(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
該潜像担持体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、
所定電位に帯電した潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
少なくともトナーを含有する現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアスを印加しながら該現像剤担持体上のトナーを該潜像担持体上の潜像に転移させて該潜像を現像する現像手段と、
現像によって得られたトナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段と、
前記転写体上のトナー像または前記潜像担持体上のトナー像からの反射光を検出する光学的検知手段と、
付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成し、該複数のトナーパッチを前記光学的検知手段で検出した検出値を用いて上記現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整する制御を実行する制御手段とを備える画像形成装置において、
前回の画像形成条件調整時に算出した前記指標値に対して、今回算出する指標値が大幅に変動するおそれのある要因を検知する検知手段を有し、
前記検知手段が、上記要因を検知していない場合は、前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像し、
前記検知手段が、前記要因を検知した場合は、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、前記固定の画像形成条件で作像するよう、前記制御手段を構成した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、
前回の画像形成条件調整時に算出した現像能力を示す指標値に対して、今回の現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因として、前回の画像形成条件調整時に算出した現像能力を示す指標値が、大きな誤差を含むことを検知するよう前記検知手段を構成した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の画像形成装置において、
前回の画像形成条件調整時に算出した現像能力を示す指標値に対して、今回の現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因として、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
前回の画像形成調整時から今回の画像形成調整時までの間に前記現像手段内の現像剤が交換されたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３または４の画像形成装置において、
前回の画像形成条件調整実行時、または、前回の画像形成条件調整から今回の画像形成条件調整までの間に現像手段内の現像剤中のトナー濃度を調整するトナー濃度調整が実行されたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３乃至５いずれかの画像形成装置において、
前回の画像形成条件調整から今回の画像形成条件調整までの間に前記現像手段に補給する補給用トナーを収容するトナーボトルの交換処理が実行されたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているおそれがあることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３乃至６いずれかの画像形成装置において
トナー初期充填モードが実行されたされたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、
前記潜像担持体と、前記帯電手段と、前記現像手段とを有し、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成手段を有し、
前記検知手段が、前記要因を検知した色の階調パターンのみ、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、前記固定の画像形成条件で作像するよう、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
潜像担持体と、
該潜像担持体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、
所定電位に帯電した潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
少なくともトナーを含有する現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアスを印加しながら該現像剤担持体上のトナーを該潜像担持体上の潜像に転移させて該潜像を現像する現像手段と、
現像によって得られたトナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段と、
前記転写体上のトナー像または前記潜像担持体上のトナー像からの反射光を検出する光学的検知手段と、
付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成し、該複数のトナーパッチを前記光学的検知手段で検出した検出値を用いて上記現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整する制御を実行する制御手段とを備える画像形成装置において、
現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因から、前回算出した前記指標値に対して、今回の画像形成条件調整時に算出される指標値の変動を予測する予測手段を有し、
前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像するものであって、
前記予測手段で、今回算出される指標値が高く変動することが予測されたら、
前記残りのトナーパッチのトナー付着量が減少するように、前記設定された画像形成条件を補正し、
前記予測手段で、今回算出される指標値が低く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が増加するように、前記設定された画像形成条件を補正するよう、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回の画像形成条件調整時から所定期間遡った間に形成した画像情報と、前回の画像形成条件調整時から所定期間遡った間に形成した画像情報との差異を検知し、その差異に基づいて今回算出される前記指標値の変動を予測するよう前記予測手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記画像情報が、出力画像の画像面積率であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１いずれかの画像形成装置において、
現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回の画像形成条件調整時の環境と前回の画像形成条件調整時の環境との差異を検知し、その差異に基づいて今回算出される前記指標値の変動を予測するよう前記予測手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２いずれかの画像形成装置において、
現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、装置の放置時間を検知し、その放置時間に基づいて今回算出される前記指標値の変動を予測するよう前記予測手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成するステップと、
前記複数のトナーパッチを光学的検知手段で検出するステップと、
検出した検出値を用いて現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整することで画像濃度を制御するステップとを有する画像濃度制御方法において、
前回算出した指標値に対して、今回算出される指標値が大幅に変動するおそれがある要因が検知されないときは、
前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像し、
前回算出した指標値に対して、今回算出される指標値が大幅に変動するおそれがある要因が検知されたときは、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、前記固定の画像形成条件で作像することを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項１５】
付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成するステップと、
前記複数のトナーパッチを光学的検知手段で検出するステップと、
検出した検出値を用いて現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整することで画像濃度を制御するステップとを有する画像濃度制御方法において、
前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像するものであって、
今回算出される指標値が前回算出した指標値に対して高く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が減少するように、前記設定された画像形成条件を補正し、
今回算出される指標値が前回算出した指標値に対して低く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が増加するように、前記設定された画像形成条件を補正することを特徴とする画像濃度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像濃度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置では、常に安定した画像濃度が得られるようにするために、次のような画像濃度制御が行われている。すなわち、感光体等の像担持体上にトナー付着量が互いに異なるように互いに異なる画像形成条件（現像ポテンシャル）で形成された１０〜１７個の濃度検知用トナーパッチからなる階調パターンを作成する。それらトナーパッチを光学的検知手段である光学センサにより検出した検出値と所定の付着量算出アルゴリズムとを用いて各トナーパッチのトナー付着量を算出する。そして、各トナーパッチのトナー付着量と画像形成条件（現像ポテンシャル）との関係から、直線方程式ｙ＝ａｘ＋ｂを求めた後、現像能力を示す指標値である現像γ（現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸としたときの傾きａ）および現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸、トナー付着量を縦軸としたときの切片ｂ）を求める。その求めた現像γ、現像開始電圧Ｖｋに基づいて、適正なトナー付着量となる現像ポテンシャルとなるように、ＬＤパワー、帯電バイアス、現像バイアスなどの作像条件を調整する制御である。
【０００３】
トナーパッチを検知する光学的検知手段としての光学センサとしては、ＬＥＤなどの発光素子とフォトトランジスタなどの受光素子とからなり、発光素子の反射光を受光素子で検知する。光学センサは、一般に、低付着側は、感度よく検知できるが、高付着側は、受光素子の検出感度などにより、ある程度高付着となると、感度よく検知できなくなる。すなわち、光学センサには、トナーパッチを感度よく検知することのできる所定の検出範囲がある。よって、現像γ、現像開始電圧Ｖｋを精度よく求めるためには、階調パターンを構成する複数のトナーパッチのトナー付着量が、光学センサにより感度よく検知することのできるトナー付着量検知範囲内で、低付着側から高付着側にかけて、等間隔で分布する必要がある。
【０００４】
従来においては、現像γが高いときでも低いときでも精度の高い現像γ、現像開始電圧Ｖｋの算出が行われるよう、トナー付着量のそれぞれ異なる１０〜１７個のトナーパッチをそれぞれ異なる予め決められた固定の現像バイアスで作像している。これは、現像γが高いときは、現像能力が増加して低い現像バイアスでもトナー付着量の多い画像が形成され、中程度の現像バイアスで作像されたトナーパッチでも、その付着量が、光学センサの検知範囲外となる場合がある。このため、現像γが高いときにおいて、階調パターンの複数のトナーパッチが、光学センサの検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて、等間隔で分布するには、低い現像バイアスで作像するトナーパッチを複数設けておく必要がある。
一方、現像γが低いときは、現像能力が低下し、高い現像バイアスでないと、トナー付着量の多い画像を形成することができない。階調パターンとして、低現像バイアスで作像するトナーパッチでしか構成されていない場合は、現像γが低いとき、階調パターンのトナーパッチうちの最も高付着量側のトナーパッチも低付着量のトナーパッチとなってしまい、階調パターンのトナーパッチが低付着量側に集中してしまう。このように、低付着量側に集中してしまうと、トナー付着量のばらつきの影響を受けて、精度の良い現像γ、現像開始電圧Ｖｋを算出できなくなる。よって、現像γが低いときにおいて、精度のよい現像γ、現像開始電圧Ｖｋを算出するためには、低現像バイアスで作像するトナーパッチのほかに、高現像バイアスで作像するトナーパッチも必要となってくる。
このように、現像γが低い場合でも、高い場合でも精度の高い現像γを算出するためには、低現像バイアスで作像される複数のトナーパッチと高現像バイアスで作像される複数のトナーパッチが必要となってくる。その結果、従来の階調パターンは、低現像バイアスで作像される複数のトナーパッチと高現像バイアスで作像される複数のトナーパッチとを設けるため、１０〜１７個とトナーパッチ数が多くなってしまうのである。トナーパッチ数が多いと、画像濃度調整の時間が長くなるとともに、トナー消費量が多くなってしまうという不具合が生じてしまう。
【０００５】
特許文献１には、次のような画像濃度制御を行う画像形成装置が記載されている。すなわち、階調パターンを光学センサで検知した検知結果に基づいて求められた現像γ、現像開始電圧Ｖｋを記憶手段に記憶しておく。次の画像濃度制御のときに、記憶手段に記憶されている現像γ、現像開始電圧Ｖｋに基づいて、センサの検知範囲内で各トナーパッチのトナー付着量が低付着側から高付着側の等間隔で分布するように、各トナーパッチを形成するための現像バイアスをそれぞれ算出する。そして、算出した現像バイアスで階調パターンを作成して画像濃度制御を行うのである。通常、現像γは、前回の値から大きく変動することがない。このため、前回求めた現像γに基づいて、階調パターンのトナーパッチの付着量が、光学センサの検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布するように、階調パターンの各トナーパッチを作像すれば、少ないトナーパッチ数であっても、階調パターンのトナーパッチの付着量が、光学センサの検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布させることができる。すなわち、現像γが高いときは、階調パターンの全てのトナーパッチは、低い現像バイアスで作像され、現像γが低いときは、低付着側のトナーパッチは、低い現像バイアスで作像され、高付着側のトナーパッチは、高い現像バイアスで作像されるのである。このように、前回算出した現像γに基づいて、トナーパッチを作像するための現像バイアスを変更することで、全てのトナーパッチを固定の現像バイアスで作像する従来の方法に比べて、少ないトナーパッチ数で現像γが低いときおよび高いときでも光学センサの検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布させることができる。よって、トナーパッチ数を削減することができるので、画像濃度制御時間を短縮することができるとともに、画像濃度制御に用いるトナー消費量を削減することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１０６２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、急激な環境変動や、長期間装置を放置後に画像濃度制御を行った場合など、現像γが前回よりも大幅に高くなっている場合がある。
【０００８】
前回の現像γよりも大幅に高くなった場合、前回の現像γに基づいて階調パターンの各トナーパッチを作像することでトナーパッチを少なくした装置においては、前回求めた現像γに基づいて算出した現像バイアスで作成した階調パターンのトナーパッチのうち、最も低付着側のトナーパッチしか光学センサの検出範囲内に入らなくなり、現像γを算出することができなることがある。このような場合、特許文献１に記載の画像形成装置においては、現像バイアスを変更したり、トナーパッチを増やしたりして、再度、階調パターンを作成して、光学センサの検出範囲内に少なくとも２点のトナーパッチの付着量が入るようにしている。
【０００９】
しかし、再度、階調パターンを作成することは、画像濃度制御時間が長くなり、装置のダウンタイムが長くなるという不具合が生じる。また、画像濃度制御に用いるトナー消費量が増大するという不具合も生じる。
【００１０】
そこで、本出願人は、次のような画像形成装置を開発中である。すなわち、環境など、今回の現像γが前回算出した現像γに対して高くなるおそれのある要因を検知して、前回算出した現像γに対して今回の現像γが大幅に高くなっているとおそれがあるときは、前回算出した現像バイアスで作像せずに、現像γが高い値のときでも、必ず、光学センサの検知範囲に入るような予め決められた固定の現像バイアスで各トナーパッチを作像する画像形成装置である。今回の現像γが前回算出した現像γに対して大幅に高くなるおそれがある要因があった場合は、全てのトナーパッチの画像形成条件を固定値とすることで、急激な環境変動などで、現像γが前回よりも大幅に高くなっていても、トナーパッチを光学センサの検知範囲内で等間隔で分布させることができる。
【００１１】
上述の開発中の画像形成装置においては、今回の現像γが前回算出した現像γに対して高くなるおそれのある要因は、種々あり、それら全ての要因を検知することは、装置のコスト高などを招き困難である。よって、環境や装置の放置時間など、主要な要因のみを検知している。
しかしながら、主要な要因以外の要因で、前回算出した現像γに対して今回の現像γが大幅に高くなっている場合がある。例えば、主要な要因が検知されず、前回算出した現像γと今回の現像γが高くなるおそれがない判断して、前回算出した現像バイアスに基づいて、階調パターンを作像しても、実際は、主要な要因以外の要因で前回算出した現像γよりも今回の現像γが大幅に高くなっている場合があった。このような場合、階調パターンのトナーパッチのうち、低付着側のトナーパッチの１点しか光学センサの検知範囲に入らなくなってしまう可能性があり、現像γを算出できなくなるという不具合が生じるおそれがある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像γの予測が外れても、現像γを算出することのできる画像形成装置および画像濃度制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、所定電位に帯電した潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、少なくともトナーを含有する現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアスを印加しながら該現像剤担持体上のトナーを該潜像担持体上の潜像に転移させて該潜像を現像する現像手段と、現像によって得られたトナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段と、前記転写体上のトナー像または前記潜像担持体上のトナー像からの反射光を検出する光学的検知手段と、付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成し、該複数のトナーパッチを前記光学的検知手段で検出した検出値を用いて上記現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整する制御を実行する制御手段とを備える画像形成装置において、前回の画像形成条件調整時に算出した前記指標値に対して、今回算出する指標値が大幅に変動するおそれのある要因を検知する検知手段を有し、前記検知手段が、上記要因を検知していない場合は、前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像し、前記検知手段が、前記要因を検知した場合は、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、前記固定の画像形成条件で作像するよう、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前回の画像形成条件調整時に算出した現像能力を示す指標値に対して、今回の現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因として、前回の画像形成条件調整時に算出した現像能力を示す指標値が、大きな誤差を含むことを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、前回の画像形成条件調整時に算出した現像能力を示す指標値に対して、今回の現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因として、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、前回の画像形成調整時から今回の画像形成調整時までの間に前記現像手段内の現像剤が交換されたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３または４の画像形成装置において、前回の画像形成条件調整実行時、または、前回の画像形成条件調整から今回の画像形成条件調整までの間に現像手段内の現像剤中のトナー濃度を調整するトナー濃度調整が実行されたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３乃至５いずれかの画像形成装置において、前回の画像形成条件調整から今回の画像形成条件調整までの間に前記現像手段に補給する補給用トナーを収容するトナーボトルの交換処理が実行されたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているおそれがあることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３乃至６いずれかの画像形成装置においてトナー初期充填モードが実行されたされたことを検知することで、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像手段内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していることを検知するよう前記検知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、前記潜像担持体と、前記帯電手段と、前記現像手段とを有し、互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成手段を有し、前記検知手段が、前記要因を検知した色の階調パターンのみ、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、前記固定の画像形成条件で作像するよう、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体を所定の電位に帯電させる帯電手段と、所定電位に帯電した潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、少なくともトナーを含有する現像剤を担持する現像剤担持体に現像バイアスを印加しながら該現像剤担持体上のトナーを該潜像担持体上の潜像に転移させて該潜像を現像する現像手段と、現像によって得られたトナー像を該潜像担持体から転写体に転写する転写手段と、前記転写体上のトナー像または前記潜像担持体上のトナー像からの反射光を検出する光学的検知手段と、付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成し、該複数のトナーパッチを前記光学的検知手段で検出した検出値を用いて上記現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整する制御を実行する制御手段とを備える画像形成装置において、現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因から、前回算出した前記指標値に対して、今回の画像形成条件調整時に算出される指標値の変動を予測する予測手段を有し、前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像するものであって、前記予測手段で、今回算出される指標値が高く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が減少するように、前記設定された画像形成条件を補正し、前記予測手段で、今回算出される指標値が低く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が増加するように、前記設定された画像形成条件を補正するよう、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回の画像形成条件調整時から所定期間遡った間に形成した画像情報と、前回の画像形成条件調整時から所定期間遡った間に形成した画像情報との差異を検知し、その差異に基づいて今回算出される前記指標値の変動を予測するよう前記予測手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記画像情報が、出力画像の画像面積率であることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項９乃至１１いずれかの画像形成装置において、現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回の画像形成条件調整時の環境と前回の画像形成条件調整時の環境との差異を検知し、その差異に基づいて今回算出される前記指標値の変動を予測するよう前記予測手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項９乃至１２いずれかの画像形成装置において、現像手段内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、装置の放置時間を検知し、その放置時間に基づいて今回算出される前記指標値の変動を予測するよう前記予測手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成するステップと、前記複数のトナーパッチを光学的検知手段で検出するステップと、検出した検出値を用いて現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整することで画像濃度を制御するステップとを有する画像濃度制御方法において、前回算出した指標値に対して、今回算出される指標値が大幅に変動するおそれがある要因が検知されないときは、前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像し、前回算出した指標値に対して、今回算出される指標値が大幅に変動するおそれがある要因が検知されたときは、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、前記固定の画像形成条件で作像することを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、付着量が互いに異なるような画像形成条件で形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成するステップと、前記複数のトナーパッチを光学的検知手段で検出するステップと、検出した検出値を用いて現像手段の現像能力を示す指標値を算出し、算出した指標値に基づいて画像形成条件を調整することで画像濃度を制御するステップとを有する画像濃度制御方法において、前記階調パターンを構成する複数のトナーパッチのうちの一部のトナーパッチについて、今回の画像形成条件調整時における現像能力と前回の画像形成条件調整時に算出した指標値に対応する現像能力とが互いに異なっていても、該一部のトナーパッチのトナー付着量が前記光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像し、残りのトナーパッチについては、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像するものであって、今回算出される指標値が前回算出した指標値に対して高く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が減少するように、前記設定された画像形成条件を補正し、今回算出される指標値が前回算出した指標値に対して低く変動することが予測されたら、前記残りのトナーパッチのトナー付着量が増加するように、前記設定された画像形成条件を補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至８の発明では、現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因を検知したときは、階調パターンの全てのトナーパッチを、光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像するので、前回調整時に比べて指標値が大幅に変動していても、各トナーパッチのトナー付着量を光学的検知手段の検知範囲内に低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布させることができる。よって、精度よく指標値などを精度よく求めることができ、画像形成条件を精度よく調整することができる。
また、現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因が検知されていないときは、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で形成する残りのトナーパッチが、光学的検知手段の検知範囲内に低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布する。これにより、少ないトナーパッチ数でも、現像能力を示す指標値を精度よく求めることができ、画像形成条件を精度よく調整することができる。
一方、現像能力を示す指標値が大幅に変動するおそれがある要因が検知されていないにもかかわらず、装置が検知している要因以外の要因によって、指標値が大幅に高くなっても、光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像される一部のトナーパッチは、光学的検知手段の検知範囲内に入っている。その結果、装置が検知している要因以外の要因によって指標値が前回算出した指標値に対して大幅に高くなって、前回調整された画像形成条件に基づく画像形成条件で形成されたトナーパッチのほとんどが、光学的検知手段の検知範囲内に入らなかったとしても、上記一部のトナーパッチ、または、上記一部のトナーパッチと上記残りのトナーパッチのうち光学的検知手段の検知範囲内に入った僅かなトナーパッチとで、指標値を求めることができ、画像形成条件を調整することができる。従って、装置が検知している要因以外の要因によって指標値が前回算出した指標値に対して大幅に高くなっていても、一回の階調パターンの作成で、画像形成条件の調整を行うことができ、再度、階調パターンを作成することがなくなる。よって、画像濃度制御時間が長くなり、装置のダウンタイムが長くなるという不具合を抑制することができる。また、画像濃度制御に用いるトナー消費量が増大するという不具合も抑制することができる。
【００１５】
また、請求項９乃至１３の発明では、現像能力を示す指標値が高く変動することを予測したときは、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像される複数のトナーパッチの付着量が減少するように、これらトナーパッチを作像するために設定された画像形成条件を補正する。よって、指標値が大幅に高くなっていても、光学的検知手段の検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて等間隔でトナーパッチを分布させることができる。従って、精度よく現像能力を示す指標値を求めることができ、画像形成条件を精度よく調整することができる。
また、指標値が低く変動すると予測したときは、前回調整された画像形成条件に基づいて設定された画像形成条件で作像される残りのトナーパッチの付着量が増加するように、これらのトナーパッチを作像するために設定された画像形成条件を補正する。これにより、指標値が大幅に低くなっていても、光学的検知手段の検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて等間隔でトナーパッチを分布させることができる。これにより、精度よく現像能力を示す指標値を求めることができ、画像形成条件を精度よく調整することができる。
一方、指標値が変動していないと予測したにもかかわらず、予測が外れて、装置が検知する要因以外の要因によって、指標値が大幅に高く変動しても、光学的検知手段により検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の画像形成条件で作像された一部のトナーパッチは、光学的検知手段の検知範囲内に入っている。その結果、予測が外れて現像γが大幅に高くなって、前回調整された画像形成条件に基づく画像形成条件で形成されたトナーパッチのほとんどが、光学的検知手段の検知範囲内に入らなかったとしても、上記一部のトナーパッチ、または、上記一部のトナーパッチと上記残りのトナーパッチのうち光学的検知手段の検知範囲内に入った僅かなトナーパッチとで、指標値を求めることができ、画像形成条件を調整することができる。従って、装置が検知している要因以外の要因によって指標値が前回算出した指標値に対して大幅に高くなっていても、一回の階調パターンの作成で、画像形成条件の調整を行うことができ、再度、階調パターンを作成することがなくなる。よって、画像濃度制御時間が長くなり、装置のダウンタイムが長くなるという不具合を抑制することができる。また、画像濃度制御に用いるトナー消費量が増大するという不具合も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の複写機の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、記録紙に画像を形成するプリンタ部１、このプリンタ部１に対して記録紙Ｐを供給する給紙装置２００、原稿画像を読み取るスキャナ３００、このスキャナ３００に原稿を自動給紙する原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００等を備えている。
【００１７】
スキャナ３００では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第１走行体３０３と、複数の反射ミラーを搭載した第２走行体３０４とが往復移動するのに伴って、コンタクトガラス３０１上に載置された図示しない原稿の読取り走査が行われる。第２走行体３０４から送り出される走査光は、結像レンズ３０５によってその後方に設置されている
取センサ３０６の結像面に集光せしめられた後、読取センサ３０６によって画像信号として読込まれる。
【００１８】
プリンタ部１の筺体の側面には、筺体内に給紙する記録紙Ｐを手差しで載置する手差しトレイ２や、筐体内から排出された画像形成済みの記録紙Ｐをスタックする排紙トレイ３が設けられている。
【００１９】
図２は、プリンタ部（１）の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部（１）の筐体内には、像担持ベルトとしての無端状の中間転写ベルト５１を複数の張架ローラによって張架している転写手段たる転写ユニット５０が配設されている。中間転写ベルト５１は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ５２、２次転写バックアップローラ５３、従動ローラ５４、４つの１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによって張架されながら、駆動ローラ５２の回転によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。なお、１次転写ローラの符号の末端に付しているＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字は、イエロー，シアン，マゼンタ，黒用の部材であることを示している。以下、符号の末端に付しているＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字は、同様である。
【００２０】
中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、２次転写バックアップローラ５３、従動ローラ５４に対する掛け回し箇所でそれぞれ大きく湾曲していることで、底辺を鉛直方向上側に向ける逆三角形状の姿勢で張架されている。この逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面は水平方向に延在しており、かかるベルト上部張架面の上方には、４つのプロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが上部張架面の延在方向に沿って水平方向に並ぶように配設されている。
【００２１】
先に示した図１において、４つのプロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの上方には、潜像形成手段たる光書込ユニット６８が配設されている。光書込ユニット６８は、スキャナ３００によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、図示しない制御部によって４つの半導体レーザー（図示せず）を駆動して４つの書込光Ｌを出射する。そして、プロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの潜像担持体たるドラム状の感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋをそれぞれ書込光Ｌによって暗中にて走査して、感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像を書き込む。
【００２２】
本実施形態では、光書込ユニット６８として、半導体レーザーから出射したレーザー光を図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。
【００２３】
図３は、Ｙ，Ｃ用のプロセスユニット１０Ｙ，Ｃを中間転写ベルト５１とともに示す拡大構成図である。Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙは、ドラム状の感光体１１Ｙの周囲に、帯電手段たる帯電部材１２Ｙ、除電装置１３Ｙ、ドラムクリーニング装置１４Ｙ、現像手段たる現像装置２０Ｙ等を有している。そして、これらを共通の保持体たるケーシングで保持しながらプリンタ部に対して１つのユニットとして一体的に着脱されるようになっている。
【００２４】
帯電部材１２Ｙは、感光体１１Ｙに当接しながら、図示しない軸受けによって回転自在に支持されるローラ状の部材である。図示しないバイアス供給手段によって帯電バイアスが印加されながら感光体１１Ｙに対して接触回転することで、感光体１１Ｙの表面を例えばＹトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめる。かかる構成の帯電部材１２Ｙに代えて、感光体１１Ｙに対して非接触で一様帯電処理を施すスコロトロンチャージャなどを採用することもできる。
【００２５】
図示しない磁性キャリアと非磁性のＹトナーとを含有するＹ現像剤をケーシング２１Ｙに内包している現像装置２０Ｙは、現像剤搬送装置２２Ｙと現像部２３Ｙとを有している。現像部２３Ｙでは、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで表面を無端移動させる現像剤担持体としての現像スリーブ２４Ｙがその周面の一部をケーシング２１Ｙに設けられた開口から外部に露出させている。これにより、感光体１１Ｙと現像スリーブ２４Ｙとが所定の間隙を介して対向する現像領域が形成されている。
【００２６】
非磁性の中空パイプ状の部材からなる現像スリーブ２４Ｙの内部には、周方向に並ぶ複数の磁極を具備する図示しないマグネットローラが現像スリーブ２４Ｙに連れ回らないように固定されている。現像スリーブ２４Ｙは、後述する現像剤搬送装置２２Ｙ内のＹ現像剤をこのマグネットローラの発する磁力によって表面に吸着させながら回転駆動することで、Ｙ現像剤を現像剤搬送装置２２Ｙ内から汲み上げる。そして、現像スリーブ２４Ｙの回転に伴って上記現像領域に向けて搬送されるＹ現像剤は、現像スリーブ２４Ｙの表面に対して所定の間隙を介して先端を対向させているドクタブレード２５Ｙと、スリーブ表面との間に形成されているドクタギャップに進入する。この際、スリーブ上における層厚がドクタギャップとほぼ同じ厚みに規制される。そして、現像スリーブ２４Ｙの回転に伴って感光体１１Ｙと対向する現像領域の付近まで搬送されると、上記マグネットローラの図示しない現像磁極の磁力を受けてスリーブ上で穂立ちして磁気ブラシとなる。
【００２７】
現像スリーブ２４Ｙには、図示しないバイアス供給手段によって例えばトナーの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加されている。これにより、現像領域では、現像スリーブ２４Ｙ表面と感光体１１Ｙの非画像部（一様帯電部位＝地肌部）との間に、Ｙトナーを非画像部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブ２４Ｙ表面と感光体１１Ｙ上の静電潜像との間に、Ｙトナーをスリーブ側から静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。この現像ポテンシャルの作用によってＹ現像剤中のＹトナーが静電潜像に転移することで、感光体１１Ｙ上の静電潜像がＹトナー像に現像される。
【００２８】
現像スリーブ２４Ｙの回転に伴って上記現像領域を通過したＹ現像剤は、図示しないマグネットローラに具備される反発磁極間によって形成される反発磁界の影響を受けて、現像スリーブ２４Ｙ上から離脱して現像剤搬送装置２２Ｙ内に戻る。
【００２９】
現像剤搬送装置２２Ｙは、２本の第１スクリュウ部材２６Ｙ、第２スクリュウ部材３２Ｙ、両スクリュウ部材間に介在する仕切壁、透磁率センサからなるトナー濃度検知センサ４５Ｙなどを有している。仕切壁は、第１スクリュウ部材２６Ｙが収容される現像剤搬送部たる第１搬送室と、第２スクリュウ部材３２Ｙが収容される現像剤搬送部たる第２搬送室とを仕切っているが、両スクリュウ部材の軸線方向における両端部に対向する領域では、それぞれ図示しない開口を通じて両搬送室を連通させている。
【００３０】
撹拌搬送部材としての第１スクリュウ部材２６Ｙ、第２スクリュウ部材３２Ｙは、それぞれ図示しない軸受けによって両端部が回転自在に支持される棒状の回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋羽根とを有している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられるのに伴って、Ｙ現像剤を螺旋羽根によって回転軸線方向に搬送する。
【００３１】
第１スクリュウ部材２６Ｙが収容されている第１搬送室内では、第１スクリュウ部材２６Ｙの回転駆動に伴って、Ｙ現像剤が図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送される。そして、ケーシング２１Ｙの奥側の端部付近まで搬送されると、仕切壁に設けられた図示しない開口を経由して第２搬送室内に進入する。
【００３２】
第２スクリュウ部材３２Ｙが収容されている第２搬送室の上方には、上述した現像部２３Ｙが形成されており、第２搬送室と現像部２３Ｙとは互いの対向部の全領域において連通している。これにより、第２スクリュウ部材３２Ｙと、これの斜め上方に配設された現像スリーブ２４Ｙとが、互いに平行な関係を維持しながら対向している。第２搬送室内では、第２スクリュウ部材３２Ｙの回転駆動に伴って、Ｙ現像剤が図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送される。この搬送の過程において、第２スクリュウ部材３２Ｙの回転方向周囲のＹ現像剤が現像スリーブ２４Ｙに適宜汲み上げられたり、現像スリーブ２４Ｙから現像後のＹ現像剤が適宜回収されたりする。そして、第２搬送室の図中手前側の端部付近まで搬送されたＹ現像剤は、仕切壁に設けられた図示しない開口を通って、第１搬送室内に戻る。
【００３３】
第１搬送室の下壁には、透磁率センサからなるトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ４５Ｙが固定されており、第１スクリュウ部材２６Ｙによって搬送されているＹ現像剤のトナー濃度を下方から検知して検知結果に応じた電圧を出力する。図示しない制御部は、トナー濃度検知センサ４５Ｙからの出力電圧値Ｖｔとトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆとの差分値Ｔｎ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖｔ）に基づいて、差分値Ｔｎが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給せず、差分値Ｔｎが−（マイナス）の場合は、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆの値になるよう、図示しないＹトナー補給装置を駆動して、適量のＹトナーを第１搬送室内に補給する。これにより、現像に伴ってトナー濃度を低下させたＹ現像剤のトナー濃度が回復する。
【００３４】
感光体１１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述するＹ用の１次転写ニップで中間転写ベルト５１上に１次転写される。この１次転写工程を経由した後の感光体１１Ｙ表面には、中間転写ベルト５１上に１次転写されなかった転写残トナーが付着している。
【００３５】
ドラムクリーニング装置１４Ｙは、例えばポリウレタンゴム等からなるクリーニングブレード１５Ｙを片持ち支持しており、その自由端側を感光体１１Ｙ表面に当接させている。また、図示しない駆動手段によって回転駆動される回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた無数の導電性起毛とを具備するブラシローラ１６Ｙのブラシ先端側を感光体１１Ｙに接触させている。そして、上述の転写残トナーをこのクリーニングブレード１５Ｙやブラシローラ１６Ｙによって感光体１１Ｙ表面から掻き取る。ブラシローラ１６Ｙには、これに当接する金属製の電界ローラ１７Ｙを介してクリーニングバイアスが印加されており、電界ローラ１７Ｙにはスクレーパ１８Ｙの先端が押し当てられている。クリーニングブレード１５Ｙやブラシローラ１６Ｙによって感光体１１Ｙから掻き取られた転写残トナーは、ブラシローラ１６Ｙと電界ローラ１７Ｙとを経た後、スクレーパ１８Ｙによって電界ローラ１７Ｙから掻き取られて、回収スクリュウ１９Ｙ上に落下する。そして、回収スクリュウ１９Ｙの回転駆動に伴って、ケーシング外に排出された後、図示しないトナーリサイクル搬送手段を介して現像剤搬送装置２２Ｙ内に戻される。
【００３６】
ドラムクリーニング装置１４Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた感光体１１Ｙ表面は、除電ランプ等からなる除電装置１３Ｙによって除電された後、帯電部材１４Ｙによって再び一様帯電せしめられる。
【００３７】
Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙについて詳述したが、他色のプロセスユニット（１０Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、使用するトナーの色が異なる点の他は、Ｙ用のものと同様の構成になっている。
【００３８】
先に示した図２において、プロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、時計回り方向に無端移動せしめられる中間転写ベルト５１の上部張架面に当接しながら回転してＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを形成している。これらＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップの裏側では、上述した１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが中間転写ベルト５１の裏面に当接している。そして、これら１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、それぞれ図示しないバイアス供給手段によってトナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加されている。この１次転写バイアスにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップには、トナーを感光体側からベルト側に静電移動させる１次転写電界が形成される。感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像は、感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップに進入すると、この１次転写電界やニップ圧の作用によって中間転写ベルト５１上に順次重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト５１のおもて面（ループ外周面）には、４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。なお、１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに代えて、１次転写バイアスが印加される導電性ブラシや、非接触方式のコロナチャージャなどを採用してもよい。
【００３９】
中間転写ベルト５１の下方には当接部材としての２次転写ローラ５６が配設されており、これは図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられながら、中間転写ベルト５１のおもて面に当接して２次転写ニップを形成している。そして、この２次転写ニップの裏側では、２次転写バックアップローラ５３が中間転写ベルト５１を掛け回している。
【００４０】
２次転写バックアップローラ５３には、図示しない２次転写電源により、トナーの帯電極性と同極性の２次転写バイアスが印加される。これに対し、ベルトのおもて面に当接して２次転写ニップを形成している当接部材たる２次転写ローラ５６は接地されている。これにより、２次転写バックアップローラ５３と２次転写ローラ５６との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト５１のおもて面に形成された４色トナー像は、中間転写ベルト５１の無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。
【００４１】
先に示した図１において、給紙装置２００は、記録紙Ｐを収納する給紙カセット２０１、これらの給紙カセット２０１に収納された記録紙Ｐをカセット外に送り出す給紙ローラ２０２、送り出された記録紙Ｐを一枚ずつ分離する分離ローラ対２０３、分離後の記録紙Ｐを送り出し路２０４に沿って搬送する搬送ローラ対２０５などがそれぞれ複数配設されている。給紙装置２００は、図示のようにプリンタ部１の直下に配設されている。そして、給紙装置２００の送り出し路２０４は、プリンタ部１の給紙路７０に連結している。これにより、給紙装置２００の給紙カセット２０１から送り出された記録紙Ｐは、送り出し路２０４を経由してプリンタ部１の給紙路７０内に送られる。
【００４２】
プリンタ部１の給紙路７０の末端付近には、送込手段としてのレジストローラ対７１が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを中間転写ベルト５１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り込む。そして、２次転写ニップ内では、中間転写ベルト５１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙Ｐに一括２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出されると中間転写ベルト５１から離間する。
【００４３】
２次転写ニップの図中左側方には、無端状の紙搬送ベルト７６を複数の張架ローラによって張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる搬送ベルトユニット７５が配設されている。中間転写ベルト５１から分離した記録紙Ｐは、この紙搬送ベルト７６の上部張架面に受け渡されて、定着装置８０に向けて搬送される。
【００４４】
定着装置８０内に送られた記録紙Ｐは、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８１と、これに向けて押圧される加圧ローラ８２とによる定着ニップ内に挟み込まれる。そして、加圧されつつ加熱されるともでフルカラー画像が表面に定着させしめられながら、定着装置８０外に向けて送られる。
【００４５】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト５１表面には、記録紙Ｐに転写されなかった若干量の２次転写残トナーが付着している。この２次転写残トナーは、中間転写ベルト５１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置５７によってベルトから除去される。
【００４６】
定着装置８０の下方には、スイッチバック装置８５が配設されている。定着装置８０から排出された記録紙Ｐは、揺動可能な切替爪８６による搬送路切替位置までくると、切替爪８６の揺動停止位置に応じて、排紙ローラ対８７、あるいはスイッチバック装置８５に向けて送られる。そして、排紙ローラ対８７に向けて送られた場合には、機外へと排出された後に、排紙トレイ３状にスタックされる。
【００４７】
一方、スイッチバック装置８５に向けて送られた場合には、スイッチバック装置８５によるスイッチバック搬送によって上下反転せしめられた後、再びレジストローラ対７１に向けて搬送される。そして、２次転写ニップに再び進入して、もう片面にもフルカラー画像が形成される。
【００４８】
なお、プリンタ部１の筺体の側面に設けられた手差しトレイ２上に手差しされた記録紙Ｐは、手差し供給ローラ７２と、手差し分離ローラ対７３とを経由した後、レジストローラ対７１に向けて送られる。
【００４９】
本実施形態に係る複写機によって原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台４０１に原稿をセットする。あるいは、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じて押さえる。その後、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３０１内に送られる。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３０３及び第２走行体３０４による読取走査が開始する。これとほぼ同時に、転写ユニット５０や各色プロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの駆動が開始する。更には、給紙装置２００からの記録紙Ｐの送り出しも開始する。なお、給紙カセット２０１にセットされていない記録紙Ｐを使用する場合には、手差しトレイ２にセットされた記録紙Ｐの送り出しが行われる。
【００５０】
Ｋ用のプロセスユニット１０Ｋの図中右側方には、光学的検知手段たる光学センサ６９が中間転写ベルト５１のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。
図４は、光学センサ６９の概略断面図である。図に示すように、光学センサ６９は、主に、発光手段としての発光素子３１１と、正反射光を受光するための第１の受光手段としての正反射受光素子３１２と、拡散反射光を受光するための第２の受光手段としての拡散反射受光素子３１３とから構成されている。発光素子３１１から発した光を、中間転写ベルト５１の表面に向けて出射する。そして、中間転写ベルト５１の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで正反射した正反射光を正反射受光素子３１２によって受光して、受光量に応じた電圧を出力する。更に、中間転写ベルト５１の表面や、その表面に転写されたトナーパッチで拡散反射した拡散反射光を拡散反射受光素子３１３によって受光して、受光量に応じた電圧を出力する。
【００５１】
光学センサの発光素子３１１としては、ピーク発光波長が９４０［ｎｍ］のＧａＡｓ発光ダイオードが用いられている。また、正反射受光素子３１２及び拡散反射受光素子３１３としては、ピーク分光感度波長が８５０［ｎｍ］のＳｉフォトトランジスタとを有したものを使用している。すなわち、この光学センサは、色による反射率に顕著な差のない８３０［ｎｍ］以上の赤外光を検出するものである。このような光学センサを用いることで、一つのセンサで、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色のトナーパッチを検知することができる。
【００５２】
図５は本複写機の電気回路の要部を示すブロック図である。同図において制御手段たる制御部１００は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、データ記憶手段たる不揮発性のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、データ記憶手段たるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等を有している。この制御部１００には、プロセスユニット１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、光書込ユニット６８、転写ユニット５０、光学センサユニット６９などが電気的に接続されている。そして、制御部１００は、ＲＡＭ１０２やＲＯＭ１０３内に記憶している制御プログラムに基づいて、これらの各種の機器を制御するようになっている。
【００５３】
制御部１００は、画像を形成するための画像形成条件の制御も行っている。具体的には、制御部１００は、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける各帯電部材に対して、帯電バイアスをそれぞれ個別に印加する制御を実施する。これにより、各色の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用ドラム帯電電位に一様帯電せしめられる。また、制御部１００は、光書込ユニット６８のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応する４つの半導体レーザーのパワーをそれぞれ個別に制御する。また、制御部１００は、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける各現像ローラに、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用現像バイアス値の現像バイアスを印加する制御を実施する。これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、現像スリーブとの間に、トナーをスリーブ表面側から感光体側に静電移動させる現像ポテンシャルを作用させて、静電潜像を現像する。
【００５４】
また、制御部１００は、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御たるプロセスコントロールを実行する。
図６は、プロセスコントロールの制御フロー図である。なお、図６のプロセスコントロールの制御フローは、電源投入時におけるプロセスコントロールの制御フロー図である。
まず、制御部１００は、光学センサ６９の初期設定を行う（Ｓ１）。具体的には、光学センサ６９の正反射受光素子３１２の出力が予め決められた所定値（４Ｖ）になるように、発光素子３１１の発光強度を調整する。なお、光学センサ６９の初期設定は、行わなくてもよい。
【００５５】
次に、制御部１００は、図７に示すような、階調パターンを中間転写ベルト５１上における各光学センサ６９に対向する位置に色毎に自動形成する（Ｓ２）。各色の階調パターンは、トナー付着量の異なる５個程度のトナーパッチからなり、副走査線方向に１４．４［ｍｍ］、パッチ間隔５．６［ｍｍ］で、Ｂｋ色の階調パターン、Ｃ色の階調パターン、Ｍ色の階調パターン、Ｙ色の階調パターンの順で中間転写ベルト５１に形成される。階調パターンは、帯電、現像バイアス条件をトナーパッチ毎に変更し、露光条件は、予め決められた所定値（感光体が十分除電されるフル露光）で形成される。なお、階調パターンの各トナーパッチの現像バイアス、帯電バイアスの設定については、後述する。この中間転写ベルト上の各色の階調パターンを光学センサ６９で光学的に検出する（Ｓ３）。
【００５６】
次に、各色の階調パターンの各トナーパッチを検知して得られた受光素子の出力値と、付着量と受光素子の出力値との関係に基づき構築された付着量算出アルゴリズムとを用いてトナー付着量（画像濃度）に変換処理する。
【００５７】
本実施形態においては、特開２００６−１３９１８０号に記載のように、トナー付着量の算出を、トナーパッチで正反射した正反射光と、拡散反射光とを用いてトナー付着量を算出する。正反射光と拡散反射光とを用いてトナー付着量を算出することで、正反射光のみを用いてトナー付着量を算出するものに比べて、高付着量の検知範囲を広げることができる。また、特開２００６−１３９１８０号に記載のトナー付着量算出アルゴリズムを用いることで、温度変化、経時劣化などによる発光素子や受光素子の出力が変化したり、中間転写ベルト５１の経時劣化によって受光素子の出力が変化したりしても、正確なトナー付着量を求めることができる。
【００５８】
以下に、本実施形態における付着量算出アルゴリズムについて、具体的に説明する。以下、説明文中の記号を次のように定義する。
Ｖｓｇ：転写ベルト地肌部を検知する光学センサからの出力電圧値（地肌部検知電圧）
Ｖｓｐ：各基準パッチを検知する光学センサからの出力電圧値（パッチ検知電圧）
Ｖｏｆｆｓｅｔ：オフセット電圧（ＬＥＤをＯＦＦしているときの出力電圧値）
＿ｒｅｇ：正反射光出力（Ｒｅｇｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎの略）
＿ｄｉｆ：拡散反射光出力（Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎの略）（ｃｆ．ＪＩＳ  Ｚ  ８１０５  色に関する用語）
［ｎ］  要素数：ｎの配列変数
【００５９】
まず、Ｋトナーの付着量算出アルゴリズムについて説明する
ｉ）以下の式を用いて正反射光からオフセット電圧を減ずる。
ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ
ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］＝Ｖｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］−Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ［Ｋ］
【００６０】
ｉｉ）正反射データを正規化する。
正規化値Ｒｎ［Ｋ］＝ΔＶｓｇ＿ｒｅｇ［Ｋ］［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［Ｋ］
【００６１】
ｉｉｉ）  ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて正規化値を付着量に変換する。
正規化値に対応する付着量変換テーブルを予め作成しておき、それに対応させて付着量を得る。
以上が、Ｋトナーの付着量算出アルゴリズムである。
【００６２】
次に、カラートナー付着量算出アルゴリズムについて説明する。
カラートナー付着量においては、以下に示すＳＴＥＰ１〜７という７段階の処理によって演算する。
【００６３】
［ＳＴＥＰ１］
ＳＴＥＰ１では、データサンプリングを行って、ΔＶｓｐやΔＶｓｇを算出する。まず、正反射光出力，拡散反射光出力ともに、全基準パッチ［ｎ］個についてオフセット電圧との差分を計算する。これは、最終的には「センサ出力の増分をカラートナーの付着量に変化よる増分」のみで表したいためである。
【００６４】
正反射光出力増分については、次のようにして求める。
【数１】
0004965487.tif 000002
また、拡散反射光出力増分については、次のようにして求める。
【数２】
0004965487.tif 000003
但し、オフセット出力電圧値（Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｒｅｇ、Ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｆ）が、無視できるレベルに十分に小さい値となるＯＰアンプを用いた場合、この様な差分処理は省略しても構わない。
このようなＳＴＥＰ１により、図８に示す特性曲線を得る。
【００６５】
［ＳＴＥＰ２］
ＳＴＥＰ２では、感度補正係数αを算出する。まず、ＳＴＥＰ１にて求めたΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］やΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］から、各基準パッチ毎に「ΔＶｓｐ＿ｒｅｇ．［ｎ］／ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ．［ｎ］」を算出する。そして、後述するＳＴＥＰ３で正反射光出力の成分分解を行う際に、拡散光出力（ΔＶｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］）に乗ずるための感度補正係数αを、次のようにして算出する。
【数３】
0004965487.tif 000004
このようなＳＴＥＰ２により、図９に示すような特性曲線を得る。なお、感度補正係数αをΔＶｓｐ＿ｒｅｇ［ｎ］とＶｓｐ＿Ｄｉｆ．［ｎ］との最小値としたのは、正反射光出力の正反射成分の最小値がほぼゼロであり、かつ正の値となることがあらかじめわかっているからである。
【００６６】
［ＳＴＥＰ３］
ＳＴＥＰ３では、正反射光の成分分解を行う。
正反射光出力の拡散光成分については、次のようにして求める。
【数４】
0004965487.tif 000005
また、正反射光出力の正反射成分については、次のようにして求める。
【数５】
0004965487.tif 000006
このようにして成分分解を行うと、感度補正係数αが求まるパッチ検知電圧にて、正反射光出力の正反射成分がゼロとなる。そして、図１０に示すように、正反射光出力が正反射光成分と拡散光成分とに成分分解される。
【００６７】
［ＳＴＥＰ４］
ＳＴＥＰ４では、正反射光出力の正反射成分を正規化する。次の式のようにして、各パッチ検知電圧における地肌検知電圧との比を求めて、０〜１までの正規化値へ変換するのである。
【数６】
0004965487.tif 000007
このようなＳＴＥＰ４により、図１１に示すような特性曲線を得る。
【００６８】
［ＳＴＥＰ５］
ＳＴＥＰ５では、拡散光出力の地肌部変動補正を行う。まず、次の式のようにして、ベルト地肌部からの拡散光出力成分を、拡散光出力電圧から除去する。
【数７】
0004965487.tif 000008
これにより、中間転写ベルト１０の地肌部の影響を除くことができる。よって、正反射光出力が感度を持つ低付着量域において、ベルト地肌部から直接反射される拡散光成分を、拡散光出力から、除去することができる。そして、トナー付着量ゼロ〜１層形成までのトナー付着量範囲における補正後拡散光出力が、図１２に示すように、原点を通り、且つトナー付着量に対して１次線形関係のある値に変換される。
【００６９】
［ＳＴＥＰ６］
ＳＴＥＰ６では、拡散光出力の感度を補正する。具体的には、図１３に示すように、「正反射光の正反射成分の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットし、そのプロット線を近似することで、拡散光出力の感度を求め、この感度があらかじめ定めた狙いの感度となる様、補正を行う。
【００７０】
「正反射光（正反射成分）の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットしたプロット線を多項式近似（本実施形態においては、２次式近似）して、感度補正係数ηを算出する。
まず、プロット線を２次近似式（ｙ＝ξ１ｘ２＋ξ２ｘ＋ξ３）で近似して、最小二乗法により係数ξ１、ξ２、ξ３を求める。
【数８】
0004965487.tif 000009
ｍ：データ数
ｘ［ｉ］：正反射光＿正反射成分の正規化値
ｙ［ｉ］：地肌部変動補正後拡散光出力
なお、計算に用いるｘの範囲は、０．１≦ｘ≦１．０である。
上記（１）、（２）、（３）の連立方程式を解くことで、係数ξ１、ξ２、ξ３を求めることができる。
【００７１】
こうして近似されたプロット線から計算されるある正規化値ａがある値ｂとなる様な感度補正係数ηを求める。
【数９】
0004965487.tif 000010
【００７２】
ＳＴＥＰ５で求めた地肌部変動補正後の拡散光出力に対し、ＳＴＥＰ６で求めた感度補正係数ηを乗じることで、付着量と拡散出力との関係が予め定められた関係となるように補正する。
【数１０】
0004965487.tif 000011
【００７３】
［ＳＴＥＰ７］
ＳＴＥＰ７では、センサ出力値をトナー付着量に変換する。ＳＴＥＰ６までの処理により、ＬＥＤ光量低下などによって生ずる拡散反射出力の経時的な変動に対する補正処理が全て行われたため、最後に、センサ出力値をトナー付着量変換テーブルに基づいてトナー付着量に変換するのである。
以上が、カラートナーの付着量算出アルゴリズムである。
【００７４】
例えば、図１３に示すように、「正反射光の正反射成分の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットした点が、上記の感度補正係数ηの計算に用いる正反射光＿正反射成分の正規化値の範囲内に２点未満の場合、感度補正係数ηを算出することができず、付着量の変換をおこなうことができない。このように、付着量の算出に失敗した場合（Ｓ５のＹＥＳ）は、プロセスコントロールを終了して、現像バイアスＶｂなどの変更を行わず終了する。また、失敗した場合は、次回のプロセスコントロールの間隔を狭める処理を行ってもよい。
【００７５】
上述したトナー付着量算出アルゴリズムを用いて各トナーパッチのトナー付着量を算出することができたら（Ｓ５のＮＯ）、各トナーパッチのトナー付着量と各トナーパッチを作成したときの各現像ポテンシャルとの関係から、図１４に示すように、最小２乗法により直線近似した現像ポテンシャル−トナー付着量直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を各色求める。この現像ポテンシャル−トナー付着量直線から、現像能力を示す指標値である現像γ（傾きａ）および現像開始電圧Ｖｋ（切片ｂ）を各色算出する（Ｓ６）。なお、本実施形態では、直線近似としたが、２次近似を採用してもよい。ただし、２次近似を採用した場合の現像γは、プロット線の関係式の微分値とする。
【００７６】
現像γの算出時にほとんどのトナーパッチの付着量が光学センサ６９の高感度領域外となり、現像γに用いることのできるデータ数が１点であり、現像γの算出を行うことができない場合や、算出した現像γが通常想定される変動範囲に対して、異常なほど大きかったり、小さかったりしたときは、現像γの算出失敗（Ｓ７のＹＥＳ）として、プロセスコントロールを終了して、現像バイアスＶｂなどの変更を行わず終了する。
【００７７】
現像γの算出が成功した場合（Ｓ７のＮＯ）は、制御部１００は、予め決められた目標付着量を得るのに必要な現像ポテンシャルを現像γに基づいて特定した後、この現像ポテンシャルにマッチした、現像バイアスＶｂを算出する（Ｓ７）。目標付着量は、トナー顔料の着色度合いで決まるが、一般的には、０．４〜０．６［ｍｇ／ｃｍ２］である。また、制御部１００は、算出した現像バイアスＶｂに基づいて、帯電バイアスＶｃを決定する。また、ＬＤパワーは、帯電電位に応じて８０〜１２０％の間で調整するが、ここでは詳しい説明を割愛する。現像バイアスＶｂ、帯電バイアスＶｃ、ＬＤパワーをＲＡＭ１０２などの不揮発性の記憶手段に保存する。なお、帯電バイアスＶｃは、現像バイアスＶｂに対して１００〜２００［Ｖ］程度高く設定するのが一般的である。また、現像バイアスＶｂは、３５０〜７００［Ｖ］の範囲で設定する。すなわち、算出した現像バイアスが、１［ｋＶ］であっても、現像バイアスＶｂは、７００［Ｖ］に設定するのである。これは、現像バイアスの設定値が、７００［Ｖ］を超えると、電源の容量を超えてしまい、バイアスを安定的に維持できないおそれがあるからである。また、３５０［Ｖ］未満だと、帯電バイアスの設定値が低くなりすぎて、帯電が不均一になりやすく「残像」と呼ばれる、前回作像した画像が次の画像に現れるといった異常画像が生じるおそれがある。
【００７８】
現像バイアスＶｂを算出したら、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正が必要か否かを判断する（Ｓ９）。具体的には、予め決められた目標現像γと、算出した現像γとの差分値Δγ（Δｒ＝算出した現像γ−目標現像γ）を算出する。
制御部１００は、算出したΔγが所定範囲内のときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正が必要ないと判断し（Ｓ９のＮＯ）、プロセスコントロール制御を終了する。
一方、算出したΔγが所定範囲外のときは、次回の現像バイアス調整時に、算出される現像バイアスＶｂが、上述の設定範囲（３５０〜７００Ｖ）を超える可能性があるので、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正が必要と判断する（Ｓ９のＹＥＳ）。
具体的な一例を挙げると、−０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］＜Δγ＜０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］のときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正は、行なわず、Δγ≧０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］、Δγ≦−０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］のとき、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行う。
なお、上記においては、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正するか否かを算出した現像γに基づいて、判断しているが、算出した現像開始電圧Ｖｋに基づいてトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正するか否かを判断してもよい。この場合は、算出した現像開始電圧Ｖｋが上限値以上の場合、算出した現像開始電圧Ｖｋが下限値以下の場合は、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を実行する。
【００７９】
算出したΔγが所定範囲外でトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正が必要と判断されたら、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行って、次のプロセスコントロールまでに、現像γを目標現像γに近づける補正を行う（Ｓ１０）。なお、現像γを目標現像γに近づけるようトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正すると、算出した現像バイアスで作像しても付着量が、目標付着量にならなくなってしまう。しかし、いきなり現像装置内のトナー濃度が目標のトナー濃度になるわけではなく、徐々に現像装置内のトナー濃度が目標のトナー濃度となるようにトナー補強制御を行うので、現像γが急激に変化するわけではない。よって、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正しても、始めのうちは、算出した現像バイアスで、目標付着量にすることができる。そして、徐々に目標の付着量から離れていくが、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正量は、算出した現像バイアスで作像しても付着量が、目標付着量から大幅にかけ離れるような補正量には設定しないので、画像が大きく劣化することはない。ただし、階調パターン作成時のトナー濃度検知センサ４５の出力値Ｖｔが、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆから大幅に異なっている場合において、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正をしてしまうと、逆に、目標の現像γから外れてしまうおそれがあるため、階調パターン作成時のトナー濃度検知センサ４５の出力値Ｖｔと、階調パターン作成時のトナー濃度検知センサ４５の出力値Ｖｔと関係性も考慮にいれて、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正を行うか否かを決める。
【００８０】
具体的な一例を示すと、Δγ≧０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≦−０．２Ｖのとき、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを０．２Ｖ下げて、現時点よりもトナー濃度を下げる補正を行う。また、Δγ≦−０．３０［（ｍｇ／ｃｍ２）／ＫＶ］、かつ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧０．２Ｖのときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを０．２Ｖ上げて、現時点よりもトナー濃度を上げる補正を行う。
【００８１】
なお、上述では、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正した場合、徐々に現像装置内のトナー濃度が目標のトナー濃度となるようにトナー補給制御を行っているが、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正した場合、現像装置内のトナー濃度が目標のトナー濃度となるようにトナー補給制御を行ってもよい。この場合においては、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正したら、再度、プロセスコントロールを実施する。
以上が、プロセスコントロールの制御フローである。
【００８２】
次に、階調パターンの各トナーパッチの現像バイアス、帯電バイアスの設定について説明する。
現像γの算出において、最小二乗法により１次直線を求める際に使用するデータ点は有効範囲内に均等に分散していることが望ましい。なぜなら、データ点が集中すると、誤差要因により現像γの精度が悪くなることが考えられるからである。ここで、誤差要因とは現像スリーブの周期ムラによるトナーパッチのトナー付着量のばらつきや、中間転写ベルト上の傷などによる光学センサ出力誤差から生ずるトナー付着量誤差である。そのため、各トナーパッチ作成時の現像バイアスを近くして、各トナーパッチの付着量の差異を小さくすると、トナー付着量にばらつきが生じた場合に変動の影響を受けやすくなるため、現像γの精度が悪化してしまう。よって、現像γを精度よく算出するという観点からトナーパッチのトナー付着量は光学センサ６９の有効検出範囲内で低付着側から高付着側にかけて、等間隔に分布することが求められる。また、データ点を等間隔に分布させることは、付着量算出の観点からも非常に重要である。
【００８３】
本実施形態は、色による反射率に顕著な差のない赤外光を検知する光学センサ６９を用いて、ひとつの光学センサ６９でＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色の反射光を検知している。このため、複数色のトナーパッチを検知したときの出力データを用いて上記感度補正係数ηを算出できる。そのため、少トナーパッチを用いたシステムにおいてもより効率的に感度補正係数ηを求めることができる。
【００８４】
また、感度補正係数ηを精度よく求めるためには、各色のトナーパッチを光学センサ６９で検知した検知データ（出力値）から算出した正反射光＿正反射成分の正規化値ｘの多くが、０．１≦ｘ≦１．０内に入り、かつ、等間隔に分布することが重要である。すなわち、０．１≦ｘ≦１．０の範囲内に多くのデータが等間隔に分布することによって、多項式近似（ここでは２次曲線近似）が正確に行われ、その結果、感度補正係数ηとして非常に正確な値を得ることができるのである。この感度補正係数ηは付着量に直接関与しているため、感度補正係数ηを精度良く算出することで、付着量変換の精度を大幅に向上させることができる。
【００８５】
このように、現像γの算出、感度補正係数ηの算出いずれも、各色のトナーパッチが所定の範囲内で均等に分散することが重要である。そこで、本実施形態においては、このように均等分散させるために、次に示す方法を用いて階調パターンの作像バイアスを算出している。
【００８６】
以下に、本実施形態の階調パターンの作像バイアスの算出について、一例を用いて具体的に説明する。ここでは、４個のトナーパッチからなる階調パターンを作成する場合を例に挙げて、説明する。ただし、トナーパッチ数についはこれに限定されるものではない。
【００８７】
まず、前回のプロセスコントロールの結果により求められた各色の現像バイアスＶｂを取得して、現像バイアスＶｂから最大現像ポテンシャル：ＰｏｔＭａｘを求める。
最大現像ポテンシャルは以下の式（１１）により求めることができる。
【数１１】
0004965487.tif 000012
ここで、べた部露光後電位Ｖｌとは露光を行った後の感光体電位であり、感光体の特性に依存する値となる。本実施形態ではＶｌ＝−５０［Ｖ］である。例えば、前回のプロセスコントロールの結果、現像バイアスＶｂが−５５０［Ｖ］であったとすると、現像ポテンシャルはＰｏｔＭａｘ＝｜−５５０−（−５０）｜＝５００［Ｖ］となる。最大現像ポテンシャルＰｏｔＭａｘの物理的意味であるが、所望のベタ濃度を得ることができる現像ポテンシャルである。本実施形態では、トナー付着量０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］のとき、ＩＤ＝１．４が得られるようなシステムとなっている。
以上のように数１１を用いて、各色それぞれの最大現像ポテンシャルＰｏｔＭａｘを求める。
【００８８】
次に、各色の最大現像ポテンシャルから、各色の階調パターンの各トナーパッチにおける現像バイアスの算出を行う。ここで、Ｋ色とＣ，Ｍ，Ｙ色では異なる方式を用いて、現像バイアスの算出を行う。これは、Ｋ色とＣ，Ｍ，Ｙ色とで付着量検知方式が異なるためである。すなわち、上述したように、本実施形態においては、Ｋ色は、正反射光のみを用いて付着量の算出を行い、Ｃ，Ｍ，Ｙ色は、正反射光と拡散反射光とを用いて付着量の算出を行うためである。
【００８９】
［Ｋ色の場合］
Ｋ色トナーの場合、照射した光は、トナー表面で吸収されてしまうため、拡散反射光の感度が得られないとった特性がある。そのため、Ｋ色トナーでは正反射光のみを用いてトナー付着量の検知を行っている。また、正反射光のみで付着量の検知を行う場合には、トナー付着量が多くなるにつれて感度が低下するため、付着量の検知範囲がＣ，Ｍ，Ｙ色のように、拡散反射光と正反射光との両方を用いて付着の検知を行うものに比べて狭くなる。よって、Ｋ色の階調パターンにおける各トナーパッチの付着量が、ベタ濃度のときのトナー付着量０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］よりも低い領域で均等分散するように、階調パターンを作像するときの現像バイアスを算出する。本実施形態においては、各トナーパッチの付着量が、０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］≦［Ｋ］≦０．３５［ｍｇ／ｃｍ２］の範囲で均等分散するように、現像バイアスを算出する。
【００９０】
具体的には、数１１より求めた、Ｋ色の最大現像ポテンシャルＰｏｔＭａｘ（Ｋ）を以下の数１２に代入して、Ｋ色の階調パターンにおける現像バイアスの算出を行う。
【数１２】
0004965487.tif 000013
ここで、ＶＰｎは各トナーパッチの現像バイアスを表し、ＶＰｎのｎは階調パタンのｎ番目を表す。
【００９１】
よって、Ｋ色の階調パターンの各トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎは、次のように表すことができる。
ＶＰ１（Ｋ）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｋ）×（２／１２）−Ｖｌ［−Ｖ］
ＶＰ２（Ｋ）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｋ）×（４／１２）−Ｖｌ［−Ｖ］
ＶＰ３（Ｋ）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｋ）×（６／１２）−Ｖｌ［−Ｖ］
ＶＰ４（Ｋ）＝ＰｏｔＭａｘ（Ｋ）×（８／１２）−Ｖｌ［−Ｖ］
【００９２】
以上のようにしてＫ色の階調パターンの各トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを設定することにより、ベタ濃度よりも付着量が低い領域に階調パターン濃度を分散させることができる。
【００９３】
［Ｃ，Ｍ，Ｙの場合］
Ｃ，Ｍ，Ｙの階調パターンは、図１５に示すように、感度補正係数ηを算出するときに、各色のトナーパッチが、０．１≦ｘ≦１．０の範囲内で均等に分散するのが理想である。よって、Ｃ，Ｍ，Ｙの場合、各トナーパッチが、０．１≦ｘ≦１．０の範囲内で均等に分散するように、現像バイアスを算出する。
【００９４】
まず、数１１より求めた、Ｃ，Ｍ，Ｙ色の最大現像ポテンシャルの大きさを比較し、順序をつけていく。ここで、Ｃ，Ｍ，Ｙ色の最大現像ポテンシャルを大きい順に、ＰｏｔＭＡＸ（１）、ＰｏｔＭＡＸ（２）、ＰｏｔＭＡＸ（３）とする。例えば、最大現像ポテンシャルが大きい順にＣ、Ｍ、Ｙであったとすると、ＰｏｔＭＡＸ（１）＝ＰｏｔＭＡＸ（Ｃ）、ＰｏｔＭＡＸ（２）＝ＰｏｔＭＡＸ（Ｍ）、ＰｏｔＭＡＸ（３）＝ＰｏｔＭＡＸ（Ｙ）となる。ただし、取得した最大現像ポテンシャルが同一であった場合には、Ｃ、Ｍ、Ｙの順とする。
【００９５】
次に、順序をつけた最大現像ポテンシャルを以下の数１３に代入し、階調パターンの現像バイアスを算出する。
【数１３】
0004965487.tif 000014
ここで、ＶＰｎ（ｍ）のｎは各色の階調パターンのｎ番目、ｍはバイアスの順序（１、２、３）を表す。
【００９６】
上記数１３から、各色の階調パターンの各トナーパッチの現像バイアスは以下のように表すことができる。
ＶＰ１（１）＝ＰｏｔＭＡＸ（１）×（１／１２）−Ｖｌ
ＶＰ１（２）＝ＰｏｔＭＡＸ（２）×（２／１２）−Ｖｌ
ＶＰ１（３）＝ＰｏｔＭＡＸ（３）×（３／１２）−Ｖｌ
ＶＰ２（１）＝ＰｏｔＭＡＸ（１）×（４／１２）−Ｖｌ
ＶＰ２（２）＝ＰｏｔＭＡＸ（２）×（５／１２）−Ｖｌ
ＶＰ２（３）＝ＰｏｔＭＡＸ（３）×（６／１２）−Ｖｌ
ＶＰ３（１）＝ＰｏｔＭＡＸ（１）×（７／１２）−Ｖｌ
ＶＰ３（２）＝ＰｏｔＭＡＸ（２）×（８／１２）−Ｖｌ
ＶＰ３（３）＝ＰｏｔＭＡＸ（３）×（９／１２）−Ｖｌ
ＶＰ４（１）＝ＰｏｔＭＡＸ（１）×（１０／１２）−Ｖｌ
ＶＰ４（２）＝ＰｏｔＭＡＸ（２）×（１１／１２）−Ｖｌ
ＶＰ４（３）＝ＰｏｔＭＡＸ（３）×（１２／１２）−Ｖｌ
【００９７】
ＰｏｔＭＡＸ（１）＝ＰｏｔＭＡＸ（Ｃ）、ＰｏｔＭＡＸ（２）＝ＰｏｔＭＡＸ（Ｍ）、ＰｏｔＭＡＸ（３）＝ＰｏｔＭＡＸ（Ｙ）のときは、図１６に示すようなトナー付着量となる。図１５に示すように、他の色と比較して、最大現像ポテンシャルが低い（現像γが高い）Ｙ色は高付着量側に、最大現像ポテンシャルが高い（現像γが低い）Ｃ色は低付着量側にトナーパッチが作成される。
【００９８】
各色の前回現像バイアスＶｂを基に算出した最大現像ポテンシャルに基づいて、大小関係を比較して各色の順位付けを行い、その順位に基づいて階調パターンの各トナーパッチの現像バイアスを設定する理由について説明する。これは、現像剤の特性の変化が起こって現像γの値が高くなる方向に変動した際にも、有効範囲内により多くのトナーパッチ作成することができ、より安定して現像γを算出するためである。すなわち、本実施形態においては、他の色と比較して、最大現像ポテンシャルが最も低い色以外は、ベタ濃度よりも付着量が低い領域に、高濃度（高付着量）のトナーパッチが形成される。よって、現像剤の特性の変化が起こって現像γの値が高くなる方向に変動した際にも、最大現像ポテンシャルが最も低い色以外は、高濃度（高付着量）のトナーパッチを光学センサの検知範囲内に入れることができ、トナーパッチが減少するのを抑制することができる。
【００９９】
以上のようにしてＣ，Ｙ，Ｍ色の階調パターンの各トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを設定することにより、各トナーパッチを０．１≦ｘ≦１．０の範囲内で均等に分散させることができる。
【０１００】
次に、各色の階調パターンを作像するときの帯電バイアスＶＰｃｎの設定について説明する。
帯電バイアスの設定はＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ共通であり、以下の数１４を用いて算出する。
【数１４】
0004965487.tif 000015
ただし、帯電バイアスの設定は地肌汚れが生じないように、地肌ポテンシャルオフセットを設定する。本実施形態において、地肌ポテンシャルオフセットは−２００［Ｖ］である。
【０１０１】
上記のように、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づき、階調パターンの各トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを算出することで、光学センサ６９の検知範囲内でトナーパッチを低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布させることができ、少ないトナーパッチでも、精度のよい付着量変換や現像γの算出を行うことができる。しかしながら、現像γが前回のプロセスコントロール実行時から大幅に高くなっていた場合は、光学センサ６９の検知範囲内に入るトナーパッチが減少して、精度のよい付着量変換や現像γの算出を行うことができなくなる。そこで、本実施形態においては、後述するように、前回算出した現像に対して今回算出する現像γが変動する要因を検知して、各トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを予め決められた固定値にしたり、現像バイアスＶＰｎ補正したりしている。
【０１０２】
現像γを変動させる要因は、種々あり、それら全ての要因を検知して、現像γを予測することは、装置のコスト高などを招き困難である。よって、本実施形態では、環境や装置の放置時間など、現像γを大幅に変動させる主要な要因のみを検知して、現像γの変動を予測したりしている。しかしながら、主要な要因のみからでは、正確な現像γの予測ができず、予測した現像γと実際の現像γとが異なる場合がある。例えば、主要な変動要因からは、前回とあまり現像γが変わらないと予測して、前回算出した現像バイアスＶｂに基づいて、階調パターンを作像しても、実際は、前回よりも現像γが大幅に高くなっている場合があった。このような場合、光学センサ６９の検知範囲内にトナーパッチが１点しか入らなくなってしまう可能性があり、現像γを算出できなくなるという不具合が生じるおそれがある。
【０１０３】
そこで、本実施形態においては、現像γの予測が外れて、予測よりも現像γが高くなっても、確実に現像γの算出ができるよう、現像γの変動範囲内で必ず光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスＶＰｋで作像されるトナーパッチを少なくとひとつ以上設けるようにしている。
具体的には、階調パターンのうち、４つのトナーパッチについては、上述したように、前回現像バイアスＶｂを基に算出した最大現像ポテンシャルに基づいて算出された現像バイアスＶＰｎで作像し、ひとつのトナーパッチを予め決められた固定値ＶＰｋで作像する。ただし、前回の現像バイアスＶｂに基づいて作像するトナーパッチ数および予め決められた固定値を用いて設定されるトナーパッチの数についはこれに限定されるものではない。また、作成する各色のパッチ数も５パッチに限るものではない。また、本実施形態においては、予め決められた固定の現像バイアスＶＰｋを５２０［−Ｖ］に設定した。しかし、この固定の現像バイアス値も装置の構成などによって、適宜決めればよい値である。
【０１０４】
図１７は、現像γの予測が外れて、前回のプロセスコントロール時の現像γに対して、今回のプロセスコントロール時の現像γが大幅に高くなった場合のときにおける階調パターンの付着量について説明する図である。
なお、図１７記号■は、前回のプロセスコントロールで決定した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎ作像したトナーパッチを示しており、記号◆は、予め決められた現像バイアスＶＰｋで作像したトナーパッチを示している。
図１７の記号■に示すように、主要な変動要因からは、前回とあまり現像γが変わらないと予測して、前回の現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰ（１）〜ＶＰ（４）で作像したトナーパッチについては、ひとつのトナーパッチしか、光学センサの検出範囲内に入っていない。一方、記号◆に示すように、予め決められた固定の現像バイアスＶＰｋで作像されたトナーパッチは、現像γが前回から大幅に高くなっていても、光学センサ６９の検知範囲に入っている。このように、２点以上、光学センサ６９の検出範囲内に入れることができ、現像γを算出することができる。
【０１０５】
また、現像γの予測が外れて、前回のプロセスコントロール時の現像γに対して、今回のプロセスコントロール時の現像γが大幅に低くなった場合、階調パターンの各トナーパッチの付着量が低付着量側に集中してしまう。各トナーパッチの付着量が集中してしまうと、トナー付着量のばらつきの影響を受けやすくなり、現像γの精度が悪化してしまうおそれがある。このため、現像γが低いときに光学センサ６９の検知範囲領域で高濃度となるような固定の現像バイアスで作像するトナーパッチを追加してもよい。
【０１０６】
次に、現像γが大きく変動しているおそれのあるときは、各トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを予め決められた固定値にしたり、現像バイアスＶＰｎを現像γが大きく変化することが予測される主な要因に基づき補正したりする方法について、実施例１、２に基づいて、具体的に説明する。
【０１０７】
［実施例１］
実施例１は、現像γが大幅に高くなるおそれがある要因を検知した場合は、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、必ず光学センサ６９の検知範囲にトナー付着量が入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像するようにしたものである。現像γが大幅に高くなるおそれがある要因としては、次のような場合がある。前回のプロセスコントロール時算出した感度補正係数ηの算出精度や現像γの算出精度が悪く、実際の現像γに対して算出した現像γの誤差が大きい場合である。また、今回のプロセスコントロール実行時の現像装置内のトナー濃度が、前回のプロセスコントロール実行時のトナー濃度に対して大きく異なるなどで、前回のプロセスコントロール実行時から現像装置内のトナーの帯電量が大きく変動している場合である。
【０１０８】
具体的には、制御部１００は、現像γが高くなるおそれのある要因として、下記表１に示すような条件を検知する。そして、下記条件のうち、いずれかひとつでも満足した場合は、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを固定の現像バイアスで作像する。なお、下記の表１に示す全ての条件を検知する必要はなく、また、条件は、下記に限られるものではなく、装置の構成などによって、適宜条件を決めればよい。
【０１０９】
【表１】
0004965487.tif 000016
【０１１０】
条件１について、具体的に説明する。
図１８は、Ｃ色の現像γが、前回のプロセスコントロール実行時から大幅に高くなった場合のときにおける感度補正係数ηを算出するときの各色トナーパッチの検出データをプロットしたグラフである。
図に示すように、Ｃ色の検出データのうち、２点は、正反射光＿正反射成分の正規化値ｘが０．１以下となり、感度補正係数ηを算出するために用いる範囲から外れて、一点のみが感度補正係数ηの算出に用いる範囲に入っている。
このような場合は、M色のトナーパッチ３点、Ｙ色のトナーパッチ３点、Ｃ色のトナーパッチ１点の全７個のトナーパッチを用いて感度補正係数ηを求めることとなる。このときの感度補正係数ηの値は、例えばｘが０．２のとき地肌部変動補正後の拡散光出力が１．２［Ｖ］となるように調整するとすると、感度補正係数ηは、２となる。一方、先の図１５に示した、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のトナーパッチが、感度補正係数ηを算出に用いる範囲内（０．１≦ｘ≦１．０）に均等分散している理想の状態のときは、９個のトナーパッチを用いて感度補正係数ηを求めることとなり、算出される感度補正係数ηは、１．８１となる。このように、図１８に示す場合では、図１５に示す理想の状態に対して感度補正係数ηに誤差が生じてしまう。このような誤差が生じる結果、理想の状態のときに対して図１８に示す場合では、算出する付着量が、（２／１．８１）倍多くなってしまう。その結果、付着量から算出する現像γも、理想の状態に対して誤差を生じてしまう。この感度補正係数ηは、Ｙ、Ｍ、Ｃ全ての付着量の算出に用いるため、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の現像γに誤差が生じてしまう。図１５に示すように、感度補正係数ηを算出に用いる範囲内（０．１≦ｘ≦１．０）にＹ、Ｍ、Ｃ色のトナーパッチが均等分散している方が、図１８に示す場合よりも、感度補正係数ηの算出精度が高いので、図１８に示した場合は、図１５に示した理想に比べて、実際の現像γに対するズレ量が大きくなる。よって、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回の現像γが、大幅に変動しているおそれがある。これをもう少し具体的に説明すれば、例えば、前回のプロセスコントロール時において、感度補正係数ηの算出精度が悪く、実際の現像γに対して算出した現像γが低い方にずれており、今回のプロセスコントロール実行時において、多少現像γが高くなる方に変動した場合、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回の現像γが、大幅に高くなってしまうのである。その結果、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶＰｎで作像されたトナーパッチのうち、一つしか、光学センサ６９の検出範囲内に入らない場合がある。
【０１１１】
よって、条件１のように、前回のプロセスコントロールにおいて、感度補正係数ηの算出に用いる有効範囲内に１点しか入らない色があった場合は、現像γの算出誤差が大きくなり、前回算出した現像γに対して、大きくなるおそれがある。従って、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを必ず光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像するのである。なお、制御部１００は、条件１を検知したら、Ｙ、Ｍ、Ｃの現像γが大幅に変動する可能性があるので、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のトナーパッチを固定の現像バイアスで作像する。
【０１１２】
条件２について、具体的に説明する。
現像γ算出に用いるデータ数が２点であった場合は、現像γの算出はできるが、現像γの算出に用いる範囲内（光学センサ６９の検知範囲内）で３点以上のトナーパッチが均等分散している場合に比べて、現像γの算出精度が悪くなり、実際の現像γに対して算出した現像γの誤差が大きいおそれが高い。
【０１１３】
よって、条件２のように、前回のプロコンにおいて、現像γ算出に用いるデータ数が２点であった場合は、現像γの算出誤差が大きくなり、前回算出した現像γに対して、大幅に現像γが高くなっているおそれがある。従って、階調パターン構成する全てのトナーパッチのトナー付着量が、光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで全てのトナーパッチを作像する。なお、制御部１００は、条件２を検知したら、該当する色のトナーパッチのみを固定の現像バイアスで作像する。
【０１１４】
次に、条件３について説明する。
本実施形態においては、上述したように、算出した現像γと目標現像γとの差分Δγが範囲外のときは、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正して、現像γを目標現像γに近づける補正であるトナー濃度調整を実行している。トナー濃度調整を実行すると、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度と、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度が異なってくる。現像装置内のトナー濃度が異なれば、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー帯電量と、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー帯電量が変化する。よって、前回プロセスコントロールで算出した現像γに対して、今回のプロセスコントロール実行時における現像γが大幅に高くなるおそれがある。従って、前回のプロセスコントロール実行時にトナー濃度調整を行ったときは、前回算出した現像γに対して、大幅に現像γが高くなるおそれがあるので、階調パターンを構成する全てのトナーパッチのトナー付着量が光学センサの検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで全てのトナーパッチを作像する。なお、制御部１００は、条件３を検知したら、該当する色のトナーパッチのみを固定の現像バイアスで作像する。
なお、算出した現像開始電圧Ｖｋに基づいてトナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆの補正するか否かを判断してもよい。この場合は、算出した現像開始電圧Ｖｋが上限値以上の場合、算出した現像開始電圧Ｖｋが下限値以下の場合、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆを補正するトナー濃度調整を実行する。
【０１１５】
また、前回のプロセスコントロール実行時に限らず、前回のプロセスコントロールから今回のプロセスコントロール実行までの間にトナー濃度調整が実行されても、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度に対して、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度が異なってくる。よって、前回のプロセスコントロールから今回のプロセスコントロール実行までの間にトナー濃度調整が実行された場合も、該当する色のトナーパッチのみを固定の現像バイアスで作像する。
【０１１６】
次に、条件４について説明する。
上述したように、本実施形態においては、感度補正係数ηの計算に用いる範囲内にトナーパッチが２点未満の場合、感度補正係数ηを算出することができないため、プロセスコントロールの失敗と判断して、現像バイアスＶｂなどの算出を行わずにプロセスコントロールを終了している。また、現像γ算出に用いるデータ数が１点の場合は、現像γを算出することができないため、プロセスコントロールの失敗と判断して、現像バイアスＶｂなどの算出を行わずにプロセスコントロールを終了している。
このように、プロセスコントロールが失敗した場合は、長期間、現像γが算出されないため、大幅に現像γが高くなっているおそれがある。よって、前回のプロセスコントロールが失敗した場合は、階調パターンを構成する全てのトナーパッチのトナー付着量が、必ず光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像する。なお、制御部１００は、条件４を検知したら、全色のトナーパッチを固定の現像バイアスで作像する。
【０１１７】
次に、条件５について説明する。
例えば、現像装置内の現像剤が劣化するなどにして、現像装置内の現像剤が新品などに交換されると、現像装置内トナーの帯電量が交換前と交換後とでは大幅に異なると予測される。具体的には、現像装置２０が交換された場合は、現像装置内の現像剤も交換されることになるので、現像装置２０が交換されたときは、現像装置内の現像剤が交換されたと判断する。現像装置２０が交換されたことを検知する一例は、トナー濃度初期調整を実行したか否から判断することが可能である。現像装置２０には、トナー濃度センサ４５が取り付けられており、現像装置２０が交換されると、現像剤が交換されるとともに、トナー濃度センサ４５も交換される。トナー濃度センサ４５は、センサ毎に特性が異なるため、現像装置２０が交換されて、トナー濃度センサ４５が交換された際は、あるトナー濃度でトナー濃度センサ４５の出力が所定の出力となるように、トナー濃度センサ４５に印加する電圧を調整するトナー濃度センサ初期調整を実行する。よって、制御部１００はこのトナー濃度センサ初期調整を実行したか否かによって、現像装置２０が交換されたか否かを検知することができる。
また、装置によっては、現像装置内の劣化した現像剤を排出して、新品の現像剤を現像装置２０に補給する現像剤充填モードを備えているものもある。この現像剤充填モードが実行されたときも、現像装置内の現像剤が交換されることになるので、制御部１００は、現像剤充填モードが実行されたときは、現像剤が交換されたと判断する。
【０１１８】
このように、前回のプロコンから今回のプロコンの間に現像装置２０が交換されるなどして、現像装置内の現像剤が交換された場合は、前回のプロセスコントロール実行時から現像手段内のトナーの帯電量が大きく変動していることが予測される。従って、前回のプロコンで算出した現像γに対して今回の現像γが大幅に高くなっているおそれがあるので、階調パターンを構成する全てのトナーパッチの付着量が、現像γの変動範囲内で必ず光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像する。なお、制御部１００は、条件５を検知したら、該当色のトナーパッチのみを固定の現像バイアスで作像する。
【０１１９】
次に、条件６について説明する。
現像装置２０にトナーを補給するためのトナー収容した不図示のトナーボトル内のトナーが無くなくなると、新品のトナーボトルに交換される。新品のトナーボトルに交換されたときは、トナーエンドリカバリー処理を実行して、現像装置内にトナーが強制補給される。その結果、トナーエンドリカバリー処理実行前に対して実行後は現像装置内のトナー濃度が高くなってしまう。その結果、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度と、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度が異なり、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー帯電量に対して、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー帯電量が減少する。よって、前回プロセスコントロールで算出した現像γに対して、今回のプロセスコントロール実行時における現像γが大幅に高くなっているおそれがある。
従って、前回のプロコンから今回のプロコンの間にトナーエンドリカバリー処理が実行された場合は、前回のプロコンで算出した現像γに対して今回の現像γが大幅に高くなっていることが予測されるので、階調パターンの全てのトナーパッチを現像γの変動範囲内で必ず光学センサの検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像する。なお、制御部１００は、条件６を検知したら、該当色のトナーパッチのみを固定の現像バイアスで作像する。
【０１２０】
次に、条件７について説明する。
新品の複写機がユーザーの元に届いたときに装置を使用可能な状態にする着荷処理時や、不図示のトナー補給装置を交換したときには、トナー補給装置のトナー補給通路やトナーホッパなどにトナーを充填し、現像装置２０へトナーの補給が可能な状態にするトナー初期充填モードを実施する。このトナー初期充填モードを実施した場合、トナーが現像装置内に補給されてしまうため、トナー初期充填モード実行前に対して実行後は、現像装置内のトナー濃度が高くなっている。その結果、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー帯電量に対して、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー帯電量が低下すると予測される。
よって、トナー初期充填モードが実行された場合は、前回のプロセスコントロール実行時から現像手段内のトナーの帯電量が減少していることが予測され、前回のプロコンで算出した現像γに対して今回の現像γが大幅に高くなっていることが予測される。従って、階調パターンの全てのトナーパッチを現像γの変動範囲内で必ず光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像する。なお、制御部１００は、条件７を検知したら、該当色のトナーパッチのみを固定の現像バイアスで作像する。
【０１２１】
なお、条件１〜７のいずれかを満たしたときに用いられる固定の現像バイアスの一例を示すと、ＶＰ１＝１００［−Ｖ］、ＶＰ２＝１７５［−Ｖ］、ＶＰ３＝２５０［−Ｖ］、ＶＰ４＝３２５［−Ｖ］、ＶＰ５＝５２０［−Ｖ］である。もちろん、作像システムが異なると、値も異なるため、この値に限定するものではない。
【０１２２】
このように実施例１においては、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回のプロセスコントロール実行時における現像γが大幅に高くなっているおそれがある場合は、該当する色の階調パターンにおける全てのトナーパッチのトナー付着量を必ず光学センサ６９の検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像する。これにより、前回算出した現像γに対して、今回の現像γが大幅に高くなっていたとしても、光学センサ６９の検知範囲内に全てのトナーパッチを入れることができる。その結果、現像γや感度補正係数ηの算出精度が落ちるのを抑制することができる。
【０１２３】
また、上記条件１〜７のいずれも満たさない場合は、今回の現像γが前回算出した現像γに対して、大幅に高くなっているおそれがないので、階調パターンの５個トナーパッチのうち、４個を前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎで作像して、光学センサ６９の検知範囲内で低付着側から高付着側にかけて等間隔で分布させる。これにより、現像γや感度補正係数ηの算出精度を高めることができる。
【０１２４】
さらに、上記条件１〜７のいずれも満たさない場合でも、環境変動などによって今回の現像γが前回算出した現像γに対して大幅に高くなっている場合があり、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎで作像した４個のトナーパッチのうち、最も低濃度（低付着量）のトナーパッチしか光学センサの検知範囲内に入らない場合がある。しかし、このような場合でも、階調パターンの５個トナーパッチのうち、ひとつのトナーパッチは、必ず光学センサの検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像されている。このため、少なくとも２個のトナーパッチは、光学センサ６９の検知範囲内に入れることができる。このように、２個のトナーパッチを光学センサ６９の検知範囲内に入れることができるため、上記条件１〜７いずれも満たさない場合で、今回の現像γが前回算出した現像γに対して大幅に高くなっていても、現像γの算出を行うことができる。
【０１２５】
条件２、３、５〜７については、全色のトナーパッチについて固定の現像バイアスで作像するのではなく、該当色のトナーパッチのみを、固定の現像バイアスで作像するようにしている。これは、以下の理由からである。
例えば、Ｃ色が、上記条件２、３、５〜７のいずれかの条件に合致し、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回のプロセスコントロール実行時における現像γが大幅に高くなっていた場合、全てのトナーパッチを予め決められた固定の現像バイアスで作像することで、Ｃ色に関しては、図１９に示すように、光学センサの検知範囲内で等間隔に分布させることができる。しかし、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回のプロセスコントロール実行時における現像γが高くなるおそれがある条件が検知されてないＹ、Ｍ色まで、全トナーパッチを固定のバイアスで作像すると、図１９に示すように、Ｙ色、Ｍ色のトナーパッチが低付着量側に集中してしまう。その結果、光学センサ６９の検知範囲内に均等分散するのが、C色のみになり、感度補正係数ηや現像γの算出精度が悪くなる。
一方、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回のプロセスコントロール実行時における現像γが大幅に高くなる可能性が予測されるＣ色のトナーパッチのみを全て固定の現像バイアスで作像し、現像γが大幅に高くなるおそれが予測されていないＹ、Ｍ色のトナーパッチに関しては、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスで作像することで、図２０に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃいずれも光学センサの検知範囲内で均等に分散させることができる。
【０１２６】
なお、上述では、現像γが大幅に高くなるおそれがある要因を検知し、この要因が検知されたら、現像γが高い場合でも確実に光学センサの検知範囲内に入る予め決められた固定の現像バイアスで階調パターンの各トナーパッチを作像しているが、これに限られない。
例えば、現像γが大幅に変動するおそれがある要因を検知し、この要因を検知した場合、階調パターンの全てのトナーパッチを予め決められた固定の現像バイアスで作像してもよい。このときの階調パターンは、現像γが高い場合に確実に光学センサの検知範囲内に入る予め決められた固定の現像バイアスで作像されるトナーパッチと、現像γが低い場合に光学センサの検知範囲内で高付着量となる予め決められた固定の現像バイアスで作像されるトナーパッチとをそれぞれ複数有するものとする。現像γが低く変動した場合でも、光学センサの検知範囲内で階調パターンのトナーパッチが、低付着側から高付着側に均等に分散して、現像γ、感度補正係数ηを精度よく算出することができる。
【０１２７】
また、現像γの変動範囲がそれほど大きくない装置構成の場合は、現像γが大幅に変動する要因を検知した場合に各トナーパッチを作像するための固定の現像バイアスを、現像γの変動範囲の中間値に基づいて決定された現像バイアスとしてもよい。これにより、現像γが大幅に高く変動していた場合は、階調パターンのトナーパッチの全てを上記固定の現像バイアスで作像することで、低付着量側のトナーパッチの複数が光学センサの検知範囲内に入り、現像γを算出することができる。また、現像γが大幅に低く変動していた場合でも、光学センサの検知範囲内である程度低付着側から高付着側にかけてトナーパッチが等間隔で分布し、現像γの算出精度の低下を抑制することができる。
【０１２８】
［実施例２］
実施例２は、現像γが大きく変化することが予測される要因を検知して、現像γが大きく変化することが予測される場合は、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶＰｎを、現像γが大きく変化することが予測される主な要因に基づいて、補正するようにしたものである。
【０１２９】
よって、実施例２においては、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出される現像バイアスＶＰｎは、数１５のように表すことができる。
【数１５】
0004965487.tif 000017
【０１３０】
また、制御部１００は、現像γが大きく変化することが予測される条件として、下記表２に示すような条件を検知する。下記の条件は、現像装置内のトナー帯電量を変動させる要因である。
【表２】
0004965487.tif 000018
【０１３１】
まず、条件８について具体的に説明する。
例えば、前回のプロセスコントロール実施前に低画像面積の画像を多く出力していた場合、現像装置内のトナーの入換えが少ないため、現像装置内のトナー帯電量が上がっている。よって、前回のプロセスコントロール実施時においては、現像γが低い値となる。一方、今回のプロセスコントロール実施前に高画像面積の画像を多く出力していた場合は、現像装置内のトナーの入換えが多く、現像装置内に十分帯電していないトナーが多くなる。よって、今回のプロセスコントロール実施時においては、現像γが高い値となる。その結果、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して、今回のプロセスコントロール実行時の現像γが大幅に高くなっていることが予測される。これとは逆に、前回のプロセスコントロール実施前は、高画像面積の画像を多く出力しており、今回のプロセスコントロール実施前は、低画像面積の画像を多く出力していた場合は、現像γが大幅に低くなっていると予測される。
【０１３２】
よって、今回のプロコン実行前の出力画像の面積率平均値が、前回のプロコン実行前の出力画像の面積平均値に対して大幅に異なる場合は、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶＰｎを補正する。
具体的には、今回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に出力画像の画像面積率の平均値（画像面積率の移動平均でもよい）が、前回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に出力画像の画像面積率の平均値に対して増加している場合は、現像能力が増加する（現像γが高くなる）ことが予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを低い側にシフトするように、補正する。逆に、今回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に出力画像の画像面積率の平均値（画像面積率の移動平均でもよい）が、前回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に出力画像の画像面積率の平均値に対して減少している場合は、現像能力が低下する（現像γが低くなる）ことが予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを高い側にシフトするように、補正する。
また、例えば、図２１に示すようなＬＵＴ（ルックアップテーブル）を装置内の不揮発性メモリに記憶しておく。そして、プロセスコントロール実行時に、前回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に出力画像の画像面積率の平均値から、今回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に出力画像の画像面積率の平均値を差し引いて、差分値：ｚを求める。そして、この差分値ｚとＬＵＴとから補正する補正値を求めるようにしてもよい。
色毎に出力画像の画像面積率を出して、該当色のトナーパッチを作像する現像バイアスを補正してもよいし、一般的に、各色のトナーは、ほぼ均一に消費されていると仮定して、全色のトナーパッチの現像バイアスについて補正してもよい。
【０１３３】
次に、条件９について具体的に説明する。
前回のプロセスコントロール実行時の環境に対して、今回のプロセスコントロール実行時の環境が高温高湿になっていた場合、前回のプロセスコントロール実行時に比べ、現像装置内のトナーが帯電しにくくなり、トナー帯電量が低下する。これは、現像装置内の湿度が高くなるため、トナーの周りに水分が多く存在し、トナーの電荷がその水分の影響で放出されやすくなるからである。その結果、前回のプロセスコントロール実行時の環境に対して、今回のプロセスコントロール実行時の環境が高温高湿になっていた場合は、現像γが前回算出した現像γに対して大幅に高くなることが予測される。
一方、前回のプロセスコントロール実行時の環境に対して、今回のプロセスコントロール実行時の環境が低温低湿になっていた場合、前回のプロセスコントロール実行時に比べ、現像装置内のトナーが帯電しやすくなり、トナー帯電量が増加する。これは、現像装置内の湿度が低く、現像装置内の水分量が少ないために、トナーの電荷が放出されにくくなるためである。その結果、前回のプロセスコントロール実行時の環境に対して、今回のプロセスコントロール実行時の環境が低温低湿になっていた場合は、現像γが前回算出した現像γに対して大幅に低くなることが予測される。
【０１３４】
よって、今回のプロコン実行時の環境が、前回のプロコン実行時の環境に対して大きく異なる場合は、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出されたトナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを補正する。
具体的には、今回のプロセスコントロール実行時の湿度が、前回のプロセスコントロール実行時の湿度に対して、１０［ｇ／ｍ２］以上増加した場合は、現像能力が増加（現像γが高くなる）ことが予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを低い側にシフトするように、補正する。逆に、今回のプロセスコントロール実行時の湿度が、前回のプロセスコントロール実行時の湿度に対して、１０［ｇ／ｍ２］以上減少した場合は、現像能力が減少（現像γが低くなる）ことが予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを高い側にシフトするように補正する。
なお、上記では、湿度に基づいて補正しているが、温度に基づいて補正してもよい。例えば、温度変化が１０［ｄｅｇ］以上の場合は、湿度が高くなっていると予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを低い側にシフトするように、補正する。逆に、温度変化−１０［ｄｅｇ］以下の場合は、湿度が低くなっていると予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを高い側にシフトするように補正する。
環境は、全ての色に対して影響を及ぼすので、全色のトナーパッチの現像バイアスＶＰｎについて補正する。
【０１３５】
次に、条件１０について具体的に説明する。
今回のプロセスコントロールを実施する前に装置が長期間放置されていた場合は、現像装置内のトナー帯電量が十分でないため、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して現像γが高くなることが予測される。
よって、今回のプロセスコントロール実行前に装置が長期間放置されていた場合は、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出されたトナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを補正する。
具体的には、装置の放置時間が１００時間を超える場合は、現像能力が増加（現像γが高くなる）が予測できるので、数１３を用いて算出した現像バイアスを低い側にシフトするように補正する。
放置時間は、全ての色に対して影響を及ぼすので、全色のトナーパッチの現像バイアスについて補正する。
【０１３６】
実施例２においては、上記条件８〜１０を検知して、現像γが高くなると予測されるときは、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎの値が低くなるように補正する。これにより、今回プロセスコントロールを実行時の現像γが、前回のプロセスコントローラで算出した現像γに対して大幅に高くなっていても、階調パターンのトナーパッチのうち、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎで作像されるトナーパッチを光学センサの範囲内で均等に分散させることができる。よって、現像γや感度補正係数ηの算出に用いるデータ数が減少することがないので、現像γや感度補正係数ηを精度よく算出することができる。
また、上記条件８〜１０を検知して、検知の結果が、現像γが低くなると予測されるときは、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎの値が高くなるように補正する。
これにより、今回プロセスコントロールを実行時の現像γが、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して大幅に低くなっていても、階調パターンのトナーパッチのうち、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎで作像されるトナーパッチを光学センサの範囲内で均等に分散させることができる。よって、現像γや感度補正係数ηの算出に用いるデータ数が低付着側に集中することがないので、現像γや感度補正係数ηを精度よく算出することができる。
【０１３７】
実施例１では、現像γが大幅に高くなるおそれがあるときは、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを作像する現像バイアスを固定値にすることで、現像γが大幅に高くなっていても、現像γを算出することができるが、現像γが大幅に低下していた場合は、トナーパッチが低付着量側に集中してしまい、十分な算出精度が得られないおそれがある。一方、実施例２においては、現像γが高くなるか低くなるかまでも予測して、現像γが低くなると予測した場合は、トナーパッチを作像するための現像バイアスが高くなるように補正しているので、現像γが大幅に低下していた場合でも、トナーパッチが低付着量側に集中することがないので、実施例１よりも精度の高い現像γや感度補正係数ηを算出することができる。
【０１３８】
さらに、上記条件８〜１０を検知した結果、いずれも現像γの変動がほとんどないと予測したにもかかわらず、実際は、何らかの要因で、今回の現像γが前回算出した現像γに対して大幅に高くなっている場合がある。このような場合、前回のプロセスコントロールで算出した現像バイアスＶｂに基づいて算出した現像バイアスＶＰｎで作像した４個のトナーパッチのうち、最も低濃度のトナーパッチしか光学センサの検知範囲内に入らなくなる。しかし、このような場合でも、階調パターンの５個トナーパッチのうち、ひとつのトナーパッチは、現像γの変動範囲内で必ず光学センサの検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像されている。このため、少なくとも２個のトナーパッチは、光学センサ６９の検知範囲内に入れることができる。このように、２個のトナーパッチは、光学センサ６９の検知範囲内に入れることができるため、上記条件８〜１０を検知した結果、いずれも現像γが大幅に変動することがないと予測したにも係わらず、別の要因で、今回の現像γが前回算出した現像γに対して大幅に高くなっていても、現像γの算出を行うことができる。
【０１３９】
以上、実施例１の画像形成装置は、潜像担持体たる感光体と、感光体を所定の電位に帯電させる帯電手段たる帯電部材と、所定電位に帯電した感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段たる光書込ユニットと、少なくともトナーを含有する現像剤を担持する現像剤担持体たる現像スリーブに現像バイアスを印加しながら現像スリーブ上のトナーを感光体上の潜像に転移させて潜像を現像する現像手段たる現像装置と、現像によって得られたトナー像を感光体から転写体たる中間転写ベルトに転写する転写手段と、中間転写ベルト上のトナー像または感光体上のトナー像からの反射光を検出する光学的検知手段たる光学センサと、付着量が互いに異なるような画像形成条件たる現像バイアスで形成された複数のトナーパッチからなる階調パターンを形成し、トナーパッチを光学センサで検出した検出値を用いて現像能力を示す指標値たる現像γ、現像開始電圧Ｖｋを算出し、算出した現像γ、現像開始電圧Ｖｋを用いて現像バイアスを調整する制御を実行する制御手段たる制御部を備えている。
また、実施例１の画像形成装置は、制御部が、今回算出する現像γが前回算出した現像γに対して変動するおそれのある要因を検知する検知手段として機能し、検知の結果、上記要因が検知されなかった場合は、複数のトナーパッチの一部について、今回のプロセスコントロール時における現像能力と前回のプロセスコントロール時に算出した現像γに対応する現像能力とが互いに異なっていても、一部のトナーパッチのトナー付着量が光学センサにより検知可能なトナー付着量の検知範囲内に必ず収まるよう予め決定された固定の現像バイアスＶＰｋで作像する。また、残りのトナーパッチについては、前回のプロセスコントロール時に調整されに現像バイアスＶｂに基づいて設定されたげ現像バイアスＶｂで作像する。
一方、上記要因を検知した場合は、階調パターンを構成する全てのトナーパッチを、固定の現像バイアスで作像する。
このように構成することで、上記要因を検知した場合は、前回のプロセスコントロールで算出した現像γに対して今回の現像γが変動していたとしても、光学センサの検知範囲内にトナーパッチを分散させることができる。よって、現像γなどを精度よく求めることができ、現像バイアスを精度よく調整することができる。
また、上記要因が検知されず、現像γが変動していない場合は、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶｐで作像された複数のトナーパッチが、光学センサの検知範囲内で均等に分散する。これにより、少ないトナーパッチ数でも、現像γなどの特性情報を精度よく求めることができ、現像バイアスを精度よく調整することができる。
また、装置が検知する要因以外の要因で、現像γが大幅に高くなっていても、現像γの変動範囲内で確実に光学センサの検知範囲に入る現像バイアスで形成された少なくともひとつ以上のトナーパッチは、光学センサの検知範囲内に入れることができる。その結果、装置が検知する要因以外の要因で、現像γが大幅に高くなって、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出する現像バイアスで作像された複数のトナーパッチのうち低濃度部のトナーパッチしか光学センサの検知範囲内に入らなかったとしても、２個以上のトナーパッチが学センサの検知範囲に入れることができ、現像γなどを求めることができ、現像バイアスを調整することができる。よって、一回の階調パターンの作成で、現像バイアスの調整を行うことができる。従って、再度、階調パターンを作成することがなくなり、画像濃度制御時間が長くなり、装置のダウンタイムが長くなるという不具合を抑制することができる。また、画像濃度制御に用いるトナー消費量が増大するという不具合も抑制することができる。
【０１４０】
また、前回のプロセスコントロールで算出した現像γや感度補正係数ηに誤差を含んでいると、前回算出した現像γに対して、大幅に現像γが変動するおそれがある。よって、制御部は、前回算出した現像γに大きな誤差を含むことを、前回のプロセスコントロール時に算出した現像γに対して、今回の現像γが大幅に変動するおそれがある要因として、検知することで、前回算出した現像γに大きな誤差があることが要因で、今回算出する現像γが前回算出した現像γに対して大幅に変動していても、光学センサの検知範囲内にトナーパッチを分散させることができる。よって、精度よく現像γなどを精度よく求めることができ、現像バイアスを精度よく調整することができる。
【０１４１】
また、現像装置内のトナー帯電量が、前回のプロセスコントロール実行時に対して大幅に変動すると、今回算出する現像γが前回算出した現像γに対して大幅に変動するおそれがある。
よって、制御部は、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているおそれがあることを、前回のプロセスコントロール時に算出した現像γに対して、今回の現像γが大幅に変動するおそれがある要因として、検知することで、現像装置内のトナー帯電量が、前回のプロセスコントロール実行時に対して大幅に変動したことが要因で、今回算出する現像γが前回算出した現像γに対して大幅に変動していても、光学センサの検知範囲内にトナーパッチを分散させることができる。よって、精度よく現像γなどを精度よく求めることができ、現像バイアスを精度よく調整することができる。
【０１４２】
また、現像装置内の現像剤が交換されると、現像装置内の現像剤の特性が全く異なるので、現像装置内のトナー帯電量が、前回のプロセスコントロール実行時に対して大幅に変動する可能性がある。よって、制御部は、前回のプロセスコントロール実行時から今回のプロセスコントロールまでの間に現像剤が交換された場合は、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していると検知する。これにより、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているか否かを正確に把握することができる。
【０１４３】
また、トナー濃度調整が実行されると、前回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度と、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内のトナー濃度とが異なる。トナー濃度が異なると、現像装置内のトナー帯電量も異なってくる。
よって、制御部は、前回のプロセスコントロール実行時、または、前回のプロセスコントロールから今回のプロセスコントロールが実施されるまでの間に現像装置内の現像剤中のトナー濃度を調整するトナー濃度調整が実行された場合は、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していると検知する。これにより、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているか否かを正確に把握することができる。
【０１４４】
また、トナーボトルの交換処理であるトナーエンドリカバリー処理が実行されると、現像装置内にトナーが強制的に補給されてしまう。その結果、現像装置内のトナー濃度が上昇し、トナー帯電量が下がってしまう。その結果、今回のプロセスコントロール実行時における現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回のプロセスコントロール実行時に対して大幅に変動する。
よって、制御部は、制御部は、前回のプロセスコントロール実行時から今回のプロセスコントロールまでの間にトナーエンドリカバリー処理実行された場合は、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していると検知する。これにより、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているか否かを正確に把握することができる。
【０１４５】
また、トナー初期充填モードが実行されたときも、トナーエンドリカバリー処理と同様、現像装置内にトナーが補給されてしまう。よって、ナー初期充填モードが実行された場合は、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動していると検知する。これにより、今回の画像形成条件調整実行時における前記現像装置内の現像剤中のトナー帯電量が、前回の画像形成条件調整実行時に対して大幅に変動しているか否かを正確に把握することができる。
【０１４６】
また、現像γが高くなるおそれのある要因が検知された色の階調パターンのみ、階調パターンを構成する全てのトナーパッチについて、必ず光学センサの検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで形成する。現像γが高くなるおそれのある要因が検知されていない色の階調パターンを構成する全てのトナーパッチについて、必ず光学センサの検知範囲に入るよう予め決定された固定の現像バイアスで作像するよう制御するようにした場合は、現像γが高くなるおそれのある要因が検知されていない色のトナーパッチが、低付着量側に集中する可能性が高い。その結果、現像γが高くなるおそれが検知されていない色の現像γの算出精度が落ちてしまう。しかし、実施例１では、現像γが高くなるおそれがある要因が検知された色の階調パターンのみ固定の現像バイアスで作像するので、現像γが高くなるおそれが検知されていない色の現像γの算出精度が落ちてしまうことがない。
【０１４７】
また、実施例２の画像形成装置においては、予測手段たる制御部が、現像γが高く変動すると予測したときは、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶＰｎで作像される複数のトナーパッチの付着量が減少するように、トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを補正する。よって、予測どおり、現像γが大幅に高くなっていても、光学センサの検知範囲内にトナーパッチを分散させることができる。これにより、精度よく現像γなどの特性情報を精度よく求めることができ、現像バイアスを精度よく調整することができる。
また、制御部が、現像γが低く変動すると予測したときは、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶＰｎで作像される複数のトナーパッチの付着量が増加するように、トナーパッチを作像するための現像バイアスＶＰｎを補正する。これにより、現像γが予測どおり大幅に低くなっていても、光学センサの検知範囲内にトナーパッチを分散させることができる。よって、精度よく現像γなどの特性情報を精度よく求めることができ、現像バイアスを精度よく調整することができる。
一方、現像γが変動していないと予測したにもかかわらず、装置が検知する要因以外の要因によって、現像γが大幅に高く変動した場合でも、現像γの変動範囲内で確実に光学センサの検知範囲に入る現像バイアスで形成された少なくともひとつ以上のトナーパッチは、光学センサの検知範囲内に入っている。その結果、予測が外れて現像γが大幅に高くなって、前回のプロセスコントロールで算出された現像バイアスＶｂに基づいて算出された現像バイアスＶｐｎで作像されたトナーパッチのうち、ひとつしか光学センサの検知範囲内に入らなかったとしても、２個以上のトナーパッチを光学センサの検知範囲に入れることができる。よって、予測が外れても、現像γを算出することができ、一回の階調パターンの作成で、現像バイアスの調整を行うことができる。従って、画像濃度制御時間が長くなり、装置のダウンタイムが長くなるという不具合を抑制することができる。また、画像濃度制御に用いるトナー消費量が増大するという不具合も抑制することができる。
【０１４８】
また、制御部は、現像装置内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に形成した画像情報と、前回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に形成した画像情報との差異を検知し、その差異に基づいて現像γの変動を予測する。プロセスコントロール実施前に低画像面積の画像を多く出力していた場合、現像装置内のトナーの入換えが少ないため、現像装置内のトナー帯電量が上がり、プロセスコントロール実施時において、現像γが低い値となる。一方、プロセスコントロール実施前に高画像面積の画像を多く出力していた場合は、現像装置内のトナーの入換えが多く、現像装置内に十分帯電していないトナーが多くなり、プロセスコントロール実施時において、現像γが高い値となる。よって、制御部で、今回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に形成した画像情報と、前回のプロセスコントロール実行時から所定期間遡った間に形成した画像情報との差異を検知することで、現像γの変動を精度よく予測することができる。
【０１４９】
また、画像情報として、出力画像の画像面積率を用いることで、プロセスコントロール実施前に低画像面積の画像を多く出力したか、プロセスコントロール実施前に高画像面積の画像を多く出力したかを容易に把握することができる。
【０１５０】
また、制御部は、現像装置内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回のプロセスコントロール実行時の環境と前回のプロセスコントロール時の環境との差異を検知し、その差異に基づいて現像γの変動を予測するようにしてもよい。前回のプロセスコントロール実行時の環境に対して、今回のプロセスコントロール実行時の環境が高湿になっていると、現像装置内のトナーの帯電量が減少し、現像γが大幅に高くなると予測される。また、前回のプロセスコントロール実行時の環境に対して、今回のプロセスコントロール実行時の環境が低湿になっていると、現像装置内のトナーの帯電量が増加し、現像γが大幅に低くなると予測される。従って、現像装置内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、今回のプロセスコントロール実行時の環境と前回のプロセスコントロール時の環境との差異を検知することで、現像γの変動を精度よく予測することが可能となる。
【０１５１】
また、制御部は、現像装置内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、装置の放置時間を検知し、その放置時間に基づいて今回の現像γの変動を予測するようにしてもよい。装置の放置時間の長さに比例して、現像装置内の帯電が減少し、現像γが大幅に高くなると予測される。従って、現像装置内の現像剤中のトナー帯電量を変化させる要因として、装置の放置時間を検知することで、現像γの変動を精度よく予測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写機におけるプリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。
【図３】同複写機におけるＹ，Ｃ用のプロセスユニットを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図４】光学センサの概略断面図。
【図５】電気回路の要部を示すブロック図。
【図６】プロセスコントロールの制御フロー図。
【図７】中間転写ベルト上における階調パターンを示す模式図。
【図８】トナーパッチのトナー付着量と、ＶｓｐやＶｓｇとの関係を示すグラフ。
【図９】トナーパッチのトナー付着量と、△Ｖｓｐや△Ｖｓｇと、感度補正係数αとの関係を示すグラフ。
【図１０】トナーパッチのトナー付着量と、拡散反射成分と、正反射成分との関係を示すグラフ。
【図１１】トナーパッチのトナー付着量と、正反射光における正反射成分の正規化値との関係を示すグラフ。
【図１２】トナーパッチのトナー付着量と、△Ｖｓｐ＿ｄｉｆと、地肌部変動補正量との関係を示すグラフ。
【図１３】市販遮光における正反射成分の正規化値と、地肌部変動補正後の拡散光による出力値との関係を示すグラフ。
【図１４】現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す図。
【図１５】感度補正係数η算出における理想的なデータ分散状態を示すグラフ。
【図１６】各色の階調パターンにおける現像バイアス算出の一例を示すグラフ。
【図１７】前回のプロセスコントロール時の現像γに対して、今回のプロセスコントロール時の現像γが大幅に大きくなった場合のときにおける実施例１における階調パターンの付着量について説明するグラフ。
【図１８】Ｃ色の現像γが、前回のプロセスコントロール実行時から大幅に高くなった場合のときにおける感度補正係数ηを算出するときの各色トナーパッチの検出データをプロットしたグラフ。
【図１９】Ｃ色の現像γが、予測どおり前回のプロセスコントロール実行時から大幅に高くなったとき、全ての色の階調パターンを固定の現像バイアスで作像したときおける感度補正係数ηを算出するときの各色トナーパッチの検出データをプロットしたグラフ。
【図２０】Ｃ色の現像γが、予測どおり前回のプロセスコントロール実行時から大幅に高くなったとき、Ｃ色の階調パターンのみを固定の現像バイアスで作像したときおける感度補正係数ηを算出するときの各色トナーパッチの検出データをプロットしたグラフ。
【図２１】ＬＵＴ（ルックアップテーブル）の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１５３】
５１：中間転写ベルト
６９：光学センサ
３１１：発光素子
３１２：正反射受光素子
３１３：拡散反射受光素
【図１】
0004965487.tif 000019
【図２】
0004965487.tif 000020
【図３】
0004965487.tif 000021
【図４】
0004965487.tif 000022
【図５】
0004965487.tif 000023
【図６】
0004965487.tif 000024
【図７】
0004965487.tif 000025
【図８】
0004965487.tif 000026
【図９】
0004965487.tif 000027
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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