(57)【要約】      （修正有）【課題】ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部５０は、高圧電源部４０を介して、ルックアップテーブル５１に登録されているＤＣ直流バイアスを現像ロール１２に印加し、中間転写ベルト１４上に中間調パッチＰを形成する。付着量センサ１９は、中間調パッチからの反射光量を検出し、中間調パッチＰのトナー付着量を測定する。制御部５０は、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する付着量センサ１９のセンサ出力を推定し、上記ＤＣ直流バイアスと、中間調パッチＰを測定したセンサ出力と、ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定されるセンサ出力とに基づいて、ベタ濃度以上のトナー付着量とするためのＤＣ直流バイアスを導出する。【選択図】図２
2016177241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するパッチ形成手段と、
前記パッチ形成手段によって形成された前記中間調パッチのトナー付着量を測定する測定手段と、
ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定手段のセンサ出力を推定する推定手段と、
前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記測定手段のセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記測定手段のセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出する導出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記測定手段の出力特性に基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定手段のセンサ出力を推定する、
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】
前記パッチ形成手段は、前記中間調パッチとして、前記測定手段が測定可能な階調数の中間調パッチを形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の現像バイアスを、前記導出手段によって導出された前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスで更新する更新手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対するずれ許容量を設定するとともに、当該ずれ許容量に対応する、前記測定手段のセンサ出力範囲を導出する許容範囲導出手段と、
前記中間調パッチを測定した前記測定手段のセンサ出力が前記許容範囲導出手段によって導出された前記測定手段のセンサ出力範囲内であるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段による判断結果に基づいて前記所定の現像バイアスを補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された前記所定の現像バイアスに基づいて、前記パッチ形成手段、前記測定手段、前記推定手段、前記導出手段の動作を再度実行させる制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記判断手段によって、前記測定手段のセンサ出力が前記許容範囲導出手段によって導出された前記測定手段のセンサ出力範囲外であると判断された場合に、前記所定の現像バイアスを補正する、
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】
前記中間調パッチは、熱可塑性樹脂からなる転写基材からなるトナーから形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するステップと、
前記中間調パッチのトナー付着量をセンサにより測定するステップと、
ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記センサのセンサ出力を推定するステップと、
前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記センサのセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記センサのセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出するステップと、
を備えることを特徴とするトナー付着制御方法。
【請求項９】
画像形成装置のコンピュータに、
所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するパッチ形成機能、
前記パッチ形成機能によって形成された前記中間調パッチのトナー付着量を測定する測定機能と、
ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定機能でのセンサ出力を推定する推定機能、
前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記測定機能でのセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記測定機能でのセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出する導出機能、
を実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、トナー付着制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｔシャツ、トレーナー、作業服などの布製品や、木材、金属板など被転写媒体に、所望の画像やロゴマークなどの図案を印刷する方法として、剥離性シートに被転写媒体へ熱転写すべき画像と接着用の熱可塑性樹脂からなる転写基材（以下、バインダトナー）とを定着させた熱転写プリントシートを作成する方法や装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
被転写媒体に転写する際には、熱転写プリントシートを適当な大きさに切り取り、当該切り取った熱転写プリントシートを、転写物（被転写媒体へ熱転写させる画像）が定着している面（以下、表面とする）をＴシャツ等の被転写媒体に対向させて重ね合わせ、熱転写プリントシートの裏面からアイロン等で熱と圧力を加え、被転写媒体に画像を定着させる。バインダトナーは、熱転写すべき画像を被転写媒体に固定する接着剤として作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０６８８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の熱転写プリントシートの製造装置では、中間転写ベルト上に一次転写されたトナーからの反射光を光学センサ（以下、付着量センサ）によって測定することによってトナーの付着量又は濃度を特定していた。
【０００６】
ところで、熱転写プリントシートを作成する場合、例えば、バインダトナーによる接着力をより強くするために、バインダトナーをベタ濃度以上で形成させたいという要望がある。また、熱転写すべき画像の色乗りを向上させるために、カラートナーについてもベタ濃度以上で形成させたいという要望がある。通常、トナー像は、スクリーング（ディザ）処理によりドットの大きさや、単位面積当たりのドット数によって階調（濃度）を表現している。上記ベタ濃度とは、トナーが濃度１００％で形成された状態を示しているが、特に、本発明では、トナーの層厚（トナー付着量又はトナー濃度）を測定する付着量センサの出力が飽和したときのトナーの層厚（トナー付着量）をベタ濃度とする。また、ベタ濃度以上とは、ベタ濃度のときのトナーの層厚以上の層厚とする。
【０００７】
しかしながら、上記従来の熱転写プリントシートの製造装置では、バインダトナー又はカラートナーの層厚をベタ濃度以上に形成しようとしても、付着量センサの出力が飽和してしまうため、ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成することができないという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る画像形成装置は、所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するパッチ形成手段と、前記パッチ形成手段によって形成された前記中間調パッチのトナー付着量を測定する測定手段と、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定手段のセンサ出力を推定する推定手段と、前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記測定手段のセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記測定手段のセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出する導出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るトナー付着制御方法は、所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するステップと、前記中間調パッチのトナー付着量をセンサにより測定するステップと、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記センサのセンサ出力を推定するステップと、前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記センサのセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記センサのセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係るプログラムは、画像形成装置のコンピュータに、所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するパッチ形成機能、前記パッチ形成機能によって形成された前記中間調パッチのトナー付着量を測定する測定機能と、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定機能でのセンサ出力を推定する推定機能、前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記測定機能でのセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記測定機能でのセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出する導出機能、を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による画像形成装置１の内部構成を示す断面図である。
【図２】本第１実施形態による画像形成装置１の制御系の略構成を示すブロック図である。
【図３】本第１実施形態による、トナー濃度と付着量センサ１９のセンサ出力の関係を示す概念図である。
【図４】本第１実施形態による、ＤＣ現像バイアスに対するセンサ出力の特性である。
【図５】本第１実施形態による、ＤＣ現像バイアス（Ｖｄ）に応じたパッチの階調数に対するセンサ出力特性の一例を示す概念図である。
【図６】本第１実施形態による、トナー付着量とセンサ出力との関係とを示す概念図である。
【図７】本第１実施形態による、中間調パッチＰの形成と付着量センサ１９によるトナー濃度の測定状況を示す模式図である。
【図８】本第１実施形態によるトナー付着制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】本第２実施形態による、ずれ許容量領域とその判定方法を説明するための概念図である。
【図１０】本第２実施形態によるトナー付着制御方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
Ａ．第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による画像形成装置１の内部構成を示す断面図である。図において、本第１実施形態の画像形成装置１は、中間転写ベルトにトナー画像を転写し、二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルトを介してトナー像を二次転写する方式となっている。しかしながら、本発明は、二次転写する方式に限らず、例えば、用紙に直接トナー像を転写する方式など、他の転写方式にも適用できるものである。
【００１６】
画像形成装置１は、画像形成部２、両面印刷用搬送ユニット３、給紙部４、及び定着部５で構成されている。画像形成部２は、４個の画像形成ユニット（現像装置）６（６−１、６−２、６−３、６−４）を多段式に並設した構成からなる。上記３個の画像形成ユニット６−１、６−２及び６−３は、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。上記３個の画像形成ユニット６−１、６−２、６−３に続く４番目の画像形成ユニット６−４は、ブラック（Ｋ）のモノクロ画像を形成する。これら４色のトナー画像は用紙に塗り重ねられてフルカラーの画像を形成する。
【００１７】
なお、熱転写プリントシートを製造する場合には、画像形成ユニット６−４のトナーカートリッジ（ブラック（Ｋ））を、バインダトナーが収容されているトナーカートリッジに交換するようになっている。
【００１８】
各画像形成ユニット６−１〜６−４は、現像ユニットに収容された現像剤の色や種類を除けば同じ構成である。したがって、以下、画像形成ユニット６−４を例にしてその構成を説明する。
【００１９】
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１０、及び現像器１１の現像ローラ１２が配置されている。
【００２０】
現像器１１は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すように、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。
【００２１】
また、現像器１１の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１２を備え、内部にはトナー撹拌部材、現像ローラ１２にトナーを供給するトナー供給ローラ１３、現像ローラ１２上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。感光体ドラム７の帯電ローラ９と現像器１１との間に位置する上面に近接して、本体装置側の光書込ヘッド１０が配置されている。
【００２２】
また、感光体ドラム７の下面に近接して中間転写ベルト１４が配設されている。そして、この中間転写ベルト１４を間に挟んで一次転写ローラ１５が感光体ドラム７の下面に向けて押圧されている。
【００２３】
中間転写ベルト１４は、導電性カーボン又はイオン伝導物質を含有した樹脂製の導電性のシート状部材からなり、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルトである。中間転写ベルト１４は、駆動ローラ１６と従動ローラ１７に掛け渡されて、駆動ローラ１６により図の反時計回り方向に循環駆動され、図の矢印ａ、ｂ、ｃで示す反時計回り方向に循環移動する。中間転写ベルト１４には、表面に当接してベルトクリーナ２０が配置されている。ベルトクリーナ２０は、中間転写ベルト１４上から廃トナーを除去する。
【００２４】
感光体ドラム７は、図の時計回り方向に回転する。そして先ず帯電ローラ９からの電荷付与により、感光体ドラム７の周面が一様に帯電して初期化される。次に、印字情報に基づく光書込ヘッド１０からの光書き込みにより、感光体ドラム７の周面に静電潜像が形成される。
【００２５】
そして、この静電潜像は、現像ローラ１２による現像処理によって、現像器１１に収納したトナーによりトナー像化（現像）される。感光体ドラム７の周面に現像されたトナー像は、感光体ドラム７の回転に伴われて、一次転写ローラ１５によって中間転写ベルト１４のベルト面に直接転写（一次転写）される。中間転写ベルト１４は、ベルト面に直接、転写（一次転写）されたトナー像を、更に用紙２２に転写（二次転写）すべく用紙２２への転写位置まで搬送する。
【００２６】
ベルト位置制御機構１８は、中間転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１５を備えている。ベルト位置制御機構１８は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６−１、６−２及び６−３に対応する３個の一次転写ローラ１５を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。そして、ベルト位置制御機構１８は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６−４に対応する１個の一次転写ローラ１５を上記３個の一次転写ローラ１５の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて中間転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。
【００２７】
すなわち、ベルト位置制御機構１８は、中間転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６−４に対応する一次転写ローラ１５のみが中間転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１４から離れる）に切換える。
【００２８】
付着量センサ１９は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等からなる光反射型のセンサであり、可視光又は赤外光を中間転写ベルト１４上に一次転写された、熱可塑性樹脂からなるバインダトナーによる中間調パッチに照射し、当該中間調パッチからの反射光量を検出し、中間調パッチのトナー付着量（又はトナー濃度）を測定する。
【００２９】
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備えている。給紙部４の給紙カセット２１のいずれか一方、あるいは双方には多枚数のカット紙状の用紙２２が収容されている。２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２３、給送ローラ２４、捌きローラ２５、待機搬送ローラ対２６が配置されている。
【００３０】
用紙２２は、用紙取出ローラ２３の回転によって、一枚毎に給紙カセット２１から搬出され、給送ローラ２４及び捌きローラ２５を通って待機搬送ローラ対２６に給送される。あるいは、用紙２２の厚さやサイズが特異な場合には、用紙２２は、開成された装着部２７に装着されたＭＰＦ（Multi Paper Feeder)トレー２８上から給紙コロ２９を介して待機搬送ローラ対２６に給送される。
【００３１】
待機搬送ローラ対２６の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、中間転写ベルト１４を介して従動ローラ１７に圧接する二次転写ローラ３０が配設されている。これら中間転写ベルト１４、従動ローラ１７及び二次転写ローラ３０により、用紙２２への二次転写部が形成されている。
【００３２】
この二次転写部の下流（図では上方）側には、ベルト式熱定着ユニットからなる定着部５が配置されている。定着部５の更に下流側には、定着後の用紙を定着部５から搬出する搬出ローラ対３１、搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３２に排紙する排紙ローラ対３３が配設されている。
【００３３】
両面印刷用搬送ユニット３は、搬出ローラ対３１と排紙ローラ対３３との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した返送路を備えている。この返送路は、開始返送路３４ａ、下方に曲がる中間返送路３４ｂ、左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３４ｃ、及びこれら返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄを備えている。上記終端返送路３４ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２６への搬送路に連絡している。
【００３４】
図２は、本第１実施形態による画像形成装置１の制御系の略構成を示すブロック図である。図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。高圧電源部４０は、現像ローラ１２に高圧の直流電圧を印加し、現像ローラ１２を例えば−４００Ｖに帯電させる。一方、感光体ドラム７の周面は、帯電ローラ９からの電荷付与により、例えば−５５０Ｖに一様に帯電され、有機光導電性材料を介する感光体ドラム７の内部を、例えば０Ｖとしている。トナーは、現像ローラ１２によって負電位に帯電され、感光体ドラム７の表面上に搬送される。
【００３５】
感光体ドラム７には、所定のタイミングで、印字情報に基づく光書込ヘッド１０（図１）からの光書き込みにより、その周面に静電潜像が形成される。すなわち、光が照射された領域が０Ｖとなり、その他の領域が−５５０Ｖのままとなる。０Ｖの領域が静電潜像である。現像ローラ１２と感光体ドラム７との間の電位差によって感光体ドラム７の表面上に搬送されてきたトナーは、負電位に帯電しているので、感光体ドラム７上の０Ｖとなった静電潜像に付着することになる。
【００３６】
本発明では、制御部５０は、制御信号ＣＳによって、高圧電源部４０から現像ローラ１２に印加する直流電圧（ＤＣ現像バイアス）を制御することにより、現像ローラ１２と感光体ドラム７との間の電位差を制御し、現像ローラ１２から感光体ドラム７へ搬送されるトナー量を調整する。すなわち、被印刷媒体上に形成するトナー濃度を上げたい場合には、現像ローラ１２に印加するＤＣ現像バイアスを上げることにより現像ローラ１２から感光体ドラム７へ搬送されるトナー量を増加させればよい。
【００３７】
感光体ドラム７の周面に形成された静電潜像の面積は、電位差によって変わることはないので、感光体ドラム７の表面に搬送されるトナー量が増加すると、トナーは、静電潜像の上方向に積層されることになり、トナー層を厚くすることが可能となる。
【００３８】
付着量センサ１９は、中間転写ベルト１４上に一次転写された、ＹＭＣＫのカラートナー又はバインダトナーによる中間調パッチＰからの反射光量を測定して制御部５０に供給する。特に、本第１実施形態では、バインダトナーで形成される中間調パッチＰのトナー付着量（又はトナー濃度）を測定することにより、ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成するための、現像ローラ１２に印加するＤＣ現像バイアスを導出することを特徴としている。
【００３９】
制御部５０は、印字環境や印字用紙等に応じて予め設定したルックアップテーブル（ＬＵＴ）５１に設定されているＤＣ現像バイアスを用いて、中間転写ベルト１４上に中間調パッチＰを形成する。制御部５０は、ベタ濃度以上のトナー付着量や、当該ベタ濃度以上のトナー付着量に対する予測されるセンサ出力や、上記ＤＣ現像バイアス、付着量センサ１９によって測定された、上記中間調パッチＰに対する付着量センサ１９のセンサ出力などから、最終的にベタ濃度以上のトナー付着量を得るためのＤＣ現像バイアスを導出する。
【００４０】
なお、ルックアップテーブル５１には、印字環境や印字用紙等に応じて予め設定されたＤＣ現像バイアスが格納されている。また、ルックアップテーブル５１に格納されているＤＣ現像バイアスは、本第１実施形態よって導出される、ベタ濃度以上のトナー付着量を得るために導出されたＤＣ現像バイアスで更新される。
【００４１】
Ａ．第１実施形態
次に、本第１実施形態によるＤＣ現像バイアスの設定方法について説明する。
【００４２】
１）付着量センサ１９の特性について
図３は、本第１実施形態による、トナー濃度と付着量センサ１９のセンサ出力の関係を示す概念図である。まず、付着量センサ１９を用いてベタ濃度以上のトナー付着量を測定した場合の付着量センサ１９の出力特性について説明する。なお、図３において、縦軸は、付着量センサ１９のセンサ出力の逆数（以降、センサ出力という）を示し、横軸は、中間転写ベルト１４上におけるトナー濃度（中間調パッチＰのトナー濃度＝トナー付着量）を示している。トナー濃度が白地（０％）のとき、付着量センサ１９のセンサ出力の逆数は、Ｓｍｉｎである。また、ベタ（１００％）濃度では、Ｓｍａｘであり、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαでは、飽和した値であるＳα’となる。
【００４３】
このように、付着量センサ１９のセンサ出力は、トナー濃度がベタ濃度（１００％）以上となると飽和してしまうので、安定して測定可能な領域は、図示のトナー濃度「０％」〜「１００％」の範囲に限られる。このため、付着量センサ１９では、一定濃度以上、すなわちベタ濃度（１００％）以上のトナー濃度を検知することはできない。なお、図示のセンシング可能領域では、トナー濃度（トナー付着量）とセンサ出力の逆数は線形に対応している。仮に、付着量センサ１９がベタ濃度以上を測定可能であった場合、ベタ濃度以上のトナー層厚を得るためのトナー付着量Ａαにするためには、センサ出力の逆数は、Ｓαとなる。なお、以下では、トナー濃度とトナー付着量とは同じ意味で用い、いずれも単位［ｍｇ／ｃｍ２］で表される。
【００４４】
図４は、本第１実施形態による、ＤＣ現像バイアスに対する付着量センサ１９のセンサ出力の特性である。トナー特性にも依存するが、図４に示すように、ＤＣ現像バイアスの増加に伴ってトナー付着量が増加し、付着量センサ１９のセンサ出力も変化する。つまり、ＤＣ現像バイアスと付着量センサ１９のセンサ出力とは線形である。したがって、ＤＣ現像バイアスとセンサ出力との関係は、ｙ＝ａ＊ｘ+ｂ、すなわちＤＣ現像バイアス＝ａ＊センサ出力＋ｂの関係にある。
【００４５】
（２）調整パッチの選択方法
次に、中間調パッチの選択方法について説明する。
図５は、本第１実施形態による、ＤＣ現像バイアス（Ｖｄ）に応じたパッチの階調数に対するセンサ出力特性の一例を示す概念図である。上述したように、ＤＣ現像バイアスの増加に伴ってトナー付着量が増加し、付着量センサ１９のセンサ出力も変化する。しかしながら、一定以上のＤＣ現像バイアスでは、トナー付着量が１００％（ベタ濃度）以上となるため、センサ出力は飽和する。そこで、光学センサ特性やトナー特性、高圧出力仕様等を考慮し、センサ出力が飽和する手前の適切なパッチ階調数ｎ（％）を選択し、中間調パッチＰとして採用する。例えば、パッチ階調数ｎ（％）を７５％とする。
【００４６】
（３）センサ出力の導出
図６は、本第１実施形態による、トナー付着量とセンサ出力との関係とを示す概念図である。上述したように、付着量センサ１９のセンサ出力は、トナー付着量がベタ濃度（１００％）以上となると飽和してしまう（図３を参照）。そこで、本第１実施形態では、図６に示すように、トナー付着量の増加に伴い、センサ出力が線形に増加すると仮定し、トナー付着量に対するセンサ出力特性より、定数ａ、ｂを算出して補正式を求めておく。ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαを測定するためのセンサ出力Ｓαを求める場合、次式（１）により導出することが可能である。
Ｓα［Ｖ−１］＝ａ×Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］＋ｂ  …（１）
【００４７】
（４）操作量（ＤＣ現像バイアス）の算出方法
（４−１）目標測定値の導出
まず、印字環境（温湿度）や印字用紙等に応じて予め設定したルックアップテーブル５１を参照し、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］を導出する。次に、上記補正式を用いて、トナー付着量Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］を測定したときのセンサ出力Ｓαを導出する。
【００４８】
（４−２）中間調パッチの生成
印字環境や印字用紙等に応じて予め設定したルックアップテーブル５１に設定されているＤＣ現像バイアスＶβを用いて、選択した階調数の中間調パッチＰを、図７に示すように、中間転写ベルト１４の被パッチ形成領域（印字領域外）上に形成する。この中間調パッチＰのトナー濃度を付着量センサ１９によって測定する。このときの付着量センサ１９のセンサ出力をＳβとする。
【００４９】
（４−３）操作量の算出
ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαのトナー層厚を形成するための操作量、すなわちＤＣ現像バイアスＶαは、次式（２）を用いて導出する。
Ｖα＝（Ｖβ／Ｓβ）×Ｓα  …（２）
このＤＣ現像バイアスＶαの値を元に新たにルックアップテーブル５１を作成（更新）し、以降の印字に採用することで、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαのバインダトナー層厚を形成することが可能となる。
【００５０】
図８は、本第１実施形態によるトナー付着制御方法を説明するためのフローチャートである。制御部５０は、ユーザにより図示しない操作パネルから調整指示があったか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、調整タイミングは、ユーザ操作による調整指示に限らず、トナー付着量が変動するような環境状況（温度、湿度、用紙種類など）の変化が検知されたことを契機としてもよい。
【００５１】
そして、調整指示がない場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、当該処理を終了する。一方、調整指示があった場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、制御部５０は、ルックアップテーブル５１を参照し、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］を導出する（ステップＳ１２））。次に、制御部５０は、上記補正式（１）を用いて、トナー付着量Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］に対する、付着量センサ１９のセンサ出力Ｓαを導出する（ステップＳ１４）。
【００５２】
次に、制御部５０は、ルックアップテーブル５１に設定されているＤＣ現像バイアスＶβを高圧電源部４０に設定し（ステップＳ１６）、バインダトナーに対応する画像形成ユニット６−４により、選択した階調数の中間調パッチＰを、中間転写ベルト１４の被パッチ形成領域（又は印字領域外）上に形成する（ステップＳ１８）。続いて、制御部５０は、付着量センサ１９によって、中間転写ベルト１４上に形成された中間調パッチＰを測定し、このときの付着量センサ１９のセンサ出力をＳβとする（ステップＳ２０）。
【００５３】
次に、制御部５０は、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαのトナー層厚を形成するための操作量、すなわちＤＣ現像バイアスＶαを、式（２）を用いて導出する（ステップＳ２２）。そして、制御部５０は、ＤＣ現像バイアスＶαの値を元にルックアップテーブル５１を更新する（ステップＳ２４）。以降、ルックアップテーブル５１のＤＣ現像バイアスＶαを印字動作で用いることで、トナー付着量Ａαがベタ濃度以上であっても、ベタ濃度以上のバインダトナー層厚を制御して形成することができる。
【００５４】
上述した第１実施形態によれば、付着量センサ１９ではその特性上検知できない、トナー付着量Ａαを得るために、センシング可能領域のトナー濃度で中間調パッチＰを形成し、そのときのＤＣ現像バイアスＶβと付着量センサ１９のセンサ出力Ｓβ、トナー付着量Ａαにしたときに予想されるセンサ出力Ｓαに基づいて、トナー付着量ＡαにするＤＣ現像バイアスＶαを導出するようにしたので、既存の付着量センサ１９を用いて、トナー付着量がベタ濃度以上であっても、ベタ濃度以上のトナー層厚を形成することができる。
【００５５】
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、画像形成装置１の構成は図１と同じであるので説明を省略する。
図９は、本第２実施形態による、ずれ許容量領域とその判定方法を説明するための概念図である。本第２実施形態では、上述した第１実施形態のトナー付着制御方法を応用し、トナー付着量の過不足によるオフセット等の画像障害（バインダトナーの剥がれなど）の発生を予測し、トナー付着量を増加／減少するためにＤＣ現像バイアスを調整することを特徴としている。
【００５６】
まず、図９に示すように、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαに対するずれ許容量Ａγ、Ａδを設定するとともに、当該ずれ許容量Ａγ、Ａδに対するセンサ出力Ｓγ、Ｓδも式（１）に従って導出して設定する。そして、印字動作中であれば、その都度、中間転写ベルト１４の印字領域外に、あるいは、印字動作停止中であれば、所定の条件に合致した場合などに、第１実施形態で選択した中間調パッチＰを形成・測定し、そのときの付着量センサ１９のセンサ出力をＳβ’とする。このとき、センサ出力Ｓβ’がずれ許容量範囲「Ｓγ＜Ｓβ’＜Ｓδ」に入っているか否かを判定することで、トナー付着量が過不足になる可能性がないかを判断する。そして、トナー付着量が過不足になる可能性があると判断した場合には、ＤＣ現像バイアスの再設定を実行したり、ユーザにメッセージを表示したりする。
【００５７】
図１０は、本第２実施形態によるトナー付着制御方法を説明するためのフローチャートである。制御部５０は、まず、ルックアップテーブル５１を参照し、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］を導出する（ステップＳ３０）。次に、制御部５０は、トナー付着量のずれ許容量をＡγ、Ａδを設定し（ステップＳ３２）、上記補正式を用いて、トナー付着量Ａα［ｍｇ／ｃｍ２］に対する、付着量センサ１９のセンサ出力Ｓα、ずれ許容量をＡγ、Ａδに対する、付着量センサ１９のセンサ出力Ｓγ、Ｓδを導出する（ステップＳ３４）。
【００５８】
次に、制御部５０は、ＤＣ現像バイアスの調整タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ３６）。そして、調整タイミングでない場合には（ステップＳ３６のＮＯ）、制御部５０は、待機状態となる。一方、調整タイミングである場合には（ステップＳ３６のＹＥＳ）、制御部５０は、ルックアップテーブル５１に設定されているＤＣ現像バイアスＶβを高圧電源部４０に設定する（ステップＳ３８）。
【００５９】
次に、制御部５０は、バインダトナーに対応する画像形成ユニット６−４により、選択した階調数の中間調パッチＰを、中間転写ベルト１４の被パッチ形成領域（又は印字領域外）上に形成する（ステップＳ４０）。続いて、制御部５０は、付着量センサ１９によって、中間転写ベルト１４上に形成された中間調パッチＰを測定し、このときの付着量センサ１９のセンサ出力をＳβ'とする（ステップＳ４２）。
【００６０】
ここで、制御部５０は、センサ出力Ｓβ'がＳγ＜Ｓβ’＜Ｓδであるか否かを判断（ステップＳ４４）。そして、センサ出力Ｓβ'がＳγ＜Ｓβ’＜Ｓδでない場合には（ステップＳ４４のＮＯ）、制御部５０は、トナー付着量がずれ許容量領域から外れる可能性があると判断し、ＤＣ現像バイアスＶβを再設定（例えばＶβ±ｄ）する（ステップＳ４６）。ｄは、予め設定した補正値としてもよいし、ずれ許容量範囲からのずれ量に応じて導出してもよい。その後、ステップＳ４０に戻り、再度、中間調パッチＰの作成、付着量センサ１９による測定を繰り返す。
【００６１】
一方、センサ出力Ｓβ'がＳγ＜Ｓβ’＜Ｓδになった場合には（ステップＳ４４のＹＥＳ）、トナー付着量がずれ許容量領域内になると判断し、制御部５０は、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαのトナー層厚を形成するための操作量、すなわちＤＣ現像バイアスＶαを、式（２）を用いて導出する（ステップＳ４８）。そして、制御部５０は、ＤＣ現像バイアスＶαの値を元にルックアップテーブル５１を更新する（ステップＳ５０）。
【００６２】
上述した第２実施形態によれば、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαに対するずれ許容量Ａγ、Ａδを設定するとともに、当該ずれ許容量Ａγ、Ａδに対するセンサ出力Ｓγ、Ｓδも式（１）に従って導出して設定し、中間調パッチＰを測定したときの付着量センサ１９のセンサ出力Ｓβ’がずれ許容量範囲「Ｓγ＜Ｓβ’＜Ｓδ」に入っていない場合には、トナー付着量が過不足になる可能性があると判断し、ＤＣ現像バイアスの再設定を実行したり、ユーザにメッセージを表示したりするようにしたので、トナー付着量の過不足による画像障害の発生を予測して回避することができる。
【００６３】
上述した実施形態によれば、付着量センサ１９の出力特性に基づいて、ベタ濃度以上のトナー付着量Ａαに対するセンサ出力Ｓαを推定するようにしたので、センサ出力が飽和してしまうセンシング不可領域におけるベタ濃度以上のトナー付着量であっても制御して形成することができる。
【００６４】
また、上述した実施形態によれば、付着量センサ１９が測定可能な階調数の中間調パッチを形成するようにしたので、センサ出力が飽和してしまう付着量センサ１９であっても、ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成することができる。
【００６５】
また、上述した実施形態によれば、ベタ濃度以上のトナー付着量とするためのＤＣ現像バイアスで、ルックアップテーブル５１の内容を更新して以降の印字動作で用いるようにしたので、ベタ濃度以上のトナー付着量を制御して形成することができる。
【００６６】
また、上述した実施形態によれば、熱可塑性樹脂からなるバインダトナーに対する、ベタ濃度以上のトナー付着量とするためのＤＣ現像バイアスを導出するようにしたので、バインダトナーによる接着力をより強くするために、ベタ濃度以上のトナー付着量とすることができる。
【００６７】
以上、この発明のいくつかの実施形態について説明したが、この発明は、これらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００６８】
（付記１）
付記１に記載の発明は、所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するパッチ形成手段と、前記パッチ形成手段によって形成された前記中間調パッチのトナー付着量を測定する測定手段と、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定手段のセンサ出力を推定する推定手段と、前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記測定手段のセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記測定手段のセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出する導出手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００６９】
（付記２）
付記２に記載の発明は、前記推定手段は、前記測定手段の出力特性に基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定手段のセンサ出力を推定する、ことを特徴とする付記１に記載の画像形成装置である。
【００７０】
（付記３）
付記３に記載の発明は、前記パッチ形成手段は、前記中間調パッチとして、前記測定手段が測定可能な階調数の中間調パッチを形成する、ことを特徴とする付記１又は２に記載の画像形成装置である。
【００７１】
（付記４）
付記４に記載の発明は、前記所定の現像バイアスを、前記導出手段によって導出された前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスで更新する更新手段を更に備える、ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置である。
【００７２】
（付記５）
付記５に記載の発明は、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対するずれ許容量を設定するとともに、当該ずれ許容量に対応する、前記測定手段のセンサ出力範囲を導出する許容範囲導出手段と、前記中間調パッチを測定した前記測定手段のセンサ出力が前記許容範囲導出手段によって導出された前記測定手段のセンサ出力範囲内であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段による判断結果に基づいて前記所定の現像バイアスを補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された前記所定の現像バイアスに基づいて、前記パッチ形成手段、前記測定手段、前記推定手段、前記導出手段の動作を再度実行させる制御手段と、を更に備えることを特徴とする付記１乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置である。
【００７３】
（付記６）
付記６に記載の発明は、前記補正手段は、前記判断手段によって、前記測定手段のセンサ出力が前記許容範囲導出手段によって導出された前記測定手段のセンサ出力範囲外であると判断された場合に、前記所定の現像バイアスを補正する、ことを特徴とする付記５に記載の画像形成装置である。
【００７４】
（付記７）
付記７に記載の発明は、前記中間調パッチは、熱可塑性樹脂からなる転写基材からなるトナーから形成される、ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか一つに記載の画像形成装置である。
【００７５】
（付記８）
付記８に記載の発明は、所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するステップと、前記中間調パッチのトナー付着量をセンサにより測定するステップと、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記センサのセンサ出力を推定するステップと、前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記センサのセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記センサのセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出するステップと、を備えることを特徴とするトナー付着制御方法である。
【００７６】
（付記９）
付記９に記載の発明は、画像形成装置のコンピュータに、所定の現像バイアスによってトナー層からなる中間調パッチを形成するパッチ形成機能、前記パッチ形成機能によって形成された前記中間調パッチのトナー付着量を測定する測定機能と、ベタ濃度以上のトナー付着量に対する前記測定機能でのセンサ出力を推定する推定機能、前記所定の現像バイアスと、前記中間調パッチを測定した前記測定機能でのセンサ出力と、前記ベタ濃度以上のトナー付着量に対して推定される前記測定機能でのセンサ出力とに基づいて、前記ベタ濃度以上のトナー付着量とするための現像バイアスを導出する導出機能、を実現させることを特徴とするプログラムである。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置
２  画像形成部
３  両面印刷用搬送ユニット
４  給紙部
５  定着部
６（６−１、６−２、６−３、６−４）  画像形成ユニット
７  感光体ドラム
８  クリーナ
９  帯電ローラ
１０  光書込ヘッド
１１  現像器
１２  現像ローラ
１３  トナー供給ローラ
１４  中間転写ベルト
１５  一次転写ローラ
１６  駆動ローラ
１７  従動ローラ
１８  ベルト位置制御機構
１９  付着量センサ
２０  ベルトクリーナ
２１  給紙カセット
２２  用紙（被印刷媒体）
２３  用紙取出ローラ
２４  給送ローラ
２５  捌きローラ
２６  待機搬送ローラ対
２７  装着部
２８  ＭＰＦ（Multi Paper Feeder)トレー
２９  給紙コロ
３０  二次転写ローラ
３１  搬出ローラ対
３２  排紙トレー
３３  排紙ローラ対
３４ａ  開始返送路
３４ｂ  中間返送路
３４ｃ  終端返送路
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ  返送ローラ対
４０  高圧電源部
５０  制御部
５１  ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
Ｐ  中間調パッチ
【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】
2016177241.tif 000008
【図７】
2016177241.tif 000009
【図８】
2016177241.tif 000010
【図９】
2016177241.tif 000011
【図１０】
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