(57)【要約】【課題】安定した画像濃度、色再現性等画像特性の良好な画像形成装置の提供。  【解決手段】１成分現像方式により、且つ１次転写手段と複数のテスト用画像パッチを形成する作像手段３とテスト用画像パッチ潜像４０の反射光量によりトナー付着量を検知し対応する電圧を出力する光学式付着量センサ７とその出力電圧によりテスト用画像パッチに付着するトナー付着量を算出する付着量算出手段３２とそれに応じて画像形成手段の形成条件を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、経時情報に基づいた現像バイアス電圧で現像される現像装置筐体２６を備え、制御手段２７は、感光体１０上で現像ローラ２４にトナー粒径制御用のべた画像パッチ潜像４０を形成させると共に、センサ７は、トナー粒径制御用のべた画像パッチ潜像４０に付着されたトナーの付着量を測定し、制御手段２７は前記光学式付着量センサの出力値に基づき制御する。  【選択図】      図６
2009048011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１成分現像方法により感光体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記感光体上のトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、
前記感光体上にテスト用画像パッチを複数形成する手段と、
前記感光体または中間転写体上の前記テスト用画像パッチに所定光量の光をあてその反射光量に応じた出力電圧を出力する光学式付着量センサと、
前記光学センサ出力により前記テスト用画像パッチに付着するトナー付着量を算出する付着量算出手段と、
前記トナー付着量に応じて前記画像形成手段の形成条件を制御する制御手段と、を設けた画像形成装置において、
前記制御手段は、さらに、現像装置の経時情報としてトナー消費量によるトナーの平均粒径の情報を基に、画像形成手段の形成条件を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記露光手段を、前記テスト用画像パッチを形成する感光体上の領域の、現像ローラ１周分上流の感光体上の領域に対し、一定の光量でトナー粒径制御用のべた画像に関し、所定の条件によって形成された画像のトナー付着量を光学式センサで測定し、その出力値により画像パッチ潜像を形成し、
前記現像装置を、前記制御用のべた画像パッチに対し、前記現像装置の経時情報を基に決められた現像バイアス電圧で、前記潜像を現像させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記露光装置を、前記テスト用画像パッチを形成する感光体上の領域の、現像ローラ１周分上流の感光体上の領域に対し、
前記現像装置の経時情報をもとに決められたある光量で、トナー粒径制御用のべた画像パッチ潜像を形成し、
前記現像装置を、前記制御用のべた画像パッチに対し、一定の電圧の現像バイアス電圧で、前記潜像を現像させる
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、画像形成手段により形成されたトナー像が中間転写体に転写される一方、感光体上に複数形成されたテスト用画像パッチに付着されるトナー付着量に基づき画像形成手段の形成条件が制御され、中間転写体上のトナー像が転写紙Ｐに転写され定着排出される複写機・プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドキュメントをカラー化し、且つ迅速に作成したいという需要が高まるに従って、画像形成装置のカラー化、高速化が急速に進んでいる。カラー画像形成装置の一例として、黒トナー（以下「ＢＫトナー」という。）、及びイエロートナー（以下「Ｙトナー」という。）、マゼンタトナー（以下「Ｍトナー」という。）、シアントナー（以下「Ｃトナー」という。）等の各カラーの作像手段を備え、各カラーの作像手段で形成されたトナー像を中間転写体に順に転写し、重ね合わせられて形成されたフルカラー画像を転写紙上に転写するカラー画像形成装置が知られている。特に、画像形成装置の小型化及び低価格化を実現できる方式であるため、非磁性１成分現像方式が普及している。
従来、画像安定化のために、感光体上や中間転写体上にテスト画像（トナー粒径制御用べた画像パッチ）を形成し、光学式付着量センサでトナー粒径制御用べた画像パッチのトナー付着量を検出することにより画像形成条件を制御してきた。具体的には、カラ−画像形成装置は、露光手段で形成された潜像をトナーにより現像する１成分現像方式により感光体上にトナー像を形成し、且つ前記感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記感光体を一様に帯電した後一定の光量で露光形成された潜像を複数種の現像バイアス電圧により現像するか、又は前記感光体を一様に帯電した後複数種の光量で露光形成されたべた潜像を一定の現像バイアス電圧で現像して、複数のテスト用画像パッチを前記感光体上に形成する画像形成手段と、前記テスト用画像パッチに所定光量の光を照射し、その反射光量によりトナー付着量を検知し、当該トナー付着量に対応する電圧を出力する光学式付着量センサと、前記光学式付着量センサの出力電圧により前記テスト用画像パッチに付着するトナー付着量を算出する付着量算出手段と、トナー付着量に応じて前記画像形成手段の形成条件を制御していた(例えば、特許文献１参照)。
詳述すると、光の吸収が多く散乱が少ないＢＫトナーの付着量を測定する場合は、正反射光が入る受光素子の出力(以下「Ｖｅｒｇ」という。)を利用した方法が採用される。しかし、散乱が多いカラートナーの付着量を測定する場合、付着量が多くなるとＶｅｒｇに含まれる拡散光成分が多くなるため、そのままでは採用できない。そこで、拡散反射光のみ受光する受光素子の出力(以下「Ｖｄｉｆ」という。)を測定し、Ｖｅｒｇから拡散光成分を除去して補正する方法が採用される。すなわち、トナー付着量を測定する光学センサは、ＶｅｒｇとＶｄｉｆの双者を同時に測定する。
しかしながら、補正されたＶｅｒｇを用いても、付着量を測定できる範囲はトナー１層分が完全に覆うところまでであり、直接的に高付着量（以下「べた付着量」という。）を測定できない。したがって、測定できる低付着量に現像特性等を加味して、測定できないべた付着量を推定する方法が採用される。一方、カラートナーの付着量測定の際は、Ｖｄｉｆを補正することによって、いわゆる高濃度べた付着量まで測ることができるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７７６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非磁性１成分現像方式を用いた画像形成装置では、経験的に、現像ローラ上のトナーの平均粒径は、使用開始直後は小さく、使用時間の経過と共に大きくなることが知られている。同様に、トナー粒径制御用べた画像パッチ上のトナー付着量も、使用開始直後は実際の付着量より多く、使用時間の経過と共に減少することが知られている。このため、トナー粒径制御用べた画像パッチ上のトナー付着量を計測する計測装置を、画像形成条件を制御する画像形成装置の制御系に組み入れると、画像形成条件の制御は正しく機能しない。具体的には、使用開始直後は画像濃度が薄くなるだけでなく、各カラーの現像手段のトナー使用量が異なる場合には、正しく色が再現されないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、前記のような従来のものが有する問題点を解決し、安定した画像濃度、色再現性等といった画像特性の良好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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、露光手段で形成された潜像をトナーにより現像する１成分現像方式により感光体上にトナー像を形成し、且つ前記感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記感光体を一様に帯電した後一定の光量で露光形成された潜像を複数種の現像バイアス電圧により現像するか、又は前記感光体を一様に帯電した後複数種の光量で露光形成されたべた潜像を一定の現像バイアス電圧で現像して、複数のテスト用画像パッチを前記感光体上に形成する画像形成手段と、前記テスト用画像パッチに所定光量の光を照射し、その反射光量によりトナー付着量を検知し、当該トナー付着量に対応する電圧を出力する光学式付着量センサと、前記光学式付着量センサの出力電圧により前記テスト用画像パッチに付着するトナー付着量を算出する付着量算出手段と、トナー付着量に応じて前記画像形成手段の形成条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、現像装置内のトナーの残量比率による経時情報に基づいて、決定される所定の現像バイアス電圧でべた画像パッチ潜像が現像される現像装置を備え、前記制御手段は、前記感光体上で現像ローラ１周分上流における領域に対し、所定の光量を照射させトナー粒径制御用のべた画像パッチ潜像を形成させると共に、前記光学式付着量センサは、前記トナー粒径制御用のべた画像パッチに形成された画像のトナー付着量を測定し、前記制御手段は、前記光学式付着量センサの出力値に基づき、印刷時のべた画像の付着量が所定の付着量になるように制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明は、露光手段で形成された潜像をトナーにより現像する１成分現像方式により感光体上にトナー像を形成し、且つ前記感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記感光体を一様に帯電した後一定の光量で露光形成された潜像を複数種の現像バイアス電圧により現像するか、又は前記感光体を一様に帯電した後複数種の光量で露光形成されたべた潜像を一定の現像バイアス電圧で現像して、複数のテスト用画像パッチを前記感光体上に形成する画像形成手段と、前記テスト用画像パッチに所定光量の光を照射し、その反射光量によりトナー付着量を検知し、当該トナー付着量に対応する電圧を出力する光学式付着量センサと、前記光学式付着量センサの出力電圧により前記テスト用画像パッチに付着するトナー付着量を算出する付着量算出手段と、トナー付着量に応じて前記画像形成手段の形成条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記感光体上で現像ローラ１周分上流における領域に対し、所定の光量を照射させ、トナー粒径制御用のべた画像パッチ潜像を形成させると共に、当該べた画像パッチ潜像を所定の現像バイアス電圧で現像することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、前記のような構成であるから、現像装置内に内包されるトナーの多少に拘らず、常に正しい濃度と忠実な色彩の再現が印刷できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態を示すもので、画像形成装置の要部を示す概略側面図、図２は作像手段を示す概略側面図、図３は現像ユニットを示す概略側面図、図６はトナー付着量制御装置を示す概略側面図、図７は光学式付着量センサを示す概略図、図９は検知対象面上にテスト用べたパッチの形成方法を示す概略図である。
フルカラー画像形成装置１は、図１に示すように、右回りに回転する無限軌道状の中間転写体２の一方側に、ＢＫトナー、及びＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナーの各トナーからなる画像形成手段としての作像手段３、４、５、６が配設される。作像手段６の中間転写体２の回転方向下流側には正反射光と拡散反射光を同時に検出可能な光学的検知手段である光学式付着量センサ７が配設されている。また、感光体１０と１次転写手段１１、感光体１２と１次転写手段１３、感光体１４と１次転写手段１５、感光体１６と１次転写手段１７等とにより、中間転写体２は挟持されている。作像手段３、４、５、６により形成されたトナー像は、タイミングを合わされて１次転写手段１１、１３、１５、１７により中間転写体２上に重ね合わされ、フルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像は、光学式付着量センサ７の下方を通過する際、後述する方法によりトナー量が検知され、現像条件が変更される。その後、フルカラートナー像は、２次転写手段８の作用により転写紙Ｐに転写され、図示しない定着手段で加圧加熱されて永久定着される。
作像手段３、４、５、６は、トナーのカラーと感光体１０の特性のみが異なり他は同一なので、便宜上作像手段３について説明する。
【００１０】
作像手段３は、図２に示すように、破線で図示した箱状のケース内の一方に、中空の筒状である感光体１０が配設されている。感光体１０と同長である感光体クリーナ２１が、長手方向を平行にされて上方に転接されている。  感光体クリーナ２１に対して、感光体１０の回転方向下流側には、感光体１０の長手方向と同長である帯電手段２２が配設されている。  帯電手段２２の下流側には、感光体１０にレーザ光を照射する露光手段２４が配設されている。  露光手段２４の下流側には、現像装置２０が配設されており、現像装置２０には、トナーを感光体１０の表面に塗布する現像ローラ２４と現像ローラ２４表面にトナーを供給する供給ローラ２５が配設されている。  また、現像装置２０は、トナーが内包される現像装置筐体２６が配設されており、現像装置筐体２６内にはトナー規制部材３１が配設されている。
帯電手段２２により、負帯電のＯＰＣが用いられた感光体１０の表面が一様に帯電される。  次に露光手段２４によりレーザ光が照射され、画像データに応じた潜像が感光体１０表面に形成される。  なお、露光手段２４のレーザパワーＬＰは変調可能である。  次いで、感光体１０上に形成された潜像は、現像ローラ２４によりトナーが汲み上げられて付着されトナー像が形成される。  現像ローラ２４へ印加される現像バイアス電位Ｖｂは変調可能である。  
【００１１】
現像装置２０は、図３に示すように、感光体１０上に形成された潜像に対し、現像ローラ２４の回転により現像装置筐体２６に収納されているトナー(図示せず)が、供給ローラ２５を介し、感光体１０の外周面に付着され潜像が可視化する。  すなわち、回転する感光体１０は、トナーが付着していない面が順に現れ、回転する現像ローラ２４表面のトナーが感光体１０のトナーが付着していない面に付着する。  これを連続的に繰り返し、トナー像が形成され静電潜像が可視化される。  現像装置筐体２６内のトナーは、現像ローラ２４によりトナー規制部材３１を介し感光体１０の表面に供給される。  なお、トナー規制部材３１を介することによって、トナーは機械的ストレスを受け、適切な層厚および帯電量のトナー層になって感光体１０へ塗布される。  なお、現像工程後に現像ローラ２４の表面に残存するトナーの多くは、供給ローラ２５によって除去されない。  
トナー規制部材３１は、トナーの粒径選別を眼目としている。  例えば、初期の現像装置筐体２６内のトナー（以下「初期トナー」という。  ）の平均粒径をＥ０（μｍ）、トナー規制部材３１により規制されるトナーの粒径をＥ０（μｍ）、標準偏差をσ０とすると、平均粒径Ｅ０（μｍ）より粒経が小さなトナーは、粒経が大きなトナーと比較してトナー規制部材３１を通過する確率が高い(以下「選別確率」という)。  この結果、現像ローラ２４の周囲に形成されるトナー層の平均粒径はＥ０（μｍ）より小さくなる。  このトナー層が現像されない場合、再びトナー規制部材３１により機械的ストレスが加えられ、さらに小粒径化が進む。  そして、この現像ローラ２４上における工程を複数回繰り返すと、一定の粒径に収束する。  
一般的な画像形成装置では、小粒径のトナー層が感光体１０上で現像されるため、印刷によるトナーの消費において小粒径トナーが先に消費される。  したがって、現像ローラ２４の表面上のトナーは次第に平均粒径が大きくなる。  
【００１２】
図４は、現像ローラ２４の表面に形成されるトナー層の平均粒径を示すグラフであり、図５は現像手段内におけるトナーの平均粒径の経時的変化を示すグラフである。  両図とも初期トナーの平均粒径Ｅ０＝８μｍ、標準偏差σ０＝４（μｍ）であり、共に横軸は現像手段のトナーの残量比率である。  残量比率は、満杯時の収容量に対する現在の収容量で定義される。  初期の平均粒径は、図４に示すように、7μｍである。  このため、現像装置筐体２６内のトナーの平均粒径は、図５に示すように、時間の経過と共に８μｍから漸増する。  そして、残量比率が０．３の時は、平均粒径は９．５μｍである。  これに伴い、現像ローラ２４上のトナーも、図４に示すように、平均粒径が漸増化していき、残量比率０．３の時には８．０μｍになる。  なお、トナーの残量比率は経時手段と同視できる。  
この、現像装置筐体２６におけるトナー層の平均粒径がどれだけ小粒径化されるかは、初期トナーの粒径分布σ０の大きさや、規制時の粒径選別確率によって変わるために、通常は正確な予測が困難である。  
【００１３】
各色べた画像を形成する際のトナー付着量を一定に保つトナー付着量算出手段３２は、図６に示すように、中間転写体２上のテスト用べたパッチ潜像４０のトナー付着量を検出する光学式付着量センサ７、及び読み取ったトナー付着量に基づき、現像バイアス電圧を変更する制御装置２とを備える。  テスト用画像パッチ潜像４１を現像する方法は、感光体１０を一様に帯電したあとに、一定の光量で複数のべた画像パッチ潜像４０を露光形成し、所定の複数種の現像バイアス電圧で、潜像を現像する方法と、感光体１０を一様に帯電したあとに、所定の複数種の光量でべた画像パッチ潜像４０を露光形成し、一定の現像バイアス電圧で、潜像を現像する方法とが知られている。  また、制御装置２７には計時情報と対応するトナーの大きさと対応するトナーの大きさが予め記憶されている。  そして、この情報に基づき現像条件を決定する。  なお、ここでトナー付着量とは、単位面積当たりに付着するトナーの重量のことであり、単位はｇ／ｍ２である。  
光学式付着量センサ７の出力信号が制御装置２７に入力され、演算処理されることにより、それぞれのテスト用べたパッチ潜像４１の付着量が算出される。  その演算処理された結果に基づき、印刷時のべた画像の付着量が所定の目標付着量になるように、予め記憶されている現像条件に変更される。  具体的には、帯電手段２２に印加される電圧、露光手段２４からのレーザパワーの照射強度又は照射時間、現像バイアス印加装置３３が印加する電位Ｖｂの高低等が制御される。  
【００１４】
光学式付着量センサ７は、図７に示すように２個のフォト・ダイオード（以下「ＰＤ」という。  ）３５、３６と赤外光源（以下「ＬＥＤ」という。  ）３７とが、所定の角度で、基台３４に配設されている。  ＬＥＤ３７から照射された光は、図示しないスリット、レンズ等を介し、中間転写体２の上面に載置されたテスト用画像パッチ潜像４１に集光される。  テスト用画像パッチ潜像４１上には測定領域が設けられており、測定領域は光学式付着量センサ７と対向して設置されている。  また、テスト用画像パッチ潜像４１の測定領域における垂線と光学式付着量センサ７の中心軸とが一致して構成されている。  従ってＬＥＤ３７からの入射角はθ１となる。  なお、トナー粒径制御用べた画像パッチ２８上における反射角θ１を正反射角といい、この方向に反射する光を正反射光という。  ＰＤ３５は、正反射出力電圧Ｖｎを得ることができるよう、この正反射光が入射するように配設される。  しかし、ＰＤ３５には正反射光周辺の拡散反射光も入射する。  
一方、テスト用画像パッチ潜像４１において角度θ２の方向に反射する光をＰＤ３６に照射し、出力電圧Ｖｄを得る。  この光は完全な拡散反射光のみである。  なお、業界では正反射を鏡面反射と呼び、拡散反射を乱反射と呼ぶことがあるが、同義語である。  なおＬＥＤ３７の駆動回路や、ＰＤ３５、ＰＤ３６の信号処理回路の構成は、すなわち反射光量によりトナー付着量を検知する検出方法に関しては、公知であるため説明を省略する。  
【００１５】
図８は、黒ベタ画像パッチ１の付着量測定時における出力特性の一例を示すグラフであり、トナー粒径が８μｍと１０μｍの場合である。  そして、中間転写体上に付着したパッチを吸引法で正確に測定した付着量の値を示す。  横軸はテスト用画像パッチ潜像４１の単位面積あたりトナー付着量（ｇ/ｍ２）であり、縦軸は光学式付着量センサ７の正反射出力電圧Ｖｒｅｇ（Ｖ）である。  図８に示すように、トナー付着量０（つまり地肌で反射）のときの出力を４．０Ｖに設定してあり、トナーが付着するほど正反射出力電圧Ｖｒｅｇ（Ｖ）が低下することが一目瞭然である。  
このように付着量を横軸にすると、センサ出力はトナーの粒径に依存する。  この理由を以下に説明する。  まず付着量が５．０ｇ／ｍ２以下の場合、感光体１０、または中間転写体２上のトナーは１層で構成される。  また、光学式付着量センサ７の出力は、ＬＥＤからの光の、トナーに対する投影面積を除いた地肌に投影する面積率に比例する。  トナー付着量は、トナーの体積に比例することから、光学式センサの出力から得られた面積率にトナーの層厚（トナー直径）を乗算することで算出される。  
【００１６】
従来は、トナー粒径が８μｍと仮定して、図８に示すような「Ｖｒｅｇ―Ｔｍｓ」のグラフを作成し、光学式付着量センサ７のＶｒｅｇに対応する付着量Ｔｍｓをグラフから読み取っていた。  しかしこの場合、もし実際のトナー粒径が８μｍではなく、ｄ(μｍ)だった場合、実際の付着量Ｔｍに対し、光学式光学式付着量センサ７を用いた算出付着量Ｔｍｓは、Ｔｍｓ＝Ｔｍ×８／ｄで表され、誤差が含まれる。  図８に示される粒径８μｍのトナーの特性曲線において、粒径１０μｍのトナーの出力Ｖｒｅｇを読むと、粒径１０μｍの付着量の８／１０となっていることがわかる。  
前述したように、１成分現像方式では、トナー粒径選別の影響で、初期の現像装置筐体２６では現像ローラ２４上に形成されるトナー層の平均粒径が小さいため、光学式付着量センサ７を用いた計測系の算出付着量Ｔｍｓは大きくなり、これを用いて制御系を組むと、設定される付着量は目標とする付着量よりも少なくなる。  これにより、現像装置筐体２６が新品時に画像の濃度が薄くなるといった問題がある。  さらには、各色彩の現像装置筐体２６のトナー使用量が異なると、色彩が正確に再現されないといった問題がある。  
【００１７】
図９は、本発明の実施の形態に係るテスト用べたパッチ４１の形成方法を示す。  感光体１０を一様に帯電したあとに、一定の光量でまずトナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０ａを形成する。  感光体１０表面上の露光位置は、感光体１０の回転に伴い右から左に移動する。  トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０ａの横幅（紙面で縦方向）は、従来のテスト用べた画像パッチ潜像４１よりも大きく、長さ（紙面で横方向）は、ここでは現像ローラ２４の周長１周分Ｄｄｒとする。  その右側に点線で示す領域（テスト用べたパッチ４１ａと同じ大きさ）には、従来のテスト用画像パッチ潜像４１ｂを形成する。  図９に示すように、領域内にテスト用べた画像パッチ４１ａ、４１ｂが２個形成される。  その右側の領域は再びトナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０ｂであり、大きさは最初のべた画像パッチ潜像４０ａと同じである。  その右側の点線で示す領域には、再び従来のテスト用画像パッチ潜像４１ｂを形成する。  このように、全面付着パターンと階調パターンが交互に形成される。  
感光体１０上に形成される潜像が、トナーが塗布される現像部に来ると、所定のトナー粒径制御用現像バイアスＶｂｃが現像ローラ２４に印加される。  現像ローラ２４上のトナー層から、現像バイアスＶｂｃに対応する量のトナーが感光体１０に供給される。  一方、トナー規制部材３１において、現像装置筐体２６内のトナーが補給される。  従って、規制されたトナー層は、現像ローラ２４上に残存する未現像の小粒径化されたトナーと、現像装置筐体２６の内部から補給される大粒径トナーとが混合されている。  混合される比率は、現像バイアスＶｂｃに依存する。  
【００１８】
トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０に印加する現像バイアスＶｂｃを算出する現像バイアス算出手段は、図１０に示すように、公知の方法によりトナー消費率を推定する現像手段における残留トナーの検出手段４２から、変換テーブル４３に現像手段内のトナーの残量比率のデータが変換テーブル４３に入力される。  残留トナーの検出手段４２は、公知の方法によりトナー消費率を推定するので、説明を省略する。  なお、公知の光学式トナー残量センサを用いて直接的に検出してもよい。  この信号は、トナーが満載のときに１０であり、トナーを消費すると残量（重量）に比例して小さくなる。  変換テーブル４３は、残量比率のデータが入力されると、トナー粒径制御用現像バイアスＶｂｃに変換して出力する。  具体的には、公知のマイクロ・コンピュータ等を有する回路の内部メモリに入出力のデータが格納される。  
【００１９】
図１１は、トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０に印加する現像バイアスＶｂｃと、現像手段内トナーの残量比率を示すグラフである。  現像手段初期（残量比率１０）においては、負に十分大きな現像バイアス電圧Ｖｂｃ（本実施例では−４００Ｖ）が印加される。  この電圧は、現像ローラ２４上のトナーがほぼすべて現像されてしまう電圧である。  従って、このトナーが消費された現像ローラ２４上の領域は、供給ローラ２５により、現像装置筐体２６に内包されているトナーが塗布される。  この際、少なくとも１回はトナー規制部材３１を通過するが、１度の通過では粒径選別の効果は現れない。  したがって、現像ローラ２４上のトナー層の平均粒径は、現像手段内のトナーの平均粒径とほぼ等しくなる。  
【００２０】
一方、現像手段末期、例えばトナー残量比率が０．３になる時点においては、このトナー残量時期の非現像トナー粒径は、図４に示すように、およそ８μｍ近くになっている。  小さな現像バイアス電圧Ｖｂｃ（本実施例では０Ｖ）が印加されことにより、現像ローラ２４上のトナーはほとんど現像されない。  従って、この領域には供給ローラ２５からトナーが補充されない。  すなわち、トナー層の平均粒径はそれまで十分に粒径選別を受けて非現像のトナー粒径と同等になっているが、その後トナー規制部材３１を通過した後も変化しない。  しかしながら、この領域に対しても、次に従来のテスト用画像パッチ潜像４１が現れる。  テスト用画像パッチ潜像４１が現像部に来ると、テスト用画像パッチ潜像４１と同様に現像バイアスが印加され、トナーによるテスト用画像パッチが形成される。  従ってこれらを、光学式光学式付着量センサ７を用いて計測した付着量Ｔｍｓは、正しい付着量Ｔｍと同一となる。  
【００２１】
現像ローラ２４上のトナー層の平均粒径は８μｍで、初期トナーの平均粒径と同じである。  この領域に連続して、従来のテスト用画像パッチ潜像４１が現れる。  テスト用画像パッチ潜像４１が現像部に来ると、従来と同様に現像ローラ２４から現像バイアスが印加され、テスト用画像パッチ潜像４１がトナーにより可視化される。  従来と異なるのは、そのときのトナーの平均粒径が前記に示す如く制御されており、従来装置の場合と異なり８μｍになっている点である。  これにより光学式センサを用いて算出された付着量Ｔｍｓは、正しい付着量Ｔｍと同一となる。  
トナー残量比率が０．３以下の場合は、図１１に示すように、現像バイアス電圧Ｖｂｃ＝０（Ｖ）のままであり、本発明装置でも正確な粒径補正はできないが、誤差を最小にすることはできる。  
【００２２】
図１２は、トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０に印加するレーザパワーＬｐｃの大きさの一例を示す。  縦軸は、感光体上でのレーザ光のパワー(ｍＷ)で、横軸は残量比率である。  現像装置筐体２６の初期には、トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像４０に相当する感光体１０上の全長に亘り露光し、強制的に現像ローラ２４上のトナー層をすべて入れ替える。  トナーを消費するに従って、レーザパワーＬｐｃを減少させ、残量比率０．３においては、露光を切断する。  これにより、経時変化の影響を受けずに光学式センサで高精度に付着量検出できるようになる。  なお、レーザパワーＬｐｃは付着量算出手段３２に記憶される。  そして、付着量算出手段３２により得られた計時情報と、予め記憶された計時情報と対応するトナーの大きさに基づき、現像条件を決定する。  
初期は現像ローラ上のトナーをすべて用いて現像し、現像手段内から補給されたトナーで計測することにより、粒径選別による平均粒径の低下を抑えることができる。  また、末期は逆に現像ローラ上で十分に粒径選別されたトナーを用いて計測することにより、小粒径化により末期トナーの平均粒径の増加に対応できる。  初期と末期との中間では、経時情報に応じて現像ローラ上のトナーの現像量を調節すれば、付着量計測に用いられるトナーの粒径は常に一定になり、正確な付着量計測が実現できる。  また、本方法では、初期のトナーの平均粒径が維持されるため、初期トナーの分布の違いや、トナー規制部材における粒径選別確率の違いなどの影響を受けにくくなる。  
以上、本発明の実施の形態によれば、現像手段の初期から末期に至るまで、テスト用べた画像パッチのトナー平均粒径を、初期トナーの平均粒径のままに維持できるため、光学式光学式付着量センサ７を用いて計測した付着量が正しい付着量となり、画像濃度を均一に保つだけでなく、色彩についても正確に印刷できる。  すなわち、テスト用画像パッチを形成する感光体上の領域の、現像ローラ１周分上流の感光体上の制御領域に対し、現像装置の経時情報をもとに決められたある現像バイアス電圧で、前記制御領域を現像する現像手段を備えたので、トナーの粒径変化に伴う光学式センサの誤差を防止することができる。  
【００２３】
以下、他の実施の形態について説明する。
光学式付着量センサに代えて、制御手段２７は、感光体１０上で現像ローラ２４の１周分上流における領域に対し、露光手段２３に所定の光量を照射させ、トナー粒径制御用のべた画像パッチ潜像４１を形成させると共に、べた画像パッチ潜像４１を所定の現像バイアス電圧で現像する。  露光手段２３が照射する所定の光量に関しては、予め制御手段２７と電気的に接続されている記憶手段(図示せず)に記憶されている。これにより、光学式付着量センサを設けずに、安定した画像濃度、色再現性等画像特性の良好な画像形成装置を得ることができる。なお、前記実施の形態で示した経時情報や現像条件の変更は、好ましい一例を示したに過ぎず、実施に際してはこれらの構成を特許請求の範囲で記載した範囲内で適宜に変更、修正することができるのは言うまでもない。  
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成の要部を示す概略側面図である。
【図２】作像手段を示す概略側面図である。
【図３】現像ユニットを示す概略側面図である
【図４】現像ローラ表面に形成されるトナー層の平均粒径を示すグラフである。
【図５】現像手段内におけるトナーの平均粒径の経時的変化を示すグラフである。
【図６】トナー付着量制御装置を示す概略側面図である。
【図７】光学式付着量センサを示す概略図である。
【図８】黒ベタ画像パッチの、付着量測定時の出力特性の一例を示すグラフである。
【図９】検知対象面上にテスト用べたパッチの形成方法を示す概略図である。
【図１０】非磁性１成分現像装置を示す概略側面図である。
【図１１】トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像に印加する現像バイアスの大きさを示すグラフである。
【図１２】トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像に印加するレーザパワーの大きさの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１  フルカラー画像形成装置
２  中間転写体
３、４、５、６  作像手段
７  光学式付着量センサ
８  ２次転写手段
１０、１２、１４、１６  感光体
１１、１３、１５、１７  １次転写手段
２０  現像装置
２１  感光体クリーナ
２２  帯電手段
２３  露光手段
２４  現像ローラ
２５  供給ローラ
２６  現像装置筐体
２７  制御装置
３１  トナー規制部材
３２  付着量算出手段
３３  現像バイアス印加装置
３４  基台
３５、３６  フォト・ダイオード
３７  赤外光源
４０  トナー粒径制御用べた画像パッチ潜像
４１  テスト用画像パッチ潜像
ｐ  転写紙
【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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【図１２】
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