JP2014048446A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度の制御目標値を補正してから、その補正が現像装置の現像能力に反映されるようになるまでにおける現像濃度不良の発生を抑える。
【解決手段】トナー濃度の制御目標値を補正する目標値補正処理にて、トナー濃度の制御目標値を補正することに加えて、補正による現像能力の変化の応答速度がトナー濃度よりも速い現像バイアスの制御目標値を補正した後、現像バイアスの制御目標値を元の値に戻す処理を実施するように、制御装置１００を構成した。
【選択図】図９

Description

本発明は、作像手段の現像能力に影響を及ぼす制御パラメータの制御目標値を補正することで現像濃度の安定化を図る目標値補正処理を実施する画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、放置時間が所定時間以上になるという現象が発生した場合に、感光体や現像装置などを具備する作像手段における現像能力に影響を及ぼす制御パラメータとして、現像に用いる二成分現像剤のトナー濃度の制御目標値を補正する。具体的には、放置時間は、画像形成動作を連続的に停止している時間である。この放置時間においては、現像装置内の二成分現像剤が撹拌されずに静止している状態になる。そして、放置時間が長くなるにつれて、二成分現像剤のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が低下する。すると、トナー濃度センサの出力が本来のトナー濃度よりも低濃度側の値にシフトしてトナー濃度不足を誤検知してしまう。そこで、特許文献１に記載の画像形成装置は、所定時間以上の放置時間を経た後に実施する画像形成動作については、トナー濃度の制御目標値を通常よりも低い値に補正する目標値補正処理を実施する。これにより、所定時間以上の放置時間を経た後であっても、トナー濃度を適切な値に維持することができる。

本発明者らは、鋭意研究により、所定時間以上の放置時間を経た後には、トナー濃度センサからの出力が本来よりも低濃度側にシフトすることの他に、次のような理由によっても、トナー濃度の制御目標値を補正した方が望ましいことを見出した。即ち、かなりの長時間に渡って放置された状態では、二成分現像剤のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）がかなり低下している。すると、二成分現像剤中におけるキャリアに対するトナー粒子の電気的な付着力がかなり弱くなることから、トナー粒子がキャリア表面から離脱して静電潜像に付着し易くなる。これにより、感光体や現像装置などからなる作像手段の現像能力が高まって、現像濃度を過剰に濃くしてしまい易くなる。その後、画像形成動作が継続して行われると、現像装置内の二成分現像剤が撹拌されるのに伴ってトナーの摩擦帯電が助長されることから、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が上昇してくるが、その値がある程度高くなるまでは、現像濃度が濃くなってしまう。このため、所定時間以上の放置時間を経た後の画像形成動作においては、トナー濃度の制御目標値を本来よりも低くして現像能力を低下させることで、現像濃度の適正化を図ることが望ましいのである。

しかしながら、このようにして現像濃度の適正化を図ると、やがて現像濃度不足を引き起こし易くなってしまうことがわかった。具体的には、長時間の放置によってトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を低下させている状態で目標値補正処理を実施してトナー濃度の制御目標値を大きく下げた後に画像形成動作を行うと、やがて二成分現像剤のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を平均的な値まで増加させていく。すると、そのままでは現像能力が低くなり過ぎることから、トナー濃度の制御目標値を増加させて現像能力を高める必要がある。ところが、トナー濃度の制御目標値を増加させても、二成分現像剤のトナー濃度が補正後の制御目標値まで増加するためにはある程度の時間を要する。そして、その時間内では、二成分現像剤のトナー濃度が適正値を大きくした回ることから、現像能力が不足して現像濃度不足を引き起こしてしまうのである。

なお、長時間放置後の画像形成動作のときに限らず、トナー濃度の制御目標値を大きく補正する場合には、二成分現像剤のトナー濃度を補正後の制御目標値と同じ値まで変化させるのにある程度の時間を要する。そして、その時間内で現像濃度過多や現像濃度不足を引き起こしてしまうおそれがある。例えば、温度や湿度は、作像手段の現像能力に影響を及ぼす。温度や湿度が低くなるほど、二成分現像剤中におけるトナーの摩擦帯電性が高まってトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を増加させるからである。このため、例えば、エアコンを作動させたなどの理由により、急激な温湿度変化があった場合には、その温湿度変化に応じてトナー濃度の制御目標値を補正することが望ましい。ところが、温湿度の大きな変動に応じてトナー濃度の制御目標値を大きく補正したとしても、二成分現像剤のトナー濃度が補正後の制御目標値まで変化するまでの間は、トナー濃度が適正値から大きくずれることから、現像濃度過多や現像濃度不足を引き起こしてしまう。

また、制御目標値を大きく補正してから、その補正が作像手段の実際の現像能力に反映されるようになるまでにタイムラグがあるという現象は、トナー濃度の制御目標値の補正に限られるものではない。例えば、感光体の地肌部に対して静電潜像を光書込するレーザー光学系のレーザー強度の制御目標値を大きく補正したとする。この場合、レーザー強度の制御目標値を大きく補正した以降に書き込まれる静電潜像については狙いの電位にすることができる。ところが、感光体の表面上には、レーザー強度の制御目標値を大きく補正する前に既に書き込んでいる静電潜像が存在している。具体的には、静電潜像は、感光体の周方向の所定位置にある光書込位置で光書込された後、感光体の回転に伴って、現像装置に対向する現像領域に進入した時点で現像される。レーザー強度の制御目標値を大きく補正した場合、その時点で現像領域に進入している静電潜像や、光書込位置と現像領域との間に存在している静電潜像は、補正前のレーザー強度で書き込まれたものであるので、電位が狙いの値からずれている。このため、レーザー強度の制御目標値を補正してから、補正後のレーザー強度で書き込まれた静電潜像が現像されるようになるまで、即ち、その補正が作像手段の実際の現像能力に反映されるようになるまでにも、ある程度のタイムラグがある。このように、画像形成装置においては、制御目標値を補正してから、その補正が作像手段の実際の現像能力に反映されるようになるまでにタイムラグが生じる制御パラメータがいくつか存在している。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、制御パラメータの制御目標値を補正してから、その補正が作像手段の現像能力に反映されるようになるまでにおける現像濃度不良の発生を抑えることができる画像形成装置である。

前記目的を達成するために、本発明は、自らの表面に潜像を担持する潜像担持体、前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段、及び、前記表面上の潜像をトナーによって現像する現像手段とを具備する作像手段と、前記作像手段の現像能力に影響を及ぼす制御パラメータの制御目標値が適切な値でなくなった場合に、前記制御目標値を適切な値に近づけるように補正して現像濃度の安定化を図る目標値補正処理を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、前記目標値補正処理にて、補正による現像能力の変化の応答速度が第１制御パラメータよりも速い第２制御パラメータの制御目標値を補正し、且つ前記第１制御パタメータの制御目標値を補正した後、前記第２制御パラメータの制御目標値を元の値に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

本発明においては、第１制御パラメータの制御目標値の補正によって作像手段の現像能力の安定化を図る場合に、第１制御パラメータだけではなく、第１制御パラメータよりも応答速度の速い第２制御パラメータの制御目標値も補正する。これにより、作像手段の現像能力を迅速に適正値まで変化させる。そして、第１制御パラメータの制御目標値の補正が作像手段の現像能力に実際に反映されるようになってきた時点で第２制御パラメータの制御目標値を元の値に戻すことで、狙いの現像能力をそのまま維持する。このような一連の処理により、制御パラメータの制御目標値を補正してから、その補正が現像能力に反映されるようになるまでにおける現像濃度不良の発生を抑えることができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおけるＹトナー像を作像するための作像ユニットを拡大して示す拡大概略図。 同作像ユニットの外観を示す斜視図。 同作像ユニットの現像ユニットを示す分解平面図。 同プリンタにおけるＹ用のトナーボトルを示す斜視図。 ボトル部とホルダー部とに分解した状態の同トナーボトルを示す斜視図。 同プリンタのトナー補給装置を示す斜視図。 同トナー補給装置に装着された状態のトナーボトルと、その周囲構成とを示す概略構成図。 同プリンタにおける一部の電気回路を示すブロック図。 同プリンタの制御装置によって実施されるトナー補給量の決定のプロセスを回路的に説明するためのブロック図。 図１０の第１補給量計算部で行われる演算処理を回路的に説明するためのブロック図。 同プリンタの光学センサを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。 同プリンタの中間転写ベルトと、ベルト上に形成されたＫ階調パターン像とを示す平面図。 プロセスコントロール処理で実施される各種の工程を示すフローチャート。 フォトセンサからの出力電圧とカラーテストトナー像のトナー付着量との関係を示すグラフ。 トナー像出力値の差分とトナー付着量との関係を示すグラフ。 フォトセンサの正反射光受光部からのトナー像出力値の差分とトナー付着量との関係を示すグラフ。 フォトセンサにおける正反射光部の正反射成分の正規化値と、地肌部変動補正後の拡散反射光出力との関係を示すグラフ。 トナー付着量と現像ポテンシャルとの関係を示すグラフ。 感光体表面電位と、感光体の表面位置との関係を示すグラフ。 現像剤中のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］と、湿度［％］との関係を示すグラフ。 現像剤中のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）［μＣ／ｇ］と、放置時間との関係を示すグラフ。

以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す。）用の４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。

図２は、Ｙトナー像を作像するための作像ユニット１Ｙの構成を示す概略図である。また、図３は、作像ユニット１Ｙの外観を示す斜視図である。これらの図において、作像ユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙとを有している。感光体ユニット２Ｙ及び現像ユニット７Ｙは、図３に示されるように、作像ユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット７Ｙを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。

感光体ユニット２Ｙは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。帯電手段としての帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図２中の時計回り方向に回転駆動する感光体３Ｙの表面を帯電ローラ６Ｙにより一様帯電させる。具体的には、図２において、反時計回りに回転駆動する帯電ローラ６Ｙに対して図示しない電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接又は接触させることで、感光体３Ｙを一様帯電させる。

なお、帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体３Ｙを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電した感光体３Ｙの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット２０から発せられるレーザー光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。

図４は、現像ユニット７Ｙ内を示す分解構成図である。現像手段としての現像ユニット７Ｙは、図２や図４に示されるように、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュウ８Ｙが配設された第１剤収容室９Ｙを有している。また、トナー濃度検出手段としての透磁率センサからなるトナー濃度センサ１０Ｙ、現像剤搬送手段としての第２搬送スクリュウ１１Ｙ、現像剤担持体としての現像ロール１２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３Ｙなどが配設された第２剤収容室１４Ｙも有している。

循環経路を形成しているこれら２つの剤収容室内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる二成分現像剤である図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第１剤収容室９Ｙ内のＹ現像剤を図２中の手前側（図４中矢印Ｂの方向）へ搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１搬送スクリュウ８Ｙの上方に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによって、第１剤収容室９Ｙにおけるトナー補給口１７Ｙに対向する箇所（以下「補給位置」という。）よりも現像剤循環方向下流側に位置する所定の検出箇所を通過するＹ現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第１搬送スクリュウ８Ｙにより第１剤収容室９Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口１８Ｙを経て第２剤収容室１４Ｙ内に進入する。

第２剤収容室１４Ｙ内の第２搬送スクリュウ１１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Ｙ現像剤を図２中の奥側（図４の矢印Ａの方向）へ搬送する。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１１Ｙの上方には、現像ロール１２Ｙが第２搬送スクリュウ１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール１２Ｙは、図２中で反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ１５Ｙ内に固定配置されたマグネットローラ１６Ｙを内包した構成となっている。

第２搬送スクリュウ１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１５Ｙの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１５Ｙの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、第２搬送スクリュウ１１Ｙにより第２剤収容室１４Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口１９Ｙを経て第１剤収容室９Ｙ内に戻る。このようにして、Ｙ現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。

トナー濃度センサ１０ＹによるＹ現像剤のトナー濃度の検出結果は、電気信号として図示しない制御装置に送られる。この制御装置は、ＲＡＭの中にトナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧を、Ｙ現像剤のトナー濃度に変換する。また、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像ユニット（７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ）に搭載されたトナー濃度センサ（１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ）からの出力電圧を、それぞれの現像剤（Ｃ，Ｍ，Ｋ現像剤）のトナー濃度に変換する。なお、透磁率センサからなるトナー濃度センサからの出力電圧は、トナー濃度と相関する。現像剤のトナー濃度が高くなるにつれて現像剤の透磁率が低下してトナー濃度センサからの出力値が低下する。

Ｙ用の現像ユニット７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧に基づいて算出したトナー濃度検知結果と、ＲＡＭに記憶しているＹトナー濃度の制御目標値とを比較する。そして、比較結果に応じた量のＹトナーをトナー補給口１７Ｙから供給するように、トナー補給装置のＹ用の補給モータをその量に応じた時間分だけ駆動する。これにより、現像に伴うＹトナーの消費によってＹトナー濃度が低下したＹ現像剤に対し、第１剤収容室９Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容室１４Ｙ内のＹ現像剤のトナー濃度はトナー濃度の目標値の付近に維持される。他色用の現像ユニット７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ内における現像剤についても同様である。

図１において、感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト４１に中間転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙの表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用の作像ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋにおいても、同様にして感光体３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＣトナー像、Ｍトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト４１上に中間転写される。

作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下方には、光書込ユニット２０が配設されている。この光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、各作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上には、それぞれＹ用、Ｃ用、Ｍ用、Ｋ用の静電潜像が形成される。

なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイを採用したものを用いてもよい。

光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録シートＰが複数枚重ねられた記録シート束の状態で収容されており、一番上の記録シートＰには、第１給紙ローラ３１ａ及び第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図１中で反時計回りに回転駆動すると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録シートＰが、カセットの図１中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図１中で反時計回りに回転駆動すると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録シートＰが給紙路３３に向けて排出される。

給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録シートＰは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を鉛直方向の下側から上側に向けて搬送される。

給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、搬送ローラ対３４から送られてくる記録シートＰをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録シートＰを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの上方には、中間転写ベルト４１を張架しながら反時計回りに無端移動させる転写ユニット４０が配設されている。転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他に、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、ニップ入口ローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図１中反時計回りに無端移動する。

４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、無端移動する中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の内周面にトナーとは逆極性（本実施形態ではプラス極性）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ用、Ｃ用、Ｍ用、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上の各色トナー像が重なり合うように１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という。）が形成される。

２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ記録シートＰを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録シートＰに一括２次転写される。そして、記録シートＰの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録シートＰに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。

なお、転写ユニット４０の第１ブラケット４３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ４８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。

本プリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第１ブラケット４３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ４８の回転軸線を中心にしてＹ用、Ｃ用、Ｍ用の１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト４１をＹ用、Ｃ用、Ｍ用の感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍから離間させる。そして、４つの作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋのうち、Ｋ用の作像ユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ用、Ｃ用、Ｍ用の作像ユニットを無駄に駆動させることによるそれら作像ユニットの消耗を回避することができる。

２次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とを備えている。定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張架しながら、図２中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。

定着ベルト６４における加熱ローラ６３に対する掛け回し箇所には、図１中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。

定着ベルト６４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が約１４０℃に維持される。

２次転写ニップを通過した記録シートＰは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録シートＰに定着する。

このようにして定着処理が施された記録シートＰは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録シートＰは、このスタック部６８に順次スタックされる。

転写ユニット４０の上方には、Ｙトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーをそれぞれ収容する４つのトナー収容器であるトナーボトル７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋが配設されている。トナーボトル７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋ内の各色トナーは、トナー補給装置により、それぞれ、作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像ユニット７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに適宜供給される。トナーボトル７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋは、作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。

図４において、トナー濃度センサ１０Ｙは、第１剤収容室９Ｙ内において、第２剤収容室１４Ｙに進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。また、トナー補給口１７Ｙは、第２剤収容室１４Ｙから第１剤収容室９Ｙ内に進入した直後の現像剤に対してトナーを補給する位置に設けられている。つまり、第１剤収容室９Ｙ内において、トナー濃度センサ１０Ｙは、トナー補給口１７Ｙよりも下流側の位置で現像剤のトナー濃度を検知する。

図５は、Ｙ用のトナーボトル７２Ｙを示す斜視図である。同図において、Ｙ用のトナーボトル７２Ｙは、粉体としての図示しないＹトナーを収容する粉体収容部たるボトル状のボトル部７３Ｙと、粉体排出部たる円筒状のホルダー部７４Ｙとを備えている。

ホルダー部７４Ｙは、図６に示されるように、ボトル状のボトル部７３Ｙの頭部に係合して、ボトル部７３Ｙを回転自在に保持する。ボトル部７３Ｙの内周面には、容器の外側から内側に向けて突出するスクリュウ状の螺旋突起がボトル軸線方向に延在するように形成されている。

図７は、本プリンタにおけるトナー補給装置７０を示す斜視図である。同図において、トナー補給手段としてのトナー補給装置７０は、４つのトナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍを載置するボトル載置台９５、それぞれのボトル部を個別に回転駆動するボトル駆動部９６などを備えている。ボトル載置台９５上にセットされたトナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍは、それぞれホルダー部をボトル駆動部９６に係合させている。

図中矢印Ｘ１で示されるように、ボトル駆動部９６に係合しているトナーボトル７２Ｍをボトル載置台９５上でボトル駆動部９６から遠ざける方向にスライド移動させると、トナーボトル７２Ｍのホルダー部７４Ｍがボトル駆動部９６から外れる。このようにして、トナー補給装置７０からトナーボトル７２Ｍを取り外すことができる。

一方、トナーボトル７２Ｍが装着されていない状態のトナー補給装置７０において、図中矢印Ｘ２で示されるように、ボトル載置台９５上でトナーボトル７２Ｍをボトル駆動部９６に近づける方向にスライド移動させると、トナーボトル７２Ｍのホルダー部７４Ｍがボトル駆動部９６に係合する。このようにして、トナー補給装置７０にトナーボトル７２Ｍを装着することができる。他色用のトナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃについても、同様の操作を行うことでトナー補給装置７０に脱着することができる。

トナーボトル７２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのボトル部７３Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍの頭部外周面には、それぞれ図示しないギヤ部が形成されているが、このギヤ部はホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍに覆い隠されている。但し、ホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍの周面の一部には、ギヤ部を部分的に露出させるための図示しない切り欠きが形成されおり、ギヤ部はこの切り欠きから自らの一部を露出させている。

トナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍのホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍがボトル駆動部９６に係合すると、ボトル駆動部９６に設けられた図示しないＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用のボトル原動ギヤが、前述の切り欠きを介してボトル部７３Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍのギヤ部に噛み合う。そして、ボトル駆動部９６のＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用のボトル原動ギヤが図示しない駆動系によって回転駆動することで、ボトル部７３Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍがホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ上で回転駆動される。

図５において、ボトル部７３Ｙがこのようにしてホルダー部７４Ｙ上で回転せしめられると、ボトル部７３Ｙ内のＹトナーが上述のスクリュウ状の螺旋突起に沿ってボトル底側からボトル頭部側に向けて移動する。そして、粉体を収容する収容体たるボトル部７３Ｙの先端に設けられた図示しないボトル開口を通って、円筒状のホルダー部７４Ｙ内に流入する。

図８は、トナー補給装置に装着された状態のトナーボトルと、その周囲構成とを示す概略構成図である。同図において、トナーボトルは、ホルダー部７４Ｙの箇所で破断した横断面が示されている。上述したように、このホルダー部７４Ｙには、ホルダー部７４Ｙよりも図中奥側に存在している図示しないボトル部が回転駆動することで、ボトル部内のＹトナーが送り込まれてくる。

トナーボトルのホルダー部７４Ｙは、トナー補給装置のホッパ部７６Ｙに係合している。このホッパ部７６Ｙは、図紙面に直交する方向に扁平な形状に構成され、同図においては、中間転写ベルト４１の手前側に位置している。ホルダー部７４Ｙの底に形成されているトナー排出口７５Ｙと、トナー補給装置のホッパ部７６Ｙに形成されているトナー受入口とは、互いに連通している。

トナーボトルのボトル部からホルダー部７４Ｙに送り込まれたＹトナーは、自重によってホッパ部７６Ｙ内に落とし込まれる。ホッパ部内では、回転可能な回転軸部材７７Ｙに固定された可撓性に富んだ押圧フィルム７８Ｙが回転軸部材７７Ｙとともに回転する。ホッパ部７６Ｙの内壁には、ホッパ部７６Ｙ内におけるＹトナーの有無を検知する圧電素子からなるトナー検知センサ８２Ｙが固定されている。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる押圧フィルム７８Ｙは、その回転に伴ってＹトナーをトナー検知センサ８２Ｙの検知面に向けて押圧する。これにより、トナー検知センサ８２Ｙがホッパ部７６Ｙ内のトナーを良好に検知することが可能になる。トナーボトルのボトル部の回転駆動制御は、このトナー検知センサ８２ＹがＹトナーを良好に検知するようになるように行われる。よって、ボトル部内にＹトナーが十分に存在している限り、ボトル部からホルダー部７４Ｙを介してホッパ部７６Ｙ内に十分量のＹトナーが落とし込まれて、ホッパ部７６Ｙ内は十分量のトナーで満たされる。この状態から、ボトル部を頻繁に回転させているにもかかわらず、トナー検知センサ８２ＹによってＹトナーが検知され難くなる状態に変化すると、図示しない制御装置は、ボトル部内のＹトナーが残り僅かであるとみなして、「トナーニアエンド」の警報をユーザーに報知する。

ホッパ部７６Ｙの下部には、横搬送管７９Ｙが接続されており、ホッパ部７６Ｙ内のＹトナーは、自重によってテーパーを滑り落ちでこの横搬送管７９Ｙ内に落とし込まれる。横搬送管７９Ｙ内には、トナー補給スクリュウ８０Ｙが配設されており、その回転駆動に伴って、Ｙトナーを横搬送管７９Ｙの長手方向に沿って横搬送する。

横搬送管７９Ｙの長手方向の一端部には、落下案内管８１Ｙが鉛直方向に延在する姿勢で接続されている。この落下案内管８１Ｙの下端は、現像ユニット７Ｙの第１剤収容室９Ｙのトナー補給口１７Ｙに接続されている。横搬送管７９Ｙ内のトナー補給スクリュウ８０Ｙが回転すると、横搬送管７９Ｙの長手方向の一端部まで搬送されたＹトナーが、落下案内管８１Ｙとトナー補給口１７Ｙとを通じて現像ユニット７Ｙの第１剤収容室９Ｙ内に落下する。これにより、第１剤収容室９Ｙ内にＹトナーが補給される。他色（Ｃ，Ｍ，Ｋ）においても、同様にしてトナーが補給される。

図９は、本プリンタにおける一部の電気回路を示すブロック図である。Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーの補給量の調整は、補給制御手段として機能する制御装置１００が、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の補給モータ７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍ，７１Ｋの駆動を制御することによって行われる。なお、トナー補給部材としては、補給モータ（例えば７１Ｙ）の駆動力によりトナー補給口（例えば１７Ｙ）から現像ユニット内へのトナーの補給量を調整できるものであれば、公知のものを広く利用することが可能である。

制御装置１００は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、データ記憶手段であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。そして、制御装置１００は、ＲＡＭの中にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてのトナー濃度の制御目標値をそれぞれ格納している。

制御装置１００の補給制御部１０２は、予測データ算出手段として機能する予測データ算出部１０１によって算出された予測データに基づいて、トナー補給装置７０における各色の補給モータ（７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍ，７１Ｋ）の駆動を制御する。また、予測データ算出部１０１は、トナー濃度センサ（１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ）によるトナー濃度検知結果やトナー濃度の制御目標値などに基づいて、ＲＯＭに記憶されている演算プログラムや演算テーブルを用いて、現像剤のトナー濃度の時間変化についての予測データを算出する。

図１０は、制御装置（１００）によって実施されるトナー補給量の決定のプロセスを回路的に説明するためのブロック図である。実際には、制御装置（１００）は、トナー補給量を演算処理によって決定しているが、理解を容易にするために、その演算処理のプロセスを回路的に説明する。制御装置（１００）は、トナー濃度の制御目標値と、トナー濃度検知結果とを比較し、比較結果に応じた量のトナーをトナー補給口（例えば１７Ｙ）から現像ユニット内に供給するように、補給モータ（例えば７１Ｙ）の駆動を制御する。この制御により、現像に伴うトナーの消費によってトナー濃度を低下したさせた現像剤に対し、現像ユニットの第１剤収容部（例えば９Ｙ）にて適量のトナーが補給される。このため、第２剤収容部（例えば１４Ｙ）内の現像剤のトナー濃度が制御目標値の付近に維持される。

制御装置（１００）においては、まず、トナー濃度検知結果とトナー濃度の制御目標値とが比較され、その結果がセンサ計算部に入力される。そして、第１補給量計算部により、その比較結果などに基づいて、トナー濃度検知結果とトナー濃度の制御目標値との差分を解消するためのトナー補給量が算出される。連続プリント動作中には、現像が連続的に行われていることから、そのトナー補給量に相当するトナーを補給しただけでは、トナー濃度を制御目標値に合わせることができない。そこで、画像情報や用紙情報など、出力される画像に関係する情報に基づいて、現像に伴うトナー消費量を相殺するためのトナー補給量が第２補給量計算部によって算出される。そして、第１補給量算出部によって算出されたトナー補給量と、第２補給量算出部によって算出されたトナー補給量との合計が、最終的なトナー補給量として求められる。

図１１は、第１補給量計算部で行われる演算処理を回路的に説明するためのブロック図である。この図では、ＰＩ制御によってトナー補給量が算出される例を示している。第１補給量計算部には、トナー濃度の制御目標値とトナー濃度検知結果との差分であるトナー濃度目標差分値が入力される。トナー濃度目標差分値が大きいほど、トナー濃度が制御目標値から離れた値になっている。このトナー濃度目標差分値は、比例処理部（Ｐ）と積分処理部（Ｉ）とにそれぞれ入力される。そして、比例処理部では、トナー濃度目標差分値に対して所定のゲインを乗算する。これにより、トナー濃度差分値に比例した値のトナー補給量を求める。一方、積分処理部では、トナー濃度目標差分値を累積した積分値を求める。あるタイミングにおけるトナー濃度目標差分値がかなり大きな値であった場合、積分値も大きな値になるため、トナー補給量も大きな値が算出される。このため、トナー濃度の迅速な回復が図られる。トナー補給量が適切であれば、積分値は迅速に小さくなっていく。第１補給量計算部では、比例制御部によって算出されたトナー補給量と、積分制御部によって算出されたトナー補給量との合計が、ＦＢ（フィードバック）制御によるトナー補給量として算出される。なお、ＰＩ制御に限らず、入力に対する差分に相当するトナー補給量と、差分の累積に相当するトナー補給量とを反映するものであれば、他の制御による算出方法を採用してもよい。

図１に示されるように、中間転写ベルト４１の周方向における全域のうち、ニップ入口ローラ４９に対する掛け回し箇所には、光学センサ１５０がベルトおもて面側から対向している。図１２は、光学センサ１５０を中間転写ベルト４１とともに示す拡大構成図である。マルチ反射型光学センサからなる光学センサ１５０は、光源たるＬＥＤ１５０ａと、正反射受光部１５０ｂと、拡散反射受光部１５０ｃとを有している。そして、ＬＥＤ１５０ａから発した後、中間転写ベルト４１の表面上で正反射した正反射光を、正反射受光部１５０ｂによって受光しながら、正反射光の受光量に応じた電圧を正反射受光部１５０ｂから出力する。また、ＬＥＤ１５０ａから発した後、中間転写ベルト４１の表面上で拡散反射した拡散反射光を、拡散反射受光部１５０ｃによって受光しながら、拡散反射光の受光量に応じた電圧を拡散反射受光部１５０ｃから出力する。中間転写ベルト４１上に形成されたテストトナー像（詳細は後述する）が光学センサ１５０との対向位置を通過するときには、前述した正反射光や拡散反射光の受光量がテストトナー像の光学特性を示す。また、ベルト地肌が前記対向位置を通過するときには、前述した正反射光や拡散反射光の受光量がベルト地肌の光学特性を示す。

本プリンタの制御装置は、以下のようなプロセスコントロール処理を、電源オン直後や、所定枚数のプリントを行う毎に実施するように構成されている。プロセスコントロール処理では、Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＫトナーからなるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ階調パターン像をそれぞれ形成する。これら階調パターン像はそれぞれ、複数個のテストトナー像からなり、光学センサ１５０との対向位置を通過するように、中間転写ベルト４１のベルト幅方向における中央部に形成される。Ｋ階調パターン像ＰＫを例にすると、これは例えば図１３に示されるように、段階的にトナー付着量が徐々に増えていく第１Ｋテストトナー像ＰＫ１、第２Ｋテストトナー像ＰＫ２、第３Ｋテストトナー像ＰＫ３・・・第１４Ｋテストトナー像ＰＫ１４という１４個のＫテストトナー像からなる。これらＫテストトナー像がそれぞれ光学センサ１５０との対向位置に進入したときにおける光学センサ１５０からの出力電圧が、Ｉ／Ｏインターフェースを介して制御装置（１００）に送られてＲＡＭに記憶される。Ｋと同様にして、Ｙ，Ｃ，Ｍ，についても、それぞれ１４個のＹ，Ｃ，Ｍテストトナー像からなるＹ，Ｃ，Ｍ階調パターン像ＰＹ，ＰＣ，ＰＭが形成される。そして、１４個のＹ，Ｃ，Ｍテストトナー像が光学センサ１５０との対向位置に進入したときにおける光学センサ１５０からの出力電圧がＲＡＭに記憶される。なお、図１３は、中間転写ベルト４１を鉛直方向の下方から上方に向けて見上げた状態を示している。

制御装置（１００）は、ＲＡＭに記憶した光学センサ１５０からの出力電圧と、ＲＯＭ内に予め記憶しているアルゴリズムとに基づいて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、出力電圧を単位面積当りのＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー付着量に換算してＲＡＭに記憶する。

図１４は、プロセスコントロール処理で実施される各種の工程を示すフローチャートである。プロセスコントロール処理では、装置立ち上げ処理（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）、フォトセンサの校正処理（Ｓ２）、トナー濃度センサの出力値の取得処理（Ｓ３）、階調パターン像の作成処理（Ｓ４）、階調パターン検出処理（Ｓ５）、トナー付着量の算出処理（Ｓ６）、目標付着量となる現像バイアスの算出処理（Ｓ８）、及びトナー濃度制御目標値（Ｖｔｒｅｆ）の補正処理（Ｓ９）が行われる。

装置立ち上げ処理（Ｓ１）では、各種モータや各種デバイスの駆動が開始されて、それらの駆動が安定するまで処理の進行が待機される。光学センサ１５０は、温度変化や経時劣化などによってＬＥＤの出力を変化させたり、受光部の感度を変化させたりする。このため、ＬＥＤに対して一定の電流を供給し続けたとしても、ベルトの地肌を検知しているときの光学センサ１５０の受光部からの出力電圧値が経時的に変化してしまう。ベルト表面性の経時変化によっても、受光部からの出力電圧値が経時的に変化してしまう。このため、プロセスコントロール処理を実施するにあたっては、フォトセンサの校正処理を行って、中間転写ベルト４１の地肌部を検知しているときの受光部から一定の電圧を出力させるようにする。

フォトセンサの校正処理（Ｓ２）では、光学センサ１５０ついて、正反射受光部からの出力電圧値が所定の範囲内になるように、ＬＥＤへの電流供給量（ＬＥＤの発光量）が調整される。以下、このときの受光部からの出力電圧値を、地肌出力値Ｖｓｇという。ＬＥＤへの電流供給量を増やすにつれてＬＥＤの発光量が増加して正反射受光部の受光量が増加する。逆に、ＬＥＤへの電流供給量を減らすにつれてＬＥＤの発光量が減少して正反射受光部の受光量が減少する。

フォトセンサの校正処理（Ｓ２）における処理の詳細工程は次の通りである。即ち、各フォトセンサについてそれぞれ、ＬＥＤに対する電流供給が開始された後、正反射受光部からの出力電圧値が４±０．５［Ｖ］になるように、ＬＥＤに対する電流供給量が調整される。以下、この電流供給量をＬＥＤ電流Ｉｆｓｇと記す。

制御装置（１００）は、二分探索法を用いて正反射受光部からの出力電圧値を４．０［Ｖ］に最も近づけ得るＬＥＤ電流Ｉｆｓｇを探索する。二分探索法の結果、正反射受光部からの出力電圧値を４±０．５［Ｖ］の範囲内に収め得るＬＥＤ電流Ｉｆｓｇが存在しなかった場合には、地肌出力値Ｖｓｇ調整エラーとする。この地肌出力値Ｖｓｇ調整エラーが連続して３回発生した場合には、異常発生エラーの処理に移行して装置を緊急停止させてその旨のメッセージを表示する。なお、本プリンタにおいては、過電流を供給することによるＬＥＤの破損を防止する狙いで、ＬＥＤ電流Ｉｆｓｇの上限値が３０［ｍＡ］に設定されている。

制御装置（１００）は、二分探索法により、正反射受光部からの出力電圧値を４±０．５［Ｖ］の範囲内に収め、且つ、４．０［Ｖ］に最も近づけ得るＬＥＤ電流Ｉｆｓｇを見つけた場合には、その値をＲＡＭに記憶する。そして、以降、プロセスコントロール処理を終了するまで、そのＬＥＤ電流ＩｆｓｇをＬＥＤに供給する。

なお、ＬＥＤ電流Ｉｆｓｇの初期値をかなり低い値に設定していると地肌出力値Ｖｓｇの調整終了までに長時間を要してしまうため、制御装置（１００）は、初期値として、前回の校正処理を実施したときのＬＥＤ電流Ｉｆｓｇの値をＲＡＭから読み出してそれを初期値として採用する。そして、その初期値の条件で地肌出力値Ｖｓｇを所定の時間間隔で測定してそれらの平均値を求め、平均値が４．０±０．５［Ｖ］の範囲内である場合には、そのＬＥＤ電流Ｉｆｓｇをそのまま採用する。

制御装置（１００）は、このようにして光学センサ１５０の校正処理（Ｓ２）を終えると、次に、トナー濃度センサの出力値の取得処理（Ｓ３）を実施する。この取得処理では、上述したＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサ（１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ）についてそれぞれ、出力電圧値Ｖｔを取得してＲＡＭに記憶する。Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサの出力電圧値Ｖｔをそれぞれ取得するのは、後に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、トナー濃度の制御目標値の補正に利用するためである。

次に、制御装置（１００）は、階調パターン像の作成処理（Ｓ４）の実施により、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの階調パターン像を中間転写ベルト４１に形成する。図１３では、各色の階調パターン像のうち、Ｋ階調パターン像ＰＫだけを示しているが、階調パターン像の作成処理（Ｓ４）では、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの階調パターン像ＰＹ，ＰＣ，ＰＭ，ＰＫがベルト移動方向に沿って一直線上に並んで形成される。何れの階調パターン像も、１４個のテストトナー像からなり、それらテストトナー像の光学特性が光学センサ１５０によって検知される。

各色の階調パターン像における１４個のテストトナー像のサイズは次の通りである。即ち、ベルト幅方向の長さが１０［ｍｍ］であり、ベルト移動方向の長さが１４．４［ｍｍ］であり、先行するテストトナー像と後続のテストトナー像との間の間隙が５．６［ｍｍ］である。階調パターン像におけるテストトナー像の数は１４個に限定されるものではないが、互いに隣り合う感光体の中心間距離の範囲に収まる個数であることが望ましい。階調パターン像のベルト移動方向における長さが前述の中心間距離によりも長くなると、各色の階調パターン像の形成を同時に開始することができず、先行する階調パターン像の末端部と後続の階調パターン像の先頭部とを重ねないように、形成タイミングをずらす必要が生ずる。これにより、プロセスコントロール処理の実施時間を長くしてしまうからである。

本プリンタでは、階調パターン像を形成する際、テストトナー像の画像濃度（トナー付着量）にかかわらず、テストトナー像の潜像の光書込強度を最大強度（ベタ画像を形成するときの強度）に設定する。そして、個々のテストトナー像で現像バイアスや帯電バイアスを異ならせることで、個々のテストトナー像の画像濃度を異ならせている。

本プリンタのように、各色の階調パターン像を１つの光学センサ１５０だけで検知する構成では、ベルト幅方向の一端部と他端部とで画像濃度偏差が生じてしまう場合であっても、その画像濃度偏差の影響を受けることなく、テストトナー像の画像濃度を正確に検知することができる。これに対し、各色の階調パターンを互いにベルト幅方向にずれた位置に形成し、それぞれを専用のフォトセンサで検知する構成では、階調パターン像の形成や検知の時間を短縮することが可能になるが、前述の画像濃度偏差の影響を受けてしまう。

各色の階調パターン像を形成したら、制御装置（１００）は、階調パターン検出処理（Ｓ５）を実施して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの階調パターン像についてそれぞれ、１４個のテストトナー像における単位面積あたりのトナー付着量（画像濃度）を検出する。本プリンタにおいては、Ｋ階調パターン像のテストトナー像については、正反射光量だけを利用してトナー付着量を検出する。これに対し、Ｃ，Ｍ，Ｋ階調パターン像のテストトナー像については、正反射光量と拡散反射光量とを利用してトナー付着量を検出する。

上述したように、階調パターン像は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの４色のうち、Ｙの階調パターン像が１番始めに形成される。Ｙ階調パターン像の形成が開始されてから、Ｙ階調パターン像の１つ目のテストトナー像が光学センサ１５０の直下に進入するまでの時間（以下、検知タイムラグという）は、プロセスコントロール実施時におけるプロセス線速（ベルト等の速度）や、感光体〜センサ間距離などによって予め決まっている。但し、中間転写ベルト４１は厳密に設計速度で移動するわけではなく、且つ感光体〜センサ間距離にも誤差があることから、検知タイムラグにも多少の誤差が発生する。制御装置（１００）は、想定し得る最大の誤差が検知タイムラグに発生したとしても、Ｙ階調パターン像の先頭を確実に捉えることができるタイミングで、光学センサ１５０からの出力電圧値を取得し始める。

次に、制御装置（１００）は、トナー付着量の算出処理（Ｓ６）を実施する。この演算処理では、Ｋ階調パターン像におけるＫテストトナー像のトナー付着量を、次のようにして求める。即ち、まず、正反射受光部からの地肌出力値Ｖｓｇやトナー像出力値Ｖｓｐについて、次のような計算を行う。

これらの式において、「＿ｒｅｇ」は正反射受光部からの出力電圧値であることを示している。これらの式においては、地肌出力値Ｖｓｇやトナー像出力値Ｖｓｐについて、オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔとの差分を求めている。オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔは、ＬＥＤの発光をオフにしたときの受光部からの出力電圧値を表している。また、式におけるｎは、Ｋテストトナー像の番号を表している。つまり、階調パターン像における１４個のＫテストトナー像の全てについて、前述の差分を求めるのである。測定値とオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔとの差分を求めることで、Ｋテストトナー像のトナー付着量の増加分を把握することが可能になる。

次に、制御装置（１００）は、次式のように差分の正規化値を求める。

そして、予め記憶している正規化値Ｒｎとトナー付着量との関係を示すアルゴリズム（グラフ、計算式、データテーブルなど）に基づいて、それぞれのＫテストトナー像におけるトナー付着量を求める。

また、Ｙ階調パターン像，Ｃ階調パターン像，Ｍ階調パターン像のテストトナー像のトナー付着量については、次のようにして求める。図１５は、センサ出力値とカラーテストトナー像のトナー付着量との関係を示すグラフである。制御装置（１００）は、まず、次式のように、Ｙ，Ｃ，Ｍの各色についてそれぞれ、１４個のテストトナー像におけるトナー像出力値Ｖｓｐのオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔとの差分を求める。なお、式中における「＿ｄｉｆ」は拡散反射受光部からの出力電圧値であることを示している。

次に、拡散反射受光部からのトナー像出力値Ｖｓｐ＿ｄｉｆに対して拡散反射受光部の感度に応じた補正を行うための感度補正係数αを次のようにして求める。

感度補正係数αの比を最小値によって求めるのは、正反射光受光部からのトナー像出力値Ｖｓｐ＿ｒｅｇにおける正反射成分の最小値はほぼゼロであり、かつ正の値となることがわかっているからである。このようにして求めた感度補正係数αを拡散反射受光部からのトナー像出力値Ｖｓｐ＿ｄｉｆ［ｎ］に乗ずることで、トナー像出力値Ｖｓｐ＿ｄｉｆの差分とトナー付着量との関係を示すグラフが例えば図１６に示されるように補正される。

次に、次式のようにして、正反射受光部からのトナー像出力値Ｖｓｐ＿ｒｅｇの差分について、拡散反射光成分と正反射光成分とをそれぞれ分解する。なお、数７における△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ＿ｄｉｆ［ｎ］は、差分の拡散反射光成分を表している。また、数８における△Ｖｓｐ＿ｒｅｇ＿ｒｅｇ［ｎ］は、差分の正反射光成分を表している。

このようにして、正反射光受光部からのトナー像出力値Ｖｓｐ＿ｒｅｇの差分から、拡散反射光成分を分離して、純粋な正反射光成分のみを抽出する。これにより、例えば図１７に示されるように、正反射光受光部からのトナー像出力値Ｖｓｐ＿ｒｅｇの差分とトナー付着量との関係を示すグラフが純粋な正反射成分だけを反映したものに補正される。

次に、次式により、正反射受光部について１４個のテストトナー像にそれぞれ対応する１４個の正反射成分の正規化を行う。

また、次式により、拡散反射受光部について、トナー像出力値Ｖｓｐ＿ｄｉｆから地肌出力値Ｖｓｐ＝ｄｉｆの拡散光出力成分を除去する。

以上のようにして、正反射光に対して感度を持つ低トナー付着量域において、正反射光よりトナー付着量との関係が一義的に表せる正反射光成分のみを抽出し、拡散反射光から、[ベルト地肌部から直接反射されてくる拡散反射光成分]を除去したら、これらを基に拡散反射光出力の感度補正を行う。感度補正を行う理由は、次の補正を行うためである。即ち、ＬＥＤ及び受光部の感度の固体誤差に関連する補正、及び、ＬＥＤ及び受光部の温度特性や経時劣化特性に関連する補正である。

この補正については、次のようにして行う。即ち、図１８に示されるように、「正反射光部の正反射成分の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散反射光出力をプロットし、低トナー付着量域における直線関係から、拡散反射光出力の感度を求め、この感度が予め定めた狙いの感度となるように、補正を行う。拡散反射光出力の感度とは、図１８のグラフに示される直線の傾きであり、ある正規化値の地肌部変動補正後の拡散反射光出力がある値となるように、現状の傾きに対して乗じる補正係数を算出して、補正する。その直線の傾きを最小二乗法により求める。

グラフにプロットした点を近似する方法は、次の通りである。即ち、「正反射光の正反射成分の正規化値」に対し、地肌部変動補正後の拡散光出力をプロットしたプロット線を多項式近似（２次式近似）して、感度補正係数ηを算出する。より詳しくは、まず、プロット線を２次近似式（ｙ＝ξ１ｘ２＋ξ２ｘ＋ξ３）で近似して、次式のように最小二乗法により係数ξ１、ξ２、ξ３を求める。なお、次式におけるｍは、データ数を表している。また、ｘ［ｉ］は、正反射光の正反射成分の正規化値を表している。また、ｙ［ｉ］は、地肌部変動補正後拡散光出力を表している。計算に用いるｘの範囲は、例えば０．１≦ｘ≦１．００とする。

次に、こうして近似されたプロット線から計算される正規化値ａをある値ｂとするような感度補正係数ηを次式によって求める。

また、次式のように、上記数１０で求めた地肌部変動補正後の拡散光出力に対し、この感度補正係数ηを乗じることで、トナー付着量と拡散出力との関係を予め定められた関係となるように補正する。なお、次式における△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ’は、上記数１０で求められた拡散光出力を表している。

このような補正を行うことで、温度変化、経時劣化などによるＬＥＤや受光部の出力変動を抑えて、受光部からの出力電圧値とトナー付着量との関係を一義的な関係に補正することができる。

次に、付着量変換テーブルを用いて△Ｖｓｐ＿ｄｉｆ"をトナー付着量に変換する。補正後の出力電圧値に基づいて、付着量変換テーブルを参照することにより、出力電圧値をトナー付着量に変換することができる。

以上のようにして、各色の階調パターン像についてそれぞれ１４個のテストトナー像のトナー付着量を求めたら、次に、目標付着量となる現像バイアスの算出処理（Ｓ８）を実施する。具体的には、まず、図１９に示されるように、テストトナー像を現像したときの現像ポテンシャル（静電潜像と現像スリーブとの電位差）と、そのテストトナー像のトナー付着量との関係を示す近似直線を最小二乗法によって求める。そして、その近似直線の傾きを、現像γとして求める。また、その近似直線のｘ切片を現像開始電圧Ｖｋとして求める。

次に、近似直線に基づいて、目標トナー付着量（図示の例では４．５ｍｇ／ｃｍ^２）が得られる現像ポテンシャルを求め、その結果から、目標トナー付着量が得られる現像バイアスを算出する（現像バイアスＶｂ［−Ｖ］＝（現像ポテンシャル−｜潜像電位｜）×（−１））。なお、作像時の帯電バイアスＶｃは、感光体の地肌部電位を現像剤の磁性キャリアを感光体に付着させない程度の値にするように予め決定されている。

現像バイアスＶｂを求めたら、次に、トナー濃度制御目標値（Ｖｔｒｅｆ）の補正処理（Ｓ９）を実施する。この補正処理では、上記Ｓ８で求めた現像γから所定の目標現像γを減ずることで、△γを求める。目標現像γは予め決められた所定の数値であり、例えば現像ポテンシャル＝１０００［−Ｖ］という条件で１．０［ｍｇ／ｃｍ^２］のトナー付着量が得られる値などが採用される。この場合、現像開始電圧Ｖｋは０［−Ｖ］として想定され、目標トナー付着量が０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］であれば、現像ポテンシャルは５００［−Ｖ］必要である。現像ポテンシャル［−Ｖ］＝現像バイアスＶｂ−潜像電位であるので、潜像電位が５０［−Ｖ］であれば、現像バイアスＶｂ＝５５０［−Ｖ］となる。Δγが所定の値を超えるとＶｂが設定可能な範囲を超えたり、異常画像が発生したりするので、Δγが目標範囲になるようにトナー濃度制御目標値（Ｖｔｒｅｆ）を補正する。ただし、このときのＶｔがＶｔｒｅｆと大きく異なっているときは補正を行わない。

例えば、Δγ≧０．３０［ｍｇ／ｃｍ^２／−ｋＶ］（高い）で、且つ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≧−０．２［Ｖ］であったとする（例１）。この場合、Ｖｔｒｅｆ＝Ｖｔ−０．２［Ｖ］となる。つまり、現時点よりトナー濃度を下げるようにトナー濃度制御目標値Ｖｔｒｅｆを設定することになる。一方、Δγ≦０．３０［ｍｇ／ｃｍ^２／−ｋＶ］（低い）で、且つ、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ≦０．２［Ｖ］であったとする（例２）。この場合、Ｖｔｒｅｆ＝Ｖｔ＋０．２［Ｖ］となる。つまり、現時点よりトナー濃度を上げるようにトナー制御目標値を設定することになる。例１や例２とは異なる事例の場合には、トナー濃度制御目標値Ｖｔｒｅｆを補正せずに、前回と同じ値のままにする。

制御装置（１００）は、以上のようなプロセスコントロール処理を、定期的に実施するようになっている。

図２０は、感光体表面電位と、感光体の表面位置との関係を示すグラフである。本プリンタでは、いわゆる反転現像を行うようになっている。そして、トナーとして、マイナス帯電性のものを用い、感光体の表面を帯電装置によってマイナス極性に一様に帯電させる。同図のグラフにおける縦軸の感光体表面電位は、単位が［−Ｖ］になっているため、縦軸の値が原点から遠ざかるほど、マイナス側に大きな値になっていることを意味している。地肌部電位は、感光体の全域のうち、帯電装置によって一様帯電せしめられたままの状態になっている領域の電位である。地肌部に対する露光によって書き込まれた潜像の電位も、地肌部電位と同様にマイナスの極性になっているが、その絶対値が地肌部電位の絶対値よりも小さくなっている。これは、感光体の地肌部におけるマイナス極性の電位が露光によって減衰したからである。

現像ユニットの現像ロールに印加される現像バイアスＶｂは、地肌部電位や潜像電位と同様にマイナス極性の値であるが、その絶対値が、地肌部電位の絶対値と、潜像電位の絶対値との間の値になっている。現像バイアスＶｂと潜像電位との電位差である現像ポテンシャルが、現像ロール上のトナーを静電潜像に引き寄せる力として作用することから、現像ポテンシャルが大きくなるほど、静電潜像に対する単位面積あたりのトナー付着量（現像濃度）が多くなる。

現像ポテンシャルの大きさは、地肌部電位に影響を与える帯電装置の帯電ローラに対する帯電バイアスの大きさや、露光時における地肌部電位の減衰率に影響を与えるレーザー光学系のレーザー強度、現像バイアスＶｂなどによって左右される。トナーは、潜像に対して現像ポテンシャルをトナー集合体の電荷量でほぼ相殺する量で付着することから、トナー付着量は、現像ポテンシャルだけでなく、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）によっても左右される。このため、作像ユニットの現像能力は、トナー帯電量に大きく影響を受ける。そして、トナー帯電量は、温湿度やプリント実施頻度などに影響を受けることから、現像能力も温湿度やプリント実施頻度などに影響を受けてしまう。

具体的には、図２１に示されるように、湿度が比較的高い場合には、中程度である場合に比べて、二成分現像剤におけるトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が低下する。温度とトナー帯電量との関係も、湿度とトナー帯電量との関係と同様である。よって、湿度や温度が比較的高い場合には、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が低下して、現像能力が高まって現像濃度を過剰に濃くしてしまい易くなる。これに対し、温湿度が比較的低い場合には、中程度である場合に比べて、二成分現像剤におけるトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が増加することから、現像能力が低下して現像濃度不足を発生させ易くなる。また、プリント実施頻度が比較的高い場合には、現像ユニット内でトナー粒子が撹拌によって摩擦される頻度が増加することから、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が増加する。これにより、現像能力が低下して現像濃度不足を発生させ易くなる。これに対し、プリント実施頻度が比較的低い場合には、現像ユニット内でトナー粒子が摩擦される頻度が低下することから、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が低下する。これにより、現像能力が増加して現像濃度を過剰に高め易くなる。

そこで、制御装置（１００）は、現像能力を変化させる事象として、温度変化量又は湿度変化量や、プリント実施頻度変化量を監視して、それらが所定の閾値を超えた場合に、トナー濃度の制御目標値を補正する目標値補正処理を実施するようになっている。なお、上述したプロセスコントロール処理においても、トナー濃度の制御目標値を補正しているが、この目標値補正処理は、プロセスコントロール処理とは全く別に行われる。

プロセスコントロール処理を実施する一番の目的は、作像ユニットの部品の劣化に起因する現像ポテンシャルの変化を、バイアス等の条件変更によって相殺することにある。具体的には、感光体が使用に伴って劣化してくると、感光体が帯電し難くなってくるため、劣化にかかわらず帯電バイアスを一定にしていると、地肌部電位が経時的に低下して所望の現像ポテンシャルが得られなくなる。感光体の劣化に限らず、レーザー光学系、現像ロールなど、様々な機器の劣化が現像ポテンシャルの経時変化を引き起こすことになる。そこで、プロセスコントロールを定期的に実施することで、機器の劣化にかかわらず、所望の現像ポテンシャルが得られるように、帯電バイアス、現像バイアス、レーザー強度などを補正するのである。

これに対し、トナー濃度の制御目標値を補正する目標値補正処理を実施する目的は、現像ポテンシャルを安定化させることではなく、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）を安定化させることにある。

制御装置（１００）は、温度センサ又は湿度センサによる検知結果を定期的に監視している。そして、前回の目標値補正処理を実施してからの温度変化量又は湿度変化量が閾値を上回った場合に、目標値補正処理を実施する。また、プリント実施頻度（１時間あたりのプリントジョブ実施時間の割合）も１分毎に監視している。そして、前回の目標値補正処理を実施してからのプリント実施頻度の変化量が所定の閾値を上回った場合にも、目標値補正処理を実施する。具体的には、制御装置（１００）は、温度又は湿度及びプリント実施頻度の組み合わせと、その組み合わせに最適なトナー濃度の制御目標値との関係を示すアルゴリズムをＲＯＭに記憶している。そして、目標値補正処理では、温度又は湿度の検知結果と、プリント実施頻度の算出結果とに基づいて、前述の組み合わせを特定する。そして、その組み合わせに対応する最適なトナー濃度の制御目標値を前述のアルゴリズムによって特定し、制御目標値の設定値を特定結果と同じ値に補正するのである。

このような目標値補正処理をＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋでそれぞれ個別に実施することで、現像能力をある程度安定化させて安定した現像濃度を得ることができるが、急激な温度変化、湿度変化、プリント実施頻度変化に対して迅速に応答することが困難であった。具体的には、ユーザーがエアコンのスイッチを入れるなどして、温度や湿度が急激に変化すると、目標値補正処理の実施によってトナー濃度の制御目標値を大きく補正する必要が生じる。ところが、トナー濃度の制御目標値を大きく補正した時点では、現像装置内の二成分現像剤のトナー濃度が補正後の制御目標値から大きくかけ離れた値になっている。その後、二成分現像剤のトナー濃度が補正後の制御目標値の値まで大きく変化するためには、ある程度の時間を要する。その時間内では、二成分現像剤のトナー濃度が適正値からずれていることから、現像濃度過多や現像濃度不足を引き起こしてしまうのである。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
二成分現像剤のトナー濃度は、潜像の現像能力に影響を及ぼす制御パラメータであるが、作像ユニットにおいては、その他にも、現像能力に影響を及ぼす制御パラメータがたくさんある。例えば、現像バイアスＶｂは、現像ポテンシャルを決定することから、現像能力に影響を及ぼす制御パラメータである。現像バイアスＶｂの制御目標値を補正すると、その瞬間に、現像領域における現像バイアスＶｂが補正後の値に変化する。このため、現像バイアスＶｂは、補正による現像能力の変化の応答速度が極めて速い制御パラメータである。これに対し、トナー濃度は、既に説明したように、補正による現像能力の変化の応答速度がかなり遅い制御パラメータである。

制御装置（１００）は、目標値補正処理において、少なくとも、代替補正処理と、正規補正処理と、代替値戻し補正処理とを実施するようになっている。具体的には、正規補正処理は、トナー濃度の制御目標値を補正する処理であり、従来の目標値補正処理では、この正規補正処理だけが行われていた処理である。

一方、代替補正処理は、第１制御パラメータとしてのトナー濃度よりも応答速度の速い現像バイアスＶｂの制御目標値を、正規補正処理におけるトナー濃度の制御目標値の補正量に相当する補正量で補正する処理である。具体的には、制御装置（１００）は、トナー濃度の制御目標値の補正量と、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量との対応関係を示すデータテーブルをＲＯＭに記憶している。このデータテーブルは、予めの実験によって構築されたものであり、トナー濃度を変化させた場合と同等の現像濃度変化をきたす現像バイアスの変化量（補正量）を、トナー濃度の制御目標値の補正量に関係付けたものである。このデータテーブルに基づいて、トナー濃度の制御目標値の補正量に対応する現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量を特定し、特定結果と同じ値に現像バイアスＶｂの制御目標値を補正する。これにより、トナー濃度を補正後の制御目標値と同じ値まで変化させた場合と同様の効果を、一瞬にして得ることができる。つまり、代替補正処理によって現像バイアスＶｂの制御目標値を補正することで、現像能力を一瞬のうちに所望のレベルに戻すことができるのである。

制御装置（１００）は、目標値補正処理を開始すると、まず、温度又は湿度の検知結果と、プリント実施頻度の算出結果と、上述したアルゴリズムとに基づいて、トナー濃度の制御目標値について補正後の値（以下、補正値という）を特定する。そして、その補正値と、現状の制御目標値の設定値との差を、補正量として求める。次に、その補正量に対応する、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量を上述したデータテーブルに基づいて特定する。

このようにして現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量を特定したら、代替補正処理を実施して、現像バイアスＶｂの制御目標値をその補正量に基づいて補正する。また、この代替補正処理と並行して、正規補正処理を実施する。この正規補正処理では、トナー濃度の制御目標値を上述した補正値と同じ値に補正する。

正規補正処理を実施してしばらくすると、トナー補給、あるいはプリントジョブが進行して、二成分現像剤のトナー濃度が、補正後の制御目標値とほぼ同じ値まで変化する。制御装置（１００）は、このとき、あるいは、もう少し早いタイミングを見計らって、代替値戻し処理を実施する。そして、この代替値戻し処理により、代替補正処理で補正していた現像バイアスＶｂの制御目標値を元の値に戻す。

かかる構成の本プリンタにおいては、潜像の現像能力を変化させる事象として、閾値を超える湿度変化又は温度変化や、閾値を超えるプリント実施頻度変化が発生した場合に、目標値補正処理を実施する。そして、この目標値補正処理における代替補正処理にて、第１制御パラメータたるトナー濃度よりも応答速度の速い第２制御パラメータたる現像バイアスＶｂの制御目標値を補正する。これにより、温度変化等によって変化してしまった現像能力を迅速に元通りに復帰させる。また、正規補正処理により、現像バイアスＶｂよりも応答速度の遅いトナー濃度の制御目標値を補正する。そして、トナー濃度の制御目標値の補正が現像能力に反映されるようになってきた時点、即ち、実際のトナー濃度が補正後の制御目標値の付近まで変化した時点で、代替値戻し処理により、現像バイアスＶｂの制御目標値を元の値に戻すことで、狙いの現像能力をそのまま維持する。このような一連の処理により、制御パラメータの制御目標値を補正してから、その補正が現像能力に反映されるようになるまでにおける現像濃度不良の発生を抑えることができる。

なお、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正は、あくまでも一時的な措置であり、その補正をトナー濃度の制御目標値の補正として完全に代替することはできない。これは次に説明する理由による。即ち、現像バイアスＶｂの制御目標値を補正すると、現像バイアスＶｂの変化によって現像ポテンシャルを変化させることに加えて、現像バイアスＶｂと地肌部電位との電位差も変化させる。例えば、先に図２０に示したグラフにおいて、現像バイアスＶｂの値をより大きくして現像ポテンシャルをより大きくした場合、その分だけ、現像バイアスＶｂと地肌部電位との電位差が小さくなる。この電位差が小さくなり過ぎると、画像のエッジ部がぼやけてしまう。代替補正処理では、エッジ部のぼやけの発生よりも、現像濃度の安定化を優先して、現像バイアスＶｂの制御目標値を一時的に補正することになる。現像バイアスＶｂの制御目標値の補正だけを行い、トナー濃度の制御目標値を補正しないと、エッジ部のぼやけを継続して発生させてしまう。そこで、トナー濃度の制御目標値を従来と同様に補正して、その補正が現像能力に反映されるようになった時点で、現像バイアスＶｂの制御目標値を元の値に戻すことで、エッジ部のぼやけを解消することができる。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例のプリンタの構成は、実施形態と同様である。
［第１実施例］
第１実施例に係るプリンタでは、制御装置（１００）が、目標値補正処理の正規補正処理において、第１制御パラメータたるトナー濃度の制御目標値の補正量を徐々に増加させるように、トナー濃度の制御目標値を段階的に増加させる。より詳しくは、トナー濃度の制御目標値の補正量が比較的大きい場合、制御目標値をその補正量で一気に補正すると、短時間の間に多量のトナーを補給することになる。すると、実際のトナー濃度がオーバーシュートして、狙いよりも大きな値になることがある。特に、本プリンタのようにトナー補給量をＰＩ制御で決定する構成においては、前述のオーバーシュートを起こしやすくなる。

そこで、正規補正処理において、トナー濃度の制御目標値を段階的に補正するのである。具体的には、本プリンタにおいては、トナー濃度の制御目標値を高濃度側に補正した場合、実際のトナー濃度が補正後の制御目標値まで増加するのに約１分の時間を要する。そして、制御装置（１００）は、トナー濃度の制御目標値の補正量を求めたら、その補正量を６で除算して分割補正量とする。正規補正処理では、まず、現状のトナー濃度の制御目標値を、その制御目標値に分割補正量を加算した値に補正する。その１０秒後に、その制御目標値を、その制御目標値に分割補正量を加算した値に補正する。以降、１０秒毎に、同様の補正を繰り返すことで、１分後に、制御目標値を、当初の制御目標値に対して前記補正量を加算した値にする。

かかる構成では、トナーを徐々に補給してトナー濃度を補正後の制御目標値に徐々に近づけていくことで、トナー濃度のオーバーシュートの発生を回避する。これにより、正規補正処理でトナー濃度の制御目標値を一気に補正する場合に比べて、現像能力を安定化させて現像濃度の変化を抑えることができる。

［第２実施例］
第２実施例に係るプリンタは、次に説明する点の他が、第１実施例に係るプリンタと同様の構成になっている。即ち、制御装置（１００）が、目標値補正処理の代替値戻し処理において、第２制御パラメータたる現像バイアスＶｂの制御目標値を段階的に補正して元の値に徐々に戻す処理を実施する。より詳しくは、代替補正処理における現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量を６で除算して分割補正量とする。代替値戻し処理では、まず、現状の現像バイアスＶｂの制御目標値を、その制御目標値から前述の分割補正量を減算した値に補正する。その１０秒後に、その制御目標値を、その制御目標値から前述の分割補正量を減算した値に補正する。以降、１０秒毎に、同様の補正を繰り返すことで、１分後に、現像バイアスＶｂの制御目標値を、当初の制御目標値に戻す。

かかる構成では、第１制御パラメータたるトナー濃度の制御目標値の補正が、現像能力に徐々に反映されてくる過程で、それに応じて第２制御パラメータたる現像バイアスＶｂを徐々に元の値に戻すことで、現像能力をより安定化させる。これにより、代替値戻し処理で現像バイアスＶｂを一気に元の値に戻す場合に比べて、現像能力を安定化させて現像濃度の変化を抑えることができる。

［第３実施例］
複数の記録シートに対して画像を連続して形成する連続画像形成動作中においては、平均出力画像面積率や平均トナー補給量に応じて、現像ユニット内の二成分現像剤のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が短時間で変化する。これは次に説明する理由による。即ち、連続画像形成動作中では、現像ユニット内の二成分現像剤が撹拌され続ける。そのままでは、トナー粒子が過剰に摩擦帯電してしまうが、二成分現像剤のトナー粒子の一部は、現像に伴って消費され、その代わりに新たなトナー粒子が補給される。補給されたトナー粒子は、殆ど帯電していない。連続画像形成動作中における平均出力画像面積率が比較的高い場合には、中程度の場合に比べて、多くのトナーが消費されるとともに多くのトナーが補給される。このため、補給されて間もなくて、帯電量が比較的低くなっているトナー粒子の割合が増える。よって、二成分現像剤のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が比較的低くなって、現像能力が比較的高くなる。つまり、連続画像形成津差中における平均出力画像面積率が比較的高い場合には、平均トナー補給量が比較的多くなって、現像能力が比較的高くなる。

これに対し、連続画像形成動作中における平均出力画像面積率が比較的低い場合には、中程度の場合に比べて、トナー消費量や平均トナー補給量が少なくなる。このため、繰り返しの摩擦によって帯電量が比較的高くなっているトナー粒子の割合が増える。おって、二成分現像剤のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）が比較的高くなって、現像能力が比較的低くなる。つまり、つまり、連続画像形成津差中における平均出力画像面積率が比較的低い場合には、平均トナー補給量が比較的少なくなって、現像能力が比較的低くなる。

そこで、制御装置（１００）は、連続画像形成動作中における平均出力画像面積率又は平均トナー補給量についての標準値をＲＯＭに記憶している。そして、連続画像形成動作中には、画像情報あるいはトナー補給実績などに基づいて、平均出力画像又は平均トナー補給量を算出する。平均出力画像面積としては、記録シート１枚あたりの画像面積を複数の記録シートで平均した値を例示することができる。また、平均トナー補給量としては、１枚プリントあたりに要したトナー補給量を複数のプリントで平均した値を例示することができる。

連続画像形成動作中においては、平均出力画像面積又は平均トナー補給量と標準値との差が閾値以上になった場合に、目標値補正処理が実行される。そして、前述の差に応じて、第１制御パラメータたるトナー濃度の制御目標値の補正量と、第２制御パラメータたる現像バイアスＶｂの補正量とがそれぞれ決定される。その後、それらの補正量に基づいて、正規補正処理や代替補正処理が実行される。かかる構成では、連続画像形成動作中において、平均出力画像面積率又は平均トナー補給量の急激な変動にかかわらず、現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［第４実施例］
トナー帯電量に影響を与える事象の１つとして、プロセス線速の変化が挙げられる。プロセス線速は、画像形成動作中における感光体などの表面速度である。プロセス線速を速くするほど、画像形成時間を短縮することが可能である。本プリンタでは、記録シートとして厚紙を用いてプリントを行う場合には、定着工程で記録シートに奪われる熱量が普通紙に比べて多くなることから、定着不良を引き起こすおそれがでてくる。そこで、記録シートとして厚紙を用いる場合、ユーザーは低速プリントモードに設定してプリントを行う。低速プリントモードは、通常プリントモードに比べて、プロセス線速を遅くするモードである。プロセス線速を遅くすると、厚紙であっても、定着工程で厚紙に奪われる単位時間あたりの熱量が、通常プリントモードにおける普通紙に奪われる熱量と同等になるため、定着不良の発生を抑えることが可能になる。

また、本プリンタにおいて、ユーザーは、画質よりも高速プリントを優先する場合、高速プリントモードに設定してプリントを行うことができる。高速プリントモードは、通常プリントモードに比べて、プロセス線速を速くするモードである。速くした分だけ、画像形成時間を短縮することが可能である。

プロセス線速が変化すると、現像工程での現像能力がそれに応じて変化する。例えば、通常プリントモードにおいて、現像ポテンシャルが１００個のトナー粒子を所定の面積のベタ潜像に付着させる値に設定されているとする。高速プリントモードになると、現像領域で現像ロールから静電潜像へのトナー粒子の移動に利用できる時間がより短くなることから、同じ現像ポテンシャルの条件では例えば９０個のトナー粒子しかベタ潜像に付着しなくなる。これにより、現像濃度が低くなってしまう。また、低速プリントモードになると、現像領域で現像ロールから静電潜像へのトナー粒子の移動に利用できる時間がより長くなることから、同じ現像ポテンシャルの条件では例えば１１０個のトナー粒子しかベタ潜像に付着する。これにより、現像濃度が高くなってしまう。

そこで、制御装置（１００）は、通常プリントモード（通常画像形成モード）から高速プリントモード（高速画像形成モード）又は低速プリントモード（低速画像形成モード）に切り替わった場合に、目標値補正処理を実施する。そして、切り替え後のモードに応じて、トナー濃度の制御目標値の補正量と、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する。より詳しくは、高速プリントモードでは、通常プリントモードに比べて、現像能力をより高める値に、トナー濃度の制御目標値の補正量と、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する。また、低速プリントモードでは、通常プリントモードに比べて、現像能力をより低下させる値に、トナー濃度の制御目標値の補正量と、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する。かかる構成では、プリントモードの変化にかかわらず、現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［第５実施例］
トナー帯電量に影響を与える事象の１つとして、放置時間の変化が挙げられる。放置時間は、画像形成動作が連続的に停止され続ける時間である。画像形成動作が停止しているときには、二成分現像剤の撹拌動作も停止することから、現像ユニット内のトナーは放置時間が長くなるにつれて、図２２に示されるように、帯電量を徐々に低下させていく。放置時間がある程度長くなっている状態でプリントジョブが開始されると、トナー帯電量が著しく低下している状態、即ち、現像能力が著しく高まっている状態であることから、現像濃度過多を引き起こし易くなる。

オフィスにおいては、年末年始や夏休みなど長期間の休暇をまたいでしまうと、放置時間が非常に長くなってトナー帯電量が大きく低下することになる。放置時間については、事前に放置時間ごとの帯電量変化を計測しておき、それに基づいた補正テーブルを設けることで対応が可能である。

そこで、制御装置（１００）は、放置時間が閾値以上になった場合に、プリントジョブが開始された際に目標値補正処理を実施する。そして、目標値補正処理において、放置時間の長さに応じて、トナー濃度の制御目標値の補正量と、現像バイアスＶｂの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する。かかる構成では、放置時間の長さにかかわらず、連続停止状態からプリントジョブに移行した際における現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

なお、制御装置（１００）は、代替値戻し処理によって現像バイアスＶｂの制御目標値を元の値に戻した後には、実施形態に係るプリンタと同様に、プリント実施頻度がある程度増加すると、再び目標値補正処理を実施する。そして、直前の目標値補正処理で補正したトナー濃度の制御目標値を、その後のトナー帯電量の増加に応じて補正して、元の値に戻す。かかる構成では、連続停止状態からプリントジョブに移行した後、プリント実施頻度の増加にかかわらずトナー濃度の制御目標値を一定の値にする場合における現像濃度の経時的な低下の発生を回避することができる。

これまで、第１制御パラメータたるトナー濃度の制御目標値を補正し、且つ第２制御パラメータたる現像バイアスＶｂの制御目標値を補正する例について説明したが、第１制御パラメータはトナー濃度に限られない。また、第２制御パラメータは現像バイアスＶｂに限られない。例えば、何らかの理由により、第１制御パラメータとしてのレーザー強度の制御目標値を正規補正処理で補正する場合に、レーザー強度よりも応答速度の速い第２制御パラメータたる現像バイアスの制御目標値を代替補正処理で補正してもよい。また、第１制御パラメータとしての帯電バイアスの制御目標値を正規補正処理で補正する場合に、帯電バイアスよりも応答速度の速い第２制御パラメータたるレーザー強度を代替補正処理で補正してもよい。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、自らの表面に潜像を担持する潜像担持体（例えば感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ）、前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段（例えば光書込ユニット２０）、及び、前記表面上の潜像をトナーによって現像する現像手段（例えば現像ユニット７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ）とを具備する作像手段（例えば作像ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）と、前記作像手段の現像能力に影響を及ぼす制御パラメータの制御目標値が適切な値でなくなった場合に、前記制御目標値を適切な値に近づけるように補正して現像濃度の安定化を図る目標値補正処理を実施する制御手段（例えば制御装置１００）とを備える画像形成装置において、前記目標値補正処理にて、補正による現像能力の変化の応答速度が第１制御パラメータよりも速い第２制御パラメータの制御目標値を補正し、且つ前記第１制御パタメータの制御目標値を補正した後、前記第２制御パラメータの制御目標値を元の値に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａであって、前記作像手段が、帯電手段によって一様に帯電させた前記潜像担持体の表面に対して前記潜像書込手段（例えば光書込ユニット）によって静電潜像を書き込むものであり、前記現像手段が、現像剤担持体（例えば現像ロール１２Ｙ）の表面上に担持したトナーによって前記静電潜像を現像するものであり、且つ、前記制御手段が、前記目標値補正処理にて、前記第１制御パラメータの制御目標値として、前記現像手段内におけるトナーの帯電量に影響を及ぼすパラメータの制御目標値を補正する一方で、前記第２制御パラメータの制御目標値として、前記潜像担持体における静電潜像の電位と、前記現像剤担持体の電位との差である現像ポテンシャルに影響を及ぼすパラメータの制御目標値を補正するものであることを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像ポテンシャルに影響を及ぼす第２制御パラメータの制御目標値を補正することで、トナーの帯電量に影響を及ぼす第２制御パラメータの制御目標値だけを補正する場合に比べて、現像能力を迅速に復帰させることができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記目標値補正処理にて、前記第２制御パラメータよりも前記応答速度が遅い前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量を段階的に増加させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、第１制御パラメータを一気に補正する場合に比べて、現像能力を安定化させて現像濃度の変化を抑えることができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｂ又はＣにおいて、前記目標値補正処理にて、前記第１制御パラメータよりも前記応答速度が速い前記第２制御パラメータの制御目標値を補正した後、前記制御目標値を段階的に補正して元の値に徐々に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、第２制御パラメータを一気に元の値に戻す場合に比べて、現像能力を安定化させて現像濃度の変化を抑えることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記事象として、単位時間あたりにおける画像形成動作の実施頻度の変動量が閾値以上になるという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての前記実施頻度に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、画像形成動作の実施頻度の変動にかかわらず、現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記事象として、温度又は湿度の変動量が閾値以上になるという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての、環境検知手段による温度又は湿度の検知結果、に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、温度又は湿度の変動にかかわらず、現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記事象として、連続画像形成動作中における平均出力画像面積率又は平均トナー補給量の標準値との差が閾値以上になるという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての前記差に応じて、連続画像形成動作中における前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、連続画像形成動作中において、平均出力画像面積率又は平均トナー補給量の急激な変動にかかわらず、現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記事象として、通常画像形成モードから高速画像形成モード又は低速画像形成モードに切り替わったという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての画像形成速度に応じて、前記高速画像形成モード又は低速画像形成モードにおける前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、画像形成モードの変化にかかわらず、現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ｂ〜Ｄの何れかにおいて、前記事象として、画像形成動作の連続停止時間が閾値以上になったという現象が発生した場合に、画像形成動作が開始される際における、前記事象の状態としての前記連続停止時間に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、連続停止時間の長さにかかわらず、連続停止状態から画像形成動作に移行した際における現像能力を安定化させて安定した現像濃度で現像を行うことができる。

［態様Ｊ］
態様Ｊは、態様Ｉにおいて、前記目標値補正処理にて、前記第２制御パラメータの制御目標値を元の値に戻した後、単位時間あたりにおける画像形成動作の実施頻度の増加状況に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値を元の値に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、連続停止状態から画像形成動作に移行した後、画像形成動作の実施頻度の増加にかかわらず第１制御パラメータを一定の値にする場合における現像濃度の経時的な低下の発生を回避することができる。

１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ：作像ユニット（作像手段）
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ：感光体（潜像担持体）
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ：現像ユニット（現像手段）
１２Ｙ：現像ロール（現像剤担持体）
２０：光書込ユニット（潜像書込手段）
１００：制御装置（制御手段）

特開平９−６１２０号公報

Claims (10)

1. 自らの表面に潜像を担持する潜像担持体、前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段、及び、前記表面上の潜像をトナーによって現像する現像手段とを具備する作像手段と、
   前記作像手段の現像能力に影響を及ぼす制御パラメータの制御目標値が適切な値でなくなった場合に、前記制御目標値を適切な値に近づけるように補正して現像濃度の安定化を図る目標値補正処理を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
   前記目標値補正処理にて、補正による現像能力の変化の応答速度が第１制御パラメータよりも速い第２制御パラメータの制御目標値を補正し、且つ前記第１制御パタメータの制御目標値を補正した後、前記第２制御パラメータの制御目標値を元の値に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置であって、
   前記作像手段が、帯電手段によって一様に帯電させた前記潜像担持体の表面に対して前記潜像書込手段によって静電潜像を書き込むものであり、
   前記現像手段が、現像剤担持体の表面上に担持したトナーによって前記静電潜像を現像するものであり、
   且つ、前記制御手段が、前記目標値補正処理にて、前記第１制御パラメータの制御目標値として、前記現像手段内におけるトナーの帯電量に影響を及ぼすパラメータの制御目標値を補正する一方で、前記第２制御パラメータの制御目標値として、前記潜像担持体における静電潜像の電位と、前記現像剤担持体の電位との差である現像ポテンシャルに影響を及ぼすパラメータの制御目標値を補正するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２の画像形成装置において、
   前記目標値補正処理にて、前記第２制御パラメータよりも前記応答速度が遅い前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量を段階的に増加させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２又は３の画像形成装置において、
   前記目標値補正処理にて、前記第１制御パラメータよりも前記応答速度が速い前記第２制御パラメータの制御目標値を補正した後、前記制御目標値を段階的に補正して元の値に徐々に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２乃至４の何れかの画像形成装置において、
   前記事象として、単位時間あたりにおける画像形成動作の実施頻度の変動量が閾値以上になるという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての前記実施頻度に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２乃至４の何れかの画像形成装置において、
   前記事象として、温度又は湿度の変動量が閾値以上になるという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての、環境検知手段による温度又は湿度の検知結果、に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項２乃至４の何れかの画像形成装置において、
   前記事象として、連続画像形成動作中における平均出力画像面積率又は平均トナー補給量の標準値との差が閾値以上になるという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての前記差に応じて、連続画像形成動作中における前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項２乃至４の何れかの画像形成装置において、
   前記事象として、通常画像形成モードから高速画像形成モード又は低速画像形成モードに切り替わったという現象が発生した場合に、前記事象の状態としての画像形成速度に応じて、前記高速画像形成モード又は低速画像形成モードにおける前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項２乃至４の何れかの画像形成装置において、
   前記事象として、画像形成動作の連続停止時間が閾値以上になったという現象が発生した場合に、画像形成動作が開始される際における、前記事象の状態としての前記連続停止時間に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値の補正量と、前記第２制御パラメータの制御目標値の補正量とをそれぞれ決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９の画像形成装置において、
    前記目標値補正処理にて、前記第２制御パラメータの制御目標値を元の値に戻した後、単位時間あたりにおける画像形成動作の実施頻度の増加状況に応じて、前記第１制御パラメータの制御目標値を元の値に戻す処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。

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