(57)【要約】【課題】色バランス以外の画像品質低下が発生しない範囲で、多重色の色バランスを安定させる多重色トナープロセス制御を行い、多重色の色相方向のズレや色差を低減させる。【解決手段】感光体上のトナー像を記録媒体に形成する画像形成装置において、トナー濃度パッチのトナー付着量を検知する画像検知手段が設けられ、トナー濃度パッチの静電潜像に対するトナー付着量が所望量となるような現像ポテンシャルを得るために、帯電バイアスと、露光量及び現像バイアスの少なくとも一方とを調整する単色トナープロセス制御が実施され、さらに、単色トナーの１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの彩度と、多重色トナーの２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれの単色トナー彩度に基づいて、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃと２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきが所望の許容範囲内に収まるように、当該各トナーの彩度を制御する多重色トナープロセス制御を実施する。【選択図】図１７
2012159772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、前記感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成するための露光手段と、前記静電潜像に対してトナーを付着させて当該感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体上へ転移させることにより、当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
所定のトナーパターンであるトナー濃度パッチのトナー付着量を検知する画像検知手段が設けられること、
前記トナー濃度パッチの静電潜像に対するトナー付着量が所望のトナー付着量となるような、静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを得るために、前記画像検知手段により検知されたトナー付着量検知結果に基づいて、帯電バイアスと、露光量及び現像バイアスの少なくとも一方と、を調整する単色トナープロセス制御であって、その調整の際には、前記現像ポテンシャルに対する、非静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルの比率である地肌ポテンシャル決定係数が目標比率範囲Ａ内にあるように、単色トナーのプロセス制御を行う単色トナープロセス制御が実施されること、及び、
単色トナーの１次色Ｙ、Ｍ、Ｃで前記トナー濃度パッチを形成し、さらに、多重色トナーの２次色Ｒ、Ｇ、Ｂで前記トナー濃度パッチを形成し、その際、当該１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー付着量と、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー付着量を前記画像検知手段により検知し、
トナー付着量と画像濃度との関係に基づくトナー付着量／画像濃度変換テーブルを用いて、前記画像検知手段により検知されたトナー付着量から、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー画像濃度、及び、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー画像濃度を変換・算出し、
さらに、画像濃度と彩度との関係に基づく画像濃度／彩度変換テーブルを用いて、前記トナー付着量／画像濃度変換テーブルにより変換・算出されたトナー画像濃度から、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの彩度、及び、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー彩度を変換・算出し、
当該得られた１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの彩度に関しては、各１次色の彩度Ｃ*、色相Ｈ*の許容範囲を示したａ＊‐ｂ＊平面図に当てはめて、１次色の色味のばらつきが許容範囲内にあるかを確認し、
当該得られた２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれの単色トナー彩度に関しては、２次色トナー濃度パッチの色味が所定範囲内に収まるときの、この２次色トナー濃度パッチに用いる１色目と２色目との彩度の許容範囲を示した多重色彩度許容グラフにそれぞれの単色トナー彩度を当てはめて、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂトナー濃度パッチの色味のばらつきが許容範囲内にあるかを確認し、
２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味が前記多重色彩度許容グラフの許容範囲内にない場合、前記地肌ポテンシャル決定係数を目標比率Ｂ内で増減させて、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成する単色トナーのトナー付着量を調整することによって、当該単色トナーの彩度を許容範囲内にする地肌ポテンシャル決定係数制御を実施し、
この地肌ポテンシャル決定係数制御を実施した際には、再度、変更後の１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、変更後の２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが許容範囲内にあるかを確認し、これら１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが両者共に許容範囲に入るまで、地肌ポテンシャル決定係数制御を行う多重色トナープロセス制御が実施されること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像検知手段及び前記トナー付着量／画像濃度変換テーブルを用いて画像濃度を変換・算出する代わりに、前記トナー濃度パッチから直接的に画像濃度を読み取る画像濃度センサを設け、当該画像濃度センサにより、前記トナー濃度パッチの画像濃度を読み取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】
前記画像検知手段、前記トナー付着量／画像濃度変換テーブル、及び、前記画像濃度／彩度変換テーブルを用いて彩度を変換・算出する代わりに、前記トナー濃度パッチから直接的に彩度を読み取る測色計を設け、当該測色計により、前記トナー濃度パッチの彩度を読み取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４】
前記単色トナープロセス制御における地肌ポテンシャル決定係数の目標比率Ａは、０．４以上０．４５以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記多重色トナープロセス制御における地肌ポテンシャル決定係数の目標比率Ｂは、０．３５以上０．４５以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記多重色トナープロセス制御における彩度の許容範囲は、２次色Ｒの場合、単色Ｙトナー彩度が６４以上７１以下、単色Ｍトナー彩度が４７以上５１以下であり、２次色Ｇの場合、単色Ｙトナー彩度が６４以上７１以下、単色Ｃトナー彩度が４２以上４７以下であり、２次色Ｂの場合、単色Ｍトナー彩度が４７以上５１以下、単色Ｃトナー彩度が４２以上４７以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記多重色トナープロセス制御が２０回繰り返された場合に、前記１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、前記２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが両者共に許容範囲に入らなくても、当該多重色トナープロセス制御を終了させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ、又は、これらの少なくとも２つの機能を有する複合機などの画像形成装置に改良に関し、特に、基準露光量などを調整する事により、画像濃度を調整し、単色トナー像や多重色トナー像の色味を安定化させる機能を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した画像形成装置でフルカラー画像を形成する際には、Ｒ（レッド；Ｒｅｄ）、Ｇ（グリーン；Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ブルー；Ｂｌｕｅ）で表現される画像データを、色変換データに基づいて、Ｙ（イエロー；Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｍ（マゼンタ；Ｍａｇｅｎｔａ）、Ｃ（シアン；Ｃｙａｎ）、Ｋ（ブラック；Ｂｌａｃｋ）の画像データに変換し、この変換後の画像データに基づいてそれぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの単色トナー像を形成し、これら単色のトナー像を重ね合わせることでフルカラーの画像形成を行っている。
【０００３】
ここで、安定したカラー画像濃度を得るために、単色トナーのプロセス制御を行う画像形成装置が知られており、この単色トナープロセス制御においては、所定のトナーパターン形成条件の下、通常の画像形成時と同様の動作で感光体上にトナーパターンを形成し、このトナーパターンに対するトナー付着量をセンサで検知し、そのセンサ検知結果に基づいて、帯電バイアス、現像バイアス、基準露光量など（以下、「帯電バイアス等」という。）を現状に沿うように調整している（例えば、特許文献１等参照）。この種の画像形成装置では、上記センサ検知結果から現像ポテンシャルを求め、求められた現像ポテンシャルに対応する好適な帯電バイアス等を特定して、当該帯電バイアス等を調整しており、これにより、環境変動や経時変化が生じて現像γ（ガンマ）などが変動しても、画像濃度を一定に維持することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、従来から行われてきた単色トナープロセス制御では、単色トナーだけでの画像濃度制御を行っており、単色トナー像を重ね合わせた多重色トナー画像に関しては画像濃度制御を行っていないため、多重色での色バランスが変化してしまい、多重色での色差が大きくなり、色相方向にズレが生じてしまうという問題がある。これは、単色トナーの画像濃度が制御範囲内であったとしても、例えば２色で表現される多重色のうち、１色目が画像制御濃度範囲の上限値を取り、２色目が画像制御濃度範囲の下限値を取った場合には、多重色での所望画像濃度の比率が変化してしまうためであり、入力画像濃度７０〜１００％の高画像濃度で比較的に起こり易い。
【０００５】
そこで、上記問題点への対処として、トナー色を２色用いて多重色を制御する場合、所定の色差の範囲を超えないように１色目と２色目とのトナー付着量の範囲を設定し、そのトナー付着量の範囲になるように、現像スリーブの線速を制御するという方法が知られている（特許文献２参照）。しかしながら、現像スリーブの最適な線速は、紙種や画像の解像度によって異なるため、トナー付着量を変化させるために現像スリーブの線速を制御させると、色バランスは取れていたとしても、色バランス以外の画像品質を低下させてしまう可能性がある。例えば、現像スリーブ線速を大きくすると、トナー付着量は多くなるが、当該スリーブ線速が大き過ぎると、ベタ画像がかすれ易くなるため、画像品質は下がり、結果的に欲しい色味とは異なる画像が作成されてしまう場合がある。したがって、現像スリーブ線速のみを制御するだけでは問題が生じてしまう。
【０００６】
また、上記問題点への対処として、多重色であるＲ、Ｇ、ＢのパッチからＬＥＤで画像濃度を読取り、現像γを増減させるために、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、現像ロール回転数、トナー供給係数等を制御するという方法が知られている（特許文献３参照）。しかしながら、この方法においては、現像ロール回転数を制御すると現像γが変わるが、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、トナー供給係数を制御するとトナー付着量が変化してしまうため、現像ロール回転数と、帯電バイアス、現像バイアス、露光量、トナー供給係数の制御量との間の整合が取れないことが懸念される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記した従来の問題点に鑑み、色バランス以外の画像品質低下が発生しない範囲で、多重色の色バランスを安定させる多重色トナープロセス制御を行い、色相方向のズレや色差を低減させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本願発明は、
感光体と、前記感光体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電した感光体の表面を露光することにより静電潜像を形成するための露光手段と、前記静電潜像に対してトナーを付着させて当該感光体の表面にトナー像を形成する現像手段と、を備え、前記感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体上へ転移させることにより、当該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
所定のトナーパターンであるトナー濃度パッチのトナー付着量を検知する画像検知手段が設けられること、
前記トナー濃度パッチの静電潜像に対するトナー付着量が所望のトナー付着量となるような、静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である現像ポテンシャルを得るために、前記画像検知手段により検知されたトナー付着量検知結果に基づいて、帯電バイアスと、露光量及び現像バイアスの少なくとも一方と、を調整する単色トナープロセス制御であって、その調整の際には、前記現像ポテンシャルに対する、非静電潜像部の電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルの比率である地肌ポテンシャル決定係数が目標比率範囲Ａ内にあるように、単色トナーのプロセス制御を行う単色トナープロセス制御が実施されること、及び、
単色トナーの１次色Ｙ、Ｍ、Ｃで前記トナー濃度パッチを形成し、さらに、多重色トナーの２次色Ｒ、Ｇ、Ｂで前記トナー濃度パッチを形成し、その際、当該１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー付着量と、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー付着量を前記画像検知手段により検知し、
トナー付着量と画像濃度との関係に基づくトナー付着量／画像濃度変換テーブルを用いて、前記画像検知手段により検知されたトナー付着量から、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー画像濃度、及び、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー画像濃度を変換・算出し、
さらに、画像濃度と彩度との関係に基づく画像濃度／彩度変換テーブルを用いて、前記トナー付着量／画像濃度変換テーブルにより変換・算出されたトナー画像濃度から、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの彩度、及び、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー彩度を変換・算出し、
当該得られた１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの彩度に関しては、各１次色の彩度Ｃ*、色相Ｈ*の許容範囲を示したａ＊‐ｂ＊平面図に当てはめて、１次色の色味のばらつきが許容範囲内にあるかを確認し、
当該得られた２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれの単色トナー彩度に関しては、２次色トナー濃度パッチの色味が所定範囲内に収まるときの、この２次色トナー濃度パッチに用いる１色目と２色目との彩度の許容範囲を示した多重色彩度許容グラフにそれぞれの単色トナー彩度を当てはめて、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂトナー濃度パッチの色味のばらつきが許容範囲内にあるかを確認し、
２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味が前記多重色彩度許容グラフの許容範囲内にない場合、前記地肌ポテンシャル決定係数を目標比率Ｂ内で増減させて、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成する単色トナーのトナー付着量を調整することによって、当該単色トナーの彩度を許容範囲内にする地肌ポテンシャル決定係数制御を実施し、
この地肌ポテンシャル決定係数制御を実施した際には、再度、変更後の１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、変更後の２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが許容範囲内にあるかを確認し、これら１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが両者共に許容範囲に入るまで、地肌ポテンシャル決定係数制御を行う多重色トナープロセス制御が実施されること、
を特徴とする画像形成装置を提案する。
【０００９】
また、本発明は、前記画像検知手段及び前記トナー付着量／画像濃度変換テーブルを用いて画像濃度を変換・算出する代わりに、前記トナー濃度パッチから直接的に画像濃度を読み取る画像濃度センサを設け、当該画像濃度センサにより、前記トナー濃度パッチの画像濃度を読み取ると好適である。
【００１０】
さらにまた、本発明は、前記画像検知手段、前記トナー付着量／画像濃度変換テーブル、及び、前記画像濃度／彩度変換テーブルを用いて彩度を変換・算出する代わりに、前記トナー濃度パッチから直接的に彩度を読み取る測色計を設け、当該測色計により、前記トナー濃度パッチの彩度を読み取ると好適である。
【００１１】
さらにまた、本発明において、前記単色トナープロセス制御における地肌ポテンシャル決定係数の目標比率Ａは、０．４以上０．４５以下であると好適である。
【００１２】
さらにまた、本発明において、前記多重色トナープロセス制御における地肌ポテンシャル決定係数の目標比率Ｂは、０．３５以上０．４５以下であると好適である。
【００１３】
さらにまた、本発明において、前記多重色トナープロセス制御における彩度の許容範囲は、２次色Ｒの場合、単色Ｙトナー彩度が６４以上７１以下、単色Ｍトナー彩度が４７以上５１以下であり、２次色Ｇの場合、単色Ｙトナー彩度が６４以上７１以下、単色Ｃトナー彩度が４２以上４７以下であり、２次色Ｂの場合、単色Ｍトナー彩度が４７以上５１以下、単色Ｃトナー彩度が４２以上４７以下であると好適である。
【００１４】
さらにまた、本発明において、前記多重色トナープロセス制御が２０回繰り返された場合に、前記１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、前記２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが両者共に許容範囲に入らなくても、当該多重色トナープロセス制御を終了させることを提案する。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本発明によれば、通常行われる単色トナーのプロセス制御に加えて、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとの両者が許容範囲内になるように、地肌ポテンシャル決定係数を制御する多重色プロセス制御が行われるので、色バランス以外の画像品質低下が発生しない範囲で多重色の色バランスを安定させることが可能になり、多重色の色相方向のズレや色差を低減させる事ができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一例としてのプリンタの要部を示した概略断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置要部における画像形成部の概略構成を示した概略断面図である。
【図３】単色トナープロセス制御に関わる制御構成要素の一例を示したブロック図である。
【図４】画像検知手段における光学センサの概略構成を示す概略断面図であり、（ａ）は、ブラック用光学センサの構成を示し、（ｂ）は、他色（カラー）用光学センサの構成を示す。
【図５】ブラック用光学センサ及びカラー用光学センサの配置例を示す説明図である。
【図６】単色トナープロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】高温高湿環境と低温低湿環境の環境下においてトナー階調パターンを形成したときの現像ポテンシャルに対するトナー付着量を実測した結果を示すグラフである。
【図８】帯電電位Ｖｄが９００Ｖ、７００Ｖ、５００Ｖであるそれぞれの場合に、地肌ポテンシャルを変更して１ドット幅の縦線（感光体表面移動方向に対応する方向に延びる線）を画像形成した場合の地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す実験結果のグラフであり、（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルを取り、（ｂ）は、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取ったグラフである。
【図９】帯電電位Ｖｄが９００Ｖ、７００Ｖ、５００Ｖであるそれぞれの場合に、地肌ポテンシャルを変更して１ドット幅の横線（感光体表面移動方向に対して直交する方向に対応する方向に延びる線）を画像形成した場合の地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す実験結果のグラフであり、（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルを取り、（ｂ）は、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取ったグラフである。
【図１０】帯電電位Ｖｄを９００Ｖ、７００Ｖ、５００Ｖであるそれぞれの場合に、地肌ポテンシャルを変更してハーフトーン画像を画像形成した場合の地肌ポテンシャルとハーフトーン濃度との対応関係を示す実験結果のグラフであり、（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルを取り、（ｂ）は、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取ったグラフである。
【図１１】帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸに設定された場合に、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮに設定された場合に、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸと帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮとの間に設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】感光体の感光特性を例示したグラフであり、（ａ）は、高温高湿環境下において、所定回数の作像後におけるレーザダイオード（ＬＤ）の露光パワーと各露光部電位ＶＬとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、低温低湿環境下において、同じ回数の作像後におけるＬＤの露光パワーと各露光部電位ＶＬとの関係を示すグラフである。
【図１５】本発明で用いられる一例としての感光体を用いた画像形成装置における通紙枚数と残留露光部電位Ｖｒとの関係を示すグラフである。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は、３環境（通常環境、低温低湿環境、高温高湿環境）において初期感光体に対する初期時の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフであり、（ｄ）〜（ｆ）は、３環境において初期感光体に対する５０００枚印刷後の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフであり、（ｇ）〜（ｉ）は、３環境において２０００ｋ印刷後の感光体に対する初期時の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフであり、（ｊ）〜（ｌ）は、３環境において２０００ｋ印刷後の感光体に対する５０００枚印刷後の露光量と露光部電位との対応関係を示すグラフである。
【図１７】本実施形態における多重色のトナー付着量を安定させるための多重色トナープロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】多重色に用いるトナー濃度パッチのトナー付着量を検知する方法の例として、２次色Ｒに用いるＹ、Ｍのトナー濃度パッチを、画像検知手段１１０を用いて検知する方法を示した図である。
【図１９】Ｙのトナー濃度パッチのトナー付着量と、画像の反射率に比例するＹの画像濃度との関係を、実験結果に基づいて示したグラフである。
【図２０】Ｙの画像濃度と、Ｙの彩度の関係を実験結果に基づいて示したグラフである。
【図２１】２つのトナーパッチのトナー付着量が同じであったとしても、トナーパッチを形成するトナーのドットの形状がドット高さ、ドット径において異なる場合がある例を説明するための説明図である。
【図２２】１次色Ｙ、Ｍ、Ｃ及び２次色Ｒ、Ｇ、Ｂのａ*‐ｂ*平面図における分布を示した図であり、黒丸は各色の標準のａ*‐ｂ*を示し、白丸で囲まれた範囲は、彩度Ｃ*、色相Ｈ*の許容範囲を示す。
【図２３】多重色である２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきが所定の範囲内に収まる場合における、当該２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを形成するＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれのトナーの彩度の許容範囲を示した多重色彩度許容グラフである。
【図２４】Ｙの地肌ポテンシャル決定係数に対し、Ｙのトナー付着量が変化した結果、算出されるＹの彩度を示す。
【図２５】Ｃの地肌ポテンシャル決定係数に対し、Ｃのトナー付着量が変化した結果、算出されるＣの彩度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明が適用される画像形成装置の一例を、図１及び図２を用いて説明する。ここで、図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例としてのプリンタの要部だけを抽出して描いた概略断面図であり、図２は、図１に示された画像形成装置要部における画像形成部だけを抽出して描いた概略断面図である。なお、以下で詳細に説明するプロセス制御以外の画像形成装置の構成と動作とに関しては、当業者には通常公知のものであるため、図１及び図２を用いて説明される画像形成装置自体の構成と動作については概略で説明する。
【００１８】
図１に示されるフルカラープリンタとしての画像形成装置の要部では、図１に示すように、複数の張架ローラに張架された中間転写ベルト１０１が設けられ、また、その表面に沿って画像形成部１０２Ｙ（イエロー）、１０２Ｍ（マゼンタ）、１０２Ｃ（シアン）、及び、１０２Ｋ（ブラック）が並設されている。また、各画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋによって通常公知の如く形成されたトナー像を、中間転写ベルト１０１上に１次転写するための１次転写装置１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋが、各画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ及び１０２Ｋと中間転写ベルト１０１を挟んで、当該中間転写ベルト１０１の裏面側に対向配置されている。さらにまた、中間転写ベルト１０１上に１次転写されたトナー像を、例えば転写紙などの記録媒体１１２へ転写させるための、２次転写装置としての２次転写ローラ１１１が、中間転写ベルト１０１を張架する張架ローラの一つと、当該中間転写ベルト１０１を挟んで対向配置されている。なお、中間転写ベルト１０１上に転写されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検知手段としての画像検知手段１１０（これについては後述する）も、中間転写ベルト１０１に対向して設けられている。
【００１９】
このような要部構成の画像形成装置における画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの一つの概略断面が図２に示される。図２は、画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの概略構成を示した説明図であるが、各画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの構成は、トナー色を除いて同様のものであるので、以下では、トナー色を示すアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは適宜省略して説明する。
【００２０】
画像形成部１０２に配置される感光体２０２の周りには、感光体表面を帯電させる帯電手段としての帯電装置２０１、書き込み光Ｌにより感光体表面に静電潜像を書き込む露光手段としての書込装置２０３、静電潜像をトナーによって現像する現像手段としての現像装置２０５、感光体上の転写残トナーなどをクリーニングするクリーニング手段としての感光体クリーナ２０９、及び、感光体表面を除電する除電手段としてのイレーズ（除電装置）２０７、電位検知手段としての電位センサ２１０が設けられている。
【００２１】
ここに図示される実施形態の感光体２０２は、感光体表面層にフィラーを含有させた高硬度感光体である。この感光体２０２は、感光体表面層にフィラーを含有しない一般的な感光体と同様に、図１４（ａ）及び（ｂ）に例示したような感光特性、すなわち、露光量の変化に対する露光部電位の変化割合が露光量の増大につれて徐々に小さくなる感光特性をもっている。また、この実施形態の感光体２０２は、図１５に例示したように、残留露光部電位Ｖｒが経時的に徐々に高まる特性をもっている。したがって、本実施形態の感光体は、画像形成時に使用する露光パワーの範囲内における露光パワーと露光部電位ＶＬとの対応関係が経時的に大きく変化するものである。なお、図１４は、感光体の感光特性を例示したグラフであり、（ａ）は、高温高湿環境下において、所定回数の作像後におけるレーザダイオード（ＬＤ）の露光パワーと各露光部電位ＶＬとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、低温低湿環境下において、同じ回数の作像後におけるＬＤの露光パワーと各露光部電位ＶＬとの関係を示すグラフである。また、図１５は、本発明で用いられる一例としての感光体を用いた画像形成装置における通紙枚数と残留露光部電位Ｖｒとの関係を示すグラフである。
【００２２】
図２に示した例における帯電装置２０１は、スコロトロンチャージャからなる非接触式帯電機であり、スコロトロンチャージャのグリッド電圧（帯電バイアス）Ｖｇを目標帯電電位（本実施形態ではマイナス電位）に設定することで、感光体表面の電位をその目標帯電電位にすることができるようになっている。なお、帯電装置２０１は、これに限らず、通常公知の他の非接触式帯電器や、接触式帯電器を用いることもできる。
【００２３】
また、本実施形態の書込装置２０３は、光源としてレーザーダイオード（ＬＤ）を用い、断続的な書き込み光、すなわち繰り返しパルス状の書き込み光Ｌを照射することで、感光体表面上に１ドットごとの静電潜像（１ドット静電潜像）を形成する。本実施形態では、１ドット静電潜像を形成する際の露光時間（単位露光時間）を変更することで、１ドット静電潜像に付着するトナー付着量を制御して階調制御を行うことが可能となっている。この諧調制御の例としては、本実施形態では、最大単位露光時間を基準として１５分割して、１６階調の階調制御が可能とした。なお、それぞれの単位露光時間を、以下「露光デューティ」という。すなわち、本実施形態では、露光デューティを、０（露光しない）〜１５（最大単位露光時間）の１６段階で調整可能となっている。
【００２４】
さらにまた、本実施形態の現像装置２０５は、感光体表面に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラを備えており、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を現像ローラ上に担持させて、感光体表面にトナーを供給するようになっている。現像ローラには、絶対値が露光部電位ＶＬよりも十分に大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも十分に小さい現像バイアスＶｂが印加される。この現像バイアスＶｂの印加により、感光体２０２の表面と現像ローラとが対向する現像領域において、感光体表面上の静電潜像（露光部）に向けてトナーを移動させ、かつ、感光体表面上の非静電潜像（非露光部）にはトナーが移動しないような電界を形成でき、静電潜像をトナーで現像して、可視像化することができる。
【００２５】
このような画像形成部で画像形成を行うときには、まず、感光体２０２の表面が一様に目標帯電電位（本実施形態ではマイナス極性）となるように、帯電装置２０１の作用により感光体２０２の表面を帯電させる。次に、帯電された感光体表面部分に対し、画像データに応じた書き込み光Ｌを書込装置２０３の光源（ＬＤ）から感光体２０２へ出射することで露光し、これにより感光体表面の露光部分を露光部電位ＶＬ（絶対値）にすることにより、感光体表面に静電潜像を形成する。この後、感光体２０２上に形成された静電潜像（本実施形態では露光部分）は、現像装置２０５を通過する際に、この現像装置における現像剤担持体である現像ローラ上に担持されたトナーによってトナー像として現像される。具体的には、現像ローラに対し、絶対値が露光部電位ＶＬよりも大きくかつ帯電電位Ｖｄよりも小さい現像バイアスＶｂを印加して、所定極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーを静電的に静電潜像に付着させることにより現像する。
【００２６】
次に、感光体２０２上に形成されたトナー像は、１次転写装置１０６に所定の１次転写バイアスを印加することにより中間転写ベルト１０１上に１次転写される。中間転写ベルト１０１に転写されずに感光体２０２上に残った転写残トナーは感光体クリーナ２０９で回収される。また、中間転写ベルト１０１上にトナー像を転写した後の感光体表面は、イレーズ２０７により一様に除電光が照射されることにより、非静電潜像部分が除電されて、一様に除電された状態になり、次の画像形成に備えることになる。
【００２７】
このようにして各画像形成部１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋで形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０１の駆動方向上流側から中間転写ベルト上で互いに重なり合うようにタイミングを併せて１次転写され、当該中間転写ベルト１０１上に所望のフルカラートナー像が形成される。その後、中間転写ベルト１０１上に転写された各色トナーにより構成されるフルカラートナー像を、２次転写装置１１１に所定の２次転写バイアスを印加することより、中間転写ベルト１０１から記録媒体１１２へ２次転写し、すなわち記録媒体へ転移させ、このトナー像が転移させられた記録媒体に、図示しない定着装置で熱と圧力とを加えることによって、フルカラートナー像が当該記録媒体１１２に定着され、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００２８】
次に、このように画像を形成する画像形成装置において、出力されるべきトナー画像の安定化を図るために、規定の１ドット静電潜像に対するトナー付着量を安定させるための単色トナープロセス制御について説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するため、帯電バイアスＶｇ、現像バイアスＶｂ及び露光パワー（以下、「ＬＤＰ」という。）を調整する制御を中心に説明するが、本実施形態では、この単色トナープロセス制御中に、書込装置２０３が画像形成時に用いる基準露光量を調整する露光量調整制御が含まれる。ただし、この露光量調整制御を単色トナーのプロセス制御とは別に行ってもよい。
【００２９】
図３は、本実施形態におけるプロセス制御に関わる制御系の構成要素を示すブロック図である。本実施形態の単色トナープロセス制御では、まず、中間転写ベルト１０１上に、所定の条件による通常の画像形成動作により形成されたトナーパターン（トナー像）である複数のトナー濃度パッチ１１３を形成し、このトナー濃度パッチ１１３のトナー付着量を画像検知手段１１０で検出する。この画像検知手段１１０は、光学式反射濃度センサである光学センサ３０１及び３０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ）を備えている。制御部４１では、後述するように、画像検知手段１１０の検出結果に基づき、帯電装置２０１のグリッド電圧（帯電バイアス）Ｖｇ、現像装置２０５の現像バイアスＶｂ及び書込装置２０３のＬＤＰを調整する。
【００３０】
このプロセス制御を実施する際に用いられる光学センサ３０１，３０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ）を、図４を用いて説明する。なお、図４は、画像検知手段１１０における光学センサ３０１、３０２（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の概略構成を示す概略断面図であり、（ａ）は、ブラック用光学センサ３０１の構成を示し、（ｂ）は、他色（カラー；Ｙ，Ｍ，Ｃ）用光学センサ３０２の構成を示している。ブラック用光学センサ３０１は、発光素子３０３と、トナー濃度パッチ１１３や中間転写ベルト１０１の表面からの正反射光を受光する正反射光受光素子３０４とから構成されている。一方、カラートナー用の光学センサ３０２は、発光素子３０３、及び、トナー濃度パッチ１１３や中間転写ベルト１０１の表面からの正反射光を受光する正反射光受光素子３０４のほかに、さらに、トナー濃度パッチ１１３や中間転写ベルト１０１の表面からの拡散反射光を受光する拡散反射光受光素子３０５を有するように構成されている。光学センサ３０１及び光学センサ３０２は、図５に示すように、中間転写ベルト１０１上に複数形成されたトナー濃度パッチ１１３と対向しうる位置にそれぞれ配置されている。制御部４１は、書き込み光Ｌの書き込み開始後、トナー濃度パッチ１１３が光学センサ３０１及び光学センサ３０２との対向位置に到達するタイミングに合わせて、正反射光受光素子３０４や拡散反射光受光素子３０５からの出力電圧を検出し、その検出結果（センサ検知結果）に対してトナー付着量変換処理を行うことにより、各トナー濃度パッチ１１３のトナー付着量を導出する。具体的には、例えば、出力電圧とトナー付着量との対応関係を記述した変換テーブルを予めＲＯＭ４４に記憶させておき、この変換テーブルを用いてトナー付着量を導出する。または、例えば、出力電圧をトナー付着量に変換する変換式を予め求めておき、この変換式を演算することでトナー付着量を導出するようにしてもよい。
【００３１】
次に、本実施形態における単色トナープロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャートを示した図６を用いて、単色トナープロセス制御の処理を説明する。本実施形態においては、転写紙などの記録媒体１１２上に形成される低濃度から高濃度までの画像に対して適切にトナー付着量変換処理を実行できるように、単色トナーのプロセス制御を行う際におけるトナー階調パターンの目標トナー付着量範囲が、０ｍｇ／ｃｍ２付近から０．５ｍｇ／ｃｍ２までの範囲内である場合について説明する。
【００３２】
単色トナープロセス制御においては、画像検知手段１１０の校正や異常検査などの前処理工程を終えた後、まず、現在設定されている帯電バイアスＶｇ０、現像バイアスＶｂ０、露光パワーＬＤＰ０等の画像形成条件（前回のトナープロセス制御で設定された画像形成条件）で、１０階調のトナー濃度パッチ１１３を感光体表面上に形成する（Ｓ１）。そして、このときの帯電電位（非露光部電位）Ｖｄ０を電位センサ２１０で検知する（Ｓ２）。また、これらの１０階調のトナー濃度パッチに付着したトナー付着量を、画像検知手段１１０で検知する（Ｓ３）。そして、上記Ｓ２で検知した帯電電位Ｖｄ０と、上記Ｓ３で検知した検知した１０階調分のトナー付着量とから、現時点における現像γ（ガンマ）を算出する（Ｓ４）。
【００３３】
ここで、図７は、高温高湿環境（３２℃、５４％）と低温低湿環境（１０℃、１５％）の環境下においてトナー階調パターンを形成したときの現像ポテンシャルに対するトナー付着量を実測した結果を示すグラフであり、このグラフでは、横軸に現像ポテンシャルをとり、縦軸にトナー付着量をとっている。現像γとは、このグラフの傾きを示すパラメータであり、現像ポテンシャルとトナー付着量との対応関係を示すパラメータである。なお、現像ポテンシャルとは、感光体上の露光部電位ＶＬと現像バイアスＶｂとの電位差を示すものであり、現像ポテンシャルが大きければ１ドット静電潜像に付着するトナー量が多くなり、画像濃度が高まることになる。また、後述する地肌ポテンシャルとは、感光体上の非露光部電位、すなわち帯電電位Ｖｄと現像バイアスＶｂとの電位差を示すものであり、地肌ポテンシャルが小さすぎると非露光部にトナーが付着してしまう地汚れが発生し、地肌ポテンシャルが大きすぎると現像剤中の磁性キャリアが感光体表面に付着してしまうキャリア付着が発生する。高温高湿環境の場合、本実施形態における目標トナー付着量範囲の最大トナー付着量（目標最大トナー付着量）である０．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー濃度パッチを形成するためには、図７に示されるように、現像ポテンシャルとして３６０Ｖが必要となる。これに対し、低温低湿環境では０．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー濃度パッチを形成するためには、５００Ｖの現像ポテンシャルが必要となる。このように、温度湿度環境の相違によって、０．５ｍｇ／ｃｍ２という同じトナー付着量でトナー濃度パッチ１１３を形成するのに必要な現像ポテンシャルが異なることがわかる。温度湿度環境によって現像ポテンシャルが異なる理由は、例えば、温度湿度環境によりトナーの帯電量が変化することが挙げられる。一般的に高温高湿度環境ではトナーの帯電量が小さくなるため、同じ現像ポテンシャルでもトナー付着量が増加し、反対に低温低湿度環境ではトナーの帯電量が大きくなるためトナー付着量が減少する。
【００３４】
このように、温度湿度環境の変動によっても、目標の画像濃度（目標のトナー付着量）を得るための現像ポテンシャルが変わってくるし、また、温度湿度環境以外の要因でも目標のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルが変わってくることもある。したがって、適当なタイミングで現時点における現像γを確認し、その現像γから目標のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルを求めて、各種画像形成条件（帯電バイアスＶｇ、現像バイアスＶｂ、基準露光量（基準露光パワー、基準露光デューティ））を決定する必要がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、上記Ｓ４で算出した現像γから、目標最大トナー付着量である０．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー付着量を得るための現像ポテンシャルＶｂＬを算出する（Ｓ５）。そして、目標最大トナー付着量を得るべく画像形成するときの現像ポテンシャルが、上記Ｓ５で算出した現像ポテンシャルＶｂＬとなるように、各種画像形成条件を調整する。以下、この調整方法について、さらに図６のフローチャートなどを用いて具体的に説明する。
【００３６】
本実施形態においては、現在設定されている帯電バイアスＶｇ０及び現像バイアスＶｂ０を印加する条件乃至状態の基で、基本露光パワー（ＬＤＰ０）の１．５倍（１５０％）の露光パワーＬＤＰ’で、且つ、露光デューティが１５である最大値で、感光体表面を露光する。そして、これにより形成された静電潜像（露光部）の電位を、残留露光部電位Ｖｒ’として、電位センサ２１０により検知する（Ｓ６）。この残留露光部電位Ｖｒ’は、最終的な残留露光部電位Ｖｒを検知する際に用いる現像バイアスＶｂ’と目標帯電電位Ｖｄ’とを求めるためのものである。
【００３７】
次に、本実施形態においては、上記Ｓ６で検知した残留露光部電位Ｖｒ’から、下記の数式（１）により、このときの暫定的な基準露光部電位ＶＬ０’を算出する（Ｓ７）。なお、基準露光部電位とは、基準露光量（基準露光パワーＬＤＰ、基準露光デューティ）で露光したときの露光部電位である。
ＶＬ０’＝  Ｖｒ’−５０  ・・・（１）
ここで、残留露光部電位Ｖｒ’に−５０Ｖを加算した値を基準露光部電位ＶＬ０’と設定しているのは、一般に、基準露光部電位は、残留露光部電位Ｖｒ’に−５０Ｖを加算した値付近に存在することが経験的に認められるからである。なお、この暫定の基準露光部電位ＶＬ０’と実際の基準露光部電位ＶＬ０との誤差は、後述する補正処理により補正される。
【００３８】
次に、このようにして求めた暫定の基準露光部電位ＶＬ０’から、まず、最終的な残留露光部電位Ｖｒを検知する際に用いるＶｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を、下記の数式（２）により算出する。
Ｖｂ’＝  ＶｂＬ＋ＶＬ０’  ・・・（２）
続いて、上記数式（２）により算出したＶｒ検知用の現像バイアスＶｂ’から、Ｖｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’を、下記の数式（３）により算出する。
Ｖｄ’＝  Ｖｂ’＋Ｖｂｇ  ・・・（３）
ここで、上記数式（３）中の地肌ポテンシャルＶｂｇは、従来は一定値（例えば２００Ｖ）が使用されていたが、後述する理由により、本実施形態では現像ポテンシャルＶｂＬに応じて変更される可変値とした。具体的には、地肌ポテンシャルＶｂｇは下記の数式（４）から算出される（Ｓ８）。
Ｖｂｇ  ＝  ＶｂＬ×α  ・・・（４）
上記数式（４）中のαは、現像ポテンシャルＶｂＬに対する地肌ポテンシャルＶｂｇの好適な比率を示すパラメータであり、以下、地肌ポテンシャル決定係数という。この地肌ポテンシャル決定係数αは、以下の観点から、実験的に求まる値である。
【００３９】
下記の表１は、地肌ポテンシャル決定係数αを求めるための実験条件及び実験結果を示す表である。
【００４０】
【表１】
2012159772.tif 000003
【００４１】
表１に示されるような結果を得るための実験では、前提として、トナー補給を行わないようにした上で、各種画像形成条件は実験中に変更しないようにする。そして、まず、帯電電位Ｖｄが約９００Ｖとなるようにそれぞれ調整する。また、上記表１に示した実験条件のように地肌ポテンシャルを異ならせた状態で、現像バイアスＶｂ及び露光パワーを上記表１に示した実験条件に合わせて設定する。その後、印刷しながら、ベタ画像の画像濃度ＩＤが１．６となるまで強制的にトナー補給を行い、画像濃度ＩＤが１．６となった条件で、１ドット細線の線幅測定用の画像を１枚印刷する。また、１ドット細線の線幅測定用の画像についての感光体表面上におけるトナー像を採取し、トナー付着量を測定する。また、ハーフトーン画像を印刷し、そのハーフトーン濃度を測定する。この実験は、帯電電位Ｖｄが約７００Ｖ、約５００Ｖの場合についても同様に行う。
【００４２】
ここで、図８は、表１に示されるような実験に基づいて、帯電電位Ｖｄが９００Ｖ、７００Ｖ、５００Ｖであるそれぞれの場合に、地肌ポテンシャルを変更して１ドット幅の縦線（感光体表面移動方向に対応する方向に延びる線）を画像形成した場合の地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す上記実験結果のグラフであり、（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルを取り、（ｂ）は、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取ったものである。また、図９は、表１に示されるような実験に基づいて、帯電電位Ｖｄが９００Ｖ、７００Ｖ、５００Ｖであるそれぞれの場合に、地肌ポテンシャルを変更して１ドット幅の横線（感光体表面移動方向に対して直交する方向に対応する方向に延びる線）を画像形成した場合の地肌ポテンシャルと線幅との対応関係を示す上記実験結果のグラフであり、（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルを取り、（ｂ）は、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取ったものである。これら図８及び図９に示されるグラフは、トナー付着量（画像濃度）がすべて目標最大付着量である０．５ｍｇ／ｃｍ２となるように現像γや現像ポテンシャルを調整した状態で、地肌ポテンシャルを変更したものである。
【００４３】
図８（ａ）及び図９（ａ）からわかるように、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整しても、地肌ポテンシャルの違いにより、帯電電位Ｖｄの違いにかかわらず、細線の線幅が異なってくるという画質変化が起きる。これは、地肌ポテンシャルの違いに応じて、露光部における非露光部との境界部分に付着するトナーに対する、非露光部と現像ローラとの間の電界（以下、「地肌部電界」という。）の影響が異なってくるからだと推測される。より詳しくは、トナーを現像ローラ側へ移動させようとする地肌部電界が強くなると、露光部における非露光部との境界部分からトナーを取り除く作用、乃至、その境界部分にトナーを付着させない作用が高まり、その結果、露光部の面積に対するトナー付着面積が小さくなる。この結果が、細線の線幅が狭くなるという画質劣化として顕在化したものと推測される。逆に、トナーを現像ローラ側へ移動させようとする地肌部電界が弱くなると、露光部の面積に対するトナー付着面積が大きくなって、細線の線幅が広くなるという画質劣化として顕在化する。
【００４４】
ここで、図８（ａ）及び図９（ａ）は、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整した際のものであるが、このような調整を行う場合に地肌ポテンシャルが従来のように固定値（例えば、２００Ｖ）であると、帯電電位Ｖｄの違いにより細線の線幅が異なってしまうことがわかる。本実施形態の単色トナープロセス制御でも、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルの調整を行うので、地肌ポテンシャルが固定値であると、細線の線幅が変化する画質変化が生じてしまう。特に、本実施形態では、上述したように残留露光部電位Ｖｒが経時的に徐々に高まる特性をもった感光体を使用しているため、経時的に同じトナー付着量を確保するためには、適切な現像ポテンシャルを確保するために現像バイアスを経時的に徐々に高める必要が生じる。そして、現像バイアスの上昇に伴い、固定値である地肌ポテンシャルを維持すべく、帯電電位Ｖｄが経時的に徐々に高まるように調整されるため、地肌ポテンシャルが固定値であると、経時的に細線の線幅が太くなるという画質劣化が生じる。その一方で、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率をとった図８（ｂ）及び図９（ｂ）を見ると、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整する場合でも、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Ｖｄが異なっていても細線の線幅が変化しないことが理解できる。これは、この比率が一定であれば、露光部における非露光部との境界部分に付着するトナーに対する、露光部と現像ローラとの間の現像電界による影響と、非露光部と現像ローラとの間の地肌部電界による影響とが安定し、その結果、現像ポテンシャルや地肌ポテンシャルが変化しても、露光部の面積に対するトナー付着面積はほとんど変化しないためだと推測される。
【００４５】
以上より、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを確保乃至決定しつつ、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率（地肌ポテンシャル決定係数α）が一定になるように地肌ポテンシャルを調整することで、一定の画像濃度を維持しつつ細線の線幅が変化するという画質変化を抑制できる。
【００４６】
また、図１０は、表１に示されるような実験に基づいて、帯電電位Ｖｄを９００Ｖ、７００Ｖ、５００Ｖであるそれぞれの場合に、地肌ポテンシャルを変更してハーフトーン画像を画像形成した場合の地肌ポテンシャルとハーフトーン濃度との対応関係を示す上記実験結果のグラフであり、（ａ）は、横軸に地肌ポテンシャルを取り、（ｂ）は、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取ったグラフである。この図１０（ａ）は、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整した場合において、地肌ポテンシャルが従来のように固定値（例えば、２００Ｖ）であると、帯電電位Ｖｄの違いによりハーフトーン濃度が異なってしまうことを示している。本実施形態の単色トナープロセス制御でも、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルの調整を行うので、地肌ポテンシャルが固定値であると、ハーフトーン濃度が変化する画質変化が生じてしまう。特に、本実施形態では、残留露光部電位Ｖｒが経時的に徐々に高まる特性をもった感光体を使用しているため、上述したように帯電電位Ｖｄが経時的に徐々に高まるように調整される。そのため、地肌ポテンシャルが固定値であると、経時的にハーフトーン濃度が低下するという画質劣化が生じる。その一方で、横軸に現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を取った図１０（ｂ）を見ると、ベタ画像のトナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを調整する場合に、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が一定であれば、帯電電位Ｖｄが異なっていてもハーフトーン濃度が変化しないことが理解できる。これは、上述した細線の線幅の場合と同様の理由によるものと考えられる。
【００４７】
以上より、トナー付着量が一定となるように現像ポテンシャルを確保乃至決定しつつ、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率（地肌ポテンシャル決定係数α）が一定になるように地肌ポテンシャルを調整することで、一定の画像濃度を維持しつつハーフトーン濃度が変化するという画質変化も抑制できる。そして、上述した実験結果からすれば、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率すなわち地肌ポテンシャル決定係数αは、０．４０〜０．８０の範囲（目標比率範囲Ａ）内、好ましくは０．４０〜０．４５の範囲内であれば、上述した画質変化を良好に抑制できることもわかる。なお、本実施形態では、地肌ポテンシャル決定係数αを０．４に設定するものとする。
【００４８】
このようにして、地肌ポテンシャルＶｂｇは、上記数式（４）により、上記Ｓ５で算出した現像ポテンシャルＶｂＬに地肌ポテンシャル決定係数αを乗じて算出される。しかし、上述したように、地肌ポテンシャルＶｂｇが小さすぎると地汚れが発生し、地肌ポテンシャルＶｂｇが大きすぎるとキャリア付着が発生する。したがって、地汚れやキャリア付着が発生しない範囲から外れた地肌ポテンシャルＶｂｇを設定すると、上述した細線の線幅変化やハーフトーン濃度変化よりも深刻な不具合が生じてしまう。
【００４９】
したがって、本実施形態では、地汚れやキャリア付着が発生しない規定範囲から外れた地肌ポテンシャルＶｂｇが設定されないように、次のような処理を行っている。すなわち、上記数式（４）により算出した地肌ポテンシャルＶｂｇが予め定められた規定範囲の上限値ＶｂｇＭＡＸよりも高い値である場合には、その上限値ＶｂｇＭＡＸを地肌ポテンシャルＶｂｇとして算出し、以後の処理に使用するようにした。また、上記数式（４）により算出した地肌ポテンシャルＶｂｇが予め定められた規定範囲の下限値ＶｂｇＭＩＮよりも低い値である場合には、その下限値ＶｂｇＭＩＮを地肌ポテンシャルＶｂｇとして算出し、以後の処理に使用するようにした。
【００５０】
次に、上記Ｓ７で算出した暫定の基準露光部電位ＶＬ０’から、最終的な残留露光部電位Ｖｒを検知する際に用いるＶｒ検知用現像バイアスＶｂ’（暫定の現像バイアスＶｂ’）を上記数式（２）により算出する（Ｓ９）。また、上記数式（２）により算出したＶｒ検知用現像バイアスＶｂ’と、上記Ｓ８で算出した地肌ポテンシャルＶｂｇとを用いて、上記数式（３）により、Ｖｒ検知用目標帯電電位Ｖｄ’（暫定の目標帯電電位Ｖｄ’）を算出する（Ｓ９）。そして、帯電電位がＶｒ検知用目標帯電電位Ｖｄ’となるように、暫定のＶｒ検知用帯電バイアスＶｇ’を設定する（Ｓ１０）。具体的には、まず、帯電バイアスを予め決められた固定値（本実施形態では、−５５０Ｖ）に設定し、また、現像バイアスも予め決められた固定値（本実施形態では、−３５０Ｖ）に設定した条件下で、感光体表面を帯電させ、このときの帯電電位を電位センサ２１０で検知する。この検知結果が上記Ｓ９で算出した目標帯電電位Ｖｄ’を中心とした目標範囲内（本実施形態では、Ｖｄ’±５Ｖ）であれば、この測定に用いた上記固定値（−５５０Ｖ）をＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’に設定する。一方、この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、帯電バイアスの固定値（−５５０Ｖ）及びその帯電電位検知結果と、単色トナープロセス制御の前処理時に用いた帯電バイアス（本実施形態では−７００Ｖ）及びそのときに電位センサ２１０で検知した帯電電位とを用いて、現時点における帯電バイアスと帯電電位との関係を最小二乗法により１次近似して概略関係式（１次近似式）を求める。そして、この１次近似式から、Ｖｒ検知用の目標帯電電位Ｖｄ’に対応するＶｒ検知用の帯電バイアスを特定する。その後、ここで特定したＶｒ検知用の帯電バイアスを用いて再び感光体表面を帯電させ、このときの帯電電位を電位センサ２１０で検知する。この検知結果が目標範囲内であれば、上記で特定したＶｒ検知用帯電バイアスをＶｒ検知用帯電バイアスＶｇ’に決定する。この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、さらに、このときの測定結果も加えて、さらに帯電バイアスと帯電電位との関係を示す１次近似式を求め、検知結果が目標範囲内に入るまで同様の処理を繰り返す。
【００５１】
ここで、使用する帯電装置２０１は、その仕様等により、設定できる帯電バイアスの範囲に制限がある場合が多い。本実施形態では、帯電バイアスの設定可能範囲は、−４５０Ｖ〜−９００Ｖの範囲に制限される。よって、本実施形態では、上記のように決定したＶｒ検知用帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアスの設定可能範囲の上限値（ＶｇＭＡＸ＝−９００Ｖ）を越える場合には、その上限値ＶｇＭＡＸを帯電バイアスＶｇ’として設定する。一方、上記のように決定したＶｒ検知用の帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアスの設定可能範囲の下限値（ＶｇＭＩＮ＝−４５０Ｖ）を下回る場合には、その下限値ＶｇＭＩＮを帯電バイアスＶｇ’として設定する。
【００５２】
また、上記のように設定したＶｒ検知用帯電バイアスＶｇ’に応じ、地肌ポテンシャルが上記Ｓ８で算出した地肌ポテンシャルＶｂｇとなるように、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’も修正して設定する（Ｓ１０）。このＶｒ検知用現像バイアスＶｂ’の修正処理について、図１１、図１２及び図１３を用いて説明する。なお、図１１は、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸに設定された場合に、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートであり、図１２は、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮに設定された場合に、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートであり、図１３は、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸと帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮとの間に設定された場合に、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を修正するための処理の流れを示すフローチャートである。
【００５３】
まず、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス上限値ＶｇＭＡＸに設定された場合、図１１に示すように、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸに設定されていれば（Ｓ２１のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（５）により求まる値に修正する（Ｓ２２）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ１＝ＶｂｇＭＡＸ−（Ｖｄ’（算出値）−ＶｇＭＡＸ）×β１  ・・・（５）
上記数式（５）中のＶｄ’（算出値）とは、上記Ｓ９で算出したＶｒ検知用目標帯電電位Ｖｄ’であり、上記Ｓ１０で検出した帯電電位Ｖｄ’（検出値）と区別したものである。また、上記数式（５）中のβ１は、帯電バイアスの設定可能範囲内で現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を一定にするための係数であり、通常は地肌ポテンシャル決定係数αと同様の値に設定される。その一方で、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮに設定されていれば（Ｓ２３のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇの修正は行わず（Ｓ２４）、そのまま下限値ＶｂｇＭＩＮとする。また、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとの間に設定されていれば（Ｓ２３のＮｏ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（６）により求まる値に修正する（Ｓ２５）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ２＝Ｖｂｇ−（Ｖｄ’（算出値）−ＶｇＭＡＸ）×β１  ・・・（６）
続いて、このようにして得られた地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮ以下である場合（Ｓ２６のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下限値ＶｂｇＭＩＮに再修正した後（Ｓ２７）、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を下記の数式（７）により求まる値に設定する（Ｓ２８）。
Ｖｂ’＝  ＶｇＭＡＸ−ＶｂｇＭＩＮ  ・・・（７）
他方、このようにして得られた地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとの間である場合（Ｓ２６のＮｏ）、Ｖｒ検知用の現像バイアスＶｂ’を下記の数式（８）により求まる値に設定する（Ｓ２９）。
Ｖｂ’＝  ＶｇＭＡＸ−Ｖｂｇ  ・・・（８）
【００５４】
次に、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアス下限値ＶｇＭＩＮに設定された場合、図１２に示すように、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸに設定されていれば（Ｓ３１のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇの修正は行わず（Ｓ３２）、そのまま上限値ＶｂｇＭＡＸとする。その一方、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮに設定されていれば（Ｓ３３のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（９）により求まる値に修正する（Ｓ３４）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ３＝ＶｂｇＭＩＮ−（Ｖｄ’（算出値）−ＶｇＭＩＮ）×β２  ・・・（９）
上記数式（９）中のβ２は、上記β１と同様、帯電バイアスの設定可能範囲内で現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率を一定にするための係数であり、通常は地肌ポテンシャル決定係数αと同様の値に設定される。また、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとのに設定されていれば（Ｓ３３のＮｏ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１０）により求まる値に修正する（Ｓ３５）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ４＝Ｖｂｇ−（Ｖｄ’（算出値）−ＶｇＭＩＮ）×β２  ・・・（１０）
続いて、このようにして得られた地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸ以上である場合（Ｓ３６のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを上限値ＶｂｇＭＡＸに再修正した後（Ｓ３７）、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を下記の数式（１１）により求まる値に設定する（Ｓ３８）。
Ｖｂ’＝  ＶｇＭＩＮ−ＶｂｇＭＡＸ  ・・・（１１）
他方、このようにして得られた地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとの間である場合（Ｓ３６のＮｏ）、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を下記の数式（１２）により求まる値に設定する（Ｓ３９）。
Ｖｂ’＝  ＶｇＭＩＮ−Ｖｂｇ  ・・・（１２）
【００５５】
次いで、帯電バイアスＶｇ’が帯電バイアスの上限値ＶｇＭＡＸと下限値ＶｇＭＩＮとの間に設定された場合、図１３に示すように、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸに設定されていれば（Ｓ４１のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１３）により求まる値に修正する（Ｓ４２）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ５＝ＶｂｇＭＡＸ−（Ｖｄ’（算出値）−Ｖｄ’（検出値））  ・・・（１３）
その一方、地肌ポテンシャルＶｂｇが下限値ＶｂｇＭＩＮに設定されていれば（Ｓ４３のＹｅｓ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１４）により求まる値に修正する（Ｓ４４）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ６＝ＶｂｇＭＩＮ−（Ｖｄ’（算出値）−Ｖｄ’（検出値））  ・・・（１４）
また、地肌ポテンシャルＶｂｇが上限値ＶｂｇＭＡＸと下限値ＶｂｇＭＩＮとの間に設定されていれば（Ｓ４３のＮｏ）、地肌ポテンシャルＶｂｇを下記の数式（１５）により求まる値に修正する（Ｓ４５）。
Ｖｂｇ＝Ｖｂｇ７＝Ｖｂｇ−（Ｖｄ’（算出値）−Ｖｄ’（検出値））  ・・・（１５）
その後、このようにして得られたＶｂｇに対して、Ｖｒ検知用現像バイアスＶｂ’を下記の数式（１６）により求まる値に設定する（Ｓ４６）。
Ｖｂ’＝  Ｖｄ’（検出値）−Ｖｂｇ  ・・・（１６）
【００５６】
図６のプロセス処理のフローに戻り、次に、以上のように設定したＶｒ検知用の暫定の帯電バイアスＶｇ’及び現像バイアスＶｂ’を用い、上記Ｓ６の場合と同様の方法、具体的には、基本露光パワーＬＤＰ０の１．５倍（１５０％）の露光パワーＬＤＰ’で、かつ、露光デューティを最大値（１５）にして、感光体表面を露光する。そして、これにより形成された静電潜像（露光部）の電位を、最終的な残留露光部電位（検知残留電位）Ｖｒとして、電位センサ２１０により検知する（Ｓ１１）。
【００５７】
その後、本実施形態では、目標帯電電位Ｖｄ’と残留露光部電位Ｖｒとから、露光量の変化に対する感光体表面の露光部電位の変化割合が大きい低露光量領域（例えば、図１４（ａ）及び（ｂ）に示したグラフで言えばおおよそグラフ中央からその左側にわたる領域）に属する調整用露光部電位Ｖｐｌを、下記の数式（１７）により算出する（Ｓ１２）。
Ｖｐｌ  ＝  （Ｖｄ’−Ｖｒ）÷３＋Ｖｒ  ・・・（１７）
そして、ここで新たに検出した残留露光部電位Ｖｒを用いて上記Ｓ７〜Ｓ１０までの処理と同様の処理を行うことにより、暫定の帯電バイアスＶｇ’’及び現像バイアスＶｂ’’を再設定する（Ｓ１３）。
【００５８】
次に、調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワー（プレ基準露光量）を特定する（Ｓ１４）。ただし、本実施形態の調整用露光部電位Ｖｐｌは、おおよそ、基準露光部電位の１／３に相当する付近をとる。そのため、この付近で最適なＶｐｌ用露光パワーを探すために、このときの露光デューティは、基準露光量（露光デューティ＝１５／１５）の１／３である５／１５の露光デューティを用いる。調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワーを特定するにあたり、露光デューティを５／１５に固定したまま、露光パワーを基本露光パワーＬＤＰ０の６０％、８０％、１００％、１２０％、１５０％と順次切り替えて、静電潜像（露光部）を作成する。なお、このときの帯電バイアス及び現像バイアスは、上記Ｓ１３で設定した暫定の帯電バイアスＶｇ’’及び現像バイアスＶｂ’’である。そして、各露光部の電位を電位センサ２１０で検知するとともに、このときの帯電電位Ｖｄも電位センサ２１０で検知する。そして、各露光部に対応する露光パワーと、そのときの帯電電位Ｖｄ及び残留露光部電位Ｖｒとから上記数式（１７）により求まる各調整用露光部電位Ｖｐｌとの対応関係を示す５つのデータ組を算出する。そして、各データ組により、露光パワーと調整用露光部電位Ｖｐｌとの関係を最小二乗法により１次近似して概略関係式（１次近似式）を求め、この１次近似式から、上記Ｓ１２で算出した調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワーを特定する。
【００５９】
その後、ここで特定したＶｐｌ用露光パワー（露光デューティ＝５／１５）を用いて感光体表面を露光し、このときの露光部電位を電位センサ２１０で検知する。この検知結果が目標範囲内（例えば、上記Ｓ１２で算出した調整用露光部電位Ｖｐｌの±３Ｖ以内）であれば、上記で特定したＶｐｌ用露光パワーをそのまま用いる。一方、この検知結果が目標範囲内から外れている場合には、さらに、上記で特定した特定したＶｐｌ用露光パワーを所定の調整値で調整し、この調整したＶｐｌ用露光パワーを用いて感光体表面を再び露光し、このときの露光部電位を電位センサ２１０で検知する処理を、その検知結果が目標範囲内に入るまで繰り返し行う。
【００６０】
このようにして、調整用露光部電位Ｖｐｌを得るためのＶｐｌ用露光パワーを特定したら、次に、このＶｐｌ用露光パワーを、基準露光量の露光デューティである１５／１５露光デューティの露光パワーに換算する（Ｓ１５）。本実施形態では、Ｖｐｌ用露光パワーを特定するために用いた露光デューティが基準露光量の露光デューティ（１５／１５）の１／３であったので、上記Ｓ１４で特定したＶｐｌ用露光パワーを３倍して１５／１５露光デューティの露光パワーに換算する。
【００６１】
次に、このようにして換算して得た換算露光パワーから基準露光パワーを決定する（Ｓ１６）。ここで、本実施形態の条件では、換算露光パワーと基準露光パワーとの関係は、約２／３になることが予め実験等により把握されている。したがって、本実施形態では、換算露光パワーに２／３を乗じて得られる値を基準露光パワーとして決定する。なお、この換算値（本実施形態では２／３）は、実験等により適宜設定される。
【００６２】
以上のようにして基準露光パワーを求めたら、最後に、上記Ｓ７において暫定的に決めた基準露光部電位ＶＬ０’と実際の基準露光部電位ＶＬ０との誤差を補正するための補正処理を行う。具体的には、まず、基準露光量（上記Ｓ１６で決定した基準露光パワー、１５／１５露光デューティ）で静電潜像（露光部）を作成し、その露光部の電位（基準露光部電位ＶＬ０）を電位センサ２１０で検知する（Ｓ１７）。なお、このときの帯電バイアス及び現像バイアスは、上記Ｓ１３で設定した暫定の帯電バイアスＶｇ’’及び現像バイアスＶｂ’’である。このようにして検知した基準露光部電位ＶＬ０と、上記Ｓ７において暫定的に決めた基準露光部電位ＶＬ０’との差分ΔＶＬを算出する（Ｓ１８）。そして、この差分ΔＶＬを補正値とし、上記Ｓ１３で設定した暫定の帯電バイアスＶｇ’’及び現像バイアスＶｂ’’を補正して、最終的な帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂを決定する（Ｓ１９）。したがって、最終的な帯電バイアスＶｇは下記の数式（１８）となり、最終的な現像バイアスＶｂは下記の数式（１９）となる。ただし、補正後の帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂが予め設定されているそれぞれ上下限値を越える場合には、補正前の帯電バイアスＶｇ及び現像バイアスＶｂを最終的な値として用いる。
Ｖｇ  ＝  Ｖｇ’’−ΔＶＬ  ・・・（１８）
Ｖｂ  ＝  Ｖｂ’’−ΔＶＬ  ・・・（１９）
【００６３】
なお、本実施形態の単色トナープロセス制御では、帯電バイアスＶｇが上限値ＶｇＭＡＸを越えて設定されることがないように、現像ポテンシャルと地肌ポテンシャルとの両方を調整している。具体的には、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が地肌ポテンシャル決定係数αに維持されるように調整している。このような調整により、帯電バイアスＶｇが上限値ＶｇＭＡＸを越えて設定されることを防止しつつ、細線の線幅変化やハーフトーン濃度の変化などの画質変化を抑制することができる。ただし、この場合には、現像ポテンシャルが若干低めに設定されることになるため、画像濃度がわずかに低下し、多少の画質変化が起きるおそれがある。よって、画像濃度の維持を優先する場合には、帯電バイアスＶｇが上限値ＶｇＭＡＸを越えた分については地肌ポテンシャルだけ調整してもよい。この場合、現像ポテンシャルに対する地肌ポテンシャルの比率が若干変化するため、細線の線幅変化やハーフトーン濃度の変化などの画質変化がわずかに発生するおそれがあるが、画像濃度の変化は防止できる。以上が、通常の単色のトナー付着量を安定させるための単色トナープロセス制御となる。
【００６４】
しかしながら、背景技術の欄でも述べたように、このままでプロセス制御を終えてしまうと、多重色のトナー付着量を安定させるための多重色プロセス制御を行っていないため、多重色の色バランスが変化してしまい、多重色の色差が大きくなり、色相方向にズレが生じてしまうという問題が残る。そこで、多重色トナーのプロセス制御を、単色トナーのプロセス制御の後に行うようにした。以下で、この多重色トナープロセス制御について説明する。なお、この多重色トナープロセス制御を、単色トナープロセス制御以外に、印刷プロセス中の紙間のプロセス制御時に行うことも可能である。
【００６５】
図１７は、本実施形態における多重色のトナー付着量を安定させるための多重色トナープロセス制御の主要な処理の流れを示すフローチャート図である。本実施形態においては、記録媒体１１２上に形成される低濃度から高濃度までの画像に対して適切にトナー付着量変換処理を実行できるように、多重色トナープロセス制御を行うときのトナー階調パターンの目標トナー付着量範囲が、０ｍｇ／ｃｍ２付近から０．５ｍｇ／ｃｍ２までの範囲内である場合について説明する。
【００６６】
多重色トナープロセス制御においては、単色トナープロセス制御を終えた後、まず、現在設定されている帯電バイアスＶｇ０、現像バイアスＶｂ０、露光パワーＬＤＰ等の画像形成条件（前回の単色トナープロセス制御で設定された画像形成条件）で、１０階調のＹ（イエロー）,Ｍ（マゼンタ）,Ｃ（シアン）のトナー濃度パッチを感光体表面上に形成する。そして、中間転写ベルト１０１に、1次色Ｙ、Ｍ、Ｃ及び２次色Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）及び３次色グレイのトナー濃度パッチを転写して、これらトナー濃度パッチを形成する。（Ｓ５１）。なお、単色トナーを２色ずつ用いる多重色である２次色Ｒ、Ｇ、Ｂには、それぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣが用いられる。３次色グレイはＹ、Ｍ、Ｃが用いられる。
【００６７】
そして、1次色Ｙ、Ｍ、Ｃについて、１０階調のトナー濃度パッチに転写されたトナー付着量を画像検知手段１１０で検知する（Ｓ５２）。検知するタイミングは、発光素子３０３からの照射光を受けた位置に正反射光受光素子３０４や拡散反射光受光素子３０５が達した時である。また、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂについても、Ｙ、Ｍ、Ｃの各トナー像が転写されるタイミングで、それぞれ２次色を構成するトナーのそれぞれのトナー付着量を画像検知手段１１０で検知する（Ｓ５２）。これは、例えば、１色目にＹトナー、２色目にＭトナーをこの順に重ね合わせていく２次色Ｒを転写する場合を例にとれば、図１８に示すように、まず、中間転写ベルト１０１上の１色目の単色トナーＹのトナー付着量を図１８（ａ）のように検知し、次に中間転写ベルト１０１上におけるＹトナー上に重ねられた２色目のＭトナーのトナー付着量を、図１８（ｂ）のように検知する。なお、Ｙトナー像の上に重なったＭトナー像のトナーが、その後画像形成部１０２Ｃ、１０２Ｋを通過する際に、多少もっていかれる逆転写という現象が起こる場合がある。この影響を考慮するために、例えば、２次色Ｒの最上層部に重ねられたトナーＭのトナー付着量を検知するタイミングは、画像形成部１０２Ｋに対応する発光素子３０３、正反射光受光素子３０４、拡散反射光受光素子３０５を用いてもよい。３次色グレイに関しても２次色と同様の制御を行う。なお、１０階調パッチのトナー付着量ばらつきが最も大きいのは、単色、多重色共に入力画像濃度７０％の時である。
【００６８】
次いで、Ｓ５３で、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー濃度パッチに付着したトナー付着量と、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナー付着量とから、これら各トナーの画像濃度を変換・算出するが、これを、図１９に示されたグラフに基づいてＹトナーを代表して説明する。図１９は、Ｙトナーのトナー濃度パッチのトナー付着量と、画像の反射率に比例するＹの画像濃度との関係を、予め実施しておいた実験結果に基づいて示したグラフである（当然ながら、同様のグラフがＭトナー、Ｃトナー用にも用意されている。）。そして、この図１９に示されるようなトナー付着量と画像濃度との関係に基づいたトナー付着量／画像濃度変換テーブルを用いて、Ｓ５２の工程で得られた１０階調のＹトナー濃度パッチに付着したトナー付着量を画像濃度に変換し、算出する（Ｓ５３）。なお、これと同様に、Ｓ５２の工程で得られた１０階調の１次色Ｍ、Ｃの画像濃度と、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナーの画像濃度も、トナー付着量に基づいて変換・算出される（Ｓ５３）。また、図１９に示されるような関係グラフ図に基づいたトナー付着量／画像濃度変換テーブルを用いる代わりに、トナー濃度パッチのトナー濃度を、通常公知の画像濃度センサなどで直接的に測定することで、画像濃度を検知してもよい。
【００６９】
次いで、Ｓ５４で、このように変換・算出された画像濃度から、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナーの彩度を変換・算出するが、これを、図２０に示されたグラフに基づいてＹトナーを代表して説明する。図２０は、Ｙトナーの画像濃度と、Ｙトナーの彩度の関係を、予め実施しておいた実験結果に基づいて示したグラフである（当然ながら、同様のグラフがＭトナー、Ｃトナー用にも用意されている。）。そして、この図２０に示されるような画像濃度と彩度との関係に基づいた画像濃度／彩度変換テーブルを用い、Ｓ５３の工程で得られたＹの画像濃度をＹの彩度に変換し、算出する（Ｓ５４）。なお、これと同様に、Ｓ５３の工程で得られた１０階調の１次色Ｍ、Ｃの彩度と、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナーの彩度も、それぞれの画像濃度に基づいて変換・算出される（Ｓ５４）。また、図１９に示されるような関係グラフ図に基づいたトナー付着量／画像濃度変換テーブルと、図２０に示されるような関係グラフ図に基づいた画像濃度／彩度変換テーブルとを用いる代わりに、トナー濃度パッチの彩度を、通常公知の測色計などで直接的に測定することで、彩度を検知しても良い。
【００７０】
以上のように、彩度を変換・算出する方法としては、（ｉ）トナー濃度パッチ１１３のトナー付着量を画像検知手段１１０で測定し、この測定されたトナー付着量から画像濃度を変換・算出し、さらに、この得られた画像濃度から彩度へ変換するための画像濃度／彩度変換テーブルを用いる方法と、その代わりに、（ｉｉ）トナー濃度パッチ１１３の画像濃度を直接的に画像濃度センサ等で測定し、この測定された画像濃度から彩度へ変換するための画像濃度／彩度変換テーブルを用いる方法と、さらにまた、（ｉｉｉ）トナー濃度パッチの彩度を測色計などで直接的に測定する方法が挙げられる。このように彩度を算出する方法は、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３種類が考えられるが、この中では（ｉｉｉ）が最も好適である。これは、例えば２つのトナーパッチのトナー付着量が同じであったとしても、トナーパッチを形成するトナーのドットの形状がドット高さ、ドット径において異なる場合があるため（図２１参照）、トナー濃度パッチ１１３の画像濃度や彩度を直接に測定した場合と、変換テーブルを用いて変換・算出した場合とでは、異なった結果が出てしまう可能性があるためである。
【００７１】
次に、Ｓ５５で、このようにして得られた１次色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーの彩度と、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣ、のそれぞれの単色トナーの彩度（比率）とが許容範囲内にあるのか否かが確認される。以下、これについて、図２２及び図２３を用いて説明する。
【００７２】
まず、図２２は、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃ及び２次色Ｒ、Ｇ、Ｂのａ*‐ｂ*平面図における分布を示した図であり、黒丸は各トナー色の標準のａ*‐ｂ*を示し、白丸で囲まれた範囲は、彩度Ｃ*、色相Ｈ*の許容範囲を示す。１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの彩度に関しては、上記した方法により得られた彩度を、このａ*‐ｂ*平面図に当てはめ、白丸で囲まれた許容範囲内にあるかを確認する（Ｓ５５）。
【００７３】
次に、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを構成するそれぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれの単色トナー彩度に関しては、それぞれＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれのトナー彩度が所定の許容差範囲内にあるかが確認される（Ｓ５５）。これを、図２３を用いて説明するが、特に２次色Ｇを代表させて、主として当該２次色Ｇについて説明する。
【００７４】
図２３は、多重色である２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきが所定の範囲内に収まる場合における、当該２次色Ｒ、Ｇ、Ｂを形成するＹとＭ、ＹとＣ、ＭとＣのそれぞれのトナーの彩度の許容範囲を示した多重色彩度許容グラフである。図２３において、彩度許容範囲は、ハッチングをかけられたエリア１で示されている。２次色Ｇを例にとって説明すると、このエリア１は、例えば実験を繰り返すなどの別の画像評価にて得られた、２次色Ｇのトナーパッチの色味のばらつきが所定の範囲よりも小さくなるときの、１色目の単色トナーＹのトナー彩度と２色目の単色トナーＣのトナー彩度とを組み合わせた範囲として示されている。なお、図中の全体平均線とは、トナー濃度パッチ２０、４０、７０、１００％毎で全体平均を求め、この４点を通る近似直線のことである。つまり、この彩度許容範囲内（エリア１）にある場合は、２次色Ｇにおける色味乃至色差は所定の範囲よりも小さくなり、色相方向のズレは所定範囲よりも小さくなって、その結果、２次色Ｇの色バランスの変化が許容範囲内に抑えられていることを示す。この図２３に示されるような関係を用いて、Ｓ５４で算出された２次色Ｇを構成する、１色目の単色トナーＹ彩度と２色目の単色トナーＣ彩度をプロットさせる。そして、このプロットされたＹ彩度とＣ彩度が許容範囲内（エリア１）にあるか否かが確認される（Ｓ５５）。なお、２次色Ｒ、Ｂに関しても同様に、それぞれの２次色を構成する単色トナーＹとＭ、ＭとＣの彩度を図２３に示されるグラフにプロットすることで、これら各トナーの彩度が、許容範囲内（エリア１）にあるか否かが確認される（Ｓ５５）。なお、色みのばらつきが許容範囲外であることを示すエリア２及びエリア３に関しては、エリア２はエリア１を除いた全体平均線より上部であり、エリア３はエリア１を除いた全体平均線より下部である。
【００７５】
次いで、Ｓ５５で確認された１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが許容範囲内の場合（Ｓ５５のＹｅｓ）、フィードバックは行われず、そのまま多重色トナープロセス制御は終了する。その一方で、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが許容範囲外（Ｓ５５のＮｏ）の場合、地肌ポテンシャル決定係数制御が行われる（Ｓ５７）。
【００７６】
ここで、Ｓ５７に示された地肌ポテンシャル決定係数制御とは、単色トナープロセス制御にて上述したように、地肌ポテンシャル決定係数を増減させることにより、細線の線幅やハーフトーン濃度を変化させられるという特性を活かし、単色トナーのトナー付着量を調整する事によって、単色トナーパッチの彩度を許容範囲内に抑える制御の事を言う。
【００７７】
以下、２次色Ｇの色味が多重色彩度許容グラフの許容範囲内にない場合を例に挙げて、地肌ポテンシャル決定係数制御について説明する。２次色Ｇを構成するＹ彩度とＣ彩度のプロット点がエリア２にある場合は、Ｙ彩度の割合が大きいことを意味しており、この２色の単色トナーを用いた２次色Ｇは、Ｙに色味がよったＧになっている。そこで、エリア２にあるプロット点をエリア１の範囲内に収まるようにするためには、図２３から明らかなように、Ｙ彩度を下げるか、Ｃ彩度を上げるかすればよい。したがって、Ｙ彩度を下げるために、Ｙのトナー付着量を減らしてＧの色バランスを整える場合は、Ｙの地肌ポテンシャル決定係数を大きくし、逆にＣ彩度を上げるために、Ｃのトナー付着量を増やしてＧの色バランスを整える場合は、Ｃの地肌ポテンシャル決定係数を小さくすればよいことになる。他方、２次色Ｇを構成するＹ彩度とＣ彩度のプロット点がエリア３にある場合は、Ｃ彩度の割合が大きいことを意味しており、この２色の単色トナーを用いた２次色Ｇは、Ｃに色味が寄ったＧになっている。そこで、エリア３にあるプロット点をエリア１の範囲内に収まるようにするためには、図２３から明らかなように、Ｙ彩度を上げるか、Ｃ彩度を下げるかすればよい。したがって、Ｙ彩度を上げるために、Ｙのトナー付着量を増やしてＧの色バランスを整える場合は、Ｙの地肌ポテンシャル決定係数を小さくし、逆にＣ彩度を下げるために、Ｃのトナー付着量を減らしてＧの色バランスを整える場合は、Ｃの地肌ポテンシャル決定係数を大きくすればよいことになる。
【００７８】
図２４は、Ｙトナーの地肌ポテンシャル決定係数に対し、Ｙトナーのトナー付着量が変化した結果、算出されるＹトナーの彩度を示す。図２５は、Ｃの地肌ポテンシャル決定係数に対し、Ｃトナーのトナー付着量が変化した結果、算出されるＣトナーの彩度を示す。このような図２４、図２５の関係を、例えば予め実験等により得ておけば、これらの関係を用いることにより、所望の単色のトナー彩度になるには、地肌ポテンシャル決定係数をどれだけ変化させれば良いかが分かる。ただし、単色トナープロセス制御でも述べた様に、地肌ポテンシャルＶｂｇが小さすぎると地汚れが発生し、地肌ポテンシャルＶｂｇが大きすぎるとキャリア付着が発生する。したがって、地肌ポテンシャル決定係数の値は地汚れやキャリア付着が発生しない範囲（目標比率Ｂ）で０．３５〜０．４５程度に抑えるべきである。なお、２次色Ｒ（レッド）Ｂ（ブルー）も同様に、それぞれＹトナー彩度とＭトナー彩度、Ｍトナー彩度とＣトナー彩度の許容範囲を示すグラフが用いられ、これらのトナーに関しても同様の制御を行うことで、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの多重色トナープロセス制御が実施される。
【００７９】
さらに、この地肌ポテンシャル決定係数制御を実施した際には、再度、Ｓ５１に戻って、変更後の１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、変更後の２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが許容範囲内にあるかが確認され、これら１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが両者共に許容範囲に入るまで、地肌ポテンシャル決定係数制御による多重色トナープロセス制御が実施される。
【００８０】
このように、１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとの両者が許容範囲内になるように、地肌ポテンシャル決定係数制御による多重色トナープロセス制御を、通常行われる単色トナーのプロセス制御に加えて実施することで、色バランス以外の画像品質低下が発生しない範囲で多重色の色バランスを安定させることが可能になり、多重色の色相方向のズレや色差を低減させる事ができる。なお、前記多重色トナープロセス制御が２０回繰り返された場合に、前記１次色Ｙ、Ｍ、Ｃの色味のばらつきと、前記２次色Ｒ、Ｇ、Ｂの色味のばらつきとが両者共に許容範囲に入らなくても、当該多重色トナープロセス制御を強制的に終了させることで、多重色トナープロセス制御の回数の上限を区切ることもできる。
【００８１】
最後に、多重色トナープロセス制御における各トナー彩度の許容範囲の好適な例を挙げておくと、２次色Ｒの場合、単色Ｙトナー彩度が６４以上７１以下、単色Ｍトナー彩度が４７以上５１以下であり、２次色Ｇの場合、単色Ｙトナー彩度が６４以上７１以下、単色Ｃトナー彩度が４２以上４７以下であり、２次色Ｂの場合、単色Ｍトナー彩度が４７以上５１以下、単色Ｃトナー彩度が４２以上４７以下である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本願発明は、基準露光量を調整する事により、画像濃度を調整し、単色や多重色の色味を安定化させるトナープロセス制御機能を備えた、電子写真方式の画像形成装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
４１      制御部
１０１    中間転写ベルト
１０２    画像形成部
１１０    画像検知手段
１１３    トナー濃度パッチ
２０１    帯電装置
２０２    感光体
２０３    書込装置
２０５    現像装置
２１０    電位センサ
３０１    光学センサ
３０２    光学センサ
Ｖｂｇ    地肌ポテンシャル
ＶｂＬ  現像ポテンシャル
Ｖｐｌ  調整用露光部電位
Ｖｒ    残留露光部電位
α      地肌ポテンシャル決定係数
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開平０５−１４７２９号公報
【特許文献２】特開平０７−２７１１３８号公報
【特許文献３】特開２００４−２１２８９３号公報
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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