(57)【要約】【課題】ユーザがデフォルトの最高画像濃度以外で使用し、キャリアコート層の摩耗が想定量と異なった場合であっても、安定したトナー濃度の制御を行うことが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】ユーザが最高画像濃度Ｄｍａｘを変更すると（ステップＳ１１）、ユーザが選択した最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する現像電界ΔＶｄをテーブルから取得することで、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像電界ΔＶｄを変更する（ステップＳ１２）。次いで、現像電界ΔＶｄに対応する係数αをテーブルから取得し（ステップＳ１３）、その取得した係数αを最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値として用いて、補正式に基づいてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’を算出する（ステップＳ１４）。【選択図】図６
2016206526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上の潜像を現像する現像部と、
前記現像部の現像剤の濃度を検出する、制御電圧に応じて検出値の補正が可能な濃度検出部と、
前記濃度検出部の検出値に基づいて前記現像部へのトナーの供給を制御する制御部と、
最高画像濃度を選択する選択部とを備え、
前記制御部は、前記選択部による前記最高画像濃度の選択値に基づいて前記濃度検出部の制御電圧を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度検出部の制御電圧は、前記現像剤の使用時間に応じて前記濃度検出部の検出値を補正する電圧であり、
前記制御部は、前記現像剤の使用時間に応じて前記濃度検出部の制御電圧を補正する
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】
前記制御部は、作像条件を変更して単位時間あたりの前記感光体へのトナー付着量を変更することによって前記最高画像濃度を調整する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記選択部による前記最高画像濃度の選択値に応じて作像条件を変更することによって前記濃度検出部の制御電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記作像条件は、前記感光体上の露光電位と前記現像部の現像ローラに印加される電位との電位差によって形成される現像電界である
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記作像条件は、前記感光体に対する前記現像部の現像ローラの線速比である
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記作像条件は、前記感光体上の露光電位と前記現像部の現像ローラに印加される電位との電位差によって形成される現像電界及び前記感光体に対する前記現像部の現像ローラの線速比である
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記最高画像濃度の選択値に対応する前記濃度検出部の制御電圧の補正値を与える第１設定部と、
前記現像剤の使用時間に応じて補正した、前記最高画像濃度を変更したときの前記濃度検出部の制御電圧を与える第２設定部とを有し、
前記制御部は、前記最高画像濃度の選択値に対応する前記補正値を前記第１設定部から取得し、この取得した前記補正値に基づいて前記第２設定部から前記濃度検出部の制御電圧を取得する
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体上の潜像を現像する現像部と、
前記現像部の現像剤の濃度を検出する、制御電圧に応じて検出値の補正が可能な濃度検出部とを備え、
前記濃度検出部の検出値に基づいて前記現像部へのトナーの供給を制御する画像形成方法であって、
最高画像濃度が選択されたとき、その選択値に基づいて前記濃度検出部の制御電圧を制御する
ことを特徴とする画像形成方法。
【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方法に関し、特に、電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させることによって現像が行われる。そして、現像部から感光体へ移動するトナー量、即ち感光体へのトナー付着量については作像条件により変更することができる。このトナー付着量を変更する手法は、最高画像濃度を調整する手法として一般的に使用されている。例えば、ユーザは、好みや複数台の機械間の濃度差を合わせるために、トナー付着量を変更することによって最高画像濃度の調整を行うことができる。
【０００３】
最高画像濃度のデフォルト値を変更して使用した場合、感光体への実際のトナー付着量が、デフォルト値に基づいて想定している付着量（以下、単に、「想定量」と記述する）と異なるために、同一印字面積（カバレッジ）であってもトナー消費量が異なることになる。トナー消費量に関しては、その消費量が多いほどキャリアコート層の摩耗が大きいことが知られている。そのため、トナー付着量が想定量とかけ離れている場合、キャリアコート層の摩耗に想定と差が生じる問題がある。
【０００４】
ところで、画像形成装置では、現像部内のトナー濃度を検出するために、現像剤の透磁率の変化を検知するトナー濃度センサ（透磁率検知型トナー濃度センサ）が使用されている。そして、トナー濃度センサの検出値に基づいて現像部にトナーを補給することによって、トナー濃度が一定になるように制御が行われている。
【０００５】
ところが、現像剤の使用時間が進むと、即ちキャリアコート層の摩耗が進むと、現像剤の嵩が減るため、トナー濃度センサによるトナー濃度の検出を正確に行うことができないことになる。そのため、現像剤の使用時間に応じてトナー濃度センサの制御電圧を補正するとともに、当該制御電圧を絶対温度のパラメータとしてさらに補正する制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２２４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術は、現像剤の使用時間や絶対温度などの使用環境に起因する現像剤の嵩の減りには対応できるものの、デフォルトの最高画像濃度以外での使用による現像剤の嵩の減りについては考慮されていない。したがって、ユーザがデフォルトの最高画像濃度（最高画像濃度のデフォルト値）以外で使用して、キャリアコート層の摩耗が想定と異なる状態で現像剤の嵩が減った場合には、トナー濃度センサによってトナー濃度を正確に検出できないために、トナー濃度を一定にする制御を行うことができない。
【０００８】
本発明は、ユーザがデフォルトの最高画像濃度以外の状態で使用し、キャリアコート層の摩耗が想定量と異なった場合であっても、安定したトナー濃度の制御を行うことが可能な画像形成装置及び画像形成方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
感光体上の潜像を現像する現像部と、
現像部の現像剤の濃度を検出する、制御電圧に応じて検出値の補正が可能な濃度検出部と、
濃度検出部の検出値に基づいて現像部へのトナーの供給を制御する制御部と、
最高画像濃度を選択する選択部とを備え、
制御部は、選択部による前記最高画像濃度の選択値に基づいて濃度検出部の制御電圧を制御する
ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成方法は、
感光体上の潜像を現像する現像部と、
現像部の現像剤の濃度を検出する、制御電圧に応じて検出値の補正が可能な濃度検出部とを備え、
濃度検出部の検出値に基づいて現像部へのトナーの供給を制御する画像形成方法であって、
最高画像濃度が選択されたとき、その選択値に基づいて濃度検出部の制御電圧を制御する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記構成の画像形成装置あるいは画像形成方法において、ユーザがデフォルト値と異なる最高画像濃度を選択したときに、その選択値に基づいて濃度検出部の制御電圧を制御する。これにより、デフォルトの最高画像濃度以外で使用して、キャリアコート層の摩耗が想定と異なる状態で現像剤の嵩が減った場合であっても、実際の現像剤の嵩に応じた濃度検出部の検出値を得ることができる。そして、その検出値に基づいて現像部へのトナーの供給を制御することで、安定したトナー濃度を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ユーザがデフォルトの最高画像濃度以外の状態で使用し、キャリアコート層の摩耗が想定量と異なった場合であっても、実際の現像剤の嵩に応じた濃度検出部の検出値を得ることができるため、安定したトナー濃度の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置のシステム構成の概略を示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の各部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】現像剤の使用時間に応じたトナー濃度センサの制御電圧Ｖｃの変化を表す図である。
【図４】最高画像濃度のデフォルト値を変更して使用した場合の現像剤の使用時間に対するトナー濃度の変化を表す図である。
【図５】実施例１の場合の、最高画像濃度の選択値に対応するトナー濃度センサの制御電圧Ｖｃの補正値を与えるテーブルを示す図である。
【図６】実施例１に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施例２の場合の、最高画像濃度の選択値に対応するトナー濃度センサの制御電圧Ｖｃの補正値を与えるテーブルを示す図である。
【図８】実施例２に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施例３の場合の、最高画像濃度の選択値に対応するトナー濃度センサの制御電圧Ｖｃの補正値を与えるテーブルを示す図である。
【図１０】実施例３に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施例１〜３及び比較例に対して、所定のテスト内容でプリントを行った結果を示す図である。
【図１２】所定のテスト内容でプリントを行ったときの現像器内のトナー濃度の推移を表す図である。
【図１３】所定のテスト内容でプリントを行ったときのトナー濃度センサの制御電圧Ｖｃの推移を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。なお、以下の説明や各図において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１５】
［画像形成装置の構成例］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のシステム構成の概略を示す全体構成図である。本実施形態では、複写機に適用する場合を例に挙げている。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、静電気を用いて用紙Ｓに画像を形成する電子写真方式を採用しており、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部６０と、定着部８０と、制御基板９０とを有する。
【００１７】
原稿搬送部１０は、原稿Ｇをセットする原稿給紙台１１と、複数のローラ１２と、搬送ドラム１３と、搬送ガイド１４と、原稿排出ローラ１５と、原稿排出トレイ１６とを有している。原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。搬送ガイド１４及び原稿排出ローラ１５は、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３により搬送された原稿Ｇを原稿排出トレイ１６に排出する。
【００１８】
画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台３１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Ｇの画像がランプＬによって照射される。このランプＬからの照射光に基づく原稿Ｇからの反射光は、第１ミラーユニット３２、第２ミラーユニット３３、レンズユニット３４の順に導かれて、撮像素子３５の受光面に結像する。撮像素子３５は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。撮像素子３５から出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されることにより画像データとして作成される。
【００１９】
また、画像読取部３０は、画像読取制御部３６を有している。画像読取制御部３６は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の周知の画像処理を施して、制御基板９０に搭載されたＲＡＭ（不図示）に格納する。なお、画像データは、画像読取部３０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したデータであってもよい。
【００２０】
用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙Ｓのサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙Ｓは、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置である２次転写部６０に搬送される。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、ユーザによってセットされる、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。
【００２１】
画像読取部３０と用紙収納部２０との間には、画像形成部４０と像担持体である中間転写ベルト５０とが配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。
【００２２】
第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンダのトナー像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有している。したがって、ここでは、第１の画像形成ユニット４０Ｙについて説明する。
【００２３】
第１の画像形成ユニット４０Ｙは、像担持体であるドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５とを有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによる駆動の下に回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与えることにより感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、原稿Ｇから読み取られた画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光を行うことにより感光体４１上に静電潜像を形成する。
【００２４】
現像部４４は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて、感光体４１上に形成された静電潜像を現像する。トナーは、画像を形成する粒子である。キャリアは、現像部４４内でのトナーとの混合において摩擦帯電によりトナーに適正な電荷を与える機能と、感光体４１と対向する現像領域にトナーを搬送する機能と、感光体４１上の静電潜像にトナーが忠実に現像できるように現像電界を形成する機能とを持っている。この現像部４４は、感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面には、イエローのトナー像が形成される。
【００２５】
なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させる。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させる。
【００２６】
クリーニング部４５は、感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。
【００２７】
感光体４１上に付着したトナーは、中間転写体の一例である中間転写ベルト５０に転写される。中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト５０は、不図示の駆動モータによる駆動の下に、感光体４１の回転（移動）方向とは逆方向に回転する。
【００２８】
中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと逆極性の電圧を印加させることで、感光体４１上に付着したトナーを中間転写ベルト５０に転写する。
【００２９】
そして、中間転写ベルト５０が回転することで、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー像が、中間転写ベルト５０の表面に順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合うことによってカラー画像が形成される。
【００３０】
また、中間転写ベルト５０に対向した状態でベルトクリーニング装置５３が設けられている。このベルトクリーニング装置５３は、用紙Ｓへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト５０の表面を清掃する。
【００３１】
中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の用紙搬送方向の下流には、２次転写部６０が配置されている。この２次転写部６０は、搬送部２３によって搬送されてきた用紙Ｓを中間転写ベルト５０に接触させることにより、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写する。
【００３２】
２次転写部６０は、２次転写ローラ６１を有している。２次転写ローラ６１は、対向ローラ５２に圧接されている。そして、２次転写ローラ６１と中間転写ベルト５０とが接触する部分は、２次転写ニップ部６２となる。この２次転写ニップ部６２の位置は、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写する転写位置である。
【００３３】
２次転写部６０における用紙Ｓの排出側には、定着部８０が設けられている。この定着部８０は、用紙Ｓを加圧及び加熱して、転写されたトナー像を用紙Ｓに定着させる。定着部８０は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２で構成されている。定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２との圧接部として定着ニップ部が形成される。
【００３４】
定着上ローラ８１の内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラ８１のローラ部が温められる。そして、定着上ローラ８１のローラ部の熱が用紙Ｓへ伝達されることにより、用紙Ｓ上のトナー像が定着される。
【００３５】
用紙Ｓは、２次転写部６０によってトナー像が転写された面（定着対象面）が定着上ローラ８１と向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙Ｓには、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とによる加圧と、定着上ローラ８１のローラ部の熱による加熱が行われる。
【００３６】
定着部８０の用紙Ｓの搬送方向の下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙Ｓの搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、用紙Ｓの片面への画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Ｓを直進させる。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、用紙Ｓの片面への画像形成におけるフェースダウン排紙を行う場合、及び用紙Ｓの両面への画像形成を行う場合に、用紙Ｓを下方に案内する。
【００３７】
フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって用紙Ｓの表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転された用紙Ｓは、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。用紙Ｓの両面への画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって用紙Ｓの表裏を反転する。そして、表裏が反転された用紙Ｓは、再給紙路２７によって再び転写位置へ送られる。
【００３８】
一対の排紙ローラ２５の下流側には、用紙Ｓを折ったり、用紙Ｓに対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。
【００３９】
［画像形成装置の各部のハードウェア構成］
次に、画像形成装置１の各部のハードウェア構成について、図２を参照して説明する。図２は、画像形成装置１の各部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【００４０】
図２に示すように、画像形成装置１は、制御部１００を備えている。この制御部１００は、上述の制御基板９０（図１参照）上に構成されている。
【００４１】
制御部１００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有している。なお、ＲＯＭ１０２としては、例えば、通常電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭを用いることができる。
【００４２】
ＣＰＵ１０１は、画像形成装置１の全体を制御する。このＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４、操作表示部１０５及び通信部１０８にそれぞれシステムバス１０７を介して接続されている。さらに、ＣＰＵ１０１は、画像読取部３０、画像処理部１０６、画像形成部４０、給紙部２１、定着部８０及びトナー濃度センサ９１にそれぞれシステムバス１０７を介して接続されている。
【００４３】
ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部１００に出力する。
【００４４】
通信部１０８は、外部の情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス１０７を介して制御部１００に送る。ジョブ情報には、形成する画像の画像データと、その画像データに対応付けられた使用する用紙の種類及び枚数などの情報が含まれている。
【００４５】
なお、本実施形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。
【００４６】
画像読取部３０は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりＲＧＢ各１０ビットの階調の輝度情報を持つ画像データを生成する。画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例であるＰＣ１２０から送信される画像データは、画像処理部１０６に送られ、画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対してアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。
【００４７】
例えば、画像形成装置１でカラー画像を形成する場合、画像読取部３０等によって生成されたＲ・Ｇ・Ｂの画像データを画像処理部１０６における色変換ＬＵＴ（Look Up Table）に入力する。そして、画像処理部１０６は、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正、濃度補正ＬＵＴを参照した網点などのスクリーン処理、あるいは細線を強調するためのエッジ処理などを行う。
【００４８】
トナー濃度センサ９１は、現像部４４内に配置され、後述するトナー濃度の制御のために、現像部４４のトナー濃度を検出する濃度検出部の一例である。トナー濃度センサ９１としては、例えば、現像剤の透磁率の変化を検知する透磁率検知型トナー濃度センサが用いられる。トナー濃度センサ９１の検出値は、システムバス１０７を介して制御部１００に供給される。
【００４９】
制御部１００は、画像形成部４０を駆動制御し、画像濃度制御用のトナー像又は画像形成用のトナー像を形成し、中間転写ベルト５０に１次転写する。また、制御部１００は、２次転写部６０を駆動制御し、中間転写ベルト５０が担持するトナー画像を用紙Ｓに２次転写する。また、制御部１００は、定着部８０を駆動制御し、用紙Ｓを加圧及び加熱して、トナー画像を用紙Ｓに定着させる。
【００５０】
［トナー濃度の制御］
上記構成の画像形成装置１では、制御部１００による制御の下に、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、現像部４４にトナーを補給することにより、トナー濃度が一定になるようにトナー濃度の制御が行われる。現像部４４は、一般的に、感光体４１上に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、現像剤にトナーを補給し、混合攪拌する攪拌部と、混合攪拌された現像剤を現像ローラに供給する供給部とを有する構成となっている。そして、トナー濃度センサ９１は、現像部４４内の供給部に配置され、供給部におけるトナー濃度を検出する。制御部１００は、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、供給部でのトナー濃度が一定になるように制御する。
【００５１】
トナー濃度センサ９１は、制御部１００から制御電圧が与えられることによって動作可能な構成となっている。具体的には、トナー濃度センサ９１は、周知のように、与えられる（入力される）制御電圧に応じて、トナー濃度と検出値（出力電圧）との関係が可変な特性を有している。そして、一般的には、トナー濃度の変化に追従してトナー濃度センサ９１の検出値が良好に変化する領域を使用するように、トナー濃度センサ９１に与える制御電圧を補正して使用することになる。すなわち、トナー濃度センサ９１は、その制御電圧に応じて検出値の補正が可能な構成となっている。
【００５２】
上述したように、現像部４４内の供給部でのトナー濃度が常に一定になるように制御を行うことにより、ページ内の画像濃度を均一化することができる。ところが、現像剤の使用時間が進むと、即ちキャリアコート層の摩耗が進むと、現像剤の嵩が減るため、トナー濃度センサ９１によるトナー濃度の検出を正確に行うことができない。そのため、図３に示すように、現像剤の使用時間に応じてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ［Ｖ］を補正する制御が行われている。図３において、破線はトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの初期値を表し、実線は現像剤の使用時間に応じたトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの変化を表している。
【００５３】
［最高画像濃度Ｄｍａｘの調整］
上記構成の画像形成装置１において、ユーザは、好みや複数台の機械（画像形成装置）間の濃度差を合わせるために、感光体４１へのトナー付着量（即ち、現像部４４から感光体４１へ移動するトナー量）を変更することによって最高画像濃度Ｄｍａｘの調整を行うことができる。この最高画像濃度Ｄｍａｘの調整は、操作表示部１０５において、ユーザが最高画像濃度Ｄｍａｘのデフォルト値を変更し、所望の濃度値（選択値）を選択することによって行われる。すなわち、操作表示部１０５は、最高画像濃度Ｄｍａｘを選択する選択部としての機能を有する。
【００５４】
操作表示部１０５において、ユーザによって選択された最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値は、システムバス１０７を介して制御部１００に供給される。制御部１００は、ユーザによって選択された最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に基づいて、トナー付着量を変更することによって最高画像濃度Ｄｍａｘを調整する。具体的には、制御部１００は、作像条件を変更して単位時間あたりの感光体４１へのトナー付着量を変更することによって最高画像濃度Ｄｍａｘを調整する。
【００５５】
作像条件としては、感光体４１上の露光電位と現像部４４の現像ローラに印加される電位との電位差によって形成される現像電界ΔＶｄや、感光体４１に対する現像部４４の現像ローラの線速比（周速比）である現像θを例示することができる。
【００５６】
ところで、最高画像濃度Ｄｍａｘのデフォルト値を変更して使用した場合、感光体４１への実際のトナー付着量が、デフォルト値に基づく想定量（デフォルト値に基づいて想定している付着量）と異なるために、同一カバレッジ（印字面積）であってもトナー消費量が異なることになる。具体的には、図４に示すように、最高画像濃度Ｄｍａｘとして、デフォルト値よりも濃い値を選択した場合（破線）には、現像剤の使用時間に応じてトナー濃度が濃くなり、デフォルト値よりも薄い値を選択した場合（一点鎖線）には、現像剤の使用時間に応じてトナー濃度が薄くなる。図４において、実線は最高画像濃度Ｄｍａｘがデフォルト値の場合を表している。
【００５７】
トナー消費量に関しては、その消費量が多いほどキャリアコート層の摩耗が大きいことが知られている。その理由の一つとして、トナーには外添剤や滑剤が含まれており、それらがキャリアの摩耗に大きく関与していると考えられている。そして、トナー消費量が多いほどキャリアコート層の摩耗が大きいため、トナー付着量が想定量とかけ離れている場合、キャリアコート層の摩耗に想定と差が生じることになる。
【００５８】
そこで、本実施形態では、ユーザがデフォルト値と異なる最高画像濃度Ｄｍａｘを選択したときに、その選択値（最高画像濃度Ｄｍａｘ）からキャリアコート層の摩耗を事前に予測する。具体的には、制御部１００による制御の下に、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に基づいてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する（補正する）。これにより、デフォルトの最高画像濃度Ｄｍａｘ以外で使用し、キャリアコート層の摩耗が想定と異なることに伴って現像剤の嵩が減った場合であっても、トナー濃度センサ９１によって実際の現像剤の嵩に応じた検出値を得ることができる。そして、その検出値に基づいて現像部４４へのトナーの供給を制御することで、安定したトナー濃度を得ることができる、即ち安定したトナー濃度の制御を行うことができる。
【００５９】
以下に、本実施形態の具体的な実施例及び比較例について説明する。実施例及び比較例において、トナー濃度センサ９１、具体的には透磁率検知型トナー濃度センサに対して、現像剤の使用時間に応じて入力する制御電圧Ｖｃの補正式を次式（１）のように設定することとする。
【００６０】
Ｖｃ＝Ｖｃ’−α（ｔ−ｔ’）      ・・・（１）
ここで、Ｖｃはトナー濃度センサ９１の制御電圧、Ｖｃ’は最高画像濃度Ｄｍａｘを変更したときのトナー濃度センサ９１の制御電圧、αは最高画像濃度Ｄｍａｘによる係数（制御電圧の補正値）である。また、ｔは現像剤の使用時間、ｔ’は最高画像濃度Ｄｍａｘを変更したときの現像剤の使用時間である。本実施形態では、最高画像濃度Ｄｍａｘがデフォルト値のときの係数αを例えば０．０２０とする。
【００６１】
そして、最高画像濃度Ｄｍａｘの制御のために、デフォルトの最高画像濃度Ｄｍａｘとなるパッチ状画像を作像したときの作像条件（先述した現像電界ΔＶｄ、現像θ）を次のように決定した場合を考える。
現像電界ΔＶｄ＝５００［Ｖ］、    現像θ＝２．００
【００６２】
因みに、上記の最高画像濃度Ｄｍａｘの制御は、次のようにして行われる。すなわち、感光体（感光体ドラム）４１上に最大露光光量で複数個のパッチ状画像を感光体４１の周方向に並べて露光し、それを現像部４４の現像ローラの回転数を上げながら１つずつ現像する。そして、そのときのトナー像の濃度を光学式センサで検出し、その検出結果に基づいて最高画像濃度Ｄｍａｘの制御が行われる。
【００６３】
上記の補正式（１）は、現像剤の使用時間に応じて補正した、最高画像濃度Ｄｍａｘを変更したときのトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’を与える第２設定部の一例である。本実施形態では、第２設定部として補正式（１）を例示したが、これに限られるものではない。例えば、最高画像濃度Ｄｍａｘを変更したときの選択値に対応する補正値（係数α）と、現像剤の使用時間に応じて補正したトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’とを対応付けて格納したテーブルを第２設定部として用いるようにすることも可能である。 
【００６４】
（実施例１）
実施例１に係る制御電圧Ｖｃの制御では、ユーザがデフォルト値と異なる最高画像濃度Ｄｍａｘを選択したときに、その選択値に基づいて作像条件の現像電界ΔＶｄを変更することによってトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する。実施例１では、作像条件の現像θについては変更しない。
【００６５】
実施例１に係る制御電圧Ｖｃの制御では、まず、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正値、即ち上記の補正式（１）の係数αを取得するにあたって、図５のテーブルを用いる。すなわち、図５のテーブルは、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正値（係数α）を与える第１設定部の一例である。
【００６６】
ここでは、第１設定部としてテーブルを例示したが、これに限られるものではない。例えば、演算式を第１設定部として用いて、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値から制御電圧Ｖｃの補正値を取得するようにすることも可能である。後述する実施例においても同様である。
【００６７】
図５のテーブルには、最高画像濃度Ｄｍａｘのデフォルト（±０）のときの現像電界ΔＶｄ＝５００［Ｖ］に対して、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値＋１，＋２，＋３，−１，−２，−３のときに現像電界ΔＶｄを２０［Ｖ］のステップで変更する場合を例示している。図５のテーブルから明らかなように、最高画像濃度Ｄｍａｘが濃いほど係数αは大きくなる。
【００６８】
以下に、制御部１００による制御の下に実行される、実施例１に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順について、図６のフローチャートを用いて説明する。図６は、実施例１に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００６９】
ユーザが最高画像濃度Ｄｍａｘを変更すると（ステップＳ１１）、制御部１００は、ユーザが選択した最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する現像電界ΔＶｄを図５のテーブルから取得することで、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像電界ΔＶｄを変更する（ステップＳ１２）。次いで、制御部１００は、現像電界ΔＶｄに対応する係数αを図５のテーブルから取得する（ステップＳ１３）。
【００７０】
次いで、制御部１００は、図５のテーブルから取得した係数αを最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値として用いて、補正式（１）に基づいてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’を算出し（ステップＳ１４）、しかる後補正式（１）を更新する（ステップＳ１５）。なお、補正式（１）は、ステップＳ１５で更新される他、一定の周期（例えば、６分周期）で自動的に更新される。
【００７１】
続いて、制御部１００は、補正式（１）に基づいて算出した制御電圧Ｖｃ’をトナー濃度センサ９１を与えてトナー濃度の検出を行う（ステップＳ１６）。これにより、トナー濃度センサ９１は、制御電圧Ｖｃ’によって検出値が補正された状態で検出動作を行うことになるため、キャリアコート層の摩耗が想定と異なることに伴って現像剤の嵩が減った場合であっても、トナー濃度を正確に検出することができる。次いで、制御部１００は、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、現像部４４にトナーを補給する（ステップＳ１７）。
【００７２】
上述したように、実施例１によれば、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像電界ΔＶｄを変更することによってトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する処理、即ち最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する制御電圧Ｖｃ’を設定する処理が行われる。そして、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、トナー濃度が一定になるようにトナー濃度の制御、具体的には現像部４４へのトナーの補給が行われる。その結果、長期に亘って安定したトナー濃度が得られ、不良無き画像を得ることができる。
【００７３】
（実施例２）
実施例２に係る制御電圧Ｖｃの制御では、ユーザがデフォルト値と異なる最高画像濃度Ｄｍａｘを選択したときに、その選択値に基づいて作像条件の現像θを変更することによってトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する。実施例２では、作像条件の現像電界ΔＶｄについては変更しない。
【００７４】
実施例２に係る制御電圧Ｖｃの制御では、まず、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正値、即ち上記の補正式（１）の係数αを取得するにあたって、図７のテーブルを用いる。すなわち、図７のテーブルは、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正値（係数α）を与える第１設定部の一例である。
【００７５】
図７のテーブルには、最高画像濃度Ｄｍａｘのデフォルト（±０）のときの現像θ＝２．００に対して、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値＋１，＋２，＋３，−１，−２，−３のときに現像θを０．０５のステップで変更する場合を例示している。図７のテーブルから明らかなように、最高画像濃度Ｄｍａｘが濃いほど係数αは大きくなる。
【００７６】
以下に、制御部１００による制御の下に実行される、実施例２に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順について、図８のフローチャートを用いて説明する。図８は、実施例２に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
ユーザが最高画像濃度Ｄｍａｘを変更すると（ステップＳ２１）、制御部１００は、ユーザが選択した最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する現像θを図７のテーブルから取得することで、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像θを変更する（ステップＳ２２）。次いで、制御部１００は、現像θに対応する係数αを図７のテーブルから取得する（ステップＳ１３）。
【００７８】
次いで、制御部１００は、図７のテーブルから取得した係数αを最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値として用いて、補正式（１）に基づいてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’を算出し（ステップＳ２４）、しかる後補正式（１）を更新する（ステップＳ２５）。なお、補正式（１）は、ステップＳ２５で更新される他、一定の周期（例えば、６分周期）で自動的に更新される。
【００７９】
続いて、制御部１００は、補正式（１）に基づいて算出した制御電圧Ｖｃ’をトナー濃度センサ９１に与えてトナー濃度の検出を行う（ステップＳ２６）。これにより、トナー濃度センサ９１は、制御電圧Ｖｃ’によって検出値が補正された状態で検出動作を行うことになるため、キャリアコート層の摩耗が想定と異なることに伴って現像剤の嵩が減った場合であっても、トナー濃度を正確に検出することができる。次いで、制御部１００は、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、現像部４４にトナーを補給する（ステップＳ２７）。
【００８０】
上述したように、実施例２によれば、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像θを変更することによってトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する処理、即ち最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する制御電圧Ｖｃ’を設定する処理が行われる。そして、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、トナー濃度が一定になるようにトナー濃度の制御、具体的には現像部４４へのトナーの補給が行われる。その結果、長期に亘って安定したトナー濃度が得られ、不良無き画像を得ることができる。
【００８１】
（実施例３）
実施例３に係る制御電圧Ｖｃの制御では、ユーザがデフォルト値と異なる最高画像濃度Ｄｍａｘを選択したときに、その選択値に基づいて作像条件の現像電界ΔＶｄ及び現像θを共に変更することによってトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する。
【００８２】
実施例３に係る制御電圧Ｖｃの制御では、まず、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正値、即ち上記の補正式（１）の係数αを取得するにあたって、図９のテーブルを用いる。すなわち、図９のテーブルは、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正値を与える第１設定部の一例である。
【００８３】
図９のテーブルには、最高画像濃度Ｄｍａｘのデフォルト（±０）のときの現像電界ΔＶｄ＝５００［Ｖ］及び現像θ＝２．００に対して、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値＋１，＋２，＋３，−１，−２，−３のときに現像電界ΔＶｄを１０［Ｖ］のステップで、現像θを０．０２のステップで変更する場合を例示している。図７のテーブルから明らかなように、最高画像濃度Ｄｍａｘが濃いほど係数αは大きくなる。
【００８４】
以下に、制御部１００による制御の下に実行される、実施例３に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順について、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０は、実施例３に係る制御電圧Ｖｃの制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００８５】
ユーザが最高画像濃度Ｄｍａｘを変更すると（ステップＳ３１）、制御部１００は、ユーザが選択した最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する現像電界ΔＶｄ及び現像θを図９のテーブルから取得することで、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像電界ΔＶｄ及び現像θを変更する（ステップＳ３２）。次いで、制御部１００は、現像電界ΔＶｄ及び現像θに対応する係数αを図９のテーブルから取得する（ステップＳ３３）。
【００８６】
次いで、制御部１００は、図９のテーブルから取得した係数αを最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値として用いて、補正式（１）に基づいてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’を算出し（ステップＳ３４）、しかる後補正式（１）を更新する（ステップＳ３５）。なお、補正式（１）は、ステップＳ３５で更新される他、一定の周期（例えば、６分周期）で自動的に更新される。
【００８７】
続いて、制御部１００は、補正式（１）に基づいて算出した制御電圧Ｖｃ’をトナー濃度センサ９１を与えてトナー濃度の検出を行う（ステップＳ３６）。これにより、トナー濃度センサ９１は、制御電圧Ｖｃ’によって検出値が補正された状態で検出動作を行うことになるため、キャリアコート層の摩耗が想定と異なることに伴って現像剤の嵩が減った場合であっても、トナー濃度を正確に検出することができる。次いで、制御部１００は、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、現像部４４にトナーを補給する（ステップＳ３７）。
【００８８】
上述したように、実施例３によれば、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて現像電界ΔＶｄ及び現像θを共に変更することによってトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する処理、即ち最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に対応する制御電圧Ｖｃ’を設定する処理が行われる。そして、トナー濃度センサ９１の検出値に基づいて、トナー濃度が一定になるようにトナー濃度の制御、具体的には現像部４４へのトナーの補給が行われる。その結果、長期に亘って安定したトナー濃度が得られ、不良無き画像を得ることができる。
【００８９】
以上説明した実施例１〜３において、ユーザが最高画像濃度Ｄｍａｘを再び変更したときは、図６のフローチャート、図８のフローチャート及び図１０のフローチャートの各処理を繰り返して実行する。すなわち、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択値に応じて作像条件（現像電界ΔＶｄ、現像θ）を変更するとともに、当該作像条件に対応する係数αを取得し、その係数αを用いて補正式（１）を基にトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃ’を算出する処理を繰り返して実行する。
【００９０】
（比較例）
比較例では、実施例１〜３と同じ作像条件で、最高画像濃度Ｄｍａｘの選択によらず係数α＝０．０２０とし、補正式（１）に基づいてトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃを制御する（補正する）。また、実験例では、現像部４４として適当な現像器を用意し、実施例１〜３及び比較例に対して、下記の所定のテスト内容でプリントを行った。
【００９１】
＜テスト内容＞
・印字パターン：平均カバレッジ１０［％］
・最高画像濃度選択：±０（５００００ｐ）→−３（５００００ｐ）
→＋３（１０００００ｐ）→±０（１０００００ｐ）
・画像評価：５０ｋｐ毎にカブリ・コボレ・キャリア付着の画像不良を確認
【００９２】
ここで、ｐはプリントの枚数であり、最高画像濃度選択における（  ）内は各選択値における実プリント数である。また、「カブリ」は全面的なトナーの汚れであり、「コボレ」は部分的な（点状の）トナーの汚れであり、いずれも一般的にトナー濃度が濃い場合に発生する画像不良である。「キャリア付着」は感光体４１へのキャリアの付着であり、一般的にトナー濃度が薄い場合に発生する画像不良である。
【００９３】
図１１に、実施例１〜３及び比較例に対して、上記の所定のテスト内容でプリントを行った結果を示す。図１１において、「○」は画像不良がない場合を示し、「×」は明らかに画像不良が確認された場合を示している。
【００９４】
また、図１２に、上記の所定のテスト内容でプリントを行ったときの現像器内のトナー濃度の推移を表す。図１３に、トナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの推移を表す。図１２及び図１３において、実線が実施例（実施例１〜３）の推移を表し、破線が比較例の推移を表している。
【００９５】
実施例１〜３の場合は、ユーザによって選択された最高画像濃度Ｄｍａｘからキャリアの摩耗を推測し、トナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正を行っているため、トナー濃度の変動が抑えられた。その結果、高トナー濃度推移時に発生するコボレ・カブリの画像不良や、低トナー濃度推移時に発生するキャリア付着の画像不良が発生しなかった。
【００９６】
一方、比較例の場合は、標準的な現像剤劣化に対するトナー濃度センサ９１の制御電圧Ｖｃの補正しか行っていないため、薄めでのプリント中（５０００１〜１０００００ｐ）にトナー濃度が低下しキャリア付着が発生した。また、濃いめでのプリント中（１００００１ｐ〜２０００００ｐ）にトナー濃度が上昇しコボレ・カブリの画像不良が発生した。その後のプリントでも高トナー濃度が続き、コボレ・カブリの画像不良が発生した。
【００９７】
［変形例］
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９８】
例えば、上記実施形態では、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００として複写機を例に挙げたが、この適用例に限られるものではない。すなわち、本発明は、複写機の他、プリンタ装置、ファクシミリ装置、印刷機、複合機など、二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置全般に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１…画像形成装置、  １０…原稿搬送部、  ２０…用紙収納部、  ３０…画像読取部、  ４０…画像形成部、  ４１…感光体、  ４４…現像部、  ５０…中間転写ベルト、  ５１…１次転写部、  ６０…２次転写部、  ８０…定着部、  ９１…トナー濃度センサ（濃度検出部）、  １００…制御部
【図１】
2016206526.tif 000003
【図２】
2016206526.tif 000004
【図３】
2016206526.tif 000005
【図４】
2016206526.tif 000006
【図５】
2016206526.tif 000007
【図６】
2016206526.tif 000008
【図７】
2016206526.tif 000009
【図８】
2016206526.tif 000010
【図９】
2016206526.tif 000011
【図１０】
2016206526.tif 000012
【図１１】
2016206526.tif 000013
【図１２】
2016206526.tif 000014
【図１３】
2016206526.tif 000015