JP2008107717A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内の二成分現像剤のトナーの濃度が変化しても、記録用紙に形成される画像の濃度を一定にする。
【解決手段】感光体ドラムに形成された潜像を、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤で現像してトナー像とする画像形成装置において、画像形成条件算出部が濃度検出センサで検出された基準パッチ画像の検出濃度と、トナー濃度と相関関係のある現像バイアス値に応じて設定される目標濃度との差に基づいて、新たな現像バイアス値を算出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて現像処理をする画像形成装置に関連するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置において、表面が帯電された像保持体に露光装置が画像データに基づいて潜像を形成し、現像装置によって潜像がトナー像に現像されることで画像が形成されるものがある。

画像形成装置によって形成される画像の目標濃度は、画像形成装置の環境毎に設定される。しかし、形成される画像の濃度は、記録用紙に画像を形成した累積枚数や画像形成装置の環境変動等によって安定しない可能性がある。

この問題を解決するために、従来技術として、像保持体を帯電させる帯電ローラのバイアスを、累積印字枚数に応じて制御する発明が開示されている（特許文献１）。

特許文献１によると、像保持体、帯電ローラ、現像装置等が一体化されたカートリッジを画像形成装置が備え、当該カートリッジを新しく交換した場合に、累積印字枚数が多くない初期状態において生じる印字ライン幅が細すぎたり画像濃度が薄かったりする事象を、帯電ローラに供給するバイアスを初期状態時のみ所定のステップで変動させて防止している。
特開平９−１２０１９８号公報

しかしながら、特許文献１の発明は、カートリッジが初期状態のときの画像濃度と初期状態を過ぎたときの画像濃度とを一致させることができるが、現像剤がトナーとキャリアとで構成される二成分現像剤においてトナーの濃度が変動することにより、形成される画像の濃度変動には対応できない。

本発明は上記事実を考慮し、現像装置内の二成分現像剤のトナーの濃度が変化しても、記録用紙に形成される画像の濃度を一定にできる画像形成装置を得るということが目的である。

本発明は、帯電した像保持体の表面に対して、露光装置から照射される光ビームで画像データに基づいた潜像を形成し、現像装置がトナーとキャリアとからなる二成分現像剤で潜像を現像してトナー像とし画像を形成する画像形成手段と、前記画像の濃度を制御する画像形成条件に応じた基準パッチ画像の目標濃度のテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、画像形成手段で形成された前記基準パッチ画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段で検出された前記基準パッチ画像の検出濃度と、前記基準パッチ画像の形成時の前記画像形成条件に応じた前記目標濃度と、の差に基づいて、新たな画像形成条件を算出する画像形成条件算出手段と、算出された前記画像形成条件を更新記憶する画像形成条件記憶手段と、前記画像形成条件記憶手段に記憶される前記画像形成条件で、前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、像保持体の表面に露光装置が形成した潜像を、現像装置がトナーとキャリアとからなる二成分現像剤で現像してトナー像とする、画像形成手段によって形成された、基準パッチ画像の濃度を濃度検出手段で検出する。そして、画像形成条件算出手段は、基準パッチ画像の検出濃度と目標濃度との差に基づいて画像濃度を制御する新たな画像形成条件を算出する。

目標濃度は、画像濃度を制御するための画像形成条件に応じたテーブルとしてテーブル記憶手段に記憶される。この画像形成条件は、現像装置内のトナー濃度に対応して画像の濃度を制御するための条件である。トナー濃度が変動しても、目標濃度を画像形成条件毎に応じて定めることで画像濃度を略一定に保つことができる。

また、本発明において、前記画像形成条件は、前記現像装置に印加する現像バイアスの直流成分であることを特徴とする。

現像装置に印加する現像バイアスの直流成分は、現像装置内のトナーの濃度と相関関係がある。そのため、現像バイアスの直流成分に応じた目標濃度を算出することで、形成される画像の濃度を略一定にすることができる。

さらに、本発明において、前記画像形成条件は、前記露光装置が前記像保持体に照射する光ビームの露光量であることを特徴とする。

画像形成条件を露光装置が像保持体に照射する光ビームの露光量とすることで、像保持体に形成される潜像の電位を変化させ、潜像に吸着するトナー量を制御することができる。そのため、光ビームの露光量に応じた目標濃度を算出することで、形成される画像の濃度を略一定にすることができる。

また、本発明において、第２の基準パッチ画像の濃度検出手段による検出濃度と第２の目標濃度との差に基づいて前記現像装置への二成分現像剤の補給量を算出する第２の算出手段と、前記基準パッチ画像の前記濃度検出手段による検出濃度と目標濃度との差に基づいて、前記画像形成条件算出手段によって算出された画像形成条件が、環境に対応して設定される所定の範囲にない場合に前記第２の目標濃度を変更するように制御する第２の目標濃度変更手段と、を更に備えることを特徴とする。

第２の基準パッチ画像は、現像バイアスの直流成分で形成されるため、トナー濃度の影響を受けやすい。そして、第２の基準パッチ画像の検出濃度と第２の基準パッチ画像に対応した第２の目標濃度との差に基づいて第２の算出手段は、現像装置への二成分現像剤の補給量を算出する。また、算出された画像形成条件が、画像形成装置の例えば湿度等の環境に対応して設定される所定の範囲にない場合に、第２の目標濃度変更手段が第２の目標濃度を変更する。それにより画像形成条件が所定の範囲に収まるようになる。

さらに、本発明において、前記画像形成条件算出手段により算出された前記画像形成条件が前記環境に対応して設定される所定の範囲の上限を超えた場合に、前記第２の算出手段が、現像剤のトナー濃度を高くするように二成分現像剤の補給量を算出することを特徴とする
画像形成条件が、所定の範囲の上限を超えるということは、トナー濃度が適正な値よりも低い場合である。そのため、第２の算出手段が、トナー濃度を高くするように補給量を算出することで、トナー濃度が適正な値となる。

また、本発明において、前記画像形成条件算出手段により算出された前記画像形成条件が前記環境に対応して設定される所定の範囲の下限未満の場合に、前記第２の算出手段が、現像剤のトナー濃度を低くするように二成分現像剤の補給量を算出することを特徴とする。

画像形成条件が、所定の範囲の下限未満ということは、トナー濃度が適正な値よりも高い場合である。そのため、第２の算出手段が、トナー濃度を低くするように補給量を算出することで、トナー濃度が適正な値となる。

以上説明した如く本発明では、現像装置内の二成分現像剤のトナーの濃度が変化しても、記録用紙に形成される画像の濃度を一定にできるという優れた効果を有する。

（第１の実施の形態）
図１に本実施の形態に係る画像形成装置１０を示す。

画像形成装置１０には、画像形成手段としてエンジン部１２が備えられ、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられる。

給紙ユニット１４は、記録用紙Ｐが積載される記録用紙トレイ２２、記録用紙トレイ２２から記録用紙Ｐを送り出す給紙ロール２４、で構成される。給紙ロール２４により記録用紙トレイ２２から一枚ずつ持ち出された記録用紙Ｐは、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、転写ロール７４へ搬送される。

記録用紙Ｐは、転写ロール７４によってトナー像が転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着される。定着ロール３２Ａは、例えば、ハロゲンランプ等のランプの点灯によって所定温度に加熱される。前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって記録用紙Ｐにトナー像が定着される。

トナー像が定着された記録用紙Ｐは、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ記録用紙Ｐが完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、記録用紙Ｐが反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、記録用紙Ｐの裏面側が印刷される。

ここで、画像形成装置１０の図１の右側には、トナーと磁性キャリアとからなる各色毎の二成分現像剤が充填された４個のトナーカートリッジ６４が配設される。このトナーカートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、トナーカートリッジ６４中の二成分現像剤が現像装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

トナーカートリッジ６４の図１の左側には、露光装置６２が配置される。露光装置６２からは、画像信号に応じた４本の光ビームＬ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光装置６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃへ向けて発せられる。光ビームＬは、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃに潜像を形成する。

なお、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ、現像装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ、光ビームＬ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）各々についてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がある場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの何れかを付し、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃを区別する必要がない場合は、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃを省略し、単に各々「感光体ドラム５２」、「現像装置６０」、「光ビームＬ」という。

露光装置６２は、光源部から射出された各色の光ビームＬを、ポリゴンモータ６３を用いて回転するポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色の光ビームＬは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。

感光体ユニット５０は、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており（図１では感光体ユニット５０Ｙに対応するもののみに符号を記載）、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６は、感光体ドラム５２を一様に帯電させる。帯電された感光体ドラム５２には前述したように露光装置６２により光ビームが走査され、画像データに基づいた潜像が形成される。当該潜像は、現像ユニット５８によってトナー像に現像される。リフレッシュロール５４は感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除く。

ここで、現像ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２に対応して４つの現像装置６０が縦方向に並べられる。それぞれの現像装置６０は、トナーカートリッジ６４から二成分現像剤が供給され、充填される。二成分現像剤は現像装置６０に供給されると、トナーと磁性キャリアとが攪拌されて所定の極性に摩擦帯電される。そして、現像ロール８０内の図示しないマグネットロールの磁力によって磁性キャリアと共にトナーが現像ロール８０の表面に吸着する。現像ロール８０には、直流成分と交流成分とが重畳された現像バイアスが印加され、帯電された感光体ドラム５２の表面と対向すると、現像電界により、現像剤に含まれるトナーのみが感光体ドラム５２の潜像部分に付着して現像が行われる。しかし、画像形成装置１０の環境（湿度等）の変動によってトナー濃度が変動する。また、環境の変動以外でも、例えば、短時間に画像を多量に形成するときに、トナーとキャリアの攪拌が不十分となりトナー濃度が変動する。

感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられる。２つの第１中間転写体６８、７０は、図１の縦方向に上下に並べられており、図１の上部の第１中間転写体６８が、感光体ドラム５２のうち図１の上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転する。そして、図１の下部の第１中間転写体７０が、図１の下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転する。また、第２中間転写ドラム７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転し、この第２中間転写ドラム７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写ドラム７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により記録用紙Ｐに転写される。

これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。

また、濃度検出センサ９０が、その検出面を転写ロール７４の周面に対向するように配設される。この濃度検出センサ９０は、反射型のセンサであり、転写ロール７４の表面の検出位置に形成された基準パッチ画像に対してＬＥＤ等の発光素子から光を照射し、その反射光をフォトダイオード等の受光素子で検出することで、基準パッチ画像の濃度値に応じた電気信号を出力する。

図２は、画像形成装置１０の制御系の要部を示す図である。

画像形成装置１０は、画像形成装置１０の全体の制御を司るＣＰＵ１００を備える。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０４、ハードディスク記憶装置１０６、画像データ入力部１０８、操作表示部１１０、画像形成制御部１１２、画像データ処理部１１４、濃度検出センサ９０とコントロールバスやデータバス等のバス１１６を介して接続される。

ＲＯＭ１０２は、画像形成装置１０を制御するための制御プログラム等を記憶する。ＲＡＭ１０４は、種々のデータ等を処理するためのワークスペースとして用いられる。

ハードディスク記憶装置１０６は、画像データや基準パッチ画像を形成するための基準パッチデータ、画像形成に関する種々のデータ等を記憶する。

画像データ入力部１０８は、図示しないパソコン等から画像データの入力を受け付ける。入力された画像データは、ハードディスク記憶装置１０６に送信される。

操作表示部１１０は、操作機能と表示機能とが一体化されたタッチパネルの他、ユーザーが各種操作を行うための操作ボタンを含んで構成される。操作表示部１１０は、記録用紙Ｐへの画像形成の開始等の操作を受け付け、画像形成装置１０の制御の状態等をユーザーに報知する。

画像形成制御部１１２は、画像形成条件に従いエンジン部１２を制御し、画像データに基づいて記録用紙Ｐに画像を形成する。

ここで、画像形成条件として、現像装置６０の現像ロール８０に印加する現像バイアスの直流成分が挙げられる。現像バイアスは、現像装置６０内のトナー濃度と相関関係があり、トナー濃度の変動に対応して変動する。トナー濃度が高い場合、トナーの帯電量が下がるので現像バイアスは小さくなる。一方、トナー濃度が低い場合、トナーの帯電量が上がるので現像バイアスは大きくなる。

図３（Ａ）に横軸を現像装置６０の現像バイアス、縦軸を感光体ドラム５２に形成される基準パッチ画像の目標濃度、並びに記録用紙Ｐに形成された画像の濃度とし、現像バイアスと基準パッチ画像の目標濃度（図３（Ａ）の破線Ａ）、現像バイアスと画像濃度（図３（Ａ）の実線Ｂ）との関係を示す。このときの画像形成装置１０の環境は、常温中湿環境（温度２２度、湿度５５％）である。

図３（Ａ）の破線Ａに示されるように基準パッチ画像の目標濃度を現像バイアスの高低、すなわち現像装置６０内のトナー濃度の高低によらず一定とした場合、記録用紙Ｐに形成される画像の濃度は、図３（Ａ）の実線Ｂに示されるように、現像バイアスが低いとき、すなわちトナー濃度が高いときは高くなり、現像バイアスが高いとき、すなわちトナー濃度が低いときは低くなり、一定とはならない。

図３（Ｂ）に、トナー濃度が変化した場合において、画像濃度を一定とする実験結果を示す。図３（Ｂ）の横軸を現像装置６０の現像バイアスとし、縦軸を感光体ドラム５２に形成される基準パッチ画像の目標濃度、並びに記録用紙Ｐに形成された画像の濃度とする。また、図３（Ｂ）のプロットのうち、丸形プロットは高温高湿環境、菱形プロットは常温中湿環境、三角形プロットは常温低湿環境における実験結果を示す。

図３（Ｂ）の白抜きプロットは、画像濃度が線Ｃで示されるように一定となるように現像バイアス毎に定めた目標濃度を示している。黒抜きプロットは、白抜きプロットで示された目標濃度で基準パッチ画像が形成されたときの画像濃度であり、現像バイアス（トナー濃度）の高低に係らず略一定となった。この結果、現像装置６０内のトナー濃度が変動しそれに伴い現像バイアスが変動する場合に、記録用紙Ｐに形成される画像の濃度を一定に保つためには、図３（Ｂ）の破線Ｄで近似されるように、現像バイアスに応じて目標濃度を設定する必要があることが分かった。

そこで、記録用紙Ｐに形成される画像の濃度を現像装置６０内のトナー濃度の高低に係らず一定とするために、濃度検出センサ９０で基準パッチ画像の濃度を検出し、画像形成制御部１１２で検出濃度と目標濃度とを比較し、差が生じている場合は、現像バイアス目標に応じた濃度を算出する。

図４に、画像形成制御部１１２で行われる現像バイアスの算出に係る機能ブロック図を示す。

画像形成制御部１１２は、画像形成条件算出部２００を備える。

画像形成条件算出部２００は、濃度比較部２０２、現像バイアス値決定部２０４、目標濃度記憶部２０６、目標濃度テーブル記憶部２０８、現像バイアス値記憶部２１０で構成される。

濃度比較部２０２は、濃度検出センサ９０で検出された基準パッチ画像の濃度である検出濃度と、目標濃度記憶部２０６に記憶される目標濃度とを比較し検出濃度と目標濃度との濃度差を現像バイアス値決定部２０４へ送信する。

目標濃度は、トナーの濃度と相関関係がある現像バイアスに応じた値が設定されており、その対応関係を示すテーブルは、目標濃度テーブル記憶部２０８に記憶されている。また、目標濃度テーブルは、図３（Ｂ）の線Ｄに基づいて定められた現像バイアス値毎の目標濃度を示したテーブルである。

現像バイアス値決定部２０４は、検出濃度と目標濃度との濃度差に基づいて（１）式から新たな現像バイアス値を決定する。

（１）式は関数であり、Ｖは現像バイアス値である。また、Δｘは検出濃度と目標濃度との濃度差であり、（２）式を用いて算出される。

（２）式のＣ_ｄは検出濃度、Ｃ_ｔは目標濃度である。

ここで、図３（Ｂ）を参照して、現像バイアス値決定部２０４による現像バイアス値の決定手順を説明する。

現像バイアスを図３（Ｂ）のＶ_１（目標濃度は図３（Ｂ）の線Ｄから、図３（Ｂ）のＣ_ｔ１である。）として基準パッチ画像を作成し、基準パッチ画像の検出濃度が図３（Ｂ）のＣ_ｄ１である場合を例として挙げる。

図３（Ｂ）より、検出濃度Ｃ_ｄ１は目標濃度Ｃ_ｔ１よりも濃度が低く、（２）式から算出される濃度差Δｘは負の値となる。Δｘを（１）式に代入することで、図３（Ｂ）に示される新たな現像バイアス値としてＶ_２が算出される。現像バイアス値Ｖ_２は、Ｖ_１よりも高い値となる。一方、Δｘが正の値である場合は、（１）式で求められる現像バイアスの値は元の値よりも低い値となる。

現像バイアス値決定部２０４で決定された新たな現像バイアス値は、現像バイアス値記憶部２１０に更新記憶される。

現像装置制御部２１４は、現像バイアス値記憶部２１０で記憶された現像バイアス値を読み取り、現像装置６０の現像ロール８０に現像バイアスを印加する。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。

図５のフローチャートを参照して、画像形成装置１０が記録用紙Ｐに画像を形成する前に行う、現像バイアスの算出処理について説明する。

まず、ステップ５００で、プリントジョブとして、画像形成装置１０が画像データを受信する。

次に、ステップ５０２で、現像装置制御部２１４が、現像バイアス値記憶部２１０に記憶された現像バイアス値を読み込む。

次に、ステップ５０４で、現像装置制御部２１４が、読み込まれた現像バイアス値に基づいて現像装置６０の現像ロール８０を印加し、基準パッチ画像を転写ロール７４上に形成する。

次に、ステップ５０６で、濃度検出センサ９０が、基準パッチ画像の濃度を検出する。

次に、ステップ５０８で、濃度比較部２０２が、基準パッチ画像の検出濃度と目標濃度とが同じであるか否かを判断する。検出濃度と目標濃度とが同じ場合は、肯定判定とされ、ステップ５１６へ移行し、画像データに基づいた画像を記録用紙Ｐに形成して処理を終了する。する。一方、検出濃度と目標濃度とが異なる場合は、否定判定とされ、ステップ５１０へ移行する。

ステップ５１０では、現像バイアス値決定部２０４が検出濃度と目標濃度との差に基づいて新たな現像バイアス値を算出する。

次に、ステップ５１２で、現像バイアス値記憶部２１０に新たな現像バイアス値を更新記憶する。

次に、ステップ５１４で、現像装置制御部２１４が、新たな現像バイアス値を現像バイアス値記憶部２１０から読み込む。

次に、ステップ５１６で、新たな現像バイアス値に基づいて現像ロール８０が印加され、画像データに基づいて記録用紙Ｐに画像が形成され、処理を終了する。

なお、図５で示される処理は、画像データの受信があるたびに実施するのではなく、印刷枚数が所定の規定値以上に達したときに実施するとしてもよい。

なお、本実施の形態では、画像形成条件を現像装置６０に印加する現像バイアスとしたが、画像の濃度を調整できればよく、露光装置６２が感光体ドラム５２へ光ビームを露光する露光量としてもよい。この場合、目標濃度テーブルは、露光量に対応した目標濃度となる。

以上説明したように、感光体ドラム５２に形成された潜像を、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤で現像してトナー像とする画像形成装置１０において、画像形成条件算出部２００が濃度検出センサ９０で検出された基準パッチ画像の検出濃度とトナー濃度と相関のある現像バイアス値に応じて設定される目標濃度との差に基づいて、新たな現像バイアス値を算出する。従って、現像装置６０内のトナー濃度が変動しても、目標濃度がトナー濃度と相関関係のある現像バイアスに応じて設定されるため、形成される画像の画像濃度を略一定に保つことができる。
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付して、その構成の説明を省略する。

第２の実施の形態は、画像形成装置１０の環境に応じて現像装置６０の現像バイアスの上限値と下限値とが所定の範囲で決められており、現像バイアスがこの所定の範囲でない場合に、現像装置６０内のトナー濃度を変化させることで現像バイアスを所定の範囲にすることを特徴とする。

図６に、第２の実施の形態に係る、画像形成制御部１１２で行われる画像形成装置１０の環境に応じた現像バイアスの制御に係る機能ブロック図を示す。

本実施の形態において、画像形成装置１０は、内部の環境として湿度を計測するための湿度センサ３００を備える。また、画像形成制御部１１２は、環境適正判断部３０２を備える。

環境適正判断部３０２は、現像バイアス値記憶部２１０から現像バイアス値決定部２０４で決定された現像バイアス値と、湿度センサ３００から画像形成装置１０の内部の湿度値と、を受信する。そして、環境適正判断部３０２は、現像バイアス値が湿度センサ３００で計測された湿度値に応じた所定の範囲であるか否かを判断する。前記所定の範囲は、環境適正判断部３０２と接続される現像バイアス適正範囲記憶部３０４に記憶される。

現像バイアス値が所定の範囲にある場合は、現像バイアス値を変更する必要はない。しかし、現像バイアス値が所定の範囲にない場合は、現像バイアスと相関関係のあるトナー濃度が適した濃度にないと判断する。そのため、環境適正判断部３０２は、現像剤補給量決定部３０６に、補給量決定処理開始信号を送信する。

また、このとき、トナー濃度を検出するために第２の基準パッチ画像が形成される。第２の基準パッチ画像は、現像されるときに、直流成分のみからなる現像バイアスが用いられる。この理由は、直流成分に交流成分を重畳した現像バイアスを現像ロール８０に印加して現像した場合に比べ、形成される基準パッチ画像の濃度は、トナー濃度の影響を受けやすいためである。第２の基準パッチ画像の濃度は、濃度検出センサ９０で検出される。

現像剤補給量決定部３０６は、第２の基準パッチ画像の濃度と、第２の目標濃度記憶部３０８に記憶されるトナー濃度に対応した目標値である第２の目標濃度との差に基づいて二成分現像剤の補給量を決定する。

また、環境適性判断部３０２は、第２の目標濃度変更部３１０と接続される。第２の目標濃度変更部３１０は、現像バイアス値が前記所定の範囲にない場合に、トナー濃度が適した値に修正されるように第２の目標濃度を変更する。

現像剤補給制御部３１０は、現像剤補給量決定部３０６と接続され、現像剤補給量決定部３０６で決定された補給量に基づいてトナーカートリッジ６０から現像装置６４へ二成分現像剤を補給する。

図７のフローチャートを参照して、算出される現像バイアスを画像形成装置内の湿度に応じた所定範囲とする処理について説明する。

まず、ステップ７００で、濃度検出センサ９０が、感光体ドラム５２に形成された基準パッチ画像の濃度を検出する。

次に、ステップ７０２で、画像形成条件算出部２００が、基準パッチ画像の検出濃度と目標濃度とを比較し、その差に基づいて新たな現像バイアスを算出する。

次に、ステップ７０４で、環境適正判断部３０２が、ステップ７０２で算出された現像バイアスが画像形成装置１０内の湿度毎に定められた最適範囲であるか否かを判断する。現像バイアスが最適範囲である場合は、肯定判定とされ、現像バイアス制御処理は終了する。現像バイアスが最適範囲でない場合は、否定判定とされ、ステップ７０６へ移行する。

ここで、図８（Ａ）並びに図８（Ｂ）で、横軸を現像バイアス、縦軸を基準パッチ濃度として低湿環境並びに高湿環境における現像バイアスの最適範囲を示す。

図８（Ａ）に、低湿環境における現像バイアスの最適範囲を示す。図８（Ａ）において、例えば、低湿環境における現像バイアスの最適範囲をα_Ａとする。これよりも低い現像バイアス（範囲β_Ａ）が算出された場合や高い現像バイアス（範囲γ_Ａ）が算出された場合は、現像バイアスは最適範囲にないとされる。

また、図８（Ｂ）に、高湿環境における現像バイアスの最適範囲を示す。高湿環境における現像バイアスの最適範囲は、低湿環境における最適範囲よりも低い値である、例えば、高湿環境における現像バイアスの最適範囲をα_Ｂとする。これよりも低い現像バイアス（範囲β_Ｂ）が算出された場合や高い現像バイアス（範囲γ_Ｂ）が算出された場合は、現像バイアスは最適範囲にないとされる。

図７のステップ７０６では、環境適正判断部３０２が、算出された現像バイアスが最適範囲よりも低いか否かをさらに判断する。算出された現像バイアスが最適範囲よりも低い場合は、肯定判定とされ、ステップ７０８へ移行する。一方、算出された現像バイアスが最適範囲よりも高い場合は、否定判定とされ、ステップ７１０へ移行する。

ステップ７０８では、第２の目標濃度変更部３１０が第２の目標濃度をトナー濃度が減少する方向に変更する。

ステップ７１０では、第２の目標濃度変更部３１０が第２の目標濃度をトナー濃度が増加する方向に変更する。

第２の目標濃度の変更によって、プリント動作が繰り返されると徐々にトナー濃度が変化し、その結果、現像バイアスが最適範囲に収まる。

以上説明したように、現像バイアスが、画像形成装置１０内の湿度に対応して設定される所定の範囲にない場合は、トナー濃度が適した値でないと判断され、第２の目標濃度が変更され、その結果、トナー濃度が一定に保たれる。

第１の実施の形態に係る、画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 画像形成装置の制御系の要部を示す図である。 （Ａ）は、現像バイアスが変化しても目標濃度を一定にした場合の、記録用紙に形成される画像の濃度を示す図、（Ｂ）は、画像濃度を一定になるように設定した目標濃度に対応する現像バイアスを示す図である。 第１の実施の形態に係る、画像形成制御部で行われる現像バイアスの算出に係る機能ブロック図である。 画像形成装置が記録用紙に画像を形成する前に行う、現像バイアスの算出処理に関する制御に係るフローチャートである。 第２の実施の形態に係る、画像形成制御部で行われる画像形成装置の環境に応じた現像バイアスの制御に係る機能ブロック図である。 第２の実施の形態に係る、算出される現像バイアスを画像形成装置内の湿度に応じた所定範囲とする処理に関する制御に係るフローチャートである。 （Ａ）は、低湿環境における現像バイアスの最適範囲を示す図、（Ｂ）は、高湿環境における現像バイアスの最適範囲を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ エンジン部（画像形成手段）
５２ 感光体ドラム（像保持体）
６０ 現像装置
６２ 露光装置
９０ 濃度検出センサ（濃度検出手段）
１１２ 画像形成制御部（画像形成制御手段）
２００ 画像形成条件算出部（画像形成条件算出手段）
２０８ 目標濃度テーブル（テーブル記憶手段）
２１０ 現像バイアス値記憶部（画像形成条件記憶手段）
３０６ 現像剤補給量決定部（第２の算出手段）
３１０ 第２の目標濃度変更部（第２の目標濃度変更手段）

Claims (6)

1. 帯電した像保持体の表面に対して、露光装置から照射される光ビームで画像データに基づいた潜像を形成し、現像装置がトナーとキャリアとからなる二成分現像剤で潜像を現像してトナー像とし画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像の濃度を制御する画像形成条件に応じた基準パッチ画像の目標濃度のテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   画像形成手段で形成された前記基準パッチ画像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度検出手段で検出された前記基準パッチ画像の検出濃度と、前記基準パッチ画像の形成時の前記画像形成条件に応じた前記目標濃度と、の差に基づいて、新たな画像形成条件を算出する画像形成条件算出手段と、
   算出された前記画像形成条件を更新記憶する画像形成条件記憶手段と、
   前記画像形成条件記憶手段に記憶される前記画像形成条件で、前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記画像形成条件は、前記現像装置に印加する現像バイアスの直流成分であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成条件は、前記露光装置が前記像保持体に照射する光ビームの露光量であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 第２の基準パッチ画像の濃度検出手段による検出濃度と第２の目標濃度との差に基づいて前記現像装置への二成分現像剤の補給量を算出する第２の算出手段と、
   前記基準パッチ画像の前記濃度検出手段による検出濃度と目標濃度との差に基づいて、前記画像形成条件算出手段によって算出された画像形成条件が、環境に対応して設定される所定の範囲にない場合に前記第２の目標濃度を変更するように制御する第２の目標濃度変更手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成条件算出手段により算出された前記画像形成条件が前記環境に対応して設定される所定の範囲の上限を超えた場合に、前記第２の算出手段が、現像剤のトナー濃度を高くするように二成分現像剤の補給量を算出することを特徴とする請求項４項記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成条件算出手段により算出された前記画像形成条件が前記環境に対応して設定される所定の範囲の下限未満の場合に、前記第２の算出手段が、現像剤のトナー濃度を低くするように二成分現像剤の補給量を算出することを特徴とする請求項４項記載の画像形成装置。

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