(57)【要約】【課題】画像部濃度を簡単・高精度に調整すると共に地汚れを防止する画像形成装置及び画像形成システムを提供する。【解決手段】画像形成装置の制御装置が以下の制御を行う。すなわち、帯電装置により感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電する。この複数の帯電電位の領域毎に、露光装置により所定の静電潜像を有する第１のパッチ部と、静電潜像を有しない非パッチ部を形成する。現像装置による現像後の、第１のパッチ部のトナー付着量と、非パッチ部のトナー付着量を、トナー付着量検知装置でそれぞれ検知する。当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、帯電装置で使用する帯電条件と、露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックする。【選択図】図１１
2016099418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する感光体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記感光体の表面を部分的に露光することで静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体上にトナーを付着させる現像装置と、
前記現像装置により前記感光体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
前記感光体上のトナー付着量、又は、前記感光体上トナーが転写媒体上に転写された後の当該転写媒体上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知装置と、
前記帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、及びトナー付着量検知装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記帯電装置により前記感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、
当該複数の帯電電位の領域毎に、前記露光装置により所定の静電潜像を有する第１のパッチ部と、静電潜像を有しない非パッチ部を形成し、
前記現像装置による現像後の、前記第１のパッチ部のトナー付着量と、前記非パッチ部のトナー付着量を、前記トナー付着量検知装置でそれぞれ検知し、
当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記帯電装置で使用する帯電条件と、前記露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、前記第１のパッチ部と非パッチ部を前記感光体の周方向に交互に形成すると共に、前記トナー付着量検知装置で検知する前記第１のパッチ部及び前記非パッチ部の周方向長さを同じにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、前記第１のパッチ部と非パッチ部を前記感光体の周方向に交互に形成すると共に、前記トナー付着量検知装置で検知する前記第１のパッチ部の周方向長さに対して、前記非パッチ部の周方向長さを短くしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項の画像形成装置において、前記第１のパッチ部を現像して得られるトナーパッチは、当該トナーパッチ全体の面積に対して、トナーが付着している面積が１０％から６０％のハーフトーン画像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から４のいずれか１項の画像形成装置において、前記制御装置は、前記帯電条件及び露光条件をチェックする前に、
前記帯電装置により前記感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、
当該複数の帯電電位の領域毎に前記露光装置により所定の静電潜像を有する第２のパッチ部を形成し、
当該第２のパッチ部を前記現像装置によって異なる複数の現像条件によってそれぞれ現像し、当該現像後の前記第２のパッチ部のトナー付着量を前記トナー付着量検知装置で検知し、
当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記現像装置で使用する現像条件をチェックする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、前記現像条件が現像バイアスを含み、前記第２のパッチ部を現像して得られるトナーパッチは、当該トナーパッチ全体にトナーが付着しているベタ画像であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置が、画像形成装置周囲の温度と湿度を検知する環境検知装置を有し、前記制御装置は、
前記複数の帯電電位において、帯電電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルを、前記環境検知装置で検知された温度と湿度により、異なる値に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６の画像形成装置が、前記現像装置の使用量を検知する現像使用量検知装置を有し、前記制御装置は、
前記複数の帯電電位において、帯電電位と現像バイアスとの差である地肌ポテンシャルを、前記現像使用量検知装置で検知された使用量により、異なる値に設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７の画像形成装置において、前記制御装置は、
前記地肌ポテンシャルの設定値を、前記環境検知装置により検知された温度と湿度が高温高湿の場合は相対的に低く、低温低湿の場合は相対的に高く、それぞれ設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８の画像形成装置において、前記制御装置は、
前記地肌ポテンシャルの設定値を、前記現像使用量検知装置により検知された使用量が少ない場合は相対的に高く、多い場合は相対的に低く、それぞれ設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
回転する感光体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記感光体の表面をＬＥＤアレイにより部分的に露光することで静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体上にトナーを付着させる現像装置と、
前記現像装置により前記感光体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
前記感光体上のトナー付着量、又は、前記感光体上トナーが転写媒体上に転写された後の当該転写媒体上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知装置と、
前記帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、及びトナー付着量検知装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記帯電装置により前記感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、
当該複数の帯電電位の領域毎に前記露光装置によるベタの静電潜像を有する第２のパッチ部を形成し、
当該第２のパッチ部を前記現像装置によって異なる複数の現像条件によってそれぞれ現像し、当該現像後の前記第２のパッチ部のトナー付着量を前記トナー付着量検知装置で検知し、
当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記現像装置で使用する現像条件をチェックし、その後、
前記帯電装置により前記感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、
当該複数の帯電電位の領域毎に、前記露光装置によるハーフトーンの静電潜像を有する第１のパッチ部と、静電潜像を有しない非パッチ部を形成し、
前記現像装置による現像後の、前記第１のパッチ部のトナー付着量と、前記非パッチ部のトナー付着量を、前記トナー付着量検知装置でそれぞれ検知し、
当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記帯電装置で使用する帯電条件と、前記露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックし、
前記非パッチ部のトナー付着量が所定量以下となる帯電電位で前記帯電装置を作動させ、
当該帯電電位で前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量となる場合は、当該第１のパッチ部の形成に使用した露光時間で前記露光装置を作動させ、
当該帯電電位で前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量未満となる場合は、当該第１のパッチ部の形成に使用した露光時間を所定時間延長して前記露光装置を作動させ、
当該帯電電位で前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量より多くなる場合は、当該第１のパッチ部の形成に使用した露光時間を所定時間減少して前記露光装置を作動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
（ＬＥＤアレイの露光時間と出射光量を制御）
請求項１１の画像形成装置において、前記制御装置は、
前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量未満となる場合であって、当該第１のパッチ部の形成に使用した露光時間を所定時間延長しても、前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量に到達しない場合は、前記ＬＥＤアレイの出射光量を所定量増大させて前記露光装置を作動させ、
前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量より多くなる場合であって、当該第１のパッチ部の形成に使用した露光時間を所定時間減少しても、前記第１のパッチ部のトナー付着量が所定量まで低下しない場合は、前記ＬＥＤアレイの出射光量を所定量減少させて前記露光装置を作動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記帯電装置、露光装置及び現像装置を有する作像ユニットが、転写ベルトに沿って複数配置されてなるタンデム式画像形成装置であって、
前記現像装置により前記感光体上に形成されたトナー像を、前記転写ベルトに転写する転写装置と、
前記転写ベルト上に転写された後の当該転写ベルト上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知装置と、
前記作像ユニット、転写ベルト、転写装置、及びトナー付着量検知装置を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記複数の作像ユニットの相互間距離の範囲内で、前記作像ユニットで現像した複数の第１のパッチ部又は第２のパッチ部を前記転写ベルト上に転写することを特徴とするタンデム式画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３のタンデム式画像形成装置において、前記制御装置が、前記作像ユニットの感光体から前記転写ベルトに、前記第１のパッチ部のトナーパッチ又は前記第２のパッチ部のトナーパッチを、前記転写ベルトの幅方向に位置を異ならせて少なくとも２色ずつ形成することを特徴とするタンデム式画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４のタンデム式画像形成装置において、前記制御装置が、前記作像ユニットの感光体から前記転写ベルトに、前記第１のパッチ部の非パッチ部を少なくとも２色重ねて転写ベルト上に形成することを特徴とするタンデム式画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項の画像形成装置において、前記露光装置の露光条件のチェックのために前記露光装置で前記第１のパッチ部を形成する際に使用する露光条件は、前回のチェックにおいてチェックされ適正と判断された露光条件であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項の画像形成装置において、前記制御装置は、現像条件、帯電条件及び露光条件のいずれかにより、前記トナー付着量検知装置で所定のトナー付着量が検知されない場合、当該不検知を装置の異常として記録することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項の画像形成装置において、前記制御装置は、前記複数の帯電電位の領域毎に形成した前記第１のパッチ部と前記非パッチ部の各トナー付着量を、前記トナー付着量検知装置ですべて検知し記憶した後に、前記帯電装置で使用する帯電条件と、前記露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
回転する感光体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記感光体の表面を部分的に露光することで静電潜像を形成する露光装置と、
前記感光体上にトナーを付着させる現像装置と、
前記現像装置により前記感光体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
前記転写媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置と、
前記感光体上のトナー付着量、又は、前記感光体上トナーが転写媒体上に転写された後の当該転写媒体上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知装置を有する画像形成装置と、
前記画像形成装置とネットワークを介して接続され、前記帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置及びトナー付着量検知装置をネットワークを介して制御する情報処理端末とを有する画像形成システムにおいて、
前記情報処理端末は、
前記帯電装置により前記感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、
当該複数の帯電電位の領域毎に、前記露光装置により所定の静電潜像を有する第１のパッチ部と、静電潜像を有しない非パッチ部を形成し、
前記現像装置による現像後の、前記第１のパッチ部のトナー付着量と、前記非パッチ部のトナー付着量を、前記トナー付着量検知装置でそれぞれ検知し、
当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記帯電装置で使用する帯電条件と、前記露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックすることを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及び画像形成システムに関し、特に電子写真方式を使用した複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などの画像形成装置と画像形成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にこの種の画像形成装置では、画像形成に関わる感光体、現像ローラ、トナー等の個体差や使用環境（印刷環境、印刷頻度、サプライ品の交換頻度等）に起因して、感光体、現像ローラ、トナー等の特性が大きく変化する。特に接触一成分現像方式においては、現像ローラにゴム部材を使用し、またトナーを摩擦帯電させることが多いため当該変化が著しい。
【０００３】
そして当該特性の変化によりトナー付着量の変動が発生し、これにより画像の濃度変動が発生する。その結果、トナー消費量の増加や画像汚れを招いてしまうことがある。この濃度変動を防止するため、従来から、帯電バイアス、現像バイアス及び露光時間等の作像条件を適宜調整して、画像濃度を安定化させる技術が数多く提案されている。
【０００４】
これらの技術は、いずれも、機内の転写ベルト上にトナーパッチを形成し、当該トナーパッチをトナー付着量検知装置で読み取り、これによりトナー付着量を検知する。そして、検知した濃度に応じて、その濃度変動を打ち消すように、前記作像条件を適宜調整するものである。
【０００５】
これにより、トナー付着量が安定し、印刷物の画像濃度の安定性が向上する。これら一連の画像調整動作は、画像調整のために試し印刷をすることなく、すべて画像形成装置の機内で自動で行われる。
【０００６】
前述した作像条件調整方法の一例は、例えば特許文献１（特開２００１−１００４７１号公報）に開示されている。この特許文献１の作像条件調整方法は、帯電バイアスを固定した状態で現像バイアスを変化させながら、ベタ画像からなる複数の第１パッチ画像を順次形成する。そして、それら第１パッチ画像の濃度を測定し、その測定結果に基づいて最適現像バイアスを決定する。
【０００７】
続いて、現像バイアスを最適現像バイアスに固定した状態で帯電バイアスを変化させながら、ハーフトーン画像からなる複数の第２パッチ画像を順次形成する。そして、それら第２パッチ画像の濃度を測定し、その測定結果に基づいて最適帯電バイアスを決定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の作像条件調整方法は、非画像部の濃度を考慮していない。このため、地汚れを有効に防止することができないという課題があった。
【０００９】
本発明は、画像部濃度を簡単・高精度に調整すると共に地汚れを防止することができる画像形成装置及び画像形成システム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】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、回転する感光体の表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体の表面を部分的に露光することで静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体上にトナーを付着させる現像装置と、  前記現像装置により前記感光体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、前記感光体上のトナー付着量、又は、前記感光体上トナーが転写媒体上に転写された後の当該転写媒体上のトナー付着量を検知するトナー付着量検知装置と、前記帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置及びトナー付着量検知装置を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記帯電装置により前記感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、当該複数の帯電電位の領域毎に、前記露光装置により所定の静電潜像を有する第１のパッチ部と、静電潜像を有しない非パッチ部を形成し、前記現像装置による現像後の、前記第１のパッチ部のトナー付着量と、前記非パッチ部のトナー付着量を、前記トナー付着量検知装置でそれぞれ検知し、当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記帯電装置で使用する帯電条件と、前記露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックすることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は以上のように、感光体の表面を周方向に異なる複数の帯電電位に帯電し、当該複数の帯電電位の領域毎に、前記露光装置により所定の静電潜像を有する第１のパッチ部と、静電潜像を有しない非パッチ部を形成し、前記現像装置による現像後の、前記第１のパッチ部のトナー付着量と、前記非パッチ部のトナー付着量を、前記トナー付着量検知装置でそれぞれ検知し、当該トナー付着量検知装置の検知結果に基いて、前記帯電装置で使用する帯電条件と、前記露光装置で使用する露光条件を、それぞれチェックする。したがって、帯電条件のチェックによる地汚れ防止と、露光条件のチェックによる画像濃度適正化を、簡単・高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成図である。
【図１Ｂ】本発明の別の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成図である。
【図２】トナー付着量検知装置の配置状態を示す斜視図である。
【図３】トナー付着量検知装置の構造を示す断面図である。
【図４】制御装置のブロック図である。
【図５】制御装置による作像条件のチェックのフロー図である。
【図６】現像バイアスをチェックするフロー図である。
【図７Ａ】感光体周方向の画像部電位、非画像部電位及びそれに対応する現像バイアスを表す図である。
【図７Ｂ】感光体周方向の現像ポテンシャルとベタパッチ画像を表す図である。
【図７Ｃ】現像ポテンシャルと画像濃度の関係を表した図である。
【図８】帯電条件と露光条件のチェックをする際のハーフトーンパッチ部と非パッチ部を示す斜視図である。
【図９】帯電条件と露光条件チェックの際の非画像部電位とパッチ部の画像濃度の関係を表した図である。
【図１０】ハーフトーンの静電潜像パッチ部の例を示す網点パッチ図である。
【図１１】帯電バイアスおよび露光条件をチェックするフロー図である。
【図１２】ハーフトーンパッチ部と非パッチ部の電位，現像バイアス，現像ポテンシャル，パッチおよび非パッチ部の濃度を示す図である。
【図１３】非パッチ部濃度と非パッチ部電位の相関グラフである。
【図１４】パッチ部を２列で形成した状態を示す斜視図である。
【図１５】露光条件をチェックするフロー図である。
【図１６Ａ】露光時間と画像濃度の関係を表した図である。
【図１６Ｂ】ＬＥＤアレイの出射光量と画像濃度の関係を表した図である。
【図１７】画像形成システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（画像形成装置としてのカラープリンタの概略）
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。まず、図１Ａ、図１Ｂを参照して、画像形成装置１００としてのカラープリンタの概略について説明し、その後、画像形成装置１００のトナー付着量検知による作像条件（現像バイアス、帯電バイアス及び露光パワー）の調整について説明する。
【００１４】
なお、各図中で同一又は相当する部分には同一の参照符号を付することでその重複説明を適宜簡略化乃至省略することとする。また、各部品の参照番号の後のａ〜ｄの添字は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを示すものとする。但し、各色の区別が不要な場合はａ〜ｄの添字を省略して参照番号のみを記載することとする。
【００１５】
図１Ａと図１Ｂは、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す図である。この画像形成装置１００は、一般的なタンデム方式のカラー画像形成装置である。
【００１６】
作像ユニットとして、モノクロ用のブラックと、カラー用の３色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー）の各プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄが、画像形成装置本体に着脱自在に装着されている。プロセスユニット１０２は並列に４個配設されている。フルカラー画像形成時は、一次転写媒体としての中間転写ベルト１２０（以下、転写ベルト１２０と略す）上に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で可視像を形成する。
【００１７】
その他、画像形成装置本体内には、露光装置１０３ａ〜１０３ｄ、一次転写用の転写ローラ１０１ａ〜１０１ｄ、給紙トレイ１０４、定着装置１０６などが配設されている。
【００１８】
プロセスユニット１０２が画像形成装置本体の所定の位置にセットされ、感光体１０８ａ〜１０８ｄは、円筒形の感光体ドラムであり、例えば線速５０ｍｍ／ｓで回転する。感光体１０８の表面には帯電装置であるローラ形状の帯電装置１１０ａ〜１１０ｄが圧接されており、当該帯電装置１１０は感光体１０８の回転により従動回転する。
【００１９】
帯電装置１１０に対して、図示しない高圧電源により直流あるいは直流に交流が重畳されたバイアスが印加される。これにより、感光体１０８がほぼ均一な表面電位に一様に帯電される。
【００２０】
続いて感光体１０８は潜像を形成する露光装置１０３により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。現像装置１１１ａ〜１１１ｄは１成分接触現像器であり、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、感光体１０８の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像装置１１１には１成分トナーが収納される。
【００２１】
感光体１０８に対向配置される転写ローラ１０１に、図示しない各色独立の高圧電源から供給される所定の転写バイアスを印加させることで転写電界を形成する。図１Ｂにおいては、感光体１０８上の各色の可視像としてのトナー像を、転写ベルト１２０上において搬送される転写材としての用紙Ｐに順次転移させることで、フルカラー画像が形成される。
【００２２】
図１Ａにおいては、転写ベルト１２０上に感光体１０８上の各色可視像としてのトナー像を一旦転写重畳してカラー画像を作成し、これを二次転写用の二次転写ローラ１２５に印加した転写電圧により、用紙Ｐに転写してフルカラー画像を形成する。当該フルカラー画像は、その後、定着装置１０６によって熱と圧力により用紙Ｐに定着された後に排紙される。
【００２３】
また、転写後に感光体１０８上に残留した転写残トナーは、クリーニング装置１２７ａ〜ｄによって回収され廃棄される。なお、クリーニング装置１２７としては種々公知のクリーニング装置を採用可能である。また、クリーニング装置１２７は実質的に感光体１０８上に残留した転写残トナーを除去可能であればよく、例えば現像装置１１１で転写残トナーを回収するクリーナレス方式を採用してもよい。
【００２４】
二次転写媒体である用紙Ｐは給紙トレイ１０４に保持されている。当該用紙Ｐは、給紙ローラ１０５によって、レジストローラ対１０７まで搬送され、図１Ａにおいては、テンションローラ１２１と二次転写ローラ１２５との間の転写ニップ部に画像が来るタイミングで用紙Ｐが搬送される。また図１Ｂにおいては、感光体１０８上のトナー像先端部が転写部に到達するタイミングに合わせて給紙ローラ１０５によって給紙され、転写ベルト１２０上を搬送されていく。
【００２５】
転写ベルト１２０は、駆動ローラ１２２、転写ローラ１０１、テンションローラ１２１にて張架されており、図示しない駆動モータにより駆動ローラ１２２を介して回転駆動されるようになっている。テンションローラ１２１は転写ベルト１２０に張力を付与するため、テンションローラ１２１の両側がバネにより加圧されている。テンションローラ１２１は、その両端部に図示しないフランジが圧入され、当該フランジにより転写ベルト１２０の蛇行が規制されるようになっている。
【００２６】
なお、転写ベルト１２０を張架している各ローラは、図示しない転写ベルトユニット側板によって転写ベルト１２０の両側から支持されている。また、感光体１０８と転写ベルト１２０とは、図示しない接離機構により、任意のタイミングで離間可能とされている。
【００２７】
テンションローラ１２１に対向して、転写ベルト１２０のクリーニングブレード１２３が配設されている。当該クリーニングブレード１２３によって、転写ベルト１２０上のトナーを掻き取ることでクリーニングを行う。クリーニングブレード１２３によって掻き取られた転写残トナーは、図示しないトナー搬送経路を通り転写体用廃トナー収納部１２４に収納される。
【００２８】
（トナー付着量検知装置）
テンションローラ１２１の直近上流側の転写ベルト１２０に近接して、トナー付着量検知装置１２６が配設されている。このトナー付着量検知装置１２６は図２のように２つの光反射型フォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙを有し、これらフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙが転写ベルト１２０の幅方向（主走査方向）両端に配設されている。
【００２９】
そして各フォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙによって、転写ベルト１２０上に転写されたトナーパッチ３０１の反射光量から当該トナーパッチ３０１のトナー付着量を検知するようにしている。トナー付着量検知装置１２６で検知したトナー付着量は、後述する制御装置１３１にフィードバックされ、作像条件が決定される。
【００３０】
露光装置１０３の焦点距離は、主走査方向における感光体１０８のうねりや膜厚ムラ等により、主走査方向でバラツキが発生する場合がある。このような場合、複数のフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙで検知されたトナーパッチ３０１の濃度の平均値を算出することにより、これらのバラツキを吸収することができる。バラツキが小さい場合はフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙの位置ごとにトナー色を変えて、トナーパッチの作像・検知時間の短縮化を図ることもできる。
【００３１】
転写ベルト１２０の幅方向（主走査方向）では、トナーパッチ作像条件のうち、現像バイアスと帯電バイアスは同一である。転写ベルト１２０の搬送方向（副走査方向）で、作像条件（現像バイアス、帯電バイアス、露光パワー）を異ならせる。
【００３２】
この図２の例では、画像濃度調整用のトナーパッチ３０１が副走査方向に段階的に濃度が異なるように形成される状態を示している。なお、トナーパッチ３０１の濃度が副走査方向に連続的に変化するようにトナーパッチ３０１を形成することも可能である。トナーパッチの形成方法の詳細は後述する。
【００３３】
トナー付着量検知装置１２６（又はフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙ）の個数は、転写ベルト１２０の主走査方向に渡って２つに限定されることはない。３つ以上の検知領域を有する１つのトナー付着量検知装置１２６としてもよい。また、トナー付着量検知装置１２６又は検知領域を１つとすることも可能である。
【００３４】
１つのトナー付着量検知装置１２６とした場合、当該トナー付着量検知装置１２６は例えば主走査方向の中央位置に配置することができる。トナー付着量検知装置１２６を１つにした場合、低コストでマシンを構成できる。逆に複数にした場合は、並行して複数色の検知ができるので短時間で制御を行なうことができる。
【００３５】
図３は、図１のトナー付着量検知装置１２６を拡大して示す図である。トナー付着量検知装置１２６は、発光素子としての赤外光ＬＥＤ１２７、正反射型受光素子１２８、拡散反射型受光素子１２９、ケーシング１３０等を有している。
【００３６】
正反射型受光素子１２８と拡散反射型受光素子１２９はフォトトランジスタで構成され、これら二つの素子で反射光量を検知するようにしている。正反射型受光素子１２８は黒トナーの検知に使用され、拡散反射型受光素子１２９はシアン、マゼンタ、イエローのカラートナーの検知に使用される。
【００３７】
発光素子としては、赤外光ＬＥＤに変えてレーザー発光素子等を用いてもよい。また、正反射型受光素子１２８と拡散反射型受光素子１２９は、フォトダイオードや増幅回路等からなるものを用いてもよい。なお、トナー付着量検知装置１２６を感光体１０８の外周に近接配置することでも実施可能である。
【００３８】
なお、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置１００を例にとって説明したが、本発明は４サイクル方式のカラー画像形成装置や、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。また、２成分トナーによる現像方式を採用しても良いことはもちろんである。
【００３９】
（露光装置）
露光装置１０３は、所望の画素数（画像幅ｘ画素密度）のＬＥＤ素子と、その駆動回路と、ＬＥＤ素子で発光した光を集光するレンズを筐体に組み付けたデバイスを有する。当該露光装置１０３は、ＬＥＤヘッドないしＬＥＤ書き込みヘッドとも呼ばれる。
【００４０】
各ＬＥＤ素子を画像信号に応じて発光させることで、感光体１０８上に潜像を形成する。なお、ＬＥＤヘッドに代えて、レーザー書き込み装置や有機ＥＬ書き込みヘッドを採用してもよい。
【００４１】
ＬＥＤ素子で発光した光を集光するレンズは、出射光量を効率よく確保するために開口数が大きく焦点距離が短い。そのため、ＬＥＤヘッドを感光体１０８に、感光体１０８から数ｍｍの距離に近接させて設置される。
【００４２】
露光装置１０３は、複数のレンズを配列したものをレンズアレイとして筐体内に組み込んでいる。筐体内には、ＬＥＤヘッドを実装するための形状（穴、突起、平面等）が形成されている。
【００４３】
露光装置１０３のＬＥＤヘッドに対して、電源や画像データに合わせた画像信号を供給するためのハーネスが結合される。ＬＥＤヘッドと感光体１０８との距離は、図示しない焦点調整機構により、所定の範囲内で変化させることが可能である。
【００４４】
（作像条件の調整）
本発明の実施形態は、最初にベタパッチ画像から高階調領域の目標濃度を達成する最適現像バイアスを求める。次いで、当該最適現像バイアスを使用して、帯電バイアスを変更しながら各帯電バイアスで帯電した領域に一定条件のハーフトーンパッチ画像を露光する。帯電制御の前に現像バイアスでベタ濃度を決めることにより濃度を安定化することができる。
【００４５】
このように現像バイアスの制御後にハーフトーンパッチ画像を現像し、その濃度をトナー付着量検知装置１２６で検知する。それとともに、隣接する非パッチ領域の地汚れをトナー付着量検知装置１２６で検知する。
【００４６】
トナー付着量検知装置１２６の検知結果、すなわち帯電バイアスとそれに対応する非パッチ領域の地汚れから、最適帯電バイアスを求める。それと同時にハーフトーン濃度が、その時点の露光条件で狙いの範囲となると帯電バイアスがあるかもチェックする。地汚れ及びハーフトーン濃度が狙いの値となる帯電バイアスがあれば、以降の露光条件を調整する制御が不要となり、制御を早期に終了させることができる。
【００４７】
地汚れが狙いの範囲となる帯電バイアスがあるが、その時点の露光条件ではハーフトーン濃度が狙いの範囲に入らないときは、露光条件の制御を次いで行なう。この露光条件の制御では、前段階で決定した最適現像バイアスと最適帯電バイアスで、前回作成したものと同じハーフトーンパッチを作成する。
【００４８】
このハーフトーンパッチは、ＬＥＤ発光時間をパッチ毎に変えながら幾つか作成し、そのトナー付着量をトナー付着量検知装置１２６で検知する。そして、ＬＥＤ発光時間とハーフトーンパッチのトナー付着量から、ハーフトーンパッチのトナー付着量（濃度）が狙いの範囲になる最適なＬＥＤ発光時間を決定する。
【００４９】
ところが、感光体１０８やＬＥＤの劣化によりＬＥＤの発光時間を上限に設定しても狙いのトナー付着量（濃度）が得られない場合がある。また、これとは逆に、感光体１０８の感度が高い場合や、ＬＥＤ出射光量が多い場合には、ＬＥＤ発光時間を下限に設定しても狙いのトナー付着量（濃度）が得られない場合がある。
【００５０】
このような場合に備えて、本実施形態では、ＬＥＤ発行時間の上下限で、ハーフトーンパッチのトナー付着量（濃度）が狙いの範囲に入らないときは、続いて、ＬＥＤの出射光量を調整する。具体的には、ＬＥＤ発光時間を最長又は最短の所定値にして、ＬＥＤへ流す電流を変えながら、前述のハーフトーンパッチをいくつか形成する。
【００５１】
そしてＬＥＤへ流す電流値とトナー付着量のデータから、狙いの濃度が得られるＬＥＤ電流値ひいてはＬＥＤ出射光量を決定する。したがって、高階調領域及び低階調領域の画像部濃度を、簡単・高精度に調整することができると共に、地汚れ防止を達成することができる。
【００５２】
図４はトナーパッチの作像条件（現像バイアス、帯電バイアス、露光パワー）をチェックする制御装置１３１の接続関係を示すブロック図である。制御装置１３１に対して、トナー付着量検知装置１２６、温度センサ１３２、湿度センサ１３３、サプライ検知装置１３４、現像装置使用量検知装置１０９の検知情報が入力される。これらの検知情報に基づいて、書き込み露光装置１０３、帯電装置１１０、現像装置１１１、転写装置（転写ローラ１０１、１２５）、定着装置１０６及び基準画像（パッチ画像）形成装置１３８が、制御装置１３１によって制御される。
【００５３】
以下、図５のフローチャートに基づいて、制御装置１３１の制御概要を説明する。最初に、本実施形態の制御を実施する時期に来ているか否かを制御装置１３１が判断する（Ｓ２）。この制御は、例えば次の（１）〜（４）のタイミングで実行される。
（１）プロセスユニットの交換時
（２）温度センサ及び湿度センサを有する検知装置により温度・湿度が所定の値以上変化したとき
（３）各プロセスユニットが使用されない時間が所定値以上となったとき
（４）前回の制御が終了してから所定回数以上の作像が行なわれたとき
【００５４】
前記（１）の場合、ユーザによってプロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄの交換が行なわれる。この交換が行われると、サプライ検知装置１３４からの信号で制御装置１３１がプロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄの交換を検出する。
【００５５】
サプライ検知装置１３４は、具体的には、画像形成装置１００のドア開閉スイッチによりドア開閉を交換として検知しても良いし、プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄに通信機能のあるメモリを設け、そのメモリと画像形成装置１００の通信を元に交換を判断しても良い。前記（２）の環境の変化は画像形成装置１００内に温度センサ、湿度センサを設けて検出する。
【００５６】
前記（３）のプロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄが使用されない時間は、画像形成装置１００内に計時機能を有するクロックを設けて、当該クロックにより検出する。前記（４）の前回制御からの作像回数は、制御装置１３１内にカウンタを設けて、プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄごとに何枚の画像出力をしたかカウントする。
【００５７】
このカウントは、４つのプロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄに対して各１つのカウンタを設け、いずれかのプロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄで作像があったらカウントするようにしても良い。あるいは、単独で頻繁に使用される黒と、その他のカラーで分けて２つのカウンタを設けても良い。
【００５８】
本発明実施形態の制御を行なう時期であると判断した場合には、最初に、現像バイアスを調整する現像バイアス制御を行なう（Ｓ３）。次いで、帯電バイアス制御と露光条件のチェックを行なう（Ｓ４）。そして、露光条件のチェックで、露光条件がＯＫかどうか判断する（Ｓ５）。ＯＫであれば制御を終了し、ＮＧであれば、露光条件の制御を行なう（Ｓ６）。
【００５９】
以下、現像バイアス制御、帯電バイアス制御と露光条件チェック、露光条件制御の順に内容を説明していく。
＜現像バイアス制御＞
図１において、現像バイアス制御では、まず黒とマゼンタの現像バイアス制御が開始される。黒とマゼンタのパッチを図２のように２列で並列させ、これらパッチ列を２つの光反射型フォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙで分担して検知する。
【００６０】
すなわち、転写ベルト１２０が動いている間に、プロセスユニット１０２ｄで黒のパッチを形成し、転写ベルト１２０上に転写する。黒の先頭パッチがマゼンタのプロセスユニット１０２ｂに来た時点で、当該プロセスユニット１０２ｂから転写ベルト１２０に転写される。黒のパッチは必要数を転写すると転写を終了する。
【００６１】
黒の最後のパッチがシアンのプロセスユニット１０２ｃを通り過ぎた後、当該プロセスユニット１０２ｃから転写ベルト１２０上へシアンのパッチの転写が始まる。そしてシアンの先頭パッチがイエローのプロセスユニット１０２ａに来た時点で、イエローの先頭パッチがプロセスユニット１０２ａから転写ベルト１２０上に転写される。黒のパッチと同様にシアンのパッチも必要数を転写すると転写を終了する。
【００６２】
このように、転写ベルト１２０上に最初に黒のパッチを転写するのは、トナー付着量検知装置１２６に対する黒の感度が最も良いので、フォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙの出力からパッチが来た時点を確実に検知できるからである。また、パッチ通過時には各プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄに対する転写バイアスはＯＮにされている。出力画像作像時と同じ条件にするためである。
【００６３】
次に、個々の色の現像バイアス制御のフローを説明する。現像バイアス制御では、表１のような複数の所定の現像バイアスでパッチを形成する。この際の帯電バイアスは、各現像バイアスに対して、表２及び表３に示されるルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと呼称する）をもとに、地汚れしない現像条件設定用地肌ポテンシャルとなるように設定される。パッチ周辺が地汚れすると無駄なトナー消費となるので、環境や経時でパッチ周辺に地汚れが発生しないようにするためである。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【００６４】
環境条件として、本実施形態では、温度センサ、湿度センサから求められる絶対湿度を用いている。環境条件として何を利用するかは個々のマシン、システムにより適宜選択される。また、現像装置の経時の劣化の程度は、現像装置使用量で判断する。一般的に現像装置の劣化の進行と共にトナーが帯電しにくくなり、地汚れが発生する可能性が高まる。
【００６５】
そこで、地肌ポテンシャルの設定値を、現像使用量検知装置により検知された使用量が少ない場合は相対的に高く、多い場合は相対的に低く、それぞれ設定するようにしてもよい。当該現像使用量検知装置は、現像ローラの走行距離を検知する。現像ローラの走行距離は、現像ローラの駆動時間と、画像形成装置１００において設定されている周速から、容易に計算できる。
【００６６】
帯電電位の具体的な算出方法は次のとおりである。たとえば、絶対湿度が１５ｇ／ｍ3のときの地肌ポテンシャルは３５０ｖで、現像ローラの走行距離が６００ｍのときの補正量は−４０ｖであるから、必要な地肌ポテンシャルは、３５０ｖ−４０ｖ＝３１０ｖとなる。
【００６７】
そして、このとき表１から１０番目のパッチの現像バイアスは−４２０ｖであるから、必要な帯電電位は−４２０ｖ−３１０ｖ＝−７３０ｖとなる。このような帯電電位を得るに必要な帯電バイアスは、予め実験により求めた計算式又はＬＵＴの形で、画像形成装置１００の制御装置１３１内に記憶しておくことができる。
【００６８】
現像バイアス制御は図６のフローで示すように行う。すなわち、まず表１〜表３のＬＵＴをもとに感光体１０８を帯電する帯電電位ひいては帯電バイアスを算出し、感光体１０８を帯電する（Ｓ３１）。これにより、各プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄにおいて、帯電装置１１０が感光体１０８をステップ状に帯電電位が増えていくように帯電することになる。この帯電電位は暗電位又は非画像部電位とも呼ばれる。
【００６９】
ついで、個々の帯電電位の領域に第２のパッチとしてのベタパッチを露光装置１０３により露光する（Ｓ３２）。ここで言うベタパッチとは、その制御時点で設定されている露光条件において、最長の露光時間、最大の出射光量で露光されて形成されるパッチである。
【００７０】
ＬＥＤアレイで２値画像を作成する画像形成装置１００においては、所定のＬＥＤ電流値に対して出射光量は固定値となるので、その場合は、制御時点で設定されている出射光量となる。露光後の電位が画像部電位（明電位）である。
【００７１】
こうして、複数のパッチは画像部電位（明電位）となり、その周囲は非画像部電位（暗電位）となる。この複数の静電潜像パッチは、後述の帯電バイアス制御用のハーフトーンパッチとはまったく異なるパッチである。
【００７２】
これらのパッチが現像条件設定用静電潜像パッチとなる。そして、表１記載の現像バイアスでこれらのベタパッチを現像装置１１１が現像する。個々のベタパッチに対する電位や現像バイアス、現像ポテンシャルは図７Ａ、図７Ｂのようになる。
【００７３】
図７Ｂのグラフの現像ポテンシャルとは、現像バイアスと感光体１０８電位との差である。たとえば、最近の電子写真装置はマイナス帯電の感光体１０８を用いているが、現像バイアスが−６００ｖ、画像部電位（明電位）が−２０ｖ、非画像部電位が−７５０ｖなら、画像部すなわちベタパッチの現像ポテンシャルは−２０−（−６００）＝５８０ｖとなる。非画像部の現像ポテンシャルは−７５０−（−６００）＝−１５０Ｖとなる。
【００７４】
ここで図７Ａのグラフは縦軸上で上に行くほどマイナスの数値の絶対値が大きくなるものと理解されたい。現像されたパッチの濃度は、図７Ｂのグラフの下に模式的に例示するように、現像ポテンシャルの値が大きくなるほど濃くなる。
【００７５】
このように濃度の異なるベタパッチが各感光体１０８上に形成され、転写ベルト１２０上に転写される。転写ベルト１２０上のトナーパッチは、トナー付着量検知装置１２６によりその反射濃度が検知される。
【００７６】
各ベタパッチの現像ポテンシャルは、現像バイアスと、予め実験により求めて画像形成装置１００の制御装置１３１内に記憶されている明部電位データとで算出することができる。その結果、図７Ｃのように、各ベタパッチの画像濃度と現像ポテンシャルの相関グラフが得られる。
【００７７】
この図７Ｃのグラフから、高濃度側の反射濃度データを除き、一次近似直線を計算し、狙いの画像濃度が得られる現像ポテンシャル、ひいては現像バイアスを決定する。高濃度側のデータを除くのは、図７Ｃから分かるように、高濃度側ではグラフの曲線が飽和し、一次近似に不適当となるからである。
【００７８】
なお、画像形成装置１００の通常状態であれば、適正な現像バイアスを求めることが可能である。狙いの濃度が得られないと算出された場合は、明らかに何らかの異常が画像形成装置１００に発生していると考えられるので、画像形成装置１００の操作パネル、又は接続されたパソコン等を通じて、ユーザーに異常を表示すると良い。あるいは、異常があったことをマシン内に記憶し、現像バイアスとしては、その時点で設定されていた値、前の現像バイアス制御で決めた値を用いることとしても良い。
【００７９】
＜帯電バイアス制御と露光条件チェック＞
現像バイアスを決定した後、本実施形態では、帯電バイアスの制御と露光条件のチェックフローに入る。帯電バイアス制御では、前回の現像バイアス制御で決定した最適現像バイアスのもと、各プロセスユニット１０２ａ〜１０２ｄの帯電装置１１０に印加する帯電バイアスを、表４のように予め定めた帯電電位になるようにパッチ（１〜１０）ごとに切り換えて現像する。
【表４】
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【００８０】
表４のような帯電電位が得られる帯電バイアスは、予め実験により求めて画像形成装置１００の制御装置１３１内に記憶させておくことができる。また、同時に、帯電電位ごとにその時点の露光条件でハーフトーンのパッチを書き込む。
【００８１】
そうすると、暗電位と現像バイアスの差が小さいとき、大きすぎるとき、それぞれのときに感光体１０８上の主走査方向全域の、帯電装置により形成された帯電領域全体にトナーが付着する。そして、ハーフトーンパッチが露光された領域には、さらにハーフトーン画像が形成される。
【００８２】
１色のパッチのイメージは、転写ベルト１２０上に転写された後は図８のようなイメージになる。なお、図８ではハーフトーンパッチを地肌部と区別するため、意図的に彩色せず矩形白抜き表示としている。このハーフトーンパッチ部の濃度は、図９のように非画像部（地肌部）の電位増大とともに低下する。
【００８３】
帯電バイアス制御では、図８のように主走査方向全域が地汚れする。このため、現像バイアス制御のときのように２つのフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙで各色の検知を分担することができない。そこで、本実施形態では、帯電バイアス制御用及び露光量チェック用のパッチは、隣接するプロセスユニット間の転写位置ピッチ幅の中に入るように作像する。つまり、帯電バイアス制御では、各色検知用パッチの転写ベルト１２０への転写を同時に行なう。
【００８４】
もっとも、２色の地汚れを重ねてみることも可能である。たとえば、現像バイアス制御のときと同じ制御フローを用いて、フォトセンサ126ｘで黒、フォトセンサ126ｙでマゼンタのハーフトーンパッチを検知するようにしても良い。
【００８５】
この場合、非画像部は黒とマゼンタの地汚れが重なることになるが、地汚れが無い領域をこの制御では探しているので、黒，マゼンタの地汚れしない帯電バイアスがほぼ重なるシステムであれば、一緒に検知することも可能である。通常、この種の画像形成装置では、現像装置など共通構造のものを使う。
【００８６】
結果的に、帯電制御剤などのトナー処方配合によりトナーの帯電能力等は近いものとなり、地汚れが発生しない帯電バイアスは近い値となることが多い。使用する二色を重ねて地汚れチェックをすると検知時間全体を短いものとしたり、より多くのパッチを形成したりすることができる。
【００８７】
色を重ねない場合は、通常、帯電、露光タイミングも同じとなる。帯電バイアス制御用及び露光量チェック用のパッチを同時に書込み、プロセスユニット相互間に収めることにより、検知制御の時間を短くかつパッチ数も精度確保のための必要数を形成することができる。
【００８８】
図８ではパッチは各帯電電位に１つ形成しているが、トナー付着量検知装置１２６の主走査方向におけるフォトセンサの配設数に合わせて、同じ色で２つ又はそれ以上にしてもよい。例えば、図１４のようにトナー付着量検知装置１２６のフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙを転写ベルト１２０の両サイドに置けば、左右のハーフトーンパッチ３０１ａと３０１ｄ、又は３０１ｂと３０１ｃのパッチ濃度から、露光装置１０３のＬＥＤアレイの傾きを予測することが可能となる。
【００８９】
また、ＬＥＤアレイの傾きを検出して異常表示を出したり、ＬＥＤアレイの傾きを修正したりすることも可能となる。また、帯電装置による帯電電位の傾きも検出でき、帯電電位の傾きやバラツキを考慮して帯電バイアスを決めることもできる。
【００９０】
また、副走査方向においてトナー付着量検知装置１２６で検知する第１のパッチ部と非パッチ部の検知可能な時間を同じにしてもよい。すなわちトナー付着量検知装置１２６で検知する第１のパッチ部の副走査方向の長さと、帯電バイアス制御に用いる非パッチ部の副走査方向の長さを同じにする。このために、第１のパッチ部と非パッチ部を、感光体１０８の周方向に交互に形成し、トナー付着量検知装置１２６で検知する第１のパッチ部及び非パッチ部の周方向長さを同じにする。これにより、トナー付着量検知装置１２６からの出力サンプルを、パッチ部と非パッチ部で同一サンプリング周期で同数で取り出すことができ、制御が簡素化できる。
【００９１】
また、非パッチ部の検知可能な時間を、第１のパッチ部の検知可能な時間よりも短縮してもよい。これにより制御時間の短縮が可能である。このために、第１のパッチ部と非パッチ部を感光体１０８の周方向に交互に形成し、トナー付着量検知装置１２６で検知する第１のパッチ部の周方向長さに対して、非パッチ部の周方向長さを短くする。
【００９２】
なお、第１のパッチ部と非パッチ部のトナー付着量は、複数の第１のパッチ部及び非パッチ部をすべてトナー付着量検知装置１２６で検知し、その全検知データを制御装置１３１にいったんメモリに記憶した後に作像条件（現像条件、帯電条件、露光条件）を決定してもよい。
【００９３】
ここで、ハーフトーン画像濃度で露光条件をチェックするのは、画像面積部分が全面的に露光されているベタ画像と比べて、ハーフトーン画像は感光体１０８が受ける露光量により濃度が敏感に変化することが知られているからである。ここで言うハーフトーンパッチは、一定の画像面積で見たとき、トナーが載っていない部分があるパッチ像である。黒トナーの画像で言えば灰色に見える画像である。
【００９４】
本願発明の帯電バイアス調整においては、ドットのあるところと無いところで作成する２値画像の場合、一定の面積に区切って見たとき、ドットの占める面積が１０％から６０％、望ましくは２０〜４０％となるような画像をハーフトーンとして利用するとよい。このようなドット面積の範囲が、露光量による濃度変化をトナー付着量検知装置１２６によって敏感に検知できる範囲である。ドット配置としては、例えば図１０のような配置を使用することが可能である。
【００９５】
本願発明では、帯電バイアス調整の際に、同時にハーフトーンのパッチを形成し、フォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙでハーフトーンの濃度を検知し、露光量が適切であるか否かも合わせてチェックする。かくて、一回のパッチ作成で、帯電条件と露光条件の両方を最少一つのセンサでチェックすることができる。
【００９６】
以下に、各色の帯電バイアス制御と露光条件チェックについて、図１１のフローチャートを参照しながら詳述する。現像バイアス制御の後、引き続き、帯電バイアス制御及び露光条件チェックの制御が開始される。
【００９７】
まず、各感光体１０８が表４のようなＬＵＴに基づき、所定の帯電電位に一定時間間隔で切り換えられながら帯電装置１１０により帯電される（Ｓ４１）。これにより、各帯電領域に、暗電位のままの非パッチ領域が形成される。
【００９８】
次いで、帯電領域ごとに、その時点の露光条件で上述のハーフトーンパッチが露光装置１０３により露光される（Ｓ４２）。このときの感光体１０８の電位の様子が図１２の上段のグラフに示されている。
【００９９】
現像ポテンシャルの様子は、図１２の中段のグラフに示されている。また現像後のイメージは、図１２の下段のグラフに示されている。現像バイアスは、前回の制御で決定された値を用いる。すなわち、ベタのパッチの濃度が狙いの濃度となるように決定した最適現像バイアスである。
【０１００】
この最適現像バイアスと帯電電位との差が小さいと、負帯電トナーが感光体１０８に付着し、ひいては転写ベルト１２０を介して用紙白部を汚す地汚れとなる。逆に差が大きすぎても現像剤中の正帯電トナーが感光体１０８に付着し、ひいては転写ベルト１２０を介して用紙白部を汚す地汚れとなる。また、ハーフトーンパッチの電位も帯電電位すなわち暗電位に応じてグラフのように変化するので、ハーフトーン濃度も変化する。
【０１０１】
そこで、ハーフトーンパッチとその周囲を、先に決定した最適現像バイアスで現像し（Ｓ４３）、トナー付着量検知装置１２６で、反射濃度からトナー付着量を検知し、すべてのトナー付着量検知データを制御装置１３１のメモリに記憶する（Ｓ４４）。次に、ハーフトーンパッチに対応する出力値から、ハーフトーンパッチ位置と、隣接する非パッチ位置を特定し、トナー付着量データを得る（Ｓ４５）。これにより、図１３に示すような、パッチに隣接する非パッチ部の画像濃度と、当該非パッチ部の帯電電位との相関グラフを得ることができる。
【０１０２】
図１３のような相関データをもとに適正な帯電バイアスを決定する（Ｓ４６）。具体的には、いろいろな方法が考えられる。一例として、図１３のように地汚れを抑制する基準濃度以下となる範囲を暗電位の設定可能領域とし、当該領域における帯電電位を得るように帯電バイアスを決めることができる（Ｓ４６）。
【０１０３】
前記設定可能領域の右端又は左端のいずれの帯電電位とするかは、画像形成装置１００が置かれた温度と湿度の環境によって選択することができる。高温高湿（ＨＨ）環境では一般にトナーの帯電量分布がシャープになり、小さい地肌ポテンシャルで地汚れ防止ができる。
【０１０４】
これとは反対に低温低湿（ＬＬ）環境ではトナーが帯電しやすいので、トナーの帯電量分布がブロードになり、地肌ポテンシャルを大きくしないと地汚れを防げない場合がある。そこで、高温高湿（ＨＨ）環境では左端の暗電位を設定し、低温低湿（ＬＬ）環境では右端の暗電位を設定する。すなわち、高温高湿（ＨＨ）環境の場合は相対的に低く、低温低湿（ＬＬ）環境の場合は相対的に高くそれぞれ設定する。
【０１０５】
また図１３のように、得られた相関データから近似曲線を求め、所定の反射濃度以下となる非パッチ部電位範囲を求める。そして、予め実験で得た帯電バイアスと非パッチ部電位との関係から、地汚れが問題ない領域の帯電バイアスを求めても良い。
【０１０６】
あるいは、単純に所定の濃度以下となった帯電バイアス出力値を設定可能範囲として選択しても良い。あるいは、検知データ又は近似曲線データから地汚れが問題ないと判断される非画像部電位の範囲を求め、その中央値を最適帯電電位ひいては最適帯電バイアスと設定することも可能である。ただし、この場合は次に述べるハーフトーン濃度が狙いの範囲となる設定値となる頻度が少なくなる可能性がある。
【０１０７】
ここで、地汚れが問題とならないような設定可能領域が無い場合は、プロセスユニットの故障が考えられる。そこで、そのチェックをし（Ｓ４７）、設定可能領域が無い場合は異常を記録し（Ｓ４８）、前回制御で使用した帯電バイアスの設定を維持し（Ｓ４９）、印刷を開始する。異常を記録することによりその後のメンテナンス対応を容易化することができる。
【０１０８】
非パッチ部電位ひいては帯電バイアスの設定可能領域が特定できたら、次にハーフトーンパッチの濃度が狙いの値の範囲に入る領域があるか否かを判定する（Ｓ５０）。
【０１０９】
ハーフトーン濃度が狙いの範囲に入り、かつ、地汚れが問題ない帯電バイアスが見つかれば、その帯電バイアスに設定することを決定し、露光条件はその時点の条件に設定して、制御を終了する（Ｓ５１）。ここで、狙いのハーフトーン濃度が得られない場合は、次に図１５の露光条件制御フローに入る。
【０１１０】
＜露光条件制御＞
露光条件制御においては、本実施形態では、ＬＥＤアレイの発光時間と出射光量を、前述した帯電バイアス制御で使ったものと同じドット配置のハーフトーンパッチの濃度が、狙いの範囲に入るように調整する。
【０１１１】
パッチの書き方は、現像バイアス制御時と同じでよい。すなわち、２色をトナー付着量検知装置１２６の２つのフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙで分担して検知する。黒とマゼンタ、シアンとイエローの組み合わせで同時に検知をするのも同じである。
【０１１２】
なお、図１４のように、黒とシアンのハーフトーンパッチ３０１ａと３０１ｄ、又はマゼンタとイエローのハーフトーンパッチ３０１ｂと３０１ｃの組み合わせで、これらを２つのフォトセンサ１２６ｘ、１２６ｙで同時に検知するようにしてもよい。
【０１１３】
ＬＥＤアレイは、一個一個のＬＥＤ素子を並べたものであるが、一個一個のＬＥＤ素子の出射光量にはバラツキがある。また、感光体１０８に対するＬＥＤ素子の位置決めもバラつく可能性がある。このようなバラツキによる感光体１０８の表面における露光量のバラツキを修正するため、各ＬＥＤ素子は複数のＬＥＤ電流設定値を制御装置１３１のメモリ内に格納するようにしている。
【０１１４】
本実施形態においては、一個一個のＬＥＤ素子に流す電流を調整し、感光体１０８の表面における感光体１０８の感度分布も考慮して、露光量が所定の範囲になるように設定する。
【０１１５】
ＬＥＤアレイの発光時間は、所定の初期値ｔが設定されており、これを表５のように変更してハーフトーンパッチを作り、狙いのハーフトーン濃度が得られる発光時間を決定する。出射光量はＬＥＤ電流で調整する。出射光量のＬＥＤ電流調整は、制御装置１３１のメモリに記憶された各ＬＥＤの初期値Ｌに対して以下の表６のように変更してハーフトーンパッチを作り、狙いのハーフトーン濃度が得られる発光時間を決定する。
【表５】
2016099418.tif 000007
【表６】
2016099418.tif 000008
【０１１６】
以下、図１５のフローチャートに基づいて各色の制御を説明していく。まず前回の制御で決定した帯電バイアスで感光体を帯電する（Ｓ６１）。次に、帯電バイアスが同じ帯電領域ごとに、発光時間を変えた所定のドット配置のハーフトーンパッチを書き込む（Ｓ６２）。そして複数のハーフトーンパッチを先のフローで决定した現像バイアスにより現像する（Ｓ６３）。
【０１１７】
現像したハーフトーンパッチのトナー付着量をトナー付着量検知装置１２６で検知する（Ｓ６４）。次に、発光時間とトナー付着量のデータをもとに狙いのハーフトーン濃度が得られる発光時間を求める（Ｓ６５）。当該発光時間が設定可能領域に有るか否か判定する（Ｓ６６）。
【０１１８】
前記発光時間が設定可能領域に有る場合、ハーフトーン濃度が狙いの範囲に入る発光時間に設定変更する（Ｓ６７）。前記発光時間が設定可能領域にない場合、帯電バイアスをそのままとし、所定の発光時間にて、出射光量をＬＥＤ電流値を変えることで増加又は減少させ、所定のドット配置のハーフトーンパッチを書き込む（Ｓ６８）。
【０１１９】
そして複数のハーフトーンパッチを先のフローで決定した現像バイアスにより現像する（Ｓ６９）。この現像したハーフトーンパッチのトナー付着量をトナー付着量検知装置で検知する（Ｓ７０）。
【０１２０】
次に、ＬＥＤ電流とトナー付着量のデータをもとに狙いのハーフトーン濃度が得られる出射光量ひいてはＬＥＤ電流を求める（Ｓ７１）。そして所定のハーフトーン濃度が得られるＬＥＤ電流の設定可能領域があるかどうか判定する（Ｓ７２）。
【０１２１】
ＬＥＤ電流の設定可能領域がない場合は「異常」を記録し（Ｓ７３）、前回制御で使用したＬＥＤ電流の設定を維持する（Ｓ７４）。ＬＥＤ電流の設定可能領域が有る場合、ハーフトーン濃度が狙いの範囲に入るＬＥＤ電流に設定を変更する（Ｓ７５）。
【０１２２】
以上の露光条件制御が終了したところで、狙いのハーフトーン濃度の得られるＬＥＤ発光時間、出射光量確保のためのＬＥＤ電流が決定される。以降、当該ＬＥＤ発光時間とＬＥＤ電流が、それらが変更されるまで、画像出力や本濃度制御及び位置ズレ補正などに使用される。
【０１２３】
以上の実施形態は、一つの画像形成装置１００の実施についてのものである。本発明は、これに限らず、例えば、図１７のように、複数の画像形成装置１００…の制御装置部分を情報処理端末４００として外部に取り出し、複数の画像形成装置１００…を、インターネットやＬＡＮなどのネットワークを介して一括して制御するようにしても良い。
【０１２４】
このような画像形成システムを構成すると、例えば制御開始時に制御時間を短縮するなどの運用が可能になるというメリットがある。すなわち、例えば同一フロアに複数台のマシンがあり、一台のマシンの調整制御が行なわれて露光条件が変更されたとする。このとき、使用量がほぼ同じであって同一環境にある他のマシンも、露光条件を同様に変更することが予想される。したがって、制御開始時に事前に露光条件を他のマシンの変更値に設定することで、制御時間を短縮するなどの運用が可能になる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０１ａ−１０１ｄ：転写ローラ              １０２ａ−１０２ｄ：プロセスユニット
１０３ａ−１０３ｄ：露光装置                １０８ａ−１０８ｄ：感光体
１１０ａ−１１０ｄ：帯電装置                １１１ａ−１１１ｄ：現像装置
１２６ａ−１２６ｄ：トナー付着量検知装置    １００：カラープリンタ
１００：画像形成装置                        １００：画像形成装置本体
１０１：転写ローラ                          １０２：プロセスユニット
１０３：露光装置                            １０４：給紙トレイ
１０５：給紙ローラ                          １０６：定着装置
１０７：レジストローラ対                    １０８：感光体
１０９：現像装置使用量検知装置              １２０：転写ベルト
１２１：テンションローラ                    １２２：駆動ローラ
１２３：クリーニングブレード                １２４：転写体用廃トナー収納部
１２５：二次転写ローラ                      １２６：トナー付着量検知装置
１２６ｘ、１２６ｙ：光反射型フォトセンサ    １２７ａ−ｄ：クリーニング装置
１２８：正反射型受光素子                    １２９：拡散反射型受光素子
１３０：ケーシング                          １３１：制御装置
１３２：温度センサ                          １３３：湿度センサ
１３４：サプライ検知装置                    １３８：基準画像形成装置
３０１：トナーパッチ                        Ｐ：用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２６】
【特許文献１】特開２００１−１００４７１号公報
【図１Ａ】
2016099418.tif 000009
【図１Ｂ】
2016099418.tif 000010
【図２】
2016099418.tif 000011
【図３】
2016099418.tif 000012
【図４】
2016099418.tif 000013
【図５】
2016099418.tif 000014
【図６】
2016099418.tif 000015
【図７Ａ】
2016099418.tif 000016
【図７Ｂ】
2016099418.tif 000017
【図７Ｃ】
2016099418.tif 000018
【図８】
2016099418.tif 000019
【図９】
2016099418.tif 000020
【図１０】
2016099418.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
2016099418.tif 000023
【図１３】
2016099418.tif 000024
【図１４】
2016099418.tif 000025
【図１５】
2016099418.tif 000026
【図１６Ａ】
2016099418.tif 000027
【図１６Ｂ】
2016099418.tif 000028
【図１７】
2016099418.tif 000029