(57)【要約】【課題】ベタ部のみならずハイライト部においても安定した画像濃度を長期に渡って得る。【解決手段】感光体１上に複数の基準パターンの静電潜像を形成し、現像装置５で基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、トナー付着量の検出結果に基づいて作像条件を補正する画像形成方法において、複数の基準パターンの潜像電位とトナー付着量の検出結果とから現像ポテンシャルとトナー付着量との直線近似式を求めて、直線近似式の傾きである現像ガンマと現像開始電圧とを算出し、現像ガンマから目標帯電電位及び目標露光部電位を定め、目標帯電電位及び該目標露光部電位と現像ガンマと現像開始電圧とから目標現像バイアス電位を定めて作像条件を補正する。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、該像担持体上の静電潜像に現像装置よりトナーを付着させて現像することで作像をおこなうもので、該像担持体上に複数の基準パターンの静電潜像を形成し、該現像装置で該基準パターンを現像し、現像された該基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて作像条件を補正する画像形成方法において、
上記複数の基準パターンの潜像電位と上記トナー付着量の検出結果とから現像ポテンシャルとトナー付着量との直線近似式を求めて、該直線近似式の傾きである現像ガンマと現像開始電圧とを算出し、該現像ガンマから目標帯電電位及び目標露光部電位を定め、該目標帯電電位及び該目標露光部電位と該現像ガンマと該現像開始電圧とから目標現像バイアス電位を定めて作像条件を補正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
請求項１の画像形成方法において、上記目標現像バイアス電位は上記現像ガンマと上記現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求め、該現像ポテンシャルを得るように上記目標帯電電位及び上記目標露光電位に基づいて定めることを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成方法において、上記目標帯電電位及び上記目標露光電位は上記現像ガンマと帯電電位及び露光部電位との関係を予め定めたテーブルに基づいてを定めることを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成方法において、上記トナー付着量を検出する検出手段として乱反射型フォトセンサを用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像装置と、該像担持体上に複数の基準のパッチパターンの静電潜像を形成するパッチパターン書き込み手段と、該現像装置で現像された該パッチパターンの画像濃度を検出する画像濃度検知手段と、該画像濃度検知手段による検知結果に基づいて作像形成条件を補正する作像条件補正手段とを備えた画像形成装置において、
上記像担持体上に形成した複数のパッチパターンの潜像電位と、上記画像濃度検知手段の検知結果とから現像ポテンシャルとトナー付着量に係わる直線近似式を求めて該直線近似式の傾きである現像ガンマと現像開始電圧とを算出する現像特性算出手段と、該現像特性算出手段で算出した現像ガンマに基づき目標帯電電位及び目標露光電位を定める潜像特性算出手段と、該潜像特性算出手段で定めた目標帯電電位及び目標露光電位と該現像特性算出手段で算出した現像ガンマと現像開始電圧とから目標現像バイアス電位を定める現像バイアス電位算出手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、上記現像バイアス電位算出手段は上記現像特性算出手段で算出した現像ガンマと現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求め、該現像ポテンシャルを得るように上記潜像特性算出手段で定めた目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて目標現像バイアス電位を定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５または６の画像形成装置において、上記潜像特性算出手段で算出する目標帯電電位及び目標露光電位は上記現像特性算出手段で算出した現像ガンマと帯電電位及び露光部電位との関係を予め定めたテーブルに基づいてを定めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５、６または７の画像形成装置において、上記画像濃度検出手段として乱反射型フォトセンサを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項５、６、７または８の画像形成装置において、上記像担持体と上記現像装置とを一体的に構成した画像形成ユニットを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等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】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、環境変動や経時における画像品質の安定化を図るため、像担持体上に基準パターンのトナー像を作成してそのトナー付着量を検出し、検出結果に基づき作像条件の制御を行う技術が知られている。
【０００３】
その一例として、特許文献１では以下の制御をおこなう画像形成装置が開示されている。なお、以下の説明においては、像担持体として負極性帯電の感光体を用い、露光部にトナーを付着させて画像部とするネガポジ現像のシステムを用いる。まず、感光体の帯電電位及び現像バイアス電位の値をそれぞれ徐々に変化させながら感光体上に基準パターンであるパッチパターンを形成する。具体的には、帯電電位は通常の画像形成時における一様な帯電電位とは異なり、値を負極性側で徐々に絶対値を大きくしていく。そして、レーザ光等による露光より、帯電電位を減衰させて基準パターン用の静電潜像を形成する。次に、この静電潜像を現像して基準パターンのトナー像を形成し、センサにてトナー付着量を検出する。この現像における現像バイアス電位の値も負極性側で徐々に絶対値を大きくしていく。そして、露光部電位と現像バイアス電位との差から求めた現像ポテンシャルとセンサで検出したトナー付着量とから、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係に係わる直線近似式を算出する。この直線近似式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を用いれば、所望の画像濃度（トナー付着量）が得られる現像ポテンシャルを演算することができる。その後、演算された現像ポテンシャルに基づいて、現像バイアス電位と、これと一定電位差を有するように帯電電位を定め、これらを目標電位として、各電位を目標電位に合致するように制御し、制御された帯電電位、現像バイアス電位によって、通常の画像形成を行う。
【０００４】
また、上記レーザ光等による露光は、露光部電位が帯電電位にかかわらず例えば−２０［Ｖ］まで減衰させるような強度としてもよい。この場合、露光部電位が一定であるので、露光部電位と現像バイアス電位との差から現像ポテンシャルを求めなくとも、直接、現像バイアス電位とトナー付着量との関係に係わる直線近似式を算出することができる。この直線近似式を用いれば、所望の画像濃度（トナー付着量）が得られる現像バイアス電位を直接演算することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１６６１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記画像形成装置では、ベタ部のトナー付着量（画像濃度）は安定するが、ハイライト部（中間調）のトナー付着量に誤差が生じやすく、安定しないという欠点があった。これは、以下の理由によると考えられる。
図１１は、感光体に１ドットの光書き込みをおこなった場合の潜像電位分布をしめす図である。一般的に感光体の潜像特性は、帯電電位と露光部電位とで規定されるが、実際の１ドットでみると、図１１に示すように、帯電電位が露光部電位に減衰するまでの間に中間の電位が存在する。この中間部分の形状は、帯電電位、露光部電位が同一でも異なることがある。ここで、上記画像形成装置では、露光部電位と現像バイアス電位との差から求めた現像ポテンシャルとトナー付着量との関係に基づいて、補正をおこなっているため、露光部電位に対応するベタ部のトナー付着量は安定する。しかしながら、中間部分の電位に対応するハイライト部については特に考慮されていないため、中間部分で形状に差がある場合には、ハイライト部のトナー付着量に差を生じてしまう。
また、ハイライト部のトナー付着量のばらつきが大きくなると、画像地肌部の汚れなどが発生するおそれがあり、画像品質が大きく低下する懸念がある。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ベタ部のみならずハイライト部においても安定した画像濃度を長期に渡って得ることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、該像担持体上の静電潜像に現像装置よりトナーを付着させて現像することで作像をおこなうもので、該像担持体上に複数の基準パターンの静電潜像を形成し、該現像装置で該基準パターンを現像し、現像された該基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて作像条件を補正する画像形成方法において、上記複数の基準パターンの潜像電位と上記トナー付着量の検出結果とから現像ポテンシャルとトナー付着量との直線近似式を求めて、該直線近似式の傾きである現像ガンマと現像開始電圧とを算出し、該現像ガンマから目標帯電電位及び目標露光部電位を定め、該目標帯電電位及び該目標露光部電位と該現像ガンマと該現像開始電圧とから目標現像バイアス電位を定めて作像条件を補正することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成方法において、上記目標現像バイアス電位は上記現像ガンマと上記現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求め、該現像ポテンシャルを得るように上記目標帯電電位及び上記目標露光電位に基づいて定めることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成方法において、上記目標帯電電位及び上記目標露光電位は上記現像ガンマと帯電電位及び露光部電位との関係を予め定めたテーブルに基づいてを定めることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成方法において、上記トナー付着量を検出する検出手段として乱反射型フォトセンサを用いることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の静電潜像をトナー像化する現像装置と、該像担持体上に複数の基準のパッチパターンの静電潜像を形成するパッチパターン書き込み手段と、該現像装置で現像された該パッチパターンの画像濃度を検出する画像濃度検知手段と、該画像濃度検知手段による検知結果に基づいて作像形成条件を補正する作像条件補正手段とを備えた画像形成装置において、上記像担持体上に形成した複数のパッチパターンの潜像電位と、上記画像濃度検知手段の検知結果とから現像ポテンシャルとトナー付着量に係わる直線近似式を求めて、該直線近似式の傾きである現像ガンマと現像開始電圧とを算出する現像特性算出手段と、該現像特性算出手段で算出した現像ガンマに基づき目標帯電電位及び目標露光電位を定める潜像特性算出手段と、該潜像特性算出手段で定めた目標帯電電位及び目標露光電位と該現像特性算出手段で算出した現像ガンマと現像開始電圧とから目標現像バイアス電位を定める現像バイアス電位算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記現像バイアス電位算出手段は上記現像特性算出手段で算出した現像ガンマと現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求め、該現像ポテンシャルを得るように上記潜像特性算出手段で定めた目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて目標現像バイアス電位を定めることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の画像形成装置において、上記潜像特性算出手段で算出する目標帯電電位及び目標露光電位は上記現像特性算出手段で算出した現像ガンマと帯電電位及び露光部電位との関係を予め定めたテーブルに基づいてを定めることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５、６または７の画像形成装置において、上記画像濃度検出手段として乱反射型フォトセンサを用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項５、６、７または８の画像形成装置において、上記像担持体と上記現像装置とを一体的に構成した画像形成ユニットを用いることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１乃至９の発明においては、複数の基準パターンの潜像電位とトナー付着量の検出結果とから現像ポテンシャルとトナー付着量に係わる直線近似式を求め、直線近似式からその傾きである現像ガンマと現像開始電圧とを算出する。そして、算出された現像ガンマに基づいて目標帯電電位及び目標露光電位を定める。さらに、この目標帯電電位及び目標露光電位と現像ガンマと現像開始電圧とに基づいて現像バイアス電位を定める。
以下、本発明における制御の考え方および具体的制御フローについて、図８、図９、図１０に基づき詳しく説明する。図８は、露光部電位と現像バイアスから求められる現像ポテンシャルとトナー付着量の関係をしめすグラフである。また、図９は、像担持体の露光量と潜像電位の関係をしめすグラフである。また、図１０は、像担持体の露光量とトナー付着量の関係をしめすグラフである。
例えば、現像ポテンシャルとトナー付着量の関係が、図８にしめす標準的現像能力▲１▼であり、潜像特性が図９にしめす標準的潜像特性１であったとすると、像担持体の露光量とトナー付着量の関係は図１０にしめす現像能力▲１▼＋潜像特性１のライン（以下、標準ラインという）になる。ところが、図８に示すように、標準的現像能力▲１▼に対して、現像能力▲２▼、▲３▼のようにバラツキがあるとすると、像担持体の露光量とトナー付着量の関係は図１０にしめす現像能力▲２▼＋潜像特性１、現像能力▲３▼＋潜像特性１のラインになってしまう。このように現像能力が変化した場合においても、これらの像担持体の露光量とトナー付着量の関係のラインを標準的ラインになるように作像条件を補正することで、ハイライト部、ベタ部共に常に標準的トナー付着量が得られるようになる。
まず、現像ポテンシャルとトナー付着量の関係が現像能力▲２▼となった場合について説明する。現像能力▲２▼の直線近似式は、現像能力▲１▼の直線近似式と較べ現像開始電圧Ｖｋ（Ｘ軸との切片）が等しく、現像ガンマ（傾き）が異なる。このように現像ガンマが小さい場合、潜像特性として標準的な潜像特性１をそのまま使用すると、図１０にしめすように標準ラインよりも傾きが小さい現像能力▲２▼＋潜像特性１のラインとなる。そこで、現像ガンマの傾きが小さくなったことに基づき、図９にしめす露光量に対する電位の傾きが潜像特性１よりも急峻な潜像特性２になるように、目標帯電電位、目標露光部電位を定める。これは、現像ガンマの傾きが小さくなったことにより像担持体の露光量とトナー付着量との関係のラインの傾きが標準ラインより小さくなったことを、潜像特性の傾きを急峻にすることで補正し標準ラインと同じ傾きになるようにするものである。さらに、定められた目標帯電電位、目標露光部電位および、現像ポテンシャルとトナー付着量の関係とから、所望のトナー付着量がえられるよう目標現像バイアス電位を定める。
次に、現像ポテンシャルとトナー付着量の関係が現像能力▲３▼となった場合について説明する。現像能力▲３▼の直線近似式は、現像能力▲１▼の直線近似式と較べ現像開始電圧Ｖｋ（Ｘ軸との切片）が異なり、現像ガンマ（傾き）が等しい。このように現像開始電圧Ｖｋが異なる場合、潜像特性として標準的な潜像特性１をそのまま使用すると、現像ガンマが等しいため標準ラインと傾きが同じで、現像開始電圧Ｖｋが異なる分、同一現像ポテンシャルでのトナー付着量が異なり平行にシフトした現像能力▲３▼＋潜像特性１のラインとなる。そこで、現像ガンマが同じことに基づき潜像特性は標準的な潜像特性１をそのまま用いる。具体的には、それまでと同じ目標帯電電位、目標露光部電位とする。次に、現像開始電圧Ｖｋ小さくなったことに基づき現像ポテンシャルを小さくするよう、目標現像バイアス電位を変更する。これは、現像開始電圧Ｖｋが小さくなって現像能力が高くなったことにより、像担持体の露光量とトナー付着量の関係のラインが平行シフトしたことを目標現像バイアス電位を変更することで補正するものである。
また、現像ガンマ、現像開始電圧Ｖｋの両方が現像能力▲１▼と異なる場合は、上記現像能力▲２▼の補正及び現像能力▲３▼の補正の両方を行えばよい。
具体的な制御フローとしては、まず、像担持体の帯電電位及び現像バイアス電位をそれぞれ徐々に変化させながら像担持体上に基準パターンを形成し、センサにてトナー付着量を検出する。像担持体の露光部電位と現像バイアス電位との差から求めた現像ポテンシャルとセンサで検出したトナー付着量とから、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係に係わる直線近似式を求める。この直線近似式を示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）の傾きである現像ガンマａ及び現像開始電圧ｂを演算する。この現像ガンマａには、予めきめられたテーブルでこれに適切なドラム帯電電位と露光部電位とが関連付けられており、これより現像ガンマａに最も近いテーブルを選びこれに関連付けられた帯電電位を目標帯電電位に、露光部電位を目標露光部電位と定める。また、目標帯電電位および目標露光部電位と、所望の画像濃度を得るための現像ポテンシャルとから、目標現像バイアス電位を算出する。このような目標電位にて通常の画像形成をおこなうことで、ベタ部からハイライト部にかけて全域でそれぞれ所望の画像濃度のトナー像を形成し得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本プリンタの概略構成図である。このプリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ状のトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えたタンデム方式のカラープリンタである。以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒をしめす。４組のトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの上方には、後述する中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ベルト８の移動方向における上流側から、４組のトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが順に配置されている。また、これらのトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、各々潜像担持体としてのドラム上の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。
【００１１】
また、トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの下方には、露光装置７が配設されている。露光装置７は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。この光照射により、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にイエロー、マゼンダ、シアン、黒の静電潜像が形成される。
【００１２】
トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、現像剤として、互いに異なる色のイエロー、マゼンダ、シアン、黒トナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっているので、以下イエローのトナー像形成部１Ｙを代表例として用いて説明する。
【００１３】
図２はイエローのトナー像形成部１Ｙの概略構成図である。このトナー像形成部１Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、クリーニング装置２Ｙ、付図事の除電装置、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このトナー像形成部６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、その寿命到達時に一度に消耗部品を交換できるようになっている。帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される感光体１Ｙの表面を一様帯電（例えば−７００Ｖ）させる。一様帯電した感光体１Ｙの表面は、露光装置７によりレーザ光Ｌを照射されイエロー画像用の静電潜像を形成する。この静電潜像は、イエロートナーを用いる現像装置５Ｙによって現像される。そして、中間転写ベルト８上に１次転写される。クリーニング装置２Ｙは、１次転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のトナー像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にマゼンダ、シアン、黒トナー像が形成される。
【００１４】
中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、中間転写ベルトクリーニング装置１０などを備えている。また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のイエロー、マゼンダ、シアン、黒トナー像を重ね合わせるように１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１５】
また、露光装置７の下方には、紙収容カセット２６、給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。また、中間転写ベルト８のトナー像形成部６Ｋよりも下流側で、２次転写バックアップローラ１２に対向するように、２次転写ローラ１９を備えている。ここで、２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。さらに、２次転写ニップの上方には、定着ユニット２０、排紙ローラ対２９などを備えている。
【００１６】
紙収容カセット２６は、記録媒体としての転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７は図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられ、一番上の転写紙Ｐをレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙する。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。このような構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から２次転写ニップまで搬送するものである。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
【００１７】
２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐは互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。
【００１８】
図３は本レーザプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において制御部１５０はそれぞれ電気的に接続されたトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、光書込みユニット７、給紙カセット２６、レジストローラ対２８、中間転写ユニット１５、反射型フォトセンサ４０などを制御する。また、この制御部１５０は、演算部などを制御するＣＰＵ１５０ａと、データを記憶するＲＡＭ１５０ｂとを備えている。
【００１９】
制御部１５０は、図示しない主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力したあとの待機時など、所定のタイミングで、各トナー像形成部６の像形成性能などの作像性能を試験するように構成されている。具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを回転しながら一様に帯電せしめる。この帯電については、通常のプリント時における一様な帯電（例えば−７００Ｖ）とは異なり、その電位を負極性側で徐々に絶対値を大きくしていく。そして、上記レーザ光の走査によって基準パターン像用の静電潜像を形成しながら、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋで現像する。この現像により、各色のバイアス現像パターン像が感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成される。なお、現像の際、制御部１５０は、それぞれの現像ユニット５の現像ローラ５１に印加される現像バイアス電位の値も負極性側で徐々に絶対値を大きくしていくように制御する。
【００２０】
これら各色のバイアス現像パターン像は、中間転写ベルト８上に重なり合わずに並ぶように転写される。この転写により、中間転写ベルト８上には各色の基準パターン像によって構成されるパターンブロックが形成される。このパターンブロックの中の各基準パターン像の基準像は、中間転写ベルト８の無端移動に伴って反射型フォトセンサ４０との対向位置を通過する際、その光反射量が検知され、電気信号として上記制御部１５０に出力される。制御部１５０は、反射型フォトセンサ４０から順次送られてくるこの出力信号に基づいて、各基準像の光反射率を演算し、濃度パターンデータとしてＲＡＭ１５０ａに格納していく。また、反射型フォトセンサ４０との対向位置を通過した上記パターンブロックは、上記クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
【００２１】
図４は上記基準パターン像Ｐ（Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋ）を示す模式図である。基準パターン像Ｐは、互いに間隔１５ｍｍを置いて並ぶ３つの基準像で構成されている。本レーザプリンタにおいて、各基準像１０１は縦１５ｍｍ×横１５ｍｍの大きさで、１５ｍｍの間隙を介して形成される。よって、中間転写ベルト８上の基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの長さはそれぞれＬ２＝７５ｍｍとなる。基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、プリントプロセス時に形成される各色のトナー像とは異なり、上記中間転写ベルト８上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写により、中間転写ベルト８上には各色の基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋによって構成される１つのパターンブロックＰＢが形成される。
【００２２】
図５は、感光体１の設置ピッチを示す模式図である。図示のように、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＫはそれぞれＬ１＝９０ｍｍに設定されている。上述のように、基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの長さＬ２はそれぞれ７５ｍｍであり、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの設置ピッチＬ１よりも短い。このため、基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、それぞれの端部を重ね合わせないように独立して転写されることが可能になる。
【００２３】
図６は中間転写ベルト８上に形成される上記パターンブロックを示す模式図である。中間転写ベルト８上には、４つの基準パターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、ＰｙからなるパターンブロックＰＢが２つ形成される。具体的には、基準パターン像Ｐｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１から構成されるパターンブロックＰＢ１と、基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２から構成されるパターンブロックＰＢ２とが形成される。パターンブロックＰＢ１、ＰＢ２は次のようにして形成される。即ち、上記制御部１５０は、１つ目のパターンブロックＰＢ１内の基準パターン像Ｐｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１が中間転写ベルト８に転写され終わった時点から、最も上流側の基準パターンＰｙ１が最も下流側の感光体１Ｋの転写ニップを通過し終わるまでの間において、中間転写ベルト８上を基準パターン像が移動する。また、上記制御部１５０は、所定のタイミングを見計らって２つ目のパターンブロックＰＢ２の各基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成せしめる。この所定のタイミングとは、具体的には１つ目のパターンブロックＰＢ１の後端（基準パターン像Ｐｙ１）が最も下流側の感光体１Ｋの転写ニップを通過してから更に所定量だけ移動した時点から、パターンブロックＰＢ２の基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２が中間転写ベルト８上に転写され始めるタイミングである。
【００２４】
図６において、中間転写ベルト８を備える転写ユニットの図中右上側には、画像検知手段としての反射型フォトセンサ４０が配設されており、中間転写ベルト８上の光反射率に応じた信号を出力するように構成されている。この反射型フォトセンサには、拡散光検出型か正反射光検出型のうち、中間転写ベルト８の表面の反射光量と、上記基準パターン像の反射光量との差を十分な値にし得る方が用いられる。なお、本プリンタでは、反射型フォトセンサ４０として、カラートナーの高濃度部を検知できる点で望ましい拡散光検出型を用いた。中間転写ベルト８上の各基準パターン像は無端移動に伴って移動して反射型フォトセンサ４０に検知された後、転写ユニットの中間転写ベルトクリーニング装置１０にて除去される。
【００２５】
反射型フォトセンサ４０は、１つ目のパターンブロックＰＢ１の先端から後端にかけて、基準パターン像Ｐｋ１，Ｐｃ１，Ｐｍ１，Ｐｙ１を構成する各基準像１０１からの反射光量を次のような順序で検知する。即ち、基準パターン像Ｐｋ１の３個の基準像１０１、基準像Ｐｃ１の３個の基準像１０１、基準像Ｐｍ１の３個の基準像１０１、基準像Ｐｙ１の３個の基準像１０１、という順序で検知する。この際、各基準像１０１の光反射量に応じた電圧信号を上記制御部１５０に順次出力する。上記制御部１５０は、反射型フォトセンサ４０から順次送られてくるこの電圧信号に基づいて、各基準像１０１の画像濃度を順次演算してＲＡＭ１５０ｂに格納していく。また、反射型フォトセンサ４０には、２つ目のパターンブロックＰＢ２の先端から後端にかけて、基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２を構成する各基準像１０１からの反射光量を、パターンブロックＰＢ１と同様の順序で検知する。制御部１５０は、１つ目のパターンブロックＰＢ１のときと同様に、反射型フォトセンサ４０から順次送られてくる電圧信号に基づいて、各基準像１０１の画像濃度を順次演算してＲＡＭ１５０ｂに格納していく。パターンブロックＰＢ１、ＰＢ２にはそれぞれ４つの基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが含まれ、更に、これら基準パターン像にはそれぞれ３個の基準像１０１が含まれるため、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）についてそれぞれ３×２＝６個の基準像１０１の画像濃度が検知されることになる。
【００２６】
各色において、それぞれ６個の基準像１０１は、次の表１に示される作像条件で感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成される。なお、上記レーザ光の強度については、感光体のドラム帯電電位にかかわらず、基準像１０１用の静電潜像を−２０Ｖまで減衰せしめ得るような強度とする。
【表１】
2005024612.tif 000003
【００２７】
表１において、（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）は、パターンブロックＰＢ１の先端からパターンブロックＰＢ２の後端にかけて１番目、２番目、３番目、４番目、５番目、６番目に形成される基準像１０１を示している。すなわち、（１）〜（３）の基準像１０１はパターンブロックＰＢ１内に存在し、（４）〜（６）の基準像１０１はパターンブロックＰＢ２内に存在している。表１に示すように、本レーザプリンタは、各トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいて、それぞれドラム帯電電位と現像バイアスとをそれぞれ徐々に高い値に切り替えながら（１）から（６）の基準像１０１を形成する。これら６個の基準像１０１は、後に形成されるものほど、高い現像ポテンシャル（静電潜像の電位と現像バイアスとの差）で現像されるため、画像濃度が高くなる。
【００２８】
表１に示した各現像ポテンシャルと、（１）〜（６）の基準像１０１の画像濃度との関係は、例えば図７に示すグラフのようになる。即ち、現像ポテンシャルと画像濃度（トナー付着量）とには正の直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を用いれば、表２に示すように、上記ドラム帯電電位テーブルでは１５通りの現像ガンマａと、これに適切なドラム帯電電位とが関連付けられている。
【表２】
2005024612.tif 000004
【００２９】
上記制御部１５０は、トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋについて、それぞれ上記作像条件テーブルの中から、現像ガンマａに最も近いテーブルを選びこれに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。特定したドラム帯電電位については、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の補正ドラム帯電電位としてＲＡＭ１５０ｂに格納する。その後、トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋについて、それぞれ推定露光電位（本実施例の場合−２０Ｖ）からＲＡＭ１５０ｂ格納されている所望の画像濃度を得るための現像ポテンシャルを引いた値をイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の補正現像バイアスとしてＲＡＭ１５０ｂに格納する。このような補正により、プリントアウトプロセス時におけるトナー像形成手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの作像条件が、それぞれ所望の画像濃度のトナー像を形成し得る条件であり、かつハイライト部も安定するように補正される。上記補正を定期的に実行することで、経時的にもハイライト部が安定するため現像剤が劣化しても地肌部の汚れが起こらず画像品質が安定する。
【００３０】
以上、実施形態で述べた様に、上述の制御を行うことでベタ部のみならずハイライト部においても安定した画像濃度を長期に渡って得ることができるという優れた効果がある。
また、目標現像バイアス電位は現像ガンマと現像開始電圧とから最大現像量を得るための現像ポテンシャルを求め、現像ポテンシャルを得るように目標帯電電位及び目標露光電位に基づいて定める。これにより、現像特性に適した目標帯電電位及び目標露光電位定めることができる。
また、目標帯電電位及び目標露光電位は現像ガンマと帯電電位及び露光部電位との関係を予め定めたテーブルに基づいてを定める。これにより、現像ガンマに適した目標帯電電位及び目標露光電位を選択することができる。
また、トナー付着量を検出する検出手段として乱反射型フォトセンサを用いる。
また、感光体と現像装置とを一体的に構成した画像形成ユニットを用いる画像形成装置において上記制御をおこなう。ここで、画像地肌部の汚れは現像剤の経時変化で発生しやすくなる傾向にあるため、現像装置と像担持体を一体化したプロセスカートリッジを用いる場合は、現像装置のみを交換できず、像担持体も交換せざるを得ないためコストアップにつながっていた。そこで、このような制御をおこなうことで、長期に渡って安定した画像が得られるようになり、画像形成ユニットの長寿命化を図ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、ベタ部のみならずハイライト部においても安定した画像濃度を長期に渡って得ることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】画像形成部の概略構成図。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の制御部のブロック図。
【図４】基準パターン像を示す模式図。
【図５】感光体の設置ピッチを示す模式図。
【図６】中間転写ベルト上に形成されるパターンブロックを示す模式図。
【図７】現像ポテンシャルと画像濃度（トナー付着量）に関する直線近似式。
【図８】現像能力のバラツキをしめすグラフ。
【図９】露光量と潜像電位の関係をしめす明するグラフ。
【図１０】露光量とトナー付着量の関係をしめすグラフ。
【図１１】感光体に１ドットの光書き込みをおこなった場合の潜像電位分布をしめす図。
【図１２】制御のフローチャート。
【符号の説明】
１        感光体
２        クリーニング装置
４        帯電装置
５        現像装置
６        トナー像形成部
７        露光装置
８        中間転写ベルト
９        １次転写バイアスローラ
１０      中間転写ベルトクリーニング装置
１２      ２次転写バックアップローラ
１３      クリーニングバックアップローラ
１４      テンションローラ
１５      中間転写ユニット
１９      ２次転写ローラ
２０      定着ユニット
２６      紙収容カセット
２７      給紙ローラ
２８      レジストローラ対
２９      排紙ローラ対
４０      反射型フォトセンサ
１００    プリンタ
１５０    制御部
１５０ａ  ＣＰＵ
１５０ｂ  ＲＡＭ
【図１】
2005024612.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005024612.tif 000009
【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】
2005024612.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
2005024612.tif 000016