(57)【要約】【課題】良好な画像形成条件を維持しながら画像濃度の制御を行い、画質の良好なトナー像を安定して形成する。【解決手段】露光エネルギーＥおよび現像バイアスの振幅Ｖｐｐを基準値に設定し（ステップＳ１）、現像バイアスの加重平均電圧Ｖａｖｇをその可変範囲内で順次変更設定しながらパッチ画像を形成する（ステップＳ２〜Ｓ５）。その画像濃度を検出し（ステップＳ６）、その検出結果に基づき加重平均電圧Ｖａｖｇの最適値を算出する（ステップＳ９）。いずれのパッチ画像濃度も目標濃度に達しない、または目標濃度を超えてしまっている場合には（ステップＳ７、Ｓ８）、現像バイアスの振幅Ｖｐｐを増加または低下させた上で（ステップＳ１０、Ｓ１１）、再度加重平均電圧Ｖａｖｇの調整を行う。【選択図】　　　　図６
2004126341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッチ画像として形成したトナー像の画像濃度に基づき、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の少なくとも１つ以上を調整対象として所定の調整範囲内で調整する主調整処理を実行することによって画像濃度を制御する画像形成装置において、
前記主調整処理において、前記調整範囲内で所定の目標濃度に対応するパッチ画像を得られないときには、前記調整対象となっている濃度制御因子とは異なる副制御因子を変更設定した後に、再度前記主調整処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記調整範囲の全範囲において前記パッチ画像の画像濃度が前記目標濃度未満となるときには、画像濃度が増加するように前記副制御因子を変更設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記調整範囲の全範囲において前記パッチ画像の画像濃度が前記目標濃度を超えるときには、画像濃度が低下するように前記副制御因子を変更設定する請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
静電潜像を担持可能な像担持体と、
前記像担持体に対して所定のギャップを隔てて対向配置されて、トナーを前記像担持体との対向位置に搬送するトナー担持体と
を備え、前記像担持体と前記トナー担持体との間に交流成分を含む現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ギャップに飛翔させ前記トナー担持体から前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記現像バイアスの時間平均としての加重平均電圧が、前記調整対象となっている濃度制御因子の１つである画像形成装置。
【請求項５】
前記副制御因子の少なくとも１つは、前記ギャップにおけるトナーの飛翔量に影響を与えるトナー飛翔量制御因子である請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記交流成分の振幅が、前記トナー飛翔量制御因子の１つとなっている請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
感光体と、
所定の初期電位に帯電された前記感光体の表面を光ビームにより露光することで前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、
前記感光体と対向配置されて、トナーを前記感光体との対向位置に搬送するトナー担持体と
を備え、前記感光体と前記トナー担持体との間に交流成分を含む現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ギャップに飛翔させ前記トナー担持体から前記感光体に移動させることで、前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記光ビームのエネルギー密度が、前記調整対象となっている濃度制御因子の１つである画像形成装置。
【請求項８】
前記現像バイアスの時間平均としての加重平均電圧と前記初期電位との間の電位差が、前記副制御因子の１つとなっている請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
像担持体の表面に静電潜像を形成するとともに、前記像担持体と対向配置したトナー担持体と前記像担持体との間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記トナー担持体から前記像担持体に移動させることで前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、
パッチ画像としてのトナー像を形成するとともにその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の少なくとも１つ以上を調整対象として所定の調整範囲内で調整する主調整処理を実行し、
前記主調整処理において、前記調整範囲内で所定の目標濃度に対応する前記パッチ画像を形成することができないときには、前記調整対象となっている濃度制御因子とは異なる副制御因子を変更設定した後に、再度前記主調整処理を実行することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静電潜像をトナーにより顕像化することで画像を形成する電子写真方式の画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真技術を応用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置では、所定の表面電位に帯電された像担持体上に静電潜像が形成されるとともに、像担持体と対向配置されてトナーを担持するトナー担持体と、静電潜像を担持する像担持体との間に印加された現像バイアスの作用により、トナーがトナー担持体から像担持体上に移動することでトナー像が形成される。
【０００３】
この種の画像形成装置では、装置各部に与えるバイアス電位を始めとする様々な要素からなる画像形成条件を変化させることで画像濃度などの画像品質を制御できることが従来より知られている。また、装置の個体差、経時変化や、温湿度など装置の周囲環境の変化に起因してトナー像の画像濃度が異なることがある。そこで、上記要素のうち画像濃度に影響を与える濃度制御因子を調整することで画像濃度を制御する濃度制御技術が従来より提案されている。
【０００４】
例えば、本件出願人は、現像バイアスおよび帯電バイアスを濃度制御因子として用いた画像形成装置を既に開示している（特許文献１参照）。また、非接触現像方式の画像形成装置において、現像バイアスとしての交番電圧の振幅およびデューティ等を画像濃度に応じて変更する装置がある（例えば、特許文献２参照）。ここで、「非接触現像方式」とは、静電潜像を担持する像担持体とトナーを担持するトナー担持体とを所定のギャップを隔てて対向配置し、該ギャップに交番電圧を印加することによりトナーを飛翔させてトナー像を形成する現像方式であり、例えばジャンピング現像方式がこれに含まれる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１００４７１号公報（図３）
【特許文献２】
特開２００１−２７８３７号公報（図１９）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらの濃度制御因子は、画像濃度に影響を与えるのみならず、装置各部の動作に様々な影響を及ぼしている。例えば、上記した非接触現像方式の画像形成装置では、交番電圧の振幅を大きくしすぎるとギャップにおいて放電が生じ、画像形成に支障を来すことがある。一方、像担持体とトナー担持体との間の電位差を小さくしすぎると、これらのいずれにも付着せず装置内に飛散するトナーの量が多くなり、形成される画像や装置内部を汚してしまう。
【０００７】
したがって、良好な画像形成を行うためには、所望の画像濃度を得るのはもちろんのこと、これら様々な要求をいずれも満足する画像形成条件が設定されなければならない。その結果、画像濃度の制御に対して制約が加えられることがある。すなわち、濃度制御因子を可変とすることで画像濃度を制御する従来技術の画像形成装置においては、濃度制御因子の可変範囲全体においてこれらの要求を満足する必要があるため、その可変範囲を設定するにあたって様々な制約を受けることとなり、結果的に画像濃度の制御範囲も限定されてしまう。
【０００８】
特に、近年における高画質化、画像サイズの大型化およびプロセスの高速化等に対する要求の高まりに伴い、部品精度あるいはトナー特性に対する要求も厳しくなっている。これに伴って、画像形成条件に対する制約も厳しくなり、濃度制御因子の可変範囲を広く取ることが困難となってきている。その結果、このような要求を満たしつつ、装置特性の個体ばらつきや経時変化を広範囲にカバーすることが難しくなっている。そこで、画質の良好な画像を形成できる画像形成条件を維持しながら、画像濃度については必要な濃度範囲で制御を行うことのできる濃度制御技術の確立が望まれている。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、良好な画像形成条件を維持しながら画像濃度の制御を行い、画質の良好なトナー像を安定して形成することのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、パッチ画像として形成したトナー像の画像濃度に基づき、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の少なくとも１つ以上を調整対象として所定の調整範囲内で調整する主調整処理を実行することによって画像濃度を制御する画像形成装置において、上記目的を達成するため、前記主調整処理において、前記調整範囲内で所定の目標濃度に対応するパッチ画像を得られないときには、前記調整対象となっている濃度制御因子とは異なる副制御因子を変更設定した後に、再度前記主調整処理を実行することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明では、濃度制御因子をその調整範囲内で変化させる主調整処理を実行することによって画像濃度を制御する。ここで、「目標濃度に対応するパッチ画像」とは、「濃度制御因子をその調整範囲内で適宜調整することによって目標とする画像濃度を得られることが確認できるパッチ画像」を指している。つまり、所望の目標濃度が濃度制御因子の調整により実現可能な画像濃度の範囲内にあるかどうかを判断することができるようなパッチ画像である。例えば、形成したパッチ画像のうち画像濃度が目標濃度にほぼ一致するものがあれば、目標濃度を達成可能であることは明らかである。また、目標濃度と一致するものがなくとも、濃度制御因子を互いに異なる条件に設定して形成した２つのパッチ画像のうち一方が目標濃度より高濃度となり、他方が目標濃度より低濃度となっているものがあればよい。というのは、これら２つの条件の中間に濃度制御因子を設定することで目標濃度を達成可能となるからである。この観点から、濃度制御因子を様々に変更しながら各条件でパッチ画像を形成するに際しては、画像濃度が最も高くなる条件、または最も低くなる条件のうち少なくとも一方を含むようにすることが好ましい。
【００１２】
上記からわかるように、「目標濃度に対応するパッチ画像を得られないとき」とは、濃度制御因子をその調整範囲においてどのように設定しても、パッチ画像濃度が目標濃度に達しない、または目標濃度を超えてしまう場合を指している。このような場合には、調整対象である濃度制御因子以外の副制御因子を変更することによって、濃度制御因子の調整による画像濃度の制御範囲を高濃度側または低濃度側のいずれかの方向にシフトさせることができる。そして、その制御範囲内に目標濃度が含まれるようにした上で上記主調整処理を行うことで、その調整範囲内において目標濃度を達成するための濃度制御因子の最適値を見出すことが可能となる。
【００１３】
このように、この発明によれば、濃度制御因子の調整範囲をあまり広く取らなくても、画像濃度を所定の目標濃度に一致するように制御することができる。したがって、良好な画像形成条件を維持するため１つまたは複数の濃度制御因子それぞれに対して厳しい制約が設けられている場合でも、その制約の中で濃度制御を行って画像濃度を目標濃度と一致させることができる。そして、こうして画像濃度を制御しながらトナー像を形成することによって、この画像形成装置では、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能である。
【００１４】
ここで、前記調整範囲の全範囲において前記パッチ画像の画像濃度が前記目標濃度未満となる、または、前記調整範囲の全範囲において前記パッチ画像の画像濃度が前記目標濃度を超えるときには、それぞれ画像濃度が増加するまたは低下するように、前記副制御因子を変更設定すればよい。こうすることで、濃度制御因子の調整による画像濃度の制御範囲を、より目標濃度に近づく方向にシフトさせることができ、目標濃度の達成が容易となる。
【００１５】
また、この画像形成装置が、静電潜像を担持可能な像担持体と、前記像担持体に対して所定のギャップを隔てて対向配置されて、トナーを前記像担持体との対向位置に搬送するトナー担持体とを備え、前記像担持体と前記トナー担持体との間に交流成分を含む現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ギャップに飛翔させ前記トナー担持体から前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成装置である場合には、前記現像バイアスの時間平均としての加重平均電圧を、前記調整対象の濃度制御因子の１つとすることができる。このような装置では、トナー担持体から像担持体へのトナーの移動量はトナー担持体表面の平均電位と像担持体の表面電位との電位差に依存するから、現像バイアスの加重平均電圧を画像濃度を制御する濃度制御因子として用いることが可能である。
【００１６】
このような装置においては、前記副制御因子の少なくとも１つは、前記ギャップにおけるトナーの飛翔量に影響を与えるトナー飛翔量制御因子であってもよい。このように構成された発明では、ギャップにおけるトナー飛翔量を加減することによって、画像濃度の制御範囲をいずれかの方向にシフトさせることができる。例えば、現像バイアスの交流成分の振幅を変化させると、ギャップに発生する交番電界の強度が変化し、これによりトナーの飛翔量を変化させることができる。
【００１７】
また、この画像形成装置が、感光体と、所定の初期電位に帯電された前記感光体の表面を光ビームにより露光することで前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体と対向配置されて、トナーを前記感光体との対向位置に搬送するトナー担持体とを備え、前記感光体と前記トナー担持体との間に交流成分を含む現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ギャップに飛翔させ前記トナー担持体から前記感光体に移動させることで、前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成装置である場合には、前記光ビームのエネルギー密度を、前記調整対象の濃度制御因子の１つとすることができる。このような画像形成装置では、光ビームのエネルギー密度を変化させることで静電潜像の深さを変えることができ、これにより画像濃度を制御することが可能である。
【００１８】
さらにこの場合、前記現像バイアスの時間平均としての加重平均電圧と前記初期電位との間の電位差を、前記副制御因子の１つとしてもよい。本願発明者の実験によれば、この電位差は画像濃度、特に細線画像の画像濃度に影響を及ぼしている。そこで、この電位差を濃度制御因子とすることによって、特に細線画像に対して優れた制御性で画像濃度を制御することが可能となる。
【００１９】
また、この発明は、像担持体の表面に静電潜像を形成するとともに、前記像担持体と対向配置したトナー担持体と前記像担持体との間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記トナー担持体から前記像担持体に移動させることで前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、パッチ画像としてのトナー像を形成するとともにその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の少なくとも１つ以上を調整対象として所定の調整範囲内で調整する主調整処理を実行し、前記主調整処理において前記調整範囲内で所定の目標濃度に対応する前記パッチ画像を形成することができないときには、前記調整対象となっている濃度制御因子とは異なる副制御因子を変更設定した後に、再度前記主調整処理を実行することを特徴としている。
【００２０】
このように構成された発明では、上記装置と同様に、主調整処理において濃度制御因子を所定の調整範囲で調整しても目標濃度を達成することができないときには、調整対象の濃度制御因子以外の副制御因子を変更することによって画像濃度の制御範囲を高濃度側、低濃度側のいずれかにシフトさせた上で、改めて主調整処理を行うようにしている。そのため、各濃度制御因子についてはその調整範囲をむやみに広げることなく、しかも目標どおりの画像濃度を得ることができ、その結果、画質の良好なトナー像を安定して形成することが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する非接触現像方式の画像形成装置である。この画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じてホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２２】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２が図１の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスが印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【００２３】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力し、これに応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。また、必要に応じて後述するパッチ画像を形成する場合には、予め設定された所定パターンのパッチ画像信号に対応した制御信号がＣＰＵ１０１から露光制御部１０２に与えられ、該パターンに対応する静電潜像が感光体２上に形成される。このように、この実施形態では、感光体２が「像担持体」として、また露光ユニット６が「露光手段」として機能している。
【００２４】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部、支持フレーム４０に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、図２に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、図１は、イエロー用の現像器４Ｙが現像位置に位置決めされた状態を示している。
【００２５】
これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。
【００２６】
図３はこの画像形成装置の現像器を示す断面図である。また、図４は非接触現像の原理を説明する図である。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが上記した現像位置に位置決めされると、現像ローラ４４が感光体２と所定のギャップＧＰを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。この現像ローラ４４は、後述する現像バイアスを印加されるべく銅、ステンレス、アルミニウム等の金属または合金により円筒状に形成されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでブラックトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。
【００２７】
また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４５が配置されている。この規制ブレード４５は、ステンレスやリン青銅などの板状部材４５１と、板状部材４５１の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材４５２とで構成されている。この板状部材４５１の後端部はハウジング４１に固着されており、現像ローラ４４の回転方向Ｄ３において、板状部材４５１の先端部に取り付けられた弾性部材４５２が板状部材４５１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４５２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接して現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。
【００２８】
なお、現像ローラ４４表面のトナー層を構成する各トナー粒子は、供給ローラ４３、規制ブレード４５と摩擦されたことによって帯電しており、ここではトナーが負に帯電するものとして以下説明するが、装置各部の電位を適宜変更することで正に帯電するトナーも使用可能である。
【００２９】
このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。すなわち、この実施形態では、現像ローラ４４が「トナー担持体」として機能している。そして、現像器制御部１０４から、直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃとが重畳された現像バイアスＶｂが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーＴはギャップＧＰに生じる交番電界の作用により飛翔して、感光体２の表面各部にその表面電位Ｖｓに応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。また、感光体２に移行せず、現像ローラ４４に残ったトナーはさらに下流側に搬送され、供給ローラ４３によって掻き落とされる。
【００３０】
図５は装置各部の電位を示す図である。上記したように、現像バイアスＶｂは直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃ（図４）とが重畳されたものであるが、その交流電圧Ｖａｃの波形は、図５（ａ）に示すように、振幅Ｖｐｐの矩形波である。また、その波形デューティ、すなわち１サイクルにおいてその瞬時値が一方のピーク値となる期間ｔａと他方のピーク値となる期間ｔｂとの比は、所定の範囲で変更設定可能となっている。そのため、現像バイアスＶｂの１サイクルあたりの平均電圧、つまり加重平均電圧Ｖａｖｇは、直流電圧Ｖｄｃと、交流電圧Ｖａｃの振幅Ｖｐｐ、波形デューティおよびその周波数とのいずれかを変更することで変更可能である。
【００３１】
また、感光体２の表面では、図４に示すように、帯電ユニット３により一様な表面電位に帯電された後、露光ユニット６からの光ビームＬにより部分的に露光される。その結果、図５（ｂ）に示すように、感光体２の表面電位Ｖｓは、露光を受けなかった領域では帯電後の電位Ｖｏ（本発明の「初期電位」に相当する）が維持される一方、露光を受けたドット部ＤＴでは表面の電荷が中和されて電位Ｖｏｎまで低下している。以下、本明細書においては、感光体２表面のうち、光ビームＬにより露光された領域の電位Ｖｏｎを「明部電位」、露光されない領域の電位Ｖｏを「暗部電位」という。
【００３２】
装置各部にこのような電位が与えられることにより、図５に示すように、二次的に以下の各パラメータを定義することができる：
コントラスト電圧Ｖｃｏｎ＝｜Ｖａｖｇ−Ｖｏｎ｜…（１）；
逆コントラスト電圧Ｖｒ＝｜Ｖｏ−Ｖａｖｇ｜…（２）；
最大ギャップ電圧Ｖｍ＝｜Ｖｏ−Ｖｄｃ｜＋Ｖｐｐ／２…（３）。
【００３３】
このうち、コントラスト電圧Ｖｃｏｎが大きくなると、現像ローラ４４の平均電位と感光体２に形成されたドット部ＤＴとの電位差が大きくなり、現像ローラ４４からドット部ＤＴへのトナー移動が促進される。すなわち、コントラスト電圧Ｖｃｏｎは、ドット部ＤＴにおけるトナー付着量に関するパラメータである。
【００３４】
また、逆コントラスト電圧Ｖｒは、現像ローラ４４の平均電位と感光体２の露光されなかった領域の表面電位との差であり、この値が大きくなるとギャップＧＰに飛翔したトナーＴが現像ローラ４４に引き戻される作用が強まり、カブリや装置内部へのトナー飛散は減少するが、微小なドット部ＤＴへのトナー付着が阻害されるので細線の画像濃度が低下しやすくなる。一方、逆コントラスト電圧Ｖｒが小さくなると、ギャップＧＰに飛翔したトナーＴを現像ローラ４４および感光体２のいずれかに引きつける作用が弱くなり、その結果、いずれにも付着せずトナーＴが装置内部に飛散してしまう確率が増加する。このように、逆コントラスト電圧Ｖｒは、細線画像の画像濃度および装置内部へのトナー飛散の程度に関するパラメータである。
【００３５】
さらに、最大ギャップ電圧Ｖｍは、ギャップＧＰに印加される電圧の最大値を示すものであり、この値がギャップＧＰにおける放電開始電圧以上になると現像ローラ４４と感光体２との間で放電が発生し、画像品質を著しく損ねるばかりでなく、装置の故障を引き起こすことがある。このように、最大ギャップ電圧Ｖｍは、ギャップＧＰでの放電の有無に関するパラメータである。
【００３６】
なお、装置各部に与えられる各バイアスの電位や波形は上記に限定されるものではない。例えば、現像バイアスＶｂに含まれる交流電圧Ｖａｃの波形は上記した矩形波以外に、例えば三角波や正弦波などの波形としてもよい。また、上記では、感光体２はネガ潜像、すなわち光ビームＬにより露光された領域にトナーが付着するタイプのものとして説明したが、露光されなかった領域にトナーが付着するように構成されたポジ潜像タイプのものであってもよい。
【００３７】
また、この実施形態では、図５に示す電位関係に基づき最大ギャップ電圧Ｖｍを上記（３）式のように定義したが、各部に与える電位の大きさによってこれと異なる定義が必要な場合がある。すなわち、最大ギャップ電圧Ｖｍとは、現像ローラ４４と感光体２との間に生じうる瞬時的な電位差の最大値のことであり、各部の電位の大小に応じて適宜定義すればよい。
【００３８】
このように、装置各部に与えられる電位によって画像濃度や装置内部へのトナー飛散の程度などが大きく変化するため、画質の良好なトナー像を安定して形成するためには、これらをどのように設定するかが重要となる。このことについては後に詳述する。
【００３９】
図１に戻って、装置構成の説明を続ける。上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。さらに、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して不図示の電磁クラッチにより当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７８が設けられている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７８との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。
【００４０】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の感光体２は、不図示の除電手段によりその表面電位がリセットされ、さらに、その表面に残留したトナーがクリーニング部５により除去された後、帯電ユニット３により次の帯電を受ける。
【００４１】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。また、垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。さらに、濃度センサ６０は中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、後述するようにして中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【００４２】
また、図２に示すように、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの特性などに関するデータを記憶するメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにはコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。そして、必要に応じて、これらが選択的に本体側に設けられたコネクタ１０８と接続され、インターフェース１０５を介してＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って該現像器に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では本体側コネクタ１０８と各現像器側のコネクタ４９Ｋ等とが機械的に嵌合することで相互にデータ送受を行っているが、例えば無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行うようにしてもよい。また、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに固有のデータを記憶するメモリ９１〜９４は、電源オフ状態や該現像器が本体から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましく、このような不揮発性メモリとしては例えばフラッシュメモリや強誘電体メモリ、ＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。
【００４３】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００４４】
次に、この画像形成装置における濃度制御処理について説明する。上記のように構成された画像形成装置では、装置の個体ばらつきに起因して、また装置特性の経時変化に起因して起こる画像濃度の変動を抑制するため、装置の電源投入直後などの適当なタイミングで各トナー色毎に以下に述べる濃度制御処理を実行し、濃度制御因子としての現像バイアスの加重平均電圧Ｖａｖｇおよび光ビームＬの単位面積あたりのエネルギー（以下、単に「露光エネルギー」という）Ｅを調整対象として、画像濃度の制御を行っている。
【００４５】
より具体的には、次のようにしている。すなわち、これらの濃度制御因子のうち、加重平均電圧Ｖａｖｇは高濃度画像および低濃度画像のいずれの画像濃度にも影響を与えるのに対し、露光エネルギーＥは低濃度画像の画像濃度に大きく影響するものの、高濃度画像への影響は小さいことがわかっている。ここで、高濃度画像とは、例えばベタ画像や塗りつぶしを多用した画像のように、画像全体に占めるドット部の面積の比率が比較的高い画像であり、また低濃度画像とは、細線画像のように、画像全体に占めるドット部の面積の比率が比較的低い画像である。この性質を利用して、まず濃度検出用のテスト画像として高濃度パッチ画像を形成してその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて加重平均電圧Ｖａｖｇの最適値を求める。そして、次に低濃度パッチ画像を形成し、その検出結果に基づいて露光エネルギーＥの最適値を求めることで高濃度画像、低濃度画像のいずれにおいても所望の画像濃度を得られる画像形成条件を求めている。
【００４６】
図６はこの実施形態における現像バイアス設定処理を示すフローチャートである。また、図７はこの実施形態における露光エネルギー設定処理を示すフローチャートである。これらの処理の内容は基本的に同一であり、変更するパラメータ等が一部相違するだけである。そこで、ここではまず図６に示す現像バイアス設定処理について説明し、図７の露光エネルギー設定処理についてはその相違点について主に説明する。
【００４７】
この現像バイアス設定処理では、まず露光エネルギーＥおよび現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを所定の基準値に設定する（ステップＳ１）。この基準値の設定は任意であるが、加重平均電圧Ｖａｖｇの変更によるパッチ画像の濃度変化が現れやすい条件としておくのが望ましく、この観点から、ここでは露光エネルギーＥをその可変範囲における最大値、振幅Ｖｐｐをその可変範囲における中央値としている。なお、振幅Ｖｐｐの可変範囲については、ギャップＧＰにおいてトナーを飛翔させるに十分な電界強度が得られる程度に高く、かつギャップＧＰにおいて現像ローラ４４と感光体２との間で放電が発生しないように設定する必要がある。
【００４８】
次に、加重平均電圧Ｖａｖｇをその可変範囲における最小値に設定し（ステップＳ２）、高濃度パッチ画像として例えば所定サイズのベタ画像を形成する（ステップＳ３）。この高濃度パッチ画像はベタ画像に限定されるわけではないが、画像濃度の露光エネルギーＥに対する依存性を小さく抑えるために、比較的高濃度の画像、より具体的には、例えばパッチ画像全体に占めるドット部の面積率が８０％以上となるようにするのが望ましい。そして、加重平均電圧Ｖａｖｇがその可変範囲における最大値であることを確認するまで（ステップＳ４）、加重平均電圧Ｖａｖｇを１ステップずつ増加させながら（ステップＳ５）上記ステップＳ３を繰り返すと、中間転写ベルト７１上には加重平均電圧Ｖａｖｇの最小値から最大値まで各値で形成された高濃度パッチ画像が該ベルト７１の搬送方向Ｄ２（図１）に沿って並ぶこととなる。
【００４９】
そして、このパッチ画像が濃度センサ６０との対向位置に搬送されてくるタイミングに同期してＣＰＵ１０１が濃度センサ６０からの出力電圧をサンプリングすることで、加重平均電圧Ｖａｖｇの各値でのパッチ画像それぞれについて、その画像濃度を測定する（ステップＳ６）。
【００５０】
このとき、各パッチ画像の画像濃度のうちの最大値Ｄｍａｘについて、予め定められた目標濃度との比較を行う（ステップＳ７）。そして、最大濃度Ｄｍａｘが目標濃度より小さい、すなわちどのパッチ画像も目標濃度に達していないときには、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを１ステップ増加させ（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻って再び上記動作を行う。一方、各パッチ画像の画像濃度のうちの最小値Ｄｍｉｎについても目標濃度との比較を行い（ステップＳ８）、最小濃度Ｄｍｉｎが目標値を超えているときには、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを１ステップ低下させた上で（ステップＳ１１）、ステップＳ２に戻る。
【００５１】
上記比較による判断結果がいずれもＮＯであればステップＳ９に進む。このとき、目標濃度は最大濃度Ｄｍａｘと最小濃度Ｄｍｉｎとの間に位置しているから、パッチ画像濃度が目標濃度と一致するような加重平均電圧Ｖａｖｇの値がその可変範囲内において存在するはずである。そこで、その値を計算により求め、これを加重平均電圧の最適値とする。このようにして、加重平均電圧Ｖａｖｇの最適値が求められる。なお、この現像バイアス設定処理では、図６におけるステップＳ２ないしＳ９の処理が、本発明の「主調整処理」に相当するものである。
【００５２】
上記処理においては、加重平均電圧Ｖａｖｇの各値で形成したパッチ画像それぞれの画像濃度のいずれもが目標濃度に達しない、またはそのいずれもが目標濃度を超えており、加重平均電圧Ｖａｖｇの可変範囲においてパッチ画像濃度を目標濃度に一致させることができない場合には、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを変更設定した後に、再び加重平均電圧Ｖａｖｇを変化させながらパッチ画像を形成するようにしている。このようにする理由は以下の通りである。
【００５３】
すなわち、この種の画像形成装置において、画像濃度の主たる変動要因となるのは、温湿度など周囲環境によるものを除けば、装置個体毎の特性ばらつきとトナー特性の経時変化とである。このうち、装置個体毎に最も大きく異なるのはギャップＧＰの大きさである。というのは、現像ローラ４４を収容する各現像器４Ｋ等や感光体２は、メンテナンス性向上のため装置本体に対して着脱可能に構成されており、これらの寸法公差および装着時の遊びによってギャップＧＰの大きさが大きく変化するからである。現像バイアスＶｂの印加によりギャップＧＰに形成される電界の強度はギャップＧＰの大きさに依存するため、このギャップＧＰの大小によって、ギャップＧＰに飛翔するトナーの量が変動することとなる。
【００５４】
一方、現像器内のトナー特性は、同一の装置においても使用につれて経時的に変化してゆく。これは、現像ローラ４４に担持されてギャップＧＰまで搬送されたトナーのうち、トナー像形成に寄与せず現像ローラ４４上に残ったトナーは現像ローラ４４から掻き落とされて現像器内に戻されるが、このようにトナーが付着・剥離を繰り返すうちにトナーの疲労劣化が起こるためである。このようなトナーの疲労は、例えばトナーの帯電性や流動性を調整するために添加された外添剤の剥離やトナー母粒子への埋没によって起こると考えられる。その結果、トナーの帯電性や流動性が変化してしまい、やはりギャップＧＰでのトナー飛翔量に影響を及ぼすこととなる。本願発明者の実験によれば、使用を重ねるにつれてトナーの飛翔性が低下し、ギャップＧＰにおけるトナー飛翔量は次第に低下する傾向にあることが確かめられている。
【００５５】
この現像バイアス設定処理においては、加重平均電圧Ｖａｖｇの可変範囲における最小値から最大値まで、各値でパッチ画像を形成しているから、形成された各パッチ画像の中には、その濃度制御範囲における最低濃度または最高濃度を持つものがそれぞれ含まれていると考えられる。それにもかかわらず、形成されたパッチ画像の濃度がいずれも目標濃度に達しない、またはいずれも目標濃度を超えてしまう原因の１つとして、上記した装置またはトナーの特性ばらつきが考えられる。すなわち、これらの特性ばらつきに起因して、当該装置およびトナーの組み合わせにおける好ましい画像形成条件が、この装置において予め想定されている範囲からずれてしまっている可能性が高い。
【００５６】
ここで、現像バイアスＶｂの交流成分Ｖａｃは、現像ローラ４４上に担持されたトナーＴをギャップＧＰに効率よく飛翔させる目的で印加されるものであり、その振幅ＶｐｐはギャップＧＰにおけるトナー飛翔量を左右するパラメータである。したがって、上記のような原因によりトナー飛翔量が想定した値と異なるために本来の画像濃度を得ることができなくなっている場合には、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを変更してギャップＧＰにおけるトナー飛翔量を加減すればよい。こうすることで、画像濃度の制御範囲を高濃度側または低濃度側にシフトさせ、加重平均電圧Ｖａｖｇの調整によってパッチ画像濃度を目標濃度に一致させることが可能となるのである。このように、この現像バイアス設定処理においては、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐが本発明の「副制御因子」に相当する。
【００５７】
なお、先に述べたように、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを変更すると、最大ギャップ電圧Ｖｍも変化する。したがって、特に、十分なトナー飛翔量を確保すべく予め振幅Ｖｐｐを大きく取っている場合には、この振幅Ｖｐｐを増加させることで最大ギャップ電圧Ｖｍが放電開始電圧を超え、ギャップＧＰにおいて放電が発生するおそれがある。したがって、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを変更するときには、これと連動させて帯電バイアスを変更し、感光体２の暗部電位Ｖｏを変更するようにしてもよい。こうすることによって最大ギャップ電圧Ｖｍが放電開始電圧を超えてしまうのを回避することができる。また、この場合、（３）式から明らかなように、最大ギャップ電圧Ｖｍを一定に保持するために、暗部電位Ｖｏについては最大でも現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐの変化量の１／２だけ変化させればよい。したがって、こうすることで画像濃度やトナー飛散に与える影響を小さく抑えながら、ギャップＧＰにおける放電の発生を防止することが可能である。
【００５８】
次に、図７の露光エネルギー設定処理について説明する。上記のようにして現像バイアスＶｂが最適化されると、現像バイアスＶｂをこの最適値に設定した状態で（ステップＳ１０１）、引き続いて露光エネルギー設定処理を実行し、露光エネルギーＥの最適化を行う。この露光エネルギー設定処理の基本的な考え方は上記した現像バイアス設定処理と同一である。ただし、上記したように、露光エネルギーＥが画像濃度に及ぼす影響が現像バイアスＶｂとは若干異なっており、これに基づいて処理の内容も異なったものとなっている。
【００５９】
第１の相違点は、形成するパッチ画像の画像パターンである（ステップＳ１０３）。この露光エネルギー設定処理においては、露光エネルギーＥの変化が特に細線画像の濃度に顕著な影響を及ぼすという性質に基づいて、例えば１オン１０オフで配置された複数の１ドットラインからなる細線画像を低濃度パッチ画像として用いている。パッチ画像のパターンはこれに限定されるものではないが、上記性質から、例えば孤立ドットや細線で構成された画像を用いるのが望ましく、また、パッチ画像全体に占めるドット部の面積率が２０％以下の比較的低濃度の画像とするのが好ましい。
【００６０】
第２の相違点は、ステップＳ１０７またはＳ１０８において、パッチ画像の目標濃度が露光エネルギーＥによって制御可能なパッチ画像濃度の範囲内になかった場合の処理である。図６の現像バイアス設定処理においては、このような場合、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを増加または低下させた上で再度パッチ画像を形成し、加重平均電圧Ｖａｖｇの最適値を求めていた。一方、露光エネルギー設定処理において上記振幅Ｖｐｐを変更することは、高濃度画像での濃度変化を生じてしまうため好ましくない。また、先に述べたように、細線画像の濃度は逆コントラスト電圧Ｖｒにも依存する。そこで、この逆コントラスト電圧Ｖｒ、さらに具体的には感光体２の暗部電位Ｖｏを加減することにより、高濃度画像の画像濃度を保持しながら、露光エネルギーＥによる細線パッチ画像濃度の制御範囲を高濃度側または低濃度側にシフトさせることができる（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。すなわち、この露光エネルギー設定処理においては、逆コントラスト電圧Ｖｒが「副制御因子」として機能する。そして、その状態で、パッチ画像濃度が目標濃度と一致する露光エネルギーＥの値を求めれば、その値が露光エネルギーＥの最適値となる（ステップＳ１０９）。
【００６１】
図８は装置個体における濃度ばらつきおよび必要な濃度制御範囲を示す図である。上記した濃度制御処理は、装置を構成する各パーツの寸法公差に起因する濃度ばらつきや、トナー特性の経時変化に伴う濃度変化が大きい装置において特に有効である。その理由は以下の通りである。すなわち、図８（ａ）に示すように、１台の装置における周囲環境等による画像濃度の変動範囲は、各装置におけるパーツの組み合わせによってそれぞれ異なっている。また、図８（ｂ）に示すように、１台の装置においては、トナー特性等の経時変化に伴って、画像濃度の変動範囲も経時的に変動してゆく。したがって、各装置個体については比較的狭い範囲で画像濃度を制御できればよいにもかかわらず、製品全体としては、これらのばらつきや経時変化に対応できるように、その濃度制御範囲をより広く設定しておく必要がある。
【００６２】
しかしながら、先に述べたように、好ましい画像形成条件を実現するための濃度制御因子の設定範囲は限られており、必要な濃度制御範囲をカバーすべく濃度制御因子の可変範囲を十分広く取ることは難しい。一方、装置個体毎に、また１台の装置においてもその稼動状況によって、好ましい画像形成条件は少しずつ異なっている。そこで、上記実施形態のように、濃度制御因子の可変範囲を所定量に留めた上で、必要に応じて画像形成条件を構成する他の制御因子を変更することで、その装置に対応した好ましい画像形成条件を維持しつつ、適正な範囲での画像濃度制御を行うことが可能となる。
【００６３】
例えば、各パーツの寸法ばらつきにより現像ローラ４４と感光体２との間のギャップＧＰは装置個体毎に異なるが、どの個体においてもギャップＧＰでの放電を防止する必要があるため、最大ギャップ電圧Ｖｍ（図５）については、ギャップＧＰにおける電界強度が最大となる、つまりギャップＧＰが最も小さくなる個体を想定してその初期値を設定せざるを得ない。一方、よりギャップＧＰが大きくなっている個体においては、現像バイアスの振幅Ｖｐｐを大きくして最大ギャップ電圧Ｖｍをさらに大きくしても放電は発生しない。むしろギャップＧＰにおいてトナーを飛翔させるに十分な電界強度が得られず、それが故に十分な画像濃度が得られなくなっていることも考えられる。したがって、このような場合には、現像バイアスＶｂの加重平均電圧Ｖａｖｇの可変範囲を広げて対応するよりも、その振幅Ｖｐｐを積極的に変更する方が合理的である。
【００６４】
すなわち、図８（ｃ）に示すように、制御可能な画像濃度範囲における最大濃度Ｄｍａｘが目標濃度に達していない場合には、現像バイアスの振幅Ｖｐｐを増加させることで画像濃度の制御範囲を高濃度側へシフトさせる一方、最小濃度Ｄｍｉｎが目標濃度を超えている場合には、現像バイアスの振幅Ｖｐｐを低下させることで画像濃度の制御範囲を低濃度側へシフトさせることができる。そして、このように画像形成条件をより装置に対応した方向にシフトさせた上で濃度制御因子を調整し画像濃度を制御するのが好ましい。
【００６５】
以上のように、この実施形態では、画像濃度に影響を与える濃度制御因子として現像バイアスＶｂの加重平均電圧Ｖａｖｇおよび露光エネルギーＥを用い、それぞれを種々に変更設定しながらパッチ画像を形成し、その画像濃度が目標濃度となる条件を見出すことでそれぞれの最適値を求めている。また、各濃度制御因子の可変範囲において目標濃度が得られないときには、副制御因子として現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐ、または逆コントラスト電圧Ｖｒを変更設定した上で、再度各濃度制御因子の調整を行うようにしている。そのため、濃度制御因子の可変範囲をむやみに広く取らなくても、その可変範囲内で確実に目標どおりの画像濃度を得ることができる。したがって、各濃度制御因子について、適正な画像形成条件を維持しながらも画像濃度を制御可能となるようにその可変範囲を設定することが容易となり、その結果、この画像形成装置では、画質の良好な画像を安定して形成することができる。
【００６６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、ギャップＧＰにおけるトナー飛翔量を加減するために、現像バイアスＶｂの振幅Ｖｐｐを変化させるようにしているが、ギャップＧＰにおけるトナー飛翔量を左右するパラメータとしては、これ以外にも、例えば現像ローラ４４のトナー搬送量（現像ローラ４４表面に付着させるトナーの密度）や現像ローラ４４の回転速度（または感光体２との周速比）を用いるようにしてもよい。さらに、トナーの帯電量を変化させることによっても、トナーの飛翔量を調整することが可能である。
【００６７】
また、例えば、上記実施形態の現像バイアス設定処理においては、現像バイアスＶｂの加重平均電圧Ｖａｖｇを濃度制御因子として、またその振幅Ｖｐｐを副制御因子として用いる一方、露光エネルギー設定処理においては、露光エネルギーＥを濃度制御因子として、また逆コントラスト電圧Ｖｒを副制御因子として用いている。しかし、画像形成条件を構成する各要素のうち、濃度制御因子または副制御因子として用いることのできるものおよびその組み合わせは上記に限定されるものではなく、公知の技術を始めとする画像濃度制御技術において用いられるいずれの要素を用いてもよい。また、特に副制御因子として用いるものについては、直接的に画像濃度に影響を及ぼすものでなくてもよい。
【００６８】
また、上記した実施形態においては、現像バイアス設定処理および露光エネルギー設定処理を相次いで行うことで濃度制御処理を行っているが、これらのうちいずれか一方のみを行うようにしてもよい。また、形成するパッチ画像のパターンについても、必要に応じて適宜変更してよい。
【００６９】
また、上記した実施形態では、濃度センサ６０を図１に示す位置に配置し、パッチ画像として形成され中間転写ベルト７１上に転写されたトナー像の画像濃度を検出するようにしているが、濃度センサ６０の位置はこれに限定されるものではなく任意であり、例えば中間転写ベルト７１の移動方向Ｄ２において一次転写領域ＴＲ１のすぐ下流側に配置したり、さらに感光体２に対向する位置に配置して感光体２上のパッチ画像の濃度を検出するようにしてもよい。このようにした場合には、パッチ画像が形成されて濃度検出が行われるまでの時間差を少なくすることができるので、検出結果をより迅速に濃度制御処理に反映させることができる。例えば、既に形成されたパッチ画像の濃度検出結果から目標濃度を達成可能と判断した場合にはそれ以後のパッチ画像形成を取りやめるようにすれば、無用なトナーの消費を抑え、かつ処理に要する時間の短縮を図ることができる。
【００７０】
また、上記した実施形態は、感光体２上で現像されたトナー像を一時的に担持する中間転写ベルト７１を有する画像形成装置であるが、転写ドラムや転写ローラなど他の転写体を有する画像形成装置や、転写体を備えず感光体２上に形成されたトナー像を最終的な転写材であるシートＳに直接転写するように構成された画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００７１】
また、上記した実施形態は、トナー担持体としての現像ローラ４４と、像担持体としての感光体２とがギャップＧＰを隔てて対向配置された非接触現像方式の画像形成装置であるが、両者が当接された状態でトナー現像が行われる接触現像方式の画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００７２】
また、上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置であるが、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００７３】
さらに、上記実施形態では、装置外部からの画像信号に基づき画像形成動作を実行するプリンタに本発明を適用しているが、ユーザの画像形成要求、例えばコピーボタンの押動に応じて装置内部で画像信号を作成し、その画像信号に基づき画像形成動作を実行する複写機や、通信回線を介して与えられた画像信号に基づき画像形成動作を実行するファクシミリ装置に対しても本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この画像形成装置の現像器を示す断面図である。
【図４】非接触現像の原理を説明する図である。
【図５】装置各部の電位を示す図である。
【図６】現像バイアス設定処理を示すフローチャートである。
【図７】露光エネルギー設定処理を示すフローチャートである。
【図８】濃度ばらつきおよび必要な濃度制御範囲を示す図である。
【符号の説明】
２…感光体（像担持体）、　３…帯電ユニット（帯電手段）、　４…現像ユニット、　４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋ…現像器、　６…露光ユニット（露光手段）、４４…現像ローラ（トナー担持体）、　６０…濃度センサ、　ＧＰ…ギャップ、　Ｖａｖｇ…（現像バイアスＶｂの）加重平均電圧、　Ｖｐｐ…（現像バイアスＶｂの）振幅
【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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