(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光されることにより潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を露光する露光手段と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段によって現像される画像濃度が予め設定された適正な濃度となるように、前記像担持体に対する現像条件、前記帯電手段に対する帯電条件及び前記露光手段に対する露光条件のうち少なくとも一つの新たな画像形成条件を算出する画像形成条件算出手段と、を備え、
前記画像形成条件算出手段によって新たな画像形成条件が算出された後の画像形成動作において、利用する画像形成条件を、前記新たな画像形成条件を算出する直前に使用されていた直前の画像形成条件から前記新たな画像形成条件に向けて段階的に変更させ、前記直前の画像形成条件と前記新たな画像形成条件の間の画像形成条件において画像形成動作を行なうことが可能であり、画像形成条件の変更は、ある転写材のための画像形成と、その次の転写材のための画像形成との間に行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記新たな画像形成条件が算出された後の画像形成動作において利用する画像形成条件には、前記新たな画像形成条件が、前記直前の画像形成条件より小さい場合は、前記直前の画像形成条件の値から画像形成ごとに予め設定された調整値又は前記新たな画像形成条件と前記直前の画像形成条件との差分を予め定めた定数で割って算出された変化率を減算した値が利用され、前記新たな画像形成条件が、前記直前の画像形成条件より大きい場合は、前記直前の画像形成条件に画像形成ごとに前記調整値又は前記変化率を加算した値が利用される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記直前の画像形成条件に対する前記調整値又は前記変化率の減算又は加算は、前記利用する画像形成条件が前記算出された新たな画像形成条件以下になるまで、又は、前記利用する画像形成条件が前記算出された新たな画像形成条件以上になるまで、前記画像形成動作毎に行なわれる請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記直前の画像形成条件に対して前記調整値又は前記変化率を減算していって、利用する画像形成条件が前記算出された画像形成条件以下になった場合、又は、前記直前の画像形成条件に対して前記調整値又は前記変化率を加算していって、利用する画像形成条件が前記算出された画像形成条件以上になった場合は、前記利用する画像形成条件として、前記算出された新たな画像形成条件を用いる請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記新たな画像形成条件と前記直前の画像形成条件との差分が所定の範囲内である場合は、前記利用される画像形成条件には、前記新たな画像形成条件が利用される請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成条件算出手段は、前記画像形成装置の電源がＯＮされた直後に、前記現像手段によって現像される画像濃度が予め設定された適正な濃度となるように新たな前記画像形成条件を算出し、算出された新たな画像形成条件を利用して画像形成を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成条件算出手段は、 前記画像形成装置が所定時間使用されていない状態の後に、前記現像手段によって現像される画像濃度が予め設定された適正な濃度となるように新たな画像形成条件を算出し、該算出された新たな画像形成条件を利用して画像形成を行う請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
少なくとも、前記像担持体と前記帯電手段とが一体的に支持された着脱自在なプロセスカートリッジを備え、
前記画像形成条件算出手段は、前記プロセスカートリッジの交換直後に、前記現像手段によって現像される画像濃度が予め設定された適正な濃度となるように新たな画像形成条件を算出し、該算出された新たな画像形成条件を利用して画像形成を行う請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成条件算出手段は、形成されたトナー像の光学特性を検知する発光部と受光部とからなる光学式センサを備え、前記トナー像の光学特性に基づいて画像形成条件を算出する請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像手段が、少なくとも２以上の色のトナー像を現像する現像手段である請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に潜像を形成し、この潜像を現像してシート材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置について図８を参照して説明する。図８は、従来のカラー画像形成装置の断面図である。
【０００３】
以下図に沿って説明する。像担持体である感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に帯電され、一次帯電器２により一様に帯電される。
【０００４】
次いで、露光装置３よりイエローの画像模様に従ったレーザー光Ｌが、感光ドラム１に照射され、感光ドラム１上に潜像が形成される。
【０００５】
更に感光ドラム１が矢印方向に進むと回転支持体１１により支持された現像装置４ａ（イエロー）、４ｂ（マゼンタ）、４ｃ（シアン）、４ｄ（ブラック）のうち、イエロートナーが入った現像装置４ａが感光ドラム１に対向するよう回転し、選択されたイエローの現像装置４ａによって可視化される。
【０００６】
中間転写ベルト５は感光ドラム１と略同速で矢印方向に回転しており、感光ドラム１上に形成担持されたトナー画像を一次転写ローラ８ａに印加される１次転写バイアスによって、中間転写ベルト５の外局面に一次転写する。
【０００７】
以上の工程をイエロー色（以降Ｙ）、マゼンタ色（以降Ｍ）、シアン色（以降ｃ）、黒色（以降Ｋ）、について行うことによって中間転写ベルト５上には複数色のトナー像が形成される。
【０００８】
次に、所定のタイミングで転写材カセット１２内からピックアップローラー１３によって転写材が給紙される。
【０００９】
同時に二次転写ローラ８ｂに二次転写バイアスが印加され中間転写ベルト５から転写材ヘトナー画像が転写される。
【００１０】
更に転写材は、搬送ベルト１４によって定着装置６まで搬送され溶融固着されることによりカラー画像が得られる。
【００１１】
また、中間転写ベルト５上の転写残トナーは中間転写ベルトクリーナー１５により清掃される。
【００１２】
一方、感光ドラム１上の転写残トナーは公知のブレード手段のクリーニング装置７によって清掃される。
【００１３】
以上説明した画像形成装置の使用に際しては、当然ながらトナーの補充や廃トナー処理、消耗した感光ドラム１の交換などのメンテナンスが必要となる。
【００１４】
本例では、感光ドラム１、一次帯電器２、クリーニング装置７を一体化したプロセスカートリッジＡとし、現像装置４ａ，ｂ，ｃ，ｄも現像カートリッジとして装置本体より容易に着脱できるようにし、ユーザーが簡便にメンテナンスを行える構成になっている。
【００１５】
また、一般に電子写真方式の画像形成装置では、使用環境や、現像装置、感光ドラムの印字枚数による特性変動や、感光ドラムの製造時における感度ばらつき、トナーの製造時における摩擦帯電特性のばらつき等により、印字画像の濃度特性に変動が生じる。
【００１６】
これらの変化、変動特性を安定化させる努力は日々行なわれているが、未だ十分では無い。
【００１７】
特にカラー画像形成装置において、ユーザーが所望の濃度及びカラーバランスを得るためには、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ４色の画像形成条件を調整しなければならない。
【００１８】
そこで、本例のカラー画像形成装置では感光ドラム１上に、画像形成条件を段階的に変えて複数の検知用トナー画像を形成し、その反射光量を濃度センサー９で測定して、その結果に基づき所望の濃度（反射光量）が得られると推定される画像形成条件を本体のＣＰＵ１７で算出する画像濃度制御を行なっている。
【００１９】
したがって、ＣＰＵ１７及び濃度センサー９が、以下の本実施形態において用いられる本発明の構成要素たる画像形成条件算出手段に該当する。
【００２０】
次に、図９を用いて濃度センサー９について説明する。図９は、図８に示される画像形成装置に適用される濃度センサーの模式図である。
【００２１】
濃度センサー９は、ＬＥＤ等の発光素子９１、フォトダイオード等の受光素子９２、及びホルダー９３からなっており、発光素子９１からの赤外光を感光ドラム上のパッチＰに照射させ、そこからの反射光を受光素子９２で測定することによりパッチＰの濃度を測定する。
【００２２】
パッチＰからの反射光には正反射成分と乱反射成分とが含まれており、正反射成分はパッチの下地となる感光ドラム表面の状態やセンサーとパッチとの距雑の変動により、光量が大きく変動するために測定するパッチからの反射光に正反射成分が含まれていると、検知精度が著しく低下してしまう。
【００２３】
そこで、この濃度センサー９では、受光素子に９２にパッチＰからの正反射光が入射しないように、法線Ｉを基準にすると、パッチＰへの照射角度を４５°、パッチＰからの反射光の受光角度を０°として乱反射光のみを測定するようにしている。
【００２４】
次に、本例のカラー画線形成装置の画像濃度制御について以下に詳細を述べる。
【００２５】
まず、一次帯電器２によって、感光ドラム１は表面電位が−６００Ｖとなるよう帯電される。
【００２６】
ここで、感光ドラムの感度およびレーザーの露光量は、レーザー露光部分の電位が常温常湿度（２３℃，６０％Ｒｈ）でおおよそ−２００Ｖになるように、あらかじめ調整されている。
【００２７】
現像バイアスは、図１０に示されるような、直流電圧に矩形波（周波数２０００Ｈｚ．１８００Ｖｐｐ）を重畳したものを用い、直流電圧成分Ｖｄｃを可変することでトナーの現像量を制御する。図１０は、図８に示される画像形成装置に適用される現像バイアスのグラフである。
【００２８】
また、通常の画像形成に先立って、図１１に示すように、濃度センサー９の設置されている部分に３０ｍｍ角の上記のトナー画像パッチを間隔をあけて複数個印字する。図１１は、図８に示される画像形成装置に適用される濃度検出用のパッチの概略図である。
【００２９】
各々の画像パッチを異なる直流電圧成分の現像バイアスで現像し、その各々について濃度センサー９で反射光量を測定する。本例では、画像パッチの数を５個とし、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−３００Ｖから一５００Ｖまで５０Ｖ刻みで変化させた。
【００３０】
反射濃度の測定結果の一例を図１２に示す。図１２は、図８に示される画像形成装置における、反射濃度と現像バイアスの関係のグラフである。
【００３１】
本例では上記トナーの反射濃度の目標値（適正濃度値）を１．４とし、これにもっとも近いと推定される現像条件（本例では、現像バイアスの直流電圧成分）で以後の画像形成を行うように制御する。
【００３２】
本例では図１２中丸印で示す５点の反射濃度データが得られた。反射濃度が１．４となる現像条件は直流成分Ｖｄｃが−４００Ｖと一４５０Ｖの間にあり、この区間で直流成分と反射濃度が近似的に比例関係にあるとすると、直流成分が−４００Ｖと−４５０Ｖの反射濃度から内分して、約−４２０Ｖのとき反射濃度が１．４となることが推定される。
【００３３】
よって本例では、以後の画像形成条件として現像バイアスの直流成分Ｖｄｃが−４２０Ｖに制御される。
【００３４】
以上のような、制御をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対して実行することにより、画像濃度制御が終了する。
【００３５】
尚、画像濃度制御は所定の枚数をプリントする毎、本体電源ＯＮ時、及びプロセスカートリッジＡもしくは現像カートリッジ（現像器）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの交換時、装置が長時間使用されていない状態でプリント命令を受けた時などに、画像形成（プリント）に先立って実行される。
【００３６】
また、本例では、画像パッチの数を５個としたがもっと数を増やし、現像バイアス変化の刻みを細かくすることでより正確な制御を行うこともできる。
【００３７】
更に、画像濃度の変動幅が大きく、現像バイアスのみで対応しきれない場合は、帯電条件、もしくは露光条件（露光量）等、他の画像形成条件を組み合わせて制御することもできる。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカラー画像形成装置には以下のような不具合が生じていた。
【００３９】
すでに述べたように、電子写真方式の画像形成装置では、装置の使用状況によって、現像器の現像特性や、感光ドラムの感光特性が変動し、それに伴って画像濃度が変化する。
【００４０】
特に、連続的なプリントを行った場合、前述の特性変動がより顕著に現れ、画像濃度も大きく変化する。
【００４１】
したがって、一定の枚数をプリントするたびに、上述の画像濃度制御を実行することによって、画像濃度が適正値に比べて大きく変動しないようにしている。
【００４２】
しかしながら、このような制御を行ったとしても、画像濃度制御から次の画像濃度制御までの間には、当然、濃度が変動するわけである。
【００４３】
そして、その濃度変動が大きい場合には、画像濃度制御の実行前後で著しい濃度差が生じてしまう。
【００４４】
このことを図１３を用いて詳しく説明する。図１３は、従来の画像形成装置における、連続的にプリントを実行した場合の画像濃度の変化のグラフである。
【００４５】
図中縦軸は濃度を、横軸はプリント枚数を表す。また、破線Ａは、装置の適正画像濃度を表し、破線Ｂは、一定プリント毎の画像濃度制御を行わない場合の濃度推移を表す。
【００４６】
なお、グラフの左端（Ｘ０）においては、画像濃度制御が行われており、画像濃度が適正濃度に調整されている。
【００４７】
ここから解るように、一定プリント毎の濃度制御を行わないと、画像濃度は上昇しつづけ、適正濃度から大きく離れてしまう。
【００４８】
したがって、一定プリント毎の画像濃度制御が必要になる。実線Ｃが画像濃度制御を行った場合の濃度推移である。
【００４９】
本例では、１００枚プリントごとに画像濃度制御が行われており、図中Ｘ１、Ｘ２に示すタイミングで濃度制御が実行されている。
【００５０】
このような画像濃度制御を行うことにより、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことが防止されている。
【００５１】
しかしながら画像濃度制御の実行前後（図中Ｘｌ，Ｘ２）では、濃度が著しく変動している。
【００５２】
ここでもしも、ユーザーが濃度制御にまたがるように同一画像の連続プリントを行っていた場合、例えば、本例で９０枚から１１０枚にわたっての２０枚連続ジョブを行なった場合、はじめの１０枚の画像と濃度制御後の１０枚の画像とで大きく濃度が異なる恐れがある。
【００５３】
特に、本例のようなカラー画像形成装置では、４色のトナー画像を重ね合わせて、フルカラーを再現するので、特定色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのなかのどれか一色）のみの濃度が大きく変化すると、画像の色味（ＨＥＵ）が、著しく変わり、非常に目立ってしまう。
【００５４】
また、図１４は、図１３とは逆に濃度推移が低下していった場合の例を表すが、同様の不具合が生じることがわかる。図１４は、従来の画像形成装置における、連続的にプリントを実行した場合の画像濃度の変化のグラフである。
【００５５】
以上の不具合を防止する方法として、画像濃度制御を頻繁に行うことが容易に考えられるが、その場合、濃度制御に要する時間が全体のプリントスピードを低下させてしまい、また濃度制御に多くのトナーを消費してしまうので好ましくない。
【００５６】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、トナーの消費を抑え、画像形成速度を低下させず、かつ、連続して良好な濃度の画像を形成することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００５７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
露光されることにより潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体を露光する露光手段と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段によって現像される画像濃度が予め設定された適正な濃度となるように、前記像担持体に対する現像条件、前記帯電手段に対する帯電条件及び前記露光手段に対する露光条件のうち少なくとも一つの新たな画像形成条件を算出する画像形成条件算出手段と、を備え、
前記画像形成条件算出手段によって新たな画像形成条件が算出された後の画像形成動作において、利用する画像形成条件を、前記新たな画像形成条件を算出する直前に使用されていた直前の画像形成条件から前記新たな画像形成条件に向けて段階的に変更させ、前記直前の画像形成条件と前記新たな画像形成条件の間の画像形成条件において画像形成動作を行なうことが可能であり、画像形成条件の変更は、ある転写材のための画像形成と、その次の転写材のための画像形成との間に行われることを特徴とする。
【００９２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００９３】
また、以下の図面において、前述の従来技術の説明で用いた図面に記載された部材、及び既述の図面に記載された部材と同様の部材には同じ番号を付す。また、以下に説明する本発明に係る画像形成装置の各実施形態の説明は、本発明に係る画像形成方法の各実施形態の説明を兼ねるものである。
【００９４】
（第１の実施形態）
まず、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態について説明する。本実施形態は、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件から、画像濃度制御により算出された第２の画像形成条件に向かって、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止する画像形成装置である。
【００９５】
尚、本実施形態で使用するカラー画像形成装置の主な構成は、図８で説明した従来のカラー画線形成装置と同じであり、詳細な説明は省きつつ、適宜図８に示される部材を参照して説明する。
【００９６】
また、本実施形態では、画像濃度を制御するために変化させる画像形成条件として、現像バイアスのＤＣ成分を用いる例について説明する。
【００９７】
まず、図１のフローチャートに従って、本実施形態の画像濃度制御について詳しく説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【００９８】
まず、本体のＣＰＵ１７に画像濃度制御の実行命令が入ると、画像濃度制御シーケンスがスタートする。
【００９９】
本実施形態において画像濃度制御は、以下の条件のいずれかに当てはまるときに実行される。
【０１００】
１．装置本体電源のＯＮ時
２．プロセスカートリッジＡもしくは現像カートリッジ（現像器）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの交換時
３．装置が長時間使用されていない状態（本実施形態では１時間。もちろん、この時間は任意に変更することが可能である。以下の実施形態でも同じ。）でプリント命令を受けた時
４．所定の枚数（本実施形態では、１００枚。もちろん、この枚数は任意に変更することができる。以下の実施形態でも同様である。）がプリントされた場合
【０１０１】
ＳＴＥＰ１
最初に、感光ドラム１上に検知用のトナー画像（トナーパッチ）を形成する。トナーパッチはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色ごとに、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−３００Ｖから−５００Ｖまで５０Ｖ刻みで変化させながら、５個ずつ形成される。
【０１０２】
ＳＴＥＰ２
ＳＴＥＰ１で形成されたトナーパッチの濃度を濃度センサー９で測定する。
【０１０３】
ＳＴＥＰ３
上述のトナーパッチ濃度の測定結果から、最適例えばＣＰＵ１７が現像ＤＣ電圧（最適現像バイアス）α０を算出する。
【０１０４】
尚、ここで最適現像バイアスα０は、トナーパッチの最度が本画像形成装置の適正濃度である１．４となる値とする。
【０１０５】
また、求められた最適現像バイアス値α０は不図示の本体内のメモリに格納される。
【０１０６】
尚、本体メモリは、揮発性、不揮発性どちらでも良いが、本実施形態では、揮発性メモリを使用した。
【０１０７】
ＳＴＥＰ４
画像濃度制御が、本体電源ＯＮ時に実行されるものか否かの判断を行う。本体電源投入直後の場合は、電源投入以前の装置の使用電圧がわからないので、制御の直後より算出された最適現像バイアス値α０の値を用いる。
【０１０８】
尚、本実施形態のカラー画像形成装置では、プリント時に使用される現像バイアス値として、プリント現像バイアスα１を、最適現像バイアス値α０とは別に用意し、本体メモリ内に格納できるようにしている。
【０１０９】
したがって、画像濃度制御が本体電源投入直後のものと判断された場合は、ＳＴＥＰ７に進み、プリント現像バイアス値α１に、画像濃度制御で得られた最適現像バイアスα０を入力する。
【０１１０】
ＳＴＥＰ５、ＳＴＥＰ６
画像濃度制御が、カートリッジ（プロセスカートリッジＡもしくは、現像カートリッジ）の交換直後に実行されるものか否かの判断を行う（ＳＴＥＰ５）。
【０１１１】
同様に、画像濃度制御が、装置が長時間使用されていない状態（本実施形態では１時間。）でプリント命令を受けた時に実行されるものか否かの判断を行う（ＳＴＥＰ６）。
【０１１２】
いずれの場合についても、濃度制御の直後より算出された最適現像バイアス値α０の値を用いることが好ましいので、ＳＴＥＰ７に進み、プリント現像バイアス値α１に、画像濃度制御で得られた最適現像バイアスα０を入力する。
【０１１３】
また、ＳＴＥＰ４、ＳＴＥＰ５、ＳＴＥＰ６のいずれの条件にも当てはまらないときには、プリント現像バイアス値α１を更新せずに制御を終了する。
【０１１４】
この場合、実行された画像濃度制御は、所定の枚数（本実施形態では、１００枚）がプリントされた時に行われるものであるといえる。
【０１１５】
したがって本体メモリに格納されているプリント現像バイアス値α１は、画像濃度制御の直前に使用されていた現像バイアス値となる。
【０１１６】
以上の画像濃度制御をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色について行い、画像濃度制御は終了する。
【０１１７】
尚、当然ながら最適現像バイアス値α０および、プリント現像バイアス値α１は、色毎（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に独立して設けられており、別毎に本体メモリに格納される。
【０１１８】
次に、プリント時の現像バイアス制御について図２のフローチャートを用いて説明する。図２は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【０１１９】
尚、プリント時の現像バイアス計算は、プリント１枚ごとに行われる。つまり、プリントの度に本フローチャートがスタートし実行される。
【０１２０】
ＳＴＥＰ２１
はじめに前回のプリント時に使用されていた現像バイアス値α１と画像濃度制御で算出された現像バイアスα０を比較する。α１よりα０が大きいときには、ＳＴＥＰ２２に進む。
【０１２１】
ＳＴＥＰ２２
ＳＴＥＰ２２では、前回のプリント時に任用されていた現像バイアス値α１に現像バイアス調整値βを加算し、プリント現像バイアスα１を更新する。
【０１２２】
尚、現像バイアス調整値βは、プリント一枚あたりに、現像バイアスを調整変化させる調整値であり、装置の特性に合わせて、最適な値に設定することが好ましい。
【０１２３】
簡単に説明すると、この調整値βを小さい値に設定した場合、プリント毎の濃度変動が小さくなり、逆に大きな値に設定すると、濃度変動は大きくなる。
【０１２４】
一方で、調整値βを小さい値に設定すると、プリント現像バイアスα１が最適現像バイアスα０に、収束するまでの時間が長くなり、逆に大きな値に設定すると、収束時間が短くなる。
【０１２５】
上記理由を考慮に入れ、本実施形態では、現像バイアス調整値βを０．５Ｖに定めた。
【０１２６】
ＳＴＥＰ２３
更新された、現像バイアス値α１と画像濃度制御で算出された最適現像バイアスα０を比較する。
【０１２７】
α１よりα０をまだ超えていないときには、ＳＴＥＰ２９に進み、高圧電源より出力される現像バイアスをα１の値にセットする。
【０１２８】
αがα０を超えてしまった場合は、ＳＴＥＰ２４に進み、α１の値をα０まで戻し、更新する。
【０１２９】
ＳＴＥＰ２５、ＳＴＥＰ２６、ＳＴＥＰ２７、ＳＴＥＰ２８
はじめに、前回のプリント時に使用されていた現像バイアス値α１が画像濃度制御で算出された最適現像バイアスα０より大きいときには、ＳＴＥＰ２ｌ、ＳＴＥＰ２２、ＳＴＥＰ２３、ＳＴＥＰ２４と逆の計算を行い同様に、プリント現像バイアス値α１を更新する。
【０１３０】
ＳＴＥＰ２ｌとＳＴＥＰ２５のいずれの条件も満たさない場合は、すなわちプリント現像バイアスα１と最適現像バイアスα０が等しいことになるので、α１の更新は行わない。
【０１３１】
ＳＴＥＰ３０
以上の計算により更新されたプリント現像バイアスα１を用いてプリントを行う。
【０１３２】
尚、いうまでもなく、プリント現像バイアス値α１は、色毎（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に独立して算出されている。
【０１３３】
次に、本実施形態における、現像バイアスと濃度の推移を、図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態における、現像バイアスと濃度のプリント枚数に対する推移のグラフである。
【０１３４】
図３（ａ）は、印字に使用する現像バイアスの推移を、（ｂ）は濃度の推移を表す。
【０１３５】
図３の（ａ）において、実線Ｅは、本実施形態の現像バイアス推移を表し、点線Ｆは、従来の制御による現像バイアス推移を示す。
【０１３６】
画像濃度制御は、プリント１００枚ごと（図中Ｘ１，Ｘ２）で実行されている。
【０１３７】
また図３の（ｂ）において、実線Ｄが本実施形態を用いた場合の、画像濃度推移を表しており、点線Ｃは従来の制御による濃度推移を表す。
【０１３８】
ここで従来の濃度制御では、画像濃度制御の実行直後にプリント現像バイアスが即座に更新されていたため、制御の前後での濃度変化が非常に大きかったのに対して、本実施形態のバイアス制御を使用すれば、急激な濃度変化が生じなくなる。
【０１３９】
以上のように、本実施形態では、画像濃度制御実行直後、選択されていた第１の画像形成条件から、画像濃度制御により算出された第２の画像形成条件に向かって、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止することができる。
【０１４０】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件から、画像濃度制御により算出された第２の画像形成条件に向かって、第１の画像形成条件と第２の画像形成条件との差分に応じた変化率で、画線形成条件を漸減あるいは漸増させることにより、濃度の急激な変化を防止するともに、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止する画像形成装置について説明する。
【０１４１】
ただし、本実施形態の全体構造や具備する装置については、前述の図８及び図９を用いた説明した従来技術の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略しつつ、適宜図８や図９を参照して説明する。
【０１４２】
本実施形態においても、画像濃度を制御するために変化させる画像形成条件として、現像バイアスのＤＣ成分を用いる例について説明する。
【０１４３】
まず、図４のフローチャートに従って、本実施形態の画像濃度制御について詳しく説明する。図４は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【０１４４】
まず、本体のＣＰＵ１７に画像濃度制御の実行命令が入ると、画像濃度制御シーケンスがスタートする。
【０１４５】
ＳＴＥＰ４ｌ、ＳＴＥＰ４２、ＳＴＥＰ４３
感光ドラム１上に検知用のトナー画像（トナーパッチ）を形成し、トナーパッチの濃度を濃度センサー９で測定する。
【０１４６】
更に、トナーパッチ濃度の測定結果から、最適現像ＤＣ電圧（最適現像バイアス）α０を算出する。
【０１４７】
以上の方法は第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省く。
【０１４８】
ＳＴＥＰ４４、ＳＴＥＰ４５、ＳＴＥＰ４６
画像濃度制御が、本体電源ＯＮ時に実行されるものかの判断を行う（ＳＴＥＰ４４）。
【０１４９】
同様に、カートリッジ（プロセスカートリッジＡもしくは、現像カートリッジ）の交換直後に実行されるものか否かの判断を行う（ＳＴＥＰ４５）。
【０１５０】
更に、画像濃度制御が、装置が長時間使用されていない状態（本実施形態では１時間）でプリント命令を受けた時に実行されるものか否かの判断を行う（ＳＴＥＰ４６）。
【０１５１】
いずれの場合についても、濃度制御の直後より算出された最適現像バイアス値α０の値を用いることが好ましいので、ＳＴＥＰ４７に進み、プリント現像バイアス値α１に、画像濃度制御で得られた最適現像バイアスα０を入力する。
【０１５２】
ＳＴＥＰ４８
ＳＴＥＰ４４、ＳＴＥＰ４５、ＳＴＥＰ４６のいずれの条件にも当てはまらないときには、実行された画像濃度制御は、所定の枚数（本実施形態では、１００枚）がプリントされた時に行われるものであるといえる。
【０１５３】
この場合、画像濃度制御の直後より、現象バイアスを漸増あるいは漸減させながら変化させることになるが、この時に使用する現像バイアスの変化率βを算出する。
【０１５４】
本実施形態では、現像バイアスの変化率βは以下の式により算出される。
現像バイアスの変化率β＝（最適現像バイアスα０−濃度制御直前の現像バイアスα１）÷Ｋ  （Ｋは、所定の定数）
【０１５５】
つまり、この計算によれば、最適現像バイアスα０と濃度制御直前の現像バイアスα１の差分に応じて、現像バイアスの変化率βが決定されるので、前記差分の大小に関わらず、一定の枚数（上述の式中Ｋ）をプリントすれば、使用現像バイアスが最適現像バイアスと等しくなる。
【０１５６】
然るに、差分が大きい場合でも、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止できることになる。
【０１５７】
尚、所定の定数Ｋは、装置の特性に合わせて、最適な値に設定することが好ましい。
【０１５８】
簡単に説明すると、この定数Ｋを大きい値に設定した場合、プリント毎の濃度変動が小さくなり、逆に小さな値になると、濃度変動は大きくなる。
【０１５９】
一方で、定数Ｋを大きい値に設定すると、プリント現像バイアスα１が最適現像バイアスα０に収束するまでの時間が長くなり、逆に小さな値に設定すると、収束時間が短くなる。上記理由を考慮に入れ、本実施形態では、所定値Ｋを２５に定めた。
【０１６０】
以上の画像最度制御をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色について行い、画像濃度制御は終了する。
【０１６１】
尚、当然ながら最適現像バイアス値α０および、プリント現像バイアス値α１、現像バイアスの変化率βは、色毎（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に独立して設けられており、別々に本体メモリに格納される。
【０１６２】
また、プリント時の現像バイアス制御については、第１の実施形態と同様である（図２）。
【０１６３】
次に、本実施形態における、現像バイアスと濃度の推移を、図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態における、現像バイアスと濃度のプリント枚数に対する推移のグラフである。
【０１６４】
図５（ａ）は、印字に使用する現像バイアスの推移を、図５（ｂ）は濃度の推移を表す。
【０１６５】
図５の（ａ）において、実線Ｅは、本実施形態の現像バイアス推移を表し、点線Ｆは、従来の制御による現像バイアス推移を示す。
【０１６６】
画像濃度制御は、プリント１００枚ごと（図中Ｘ０、Ｘｌ、Ｘ２）で実行されている。
【０１６７】
また図５の（ｂ）において、実線Ｄが本実施形態を用いた場合の、画像濃度推移を表しており、点線Ｃは従来の制御による濃度推移を表す。
【０１６８】
ここで従来の濃度制御では、画像濃度制御の実行直後にプリント現像バイアスが即座に更新されていたため、制御の前後での濃度変化が非常に大きかったのに対して、本実施形態のバイアス制御を使用すれば、急激な濃度変化が生じなくなる。
【０１６９】
更に、現像バイアスの変化率を最適現象バイアスと最度制御直前の現像バイアスの差分に応じて変えるので、差分が大きい場合でも、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止できることになる（図中Ｘ１のポイントにおいて、実線Ｄの値が適正濃度Ａから長時間に渡り大きく離れなくなる）。
【０１７０】
以上、本実施形態では、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件から画像濃度制御により算出された第２の画像形成条件に向かって、第１の画像形成条件と第２の画像形成条件との差分に応じた変化率で、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止するともに、画像濃度が適正温度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止することができる。
【０１７１】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件と画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件との差分が所定値より小さい場合は、前記画像濃度制御の実行直後より、第２の画像形成条件を使用し、その他の場合は、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件から、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件に向かって、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止するとともに、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止する実施形態である。
【０１７２】
本実施形態においても、画像濃度を制御するために変化させる画像形成条件として、現像バイアスのＤＣ成分を用いる例について説明する。
【０１７３】
また、本発明に係る画像形成装置の全体構造や具備する装置については、前述の図８及び図９を用いた説明した従来技術の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略しつつ、適宜図８、図９を参照して説明する。
【０１７４】
まず、図６のフローチャートに従って、本実施形態の画像濃度制御について詳しく説明する。図６は、本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【０１７５】
まず、本体のＣＰＵ１７に画像濃度制御の実行命令が入ると、画像濃度制御シーケンスがスタートする。
【０１７６】
ＳＴＥＰ６１、ＳＴＥＰ６２、ＳＴＥＰ６３
感光ドラム１上に検知用のトナー画像（トナーパッチ）を形成し、トナーパッチの濃度を濃度センサー９で測定する。更に、トナーパッチ濃度の測定結果から、最適現像ＤＣ電圧（最適現像バイアス）α０を算出する。以上の方法は前述の第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省く。
【０１７７】
ＳＴＥＰ６４、ＳＴＥＰ６５、ＳＴＥＰ６５
次に、画像濃度制御が、本体電源ＯＮ時に実行されるものかの判断を行う（ＳＴＥＰ６４）。
【０１７８】
同様に、カートリッジ（プロセスカートリッジＡもしくは、現像カートリッジ）の交換直後に実行されるものか否かの判断を行う（ＳＴＥＰ６５）。
【０１７９】
更に、画像濃度制御が、装置が長時間使用されていない状態（本実施形態では１時間）でプリント命令を受けた時に実行されるものか否かの判断を行う（ＳＴＥＰ６６）。
【０１８０】
いずれの場合についても、濃度制御の直後より算出された最適現像バイアス値α０の値を用いることが好ましいので、ＳＴＥＰ６９に進み、プリント現像バイアス値α１に、画像濃度制御で得られた最適現像バイアスα０を入力する。
【０１８１】
ＳＴＥＰ６４、ＳＴＥＰ６５、ＳＴＥＰ６６のいずれの条件にも当てはまらないときには、実行された画像濃度制御は、所定の枚数（本実施形態では、１００枚）がプリントされた時に行われるものであるといえる。
【０１８２】
ＳＴＥＰ６７
次に、画像濃度制御で算出された最適現像バイアスα０と濃度制御の直前に使用されていた現像バイアスα１の差分が所定値γより小さいかの判断をする。
【０１８３】
差分が所定値より小さい場合は、濃度制御の直後から最適現像バイアスα０を使用したとしても、制御の前後での濃度差があまり大きくならない。
【０１８４】
したがって、この場合は、濃度制御の直後より算出された最適現像バイアス値α０の値を用いることにより、即座に適正濃度を得られるような制御を行う（ＳＴＥＰ６９に進む）
【０１８５】
尚、所定の定数値γは、装置の特性に合わせて、最適な値に設定することが好ましい。具体的には、現像バイアスをγ変化させたときの濃度変動が、ユーザーが許容できる濃度変動の最大値と等しくなる値にγを設定すると好適である。上記理由を考慮に入れ、本実施形態では前記差分の所定値γを２０Ｖとした。
【０１８６】
ＳＴＥＰ６８
現像バイアスを漸増あるいは漸減させながら変化させる時に使用する現像バイアスの変化率βを算出する。尚、現像バイアスの変化率βの算出方法は、前述の第２の実施形態と同様である。もちろん、現像バイアスを漸増あるいは漸減させながら変化させる時に使用する値としては、前述の第１の実施形態のように所定の値としても良い。
【０１８７】
以上の画像濃度制御をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色について行い、画像濃度制御は終了する。
【０１８８】
また、プリント時の現像バイアス制御については、前述の第１の実施形態と同様である（図２）。
【０１８９】
次に、本実施形態における、現像バイアスと濃度の推移を、図７を用いて説明する。図７は、本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態における、現像バイアスと濃度のプリント枚数に対する推移のグラフである。
【０１９０】
図７の（ａ）は、印字に使用する現像バイアスの推移を、（ｂ）は濃度の推移を表す。
【０１９１】
図７の（ａ）において、実線Ｅは、本実施形態の現像バイアス推移を表し、点線Ｆは、従来の制御による現像バイアス推移を示す。
【０１９２】
画像濃度制御は、プリント１００枚ごと（図中Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２）で実行されている。
【０１９３】
また図７の（ｂ）において、実線Ｄが実施形態を用いた場合の、画像濃度推移を表しており、点線Ｃは従来の制御による濃度推移を表す。
【０１９４】
本実施形態のバイアス制御を使用すれば、濃度制御で算出された最適現像バイアスと濃度制御直前の現像バイアスの差分が大きい場合は、濃度制御の実行後より現像バイアスを徐々に変化させるので、急激な濃度変化が生じなくなる（図中Ｘ１のポイントにおいて）。
【０１９５】
更に、濃度制御で算出された最適現像バイアスと濃度制御直前の現像バイアスの差分が小さい場合には、濃度制御の実行直後から最適現像バイアスを使用することにより迅速に最適濃度を得ることができるようになる。
【０１９６】
この場合、濃度制御の実行前後での濃度差があまり大きくなる心配もない（図中Ｘ２のポイント）。
【０１９７】
つまり、本実施形態を用いることにより、極端な濃度変化を防止しつつ、より画像濃度を適正濃度に近づけるような制御を行うことが可能になる。
【０１９８】
以上、本実施形態では、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件と画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件との差分が所定値より小さい場合は、前記画像濃度制御の実行直後より、前記第２の画像形成条件を使用し、その他の場合は、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件から、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件に向かって、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止するとともに、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止することができる。
【０１９９】
尚、上記本発明に係る画像形成装置の各実施形態においては、画像濃度制御で制御される画像形成条件として、現像バイアスのみを例に挙げて説明したが、帯電条件、もしくは露光条件（露光量）等、他の画像形成条件又はこれらを任意に組み合わせて制御してもよいことは言うまでもない。
【０２００】
尚、従来より公知の手法として、感光ドラムあるいは、現像器の使用状況や、環境センサーを用いて検出された装置の使用環境などから、プリント毎に最適な画像形成条件を算出し、変化させていく方法がある。
【０２０１】
この手法は、言わばプリント１枚毎に画像濃度制御を実行していることになり、本発明の思想とは異なる。
【０２０２】
【発明の効果】
以上、本発明により、画像濃度制御実行直前に選択されていた第１の画像形成条件から、画像濃度制御により算出された第２の画像形成条件に向かって、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止することができる。
【０２０３】
更に、第１の画像形成条件と第２の画像形成条件との差分に応じた変化率で、画像形成条件を漸増あるいは漸減させることにより、濃度の急激な変化を防止するとともに、画像濃度が適正濃度から長時間に渡り大きく離れてしまうことを防止することができる。
【０２０４】
更に、第１の画像形成条件との差分が所定値より小さい場合は、画像濃度制御の実行直後より、第２の画像形成条件を使用することにより、迅速に適正濃度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【図２】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【図３】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態における、現像バイアスと濃度のプリント枚数に対する推移のグラフである。
【図４】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【図５】本発明に係る画像形成装置の第２の実施形態における、現像バイアスと濃度のプリント枚数に対する推移のグラフである。
【図６】本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態に適用される画像形成動作のフローチャートである。
【図７】本発明に係る画像形成装置の第３の実施形態における、現像バイアスと濃度のプリント枚数に対する推移のグラフである。
【図８】従来のカラー画像形成装置の断面図である。
【図９】図８に示される画像形成装置に適用される濃度センサーの模式図である。
【図１０】図８に示される画像形成装置に適用される現像バイアスのグラフである。
【図１１】図８に示される画像形成装置に適用される濃度検出用のパッチの概略図である。
【図１２】図８に示される画像形成装置における、反射濃度と現像バイアスの関係のグラフである。
【図１３】従来の画像形成装置における、連続的にプリントを実行した場合の画像濃度の変化のグラフである。
【図１４】従来の画像形成装置における、連続的にプリントを実行した場合の画像濃度の変化のグラフである。
【符号の説明】
１  感光ドラム
２  一次帯電器
３  露光装置
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  現像装置
５  中間転写ベルト
６  定着装置
７  クリーニング装置
８ａ  一次転写ローラ
８ｂ  二次転写ローラ
９  濃度センサー
１１  回転支持体
１２  転写材カセット
１３  ピックアップローラー
１４  搬送ベルト
１５  中間転写ベルトクリーナー
１７  ＣＰＵ
９１  発光素子
９２  受光素子
９３  ホルダー
Ａ  プロセスカートリッジ
Ｐ  パッチ
【図１】
0004719343.tif 000002
【図２】
0004719343.tif 000003
【図３】
0004719343.tif 000004
【図４】
0004719343.tif 000005
【図５】
0004719343.tif 000006
【図６】
0004719343.tif 000007
【図７】
0004719343.tif 000008
【図８】
0004719343.tif 000009
【図９】
0004719343.tif 000010
【図１０】
0004719343.tif 000011
【図１１】
0004719343.tif 000012
【図１２】
0004719343.tif 000013
【図１３】
0004719343.tif 000014
【図１４】
0004719343.tif 000015