(57)【要約】【課題】画像濃度調整制御で用いるパッチ数を少なくしつつも良好な階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することを課題とする。【解決手段】目標の画像濃度となるように形成した基準潜像パッチを静電潜像形成手段により潜像担持体の表面に形成し、その基準潜像パッチを現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量を検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う場合において、面積階調制御の最小画素単位である基本ドットマトリクスが周期的に配置され、かつ、基本ドットマトリクス内に、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接している大面積潜像部と、ドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列からなるライン潜像部とを配置した潜像パッチを、上記基準潜像パッチとして使用する。【選択図】図６
2013195888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
該潜像担持体の表面が目標帯電電位となるように該表面を一様に帯電させる帯電手段と、
画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面を露光してドット状の静電潜像であるドット潜像を形成する静電潜像形成手段と、
該潜像担持体の表面上の静電潜像部分又は非静電潜像部分にトナーを静電的に付着させて現像する現像手段と、
該現像手段の現像により該潜像担持体の表面上に形成されたトナー像を、最終的には記録材上に転写させる転写手段と、
１つの基準潜像パッチ又は互いに異なる画像濃度となるように形成した２つ以上の基準潜像パッチを該静電潜像形成手段により該潜像担持体の表面に形成し、該基準潜像パッチを該現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量をトナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う画像濃度調整制御手段とを備えた画像形成装置であって、
上記基準潜像パッチは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接していて露光スポット径よりも大きい大面積潜像部と、ドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列からなるライン潜像部とを配置したものを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体と、
該潜像担持体の表面が目標帯電電位となるように該表面を一様に帯電させる帯電手段と、
画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面を露光してドット状の静電潜像であるドット潜像を形成する静電潜像形成手段と、
該潜像担持体の表面上の静電潜像部分又は非静電潜像部分にトナーを静電的に付着させて現像する現像手段と、
該現像手段の現像により該潜像担持体の表面上に形成されたトナー像を、最終的には記録材上に転写させる転写手段と、
１つの基準潜像パッチ又は互いに異なる画像濃度となるように形成した２つ以上の基準潜像パッチを該静電潜像形成手段により該潜像担持体の表面に形成し、該基準潜像パッチを該現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量をトナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う画像濃度調整制御手段とを備えた画像形成装置であって、
上記基準潜像パッチは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接していて露光スポット径よりも大きい大面積潜像部と、いずれのドット潜像もその周囲の少なくとも一部に他のドット潜像が隣接しない箇所が存在する小面積潜像部とを、ドット潜像１つ分以上離して配置したものを含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記小面積潜像部は、周囲に他のドット潜像が隣接しない孤立ドット潜像であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
上記静電潜像形成手段は、露光時の露光量を２値以上で制御するものであり、
上記小面積潜像部を構成する孤立ドット潜像は、上記静電潜像形成手段が最小の露光量で露光したものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
上記静電潜像形成手段は、露光量を露光時と非露光時の２値で制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
上記基準潜像パッチにおける画像濃度は、画像形成条件の変化量に対する画像濃度の変化量が規定値以上である画像濃度範囲内に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記基準潜像パッチは、上記基本ドットマトリクス内に占めるドット潜像の面積割合が３０％以上５０％未満であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像担持体の表面上にドット状の静電潜像であるドット潜像を形成し、これを現像して得たトナー像を最終的に記録材上に転写して画像形成を行う、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のデジタル画像形成装置においては、潜像担持体の表面上にドット潜像を形成し、例えば反転現像であれば露光された静電潜像部分にトナーが付着し、正規現像であれば露光されていない非静電潜像部分にトナーが付着することで、トナー像が形成される。以下、反転現像を例に挙げて説明する。現像により潜像担持体の静電潜像部分に付着するトナーの量は、静電潜像面積、現像ポテンシャル（現像剤担持体表面と潜像担持体上の静電潜像との電位差）、トナーの帯電量などによって決まる。そして、出力画像上の階調あるいは濃淡は、一般に、基本ドットマトリクス（例えば８×８ドット）当たりのドット潜像の数を制御したり（以下、「面積階調制御」という。）、１ドットのドット潜像に付着するトナーの付着量を制御したり（以下、「濃度階調制御」という。）、これらの制御を組み合わせたりすることにより実現する。具体的には、面積階調制御であれば基本ドットマトリクス当たりのドット潜像の数を多くし、濃度階調制御であれば露光時間を長くすることで、出力画像の高濃度部を実現できる。逆に、面積階調制御であれば基本ドットマトリクス当たりのドット潜像の数を少なくし、濃度階調制御であれば露光時間を短くすることで、出力画像の低濃度部を実現できる。
【０００３】
近年、高画質化によるドット潜像の書込密度（ドット潜像密度）の向上と画像形成速度の向上により、１ドット当たりの光書込時間が短くなってきている。そのため、１ドット当たりの光書込時間を変更することで画像の階調を表現する濃度階調制御では、分解能を上げることが難しく、濃度階調制御により制御できる１ドット当たりの階調数は減少している。例えば、１２００ｄｐｉ〜４８００ｄｐｉのように高密度なドット潜像を形成する高速な画像形成装置においては、濃度階調制御により実現可能な１ドット当たりの階調数はおおよそ４階調以下である。そのため、多段階の階調を再現するためには面積階調制御を採用するのが望ましい。
【０００４】
一方、多くの画像形成装置では、画質維持のため、所定のタイミングで様々な画像濃度調整制御を実行する（例えば特許文献１）。具体的には、例えば、互いに画像濃度が異なるように形成された複数の基準潜像パッチ（静電潜像）を書き込み、各基準潜像パッチの電位を検知する。その後、これらの基準潜像パッチを現像し、その現像後の各パッチ（トナーパッチ）に付着しているトナーの付着量を検知する。そして、検知した潜像電位から求まる現像ポテンシャルとトナー付着量との関係から、所定の濃度指標値（例えば基準画像濃度となる所定のトナー付着量を得るための現像ポテンシャル）を算出し、この濃度指標値に基づいて各種作像条件を調整し、画像濃度を安定させる制御を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
周囲に他のドット潜像が隣接しない孤立ドット潜像を形成する場合、その孤立ドット潜像は、他のドット潜像を形成する書込光による影響を受けにくい。これに対し、周囲を他の隣接するドット潜像によって囲まれているドット潜像を形成する場合、通常、当該ドット潜像には、これを形成する書込光だけでなく、これに隣接するドット潜像を形成する書込光の影響も受ける。具体的には、隣接するドット潜像間の境界部分で各ドット潜像の書込光が重ねて照射される結果、孤立ドット潜像の場合と比較して、当該境界部分への露光量が大きいものとなる。この場合、潜像担持体表面に向けてトナーを移動させる静電的な引力が増大するので、例えば２つの孤立ドット潜像を形成したときのトナー付着量と、隣接する２つのドット潜像を形成したときのトナー付着量とを比較すると、後者の方が前者よりもトナー付着量が多くなる。
【０００６】
面積階調制御においては、基本ドットマトリクス内に配置されるドット潜像のパターンは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接している大面積潜像部と、いずれのドット潜像もその周囲の少なくとも一部に他のドット潜像が隣接しない箇所が存在する小面積潜像部（孤立ドット潜像を含む。）と、ドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列（ライン潜像部）と、に大別することができる。例えば、ドット潜像が縦横格子状に配置される基本ドットマトリクスの場合、大面積潜像部は、縦及び横の両方について隣接ドット潜像数が３ドット以上であって、当該大面積潜像部の縦辺と横辺にはドット潜像が隣接しない箇所に相当する。また、小面積潜像部は、縦又は横のいずれか一方の隣接ドット潜像数が２ドット以下で、当該小面積潜像部の縦辺と横辺にはドット潜像が隣接しない箇所に相当する。また、ライン潜像部は、ドット潜像１つ分の幅をもって縦、横、斜めの方向にドット潜像が隣接する箇所に相当する。
【０００７】
面積階調制御において、低画像濃度部分では、小面積潜像部（孤立ドット潜像を含む。）やライン潜像部の方が大面積潜像部よりも占有率が高いので、画像濃度の変動に対しては小面積潜像部やライン潜像部が支配的となる。一方、高画像濃度部分では、大面積潜像部の方が、小面積潜像部やライン潜像部よりも占有率が高いので、画像濃度の変動に対しては大面積潜像部が支配的となる。
【０００８】
高画像濃度部分において高い階調再現性を得るには、隣接ドット潜像の書込光の重なりの影響が大きい大面積潜像部でトナー付着量が過多とならないように、個々のドット潜像を形成する際の露光量の設定値として小さめのものを用いたり現像ポテンシャルが下がるように現像バイアスや帯電バイアスを設定したりすることが求められる。しかしながら、このような設定値を用いると、隣接ドット潜像の書込光の重なりの影響が小さい小面積潜像部やライン潜像部では、トナー付着量が不足する事態が発生する。この場合、低画像濃度部分において画像濃度が不足し、低画像濃度部分についての階調再現性が得られない。
【０００９】
逆に、低画像濃度部分において高い階調再現性を得るには、隣接ドット潜像の書込光の重なりの影響が小さい小面積潜像部やライン潜像部でトナー付着量が不足しないように、個々のドット潜像を形成する際の露光量の設定値として大きめのものを用いたり現像ポテンシャルが上がるように現像バイアスや帯電バイアスを設定したりすることが求められる。しかしながら、このような設定値を用いると、隣接ドット潜像の書込光の重なりの影響が大きい大面積潜像部では、トナー付着量が過多になる事態が発生する。この場合、高画像濃度部分において画像濃度が過多となり、高画像濃度部分についての階調再現性が得られない。
【００１０】
以上のように、低画像濃度部分についての階調再現性と高画像濃度部分についての階調再現性との関係はトレードオフの関係に近いものである。そのため、大面積潜像部のトナー付着量の過多を許容範囲内に抑制しつつ、かつ、小面積潜像部やライン潜像部のトナー付着量不足を許容範囲内に抑制するような好適な画像形成条件（良好な階調再現性が得られる露光量、現像バイアス、帯電バイアスなどの画像形成条件）の設定値範囲は、非常に狭いものとなる。
【００１１】
このような好適な画像形成条件を見つけだすため、従来は、画像濃度調整制御において、画像濃度調整用の基準潜像パッチの数を増やし、広い画像濃度範囲にわたって多数の基準潜像パッチを形成していた。しかしながら、画像濃度調整制御の時間短縮化に伴い、形成できる基準潜像パッチ数には制限がかかる上、従来の方法では、画像濃度調整制御のたびに多数の基準潜像パッチを形成し、これにトナーを付着させて現像するので、トナー消費量の増大が問題となる。そのため、なるべく少ない数の基準潜像パッチで、良好な階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することが望まれている。
【００１２】
本発明は、以上の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、画像濃度調整制御で用いるパッチ数を少なくしつつも良好な階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することが可能な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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、潜像担持体と、該潜像担持体の表面が目標帯電電位となるように該表面を一様に帯電させる帯電手段と、画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面を露光してドット状の静電潜像であるドット潜像を形成する静電潜像形成手段と、該潜像担持体の表面上の静電潜像部分又は非静電潜像部分にトナーを静電的に付着させて現像する現像手段と、該現像手段の現像により該潜像担持体の表面上に形成されたトナー像を、最終的には記録材上に転写させる転写手段と、１つの基準潜像パッチ又は互いに異なる画像濃度となるように形成した２つ以上の基準潜像パッチを該静電潜像形成手段により該潜像担持体の表面に形成し、該基準潜像パッチを該現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量をトナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う画像濃度調整制御手段とを備えた画像形成装置であって、上記基準潜像パッチは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接していて露光スポット径よりも大きい大面積潜像部と、ドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列からなるライン潜像部とを配置したものを含むことを特徴とする。
また、本発明は、潜像担持体と、該潜像担持体の表面が目標帯電電位となるように該表面を一様に帯電させる帯電手段と、画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面を露光してドット状の静電潜像であるドット潜像を形成する静電潜像形成手段と、該潜像担持体の表面上の静電潜像部分又は非静電潜像部分にトナーを静電的に付着させて現像する現像手段と、該現像手段の現像により該潜像担持体の表面上に形成されたトナー像を、最終的には記録材上に転写させる転写手段と、１つの基準潜像パッチ又は互いに異なる画像濃度となるように形成した２つ以上の基準潜像パッチを該静電潜像形成手段により該潜像担持体の表面に形成し、該基準潜像パッチを該現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量をトナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う画像濃度調整制御手段とを備えた画像形成装置であって、上記基準潜像パッチは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接していて露光スポット径よりも大きい大面積潜像部と、いずれのドット潜像もその周囲の少なくとも一部に他のドット潜像が隣接しない箇所が存在する小面積潜像部とを、ドット潜像１つ分以上離して配置したものを含むことを特徴とする。
【００１４】
本明細書において、「ドット潜像」とは、静電潜像形成手段が潜像担持体の表面に形成し得る最小単位の静電潜像であり、「ドット潜像」の領域は、通常、潜像担持体表面上の露光スポット径よりも小さい。なお、「ドット潜像」の領域の広さは、そのドット潜像を形成するための露光量を変化させることで変更することが可能である。
また、「露光スポット径」とは、潜像担持体表面上の露光中心の強度をＰｍａｘとしたとき、Ｐｍａｘ／ｅ2の強度を示す位置の幅を意味するものとする。
【００１５】
上述したように、面積階調制御においては、画像濃度の変動に対し、低画像濃度部分では大面積潜像部よりも小面積潜像部やライン潜像部の方が支配的であり、高画像濃度部分ではその逆となる。本発明者らは、鋭意研究の結果、単一の基準潜像パッチで、大面積潜像部と、小面積潜像部やライン潜像部との両方について評価できれば、より少ない基準潜像パッチで、良好な階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定できるという知見を得た。
【００１６】
この知見に基づき、本発明では、基準潜像パッチとして、基本ドットマトリクス内に大面積潜像部とライン潜像部又は小面積潜像部とを配置したものを用いている。このような基準潜像パッチを用いることで、トナー付着量検知手段の検知結果から把握される当該基準潜像パッチに対するトナー付着量の変化には、大面積潜像部に対するトナー付着量の変化と、ライン潜像部又は小面積潜像部に対するトナー付着量の変化の両方が含まれる。したがって、この基準潜像パッチに対するトナー付着量が目標値に近づくように画像形成条件を調整すれば、大面積潜像部に対するトナー付着量と、ライン潜像部又は小面積潜像部に対するトナー付着量とを適正化することが可能となる。すなわち、高画像濃度部分の画像濃度変動に対して支配的な大面積潜像部へのトナー付着量と、低画像濃度部分の画像濃度変動に対して支配的なライン潜像部又は小面積潜像部へのトナー付着量の両方を適正化することが可能となる。
【００１７】
従来は、高画像濃度部分用の潜像パッチと低画像濃度部分用の潜像パッチとを用いて、高画像濃度部分及び低画像濃度部分についてのトナー付着量を適正化できる画像形成条件を選定していた。これに対し、本発明によれば、単一の基準潜像パッチによって、高画像濃度部分及び低画像濃度部分についてのトナー付着量を適正化できる画像形成条件を選定することが可能である。したがって、画像濃度調整制御で用いるパッチ数を少なくしても、良好な階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、本発明によれば、画像濃度調整制御で用いるパッチ数を少なくしつつも良好な階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することが可能となるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】個々のドット潜像同士が十分に離れていて、一のドット潜像の書込光の照射領域内に他のドット潜像が含まれない場合の電位ポテンシャルを示す説明図である。
【図３】個々のドット潜像同士が近くに配置されていて、一のドット潜像の書込光の照射領域内に他のドット潜像が含まれる場合の電位ポテンシャルを示す説明図である。
【図４】基本ドットマトリクスに対するドット潜像の占有面積の比率（ドット面積率）と画像濃度との関係の例を示すグラフである。
【図５】ドット面積率ごとに、図４に示した例の中で階調再現性が最も悪かった例と階調再現性が最も良好だった例との画像濃度差をとったものをまとめたグラフである。
【図６】実施形態における基準潜像パッチの基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置パターンの一例を示す説明図である。
【図７】実施形態における基準潜像パッチの基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置パターンの他のを示す説明図である。
【図８】比較例における基準潜像パッチの基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置パターンを示す説明図である。
【図９】図６に示した実施形態に係る配置パターンにおける画像濃度に対する階調再現性と孤立ドット径と相関を説明するための説明図である。
【図１０】図８に示した比較例に係る配置パターンにおける画像濃度に対する階調再現性と孤立ドット径と相関を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態は、タンデム型の画像形成装置への適用例であるが、基準潜像パッチを現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量を検知して画像濃度調整制御を行う画像形成装置であれば、広く適用可能である。
【００２１】
まず、本実施形態の画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置の要部を示す概略構成図である。
本実施形態の画像形成装置は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナー像をそれぞれ個別の画像形成ユニットＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙによって形成する。各画像形成ユニットＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの構成は、使用するトナーの色が異なる点を除いてほぼ同様の構成である。
【００２２】
各像形成ユニットにおいて、潜像担持体である感光体ドラム０１の周囲には、感光体ドラム０１の表面を所定電位に一様な帯電処理を施す帯電装置０２、帯電処理された感光体ドラム０１の表面に静電潜像を形成するための書込光０３を照射する図示しない露光装置と、感光体ドラム０１の表面に形成された静電潜像に帯電トナーを付着させることでトナー像を形成する現像装置０５と、感光体ドラム０１上のトナー像を中間転写体である中間転写ベルト０１３に転写させる転写装置０７と、転写後の感光体ドラム０１上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置０１２とが配置されている。
【００２３】
また、現像装置０５の上部には、内部にトナーを収容した交換可能なトナー補給容器０４が配置されている。本実施形態のトナー補給容器０４は、トナー補給容器０４から排出されるトナーを現像装置０５内へ直接搬送する構成であるが、画像形成装置本体内に補給経路を設け、トナー補給容器０４から排出されるトナーを当該補給経路を介して現像装置０５へ搬送する構成としてもよい。
【００２４】
本実施形態の画像形成は、いわゆるネガポジ方式（感光体ドラムに対して露光した露光部分の電位を低くして当該露光部にトナーを付着させる方式）で行われる例である。本実施形態では、各画像形成ユニットにおいて、感光体ドラム０１の表面を帯電装置０２によって一様にマイナス極性に帯電し、その帯電処理後の感光体ドラム表面に各色の画像情報に応じた書込光０３を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置０５の現像ローラに印加される現像バイアスの作用により感光体ドラム０１上の静電潜像へ現像ローラ上の各色トナーを静電的に付着させ、各色トナー像を形成する。
【００２５】
このようにして形成した各色トナー像は、中間転写ベルト０１３上に互いに重なり合うように転写装置０７によって転写される。一方、感光体ドラム０１から中間転写ベルト０１３へ転写されなかった転写残トナーはクリーニング装置０１２により感光体ドラム表面から除去される。
【００２６】
中間転写ベルト０１３の表面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト０１３の回転により２次転写ローラ０８と対向する２次転写部へと搬送される。２次転写部には、中間転写ベルト０１３上のトナー像が到達するタイミングに合わせて図示しない給紙トレイから記録紙が給送される。そして、２次転写部に転写バイアスを印加することで、２次転写部において中間転写ベルト０１３上のトナー像が記録紙上に転写される。転写後に中間転写ベルト０１３上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置０１６によって除去される。記録紙に転写されたトナー像は、定着装置０９によって記録紙上に溶着され、非図示の排紙口より画像形成装置外部へ排出される。
【００２７】
また、図中符号０１５は、中間転写ベルト０１３上に転移させた後述する画像濃度調整用のトナーパッチ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センサである。このセンサは、発光部から照射した光がトナーパッチで反射した反射光を受光したときの受光量に基づいてトナー付着量を検出するための光学式センサであり、本実施形態では、正反射方式と拡散反射方式とを組み合わせたものを用いている。
【００２８】
また、本実施形態の露光装置は、画像データに基づいて感光体ドラム表面を露光してドット状の静電潜像（ドット潜像）を形成するもので、基本ドットマトリクス（例えば８×８ドット）当たりのドット潜像の数を制御することで画像濃度をコントロールする面積階調制御を実行する。本実施形態は、書込光を点灯／消灯の２値で制御する１ｂｉｔモードを備えている。１ｂｉｔモードでは、感光体ドラム０１に対する露光量は、露光時と非露光時（ゼロ）の２値で制御される。ただし、露光装置の発光源の駆動信号をＰＷＭ制御するなどして、露光時の露光量を２値以上で制御する動作モードを備えていてもよい。以下、１ｂｉｔモードの場合を例に挙げて説明する。
【００２９】
まず、ドット潜像の粗密によってドット潜像部分の画像濃度が異なるメカニズムについて説明する。
図２は、個々のドット潜像同士が十分に離れていて、一のドット潜像の書込光の照射領域内に他のドット潜像が含まれない場合の電位ポテンシャルを示す説明図である。
この場合、書込光０３を照射した後、ドット潜像間に存在する非潜像部の表面電位（非潜像部電位）は、帯電装置０２によって帯電処理した帯電電位（暗電位）と同じ電位に維持される。このとき、現像バイアスと非潜像部電位（暗電位）との差である地肌ポテンシャルが十分に大きい。そのため、この感光体ドラム表面の電位状態は、巨視的に見れば、トナーを感光体ドラムから現像ローラ側へ移動させる静電力が大きく、トナーが現像ローラ側から感光体ドラムへと移動しにくい状態となっている。そのため、ドット潜像に付着するトナーの量は比較的少ないものとなる。
【００３０】
図３は、個々のドット潜像同士が近くに配置されていて、一のドット潜像の書込光の照射領域内に他のドット潜像が含まれる場合の電位ポテンシャルを示す説明図である。
この場合、ドット潜像間に存在する非潜像部には、複数のドット潜像の書込光における周縁部付近の光が重複して照射される。そのため、ドット潜像間に存在する非潜像部の電位は、帯電装置０２によって帯電処理した帯電電位（暗電位）よりも落とされる。その結果、地肌ポテンシャルを十分に大きくとることができなくなり、その感光体ドラム表面の電位状態は、巨視的に見れば、トナーが現像ローラ側から感光体ドラムへと移動しやすい状態となる。よって、ドット潜像に付着するトナーの量は比較的多いものとなる。
【００３１】
すなわち、図３に示したドット潜像の配置例においては、図２に示したドット潜像の配置例と比較して、ドット潜像の数が同じで、かつ、同じ画像形成条件で現像を行ったとしても、ドット潜像に付着するトナー付着量が多くなる。
【００３２】
図４は、基本ドットマトリクスに対するドット潜像の占有面積の比率（ドット面積率）と画像濃度との関係の例を示すグラフである。
理論上は、ドット面積率を増やすと画像濃度が線形的に増える関係となり、両者の関係が線形に近いほど高い階調再現性が得られる。しかしながら、図２及び図３で説明したように、基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置関係によって、ドット潜像に付着するトナー付着量が変わってくる。そのため、実際には、ドット面積率と画像濃度との関係は、図４に示すように、線形の関係から崩れたものとなる。
【００３３】
図４には、画像形成条件（個々のドット潜像形成時の露光量、帯電バイアス、現像バイアスなど）を変更した５つの例を示してある。図４のグラフにおいて、白抜き三角でプロットした例が最も階調再現性の悪い例であり、黒丸でプロットした例が最も階調再現性が良好な例である。図４に示すグラフからわかるように、画像形成条件を変えたときの画像濃度の変動幅は、ドット面積率に応じて変わってくる。すなわち、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）は、ドット面積率ごとに違いがある。
【００３４】
図５は、ドット面積率ごとに、図４に示した例の中で階調再現性が最も悪かった例（白抜き三角プロット）と階調再現性が最も良好だった例（黒丸プロット）との画像濃度差をとったものをまとめたグラフである。
このグラフは、横軸にドット面積率をとり、縦軸に両例間の画像濃度差をとったものである。このグラフの二点差線で囲った領域で、両例の画像濃度差が顕著となっている。すなわち、この領域では、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）が他の領域よりも高い。この領域には、少なくともドット面積率が３０％以上５０％未満の領域が含まれている。よって、ドット面積率が３０％以上５０％未満の領域においては、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）が他の領域よりも高いと言える。
【００３５】
画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）が高い領域は、様々な条件によって多少の変動はあるものの、おおよそドット面積率が３０％以上５０％未満の領域である。なぜなら、この領域に属するドット面積率を得る場合、基本ドットマトリクス内には、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接している大面積潜像部と、いずれのドット潜像もその周囲の少なくとも一部に他のドット潜像が隣接しない箇所が存在する小面積潜像部（孤立ドット潜像を含む。）又はドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列（ライン潜像部）とが、バランスよく併存しているからである。
【００３６】
すなわち、大面積潜像部は、隣接ドット潜像の書込光の重なりが大きく影響するため、標準的な画像形成条件であっても、すでに多くのトナーが付着した状態となっている。そのため、そこからトナー付着量を多くする方向へ画像形成条件を調整しても、すでに多くのトナーが付着している関係で、トナー付着量を大きく増やすことができない。これは、大面積潜像部が支配的である高画像濃度部分、すなわち、図４に示す高ドット面積率（およそ７０％以上）の領域では、画像形成条件の変化に対する画像濃度の変動量が小さいことからも理解される。
【００３７】
しかしながら、小面積潜像部やライン潜像部は、隣接ドット潜像の書込光の重なりの影響が小さいので、標準的な画像形成条件であっても、未だトナー付着量が不足した状態となっている。そのため、標準的な画像形成条件からトナー付着量を多くする方向へ画像形成条件を調整する場合、小面積潜像部やライン潜像部については、トナー付着に対する余裕度が高いので、トナー付着量を大きく増やすことができる。したがって、標準的な画像形成条件からトナー付着量を多くする方向へ画像形成条件を調整する場合には、小面積潜像部やライン潜像部に対するトナー付着量の増大が影響して、画像濃度の変動量を大きくとることができる。
【００３８】
逆に、標準的な画像形成条件からトナー付着量を少なくする方向へ画像形成条件を調整する場合、小面積潜像部やライン潜像部は、標準的な画像形成条件でも、トナー付着量が不足した状態となっている。そのため、標準的な画像形成条件からトナー付着量を少なくする方向へ画像形成条件を調整しても、もともとトナー付着量が少ない状態なので、トナー付着量を大きく減らすことはできない。これは、小面積潜像部やライン潜像部が支配的である低画像濃度部分、すなわち、図４に示す低ドット面積率（およそ１０％以下）の領域では、画像形成条件の変化に対する画像濃度の変動量が小さいことからも理解される。
【００３９】
しかしながら、大面積潜像部は、標準的な画像形成条件において、多くのトナーが付着した状態になっている。そのため、標準的な画像形成条件からトナー付着量を少なくする方向へ画像形成条件を調整する場合には、トナー付着量を大きく減らすことができる。したがって、標準的な画像形成条件からトナー付着量を少なくする方向へ画像形成条件を調整する場合には、大面積潜像部に対するトナー付着量の減少が影響して、画像濃度の変動量を大きくとることができる。
【００４０】
よって、大面積潜像部と小面積潜像部やライン潜像部とがバランスよく併存している場合には、トナー付着量が少ない画像形成条件からトナー付着量が多い画像形成条件までの幅広い範囲にわたって、画像形成条件の変化に対する画像濃度の変動量を大きくとることができ、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）が高いものとなる。
【００４１】
以上のような考察結果より、画像濃度調整用の基準潜像パッチとして、大面積潜像部と小面積潜像部やライン潜像部とがバランスよく併存した潜像パッチを用いれば、その潜像パッチを現像したトナーパッチのトナー付着量（画像濃度）と目標トナー付着量（目標画像濃度）とのズレ量から、現在の画像形成条件と最適な画像形成条件とのズレ量を高感度で把握できることがわかる。本実施形態では、大面積潜像部と小面積潜像部やライン潜像部とがバランスよく併存した潜像パッチを用いて画像濃度調整制御を行うことで、より少ない潜像パッチで、高い階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することを実現している。
【００４２】
図６は、本実施形態における基準潜像パッチの基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置パターンの一例を示す説明図である。
図７は、本実施形態における基準潜像パッチの基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置パターンの他のを示す説明図である。
図８は、比較例における基準潜像パッチの基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置パターンを示す説明図である。
図６から図８中の１マスが１ドットを示し、黒塗りのマスがドット潜像である。図６から図８には、それぞれ４つの基本ドットマトリクスが表示されている。
【００４３】
ここでは、縦横ともに１２００ｄｐｉの解像度で静電潜像を形成し、基本ドットマトリクスが８×８ドットで構成される場合について説明する。本実施形態で想定される書込光のスポット径（ビーム径）は、３０μｍ〜６０μｍの範囲である。１２００ｄｐｉの１ドットは１辺の長さが２１μｍであるため、２×２ドット〜３×３ドット分のサイズが、おおよその書込光スポット径に相当する。
【００４４】
図６から図８は、いずれも同一のドット面積率であるが、基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置が互いに異なっている。
具体的には、図６は、基本ドットマトリクス内に、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接している大面積潜像部（基本ドットマトリクスの左上４×４ドットの部分）と、ドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列からなるライン潜像部（基本ドットマトリクスの右下４×４ドット内に形成されるライン状のドット潜像）とを配置した例である。図７は、基本ドットマトリクス内に、大面積潜像部（基本ドットマトリクスの左上４×４ドットの部分）と、いずれのドット潜像もその周囲の少なくとも一部に他のドット潜像が隣接しない箇所が存在する小面積潜像部（基本ドットマトリクスの右下４×４ドット内に形成される２×２のドット潜像）とを配置した例である。
【００４５】
一方、図８は、基本ドットマトリクス内のドット潜像の配置の一般的な例であり、基本ドットマトリクス内の左上に４×４ドットの部分に大面積潜像部が存在するが、これに２×２のドット潜像が横方向から隣接して１つの大面積潜像部が形成されている。すなわち、図８の例は、基本ドットマトリクス内に大面積潜像部を備えているものの、図６に示すようなライン潜像部や、図７に示すような小面積潜像部は備えていない。
【００４６】
図９は、図６に示した配置パターンにおける画像濃度に対する階調再現性と孤立ドット径と相関を説明するための説明図である。なお、図７に示した配置パターンもほぼ同様の相関を示す。
図１０は、図８に示した配置パターンにおける画像濃度に対する階調再現性と孤立ドット径と相関を説明するための説明図である。
図９及び図１０は、複数の画像形成条件（露光量、現像バイアス、帯電バイアスなど）でそれぞれの配置パターンをもった潜像パッチを現像したトナーパッチを形成し、各トナーパッチのトナー付着量（画像濃度）を横軸にとり、各トナーパッチの階調再現性とドット平均径を縦軸にとったグラフである。
【００４７】
図９及び図１０に示すグラフにおいて、階調再現性を示すパラメータ値は、γリニアリティとも言い、階調出力画像（２５６階調）において、各濃度部の測定明度Ｌ＊と階調段数との相関を求めた時の相関係数などで表される値である。具体的には、縦軸を測定明度Ｌ＊、横軸を階調段数で表したグラフから、最小二乗法により回帰直線を求めた時の値で表すことができる。実際には、２５６階調の段数すべての測定明度を測定せず、いくつかの代表点についての測定結果から求めるのが一般的である。この値が１に近いほど、当該グラフが直線に近いものとなり、階調再現性（γリニアリティ）が良好であることを示す。この値のどこからを階調再現性が良好な範囲の閾値とするかは、個別の機種に要求されるスペックから決まるが、本実施形態では、階調再現性を示すパラメータ値が０．８７以上である範囲を階調再現性が良好な範囲に規定するものとする。
【００４８】
また、図９及び図１０に示すグラフにおいて、ドット平均径は、以下のようにして測定した。
（Ａ）各色トナーパッチをＣＣＤカメラで撮影し、その撮像画像を均等なセルに分割する。
（Ｂ）分割された撮像画像の濃度データを反射率分布に変換する。濃度Ｄｘから反射率Ｒｘへの変換は、関係式（１）によって行うことができる。ここで、添え字「ｘ」は、測定色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）を示すサフィックスである。
Ｄｘ  ＝  −Ｌｏｇ（Ｒｘ）  ・・・（１）
（Ｃ）反射率に変換された撮像画像のヒストグラム（反射率に対する頻度）を算出し、ヒストグラムをもとに２値化のスレッシュレベルＲ５０を決定する。このスレッシュレベルは、測定ノイズを除去できるレベルに設定する。
（Ｄ）決定したスレッシュレベルＲ５０を用いて、分割された撮像画像を２値化する。
（Ｅ）ドット径は、下記の式（２）より得られるので、ドット平均径Ｌａｖｅは以下の式（３）により算出する。ここで、「ｉ」は撮像画像を分割して得た各セルを特定するためのセル番号であり、「Ｌ（ｉ）」はセルｉのドット潜像の直径（相当径）であり、「Ｓ（ｉ）」はセルｉのドット潜像面積（２値化されたドット潜像数×１ドット潜像の面積）であり、「Ｎ」は分割されたセルの数である。
Ｌ（ｉ）  ＝  ２  ×  （Ｓ（ｉ）／π）0.5  ・・・（２）
【数１】
2013195888.tif 000003
【００４９】
ドット径が良好な範囲は、上述した階調再現性の場合と同じく、個別の機種に要求されるスペックから決まる。
【００５０】
図９に示すように、本実施形態に係る潜像パッチにおいて、階調再現性が良好（０．８７以上）で、かつ、画像濃度の変化に対するドット平均径の変化量が緩やかな画像濃度の範囲（ＯＷ）は、ＩＤ＝０．６以上０．７８以下の範囲であり、その範囲の幅は０．１８程度である。これに対し、図１０に示すように、比較例に係る潜像パッチは、階調再現性が良好（０．８７以上）な画像濃度の範囲が狭く、また、画像濃度の変化に対するドット平均径の変化量が急峻である。そのため、階調再現性が良好で、かつ、画像濃度の変化に対するドット平均径の変化量が比較的緩やかな画像濃度の範囲（ＯＷ）は、せいぜい、ＩＤ＝０．５以上０．６以下の範囲であり、その範囲の幅は０．１程度である。
【００５１】
潜像パッチを現像したトナーパッチのトナー付着量の検知には、一般に光学センサが用いられるが、その検出誤差は、通常、画像濃度で言えば０．０５〜０．０８程度の誤差が見込まれる。本実施形態の場合は、検知誤差を見込んでも、トナーパッチの画像濃度がＯＷの範囲内に入るように画像濃度条件を調整することは十分可能である。しかしながら、比較例の場合は、ＯＷの範囲が狭いため、検知誤差を考慮すると、トナーパッチの画像濃度がＯＷの範囲内に入るように画像濃度条件を調整しても、実際の画像濃度がＯＷの範囲外となるような画像濃度条件に調整されるリスクが高い。
【００５２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
感光体ドラム０１等の潜像担持体と、該潜像担持体の表面が目標帯電電位となるように該表面を一様に帯電させる帯電装置０２等の帯電手段と、画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面を露光してドット状の静電潜像であるドット潜像を形成する露光装置等の静電潜像形成手段と、該潜像担持体の表面上の静電潜像部分又は非静電潜像部分にトナーを静電的に付着させて現像する現像装置０５等の現像手段と、該現像手段の現像により該潜像担持体の表面上に形成されたトナー像を、最終的には記録材上に転写させる転写手段と、１つの基準潜像パッチ又は互いに異なる画像濃度となるように形成した２つ以上の基準潜像パッチを該静電潜像形成手段により該潜像担持体の表面に形成し、該基準潜像パッチを該現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量をトナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う画像濃度調整制御手段とを備えた画像形成装置において、上記基準潜像パッチは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接している大面積潜像部と、ドット潜像１つ分の幅をもつドット潜像の列からなるライン潜像部とを配置したものを含むことを特徴とする。
これによれば、大面積潜像部とライン潜像部とが併存した基準潜像パッチを用いて画像濃度調整制御を行うので、上述したとおり、より少ない潜像パッチで、高い階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することができる。
【００５３】
（態様Ｂ）
感光体ドラム０１等の潜像担持体と、該潜像担持体の表面が目標帯電電位となるように該表面を一様に帯電させる帯電装置０２等の帯電手段と、画像データに基づいて、該帯電手段により帯電された該潜像担持体の表面を露光してドット状の静電潜像であるドット潜像を形成する露光装置等の静電潜像形成手段と、該潜像担持体の表面上の静電潜像部分又は非静電潜像部分にトナーを静電的に付着させて現像する現像装置０５等の現像手段と、該現像手段の現像により該潜像担持体の表面上に形成されたトナー像を、最終的には記録材上に転写させる転写手段と、１つの基準潜像パッチ又は互いに異なる画像濃度となるように形成した２つ以上の基準潜像パッチを該静電潜像形成手段により該潜像担持体の表面に形成し、該基準潜像パッチを該現像手段により現像して得た基準トナーパッチのトナー付着量をトナー付着量検知手段により検知し、その検知結果に基づいて画像濃度調整制御を行う画像濃度調整制御手段とを備えた画像形成装置において、上記基準潜像パッチは、少なくとも１つのドット潜像の周囲に他のドット潜像が隣接している大面積潜像部と、いずれのドット潜像もその周囲の少なくとも一部に他のドット潜像が隣接しない箇所が存在する小面積潜像部とを、ドット潜像１つ分以上離して配置したものを含むことを特徴とする。
これによれば、大面積潜像部とライン潜像部とが併存した基準潜像パッチを用いて画像濃度調整制御を行うので、上述したとおり、より少ない潜像パッチで、高い階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定することができる。
【００５４】
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、上記小面積潜像部は、周囲に他のドット潜像が隣接しない孤立ドット潜像であることを特徴とする。
これによれば、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）をより高めることができ、高い階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定しやすくなる。
【００５５】
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、上記静電潜像形成手段は、露光時の露光量を２値以上で制御するものであり、上記小面積潜像部を構成する孤立ドット潜像は、上記静電潜像形成手段が最小の露光量で露光したものであることを特徴とする。
これによれば、露光時の露光量を２値以上で制御する場合において、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）をより高めることができ、高い階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定しやすくなる。
【００５６】
（態様Ｅ）
上記態様Ａ〜上記態様Ｃのいずれかの態様において、上記静電潜像形成手段は、露光量を露光時と非露光時の２値で制御するものであることを特徴とする。
露光量を露光時と非露光時の２値で制御する場合、露光時の露光量を２値以上で制御する場合よりも、良好な階調再現性を得ることが難しいので、高い階調再現性が得られる好適な画像形成条件を選定できる効果がより有益となる。
【００５７】
（態様Ｆ）
上記態様Ａ〜上記態様Ｅのいずれかの態様において、上記基準潜像パッチにおける画像濃度は、画像形成条件の変化量に対する画像濃度の変化量が規定値以上である画像濃度範囲内に設定されていることを特徴とする。
これによれば、大面積潜像部と、ライン潜像部や小面積潜像部とがバランスよく併存することになり、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）を高いものとすることができる。
【００５８】
（態様Ｇ）
上記態様Ｆにおいて、上記基準潜像パッチは、上記基本ドットマトリクス内に占めるドット潜像の面積割合が３０％以上５０％未満であることを特徴とする。
これによれば、大面積潜像部と、ライン潜像部や小面積潜像部とがバランスよく併存することになり、画像形成条件の変化が画像濃度へ与える影響度合い（感度）を高いものとすることができる。
【符号の説明】
【００５９】
０１  感光体ドラム
０２  帯電装置
０３  書込光
０５  現像装置
０９  定着装置
０１３  中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２０００−３９７４８号公報
【図１】
2013195888.tif 000004
【図２】
2013195888.tif 000005
【図３】
2013195888.tif 000006
【図４】
2013195888.tif 000007
【図５】
2013195888.tif 000008
【図６】
2013195888.tif 000009
【図７】
2013195888.tif 000010
【図８】
2013195888.tif 000011
【図９】
2013195888.tif 000012
【図１０】
2013195888.tif 000013