JP2007310015A - 画像形成装置および画像形成装置の濃度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テストパッチの形状を工夫し、高濃度画像の濃度を安定化させる画像形成装置を提供する。
【解決手段】ライン面積率が異なる複数のテストパッチデータよりなるテストパターン像を形成する。このテストパターン像のトナー付着量を検出して、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出する。この算出されたトナー付着量が所定値になるようプロセス条件を制御する。これにより、精度よく高濃度画像のトナー付着量を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体の表面に光ビームを露光走査して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより顕像化し、記録用紙にトナー定着する画像形成装置および画像形成装置の濃度制御方法に関し、特に高濃度画像のトナー付着量または濃度を安定化させる画像形成装置に関する。

画像形成装置は、装置の個体差、感光体およびトナーの疲労や経時変化、装置周辺の温湿度の変化などに起因して、画像のトナー付着量が異なることがある。そのため従来は、帯電バイアスおよび現像バイアスの最適値を求め、画像濃度の安定化を図る技術が提案されている（特許文献１）。
また特許文献２は、広濃度範囲にわたってトナー像の画像濃度を安定化させる技術を開示している。これは、種々のパッチ作成条件でベタパッチ画像を形成し、各ベタパッチ画像の光学濃度をパッチセンサーで測定し、高濃度側目標濃度と一致するパッチ作成条件を高濃度側相関データとして抽出し、また低濃度側目標濃度と一致するパッチ作成条件を低濃度側相関データとして抽出し、そして高濃度側相関データと低濃度側相関データの積集合に属する一の相関データに基づき最適露光エネルギーおよび最適現像バイアスを設定するものである。
また、特許文献３は、テストパターンの階調表現に基づくバラツキにより、読み取られたテストパターンの画像データにドットのバラツキや濃度のバラツキが生じるため適切な濃度補正データが得られない、という問題を解決する技術を開示している。これは、一画素を表現するドット配列及び／若しくはドットサイズによる階調表現で表された基準テストパターンを像担持体上に形成し、その濃度を検知して、検知された濃度に基づいて濃度補正データを生成するものである。
特開平１０―２３９９２４号公報 特開２００２−２１４８５２号公報 特開２００６−００３８１６号公報

上記特許文献１、２では、感光体上に黒ベタパッチを形成し、この黒ベタパッチの濃度を検出するものである。また特許文献３は、濃度パターンとして、複数の均一濃度の矩形画像を一連に並べ、各矩形画像の濃度を順次段階的に変化する画像を用いている。
しかしながら、黒ベタパッチを形成する場合は、黒ベタパッチが光を吸収してしまうので、センサー感度が低下する。また中濃度黒ベタパッチは、露光をＰＷＭ変調して形成し、その中濃度ベタパッチの濃度値を濃度センサーにより検出するので、濃度センサーの汚れ、寿命など長期間の使用により変化する。また黒ベタパッチは、トナー消費量が多く、問題である。また特許文献３の場合は、基準テストパターンが限定される。
本発明は以上のような問題を解決するために、テストパッチの形状を工夫し、高濃度画像の濃度を安定化させる画像形成装置およびその濃度制御方法を提供するものである。

前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、ライン面積率が異なる複数のテストパッチよりなるテストパターン像を形成するテストパターン像形成部と、前記テストパターン像のトナー付着量を検出する検出部と、前記検出部により検出されたトナー付着量に基づいて、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出する算出部と、前記算出されたトナー付着量が所定値になるようプロセス条件を制御する制御部とを備えるものである。これにより、精度よく高濃度画像のトナー付着量を制御し、安定化することができる。またトナー消費量を削減することができる。

また本発明の画像形成装置は、複数のテストパッチがライン面積率５０％以下であることが望ましい。これにより、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出することができる。しかもライン面積率が５０％以下であるので、トナー付着量とトナー付着量センサー出力の直線性が保障されセンサー出力の直線性劣化による精度不良を防止できる。
また本発明の画像形成装置は、テストパッチを形成する線方向がほぼ画像形成装置の副走査方向であることが望ましい。これにより、テストパターンが先端欠け、後端欠けの影響を受けることなく、精度よい補正をすることができる。
また本発明の画像形成装置は、テストパッチを構成する線が、２〜１０ドットであることが望ましい。これにより、トナー消費量を削減することができる。線は５ドット以下がより好ましい。

また本発明の画像形成装置は、前記算出部が前記検出部により検出されたトナー付着量から、直線近似を用いて、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出することが望ましい。これにより、簡便で精度よい近似を行い、高濃度画像のトナー付着量を制御することができる。
また本発明の画像形成装置は、プロセス条件が、現像バイアス、感光体帯電電位、露光エネルギー、転写電流の少なくとも１つ以上であることが望ましい。これにより、精度よく補正することができる。

更に本発明は、別の観点によれば、画像形成装置の濃度制御方法であって、ライン面積率が異なる複数のテストパッチよりなるテストパターン像を形成するテストパターン像形成ステップと、前記テストパターン像のトナー付着量を検出する検出ステップと、前記検出結果に基づいて、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出する算出ステップと、前記算出されたトナー付着量が所定値になるようプロセス条件を制御する制御ステップとを備える。これにより、精度よく高濃度画像のトナー付着量または濃度を制御し、安定化することができる。またトナー消費量を削減することができる。
また本発明は、前記各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラムである。

本発明の画像形成装置によれば、高濃度画像のトナー付着量を高精度に安定化することができる。しかも本発明によれば、高濃度画像のトナー付着量を所定の値に制御することが可能になる。またテストパターンに使用するトナー消費量を少なくすることができる。

本発明の画像形成装置は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これらの機能を有する複合機のように電子写真プロセスによって画像を形成する画像形成装置に適用されるものであり、カラー対応機、モノクロ対応機にも適用できるものである。
図１は、画像形成装置の画像形成部分１００を示す構成図である。画像形成装置は、感光体１と、その外周に配置した、帯電手段２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、クリーニング手段６等からなり、更に定着手段７を備えて構成される。この画像形成部分１００に、給紙装置（図示しない）より搬送路により記録用紙８が転写手段５の転写タイミングにあわせて搬送され、転写後、定着手段７により記録用紙８にトナーが定着され、そして画像形成装置外へ排出される。図１には、記録用紙８は便宜的に長い連続用紙のように示しているが、適当な用紙サイズの記録用紙が搬送手段によって搬送される形式のものが使用される。

上記帯電手段２は、感光体１の表面を所定の電位（例えば、−４００〜―８００Ｖ、好ましくは−５００〜−７００Ｖ）に均一に帯電させる装置であり、帯電制御部２ａと帯電器２ｂを備え、帯電制御部２ａにより感光体１の表面電位が制御される。帯電器としてはスコロトロン帯電器が使用できる。この他にローラ型、ブラシ型の接触式帯電装置を使用することができる。この実施形態では、帯電手段２は給電手段１１に接続され、給電手段１１より給電バイアスが供給される方式を示す。帯電手段２は、給電手段１１よりグリッドバイアス電圧が供給され、帯電制御部２ａにより制御されたグリッドバイアス電圧を帯電器２ｂに印加して感光体１を帯電させる。

露光手段３は、帯電手段２によって均一に帯電された感光体１の表面に、画像情報に応じた光を感光体の軸方向に走査して露光することによって、露光後の表面電位を例えば、−７５Ｖ以下にして、静電潜像を形成する。なお、本発明は正規現像方式、反転現像方式のどちらの方式にも適用可能であるが、ここでは後者の方式を説明する。
露光手段３は、原稿読取台に載置された原稿を照明し、原稿からの反射光をミラー、レンズのような光学系を介して、ＣＣＤで読み取り、その読み取った画像信号をデジタル信号に変換した後、画像処理して画像信号を生成し、この画像信号により光をＰＷＭ変調により制御して、感光体１を軸方向に走査し、露光する。この他にパソコンやインターネットを通して取得した画像信号を用いてもかまわない。露光用光源としては露光用レーザ、露光用ＬＥＤアレイ、または露光用ランプが用いられる。露光手段３は、例えば露光エネルギーを制御する制御部（図示しない）を備え、露光パワーを制御する。

現像手段４は、静電潜像が形成された感光体１の表面にネガまたはポジ現像方式で顕像化するため、トナーを供給してトナー像を形成するものである。現像方式は、乾式２成分現像方式が用いられる。現像手段４は感光体１に近接対向させた現像スリーブ（図１は現像スリーブを示している）４ａを備え、更に現像器内にトナーと、キャリアとを攪拌する攪拌機を備え、トナーをマイナスに摩擦帯電させる。現像器内には、この他にトナー補給ローラ、トナー補給口、補給用トナーボトルを備える。また現像スリーブ４ａには、給電部１１から現像バイアスが供給される。したがって、トナーを保持した現像スリーブ４ａが静電潜像を形成した感光体１に当接または接近すると、感光体１と現像スリーブ４ａとの間の電位差により、現像スリーブ４ａの表面のトナーが静電潜像に転位する。これにより顕像化される。

転写手段５は、記録用紙８を挟んで感光体１と対向位置に配置され、給電手段１１より、例えばプラス５μＡの給電を受ける。感光体１の表面のトナー像が転写手段５に近接すると、感光体１と転写手段５の電位差により、感光体１の表面に静電気で付着したトナー像が転写手段５の方向に転移する。その際、トナー像が感光体１から転写手段５へ転移するタイミングを図って、レジストローラにより感光体１と転写手段５の間に記録用紙８が搬送される。このようにして、トナー像が記録用紙８に転写される。
ここでは転写手段５により、直接記録用紙８に転写される方式を説明したがこのような方式はモノクロ画像を形成する場合には都合のよい方式である。カラー画像を形成する場合は、図１に示した画像形成部分１００をＹＭＣＫ各色ごとに用意し、ＹＭＣＫ画像形成部分１００により形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像を中間転写ベルトに順次重ねて転写して、フルカラーのトナー像を形成する方式を使用するとよい。

クリーニング手段６は、感光体１の表面に残留するトナーを回収するもので、感光体１の表面に板状に形成したウレタンゴムなどからなるクリーニングブレードを当接するように配置して構成される。またはベルトクリーニングによって構成される。
定着手段７は、トナー像が転移された記録用紙を加圧および加熱することにより、トナーを溶融し、かつ加圧して記録用紙に定着させる。
給電手段１１は、例えば変圧器と整流器とコンバータ等を備え、帯電手段２に放電電流およびグリッドバイアスを供給するため放電電流発生部および、グリッドバイアス発生部、現像手段４に現像バイアスを供給するため現像バイアス発生部および転写手段５に転写電流を供給するため転写電流発生部を備える。この他に定着手段７の加熱ローラのヒータに電力を供給する電源、感光体の内部ヒータに電力を供給する電源を備えてもよい。

本発明の画像形成装置は、電子写真プロセスに影響のある情報を取得するために、次のようなセンサーを設置している。
例えば感光体１の帯電部電位Ｖｄ、露光部電位ＶＬ、残留電位Ｖｓ、その他の電位を測定する表面電位計２１が露光手段３と現像手段４の間で感光体１の表面に近接して配置される。表面電位計２１は、１個でもよいが、複数個を感光体の幅方向に並べて配置し、感光体の幅方向の数箇所を、感光体の回転とともに所定時間間隔で測定してもよい。表面電位計２１は、振動容量型表面電位計が使用される。これはプローブセンサー電極を感光体１に接近させ、センサー電極と感光体１の間の静電容量をプローブ内の音叉により交流変調した信号を誘起させるものである。

またトナー付着量検出センサー２２が現像手段４の下流側に、かつ転写手段６より上流側に配置される。トナー付着量検出センサー２２は、例えば赤外線または可視光を発光する発光素子から感光体１に光を照射して、その反射光を受光素子で受光し、その受光量に基づいてトナー付着量を測定するものである。いわゆるフォトインタラプタ型光電素子である。
中間転写ベルト方式の場合は１次転写よりも下流位置で中間転写ベルト上のトナー付着量を反射式光学センサーで測定しても良い。
また画像形成部の温度、湿度を検出するために温度センサー２３、湿度センサー２４が設けられる。温度センサー２３、湿度センサー２４は画像形成部の雰囲気を検出する場所であればよく、望ましくは感光体１の近傍である。

ここで、電子写真プロセスにおける反転現像方式の各電位関係は、次の通りである。まず感光体１が帯電手段２により均一に表面電位Ｖｏに帯電され、その帯電部分が露光手段３により露光されると、その露光された部分は、露光部電位ＶＬになる。ここで、現像バイアス電圧Ｖｂと露光部電位ＶＬとの差（Ｖｂ−ＶＬ）が現像ポテンシャルと称され、この現像ポテンシャルに比例した量のトナーが感光体１の表面に付着して、現像が行なわれる。この感光体１の表面に付着したトナーが記録用紙８に転写されることにより、記録用紙８に画像が形成される。このように、トナー付着量は現像ポテンシャルの大きさによって変化する。即ち、感光体１の表面電位とトナー帯電量とトナー付着量の関係は、感光体１の表面には現像ポテンシャル（Ｖｂ−ＶＬ）に比例してトナーが付着し、トナー付着量はトナー帯電量に反比例する。

一般に、画像形成装置は、現像器内で現像剤とトナーの摩擦帯電によりマイナス帯電させるので、現像剤が長期使用されると、帯電し難くなる傾向にある。そのため、現像剤の疲労度に関係することになり、結局トナー帯電量が低いときはトナー付着量が大きくなり、トナー帯電量が高いときはその逆になる。また湿度とトナー付着量の関係は、トナーのマイナス帯電は現像器内で摩擦帯電により電荷が与えられるので、低湿度のときはトナー帯電量が高く、高湿度ときは低くなる。
また感光体１は、その表面に現像スリーブ４ａやクリーニング手段６が当接するので、感光体１の表面が削れて膜厚が薄くなる。特に電荷輸送層の膜厚が薄くなる。そのため感光体１の光減衰特性が変動し、最適露光エネルギー、最適現像バイアスがずれてしまう。その結果、濃度低下となる。
更に、転写手段５の転写電流によって転写が変化し、また定着手段７の加熱温度、加圧の程度によっても画像濃度が変化する。
以上のように、トナー付着量は、感光体帯電電位、現像バイアス、露光エネルギー、現像ポテンシャル、トナー帯電量、転写電流、温度、湿度などによって決定される。

図２は本発明の画像形成装置のブロック図を示す。
図２において、帯電ユニット３１は、図１に示した帯電手段２に相当し、帯電バイアス制御部２ａを介してバスライン３２に接続される。露光ユニット３３は、図１の露光手段３に相当し、露光ユニット３３は露光パワー制御部３４を介してバスライン３２に接続される。現像ユニット３５は、図１の現像手段４に相当し、現像スリーブ４ａに現像バイアスを与え、現像バイアス制御部４ｂを介してバスライン３２に接続される。
バスライン３２にはＣＰＵ３６が接続されており、ＣＰＵ３６は、メモリ３７に記憶されたプロセス制御用シーケンスプログラム３８に基づいて、各構成要素を順次制御し、画像形成を実現し、また本発明の濃度制御方法の各ステップを実行する。メモリ３７は、更にテストパッチデータ記憶部３９、画像メモリ４０、各モードの黒ベタ濃度データ記憶部４１を備える。上記の表面電位計２１、トナー付着量センサー２２、温度センサー２３、湿度センサー２４の出力は、各種センサー４２の出力として示し、バスライン３２に接続される。また本発明の画像形成装置は、直線近似手段４３および比較器４４を備える。
上記テストパッチデータ記憶部３９、各モードの黒ベタ濃度データ記憶部４１、直線近似手段４３および比較器４４については後述する。

次に、本発明の画像形成装置に用いられる基準テストパターンについて説明する。本発明が使用する濃度補正のための基準テストパターンは、メモリ３７のテストパッチデータ記憶部３９に記憶されたテストパッチを読み出して生成される。テストパッチデータ記憶部３９に記憶されたテストパッチデータは、この読み出されたデータに基づいて露光光源がＰＷＭ変調され、感光体１に基準テストパターン画像の静電潜像を形成する。この静電潜像はトナーにより顕像化され、このトナー像のトナー付着量がトナー付着量センサー２２により検出される。

本発明において使用される基準テストパターンは、図３に示す通りである。この基準テストパターンは、所定のテストパターン領域内に線を描いたものである。ここで、基準テストパターンは、テストパターン領域内にライン面積率が１０％、３０％、５０％のように異なる複数の種類のテストパッチよりなる。
図３（ａ）はライン面積率が１０％のテストパッチを示し、図３（ｂ）はライン面積率が３０％のテストパッチを示し、図３（ｃ）はライン面積率が５０％のテストパッチを示す。このテストパッチにおいて、ライン面積率とは、テストパターン領域ｓの面積に対する線ｒが描かれた部分の面積の比によって表される。したがって黒ベタはライン面積率が１００％であり、無地は０％である。
１個のテストパターン領域ｓの大きさは、縦横の1辺の長さが１０〜２０ｍｍ程度が適当であり、上下方向が副走査方向である。図３に示すように線ｒは画像形成装置の副走査線方向、つまり感光体の回転方向あるいは紙送りの方向に形成される。ライン面積率が異なる基準テストパターンは、上記トナー付着量センサー２２に対応させて、感光体の表面全面に均等に１０〜３０個くらい分布するように形成する。

主走査方向に沿った線からなる基準テストパターンを用いた場合、現像周速比の影響などにより、画像の先端部、あるいは後端部の濃度が低下する、いわゆる、先端欠けや後端欠けが発生した時にその影響をまともに受けてしまうが、副走査方向に沿った線からなる基準テストパターンを採用することにより、その影響を大幅に緩和できる。つまり先端欠けや後端欠けが発生したとき、副走査方向に線を形成すると、線ｒの上部または下部が一部欠けるだけであり、その他の部分の線ｒは通常通り形成されているので、これを検出することが可能である。しかし線ｒが主走査方向に形成されているときは、線ｒが全部かけてしまい、検出不能になってしまう。
このように線ｒは、副走査方向に形成するのが好ましいが、必ずしも一致する方向でなくてもよい。例えば、副走査方向に対して５°〜３０°傾いてもよく、より好ましくは５°〜１０°である。

図３の線ｒは、線幅が１０ドット以下、好ましくは５ドット以下であり、また、細線再現性の観点から２ドット以上にするのが好ましい。１０ドット以上に線幅を太くすると、ベタパッチと同様にトナー消費が多くなる。また線部分からの反射光が急減して、センサー感度が低下する。

図４（ａ）は、ライン面積率が１０％、３０％、５０％の３つのテストパッチについて、ライン面積率とトナー付着量センサー出力の関係を示す。図４（ａ）は、感光体の表面電位Ｖｏが−６００Ｖ一定のときの、現像バイアスＶｂをパラメータとして−２７５、−３００、−３２５、−３５０、−３７５Ｖと変化させたときのトナー付着量センサー出力の測定結果をマーカーで示す。図４（ａ）の横軸はライン面積率を示し、縦軸はトナー付着量センサー出力を任意目盛で、トナー付着のないときを１００として示す。線ａは現像バイアスが−２７５Ｖにおける、１０％、３０％、５０％の３つのテストパッチのトナー付着量センサー出力の直線近似線を示す。線ａに示す直線近似線により面積率１００％におけるトナー付着量センサー出力近似値６．６が得られる。
同様に、線ｂ、ｃ、ｄ、ｅの直線近似線により、面積率１００％におけるトナー付着量センサー出力近似値は、それぞれ−１８.１、−４１．３、−５１．０、−６４．５を得る。
この結果をまとめると、図４（ｂ）に示す表１のようになる。この表１には同時にライン面積率が１００％のときのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ²）示す。

上記のように、現像バイアス電圧がー２７５Ｖ、−３００Ｖ、−３２５Ｖ、−３５０Ｖ、−３７５Ｖのときのライン面積率１００％（即ち、べた画像）の単位面積当りのトナー付着量ｍ/aの測定結果は、それぞれ０．１５、０．４０、０．５３、０．６６、０．８０ｍｇ/ｃｍ²である。
これより、図５に示すようにライン面積率１００％におけるトナー付着量センサーの出力近似値およびトナー付着量は、ほぼ直線的な関係が得られることが分かる。従って、図５が目標とするトナー付着量センサーの出力とトナー付着量の関係となる。

ここで、本発明の画像形成層値は、各モードの黒ベタ濃度データ記憶部４１を備え、通常モードとトナーセーブモードの目標センサー出力値を記憶している。即ち、通常モードにおける目標トナー付着量は、０．５０ｍｇ/ｃｍ²であり、そのときの目標センサー出力値は−３２．８である。また、トナーセーブモードにおける目標トナー付着量は、０．４０ｍｇ/ｃｍ²であり、そのときの目標センサー出力値は−２１．６である。同様に高精細モ−ド、写真モード、混合モ−ドを設定してもよい。

以上のように、図４、図５に示す関係を元にして、プロセスココントロールは、次のように動作する。
まず、感光体の表面電位Ｖｏを−６００Ｖ一定とし、ライン面積率が１０％、３０％、５０％の３つのテストパッチを形成し、現像バイアスＶｂをパラメータとして−２７５Ｖ、−３２５Ｖ、−３７５Ｖと変化させて作成してトナー付着量センサーにより、トナー付着量を測定する。この測定結果より図６に示すライン面積率対トナー付着量センサーの出力特性を得る。そして、各パラメータの出力を直線近似することによって、ライン面積率１００％のときのトナー付着量センサーの出力値ｘ、ｙ、ｚを求める。

上記ｘ、ｙ、ｚについて、図７に示すようにライン面積率１００％におけるトナー付着量センサー出力値対現像バイアスをそれぞれマークする。そして、このｘ、ｙ、ｚを近似的に結ぶ線ｈを描く。
この画像形成装置では、通常モードは、現像バイアスが６００Ｖのときのトナー付着量センサーの出力は、−３２．８と定め、これを各モードの黒ベタ濃度データ記憶部４１に記憶しているので、図７の線ｈからこのときの現像バイアスＶｂは、−３０９Ｖを得る。同様に、トナーセーブモードのときは、トナー付着量センサーの出力は−２１．６と定めているので、図７の線ｈより現像バイアスＶｂは、−２９５Ｖを得る。

このように、ライン面積率が、１０％、３０％、５０％のテストパッチを用いることによって、黒ベタのトナー付着量が異なる場合もそれぞれ直線近似により推測できることが分かる。逆に言えば、線ｈは、ライン面積率が異なる２つのテストパッチの濃度により書くことができ、３つあればさらに正確に線ｈを書くことができる。

本発明の画像形成装置は以上の通りであるので、画像形成装置が運転状態にあるとき、ステップＳ１では、濃度補正を実施するプロセスコントロールのタイミングか否か判定される。濃度補正タイミングは、工場出荷時、感光体の交換時、現像剤の交換時、定期的なメンテナンス時、ジャムなど画像形成装置のトラブル対応時、１日の最初の電源投入時、所定枚数毎（例えば、１０００枚あるいは１万枚）、毎週１回、毎月１回、温度又は湿度が±５°以上変化したときなどである。これらのタイミングは、具体的には、感光体の交換、現像剤の交換、メンテナンス、ジャムなど画像形成装置のトラブル対応など、点検・補修・交換サービス時にサービスマンによって操作されるとき、電源スイッチの投入検出信号、印刷枚数カウンタのカウント値信号、温度センサーまたは湿度センサーの出力により行なわれる。以上のようなタイミングの全てについて実施してもよいし、１日の最初の電源投入時、所定枚数毎、温度又は湿度が所定値以上変化したときなど、適宜選択的なプロセスコントロール時に実施してもよい。ステップＳ１は、上記タイミングが検知されるまで、繰り返し行なわれる。

濃度補正を実施するタイミングであると判定されたとき、ＣＰＵ３６はステップＳ２で、メモリ３７のテストパッチデータ記憶部３９よりテストパッチデータを読み出して基準テストパターンを生成させる。この際、ライン面積率が１０％、３０％、５０％の３つのテストパターンを生成する。次にステップＳ３では、ＣＰＵ３６は感光体１に帯電手段２により均一に帯電させ、露光手段３により基準テストパターン画像を露光し、現像手段４により基準テストパターン像を形成させる。ステップＳ４では、感光体１に形成された基準テストパターン画像のトナー付着量をトナー付着量センサー２３により検知する。このとき得られる出力は、ライン面積率が１０％、３０％、５０％の濃度値である。

次にステップＳ５では、ライン面積率が１０％、３０％、５０％の濃度値を基にして黒ベタ濃度を算出する。これはライン面積率が１０％、３０％、５０％の濃度値を直線近似手段４３によってライン面積率が１００％のときを算出することにより行なわれる。明示的には、図６に示したライン面積率対トナー付着量センサーの出力特性を作図して、そのライン面積率１００％のときのトナー付着量の値を算出する。
次に、ステップＳ６では、図７に示したトナー付着量センサーの出力近似値対現像バイアス特性を作図する。ステップ７では、この画像形成装置がその動作モードに設定されている黒ベタ濃度となる目標センサー出力値を、メモリ３７の各モードの黒ベタ濃度データ記憶部４１より読み出す。そして、ステップＳ８では、ステップ７で読み出された目標センサー出力値でステップＳ６で作図されたライン面積率が１００％のときのトナー付着量センサー出力近似値対現像バイアス特性を参照し、目標トナー付着量となる現像バイアスを求め、新たな現像バイアス値とする。この新たな現像バイアス値に従い、ステップ９では、現像バイアス電圧を調整し、このフローを終了する。

なお、上記実施形態は現像バイアスを調整する場合について説明したが、他の実施形態では、帯電器のグリッドバイアスまたは露光量を調整することにより、目標トナー付着量を得る。

画像形成装置の構成図を示す。 画像形成装置のブロック図を示す。 ラインパッチを説明する図を示す。 ラインパッチのライン面積率とトナー付着量センサー出力の関係を説明する図を示す。 面積率１００％におけるトナー付着量センサー出力近似値およびライン面積率１００％のトナー付着量より目標センサー出力の関係を説明する図を示す。 テストパッチによるトナー付着量センサー出力の測定結果を説明する図を示す。 ライン面積率対トナー付着量センサー出力特性より、面積率１００％におけるトナー付着量センサー出力近似値と現像バイアス特性の関係を説明する図を示す。 フローチャート図を示す。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
７ 定着手段
１１ 給電手段
２１ 表面電位計
２２ トナー付着量センサー
２３ 温度センサー
２４ 湿度センサー
４１ 各モードの黒ベタ濃度データ記憶部
４３ 直線近似手段
４４ 比較器

Claims (8)

1. ライン面積率が異なる複数のテストパッチよりなるテストパターン像を形成するテストパターン像形成部と、
   前記テストパターン像のトナー付着量を検出する検出部と、
   前記検出部により検出されたトナー付着量に基づいて、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出する算出部と、
   前記算出されたトナー付着量が所定値になるようプロセス条件を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数のテストパッチは、ライン面積率が５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記テストパッチを形成する線は、ほぼ画像形成装置の副走査方向であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記テストパッチを形成する線は、２〜１０ドットであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記算出部は、前記検出部により検出されたトナー付着量から、直線近似を用いて、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記プロセス条件は、現像バイアス、感光体帯電電位、露光エネルギー、転写電流の少なくとも１つ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. ライン面積率が異なる複数のテストパッチよりなるテストパターン像を形成するテストパターン像形成ステップと、
   前記テストパターン像のトナー付着量を検出する検出ステップと、
   前記検出結果に基づいて、ライン面積率が１００％のときのトナー付着量を算出する算出ステップと、
   前記算出されたトナー付着量が所定値になるようプロセス条件を制御する制御ステップと
   を備えることを特徴とする画像形成装置の濃度制御方法。
8. 請求項７に記載の各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラム。