(57)【要約】【課題】印刷前に調整動作を行わなくても、適切な画像濃度で印刷可能な、２成分現像剤を用いる画像形成装置を提供する。【解決手段】２成分現像剤を収容した現像装置１３、２成分現像剤の現像能力を推定する手段、現像装置１３の駆動状態を把握する手段、作像条件を調整する手段を備えた画像形成装置である。現像能力を推定する手段は、透磁率センサ１３ｃを用いて帯電量の変化をかさ密度の変化で予測する。かさ密度の変化を基に帯電量変化を推定するため、２成分現像剤のかさ密度を測定する手段と、かさ密度を測定する手段による測定結果から現像能力の変化を算出する手段で構成する。Ｎ回目の画像形成終了後からＮ＋１回目の画像形成開始前までの現像装置１３の停止期間における２成分現像剤のかさ密度の変化量から、Ｎ回目の画像形成終了後からＮ＋１回目の画像形成開始前までの現像能力の差分を推定してＮ＋１回目の作像条件を決定する。【選択図】図２
2017015804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２成分現像剤を収容した現像装置と、
該現像装置の内部の前記２成分現像剤の現像能力を推定する手段と、
前記現像装置の駆動状態を把握する手段と、
前記現像装置の現像能力を基に作像条件を調整する手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記現像能力を推定する手段は、
前記２成分現像剤のかさ密度を測定する手段と、
該かさ密度を測定する手段による測定結果から、前記現像能力の変化を算出する手段で構成され、
Ｎ回目の画像形成終了後からＮ＋１回目の画像形成開始前までの前記現像装置の停止期間における前記２成分現像剤のかさ密度の変化量から、前記Ｎ回目の画像形成終了後から前記Ｎ＋１回目の画像形成開始前までの前記現像能力の差分を推定し、前記Ｎ＋１回目の作像条件を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記Ｎ回目の画像形成終了後から前記Ｎ＋１回目の画像形成の開始前までの前記現像装置の停止期間における前記２成分現像剤のかさ密度の変化量は、前記Ｎ回目の画像形成終了後現像装置が停止直後のかさ密度の測定結果Ｖｔ１と、前記Ｎ＋１回目の画像形成の開始直前の前記現像装置の駆動停止状態でのかさ密度の測定結果Ｖｔ２の差分で算出する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記２成分現像剤は非磁性トナーとキャリアで構成され、
前記かさ密度を測定する手段は、前記２成分現像剤の透磁率を測定可能なトナー濃度の測定手段を兼ねる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記Ｎ＋１回目の画像形成開始前に前記現像装置の停止期間が所定値未満の場合はかさ密度の測定を実施しない、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記Ｎ＋１回目の作像条件は、前記Ｎ回目の作像条件を前記かさ密度の測定結果Ｖｔ１とＶｔ２の差分に基づいて補正して得られる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記Ｎ＋１回目の作像条件は前記Ｎ回目の作像条件を前記かさ密度の測定結果Ｖｔ１とＶｔ２の差分と、トナー濃度に基づいて補正して得られる、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記現像装置の駆動停止は、前記現像装置を駆動するモータのトルクを基に判断する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記測定結果を記憶する記憶手段を有し、前記かさ密度の測定結果Ｖｔ２を記憶しておく、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
２成分現像剤を収容した現像装置と、
該現像装置の内部の前記２成分現像剤のかさ密度を測定する手段と、
前記現像装置の駆動状態を把握する手段と、
前記現像装置の現像能力を基に作像条件を調整する手段と、
を備えた画像形成装置において、
Ｎ回目の画像形成終了後からＮ＋１回目の画像形成開始までの前記現像装置の停止期間において前記かさ密度が変化した場合、前記Ｎ＋１回目の作像条件を前記Ｎ回目の作像条件から変更する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像形成装置において、
前記Ｎ回目の画像形成終了後から前記Ｎ＋１回目の画像形成の開始までの前記現像装置の停止期間における前記かさ密度の変化量は、
前記Ｎ回目の画像形成終了後に前記現像装置が停止した直後の前記かさ密度の測定結果Ｖｔ１と、前記Ｎ＋１回目の画像形成の開始直前の前記現像装置の駆動停止状態での前記かさ密度の測定結果Ｖｔ２との差分で算出する、
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、２成分現像剤を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２成分現像剤を用いる画像形成装置においては、環境や放置時間、印刷枚数によって現像剤の状態が変化するために、適切なタイミングで調整動作を行い、画像濃度を安定化させている。２成分現像剤を用いる現像装置においては、放置時間が長いと現像剤の帯電量が低下し、現像能力が上昇する。そのため、現像駆動停止後の時間が長くなった画像形成装置で画像形成を行うと、画像濃度が本来の濃度よりも濃くなってしまう不具合が発生する。そこで、画像形成開始前に画像濃度調整動作を行い、最適な画像濃度となるように調整した後に印刷動作を行う画像形成装置が既に知られている。また、画像形成開始前に所定の時間現像装置を駆動させることで現像剤を攪拌し、帯電量を立ち上げた後に印刷動作を開始する画像形成装置も既に知られている。さらに、印刷中に紙間や画像領域外の端部に作成したテストパターンの付着量を検知し、目標値と比較を行い、目標値との差分より作像条件を補正する画像形成装置も既に知られている。
【０００３】
しかし、画像形成開始前に調整動作を行うと、調整動作を終えてから印刷することになり、待ち時間が発生する問題がある。また、印刷前に現像装置を駆動させて現像剤の帯電量を立ち上げる画像形成装置においても、印刷前に余分な時間が必要となりすぐに印刷できないという課題がある。
【０００４】
特許文献１には、特別な回路構成を必要とせず、画像形成動作の中断をすることなく、適切に画像濃度制御を行う目的で、感光ドラム上のトナー像の濃度が所定値となるように高圧出力部の印加バイアス電圧の大きさを調整する方法現像装置が開示されている。この技術では、トナー帯電量演算部が、Ｔ／Ｃ比検出センサによって検知される現像器内の現像剤量に対するトナー量の比率に基づくトナー消費量と、印字枚数カウント手段による印字回数、印字率積算手段による印字率、及び高圧出力部によるバイアス値に基づき算出される算出トナー消費量との差分に応じて現像器内のトナーの帯電量を予測する。そして、現像バイアス設定手段が、トナー帯電量演算部による予測トナー帯電量に基づき感光ドラム上のトナー像の濃度が所定値となるように高圧出力部の印加バイアス電圧の大きさを調整する。
【０００５】
しかし、予測に使用する項目、すなわち現像処理回数をカウントするカウント手段と、画像情報の情報量を積算する積算手段と、現像剤容器内の現像剤量に対するトナー量の比率を検知するトナー比検知手段と、トナー比検知手段による検知トナー比に基づくトナー消費量とカウント手段による現像処理回数、積算手段による積算画像情報量、及びバイアス印加手段によるバイアス値に基づき算出される算出トナー消費量、のいずれも画像形成終了後から次の画像形成開始まで変化しない。そのため、画像形成終了後から次の画像形成開始までに現像装置が停止したまま放置されることによる帯電量低下によって画像濃度が濃くなるという課題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、印刷前に調整動作を行わなくても、適切な画像濃度で印刷可能な画像形成装置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】
本発明に係る画像形成装置は、２成分現像剤を収容した現像装置と、該現像装置の内部の前記２成分現像剤の現像能力を推定する手段と、前記現像装置の駆動状態を把握する手段と、前記現像装置の現像能力を基に作像条件を調整する手段と、を備えた画像形成装置において、前記現像能力を推定する手段は、前記２成分現像剤のかさ密度を測定する手段と、該かさ密度を測定する手段による測定結果から、前記現像能力の変化を算出する手段で構成され、Ｎ回目の画像形成終了後からＮ＋１回目の画像形成開始前までの前記現像装置の停止期間における前記２成分現像剤のかさ密度の変化量から、前記Ｎ回目の画像形成終了後から前記Ｎ＋１回目の画像形成開始前までの前記現像能力の差分を推定し、前記Ｎ＋１回目の作像条件を決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、印刷指令を受けると、画像形成前に前回画像形成後からの現像能力の変化を予測して最適な画像濃度になるように作像条件を決定するので、印刷前に画像調整動作を行わずに適切な画像濃度で印刷できる。そのため、印刷したいときに待ち時間がなくすぐに印刷できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施対象となる画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】現像装置について説明するための断面図である。
【図３】帯電量と透磁率センサのセンサ出力の関係を示す図である。
【図４】トナー濃度と透磁率センサのセンサ出力の関係を示す図である。
【図５】かさ密度測定結果を基に作像条件を決定するフローチャートである。
【図６】測定したかさ密度の変化量（Ｖｔ１−Ｖｔ２）から現像ポテンシャルの補正量を決定するテーブルを示す図である。
【図７】かさ密度変化量とトナー濃度から現像ポテンシャルを補正するテーブルを示す図である（実施形態２）。
【図８】画像形成開始前の作像条件を決定するフローチャートである（実施形態３）。
【図９】印刷中に作像条件を補正する場合のフローチャートである（実施形態４）。
【図１０】作成するテストパターンのレイアウトの一例を示し、テストパターンを主走査領域の端部に作成する場合（ａ）と、紙間に作成する場合（ｂ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を説明する。本発明は、画像形成開始前に、前回画像形成終了時からの現像能力変化を予測し、予測結果を基に作像条件を決定する方法に際して、以下の特徴を有する。要するに、前回画像形成終了直後の現像剤かさ密度と今回画像形成開始前の現像剤かさ密度を測定し、それを比較することで現像剤の帯電量変化を予測し、予測結果を基に作像条件を調整することが特徴になっている。
【００１１】
このような本発明の特徴について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施対象となる画像形成装置の一例の概略構成図である。図示の画像形成装置は、フルカラー画像が形成可能なタンデム型のカラー画像形成装置である。装置本体１には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色のカラートナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するため、作像手段として４台の作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを備える。これらの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋから、中間転写ベルト２０に各色のカラートナー像が一次転写される。中間転写ベルト２０は、複数のローラ２１、２２、２３、２５、３２、３３に掛け回された無端状のベルト部材である。また、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、中間転写ベルト２０上部走行辺に沿って並べて設けられている。複数のローラ２１、２２、２３、２５、３２、３３のうち符号２１で示したローラは駆動ローラをなす。
【００１２】
各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、扱うトナーの色が異なるだけで、その構成は同一である。作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周りに配置された帯電手段１２と、現像装置１３と、クリーニング装置１４と、一次転写ローラ１５とを備える。一次転写ローラ１５は、感光体ドラム１１に対向するように中間転写ベルト２０の内側に配置され一次転写部を構成する。
【００１３】
また、本実施形態に係る装置本体１は、各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋごとに露光手段１６を備えている。この露光手段１６としては、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等が帯電手段１２と現像装置１３の間に位置して配置されている。なお、露光手段としては、各作像ユニット１０に共通の露光装置、例えばレーザー書き込み装置を用いることもできる。また、この装置本体１は、中間転写ベルト２０の転写対向ローラをなすローラ３２に対向して二次転写部材である二次転写ローラ３１が配置されている。この例では、中間転写ベルト２０および二次転写ローラ３１で転写ニップＮを形成し、二次転写部３０をなす。
【００１４】
二次転写ローラ３１の上流側には記録媒体である用紙Ｓを移送する搬送部材である搬送ローラ対５４が、図中左側には無端状のベルト５５ａを備える搬送装置５５が配置されている。また、搬送装置５５の、図中左側には定着装置４０が設けられている。この定着装置４０は、加熱ローラ４１と定着ローラ４２とに掛け渡された定着ベルト４３を有するベルト定着装置であり、定着ベルト４３を挟んで定着ローラ４２に加圧ローラ４４が押しつけられている。
【００１５】
装置本体１内の下部には複数の用紙Ｓからなる用紙束を収納する給紙トレイ５０が配置されている。給紙トレイ５０には、給紙手段としてピックアップコロ５１、分離給送ローラ５２が配置されている。また、図１において、一点鎖線で示す用紙搬送経路中の適宜の位置には、搬送ローラ（対）５３が配置される。さらに、用紙ガイドが適宜設けられる。この他、必要に応じて、手差し給紙部や用紙反転部を設けることもできる。また、画像読取装置（スキャナ）や自動原稿給送装置（ＡＤＦ）などを装着することも可能である。
【００１６】
次に装置本体１における画像形成動作について説明する。以下、各色の作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋにおいて同一の動作をなす。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの各感光体ドラム１１が図示しない駆動手段によって図中反時計方向に回転駆動され、感光体ドラム１１の表面が帯電手段１２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には露光手段１６からの光が照射され、これによって各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１表面に静電潜像が形成される。
【００１７】
このとき、各感光体ドラム１１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置１３によって各色のトナーが付与され、トナー像として可視化される。また、中間転写ベルト２０が図中時計回りに走行駆動され、各作像ユニット１０において一次転写ローラ１５の作用により感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０に各色トナー像が順次重ね転写される。
【００１８】
このようにして中間転写ベルト２０はその表面にフルカラーのトナー像を保持する。なお、作像ユニット１０のいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、複数の作像ユニットを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒の作像ユニット１０Ｂｋを用いて画像形成を行う。
【００１９】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム１１表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置１４によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示しない除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。一方、給紙トレイ５０から用紙Ｓが搬送され、搬送ローラ対５４によって、中間転写ベルト２０上に保持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送り出される。
【００２０】
二次転写ローラ３１によって中間転写ベルト２０に形成されたトナー像が転写ニップＮにおいて用紙Ｓに一括して転写される。トナー像を転写された用紙Ｓは搬送装置５５によって定着装置４０へと送られ、定着装置４０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙Ｓに溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは図示しない排紙トレイに排出される。装置本体１には、画像形成に際して実施形態に係るトナー量推定装置でトナー量が適正であるかが検知され、画像形成条件を調整する。
【００２１】
図２は、現像装置１３について説明するための断面図である。現像装置１３は、非磁性トナーとキャリアで構成された２成分現像剤を収容しており、内部には現像ローラ１３ａ、搬送手段としてのスクリュ１３ｂ、現像剤のかさ密度を測定するための透磁率センサ１３ｃを備えている。透磁率センサ１３ｃはトナー濃度を検知するセンサを用いることができ、かさ密度検知手段を構成する。
また、図示しない制御手段が装置本体１あるいは現像装置１３あるいはそれらの近傍装置に備えられ、透磁率センサ１３ｃで測定した測定結果を保存する記憶領域を備えている。
【００２２】
＜実施形態１＞
本実施形態では、透磁率センサ１３ｃを用いて帯電量の変化をかさ密度の変化で予測する。かさ密度の変化を基に帯電量変化を推定する原理は以下の通りである。
図３に示すように、帯電量が高くなると現像剤同士の反発力が強くなるためかさ密度が低下し、透磁率センサ１３ｃのセンサ出力は低下する。逆に帯電量が低くなると現像剤同士の反発力が低下するため、かさ密度が上昇し、センサ出力は上昇する。
本発明では、現像装置１３が停止中の透磁率センサ１３ｃの出力から現像剤の帯電量変化を予測し、予測した帯電量の変化から現像能力の変化を推定し、現像能力の変化に応じて最適となる作像条件に設定する。
【００２３】
透磁率センサ１３ｃはトナー濃度測定にも用いることができる。透磁率センサ１３ｃを用いたトナー濃度の検出方法は次のようなものである。
すなわち、現像剤中のトナー濃度が高くなると、キャリア間に多数の非磁性のトナーが介在する結果、キャリア同士の距離が遠くなる。そのため、センサの検出エリア内に存在するキャリアの透磁率は低くなり、センサの出力電圧は低くなる。一方、現像剤中のトナー濃度が低くなると、キャリア間に介在するトナーの量が少なくなるので、キャリア同士の距離が近くなり、センサの検出エリア内に存在するキャリアの透磁率は高くなる。その結果、センサの出力電圧は高くなる。したがって、図４に示すように、透磁率センサ１３ｃの出力電圧が低ければトナー濃度が高いと判断でき、出力電圧が高ければトナー濃度が低いと判断できる。そして、現像装置１３を駆動中の透磁率センサ１３ｃの出力から現像剤のトナー濃度を把握し、それを基に現像装置１３へトナーを補給することでトナー濃度を制御している。なお、トナー濃度センサをかさ密度測定にも用いることで新たにセンサを設ける必要がないことはもちろんである。
【００２４】
次に現像剤のかさ密度変化から作像条件を決定する方法について説明する。
画像形成中の透磁率センサ１３ｃの出力とは別に、画像形成動作終了後に現像装置１３の駆動が停止した直後の透磁率センサ１３ｃの出力をかさ密度センサ出力Ｖｔ２として保存しておく。なお画像形成動作終了後に調整動作が実施された場合は調整動作が終了後、現像装置１３が停止した直後にかさ密度センサ出力Ｖｔ２を測定する。
【００２５】
そしてＮ回目の画像形成終了後の出力Ｖｔ２を次回（Ｎ＋１回目）の画像形成開始時に、現像装置１３の駆動が開始する前のかさ密度センサ出力Ｖｔ１と比較する。このことで、前回（Ｎ回目）画像形成動作終了後から、次回（Ｎ＋１回目）画像形成までの現像剤の帯電量変化を予測する。かさ密度センサの出力はトナー濃度と帯電量によって変化するが、Ｎ回目画像形成終了からＮ＋１回目画像形成開始までの間は画像形成を行っていないのでトナー濃度は変化しない。従って、Ｎ回目画像形成終了からＮ＋１回目画像形成開始のセンサ出力変化はすべて現像剤の帯電量変化に相当する。出力Ｖｔ１、Ｖｔ２ともに現像装置１３の停止時に測定することが重要である。
【００２６】
なお、図２（ａ）に示すように、現像装置１３の駆動時は現像装置内部の現像剤の搬送部材であるスクリュ１３ｂが回転している。そのことで、内部の現像剤が巻き上げられており、透磁率センサ１３ｃとの対向部の現像剤が空気を多く含んだ状態となっている。そのため、正しくかさ密度を測定できないことがあり得る。特に前回印刷時と次回印刷時で印刷速度が異なる場合、現像装置１３の駆動を開始した後の透磁率センサ１３ｃのセンサ出力を用いると、スクリュ１３ｂの回転速度が前回と異なってしまう。そのため速度による透磁率センサ１３ｃの出力差（線速差）を含んでしまい、測定精度が低下し、好ましくない。一方、図２（ｂ）に示すように、現像装置１３の停止状態では現像剤の粉面は安定し、正確なかさ密度を知ることができ、帯電量の変化を正確に把握することが可能である。
【００２７】
ここで画像形成終了後に出力Ｖｔ２を測定するタイミングは、現像装置１３の駆動が停止し、スクリュ１３ｂの回転が停止して現像剤が舞わなくなった後で、できるだけ早いタイミングが好ましい。停止してから時間が経過しすぎると帯電量低下が発生した後の出力を測定してしまい、本発明に係る制御の効果が小さくなる。現像装置１３を駆動するモータが停止した後も慣性でスクリュ１３ｂは速度を落としながら回転し、その後に停止する。そのため、モータ停止のタイミングで出力Ｖｔ２を測定すると測定タイミングとしては早すぎる。そこでモータ停止から１〜１０秒が経過する範囲で出力Ｖｔ２を測定することが好ましい。
【００２８】
なお、スクリュ１３ｂが停止してからできるだけ早いタイミングで出力Ｖｔ２を測定するために、スクリュ１３ｂの停止状態を判断する手段を設けても良い。具体的にはスクリュ１３ｂを駆動するモータのトルクを検知するトルクセンサを設けて、トルクの変動からスクリュ１３ｂが停止したことを判断する。すなわち、現像停止を現像モータの入力電圧ＯＦＦからの経過時間ではなく、現像モータのトルクを基に停止状態を判断することで、正確に現像装置の駆動停止直後のタイミングを把握できる。スクリュ１３ｂが回転しているかどうかを光学的に検知するセンサであってもよい。このようにスクリュの停止を判断する手段を設けることで放置低下する前の画像形成直後の帯電量を把握することができ、いっそう最適な作像条件に設定可能となる。
【００２９】
通常、現像装置１３が停止したまま放置されると現像剤の帯電量は放電によって低下するため、停止前と同じ作像条件で画像形成を開始すると画像濃度が濃くなってしまう。そこで、帯電量の差分に応じて最適となるような現像ポテンシャル、転写電流を設定することで画像濃度を一定にしている。具体的には前回の画像形成時の作像条件を出力Ｖｔ１と出力Ｖｔ２の差分に応じて補正する。出力Ｖｔ１と出力Ｖｔ２の差分が大きいほど帯電量低下による現像能力の上昇が大きいと判断し、補正量を大きくする。その結果、前回の画像形成時より現像ポテンシャルが低下するため、印刷開始前に濃度調整動作を行わなくても最適な画像濃度で印刷が可能となる。また、Ｎ回目の画像形成終了後、Ｎ＋１回目の画像形成前に画像形成装置の電源がオフされた場合も、出力Ｖｔ１を不揮発メモリに保存しておけば、出力Ｖｔ１を利用してＮ回目からＮ＋１回目までの帯電量の変化を予測することができる。そのため、電源オンした後、Ｎ＋１回目の画像形成動作前に画像濃度調整動作を行う必要がなくなる。
【００３０】
図５は、かさ密度測定結果を基に作像条件を決定するフローチャートである。
画像形成装置は画像形成開始の指示を受けると、現像装置１３を駆動する前に画像形成に使用する現像装置１３内部の現像剤のかさ密度Ｖｔ１をトナー濃度センサを用いて測定する（ステップ１）。そして、測定結果Ｖｔ１を前回印刷終了直後に測定し、記憶しておいたかさ密度Ｖｔ２と比較し、かさ密度の変化から作像条件を前回から変更する必要があるかを判断する（ステップ２）。比較結果がＶｔ１＝Ｖｔ２のときは（ステップ２でＮＯ）、現像能力が変化していないと判断し、現像バイアス、帯電バイアス、書き込み光量、転写バイアスなどの作像条件を前回印刷時と同じに設定する（ステップ３）。放置時間が短いときは現像剤の帯電量は変化しないため、作像条件変更の必要はない。そのような場合は省略し前回と同じ作像条件とすることで生産性が向上する。
【００３１】
一方、比較結果がＶｔ１＞Ｖｔ２の場合は（ステップ２でＹＥＳ）、現像剤が帯電量低下によって現像能力が上昇していると判断し、Ｖｔ１−Ｖｔ２の差分から作像条件の補正量を算出し、前回の作像条件を補正する（ステップ４）。そして作像条件を決定したら、現像装置１３の駆動を開始し（ステップ５）、その条件にて画像形成動作を実行する（ステップ６）。画像形成終了後は現像装置１３の駆動を停止し（ステップ７）、かさ密度Ｖｔ１を測定して記憶する（ステップ８）。
【００３２】
なお、測定結果を記憶するために、例えば不揮発性記憶手段を備え、測定したかさ密度の測定結果Ｖｔ１、Ｖｔ２の両方あるいは一方を記憶しておくことが好ましい。Ｎ回目の画像形成動作とＮ＋１回目の画像形成動作の間に画像形成装置の電源がＯＦＦ／ＯＮされた場合も、Ｎ回目の画像形成後の出力を保持しておくことができるので、電源ＯＮ後に画像濃度調整動作を実施することなく、最適な作像条件に設定することができる。
【００３３】
図６は、測定したかさ密度の変化量（Ｖｔ１−Ｖｔ２）から現像ポテンシャルの補正量を決定するテーブルを示す図である。かさ密度Ｖｔ１とＶｔ２の差分が放置による現像剤の帯電量低下分に相当する。前回の画像形成時の作像条件をかさ密度Ｖｔ１とＶｔ２差分に基づいて補正することで、前回の画像形成時と同じ画像濃度にすることができる。また、画像濃度は帯電量だけでなくトナー濃度にも依存する。トナー濃度が高いときは前回画像形成時の作像条件をＶｔ１とＶｔ２差分に基づいて補正することで、前回画像形成時と同じ画像濃度にすることができる。
そこで、現像装置１３の停止時間とかさ密度変化量と現像能力の変化量の関係を把握しておき、かさ密度変化量に対して目標の画像濃度となる現像ポテンシャル補正量のテーブルを事前に作成しておく。このようにして予め作成されたテーブル表を、記憶手段に保存しておく。
かさ密度の変化量（かさ密度Ｖｔ１とＶｔ２の差分）からテーブルを参照して得られた現像ポテンシャル補正量に基づいて現像ポテンシャルを決定した後、その現像ポテンシャルに対して、目標とする画質が得られるように現像バイアス、帯電バイアス、露光エネルギー、転写バイアスを決定する。なお、かさ密度の差分がマイナスとなるときは異常であると判断しＮ＋１回目の作像条件はＮ回目のままとする。
【００３４】
＜実施形態２＞
現像能力は帯電量だけでなく、トナー濃度の影響も受ける。現像装置停止後時間経過による帯電量低下量が同じでもトナー濃度が高いほど現像能力の上昇は大きくなり、画像濃度は濃くなる。そこで、かさ密度変化だけでなく、トナー濃度情報も加えて作像条件を補正するようにした実施形態について説明する。
【００３５】
図７は、かさ密度変化量とトナー濃度から現像ポテンシャルを補正するテーブルを示す図である。
画像形成動作が終了したら、画像形成終了後現像装置停止直後のセンサ出力Ｖｔ２を測定し保存する。それに加えて、終了直前の現像駆動中のセンサ出力からトナー濃度ＴＣを算出する。画像形成指示を受けた後、現像装置１３の駆動開始前にＶｔ１を測定するところは実施例１と同様である。次に測定結果から作像条件を決定するときに、トナー濃度ＴＣも加えて決定する。測定結果Ｖｔ１を前回印刷終了直後に測定し記憶しておいたかさ密度Ｖｔ２と比較する。
【００３６】
かさ密度Ｖｔ１＞Ｖｔ２の場合は、トナー濃度ＴＣとＶｔ１−Ｖｔ２の差分から図７のテーブルを基に現像ポテンシャルの補正量を決定し、作像条件を決定する。作像条件はトナー濃度が高いほど前回画像形成時の作像条件に対して大きく変化するように設定されている。このようにトナー濃度も用いて作像条件を決定することで、現像能力の変化を予測する精度が向上する。
【００３７】
＜実施形態３＞
前回画像形成動作終了後からの経過時間が短い場合は、帯電量の変化が少なく、かさ密度Ｖｔ１＝Ｖｔ２となることがある。その場合は、作像条件を前回画像形成時の条件から変更する必要がない。そこで、前回の画像形成終了後に現像装置１３の駆動が停止してからの経過時間を測定し、経過時間が所定値未満であった場合にはかさ密度の測定を行わず、前回と同じ作像条件で画像形成動作を開始する。
【００３８】
図８は、画像形成開始前の作像条件を決定するフローチャートである。
画像形成動作を開始する前に、前回の現像装置停止後からの経過時間を測定する（ステップ１）。経過時間が１０秒未満であった場合は、連続動作とみなし、かさ密度の測定を行わず作像条件も変更しない（ステップ２）。経過時間が１０秒以上である場合は、帯電量が低下している可能性があると判断してかさ密度Ｖｔ１を測定し（ステップ４）、先に説明した実施形態１または実施形態２と同様に作像条件を決定する（ステップ５〜７）。上述のように現像装置１３の停止時間が短いときは作像条件の変更を行わないことで、かさ密度Ｖｔ１の測定と作像条件決定に要する時間を短縮できるため、生産性が向上する。なお図８においてステップ８以降は図５のステップ５以降と同じ内容であるので説明を省略する。
【００３９】
＜実施形態４＞
図９に示すように、印刷中にテスト用のトナーパターンを作成し、画像形成前に決定した作像条件が狙い通りとなっているか確認し、印刷中に作像条件が狙い通りになるように補正を行う。この実施形態は、画像形成開始前にかさ密度センサの出力から作像条件を決定するまでのフロー（ステップ１〜５）は実施形態１〜３と同じである。しかし、１枚目の画像形成が開始された後に（ステップ６）、テストパターンを作成し作像条件を補正する（ステップ７以降）ことが特徴である。
【００４０】
すなわち図９に示すように、印刷中にテスト用のトナーパターンを作成し（ステップ７）、画像形成前に決定した作像条件が狙い通りとなっているか確認し（ステップ８）、印刷中に作像条件が狙い通りになるように補正を行う（ステップ９）。具体的には、画像形成中に画像形成に影響がない範囲例えば紙間や端部の画像領域外にテストパターンを作成する。図１０に、作成するテストパターンのレイアウトの一例を示す。図１０（ａ）はテストパターンを主走査領域の端部に作成する場合、（ｂ）は紙間に作成する場合を示している。
【００４１】
作成したテストパターンは、光学センサで読み取り、テストパターンの付着量を算出する。テスト用トナーパターンの付着量が狙いと異なる場合は、画像形成前に決定した作像条件を補正する。補正後は、次ページの画像形成（ステップ１０）へと進み、画像形成がすべて終了したら（ステップ１１）、現像装置１３の駆動を終了し（ステップ１２）、現像剤のかさ密度Ｖｔ２の測定を行い（ステップ１３）、動作を終了する。テストパターンの付着量の検出は、例えば特許文献２に記載のように、光学センサにてトナーパターンを検知して得られた出力値をトナー付着量に変換処理し算出する。このような作像条件の補正を印刷１枚目の画像形成と平行して行うことで、画像形成前に決定した作像条件で狙いの画像濃度が得られなかった場合も、直ちに補正することができる。
【００４２】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１        ：装置本体
１０      ：作像ユニット
１１      ：感光体ドラム
１２      ：帯電手段
１３      ：現像装置
１３ａ    ：現像ローラ
１３ｂ    ：スクリュ
１３ｃ    ：透磁率センサ
１４      ：クリーニング装置
１５      ：一次転写ローラ
１６      ：露光手段
２０      ：中間転写ベルト
３０      ：二次転写部
３１      ：二次転写ローラ
４０      ：定着装置
４１      ：加熱ローラ
４２      ：定着ローラ
４３      ：定着ベルト
４４      ：加圧ローラ
５０      ：給紙トレイ
５１      ：ピックアップコロ
５２      ：分離給送ローラ
５３      ：搬送ローラ（対）
５４      ：搬送ローラ対
５５      ：搬送装置
Ｓ        ：用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２００１−０４２６１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１３９１８０号公報
【図１】
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【図２】
2017015804.tif 000004
【図３】
2017015804.tif 000005
【図４】
2017015804.tif 000006
【図５】
2017015804.tif 000007
【図６】
2017015804.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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