JP2011232415A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出用トナーパッチを形成し、これをトナーセンサで検出して画像濃度の調整を行う画像形成装置において、トナーセンサ表面のトナー汚れを防止して、精度良く所定の画像濃度に調整することを目的とする。
【解決手段】画像形成動作中に紙間でトナー付着量制御を行う画像形成装置であって、像担持体上で用紙間に対応する位置に検出用トナーパッチを形成する画像形成部と、検出用トナーパッチのトナー付着量を検出するトナー付着量検出部と、像担持体に形成するトナー像の画像濃度に基づいて検出用トナーパッチの個数を可変とする制御を行う制御部を備え、紙間付着量制御の際に高画像比率のプリントをするときに検出用トナーパッチの個数を減らすことで、トナーセンサのシャッターが開いている時間を短くしトナーセンサ表面のトナー汚れを防止して精度良く所定の画像濃度に調整できる。
【選択図】図１１

Description

この発明は、画像情報に基づいて像担持体にトナー像を形成して該トナー像を用紙に転写し、画像形成動作中に像担持体に対するトナー付着量を調整する画像形成装置に関するものである。

複写機、ファクシミリ、プリンタおよびこれら複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置では、画像情報に基づいて像担持体上にトナー像が形成され、該トナー像が用紙に転写される。モノクロの画像形成装置では、像担持体である感光体にトナー像が形成されて用紙に転写され、カラー画像形成装置では、各色のトナー像が像担持体である各色感光体に形成され、さらに像担持体である中間転写ベルトに転写されて用紙に転写される。
ところで、像担持体上に作成されるトナー像の付着量は、同一の現像条件においても、環境・耐久などの外乱により変化する。そのため、画像形成装置には像担持体上に作成されたトナー像の付着量を検出するための付着量検出手段が装着され、付着量制御時に、像担持体上に検出用トナーパッチを作成し、その付着量を付着量検出手段で検出する。このようにして検出された付着量検出値に基づき、付着量制御の動作後に、適正な画像濃度の画像が出力されるように現像条件が制御される。
付着量制御には、通常プリントを停止させて行う動作のほかに、プリント中の紙間に検出パッチを作成して付着量を検出し、プリント生産性を落とすことなく付着量制御を行える紙間付着量制御がある。

付着量検出手段としては、光学式のトナーセンサが一般に使われている。光学式トナーセンサでは、センサの上にトナーが落下してセンサ表面が汚れると、付着量検出精度が悪くなるので、センサの上にトナーが落下しないように、センサシャッターが設けられている。センサを光らせてトナー付着量検出をするときのみセンサシャッターを開けて、それ以外のときには、センサシャッターを閉めておく。

紙間付着量制御では、プリント中に、トナーセンサのシャッターを開けるため、高画像比率の画像をプリントする場合には、トナーセンサにトナーが落下して、トナーセンサ表面が汚れて、トナーセンサの付着量検出精度が低下するという課題がある。
高画像比率の画像をプリントしている場合には、画像部分を避けて紙間に対応する位置だけセンサシャッターを開けると、トナー汚れの防止になるが、大量プリントのためには、紙間の長さは限られている。紙間だけセンサシャッターを開けようとすると、シャッターが完全に開いて正常に付着量検出ができるまでには時間が要するために、紙間を必要以上に長くしなければならず、大量プリントができなくなる。

このような課題を解決する手段として、特許文献１では、画像比率が大きいとシャッターの開閉動作の間隔を短くしたり、クリーニング効果を高めるためにシャッターの開閉動作の回数を多くしたりすることで、検知面やシャッターの汚れを除去している。
また、特許文献２では、印字率が大きいと、紙間階調制御の実行頻度を変更するものとしている。

特開２００９−２０１８７号公報 特開２００８−７６８６７号公報

しかし、特許文献１に記載された先行技術では、シャッターやセンサ表面が汚れたら、その都度清掃できるが、清掃機構も耐久によって劣化してきたり、シャッター上の汚れが蓄積されて清掃によって十分に除去できなくなるという課題がある。また、特許文献２に記載された先行技術では、実行頻度が減ると画像濃度を十分に安定させることができないという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、付着検知の清掃機構の耐久性を良好に維持し、また、実行頻度を減らすことなくトナーの付着量制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の画像形成装置は、画像情報に基づいて像担持体にトナー像を画像形成して該トナー像を用紙に転写し、前記画像形成動作中に前記像担持体に対するトナー付着量を調整する画像形成装置であって、前記像担持体上で前記用紙間に対応する位置に検出用トナーパッチを形成する画像形成部と、前記検出用トナーパッチのトナー付着量を検出するトナー付着量検出部と、前記像担持体に形成する前記トナー像の画像濃度に基づいて前記検出用トナーパッチの個数を可変とする制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、付着量検出部の検出結果に基づいて画像形成中にトナー像のトナー付着量を調整する制御を行うことができる。トナー付着量の調整方法としては現像バイアス電圧の変更などが挙げられるが、本発明としてはその方法が特に限定されるものではない。
検出用トナーパッチは、通常は検出精度を高めるために複数形成し、それぞれを付着検出部によって検出してトナー付着量の調整を行う。本発明としてはその数は特に限定されるものではなく、２個に設定してもよく、また３個以上にしてもよい。カラーの画像形成装置では、各色毎に検出用トナーパッチを複数形成する。

上記検出用トナーパッチのトナー付着量を検出する付着量検出部には、光学式のセンサなどを用いることができるが、本発明としては付着量検出部の種別や構造が特に限定されるものではない。
また、本発明では、像担持体に形成するトナー像の画像濃度によって検出用トナーパッチの数を可変にしており、画像濃度は画像比率で評価することができる。
ここで「画像比率」とは、総画素中におけるトナーを付着させる画素の数の比率を示す。トナーが付着する画素が全くない場合、画像比率は０％となり、全ての画素にトナーが付着する場合、画像比率は１００％となる。
画像比率は、トナー像が形成される用紙１枚を対象に表すことができ、また、複数枚の用紙や１ジョブを対象にして示すことができる。複数枚の用紙や１ジョブでは、平均画像比率として画像濃度を現すことができる。また、カラー画像の場合は、各色のトナーが加算されるため、各色の画素の総計で示すことができる。この場合、例えば４色の画素が総画素に対しそれぞれ単独で５０％の比率でトナーが付着されていれば、画像比率は２００％で示すことができる。

本発明によれば、紙間トナー付着量制御において、像担持体に形成するトナー像の画像濃度に基づいて検出用トナーパッチの個数を変えることができ、例えば高画像比率の画像をプリントするときには、付着量検出用に作成するトナーパッチの個数を減らすことで、付着量検出部の汚れを防止し、生産性や検出精度を損なうことなく精度良く所定の画像濃度に調整できる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。 同じく、現像器と感光体周辺の概略構成を示す図である。 同じく、画像形成部の制御ブロックを示す図である。 同じく、光学式トナーセンサ（乱反射型）を示す図である 同じく、光学式トナーセンサ（乱反射型）のトナー付着量検出特性を示す図である。 同じく、光学式トナーセンサ（乱反射型）とセンサシャッターを示す図である。 同じく、現像バイアスと中間転写ベルト上トナー付着量の関係を示すグラフである。 同じく、前回の現像特性からトナー付着量が多いほうに変化した場合（ａ）、および、前回の現像特性から付着量が少ないほうに変化した場合（ｂ）の現像バイアスと中間転写ベルト上トナー付着量の関係を示すグラフである。 同じく、紙間付着量制御時の検出用トナーパッチのタイミングチャートである。 同じく、画像比率に基づいて検出用トナーパッチの個数を可変にする手順示すフローチャートである。 同じく、画像比率が小さい場合の紙間付着量制御時の検出用トナーパッチのタイミングチャートである。 同じく、画像比率が大きい場合の紙間付着量制御時の検出用トナーパッチのタイミングチャートである。 同じく、高画像比率のトナー像が一時的にプリントされる場合の紙間付着量制御時の検出用トナーパッチのタイミングチャートである。 同じく、高画像比率のプリントが続く場合の紙間付着量制御時の検出用トナーパッチのタイミングチャートである。

図１は、本発明に係る画像形成装置の１例の概略構成を示している。図１に示す画像形成装置１００は電子写真方式であり、タンデム方式のカラーレーザー複写機である。
画像形成装置１００は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着器２４とを有している。中間転写体ユニット７は、垂直方向に縦列配置されている画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方に配置されている。中間転写体ユニット７は、ローラー７１、７２、７３、７４、７６、７７に張架され回動可能に支持された無端ベルト状の中間転写ベルト７０を有している。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する中間転写ベルト７０上に一次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。中間転写ベルト７０上に残された残トナーは、クリーニング手段６Ａにより中間転写ベルト７０から除去される。また、クロの一次転写手段５Ｋと二次転写手段５Ａとの間に、ローラー７３上の中間転写ベルト７０に対向して、光学式のトナーセンサ８が設置されている。トナーセンサ８は、主走査方向において間隔を置いて二つが並列して設置されている。

図２は、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの拡大図であり、１０２は制御部である。
イエローの画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、像露光手段３Ｙ、現像器４Ｙ、ローラ状の一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ、シアン、クロについても同様である。
各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周辺の電子写真プロセス各部の形態について以下に説明する。
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、各帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋによって負極性に帯電される。各帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、グリッドの電圧を切り替えることにより感光体の電圧を任意の帯電電圧に制御可能であり、帯電電源２Ｙ１、２Ｍ１、２Ｃ１、２Ｋ１に接続している。帯電電源２Ｙ１、２Ｍ１、２Ｃ１、２Ｋ１には制御部１０２が制御可能に接続されている。

各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは２成分現像装置であり、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が装填されている。そして、トナーは、キャリアとの相互摩擦により負極性に帯電される。各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１と、攪拌手段４Ｙ４、４Ｍ４、４Ｃ４、４Ｋ４と、トナー濃度検出手段４Ｙ５、４Ｍ５、４Ｃ５、４Ｋ５と、現像容器４Ｙ６、４Ｍ６、４Ｃ６、４Ｋ６とで構成される。各現像ローラー４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１上には適量に規制された２成分現像剤の層が形成されている。各現像ローラーの回転により、適量のトナーが感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに現像される。各現像ローラーは、現像バイアス電源４Ｙ２、４Ｍ２、４Ｃ２、４Ｋ２に接続されている。

トナー濃度検出手段４Ｙ５、４Ｍ５、４Ｃ５、４Ｋ５は、各攪拌手段４Ｙ４、４Ｍ４、４Ｃ４、４Ｋ４のひとつに対向するように現像容器４Ｙ５、４Ｍ５、４Ｃ５、４Ｋ５の底部に配設されている。トナー濃度検出手段４Ｙ５、４Ｍ５、４Ｃ５、４Ｋ５は、各現像器に収容される現像剤のトナー濃度を検出しており、トナー濃度検出手段４Ｙ５、４Ｍ５、４Ｃ５、４Ｋ５で検出されたトナー濃度が基準値以下になると、トナー補給手段が作動されて、各現像器内の現像剤は常に基準値付近のトナー濃度に維持されている。

各現像剤担持体４Ｙ１、４Ｍ１、４Ｃ１、４Ｋ１は、現像バイアス電源４Ｙ２、４Ｍ２、４Ｃ２、４Ｋ２に接続されている。現像バイアス電源４Ｙ２、４Ｍ２、４Ｃ２、４Ｋ２は、ＤＣ電圧にＡＣ電圧が重畳されたバイアス電圧を出力している。バイアス電圧のＤＣ成分、ＡＣ成分を適宜に変更することにより、画像濃度等の現像特性を調整可能にしている。

一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、一次転写ローラーで構成され、一次転写ローラーは、一次転写電源５Ｙ１、５Ｍ１、５Ｃ１、５Ｋ１に接続され、バイアス電圧が印加される。一次転写電源５Ｙ１、５Ｍ１、５Ｃ１、５Ｋ１には制御部１０２が制御可能に接続されている。
上記の帯電、露光、現像、一次転写、二次転写のサイクルを繰り返し、給紙トレイ２０から給紙搬送手段２１を介して給紙される記録材Ｐにカラー像が形成される。そして、カラー画像が形成された記録材Ｐは、定着器２４により定着処理され、排紙ローラ２５に狭持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

なお、前記した制御部１０２は画像形成装置１００全体を制御するものであり、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋも該制御部１０２によって制御される。制御部１０２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成される。

図３は、上記制御部１０２による画像形成制御のためのブロック図である
各帯電電源２Ｙ１、２Ｍ１、２Ｃ１、２Ｋ１は各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの帯電電位を制御しており、制御部１０２の指示に基づき所定の電位が出力され、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは所定の表面電位に帯電される。
各像露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、制御部１０２によって制御され、画像情報に基づいて感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にレーザー照射像（潜像）が形成される。
現像バイアス電源４Ｙ２、４Ｍ２、４Ｃ２、４Ｋ２は、制御部１０２の指示に基づき出力電圧が設定される。
一次転写電源５Ｙ１、５Ｍ１、５Ｃ１、５Ｋ１は、制御部１０２の指示に基づき一次転写手段に印加するバイアス電圧を設定する。

また、制御部１０２は、予め設定したトナーパターンに関する情報と、予め決められたタイミング（例えば所定の画像形成枚数毎）で画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを制御して中間転写ベルト７０上で紙間に対応する位置に検出用トナーパッチを形成する。
また、制御部１０２には、トナーセンサ８が接続され、トナーセンサ８の検出結果が制御部１０２に出力される。
なお、画像形成装置の構成は上記構成に限定されない。

次に、トナーセンサ８のしくみについて説明する。該トナーセンサは本発明の付着量検出部に相当する。
トナーセンサ８には、光学式のセンサが多く用いられている。図４に乱反射型の光学式トナーセンサの構造を示す。発光素子８０のＬＥＤから発光された光は拡散板８１によって拡散させた後、中間転写ベルト７０に垂直に照射される。中間転写ベルト７０面に垂直に照射した光は検出用トナーパッチで反射されて乱反射するので、この乱反射光を受光素子８２のフォトトランジスタで受光する。

図５は、乱反射型のトナーセンサ８のトナー付着量検出特性であり、図５（ａ）がカラーの特性で、図５（ｂ）はクロの特性である。横軸がトナー付着量で、縦軸がトナーセンサ出力である。中間転写ベルト７０面上にのっているトナーの付着量が多くなると、中間転写ベルト７０面をトナーが覆いつくすようになる。
カラーでは、中間転写ベルト７０面上にのっているトナーの付着量が多くなると、カラートナー部分での乱反射光が支配的になるため、トナーパッチ全体での乱反射光が大きくなる。よって、カラートナー付着量が増えると、トナーセンサ出力も大きくなっていき、右上がりの直線的な特性をもつ。
一方、クロでは、クロトナー部で光が吸収されてしまい乱反射光がほとんど生じない。ベルト面上にのっているクロトナーの付着量が多くなり、ベルト面をクロトナーで覆いつくすようになると、ベルト面からの乱反射光が減ってくるので、トナーセンサ出力も小さくなっていき、右下がりの指数関数のような特性をもつ。

また、トナーセンサ８には図６のように、センサ検知面の開閉を行うセンサシャッター８３が装着してあり、発光素子８０を光らせてトナー付着量を検出するときのみ、センサシャッター８３を開ける。それ以外のときには、センサシャッター８３を閉じて、発光素子８０や受光素子８２のセンサ表面にトナーが落下して汚れないような構成にしてある。該センサーシャッター８３は、本発明の開閉部に相当する。また、センサシャッター８３には、センサシャッター８の開閉と同時にセンサ表面を清掃できる清掃部材８４が設けられている。

次に、紙間付着量制御のしくみについて説明する。
図７は、横軸が現像ローラーにかけられる現像バイアスで、縦軸が中間転写ベルト７０上のトナー付着量である。中間転写ベルト７０上に作成される検出用トナーパッチのトナー付着量は、同一の現像バイアスにおいても、環境・耐久などの外乱により変化する。図８（ａ）の矢印のように変化した場合は、トナー付着量が多くなって出力される画像濃度が濃くなり、図８（ｂ）の矢印のように変化した場合は、トナー付着量が少なくなって出力される画像濃度が薄くなる。
出力される画像濃度を安定させるためには、適正なタイミングで付着量制御を行い、常に所定のトナー付着量が中間転写ベルト７０上にのるように現像バイアスを制御する必要がある。

図９のように、プリント中に、用紙Ｐ、Ｐ間の２個の紙間に対応する位置で中間転写ベルト７０上に各色の検出用トナーパッチをプリント中と同じ現像バイアスで作成する。図中で９０はイエロー、９１はシアン、９２はマゼンタ、９３はクロの検出用トナーパッチである。各トナーパッチ９０…９３を光学式のトナーセンサ８で検出し、センサー出力値からトナー付着量検出値に換算する。トナーセンサ８の検出結果は制御部１０２に出力され、該制御部１０２で、付着量検出値に基づき、紙間付着量制御実施後に適正な画像濃度の画像が出力できるように現像バイアスが決定される。

図８は、横軸が現像バイアスで、黒丸がトナーセンサによる付着量検出値である。付着量検出値とは、実際のトナーセンサ出力の値から、トナーセンサの付着量検出特性に基づき、トナー付着量に換算した値である。
所定のトナー付着量となる目標値をあらかじめ定めておき、検出用トナーパッチの付着量検出値から、目標の付着量となる現像バイアスの決定値を算出する。現像バイアスと中間転写ベルト上トナー付着量との関係が、図８（ａ）のように変化した場合は、紙間付着量制御により、低めの現像バイアス決定値が算出され、一方、図８（ｂ）のように変化した場合は、紙間付着量制御により、高めの現像バイアス決定値が算出される。
なお、紙間付着量制御において検出用トナーパッチの個数は、上記の数でなくてもかまわない。
ここでは、検出用トナーパッチを、プリント中と同じ現像バイアスで作成するとしたが、複数の紙間で検出用トナーパッチを作成する場合には、現像バイアスを可変させ付着量を変えて作成してもかまわない。

次に、本発明の制御手順について図１０のフローを用いて説明する。
制御部１０２では、現像バイアス値が設定されており、該現像バイアス値によって処理がスタートする。なお、この際に、検出用トナーパッチの個数は、標準（低画像率）で各色２個に設定されており、高画像率の場合には１個に設定されている。なお、画像率は、制御部１０２において画像情報に基づいて算出され、画像率が各色合計（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：クロ）で２００％以上の場合高画像率、２００％未満を低画像率としている。

連続プリントして（ステップｓ１）、所定の枚数が経過すると（ステップｓ２、ＹＥＳ）、紙間付着量制御が動作する。連続プリントが所定の枚数に至らないものであれば（ステップｓ２、ＮＯ）、紙間付着量制御のタイミングでないため、前記で設定された現像バイアスを設定値として次のプリントに反映させる。

紙間付着量制御では、プリント中と同じ現像バイアスＶｄｃ＿０で、中間転写ベルト７０上のトナーセンサ検出位置に、紙間検出用パッチを作成する（図９）。制御部１０２では、紙間検出パッチの付着量検出をする直前に、トナーセンサ８のセンサシャッター８３を開けて、トナーセンサ８の発光素子８０を光らせて、反射光を受光素子８２で受光し、そのセンサ出力を受信してサンプリングする。そして、紙間検出パッチの付着量に相当するセンサ出力を数点平均して、センサ出力値とする。このとき、センサシャッター８は開き始めてから、完全に開いて安定し、光学式トナーセンサの光が遮断することなく適切な検出ができるようになるまでにはわずかな時間がかかるので、前もってセンサシャッター８を開けておく必要がある。

上記制御手順では、検出用パッチの形成に先だって、プリント中の画像比率が、ＹＭＣＫ合計で２００％以上であるか否かの判定を行う（ステップｓ３）。画像比率が２００％未満の場合（ステップｓ３、ＮＯ）、低画像比率として、図１１に示すように、低画像比率の用紙Ｐ０、Ｐ０の間にある２つの紙間に対応する位置で、中間転写ベルト７０上に各色２個の紙間検出パッチを作成する（ステップｓ４）。大量プリントするために、紙間の長さは短く設計されているので、１つの紙間につきトナーセンサ８の１つ当たりで１個の紙間検出パッチを作成する。

それぞれの紙間検出パッチのトナーセンサ出力値をＶｔ＿１、Ｖｔ＿２とする。あらかじめ求めておいたトナー付着量検出特性（トナー付着量とトナーセンサ出力値の関係）により、Ｖｔ＿１、Ｖｔ＿２に相当するトナー付着量ｍ＿１、ｍ＿２に変換する。次に、ｍ＿１とｍ＿２を平均し、Ｍとする（ステップｓ５）。中間転写ベルト７０上に描かれる紙間検出用パッチには、進行方向の付着量むらがあるので、同じ現像バイアスで２個を作成したとしても、付着量検出値にはばらつきが生じる。この付着量ばらつきの影響を減らすために、２個の紙間検出用パッチを作成し、それぞれの付着量検出値を平均する（ステップｓ６）。

そして、以下の計算式に基づき、
Ｖｄｃ＿ｎｅｗ＝（Ｍ＿ｔａｒｇｅｔ／Ｍ）×Ｖｄｃ＿０
設定する現像バイアス決定値Ｖｄｃ＿ｎｅｗを計算する（ステップｓ７）。ここで、Ｍ＿ｔａｒｇｅｔは、あらかじめ設定しておいた目標の付着量である。

一方、プリント中の用紙Ｐの画像比率が、ＹＭＣＫ合計で２００％以上である場合（ステップｓ３、ＹＥＳ）。高画像比率であると判定し、図１２のように、各色で高画像比率の用紙Ｐ１、Ｐ１の間の紙間に１個の紙間検出パッチを作成する（ステップｓ８）。図では、一つの紙間を開けて検出用トナーパッチを形成しているが、二つの紙間に連続して検出用トナーパッチを形成してもよい。１個の紙間検出パッチの検出値ｍ＿１をＭとして（ステップｓ９）、上記の計算式で、Ｖｄｃ＿ｎｅｗを求める（ステップｓ７）。高画像比率のプリントをしている場合には、１個の紙間検出パッチの検出値のみで紙間付着量制御を行わなければならないために、画像濃度の安定性がやや悪くなる。このため、高画像比率のプリントが終わり、低画像比率のプリントになるとすぐに、もう一度、付着量制御をするのが望ましい。

決定された現像バイアス設定値は、次のプリントの設定に反映させる（ステップｓ１０）。
なお、上記場合分けの境界となる画像比率は、トナーセンサにトナーが落下しはじめるような画像比率に決めればよい。中間転写ベルトが回転する速度ごとに、トナーが落下する状況が異なるようであれば、ベルトの速度ごとに、紙間検出パッチの個数の場合分けの境界となる画像比率を設けるようにしてもよい。

上記の例では、高画像比率が連続する場合について説明をしたが、高画像比率のトナー像が一時的にプリントされる場合の制御手順について説明する。
この手順では、紙間付着量制御を行うタイミング（検出用トナーパッチを形成するタイミング）になる場合、形成するトナー像が高画像比率であるとき、図１３に示すように、用紙Ｐ１の直後の紙間に対応する位置では検出用トナーパッチを形成せず、形成するトナー像が低画像比率である場合、用紙Ｐ０の直後の紙間に検出用トナーパッチを形成する。これにより極力トナーセンサ８が汚れるのを防止する。
また、上記のように高画像比率のプリントが続く場合、その直後の紙間に検出用トナーパッチを形成しない制御を行っている際に、高画像比率の画像が続くと、紙間付着量制御を行うタイミングが遅れ、画像調整が十分に行われなくなってしまう。このため、高画像比率のプリントが所定枚数続くと、図１４に示すように上記制約に拘わらず検出用トナーパッチを形成して画像濃度の調整を行うようにすることで画像調整が十分になされるようにしてもよい。
上記の説明では、高画像比率の場合に、副走査方向で、検出用トナーパッチの個数を減らすものとしたが、主操作方向における検出用トナーパッチの個数を減らすようにしてもよく、両方で減らすようにしてもよい。いずれの場合も、トナーセンサが開いている時間を短くすることができる。

また、上記説明では、紙間検出パッチの個数を２個が基準として説明したが、別の個数であってもかまわない。
また、上記説明では、最大付着量（最大階調）の付着量検出として説明してきたが、中間調の付着量の階調パッチ検出や、線幅を制御するラダーパターンの検出パッチにも適応できる。
また、上記説明では、像担持体を中間転写ベルトとして説明してきたが、感光体ベルト・感光体ドラム・中間転写ドラムでも適用できる。
本発明は、画像形成装置として、フルカラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸ、これら複合機などどれにでも適用できる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像器
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 一次転写手段
５Ａ 二次転写手段
７０ 中間転写ベルト
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
１００ 画像形成装置
１０２ 制御部

Claims (13)

1. 画像情報に基づいて像担持体にトナー像を画像形成して該トナー像を用紙に転写し、前記画像形成動作中に前記像担持体に対するトナー付着量を調整する画像形成装置であって、
   前記像担持体上で前記用紙間に対応する位置に検出用トナーパッチを形成する画像形成部と、前記検出用トナーパッチのトナー付着量を検出するトナー付着量検出部と、前記像担持体に形成する前記トナー像の画像濃度に基づいて前記検出用トナーパッチの個数を可変とする制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記検出用トナーパッチを形成する際に前記画像濃度が高画像比率の場合に低画像比率の場合よりも前記検出用トナーパッチの個数を減らすことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー付着量検出部の検出／非検出に応じて前記トナー付着量検出部を開閉する開閉部を有し、
   前記制御部は、前記開閉部の開閉を制御し、前記検出用トナーパッチを形成する際に前記画像濃度が高画像比率の場合に低画像比率の場合よりも前記開閉部を開ける時間を短くすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記画像濃度が所定値を越える場合を高画像比率とし、前記画像濃度が前記所定値以下の場合を低画像比率とすることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記検出用トナーパッチを形成する際に前記画像濃度が高画像比率の場合に前記検出用トナーパッチの個数を減らした後、前記画像濃度が低画像比率になると、減らした前記個数に応じて前記検出用トナーパッチを前記像担持体上に形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記低画像比率の際の前記検出用トナーパッチの個数を基準個数として設定し、前記高画像比率の際の前記検出用トナーパッチの個数を前記基準個数よりも少ない個数で設定していることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記像担持上で、高画像濃度のトナー像が形成される用紙の後の紙間に対応する位置に前記検出用トナーパッチを形成することを禁止し、低画像濃度のトナー像が形成される用紙の後の紙間に対応する位置に前記検出用トナーパッチを形成することを許可することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記検出用トナーパッチを形成する際に高画像濃度の前記トナー像が形成される用紙が所定連続枚数以上連続する場合、前記像担持体上で、所定連続枚数目の用紙の後の紙間に対応する位置で前記検出用トナーパッチを形成することを許可することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、ＪＯＢ全体または複数枚用紙に亘る画像濃度の平均を前記画像濃度とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、各用紙一枚における画像濃度を前記画像濃度とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、所定枚数の用紙に前記トナー像を転写する毎に前記検出用トナーパッチの形成を行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、画像形成部がカラー画像形成部である場合、各色毎に前記検出用トナーパッチを形成し、各色合計の画像濃度に基づいて各色毎に前記検出用トナーパッチの個数を可変にすることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記制御部は、前記画像情報に基づいて前記画像濃度を算出することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。

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