(57)【要約】【課題】稼働状態によらず、一定な印字性能を維持可能な画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】現像器３６内の現像剤消費率（装置印字率）の変化を検出し、検出結果によって上記現像剤による感光体１５上の静電潜像を可視化する能力を補正制御する際、当該検出結果に応じた制御を段階的に実施する構成。【選択図】　　　図１５
2004109599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の印字データに応じて、予め帯電させた感光体を露光し、露光によって感光体上に静電潜像を形成し、これを予め帯電させた現像剤によって可視像化することによって可視像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
現像剤消費率検出の結果によって現像剤による感光体上の静電潜像を可視化する能力を補正制御する手段よりなり、
当該手段による現像剤可視化能力補正制御は、当該現像剤消費率検出の結果に応じた補正を段階的に実施する構成の画像形成装置。
【請求項２】
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、当該現像剤消費率検出の結果に応じた現像機に印加する現像バイアス電位の増減補正によって感光体への現像剤付着能力を補正する構成の請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、当該現像剤消費率検出の結果に応じて現像機に印加する現像バイアス電位の増減補正を行う際、その増加補正の場合の補正率と減少補正の場合の補正率とを異ならせて行う構成の請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤可視化能力補正制御手段は、画像形成動作の進行に応じて所定の頻度で現像機の駆動量と現像剤補給量とを測定し、当該測定結果に基づいて現像剤消費率を計算し、当該現像剤消費率検出の結果に応じて現像機に印加する現像バイアス電位の補正目標量を設定して現在の現像バイアス電位と比較し、当該比較結果に応じて補正動作の設定を行う構成の請求項１乃至３の内のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
所定の印字データに応じて、予め帯電させた感光体を露光し、露光によって感光体上に静電潜像を形成し、これを予め帯電させた現像剤によって可視像化することによって可視像を形成する電子写真方式における現像剤可視化能力補正制御方法であって、
現像剤消費率検出の結果によって現像剤による感光体上の静電潜像を可視化する能力を補正制御する段階よりなり、
当該段階における現像剤可視化能力補正制御は、当該現像剤消費率検出の結果に応じた補正を段階的に実施する構成とされた補正制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置及び現像剤可視化能力補正制御方法に係わり、特に業務用の高速印刷機等において、装置の低印字率印刷運転、間欠印刷運転による装置印字濃度低下を効果的に防止して、高品質な画像形成を維持し得る構成を有する画像形成装置及び現像剤可視化能力補正制御方法に関する．
【従来の技術】
各種印刷業界、生命保険業界、証券業界等、短期間に多量の印刷物を製作する必要のある業界では、その使用状態、即ち高印字率印刷状態、低印字率印刷状態、間欠印刷状態等に依存せず、常に高品質の印刷物を製造することが可能な画像形成装置としての印刷機の性能が要求されている。尚、一例として、本発明が適用可能な印刷機の稼働状態としては、月２０日間の稼働で１１インチの用紙１３０万枚に対する印刷を行うものであり、これはＡ４用紙３００頁／分の印刷能力に相当する。
【０００２】
他方、一般的に印刷機等の画像形成装置では、例えば長期間に亘って間欠印刷、即ち、印刷状態と休止状態とが交互に発生する運転が続く場合、空運転することになる。これは、一般的に印刷動作は印刷を開始するまでのイニシャル運転、印刷運転、印刷停止後の後処理運転で構成されており、間欠印刷では印刷動作を行っていない装置の空運転が多くなる。つまり間欠印刷が連続した場合、トナー消費がされないままの状態で装置が運転することになる。
ここで、電子写真方式の印刷機等の画像形成装置における現像理論式を以下に示す通り、感光体電荷量をトナー電荷量で打ち消す作用によって感光ドラムにトナーが付着し、現像がなされる。
感光体電荷量＝トナー（現像剤）電荷量
そして、上記トナー電荷量は、電荷量をＱ，現像剤帯電量をＴＰ，トナー質量（トナー量）をｍとすると、以下の式で表される。
Ｑ＝ＴＰ×ｍ
他方、上記感光体電荷量は、感光ドラムの静電容量をＣ，感光ドラムが露光された際の明部電位をＶＳ，現像器に印加する現像バイアス電位をＶＢとすると、以下の式で表される。
Ｑ＝Ｃ（ＶＢ−ＶＳ）
これらの数式の関係を図１に示す。即ち、感光ドラムは前帯電器（図１０における３４）で帯電しており、その一部が露光されると、その結果その部分（露光部）の電位は低下して感光ドラム明部電位ＶＳとなる。そして、現像バイアスＶＢと感光ドラム明部電位ＶＳとの間の電位差と感光ドラムの静電容量Ｃとの積で得られる電荷量を打ち消すように、感光ドラム表面上にトナーが付着する。そして、そのトナー付着量ｍは、上記電荷量を現像剤帯電量で割った値に相当する。即ち、感光ドラム上のトナー付着量は、以下の式で示される。即ち、トナー付着量ｍはトナー帯電量ＴＰに反比例する。
ｍ＝Ｃ（ＶＢ−ＶＳ）／ＴＰ
【特許文献１】
特開２０００−２１１１９５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１５２４２号公報
【特許文献３】
特開平７−２６１４８０号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図２、図３は上記の如くの業務用印刷機における、印刷枚数、即ち当該印刷機による印刷実績に応じたトナー付着量及び印字濃度を示す指標であるインチ角ＯＤ値の変動の一例を示す。両図から明らかなように、一般にその印字率が低い程トナー付着量、インチ角ＯＤ共に減少傾向が強く、逆に印字率が高いとこれらの値は減少しにくい。これは、印刷機内の現像機の長期間の連続運転において、印字率が低い場合、内部に格納されているトナーの消費が十分になされず、残存するトナーについては常時装置の現像機の駆動（攪拌）によって帯電状態あるため、その現像剤帯電量、即ち上式中のＴＰ値が徐々に増加する。その結果、同じ現像バイアス電位ＶＢ及び感光ドラム明部電位ＶＳによる電荷量Ｑによって露光部に付着するトナー量が減少する。その結果、印刷枚数に応じて徐々に印字濃度が低下してしまうのである。
【０００４】
このような問題に対する対策として、従来は印刷実績枚数と現像機の駆動カウンタとの関係によって間欠印刷を判断し、現像バイアスを補正する印刷モード補正（間欠印刷補正）を行っていた。即ち、間欠運転によって長期間トナー消費がなされない状態で現像機が運転された場合、当該間欠印刷を検出して現像バイアスを適宜上昇させることによってトナー帯電量ＴＰの増加によるトナー付着量の減少を防止し、もって印字濃度の低下を防止するというものである。しかしながらこの方法では、印字率の検出は行わないため、低印字率印刷が連続実施された場合、間欠運転時同様にトナー消費量が少ないためトナー帯電量ＴＰが増加するが、間欠運転ではないため、印字率補正（トナー消費率補正）が行われないという問題点があった。
【０００５】
他方、印字ドットをカウントして印字率を検出する方法もある。この場合、低印字率が連続印刷した場合でも印字率補正が可能である。しかし、この方法では印字率に応じたテーブル補正を実施しており、例えば印字率が急激に変化した場合にその変化率に応じた現像バイアスの制御がなされるため、結果的に過剰補正が発生する場合があった。これは現像剤帯電量の上昇特性は低印字率が継続された場合に徐々に変化するものであり、印字率変化の検出直後に補正を加えると過剰補正となるためである。このような状況が発生すると、所謂カブリ等の印字不良を発生する場合があり、従来は印字ドットカウンタによる印字率検出では適正な印字率補正は困難であった。つまり、間欠印刷や印字ドットカウンタの印字率検出では、トナー消費の継続性を検出していないため、低印字率による現像剤帯電量変化における適正補正が行えなかった。
本発明は上記状況に鑑み、現像機の駆動カウンタとトナー補給カウンタの関係から計算した結果を使用して的確に補正制御を行うことによって現像バイアスの補正が最適になされ得、もって高品質の印刷物を製作し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明では、所定の印字データに応じて、予め帯電させた感光体を露光し、露光によって感光体上に静電潜像を形成し、これを予め帯電させた現像剤によって可視化することによって可視画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、現像機の駆動量と現像剤補給量とをカウントし、当該カウント値の関係から現像剤消費率を検出し、当該検出結果によって、当該現像剤による感光体上の静電潜像を可視化能力を補正制御する際、当該検出結果に応じた制御を段階的に実施する構成とした。
【０００７】
このように段階的な制御を行うことにより、当該画像形成装置の現像剤消費率の増減による稼働条件の変動に応じて、過不足無く、適正な現像剤可視化能力補正制御が実施可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態では、高印字率印刷（高トナー消費率）時の現像剤帯電量の低下傾向と、低印字率印刷（低トナー消費率）時の現像剤帯電量の上昇傾向が異なることに着目し、印字率（トナー消費率）に応じて現像バイアスの目標補正値を設定し、印刷の進行に応じて段階的に後述するディレイ補正を行う印字率補正制御を実行する。
【０００９】
図４は、一般的な印刷機における、印刷の進行に応じた現像剤帯電量ＴＰの変化例を示す。同図から明らかなように、印刷の進行に応じた現像剤帯電量の増加傾向は、印字率の減少と共に顕著となる。又、その増加傾向は、高速印刷機程、即ち現像剤に常時加えられるストレスの高い程顕著である。
【００１０】
図５は、上記図４の結果に従って導出される、印刷の進行に応じた加えるべき現像バイアス補正量を示す。即ち、上述の如く現像剤の帯電量ＴＰの増加によっても、一定の印字濃度、即ち一定の現像剤付着量を維持するためには、より高い現像バイアスを与える必要がある。図５はそのための現像バイアス補正値を示す。
【００１１】
以上の内容を表に示すと、表１の如くとなる。
【００１２】
【表１】
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即ち、補正無しの場合にはトナー帯電量ＴＰの変動によってトナー付着量が大幅に変動し、その結果印字濃度の指標であるインチ角ＯＤが大幅に変動するが、適切に現像バイアスＶＢを補正することにより、実質的にトナー付着量、インチ角ＯＤの変動を無くすることが可能である。
【００１３】
しかしながら、現像剤帯電量上昇に応じた現像バイアス補正は、現実には現像剤帯電量検出そのものが困難であるため、印字率をトナー消費率（現像剤消費率）の検出によって行い、当該検出印字率に応じて現像バイアス補正を行う。
【００１４】
ここで、低印字率印刷（低トナー消費率印刷）が一定期間継続された場合、その間徐々に現像剤帯電量が上昇する特性がある。他方、極短時間印字率が変化しても、それによる現像剤帯電量の変動は実質的には生じないこともある。そのため、印字率変動（トナー消費率の変動）の検出直後に現像バイアスの補正制御を行った場合、実際の印字率は印刷内容に応じて細かく変動する不磧定なものであるため、極短時間の印字率の変動の結果過剰補正となり、所謂カブリ等の印字不良が発生してしまうおそれがある。
【００１５】
そのため、本発明の実施例では、予め測定等によって得られた低印字率印刷（低トナー消費率状態の印刷）が一定期間継続された場合の現像剤帯電量上昇特性を基本にして目標補正現像バイアス値を決定し、印刷実績枚数や累計現像機回転数に応じて段階的に現像バイアス補正を行う所謂「ディレイ補正」を採用する。
【００１６】
しかし、単純なディレイ補正では、補正値が目標補正値に達する迄次の補正が出来ない。何故なら、補正の途中で目標補正値が変更されると補正動作が一旦リセットされてしまうからである。したがって、ディレイ補正を行う場合、現在の実績補正量と新たに検出された印字率からの目標補正量とを比較する。更に補正動作のリセットを防止するため、プラス、マイナスの補正方向を確認し、前回決定された補正カープを継続するか否かを判断する。
【００１７】
本発明の実施例では低印字率印刷（低トナー消費率印刷）が一定期間継続された場合の現像剤帯電量上昇特性を基本に、目標補正現像バイアス値を決定し、印刷実績枚数や累計現像機回転数に応じて段階的に補正を行うディレイ補正制御を行う。即ち、現在既に達成済みの実績補正量と、新たに検出された印字率から求められた目標補正量とを比較してプラス、マイナスの補正方向を判断し、前回の補正カーブを継続するか変更するか否かを判定する。
【００１８】
図６、７，８は上述の本発明の実施例による現像バイアス補正制御によって期待される効果を示す。図６，図７に示す如く、本発明の実施例の現像バイアス補正制御によれば、印字率の多寡によらず、印刷の進行によっても一定の印字濃度を維持可能である。即ち、図８（印字率０．６％の場合）に示す如く、低印字率印刷においても印字濃度を維持可能である。
【００１９】
以下に図面と共に、本発明の一実施例による画像形成装置としての印刷機の構成について詳細に説明する。
【００２０】
図９は上記印刷機の概略側面断面図を示し、図１０は図９に示す感光ドラム１５周りの詳細を示す側面断面図である。図９中、図１０に示す前帯電器３４によって帯電された定速で回転する感光ドラム１５表面が、ＬＥＤプリントヘッド等よりなる光学ユニット２３によって所定の入力印字データに従って露光される。この露光により上記感光ドラム明部電位ＶＳとなった感光ドラム表面の部分、即ち静電潜像に、後述する現像部２２から供給された現像剤としてのトナーが、上記の電子写真方式の現像理論式に従った量、付着する。その結果、感光ドラム１５上に、上記静電潜像に対応したトナー像（可視化像）が形成される。
【００２１】
他方、用紙ホッパ部２４で予め印刷用紙を格納しておき、用紙をオートロード部１９によって図示せぬスタッカテーブルにロードする。その後、その回転による感光ドラム１５上の上記トナー像の接近にタイミングを併せて用紙搬送を行なう。そして感光ドラム１５上のトナー像は、転写部１６の転写帯電器（図１０の３７）による電圧の印加による転写機能によって該用紙上に転写される。更にトナー像転写後の用紙上のトナー像は定着器ユニット１４のフラッシュランプの照射による加熱によって当該用紙上に定着される。
【００２２】
図１１，図１２は、夫々図１０に示す、上記現像部２２を構成する現像器ユニット３６とトナーホッパユニット３７の詳細を示す断面側面図である。図１２に示すトナーホッパユニット３７において、印刷機の電源オン時、又は待機運転時を含む実質的稼働時、常時アジテータによって攪拌されているトナーは、図１１に示す現像器ユニット３６におけるトナー（ＴＣ）濃度センサによる同ユニット３６内のトナー濃度低下検出信号によるトナー供給ローラの回転によって、現像器ユニット３６内に供給される。
【００２３】
このようにして供給されたトナーはプレ攪拌ローラによってスクリュー軸１側に送られる。その後トナーは２本のスクリュー軸１，２によって強制攪拌され、その際の摩擦帯電によって当該トナーは正に帯電される。更にトナーはコンベアローラによって吸い上げられ、プレドクターブレードでスクリューピッチムラを無くされ、現像Ｍｇローラへと搬送される。
【００２４】
現像Ｍｇローラへ搬送されたトナーはドクターブレードによって均一な厚さに揃えられて感光ドラム１５表面に供給され、感光ドラム１５表面に付着することによって前記静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
【００２５】
次に、本発明の実施例による画像形成装置としての上記印刷機の動作制御について説明する。尚、この動作制御は図９のコントローラシェルフ２１に実装された制御回路基盤上に実装されたマイクロコンピュータ等によって実行されるものとする。
【００２６】
図１３は上記現像バイアス制御に関わる制御ブロック図を示す。同図に示す如く、印字率（即ち、現像剤消費率：トナー消費率）の指標としてのトナー補給カウント及び現像機の駆動カウントの計数値から所定印刷実績枚数当たりのトナー補給発生の回数を求め、この値をキーとして、予め設定済みの例えば表２に示す如くの補正テーブルを検索し、目標現像バイアス電位を求める。
【００２７】
【表２】
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具体的には、１ドラムカウントを１１インチ用紙一枚印刷時間分の現像機駆動カウント（駆動量）とした場合２００ドラムカウント（即ち１１インチ用紙２００枚印刷時間分の現像機の駆動カウント）を１ブロックとし、その間のトナー補給回数をカウントし、図１４に示す如く１０ブロックにおけるトナー補給カウントの移動合計を計算し、検出印字率（即ち、現像剤消費率）とする。そして１ブロック経過毎に当該検出印字率を更新して対応した目標現像バイアスを設定する。ここで、上記トナー補給とは、前記の如く、現像器ユニット３６内のトナーの消費がトナー濃度（ＴＣ）センサによって検出され、その際にトナー供給ローラによってトナーホッパユニット３７から現像機ユニット内へと所定量のトナーが補給される動作を示す。
【００２８】
そして、当該目標バイアスに向け、プラス補正、即ち現在の現像バイアス値が目標バイアスより低い場合、図１５（ａ）に示す如く、補正ドラムカウント１２４８毎に現像バイアスＶＢを１ステップ分、即ち１．５６Ｖ分プラス側に補正する。逆に現状のバイアス値が目標バイアスより高い場合のマイナス補正の場合は、図１５（ｂ）に示す如く、補正ドラムカウント１２５毎に現像バイアスＶＢを１ステップ分、１．５６Ｖマイナス側に補正する。
【００２９】
これは、例えば印字率（即ち、現像剤消費率）の低い印刷を長時間連続して行う場合、トナー消費が少なく、その間同じ残存トナーが繰り返し帯電されることによって徐々にトナー帯電量ＴＰが増加するため、それに対するプラス補正時には、１２４８カウント毎に１．５６Ｖという、緩やかな現像バイアス補正を実施する（図１５（ａ））。他方、逆に、高印字率印刷時等のトナー消費が速い場合（高現像剤消費率）、図１１，図１２に示すトナー補給路ローラによってトナーホッパユニット３７から現像器ユニット３６に対して高頻度にトナー補給がなされ、その場合、現像器ユニット３６内のトナーは次々と消費されて新しいトナーと置き換わるため、トナーの平均帯電量ＴＰは急激に減少することとなる。そのため、この場合に対応するマイナス補正の場合、比較的高増加率である、１２５カウント毎に１．５６Ｖの補正を行う（図１５（ｂ））。
【００３０】
又、本発明の実施例によるディレイ補正では、表３に示す如く、前回補正のプラス、マイナス方向と、今回の目標バイアス値に対する現状のバイアス値からの補正方向のプラス、マイナスとを比較し、その方向が同一の場合、継続してドラムカウントに応じて現像バイアスの補正を行う。他方補正の方向が逆転した場合は、現状の補正バイアス値から逆方向へ向かって、ドラムカウントに応じて現像バイアスの補正を行う。夫々の場合、その補正量は図１５に示す補正率に従って決定されたものとされる。
【００３１】
【表３】
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次に、図１６乃至１８に示す動作フローチャートと共に、本発明の一実施例による現像バイアス補正制御方法について更に詳細に説明する。
【００３２】
まず、ステップＳ１にて現像部２２が運転中か否かを判断し、運転中の場合、ステップＳ２にて、１１インチの印刷実績が完了か否かを判断する。ここで、１１インチの印刷実績とは、１１インチ用紙印刷時間分の現像機駆動カウント（駆動量又は稼動量）に相当する。その場合、ステップＳ３，Ｓ４にて、夫々、ブロックドラムカウント及び補正ドラムカウントを行う。即ち、夫々の計数値を１インクリメントする。
【００３３】
次に、ステップＳ５にて、トナー補給がなされたか否かを判定する。なされていた場合、ステップＳ６にてトナー補給カウントを行う（１インクリメント）。そして、ステップＳ７にて、ドラムカウントの計数値が２００に達したか否かを判定する。その結果、２００に達していた場合、１ブロック分の印刷動作が進行済みのため、ステップＳ８，Ｓ９にて、ドラムカウントを０にリセットすると共に現在のトナー補給カウント値を、当該ブロック分の値として格納する。
【００３４】
次にステップＳ１０にて、過去１０ブロック分のトナー補給カウント値の累積、即ち上記トナー補給移動合計回数を計算する。そしてステップＳ１１にて、当該トナー補給移動合計回数をキーとして前記表２に示す補正テーブルを検索し、目標バイアス補正値を得る。次にステップＳ１２にてトナー補給カウントを０にリセットし、ステップＳ１３にて、補正フラグＶＢＨが０か否か判断する。ここで、補正フラグＶＢＨは、前回の補正の方向がプラスの場合０と設定され（ステップＳ１５）、マイナスの場合１と設定されている（ステップＳ２３）。
【００３５】
そして、ステップＳ１３の結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１４にて、現在の現像バイアス値がステップＳ１１で設定した目標バイアス以下か否か判断する。Ｙｅｓの場合、未だ目標バイアスに達していないため、ステップＳ１５にて引き続きプラス補正フラグＶＢＨ＝０を設定する。そして、この場合プラス補正のため、図１５（ａ）の補正率に従い、ステップＳ１８にて、補正ドラムカウントが１２４８に達したか否かを判定する。その結果、達していれば、ステップＳ１９にて補正ドラムカウントを０にリセットし、ステップＳ２０にて、現在のバイアス値が既に目標値に達しているか否かを判定する。その結果達していればステップＳ２８にて、電源オフに備えて各種設定値、即ち目標バイアス値、現在の補正バイアス値、補正ドラムカウント値及び補正フラグＶＢＨの値等を一旦格納し、更にステップＳ１から上述の処理を繰り返す。他方、ステップＳ２０の結果がＮｏの場合、プラス補正が必要なため、ステップＳ２１にてバイアス電位ＶＢを１ステップ分、即ち１．５６Ｖ昇圧した後、ステップＳ２８以降を実行する。
【００３６】
又、ステップＳ１３の結果がＮｏの場合、前回マイナス補正であったため、現在の現像バイアス値が目標バイアス値以上か否かを判断する。目標バイアス値以上の場合、未だ目標値に達していないため、ステップＳ２３にて引き続きマイナス補正フラグＶＢＨ＝１を設定する。この場合マイナス補正のため、図１５（ｂ）の補正率に従い、ステップＳ２４にて、補正ドラムカウントが１２５に達したか否かを判定する。その結果、達していれば、ステップＳ２５にて補正ドラムカウントを０にリセットし、ステップＳ２６にて、現在のバイアス値が既に目標値に達しているか否かを判定する。その結果達していればステップＳ２８以降を実行し、他方、ステップＳ２６の結果がＮｏの場合、マイナス補正を行うため、ステップＳ２７にてバイアス電位ＶＢを１ステップ分、即ち１．５６Ｖ降圧した後、ステップＳ２８以降を実行する。
【００３７】
又、ステップＳ１４の結果がＮｏの場合、既に目標バイアス値を越えているため、ステップＳ２２にて一旦補正ドラムカウントを０にリセットし、ステップＳ２３にてマイナス補正フラグを設定し、マイナス補正設定に切り替え、ステップＳ２４以降を実行する。又、ステップＳ１６の結果がＮｏの場合、既に目標バイアス値を下回っているため、ステップＳ２２にて一旦補正ドラムカウントを０にリセットし、ステップＳ１５にてプラス補正フラグを設定し、プラス補正設定に切り替え、ステップＳ１８以降を実行する。
【００３８】
次に、図１９乃至２２にて、上述の現像バイアス補正処理を実施した場合の実際の現像バイアスＶＢの補正動作例について説明する。
【００３９】
図１９の場合では、補正ドラムカウント計数開始時（ステップＳ４）において、現在の１０ブロック分のトナー補給移動合計が１であり、トナー消費率が少なく、トナー帯電量が増加していると考えられ、表２から目標バイアス補正量が５０Ｖ（≒４９．９２）（ステップＳ１１）となる。この場合、現状では現像バイアスＶＢの実績補正値は０であり、０＜５０でプラス補正のため（ステップＳ１４のＹｅｓ）、１２４８ドラムカウント毎に補正を行う（ステップＳ１８）。そのため、実際には補正ドラムカウントが１２４８に達するまでは現像バイアスＶＢの補正はなされない。
【００４０】
他方、目標バイアス補正値の見直しは１ブロック、即ち２００ドラムカウント毎になされる（ステップＳ７）。そして、２回目ではトナー補給移動合計回数が０であり、同様にトナー消費率が少なく、表２からやはり補正量は５０Ｖと求められ、やはりプラス補正のままである。
【００４１】
同様に補正ドラムカウントが１２４８に達するまでプラス補正判定（ステップＳ１４のＹｅｓ）が連続すると（ステップＳ１８のＹｅｓ）、補正ドラムカウントが０にリセットされ（ステップＳ１９），以降、同様にプラス補正判定が連続する限り、現像バイアスＶＢはその時点の目標バイアス補正が達成されるまで、１ステップずつ、昇圧される。
【００４２】
図２０は逆に、マイナス補正がなされる例である。この場合、現時点でのトナー補給移動合計回数が６であり、表２から目標補正値は０とされる。他方、現状の現像バイアス値は既に５０Ｖ昇圧補正された状態である。従って０＞５０のため（ステップＳ１６のＹｅｓ又はステップＳ１４のＮｏ）、マイナス補正がなされる（ステップＳ２３）。この場合補正頻度は１２５ドラムカウント毎なため（ステップＳ２４）、図示の毎Ｋ次の目標補正値見直し（２００ドラムカウント）前に降圧補正動作がなされる。
【００４３】
そして次の目標補正値見直し時、トナー補給移動合計回数が１０であり、やはり依然として高印字率（高現像剤消費率）印刷状態であり、表２から同様に目標補正値は０とされる。そのため、次の１２５ドラムカウント後（ステップＳ１２５のＹｅｓ）、同様にマイナス補正がなされる（ステップＳ２７）。以降、トナー補給回数が高い状態が続くと、元の基準の現像バイアスＶＢ＝３５０Ｖの状態に戻り、即ち、補正量０の状態に戻るまで（ステップＳ２６のＹｅｓ）、マイナス補正がなされる（ステップＳ２７）。
【００４４】
図２１は、印字率が急激に変動した際の制御動作例である。この例では、既にプラス補正が設定されており（ＶＢＨ＝０）、実際の補正動作のために補正ドラムカウントが続行中である。ところがプラス補正の場合の補正間隔である１２４８ドラムカウントに至る前に（ステップＳ１８のＮｏ）、次の補正値見直し時にはトナー補給移動合計回数が１０となり、急激に印字率（トナー消費率）が増加している。その結果、補正テーブルによる補正値は０Ｖとなり、現在の現像バイアス値の補正実績量より低いため、マイナス補正となる。その結果、その時点から１２５ドラムカウント後、１ステップのマイナス補正によるバイアス降圧がなされる。
【００４５】
そしてその後の補正値見直し時のトナー補給移動合計回数が５であり、補正テーブルから１０Ｖ（≒９．３６）が得られ、現状のバイアス補正実績値より低いため、マイナス補正が続行される。その次のトナー補給移動合計回数は３であり、目標補正値が３０Ｖであり、この値は現在のバイアス補正実績値より高いため、プラス補正に設定変更となる。
【００４６】
この場合、前回のトナー補給移動合計回数が３０であったために、目標補正値が一旦は１０Ｖと設定され、その値に向けて現像バイアスを降圧したが、次の見直し動作によって目標補正値は上昇し、結果的に目標補正値が３０Ｖとなって時点でプラス補正に変更となっている。即ち、この場合、前回の設定値である１０Ｖに至る前にプラス補正に変更となっている。
【００４７】
図２２も、同様に印字率（現像剤消費率）が急激に変動した場合の制御例である。この場合も図２１の場合同様、印字率（現像剤消費率）が低い（トナー補給が少ない＝１）ために一旦目標補正値を５０Ｖと設定した後、印字率（現像剤消費率）が急上昇（トナー補給上昇＝１０）し、結果的に前回の目標値に向けて実際にプラス補正動作を行う前にマイナス補正に転じている。更にその後、トナー補給回数＝５となって目標補正値＝１０Ｖとなり、その値に向けてバイアスが降圧されていたが、次の見直し時にトナー補給回数＝３となって目標補正値＝２０Ｖへと上昇し、現在の補正実績値を上回ったので、前回の目標補正値１０Ｖへ至る前に再びプラス補正へと設定が変更となっている。
【００４８】
このように、本発明の実施例では、ディレイ補正を採用し、検出印字率の変動がある程度蓄積されるまでは実際の補正動作を保留としておき、その間に検出印字率（現像剤消費率）の変動の傾向が変化した場合には、逆方向の補正へと設定を変更するようにした。その結果、極短時間の印字率（現像剤消費率）の変動によっては現像バイアスの補正は実質的にはなされないため、過補正によるカブリ等の印字不良の防止が可能であると共に、継続的な一定方向の印字率変動に対してはそれに対応して確実に現像バイアスの補正を行うため、補正不足によるカスレ等の印字不良をも防止可能である。
【００４９】
更に、又、実際の印字率（現像剤消費率）の変動に対するトナー帯電量の変化の傾向に適合するように、検出印字率の変動の方向によって、対応して実行する現像バイアス補正の補正率（補正頻度）を異なるようにした。具体的には印字率（現像剤消費率）の低下時には徐々にプラス側バイアス補正がなされるようにし、逆に印字率（現像剤消費率）の上昇時には高頻度にマイナス側バイアス補正がなされるようにした。その結果、印字率（現像剤消費率）変動の方向によるトナー帯電量の変動の異なる性質に適合した的確な現像バイアスの補正が実施可能である。
【００５０】
更に、図２３，２４は、このような本発明の実施例の効果を整理して示す図である。
【００５１】
図２３の判定１では、印字率は０．６％以下と検出され、その結果目標補正量は５０Ｖと決定されている。現在の現像バイアスの実績補正量は０Ｖであるため（ステップＳ１４のＹｅｓ又はステップＳ１６のＮｏ）、プラス補正カーブを設定する（ステップＳ１５）。次の判定２では、印字率は１．７％以上と検出され、その結果目標補正量は３０Ｖと決定され、現在の実績補正量１０Ｖより高いため（ステップＳ１４のＹｅｓ）、依然として前記プラス補正カーブを継承する（ステップＳ１５）。
【００５２】
次の判定３では、印字率は１．１％以下と検出され、目標補正量は４０Ｖと決定されている。この値は現在の実績の３０Ｖより高いため（ステップＳ１４のＹｅｓ）、依然として前記プラス補正カーブが継承される（ステップＳ１５）。次の判定４では、印字率１．７％以下が検出され、目標補正量は３０Ｖと決定され、現在の実績補正量の３０Ｖと同じため（ステップＳ２０のＹｅｓ）、補正動作は設定されない。
【００５３】
図２３の例では、最初の判定１における目標補正量は５０Ｖであり、判定２，４における目標補正量は各々３０Ｖであり、判定３における目標補正量は４０Ｖであるが、結果的には判定４の段階では、補正量は３０Ｖ達成された状態で維持される。
【００５４】
次に図２４の例では、まず、判定１で印字率０．６％以下が検出され、補目標補正量５０Ｖが決定され、現在の実績補正量３０Ｖより高いため（ステップＳ１４のＹｅｓ又はステップＳ１６のＮｏ）、プラス補正カーブが設定される（ステップＳ１５）。次の判定２で印字率３．４％以上が検出され、目標補正量０Ｖが決定され、現在の実績補正量４０Ｖより低いため（ステップＳ１４のＮｏ）、マイナス補正カーブが設定される（ステップＳ２３）。
【００５５】
次に判定３では印字率２．３％が検出され、目標補正量２０Ｖが決定され、現在の実績補正量３０Ｖより低いため（ステップＳ１６のＹｅｓ）、判定２で設定されたマイナス補正カーブが継承される（ステップＳ２３）。次の判定４では、印字率２．３％が検出され、目標補正量２０Ｖが決定され、現在の実績２０Ｖと等しいため（ステップＳ１６のＹｅｓ、ステップＳ２６のＹｅｓ）、現在の補正実績が維持される。
【００５６】
図２４の例の場合、判定１における目標補正量は５０Ｖ，判定２においては０Ｖ，判定３，４においては２０Ｖであり、最終的には判定４の段階のおいて補正量２０Ｖが維持される。
【００５７】
このように本発明の実施例では、一定量の印刷動作進行の度毎に印字率（現像剤消費率）を検出し、検出印字率（現像剤消費率）に応じて目標補正量を決定し、現在の現像バイアスの実績補正量と比較する。そして、比較の結果のプラス／マイナスに応じてプラス補正／マイナス補正を設定する。このようにして常時印字率（現像剤消費率）を検出して検出印字率（現像剤消費率）にてその都度目標補正量を決定し、その値の現在の実績補正量との比較によって実際の補正動作を設定するため、常に現在の印字率（現像剤消費率）に応じた適切は補正動作を設定可能である。
【００５８】
尚、本実施例ではドラムカウント（１１インチ用紙印刷時間分の現像機駆動カウント、即ち現像機稼動量）とトナー補給回数とから印字率（トナー消費率）検出を行ったが、入力印字データから求めた印刷ドット率によっても印字率検出が可能である。又、印字率の変動、或いは現像剤の帯電量の変動に対する補正（補償）として現像バイアスの補正を行ったが、同様に現像剤による可視化能力の補償の方法として、感光ドラム表面電位の補正、供給トナー濃度の調整等の制御による方法も同様に可能である。これは、上に図１等と共に説明した電子写真方式における現像剤付着原理によって明らかである。
【００５９】
又、印刷継続量又は継続時間の検出（カウント）方法としては、ドラムカウント（１１インチ用紙印刷時間分の現像機駆動カウント）によるものに限られず、感光ドラムの回転、稼働時間等の検出（カウント）によるものとしてもよい。
【００６０】
このように本発明の実施例では、高印字率（高現像剤消費率）での現像剤帯電量の低下傾向と、低印字率（低現像剤消費率）での現像剤帯電量の上昇傾向の夫々の特性に対応したディレイ補正を行うことにより、印字率（現像剤消費率）が急激に変化しても適切な補正行うことが出来、印字品質が安定する。又、低印字率（低現像剤消費率）印刷（或いは実際には印刷していない時の現像機回転状態）における現像剤の帯電量上昇による印字濃度（トナー付着量）低下特性は、装置の高速化に伴い顕著であるため、本発明の適用により、装置の更なる高速化においても印字品質の安定化が達成可能となる。
【００６１】
本発明は、以下の付記に記載の内容を含む。
【００６２】
（付記１）
所定の印字データに応じて、予め帯電させた感光体を露光し、露光によって感光体上に静電潜像を形成し、これを予め帯電させた現像剤によって可視化することによって可視画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
トナー消費率量検出の結果によって上記現像剤による感光体上の静電潜像を可視化する能力を補正制御する手段よりなり、
当該手段ではによる現像剤可視化能力補正制御は、現像剤消費量検出結果に応じた補正制御を段階的に実施する構成の画像形成装置。
【００６３】
（付記２）
前記現像剤消費率の検出は、画像形成動作の継続量に対する現像剤の消費量の検出によって行う構成の付記１に記載の画像形成装置。
【００６４】
（付記３）
前記現像剤の消費量の検出は、現像器内の現像剤濃度の検出結果に応じて行われる現像剤補給動作の検出によって行う構成の付記２に記載の画像形成装置。
【００６５】
（付記４）
前記画像形成動作の継続動作量の検出は、前記感光体の運転量、運転時間又は運転率の検出によって行う構成の付記２に記載の画像形成装置。
【００６６】
（付記５）
前記画像形成動作の継続量の検出は、前記現像器の運転量、運転時間又は運転率の検出によって行う構成の付記２に記載の画像形成装置。
【００６７】
（付記６）
前記現像剤消費率の検出は、前記所定の印字データから判断される印字ドット率によって行う構成の付記１乃至５のうちのいずれかに記載の画像形成装置。
【００６８】
（付記７）
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、現像剤帯消費率検出の結果に応じて前記感光体を予め帯電する現像バイアス電位の増減補正を行うことによって感光体に対する現像剤の付着能力の補正制御を行う構成の付記１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【００６９】
（付記８）
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、現像剤消費量検出の結果に応じて前記感光体を予め帯電する現像バイアス電位の増減補正を行う際、その増加補正の場合の補正率と減少補正の場合の補正率とを異ならせて行う構成の付記１乃至７のうちのいずれかに記載の画像形成装置。
【００７０】
（付記９）
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、現像剤消費率の減少を検出した場合には前記感光体を予め帯電する現像バイアス電位を所定の第１の変化率にて上昇させ、現像剤消費率の増加を検出した場合には現像バイアス電位を、上記所定の第１の変化率より高い所定の第２の変化率にて低下させる構成の付記１乃至８の内のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７１】
（付記１０）
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、現像剤帯電量の検出の結果に応じて前記感光体を予め帯電する現像バイアス電位の増減補正を行う際、その増加補正の場合の補正頻度と減少補正の場合の補正頻度とを異ならせて行う構成の付記１乃至９のうちのいずれかに記載の画像形成装置。
【００７２】
（付記１１）
上記現像剤可視化能力補正制御手段は、現像剤消費率の低下を検出した場合には前記予め感光体を帯電させる現像バイアス電位を所定の第１の頻度にて段階的に上昇させ、現像剤消費率の上昇を検出した場合には現像バイアス電位を、上記所定の第１の頻度より高い所定の第２の頻度にて段階的に低下させる構成の付記１乃至９の内のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７３】
（付記１２）
前記現像剤可視化能力補正制御手段は、画像形成動作の進行に応じて所定の頻度で現像剤消費率の検出を行い、その都度当該検出結果に応じて前記感光体を予め帯電させる現像バイアス電位の補正目標量を設定して現在の補正実績と比較し、当該比較結果に応じて補正動作の設定を行う構成の付記１乃至１１の内のいずれかに記載の画像形成装置。
【００７４】
（付記１３）
所定の印字データに応じて、予め帯電させた感光体を露光し、露光によって感光体上に静電潜像を形成し、これを現像器の予め帯電させた現像剤によって可視化することによって可視画像を形成する電子写真方式における現像剤可視化能力補正制御方法であって、
現像剤消費率を検出し、検出結果によって上記現像剤による感光体上の静電潜像を可視化する能力を補正制御する段階よりなり、
上記現像剤可視化能力補正制御段階では、現像剤消費率検出後、当該検出結果に応じた補正制御を段階的に実施する方法。
【００７５】
（付記１４）
前記現像剤消費率の検出は、画像形成動作の継続量に対する現像剤の消費量の検出によって行う構成の付記１３に記載の方法。
【００７６】
（付記１５）
前記現像剤の消費量の検出は、現像器内の現像剤濃度の検出結果に応じて行われる現像剤補給動作の検出によって行う構成の付記１４に記載の方法。
【００７７】
（付記１６）
前記画像形成動作の継続量の検出は、前記感光体の運転量、運転時間又は運転率の検出によって行う構成の付記１４に記載の方法。
【００７８】
（付記１７）
前記画像形成動作の継続量の検出は、前記現像器の運転量、運転時間又は運転率の検出によって行う構成の付記１４に記載の方法。
【００７９】
（付記１８）
前記現像剤消費率の検出は、前記所定の印字データから判断される印字ドット率によって行う構成の付記１３乃至１７のうちのいずれかに記載の方法。
【００８０】
（付記１９）
上記現像剤可視化能力補正制御段階では、現像剤消費率検出の結果に応じて前記感光体を予め帯電させる現像バイアス電位の増減補正を行うことによって感光体への現像剤の付着能力を補正制御する構成の付記１３乃至１８の内のいずれかに記載の方法。
【００８１】
（付記２０）
前記現像剤可視化能力補正制御段階では、現像剤消費率検出の結果に応じて前記感光体を予め帯電させる現像バイアス電位の増減補正を行う際、その増加補正の場合の補正率と減少補正の場合の補正率とを異ならせて行う構成の付記１３乃至１９のうちのいずれかに記載の方法。
【００８２】
（付記２１）
上記現像剤可視化能力補正制御段階では、現像剤消費率の減少を検出した場合には感光体を予め帯電させる現像バイアス電位を所定の第１の変化率にて上昇させ、現像剤消費率の上昇を検出した場合には現像バイアス電位を、上記所定の第１の変化率より高い所定の第２の変化率にて低下させる構成の付記１３乃至２０の内のいずれかに記載の方法。
【００８３】
（付記２２）
上記現像剤可視化能力補正制御制御段階では、現像剤消費率検出の結果に応じて感光体を予め帯電させる現像バイアス電位の増減補正を行う際、その増加補正の場合の補正頻度と減少補正の場合の補正頻度とを異ならせて行う構成の付記１３乃至２１のうちのいずれかに記載の方法。
【００８４】
（付記２３）
上記現像剤可視化能力補正制御段階では、現像剤消費率の減少を検出した場合には感光体を予め帯電させる現像バイアス電位を所定の第１の頻度にて段階的に上昇させ、現像剤消費率の上昇を検出した場合には現像バイアス電位を、上記所定の第１の頻度より高い所定の第２の頻度にて段階的に低下させる構成の付記１３乃至２２の内のいずれかに記載の方法。
【００８５】
（付記２４）
前記現像剤可視化能力補正制御段階では、画像形成動作の進行に応じて所定の頻度で現像剤消費率の検出を行い、その都度当該検出結果に応じて感光体を予め帯電させる現像バイアス電位の補正目標量を設定して現在の補正実績と比較し、当該比較結果に応じて補正動作の設定を行う構成の付記１３乃至２３の内のいずれかに記載の方法。
【００８６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、装置の負荷による稼働状態の変動に対し、その変動が急激であったとしても、それに対する補正制御を段階的に行うことによって過補正による性能不良の発生を防止し得る。更に、当該段階的制御方法の採用により、継続する一定の傾向の稼働状態の変動に対しては確実に補正動作がなされるため、逆に補正不足による性能不良の発生をも防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真方式における現像剤可視化能力としてのトナー付着能力について説明するための図である。
【図２】稼働印字率の低下による印字濃度低下現象を説明するための図である。
【図３】稼働印字率の低下によるトナー付着能力低下現象を説明するための図である。
【図４】稼働印字率の低下によるトナー帯電量増加現象を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例による、稼働印字率低下に対する現像バイアス補正量を説明するための図である。
【図６】図５に示す補正処理による、トナー付着能力補償効果を説明するための図である。
【図７】図５に示す補正処理による、印字濃度劣化補償効果を説明するための図である。
【図８】図５に示す補正処理による、補償作用効果を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施例による画像形成装置としての印刷機の構成のついて説明するための図である。
【図１０】図９に示す印刷機の感光体周りの構成を説明するための図である。
【図１１】図１０に示す現像器ユニットの構成を説明するための図である。
【図１２】図１０に示すトナーホッパユニットの構成を説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施例による画像形成装置における現像剤可視化能力補正制御を説明するための機能ブロック図である。
【図１４】図１３に示す制御におけるトナー補給移動合計回数の概念について説明するための図である。
【図１５】図１３に示す制御における、補正方向の相違に応じて設定される現像バイアス補正率の相違について説明するための図である。
【図１６】図１３に示す制御を更に詳細に説明するための動作フローチャート（その１）である。
【図１７】図１３に示す制御を更に詳細に説明するための動作フローチャート（その２）である。
【図１８】図１３に示す制御を更に詳細に説明するための動作フローチャート（その３）である。
【図１９】図１６乃至１８に示す動作による制御例を説明する図である（その１）。
【図２０】図１６乃至１８に示す動作による制御例を説明する図である（その２）。
【図２１】図１６乃至１８に示す動作による制御例を説明する図である（その３）。
【図２２】図１６乃至１８に示す動作による制御例を説明する図である（その４）。
【図２３】図１６乃至１８に示す動作による制御例を説明する図である（その５）。
【図２４】図１６乃至１８に示す動作による制御例を説明する図である（その６）。
【符号の説明】
１５　　感光体（感光ドラム）
２２　　現像部
２３　　光学ユニット
３６　　現像器ユニット
３７　　トナーホッパユニット
【図１】
2004109599.tif 000006
【図２】
2004109599.tif 000007
【図３】
2004109599.tif 000008
【図４】
2004109599.tif 000009
【図５】
2004109599.tif 000010
【図６】
2004109599.tif 000011
【図７】
2004109599.tif 000012
【図８】
2004109599.tif 000013
【図９】
2004109599.tif 000014
【図１０】
2004109599.tif 000015
【図１１】
2004109599.tif 000016
【図１２】
2004109599.tif 000017
【図１３】
2004109599.tif 000018
【図１４】
2004109599.tif 000019
【図１５】
2004109599.tif 000020
【図１６】
2004109599.tif 000021
【図１７】
2004109599.tif 000022
【図１８】
2004109599.tif 000023
【図１９】
2004109599.tif 000024
【図２０】
2004109599.tif 000025
【図２１】
2004109599.tif 000026
【図２２】
2004109599.tif 000027
【図２３】
2004109599.tif 000028
【図２４】
2004109599.tif 000029