JP2006106222A - 画像形成装置およびその現像バイアス値の設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に２つのトナーパッチをセンサ検出範囲内に作成し、画出し時に作像する現像バイアス値を精度よく設定すること。
【課題手段】複数のトナーパッチを作成し、光学センサ２０によってトナーパッチのトナー付着量を検出し、センサ検出範囲内にある２つの検出値に基づいて、トナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、それによって画像形成を行うとともに、算出された現像バイアス値を記憶部６３に記憶しておき、次回の画像形成時において、記憶部６３の内容に基づいてトナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を現像手段１３に設定してトナーパッチを作成し、その検出値がセンサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には現像バイアス値をさらにセンサ検出範囲内に入る方向に変更して再度トナーパッチを作成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置、および現像バイアス値の設定方法に関する。

一般に、画像形成装置においては、感光体およびトナーの疲労や経時変化、装置の周辺における温度や湿度の変化などに起因して、形成した画像の濃度が変化することがある。そこで、従来においては、帯電バイアス、現像バイアス、または露光量などを適宜調整することによって画像濃度を安定化する技術が種々提案されている。

例えば、感光体上や中間転写体上にトナーパッチを形成し、形成したトナーパッチのトナー付着量（濃度）を光学センサで検出し、その検出値から、最適の帯電バイアス、現像バイアス、または露光量などを求めて設定し、画像濃度を安定化する方法が提案されている（特許文献１）。

上に述べた従来の方法においては、トナー付着量を種々異ならせた複数のトナーパッチを形成し、それらの検出値から狙いの画像濃度を達成する現像条件が求められ、設定される。この場合において、狙いの画像濃度を達成するトナー付着量を光学センサの検出値から算出する際に、２つの検出値による２点から内挿によって求めるようになっている。
特開２００１−４２５８０

ところで、トナーパッチのトナー付着量を検出するための光学センサとして、低コスト品である正反射型光学センサがしばしば用いられる。

しかし、この正反射型光学センサは、トナー付着量が多くなるにしたがって感度が低下する。そのため、狙いの画像濃度を達成するトナー付着量に対しては感度がないことがほとんどである。つまり、目標とする画像濃度が高い場合、例えばトナーの面積率が１００パーセントのトナーバッチ（べたパッチ）では、トナー付着量が多いため正反射型光学センサは感度がほとんどなく、トナー付着量を検出することができない。したがって、この場合には、光学センサの２つの検出値による２点から内挿によって画出し時の現像バイアス値を求めることができない。そのため、この場合に、画出し時に狙いの濃度となるような現像バイアス値を設定することが困難であり、設定される現像バイアス値の精度が十分でないという問題がある。

この問題を解決するために、センサ検出範囲内にある２つのトナーパッチに基づいて現像特性傾きを求め、これを外挿して現像バイアス値を算出することが考えられる。

いずれの場合であっても、少なくとも２つのトナーパッチがセンサ検出範囲内に存在する必要がある。しかし、どのようにすれば２つのトナーパッチをセンサ検出範囲内に作成することができるかという問題がある。

もし極めて多くのトナーパッチを作成したり、センサ検出範囲内に入るまでトナーパッチの作成と検出とを繰り返すことができれば、センサ検出範囲が狭くてもそれは可能である。しかし、この方法は時間およびトナーの消費量の点から非現実的である。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、より確実に２つのトナーパッチをセンサ検出範囲内に作成し、画出し時に作像する現像バイアス値を精度よく設定することを目的とする。

本発明に係る方法は、感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置における現像バイアス値の設定方法であって、トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成する第１のステップと、所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出する第２のステップと、前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出する第３のステップと、算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶手段に記憶する第４のステップと、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定する第５のステップと、を有し、前記第１のステップにおいて、前回の第４のステップで記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出した現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲に入る方向に変更して前記現像手段に設定し、再度前記トナーパッチを作成する。

または、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの数を増して再度作成する。

また、前記第１のステップにおいて、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値の全部が前記センサ検出範囲を下回った場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を予め定められた上限値とすることによって算出し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値の全部が前記センサ検出範囲を上回った場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を予め定められた下限値とすることによって算出する。

好ましくは、前記第３のステップにおいて、求めた現像特性傾きを外挿することによって目標濃度となる現像バイアス値を算出する。

本発明に係る装置は、感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成し、所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出し、前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して画像形成を行うとともに、算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶手段に記憶しておき、次回の画像形成時において、前記記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲に入る方向に変更して再度前記トナーパッチを作成する。

また、現像手段の現像バイアス値を変化させてトナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成するように制御を行うトナーパッチ作成手段と、所定のセンサ検出範囲を有し前記トナーパッチのトナー付着量を検出するためのトナー付着量検出手段と、前記複数のトナーパッチについての前記トナー付着量検出手段による検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶する記憶手段と、前記算出手段によって算出された現像バイアス値を画像形成のために前記現像手段に設定する設定手段と、を有し前記トナーパッチ作成手段は、前記記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成するととも、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲内に入る方向に変更して前記現像手段に設定し、再度前記トナーパッチを作成する。

本発明によると、より確実に２つのトナーパッチをセンサ検出範囲内に作成し、画出し時に作像する現像バイアス値を精度よく設定することができる。

図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す正面図、図２は画像形成装置１における制御系統の構成の概略を示すブロック図である。

画像形成装置１は、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを組み合わせてフルカラー画像を形成し、また、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する。

図２に示すように、画像形成装置１は、メインコントローラ３、エンジンコントローラ４、エンジン部５を有する。ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ３に与えられると、メインコントローラ３からの指令に応じてエンジンコントローラ４がエンジン部５の各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。

メインコントローラ３およびエンジンコントローラ４は、それぞれＣＰＵ１１１，１２１を有し、ＲＡＭやＲＯＭなどの種々のメモリを用いて種々の処理や制御を行う。なお、図２において、ＣＰＵ１１１，１２１には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、画像メモリ、その他の周辺素子、および種々のインタフェースが含まれるが、図示は省略した。エンジンコントローラ４には、ＣＰＵ１２１の他に、パッチ作成モジュール１２２、画像信号切換部１２３、帯電バイアス発生部１２４、および現像バイアス発生部１２５などが設けられる。

図１に示すように、エンジン部５では、像担持体ユニットの感光体１１にトナー像を形成可能となっている。像担持体ユニットは、図１の矢印方向に回転可能な感光体１１を備えており、さらに感光体１１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電チャージャ１２、現像手段としての現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、およびクリーニング部１５がそれぞれ配置されている。帯電チャージャ１２は、帯電バイアス発生部１２４から高電圧が印加されており、感光体１１の外周面を均一に帯電させる。

そして、帯電チャージャ１２によって帯電された感光体１１の外周面に向けて、露光ユニット１４からレーザ光ＬＴが照射される。露光ユニット１４は、図２の画像信号切換部１２３と電気的に接続されており、画像信号切換部１２３を介して与えられる画像信号に応じてレーザ光ＬＴを感光体１１上に走査露光し、感光体１１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。

つまり、エンジンコントローラ４のＣＰＵ１２１からの指令Ｓ１に基づいて、露光ユニット１４がパッチ作成モジュール１２２と接続されるように画像信号切換部１２３が切り換えられると、パッチ作成モジュール１２２から出力されるパッチ画像信号Ｐ１が露光ユニット１４に与えられてパッチ画像が形成される。一方、露光ユニット１４がメインコントローラのＣＰＵ１１１と接続されるように画像信号切換部１２３が切り換えられると、外部装置から与えられた画像信号Ｄ１に応じてレーザ光ＬＴを感光体１１上に走査露光し、感光体１１上に画像信号Ｄ１に対応する静電潜像が形成される。

こうして形成された静電潜像は、現像部１３によってトナー現像される。すなわち、本実施形態では、現像部１３として、イエロ用の現像器１３Ｙ、シアン用の現像器１３Ｃ、マゼンタ用の現像器１３Ｍ、およびブラック用の現像器１３Ｋが、この順でロータリー形状で配置されている。これらの現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、それぞれ、回転するロータリー形状のラックに収納されている。エンジンコントローラ４からの指令Ｒ１に応じて、４つの現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋのうちの１つの現像器が選ばれ、ラックが回転することでその現像器が感光体１１に対向する位置へ移動する。現像器は、感光体１１側へ移動することで、感光体１１と適正な間隔で配置される。そして、現像バイアス発生部１２５によって高電圧が印加され、選択された色のトナーが感光体１１の表面に付着し、感光体１１上の静電潜像が顕在化する。

現像部１３で現像されたトナー像は、１次転写部ＴＳ１で転写ユニット１６の中間転写ベルト１８上に１次転写される。また、１次転写部ＴＳ１から周方向に進んだ位置には、クリーニング部１５が配置されており、１次転写後に感光体１１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。

次に、転写ユニット１６の構成について説明する。本実施形態では、転写ユニット１６は５つのローラ１７ａ〜１７ｅ、およびそれらのローラ１７ａ〜１７ｅに掛け渡された中間転写ベルト１８、および転写ローラ１７ｆによって構成されている。

中間転写ベルト１８には、転写バイアス発生部１２６から１次転写電圧が印加されている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体１１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト１８上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、給排紙ユニット２１の給紙部２２によってカセット、手差しトレイ、または増設カセットからシートＳを取り出して２次転写部ＳＴ２に搬送する。２次転写部ＳＴ２において、シートＳは、転写ローラ１７ｆによってカラー画像が２次転写され、フルカラー画像が形成される。また、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、感光体１１上にブラックトナー像のみを形成して中間転写ベルト１８上に転写し、これをカラー画像の場合と同様にして２次転写部ＳＴ２へ搬送されてきたシートＳに転写する。

なお、２次転写後に中間転写ベルト１８の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ１９によって除去される、ベルトクリーナ１９は、中間転写ベルト１８を挟んでローラ１７ｅと対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレードが中間転写ベルト１８に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。また、ローラ１７ｅの近傍には、後述するようにして中間転写ベルト１８の外周面に形成されるベタ黒の画像であるトナーパッチＴＰ（図４参照）の濃度（トナー付着量）を検出するための光学センサ２０が配置される。

転写ユニット１６によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユニット２１によって所定の給紙経路に沿って定着ユニット２５に搬送され、定着ユニット２５によって定着される。そして、シートＳはさらに給紙経路に沿って排紙部２３へ搬送される。

次に、画像形成装置１の現像バイアス設定機能における最大付着量制御について説明する。

図３は画像形成装置１における現像バイアス設定機能ＧＺの機能構成を示すブロック図である。

図３において、現像バイアス設定機能ＧＺは、本発明のトナーパッチ作成手段としてのトナーパッチ作成部６０、トナー付着量検出手段としての光学センサ２０、算出手段としての算出部６１、設定手段としての設定部６２、および記憶手段としての記憶部６３からなる。

トナーパッチ作成部６０は、現像器１３の現像バイアスを種々設定してトナー付着量の異なる複数のトナーパッチＴＰを、転写媒体である中間転写ベルト１８の表面に作成（または形成）するように制御を行う。

トナーパッチ作成部６０は、トナーパッチＴＰの作成のための現像バイアス値を算出するパッチバイアス算出部６０ｂ、パッチ作成モジュール１２２、および画像信号切換部１２３を含む。光学センサ２０は、所定のセンサ検出範囲を有し、トナーパッチＴＰのトナー付着量を検出する。

パッチバイアス算出部６０ｂは、最大付着量制御において、前回の最大付着量制御時または画像形成時に算出されて記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶部６３から読み出す。読み出した現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、トナーパッチＴＰの作成のための現像バイアス値を算出する。算出された現像バイアス値は、現像器１３に設定され、これによってトナーパッチＴＰが作成される。

算出部６１は、複数のトナーパッチＴＰについての光学センサ２０による検出値の中から、センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾き、およびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出する。その場合に、例えば、現像特性傾きを外挿しまたは内挿することによって、つまり２つの検出値による２点を結んで得られる現像特性傾き直線を外挿しまたは内挿することによって、現像バイアス値を算出する。

算出部６１は、また、複数のトナーパッチＴＰについての光学センサ２０による検出値の中で隣り合う検出値による２点から得られる現像特性傾きを求め、求められた現像特性傾きの平均の傾きを全体の現像特性傾きとすることもある。さらに、求められた現像特性傾きのうち、最小傾きを超える現像特性傾きのみを選択して平均を求めることもある。また、検出値の中でセンサ検出範囲であって最も大きい検出値の点を通る現像特性傾き直線を外挿することによって現像バイアス値を算出することもある。このように、算出部６１は種々の処理を行う。詳しくは後で図表やフローチャートを用いて説明する。

設定部６２は、算出部６１によって算出された現像バイアス値を、画像形成のために現像バイアス発生部１２５に設定する。また、パッチバイアス算出部６０ｂによって算出された現像バイアス値を、トナーパッチＴＰの作成のために現像バイアス発生部１２５に設定する。

記憶部６３は、算出部６１によって算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶する。

なお、パッチバイアス算出部６０ｂ、算出部６１、および設定部６２の機能は、ＣＰＵ１２１がプログラムを実行することによって実現される。しかし、その機能の一部を適当なハードウエア回路によって実現してもよい。また、パッチバイアス算出部６０ｂと設定部６２とはそれらの機能の一部が共用されていてもよい。

図４は中間転写ベルト１８に形成されたトナーパッチＴＰの例を示す図である。

図４において、中間転写ベルト１８に７つのトナーパッチＴＰ（ＴＰ１〜７）が形成されている。各トナーパッチＴＰ１〜７は互いに同じ大きさで同じ間隔で並んでおり、それぞれ、パッチ幅ＷＰ、パッチ長さＬＰ、およびパッチ間距離ＫＰを有している。第１番のトナーパッチＴＰ１の先端側左端が書き出し位置ＫＴである。

次に、算出部６１による現像バイアス値の算出方法について説明する。

図５は現像バイアス値を決定するための最大付着量制御の大まかな流れを示すフローチャート、図６はパッチＤｕｔｙの求め方を説明するための図、図７は現像特性の例を示す図、図８はパッチＤｕｔｙの算出の方法を説明するための図、図９は適正なトナー付着量の例を説明する図である。

まず、トナーパッチＴＰについて説明する。

上に述べたように、トナーパッチＴＰは、トナー濃度を調整するための所定の形状をしたベタ黒の画像である。面積率が１００％のトナーパッチＴＰを現像するときの現像バイアス値がパッチＤｕｔｙ（ＶＧｐ）である。パッチＤｕｔｙは、ＡＣ成分のＤｕｔｙを指していて、プラスとマイナス成分が同じ割合のときを５０％とする。Ｌｏｗ−Ｄｕｔｙが大きくなれば現像されるトナー付着量は増加し、小さくなれば減少する。

図６（Ａ）（Ｂ）において、横軸が現像バイアス値ＶＧ、縦軸がトナー付着量である。現像バイアス値ＶＧは、０〜２５５の２５６段階のレベル値として示されている。各レベルが実際に何ボルトに相当するかは、現像バイアス発生部１２５における電圧調整によるものであるが、これらはトータル的に管理されている。トナー付着量は、トナーパッチＴＰや通常の画像におけるトナーの濃度ＴＤである。トナー付着量は、光学センサ２０による検出値ＫＳに対応する。なお、本実施形態では、検出値ＫＳとしてトナーパッチＴＰの透過濃度が用いられる。

図６（Ａ）（Ｂ）には、横軸上に、各トナーパッチＴＰ１〜７のそれぞれのパッチＤｕｔｙ（ＤＰ１〜ＤＰ７）が示されている。各パッチＤｕｔｙによって形成されたトナーパッチＴＰ１〜７のトナー付着量の検出値ＫＳ１〜７が、それぞれの横軸位置に対応して示されている。また、光学センサ２０のセンサ検出範囲の上限ＪＧ（ＴＤｓｍａｘ）および下限ＫＧ（ＴＤｓｍｉｎ）、並びに濃度の目標値ＭＨ（ＴＤｔ）が示されている。

なお、上限ＪＧは、光学センサ２０の感度の上限に対応する濃度ＴＤである。下限ＫＧは、画像ムラが発生しない濃度ＴＤである。つまり、現像バイアス値を小さくしていくと、トナー付着量が減少していき、これにしたがってトナーパッチＴＰの濃度ムラが発生する。そのため、光学センサ２０によるトナー付着量の検出に適さなくなる。これらのことに起因して、センサ検出範囲が存在し、濃度ＴＤがセンサ検出範囲内にあるトナーパッチＴＰを形成する必要がある。

最大付着量制御では、画像濃度の目標値ＭＨに対応する現像バイアス値ＶＧｍ（Ｄｕｔｙｔ）を求めることが目的である。目標の現像バイアス値ＶＧｍは、実際に画出し時に使用する現像バイアスの設定値であり、現像Ｄｕｔｙまたは設定Ｄｕｔｙとも言う。

最大付着量制御の手順は、図５に示すように、各トナーパッチＴＰ１〜７の形成時の現像バイアス値（パッチＤｕｔｙ）ＶＧｐを決定し（＃１１）、その現像バイアス値ＶＧｐによって実際にトナーパッチＴＰ１〜７を形成して検出値ＫＳ１〜７を求め（＃１２）、検出値ＫＳ１〜７に基づいて目標の現像バイアス値（現像Ｄｕｔｙ）ＶＧｍを決定する（＃１３）。以下、詳細に説明する。

まず、ステップ＃１１において、トナーパッチＴＰの個数およびパッチＤｕｔｙを決定する。本実施形態では７つのトナーパッチＴＰ１〜７を形成するが、２つ以上であれば、６つ以下または８つ以上でもよい。パッチＤｕｔｙは、光学センサ２０のセンサ検出範囲を考慮して、最大濃度がその上限ＪＧの近辺にくるように、可能な限り上限ＪＧ内に入るようにし、各トナーパッチＴＰ１〜７が低い濃度からほぼ等間隔で配置されるようにすればよい。

次に、各パッチＤｕｔｙ（ＤＰ１〜７）の算出の方法を説明する。

図７において、センサ検出範囲ＳＨは、トナー付着量の上限ＪＧと下限ＫＧで囲まれる範囲である。現像特性が２つの直線ＴＹ１，２で表されている。直線ＴＹ２がセンサ検出範囲ＳＨを通過している。直線ＴＹ２の傾き、つまり現像特性傾きを「ａ」とする。

したがって、直線ＴＹ２を確実に特定できるようにするためには、２つのトナーパッチＴＰのトナー付着量が下限ＫＧから上限ＪＧの範囲に入っていればよい。上限のトナー付着量をＴＤｓｍａｘ、下限のトナー付着量をＴＤｓｍｉｎとする。２つのトナーパッチＴＰのトナー付着量をセンサ検出範囲ＳＨ内に入れるためには、複数のパッチＤｕｔｙの間隔（パッチステップ）ｄｓｔｅｐを、次の式（１）を満たすように決めればよい。

ｄｓｔｅｐ＝０．５×（ＴＤｓｍａｘ−ＴＤｓｍｉｎ）／ａ ……（１）
つまり、上の式（１）のようにパッチステップｄｓｔｅｐを決めれば、複数のトナーパッチＴＰを等間隔で作成し、且つセンサ検出範囲ＳＨを通過するように作成することによって、センサ検出範囲ＳＨ内に少なくとも２つのトナーパッチＴＰが作成される。

しかし、最大付着量制御を実行するときに、その時点における現像特性傾きは分からないので、前回に最大付着量制御を行ったときの現像特性傾きを「ａ」として用いる。また、前回の現像特性傾きと、今回に最大付着量制御を実行するときの現像特性傾きとの差の最大値を「ａｅ」とする、上の式（１）は次の式（２）のように表される。

ｄｓｔｅｐ＝０．５×（ＴＤｓｍａｘ−ＴＤｓｍｉｎ）／（ａ＋ａｅ） ……（２）
ここで、「ａ＋ａｅ」は、今回の最大付着量制御のときに想定される最大の現像特性傾きである。なお、今回の最大付着量制御のときに想定される最小の現像特性傾きを「ａ−ａｅ」とする。以下において、「ａ＋ａｅ」、「ａ−ａｅ」を、それぞれ、「ａｍａｘ」、「ａｍｉｎ」と記載することがある。

次に、センサ検出範囲ＳＨ内に入る２点を確実に求めるためのトナーパッチＴＰのパッチＤｕｔｙの範囲を求める。そのような範囲のパッチＤｕｔｙの最大値をＭＡＸＤｕｔｙ、最小値をＭＩＮＤｕｔｙとする。

図８を参照して、トナーパッチＴＰの濃度ＴＤの目標値をＴＤｔ、前回に最大付着量制御を行ったときのトナーパッチＴＰの濃度ＴＤとの差の最大値をＴＤｅ、前回に最大付着量制御を行ったときの現像バイアス値（現像Ｄｕｔｙ）ＶＧｍを「ｄ」とすると、最大値ＭＡＸＤｕｔｙおよび最小値ＭＩＮＤｕｔｙは、次の式（３）（４）で示される。

ＭＩＮＤｕｔｙ＝〔ＴＤｓｍｉｎ−（ＴＤｔ＋ＴＤｅ）
＋（ａ−ａｅ）×ｄ〕／（ａ−ａｅ） ……（３）
ＭＡＸＤｕｔｙ＝〔ＴＤｓｍａｘ−（ＴＤｔ−ＴＤｅ）
＋（ａ＋ａｅ）×ｄ〕／（ａ＋ａｅ） ……（４）
ここで、（ＴＤｔ＋ＴＤｅ）および（ＴＤｔ−ＴＤｅ）は、最大付着量制御時に想定される最大のトナー付着量（ＴＤｔｍａｘ）と最小のトナー付着量（ＴＤｔｍｍｉｎ）である。目標値ＴＤｔは、上に述べた目標値ＭＨと同じである。

すなわち、ＭＩＮＤｕｔｙは、最小の現像特性傾き（ａ−ａｅ）を持った直線ＴＹ２ｍｉｎとトナー付着量ＴＤｓｍｉｎの直線との交点ＰＴ１に対応する現像バイアス値であり、ＭＡＸＤｕｔｙは、最大の現像特性傾き（ａ＋ａｅ）を持った直線ＴＹ２ｍａｘとトナー付着量ＴＤｓｍａｘの直線との交点ＰＴ２に対応する現像バイアス値である。

なお、図８に示すように、直線ＴＹ２ｍｉｎは、最大のトナー付着量ＴＤｔｍａｘの直線と前回の最大付着量制御を行ったときの現像バイアス値ＶＧｍである「ｄ」との交点Ｐ３を通り、直線ＴＹ２ｍａｘは、最小のトナー付着量ＴＤｔｍｉｎの直線と前回の最大付着量制御を行ったときの現像バイアス値ＶＧｍである「ｄ」との交点Ｐ４を通る。

次に、トナーパッチＴＰの最適個数ｐを求める。最適個数ｐは、パッチＤｕｔｙの範囲を決める最大値ＭＡＸＤｕｔｙと最小値ＭＩＮＤｕｔｙ、およびパッチステップｄｓｔｅｐから、次の式（５）で求められる。

ｐ＝（ＭＡＸＤｕｔｙ−ＭＩＮＤｕｔｙ）／ｄｓｔｅｐ＋１ ……（５）
つまり、パッチＤｕｔｙの範囲をパッチＤｕｔｙの間隔であるパッチステップｄｓｔｅｐで除し、これに１を加えたものが最適個数ｐである。最適個数ｐは、必要な最小の個数である。

次に、トナーパッチＴＰを作成するときのパッチＤｕｔｙを求める。なお、本実施形態においては、７つのトナーパッチＴＰを形成するが、７つのトナーパッチＴＰによってパッチＤｕｔｙの範囲をカバーできることが分かっている。７つのトナーパッチＴＰのパッチＤｕｔｙをそれぞれＤＰ１〜ＤＰ７とすると、それぞれ次の式（６）で求められる。

ＤＰ１＝ＤＰ７−６×ｄｓｔｅｐ
ＤＰ２＝ＤＰ７−５×ｄｓｔｅｐ
ＤＰ３＝ＤＰ７−４×ｄｓｔｅｐ
ＤＰ４＝ＤＰ７−３×ｄｓｔｅｐ
ＤＰ５＝ＤＰ７−２×ｄｓｔｅｐ
ＤＰ６＝ＤＰ７−１×ｄｓｔｅｐ
ＤＰ７＝ＭＡＸＤｕｔｙ ……（６）
つまり、最もトナー付着量の多いトナーパッチＴＰ７のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ７）をパッチＤｕｔｙの最大値（上限値）ＭＡＸＤｕｔｙとし、それ以外のトナーパッチＴＰ６〜１のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ６〜１）を、それぞれ、最大値ＭＡＸＤｕｔｙからパッチステップｄｓｔｅｐを順次差し引いた値とする。このようにして、各トナーパッチＴＰのパッチＤｕｔｙが決定される。

次に、図５のステップ＃１２において、決定したパッチＤｕｔｙによってトナーパッチＴＰ１〜７を形成し、それを光学センサ２０で検出し、その出力値から検出値ＫＳ１〜７を求め、検出値ＫＳ１〜７を図６（Ａ）に示すように図表中にプロットする。

トナーパッチＴＰの検出値ＫＳは、上に述べたように濃度（透過濃度）ＴＤであり、各トナーパッチＴＰ１〜７のパッチＤｕｔｙと濃度ＴＤ１〜７との対応は次のとおりである。

ＴＤ１ ： トナーパッチＴＰ１のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ１）に対応する濃度
ＴＤ２ ： トナーパッチＴＰ２のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ２）に対応する濃度
ＴＤ３ ： トナーパッチＴＰ３のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ３）に対応する濃度
ＴＤ４ ： トナーパッチＴＰ４のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ４）に対応する濃度
ＴＤ５ ： トナーパッチＴＰ５のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ５）に対応する濃度
ＴＤ６ ： トナーパッチＴＰ６のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ６）に対応する濃度
ＴＤ７ ： トナーパッチＴＰ７のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ７）に対応する濃度
ＴＤｔ ： 目標とする画像のトナー付着量による濃度
これら、濃度ＴＤ１〜７は別途準備された図示しないテーブル（濃度テーブル）から求めることができる。この場合の濃度テーブルの値は、耐久カウントと環境（絶対湿度）によって変わるので、耐久・環境補正した濃度値を用いるのが好ましい。

すなわち、上にように決定したパッチＤｕｔｙに基づいてトナーパッチＴＰ１〜７を作成し、これを光学センサ２０で検出すると、例えば図６（Ｂ）に示すように、各トナーパッチＴＰ１〜７の濃度ＴＤの検出値ＫＳ１〜７が得られる。検出値ＫＳ１〜７のうちの少なくとも２つは、センサ検出範囲ＳＨに入っている。この場合に、基本的には、そのうち、上限ＪＧおよび下限ＫＧに最も近い２つの検出値ＫＳを、検出値ＴＤｈ、ＴＤｂとして選択する。図６（Ｂ）の例では、３つの検出値ＫＳ４〜６がセンサ検出範囲ＳＨに入っており、そのうちの検出値ＫＳ４およびＫＳ６が選択される。選択された２つの検出値ＫＳ４，６の点を通る直線ＴＹを引く。この直線ＴＹは上に述べた現像特性傾き直線である。そして、検出値ＫＳ４，６の２点を外挿した点、つまり直線ＴＹと目標値ＭＨ（目標値ＴＤｔ）の線との交点から、目標の現像バイアス値ＶＧｍ（Ｄｕｔｙｔ）を求める。

このように、センサ検出範囲ＳＨ内の検出値ＫＳを用い、外挿によってセンサ検出範囲外の濃度ＴＤについての目標の現像バイアス値ＶＧｍを求めるので、目標の濃度ＴＤｔ（目標値ＭＨ）が光学センサ２０のセンサ検出範囲を外れて大きくても、適正なトナー付着量のトナーパッチＴＰを用いて精度よく現像バイアス値ＶＧｍを求めて設定することができる。

しかも、上に述べたようにパッチＤｕｔｙを決定することによって、少なくとも２つのトナーパッチＴＰをセンサ検出範囲ＳＨ内に作成することができ、画出し時に作像する現像バイアス値を精度よく設定することができる。

しかし、上のようにパッチＤｕｔｙを決定した場合であっても、現像特性その他の特性が想定外に変化した場合に、トナーパッチＴＰの検出値ＫＳがセンサ検出範囲ＳＨ内に２つ入らないこともある。例えば、センサ検出範囲ＳＨ内に検出値ＫＳが１つしか入らない場合、１つも入らない場合、または、２つ入っても傾きが負になって正常ではない場合などである。その場合には次のようにする。
（１） さらにセンサ検出範囲ＳＨ内に入る方向に現像バイアス値を変更して再度トナーパッチＴＰを作成する。
（２） または、トナーパッチＴＰの数を増して再度作成する。
（３） 検出値の全部がセンサ検出範囲ＳＨを下回った場合には、現像バイアス値を予め定められた上限値（設定上限、ＭＡＸＤｕｔｙ）として、再度トナーパッチＴＰを作成する。
（４） 検出値の全部がセンサ検出範囲ＳＨを上回った場合には、現像バイアス値を予め定められた下限値（設定下限、ＭＩＮＤｕｔｙ）として、再度トナーパッチＴＰを作成する。

このように、センサ検出範囲ＳＨ内に正常に入るように現像バイアス値を算出し直して再度トナーパッチＴＰを作成するか、または、再度、トナーパッチＴＰの数を増して作成する。これによって、２つのトナーパッチＴＰをセンサ検出範囲ＳＨ内に作成することがより一層確実となる。

なお、トナーパッチＴＰの個数を増やすには、現像バイアス値の設定可能な範囲（パッチＤｕｔｙの範囲）をパッチＤｕｔｙの間隔であるパッチステップｄｓｔｅｐで割った値を、トナーパッチＴＰの個数とする。その場合に、パッチステップｄｓｔｅｐを所定の割合で減少させてもよい。その個数分について、現像バイアス値の下限値から順次パッチステップｄｓｔｅｐを加算していったパッチＤｕｔｙによって現像し、それを検出する方法で最大付着量制御を行う。トナーパッチＴＰの個数は限定されない。最初においてトナーパッチＴＰの個数が２以上であればいくつでもよい。

なお、トナーパッチＴＰについて適正なトナー付着量とは、図９を参照して示す次の２つの条件を満たすトナー付着量である。
（１） 光学センサ２０のセンサ検出範囲内（感度内）であるトナー付着量。
（２） ２つの直線ＹＴ１，２で表される現像特性の中で２つ目の直線ＹＴ２のトナー付着量。

さて、上に述べた算出方法では検出値ＫＳのバラツキが大きく画出し時の最大濃度の決定精度が悪い場合には、次に説明する別の算出方法が有効である。

つまり、全ての検出値ＫＳ１〜７に対して、隣り同士の検出値ＫＳについて、その傾きを求める。このときにはセンサ検出範囲内という条件は設けない。そして、得られた６つの傾きのうち、設定された最小傾き以下のものを除外し、残りの傾きについて平均値を求める。求めた平均値を現像特性傾きとして、最大の検出値ＫＳ７を通る直線ＴＹを引く。直線ＴＹと目標値ＭＨの線との交点から、目標の現像バイアス値ＶＧｍを得る。

ところで、上のようなパッチＤｕｔｙの決定方法によると、２つのトナーパッチＴＰをセンサ検出範囲ＳＨ内に作成することがより確実になるが、常にそうであるとは限らない。例えば、センサ検出範囲ＳＨ内に入る検出値ＫＳが１つのみであった場合には、その１つの検出値ＫＳと、それ以外の検出値ＫＳで上限ＪＧまたは下限ＫＧに最も近い検出値ＫＳとを用い、上と同様に外挿によって目標の現像バイアス値ＶＧｍを求める。

また、センサ検出範囲ＳＨ内に入る検出値ＫＳが１つも存在しなかった場合には、前回に設定された現像バイアス値ＶＧｍを今回の現像Ｄｕｔｙとする。また、外挿のための２つの検出値ＫＳが求まった場合でも直線ＴＹの傾きが負の場合には、前回に設定された現像バイアス値ＶＧｍを今回の現像Ｄｕｔｙとする。

したがって、外挿のための２つの検出値ＫＳが求まり、直線ＴＹの傾きが正である場合に、外挿により求められた現像バイアス値ＶＧｍを今回の現像Ｄｕｔｙとすることになる。求めた現像バイアス値ＶＧｍおよび現像特性傾きは、上に述べたように記憶部６３に記憶され、次回の最大付着量制御において、前回の値として用いられる。つまり、今回の現像バイアス値ＶＧｍは、次回の最大付着量制御時において、前回設定の現像バイアス値ＶＧｍとして、つまり前回に最大付着量制御を行ったときの現像Ｄｕｔｙ「ｄ」として用いられる。今回の現像特性傾きは、次回の最大付着量制御時において、前回の現像特性傾きとして用いられる。

なお、求められた現像Ｄｕｔｙが設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）を超えた場合には、設定上限Ｄｕｔｙを現像Ｄｕｔｙとする。

このような最大付着量制御は、光学センサ２０のセンサ検出範囲ＳＨが狙いのトナー付着量をカバーしていない場合に実施する。したがって、例えば、光学センサ２０がブラック（Ｋ）における狙いのトナー付着量をカバーしていない場合には、ブラック（Ｋ）についてのみ最大付着量制御を実施する。イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色全部について狙いのトナー付着量をカバーしていない場合には、全部のカラーについて最大付着量制御を実施する。

次に、最大付着量制御について、フローチャートを参照して説明する。

図１０および図１１は７つのトナーパッチＴＰのパッチＤｕｔｙを決定する処理を示すフローチャート、図１２は７つのトナーパッチＴＰの検出値ＫＳを規格化する処理を示すフローチャート、図１３および図１４は現像バイアス値の算出処理を示すフローチャート、図１５ないし図１７はトナーパッチＴＰのパッチＤｕｔｙを決定する処理の他の例を示すフローチャート、図１８および図１９は現像バイアス値の算出処理の他の例を示すフローチャートである。

図１０および図１１において、最大付着量制御が開始されると、最初に、トナーなどの消耗品が新品であるがどうかが判断される（＃２１）。消耗品が新品であると判断がされた場合には（＃２１でイエス）、前回の現像特性傾き（＝ａ）と前回の現像バイアス値（＝ｄ）とをそれぞれ初期値とする（＃２２，２３）。

ステップ＃２１でノーの場合には、環境の変化の程度を判断する（＃２４）。環境が前回の最大付着量制御時から大きく変わっていた場合には（＃２４でイエス）、現像特性傾きａと現像バイアス値ｄの２つの値を初期値とする（＃２５，２６）。

ステップ＃２４でノーの場合には、記憶部６３に記憶されている前回の最大付着量制御時の現像特性傾きおよび現像バイアス値ＶＧｍを読み出し、前回の現像特性傾きおよび前回の現像バイアス値ＶＧｍとする（＃２７，２８）。

次に、最小のトナー付着量ＴＤｔｍｍｉｎ、センサ検出範囲の上限ＴＤｓｍａｘおよび下限ＴＤｓｍｉｎ、および現像特性傾きとの差の最大値ａｅをそれぞれ設定する（＃２９〜３２）。その場合に、最小のトナー付着量ＴＤｔｍｍｉｎには、前回の最大付着量制御から想定されるトナー付着量のずれを想定した最大付着量制御時の最小付着量相当の濃度ＴＤを設定する。センサ検出範囲の上限ＴＤｓｍａｘには、検出に使用している光学センサ２０の感度の上限ＪＧのトナー付着量相当の濃度ＴＤを設定する。下限ＴＤｓｍｉｎには、画像ムラの発生しない最小付着量相当の濃度ＴＤを設定する。差の最大値ａｅには、前回の最大付着量制御から想定される現像特性傾きのずれの最大値を設定する。

そして、「ａｍａｘ」を（ａ＋ａｅ）として求め（＃３３）、「ｄｓｔｅｐ」を上の式（１）により求め（＃３４）、ＤＰ７（＝ＭＡＸＤｕｔｙ）を上の式（４）により求める（＃３５）。さらに、各トナーパッチＴＰ１〜６のそれぞれのパッチＤｕｔｙ（ＤＰ１〜ＤＰ６）を、上の式（６）によって求める（＃３６〜４１）。

図１２において、得られたパッチＤｕｔｙによって現像することにより、トナーパッチＴＰを形成し、それらを光学センサ２０で検出する（＃５１）。検出した検出値ＫＳを規格化する（＃５２）。

図１３および図１４において、トナーパッチＴＰ１〜７を形成した後、光学センサ２０で検出し、検出値ＫＳ１〜７を得る。これによって、各トナーパッチＴＰ１〜７の濃度ＴＤ１〜７を得る（＃６１）。光学センサ２０のセンサ検出範囲の上限ＪＧおよび下限ＫＧを、変数ＴＤｓｍａｘ、ＴＤｓｍｉｎにそれぞれ設定する。また、目標とする画像のトナー付着量による濃度（目標濃度）ＴＤｔを設定する（＃６２）。

次に、検出された７つの濃度ＴＤ１〜７のうち、ＴＤｓｍａｘ以下でＴＤｓｍｉｎ以上が２つ以上であれば（＃６３でノー、＃６４でイエス）、それらの点の中から２つの点（Ｄｕｔｙｂ、ＴＤｂ）、（Ｄｕｔｙｈ、ＴＤｈ）を次のように決定する（＃６５）。

ＴＤｂ＝ＴＤｓｍｉｎに最も近い濃度の中で最小Ｄｕｔｙの濃度（検出値）
ＴＤｈ＝ＴＤｓｍａｘに最も近い濃度の中で最大Ｄｕｔｙの濃度（検出値）
Ｄｕｔｙｂ＝ＴＤｂに選ばれた濃度のＤｕｔｙ
Ｄｕｔｙｈ＝ＴＤｈに選ばれた濃度のＤｕｔｙ
なお、Ｄｕｔｙｂ、ＴＤｂ、Ｄｕｔｙｈ、ＴＤｈについては、図６を参照のこと。

そして、Ｘ，Ｙを、
Ｘ＝Ｄｕｔｙｈ−Ｄｕｔｙｂ
Ｙ＝ＴＤｈ−ＴＤｂ
として求める（＃６６）。現像特性傾きＡを、Ｙ／Ｘによって求める（＃６７）。始点（ｘ，ｙ）を、（Ｄｕｔｙｈ，ＴＤｈ）によって求める（＃６８）。現像特性傾きＡが正である場合に（＃６９でイエス）、始点（ｘ，ｙ）および現像特性傾きＡから、目標濃度ＴＤｔを達成する現像Ｄｕｔｙ（Ｄｕｔｙｔ）を求める（＃７０）。

現像Ｄｕｔｙがｄｍａｘ（設定上限Ｄｕｔｙ）よりも大きくない場合に（＃７１でノー）、ステップ＃６７で求めた現像特性傾きＡを、前回の現像特性傾きとして記憶部６３に上書きする（＃７２）。今回の現像Ｄｕｔｙとして、Ｄｕｔｙｔを設定する（＃７３）。

また、ステップ＃７１で現像Ｄｕｔｙがｄｍａｘよりも大きい場合には、ｄｍａｘを現像Ｄｕｔｙとする（＃７４）。

ステップ＃６３で、ＴＤｓｍａｘ以下でＴＤｓｍｉｎ以上が１つだけであれば（＃６３でイエス）、ＴＤｓｍｉｎ未満、ＴＤｓｍａｘ以上の点から、ＴＤｎｓｍｉｎ、ＴＤｎｓｍａｘを、次のように決定する（＃７５）。

ＴＤｎｓｍｉｎ＝ＴＤｓｍｉｎに最も近い濃度（検出値）
ＴＤｎｓｍａｘ＝ＴＤｓｍａｘに最も近い濃度（検出値）
そして、次の条件、
ＴＤｓｍｉｎ−ＴＤｎｓｍｉｎ≦ＴＤｎｓｍａｘ−ＴＤｓｍａｘ
が成り立てば（＃７６でイエス）、ＴＤｓｍｉｎ以上、ＴＤｓｍａｘ以下の１点から、（Ｄｕｔｙｈ，ＴＤｈ）を次のように決定する（＃７７）。

ＴＤｈ＝ＴＤｓｍｉｎ以上、ＴＤｓｍａｘ以下の１点の濃度（検出値）
Ｄｕｔｙｈ＝ＴＤｓｍｉｎ以上、ＴＤｓｍａｘ以下の１点の現像Ｄｕｔｙ
そして、（Ｄｕｔｙｂ，ＴＤｂ）を次のように決定する（＃７８）。

ＴＤｂ＝ＴＤｎｓｍｉｎ
Ｄｕｔｙｂ＝ＴＤｎｓｍｉｎに選ばれた点の現像Ｄｕｔｙ
また、ステップ＃７６で条件が成り立たなければ、ＴＤｓｍｉｎ以上、ＴＤｓｍａｘ以下の１点から、（Ｄｕｔｙｂ，ＴＤｂ）を次のように決定する（＃８１）。

ＴＤｂ＝ＴＤｓｍｉｎ以上、ＴＤｓｍａｘ以下の１点の濃度（検出値）
Ｄｕｔｙｂ＝ＴＤｓｍｉｎ以上、ＴＤｓｍａｘ以下の１点の現像Ｄｕｔｙ
そして、（Ｄｕｔｙｈ，ＴＤｈ）を次のように決定する（＃８２）。

ＴＤｈ＝ＴＤｎｓｍａｘ
Ｄｕｔｙｈ＝ＴＤｎｓｍａｘに選ばれた点の現像Ｄｕｔｙ
ステップ＃６３および６４で、ＴＤｓｍａｘ以下でＴＤｓｍｉｎ以上が１つもなければ（＃６３、６４でノー）、前回に設定された現像バイアス値ＶＧｍを今回の設定Ｄｕｔｙとする（＃８５）。

次に、最大付着量制御の他の例のフローチャートを説明する。

まず、図１５ないし図１７に示すフローチャートについて説明する。これらの図のステップ＃１０１〜１２１については、図１０ないし図１３のステップ＃２１〜４１と同じである。つまり、ステップ＃１２１までにおいて、各トナーパッチＴＰ１〜７のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ１〜ＤＰ７）を求める。

そして、求めたパッチＤｕｔｙ（ＤＰ１〜ＤＰ７）について、しきい値ＤＰｍｉｎよりも小さいか、またはしきい値ＤＰｍａｘよりも大きいかをチェックする（＃１３１〜１３５）。しきい値ＤＰｍｉｎよりも小さい場合にはそのパッチＤｕｔｙをしきい値ＤＰｍｉｎとし（＃１３７）、しきい値ＤＰｍａｘよりも大きい場合にはそのパッチＤｕｔｙをしきい値ＤＰｍａｘとする（＃１３６）。ここでは、しきい値ＤＰｍｉｎ，ＤＰｍａｘとして、現像器１３の設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ＝ＭＩＮＤｕｔｙ），設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ＝ＭＡＸＤｕｔｙ）を用いる。

その後、パッチＤｕｔｙについて、現像器１３の設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）に等しい個数および設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）に等しい個数を、それぞれカウンタｃｎｔｍｉｎ，ｃｎｔｍａｘによりカウントする（＃１３８〜１４４）。したがって、カウンタｃｎｔｍｉｎ，ｃｎｔｍａｘの値は、それぞれ、設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）よりも小さい個数、設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）よりも大きい個数を示す。

設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）よりも小さい個数が「５」以上であれば（＃１６７でイエス）、パッチＤｕｔｙ（ＤＰ１）を設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）とし（＃１５６）、他のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ２〜７）に対しては、設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）にパッチステップｄｓｔｅｐを順次加算していく（＃１５７〜１６２）。

これとは逆に、設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）よりも大きい個数が「５」以上であれば（＃１６８でイエス）、パッチＤｕｔｙ（ＤＰ７）を設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）とし（＃１５５）、他のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ１〜６）に対しては、設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）からパッチステップｄｓｔｅｐを順次差し引く（＃１４９〜１５４）。

図１８および図１９において、ステップ＃２０１〜２２２については、図１３および図１４のステップ＃６１〜８２と同じである。

ステップ＃２０４および２０３で、ＴＤｓｍａｘ以下でＴＤｓｍｉｎ以上が１つもなければ（＃２０３、２０４でノー）、ステップ＃２３１以降を実行する。

すなわち、トナーパッチＴＰ１〜７の濃度ＴＤ１〜７が全てＴＤｓｍｉｎ未満であれば（＃２３１でイエス）、設定Ｄｕｔｙに設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）を設定する（＃２３４）。トナーパッチＴＰ１〜７の濃度ＴＤ１〜７が全てＴＤｓｍａｘ以上であれば（＃２３１でノー、＃２３２でイエス）、設定Ｄｕｔｙに設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）を設定する（＃２３５）。トナーパッチＴＰ１〜７の濃度ＴＤ１〜７がＴＤｓｍａｘ以上とＴＤｓｍｉｎ未満とに別れていれば（＃２３１、２３２でノー）、設定Ｄｕｔｙに、設定上限Ｄｕｔｙ（ｄｍａｘ）と設定下限Ｄｕｔｙ（ｄｍｉｎ）との中間の値を設定する（＃２３３）。

そして、得られた目標値Ｄｕｔｙｔを現像バイアス値ＶＧｍとして設定し（＃２３６）、その後、、再度、最大付着量制御を行う。つまり、ステップ＃２３６の後、最大付着量制御の最初の処理であるパッチＤｕｔｙの決定のための処理、例えば図１５〜図１７に示すフローチャートに移行する（＃２３７）。移行後における再度の最大付着量制御では、ステップ＃２３６で設定された現像バイアス値に基づいてパッチＤｕｔｙを算出し直し、再度、同数のまたは増加した数のトナーパッチＴＰを作成することとなる。

上に述べたように、本実施形態の画像形成装置１によると、現像バイアス値ＶＧを決定する際に、狙いの画像濃度を達成するトナー付着量に対しては感度が極端に低くまたは感度がない光学センサ２０を用いた場合であっても、少なくとも２つ以上のトナーパッチＴＰの検出値ＫＳに基づいて、精度よく目標濃度を達成する現像バイアス値ＶＧｍを決定し設定することができる。

そして、上の実施形態によれば、少なくとも２つのトナーパッチＴＰをセンサ検出範囲ＳＨ内に作成することができる。これらによって、画出し時に作像する現像バイアス値を精度よく設定することができる。

上に述べた実施形態においては、式（６）に示すように、パッチＤｕｔｙ（ＤＰ７）を最大値ＭＡＸＤｕｔｙとし、それ以外のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ６〜１）を、それぞれ、最大値ＭＡＸＤｕｔｙからパッチステップｄｓｔｅｐを順次差し引いた値とした。これは上のフローチャートで言えばステップ＃１４９〜１５５の処理に対応する。しかし、これとは逆に、上のフローチャートのステップ＃１５６〜１６２のように、パッチＤｕｔｙ（ＤＰ１）を最小値ＭＩＮＤｕｔｙとし、それ以外のパッチＤｕｔｙ（ＤＰ２〜７）を、それぞれ、最小値ＭＩＮＤｕｔｙにパッチステップｄｓｔｅｐを順次加算した値としてもよい。

上に述べた実施形態において、光学センサ２０として、例えば、ニチコン社製の可視光型偏光分離式センサなどを用いることができる。最大付着量制御は、種々の現像方式、例えば非磁性１成分現像方式（ＳＭＴ方式）、その他の現像方式に適用することができる。画像形成装置１として、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸ、これら複合機など、画像を形成する種々の形態の装置に適用することができる。

本発明は、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸ、これら複合機などにおいて、現像バイアス値を精度よく設定し、画質を改善するために利用される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す正面図である。 画像形成装置における制御系統の構成の概略を示すブロック図である。 現像バイアス設定機能の機能構成を示すブロック図である。 中間転写ベルトに形成されたトナーパッチの例を示す図である。 最大付着量制御の大まかな流れを示すフローチャートである。 パッチＤｕｔｙの求め方を説明するための図である。 現像特性の例を示す図である。 パッチＤｕｔｙの算出の方法を説明するための図である。 適正なトナー付着量の例を説明する図である。 パッチＤｕｔｙを決定する処理を示すフローチャートである。 パッチＤｕｔｙを決定する処理を示すフローチャートである。 検出値を規格化する処理を示すフローチャートである。 現像バイアス値の算出処理を示すフローチャートである。 現像バイアス値の算出処理を示すフローチャートである。 パッチＤｕｔｙを決定する処理の他の例を示すフローチャートである。 パッチＤｕｔｙを決定する処理の他の例を示すフローチャートである。 パッチＤｕｔｙを決定する処理の他の例を示すフローチャートである。 現像バイアス値の算出処理の他の例を示すフローチャートである。 現像バイアス値の算出処理の他の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
１１ 感光体
１３ 現像部（現像手段）
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 現像器（現像手段）
１８ 中間転写ベルト（転写媒体）
２０ 光学センサ（トナー付着量検出手段）
６０ トナーパッチ作成部（トナーパッチ作成手段）
６１ 算出部（算出手段）
６２ 設定部（設定手段）
６３ 記憶部（記憶手段）
１２１ ＣＰＵ（算出手段）
１２２ パッチ作成モジュール（トナーパッチ作成手段）
ＳＨ センサ検出範囲
ＴＰ トナーパッチ
ＶＧｍ 目標の現像バイアス値（目標濃度となる現像バイアス値）
ＤＰ１〜ＤＰ７ パッチＤｕｔｙ（トナーパッチの作成のための現像バイアス値）
ｄｓｔｅｐ パッチステップ（現像バイアスステップ）
ＫＳ１〜７ 検出値
ＴＤ１〜７ 濃度（検出値）
ＭＡＸＤｕｔｙ 最大値（上限値）
ｄｍａｘ 設定上限Ｄｕｔｙ（上限値）
ＭＩＮＤｕｔｙ 最小値（下限値）
ｄｍｉｎ 設定下限Ｄｕｔｙ（下限値）

Claims (9)

1. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置における現像バイアス値の設定方法であって、
   トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成する第１のステップと、
   所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出する第２のステップと、
   前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出する第３のステップと、
   算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶手段に記憶する第４のステップと、
   算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定する第５のステップと、
   を有し、
   前記第１のステップにおいて、前回の第４のステップで記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出した現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲内に入る方向に変更して前記現像手段に設定し、再度前記トナーパッチを作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置における現像バイアス値の設定方法。
2. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置における現像バイアス値の設定方法であって、
   トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成する第１のステップと、
   所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出する第２のステップと、
   前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出する第３のステップと、
   算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶手段に記憶する第４のステップと、
   算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定する第５のステップと、
   を有し、
   前記第１のステップにおいて、前回の第４のステップで記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出した現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの数を増して再度作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置における現像バイアス値の設定方法。
3. 前記第１のステップにおいて、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値の全部が前記センサ検出範囲を下回った場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を予め定められた上限値とすることによって算出し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値の全部が前記センサ検出範囲を上回った場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を予め定められた下限値とすることによって算出する、
   請求項１または２記載の画像形成装置における現像バイアス値の設定方法。
4. 前記第３のステップにおいて、求めた現像特性傾きを外挿することによって目標濃度となる現像バイアス値を算出する、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置における現像バイアス値の設定方法。
5. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、
   トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成し、
   所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出し、
   前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、
   算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して画像形成を行うとともに、
   作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲内に入る方向に変更して再度前記トナーパッチを作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、
   トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成し、
   所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出し、
   前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、
   算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して画像形成を行うとともに、
   作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの数を増して再度作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、
   トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成し、
   所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出し、
   前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、
   算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して画像形成を行うとともに、
   算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶手段に記憶しておき、次回の画像形成時において、前記記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲内に入る方向に変更して再度前記トナーパッチを作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、
   トナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成し、
   所定のセンサ検出範囲を有するトナー付着量検出手段によって前記トナーパッチのトナー付着量を検出し、
   前記複数のトナーパッチについての前記検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出し、
   算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して画像形成を行うとともに、
   算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶手段に記憶しておき、次回の画像形成時において、前記記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成し、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、前記トナーパッチの数を増して再度作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 感光体または転写媒体の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、
   前記現像手段の現像バイアス値を変化させてトナー付着量の異なる複数のトナーパッチを前記感光体または転写媒体の表面に作成するように制御を行うトナーパッチ作成手段と、
   所定のセンサ検出範囲を有し前記トナーパッチのトナー付着量を検出するためのトナー付着量検出手段と、
   前記複数のトナーパッチについての前記トナー付着量検出手段による検出値の中から前記センサ検出範囲内にある２つの検出値を選択し、選択された２つの検出値による２点に基づいて、現像特性傾きおよびトナー像が目標濃度となる現像バイアス値を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された現像特性傾きおよび現像バイアス値を記憶する記憶手段と、
   前記算出手段によって算出された現像バイアス値を画像形成のために前記現像手段に設定する設定手段と、を有し
   前記トナーパッチ作成手段は、
   前記記憶手段に記憶された現像特性傾きおよび現像バイアス値に基づいて、前記トナーパッチの作成のための現像バイアス値を算出し、算出された現像バイアス値を前記現像手段に設定して当該トナーパッチを作成するととも、作成したトナーパッチのトナー付着量の検出値が前記センサ検出範囲内に１つ以下しか入らなかった場合には、現像バイアス値をさらに前記センサ検出範囲内に入る方向に変更して前記現像手段に設定し、再度前記トナーパッチを作成する、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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