JP2003186259A - 画像形成装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤のトナー濃度に応じて現像電位等の画
像形成条件の目標値を調整する画像形成装置において、
印刷処理の生産性や画質へできるだけ悪影響を与えない
で、変更した目標値をリセットできるようにする。 【解決手段】 重大な画質欠陥を防止するための目標値
変更域を示す閾値１０２ａ，ｂより内側に所定濃度だけ
隔たったところに、目標値のリセットを許可する範囲
（リセット許可域）を規定する閾値１０４ａ，ｂを設定
する。現像器中のトナー濃度が閾値１０２ａ又はｂを超
えて外側に目標値が変更された場合、トナー濃度がリセ
ット許可域まで戻るまでは、変更した目標値のリセット
を禁止する。これにより、リセット後すぐにトナー濃度
が閾値１０２ａ又はｂを超えて目標値が変更されるとい
う事態を防止又は低減できる。目標値の変更処理には時
間を要する場合があるので、これを減らすことで生産性
の低下を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真方式の複写機やプリンタ
などの画像形成装置では、非磁性体のトナーと磁性体の
キャリアとを混合した２成分現像剤を用いるものが一般
的である。このような２成分現像方式の画像形成装置で
は、感光体上に画像濃度制御用の制御用トナー像を形成
し、この制御用トナー像又はこれを中間転写体（ＩＢＴ
ベルトなど）上に転写したものの濃度をセンサで検出
し、この検出濃度に応じて現像器へのトナー供給量を制
御することで画像濃度を制御する装置が知られている
（以下この制御をＡＤＣ[Auto Developbility Control]
制御と呼ぶ）。ＡＤＣ制御方式の画像形成装置では、２
成分現像剤中のトナーの濃度（トナーとキャリアからな
る全体に対する割合）は、画像濃度を決定する多くのパ
ラメータや現像剤自体の特性変化によって変化するの
で、画質変動の原因となりやすいという問題がある。

【０００３】これに対処しようとするものとして、例え
ば特開平４−２３８３６６号公報には、トナー濃度を一
定制御させ、現像性が変化して画像濃度が変化した時に
は、トナー濃度以外の現像電位を変更する方法が開示さ
れている。

【０００４】しかし、この方法では現像剤特性の変化分
を、例えば現像電位を変更する制御パラメータ、すなわ
ち帯電グリッド電圧、現像バイアス、ＲＯＳ光量などで
補正する方式であるため、階調再現性が崩れたり、現像
電位の変更範囲が大きくなったりして各制御パラメータ
の出力の安定性が損なわれてしまう。

【０００５】そこで本出願人は、特開２００１−１５４
４２７号公報に開示される装置（以下、従来装置と呼
ぶ）を提案している。この装置では、現像器内の現像剤
トナー濃度をセンサで監視し、所定の上限値・下限値間
の範囲から外れた場合に、現像電位制御やＡＤＣ制御の
制御目標値など所定量だけオフセットすることで、画質
欠陥やこれに伴って起こる感光体等の像形成機構へのダ
メージの発生を防ぐと共に、トナー濃度がその上下限値
間にある間は、上述のＡＤＣ制御により現像器へのトナ
ー供給を制御している。この制御方式によれば、トナー
濃度過少によるＢＣＯ（ビーズキャリーオーバー：現像
器外にキャリアが排出される現象。画像の黒くあるべき
部分の白抜けを起こし、またキャリアが感光体等に損傷
を与える）やトナー濃度過多によるトナー層形成不良
（画像の白く抜けているべき部分にトナーが付着して濃
度が上がる、いわゆる「かぶり」を起こす）などの画質
欠陥を回避しつつも、トナー濃度がそのような欠陥を生
じない範囲にある間はＡＤＣ制御により安定した制御を
実現できる。

【０００６】しかしながら、現像剤トナー濃度に基づく
現像電位等の目標値の調整はいわゆる一方向の制御であ
るため、長期間にわたって調整が繰り返されると、調整
代（しろ）が次第に少なくなっていきそのまま放置すれ
ばやがて調整不能の状態におちいる恐れがある。そこ
で、上記従来装置では、定期的又は不定期的な所定のタ
イミングで、現像電位制御及びＡＤＣ制御の目標値を、
それぞれ所定の初期値にリセットしている。このリセッ
トのタイミングとしては、画像形成装置の電源ＯＮ時、
電源ＯＮされてから例えば所定枚数（例えば千枚）の画
像形成を行った時点、画像形成ジョブが４時間続いた
後、あるいは現像器内の現像剤を入れ替えた時などが例
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置における制御目標値のリセット制御では、現像剤
トナー濃度を考慮することなく、所定のイベント発生
（所定枚数印刷など）のタイミングで目標値のリセット
を行うため、例えばトナー濃度が上限又は下限に近い状
態でリセットが行われた場合、リセット後すぐに現像電
位又はＡＤＣの目標値の調整が必要となる場合も出てく
る。これは、制御動作上の無駄であるばかりか、目標値
の調整により印刷出力の濃度の変化を招くという不具合
もある。

【０００８】また、この濃度変動を避けようとすれば、
目標値調整後に階調補正用のトーン再生カーブ情報のセ
ットアップ処理を行う必要が出てくる。この画質セット
アップ処理は、多階調のパッチ画像（カラーの場合はＣ
ＭＹＫ各色ごとに必要）を感光体や中間転写体上に画像
形成してその濃度を読み取るため、ある程度の時間を要
する。リセット処理時にこのセットアップを行ったあ
と、すぐに目標値調整に伴ってセットアップを行ったの
では、セットアップ動作が頻繁となり、印刷処理の生産
性が損なわれる。

【０００９】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、現像器内の現像剤中のトナー濃度に応じて現
像電位やＡＤＣなどの現像性に関する画像形成条件を調
整する画像形成装置において、印刷処理の生産性や画質
へできるだけ悪影響を与えないで、調整した画像形成条
件のリセットを実行できる装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式の画像
形成装置であって、現像器中の現像剤中のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出手段と、検出されたトナー濃度
が、所定の画像形成条件変更不要範囲から逸脱した場合
に、前記現像剤中のトナー濃度が該画像形成条件変更不
要範囲に戻る方向に、所定の画像形成条件を変更する画
像形成条件調整手段と、前記画像形成条件調整手段で変
更された画像形成条件を所定の初期条件値に向けてリセ
ットする手段であって、前記画像形成条件変更不要範囲
の内側に設定されたリセット許可範囲を有し、検出され
たトナー濃度が該リセット許可範囲から外れている場合
は、該リセット処理を禁止する画像形成条件リセット手
段とを備える。

【００１１】ここで言う「画像形成条件」は、画像形成
制御のためのパラメータ（例えば現像電位や制御用トナ
ー像濃度など）が満足すべき条件であり、例えば現像電
位の制御目標値などがその一例である。また、例えば、
制御パラメータの目標値を変更・リセットすることも、
目標値は固定としてその制御パラメータの測定値を同じ
だけオフセットさせることも等価な効果をもたらし、
「画像形成条件」を変更又はリセットするという処理の
例には、その両者が含まれる。

【００１２】本発明の好適な態様では、前記リセット許
可範囲は、前記検出されたトナー濃度が前記画像形成条
件変更不要範囲から逸脱したと判断されたときの、前記
トナー濃度の値を基準に設定される。

【００１３】別の好適な態様では、前記画像形成条件リ
セット手段は、前記リセット処理が許可される場合に、
画像形成処理が中断される所定のタイミングを待って前
記リセット処理を実行する。この「所定のタイミング」
としては、例えば、画像形成装置の電源オン時、階調補
正テーブル（トーン再生カーブ情報）の更新のために画
像形成を中断するとき、現像器中の現像剤を入れ替えた
とき、などがある。

【００１４】別の好適な態様では、前記画像形成条件リ
セット手段は、前記リセット処理が許可される場合に、
その時点の前記画像形成条件の前記初期条件値からの偏
差が第１の所定値以下である場合には、画像形成処理実
行中であっても前記リセット処理を実行し、該偏差が該
第１の所定値より大きい場合は、画像形成処理が中断さ
れる所定のタイミングを待って前記リセット処理を実行
する。

【００１５】別の好適な態様では、前記画像形成条件リ
セット手段は、前記リセット処理が許可される場合に、
その時点の前記画像形成条件の前記初期条件値からの偏
差が第２の所定値以上である場合には、その画像形成条
件を、複数回に分けて段階的に前記初期条件値まで戻
す。

【００１６】別の好適な態様では、前記画像形成条件リ
セット手段は、前記リセット処理が許可される場合に、
所定規則に従ってリセット量を決定し、そのリセット量
だけ前記画像形成条件を前記初期条件値の方向に戻す。

【００１７】例えば、このリセット量は、過去のリセッ
ト処理時のリセット量とその時のリセットによるトナー
濃度の変化率と、現時点のトナー濃度と、に基づき決定
することで、実際の画像形成装置の状態に応じてリセッ
ト量を計算することができる。

【００１８】別の好適な態様では、前記画像形成条件調
整手段による変更の対象となる画像形成条件が複数種類
ある場合、前記画像形成条件リセット手段は、それら種
類について予め定められている所定の順序に従って、そ
れら各種類の画像形成条件を順にリセットする。所定の
順序としては、例えば、画像形成条件として現像電位と
ＡＤＣ制御の目標値がある場合、出力画像の濃度変化へ
の影響の少ないＡＤＣ目標値を先にリセットするなどの
順序がある。

【００１９】また別の好適な態様では、前記画像形成条
件調整手段による前記画像形成条件の変更の後、その変
更の効果が現れたことを判断するための所定の条件が満
足されるまでは、前記画像形成条件調整手段による変更
を禁止する。これにより、画像形成条件の変更が過度に
行われてしまうことを防止又は低減できる。なお、前記
所定の条件としては、例えば画像形成条件の変更から所
定時間の経過することや、画像形成条件の変更後のトナ
ー濃度の変化が所定幅以内に安定すること、などが例示
できる。

【００２０】また、別の好適な態様では、前記画像形成
条件リセット手段によるリセット処理の後、そのリセッ
トの効果が現れたことを判断するための所定の条件が満
足されるまでは、前記画像形成条件リセット手段による
リセット処理を禁止する。この態様によれば、リセット
方向への過度の画像形成条件の変更により制御が不安定
になるなどの事態を防止又は低減できるまた、本発明に
係る画像形成方法は、電子写真方式の画像形成装置にお
いて、現像器内の現像剤中のトナー濃度を監視し、該監
視により検出されたトナー濃度が、所定の画像形成装置
変更不要範囲から逸脱した場合に、前記現像剤中のトナ
ー濃度が該画像形成装置変更不要範囲に戻る方向に、所
定の画像形成条件を変更し、前記画像形成条件がその所
定の初期条件値から変更されている場合には、該監視に
より検出されたトナー濃度が、前記画像形成条件変更不
要範囲の内側に設定されたリセット許可範囲内にある場
合にのみ、前記画像形成条件を前記初期条件値に向けて
リセットする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は、本発明に係る制御が適用される画
像形成装置についての実施形態を示す概略構成図であ
る。

【００２３】図１に示す画像形成装置１は、カラー画像
を形成する装置であり、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する
４つの感光体２を備える。この該装置１ではそれら各感
光体２上に静電潜像を形成し、所定の制御目標値に制御
された現像電位を作用させながら、現像器３内に収納さ
れたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像剤中
のトナーを各感光体２に転移させることにより、各感光
体２上の静電潜像を現像して、各感光体２上に画像信号
に応じたトナー像を形成する。そして、この各感光体２
上のトナー像を中間転写体４に転写し、中間転写体４上
に転写されたトナー像を用紙等の所定媒体上に転写して
定着することによりカラー画像を形成する。

【００２４】図１に示すように、この画像形成装置１
は、中間転写体４上に転写された制御用トナー像２０の
濃度を検出するＡＤＣセンサ（制御用トナー像センサ）
５と、ＡＤＣセンサ５で検出された各色の制御用トナー
像２０の濃度が、それぞれ所定の制御用トナー像濃度目
標値（ＡＤＣ目標値）６ａに近付くように各現像器３へ
のトナー供給量を制御するトナー供給制御部６と、現像
器３内の現像剤のトナー濃度ＴＣを検出するトナー濃度
センサ７と、トナー濃度センサ７により検出されたトナ
ー濃度ＴＣに基づき現像器３のトナー濃度を適性範囲に
制御するためのトナー濃度リミット制御部８とを備え
る。トナー濃度リミット制御部８は、トナー濃度を適性
範囲に制御するために現像電位の目標値やＡＤＣ目標値
６ａを調整する目標値調整部１７と、これにより調整れ
た目標値をリセットするリセット処理部１８を備える。
トナー濃度リミット制御部８には、現像電位やＡＤＣ制
御の目標値についてそれぞれ初期値が登録されており、
リセット処理では、各々の初期値に近づくように各目標
値を変更する。

【００２５】また画像形成装置１は、印刷対象の画像を
表す画像信号１０に対し階調補正等の画像処理を施す画
像処理部１１、制御用トナー像パターンを発生する制御
用トナー像パターン発生器１２、画像処理部１１で処理
された画像信号及び制御用トナー像パターン発生器１２
で発生させた制御用トナー像パターンを変調してＰＷＭ
信号を発生するパルス幅変調回路１３、そのＰＷＭ信号
に基づき各露光装置１５を駆動するレーザドライバ１
４、レーザドライバ１４により駆動されて各感光体２上
にレーザ光を照射し各感光体２表面に静電潜像を形成す
る露光装置１５、露光前の各感光体２表面を一様に帯電
させる帯電器１６などが備えられている。画像処理部１
１での階調補正は、ＣＭＹＫ各色のＴＲＣ（トーン再生
カーブ）をルック・アップ・テーブル化した階調テーブ
ル１１ａを用いて行われる。この階調テーブル１１ａ
は、画像形成の画質変化を補正するため、所定のタイミ
ング（例えば電源オン時、所定枚数（例えば千枚）出力
ごとなど）で階調テーブル修正部９により修正される。

【００２６】なお、中間転写体４上に一次転写されたト
ナー像の転写を受ける記録媒体、中間転写体４上のトナ
ー像を記録媒体に二次転写する転写器、記録媒体上に転
写されたトナー像を定着する定着器などについては、図
示を省略した。

【００２７】以上説明した画像形成装置１は、ＡＤＣセ
ンサ５により検出した制御用トナー像濃度が目標値６ａ
となるようにトナー供給の制御を行うという基本的な制
御の枠組みにおいて、更に各トナー濃度センサ７で検出
したトナー濃度検出値ＴＣに基づいて現像電位やＡＤＣ
目標値６ａを目標値調整部１７で調整することで、現像
剤トナー濃度の安定化を図り、画質制御の全体的な安定
化を図っている。

【００２８】次に、本実施形態のトナー濃度リミット制
御部８の制御の考え方について図２を参照して説明す
る。図２において、横軸はトナー濃度ＴＣ、縦軸はトナ
ー濃度センサ７の出力電圧を示している。この例では、
トナー濃度センサ７は現像剤の透磁率を検出するもので
あり、センサ７の出力電圧が高いほどトナー濃度ＴＣは
低くなるという関係となっている。

【００２９】前述のように、従来技術では、現像器３内
の現像剤のトナー濃度ＴＣが所定の上限閾値より高くな
ったり、所定の下限閾値より低くなったりした場合、Ｂ
ＣＯ（ビーズ・キャリー・オーバー）や層形成不良等に
より白抜けやかぶりなどの画質欠陥（及び感光体、定着
部等の機械機構の損傷）等の問題を避けるために、トナ
ー濃度ＴＣがそれら上下限値間の正常範囲に戻るよう、
現像電位やＡＤＣ制御などの目標値を変更していた。こ
の点については、本実施形態も同様の制御方式でよい。
すなわち、例えば、センサ７で検知したトナー濃度ＴＣ
が、図２に示す変更判断下限閾値１０２ａ以下の目標値
変更域にあると判断した場合には、目標値調整部１７
は、トナー濃度ＴＣを上げる方向に目標値を調整する。
ここで、画像形成条件として、現像電位の目標値を調整
する場合には、現像電位幅が小さくなる方向に変更すれ
ばよい。これにより現像性が低下して制御用トナー像濃
度が低下し、これを検知したＡＤＣ制御系が該像濃度を
高めるべく現像器３へのトナー供給を増大させることで
トナー濃度が上昇する。また、画像形成条件として、Ａ
ＤＣ制御の目標値（すなわち制御用トナー像濃度の目標
値）を変更する場合、該目標値を高くする方向に変更す
ることで、現像器３へのトナー供給を増大させ、トナー
濃度を高めることができる。センサ７で検出したトナー
濃度ＴＣが変更判断下限閾値１０２ａ以上の目標値変更
域にある場合は、変更判断下限閾値１０２ａ以下にある
場合とは逆方向に目標値を変更することで、トナー濃度
を下げることができる。

【００３０】逆に言えば、トナー濃度ＴＣが変更判断下
限閾値１０２ａから変更判断上限閾値１０２ｂまでの範
囲にある場合は、ＢＣＯ等による画質欠陥発生の可能性
が少ないので、トナー濃度ＴＣを改善する方向にそれら
目標値を変更する必要はない。したがって、その範囲は
目標値変更不要域ということができる。

【００３１】さて、このようにして変更した制御の目標
値をリセットする制御において、本実施形態では現像剤
のトナー濃度ＴＣを考慮する。すなわち、リセットを行
った後すぐに目標値調整部１７による制御目標値の変更
処理が行われるなどの無駄を避けるために、トナー濃度
ＴＣが目標変更域に対して十分に隔たった値となるま
で、目標値のリセットを禁止する。すなわち、本実施形
態では、図２に示すように、目標値変更判断用の下限閾
値１０２ａ、上限閾値１０２ｂから内側に十分に隔たっ
た位置にリセット判断の下限閾値１０４ａ及び上限閾値
１０４ｂを設定し、現像剤トナー濃度ＴＣの値が、その
下限閾値１０４ａと上限閾値１０４ｂの間のリセット許
可域にあるときにのみ、変更した目標値のリセットを可
能とする。逆に、仮に所定枚数（例えば千枚程度）の連
続出力後などの所定のリセットタイミングが到来したと
しても、その時の現像器３内のトナー濃度ＴＣがリセッ
ト許可域の外であれば、リセット処理部１８の目標値リ
セット動作を禁止する。このようにトナー濃度ＴＣが目
標値変更判断のための下限閾値１０２ａ及び上限閾値１
０２ｂから十分に隔たるまでリセットを許可しないこと
で、リセット動作後すぐに再びトナー濃度ＴＣが目標値
変更域に入るのを防ぐことができる。これにより、目標
値のリセットと変更が頻繁に起こる等の事態を回避でき
るので、印刷生産性の低下や頻繁な画像濃度変化などの
問題の発生を防止又は低減することができる。

【００３２】なお、リセット判断下限閾値１０４ａ及び
上限閾値１０４ｂの値は、予め固定値として設定してお
けばよい。

【００３３】また、この代わりに、前回に現像電位等の
画像形成条件を変更したときにセンサ７で求めたトナー
濃度ＴＣに対し、所定のマージン幅をとった値を、リセ
ット判断下限閾値１０４ａ及び上限閾値１０４ｂとする
ことも可能である。これは、例えばトナー濃度ＴＣを検
出する時間間隔が大きい場合などに好適である。このよ
うな場合、トナー濃度ＴＣが変更判断下限閾値１０２ａ
以下又は上限閾値１０２ｂ以下となったと判断した時点
（すなわち目標値を変更した時点）では、検出したトナ
ー濃度ＴＣがその閾値１０２ａ又は１０２ｂからある程
度隔たった値となっている場合がある。この場合、その
時点のＴＣ値から、所定マージン幅だけＴＣ値が戻れ
ば、その目標値変更の効果が十分に現れた（又はその効
果が強すぎる）と判断でき、目標値をその初期値に向け
てリセットしてよいと判断できる（逆に言えばそのよう
に判断してよいＴＣ変化量を所定マージン幅と決め
る）。

【００３４】次に図３及び図４を参照して、この考え方
に沿ったトナー濃度リミット制御部８の制御処理の一例
の流れを説明する。

【００３５】まず、トナー濃度リミット制御部８は、各
色の現像器３のトナー濃度センサ７が検出するトナー濃
度ＴＣを常時監視している（Ｓ１０）。この監視では、
例えば所定のサンプリング間隔（例えば０．１秒程度）
ごとに検出値のサンプリングを行い、上記従来装置と同
様の異常値無視と移動平均処理により、検出ノイズを抑
制したトナー濃度ＴＣを得ることができる。

【００３６】トナー濃度リミット制御部８は、このよう
にして検出したトナー濃度ＴＣが目標変更域内（すなわ
ち変更判断下限閾値１０２ａ以下又は変更判断上限閾値
１０２ｂ以上）か否かを判定し（Ｓ１２）、目標変更域
内である場合は、上述のようにトナー濃度ＴＣを正常側
に戻すと期待される方向に、現像電位の目標値等の画像
形成条件を変更する（Ｓ１４）。この変更は、上記従来
装置と同様、所定の画像形成条件（現像電位の目標値
等）を所定量だけ変更するものでよい。

【００３７】このようにして画像形成条件の変更を行う
と、所定の制御効果発現条件が満足されるのを待つ（Ｓ
１６）。これは、画像形成条件の変更制御の効果が現れ
るまで、次のトナー濃度ＴＣの検知を行わないようにす
るための処理である。すなわち、変更制御の効果が現れ
る前にステップＳ１０に戻ると、トナー濃度ＴＣが目標
値変更域から正常側に戻っていない状態で再度トナー濃
度ＴＣが検知され、再度目標値が変更され（Ｓ１４）、
過度の目標値調整が行われてしまうおそれがあるので、
ステップＳ１６を設けることでこのような事態を防止し
ている。

【００３８】制御効果発現条件としては、例えば目標値
変更後所定時間が経過したこと、などを用いることがで
きる。特にトナー濃度ＴＣが低い側で目標値変更がなさ
れた場合、これによりトナー供給が増大されるので、所
定時間経過後にはトナー濃度ＴＣが目標値変更域から正
常側に戻っていると期待できる。一方、トナー濃度ＴＣ
が高い側で目標値変更がなされた場合には、所定時間の
経過という条件では不十分な場合がある。すなわち、ト
ナー濃度ＴＣが高いときには、目標値の変更によりトナ
ー供給を減らすだけでは現像器３内のトナーが減らず、
トナー濃度が上限閾値１０２ｂ以下まで減少しない場合
がある（例えば非常に低濃度の画像を印刷しているとき
など）。そこで、トナー濃度ＴＣが高い側では、目標値
変更時点からの累積イメージカウント（該時点からのト
ナー消費量を表す）を求め、これが所定値以上になるこ
とを制御効果発現条件とすることで、トナー濃度が低下
したと期待されるタイミングを判定することができる。
なお、これらの判断の基準となる「所定時間」やイメー
ジカウントの「所定値」は、実験等で予め求めておけば
よい。

【００３９】またこの他に、目標値変更時点からのトナ
ー濃度ＴＣの変化を監視し、トナー濃度ＴＣが所定の変
化幅以内で安定して推移する状態となった場合に、制御
効果発現条件が満足されたと判定することも好適であ
る。

【００４０】このようにして目標値変更後に制御効果発
現条件が満足されると、トナー濃度リミット制御部８は
ステップＳ１０に戻り、トナー濃度の検出を行う。

【００４１】さて、ステップＳ１２にて、検出したトナ
ー濃度が目標値変更域内でないと判定された場合、トナ
ー濃度リミット制御部８は、画像形成条件が変更されて
いるかどうかを判定する（Ｓ１８）。この判定は、制御
部８に登録された当該目標値の初期値と、現在の制御目
標値とを比較することにより行える。この判定の結果目
標値が初期値のままであると判定された場合は（Ｓ１８
の判定結果がＮＯ）、ステップＳ１０に戻る。

【００４２】一方、ステップＳ１８で目標値が変更され
ていると判定された場合は、トナー濃度ＴＣがリセット
許可域の中にあるかどうかを判定する（Ｓ２０）。ここ
で、トナー濃度がリセット許可域内でないと判定された
場合は、制御部８はリセット禁止状態に移行し（Ｓ２
２）、ステップＳ１０に戻る。この禁止状態にあるとき
には、目標値のリセットに好適と考えられるタイミング
（例えば電源ＯＮ時、電源ＯＮされてから所定枚数（千
枚など）画像形成を行った時点、画像形成ジョブが所定
時間（例えば４時間）続いた後、現像器内の現像剤を入
れ替えた時、ジョブが終わった時、など）が到来した場
合でも、目標値のリセット処理は行わない。この禁止状
態は、ステップＳ２４でリセット許可状態に遷移される
まで維持される。

【００４３】ステップＳ２０において、ステップＳ１０
で検知したトナー濃度ＴＣがリセット許可域内にあると
判断された場合、制御部８はリセット許可状態に移行す
る（Ｓ２４）。この場合、すぐに目標値のリセット処理
を行ってもよいが、目標値変更量（すなわち現在の目標
値の初期値からのずれ）が大きい場合は、用紙への画像
形成ジョブを実行中にリセットを行うと、リセット前後
での出力の画質（例えば濃度）の変化等を招く可能性が
ある。そこで、ここでは、目標値変更量が所定値α以下
かどうかを判断し（Ｓ２６）、所定値α以上であれば、
リセット許可状態のまま、前述したリセットに適したタ
イミングが来るのを待つ（Ｓ３２）。ここで所定値α
は、目標値を現在値から初期値までリセットしても、出
力画質に視覚的に有意な差をもたらさない範囲を示す量
として、実験などで予め定めた値である。ステップＳ２
６で目標値変更量が所定値α以下であれば、制御部８
は、目標値を初期値にリセットする（Ｓ２８）。そし
て、このリセットの効果が現れるのを待って（Ｓ３
０）、ステップＳ１０に戻る。ステップＳ３０での待機
は、基本的にはステップＳ１６と同じ考え方でよいが、
判定の基準となる条件値（リセット後の経過時間、累積
イメージカウント、ＴＣが安定したと判断する条件な
ど）は、リセット時の条件に適したものにしてよい。

【００４４】図４は、リセットタイミングに基づく制御
処理を示している。リセットタイミングは前述のリセッ
トに適したタイミングのことである。制御部８は、この
タイミングの到来を監視し（Ｓ４０）、これが到来する
と、その時の状態がリセット許可状態か否（禁止状態）
かを判定する（Ｓ４２）。この結果、リセット禁止状態
であれば、このタイミングでは目標値のリセットは行わ
ず、次のリセットタイミングの到来を待つ（Ｓ４０）。

【００４５】ステップＳ４２でリセット許可状態と判定
されると、制御部８は目標値変更量（目標値の現在値と
初期値の差分）が所定値β以上かどうかを判定する（Ｓ
４４）。そして、目標値変更量が所定値β未満である場
合は、その目標値を初期値まで一度にリセットする（Ｓ
４６）。

【００４６】これに対し、目標値変更量が所定値β以上
の場合は、目標値変更量が大きいため一度に初期値まで
リセットすると出力画質が変化したり、そのリセットの
効果によりトナー濃度等の各種の画像形成パラメータが
安定するまでに長時間を要したりするなどの不具合が起
こる可能性がある。そこで、本実施形態では、目標値変
更量が所定値β以上の場合は、一気に初期値までリセッ
トすることはせず、複数回に分けて初期値まで戻すよう
に制御する。すなわち、所定値βは、目標値を現在値か
ら初期値までリセットしても、そのような不具合が出な
い範囲を示す量であり、実験などで予め求めた値であ
る。これは前述の所定値αに似た考え方のものである
が、所定値βは所定値αよりも大きい値とすることがで
きる。リセットタイミングでは、画像形成処理が行われ
ていないか、又は階調テーブル補正等のために画像形成
処理を中断するので、リセットに時間をかけることがで
きるため、一度にリセットできる幅を大きくとることが
できるためである。

【００４７】このような段階的なリセットのため、ステ
ップＳ５０で今回のリセット量を決定し、ステップＳ５
２でそのリセット量だけ目標値を初期値側に戻す。ステ
ップＳ５０で決定するリセット量は、予め定めた固定値
としてもよいし、その時点前後の画像形成の状況に応じ
て変えることもできる。

【００４８】後者の例としては、例えば、リセット処理
を行った時の目標値のリセット量と、その時のトナー濃
度ＴＣの値とを記憶し、これに基づき次のリセットの際
の目標値のリセット量を決める方法が可能である。この
方法では、例えば、リセット後のトナー濃度ＴＣの推移
をモニタして、そのリセットによるトナー濃度ＴＣの変
化量（例えば、リセット時とその次（又はリセット効果
が現れると判断されるタイミング）のＴＣ検知タイミン
グでのＴＣ値の差分）と、そのリセット量から、単位リ
セット量当たりのトナー濃度ＴＣの変化率を求める。こ
こで、リセットを行えば、一般に目標値変更制御による
方向とは逆向き（すなわちトナー濃度が悪化する方向）
にトナー濃度ＴＣが推移するため、リセットの際にはそ
の後すぐに目標値変更制御が必要にならないように留意
する必要がある。 これに対し、ここでは、現在のトナ
ー濃度ＴＣと変更判断の下限閾値１０２ａ又は上限閾値
１０２ｂ（ＴＣ現在値に近い方）との差分（すなわち目
標値変更制御が必要になるまでのトナー濃度ＴＣの余
裕）と、前回のリセットによるトナー濃度ＴＣの変化率
とから、リセットしても目標値変更制御を行わなくて済
むと期待できるリセット量の上限値を求めることができ
る。このリセット量上限値を基準に、今回のリセットの
リセット量を決めればよい（例えば該上限値に所定の安
全率（０以上１以下）を乗じるなど）。このようにして
求めたリセット量だけ目標値を初期値側にリセットすれ
ば、その後すぐに目標値変更が必要となることもなく、
その後の目標値変更制御のための制御マージンを増やす
ことができる。リセットによる効果（前述の変化率）
は、機械の経時的変化や環境等の状況によって変化する
が、上記のように前回リセット時のリセット状況の情報
を基準にすることで、現在時点の状況に適したリセット
量を決定することができる。なお、前回だけでなく、過
去所定数回のリセット時の変化率を基準に（例えば現時
点に近いほど重みを大きくして重み付け平均し、リセッ
トによるＴＣの変化率を計算するなどして）リセット量
を定めてもよい。

【００４９】このようにして目標値のリセットを行う
（Ｓ４６又はＳ５２）と、このリセットの効果が現れる
のを待って（Ｓ４８）、ステップＳ１０に戻る。この待
機は、基本的にはステップＳ１６と同じ考え方でよい
が、判定の基準となる条件値（リセット後の経過時間、
累積イメージカウント、ＴＣが安定したと判断する条件
など）は、リセット時の条件に適したものを選ぶことが
できる。

【００５０】なお、このリセットタイミングでの目標値
リセット（Ｓ４６又はＳ５２）の後、階調テーブル修正
部９による階調テーブル１１ａの補正処理を行えば、出
力画質をより適切なものにすることができる。

【００５１】以上、リセットタイミングでのリセット処
理について説明した。以上の例では、ステップＳ２０で
トナー濃度ＴＣがリセット許可域内と判定されたとき
に、ステップＳ２６で目標値変更量が小さければその時
点で目標値を初期値までリセットしたが、ステップＳ２
６の判定を行わず、どの場合でもリセットタイミングを
待ってリセットを行うようにすることも当然可能であ
る。

【００５２】以上説明したリセット処理によれば、リセ
ット後すぐに目標値変更処理が行われるという事態にな
る可能性を大幅に低減でき、また目標値変更量が大きい
場合にはこれを複数回に分けて徐々に初期値に戻してい
くことができるので、ここのリセットの際に画質が大幅
に変化する等の不具合を減らすことができる。また、目
標値の変更やリセットを行うと、その効果が現れると判
断されるタイミングまでは次の変更又はリセットが行わ
れないので、過剰な変更やリセットが行われることを防
ぐことができる。

【００５３】また、本実施形態の変形例として、目標値
調整の対象となる画像形成条件が複数種類ある場合に、
種類に応じた所定の順序でリセットを行っていくという
制御も好適である。例えば、現像電位とＡＤＣ制御の２
種類の目標値を制御している場合は、次のような基準に
従って目標値リセットの順序を決めることができる。

【００５４】基本的には、現像電位目標値のリセット
は、ＡＤＣ目標値のリセットよりも、画像形成処理に対
する影響が大きいので、両方の目標値が変更されている
ときにはＡＤＣ目標値を先にリセットすることが好適で
ある。すなわち、一般に、現像電位を変えた場合よりも
ＡＤＣ目標値を変えた場合の方が、現像性の変化は緩や
かであり、出力画質（濃度）等の変化も少なくて済むた
め、ＡＤＣ目標値を先にリセットする方が好適である。
また、現像電位をリセットすると現像性が急に変化し、
これによりＡＤＣ制御における制御用トナー像の像濃度
が急に変化し、この結果制御用トナー像濃度の現在値が
目標値から大きく外れ、制御用トナー像の作成不良と判
断されて、エラー処理が行われるなどの影響が考えられ
る。また例えば、現像電位リセットにより制御用トナー
像の濃度が濃くなると、ＡＤＣセンサ５の感度低下や出
力飽和などが発生しやすくなる。したがって、ＡＤＣ目
標値を先にリセットすることで、そのような問題をでき
るだけ避けることができる。

【００５５】ただし、現像電位の目標値の変更により現
像電位幅が小さくなっている場合、感光体等のムラによ
る電位変動が出力画像の濃度ムラとして目立ちやすくな
るので、この場合には現像電位の目標値からリセットす
ることが好適である。

【００５６】以上の考え方に沿ったリセット対象目標値
の選択処理の一例を図５に示す。この選択処理は、例え
ば図４のステップＳ４２とＳ４４の間で実行し、ステッ
プＳ４６やＳ５２では、その選択処理で選んだ方の目標
値に対してリセットを行うようにするなどの手順が可能
である。

【００５７】図５の手順では、まず現像電位とＡＤＣ目
標値の両方が初期値から変更されている状態かどうか判
定する（Ｓ６０）。変更されているのが一方だけなら
ば、それをリセットの対象に選択して（Ｓ６８）、ステ
ップＳ４４に移行する。現像電位とＡＤＣ目標値の両方
が変更されている場合は、次に現像電位幅が（上記の問
題が生じやすくなる所定値以下（これ以下になると上記
の問題が生じやすくなる）となっているか否かを判定す
る（Ｓ６２）。現像電位幅が所定値以下ならば、現像電
位の目標値をリセット対象に選んで（Ｓ６４）、ステッ
プＳ４４に進む。そして、現像電位幅が所定値より大き
ければ、ＡＤＣ目標値をリセット対象に選び（Ｓ６
６）、ステップＳ４４に進む。なお、図３のステップＳ
２８のリセットに関しても、同様の考え方でリセット対
象を選択することが可能である。

【００５８】図３〜図５に例示した制御処理はあくまで
一例であり、これ以外にも、上述した考え方に沿った範
囲内で様々な制御処理が可能である。

【００５９】例えば、以上の例では、１回のリセットタ
イミングでは、図５の手順に従って選択された１つの目
標値しかリセットされなかったが、この代わりに、１回
のリセットタイミングにおいて、現像電位や制御用トナ
ー像濃度などの複数の制御パラメータの目標値を、前述
の考え方に従った順序でリセットすることも可能であ
る。

【００６０】以上説明した例では、目標値制御対象の画
像形成条件が複数ある場合について、トナー濃度ＴＣが
目標値変更域に入ったときの目標値の変更の順序やその
変更量については特に説明しなかったが、これについて
は従来と同様でよい。もっとも現像電位の方が出力画像
の濃度等に与える影響が大きいので、好適な制御として
は、例えば、ＡＤＣ目標値を先に変更し、これを許容限
界まで変更した後更にトナー濃度ＴＣが悪化した場合に
初めて、現像電位を変更するという制御が考えられる。

【００６１】また、以上の例では、画像形成条件の目標
値を変更するのは、ＢＣＯや層形成不良などの重大な画
質欠陥が起こる可能性が高くなるところまでトナー濃度
が変化した場合であったが、そこまで変化する前に、予
防的に少量ずつ目標値を変更するという制御も好適であ
り、本実施形態の目標値リセット制御は、このような場
合にも当然適用できる。

【００６２】なお、以上では、現像電位やＡＤＣ制御
（制御用トナー像濃度）などの制御パラメータの目標値
を調整及びリセットする場合を例にとって説明したが、
当然ながら、目標値は固定として、制御パラメータの測
定値を加工（例えば、目標値を変更する方向とは逆方向
に、同じ量だけ測定値をオフセットするなど）すること
でも、同様の調整又はリセットの効果が得られる。この
制御パラメータの測定値加工による制御は、上述した目
標値変更による制御と等価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の画像形成装置の構成を示す図であ
る。

【図２】 実施形態での、トナー濃度に基づく目標値制
御の概要を説明するための図である。

【図３】 実施形態におけるトナー濃度に基づく目標値
制御の一例を示すフローチャートである。

【図４】 実施形態でのリセット制御の一例を示すフロ
ーチャートである。

【図５】 目標値制御の対象が複数ある場合において、
それらからリセット対象を選択する手順の一例を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 画像形成装置、２ 感光体、３ 現像器、４ 中間
転写体、５ ＡＤＣセンサ、６ トナー供給制御部、６
ａ 制御用トナー像濃度目標値（ＡＤＣ目標値）、７
トナー濃度センサ、８ トナー濃度リミット制御部、９
階調テーブル修正部、１０ 画像信号、１１ 画像処
理部、１１ａ 階調テーブル、１２ 制御用トナー画像
パターン発生器、１３ パルス幅変調回路、１４ レー
ザドライバ、１５ 露光装置、１６ 帯電器、１７ 目
標値調整部、１８ リセット処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 志野 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DD07 DE02 EA01 EA02 EA05 EA06 EB04 EC06 2H077 AA00 DA02 DA05 DA10 DA42 DA47 DA63 DB02 DB08 DB12 DB13 EA03 GA13

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像器内に収納された現像剤中のトナー
   を感光体に転移させることにより、該感光体上の静電潜
   像を現像して該感光体上にトナー像を形成し、該感光体
   上に形成されたトナー像を、最終的に所定の記録媒体上
   に転写することで該記録媒体上に画像を形成する画像形
   成装置であって、 前記現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手
   段と、 検出されたトナー濃度が、所定の画像形成条件変更不要
   範囲から逸脱した場合に、前記現像剤中のトナー濃度が
   該画像形成条件変更不要範囲に戻る方向に、所定の画像
   形成条件を変更する画像形成条件調整手段と、 前記画像形成条件調整手段で変更された画像形成条件を
   所定の初期条件値に向けてリセットする手段であって、
   前記画像形成条件変更不要範囲の内側に設定されたリセ
   ット許可範囲を有し、検出されたトナー濃度が該リセッ
   ト許可範囲から外れている場合は、該リセット処理を禁
   止する画像形成条件リセット手段と、 を備える画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置であって、 前記リセット許可範囲は、前記検出されたトナー濃度が
   前記画像形成条件変更不要範囲から逸脱したと判断され
   たときの、前記トナー濃度の値を基準に設定されること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の画像形成装置であ
   って、 前記画像形成条件リセット手段は、前記リセット処理が
   許可される場合に、画像形成処理が中断される所定のタ
   イミングを待って前記リセット処理を実行することを特
   徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の画像形成装置であ
   って、 前記画像形成条件リセット手段は、前記リセット処理が
   許可される場合に、その時点の前記画像形成条件の前記
   初期条件値からの偏差が第１の所定値以下である場合に
   は、画像形成処理実行中であっても前記リセット処理を
   実行し、該偏差が該第１の所定値より大きい場合は、画
   像形成処理が中断される所定のタイミングを待って前記
   リセット処理を実行することを特徴とする画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の画像形
   成装置であって、 前記画像形成条件リセット手段は、前記リセット処理が
   許可される場合に、その時点の前記画像形成条件の前記
   初期条件値からの偏差が第２の所定値以上である場合に
   は、その画像形成条件を、複数回に分けて段階的に前記
   初期条件値まで戻すことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載の画像形
   成装置であって、 前記画像形成条件リセット手段は、前記リセット処理が
   許可される場合に、所定規則に従ってリセット量を決定
   し、そのリセット量だけ前記画像形成条件を前記初期条
   件値の方向に戻すことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の画像形成装置であって、 前記リセット量は、過去のリセット処理時のリセット量
   とその時のリセットによるトナー濃度の変化率と、現時
   点のトナー濃度と、に基づき決定されることを特徴とす
   る画像形成装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の画像形
   成装置であって、 前記画像形成条件調整手段による変更の対象となる画像
   形成条件が複数種類ある場合、前記画像形成条件リセッ
   ト手段は、それら種類について予め定められている所定
   の順序に従って、それら各種類の画像形成条件を順にリ
   セットすることを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の画像形
   成装置であって、 前記画像形成条件調整手段による前記画像形成条件の変
   更の後、その変更の効果が現れたことを判断するための
   所定の条件が満足されるまでは、前記画像形成条件調整
   手段による画像形成条件の変更を禁止することを特徴と
   する画像形成装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれかに記載の画像
    形成装置であって、 前記画像形成条件リセット手段によるリセット処理の
    後、そのリセットの効果が現れたことを判断するための
    所定の条件が満足されるまでは、前記画像形成条件リセ
    ット手段によるリセット処理を禁止することを特徴とす
    る画像形成装置。
11. 【請求項１１】 現像器内に収納された現像剤中のトナ
    ーを感光体に転移させることにより、該感光体上の静電
    潜像を現像して該感光体上にトナー像を形成し、該感光
    体上に形成されたトナー像を、最終的に所定の記録媒体
    上に転写することで該記録媒体上に画像を形成する画像
    形成装置において、 前記現像剤中のトナー濃度を監視し、 該監視により検出されたトナー濃度が、所定の画像形成
    条件変更不要範囲から逸脱した場合に、前記現像剤中の
    トナー濃度が該画像形成条件変更不要範囲に戻る方向
    に、所定の画像形成条件を変更し、 前記画像形成条件がその所定の初期条件値から変更され
    ている場合には、該監視により検出されたトナー濃度
    が、前記画像形成条件変更不要範囲の内側に設定された
    リセット許可範囲内にある場合にのみ、前記画像形成条
    件を前記初期条件値に向けてリセットする、 画像形成方法。