(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を有する感光体ドラムと、
現像装置と、
前記現像装置を用いて前記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、複数のテストパッチの各々を形成するパッチ形成手段と、
前記パッチ形成手段にて形成した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出するパッチ検出手段と、
前記パッチ形成手段にて複数のテストパッチの各々を形成した際の前記現像装置の現像バイアスと、前記パッチ検出手段にて検出した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量とに基づいて、前記現像装置の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式を算出する近似式算出手段とを備え、
ｎを自然数とした場合に、前記パッチ形成手段にて形成した複数のテストパッチの各々において、前のテストパッチの前端と、前記前のテストパッチの次に形成された次のテストパッチの前端との間隔ｄは、値Ｌの｛（２ｎ―１）／２｝倍であり、かつ前記複数のテストパッチの各々は同色のトナーで構成されており、互いに異なる現像バイアスの各々で現像することにより形成され、
前記値Ｌは、前記感光体ドラムの周方向の長さである、または前記値Ｌは、前記感光体ドラムに付着するトナーの付着量の変動の周方向の周期である、画像形成装置。
【請求項２】
前記近似式算出手段は、最小二乗法を用いて前記近似式を算出する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記パッチ形成手段は、互いに異なるｍ個の現像バイアスで現像することにより、複数のテストパッチを形成し、
前記近似式算出手段は、前記ｍ個の現像バイアスの各々と、前記ｍ個の現像バイアスの各々に対応するトナーの付着量の各々とで構成される座標に基づいて、前記近似式を算出する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ｍ個の現像バイアスのうちｉ番目（ｉは１〜（ｍ−１）までの全ての自然数）に低い現像バイアスをＶiとし、前記値Ｖiに対応するトナーの付着量をＭiとした場合に、座標（Ｖｉ，Ｍｉ）と、座標（Ｖi+1，Ｍi+1）との中点の座標（ＶＭi，ＭＭi）を算出する中点算出手段をさらに備え、
前記近似式算出手段は、前記中点算出手段にて算出した中点の座標にさらに基づいて、前記近似式を算出する、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記パッチ形成手段は、前記ｍ個の現像バイアスのうち少なくとも１つの現像バイアスで、２個以上のテストパッチを形成し、
前記近似式算出手段は、前記パッチ検出手段にて検出した前記２個以上のテストパッチの各々におけるトナーの付着量の平均値を、前記少なくとも１つの現像バイアスに対応するトナーの付着量とする、請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体ドラムの表面に、前記感光体ドラムの全周にわたって延在する帯状トナー像を形成する帯状トナー像形成手段と、
帯状トナー像形成手段にて形成した前記帯状トナー像についての、前記感光体ドラムの周方向に沿ったトナーの付着量の分布を検出するトナー量検出手段と、
前記トナー量検出手段にて検出した分布に基づいて、前記感光体ドラムに付着するトナーの付着量の周方向の周期を算出する周期算出手段とをさらに備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
中間転写ベルトをさらに備え、
前記パッチ検出手段は、前記感光体ドラムから前記中間転写ベルトの表面に転写された前記複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出する、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記パッチ検出手段は、前記感光体ドラムの表面に形成された前記複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出する、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記感光体ドラムには回転むらがある、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記感光体ドラムと前記現像装置の現像ローラーとの距離は周期的に変動する、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
すべてのテストパッチの前端の前記間隔ｄは、値Ｌの｛（２ｎ―１）／２｝倍である、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
円筒形状を有する感光体ドラムと、現像装置とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
前記現像装置を用いて前記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、複数のテストパッチの各々を形成するパッチ形成ステップと、
前記パッチ形成ステップにて形成した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出するパッチ検出ステップと、
前記パッチ形成ステップにて複数のテストパッチの各々を形成した際の前記現像装置の現像バイアスと、前記パッチ検出ステップにて検出した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量とに基づいて、前記現像装置の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式を算出する近似式算出ステップとをコンピューターに実行させ、
ｎを自然数とした場合に、前記パッチ形成ステップにて形成した複数のテストパッチの各々において、前のテストパッチの前端と、前記前のテストパッチの次に形成された次のテストパッチの前端との間隔ｄは、値Ｌの｛（２ｎ―１）／２｝倍であり、かつ前記複数のテストパッチの各々は同色のトナーで構成されており、互いに異なる現像バイアスの各々で現像することにより形成され、
前記値Ｌは、前記感光体ドラムの周方向の長さである、または前記値Ｌは、前記感光体ドラムに付着するトナーの付着量の変動の周方向の周期である、画像形成装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムに関する。より特定的には、本発明は、円筒形状を有する感光体ドラムと、現像装置とを備えた画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。
【０００３】
画像形成装置は一般に、像担持体上に形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を用紙へ転写した後、定着器によってトナー像を用紙に定着させることにより、用紙に画像を形成する。また、画像形成装置の中には、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像装置を用いて現像してトナー像を形成し、一次転写ローラーを用いてトナー像を中間転写ベルトに転写し、二次転写ローラーを用いて中間転写ベルト上のトナー像を用紙へ二次転写するものも存在する。この場合、感光体ドラムおよび中間転写ベルトが像担持体となる。
【０００４】
画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体の経時による疲労や、画像形成装置周辺の温度や湿度の変化などに起因して、用紙に形成する画像の濃度が変化することがある。そこで、像担持体上にトナーのテストパッチを形成し、トナーの付着量を検出することにより現像バイアスなどを適宜調整することで、トナーの付着量を制御し、画像の濃度を安定化させる技術が提案されている。
【０００５】
たとえば下記特許文献１には、直前の高濃度補正で得た現像電位に基づいて、感光体ドラム上に任意の間隔で複数のトナーパッチ画像を形成し、その画像の濃度に基づいて目標とする濃度の画像を得るための現像電位を設定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１５４１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子写真プロセスでは、現像装置（現像ローラー）から感光体ドラムにトナーが現像される際に、感光体ドラムの回転むらにより、感光体ドラムの周方向に沿った現像性が変動する。感光体ドラムの回転むらは、感光体ドラムの機械的な公差による偏心に起因している。従来の方法では、感光体ドラムの回転むらによって像担持体上のテストパッチに濃度ムラが発生し、トナーの付着量の検出誤差が大きくなり、トナー付着量制御の精度の悪化を招いていた。また、トナーの付着量を制御するたびに画像の濃度が変動するため、濃度が安定しないという問題があった。
【０００８】
ユーザーにとって、ページ間の濃度安定性は画像品位を決める重要な項目である。このため、画像の濃度を安定させる制御システムが求められている。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その一の目的は、トナー付着量制御の精度を向上することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、画像の濃度を安定させることのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一の局面に従う画像形成装置は、円筒形状を有する感光体ドラムと、現像装置と、現像装置を用いて感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、複数のテストパッチの各々を形成するパッチ形成手段と、パッチ形成手段にて形成した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出するパッチ検出手段と、パッチ形成手段にて複数のテストパッチの各々を形成した際の現像装置の現像バイアスと、パッチ検出手段にて検出した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量とに基づいて、現像装置の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式を算出する近似式算出手段とを備え、ｎを自然数とした場合に、パッチ形成手段にて形成した複数のテストパッチの各々において、前のテストパッチの前端と、前のテストパッチの次に形成された次のテストパッチの前端との間隔ｄは、値Ｌの｛（２ｎ―１）／２｝倍であり、かつ複数のテストパッチの各々は同色のトナーで構成されており、互いに異なる現像バイアスの各々で現像することにより形成され、値Ｌは、感光体ドラムの周方向の長さである、または値Ｌは、感光体ドラムに付着するトナーの付着量の変動の周方向の周期である。
【００１２】
上記画像形成装置において好ましくは、近似式算出手段は、最小二乗法を用いて近似式を算出する。
【００１３】
上記画像形成装置において好ましくは、パッチ形成手段は、互いに異なるｍ個の現像バイアスで現像することにより、複数のテストパッチを形成し、近似式算出手段は、ｍ個の現像バイアスの各々と、ｍ個の現像バイアスの各々に対応するトナーの付着量の各々とで構成される座標に基づいて、近似式を算出する。
【００１４】
上記画像形成装置において好ましくは、ｍ個の現像バイアスのうちｉ番目（ｉは１〜（ｍ−１）までの全ての自然数）に低い現像バイアスをＶiとし、値Ｖiに対応するトナーの付着量をＭiとした場合に、座標（Ｖｉ，Ｍｉ）と、座標（Ｖi+1，Ｍi+1）との中点の座標（ＶＭi，ＭＭi）を算出する中点算出手段をさらに備え、近似式算出手段は、中点算出手段にて算出した中点の座標にさらに基づいて、近似式を算出する。
【００１５】
上記画像形成装置において好ましくは、パッチ形成手段は、ｍ個の現像バイアスのうち少なくとも１つの現像バイアスで、２個以上のテストパッチを形成し、近似式算出手段は、パッチ検出手段にて検出した２個以上のテストパッチの各々におけるトナーの付着量の平均値を、少なくとも１つの現像バイアスに対応するトナーの付着量とする。
【００１６】
上記画像形成装置において好ましくは、感光体ドラムの表面に、感光体ドラムの全周にわたって延在する帯状トナー像を形成する帯状トナー像形成手段と、帯状トナー像形成手段にて形成した帯状トナー像についての、感光体ドラムの周方向に沿ったトナーの付着量の分布を検出するトナー量検出手段と、トナー量検出手段にて検出した分布に基づいて、感光体ドラムに付着するトナーの付着量の周方向の周期を算出する周期算出手段とをさらに備える。
【００１７】
上記画像形成装置において好ましくは、中間転写ベルトをさらに備え、パッチ検出手段は、感光体ドラムから中間転写ベルトの表面に転写された複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出する。
【００１８】
上記画像形成装置において好ましくは、パッチ検出手段は、感光体ドラムの表面に形成された複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出する。
上記画像形成装置において好ましくは、感光体ドラムには回転むらがある。
上記画像形成装置において好ましくは、感光体ドラムと現像装置の現像ローラーとの距離は周期的に変動する。
上記画像形成装置において好ましくは、すべてのテストパッチの前端の間隔ｄは、値Ｌの｛（２ｎ―１）／２｝倍である。
【００１９】
本発明の他の局面に従う画像形成装置の制御プログラムは、円筒形状を有する感光体ドラムと、現像装置とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、現像装置を用いて感光体ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、複数のテストパッチの各々を形成するパッチ形成ステップと、パッチ形成ステップにて形成した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出するパッチ検出ステップと、パッチ形成ステップにて複数のテストパッチの各々を形成した際の現像装置の現像バイアスと、パッチ検出ステップにて検出した複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量とに基づいて、現像装置の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式を算出する近似式算出ステップとをコンピューターに実行させ、ｎを自然数とした場合に、パッチ形成ステップにて形成した複数のテストパッチの各々において、前のテストパッチの前端と、前のテストパッチの次に形成された次のテストパッチの前端との間隔ｄは、値Ｌの｛（２ｎ―１）／２｝倍であり、かつ複数のテストパッチの各々は同色のトナーで構成されており、互いに異なる現像バイアスの各々で現像することにより形成され、値Ｌは、感光体ドラムの周方向の長さである、または値Ｌは、感光体ドラムに付着するトナーの付着量の変動の周方向の周期である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トナー付着量制御の精度を向上することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供することができる。また本発明によれば、濃度を安定させることのできる画像形成装置および画像形成装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】中間転写ベルト２３上に配置されるテストパッチを模式的に示す図である。
【図４】トナー付着量とトナー付着量検出器ＳＥの出力電圧との関係を模式的に示す表である。
【図５】現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式の算出方法を模式的に示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】感光体ドラム２１１で生じ得る偏心と、偏心による影響とを説明するための図である。
【図８】感光体ドラム２１１の回転むらに起因したトナーの付着量の変動を模式的に示すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態における近似式ＬＮ１と、トナーの付着量の変動の中心を示す直線ＣＬとの関係を模式的に示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における、現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式の算出方法を模式的に示すグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施の形態において、中間転写ベルト２３上に配置されるテストパッチを模式的に示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における、現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式の算出方法を模式的に示すグラフである。
【図１４】本発明の第３の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第４の実施の形態において、トナー付着量検出器ＳＥで検出した帯状トナー像におけるトナーの付着量の副走査方向の分布を模式的に示すグラフである。
【図１６】図１５に示すトナーの付着量の副走査方向の分布をＦＦＴ解析した結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の第４の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第５の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図１９】本発明の一実施例において算出した近似式ＬＮ１およびＬＮ２の各々を示すグラフである。
【図２０】本発明の一実施例におけるトナー付着量制御の結果を比較する表である。
【図２１】本発明の一実施例において、比較例、実施例１、および実施例２の各々におけるトナー付着量制御を複数回実施した場合のトナー量の分布を示す図である。
【図２２】本発明の一実施例において、比較例、実施例１、および実施例２の各々におけるトナー付着量制御を複数回実施した場合のトナー量のばらつきを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
【００２４】
始めに、本実施の形態における画像形成装置の構成について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【００２６】
図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置は、ＭＦＰであり、用紙搬送部１０と、トナー像形成部２０と、定着部３０とを主に備えている。
【００２７】
用紙搬送部１０は、給紙カセット１１と、分離部１２と、搬送ローラー対１３と、排出ローラー対１４と、排紙トレイ１５などを含む。給紙カセット１１は、画像を形成するための用紙を収容する。給紙カセット１１は複数であってもよい。分離部１２は、給紙カセット１１に収納された複数の用紙から１枚の用紙を分離して、搬送経路ＴＲに給紙する。搬送ローラー対１３は、搬送経路ＴＲに沿って用紙を搬送する。排出ローラー対１４は、画像が形成された用紙を排紙トレイ１５に排出する。
【００２８】
トナー像形成部２０は、いわゆるタンデム方式でＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、およびＫ（ブラック）の４色の画像を合成し、用紙にトナー像を転写する。トナー像形成部２０は、４組の現像部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋ（以下、これらをまとめて現像部２１と呼ぶことがある）と、露光部２２と、中間転写ベルト２３と、一次転写ローラー２４と、二次転写ローラー２５と、トナー付着量検出器ＳＥとを含んでいる。
【００２９】
現像部２１の各々は、中間転写ベルト２３の直下に並置されている。現像部２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、および２１Ｋのうち、ここではＹのトナーによる画像を形成する現像部２１Ｙを例にとって説明する。現像部２１Ｙは、感光体ドラム２１１と、帯電チャージャ２１２と、現像装置２１３などを含んでいる。感光体ドラム２１１の周囲には、帯電チャージャ２１２および現像装置２１３が配置されている。
【００３０】
感光体ドラム２１１は、円筒形状を有しており、図１中矢印Ａ２で示す方向に回転する。帯電チャージャ２１２は感光体ドラム２１１上に電荷を供給し、感光体ドラム２１１の表面を一様に帯電させる。露光部２２は、画像形成の指示を受けたＹの画像データに基づいて、一様に帯電した感光体ドラム２１１をレーザ光で露光する。これにより、感光体ドラム２１１上に静電潜像が形成される。現像装置２１３は、感光体ドラム２１１上にトナーを付着させる。これにより、感光体ドラム２１１上の静電潜像が現像され、感光体ドラム２１１上にトナー像が形成される。感光体ドラム２１１上のトナー像は、一次転写ローラー２４によって中間転写ベルト２３に転写される。中間転写ベルト２３上には、用紙に形成する４色分のトナー像の鏡像が形成される。
【００３１】
中間転写ベルト２３は、環状であり、ローラー２３１および２３２の間に架けわたされている。中間転写ベルト２３は、用紙搬送部１０と連動して、矢印Ａ１で示す方向に回転する。中間転写ベルト２３上のトナー像は、二次転写ローラー２５によって用紙に転写される。
【００３２】
二次転写ローラー２５は、中間転写ベルト２３におけるローラー２３２に接触している部分に対向するように配置されている。二次転写ローラー２５と中間転写ベルト２３との間隔は、図示しない圧接離間機構により調整可能である。用紙は、二次転写ローラー２５と中間転写ベルト２３との間で挟まれながら搬送される。
【００３３】
トナー付着量検出器ＳＥは、中間転写ベルト２３の上部に設けられている。トナー付着量検出器ＳＥは、中間転写ベルト２３の表面に転写されたテストパッチにおけるトナーの付着量を検出する。
【００３４】
定着部３０は、加熱ローラー３１と、加圧ローラー３２とを含んでいる。定着部３０は、加熱ローラー３１と加圧ローラー３２とのニップ部により、トナー像を担持した用紙を把持しながら搬送経路ＴＲに沿って搬送することで、用紙にトナー像を定着させる。
【００３５】
図２は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【００３６】
図２を参照して、画像形成装置は、制御部１００と、露光制御部１１１と、現像制御部１１２と、転写制御部１１３と、定着制御部１１４とを備えている。
【００３７】
制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３とを含んでいる。ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、露光制御部１１１、現像制御部１１２、転写制御部１１３、定着制御部１１４、およびトナー付着量検出器ＳＥの各々とは、相互に接続されている。
【００３８】
ＣＰＵ１０１は、画像形成装置全体の動作を制御する。ＣＰＵ１０１は、制御プログラムに基づいて処理を行う。
【００３９】
ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する制御プログラムなどを記憶する。
【００４０】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の作業用のメモリであり、各種ジョブに関するデータを一時的に保存する。
【００４１】
露光制御部１１１は、露光光の強度や、露光光を感光体ドラム２１１の各々に照射するタイミングなどの露光部２２の動作を制御する。
【００４２】
現像制御部１１２は、現像装置２１３の現像バイアス、現像装置２１３へのトナーの補充、現像装置２１３内の撹拌ローラーの回転などの現像部２１の動作を制御する。
【００４３】
転写制御部１１３は、二次転写ローラー２５の回転や、二次転写ローラー２５の接触および離間動作などの二次転写ローラー（転写部）２５の動作を制御する。
【００４４】
定着制御部１１４は、加熱ローラー３１の温度や加圧ローラー３２の回転などの定着部３０の動作を制御する。
【００４５】
画像形成装置は、所定のタイミングでトナー付着量制御を行う。トナー付着量制御とは、狙いのトナー付着量となるように現像バイアスを適切な値に設定する制御である。
【００４６】
続いて、本実施の形態におけるトナー付着量制御の方法について説明する。
【００４７】
図３は、本発明の第１の実施の形態において、中間転写ベルト２３上に配置されるテストパッチを模式的に示す図である。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。なお図３では、トナー付着量検出器ＳＥがテストパッチＰ４におけるトナーの付着量を検出している状態を示している。
【００４８】
図３を参照して、トナー付着量制御を行う場合、画像形成装置は、複数の（ここでは４つの）テストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々を、中間転写ベルト２３上にこの順序で形成する。テストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々は、ＹＭＣＫのうち対象となる色のトナーで構成されたテストパッチである。複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々は、現像装置２１３を用いて感光体ドラム２１１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像し、現像したトナー像を中間転写ベルト２３に転写することにより形成される。複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々は、副走査方向に並べられ、トナー付着量検出器ＳＥのアパーチャーサイズより十分大きいサイズ（たとえば主走査方向の長さが１０ｍｍ、副走査方向の長さが４０ｍｍのサイズ）で形成される。複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々は、同一の帯電バイアスおよび露光量で形成される一方で、互いに異なる４つの現像バイアスの各々で現像することにより形成される。
【００４９】
複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々において、前のテストパッチの前端と次のテストパッチの前端との間隔ｄは、感光体ドラム２１１の周方向の長さＬ１の２分の１である。
【００５０】
複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々は、中間転写ベルト２３の回転により、矢印Ａ１で示す方向にトナー付着量検出器ＳＥに対向する位置まで搬送される。トナー付着量検出器ＳＥは、複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々におけるトナーの付着量（テストパッチに含有されているトナーの量）を、この順序で検出する。
【００５１】
トナー付着量検出器ＳＥは、発光素子ＬＥと、受光素子ＲＥとを含んでいる。発光素子ＬＥは、発光ダイオードなどよりなっている。発光素子ＬＥは、たとえば可視光や赤外光を中間転写ベルト２３の表面に対して斜めに照射する。受光素子ＲＥは、たとえばフォトダイオードなどよりなっている。受光素子ＲＥは、中間転写ベルト２３の表面からの反射光を受光する。なお、トナー付着量検出器ＳＥは、発光素子ＬＥに取り付けられた発光側レンズや、受光素子ＲＥに取り付けられた受光側レンズなどをさらに含んでいてもよい。テストパッチの個数は任意である。
【００５２】
図４は、トナー付着量検出器ＳＥが検出するトナーの付着量とトナー付着量検出器ＳＥの出力電圧との関係を模式的に示すグラフである。
【００５３】
図３および図４を参照して、トナー付着量検出器ＳＥは、検出するトナーの付着量の増加に伴い出力電圧が低下する特性を有している。これは、中間転写ベルト表面へ付着するトナーの量が多いと、発光素子ＬＥからの光がトナーにより吸収または乱反射され、中間転写ベルト２３の表面からの反射光量が減少するためである。
【００５４】
画像形成装置は、１つのテストパッチの検出時にトナー付着量検出器ＳＥから逐次出力される出力電圧の平均値を求める。そして画像形成装置は、ＲＯＭ１０２などに予め記憶されている図４の表を用いて、出力電圧の平均値をトナーの付着量に換算し、１つのテストパッチにおけるトナーの付着量を取得する。
【００５５】
図５は、本発明の第１の実施の形態における、現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式の算出方法を模式的に示すグラフである。
【００５６】
図５を参照して、次に画像形成装置は、複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々についての現像バイアスと、検出したトナーの付着量とを、現像バイアスを横軸、トナーの付着量を縦軸としたグラフにおいて座標に示す。ここでは、複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々についての座標を、座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４の各々として示している。複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々の現像バイアスは、現像バイアスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、およびＶ４の各々である（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）。複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々におけるトナーの付着量は、トナー付着量Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、およびＭ４の各々である（Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３＜Ｍ４）。
【００５７】
次に画像形成装置は、座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４に基づいて、最小二乗法を用いて近似式ＬＮ１を算出する。近似式ＬＮ１は、現像装置２１３の現像バイアスと中間転写ベルト２３の表面のトナーの付着量との関係を近似するものである。なお、近似式は、現像装置２１３の現像バイアスと感光体ドラム２３の表面のトナーの付着量との関係を近似するものとして算出されてもよい。
【００５８】
続いて画像形成装置は、近似式ＬＮ１を用いて所望のトナー付着量ＭＡが得られる現像バイアスＶＡを特定（算出）し、この算出結果をＲＡＭ１０３などに記憶する。現像バイアスＶＡは、次回以降の画像形成時の現像バイアスとして用いられる。
【００５９】
なお、ｎを自然数とした場合に、前のテストパッチの前端と次のテストパッチの前端との間隔ｄは、感光体ドラム２１１の周方向の長さＬ１の２分の（２ｎ−１）倍に設定されてもよい。言い換えれば、間隔ｄは、以下の式（１）で表される値に設定されてもよい。
【００６０】
ｄ＝｛（２ｎ―１）／２｝×Ｌ１  ・・・（１）
【００６１】
図６は、本発明の第１の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【００６２】
図６を参照して、画像形成装置の制御部１００は、感光体ドラム２１１の周方向の長さＬ１の２分の（２ｎ−１）倍の間隔で、中間転写ベルト２３上に複数のテストパッチを形成する（Ｓ１）。次に制御部１００は、トナー付着量検出器ＳＥで複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を検出する（Ｓ３）。続いて制御部１００は、複数のテストパッチの各々についての現像バイアスとトナーの付着量とを座標に示し、最小二乗法を用いて現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式を算出する（Ｓ５）。次に制御部１００は、狙いのトナーの付着量となる現像バイアスを近似式から特定する（Ｓ７）。次に制御部１００は、ＲＡＭ１０３に記憶されている現像装置２１３で使用する現像バイアスを、特定した現像バイアスの値に書き換え（Ｓ９）、処理を終了する。
【００６３】
続いて、本実施の形態の効果について説明する。
【００６４】
図７は、感光体ドラム２１１で生じ得る偏心と、偏心による影響とを説明するための図である。図８は、感光体ドラム２１１の回転むらに起因したトナーの付着量の変動を模式的に示すグラフである。
【００６５】
図７および図８を参照して、感光体ドラム２１１は機械的な公差により偏心している場合が多い。図７の感光体ドラム２１１の実際の回転中心Ｇは、見かけ上の回転中心Ｏから図７中右方向にずれている。感光体ドラム２１１が偏心している場合には回転むらが発生し、感光体ドラム２１１と現像装置２１３の現像ローラーとの距離（現像ギャップ）が、周期的に変動する。
【００６６】
この変動に起因して、中間転写ベルト２３上に形成されるトナー像には、図８に示すような副走査方向のトナーの付着量の変動が発生する。すなわち、回転中心Ｇからの距離が極小（距離ｒ１）となる位置Ｚ１では、現像ギャップが極大となり、同一現像バイアスでのトナーの付着量が極小となる。一方、回転中心Ｇからの距離が極大（距離ｒ２）となる位置Ｚ２では、現像ギャップが極小となり、同一現像バイアスでのトナーの付着量が極大となる。トナーの付着量の変動の周期Ｔは、感光体ドラム２１１の周方向の長さＬ１（感光体ドラム２１１の一周分の長さ）にほぼ等しくなる。
【００６７】
そこで、間隔ｄを感光体ドラム２１１の周方向の長さＬ１の２分の１倍に設定することで、前のテストパッチＰＡの前端の位置が位置Ｚ１である場合に、次のテストパッチＰＢの前端の位置が位置Ｚ２となる。位置Ｚ２は、回転中心Ｏを挟んだ位置Ｚ１の反対側の位置である。これにより、感光体ドラム２１１の回転むらに起因するトナーの付着量の変動をキャンセルする効果が生まれる。
【００６８】
図９は、本発明の第１の実施の形態における近似式ＬＮ１と、トナーの付着量の変動の中心を示す直線ＣＬとの関係を模式的に示すグラフである。
【００６９】
図９を参照して、トナーの付着量の実際の変動の中心線を示す直線ＣＬに対して、座標ＰＰ１およびＰＰ３はトナーの付着量が多い側に現れており、座標ＰＰ２およびＰＰ４はトナーの付着量が少ない側に現れている。その結果、感光体ドラム２１１の回転むらに起因するトナーの付着量の変動がキャンセルされ、直線ＣＬに近い近似式ＬＮ１を得ることができる。その結果、トナー付着量制御の精度を向上することができ、画像の濃度を安定させることができる。
【００７０】
［第２の実施の形態］
【００７１】
本実施の形態における画像形成装置は、４個の現像バイアスＶ１、Ｖ２、Ｖ３、およびＶ４のうちｉ番目（ｉは１〜（ｍ−１）までの全ての自然数）に低い現像バイアスをＶiとし、値Ｖiに対応するトナーの付着量をＭiとした場合に、座標（Ｖｉ，Ｍｉ）と、座標（Ｖi+1，Ｍi+1）との中点の座標（ＶＭi，ＭＭi）を算出する。画像形成装置は、算出した中点の座標にさらに基づいて、近似式ＬＮ２を算出する。
【００７２】
図１０は、本発明の第２の実施の形態における、現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式の算出方法を模式的に示すグラフである。
【００７３】
図１０を参照して、画像形成装置は、第１の実施の形態と同様の方法で、４個のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々に対応する座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４の各々を取得する。次に画像形成装置は、最も低い現像バイアスＶ１が含まれる座標ＰＰ１と、２番目に低い現像バイアスＶ２が含まれる座標ＰＰ２との中点の座標ＰＰ１２を算出する。画像形成装置は、２番目に低い現像バイアスＶ２が含まれる座標ＰＰ２と、３番目に低い現像バイアスＶ３が含まれる座標ＰＰ３との中点の座標ＰＰ２３を算出する。画像形成装置は、３番目に低い現像バイアスＶ３が含まれる座標ＰＰ３と、４番目に低い現像バイアスＶ４が含まれる座標ＰＰ４との中点の座標ＰＰ３４を算出する。そして画像形成装置は、座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４の各々と、算出した中点の座標ＰＰ１２、ＰＰ２３、およびＰＰ３４の各々とに基づいて、近似式ＬＮ２を算出する。
【００７４】
続いて画像形成装置は、近似式ＬＮ２を用いて所望のトナー付着量ＭＡが得られる現像バイアスＶＡを特定（算出）し、この算出結果をＲＡＭ１０３などに記憶する。現像バイアスＶＡは、次回以降の画像形成時の現像バイアスとして用いられる。
【００７５】
図１１は、本発明の第２の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【００７６】
図１１を参照して、このフローチャートでは、図６に示すフローチャートにおけるステップＳ３の処理とステップＳ５の処理との間に、制御部１００は、ステップＳ２１の処理を行う。
【００７７】
ステップＳ３の処理に続いて、制御部１００は、複数のテストパッチの各々についての現像バイアスとトナーの付着量とを座標に示し、各座標の中点を算出する（Ｓ２１）。その後、制御部１００は、ステップＳ５の処理へ進む。
【００７８】
なお、本実施の形態における画像形成装置の構成および上述以外の動作は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００７９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、中点の座標をさらに用いて近似式を算出するので、近似式の精度を向上することができ、トナーの付着量をより適切にすることができる。
【００８０】
［第３の実施の形態］
【００８１】
本実施の形態における画像形成装置は、複数の現像バイアスのうち少なくとも１つの現像バイアスで、２個以上のテストパッチを形成し、その２個以上のテストパッチの各々におけるトナーの付着量の平均値を、上記の少なくとも１つの現像バイアスに対応するトナーの付着量とする。
【００８２】
図１２は、本発明の第３の実施の形態において、中間転写ベルト２３上に配置されるテストパッチを模式的に示す平面図である。
【００８３】
図１２を参照して、画像形成装置は、複数のテストパッチＰ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ、Ｐ３Ａ、およびＰ３Ｂの各々を間隔ｄで形成し、複数のテストパッチＰ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ、Ｐ３Ａ、およびＰ３Ｂの各々におけるトナーの付着量をトナー付着量検出器ＳＥで検出する。テストパッチＰ１ＡおよびＰ１Ｂの各々の現像バイアスはＶ１（＝２００Ｖ）であり、テストパッチＰ２ＡおよびＰ２Ｂの各々の現像バイアスはＶ２＝２８０Ｖ）であり、テストパッチＰ３ＡおよびＰ３Ｂの各々の現像バイアスはＶ３（＝３５０Ｖ）である。
【００８４】
図１３は、本発明の第３の実施の形態における、現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式の算出方法を模式的に示すグラフである。
【００８５】
図１３を参照して、次に画像形成装置は、複数のテストパッチＰ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ、Ｐ３Ａ、およびＰ３Ｂの各々についての現像バイアスとトナーの付着量とを座標に示す。ここでは、複数のテストパッチ複数のテストパッチＰ１Ａ、Ｐ１Ｂ、Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ、Ｐ３Ａ、およびＰ３Ｂの各々についての座標を、座標ＰＰ１Ａ、ＰＰ１Ｂ、ＰＰ２Ａ、ＰＰ２Ｂ、ＰＰ３Ａ、およびＰＰ３Ｂの各々として示している。トナー付着量検出器ＳＥで検出した複数のテストパッチＰ１ＡおよびＰ１Ｂの各々におけるトナーの付着量は、トナー付着量Ｍ１ＡおよびＭ１Ｂの各々であるものとする。トナー付着量検出器ＳＥで検出した複数のテストパッチＰ２ＡおよびＰ２Ｂの各々におけるトナーの付着量は、トナー付着量Ｍ２ＡおよびＭ２Ｂの各々であるものとする。トナー付着量検出器ＳＥで検出した複数のテストパッチＰ３ＡおよびＰ３Ｂの各々におけるトナーの付着量は、トナー付着量Ｍ３ＡおよびＭ３Ｂの各々であるものとする。
【００８６】
次に画像形成装置は、同一の現像バイアスで形成したテストパッチＰ１ＡおよびＰ１Ｂの各々におけるトナーの付着量の平均値を算出する。そして画像形成装置は、算出した平均値を、現像バイアスＶ１に対応するトナーの付着量Ｍ１とし、座標ＰＰ１（Ｖ１，Ｍ１）として示す。同様に画像形成装置は、テストパッチＰ２ＡおよびＰ２Ｂの各々におけるトナーの付着量の平均値を算出し、算出した平均値を、現像バイアスＶ２に対応するトナーの付着量Ｍ２とし、座標ＰＰ２（Ｖ２，Ｍ２）として示す。同様に画像形成装置は、テストパッチＰ３ＡおよびＰ３Ｂの各々におけるトナーの付着量の平均値を算出し、算出した平均値を、現像バイアスＶ３に対応するトナーの付着量Ｍ３とし、座標ＰＰ３（Ｖ３，Ｍ３）として示す。
【００８７】
次に画像形成装置は、座標ＰＰ１、ＰＰ２、およびＰＰ３に基づいて、現像装置２１３の現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式ＬＮ３を、最小二乗法を用いて算出する。
【００８８】
なお、画像形成装置は、座標ＰＰ１と座標ＰＰ２との中点の座標ＰＰ１２、および座標ＰＰ２と座標ＰＰ３との中点の座標ＰＰ２３を算出し、座標ＰＰ１２およびＰＰ２３にさらに基づいて近似式ＬＮ３を算出してもよい。
【００８９】
続いて画像形成装置は、近似式ＬＮ３を用いて所望のトナー付着量ＭＡが得られる現像バイアスＶＡを特定（算出）し、この算出結果をＲＡＭ１０３などに記憶する。現像バイアスＶＡは、次回以降の画像形成時の現像バイアスとして用いられる。
【００９０】
図１４は、本発明の第３の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
図１４を参照して、このフローチャートでは、図６に示すフローチャートにおけるステップＳ３の処理とステップＳ５の処理との間に、制御部１００は、ステップＳ３１の処理を行う。
【００９２】
ステップＳ３の処理に続いて、制御部１００は、複数のテストパッチの各々についての現像バイアスとトナーの付着量とを座標に示し、各現像バイアスに対応するトナーの付着量の平均値を算出し、座標に示す（Ｓ３１）。続いて制御部１００は、現像バイアスとトナーの付着量の平均値との座標に基づいて、最小二乗法を用いて現像バイアスとトナーの付着量との関係を近似する近似式を算出し（Ｓ５）、ステップＳ７の処理へ進む。
【００９３】
なお、本実施の形態における画像形成装置の構成および上述以外の動作は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００９４】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、各現像バイアスにおけるトナーの付着量の平均値を用いて近似式を算出するので、近似式の精度を向上することができ、トナーの付着量をより適切にすることができる。
【００９５】
［第４の実施の形態］
【００９６】
本実施の形態における画像形成装置は、感光体ドラムに付着するトナーの付着量の周方向の周期Ｌ２を算出し、複数のテストパッチの各々における、前のテストパッチの前端と次のテストパッチの前端との間隔ｄを、算出した周期Ｌ２の２分の１とする。
【００９７】
トナー付着量制御を行う場合、画像形成装置は、始めに中間転写ベルト２３上に付着量変動周期検出用の帯状トナー像を形成し、帯状トナー像におけるトナーの付着量をトナー付着量検出器ＳＥで検出する。帯状トナーは、感光体ドラム２１１の全周にわたって延在する程度の副走査方向の長さ（感光体ドラム２１１の一周分の長さ）を有していればよい。
【００９８】
図１５は、本発明の第４の実施の形態において、トナー付着量検出器ＳＥで検出した帯状トナー像におけるトナーの付着量の副走査方向の分布を模式的に示すグラフである。
【００９９】
図１５を参照して、中間転写ベルト２３上に形成される帯状トナー像には、副走査方向のトナーの付着量の周期的な変動が発生している。次に画像形成装置は、図１５に示すトナーの付着量の副走査方向の分布に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）解析を行う。
【０１００】
図１６は、図１５に示すトナーの付着量の副走査方向の分布をＦＦＴ解析した結果を示すグラフである。なお図１６の縦軸は、ＦＦＴ解析で算出される成分値を示しており、横軸は周期を示している。
【０１０１】
図１６を参照して、帯状トナー像におけるトナーの付着量に図１５に示すような副走査方向の周期的な変動がある場合、ＦＦＴ解析の結果では、変動の最も主要な周期の位置に最も大きなピーク値ＰＶが現れる。図１６では、ピーク値ＰＶは９３ｍｍとなっている。制御部１００では、このＦＦＴ解析の結果に基づき、各周期の成分値における最も主要な周期Ｌ２を９３ｍｍとし、この周期Ｌ２を付着量変動周期としてＲＡＭ１０３に記憶する。
【０１０２】
次に画像形成装置は、複数のテストパッチの各々を、中間転写ベルト２３上に形成し、複数のテストパッチの各々におけるトナーの付着量をトナー付着量検出器ＳＥで検出する。複数のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々において、前のテストパッチの前端と次のテストパッチの前端との間隔ｄは、帯状トナー像におけるトナーの付着量の副走査方向の変動の周期Ｌ２の２分の１である。
【０１０３】
その後、画像形成装置は、第１の実施の形態と同様の方法で、近似式を算出し、算出した近似式を用いて所望のトナー付着量ＭＡが得られる現像バイアスＶＡを特定（算出）し、ＲＡＭ１０３などに記憶する。
【０１０４】
なお、前のテストパッチの前端と次のテストパッチの前端との間隔ｄは、帯状トナー像におけるトナーの付着量の副走査方向の変動の周期Ｌ２の２分の（２ｎ−１）倍に設定されてもよい。言い換えれば、ｎを自然数とした場合に、間隔ｄは、以下の式（２）で表される値に設定されてもよい。
【０１０５】
ｄ＝｛（２ｎ―１）／２｝×Ｌ２  ・・・（２）
【０１０６】
図１７は、本発明の第４の実施の形態において、トナー付着量制御を行う場合の画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【０１０７】
図１７を参照して、このフローチャートでは、図１１に示すフローチャートにおけるステップＳ１の処理の代わりに、制御部１００は、ステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５、およびＳ３７の処理を行う。
【０１０８】
ステップＳ３１において、制御部１００は、中間転写ベルト２３上に帯状トナー像を形成し、トナー付着量検出器ＳＥで帯状トナー像におけるトナーの付着量を検出する（Ｓ３１）。続いて制御部１００は、帯状トナー像におけるトナーの付着量の分布に対してＦＦＴ解析を行う（Ｓ３３）。次に制御部１００は、ＦＦＴ解析結果における最も成分値が大きい周期を、帯状トナー像におけるトナーの付着量の副走査方向の変動の周期Ｌ２とする（Ｓ３５）。次に制御部１００は、周期Ｌ２の２分の（２ｎ−１）倍の間隔で、中間転写ベルト２３上に複数のテストパッチを形成する（Ｓ３７）。その後、制御部１００は、ステップＳ３の処理へ進む。
【０１０９】
なお、本実施の形態における画像形成装置の構成および上述以外の動作は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１１０】
第１の実施の形態で説明したように、副走査方向のトナーの付着量の変動は、感光体ドラム２１１の偏心に起因している。加えて、副走査方向のトナーの付着量の変動は、現像装置２１３の現像ローラーや中間転写ベルト２３などの他の回転体の回転むらに起因するものでもある。そこで、本実施の形態のように、帯状トナー像におけるトナーの付着量の副走査方向の変動の周期を測定することで、テストパッチの間隔ｄを、感光体ドラム２１１以外の回転体の回転むらの影響をも考慮した値に設定することができる。その結果、近似式の精度を向上することができ、トナー付着量をより適切にすることができる。
【０１１１】
［第５の実施の形態］
【０１１２】
本実施の形態における画像形成装置は、感光体ドラム２１１の表面に形成されたテストパッチにおけるトナーの付着量を検出する。
【０１１３】
図１８は、本発明の第５の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【０１１４】
図１８を参照して、本実施の形態における画像形成装置は、モノクロプリンターであり、トナー像形成部２０の構成が第１の実施の形態における画像形成装置の場合と異なっている。
【０１１５】
トナー像形成部２０は、Ｋの現像部２１Ｋと、露光部２２と、転写ローラー２６と、トナー付着量検出器ＳＥとを含んでいる。
【０１１６】
感光体ドラム２１１は図１８中矢印Ａ２で示す方向に回転する。帯電チャージャ２１２は感光体ドラム２１１上に電荷を供給し、感光体ドラム２１１の表面を一様に帯電させる。露光部２２は、画像形成の指示を受けた画像データに基づいて、一様に帯電した感光体ドラム２１１をレーザ光で露光する。これにより、感光体ドラム２１１上に静電潜像が形成される。現像装置２１３は、感光体ドラム２１１上にトナーを付着させる。これにより、感光体ドラム２１１上の静電潜像が現像され、感光体ドラム２１１上にトナー像が形成される。感光体ドラム２１１上のトナー像は、転写ローラー２６によって用紙に転写される。
【０１１７】
トナー付着量検出器ＳＥは、感光体ドラム２１１の付近に設けられている。トナー付着量検出器ＳＥは、感光体ドラム２１１の表面に形成されたテストパッチにおけるトナーの付着量を検出する。画像形成装置は、検出したトナーの付着量に基づいて、現像装置２１３の現像バイアスと感光体ドラム２３の表面のトナーの付着量との関係を近似する近似式を、最小二乗法を用いて算出する。
【０１１８】
なお、本実施の形態における画像形成装置の構成および上述以外の動作は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１１９】
本発明は、本実施の形態のように感光体ドラム２１１の表面に形成されたテストパッチにおけるトナーの付着量を検出する構成においても適用可能である。
【０１２０】
［実施例］
【０１２１】
本願発明者らは、第１および第２の実施の形態の効果を確認すべく、以下の実験を行った。
【０１２２】
図１９は、本発明の一実施例において算出した近似式ＬＮ１およびＬＮ２の各々を示すグラフである。
【０１２３】
図１９を参照して、始めに、３２５Ｖ、３６５Ｖ、４１５Ｖ、および４７０Ｖの各々の現像バイアスで４個のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４を中間転写ベルト上に形成し、４個のテストパッチの各々におけるトナーの付着量を、トナー付着量検出器を用いて測定した。次に、４個のテストパッチの各々における現像バイアスとトナーの付着量とを座標に示し、４個のテストパッチの各々に対応する４個の座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４に基づいて、現像バイアスとトナーの付着量との関係を示す近似式ＬＮ１を算出した。近似式ＬＮ１は、第１の実施の形態の方法（以降、実施例１と記すことがある）を用いて算出した近似式である。次に４個のテストパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３、およびＰ４の各々に対応する４個の座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４の各々の中点を算出し、４個のテストパッチの各々に対応する４個の座標ＰＰ１、ＰＰ２、ＰＰ３、およびＰＰ４と、算出した中点の座標ＰＰ１２、ＰＰ２３、およびＰＰ３４とに基づいて、現像バイアスとトナーの付着量との関係を示す近似式ＬＮ２を算出した。近似式ＬＮ２は、第２の実施の形態の方法（以降、実施例２と記すことがある）を用いて算出した近似式である。
【０１２４】
真値ＴＶは、制御実施時に実際にトナー計量して求めた現像特性である。実施例１としての近似式ＬＮ１は、真値ＴＶに近くなっていることが分かる。また、実施例２としての近似式ＬＮ２は、近似式ＬＮ１よりもさらに真値ＴＶに近くなっていることが分かる。
【０１２５】
次に、近似式ＬＮ１およびＬＮ２の各々を用いて、狙いのトナー付着量が４ｇ／ｍ2とした場合の現像バイアスを特定した。そして特定した現像バイアスでトナー像を形成し、形成したトナー像におけるトナーの付着量を測定した。
【０１２６】
また、比較例として、特許文献１に開示されている方法で近似式を算出し、狙いのトナー付着量が４ｇ／ｍ2である場合の現像バイアスを特定した。そして特定した現像バイアスでトナー像を形成し、形成したトナー像におけるトナーの付着量を測定した。
【０１２７】
図２０は、本発明の一実施例におけるトナー付着量制御の結果を比較する表である。
【０１２８】
図２０を参照して、比較例では、狙いのトナー付着量が４ｇ／ｍ2とした場合の現像バイアスは４５９Ｖとなり、トナー像におけるトナーの付着量は３．９ｇ／ｍ2となり、狙いのトナー付着量からのずれが大きくなった。一方、近似式ＬＮ１を用いた場合（実施例１の場合）には、狙いのトナー付着量が４ｇ／ｍ2とした場合の現像バイアスは４６４Ｖとなり、トナー像におけるトナーの付着量は３．９５ｇ／ｍ2となり、狙いのトナー付着量からのずれが比較例より小さくなった。近似式ＬＮ２を用いた場合（実施例２の場合）には、狙いのトナー付着量が４ｇ／ｍ2とした場合の現像バイアスは４６５Ｖとなり、トナー像におけるトナーの付着量は３．９６ｇ／ｍ2となり、狙いのトナー付着量からのずれが近似式ＬＮ１の場合よりもさらに小さくなった。
【０１２９】
次に本願発明者らは、比較例、実施例１、および実施例２の各々におけるトナー付着量制御を複数回実施し、その都度設定した現像バイアスでトナー像を形成し、形成したトナー像におけるトナーの付着量のばらつき（６σ）を評価した。
【０１３０】
図２１は、本発明の一実施例において、比較例、実施例１、および実施例２の各々におけるトナー付着量制御を複数回実施した場合のトナー量の分布を示す図である。図２２は、本発明の一実施例において、比較例、実施例１、および実施例２の各々におけるトナー付着量制御を複数回実施した場合のトナー量のばらつきを示す表である。なお、図２２に示される繰り返しばらつき（６σ）は、トナー量の分布における＋６σから−６σまでの範囲の幅を示している。
【０１３１】
図２１および図２２を参照して、繰り返しばらつき（６σ）で比較すると、比較例では０．２９ｇ／ｍ2である。一方で、実施例１では０．２ｇ／ｍ2であり、トナー付着量制御を複数回実施した場合にトナー量の変動が、比較例の場合よりも小さく、画像の濃度を安定させることができることが分かった。さらに、実施例２では０．１７ｇ／ｍ2であり、トナー付着量制御を複数回実施した場合にトナー量の変動が、実施例１よりもさらに小さく、画像の濃度を安定させることができることが分かった。
【０１３２】
［その他］
【０１３３】
本発明の画像形成装置は、ＭＦＰ、モノクロプリンター、カラープリンター、複写機、またはファクシミリなどであってもよい。
【０１３４】
上述の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。たとえば、感光体ドラムの表面に形成されたテストパッチにおけるトナーの付着量を検出する第５の実施の形態のような構成を、第１〜第４の実施の形態の各々に適用してもよい。
【０１３５】
上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアにより行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザーに提供することにしてもよい。プログラムは、ＣＰＵなどのコンピューターにより実行される。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。
【０１３６】
上述の実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  用紙搬送部
１１  給紙カセット
１２  分離部
１３  搬送ローラー対
１４  排出ローラー対
１５  排紙トレイ
２０  トナー像形成部
２１，２１Ｃ，２１Ｋ，２１Ｍ，２１Ｙ，  現像部
２２  露光部
２３  中間転写ベルト
２４  一次転写ローラー
２５  二次転写ローラー
２６  転写ローラー
３０  定着部
３１  加熱ローラー
３２  加圧ローラー
１００  制御部
１０１  ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１
１０２  ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）
１０３  ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）
１１１  露光制御部
１１２  現像制御部
１１３  転写制御部
１１４  定着制御部
２１１  感光体ドラム
２１２  帯電チャージャ
２１３  現像装置
２３１，２３２  ローラー
ｄ  前のテストパッチの前端と次のテストパッチの前端との間隔
Ｇ  感光体ドラムの実際の回転中心
ＬＥ  発光素子
Ｏ  感光体ドラムの見かけ上の回転中心
Ｐ１，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ，Ｐ３，Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂ，Ｐ４  テストパッチ
ＲＥ  受光素子
ＳＥ  トナー付着量検出器
ＴＲ  搬送経路
Ｚ１，Ｚ２  感光体ドラム上の位置
【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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【図２２】
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