）とすると、
０．５×α＜濃度検知用画像パターンＱの目標濃度β＜１．０×α
であるのが望ましい。
【００７２】
１．０以上であると、トナー濃度が従来以上（本実施例では１３％）に上昇してしまい、飛散やかぶりが従来以上に悪化してしまう。また、０．５以下であると、トナー濃度が初期剤の半分以下になり、キャリアが剥き出しになり、感光ドラム４０に付着したりして画像欠陥になる場合がある。
【００７３】
また一方、画像形成枚数におけるトナー濃度の上昇の早さを適切化することは重要である。これは先述のような、パッチ検制御の制御率や制御リミットを変更することで変えることができる。制御率や制御リミットを高くすると、トナー濃度の上昇は早くなるし、逆に低くすると、トナー濃度上昇は緩やかになるが、パッチ検制御量不足が発生し、濃度変動する恐れが発生する。図１０にて、実線は、本実施例の制御率４０％と制御リミット０．３ｇを使用した推移を示し、点線は、制御率を２０％とし制御リミットを０．１ｇとした場合の推移を示す。
【００７４】
このように、制御率や制御リミットを下げると、トナー濃度上昇が緩やかになる。
【００７５】
トナー濃度を１１％以下に抑えるようにパッチ検制御を行なうことで、飛散やかぶりは発生しないが、濃度検知用画像パターンＱの濃度も実際の画像濃度も緩やかに減少してしまう。最大の理由は、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度が薄いため、その薄い目標濃度に徐々に制御率や制御リミットに応じて収束していくためである。その時の濃度推移を図１１に示す。３本の線は、低濃度、中濃度、高濃度のそれぞれの推移を示している。高濃度で特に顕著だが、３００枚程度まで濃度が徐々に落ちていっている。
【００７６】
本実施例では、トナー濃度推移を、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度、及び、パッチ検制御の制御率と制御リミットでコントロールする。これによって、トナー濃度が高すぎる弊害を防ぎつつ、ＶｌとＶｓの差であるコントラスト電位をコントロールすることによって、濃度を補償することを特徴としている。
【００７７】
（コントラスト電位の制御）
次に、コントラスト電位の制御方法を説明する。新品現像剤の投入から最初の３００枚の濃度ダウンを補償するようにコントラスト電位を変更していく。
【００７８】
図１２に、本実施例で用いたコントラスト電位のアップ（オフセット）分を示す。
【００７９】
０枚目の時点でコントラスト電位が２００Ｖであった場合、１００枚目では２４０Ｖ、３００枚では２６０Ｖになるようにコントラスト電位をオフセットさせていき、徐々にコントラスト電位を上げる。具体的には、露光手段の露光量、即ち、本実施例では、露光手段３０を構成するレーザー源のレーザーパワーを変更してコントラスト電位を変更した。
【００８０】
図１３に、レーザーパワー（ＬＰＷ）のオフセット分の推移を示す。即ち、画像形成枚数に応じて、画像形成条件としての露光量を増大させる。勿論、必要により現像バイアス電圧を調整することで画像形成条件を変更してもよい。
【００８１】
本実施例のレーザーは、最大駆動電流が２５ｍＡであり、それを８ｂｉｔ信号の２５５としている。従って、ＬＰＷオフセット１で約０．１ｍＡである。このようにレーザー駆動電流（ＬＰＷ）を変化させて行くことでコントラスト電位を上昇させ、濃度ダウンを打ち消し、良好な濃度推移を確保する。
【００８２】
本実施例では、画像形成量、例えば画像形成枚数に応じてコントラスト電位を変化させている。しかし、トナーのチャージアップは現像での現像剤攪拌時間に比例するため、現像の攪拌時間や現像スリーブの回転時間に応じてコントラスト電位を変化させても構わない。従って、
（１）画像形成量は、画像形成枚数であり、前記画像形成量を積算するカウンタは、画像形成枚数積算カウンタとすることができる。
（２）画像形成量は、前記現像手段が有する現像剤を担持し搬送する現像剤担持体、又は、現像剤を撹拌する撹拌手段の回転時間であり、前記画像形成量を積算するカウンタは、前記現像剤担持体又は撹拌手段の回転時間積算カウンタとすることができる。
【００８３】
なお、０枚目の時点では、画像濃度が最適になるように、コントラスト電位が、ＣＰＵ（制御手段）６７により、従来周知の制御により求められる。例えば、上記濃度検知用画像パターンＱを形成し、該濃度検知用画像パターンＱの濃度を検知し、コントラスト電位を決定する。そして、そのコントラスト電位になるようなレーザー駆動電流が求められる（第一の補正）。
【００８４】
更に、制御手段６７により、上記レーザー駆動電流に対して、上記本実施例に従ったＬＰＷオフセットの加算制御が、積算された画像形成枚数（積算値）に応じて行なわれていく（第二の補正）。
【００８５】
この時、濃度検知用画像パターンＱの静電潜像を形成する際には、本実施例に従ったＬＰＷオフセットは適用せず、０枚目の時のＬＰＷを使用し続ける。本実施例に従ったＬＰＷオフセットを加えると、濃度検知用画像パターンＱの濃度が変化し、トナー濃度推移が最適になるように決めたパッチ検制御に対して影響を及ぼしてしまう。
【００８６】
本実施例の一つの特徴として、通常の画像形成とパッチ検制御ではレーザーパワーが異なり、通常の画像形成には本実施例に従ったＬＰＷオフセット制御が使用されるが、パッチ検制御には使用されない。
【００８７】
このように制御した場合の濃度推移を図１４に示す。
【００８８】
実線は、本実施例の濃度推移で、ＬＰＷオフセットの加算制御が枚数に応じて行なわれた時の推移であり、点線は、ＬＰＷオフセットの加算制御を行なわず、一定とした時の推移を示したものである。
【００８９】
上述したように、トナー濃度制御は、パッチ検制御によりコントロールすることができる。その時の弊害である濃度変動に関しては、コントラスト電位を画像形成枚数（画像形成量）に応じて制御することで回避が可能である。
【００９０】
パッチ検制御が目標値に収束するタイミングとＬＰＷオフセットの加算制御が一定になるタイミングは略同等であり、本実施例では３００〜５００枚程度である。パッチ検が薄い目標値に向かって推移していっている間は、濃度薄が生じるため、ＬＰＷオフセットを変化させ濃度を上げて行く。パッチ検制御による画像濃度が目標値に収束した後は、パッチ検制御によるトナー濃度制御により画像濃度が一定となるため、ＬＰＷオフセットを変化させて濃度を変化させる必要がない。
【００９１】
なお、詳細のパラメータ設定に関しては、機械ごとに最適化する必要があるが、基本的には、飛散やかぶり、キャリア付着が出ない範囲で可能な限りトナー濃度を大きく制御し、その範囲で収まらない濃度変動に対してコントラスト電位制御するのが望ましい。パッチ検制御では画像濃度が一定になるようにトナー補給が制御され、結果として、トナーの帯電量がコントロールされる。そのため、転写効率や定着での静電オフセットが変化することがない。
【００９２】
しかし、パッチ検制御を全く行なわず、トナー濃度を一定とし、コントラスト電位で画像濃度を一定とした場合にはトナーの帯電量はコントロールされず、図６に示したように、トナーの帯電量は大きく変化する。その場合には、転写効率や定着での静電オフセットに影響する場合がある。そうするため、初期現像剤のチャージアップが収束するよりも前に、濃度検知用画像パターンＱの目標濃度に収束させる方が望ましい。濃度検知用画像パターンＱの目標濃度は薄いため、徐々に濃度検知用画像パターンＱの濃度は薄くなっていき、最終的には目標濃度に達し一定となる。その時の枚数は、本実施例では３００枚程度である。その時までパッチ検制御としてはトナー補給を少なくする方向である。従って、３００枚までは、トナー濃度は上昇しにくい。その後、濃度検知用画像パターンＱが目標濃度に達した後は、トナーのチャージアップに応じてトナー補給を多めに行い、トナー濃度は上がっていく。トナー濃度を可能な限り積極的に動かす方が有利であるため、チャージアップ終了前に、濃度検知用画像パターンＱが目標濃度に達するようにして、トナー濃度を上限まで使うようにすると望ましい。即ち、濃度検知用画像パターンＱの濃度が目標値に収束する画像形成枚数は、トナーのチャージアップにより現像剤のトナー濃度が上昇していく画像形成枚数より小さくされる。
【００９３】
このようにすることで、安定した濃度推移が確保できるが、コントラスト電位は、画像形成枚数による制御以外でも補正される。本実施例では、ＣＰＵ（制御手段）６７により、画像パッチ（濃度検知用画像パターン）ＱをＣＣＤ等の撮像素子３３によって測定された濃度と、画像パッチＱを電位センサ５１によって測定された電位との関係から最適濃度となる電位が算出される。そのコントラスト電位となるようにＬＰＷが決められる（第三の補正）。
【００９４】
図１５は、コントラスト電位を求めるのに実行される、第三の補正における制御手段６７によるトナー補給制御動作の詳細を示すフローチャートである。
【００９５】
このトナー補給制御の起動は、ユーザーが画像濃度を合わせたい時に、例えば、本実施例では、初期現像剤投入（画像形成枚数カウンタ１４０のリセット）から１３０枚目に、ユーザーによる指示に基づいて開始される。具体的には、画像形成装置に付属されているタッチパネル（不図示）等から濃度調整の指示を行なう（ステップＳ１）。ステップＳ１で本トナー補給制御が起動されてスタートすると、調整用に、通常の画像形成よりも高い一次帯電バイアス、現像バイアス、レーザーパワーを設定する（ステップＳ２）。
【００９６】
次に、６００ｄｐｉで、画像信号を０レベルに設定し（ステップＳ３）、静電潜像を形成し、（ステップＳ４：形成工程）、電位センサ５１で感光ドラム４０の電位を測定する（ステップＳ５：測定工程）。次に画像信号を１レベルに設定し（ステップＳ６）、静電潜像を形成し、（ステップＳ７：形成工程）、電位センサ５１で感光ドラム４０の電位を測定する（ステップＳ８：測定工程）。以降、順次行い、Ｆレベルまでの静電潜像を順次形成し、電位センサ５１で各々の電位を読み取る（ステップＳ９〜Ｓ１１）。
【００９７】
ここで、通常の画像形成よりも高い一次帯電バイアス、現像バイアス、レーザパワーを高く設定するのは、確実に目標濃度（ここでは、最大濃度１．６、図８参照）を本制御中の画像で得るためである。具体的には、本実施例では、コントラスト電位が通常よりも１００Ｖ高く、レーザーパワーとしてはＭａｘ（最大値）を用いた。
【００９８】
その後、図１６に示した画像を転写材４８上に形成し出力する（ステップＳ１２）。この出力画像を原稿３１として、スキャナ部でレンズ３２によりＣＣＤ等の撮像素子３３で、その画像を読み込む（ステップＳ１３）。さらに、読取った結果から画像濃度を検知する（ステップＳ１４：濃度検知工程）。
【００９９】
その時のコントラスト電位（Ｖ）と画像濃度の関係を図１７に示す。感光ドラム４０の電位と濃度の関係を算出し（ステップＳ１５）、目標濃度となるコントラスト電位を算出する（ステップＳ１６：制御工程）。
【０１００】
このように決められたコントラスト電位は、画像形成枚数（画像形成量）による予測制御と比較して精度が高い。したがって、このようにして決められたコントラスト電位を以降の画像形成に使用していく。
【０１０１】
しかしながら、この後にもトナーのチャージアップ現象は引き続き生じるため、同じコントラスト電位で画像形成を続けることは出来ない。そこで、上述した画像形成枚数によるコントラスト電位制御を引き続き行なっていく。
【０１０２】
具体的には、次式で表される。
レーザーパワー＝電位制御で決定したＬＰＷ＋枚数カウンタのＬＰＷオフセット
枚数カウンタのＬＰＷオフセット＝ＬＰＷオフセットテーブルＬＰＷ−スキャナによるコントラスト電位補正時（一番最新）のＬＰＷオフセットテーブルＬＰＷ
【０１０３】
上記式を図で示したものが図１８になる。
【０１０４】
ＬＰＷオフセットテーブルは、濃度薄を補償するように作られたテーブルであることから、コントラスト電位を別の制御で補正した場合には、そこを基準として、予め設定された画像形成枚数（即ち、トナーのチャージアップにより現像剤のトナー濃度が上昇していく画像形成枚数）の残りの分に対して、ＬＰＷオフセットを行なっていくべきである。それの意味することころは、スキャナによるコントラスト電位補正を行なった後のトナーのチャージアップ現象の残り分を再度ＬＰＷオフセットにより補正している。換言すれば、第一の補正を行なう前と後ではＬＰＷオフセットテーブルを変更可能な構成であるといえる。
【０１０５】
本実施例では、上記第二の補正の補正対象である、トナーのチャージアップによる現像剤のトナー濃度が上昇していく画像形成枚数を３００〜４００枚と設定している。従って、第三の補正による補正を、上述のように、画像形成枚数１３０枚目に行った場合には、残りの画像形成枚数１７０〜２７０枚程度において、上記決定されたコントラスト電位を基準としたＬＰＷオフセットを行なっていく。
【０１０６】
上記で述べたように、初期の現像剤では、キャリアの帯電付与能力が高く、トナーの帯電量が上昇し濃度が低下しやすい。その帯電量上昇分を枚数カウンタ（画像形成量測定手段）によりコントラスト電位で補償し濃度低下が起こらないようにする。さらに、検知濃度によりコントラスト電位を設定した場合には、枚数カウンタによるコントラスト電位補正は一旦０（ゼロ）とし、そこから残りの枚数カウンタ分のコントラスト電位補正を行なうことで、トナーの帯電量上昇分に適したコントラスト電位補償が可能となり、安定した濃度推移が確保できる。
【０１０７】
上記実施例の説明では、本発明の画像形成装置は、デジタル式のカラー画像形成装置であり、露光手段として、レーザー源を有するものとして説明したが、露光手段はこれに限定されるものではなく、ＬＥＤアレイを使用することもできる。更には、デジタル式の画像形成装置ではなく、露光手段としてハロゲンランプ等の照射光量を変更し得る照明光源を備えたアナログ式の画像形成装置とすることもできる。
【０１０８】
また、上述したように、画像形成量としては、画像形成枚数に限定されるものではなく、現像手段の現像スリーブ又は撹拌スクリューの回転時間とすることもできる。
【０１０９】
上記変更実施例にても、上記実施例で説明したと同様のトナー補給制御が可能であり、同様の作用効果を達成することができる。
【０１１０】
実施例２
図１９に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置は、実施例１にて、図１を参照して説明したカラー画像形成装置と同様の構成とされる。ただ、本実施例においては、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色に対する画像形成装置が、転写材搬送ベルト４７ではなく、中間転写体としての中間転写ベルト４７Ａの上に、その移動方向に沿って順次に配列される。また、中間転写ベルト４７Ａは、支持ローラ４５ａ、４５ｂ、４５ｃによって巻回されて矢印方向に移動される。支持ローラ４５ｃと対向して、ニ次転写ローラ４６が配置され、二次転写部を構成している。
【０１１１】
各色の画像形成装置は、同じ構成とされるので、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【０１１２】
本実施例においては、各画像形成ステーションの感光ドラム４０上に原稿の画像を色分解した各色毎の静電潜像が順次に形成され、対応する色トナーを有する現像器４３で現像され、中間転写ベルト４７Ａ上に順次全色転写される。その後、二次転写ローラ４６によって転写材４８上に全色一括転写され、フルカラー画像を得ることになる。
【０１１３】
本実施例においても、実施例１と同様に、本発明の原理を適用してトナー濃度制御を行うことができる。それによって、本実施例においても、初期の現像剤では、キャリアの帯電付与能力が高く、トナーの帯電量が上昇し濃度が低下しやすいが、その帯電量上昇分を枚数カウンタ（画像形成量測定手段）によりコントラスト電位で補償し濃度低下が起こらないようにする。さらに、検知濃度によりコントラスト電位を設定した場合には、枚数カウンタによるコントラスト電位補正は一旦０とし、そこから残りの枚数カウンタ分のコントラスト電位補正を行なうことで、トナーの帯電量上昇分に適したコントラスト電位補償が可能となり、安定した濃度推移が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の画像形成プロセスを説明するための概略構成図である。
【図３】半導体レーザを駆動させるレーザ駆動パルスと感光ドラム上に形成される静電潜像との関係を示す模式図である。
【図４】現像プロセスと説明するための模式図である。
【図５】現像装置の一実施例の概略構成図である。
【図６】トナー濃度を一定に制御した場合のトナー耐電量の推移を示す図である。
【図７】感光ドラム上に形成された濃度検知用画像パターンＱとセンサとの関係を示す図である。
【図８】濃度検知用画像パターンＱの濃度とセンサ出力との関係を示す図である。図である。
【図９】目標濃度を変更した場合の、トナー濃度と画像形成枚数との関係を示す図である。
【図１０】目標濃度を変更した場合の、トナー濃度と画像形成枚数との関係を示す図である。
【図１１】トナーの目標濃度を１１％以下に押さえたパッチ検制御における低濃度、中濃度、高濃度の推移を示す図である。
【図１２】コントラスト電位オフセットを説明するための図である。
【図１３】レーザーパワー（ＬＰＷ）のオフセット分の推移を示す図である。
【図１４】レーザーパワー（ＬＰＷ）オフセット制御をした場合と、しなかった場合を説明する図である。
【図１５】コントラスト電位を求めるための制御動作を説明するフロー図である。
【図１６】コントラスト電位を求めるための出力画像の一例を示す図である。
【図１７】コントラスト電位と画像濃度との関係を示す図である。
【図１８】コントラスト電位制御と画像形成枚数との関係を説明する図である。
【図１９】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図２０】通常画像形成時と濃度検知用画像パターンＱの形成時のレーザーパワー（ＬＰＷ）が異なることを説明するための図である。
【図２１】濃度検知用画像パターンＱの濃度と画像形成枚数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１                  フォトセンサ（濃度検知手段）
３０                露光手段
３６                半導体レーザ（レーザー源）
４０（４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙ、４０Ｋ）    感光ドラム（像担持体）
４２（４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｙ、４２Ｋ）    一次帯電器（帯電手段）
４３（４３Ｃ、４３Ｍ、４３Ｙ、４３Ｋ）    現像器（現像手段）
４７                転写材担持ベルト（転写材担持体）
４７Ａ              中間転写ベルト（中間転写体）
４８                転写材
４９（４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｙ、４９Ｋ）    転写帯電器（一次転写手段）
６０                トナーホッパー（トナー補給槽）
６３                補給現像剤
６７                ＣＰＵ（制御手段）
１４０              現像剤カウンタ（画像形成枚数積算カウンタ、回転時間積算カウンタ、画像形成量測定手段）
１４５              現像スリーブ（現像剤担持体）
１５１、１５２      搬送スクリュー（現像剤撹拌手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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