JP2007298902A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生が確実に抑止される画像形成装置を提供する。
【解決手段】カラー画像を形成するための作像条件を作像条件調整手段によって調整したときに検出手段によって検出された現像能力が所定範囲内にないときに（ステップＳ４）、トナー濃度調整手段によって現像部のトナー濃度を調整する（ステップＳ５）。
【選択図】図４

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、カラー画像と白黒画像とをそれぞれ形成することができる画像形成装置に関するものである。

従来から、カラー複写機等の画像形成装置において、画質が良好なカラー画像を形成するために、作像条件の調整（プロセスコントロール）をおこなう技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなカラー画像形成装置は、カラー画像の他に、白黒画像（モノクロ画像）を形成できるものが一般的である。そして、カラー画像形成装置を使用するユーザーの中には、カラー画像の形成はほとんどおこなわずに白黒画像の形成を多くおこなうユーザーや、１日当たりの画像形成の回数が少ない低プリントボリュームのユーザーも少なくない。

一方、特許文献１等には、カラー複写機等の画像形成装置において、ユーザーの無用な待ち時間を減らすことを目的として、プロセスコントロールをおこなうタイミングを使用条件に合わせて調整する技術が開示されている。

特開２００３−９１２２４号公報

上述した従来の画像形成装置は、白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、所定のタイミングごとにカラー画像を形成するための作像条件の調整がおこなわれていた。そして、カラー画像用の作像条件の調整がおこなわれた後に、調整時に消費されたトナー（各色のカラートナーである。）を現像部に補給しない場合が多かった。これは、作像条件の調整後にトナー補給をおこなうと、ユーザーが画像形成をおこなうまでの待ち時間が長くなってしまったり、消費される電力（特に、定着部で消費される電力である。）が大きくなってしまったりするためである。

ところが、カラー画像用の作像条件の調整がおこなわれた後に現像部にトナーが補給されない制御が続けられると、やがて現像部に収容された現像剤のトナー濃度が低下してしまうことになる。このような場合には、像担持体上に形成された潜像をカラーで現像するための現像能力（特に、現像ガンマである。）が低下して、出力画像の画像濃度が低下してぼそついたり（このような画像を「ボソツキ画像」という。）、像担持体や記録媒体にキャリアが付着したり（このような現象を「キャリア付着」という。）してしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生が確実に抑止される画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、像担持体上にカラー画像を形成するための作像条件を調整する作像条件調整手段と、像担持体上に形成された潜像をカラーで現像するための現像能力を検出する検出手段と、現像部に収容された現像剤のトナー濃度を調整するトナー濃度調整手段と、を備え、前記作像条件調整手段によって作像条件を調整したときに前記検出手段によって検出された現像能力が所定範囲内にないときに前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整するものである。

また、請求項２記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１記載の発明において、前記検出手段によって検出された現像能力が所定値よりも小さいときに、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度が高くなるように調整するものである。

また、請求項３記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記像担持体上にカラー画像が形成される回数に対して白黒画像が形成される回数が所定値以上多いときに、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整するものである。

また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、画像形成が所定時間以上おこなわれていなかったときに、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整するものである。

また、請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整した後に前記検出手段によって検出された現像能力が所定範囲内にないときに、前記トナー濃度調整手段による前記現像部のトナー濃度の調整を休止するものである。

また、請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記現像能力を、現像ガンマとしたものである。

また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記作像条件を、帯電電位と露光電位と現像バイアスとのうち少なくとも１つとしたものである。

本発明は、作像条件を調整したときに検出された現像能力が所定範囲内にないときに現像部のトナー濃度を調整しているために、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生が確実に抑止される画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は画像情報に基づいたレーザ光を発する露光部（書込み部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収納された像担持体としての感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像部、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。

また、２７は各色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する第２転写バイアスローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収する中間転写ベルトクリーニング部、３０は４色のトナー像が重ねて転写された記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む読み込み手段としての原稿読込部（スキャナ）、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着部、を示す。

ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング部２５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。同様に、各現像部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫも、現像剤の寿命等に基いて、装置本体１に対して所定の交換サイクルにて交換される。
各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号の強度レベルをもとにして画像処理部で色変換処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報は、露光部２（書込部）に送信される。そして、露光部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
露光部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、電位センサ４３（図２を参照できる。）との対向位置を通過した後に、現像部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、フォトセンサ４１（図２を参照できる。）との対向位置を通過した後に、中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像が、順次転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト２７表面は、図中の矢印方向に走行して、第２転写バイアスローラ２８の位置に達する。そして、第２転写バイアスローラ２８の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

ここで、第２転写バイアスローラ２８位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、第２転写バイアスローラ２８の位置に向けて搬送される。

その後、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト３０により、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、本実施の形態１における画像形成装置では、ブラック用のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１のみにトナー像を形成して白黒の出力画像を形成することもできるし、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれか１色のみのトナー像を形成して単色の出力画像を形成することもできるし、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像をそれぞれ形成して３色カラーの出力画像を形成することもできる。

次に、図２及び図３にて、画像形成装置の作像部について詳述する。図２は作像部を示す断面図であり、図３はその現像部を示す長手方向（図２の紙面垂直方向である。）の断面図である。
なお、装置本体１に設置される４つの作像部は、作像プロセスに用いられるトナーＴの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、プロセスカートリッジ及び現像部及びトナー補給部における符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ）を省略して図示する。

図２に示すように、プロセスカートリッジ２０には、主として、像担持体としての感光体ドラム２１と、帯電部２２と、クリーニング部２５とが、ケース２６に一体的に収納されている。クリーニング部２５には、感光体ドラム２１に当接するクリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂが設置されている。

現像部２３は、主として、感光体ドラム２１に対向する現像ローラ２３ａと、現像ローラ２３ａに対向する第１搬送スクリュ２３ｂと、仕切部材２３ｅを介して第１搬送スクリュ２３ｂに対向する第２搬送スクリュ２３ｃと、現像ローラ２３ａに対向するドクターブレード２３ｄと、現像部２３内に収容された現像剤Ｇのトナー濃度を磁気的に検知する透磁率センサ４０と、で構成される。現像部２３内には、キャリアＣとトナーＴとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。図３を参照して、現像ローラ２３ａは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネット２３ａ１と、マグネット２３ａ１の周囲を回転するスリーブ２３ａ２と、で構成される。

なお、本実施の形態１においては、現像ローラ２３ａと感光体ドラム２１とのギャップ（現像ギャップ）が０．２〜０．６ｍｍに設定され、現像ローラ２３ａとドクターブレード２３ｄとのギャップ（ドクターギャップ）が０．２〜０．６ｍｍに設定され、現像ローラ２３ａの外径が１５〜３０ｍｍに設定されている。また、感光体ドラム２１の外周線速は６０〜３００ｍｍ／秒に設定され、感光体ドラム２１の外周線速に対する現像ローラ２３ａの外周線速の比（線速比）は１．１〜３．０に設定されている。
また、トナーＴは、その平均粒径が３〜９μｍであって、ポリオール系樹脂又はポリエステル系樹脂からなる母体樹脂を有し、添加剤量が０．５〜３．０重量％に設定され、キャリア被覆率が２０〜８０％になるように形成され、帯電量（Ｑ／Ｍ）が１０〜４０μＣ／ｇになるように形成されている。また、キャリアＣは、その平均粒径が２０〜７０μｍであって、フェライトからなる芯材を有する。

先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ２３ａは、図２中の矢印方向に回転している。現像部２３内の現像剤Ｇは、図３に示すように、間に仕切部材２３ｅを介在するように配設された第１搬送スクリュ２３ｂ及び第２搬送スクリュ２３ｃの矢印方向の回転によって、トナー補給部３２から補給口２３ｆを介して補給されたトナーＴとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図３中の破線矢印方向の循環である。）。そして、摩擦帯電してキャリアＣに吸着したトナーＴは、キャリアＣとともに現像ローラ２３ａ上に担持される。

現像ローラ２３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その後にドクターブレード２３ｄの位置に達する。そして、現像ローラ２３ａ上の現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム２１との対向位置（現像領域である。）に達する。

その後、現像領域において、現像剤Ｇ中のトナーＴが、感光体ドラム２１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ２３ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界（現像電界）によって、トナーＴが潜像に付着する。
その後、感光体ドラム２１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト２７上に転写される。そして、感光体ドラム２１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード２５ａ及びクリーニングローラ２５ｂによってクリーニング部２５内に回収される。

ここで、装置本体１に設けられたトナー補給部３２は、交換自在に構成されたトナーボトル３３と、トナーボトル３３を保持・回転駆動するとともに現像部２３にフレッシュトナーＴを補給するトナーホッパ部３４と、で構成されている。また、トナーボトル３３内には、トナーＴ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかである。）が収容されている。また、トナーボトル３３の内周面には、螺旋状の突起が形成されている。

なお、トナーボトル３３内のトナーＴは、現像部２３内のトナーＴの消費にともない、補給口２３ｆから現像部２３内に適宜に補給されるものである。現像部２３内のトナーＴの消費は、現像部２３内に設置された透磁率センサ４０（Ｔセンサ）によって検知される。すなわち、透磁率センサ４０の検知結果に基いて、トナー補給部３２から現像部２３内にトナーが適宜補給される。
補給口２３ｆは、第２搬送スクリュ２３ｃの長手方向（図３の左右方向である。）の一端であって、第２搬送スクリュ２３ｃの上方に設けられている。

また、図２を参照して、検出手段としてのフォトセンサ４１は、感光体ドラム２１に対向する位置に配設されている。フォトセンサ４１は、発光ダイオード等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子と、からなる。そして、フォトセンサ４１によって、所定のタイミングで、感光体ドラム２１上に形成される複数のパッチパターン（トナー像）におけるトナー付着量や、感光体ドラム２１上の地肌部におけるトナー付着量が検出される。
詳しくは、フォトセンサ４１によってパッチパターンのトナー付着量を検出して、その検出結果（受光量に応じた電圧出力である。）に基いて、感光体ドラム２１上における作像条件、すなわち、現像バイアス、帯電電位、露光電位（露光量）、透磁率センサ４０の目標値、が最適に調整制御される（プロセスコントロールされる。）。なお、本実施の形態１において、プロセスコントロールは、プリント枚数が２００枚（１００〜１０００枚の範囲で調整可能である。）に達するごとにおこなわれる。

電源部８２は、現像部２３の現像ローラ２３ａに現像バイアスを供給する。現像バイアスの大きさは、制御部７０によって可変できるようになっている。
電源部８１は、帯電部２２に帯電電圧を供給する。帯電電圧の大きさは、制御部７０によって可変できるようになっている。これにより、感光体ドラム２１上の帯電電位も可変される。
露光部２から発せられるレーザ光の出力は、制御部７０によって可変できるようになっている。これにより、感光体ドラム２１上の露光電位も可変される。

図２を参照して、電位センサ４３は、感光体ドラム２１に対向する位置に配設されている。電位センサ４３によって、所定のタイミングで、感光体ドラム２１上に形成される複数のパッチパターン（潜像）における潜像電位（露光電位）が検出される。

次に、図４〜図６にて、本実施の形態１において特徴的な制御について説明する。
図４は、本実施の形態１における画像形成装置でおこなわれるプロセスコントロール（プロコン）終了後の制御を示すフローチャートである。
まず、装置本体１においてプロセスコントロールが開始されると（ステップＳ１）、作像条件調整手段としての制御部７０によって作像条件の調整がおこなわれ、そのときに検出手段によって検出された現像ガンマが制御部７０のメモリに格納される（ステップＳ２）。

詳しくは次の通りである。
まず、先に説明した作像プロセスによって、感光体ドラム２１上に複数のパッチパターンを作成する。
具体的には、図５を参照して、感光体ドラム２１上の、フォトセンサ４１及び電位センサ４３に対向する位置に、レーザ光の出力を変化させながら段階的に濃度（厳密には、潜像電位である。）が異なるパッチパターンＲ１、Ｒ２を形成する。作成するパッチパターンの数は、例えば、１２個の階調数とすることができる。

次に、電位センサ４３によって、各パッチパターンＲ１、Ｒ２上の潜像電位を検出する。この電位センサ４３で検出した電位データは、制御部７０に送信され保持される。

次に、複数のパッチパターンＲ１、Ｒ２が、それぞれ、現像部２３で顕像化される。そして、フォトセンサ４１との対向位置に達した複数のパッチパターンＲ１、Ｒ２は、それぞれ、フォトセンサ４１により反射光量が検出される。
このときのパッチパターンの数に対応した複数の検出値に基づき、トナー付着量が求められる。

具体的には、フォトセンサ４１の出力値に基づき、制御部７０内に予め格納されているトナー付着量に係わるデータとの比較がおこなわれる。このトナー付着量に係わるデータは、フォトセンサの出力の規格化値とトナー付着量との関係をテーブル化したものであり、このテーブルより単位面積当たりのトナー付着量に換算して、そのデータを制御部７０に格納する。

次に、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す直線近似式が算出される。
詳しくは、制御部７０に格納したトナー付着量のデータと、潜像電位（露光電位）のデータとから、図６に示す直線近似式（Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂ）を算出する。ここで、図６を参照して、Ｘ軸は、露光電位から、そのときに印加した現像バイアスを減じた値、すなわち、現像ポテンシャルを示す。Ｙ軸は、単位面積当たりのトナー付着量を示す。

そして、制御部７０に格納された上述のデータに基づき、パッチパターンの数に対応した数だけ、Ｘ−Ｙ平面上にデータがプロットされる。そして、そのプロットされた複数のデータから、直線近似をおこなうＸ−Ｙ平面上の区間を決定する。その後、その区間内で、最小自乗法をおこなって直線近似式（Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂ）を得る。

また、このとき直線近似式に基づいて、現像ガンマと現像開始電圧Ｖ_Kが算出される。
具体的には、現像ガンマγは直線近似式の傾きとして算出され（γ＝ａである。）、現像開始電圧Ｖ_Kは直線近似式とＸ軸との交点として算出される（Ｖ_K＝−ｂ／ａである。）。こうして、画像形成装置における現像能力（定量化された値である。）が算出される。

次に、算出された現像ガンマは制御部７０のメモリに格納される。また、求めた現像ガンマに基づいて、作像条件が調整される。
具体的には、求めた現像ガンマに最適な、帯電電位、露光電位、現像バイアスとなるように、それぞれが調整制御される。

なお、本実施の形態１では、現像能力を検出する検出手段として、フォトセンサ４１、電位センサ４３、制御部７０を用いた。すなわち、感光体ドラム２１上に形成するパッチパターンに係わる、潜像電位の検出結果とトナー付着量の検出結果と現像バイアスとに基いて現像ガンマを求めた。
これに対して、感光体ドラム２１上に形成するパッチパターンに係わる、トナー付着量の検出結果と現像バイアスとに基いて現像ガンマを求めることもできる。すなわち、電位センサ４３を用いずに、フォトセンサ４１のみを用いて現像ガンマを求めて、作像条件を調整することができる。この場合、露光部２におけるレーザ出力を、潜像電位に係わるデータとして代用することができる。

その後、図４に示すように、検出手段によって検出された現像ガンマが所定範囲にあるかが判別される（ステップＳ４）。すなわち、現像ガンマγが、Ａ＜γ＜Ｂなる関係を満たしているかが判別される。
その結果、現像ガンマが所定範囲にあると判別された場合には、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ７）、本フローを終了する（ステップＳ８）。

これに対して、ステップＳ４で、現像ガンマが所定範囲内にないと判別された場合（γ≦Ａ又はγ≧Ｂである。）には、トナー濃度調整手段３２、４０によって該当する現像部２３に収容された現像剤のトナー濃度の調整をおこなう（ステップＳ５）。そして、本フローを終了する（ステップＳ６）。

具体的に、現像ガンマが下限値を下回った場合（γ≦Ａである。）には、トナー補給部３２から現像部２３内に積極的にトナーを補給して（トナー補給モードである。）、トナー濃度の調整をおこなう。これに対して、現像ガンマが上限値を上回った場合（γ≧Ｂである。）には、感光体ドラム２１上にトナー像を形成することで現像部２３内から積極的にトナーを排出して（トナー消費モードである。）、トナー濃度の調整をおこなう。
このように、カラー画像を形成するための作像条件を作像条件調整手段によって調整したときに検出手段によって検出された現像能力（感光体ドラム２１上の潜像をカラーで現像するための現像能力である。）が所定範囲内にない場合にトナー濃度調整手段によって現像部のトナー濃度を調整する制御（自動濃度調整モードである。）をおこなうことで、作像条件の調整によって現像部内のトナーに過不足が生じても、現像部内の現像剤のトナー濃度を適正範囲に復帰させて、最適化された現像能力にて画像形成をおこなうことができる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、作像条件を調整したときに検出された現像ガンマ（現像能力）が所定範囲内にないときに現像部２３のトナー濃度を調整しているために、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を確実に抑止することができる。

なお、本実施の形態１では、複数の感光体ドラム２１にそれぞれ各色のトナー像を形成する、タンデム方式のカラー画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることはない。例えば、１つの感光体ドラムに対して各色のトナー像を順次形成して、感光体ドラムに対向する中間転写ベルト上に各色のトナー像を重ねた後に記録媒体上に転写する、リボルバ方式（１ドラム方式）のカラー画像形成装置であっても、当然に本発明を適用することができる。その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態２は、プロセスコントロール終了後の制御方法が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２では、検出手段によって検出された現像能力（現像ガンマ）が所定値よりも小さいときに、トナー濃度調整手段３２、４０によって現像部２３のトナー濃度が高くなるように調整している。
具体的に、図７を参照して、まず、装置本体１においてプロセスコントロールが開始されると（ステップＳ１１）、前記実施の形態１と同様に、作像条件調整手段としての制御部７０によって作像条件の調整がおこなわれ、そのときに検出手段によって検出された現像ガンマが制御部７０のメモリに格納される（ステップＳ１２）。

その後、検出手段によって検出された現像ガンマが所定値Ａよりも大きいかが判別される（ステップＳ１４）。すなわち、現像ガンマγが、Ａ＜γなる関係を満たしているかが判別される。
その結果、現像ガンマが所定値よりも大きいと判別された場合には、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ１７）、本フローを終了する（ステップＳ１８）。

これに対して、ステップＳ１４で、現像ガンマが所定値以下であると判別された場合（γ≦Ａである。）には、トナー濃度調整手段３２、４０によって該当する現像部２３に収容された現像剤のトナー濃度が高くなるように調整をおこなう（ステップＳ１５）。そして、本フローを終了する（ステップＳ１６）。

具体的に、現像ガンマが所定値を下回った場合（γ≦Ａである。）には、トナー補給部３２から現像部２３内に積極的にトナーを補給して（トナー補給モードである。）、トナー濃度の調整をおこなう。
このように、カラー画像を形成するための作像条件を作像条件調整手段によって調整したときに検出手段によって検出された現像能力が所定値よりも小さい場合にトナー濃度調整手段によって現像部のトナー濃度が高くなるように調整する制御をおこなうことで、作像条件の調整によって現像部内のトナーに不足が生じても、現像部内の現像剤のトナー濃度を適正範囲に復帰させて、最適化された現像能力にて画像形成をおこなうことができる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、作像条件を調整したときに検出された現像ガンマ（現像能力）が所定範囲内にないときに現像部２３のトナー濃度を調整しているために、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を確実に抑止することができる。

実施の形態３．
図８にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図８は、実施の形態３における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態３は、プロセスコントロール終了後の制御方法が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態３では、感光体ドラム２１上にカラー画像が形成される回数（比率）に対して白黒画像が形成される回数（比率）が所定値以上多いときに、トナー濃度調整手段３２、４０によって現像部２３のトナー濃度を調整している。
具体的に、図８を参照して、まず、装置本体１においてプロセスコントロールが開始されると（ステップＳ２１）、前記実施の形態１と同様に、作像条件調整手段としての制御部７０によって作像条件の調整がおこなわれ、そのときに検出手段によって検出された現像ガンマが制御部７０のメモリに格納される（ステップＳ２２）。

その後、白黒画像（モノクロ画像）の比率が所定値Ｎ以上であるかが判別される（ステップＳ２３）。すなわち、カラー画像が形成される回数に対して白黒画像が形成される回数が所定値以上多いかが判別される。
その結果、白黒画像の比率が所定値Ｎ以上ではないと判別された場合には、作像条件の調整によって現像部内のトナーに大きな過不足が生じていないものとして、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ２８）、本フローを終了する（ステップＳ２９）。

これに対して、ステップＳ２３で、白黒画像の比率が所定値Ｎ以上であると判別された場合には、作像条件の調整によって現像部内のトナーに過不足が生じている可能性があるものとして、さらに、検出手段によって検出された現像ガンマが所定範囲にあるかが判別される（ステップＳ２５）。すなわち、現像ガンマγが、Ａ＜γ＜Ｂなる関係を満たしているかが判別される。
その結果、現像ガンマが所定範囲にあると判別された場合には、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ２８）、本フローを終了する（ステップＳ２９）。

これに対して、ステップＳ２５で、現像ガンマが所定範囲内にないと判別された場合（γ≦Ａ又はγ≧Ｂである。）には、前記実施の形態１と同様に、トナー濃度調整手段３２、４０によって該当する現像部２３に収容された現像剤のトナー濃度の調整をおこなう（ステップＳ２６）。そして、本フローを終了する（ステップＳ２７）。

以上説明したように、本実施の形態３によれば、前記各実施の形態と同様に、作像条件を調整したときに検出された現像ガンマ（現像能力）が所定範囲内にないときに現像部２３のトナー濃度を調整しているために、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を確実に抑止することができる。
特に、本実施の形態３では、白黒画像の画像形成の比率が高い場合の、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を効率的に抑止することができる。

実施の形態４．
図９にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図９は、実施の形態４における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態４は、プロセスコントロール終了後の制御方法が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態４では、画像形成装置本体１において画像形成が所定時間以上おこなわれていなかったときに、トナー濃度調整手段３２、４０によって現像部２３のトナー濃度を調整している。
具体的に、図９を参照して、まず、装置本体１においてプロセスコントロールが開始されると（ステップＳ３１）、前記実施の形態１と同様に、作像条件調整手段としての制御部７０によって作像条件の調整がおこなわれ、そのときに検出手段によって検出された現像ガンマが制御部７０のメモリに格納される（ステップＳ３２）。

その後、ステップＳ３１〜Ｓ３２でおこなわれたプロコンが、朝一プロコン（装置本体１のメインスイッチ投入直後におこなわれるプロセスコントロールである。）であるかが判別される（ステップＳ３３）。すなわち、装置本体１で画像形成が所定時間以上おこなわれていなかったかが判別される。
その結果、朝一プロコンではないと判別された場合には、放置時間が短くトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の低下によるトナー濃度の変動がほとんどないものとして、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ３８）、本フローを終了する（ステップＳ３９）。

これに対して、ステップＳ３３で、朝一プロコンであると判別された場合には、放置時間が長くトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の低下によるトナー濃度の変動が大きく、作像条件の調整によって現像部内のトナーに過不足が生じている可能性があるものとして、さらに、検出手段によって検出された現像ガンマが所定範囲にあるかが判別される（ステップＳ３５）。すなわち、現像ガンマγが、Ａ＜γ＜Ｂなる関係を満たしているかが判別される。
その結果、現像ガンマが所定範囲にあると判別された場合には、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ３８）、本フローを終了する（ステップＳ３９）。

これに対して、ステップＳ３５で、現像ガンマが所定範囲内にないと判別された場合（γ≦Ａ又はγ≧Ｂである。）には、前記実施の形態１と同様に、トナー濃度調整手段３２、４０によって該当する現像部２３に収容された現像剤のトナー濃度の調整をおこなう（ステップＳ３６）。そして、本フローを終了する（ステップＳ３７）。

以上説明したように、本実施の形態４によれば、前記各実施の形態と同様に、作像条件を調整したときに検出された現像ガンマ（現像能力）が所定範囲内にないときに現像部２３のトナー濃度を調整しているために、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を確実に抑止することができる。
特に、本実施の形態４では、画像形成装置を長時間放置（長時間停止）した直後の、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を効率的に抑止することができる。

実施の形態５．
図１０にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１０は、実施の形態５における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態５は、プロセスコントロール終了後の制御方法が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態５では、トナー濃度調整手段３２、４０によって現像部２３のトナー濃度を調整した後に検出手段によって検出された現像能力（現像ガンマ）が所定範囲内にないときに、トナー濃度調整手段３２、４０による現像部２３のトナー濃度の調整を休止している。
具体的に、図１０を参照して、まず、装置本体１においてプロセスコントロールが開始されると（ステップＳ４１）、前記実施の形態１と同様に、作像条件調整手段としての制御部７０によって作像条件の調整がおこなわれ、そのときに検出手段によって検出された現像ガンマが制御部７０のメモリに格納される（ステップＳ４２）。

その後、トナー濃度調整失敗フラグの有無（ステップＳ４９にて判別されるトナー濃度調整後のトナー濃度復帰の有無である。）が判別される（ステップＳ４３）。すなわち、トナー濃度調整手段３２、４０によって現像部２３のトナー濃度を調整した後に検出手段によって検出された現像能力（現像ガンマ）が所定範囲内にあるかが判別される。
その結果、トナー濃度調整失敗フラグが１となっている場合（トナー濃度調整後のトナー濃度復帰がなかった場合である。）には、トナーエンド（トナー補給部３２から現像部２３に補給するトナーがない状態である。）であるものとして、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ５２）、本フローを終了する（ステップＳ５３）。すなわち、トナーエンドの状態で自動濃度調整モードを継続すると無駄な待ち時間が増加してしまうために、自動濃度調整モードを休止する。

これに対して、ステップＳ４３でトナー濃度調整失敗フラグが０となっている場合（トナー濃度調整後のトナー濃度復帰があった場合である。）にはトナーエンドではないものとして、さらに、ステップＳ４１〜Ｓ４２でおこなわれたプロコンが、朝一プロコンであるかが判別される（ステップＳ４４）。
その結果、朝一プロコンではないと判別された場合には、前記実施の形態４と同様に、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ５２）、本フローを終了する（ステップＳ５３）。

これに対して、ステップＳ４４で、朝一プロコンであると判別された場合には、さらに、白黒画像の比率が所定値Ｎ以上であるかが判別される（ステップＳ４５）。
その結果、白黒画像の比率が所定値Ｎ以上ではないと判別された場合には、前記実施の形態３と同様に、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ５２）、本フローを終了する（ステップＳ５３）。

これに対して、ステップＳ４５で、白黒画像の比率が所定値Ｎ以上であると判別された場合には、さらに、検出手段によって検出された現像ガンマが所定範囲にあるかが判別される（ステップＳ４７）。
その結果、現像ガンマが所定範囲にあると判別された場合には、通常のプロセスコントロール後の処理がおこなわれ（ステップＳ５２）、本フローを終了する（ステップＳ５３）。

これに対して、ステップＳ４７で、現像ガンマが所定範囲内にないと判別された場合（γ≦Ａ又はγ≧Ｂである。）には、前記実施の形態１と同様に、トナー濃度調整手段３２、４０によって該当する現像部２３に収容された現像剤のトナー濃度の調整をおこない（ステップＳ４８）、検出手段によって現像γ´が検出される。
そして、トナー濃度調整手段３２、４０によって現像部２３のトナー濃度を調整した後に検出手段によって検出された現像ガンマγ´が所定範囲内にあるかがさらに判別される（ステップＳ４９)。

その結果、現像ガンマγ´が所定範囲にあると判別された場合（Ａ＜γ´＜Ｂである。）には、トナーエンドの状態にはないものとして、トナー濃度調整失敗フラグを０として（ステップＳ５４）、本フローを終了する（ステップＳ５５）。
これに対して、ステップＳ４９で、現像ガンマγ´が所定範囲内にないと判別された場合（γ´≦Ａ又はγ´≧Ｂである。）には、トナーエンドの状態にあるものとして、トナー濃度調整失敗フラグを１として（ステップＳ５０）、本フローを終了する（ステップＳ５１）。

以上説明したように、本実施の形態５によれば、前記各実施の形態と同様に、作像条件を調整したときに検出された現像ガンマ（現像能力）が所定範囲内にないときに現像部２３のトナー濃度を調整しているために、カラー画像に比べて白黒画像の画像形成の比率が高い場合やプリントボリュームが低い場合であっても、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を確実に抑止することができる。
特に、本実施の形態５では、トナーエンドの状態で自動濃度調整モードが継続される不具合を抑止しつつ、カラー画像用の作像条件の調整によるボソツキ画像やキャリア付着の発生を効率的に抑止することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 図２の作像部における現像部を示す断面図である。 図１の画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。 感光体ドラム上に複数のパッチパターンを形成した状態を示す斜視図である。 現像ガンマを求める際に用いられる直線近似式を示すグラフである。 この発明の実施の形態２における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５における画像形成装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、 ２ 露光部（書込み部）、
２０、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、 ２２ 帯電部、
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫ 現像部、
２４ 転写バイアスローラ、 ２５ クリーニング部、 ２７ 中間転写ベルト、
２９ 中間転写ベルトクリーニング部、
３２、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫ トナー補給部、
４０ 透磁率センサ、 ４１ フォトセンサ、 ４３ 電位センサ。

Claims (7)

1. 像担持体上にカラー画像を形成するための作像条件を調整する作像条件調整手段と、
   像担持体上に形成された潜像をカラーで現像するための現像能力を検出する検出手段と、
   現像部に収容された現像剤のトナー濃度を調整するトナー濃度調整手段と、を備え、
   前記作像条件調整手段によって作像条件を調整したときに前記検出手段によって検出された現像能力が所定範囲内にないときに前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記検出手段によって検出された現像能力が所定値よりも小さいときに、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度が高くなるように調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体上にカラー画像が形成される回数に対して白黒画像が形成される回数が所定値以上多いときに、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成が所定時間以上おこなわれていなかったときに、前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記トナー濃度調整手段によって前記現像部のトナー濃度を調整した後に前記検出手段によって検出された現像能力が所定範囲内にないときに、前記トナー濃度調整手段による前記現像部のトナー濃度の調整を休止することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記現像能力は、現像ガンマであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記作像条件は、帯電電位と露光電位と現像バイアスとのうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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