JP2008134417A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度制御による変更と、画像濃度による画像形成条件の変更が、お互いに影響せず、画質の安定化を図ることができる。
【解決手段】画像形成処理の際、朝一番の電源オン時や、長い非画像形成期間が経過した直後、あるいは極端に高密度や低密度の画像形成が継続するような特異な状況では、画像形成条件が許容範囲を超えて補正される場合がある。このような特異な状況下においては、許容範囲を変更することで、本質的に許容範囲を超えないようにした。さらに、許容範囲の上限値又は下限値を変更することで、全体の画像形成条件の範囲の平均値が変動することを考慮し、特異的に変更したときであっても、デフォルトの平均値が適用できるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体の表面を一様に帯電した状態で、画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成し、かつトナー現像すると共に、記録媒体へ直接、あるいは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置に関するものである。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。

画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。

上記画像形成装置では、通常の画像が通常の処理で画像が形成された場合、画質は安定しているが、イレギュラーな画像形成が行われた場合、例えば、トナー供給過多が起こる画像形成や、画像形成装置が不安定な電源オン後の状態では、現像バイアスが適切でない場合がある。画質低下を是正するために、トナーの供給量や、現像バイアスを調整することにより、画質の安定化を図る目的として、特許文献１及び特許文献２に記載の技術が提案されている。

特許文献１は、透磁率センサによるトナー濃度制御を用いた二成分現像器で構成され、テスト画像（パッチ）の濃度に基づいて画像を形成する現像条件（バイアス）及び、帯電電位を補正する現像濃度補正手段を有し、現像濃度補正手段による補正量が規定範囲を超える場合に、透磁率基準値を調整し、さらにこの透磁率基準値に基づいて現像濃度の補正基準を設定することを特徴とする装置について記載されている。透磁率センサによるトナー濃度制御のため、装置はトナー濃度を一定にするようにトナーの補給量が調整される。その結果、画像密度が低い場合にはトナーのチャージアップにより現像条件が制御範囲を超える場合があることや、画像密度が高い場合には帯電量が低くなり、トナー飛散による機内汚れが発生する場合がある。そのために、透磁率センサの基準値、つまり、トナー濃度を変更して現像条件が既定の条件内で動作し、なおかつ、変更したトナー濃度における現像濃度の補正基準を変更している。

ところが、特許文献１では、トナー濃度を透磁率センサにより制御することを前提としているため、パッチによるトナー濃度制御方式に適用することはできない。例えば、パッチによるトナー濃度制御方法では、画像密度が高い場合にトナーの帯電量が低下するので、パッチが濃くなり、その結果、トナー濃度制御によってトナー濃度を下げすぎ、画像濃度の低下などの問題が発生することがある。特許文献１を適用すると、トナーの帯電量を確保するために、トナー濃度を下げるように動作するため、さらに悪化する方向に制御してしまい、トナー濃度制御方式に適用することはできない。

特許文献２は、コストダウンを図るために透磁率センサを用いずに画像濃度制御用の第１パッチと、トナー濃度制御用の第２パッチを用いて、第２パッチの濃度と基準値（ターゲット）との差に基づいてトナーの補給量を調整するトナー濃度制御手段を備える装置において、第１パッチの濃度に基づいた画像形成条件が、目標の範囲内で動作するように、第２パッチの目標値を変更する手段を持つことを特徴としている。パッチの濃度に基づいたトナー濃度制御手段は、フルカラー装置で４つの透磁率センサを用いる装置と比べ、パッチ濃度センサを共通で使うため、大きなコストダウンを図れる一方で、現像器の個体差（スリーブの荒さや、トリマーギャップ）や現像器内のトナー濃度の振れによってスリーブ上の現像剤量（ＭＯＳ）が変化すると、形成されるパッチの濃度に大きな影響を及ぼす。この問題を回避するために、ＭＯＳの影響を受けにくい現像条件で形成される第１パッチの濃度に基づいて、装置のトナー濃度が「濃すぎる」あるいは「薄すぎる」を判定し、第２パッチの目標値を修正することにより、ＭＯＳによらずトナー濃度を制御している。
特開２００５−２０２０００公報 特開２００６−１７９１８公報

しかしながら、特許文献２では、長いレスト時間後は現像剤の帯電が下がることで、トナー濃度と帯電の関係が一定時間定常状態から外れるため、この期間では第１パッチの濃度に基づいた画像形成条件についても定常状態から外れてしまい、その結果、トナー濃度は合っているにも関わらず、第２パッチの目標値を変更してしまうということがあった。また、出力される画像密度によってもトナー濃度と帯電の関係が影響を受けるため、極端に低い画像密度や、極端に高い画像密度ではトナー濃度制御に影響を受けることがある。

本発明は上記事実を考慮し、トナー濃度制御による変更と、画像濃度による画像形成条件の変更が、お互いに影響せず、画質の安定化を図ることができる画像形成装置を得ることを目的としている。

本発明は、像担持体上に補正対象目的が異なる第１基準トナー像及び第２基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、前記第１基準トナー像及び前記第２基準トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記第１基準トナー像の前記濃度検出手段による検出濃度と、予め設定した第１目標濃度との差に基づいて画像形成条件を算出する第１算出手段と、前記第２基準トナー像の前記濃度検出手段による検出濃度と、予め設定した第２目標濃度との差に基づいて、画像データに応じた二成分現像剤の補給量を算出する第２算出手段と、前記第１算出手段によって算出された前記画像形成条件と、装置設定環境毎に予め設定した目標画像形成条件とを比較し、その比較結果によって、前記第２目標濃度を変更するように制御する第２目標濃度変更制御手段と、画像データに応じた画像情報を記憶する記憶手段と、前記画像情報に応じて前記目標画像形成条件の許容範囲を変更する許容範囲変更手段と、を有している。

本発明によれば、画像形成の状況（例えば、電源オン直後や長いインターバルの後）において、目標画像形成条件の許容範囲を変更するようにしたので、画像密度が低い場合のトナー濃度の増加による被りや機内汚れを抑制でき、また、画像密度が高い場合のトナー濃度の低下による濃度均一性の低下やオーガマークなどの画像欠陥を抑制し、安定したトナー濃度の制御が可能になる。

また、上記発明において、前記画像情報が、所定枚数の平均画像濃度であることを特徴としている。

前記画像情報を、所定枚数の平均画像密度とすることで、所定枚数までの間の累積した装置の稼動状況に応じて前記目標画像形成条件を変更することにより、より安定したトナー濃度の制御が可能になる。

また、上記発明において、前記平均画像濃度が所定の画像密度を超えている場合、前記第２目標濃度変更制御手段は前記目標画像形成条件を画像濃度が低くなる方向に変更することを特徴としている。

極端に高い画像密度が出力されている状況では、新しいトナーが現像器に多量に補給されるので、現像器内のトナーの帯電が下がって画像濃度が高くなりやすくなるため、前記画像形成条件は画像濃度が低くなる方向に変更される。従来は、前記画像形成条件が低くなりすぎると、現像器内のトナー濃度が高いと判断し、第２目標濃度をトナー濃度が現状よりも薄くなるように変更して、トナー濃度を下げるように動作するため、オーガマークや濃度均一性悪化などが発生しやすくなっていた。これに対して本発明では、高い画像密度の画像が出力されている場合に、目標の前記画像形成条件の下限を下げることによって、トナー濃度を下げないようにトナー濃度を制御できるので、オーガマークや濃度均一性悪化などを抑制し、安定した画像出力が可能になる。

さらに、上記発明において、平均画像密度が所定の画像密度を下回っている場合、前記第２目標濃度変更制御手段は前記目標画像形成条件を画像濃度が濃くなる方向に変更することを特徴としている。

極端に低い画像密度が出力されている状況では、現像器内のトナーの帯電が増加して画像濃度が低くなるため、前記画像形成条件は画像濃度が高くなる方向に変更される。従来は、前記画像形成条件が高くなりすぎると、現像器内のトナー濃度が低すぎると判断し、前記第２目標濃度をトナー濃度が現状よりも濃くなるように変更して、トナー濃度を上げるように動作するため、トナー濃度が上がり、被りや機内汚れなどが発生しやすくなっていた。これに対して本発明では、低い画像密度の画像が出力されている場合に、目標の前記画像形成条件の上限を上げることによって、従来よりもトナー濃度を上げないようにトナー濃度を制御できるので、被りや機内汚れなどを抑制することが可能になる。

また、上記発明において、互いに異なった色の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、前記各画像形成ユニットによって形成された互いに異なった色の画像を記録媒体上に重ね合わせた状態で転写することにより、画像を形成する画像形成装置であって、前記第２目標濃度変更制御手段は、前記第１算出手段によって算出された前記各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値Ａを算出し、さらに、各画像形成条件の平均値Ａを基準とした前記各画像形成ユニットの画像形成条件の範囲の平均値Ｂを算出し、前記平均値Ａと前記平均値Ｂの差分Δαを基準として、前記各画像形成ユニットの画像形成条件が所定の範囲を超えている場合、前記第２目標濃度を変更するように制御することを特徴としている。

画像形成条件の平均値Ａを基準として設定された各画像形成ユニットの前記目標画像形成条件と、前記画像形成条件との比較による補正においては、基準となる前記画像形成条件の平均値を、平均値Ａと平均値Ｂの差、すなわち差分Δαとすることにより、個々に修正した画像形成条件による影響を小さくすることができるので、比較的安定してトナー濃度制御が可能になる。

また、上記発明において、前記画像情報を表す数値が、電源オン後からの出力枚数であり、所定枚数以下である場合には、前記第２目標濃度変更制御手段は前記目標画像形成条件の下限を画像濃度が薄くなる方向に変更することを特徴としている。

電源オン直後は、現像剤の帯電が十分ではなかったりするなど、一定の動作量（出力枚数）以下では、形成する基準トナー像が不安定になることがある。特に、一定のレスト時間後では、前記第１基準トナー像が目標濃度よりも濃くなりやすく、そのため前記画像形成条件は低くなる傾向がある。そのため、所定枚数までの間、目標の前記画像形成条件の下限を画像濃度が薄くなる方向に変更することで、不適当な前記第２目標濃度の変更を抑制し、安定してトナー濃度の制御が可能になる。

以上説明した如く本発明では、トナー濃度制御による変更と、画像濃度による画像形成条件の変更が、お互いに影響せず、画質の安定化を図ることができるという優れた効果を有する。

（画像形成装置の概略構成）
図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、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。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、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へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路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、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、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用紙にトナー像が定着されるようになっている。

ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個のトナーカートリッジ６４が配設されている。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器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、トナーカートリッジ６４中の現像剤が現像器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、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット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（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。

感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。

露光ユニット６２は、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行う変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。

露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー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レーザ光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には、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では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、現像装置５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム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き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像装置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（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。

一方、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が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写体７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写体７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

従って、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中間転写体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により用紙に転写されることになる。

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。

（画像形成装置全体の制御系の概略構成）
図２は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ２０２には、ユーザインターフェイス２０４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、マシンコントロールユニット（ＭＣＵ）の一部を構成する画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部２０６と共に、それぞれＭＣＵを構成する光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像装置コントロール部２１４、定着コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部２０６には、状態管理部２１８が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部２１８で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ２０２へ送出されるようになっている。

また、メインコントローラ２０２には、環境検出のための、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されている。この温度センサ２２１、湿度センサ２２２では、エンジン部１２内の環境温度・湿度を検出する。

さらに、メインコントローラ２０２には、画像濃度補正、並びにトナー濃度補正を行うために必須の濃度センサ２２４が接続されている。この濃度センサ２２４は、その検出面が第２中間転写体７２の周面に対向して配設されている。すなわち、この濃度センサ２２４は、反射型であり、転写ロール７４に対して光を照射し、その反射光を検出することで、濃度値に応じた電気信号を出力する構成となっている。

ここで、画像濃度補正とは、最終的に用紙にプリントされる画像の濃度が画像データどおりの濃度で記録されているか否かを判断するものである。その工程としては、まず、用紙を搬送しない状態で、画像濃度制御用の第１パッチ画像（中間調画像）を形成し、転写ロール７４へ転写する。次に、この転写ロール７４上のパッチ画像を前記濃度センサ２２４によって濃度を検出する。検出した濃度データから現像バイアス等を補正する。

一方、トナー濃度補正とは、現像装置５８におけるトナーの単位供給量が適正か否かを判断するものである。その工程としては、まず、用紙を搬送しない状態で、トナー濃度制御用の第２パッチ画像（ベタ画像）を形成し、転写ロール７４へ転写する。次に、この転写ロール７４上の第２パッチ画像を前記濃度センサ２２４によって濃度を検出する。検出した濃度データをトナー濃度判定基準値と比較し、単位ピクセル当たりのトナー供給量を補正する。

ここで、画像形成処理の際、特異な状況、例えば、朝一番の電源オン時や、長い非画像形成期間が経過した直後、あるいは極端に高密度の画像形成が継続したとき、又は極端に低密度の画像形成が継続したとき、画像形成条件が許容範囲を超えて補正される場合がある。

このような場合、従来では、定常的に許容範囲を超えたときと同等に、トナー濃度補正の際のトナー濃度判定基準値（第２パッチしきい値）を補正することで対応してしまい、上記特異の状況が経過して定常状態に戻ったときに不具合が発生することがあった。

そこで、本実施の形態では、上記のような特異な状況下においては、許容範囲を変更することで、本質的に許容範囲を超えないようにした。

さらに、本実施の形態では、許容範囲の上限値又は下限値を変更することで、全体の画像形成条件の範囲の平均値が変動することを考慮し、全体的なプログラムを変更することなく、特異的に変更したときであっても、デフォルトの平均値が適用できるようにした。

図３は、上記許容範囲の上限、下限の変更、並びに許容範囲の変更に伴う平均値の補填、さらには第２パッチしきい値の補正を含む、メインコントローラ２０２におけるトナー濃度補正、画像形成条件補正のための制御機能ブロック図である。なお、図３は、メインコントローラ２０２における各制御機能をブロック化したものであり、ハード構成を限定するものではない。例えば、メインコントローラ２０２が１チップでソフト的に処理する構成であってもよい。

図３に示される如く、電源管理部１００では、装置のメイン電源のオン・オフ、開閉蓋やカバーが開放されたときの緊急電源遮断、搬送エラー等に起因する部分的な停止状態等の低電圧電源、並びに、帯電電圧、現像バイアス電圧等に利用される直流高電圧電源、交流高電圧電源の供給状態を管理するものである。なお、ここでは、前記メイン電源のオン・オフ並びにこれと同等の電源遮断状態を監視すればよい。

この電源管理部１００は、稼動状況判定部１０２に接続され、電源状態が送出されている。この稼動状況判定部１０２には、環境センサ（図２に示す温度センサ２２１、湿度センサ２２２を総称している）１０４が接続され、現在の温度データ、湿度データが入力される。

また、稼動状況判定部１０２は、画像形成指示部１０６に接続されており、前記現在の電源の状態情報、現在の湿度データに加え、前記画像形成指示部１０６から、処理枚数（プリントボリューム）情報が入力される。

さらに、稼動状況判定部１０２は、画像データ処理部１０８に接続され、前記現在の電源の状態情報、現在の湿度データ、処理枚数情報に加え、前記画像データ処理部１０８から、画像データに基づいて生成されるビットマップデータ等のピクセルデータ情報が入力される。

ここで、前記画像データ処理部１０８は、画像データ（例えば、圧縮データ（ＪＰＥＧ等））が入力されると、画像形成処理のためのデータ（例えば、ビットマップデータ等）に変換され、画像形成指示部１０６へ送出される。

画像形成指示部１０６では、このビットマップデータを画像形成処理制御部２０６（ＭＣＵ２０６（図２参照））へ送出することで、ＭＣＵ２０６では、画像形成処理が実行制御される。

前記稼動状況判定部１０２では、上記電源の状態、湿度、処理枚数に基づいて、トナー濃度補正の実行時期、画像形成条件補正の実行時期を判定すると共に、極端な高濃度画像又は極端な低濃度画像の連続処理がなされている時期（以下、「異常処理期」という）か否か、並びに長時間停止後の電源オンから所定枚数以内の処理までの期間（以下、「過渡期」という）か否かを判定している。

前記トナー濃度補正の実行時期と判断された場合には、トナー濃度補正実行制御部１１０へトナー濃度補正の実行を指示する信号を出力する。

トナー濃度補正実行制御部１１０には、濃度センサ２２４が接続され、第２パッチの検出データが入力されるようになっている。この第２パッチの検出データは、トナー濃度判定基準値と比較され、当該比較の結果に応じて、トナーの供給量を変更するべく、ＭＣＵ２０６へトナー供給量信号を送出する。

また、画像形成補正の実行時期と判定された場合には、画像形成条件補正実行制御部１１２へ画像形成補正の実行を指示する信号を出力する。

画像形成条件補正実行制御部１１２には、濃度センサ２２４（前記トナー濃度補正実行制御部１１０で適用したものと同一の濃度センサ２２４）が接続され、第１パッチの検出データが入力されるようになっている。この第１パッチの検出データは、予め定めた基準パッチデータと比較され、当該比較結果に応じて、画像形成条件を変更すべく、ＭＣＵ２０６へ画像形成条件信号を送出する。また、当該比較結果に基づいて更新部１１４に対して画像形成条件の変更を指示する。これにより、更新部１１４では、画像形成条件メモリ１１６へ、補正された後の画像形成条件を更新記録する。

画像形成条件メモリ１１６は、前記画像形成指示部１０６に接続されている。これにより、画像形成指示部１０６では、常に更新された画像形成条件データを画像形成条件メモリ１１６から受けることができる。

ここで、稼動状況判定部１０２は、上限／下限補正指示部１１８に接続され、前記異常処理期、過渡期と判定された場合は、この上限／下限補正指示部１１８に対して、画像形成条件の許容範囲の上限レベル及び／又は下限レベルの補正を指示する。

上限／下限補正指示部１１８が起動すると、そのときに応じた補正量が設定され、平均値を基準とした上限値レベル及び／又は下限値レベルデータを画像形成条件許容範囲変更量設定部１２０へ送出する。

この画像形成条件許容範囲変更量設定部１２０は、画像形成条件許容範囲メモリ１２２に接続されている。これにより、画像形成条件許容範囲メモリ１２２には、変更後の画像形成条件許容範囲（すなわち、補正後の上限値レベル、下限値レベル）が記憶される。

また、画像形成条件許容範囲変更量設定部１２０は、差分演算部１２４に接続されている。これにより、差分演算部１２４には、画像形成条件許容範囲変更量設定部１２０から、補正後の画像形成条件平均値データが入力されるようになっている。

この差分演算部１２４には、画像形成条件平均値演算部１２６が接続されている。画像形成条件平均値演算部１２６は、前記画像形成指示部１０６から画像形成条件のデフォルト平均値データが入力されるようになっている。

画像形成条件平均値演算部１２６では、各色の画像形成条件の平均値が演算され、前記差分演算部１２４へ送出される。

これにより、差分演算部１２４には、前記デフォルトの画像形成条件平均値データと、補正後の画像形成条件平均値データとが入力され、差分Δαが演算される。

この差分Δαは、差分補填部１２８へ送出されるようになっている。差分補填部１２８は、前記画像形成条件許容範囲メモリ１２２に接続されている。このため、差分補填部１２８には、画像形成条件許容範囲メモリ１２２から画像形成条件許容範囲が入力され、前記差分Δαに基づいて、デフォルトの画像形成条件許容範囲が演算され、比較部１３０へ送出されるようになっている。

比較部１３０には、画像形成条件メモリ１１６から現在の各色の画像形成条件データが入力され、許容範囲内か否かが判断されるようになっている。ここで、許容範囲外の補正があると、その逸脱した量に関するデータ（比較結果情報）がトナー濃度判定基準値補正部１３２へ送出される。これにより、トナー濃度判定基準値補正部１３２では、比較結果情報に基づいて、トナー濃度判定基準値（すなわち、第２パッチしきい値データ）の補正が実行される。

トナー濃度判定基準値補正部１３２は、トナー濃度判定基準値更新部１３４に接続されている。また、トナー濃度判定基準値更新部１３４は、トナー濃度判定基準値メモリ１３６に接続されている。

これにより、前記補正結果を、トナー濃度判定基準値更新部１３４に送出することで、トナー濃度判定基準値メモリ１３６に記憶されているトナー濃度判定基準値を補正する。トナー濃度判定基準値メモリ１３６は、前記トナー濃度補正実行制御部１１０に接続され、濃度センサ２２４から入力される第２パッチ検出データとの比較対象として、トナー濃度判定基準値が適用される。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

図４は、画像形成条件の上限値、下限値の許容範囲の変更、並びに許容範囲の変更に伴う平均値の補填を主体とした補正制御を実行するためのフローチャートである。

ステップ１５０では、電源オン後の処理枚数が、所定枚数以内か否かが判断され、肯定判定（処理枚数が所定枚数以内）されると、ステップ１５２へ移行して、図５に示される如く、画像形成条件（現像バイアス）を通常時の下限値よりも下方に修正し、画像形成条件設定時に許容範囲を超えないようにして、ステップ１５４へ移行する。

すなわち、図５は、環境（湿度）と現像バイアスとの特性における許容範囲（上限は実線、下限は短鎖線）を示しており、通常は平均値（長鎖線）が、前記上限と下限の間にあるが、電源オン直後では、下限を下回ることがあるため、予め、下限を修正しておく（図５の一点鎖線）。これにより、電源オン直後で現像剤の帯電が低下し、画像形成条件が定常状態よりも低い状態であっても平均値が許容範囲を超えることがなく、第２パッチしきい値を不適切に修正されることを回避できる。

また、ステップ１５０で否定判定（処理枚数が所定枚数超）されると、ステップ１５４へ移行する。

以下に示すステップ１５４、１５６、１５８、１６０は、画像形成条件に基づく、トナー濃度補正制御の際の判定基準値（第２パッチしきい値）を補正（修正）するルーチンであり、ステップ１５４では、画像形成条件の各色全体の平均値が、予め設定した上限値を超えているか否かを判断する。また、ステップ１５６では、画像形成条件の各色全体の平均値が、予め設定した下限値を下回っているか否かを判断する。

ここで、上記ステップ１５４、１５６の判断においは、既にこのフローが実施され、ステップ１６４及びステップ１６８の判断で色毎に目標範囲の上限値あるいは下限値を修正されているような特別な状態の下では各色の画像形成条件の平均値は、初期の平均値“ゼロ”ではなく、Δαだけずれているので、このズレ分Δαを相殺するように考慮している。例を挙げて説明すると、例えばマゼンタ色の画像形成条件の目標値が修正されると、この影響で４色の画像形成条件の平均値が変化する。その結果、マゼンタだけの画像形成条件の目標値の修正にもかかわらず、他の色の画像形成条件の目標値までも変化させてしまうという問題がある。

そこで、本実施の形態では、上記特別な状態（許容範囲レベルの一時的な補正）での問題をキャンセルする。具体的には、ステップ１５４の上限値、並びにステップ１５６の下限値にΔα分を加算する。なお、Δαは符号（プラス又はマイナス）がつくため、実際には、変動方向に応じて加算されるか減算されることになる。

ステップ１５４において、Δα分の補填がなされた状態での画像形成条件の各色全体の平均値が、予め設定した上限値を超えているか否かの判定が肯定判定の場合は、ステップ１５８へ移行して、全色のトナー濃度判定基準値（第２パッチしきい値）をトナー濃度が濃くなる方向に補正し、ステップ１６２へ移行する。

一方、ステップ１５６において、Δα分の補填がなされた状態での画像形成条件の各色全体の平均値が、予め設定した下限値を下回っているか否かの判定が肯定判定の場合は、ステップ１６０へ移行して、全色のトナー濃度判定基準値（第２パッチしきい値）をトナー濃度が薄くなる方向に補正し、ステップ１６２へ移行する。

ステップ１６２は、ステップ１６４、１６６、１６８、１７０、１７１のループ処理の開始を示し、ここでは、Ｘ色をＹ色→Ｍ色→Ｃ色→Ｋ色として、４回ループさせる。

ステップ１６４では、Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の平均画像密度が上限値を超えているか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１６６へ移行して当該Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の画像形成条件の平均値に対する目標範囲の下限値を修正し、画像形成条件設定時に許容範囲を超えないようにして、ステップ１７２へ移行する。

また、ステップ１６４で否定判断されると、ステップ１６８へ移行する。ステップ１６８では、Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の平均画像密度が下限値を下回っているか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１７０へ移行して当該Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の画像形成条件の平均値に対する目標範囲の上限値を修正し、画像形成条件設定時に許容範囲を超えないようにして、ステップ１７２へ移行する。

また、ステップ１６４及びステップ１６８で共に否定判断されると、ステップ１７１へ移行する。ステップ１７１では、Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の平均画像密度が下限値を上回り、かつ、平均画像密度の上限値を下回っているので、つまり想定した範囲であるので、画像形成条件の平均値に対する目標範囲を初期値に戻し、ステップ１７２へ移行する。

具体的な目標値の修正例は図６に示される如く、通常の全色の画像形成条件の平均値（図６（Ａ）参照）に対して何れかの色の画像密度が上限を超える可能性がある場合は、目標範囲の下限を広げ（図６（Ｂ）参照）、何れかの色の画像密度が下限を下回る可能性がある場合は、目標範囲の上限を広げる（図６（Ｃ）参照）。

ステップ１７２は、ステップ１６４、１６６、１６８、１７０、１７１のループ処理の終了を示すものであり、当該ループ処理が終了すると、ステップ１７４へ移行する。

ここで、ステップ１６６、１７０での許容範囲レベル（上限／下限）補正が行われていると、全体の画像形成条件の平均値を算出しようとした場合、特別な状態の下での平均値が算出されてしまう（図６（Ｂ）、（Ｃ）のΔα）。

そこで、ステップ１７４では、上記特別な状態（許容範囲レベルの一時的な補正）による差分Δαを演算する。

ステップ１７４で各色毎の個別の画像形成条件の目標値の修正がない場合（初期値）の平均値Ｂと修正後の平均値Ａとの差分Δαの演算が実行されると、ステップ１７６へ移行する。

ステップ１７６は、ステップ１７８、１８０、１８２、１８４のループ処理の開始を示し、ここでは、Ｘ色をＹ色→Ｍ色→Ｃ色→Ｋ色として、４回ループさせる。

ステップ１７８では、Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の画像形成条件が、画像形成条件の平均値から差分Δαを差し引いた本来の平均値を基準としたＸ色の上限値を超えているか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１８０へ移行して当該Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）のトナー濃度判定基準値（第２パッチしきい値）をトナーが濃くなる方向に補正（修正）し、ステップ１８６へ移行する。

また、ステップ１７８で否定判定されると、ステップ１８２へ移行する。ステップ１８２では、Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）の画像形成条件が、画像形成条件の平均値から差分Δαを差し引いた本来の平均値を基準としたＸ色の下限値を下回っているか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ１８４へ移行して当該Ｘ色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の何れかの色）のトナー濃度判定基準値（第２パッチしきい値）をトナーが薄くなる方向に補正（修正）し、ステップ１８６へ移行する。

ステップ１８６は、ステップ１７８、１８０、１８２、１８４のループ処理の終了を示すものであり、当該ループ処理が終了すると、ステップ１８８へ移行する。

ステップ１８８は、各色のトナー濃度判定基準値（第２パッチしきい値）の目標値の補正値（修正値）が許容範囲内か否かが判断され、肯定判定された場合にはこのルーチンは終了する。また、ステップ１８８で否定判定された場合は、ステップ１９０へ移行して許容範囲の限界まで戻したり、エラー表示を実行する等のエラー処理を実行し、このルーチンは終了する。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本実施の形態に係るエンジン部の制御ブロック図である。 本実施の形態に係るメインコントローラにおける、画像濃度補正制御、並びにトナー濃度補正制御を機能的に示したブロック図である。 本実施の形態に係る画像形成条件の目標範囲の修正、トナー濃度制御用の目標値の修正の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態に係る湿度−画像形成条件（現像バイアス）特性図である。 本実施の形態に係る画像密度に応じて、画像形成条件の平均値を基準とした目標値を修正する概念図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
５２ 感光体ドラム
１０２ 稼動状況判定部（記憶手段）
１０６ 画像形成指示部
１１０ トナー濃度補正実行制御部（第２算出手段）
１１２ 画像形成条件補正実行制御部（第１算出手段）
１２０ 画像形成条件許容範囲変更量設定部（許容範囲変更手段）
１２４ 差分演算部
１２６ 画像形成条件平均値演算部
１２８ 差分補填部
１３２ トナー濃度判定基準値補正部
１３４ トナー濃度判定基準値更新部
１３６ トナー濃度判定基準値メモリ
２０６ 画像形成処理部（基準トナー像形成手段）
２２４ 濃度センサ（濃度検出手段）

Claims (6)

1. 像担持体上に補正対象目的が異なる第１基準トナー像及び第２基準トナー像を形成する基準トナー像形成手段と、
   前記第１基準トナー像及び前記第２基準トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記第１基準トナー像の前記濃度検出手段による検出濃度と、予め設定した第１目標濃度との差に基づいて画像形成条件を算出する第１算出手段と、
   前記第２基準トナー像の前記濃度検出手段による検出濃度と、予め設定した第２目標濃度との差に基づいて、画像データに応じた二成分現像剤の補給量を算出する第２算出手段と、
   前記第１算出手段によって算出された前記画像形成条件と、装置設定環境毎に予め設定した目標画像形成条件とを比較し、その比較結果によって、前記第２目標濃度を変更するように制御する第２目標濃度変更制御手段と、
   画像データに応じた画像情報を記憶する記憶手段と、
   前記画像情報に応じて前記目標画像形成条件の許容範囲を変更する許容範囲変更手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記画像情報が、所定枚数の平均画像濃度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. 前記平均画像濃度が所定の画像密度を超えている場合、前記第２目標濃度変更制御手段は前記目標画像形成条件を画像濃度が低くなる方向に変更することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 平均画像密度が所定の画像密度を下回っている場合、前記第２目標濃度変更制御手段は前記目標画像形成条件を画像濃度が濃くなる方向に変更することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 互いに異なった色の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、前記各画像形成ユニットによって形成された互いに異なった色の画像を記録媒体上に重ね合わせた状態で転写することにより、画像を形成する画像形成装置であって、
   前記第２目標濃度変更制御手段は、前記第１算出手段によって算出された前記各画像形成ユニットの画像形成条件の平均値Ａを算出し、さらに、各画像形成条件の平均値Ａを基準とした前記各画像形成ユニットの画像形成条件の範囲の平均値Ｂを算出し、前記平均値Ａと前記平均値Ｂの差分Δαを基準として、前記各画像形成ユニットの画像形成条件が所定の範囲を超えている場合、前記第２目標濃度を変更するように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 前記画像情報を表す数値が、電源オン後からの出力枚数であり、所定枚数以下である場合には、前記第２目標濃度変更制御手段は前記目標画像形成条件の下限を画像濃度が薄くなる方向に変更することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。

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