(57)【要約】【課題】現像剤のトナー濃度によりトナー補給制御の制限が行われている領域における画像濃度の安定化を図ることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１に形成された画像濃度制御用の基準静電像を現像器４により現像して形成された画像濃度制御用の基準トナー像Ｑの濃度を検知する画像濃度検知手段１２と、現像器４内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段１４と、を有し、少なくともトナー濃度検知手段１４の検知結果に基づいてトナー補給手段３０から現像器４へのトナー補給動作が行われる画像形成装置１００は、トナー濃度検知手段１４の結果と画像濃度検知手段１２の結果に応じて、現像コントラスト電圧の制御、及びトナー補給動作の制御、を行なう構成とする。【選択図】図１
2007078896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上の静電像との間に電位差を形成する現像コントラスト電圧によって静電像にトナーを供給してトナー像とする現像器と、前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段と、前記像担持体に形成された画像濃度制御用の基準静電像を前記現像器により現像して形成された画像濃度制御用の基準トナー像の濃度を、前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される被転写体上で検知する画像濃度検知手段と、前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、を有し、少なくとも前記トナー濃度検知手段の検知結果に基づいて前記トナー補給手段から前記現像器へのトナー補給動作が行われる画像形成装置において、
前記トナー濃度検知手段の結果と前記画像濃度検知手段の結果に応じて、前記現像コントラスト電圧の制御、及び前記トナー補給動作の制御、を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー濃度検知手段と前記画像濃度検知手段の両方の結果に基づいて決められるトナー量を補給する第１補給動作と、
前記トナー濃度検知手段と前記画像濃度検知手段の２つの結果のうち、前記画像濃度検知手段の結果にはよらず前記トナー濃度検知手段の検知結果に基づいて決められるトナー量を補給する第２補給動作と、が選択可能に設けられ、
これら２つの補給動作は、前記トナー濃度検知手段と前記画像濃度検知手段の両方の検知結果に応じて選択され、
前記第２補給動作が行なわれている際、前記画像濃度検知手段の検知結果に応じて、前記現像コントラスト電圧を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー濃度検知手段によって検知された前記現像器内の現像剤のトナー濃度が所定濃度より高く、かつ前記画像濃度検知手段により前記基準トナー像の濃度が所定値より低いことが検知された場合には、前記第２補給動作が選択され、前記現像コントラスト電圧を、前記第１補給動作時の値よりも大きくすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像コントラスト電圧の値を大きくした以降であって、前記画像濃度検知手段により前記基準トナー像の濃度が前記所定値より高いことが検知された場合には、前記大きくされた現像コントラスト電圧を前記第１補給動作時の値に向けて変更することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー濃度検知手段によって検知された前記現像器内の現像剤のトナー濃度が所定濃度より低く、かつ前記画像濃度検知手段により前記基準トナー像の濃度が所定値より高いことが検知された場合には、前記第２補給動作が選択され、前記現像コントラスト電圧は、前記第１補給動作時の値よりも小さくすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像コントラスト電圧の値を小さくした以降であって、前記画像濃度検知手段により前記基準トナー像の濃度が前記所定値より低いことが検知された場合には、前記小さくされた現像コントラスト電圧を前記第１補給動作時の値に向けて変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
現像コントラスト電圧の１回の変更量は、画像の色味差ΔＥが３以下になるように設定されることを特徴とする請求項２〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記基準静電像の現像コントラスト電圧を検知して前記基準トナー像を形成する画像形成プロセス条件を制御する場合、前記基準静電像の現像コントラスト電圧の検知時には、前記画像濃度検知手段の検知結果に基づく現像コントラスト電圧の制御をオフとすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて可変制御された現像コントラスト電圧において形成された前記基準トナー像の濃度を前記画像濃度検知手段により検知し、その検知結果により、入力画像信号を補正する規則を定める補正手段を制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体上の静電像はデジタル方式で形成され、前記トナー補給動作は、前記画像濃度検知手段の検知結果に加えて、前記像担持体上に形成される静電像の画素毎のデジタル画像信号に基づいて行われることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
現像コントラスト電圧は、前記像担持体の帯電電位及び／又は前記現像器が備える現像剤担持体の電位を変更することで変更されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。より詳細には、本発明は、二成分現像剤のトナー補給制御を介して現像剤のトナー濃度、又は画像濃度を制御する濃度制御装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像器には、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、又は非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤が用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、ほとんどの現像器が二成分現像剤を使用している。
【０００３】
周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量（Ｄ）に対するトナー重量（Ｔ）の割合：Ｔ／Ｄ比）は、画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素である。現像剤のトナーは現像時に消費され、現像剤のトナー濃度が減少する。このため、濃度制御装置、即ち、現像剤濃度制御装置、又は画像濃度制御装置を使用して、適時、現像剤のトナー濃度又は画像濃度を検出する。そして、現像剤のトナー濃度、又は画像濃度の変化に応じてトナー補給を行い、現像剤のトナー濃度、又は画像濃度を可及的に一定に制御し、画像の品位を保持する。
【０００４】
濃度制御装置としては、具体的には、次のようなものが知られている。トナー濃度センサにより現像器内の現像剤のトナー濃度を反射光量に検知して制御する方式（現像剤反射ＡＴＲ）の濃度制御装置がある。又、電子写真感光体（感光体）上に参照用に画像濃度検知用画像パターン（パッチ画像）を作像し、その画像濃度を感光体に対向して設置した画像濃度センサ等のセンサにより検知して制御する方式（パッチ検ＡＴＲ）の濃度制御装置がある。更に、ビデオカウンタからの画素毎のデジタル画像信号の出力レベルから必要なトナー量を演算して制御する方式（ビデオカウントＡＴＲ）の濃度制御装置がある。
【０００５】
いずれも、各々の方式により得られた情報に基づいて、トナー補給手段を駆動するモータの回転等を制御することにより、現像器内の現像剤へのトナーの補給制御を行う。そして、現像剤のトナー濃度、又は画像濃度を一定に保つようにする。
【０００６】
しかしながら、上述のような濃度制御装置には、以下のような問題があった。
【０００７】
現像剤反射ＡＴＲでは、現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検知するために、現像剤のトナー濃度を一定に保つことが可能である。しかし、トナーの摩擦帯電量（トリボ）は、現像剤中の磁性キャリアの変質や環境の変動により変化し、現像性が変化してくる。このため、現像剤のトナー濃度を一定に維持できても、キャリアの変質や環境の変動があった場合、画像濃度が変化することがある。
【０００８】
ビデオカウントＡＴＲでは、原稿画像の濃度情報をビデオカウント数に変換し、この値からトナー消費量を予測して、予測される現像剤のトナー濃度の初期設定値からの変動分のトナー補給を行う。そのため、消費系のトナー補給量が変動した場合、この変動分だけ現像剤のトナー濃度が初期設定値からずれていくことがある。
【０００９】
更に、パッチ検ＡＴＲでは、感光体上のパッチ画像の濃度を検知するため、画像濃度を一定に保つことが可能である。しかし、上記のトナーの摩擦帯電量変化による現像性の低下により、低いパッチ画像の濃度が得られると、これをＡＴＲが判断してトナーの補給状態を続けることになる。そのため、現像器内にトナーが充満して、現像剤のあふれや、かぶりを生じることがある。又、トナーの摩擦帯電量変化による現像性の増大により、高いパッチ画像の濃度が得られると、これをＡＴＲが判断してトナーの補給停止状態が続けられることになる。そのため、現像器内のトナー量の減少により、その現像剤担持体上への現像剤のコート量が減り、画像劣化を引き起こすことがある。
【００１０】
そこで、特許文献１は、現像剤のトナー濃度又はトナー像の画像濃度を制御する濃度制御装置を少なくとも２つ具備し、少なくとも１つの濃度制御装置からの信号で他の濃度制御装置の制御パラメータを変動させる方法を開示する。特許文献１に記載の方法では、複数色の二成分現像剤のトナー補給制御を行うに際して、各々のパッチ検ＡＴＲによってトナー補給制御における補給トナー量を求める。そして、この補給トナー量を各々の現像剤の色や環境差によりゲインを変えて補正した補正トナー量を算出する。そして、現像剤反射ＡＴＲ或いはビデオカウントＡＴＲによるそれぞれの色の二成分現像剤へのトナー補給制御にフィードバックをする。特許文献１では、上述のような方法により、環境変動によるトナーの現像性の変化やトナー消費系のトナー消費量に変動が生じても、いずれの現像剤についても、トナー像に適正な画像濃度が得られるトナー濃度に制御しようとしている。
【特許文献１】特開平１０−０３９６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の濃度制御装置においては、以下のような問題が発生することがあった。
【００１２】
例えば特許文献１に記載される如く、現像剤差や環境差を考慮して補給トナー量を制御しても、現像性を一定に保とうとすると、次のような問題が発生することがある。即ち、現像性を一定に保とうとすると、現像剤の種類によっては、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像剤担持体への現像剤のコート不良が発生してしまう現像剤のトナー濃度にせざるを得ない場合がある。
【００１３】
現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像剤担持体への現像剤のコート不良は、画像不良として現れると共に、最悪の場合には画像形成装置本体の損傷を招く恐れがある。そのため、従来は、現像剤のトナー濃度の制御に規制をかけて、現像性を犠牲にしつつ、画像形成を行なっていた。
【００１４】
即ち、現像剤のトナー濃度が所定値以上である場合、たとえパッチ検ＡＴＲの結果として画像濃度が薄いと判断されても、これ以上現像剤のトナー濃度を上げるとあふれや、かぶりなどの危険がある。そのため、トナー補給に規制をかける。同様に、現像剤のトナー濃度が所定値未満である場合、たとえパッチ検ＡＴＲの結果として画像濃度が濃いと判断されても、これ以上現像剤のトナー濃度を下げると現像剤担持体への現像剤のコート不良などの危険がある。そのため、トナー補給に規制をかける。
【００１５】
上述のようにトナー補給に規制をかける場合、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像剤担持体への現像剤のコート不良の発生は防止できるものの、現像性の確保、延いては、画像濃度や色味の一定性が確保できなくなることがある。
【００１６】
このように、従来、現像剤のトナー濃度によりトナー補給制御の制限が行われている領域（補給制御制限領域）では、画像濃度の安定化が難しかった。
【００１７】
従って、本発明の目的は、補給制御制限領域における画像濃度の安定化を図ることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される像担持体と、前記像担持体上の静電像との間に電位差を形成する現像コントラスト電圧によって静電像にトナーを供給してトナー像とする現像器と、前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段と、前記像担持体に形成された画像濃度制御用の基準静電像を前記現像器により現像して形成された画像濃度制御用の基準トナー像の濃度を、前記像担持体上又は前記像担持体からトナー像が転写される被転写体上で検知する画像濃度検知手段と、前記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、を有し、少なくとも前記トナー濃度検知手段の検知結果に基づいて前記トナー補給手段から前記現像器へのトナー補給動作が行われる画像形成装置において、前記トナー濃度検知手段の結果と前記画像濃度検知手段の結果に応じて、前記現像コントラスト電圧の制御、及び前記トナー補給動作の制御、を行なうことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、現像剤のトナー濃度によりトナー補給制御の制限が行われている領域（補給制御制限領域）における画像濃度の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２１】
実施例１
［画像形成装置の全体構成］
先ず、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略縦断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタである。画像形成装置１００は、リーダ部（読み取り手段）Ａとプリンタ部Ｂとを備えている。
【００２２】
先ず、リーダ部Ａについて説明する。リーダ部Ａにおいて、原稿１０１は、その画像（画像面）を下方に向けた状態で、原稿台ガラス１０２上に載置される。この原稿１０１の画像は、光源１０３によって照射され、光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は、３列に配列されたレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のＣＣＤラインセンサ群により、ラインセンサ毎にレッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。
【００２３】
これらの読み取り光学系ユニット（光源１０３、光学系１０４、ＣＣＤセンサ１０５）は、矢印Ｒ１０３方向に走査することにより、原稿１０１をライン毎の電気信号データ列に変換する。
【００２４】
又、原稿台ガラス１０２上には、原稿１０１を突き当てることにより、原稿１０１が原稿台ガラス１０２に対して斜めに載置されることを防止するための突き当て部材１０７が設けられている。更に、原稿台ガラス１０２上には、原稿台ガラス１０２の表面にＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定し、又ＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディングを行うための基準白色板１０６が配置されている。
【００２５】
ＣＣＤセンサ１０５によって得られた画像信号は、リーダ画像処理部１０８において画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部（プリンタ画像処理部）１０９で画像処理される。
【００２６】
次に、リーダ画像処理部１０８について説明する。図２は、リーダ画像処理部１０８における画像信号の流れを示すブロック図である。同図に示すように、ＣＣＤセンサ１０５から出力される画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力される。アナログ信号処理部２０１に入力された信号は、ここでゲイン調整、オフセット調整をされた後、Ａ／Ｄコンバータ２０２で各色信号毎に８ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換される。変換された信号は、その後、シェーディング補正部２０３に入力され、色毎に基準白色板１０６の読み取り信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。
【００２７】
クロック発生部２１１は、１画素単位のクロックを発生する。又、主走査アドレスカウンタ２１２では、クロック発生部２１１からのクロックを計数し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、デコーダ２１３は、主走査アドレスカウンタ２１２からの主走査アドレスをデコードして、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号を生成する。又、デゴーダ２１３は、ＣＣＤからの１ライン読み取り信号中の有効領域を表すＶＥ信号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。尚、主走査アドレスカウンタ２１２は、ＨＳＹＮＣ信号でクリアされ、次のラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００２８】
ＣＣＤセンサ１０５の各ラインセンサは、相互に所定の距離を隔てて配置されている。そのため、図２のラインディレイ回路２０４において、副走査方向の空間的ずれを補正する。具体的には、Ｂ信号に対して副走査方向で、Ｒ、Ｇの各信号を副走査方向にライン遅延させてＢ信号に合わせる。
【００２９】
入力マスキング部２０５は、ＣＣＤセンサのＲ、Ｇ、Ｂのフィルタの分光特性で決まる読み取り色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する部分であり、下記式のようなマトリックス演算を行う。
【００３０】
【数１】
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【００３１】
光量／画像濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）ＲＯＭにより構成され、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４の輝度信号が、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の画像信号のＭ０、Ｃ０、Ｙ０の濃度信号に変換される。ライン遅延メモリ２０７は、黒文字判定部（図示せず）で、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４信号から生成されるＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等の判定信号までのライン遅延分だけ、Ｍ０、Ｃ０、Ｙ０の画像信号を遅延させる。
【００３２】
マスキング及びＵＣＲ回路２０８は、入力されたＭ１、Ｃ１、Ｙ１の３原色信号により黒（Ｋ）の信号を抽出し、更にプリンタ部Ｂでの記録色材の色濁りを補正する演算を施す。そして、マスキング及びＵＣＲ回路２０８は、Ｍ２、Ｃ２、Ｙ２、Ｋ２の信号を各読み取り動作の度に、順次、所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力する。
【００３３】
γ補正回路２０９は、リーダ部Ａにおいて、プリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく画像濃度補正を行う。γ補正回路２０９は、例えば、２５６バイトのＲＡＭ等で構成されたＬＵＴ（階調補正テーブル）を用いて濃度変換を行う。又、空間フィルタ処理部（出力フィルタ）２１０は、エッジ強調又はスムージング処理を行う。一方で、Ｍ２、Ｃ２、Ｙ２、Ｋ２の信号は、ビデオカウンタ２２０にも送られ、そこで画素単位の画像濃度値を積算し、各画像のビデオカウント値を算出する。
【００３４】
このように処理されたＭ４、Ｃ４、Ｙ４、Ｋ４の面順次の画像信号は、プリンタ制御部１０９に送られる。そして、プリンタ部ＢでＰＷＭ（パルス幅変調）により濃度階調を有する画像記録が行われる。
【００３５】
つまり、プリンタ制御部１０９のパルス幅変調回路１９１（図４）は、入力される画素画像信号毎に、そのレベルに対応した幅（時間幅）のレーザー駆動パルスを形成して出力する。即ち、高濃度の画素信号に対してはより幅の広い駆動パルスを、低濃度の画素画像信号に対してはより幅の狭い駆動パルスを、中間濃度の画素画像信号に対しては中間幅の駆動パルスを各々形成する。パルス幅変調回路１９１から出力されたレーザー駆動パルスは、露光手段としてのレーザースキャナ３の半導体レーザーに供給され、半導体レーザーを、そのパルス幅に対応する時間だけ発光させる。従って、半導体レーザーは高濃度画素に対してはより長い時間駆動され、低濃度画素に対してはより短い時間駆動されることになる。このため、後述の感光ドラム１は、レーザースキャナ３が備える光学系によって、高濃度画素に対しては主走査方向により長い範囲が露光され、低濃度画素に対しては主走査方向により短い範囲が露光される。つまり、画素の濃度に対応して静電像のドットサイズが異なる。従って、当然のことながら、高濃度画素に対応するトナー消費量は低濃度画素に対するそれよりも大である。
【００３６】
又、リーダ部Ａは、リーダ部Ａ内の制御を行うＣＰＵ２１４、ＲＡＭ２１５、ＲＯＭ２１６を有する。又、画像形成装置１００本体には、操作部２１７が設けられている。操作部２１７は表示器２１８を有している。操作部２１７は、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４、後述するプリンタ部Ｂの制御部１１０のＣＰＵ１１１などに接続されている。
【００３７】
図３は、図１に示すリーダ画像処理部１０８における各制御信号のタイミングを示す図である。同図において、ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において、画像読み取り（スキャン）を行って、順次、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの出力信号を形成する。又、ＶＥ信号は、主走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において主走査開始位置のタイミングをとり、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。そして、ＣＬＯＣＫ信号は画素同期信号であり、“０”→“１”の立ち上がりタイミングで画像データを転送するのに用いられる。
【００３８】
次に、プリンタ部Ｂについて説明する。画像形成装置１００は、操作部２１７を有し、使用者が、画像の種類や枚数等の諸条件を入力することができる。プリンタ部Ｂは、それに応じて画像形成を行う。
【００３９】
画像形成装置１００は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、駆動手段（図示せず）により図中矢印方向（反時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１は、回転過程で、一次帯電手段としての一次帯電器２により表面が一様に帯電される。本実施例では、一次帯電器２として、スコロトロン帯電器を用いた。スコロトロン帯電器は、高圧電圧が印加されるワイヤと、アースにつながれたシールド部と、所望の電圧が印加されるグリッド部とを有する。ワイヤに印加される電圧に依存するが、感光ドラム１は、ほぼグリッド部に印加された電圧に帯電する。一次帯電器２のワイヤには、帯電バイアス出力手段としての帯電バイアス電源（図示せず）から、所定の帯電バイアスが印加される。又、一次帯電器２のグリッド部には、グリッドバイアス出力手段としてのグリッドバイアス電源２１（図４）から、所定のグリッドバイアスが印加される。
【００４０】
次いで、露光手段（画像書き込み手段）としての露光装置（レーザースキャナ）３により、第１色目の、例えば、イエローの画像パターンに従ったレーザー光が感光ドラム１に照射される。これにより、感光ドラム１の表面に第１色目の画像の静電像（潜像）が形成される。レーザースキャナ３は、レーザー出力信号に対して所望の画像濃度レベルが得られるように、γ補正回路２０９の階調補正テーブル（ＬＵＴ）を介して生成された駆動信号に従ってレーザーを出力する。予め求められたレーザー出力信号と画像濃度レベルとの関係から、所望の画像濃度が形成できるレーザー出力信号が、階調補正テーブル（ＬＵＴ）としてγ補正回路２０９に記憶されている。レーザースキャナ３は、そのテーブルに則ってレーザー出力信号を決定する。
【００４１】
感光ドラム１に形成された静電像は、次いで回転式現像装置４０によって現像される。即ち、本実施例では、回転式現像装置４０は、現像手段として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを有する。各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを備えた二成分現像剤が充填されている。そして、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｍ、４Ｋは、回転支持体（ロータリードラム）５に支持されている。感光ドラム１に形成される静電像に応じて、回転支持体５が回転されることで、現像工程に先立って所定の現像器が、感光ドラム１に対向する位置（現像位置）に移動される。
【００４２】
感光ドラム１上に形成されたイエロー画像の静電像は、感光ドラム１の回転に伴って、予め感光ドラム１に対向されているイエロー用の現像器４Ｙにより、イエローの可視画像（トナー像）として現像される。
【００４３】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６上に、一次転写手段としての一次転写ローラ７ａの作用により転写（一次転写）される。この時、一次転写ローラ７ａには、一次転写バイアス出力手段としての一次転写バイアス電源（図示せず）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加される。中間転写ベルト６は、感光ドラム１と略同速で図中矢印方向（時計回り）に周回移動（回転）する。
【００４４】
上記の帯電、露光、現像、一次転写の工程を、イエローに続き、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して行なうことで、中間転写ベルト６上に、各色のトナー像が重ね合わされたフルカラートナー像が形成される。
【００４５】
その後、この中間転写ベルト６上に重畳した４色のトナー像は、二次転写手段としての二次転写ローラ７ｂの作用により、一括して、転写材Ｐの表面に転写（二次転写）される。この時、二次転写ローラ７ｂには、二次転写バイアス出力手段としての二次転写バイアス電源（図示せず）より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写バイアスが印加される。転写材Ｐは、ピックアップローラ９などの転写材搬送手段によって、所定のタイミングで中間転写ベルト６と二次転写ローラ７ｂとの当接部に送られてくる。
【００４６】
４色のトナー像が転写された転写材Ｐは、搬送ベルト１０によって定着装置１１に送られる。定着装置１１は、加熱手段を備えた定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧ローラとを有する。転写材Ｐは、定着装置１１において熱及び圧力を加えられる。これにより、トナーが転写材Ｐに溶融固着され、最終的なフルカラー画像になる。トナー像が加熱定着された後、転写材Ｐは、機外に排出される。
【００４７】
一次転写後に感光ドラム１上に残ったトナーは、その後、クリーニング手段としてのクリーナ１３が備えるクリーニングブレード８によって掻き取られて回収される。
【００４８】
尚、上述では、フルカラー画像形成時を例として説明したが、例えば、ブラック単色画像などの単色画像も形成することができる。その場合、感光ドラム１上に形成された所望の色の画像の静電像を、所望の色用の現像器によって現像する。そして、上記同様にして、感光ドラム１上に形成された所望の色のトナー像を最終的に転写材Ｐに転写し、定着することで、所望の色の単色画像を得ることができる。
【００４９】
ここで、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋについて更に説明する。尚、本実施例では、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用のものであることを示すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。
【００５０】
本実施例では、現像器４は、二成分現像剤を使用する二成分現像方式を採用する。現像器４は、現像工程時には、感光ドラム１に対向する現像位置に配置される。現像器４の内部は、現像位置において垂直方向に延在する隔壁によって、第１室（現像室）と第２室（攪拌室）とに区画されている。第１室には、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４１が配置されており、この現像スリーブ４１内には磁界発生手段としてのマグネットが固定配置されている。
【００５１】
第１室、第２室にはそれぞれ、現像剤攪拌搬送手段として第１、第２のスクリュー４２、４３が配置されている。第１のスクリュー４２は、第１室中の現像剤を攪拌搬送する。又、第２のスクリュー４３は、トナー補給槽３３からのトナー搬送スクリュー３２の回転によって供給されたトナーと、すでに現像器４内にある現像剤とを攪拌搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。第１室と第２室との間の隔壁には、図１における手前側と奥側の端部において第１室と第２室とを相互に連通させる現像剤通路が形成されている。第１、第２スクリュー４２、４３の搬送力により、現像によってトナーが消費されて現像剤のトナー濃度が低下した第１室内の現像剤が一方の通路から第２室へ移動する。第２室内で現像剤のトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路から第１室内へ移動する。
【００５２】
現像器４内の二成分現像剤は、マグネットの磁力により現像スリーブ４１上に担持される。次いで、現像剤スリーブ４１上の現像剤は、現像剤規制部材としてのブレードにより層厚を規制され、現像スリーブ４１の回転に伴って感光ドラム１と対向した現像領域に搬送される。そして、現像領域において現像剤が感光ドラム１上の静電像の現像に供される。現像効率、即ち、潜像へのトナー付与率を向上させるために、現像スリーブ４１には現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源４４（図４）から所定の現像バイアスが印加される。本実施例では、現像スリーブ４１には、現像バイアス電源４２から、直流電圧を交流電圧に重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【００５３】
又、本実施例では、回転式現像装置４０の上部に、補給用トナーを収容したトナー補給槽３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが取り付けられている。各補給槽３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋの下部には、駆動源としてのモータ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋにより回転駆動されるトナー搬送スクリュー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが設置されている。トナー搬送スクリュー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ補給用トナーを、トナー搬送路（図示せず）を通して搬送し、各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内に供給する。トナー搬送スクリュー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋによるトナーの供給は、後述する制御部１１０のＣＰＵ１１１が、モータ駆動回路（図示せず）を介してモータ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転を制御することにより制御される。ＣＰＵ１１１に接続されたＲＡＭ１１２には、モータ駆動回路に供給する制御データ等が記憶されている。トナー補給槽３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ、モータ３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、及びトナー搬送スクリュー３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋなどが、トナー補給手段３０を構成する。尚、本実施例では、トナー補給手段３０の各部材の構成及び動作は、補給するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用のものであることを示すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。
【００５４】
［濃度制御装置］
さて、静電像の現像により現像器４内の現像剤のトナー濃度が低下する。そのため、濃度制御装置により、トナー補給槽３３からトナーを現像器４に補給する制御（トナー補給制御）を行う。これにより、現像剤のトナー濃度を可及的に一定に制御し、又は画像濃度を可及的に一定に制御する。
【００５５】
本実施例の画像形成装置１００は、感光ドラム１上に参照用にパッチ画像を作像し、その画像濃度を感光ドラム１に対向設置した画像濃度センサ（パッチ検ＡＴＲセンサ）１２により検知して制御する方式（パッチ検ＡＴＲ）の濃度制御装置を有する。又、本実施例の画像形成装置１００は、トナー濃度センサ（現像剤反射ＡＴＲセンサ）１４により現像器４内の現像剤のトナー濃度を検知して制御する方式（現像剤反射ＡＴＲ）の濃度制御装置を有する。更に、本実施例の画像形成装置１００は、ビデオカウンタ２２０からの画素毎のデジタル画像信号の出力レベルから必要なトナー量を演算して制御する方式（ビデオカウントＡＴＲ）の濃度制御装置を有する。このように、本実施例の画像形成装置１００は、３つの方式の濃度制御装置を備えている。
【００５６】
パッチ検ＡＴＲでは、画像濃度検知手段としての画像濃度センサ１２を用いて、出力画像の濃度の変動を検知し、その検知結果に基づいてトナー補給制御を行うことができる。現像剤反射ＡＴＲでは、トナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ１４を用いて、現像器４内の現像剤のトナー濃度を直接検知し、その検知結果に基づいてトナー補給制御を行うことができる。又、ビデオカウントＡＴＲでは、トナー濃度検知手段としてのビデオカウンタ２２０を用いて、ビデオカウント数から予測されるトナー消費量によって現像器４内の現像剤のトナー濃度を間接的に検知する。そして、その結果に基づいてトナー補給制御を行うことができる。
【００５７】
図４をも参照して更に説明すると、本実施例の画像形成装置１００は、プリンタ部Ｂの動作を統括的に制御する制御部１１０を有する。制御部１１０はＣＰＵ１１１と、ＲＡＭ１１２と、ＲＯＭ１１３と、を有する。本実施例では、この制御部１１０は、濃度制御装置の制御機能を司る。又、制御部１１０は、後述する現像コントラスト電圧制御手段の機能を有する。以下詳しく説明するように、本実施例に関連して、制御部１１０は、特に、トナー濃度センサ１４、画像濃度センサ１２及びビデオカウンタ２２０（図２）からの信号に基づいて、補給トナー量を制御するモータ３１を制御する。そして、制御部１１０は更に、上記信号に基づいて、一次帯電器２にグリッドバイアスを出力するグリッドバイアス電源２１と、現像器４の現像スリーブ４１に現像バイアスを出力する現像バイアス電源４４と、を制御し、現像コントラスト電圧を制御する。
【００５８】
即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、感光ドラム１に形成された画像濃度制御用の基準静電像を現像器４により現像して形成された画像濃度制御用の基準トナー像（パッチ画像）の濃度を、感光ドラム１上で検知する画像濃度検知手段１２を有する。又、画像形成装置１００は、現像器４内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段１４又は２２０を有する。そして、少なくともトナー濃度検知手段１４又は２２０の検知結果に基づいてトナー補給手段３０から現像器４へのトナー補給動作が行われる。ここで、以下詳しく説明するように、本実施例では、トナー濃度検知手段１４又は２２０の結果と、画像濃度検知手段１２の結果に応じて、現像コントラスト電圧の制御、及びトナー補給動作の制御を行なうようになっている。より詳細には、制御部１１０は、トナー濃度検知結果とパッチ画像濃度検知結果に応じて、現像コントラスト電圧を制御するか、トナー補給を制御するか、又は現像コントラスト電圧とトナー補給を制御するかを切り替える手段としての機能を有する。
【００５９】
次に、連続画像形成中の画像濃度検知及び画像階調制御について説明する。
【００６０】
・パッチ検ＡＴＲ
先ず、パッチ検ＡＴＲについて説明する。本実施例では、ＣＰＵ１１１は、連続画像形成中は、図５に示すように、出力する画像の先端と後端に挟まれた非画像領域（以下「画像間」という。）に、画像濃度検知用画像パターン（パッチ画像）Ｑを形成させる。尚、以下、パッチ画像の静電像を「パッチ潜像」ともいう。
【００６１】
即ち、プリンタ制御部１０９には、予め定められた濃度に対する信号レベルを有するパッチ画像信号を発生するパッチ画像信号発生回路（パターンジェネレータ）１９２が設けられている（図４）。このパターンジェネレータ１９２からのパッチ画像信号を、パルス幅変調回路１９１に供給し、上記の予め定められた濃度に対するパルス幅を有するレーザー駆動パルスを発生させる。このレーザー駆動パルスを、レーザースキャナ３の半導体レーザーに供給し、半導体レーザーをそのパルス幅に対応する時間だけ発光させて、感光ドラム１を走査露光する。これによって、上記の予め定められた濃度に対するパッチ潜像が、感光ドラム１に形成される。次いで、このパッチ潜像は、現像器４により現像される。
【００６２】
感光ドラム１上のパッチ画像Ｑの反射光量は、画像濃度検知手段としての画像濃度センサ１２で測定される。画像濃度センサ１２は、ＬＥＤ等の発光素子を備える発光部１２ａと、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を備える受光部１２ｂとを有する。画像濃度センサ１２は、感光ドラム１上の「画像間」に形成されたパッチ画像Ｑが画像濃度センサ１２の下を通過するタイミングを見計らって、上記反射光量を測定する。この測定結果に係る信号は、ＣＰＵ１１１に入力される。その後、ＣＰＵ１１１は、所望の一定濃度（反射光量）が得られると推定される補給トナー量の補正量（後述）を求める。
【００６３】
以下、更に詳しく説明する。図６は、上述した画像濃度センサ１２の出力信号を処理する回路構成の一例を示すブロック図である。
【００６４】
画像濃度センサ１２に入力される感光ドラム１からの反射光（近赤外光）は、電気信号に変換される。０〜５Ｖの電気信号は、制御部１１０に設けられるＡ／Ｄ変換回路１５により、８ビットのデジタル信号に変換される。そして、このデジタル信号は、制御部１１０に設けられる濃度変換回路１６によって濃度情報に変換される。
【００６５】
尚、本実施例では、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナーの補給制御を例として更に詳しく説明する。このトナーは、スチレン系共重合樹脂をバインダとして、各色の色材を分散させたものである。又、感光ドラム１は、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率が約４０％のＯＰＣ感光体である。しかし、反射率が同程度であるアモルファスシリコン系の感光体などであっても構わない。又、本実施例では、画像濃度センサ１２は、感光ドラム１からの正反射光のみを検出するよう構成されている。
【００６６】
図７は、感光ドラム１上に形成したパッチ画像Ｑの濃度を各色の面積階調により段階的に変えた時の、画像濃度センサ１２の出力と出力画像の濃度との関係を示す図である。尚、トナーが感光ドラム１に付着していない状態の画像濃度センサ１２の出力を５Ｖ、つまり２５５レベルに設定する。
【００６７】
図７に示されるように、各トナーによる面積被覆率が大きくなり、画像濃度が大きくなるに従い画像濃度センサ１２の出力が小さくなる。このような画像濃度センサ１２の特性に基づき、画像濃度センサ１２の出力から濃度信号に変換する各色専用のテーブル１６ａを予め用意する。このテーブル１６ａは、濃度変換回路１６の記憶部に記憶されている。これにより、濃度変換回路１６は、各色とも、精度よく画像濃度を読み取ることができる。濃度変換回路１６は、濃度情報をＣＰＵ１１１へと出力する。
【００６８】
尚、本実施例では、パッチ画像Ｑを形成する際のレーザー出力として、各色とも６４レベルの濃度信号を用いる。その際、階調補正テーブル（ＬＵＴ）を用いてレーザー出力が決まるのは前述のとおりである。
【００６９】
本実施例では、通常の画像形成中に非画像領域にパッチ画像Ｑを形成し、その濃度を検出して、補給トナー量を随時補正するように制御する。
【００７０】
理想的には、パッチ検ＡＴＲ方式によるトナー補給制御によってパッチ画像Ｑの濃度信号が６４レベルになるように補正される。しかし、画像形成装置１００の画像特性は常に変化を起こす可能性がある。そのため、画像濃度センサ１２によるパッチ画像Ｑの濃度の測定結果が常に６４レベルになるわけではない。従って、ＣＰＵ１１１は、初期設定時に得られたパッチ画像Ｑの基準濃度信号と、測定結果とのずれΔＤに基づき、補給トナー量を補正する。基準濃度信号は、ＲＡＭ１１２に記憶されている。これにより、ある程度のリップルは有するものの、良好な一定の濃度推移が得られる。
【００７１】
・ビデオカウントＡＴＲ
次に、ビデオカウントＡＴＲを用いたトナー補給制御について説明する。本実施例では、ビデオカウントＡＴＲとパッチ検ＡＴＲとにより、下記式１から補給トナー量Ｍｓｕｍが求められる。
補給トナー量Ｍｓｕｍ＝Ｍｖ＋（Ｍｐ／パッチ検ＡＴＲ頻度）      ・・・（式１）
Ｍｖ：ビデオカウントＡＴＲにより求まった補給トナー量
Ｍｐ：パッチ検ＡＴＲにより求まった補給トナー量
【００７２】
上記Ｍｐ（以下、「補給補正量」という。）は、上述のように、初期の現像剤でのパッチ画像Ｑの濃度の検知値を基準として、その基準値と測定結果との差分ΔＤから求まる。即ち、例えば、現像器４内のトナーが基準値より１ｇ（基準量）分ずれた時のパッチ画像Ｑの濃度の測定結果の変化量ΔＤｒａｔｅを予め求めておく。このΔＤｒａｔｅは、ＲＯＭ１１３に記憶されている。これにより、ＣＰＵ１１１は、下記式２から補給補正量Ｍｐを求める。
Ｍｐ＝ΔＤ／ΔＤｒａｔｅ                        ・・・（式２）
【００７３】
ここで、補給補正量Ｍｐ分のトナー補給は、色味変動の低減のために、パッチ検ＡＴＲの実行間隔内でなるべく平均して処理することが理想的である。そのため、補給補正量Ｍｐをパッチ検ＡＴＲの実行間隔で均等に分割して処理する。従って、式１において、補給補正量Ｍｐを、パッチ検ＡＴＲの実行頻度で割っている。補給補正量Ｍｐをパッチ検ＡＴＲの実行頻度で割らない場合、例えば、パッチ検ＡＴＲの実行後の１枚目の画像形成時に、大幅なトナー補給制御が行なわれて、オーバーシュートが起こることがある。
【００７４】
上記Ｍｖ（以下、「基礎補給量」という。）は、リーダ部Ａから読み込んだ画像信号、或いはコンピュータ等から送られてきた画像信号から求められる。これら画像信号の処理を行なう回路構成は、図２のブロック図に示したとおりである。
【００７５】
前述のように、ビデオカウンタ２２０に画像信号が送られる。そして、ビデオカウンタ２２０により、画素単位の濃度値を積算し、各画像のビデオカウント値が算出される。
【００７６】
例えば、１２８レベルのハーフトーン画像を、６００ｄｐｉで、Ａ３フルサイズ（１６．５×１１．７ｉｎｃｈ）に形成する場合には、
１２８×６００×６００×１６．５×１１．７＝８８９５７４４０００
となる。
【００７７】
このビデオカウント値は、予め求められたビデオカウント値と補給トナー量との関係を示すテーブルを用いて、基礎補給量Ｍｖへと換算される。このテーブルは、ＲＯＭ１１３に記憶されている。こうして、画像形成を行うごとに各画像の基礎補給量Ｍｖが算出される。
【００７８】
以上のようにして、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、式１により補給トナー量Ｍｓｕｍを求める。即ち、本実施例では、感光ドラム１上の静電像はデジタル方式で形成される。そして、トナー補給動作は、画像濃度センサ１２の検知結果に加えて、感光ドラム１上に形成される静電像の画素毎のデジタル画像信号に基づいて行われる。
【００７９】
・現像剤反射ＡＴＲ
次に、現像剤反射ＡＴＲについて説明する。本実施例では、現像剤反射ＡＴＲは、トナー補給制御の制限を行うトナー濃度の領域（補給制御制限領域）を判断するのに使用される。
【００８０】
トナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ１４は、現像器４の現像スリーブ４１の対向部に配置されている。本実施例では、現像色が変わるときに現像器４を担持しているロータリ５が回転することで、トナー濃度センサ１４に対向する現像器４が変わる。これにより、トナー濃度センサ１４は、全色用の現像器４内の現像剤のトナー濃度を測定することが可能である。トナー濃度センサ１４は、ＬＥＤ等の発光素子を備える発光部１４ａと、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を備える受光部１４ｂと、を有する。
【００８１】
現像器４内の現像剤のトナー濃度Ｔ／Ｄは、ＣＰＵ１１１が、トナー濃度センサ１４の測定結果などから、下記式により求める。
Ｔ／Ｄ＝（ＳＧＮＬ値−ＳＧＮＬｉ値）／Ｒａｔｅ＋初期Ｔ／Ｄ        ・・・（式３）
ＳＧＮＬ値：トナー濃度センサの測定値
ＳＧＮＬｉ値：トナー濃度センサの初期測定値（初期値）
Ｒａｔｅ：感度
【００８２】
初期Ｔ／Ｄ、ＳＧＮＬｉ値は、初期設置時に測定したものを使用する。又、Ｒａｔｅは、トナー濃度センサ１４の特性として、ΔＳＧＮＬのＴ／Ｄへの感度を予め測定したものである。これら初期Ｔ／Ｄ、ＳＧＮＬｉ値、Ｒａｔｅは、制御部１１０のＲＡＭ１１２に記憶されている。
【００８３】
［現像コントラスト電圧制御］
下記表１は、トナー補給制御の規制方法の一例を示す。
【００８４】
【表１】
2007078896.tif 000004
【００８５】
上述のようにして求められた現像剤のトナー濃度Ｔ／Ｄ、並びに、基礎補給量Ｍｖ、補給補正量Ｍｐによって、例えば、表１に従ってトナー補給制御が行なわれる。
【００８６】
即ち、表１に示すように、トナー濃度Ｔ／Ｄが１１％を超える場合（領域Ａ、Ｂ、Ｃ）、たとえパッチ検ＡＴＲの結果として画像濃度が薄いと判断されても、これ以上トナー濃度Ｔ／Ｄを上げるとあふれや、かぶりなどの危険がある。そのため、ＣＰＵ１１１は、トナー補給に規制をかける。領域Ｃでは、パッチ検ＡＴＲにより画像濃度が薄いと判断されると、ビデオカウントＡＴＲのみによりトナー補給を行う。領域Ｂでは、パッチ検ＡＴＲの結果によらず、トナー補給を停止する。領域Ａでは、パッチ検ＡＴＲの結果によらず、ＡＴＲエラーとして、トナー補給制御に問題があることを示す情報を操作部２１７の表示部２１８等を介して使用者に報知する。
【００８７】
同様に、トナー濃度Ｔ／Ｄが６％以下である場合（領域Ｅ、Ｆ、Ｇ）、たとえパッチ検ＡＴＲの結果として画像濃度が濃いと判断されても、これ以上トナー濃度Ｔ／Ｄを下げると現像剤担持体への現像剤のコート不良などの危険がある。そのため、ＣＰＵ１１１は、トナー補給に規制をかける。領域Ｅでは、パッチ検ＡＴＲにより画像濃度が濃いと判断されると、ビデオカウントＡＴＲのみによりトナー補給を行う。領域Ｆでは、パッチ検ＡＴＲの結果によらず、所定量のトナーを強制的に補給する。領域Ｇでは、パッチ検ＡＴＲの結果によらず、ＡＴＲエラーとして、トナー補給制御に問題があることを示す情報を操作部２１７の表示部２１８等を介して使用者に報知する。
【００８８】
ここで、ビデオカウントＡＴＲのみ（パッチ測定結果無視）とは、
Ｍｓｕｍ＝Ｍｖ
とすることを意味する。
【００８９】
これにより、領域Ｄでは、非常に良好な濃度推移が得られる。又、領域Ｂ、領域Ｃ、並びに、領域Ｅ、領域Ｆでは、濃度推移としては振れが見られるものの、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像スリーブ４１への現像剤のコート不良が発生するトナー濃度Ｔ／Ｄの領域へ至らないように制御することが可能である。従って、領域Ａ、領域Ｇのように、ＡＴＲエラーが発生することがなく、又トナー補給制御不良により画像形成装置１００の損傷に至ることは無い。
【００９０】
このように、トナー補給制御に所定のリミットを設け、トナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果がその所定のリミットを超えた場合に、パッチ検ＡＴＲにおけるパッチ画像Ｑの濃度の検出結果をトナー補給制御にフィードバックしない領域（補正制御制限領域）がある。
【００９１】
しかしながら、上述のようにトナー補給に規制をかける場合、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像剤担持体への現像剤のコート不良の発生は防止できるものの、現像性の確保、延いては、画像濃度や色味の一定性が確保できなくなることがある。つまり、トナー濃度Ｔ／Ｄが適正範囲を超えないように補給トナー量を制御すると、トナー濃度Ｔ／Ｄの適正範囲のリミット近傍では、画像濃度の制御がトナー補給ではできなくなり、出力画像の濃度が振れてしまう。
【００９２】
従来は、上述のような制御のため、トナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果によるトナー補給制御の制限が行われている領域（補給制限領域）では、画像濃度の安定化が難しかった。
【００９３】
従って、本発明の目的は、補給制御制限領域における画像濃度の安定化を図ることである。より詳細には、本発明の目的の一つは、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像剤担持体への現像剤のコート不良の発生を防止しつつ、現像性の確保、延いては、画像濃度や色味の一定性も確保することである。
【００９４】
そこで、本実施例によれば、トナー濃度Ｔ／Ｄの適正範囲リミット近傍では、出力画像の濃度の振れの検知結果を現像コントラスト電圧にフィードバックする。即ち、本実施例では、領域Ｂ、領域Ｃ、並びに、領域Ｅ、領域Ｆのように、トナー補給に制限が加わった時でも良好な濃度推移を確保するために、現像コントラスト電圧を補正する。
【００９５】
即ち、画像形成装置１００は、感光ドラム１に形成された画像濃度制御用の基準静電像（パッチ潜像）を現像器４により現像して形成された画像濃度制御用の基準トナー像（パッチ画像）の濃度を検知する画像濃度センサ１２を有する。又、画像形成装置１００は、現像器４内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ１４を有する。そして、画像形成装置１００は、画像濃度センサ１２の検知結果に基づくトナー補給手段３０から現像器４へのトナー補給動作を行うことができる。ここで、画像形成装置１００は、トナー補給動作がトナー濃度センサ１４の検知結果に基づいて制限される現像剤のトナー濃度領域である補給制限領域をまず有する。又、トナー補給動作がトナー濃度センサ１４の検知結果に基づいて制限されない現像剤のトナー濃度領域である通常補給領域も有する。そして、トナー濃度センサ１４によって検知された現像器４内の現像剤のトナー濃度が補給制限領域にある時に、画像濃度センサ１４の検知結果に基づいて現像コントラスト電圧が可変制御される。
【００９６】
更に説明すると、本実施例では、画像形成装置１００は、トナー濃度検知手段２２０と画像濃度検知手段１２の両方の結果に基づいて決められるトナー量を補給する第１補給動作を行うことができる。又、画像形成装置１００は、トナー濃度検知手段２２０と画像濃度検知手段１２の２つの結果のうち、画像濃度検知手段１２の結果にはよらずトナー濃度検知手段２２０の検知結果に基づいて決められるトナー量を補給する第２補給動作を行うことができる。表２に示すように、第１補給動作と第２補給動作とは、選択可能に設けられている。これら２つの補給動作は、トナー濃度検知手段１４と画像濃度検知手段１２の両方の検知結果に応じて選択される。そして、第２補給動作が行なわれている際、画像濃度検知手段１２の検知結果に応じて、現像コントラスト電圧が可変制御される。
【００９７】
表２に、本実施例において、トナー濃度Ｔ／Ｄとパッチ検ＡＴＲの結果に応じて、どのような現像コントラスト電圧制御を行なうのかを示す。尚、各トナー濃度Ｔ／Ｄの領域におけるトナー補給制御、又トナー補給制御制限の方法自体は、表１に示すとおりである。
【００９８】
【表２】
2007078896.tif 000005
【００９９】
従来の方法では、領域Ｂ、領域Ｃでは、パッチ検ＡＴＲにおいて画像濃度が薄いと検知されても、その結果はトナー補給制御にフィードバックできず、そのままでは、画像濃度が薄いままになる。又、従来の方法では、領域Ｅ、領域Ｆでは、パッチ検ＡＴＲにおいて画像濃度が濃いと検知されても、その結果はトナー補給制御にフィードバックできず、そのままでは、画像濃度が濃いままになる。
【０１００】
これに対して、本実施例では、表２に示すように、領域Ｂ、領域Ｃでは、パッチ検ＡＴＲにより画像濃度が薄いと判断されると、現像コントラスト電圧を上げることで画像濃度を濃くする。又、領域Ｅ、領域Ｆでは、パッチ検ＡＴＲにより画像濃度が濃いと判断されると、現像コントラスト電圧を下げることで画像濃度を薄くする。
【０１０１】
現像コントラスト電圧は、現像スリーブ４１に印加する現像バイアスの直流成分の電位と、感光ドラム１上の明部電位（画像部電位）との電位差である。本実施例では、現像コントラスト電圧Ｖｃｏｎｔを、一次帯電器２のグリッドに印加するグリッドバイアスＶｇと、現像器４の現像スリーブ４１に印加する現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃとを制御することで制御する。即ち、本実施例では、現像コントラスト電圧は、感光ドラム１の帯電電位及び現像スリーブ４１の電位を変更することで変更される。勿論、現像コントラスト電圧の制御方法はこれに限定されるものではなく、レーザーパワーを制御するなどの他の方法を採用しても構わない。又、一次帯電器２のグリッドに印加するグリッドバイアスＶｇと、現像器４の現像スリーブ４１に印加する現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃとのいずれかを制御することで制御してもよい。
【０１０２】
本実施例では、現像コントラスト電圧を上下させる場合には、制御部１１０のＣＰＵ１１１は、下記式に従ってＶｇとＶｄｃとを変化させる。
Ｖｇ＝Ｖｇ＿ｒｅｆ＋α×Ｖｇ＿ｒｅｆ              ・・・（式４）
Ｖｄｃ＝Ｖｄｃ＿ｒｅｆ＋α×Ｖｇ＿ｒｅｆ        ・・・（式５）
Ｖｇ＿ｒｅｆ：現像コントラスト電圧制御を行なう前のＶｇ
Ｖｄｃ＿ｒｅｆ：現像コントラスト電圧制御を行う前のＶｄｃ
α：現像コントラスト電圧制御指数
【０１０３】
ここで、現像コントラスト電圧制御指数αは、下記式のように積算されていく。
α＝前回のα＋今回のα（αは積算。初期値は０。）
【０１０４】
領域Ｂ、領域Ｃにおいて、現像コントラスト電圧を上げる場合には、αを大きくしていく。逆に、領域Ｅ、領域Ｆで現像コントラスト電圧を下げる場合には、αを負の方向に大きくしていく。
【０１０５】
又、現像コントラスト電圧制御指数αは、パッチ検ＡＴＲの結果に依存する。即ち、ＶｇとＶｄｃがそれぞれ１Ｖ変化した時の、パッチ検ＡＴＲによるパッチ画像Ｑの濃度の検知結果の変化量ΔＤｒａｔｅ２を予め求めておくことで、上述の式２のように、下記式により「今回のα」を求める。
今回のα＝ΔＤ／ΔＤｒａｔｅ２                  ・・・（式６）
表せる。
【０１０６】
ここで、１回の制御により、大きく現像コントラスト電圧を変えると、色味の差が視認されることがある。そのため、１回の変動分、つまり、「今回のα」に上下限を加えるのが望ましい。一般的に、色差ΔＥは、ΔＥ≦３であれば、人間の目視レベルでは色味変化を感知し難く、色味の変化が実質的に無いものとして許容されている。従って、１回の現像コントラスト電圧の変更によって、色味差ΔＥ≦３になるようなαに制限するのが望ましい。色味差ΔＥは、各色について出力された画像の色味差を色度計で測定することで求めることができる。例えば、色味差ΔＥは、出力された画像をＸ−Ｒｉｔｅ社製の色度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５３０で色度Ｌ＊ａ＊ｂ値を測定し、下記式にて算出することができる。
【０１０７】
【数２】
2007078896.tif 000006
【０１０８】
一方、表１において通常のトナー補給を行う領域では、現像コントラスト電圧を戻す。通常のトナー補給は、領域Ｂ及び領域Ｃにおいてパッチ検ＡＴＲで画像濃度が適正又は濃いと判断されている場合、領域Ｄ、及び領域Ｅ及び領域Ｆにおいてパッチ検ＡＴＲで画像濃度が適正又は薄いと判断されている場合に行われる。この現像コントラスト電圧を戻す領域においては、αの絶対値が減る方向のみに制御する。そして、αが０になった場合には、現像コントラスト電圧は変更しない。
【０１０９】
これは、通常のトナー濃度Ｔ／Ｄでは、なるべく現像コントラスト電圧を一定として、トナー補給制御で現像性を一定とするためである。これにより、現像剤そのものの現像性が一定、つまり、トナーの帯電量が一定となり、転写性の変化につながらない。
【０１１０】
図８を参照して、現像コントラスト電圧を上げていく場合について更に説明する。図８は、連続画像形成中に毎回のパッチ検ＡＴＲにおいてパッチ画像Ｑの濃度が薄いと判定されている場合の、現像コントラスト電圧Ｖｃｏｎｔの制御例を示す。同図には、画像信号５０％における画像濃度推移と、その時の一次帯電器２のグリッドバイアスＶｇ、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃ、及び露光装置３からのレーザー光によって形成された静電像の感光ドラム１上の現像位置での電位の推移とが示されている。又、同図には、パッチ検ＡＴＲ動作タイミング、トナー濃度センサ１４によるトナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果、及び現像コントラスト電圧制御指数αも示した。尚、同図中、従来の方法に従い現像コントラスト電圧を一定した場合の画像濃度推移と、Ｖｇ及びＶｄｃの推移とを破線で示した。
【０１１１】
この場合、領域Ｃ、領域Ｂでは、パッチ検ＡＴＲによりパッチ画像Ｑの濃度が毎回薄いと判定されているため、「今回のα」は常に正の値である。そのため、αはパッチ検ＡＴＲの実行のたびに増加し、｜α｜＞０となる。
【０１１２】
図８に示すように、従来の方法では、領域Ｃや領域Ｂで画像濃度の低下が見られる。これに対して、本実施例では、ＶｇとＶｄｃを上げることにより現像コントラスト電圧Ｖｃｏｎｔを上げて、現像性を確保している。そのため、画像濃度の低下が見られない非常に良好な画像濃度推移が確保できる。
【０１１３】
次に、図９を参照して、上述のようにして上げられた現像コントラスト電圧を戻していく場合ついて説明する。図９は、連続画像形成中に毎回のパッチ検ＡＴＲにおいてパッチ画像Ｑの濃度が濃いと判定されている場合の、現像コントラスト電圧Ｖｃｏｎｔの制御例を示す。同図には、画像信号５０％における画像濃度推移と、その時の一次帯電器２のグリッドバイアスＶｇ、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃ、及び露光装置３からのレーザー光によって形成された静電像の感光ドラム１上の現像位置での電位の推移とが示されている。又、同図には、パッチ検ＡＴＲ動作タイミング、トナー濃度センサ１４によるトナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果、及び現像コントラスト電圧制御指数αも示した。
【０１１４】
この場合、上述のようにして現像コントラスト電圧が上げられた状態にあるため、｜α｜＞０となっている。そして、パッチ検ＡＴＲによりパッチ画像Ｑの濃度が毎回濃いと判定されているため、「今回のα」は常に負の値である。そのため、αはパッチ検ＡＴＲの実行のたびに減少するべきである。但し、トナー濃度センサ１４によるトナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果が領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄにある場合には、αは０を超えて制御しない。従って、αが０（｜α｜＝０）になった時点で、それ以上のαの減少を行なわない。これにより、αが０で、トナー補給のみによる制御で現像性を一定とすることができる。従って、現像剤そのものの現像性が一定、つまり、トナーの帯電量が一定となり、転写性の変化につながらない。
【０１１５】
尚、トナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果が領域Ｅや領域Ｆにあるときに、例えばパッチ検ＡＴＲによりパッチ画像の濃度が毎回濃いと判定されている場合には、αは負の値へと大きくして現像コントラスト電圧を低下する方向に制御することが可能である。この場合、図８及び図９に示すαを正の方向に大きくして現像コントラスト電圧を上昇させる場合と、制御の方向性が逆であるが、実質的に制御方法は同様である。この場合、｜α｜＞０の状態から現像コントラスト電圧を戻していく際には、トナー濃度Ｔ／Ｄの検知結果が領域Ｄ、領域Ｅ、領域Ｆにある場合には、αは０を超えて制御しない。従って、αが０（｜α｜＝０）になった時点で、それ以上のαの増加を行なわない。
【０１１６】
即ち、本実施例では、トナー濃度Ｔ／Ｄが通常補給領域の上限より高い補給制限領域にある時に、パッチ画像Ｑの濃度が所定値より低いことが検知された場合には、現像コントラスト電圧を上げる。そして、トナー濃度Ｔ／Ｄが通常補給領域の上限より高い補給制限領域にある時に、パッチ画像Ｑの濃度が上記所定値より高いことが検知された場合には、上記の如く上げられた現像コントラスト電圧をもとの値まで下げる。一方、トナー濃度Ｔ／Ｄが通常補給領域の下限より低い補給制限領域にある時に、パッチ画像Ｑの濃度が所定値より高いことが検知された場合には、現像コントラスト電圧を下げる。そして、トナー濃度Ｔ／Ｄが通常補給領域の下限より低い補給制限領域にある時に、パッチ画像Ｑの濃度が上記所定値より低いことが検知された場合には、上記の如く下げられた現像コントラスト電圧をもとの値まで上げる。
【０１１７】
更に説明すると、本実施例では、トナー濃度Ｔ／Ｄが所定濃度より高く、かつパッチ画像Ｑの濃度が所定値より低いことが検知された場合には、上記第２補給動作が選択され、現像コントラスト電圧を、上記第１補給動作時の値よりも大きくする。そして、現像コントラスト電圧の値を大きくした以降であって、パッチ画像Ｑの濃度が上記所定値より高いことが検知された場合には、上記大きくされた現像コントラスト電圧を上記第１補給動作時の値に向けて変更する。一方、トナー濃度Ｔ／Ｄが所定濃度より低く、かつパッチ画像Ｑの濃度が所定値より高いことが検知された場合には、上記第２補給動作が選択され、現像コントラスト電圧は、上記第１補給動作時の値よりも小さくする。そして、現像コントラスト電圧の値を小さくした以降であって、パッチ画像Ｑの濃度が上記所定値より低いことが検知された場合には、上記小さくされた現像コントラスト電圧を上記第１補給動作時の値に向けて変更する。
【０１１８】
以上、本実施例によれば、二成分現像剤におけるトナー濃度が適正範囲を超えないように、トナー補給制御にリミットを設け、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像スリーブ４１への現像剤のコート不良の発生を防止することができる。そして、その場合でも、トナー濃度の適正範囲のリミット近傍では、パッチ画像Ｑの濃度、即ち、出力画像の濃度の振れの検知結果を現像コントラスト電圧にフィードバックする。これにより、現像剤のあふれや、かぶり、或いは現像剤担持体への現像剤のコート不良の発生を防止しつつ、現像性の確保、延いては、画像濃度や色味の一定性も確保することができる。従って、本実施例によれば、補給制御制限領域における画像濃度の安定化を図ることができる。
【０１１９】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的構成及び動作は実施例１と同じである。従って、実施例１の画像形成装置と同一又はそれに相当する機能を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明を省略し、本実施例にて特徴的な点について以下説明する。
【０１２０】
使用者が、色味や濃度を調整するために画像濃度を変えたりしたときに、現像コントラスト電圧が変わる場合がある。又、装置環境や使用量などによって現像コントラスト電圧が変わる場合がある。そのため、実施例１にて説明した現像コントラスト電圧制御指数α＝０であるときのパッチ画像Ｑの現像コントラスト電圧は、一定に保つことが望ましい。
【０１２１】
そこで、パッチ画像Ｑの現像コントラスト電圧を一定とする制御系を設けることがある。以下、図１０及び図１１を参照して、この制御系の一例について説明する。
【０１２２】
先ず、現像剤投入時に、手動又は自動で画像調整を行った際に、以降の現像剤のトナー濃度、又は画像濃度制御、画像濃度制御の目標値となるパッチ画像Ｑの基準画像濃度値を記憶する。予め定められた信号レベルを有するパッチ画像信号を発生するパターンジェネレータ１９２からのパッチ画像信号をパルス幅変調器１９１に供給し、上述の予め定められた濃度に対応するパルス幅を有するレーザー駆動パルスを発生させる（Ｓ１）。このレーザー駆動パルスをレーザースキャナ３の半導体レーザーに供給し、この半導体レーザーをそのパルス幅に対応する時間だけ発光させ、感光ドラム１を走査する。これによって、上述の予め定められた濃度に対するパッチ潜像を感光ドラム１上に形成する（Ｓ２）。同時に予め定められた濃度に対するパッチ潜像の表面電位を電位センサ１２０で測定し（Ｓ３）、測定結果から求められたコントラスト電圧をＲＡＭ１１２に記憶させる（Ｓ４、Ｓ５）。上述のパッチ潜像を現像器４により現像する（Ｓ６）。現像されたパッチ画像Ｑの濃度を測定し（Ｓ７）、その濃度をＲＡＭ１１２に記憶する（Ｓ８）。
【０１２３】
以降、パッチ検ＡＴＲが所定のタイミングで作動され、その際に、パッチ潜像のコントラスト電圧が初期値と同じになるように、発光光量（以下「レーザーパワー」という。）が制御される。
【０１２４】
具体的には、初期設定時の半導体レーザーのレーザーパワー、及びそれに対して大小２種、本実施例では、設定されているレーザーパワーに対して、±５％のレーザーパワーで、合計３種のパッチ静電潜像を作成する（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）。そして、その表面電位を測定する（Ｓ１４）。その測定結果よりコントラスト電圧を算出する（Ｓ１５）。求められたコントラスト電圧をＲＡＭ１１２に記憶する（Ｓ１６）。初期設定時と同様のコントラスト電圧が得られるようレーザーパワーを調整する。レーザーパワーは、初期のコントラスト電圧値に近い２種のレーザーパワーに対応したコントラスト電圧測定値から、内挿又は外挿により求める（Ｓ１７、Ｓ１８）。
【０１２５】
このようにして決められたレーザーパワーを設定する（Ｓ１９）。そして、パッチ潜像を感光ドラム１上に形成し（Ｓ２０）、このパッチ潜像を現像器４により現像する（Ｓ２１）。
【０１２６】
次いで、上述のようにして得られたパッチ画像（トナー像）に、画像濃度センサ１２の発光部であるＬＥＤから光を照射し、その反射光を受光部であるフォトダイオードで受光し、パッチ画像Ｑの実際の画像濃度を検知する（Ｓ２２）。
【０１２７】
このようにすることで、他の制御で現像コントラスト電圧を変えた場合でも、初期と同じ現像コントラスト電圧でパッチ画像Ｑを形成することができる。
【０１２８】
しかしながら、この制御を行なうと、実施例１にて説明した現像コントラスト電圧の制御が、濃度検知用画像パターン（パッチ画像）Ｑの静電像（パッチ潜像）に反映されなくなることがある。即ち、実施例１で説明したような制御で、現像コントラスト電圧を上げているにも拘わらず、画像濃度のずれは解消されず、次々と制御が行なわれて現像コントラスト電圧が発散する場合がある。
【０１２９】
従って、濃度検知用画像パターン（パッチ画像）Ｑの静電像（パッチ潜像）の電位を検知する際には、実施例１にて説明した現像コントラスト電圧の制御をＯＦＦとする。具体的には、現像コントラスト電圧制御指数α＝０とする。
【０１３０】
即ち、本実施例では、パッチ潜像の現像コントラスト電圧を検知して基準トナー像を形成する画像形成プロセス条件を制御する場合以下のようにする。すなわち、パッチ潜像の現像コントラスト電圧の検知時には、画像濃度センサ１２の検知結果に基づく現像コントラスト電圧の制御をオフとする。本実施例では、画像形成プロセス条件として、レーザースキャナ３のレーザーパワーが制御されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光ドラム１の帯電条件、現像条件等である場合でも同様である。
【０１３１】
尚、当然ながら、画像濃度を検出するためのパッチ画像Ｑを形成する際には、実施例１で説明したとおり、現像コントラスト電圧の制御を行なう。
【０１３２】
これにより、制御同士のバッティングが解消され、良好な濃度推移や色味安定性が確保できる。
【０１３３】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的構成及び動作は実施例１と同じである。従って、実施例１の画像形成装置と同一又はそれに相当する機能を有する要素には同一の符号を付して詳しい説明を省略し、本実施例にて特徴的な点について以下説明する。
【０１３４】
実施例１にて説明した現像コントラスト電圧の制御により、所定のパッチ画像Ｑの濃度近傍における画像濃度の推移は非常に良好となる。
【０１３５】
しかしながら、他の画像濃度域に対しては、効果はあるものの、若干の振れが生じる場合がある。そのため、別の濃度域のパッチ画像Ｑを形成し、画像濃度補正（階調補正）を行うのが望ましい。
【０１３６】
ここで、トナー補給や現像コントラスト電圧を制御すると、実施例１で説明したような現像コントラスト電圧の制御と干渉するため、望ましくない。
【０１３７】
実施例１で説明したように、一般的に、画像形成装置は、濃度階調性を所望のものとするために、画像信号を画像形成装置の特性にあった信号値に変換するルックアップテーブルを持っている。
【０１３８】
本実施例では、実施例１にてパッチ検ＡＴＲにおけるパッチ画像Ｑの濃度域（６４レベル）とは別の少なくとも１つの濃度域のパッチＱを形成し、その濃度を実施例１と同様にして画像濃度センサ１２により検知する。そして、その検知結果に基づいて、γ補正回路２０９を制御する。つまり、パッチ画像Ｑの濃度を検知した情報によって、所望の階調性が得られるように、補正手段としてのγ補正回路２０９の階調補正テーブル（ＬＵＴ）を新たに作成したり、又は階調補正テーブル（ＬＵＴ）を補正したりする。γ補正回路２０９の制御は、現像コントラスト電圧が変えられるごとに行ってもよいし、予め定められた所定の頻度で行ってもよいし、或いは現像コントラスト電圧が所定値以上変えられた場合に行ってもよい。
【０１３９】
即ち、本実施例では、画像濃度センサ１２の検知結果に基づいて可変制御された現像コントラスト電圧において形成されたパッチ画像Ｑの濃度を画像濃度センサ１２により検知し、その検知結果により、入力画像信号を補正する規則を定める補正手段を制御する。
【０１４０】
上述のように、γ補正回路２０９の階調補正テーブル（ＬＵＴ）は、出力画像の濃度を補正する規則を定めるものであり、入力信号レベルと出力信号レベルとが関係付けられている。プリンタ制御部１０９は、この階調補正テーブル（ＬＵＴ）を用いて、出力画像において理想的にはリニアな階調特性が得られるように、入力された画像信号を補正して各画像毎の画像情報信号の濃度レベル信号を生成する。
【０１４１】
制御部１１０のＣＰＵ１１１は、パッチ画像Ｑを実際に測定した際の濃度階調特性の、理想的な濃度階調特性（直線）からのずれが補正されるようなに新たな階調補正テーブル（ＬＵＴ）を作成するか、階調補正テーブル（ＬＵＴ）を補正する。これにより、プリンタ制御部１０９は、その新たな階調補正テーブル（ＬＵＴ）又は補正された階調補正テーブル（ＬＵＴ）を用いることで、現状の現像性に応じた画像情報信号の濃度レベル信号を生成することができる。
【０１４２】
図１２に、γ補正回路２０９の補正制御方法を示す。図１２中の実線は、基準となる補正テーブルを示している。即ち、実施例１にて説明したような現像コントラスト電圧の制御に使用したパッチ画像Ｑとは別の濃度域のパッチ画像Ｑの濃度を検知する。その検知結果ΔＤに基づいて、実線の基準となる補正テーブル×ΔＤとして、図１０の点線で示す補正テーブルを作成する。そして、その量だけ、画像信号を補正する。そうすることにより、あらゆる濃度域での画像濃度の安定性が確保される。
【０１４３】
又、例えば、次のようにして、新規に階調補正テーブル（ＬＵＴ）を作成することができる。ＣＰＵ１１１は、実施例１にて説明した現像コントラスト電圧の制御に使用したパッチ画像Ｑの濃度レベルとは別の少なくとも１つの濃度レベルを有する基準データに基づいて、通常、複数の濃度レベルに対応する複数のパッチ画像Ｑを形成させる。又、ＣＰＵ１１１は、その基準画像の濃度を画像濃度センサ１２により測定させる。そして、ＣＰＵ１１１は、各基準画像の測定結果と、各基準画像の各濃度レベルに対応する標準濃度とを比較する。その結果に基づいて、濃度を補正する前の画像データが有する濃度レベルと、出力画像の濃度との関係が理想的には線形になるような階調補正テーブル（ＬＵＴ）を作成する。即ち、理想的な濃度階調特性（直線）からの、濃度補正用画像を実際に測定した際の濃度階調特性のずれを補正するような補正テーブルを作成する。以降、このようにして作成した階調補正テーブル（ＬＵＴ）を、次に階調補正テーブル（ＬＵＴ）が作成又は補正されるまで用いる。
【０１４４】
以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施態様に限定されるものではない。
【０１４５】
例えば、上述の実施例では、単一の像担持体上に複数色のトナー像を順次に形成し、このトナー像を順次に中間転写体上に転写する画像形成を例にして説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、各々が像担持体を備える画像形成部を複数有し、各画像形成部の像担持体上に形成したトナー像を、中間転写体上に順次に転写する、所謂、タンデム型の画像形成装置であってもよい。
【０１４６】
又、上述の実施例では、画像形成装置は、中間転写体を有する中間転写方式の画像形成装置であったが、転写材担持体を備えた直接転写方式の画像形成装置にも、本発明は等しく適用し得るものである。周知のように、直接転写方式の画像形成装置は、単一又は複数の像担持体（感光体等）上に形成されたトナー像を、転写材担持体としての搬送ベルト等の上に担持された転写材に転写することで、転写材上に単色又は複数色の画像を形成する。
【０１４７】
又、上述の実施例は、フルカラー画像などを形成可能なカラー画像形成装置において好適に作用するものであるが、単色の画像を形成する単色画像形成装置にも適用し得るものである。
【０１４８】
又、上述の実施例では、現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検知するトナー濃度検知手段は、光学センサであるものとして説明したが、このトナー濃度検知手段としては、インダクタンスセンサを用いることもできる。インダクタンスセンサにより現像剤のトナー濃度による透磁率の変化を検知することにより、トナー濃度を検知することができる。
【０１４９】
又、上記実施例では、トナー濃度検知手段として、トナー濃度センサ１４とビデオカウンタ２２０とを用いた。そして、トナー濃度センサ１４の結果は補給制限領域の判断（補給動作の選択）に用い、ビデオカウンタ２２０の結果は、画像濃度センサ１２の結果と共に補給トナー量の算出に用いた。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー濃度検知手段としていずれか一つを用いてもよい。例えば、トナー濃度検知手段としてトナー濃度センサ１４を用いる場合には、その検知結果に基づいてトナー濃度Ｔ／Ｄが所定値となるように補給トナー量を求めると共に、上記実施例と同様にその検知結果に基づいて補給動作を選択することができる。又、例えば、トナー濃度検知手段としてビデオカウンタ２２０を用いる場合には、上記実施例と同様にその検知結果に基づいて補給トナー量を求めると共に、その検知結果に基づいてトナー濃度Ｔ／Ｄを求めて補給動作を選択することができる。
【０１５０】
又、上述の実施例では、画像濃度センサは、感光ドラム上でパッチ画像の濃度を検知したが、これに限定されるものではない。パッチ画像は、中間転写体、転写材担持体などの感光ドラムからトナー像が転写される被転写体上に転写した後、その上で濃度を検知してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面構成図である。
【図２】図１の画像形成装置のリーダ画像処理部における画像信号の流れを示す図である。
【図３】図１の画像形成装置のリーダ画像処理部における各制御信号のタイミングを示す図である。
【図４】図１の画像形成装置におけるトナー補給制御に係る概略制御ブロック図である。
【図５】パッチ画像の形成方法を説明するための模式図である。
【図６】画像濃度センサの出力信号を処理する回路構成を示すブロック図である。
【図７】パッチ画像の濃度を段階的に変えたときの画像濃度センサの出力と出力画像の濃度との関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明に従う現像コントラスト電圧制御による画像濃度推移の一例を説明するためのチャート図である。
【図９】本発明に従う現像コントラスト電圧制御による画像濃度推移の一例を説明するためのチャート図である。
【図１０】パッチ画像の静電像の電位の制御の一例を示すチャート図である。
【図１１】パッチ画像の静電像の電位の制御に係る概略制御ブロック図である。
【図１２】画像信号の制御の一例を説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１          感光ドラム（像担持体）
２          一次帯電器（一帯電手段）
３          レーザースキャナ（露光手段）
４          現像器（現像手段）
６          中間転写ベルト（中間転写体）
１２        画像濃度センサ（画像濃度検知手段）
１４        トナー濃度センサ（トナー濃度検知手段）
３０        トナー補給手段
２２０      ビデオカウンタ（トナー濃度検知手段）
１１０      制御部
【図１】
2007078896.tif 000007
【図２】
2007078896.tif 000008
【図３】
2007078896.tif 000009
【図４】
2007078896.tif 000010
【図５】
2007078896.tif 000011
【図６】
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【図７】
2007078896.tif 000013
【図８】
2007078896.tif 000014
【図９】
2007078896.tif 000015
【図１０】
2007078896.tif 000016
【図１１】
2007078896.tif 000017
【図１２】
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