(57)【要約】【課題】現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することを可能にする。【解決手段】露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄが所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を形成し（ステップＳ１１，Ｓ１２）、そのトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサで読み取り、当該画像濃度センサの出力値Ｄｓｉｇを取得する（ステップＳ１３）。そして、画像濃度センサの出力値Ｄｓｉｇの基準値に対する誤差分が所定値（例えば、０．５［Ｖ］）以上のときにキャリア付着有り、即ちキャリア現像が発生したと判断し（ステップＳ１４）、画像濃度センサの出力値Ｄｓｉｇを補正することによって画像形成条件を制御する（ステップＳ１５）。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成する画像形成部と、
前記画像濃度制御用パターン像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部が検出した濃度に基づく出力値から得られる前記像担持体上のトナー付着量に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成部は、前記所定の電位差として複数の電位差が設定される場合に、前記複数の電位差に対応して前記画像濃度制御用パターン像を複数形成する
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、前記画像形成部によって形成された複数の画像濃度制御用パターン像に関する前記濃度検出部の出力値から、露光電位と現像バイアス電位との電位差に対する前記像担持体におけるトナー付着量の変化を求め、当該変化に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記複数の画像濃度制御用パターン像に関する前記濃度検出部の出力値に基づいて取得した基準値に対する前記濃度検出部が検出した実測値の差分に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、露光電位と現像バイアス電位との電位差に対するトナー付着量の変化に基づいた変曲点があるか否かによって前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記濃度検出部の出力値を補正することによって前記画像形成条件を制御する
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記濃度検出部が有する制御閾値を補正することによって前記画像形成条件を制御する
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、露光電位と現像バイアス電位との電位差を前記像担持体におけるキャリア付着が発生しない領域に制限する
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成するステップと、
前記画像濃度制御用パターン像の濃度を検出するステップと、
前記検出された濃度に基づく出力値から得られる前記像担持体上のトナー付着量に基づいて前記像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成条件を制御するステップと、を有し、
前記各ステップの処理を実行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、静電気を用いて画像の形成を行う特性上、本装置の使用環境における温度、湿度等の環境条件の変動や、現像剤等の経時的な劣化、即ち耐久性の変化によって画像の濃度や線幅が変動してしまう。その結果、安定した画像の形成を行うことができないことになる。
【０００３】
そこで、電子写真方式の画像形成装置では、安定した画像形成を実現するために、画像濃度制御用のトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサで検出して画像形成条件にフィードバックする制御が行われている（例えば、特許文献１参照）。トナーパッチ像は、画像濃度を制御（調整）するために専用に形成するパッチ状のトナー像である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６５０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、二成分現像剤を用いる画像形成装置において、現像剤の耐久が進むと、キャリアが劣化する。具体的には、現像剤の耐久が進むと、キャリアのコート層が減耗し、キャリアの抵抗値が低下する。その結果、像担持体上へのキャリアの付着（以下、「キャリア現像」と記述する）が発生する。一方、トナーの径が５［μｍ］程度であるのに対し、キャリアの径は６０［μｍ］程度であり、トナーの約１０倍以上の大きさである。そのため、画像濃度制御用のトナーパッチ像内にキャリアが現像されてしまっている場合に、トナーパッチ像の濃度を画像濃度センサが誤検知してしまう。その結果、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができなくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持する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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成する画像形成部と、
画像濃度制御用パターン像の濃度を検出する濃度検出部と、
濃度検出部が検出した濃度に基づく出力値から得られる像担持体上のトナー付着量に基づいて像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像形成方法は、
露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に画像濃度制御用パターン像を形成する工程と、
画像濃度制御用パターン像の濃度を検出する工程と、
濃度検出部が検出した濃度に基づく出力値から得られる像担持体上のトナー付着量に基づいて像担持体におけるキャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成部の画像形成条件を制御する工程と、
の各工程の処理を実行することを特徴とする。
【０００９】
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、露光電位と現像バイアス電位との電位差が所定の電位差のときに像担持体上に形成される画像濃度制御用パターン像の濃度を検出することで、その検出値から像担持体上のトナー付着量を得ることができる。また、像担持体上のトナー付着量から、像担持体におけるキャリア付着の有無を判断することができる。そして、キャリア付着有りと判断した場合に、画像形成部の画像形成条件を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キャリア付着の有無を判断し、キャリア付着有りの場合に画像形成条件を制御することで、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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を示すブロック図である。
【図３】露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対するキャリア個数の変化を示す図である。
【図４】画像濃度制御用のトナーパッチ像内にキャリアが付着した際の画像濃度センサの誤検知について説明するモデル図である。
【図５】露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対する画像濃度センサの出力値Ｄｓｉｇの変化を示す図である。
【図６】露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対する像担持体上のトナー付着量の変化を示す図である。
【図７】キャリア現像の発生有りの場合における電位差ΔＶｄ−トナー付着量の曲線の傾きを求める具体例を説明する図である。
【図８】キャリア現像の発生有りの場合における各電位差範囲の傾き及び基準に対する傾きの比率を表す図である。
【図９】実施例１に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施例２に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施例３に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
［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。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、静電気を用いて画像の形成を行う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。
【００１５】
原稿搬送部１０は、原稿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。
【００１６】
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。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
また、中間転写ベルト５０には、ベルトクリーニング装置５３が対向している。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
また、中間転写ベルト５０におけるベルトクリーニング装置５３と２次転写部６０との間には、画像の濃度を検出する濃度検出部の一例である画像濃度センサ９１が配置されている。すなわち、画像濃度センサ９１は、中間転写ベルト５０の回転方向における２次転写部６０よりも下流側に配置されている。この画像濃度センサ９１は、中間転写ベルト５０に向けて光を照射する発光部と、この照射光に基づく中間転写ベルト５０からの反射光を受光する受光部とを有している。画像濃度センサ９１は、発光部及び受光部が中間転写ベルト５０の表面と対向するように設けられている。
【００３８】
［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を示すブロック図である。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、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、２次転写部６０、定着部８０、画像濃度センサ９１にシステムバス１０７を介して接続されている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
画像濃度センサ９１は、制御部１００により駆動制御され、中間転写ベルト５０に光を照射すると共に、中間転写ベルト５０から反射された光を受光する。この画像濃度センサ９１は、この光の照射及び受光によって、中間転写ベルト５０上の画像濃度制御用パターン像の濃度を検出し、その検出結果を制御部１００に送信する。制御部１００は、画像濃度センサ９１から受信した情報に基づいて、画像形成部４０が画像を形成する際の画像形成条件を調整する。なお、画像形成条件の調整の詳細については後述する。
【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】
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。
【００４９】
［画像安定化制御について］
上述した電子写真方式の画像形成装置１では、形成する画像（即ち、出力画像）の濃度が目標濃度になるように、画像形成部４０の画像形成条件を調整する画像安定化制御が行われる。画像形成条件としては、現像バイアス電圧、現像θ、トナー濃度などを例示することができる。現像バイアス電圧は、露光電位、即ち露光後の感光体４１の表面電位よりもΔＶｄだけ大きく設定される。これにより、感光体４１と現像剤担持体との間に電位差ΔＶｄによって電界が生ずる。また、現像θは、プロセススピードに対する現像剤搬送速度の比である。
【００５０】
画像安定化制御は、中間転写ベルト５０等の像担持体上に形成した画像濃度制御用パターン像の濃度を画像濃度センサ９１で検出し、その検出結果（出力値）を画像形成部４０の画像形成条件にフィードバックし、画像形成条件に反映させることによって行われる。ここで、「画像濃度制御用パターン像」とは、例えばトナーパッチ像と呼称される、画像濃度を制御（調整）するために形成されるパッチ状のトナー像である。この画像安定化制御を行うことにより、画像の形成を不安定にする要因が存在しても、画像を安定して形成することができる。
【００５１】
［キャリア現像について］
電子写真方式の画像形成装置１では、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄが増加すると、トナー部へのキャリアの付着個数（以下、「キャリア個数」と記述する）が増加する。これがキャリア現像である。図３に、電位差ΔＶｄ［Ｖ］に対するキャリア個数［個／単位面積］の変化を示す。図３において、現像剤の耐久初期の場合の変化を実線で示し、現像剤の耐久末期の場合の変化を破線で示している。
【００５２】
現像剤の耐久初期では、電位差ΔＶｄが７００［Ｖ］程度まではトナー部に付着するキャリア個数は極めて少なく、７００［Ｖ］を超えると僅かに増加する程度である。これに対して、現像剤の耐久末期では、電位差ΔＶｄが４００［Ｖ］程度まではトナー部に付着するキャリア個数は少ないものの、４００［Ｖ］を超えると増加し始め、６００［Ｖ］で５０［個／単位面積］程度、８００［Ｖ］で１２０［個／単位面積］程度、９００［Ｖ］で２００［個／単位面積］程度まで増加する。
【００５３】
また、現像剤の耐久が進み、キャリアのコート層が減耗すると、キャリアの抵抗値が低下してキャリア現像が発生しやすくなる。具体的には、キャリアの抵抗値が低下すると、現像バイアスにて負の高圧をかけた際に、キャリアに負電荷が注入されてしまい、トナーと同じ極性となる。これにより、抵抗値が低下したキャリアは、現像部４４の現像剤担持体（現像スリーブ）の表層から感光体４１の方向へ電場による力を受け、通常のトナーと同様に現像されてしまう。すなわち、キャリア現像が発生する。
【００５４】
［キャリアによる画像濃度センサの誤検知について］
ここで、キャリアは、トナーの約１０倍以上の大きさであるため、画像濃度制御用パターン像であるトナーパッチ像内にキャリアが現像されてしまっている場合に、トナーパッチ像の濃度を画像濃度センサ９１が誤検知してしまう。このキャリアによる画像濃度センサ９１の誤検知について、図４を用いてより具体的に説明する。
【００５５】
図４は、画像濃度制御用のトナーパッチ像内にキャリアが付着した際の画像濃度センサ９１の誤検知について説明するモデル図である。図４Ａに、キャリア現像の発生無しの場合のモデルを示し、図４Ｂに、キャリア現像の発生有りの場合のモデルを示している。画像濃度センサ９１は、発光ダイオード等からなる発光部９１１と、フォトトランジスタ等からなる受光部９１２とを有している。
【００５６】
キャリア現像の発生無し（図４Ａ）の場合は、発光部９１１から像担持体上のトナーパッチ像に照射された光がトナーの表面で反射され、その反射光が受光部９１２に入射する。これにより、画像濃度センサ９１は、反射光の光量に応じたレベルの濃度検出信号を出力する。画像濃度センサ９１は、トナーの量が少ないと、像担持体からの反射光量が増えるため、大きいレベルの濃度検出信号を出力し、逆に、トナーの量が多いと、像担持体からの反射光量が少なくなるため、小さいレベルの濃度検出信号を出力する。
【００５７】
キャリア現像の発生有り（図４Ｂ）の場合は、発光部９１１から像担持体上のトナーパッチ像に光が照射されるが、トナー（径が５［μｍ］程度）よりも非常に大きいキャリア（径が６０［μｍ］程度）が障害となって、トナーの表面からの反射光の一部が受光部９１２に入射できなくなる。これにより、受光部９１２の濃度検出信号のレベル（出力値）が、キャリア現像の発生無しの場合よりも低くなるため、画像濃度センサ９１は画像濃度が濃いと誤検知する。
【００５８】
［電位差ΔＶｄに対するセンサ出力値Ｄｓｉｇの関係について］
図５に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄ［Ｖ］に対する画像濃度センサ９１の出力値（濃度検出信号のレベル）Ｄｓｉｇ［Ｖ］の変化を示す。図５において、キャリア現像の発生無しの場合の変化を実線で示し、キャリア現像の発生有りの場合の変化を破線で示している。図５は、電位差ΔＶｄを１００［Ｖ］ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成したときの、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの変化と、キャリア現像の発生有りの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの変化とを表している。
【００５９】
キャリア現像は現像剤の耐久が進むと発生する。したがって、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの変化については、現像剤の耐久初期において、電位差ΔＶｄを１００［Ｖ］ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し、その濃度を画像濃度センサ９１で検出することによって取得できる。一方、キャリア現像の発生有りの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの変化は、現像剤の耐久中・後期において、電位差ΔＶｄを１００［Ｖ］ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成したときの画像濃度センサ９１の実測値の変化となる。
【００６０】
図５から明らかなように、キャリア現像の発生無しの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄが高くなるにつれて、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇが徐々に減少する。これに対して、キャリア現像の発生有りの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄが高い領域で画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇが大きく減少する。
【００６１】
本発明者の実験によれば、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄがΔＶｄ＝６００［Ｖ］の条件の下で、画像上にキャリア起因による白抜けが発生することが確認されている。ΔＶｄ＝６００［Ｖ］付近では、キャリア現像の発生無しの場合とキャリア現像の発生有りの場合との、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分は約０．５［Ｖ］である。
【００６２】
耐久初期の現像剤と、耐久が進んだ現像剤との比較については、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（Ｑは電荷量、Ｍは質量）を揃えて行う。耐久初期の現像剤のときに、現像剤中のトナー濃度Ｔｃ［％］を変更して複数の水準を設定し、異なる複数の帯電量Ｑ／Ｍでの電位差ΔＶｄと画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇとの関係式を求めて記憶しておく。
【００６３】
上述した、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対する画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの関係から、図５に示す例の場合には、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇに約０．５［Ｖ］の誤差（差分）が生じたときにキャリア現像が発生したと判断することができる。具体的には、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを、キャリア現像の発生有無の判断の基準値とする。そして、当該基準値に対する画像濃度センサ９１の実測値（出力値Ｄｓｉｇ）の差分が所定値（例えば、０．５［Ｖ］）以上のときにキャリア付着有り、即ちキャリア現像の発生有りと判断する。
【００６４】
［電位差ΔＶｄに対する像担持体上のトナー付着量の関係について］
図６に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄ［Ｖ］に対する像担持体上のトナー付着量［ｇ／ｍ2］の変化を示す。図６において、キャリア現像の発生無しの場合の変化を実線で示し、キャリア現像の発生有りの場合の変化を破線で示している。図６は、電位差ΔＶｄを１００［Ｖ］ごとに変化させて画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成したときの、キャリア現像の発生無しの場合のトナー付着量の変化と、キャリア現像の発生有りの場合のトナー付着量の変化とを表している。
【００６５】
キャリア現像の発生無しの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対して像担持体上のトナー付着量は一次直線的に増加する。一方、キャリア現像の発生有りの場合は、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対するトナー付着量の関係は一次直線的な関係とはならず、変曲点を持つように変化する。したがって、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対するトナー付着量の変化に変曲点があるか否かによってキャリア付着の有無、即ちキャリア現像の発生の有無を判断することができる。
【００６６】
電位差ΔＶｄに対するトナー付着量の変化に変曲点があるか否かの判断は、次のようにして行うことができる。図６に示す例では、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄが小さい領域、具体的には１００［Ｖ］〜３００［Ｖ］の領域では、キャリア現像の発生がほぼ無いので、この領域での一次直線の傾きを基準とする。そして、１００［Ｖ］−３００［Ｖ］の領域での傾きを基準として、３００［Ｖ］以上の領域での曲線の傾きがこの基準の傾きに対して所定比率以上である場合に変曲点があり、キャリア現像が発生したと判断する。
【００６７】
ここで、キャリア現像の発生有りの場合における電位差ΔＶｄ−トナー付着量の曲線の傾きを求める具体例について図７を用いて説明する。図７に示す例では、１００［Ｖ］−３００［Ｖ］、３００［Ｖ］−５００［Ｖ］、４００［Ｖ］−６００［Ｖ］、５００［Ｖ］−７００［Ｖ］、７００［Ｖ］−９００［Ｖ］の電位差範囲で、例えば１００［Ｖ］ごとの各３点のデータから各電位差範囲における直線の傾きを算出する。例えば、３００［Ｖ］−５００［Ｖ］の電位差範囲では、□印で示す３００［Ｖ］，４００［Ｖ］，５００［Ｖ］の３点のデータから傾きを求め、５００［Ｖ］−７００［Ｖ］の電位差範囲では、△印で示す５００［Ｖ］，６００［Ｖ］，７００［Ｖ］の３点のデータから傾きを求める。
【００６８】
各電位差範囲においては、各３点のデータのうち２点ずつのデータから２つの直線の傾きを求め、２つの直線の傾きの平均値を各電位差範囲の直線の傾きとする。ここでは、１００［Ｖ］ごとの各３点のデータから各電位差範囲における直線の傾きを算出するとしているが、２点のデータから傾きを算出するようにしてもよいし、５０［Ｖ］ごとにして、４点以上のデータから傾きを算出するようにしてもよい。データ数が多いほど、傾きの算出精度を上げることができる。
【００６９】
一例として、図７に示す例の場合には、１００［Ｖ］−３００［Ｖ］の電位差範囲での直線の式は、ｙ＝０．００９７ｘ＋０．０１３３となり、この傾き０．００９７を基準とする。３００［Ｖ］−５００［Ｖ］の電位差範囲での直線の式は、ｙ＝０．０１０９ｘ−０．２９６７となり、４００［Ｖ］−６００［Ｖ］の電位差範囲での直線の式は、ｙ＝０．０１２ｘ−０．７６６７となる。また、５００［Ｖ］−７００［Ｖ］の電位差範囲での直線の式は、ｙ＝０．０１４５ｘ−２．１６６７となり、７００［Ｖ］−９００［Ｖ］の電位差範囲での直線の式は、ｙ＝０．０２ｘ−６となる。因みに、キャリア現像の発生無しの場合の一次直線の式は、ｙ＝０．００８９ｘ＋０．３３７５となる。
【００７０】
そして、１００［Ｖ］−３００［Ｖ］の電位差範囲での傾きを基準として、各電位差範囲の傾きの比率を算出する。図８に、キャリア現像の発生有りの場合における各電位差範囲の傾き及び基準に対する傾きの比率を表す。１００［Ｖ］−３００［Ｖ］の電位差範囲での傾きを基準としたとき、この基準に対する傾きの比率は、３００［Ｖ］−５００［Ｖ］の電位差範囲で１．１２倍、４００［Ｖ］−６００［Ｖ］の電位差範囲で１．２４倍、５００［Ｖ］−７００［Ｖ］の電位差範囲で１．４９倍、７００［Ｖ］−９００［Ｖ］の電位差範囲で２．０６倍となる。
【００７１】
先述したように、本発明者の実験によれば、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄがΔＶｄ＝６００［Ｖ］の条件の下で、画像上にキャリア起因による白抜けが発生することが確認されている。したがって、上述した、各電位差範囲での基準の一次直線の傾きに対する傾きの関係から、１００［Ｖ］−３００［Ｖ］の電位差範囲での傾きを基準とする。そして、基準の傾きに対して傾きの比率が約１．３倍以上となっている電位差範囲で電位差ΔＶｄに対するトナー付着量の変化に変曲点がある、即ちキャリア現像が発生していると判断することができる。
【００７２】
以上説明したように、複数の電位差ΔＶｄに対応する複数のトナーパッチ像に関する画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇから、電位差ΔＶｄに対する像担持体上のトナー付着量の変化を求めることで、当該変化に基づいてキャリア付着の有無、即ちキャリア現像の発生の有無を判断することができる。
【００７３】
すなわち、複数のトナーパッチ像に関する画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇから取得した基準値に対する画像濃度センサ９１の実測値（出力値Ｄｓｉｇ）の差分（誤差分）に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断することができる。具体的には、図５に示す例の場合には、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを基準値とし、当該基準値に対する画像濃度センサ９１の実測値の差分が所定値（例えば、０．５［Ｖ］）以上のときに、キャリア現像が発生したと判断することができる。
【００７４】
また、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対する像担持体上のトナー付着量の変化に変曲点があるか否かによっても、キャリア付着の有無を判断することができる。具体的には、図７に示す例の場合には、１００［Ｖ］−３００［Ｖ］の電位差範囲での基準の傾きに対して傾きの比率が例えば１．３倍以上となっている電位差範囲のときに、電位差ΔＶｄに対するトナー付着量の変化に変曲点があり、キャリア現像が発生していると判断することができる。
【００７５】
あるいは、耐久でのトナー帯電量Ｑ／Ｍ、現像剤中のトナー濃度Ｔｃ［％］の変化を考慮した「露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対する像担持体上のトナー付着量の変化」をあらかじめ測定しておく。そして、その電位差ΔＶｄ−トナー付着量の変化の関係式で与えられる直線を基準とし、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇから得られる像担持体上のトナー付着量として基準との差分が例えば１［ｇ／ｍ2］以上あるときに、キャリア現像が発生したと判断することができる。
【００７６】
［キャリア現像の発生有りの場合の画像形成条件の制御について］
本発明の一実施形態では、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇから得られる像担持体上のトナー付着量に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断し、キャリア現像の発生有り、即ちキャリア付着有りの場合に、画像形成部４０の画像形成条件を制御するようにする。この制御は、図２の制御部１００による制御の下に実行される。
【００７７】
すなわち、制御部１００は、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇから得られる像担持体上のトナー付着量を求め、このトナー付着量に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断し、キャリア現像の発生有りの場合に画像形成条件を制御する。この制御により、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。
【００７８】
以下に、制御部１００による制御の下に実行される、キャリア現像の発生有りの場合における画像形成条件の制御方法（画像形成方法）の具体的な実施例について説明する。なお、キャリア現像は現像剤の耐久が進むと発生することから、本制御については、現像剤の使用期間が所定期間過ぎた段階から実行することが好ましい。また、制御部１００による制御は、現像剤の使用期間が所定期間経過した後、一定期間、例えば２０〜３０時間程度の時間間隔で実行されることとする。
【００７９】
（実施例１）
図９は、実施例１に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００８０】
制御部１００は、最初に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄを設定する処理を実行する（ステップＳ１１）。電位差ΔＶｄについては、現像バイアス電圧もしくは画像形成ユニットの露光エネルギーを変えることによって変更することができる。後述する実施例においても同様である。ステップＳ１１の処理では、先ず、電位差ΔＶｄを１００［Ｖ］に設定する（図５参照）。
【００８１】
次に、制御部１００は、設定した電位差ΔＶｄの下で像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し（ステップＳ１２）、次いで、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを取得する（ステップＳ１３）。画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇからは、トナーパッチ像の濃度、より具体的には像担持体上のトナー付着量を求めることができる。
【００８２】
次に、制御部１００は、キャリア現像の発生無しのときの出力値Ｄｓｉｇを基準値とするとき、当該基準値に対する画像濃度センサ９１の実測値（出力値Ｄｓｉｇ）の誤差分が例えば約０．５［Ｖ］以上か否かを判断する（ステップＳ１４）。この判断処理により、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が約０．５［Ｖ］以上であれば、図５を用いて説明したように、像担持体上にキャリア付着有り、即ちキャリア現像が発生したと判断することができる。
【００８３】
制御部１００は、ステップＳ１４において画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が約０．５［Ｖ］未満であると判断（ＮＯ）した場合は、ステップＳ１１に戻ってステップＳ１１からステップＳ１４までの処理を繰り返す。図５を用いて説明したように、ΔＶｄ＝６００［Ｖ］付近では、キャリア現像の発生無しの場合とキャリア現像の発生有りの場合との、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分は約０．５［Ｖ］となる。したがって、本例の場合には、ステップＳ１１で電位差ΔＶｄが６００［Ｖ］に設定されるまで、ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理が繰り返されることになる。
【００８４】
制御部１００は、ステップＳ１４において、実測値である画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が約０．５［Ｖ］以上であると判断（ＹＥＳ）した場合、即ちキャリア現像の発生有りの場合は、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを補正することによって画像形成条件を変更する（ステップＳ１５）。制御部１００は、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇに補正を加える処理では、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇ（検出値）に誤差分（０．５［Ｖ］）を加える補正処理を行う。
【００８５】
上述したように、実施例１に係る制御方法によれば、キャリア現像の発生有りと判断した際に、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇ（検出値）に誤差分（０．５［Ｖ］）を加える制御が行われる。その結果、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。
【００８６】
（実施例２）
図１０は、実施例２に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００８７】
制御部１００は、最初に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄを設定する処理を実行し（ステップＳ２１）、次いで、設定した電位差ΔＶｄの下で像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し（ステップＳ２２）、次いで、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを取得する（ステップＳ２３）。
【００８８】
次に、制御部１００は、キャリア現像の発生無しのときの出力値Ｄｓｉｇを基準とするとき、当該基準に対する画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が例えば約０．５［Ｖ］以上か否かを判断する（ステップＳ２４）。そして、本例の場合には、制御部１００は、ステップＳ２１で電位差ΔＶｄを６００［Ｖ］に設定するまで、ステップＳ２１からステップＳ２４までの処理を繰り返すことになる。
【００８９】
制御部１００は、ステップＳ２４において画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が約０．５［Ｖ］以上であると判断（ＹＥＳ）した場合、即ちキャリア現像の発生有りと判断した場合は、画像濃度制御用の目標値を補正することによって画像形成条件を変更する（ステップＳ２５）。
【００９０】
画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇに基づいて画像濃度を一定に制御する際の出力値Ｄｓｉｇの制御閾値は、使用している画像濃度センサ９１や画像形成装置１の構成によって異なる。ここでは、一例として、出力値Ｄｓｉｇの制御閾値を２．０［Ｖ］としており、通常は、Ｄｓｉｇ＝２．０［Ｖ］を画像濃度制御用の目標値とする。そして、キャリア現像の発生有りの場合は、制御部１００は、ステップＳ２５の処理において、通常の目標値（２．０［Ｖ］）、即ち画像濃度センサ９１の制御閾値に誤差分（−０．５［Ｖ］）を加えた１．５［Ｖ］を目標値とする補正処理を行う。
【００９１】
上述したように、実施例２に係る制御方法によれば、キャリア現像の発生有りと判断した際に、画像濃度制御用の目標値に補正を加える制御が行われる。その結果、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。
【００９２】
像担持体上のキャリア付着の程度が低い（付着量が少ない）場合は、画像のキャリア付着の影響が小さい（あるいは、影響が見られない）ために、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを補正する制御（実施例１）や、画像濃度制御用の目標値を補正する制御（実施例２）で対応できる。しかし、像担持体上のキャリア付着の程度が高い（付着量が多い）場合は、白抜けなどの画像不良が発生してしまうため、使用する電位差ΔＶｄを制限する必要が出てくる。この点に鑑みてなされたのが、以下に説明する実施例３である。
【００９３】
（実施例３）
図１１は、実施例３に係る画像形成条件の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００９４】
制御部１００は、最初に、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄを設定する処理を実行し（ステップＳ３１）、次いで、設定した電位差ΔＶｄの下で像担持体上に画像濃度制御用のトナーパッチ像を作成し（ステップＳ３２）、次いで、画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを取得する（ステップＳ３３）。
【００９５】
次に、制御部１００は、キャリア現像の発生無しのときの出力値Ｄｓｉｇを基準とするとき、当該基準に対する画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が例えば約０．５［Ｖ］以上か否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、本例の場合には、制御部１００は、ステップＳ３１で電位差ΔＶｄを６００［Ｖ］に設定するまで、ステップＳ３１からステップＳ３４までの処理を繰り返すことになる。
【００９６】
制御部１００は、ステップＳ３４で画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇの誤差分が約０．５［Ｖ］以上である（キャリア現像の発生有り）と判断（ＹＥＳ）した場合、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄをキャリア現像が発生しない領域に制限する（ステップＳ３５）。本例の場合、キャリア現像が発生しない領域は、６００［Ｖ］未満の電位差領域であり、現像バイアス電圧を変えることによって電位差ΔＶｄをキャリア現像が発生しない領域に制限することができる。
【００９７】
例えば、本来、ΔＶｄ＝６００［Ｖ］で使用するところを、キャリア現像が発生しない領域への制限によってΔＶｄ＝４００［Ｖ］に設定した場合、電位差ΔＶｄを２００［Ｖ］低く設定したことにより、キャリア付着量が低下する。このため、画像（濃度）安定化処理により、プロセススピードに対する現像剤搬送速度の比である現像θを通常よりも高く設定して濃度が確保されることになる。すなわち、電位差ΔＶｄをキャリア現像が発生しない領域に制限することにより、他のパラメータ（本例では、現像θ）により、画像濃度を確保することができる。
【００９８】
なお、ハードウェア的な制約として、使用可能な現像θの設定範囲がある。そのため、電位差ΔＶｄをキャリア現像が発生しない領域に制限することにより、現像θの設定範囲を超える場合が出てくる可能性がある。このような場合でも、現像剤中のトナー濃度Ｔｃ［％］を上げるなどすれば、支障なく画像濃度を確保することができる。
【００９９】
上述したように、実施例３に係る制御方法によれば、キャリア現像の発生有りと判断した際に、電位差ΔＶｄをキャリア現像が発生しない領域に制限する制御が行われる。その結果、現像剤の耐久が進み、キャリアの劣化が大きくなった場合であっても、像担持体上、ひいては用紙上の画像濃度を最適に維持することができる。
【０１００】
以上説明した実施例１乃至実施例３では、キャリア現像の発生無しの場合の画像濃度センサ９１の出力値Ｄｓｉｇを基準値とし、当該基準値に対する画像濃度センサ９１の実測値（出力値Ｄｓｉｇ）の差分に基づいてキャリア現像の発生の有無を判断するとしたが、これに限られるものではない。具体的には、例えば、露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対するトナー付着量の変化に変曲点があるか否かによってキャリア現像の発生の有無を判断することもできる。あるいは、耐久でのトナー帯電量Ｑ／Ｍ、現像剤中のトナー濃度Ｔｃ［％］の変化を考慮した「露光電位と現像バイアス電位との電位差ΔＶｄに対する像担持体上のトナー付着量の変化」をあらかじめ測定しておき、それを基準としてキャリア現像の発生の有無を判断することもできる。
【０１０１】
［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。
【０１０２】
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１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。
【０１０３】
また、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１として、カラー式画像形成装置を例示し、像担持体である中間転写ベルト５０上の画像濃度制御用のトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサ９１によって検出するとしたが、この適用例に限られるものではない。すなわち、カラー式画像形成装置の他、モノクロ式画像形成装置にも適用可能である。
【０１０４】
モノクロ式画像形成装置への適用の場合は、像担持体である感光体４１上の画像濃度制御用のトナーパッチ像の濃度を画像濃度センサ９１によって検出することになる。また、図７を用いて説明した、キャリア現像の発生有りの場合における電位差ΔＶｄ−トナー付着量の曲線の傾きを求めるにあたって、感光体４１の振れの影響を排除するために、例えば、感光体の回転角度において９０°ごと、１８０°ごとに同一条件のトナーパッチ像を作成し、その平均をとるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
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、  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…画像濃度センサ、１００…制御部
【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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