JP2015143807A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予測した作像条件より作像条件の精度を高くすることができる。
【解決手段】第１作像条件で補正用の第１トナーパターン像３０１を現像器１０６によって感光体ドラム１０３上に形成し、補正用の第１トナーパターン像３０１のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部２０７と、トナー濃度検知部２０７によって検知した補正用の第１トナーパターン像３０１のトナー濃度値が狙いの値になるように第１作像条件を補正して第２作像条件を作成するトナー濃度調整部２０８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置では、経時で環境条件の変化により生じる印刷画像の濃度変動を補正するために、互いに異なる濃度の複数のトナーパターン像を像担持体上に作成し、そのトナーパターン像のトナー濃度を検知することが行われている。その検知したトナー濃度値に基づいて作像条件の補正を行っている。この作像条件は、帯電条件、現像条件、露光条件等を含み、これらを補正することで印刷画像の濃度変動を補正している。

前回の作像動作が終了してから長時間、作像動作が実行されなかった後や設置環境条件の変化後は、現像電界の変動、現像剤や像担持体としての感光体の帯電特性の変動により、画像濃度過多や画像濃度不足の画像不具合が発生し易かった。長時間の放置後や設置環境条件の変化後の電源投入時では、上記作像条件の補正を行うことが必要であった。この作像条件の補正を行っているときは、印刷動作が行うことができず、ファーストページ印刷に要するウォームアップ時間が増加してしまう。

特許文献１の画像形成装置では、前回の作像動作を終了してから現在までに経過した経過時間（放置時間）と、前回の作像動作を終了してから現在までの環境条件変動とを求める。経過時間、環境条件変動、及び前回の作像動作終了前に行われた作像動作で用いた現像条件に基づいて、最適な現像条件になるような予測を行っている。これにより、複数のトナーパターン像を像担持体上に作成したり、そのトナーパターン像のトナー濃度を検知したりする処理を行わないので、現像条件の補正時間を短縮でき、ウォームアップ時間の増加を抑えることができる。ここで、現像条件とは、現像スリーブの電位とベタ黒での感光体ドラムの電位との電位差である現像電界、や現像スリーブの回転速度（接線方向の速度）と感光体ドラムの回転速度（接線方向の速度）との速度比をいう。予測して作成された現像条件によって現像電界と速度比との双方もしくはいずれか一方を調整している。

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置では、補正した現像条件は予測したものに過ぎない。このため、その予測によって補正された現像条件で現像されたトナー像のトナー濃度は、必ずしも狙いの値にならない。よって、予測によって補正された現像条件は、複数のトナーパターン像を像担持体上に作成してそのトナーパターン像のトナー濃度を検知し検知結果のトナー濃度に基づいて現像条件を補正して作成された現像条件に比べ、精度が劣るという問題があった。

なお、この問題は、現像条件を予測した場合に限らず、現像条件以外の作像条件を予測した場合でも、同様に生じ得る問題である。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、予測した作像条件より作像条件の精度を高くすることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写された後の転写トナー像を記録媒体上に定着させる定着手段と、前回の作像動作を終了してから現在までに経過した経過時間、前回の作像動作を終了してから現在までの環境条件変動、及び予測するときに直近の作像条件に基づいて予測して、第１作像条件を作成する第１作像条件作成手段とを備える画像形成装置において、前記第１作像条件で補正用の第１トナーパターン像を前記現像手段によって前記像担持体上に形成し、前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段によって検知した前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が狙いの値になるように前記第１作像条件を補正して第２作像条件を作成する第２作像条件作成手段とを備えることに特徴がある。

本発明によれば、予測した作像条件より作像条件の精度を高くすることができるという特有な効果が得られる。

画像形成装置の構成を説明する模式図である。 作像条件調整ユニットの構成を示すブロック図である。 階調パターンの各トナーパターンの現像条件とトナー付着量との関係（現像γ）を示す特性図である。 作像条件の調整動作を示すフローチャートである。 第１実施例における作像条件の調整動作を示すフローチャートである。 第２実施例における作像条件の調整動作を示すフローチャートである。 濃度検知センサを像担持体の主走査方向の中央部分に対向する直上位置に設置した場合の本実施形態における印刷動作と作像条件補正の実行とのタイミングを説明する図である。 濃度検知センサを像担持体の主走査方向の両端部分のいずれかに対向する直上位置に設置した場合の本実施形態における印刷動作と作像条件補正の実行とのタイミングを説明する図である。 画像形成装置の別の構成を説明する模式図である。 トナー付着量検知センサの一例を示す斜視図である。 画像形成装置の制御系の要部を示すブロック図である。 中間転写ベルト上に作像した画像濃度調整用パターン及び位置ズレ補正パターンを検知する構成を説明する模式図である。 作像駆動時と作像停止後のトナー帯電量の変動を示す特性図である。 トナー帯電量と画像濃度との関係を示す特性図である。 作像駆動時と作像停止後の画像濃度の変動を示す特性図である。 第３実施例の作像条件調整動作を示すフローチャートである。 （ａ）は、放置時間に対するトナー帯電量の変動を示す特性図であり、（ｂ）は同一の作像条件とした場合の画像濃度の変化を示す特性図である。 （ａ）は、放置時間に対する帯電バイアス補正量の変動を示す特性図、（ｂ）は、放置時間に対する現像バイアス補正量の変動を示す特性図、（ｃ）は、放置時間に対する露光光量補正量の変動を示す特性図である。 （ａ）は、絶対湿度変化量とトナー帯電量との関係を示す特性図、（ｂ）は同一の作像条件とした場合の画像濃度の変化を示す特性図である。 （ａ）は、放置時間と絶対湿度変化量とによる現像バイアスのＶｂ補正係数、（ｂ）は、放置時間と絶対湿度変化量とによる帯電バイアスのＶｃ補正係数、（ｃ）は、放置時間と絶対湿度変化量とによる露光光量のＬＤｐ補正係数を示す図である。 （ａ）は、放置時間とトナー帯電量との関係を示す特性図、（ｂ）は、放置時間と補正後の画像濃度の変動を示す特性図、（ｃ）は、第３実施例における放置時間と補正後の画像濃度の変動を示す特性図である。 第４実施例の作像条件調整動作を示すフローチャートである。

はじめに、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は画像形成装置の構成を説明する模式図である。
図１に示すように、画像形成装置１００では、公知の構成のものを適用でき、本実施形態では電子写真方式のカラー複写機を備えている。この画像形成装置１００は、例えば、制御部や現像部、光書込み部、給紙部、給紙搬送路、画像読取部、中間転写部、定着部、排紙搬送路、両面搬送路等（いずれも不図示）を有し、用紙Ｐの両面または片面に画像を形成する。

図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０９の走行方向に沿って配置された４個の画像形成ユニット１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを有する。画像形成ユニット１０２ａは、像担持体としての感光体ドラム１０３ａ、ドラム帯電器１０４ａ、露光装置１０５ａ、現像器１０６ａ、転写器１０７ａ、クリーニング装置１０８ａ等から構成されている。画像形成ユニット１０２ｂ〜１０２ｄも、１０２ａと同様に構成されている。画像形成ユニット１０２ａ〜１０２ｄは、例えば、１０２ａがイエロー、１０２ｂがマゼンダ、１０２ｃがシアン、１０２ｄがブラック、とそれぞれ異なる色の画像を形成する。

感光体ドラム１０３ａは、画像形成装置の制御部（不図示）から作像動作の開始指示信号を受けると、矢印Ｂの方向に回転を始め、作像動作が終了するまで回転を続ける。感光体ドラム１０３ａが回転を開始すると、ドラム帯電器１０４ａに高電圧が印加され、感光体ドラム１０３ａの表面に負の電荷が均一に帯電される。

ドットイメージに変換された文字データや図形データが、露光装置１０５ａのオン／オフ信号として画像形成装置の制御部（不図示）から画像形成装置１００に送られる。すると、感光体ドラム１０３ａ表面に、露光装置１０５ａよりレーザ光が照射される部分と照射されない部分が形成される。露光装置１０５ａからのレーザ光の照射により、感光体ドラム１０３ａ上の電荷の低下した部分が、現像器１０６ａと対向する位置に到達すると、感光体ドラム１０３ａ上の電荷の低下した部分に、負電荷に帯電したトナーが引き付けられ、トナー像が形成される。

現像器１０６ａは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。また、この現像器１０６ａは、現像ケースの感光体側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ（不図示）や、その現像スリーブの内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（不図示）を備えている。さらには、撹拌搬送部材としての撹拌搬送スクリュー（不図示）、現像ドクタ、トナー濃度検知手段としての透磁率センサ（不図示）、トナー補給装置としての粉体ポンプ（不図示）等を備えている。

現像スリーブには現像電界形成手段としての図示を省略した現像バイアス電源により負の直流電圧ＤＣ（直流成分）に交流電圧ＡＣ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加される。これにより、現像スリーブが感光体ドラム１０３ａの金属基体層に対して所定電圧にバイアスされる。なお、現像バイアス電圧は、負の直流電圧ＤＣ（直流成分）のみを印加するようにしてもよい。現像ケース内に収容された現像剤が２つの撹拌搬送スクリュー（不図示）で撹拌搬送されることによりトナーが摩擦帯電される。

そして、第１撹拌搬送スクリューが配置された第１撹拌搬送路内の現像剤の一部が現像スリーブの表面に担持され、現像ドクタで層厚が規制された後、感光体ドラム１０３ａと対向する現像領域に搬送される。現像領域（画像形成領域）では、現像スリーブ上の現像剤中のトナーが現像電界によって感光体ドラム１０３ａ上の静電潜像に付着し、トナー像となる。その後、現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ上の現像剤離れ極位置で現像スリーブから離れ、第１撹拌搬送路に戻る。第１撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第２撹拌搬送スクリューが配置された第２撹拌搬送路の上流端へ移動し、第２撹拌搬送路内でトナー補給を受ける。その後、第２撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第１撹拌搬送路の上流端へ移動する。第２撹拌搬送路の底部を構成する現像ケース部分には、トナー濃度計測部としての透磁率センサが設置されている。

感光体ドラム１０３ａ上に形成されたトナー像が１次転写手段としての転写器１０７ａに到達すると、そのトナー像は転写器１０７ａに印加された高電圧の作用によって図１中の矢印Ａの方向に回転している中間転写ベルト１０９上に転写される。なお、転写位置（画像転写部位）を通過後も感光体ドラム１０３ａ上に転写されずに残留しているトナーは、クリーニング装置１０８ａで清掃され、次の作像動作に備えられる。

画像形成ユニット１０２ａに続いて画像形成ユニット１０２ｂでも同様に作像動作が行われ、感光体ドラム１０３ｂ上に形成されたトナー像が、転写器１０７ｂに印加された高電圧の作用により中間転写ベルト１０９上に転写される。この時、画像形成ユニット１０２ａにて形成され、中間転写ベルト１０９上に転写された画像が、転写器１０７ｂに到達するタイミングと、感光体ドラム１０３ｂ上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト１０９に転写されるタイミングを合わせる。これにより、画像形成ユニット１０２ａと画像形成ユニット１０２ｂで形成されたトナー像が中間転写ベルト１０９上で重なる。同様に画像形成ユニット１０２ｃ、１０２ｄで形成されたトナー像を中間転写ベルト１０９上に重ねることによってフルカラー画像が中間転写ベルト１０９上に形成されることになる。

フルカラー画像が２次転写手段としての用紙転写器１１０に到達すると同時に、画像形成装置の給紙部１１１から図１中の矢印Ｃの方向に搬送されてきた記録媒体としての用紙Ｐが用紙転写器１１０に到達する。用紙転写器１１０に印加された高電圧の作用によって中間転写ベルト１０９上のフルカラー画像は用紙Ｐの上側に転写される。フルカラー画像（未定着トナー像）が形成された用紙Ｐは、二次転写ニップを出た後、定着装置１１４に送られる。

定着装置１１４は、定着ローラ１１４ａと、この定着ローラ１１４ａに向けて押圧される加圧ローラ１１４ｂとを備えている。これら定着ローラ１１４ａと加圧ローラ１１４ｂとは互いに当接して定着ニップを形成しており、用紙Ｐをここに挟み込む。定着ローラ１１４ａは、内部に加熱手段たる熱源１１４ｃを有しており、これの発熱によって定着ローラ１１４ａを加熱する。加熱された定着ローラ１１４ａは、定着ニップに挟み込まれた用紙に熱量を付与して加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、用紙上のフルカラー画像が定着せしめられる。

一方、フルカラー画像が用紙転写器１１０通過後、中間転写ベルト１０９上には転写されないトナーが付着しており、そのトナーはベルト清掃機構１１３によって清掃される。

定着装置１１４を過後した用紙Ｐは、排出モードによって搬送される経路が異なる。片面印刷の場合は、フルカラー画像が定着された面がおもて面となるように排出されるフェースアップ排出されるか、フルカラー画像が定着された面がおもて面となるように排出されるフェースダウン排出される。フェースアップ排出の場合は、定着装置１１４を通過した用紙Ｐはそのままの状態で図１中の矢印Ｄの方向に画像形成装置１００から用紙後処理装置（不図示）に搬送される。一方、フェースダウン排出の場合は、定着装置１１４を通過後に矢印Ｅ１が示すようにスイッチバック部１１５に向けて送られる。そして、スイッチバック部１１５により用紙Ｐを反転して図１の矢印Ｅ２が示すよう画像形成装置１００から排紙トレイ（不図示）に排紙される。

両面印刷の場合は、定着装置１１４を通過後の用紙Ｐは矢印Ｆが示すようスイッチバック部１１５から両面搬送路１１６に搬送されて再び用紙転写器１１０に戻り、前述と同じように形成されたフルカラー画像が用紙Ｐに転写されて定着装置１１４を通過する。定着装置１１４を通過した用紙Ｐは、前述のようにフェースアップ排出と、スイッチバック部１１５により用紙Ｐを反転して排出するフェースダウン排出とが可能である。

なお、ここではフルカラー印刷の場合で説明したが、特定色あるいはブラックによるモノクロ印刷時であっても、使用されない感光体が存在するだけで、動作としては同様である。

次に、上記実施形態の作像条件調整ユニットの構成について説明する。
図２は作像条件調整ユニットの構成を示すブロック図である。図２に示す作像条件調整ユニット２００は、各構成部の制御や演算等を行う主制御部２０１を備えている。検知手段としての計時部２０２は、前回の作像動作が終了してから現在までの経過時間（放置時間）を計時する。検知手段としての温湿度センサ２０３は、画像形成装置の設置環境である温度や相対湿度を計測する。作像条件作成部２０４は、記憶部２０５に記憶されている前回の作像条件に対する予め定めた補正値を用いて予測作像条件を作成したり、検知したトナー濃度が狙いの値になるように補正した作像条件を作成したりする。記憶部２０５には、電源オフから直近の作像動作で用いた作像条件、経過時間や相対湿度変動に応じた補正値、現像γの特性等が記憶されている。

トナー像形成部２０６は、予測作像条件で作成した単一濃度のトナーパターン像（以下、第１トナーパターン像という）、又は予め定めた互いに異なる濃度の複数のトナーパターン（以下、第２トナーパターン像という。）を像担持体上に形成する。トナー濃度検知部２０７は、像担持体上に形成された第１トナーパターン像のトナー濃度を検知する。トナー濃度調整部２０８は、第１トナーパターン像のトナー濃度値が狙いの値になるように予測作像条件を補正する。画像濃度補正部２０９は、第２トナーパターン像のトナー濃度が狙いの値になるように作像条件を調整してトナー濃度を補正する。なお、第１トナーパターン像３０１、３０３は単一濃度のトナーパターン像としたが単一濃度（ベタ画像）でなくてもよい。従来の互いに異なる濃度の複数のトナーパターン像（階調パターン像）のうち、任意の濃度のトナーパターン像であってもよい。

ここで、図２のトナー濃度検知部２０７は、例えば、発光素子、正反射光受光素子及び拡散反射光受光素子を有している。発光素子の照射光は感光体上で反射する。検知対象面の感光体の表面からの正反射光は正反射光受光素子で検知され、拡散反射光は拡散反射光受光素子で検知される。ブラックトナーの場合、トナー量が増えるにつれて正反射光が減るので、正反射光受光素子の出力を用いて濃度制御を行う。カラートナーの場合、トナー量が増えるについて拡散反射光が増えるので、拡散反射光受光素子の出力を用いて濃度制御を行う。なお、検知対象面は、感光体又は中間転写体の表面としてもよい。検知対象面に正反射した正反射光を成分分解することにより、正反射光成分のみを抽出し、これを正規化値に変換することにより、正反射光成分とトナー付着量（濃度）との関係を一義的に求めることができる。トナー付着量と正規化値との関係を、予め数式あるいはテーブルデータとして実験的に求めておけば、これを逆変換、あるいはメモリテーブルを参照することによりトナー付着量（濃度）変換が可能となる。

また、図２のトナー濃度調整部２０８は、検知したトナー濃度と予め定められた現像γとの関係により、現像器内の現像剤のトナー濃度をトナー補給又は消費し最適な値に調整する。具体的には、現像器内の現像剤のトナー濃度は、画像形成に伴うトナー消費により低下する。このため、現像器に設けられた透磁率センサの出力値に基づいて、必要によりトナーカートリッジから粉体ポンプ等によりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給制御は、出力値とトナー濃度制御基準値である目標出力値との差分値に基づいて、その差分値が＋の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給しない。差分値が−の場合は差分値の絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値が目標出力値の値に近づくようにして行う。

図２の画像濃度補正部２０９では、第２トナーパターン像のトナー濃度と、図３に示す現像γとの相関関係により狙いの補正値を求め、その補正値を用いて最適な作像条件に補正する。ここで、現像γは、予め、互いに異なる作像条件で形成された第２トナーパターン像のトナー付着量との相関関係より算出されている。詳細には、現像バイアスに対するトナー付着量をプロットし、これらのプロットを直線で近似したときの直線の傾きに相当するものである。この現像γはトナーの現像手段の現像能力を表す。現像γは現像剤のトナー濃度を変えることにより制御することができる。現像γが狙いの値より大きいときはトナー濃度を下げ、小さいときはトナー濃度を上げれば、狙いの値に近付けることができる。この現像γを変えなくても、例えば現像バイアスを変えれば最大濃度を調整することができる。現像バイアスの絶対値を増大させれば、現像されるトナー量は増え、最大濃度のトナーパターン像の反射濃度は濃くなり、逆に現像バイアスの絶対値を減少させれば、反射濃度は薄くなる。

なお、現像バイアスを変えるときは連動して帯電バイアスを変更し、トナーを現像しない領域の感光体帯電電位と現像バイアスとの差分を一定に保つ必要がある。ここで、第１トナーパターン像は単一濃度のトナーパターン像であるため現像γを算出することができない場合は、ジョブエンド等の前回の作像動作にて実行した第２トナーパターン像を用いることにより決定した現像γを用いてもよい。

以下、上記実施形態における作像条件の調整動作の一実施例（以下、本実施例を「第１実施例」という。）について説明する。
図４は作像条件の調整動作の全体の概略を示すフローチャートである。図５は第１実施例における作像条件の調整動作を示すフローチャートである。図４及び図５を用いて第１実施例における作像条件の調整動作を説明する。
図４において、予測して作像条件を作成する予測制御を行うことが可能か否かを判定する（ステップＳ１０１）。予測制御を行うことが可能であれば図５の動作フロー（ＳＵＢ１）に移行する（ステップＳ１０１：ＹＥＳ、ステップＳ１０２）。予測制御を行うことが不可能であれば、いわゆる実測作像条件を作成する（ステップＳ１０１：ＮＯ、ステップＳ１０３）。この実測作像条件作成では、予め定めた複数のトナーパターン像を感光体ドラム上に形成し、それらのトナーパターン像のトナー濃度を検知してその第２トナーパターン像のトナー濃度に基づいて実測作像条件を作成する。その実測作像条件を今回の作像条件に決定する。図５において、先ず、前回の作像動作が終了した日時を図２の記憶部２０５から読み出し、その日時と図２の計時部２０２によって計時した現在の日時との差から放置時間を算出する。また、図２の温湿度センサ２０３によって測定された相対湿度に関する環境変動情報（相対湿度の変動履歴情報）を取得する（ステップＳ２０１）。

図２の主制御部２０１では、放置時間や環境変動情報と、記憶部２０５に記憶されている判定基準放置時間や判定基準環境変動情報とを比較する。比較結果に基づいて、作像条件の調整動作（予測作像条件補正）を実行することが必要か否かを判定する（ステップＳ２０２）。その判定結果、作像条件の調整動作を実行する必要がある場合は、取得した放置時間や環境変動情報に基づいて記憶部２０５のメモリテーブルから最適な作像条件の補正値を読み出す（ステップＳ２０２：ＹＥＳ、ステップＳ２０３）。

次に、図２の作像条件作成部２０４によって、記憶部２０５から読み出した補正値により、前回の作像条件を補正して予測作像条件（以下、第１作像条件という。）を作成する（ステップＳ２０４）。図２のトナー像形成部２０６では、第１作像条件によって第１トナーパターン像を像担持体の感光体ドラム上に形成する（ステップＳ２０５）。この第１トナーパターン像は単一濃度のトナー像であり、いわゆるベタのトナー画像である。図２のトナー濃度検知部２０７では、その形成された第１トナーパターン像のトナー濃度を検知する（ステップＳ２０６）。主制御部２０１では、その検知結果の第１トナーパターン像のトナー濃度が狙いの値か否かを判定する（ステップＳ２０７）。

次に、第１トナーパターン像のトナー濃度が狙いの値でないときは、図２のトナー濃度調整部２０８によって、図３に示す現像γを用いて、上述したように、より最適なトナー濃度になるような補正値を求める。その補正値を用いて第１作像条件を補正する（ステップＳ２０７：ＮＯ、ステップＳ２０８）。その補正後の第２作像条件を今回の作像条件に決定する（ステップＳ２０９）。第１トナーパターン像のトナー濃度が狙いの値であれば、第１現像条件を今回の作像条件に決定する（ステップＳ２０７：ＹＥＳ、ステップＳ２１０）。ステップＳ２０２で本実施例の作像条件の調整動作を実行する必要がない場合は、本実施例の作像条件の調整動作を終了する。この場合、前回の作像条件を用いて画像印刷を行う。

なお、第２作像条件の作成は、画像印刷開始までの所定時間（第２作像条件の作成が実行できる時間）内、例えば定着ウォームアップ時など印刷動作に影響がない範囲で行う。しかし、通常モードから省エネモードに移行し省エネモードから通常モードに復帰した場合のように定着ウォームアップがない場合がある。そこで、定着ウォームアップなどの画像印刷開始までに上記所定時間があるか否かを判定し、その判定結果、上記所定時間があれば第２作像条件の作成は上記所定時間内、例えば定着ウォームアップ中に行う。上記所定時間がなければ、例えばその電源投入や省エネ復帰後他の待ち時間がない場合、つまり第１トナーパターン像を作成可能となってから印刷開始までの時間が０の場合は、予測作像条件での画像印刷中に第１トナーパターン像を作成する。

また、作成する像担持体上の場所は、印刷動作に影響がない範囲、例えば露光用のレーザ光の走査方向（以下、主走査方向という。）に対し直交する方向（以下、副走査方向という。）における、ファーストページの空き領域、印刷中の紙間の空き領域、あるいは主走査方向の画像形成領域の両端の少なくともいずれかである。そして、後述するように、「正反射光出力」、「拡散反射光出力」の２出力を持つ反射型のトナー付着量検知センサにて読み取り、正反射光によるトナー付着量の検知が可能な付着量域で、この２つの出力をトナー付着量に対して線形関係を持つ値に変換する。トナー付着量に対し一義的な関係が得られる正反射光出力の変換値を基に、拡散反射光出力変換値の感度補正を行うことにより、拡散反射光出力についてもトナー付着量に対して一義的に決まる値に変換する。

また、ステップＳ２０４での補正対象である前回の作像条件とは、予測するときに直近の作像条件である。具体的には、前回の作像条件は、ステップＳ２１０で作成した第１作像条件、ステップＳ２０９で作成した第２作像条件である。あるいは、図４のステップＳ１０３で作成した実測作像条件である。

更に、第２作像条件を用いて第２作像条件作成直後の画像印刷を行っているが、画像印刷中に作像条件を補正する場合同一画像を複数枚連続に出力するリピート印刷するときは、色味変動とならないように、第２作像条件を所定枚数ごとに段階的に補正してもよい。例えば、同一画像の一枚目を印刷するとき、画像領域外に形成した第１トナーパターン像のトナー濃度に基づいて作成した第２作像条件を二枚目の印刷で用いると、一枚目の画像と二枚目の画像との間に色味に大きな差が出る。狙いの補正値に達するまでに複数個の補正値を設定し、二枚目以降の所定枚数までの一枚ごとに作像条件を補正する補正値を段階的に変えていくことで、隣り合う印刷画像間の色味の差を縮小して色味の違いを目立ちにくくすることができる。

以上説明したように、第１実施例によれば、第２作像条件の作成は、作像立上完了後のウォームアップ中に実行できることで、ファーストページ印刷に要するウォームアップ時間は長くならない。また、第１トナーパターン像を像担持体上の画像形成領域外に形成することで、作像動作を中断させることなく作像条件を補正できる。さらに、第２作像条件は、第１作像条件を用いて感光体ドラム上に第１トナーパターン像を形成し、形成した第１トナーパターン像のトナー濃度を検知しそのトナー濃度が狙いの値になるように第１作像条件を補正して作成されている。このため、第２作像条件の精度は、演算処理により予測して作成された第１作像条件より、高くなっている。

以下、上記実施形態における作像条件の調整動作の他の実施例（以下、本実施例を「第２実施例」という。）について説明する。
図６は第２実施例における作像条件の調整動作を示すフローチャートである。図４及び図６を用いて第２実施例における作像条件の調整動作を説明する。本実施例でも、第１実施例同様に、図４において、予測して作像条件を作成する予測制御を行うことが可能か否かを判定する。以下、第１実施例における作像条件の調整動作と異なる動作について説明すると、ステップＳ３０７で第１トナーパターン像のトナー濃度が所定範囲内でないときは（ステップＳ３０７：ＮＯ）、ファーストプリント時間やユーザの待機時間に影響がないようにする。このため、図２の画像濃度補正部２０９による作像条件の調整が必要な場合フラグを立てておく。

そして、印刷ジョブが終了したタイミングで複数のトナーパターン像の作成とトナー濃度検知とを行う作像条件の調整を行う（ステップＳ３１２、ステップＳ３１３：ＹＥＳ）。予め定めた複数のトナーパターンで構成する第２トナーパターン像を像担持体上に形成し、第２トナーパターン像のトナー濃度を検知する（ステップＳ３１４、Ｓ３１５）。画像濃度補正部２０９によって、検知した第２トナーパターン像のトナー濃度に基づいて第３作像条件を作成する。その第３作像条件を今回の作像条件に決定する（ステップＳ３１６）。ステップＳ３０７で第１トナーパターン像のトナー濃度が所定範囲内であるときは（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、第１実施例の動作（図５のステップＳ２０７〜Ｓ２１０）と同様にステップＳ３０８〜Ｓ３１１の動作を行う。これにより、第１作像条件又は第２作像条件を今回の作像条件に決定する。なお、マシンの使用環境によっては精度良く補正できない場合がある。印加する現像バイアスなどの作像条件は、画質に影響ない範囲でとりうる範囲が設定されるが、使用環境によってはとりうる範囲の作像条件で狙いの濃度が得られない場合がある。その場合は、現像器内のトナー濃度を調整することで対応する必要がある。この調整は、現像器内へのトナー補給動作やトナー補給後の作像条件の調整動作が必要となるため、印刷中に調整することができない。ステップＳ３０６で最適な作像条件の補正ができない場合、ステップＳ３０７にて、検知したトナー濃度が所定範囲外である場合は、印刷を中断し、トナー濃度調整部２０８によって、図３に示す現像γを用い、より最適なトナー濃度になるような補正値を求めたり、画像濃度補正部２０９により画像濃度調整を実施したりする。

ここで、第２実施例において、ステップＳ２０４での補正対象である前回の作像条件とは、予測するときに直近の作像条件である。具体的には、前回の作像条件は、ステップＳ３１１で作成した第１作像条件、ステップＳ３１０で作成した第２作像条件、あるいはステップＳ３１６で作成した第３作像条件である。

次に、本実施形態における作像動作と作像条件補正の実行とのタイミングについて図面を用いて説明する。
図７は、濃度検知センサを像担持体の主走査方向の中央部分に対向する直上位置に設置した場合の本実施形態における作像動作と作像条件補正の実行とのタイミングを説明する図である。図７に示す例は、濃度検知センサ３００を、像担持体などの感光体ドラムの表面から離間し、感光体ドラムの主走査方向の中央部分の直上位置に設置した例である。図７（ａ）に示す例では、第２実施例のように、ファーストページ（Ｐ１）の画像形成領域３０２より前段の空き領域のみに単一濃度の補正用の第１トナーパターン像３０１を形成する。ジョブエンドに濃度の互いに異なる複数のトナーパターン（階調トナーパターン）で構成されている第２トナーパターン像３０６を像担持体上の主走査方向の中央部分であって副走査方向に一列に形成している。図７（ｂ）に示す例では、第２実施例のように、紙間の空き領域（Ｐ１とＰ２との間の領域）に単一濃度の補正用の第１トナーパターン像３０３を形成し、第２トナーパターン像３０６を像担持体上の主走査方向の中央部分であって副走査方向に一列に形成している。

以下、第２実施例の作像条件補正を実行した場合を例にして詳細に説明する。時刻ｔ_１において、電源投入もしくは省エネ復帰時に、図２の主制御部２０１によって、予測して作像条件を補正すること（予測制御）が必要か否かの判定を行い、必要であると判定された場合に予測した作像条件の補正を行う。時刻ｔ_２において現像立上げ完了後、印刷開始までの時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの間（定着ウォームアップ）に、図７（ａ）に示すように、かつ図６のステップＳ３０５、Ｓ３０６のように、経過時間と環境条件変動情報と前回の作像条件とに基づいて予測した第１作像条件にて、第１トナーパターン像３０１を感光体ドラム上に形成する。濃度検知センサ３００によって第１トナーパターン像３０１のトナー濃度を検知する。

濃度検知センサ３００の濃度検知結果より、検出したトナー濃度が狙いの値でない場合、上記第１現像条件を補正する。ただし、現像装置の立上げから印刷開始までに他の調整動作、例えば定着昇温やコントローラの立上げなどがない場合、つまり時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの期間が０である場合は、図７（ｂ）に示すようにファーストページ（Ｐ１）の画像形成領域３０２の領域外の紙間（用紙Ｐ１と用紙Ｐ２との間）の空き領域に単一濃度の第１トナーパターン像３０３を作成する。これにより、第１作像条件の補正に要する印刷動作の待機時間を発生させないようにする。時刻ｔ_４のセカンドページ（Ｐ２）以降の画像形成領域３０４に対する作像条件を補正する。その後、時刻ｔ_５において、任意のページ（Ｐｎ）の画像形成領域３０５がジョブエンドであれば、図６のステップＳ３１２〜Ｓ３１５のように、ジョブエンドに第２トナーパターン像３０６を形成し、その第２トナーパターン像３０６のトナー濃度を検知する。図６のステップＳ３１６のように、検知したトナー濃度値に基づいて第３作像条件を作成し、この第３作像条件を今回の作像条件に決定している。

なお、図７は、濃度検知センサ３００を、感光体ドラムの表面に離間して画像形成領域における主走査方向の中央部分に設置した場合であるが、濃度検知センサ３００の設置位置はこれに限定する必要はない。例えば、図８に示すように、濃度検知センサ３００を感光体ドラムの主走査方向の両端部分のいずれかに対向する直上位置に設置した場合が挙げられる。図８では、濃度検知センサ３００を紙面上の左側に設置した場合である。図８（ａ）に示すように、時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの間に、ファーストページ（Ｐ１）の画像形成領域３０２より前段の空き領域に単一濃度の第１トナーパターン像３０１を形成する。図８（ｂ）に示すように、時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までの間に、画像形成領域３０２の両端部分のいずれか一方（図８の紙面上の左側）に、第１トナーパターン像３０３を形成する。図８（ｃ）に示すように、紙間の空き領域（Ｐ１とＰ２との間の領域）における両端部分のいずれか一方（図８の紙面上の左側）に、単一濃度の第１トナーパターン像３０３を形成する。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、時刻ｔ_５がジョブエンドであれば、第２トナーパターン像３０６を像担持体上の主走査方向の両端部分のいずれか一方（図８の紙面上の左側）であって副走査方向に一列に形成する。

また、図７及び図８に示す濃度検知センサ３００では、感光体ラムの移動に伴って濃度検知センサ３００の直下を第１トナーパターン像３０１、３０３、あるいは第２トナーパターン像３０６が通過する。すると、トナーパターン像のトナー濃度に応じて濃度検知センサの出力が時間的に変化する。トナーパターン像の形成の大きさは、濃度検知センサ３００の検知領域に対応している。第２トナーパターン像３０６は、例えば、無彩色階調パターンとしての複数のトナーパターンから構成され、副走査方向に全体として１列に形成されている。第１トナーパターン像３０１、３０３、第２トナーパターン像３０６の各トナーパターン像の大きさは、図７及び図８に示すように、互いに略同じとしている。濃度検知センサ３００は１個で済む。但し、トナーパターンの副走査方向の全長が長くなるため、濃度調整までのトータルの処理時間がかかり、印刷のダウンタイムが長くなる。印刷のダウンタイムを最大限短縮するには、複数個の階調パターンを全て並列、つまり主走査方向に配置し、各列毎に濃度検知センサを配置する方法も考えられる。

更に、上記第１実施例及び第２実施例のように、第１トナーパターン像は１個でなくてもよく、第２トナーパターン像を構成するトナーパターンの数より少ない数であればよい。第２トナーパターン像を作成して作像条件を決定する場合に比べて短い時間で作像条件を補正して決定できる。更には、この場合の、複数のトナーパターン像の濃度は、互いに略同じであってもよく、あるいは互いに異なっていてもよい。

図９は、画像形成装置の別の構成を説明する模式図である。図９に示す画像形成装置４００は、図１の画像形成装置１００の構成に加え、中間転写ベルト１０９の外周面に形成されたトナー像のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段として、光学センサなどで構成された光学センサユニットとしての第１トナー付着量検知センサ４０１及び第２トナー付着量検知センサ４０３を備えている。第１トナー付着量検知センサ４０１は、中間転写ベルト１０９の支持ローラ４０２に巻きついている部分に対向する位置（二次転写前の位置）Ｐ１に配置されている。第１トナー付着量検知センサ４０１により、画像ムラの補正制御に用いるように中間転写ベルト１０９の表面に形成された転写前の画像パターンのトナー像のトナー付着量を検知することができる。第２トナー付着量検知センサ４０３は、二次転写部の下流側の位置（二次転写後の位置）Ｐ２に配置され、中間転写ベルト１０９の内方に振れ止めのための支持ローラ４０４に対向するように設けられている。第２トナー付着量検知センサ４０３により、画像ムラの補正制御に用いるように中間転写ベルト１０９の表面に形成された転写後の画像パターンのトナー像のトナー付着量を検知することができる。

図１０は、トナー付着量検知センサの一例を示す斜視図である。図１０に示す第１トナー付着量検知センサ４０１は、図９の二次転写前の位置Ｐ１に設置されており、センサ基板４０１ａ上に４つのトナー付着量検知手段としてのセンサヘッド（光学センサ）４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄ、４０１ｅを搭載した４ヘッドタイプ（ヘッド４個分のトナー付着量検知センサ）である。用紙の搬送方向に対し直交する方向（以下、この方向を主走査方向という）にセンサヘッド（光学センサ）を４個配置し、中間転写ベルト１０９の主走査方向における４箇所のトナー付着量を略同時に測定できる。なお、第１トナー付着量検知センサ４０１におけるセンサヘッドの数は、上記４個に限定されるものではない。例えば、１個又は２個のセンサヘッドを備えたヘッド１個タイプ、又は２個タイプのトナー付着量検知センサの構成であってもよいし、各色専用にセンサヘッドを備えたヘッド４個〜７個タイプのトナー像検知センサの構成であってもよい。図９の第２トナー付着量検知センサ４０３についても、第１トナー付着量検知センサ４０１と同じ構成及び作用を有している。

図１１は、画像形成装置の制御系の要部を示すブロック図である。図１１において、制御部４５０は、例えばマイクロコンピュータで構成され、演算処理手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）４５１、記憶手段としての不揮発性メモリのＲＡＭ（Random Access Memory）４５２及びＲＯＭ（Read Only Memory）４５３等を有している。この制御部４５０には、作像ステーション４６０Ｙ、４６０Ｍ、４６０Ｃ、４６０Ｋ、書込みユニット４７０、図９の第１トナー付着量検知センサ４０１及び第２トナー付着量検知センサ４０３等の光学センサユニット４８０などが電気的に接続されている。制御部４５０は、ＲＡＭ４５２内に記憶している制御プログラムに基づいてこれらの各種の機器を制御するようになっている。ＲＡＭ４５２には、光学センサユニット４８０の各光学センサの検出値からトナー付着量を算出するときに用いる出力変換情報としての出力換算データ（変換テーブル）や出力換算式（アルゴリズム）が記憶されている。

次に、中間転写ベルト上に作成した画像濃度調整用パターン及び位置ズレ補正パターンの検知について説明する。
図１２は、中間転写ベルト上に作成した画像濃度調整用パターン及び位置ズレ補正パターンを検知する構成を説明する模式図である。図１２に示すように、各色の画像濃度調整用パターンは、濃度が５階調のパターンで形成されている。各色の画像濃度調整用パターンは、光学センサユニット４８０における光学センサ４８０ａ、４８０ｂのＬＤパワーを固定にして、帯電バイアスと現像バイアスを順次変更することにより、現像ポテンシャルを変えて作像するアナログパターンである。この各色の画像濃度調整用パターンは、中間転写ベルト１０９の画像領域幅における中央部に、中間転写ベルトの移動方向に直列に形成されている。これは、主走査方向の作像幅内での濃度偏差に対し画像領域幅の中央部が最も影響を受け難いからである。

なお、図１２に示す画像濃度調整用パターンの濃度は５階調であるが、階調数は作像システムの安定性等から適切な階調数を選択することが望ましい。長時間放置後や過度な環境変動時は、現像剤や感光体の帯電特性が変動するため、印刷画像の濃度過多や濃度不足が発生しやすく、作像条件の調整を行うことが必要になるが、調整動作中は、印刷動作が行えず、ファーストコピータイムが増加する。前回の作像条件の調整を行ったときからの放置時間や温湿度情報（環境条件）の変動から作像条件を予測している。その放置時間や温湿度情報から予測補正したとしても現像剤の走行距離やトナー、キャリアのロット差、トナー濃度などにより最適な作像条件は異なる。このため、予測補正により作像条件を最適にすることは難しい。予測補正では誤差が発生し、その誤差は放置時間や温湿度情報の変化量が大きくなるほど顕著になる。前回の作像条件から予測補正したとしても画像濃度が大きく変化してしまう。このような事象の一例を挙げて以下に説明する。

図１３は、作像駆動時と作像停止後のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の変動を示す特性図である。図１３中の２本の破線で示すＱ／Ｍの変動量のばらつき幅を持つ。このばらつき幅は現像剤の劣化でのキャリアのスペント化による帯電能力の変化、トナー及びキャリアのロット差による粒径、添加剤の量のばらつき、トナー濃度による帯電特性の変化により発生する。

図１４は、Ｑ／ＭとＩＤ（画像濃度）との関係を示す特性図である。図１５は、作像駆動時と作像停止後のＩＤの変動を示す特性図である。図１４に示すように、Ｑ／Ｍが高いほど、ＩＤは小さくなる。このため、同一作像条件にて作像したときは、図１５に示すように２本の破線で示すようにＩＤばらつき幅を持つ。所定の時間が経過したとき、Ｑ／Ｍの変動量のばらつきにより、ＩＤ変動許容幅δを満たせなくなる。ここでのＩＤ変動許容幅δは画像濃度調整動作直後のＩＤ変動許容幅をあらわしている。前回の画像形成条件の調整を行った時からの放置時間と温湿度情報を検知し、検知した放置時間と温湿度情報が所定の値を下回った場合には、予測補正により画像形成条件を調整し、所定の値を上回った場合には非印刷時の調整動作を実施する。これにより、予測制御による調整時間レスと、非印刷時の調整の精度を両立することができる。

以下、上記実施形態における作像条件調整のさらに他の実施例（以下、本実施例を「第３実施例」という。）について説明する。
図１６は、第３実施例の作像条件調整動作を示すフローチャートである。図１６のフローでは、長時間放置後や過度な温湿度変動時に生じる現像剤や感光体の帯電特性が変動による印刷画像の濃度過多や濃度不足に対し、印刷動作へ影響がない範囲で画像濃度の調整を行うことができる方式について説明する。はじめに、電源オン時や省エネ復帰時もしく印刷前に、図２の計時部２０２や温湿度センサ２０３の検知手段によって放置時間や温湿度情報を検知する（ステップＳ４０１）。印刷前の作像条件調整動作を実行するか否かの判定を行う（ステップＳ４０２）。この判定では、検知した放置時間や温湿度情報によって、印刷前の作像条件調整動作を行うかを判定する。ここでの印刷前の作像条件調整動作とは、印刷前に作像装置を動作させ、トナーパターンを作成し、そのトナー付着量の検知により、作像条件を補正する動作である。検知した放置時間や温湿度情報が所定の閾値を越えている場合、印刷前の作像条件調整動作を実行すると判定する（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）。なお、閾値は、上述した判定基準放置時間や判定基準環境変動情報とは異なり、以下の設定方法によって定められる。逆に、所定の閾値を越えていない場合、印刷前の作像条件調整動作を実行しないと判定し（ステップＳ４０２：ＮＯ）、放置時間や温湿度情報により作像条件補正を行う（ステップＳ４０３〜Ｓ４０５）。その補正後の作像条件は、図１１のＲＡＭ１５２に記憶される（ステップＳ４１１）。

ここで、所定の閾値の設定は、実験的に求められ、設計方法を説明する。図１７（ａ）は、放置時間に対するＱ／Ｍの変動を示す特性図であり、同一の作像条件とした場合のＩＤは図１７（ｂ）のように変化する。本来は、図１７（ｂ）のように、ＩＤが変動しないように予測制御では放置時間に基づいて図１６のステップＳ４０２のように時間情報や環境変動情報により作像条件補正量を補正する。この場合、作像条件として、図１８（ａ）に示す帯電バイアス補正量、図１８（ｂ）に示す現像バイアス補正量、図１８（ｃ）の露光光量補正量を設定する。図１８（ａ）〜（ｃ）から、帯電バイアス補正量、現像バイアス補正量及び露光光量補正量の絶対値は、放置時間が長くなるほど増加していることがわかる。一方、Ｑ／Ｍの変動は、図１７（ａ）の２つの破線で示すようにばらつき幅を持つ。そのため、図１７（ｂ）に示すように、ＩＤが、ある時間から予め定められたＩＤ変動許容幅を満足できなくなってしまう。この時間を放置時間閾値と設定する。よって、設定された放置時間閾値に基づいて、帯電バイアス補正量、現像バイアス補正量及び露光光量補正量を設定する。

また、図１９（ａ）は、絶対湿度変化量とＱ／Ｍとの関係を示す特性図であり、同一の作像条件とした場合のＩＤは図１９（ｂ）のように変化する。絶対湿度閾値の設定方法は、放置時間閾値の設定方法と同様であるため省略する。なお、放置時間、絶対湿度情報をそれぞれ設けたが、放置時間と絶対湿度の変化量のテーブルより、図１６のステップＳ４０２での判定を行ってもよい。図１６のステップＳ４０１の印刷前の作像条件調整動作を行うかの判定で、実行不要と判定した場合（ステップＳ４０２：ＮＯ）、放置時間と温湿度情報より、作像条件の補正を行う（ステップＳ４０３〜Ｓ４０５）。具体的には、作像条件の補正量は、前回の作像動作を終了してから現在までの放置時間及び絶対湿度の差分を電源オン時や省エネ復帰時に参照し、参照した値より補正値を決定し、印刷時の作像条件を補正する。その補正に用いる補正係数は、図２０（ａ）〜（ｃ）に示す放置時間と絶対湿度変化量とによる補正係数（現像バイアスのＶｂ補正係数、帯電バイアスのＶｃ補正係数、露光光量のＬＤｐ補正係数）を参照して決定する。そして、補正前の現像バイアスＶｂ、補正前の帯電バイアスＶｃ、補正前の露光光量ＬＤｐに、決定した補正係数を乗じたものを補正量とし、現像バイアス補正量ΔＶｂ、帯電バイアス補正量ΔＶｃ、露光光量補正量ΔＬＤｐを算出する。補正量の算出は以下の式により行う。

ΔＶｂ＝Ｖｂ×現像バイアス補正係数 ・・・（１）
ΔＶｃ＝Ｖｃ×帯電バイアス補正係数 ・・・（２）
ΔＬＤｐ＝ＬＤｐ×露光光量補正係数 ・・・（３）

また、前回の作像条件は、前回の印刷時の作像条件又は前回画像濃度補正実行時に決定した作像条件のいずれでもよい。
算出された作像条件補正量を適用する。補正後の現像バイアスをＶｂ’とし、補正後の帯電バイアスをＶｃ’とし、補正後の露光光量をＬＤｐ’とすると、以下の式であらわされる。

Ｖｂ’＝Ｖｂ＋ΔＶｂ ・・・（４）
Ｖｃ’＝Ｖｃ＋ΔＶｃ ・・・（５）
ＬＤｐ’＝ＬＤｐ＋ΔＬＤｐ ・・・（６）

これらの式で算出されたＶｂ’、Ｖｃ’、ＬＤｐ’を前回の作像条件に適用し、次回印刷時以降の画像形成に用いる（ステップＳ４１１）。
ステップＳ４０２の判定において、印刷前の作像条件調整動作を実行すると判定された場合（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、実測作像条件作成では、予め定めた複数のテスト用のトナーパターン像を感光体上に形成する。そして、それらのトナーパターン像のトナー付着量を検知する（ステップＳ４０６）。その検知したトナー付着量に基づいて作像条件を作成する。その作像条件を今回の作像条件に決定する。

次に、検知したトナー付着量に基づいて現像γの算出を行う（ステップＳ４０７）。作成したテスト用のトナーパターン像のトナー付着量の検出値と、狙いの値との差分と、現像γとの関係より、作像条件の補正ΔＶｂ、ΔＶｃ、ΔＬＤｐを算出する。ここでの現像γは、予め、互いに異なる作像条件で形成されたトナーパターン像のトナー付着量との相関関係より算出される。現像γを算出するためには、複数のトナーパターン像の形成が必要であり、非印刷時で調整を行う必要がある。現像γの値を取得できない場合は、前回の調整時に算出した現像γを用いる。もしくは、予測制御補正実行時に作像条件とあわせて補正値を算出ときに用いる現像γを補正して用いることで代用する。

現像γが所定の範囲外であった場合現像γが所定の範囲内となるようにトナー濃度調整を行う（ステップＳ４０８：ＹＥＳ、ステップＳ４０９）。ここでのトナー濃度調整は、現像器におけるトナー補給及びトナー吐き出しにより行う。トナー吐き出しは、像担持体上にトナー像を作像し、そのトナー像を印刷媒体に転写せず、画像形成装置本体に具備するクリーニングユニットにより回収する。トナー濃度調整を終えた後、再びステップＳ４０６でトナーパターン像の作成を行い、ステップＳ４０７で現像γの算出を行い、現像γが適切な領域となっているかの確認を行う。検知したトナー濃度と狙いの現像γとの関係により、現像器内において、トナー補給又はトナー吐き出しを行い、最適な値に調整する。具体的には、現像器内の現像剤のトナー濃度が画像形成に伴うトナー消費により低下する。現像器に設けられた透磁率センサの出力値に基づいて、必要によりトナーカートリッジから粉体ポンプ等によりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給の制御は、出力値とトナー濃度制御基準値である目標出力値との差分値に基づいて、その差分値が＋の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給しない。逆に、差分値が−の場合は差分値の絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値が目標出力値の値に近づくようにして行う。

現像γより作像条件を算出する（ステップＳ４１０）。現像γと狙いのトナー付着量とにより、補正後の作像条件のＶｂ’、Ｖｃ’、ＬＤｐ’を算出する。具体的には、トナーパターン像のトナー付着量と、図３に示す現像γとの相関関係により補正後の作像条件のＶｂ’、Ｖｃ’、ＬＤｐ’を求める。ここで、現像γは、予め、互いに異なる作像条件で形成されたトナーパターン像のトナー付着量との相関関係より算出される。算出された作像条件を次回画像形成時に参照するために、図１１のＲＡＭ１５２に記憶する（ステップＳ４１１）。

以上説明した第３実施例の印刷前の作像条件調整動作を行うことにより、放置時間や温湿度情報が所定の閾値を越えない場合では、予測作像条件の制御により調整時間を発生させず、所定の閾値を越えた画質の安定性の保証が困難な領域においては、画質調整動作を行うことで、画質の安定を確保することができる。

図２１は第３実施例の作像条件調整におけるＩＤ変動許容幅の変化を説明する図である。図２１（ａ）は、放置時間とＱ／Ｍとの関係を示す特性図であり、図２１（ｂ）は放置時間と補正後のＩＤ変動を示す特性図であり、図２１（ｃ）は第３実施例における放置時間と補正後のＩＤ変動を示す特性図である。図２１（ａ）に示すように、放置時間が０であるときのＱ／Ｍは、３０［−μＣ／ｇ］であるが、放置時間により１０〜２０［−μＣ／ｇ］まで変動する。予測補正を行った場合、図２１（ｂ）に示すように放置時間が３時間を経過した後には、ＩＤ目標値の１．４に対し、１．３〜１．５のばらつき幅を越えるばらつきを持ち、ＩＤ変動許容幅０．２を満足できないことになる。第３実施例では、予測制御を行うことで調整時間を発生させず画質を安定させ、放置時間が例えば３時間を経過した後には画質調整動作が実施され、ＩＤを１．４に合わせることができる。そのため、放置時間や環境変化が小さいときでは予測制御を行い、逆に放置時間や環境変化が大きいときにはトナーパターンによる画質調整動作を行う。このように、放置時間や環境変化の大きさに応じて切り替えることにより、非印刷時の調整時間の減少と画質安定性を両立することができる。

以下、上記実施形態における作像条件調整のさらに他の実施例（以下、本実施例を「第４実施例」という。）について説明する。

図２２は、第４実施例の作像条件調整動作を示すフローチャートである。図２２のステップＳ５０１〜Ｓ５１０は、図１６のステップＳ４０１〜Ｓ４１０と同一である。ステップＳ５１１では、調整動作判定枚数のカウント値Ｎに０をセットする。そして、印刷動作が実施される度に、調整動作判定枚数カウント値Ｎを＋１加算して印刷枚数を計数する（ステップＳ５１１〜Ｓ５１４）。調整動作判定枚数カウント値Ｎを参照してジョブエンドであるかの判定を行う（ステップＳ５１５）。ジョブエンドであると判定した場合には（ステップＳ５１５：ＹＥＳ）、印刷動作後の作像条件調整動作の実行判定を行う。具体的には、調整動作判定枚数のカウント値Ｎが所定の閾値αを越えたかを判定する（ステップＳ５１６）。調整動作判定枚数のカウント値Ｎが所定の閾値αを越えている場合には（ステップＳ５１６：ＹＥＳ）、印刷動作後にトナーパターン像を作成してトナー付着量を検知する調整動作を行う。例えば、閾値αが１００である場合、印刷枚数が１００枚を超えた時の印刷動作後に調整動作が実施されることとなる。ステップＳ５１７〜Ｓ５２１では、ステップＳ５０５〜Ｓ５１０と同じ動作を行う。

以上説明したように、第４実施例の作像条件調整動作では、印刷前に画像濃度検知パターンを作成・検知動作によって作像条件の補正を行ったか、もしくは放置時間、温湿度情報によって作像条件の補正を行ったかにより、印刷動作後の画像濃度調整を行う頻度を変えている。これにより、より最適なタイミングで作像条件調整動作を行い、画質を安定に保ちつつ、ファーストプリント時間やユーザの待機時間への影響を低減できる。

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１）
静電潜像を担持する像担持体などの感光体ドラム１０３と、感光体ドラム１０３に担持された静電潜像をトナー像に現像する現像手段などの現像器１０６と、そのトナー像を記録媒体に転写された後の転写トナー像を記録媒体上に定着させる定着手段などの定着装置１１４と、前回の作像動作を終了してから現在までに経過した経過時間、前回の作像動作を終了してから現在までの環境条件変動、及び予測するときに直近の作像条件に基づいて予測して、第１作像条件を作成する第１作像条件作成手段などの作像条件作成部２０４とを備える画像形成装置において、第１作像条件で補正用の第１トナーパターン像３０１を現像器１０６によって感光体ドラム１０３上に形成し、補正用の第１トナーパターン像３０１のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段などのトナー濃度検知部２０７と、トナー濃度検知部２０７によって検知した補正用の第１トナーパターン像３０１のトナー濃度値が狙いの値になるように第１作像条件を補正して第２作像条件を作成する第２作像条件作成手段などのトナー濃度調整部２０８とを備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、第１作像条件は、経過時間、環境条件変動及び予測するときに直近の作像条件に基づいて予測して作成されている。その経過時間や環境条件変動は、作像条件の予測を行うタイミングに応じて変動する数値であり、予測して作成された第１作像条件には狙いの作像条件との誤差が存在する。第２作像条件は、第１作像条件で作像されたトナー像のトナー濃度が狙いの値になるように第１作像条件を補正して作成されている。このため、第２作像条件で作像されたトナー像のトナー濃度は狙いの濃度になっており、経過時間及び環境条件によって第１作像条件に含まれている誤差を相殺することができる。よって、予測した第１作像条件より第２作像条件の精度を高くすることができる。
（態様２）
（態様１）において、作像動作開始までの所定時間内に、トナー濃度調整部２０８による第２作像条件の作成を行えるか否かを判定する第１判定手段などの主制御部２０１を備え、第２作像条件の作成を行える場合、所定時間内に、感光体ドラム１０３上に補正用の第１トナーパターン像３０１を形成し、補正用の第１トナーパターン像３０１のトナー濃度を検知して検知した補正用の第１トナーパターン像３０１のトナー濃度値が狙いの値になるように第１作像条件を補正して第２作像条件を作成し、第２作像条件の作成を行えない場合、作像動作中に、感光体ドラム１０３の画像形成領域外に補正用の第１トナーパターン像３０３を形成し、補正用の第１トナーパターン像３０３のトナー濃度を検知して検知した補正用の第１トナーパターン像３０３のトナー濃度値が狙いの値になるように第１作像条件を補正して第２作像条件を作成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、作像動作開始までの所定時間内に、トナー濃度調整部２０８による第２作像条件の作成を行えるか否かを判定することで、所定時間内、具体的には定着器のウォームアップ時間内に、第２作像条件を作成できるときは所定時間内に第２作像条件を作成する。これにより、電源投入後のファーストページプリント時間やユーザの待機時間への影響を低減できる。所定時間内に第２作像条件を作成できないときは、作像動作中に第２作像条件を作成する。このときも、電源投入後のファーストページプリント時間やユーザの待機時間への影響を低減できるとともに、作像動作を中断することが減るので印刷のダウンタイムを短縮することができる。
（態様３）
（態様１）又は（態様２）において、トナー濃度検知部２０７によって検知した補正用の第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にあるか否かを判定する第２判定手段などの主制御部２０１と、互いに異なる濃度の複数の補正用の第２トナーパターン像を異なる作像条件で感光体ドラム１０３上に作成してそれらのトナー濃度を検知し、検知したトナー濃度値に基づいて第３作像条件を作成する第３作像条件作成手段などの画像濃度補正部２０９とを備え、主制御部２０１による判定結果で補正用の第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にあるときは、作像条件作成部２０４によって作成された第１作像条件又はトナー濃度調整部２０８によって作成された第２作像条件を作像条件に決定し、補正用の第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、画像濃度補正部２０９によって作成された第３作像条件を作像条件に決定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にないときのみ、画像濃度補正部２０９によって作成された第３作像条件を今回の作像条件として作成する。これにより、不要な印刷のダウンタイムを発生させることが減る。
（態様４）
（態様３）において、主制御部２０１による判定結果で補正用の第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、印刷ジョブ終了後に、画像濃度補正部２０９によって第３作像条件を作成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、ユーザに不要な待機時間を発生させることなく、作像条件の精度を高くすることができる。
（態様５）
（態様３）において、主制御部２０１による判定結果で補正用の第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、現像器１０６のトナー濃度を調整した後に画像濃度補正部２０９によって第３作像条件を作成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１作像条件の補正が適正でなかった場合のみ、トナー濃度を調整し、複数のトナーパターン像からなる第２トナーパターン像３０６から最適な作像条件を決定する。これにより、不要な印刷のダウンタイムを発生させることが減る。
（態様６）
（態様５）において、判定結果で補正用の第１トナーパターン像３０１、３０３のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、実行中の印刷ジョブを中断し、現像器１０６のトナー濃度を調整した後に画像濃度補正部２０９によって第３作像条件を作成する。これによれば、上記実施形態について説明したように、印刷ジョブ終了後に画像濃度過多や画像濃度不足の画像不具合の発生を抑制し、不要な印刷のダウンタイムを発生させることなく、高画質の画像を形成することができる。
（態様７）
（態様１）〜（態様６）のいずれか一において、経過時間及び環境条件としての温湿度を検知する、計時部２０２や温湿度センサ２０３等の検知手段を備え、該検知手段によって検知した経過時間及び温湿度に基づいて像担持体に付着するトナー付着量と現像器内のトナー濃度との少なくとも１つを算出する第１算出手段と、作像手段によって第１トナーパターン像を現像手段によって像担持体上に形成し補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度とトナー付着量の少なくとも１つを算出する第２算出手段と、検知手段によって検知した経過時間及び環境条件に基づいて第１算出手段と第２算出手段とを切り替える切替手段とを有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、印刷ジョブ終了後に画像濃度過多や画像濃度不足の画像不具合の発生を抑制し、不要な印刷のダウンタイムを発生させることなく、高画質の画像を形成することができる。
（態様８）
（態様７）において、像担持体上に形成されたトナー付着量を光学的に検知するトナー付着量検知手段と、現像器中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、トナー付着量とトナー濃度の情報を取得することで、そのトナー付着量及びトナー濃度に応じて最適な作像条件を設定できる。
（態様９）
（態様７）又は（態様８）において、第１算出手段は、トナー付着検知手段によって検知したトナー付着量と、トナー濃度検知手段によって検知したトナー濃度との少なくとも１つに基づいて算出する。これによれば、上記実施形態について説明したように、トナー付着量とトナー濃度の情報を取得することで、そのトナー付着量及びトナー濃度に応じて最適な作像条件を設定できる。
（態様１０）
（態様７）〜（態様９）のいずれか一において、検知手段は、前回の作像動作を終了してから現在までに経過した経過時間を測る計時手段と、温度を測定する温度測定手段と、湿度を測定する湿度測定手段とを有し、第２算出手段は、計時手段による時間情報、温度測定手段による温度情報又は湿度測定手段による湿度情報の少なくとも１つの情報によりトナー付着量とトナー濃度の少なくとも１つを算出する。これによれば、上記実施形態について説明したように、経過時間や温湿度情報を検知しそれらの情報に基づいて算出したトナー付着量及びトナー濃度に応じて最適な作像条件を設定できる。
（態様１１）
（態様７）〜（態様１１）のいずれか一において、第１算出手段もしくは第２算出手段により得られたトナー付着量とトナー濃度により、作像条件を補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、トナー付着量及びトナー濃度に応じて最適な作像条件を設定できる。
（態様１２）
（態様７）〜（態様１１）のいずれか一において、作像手段は、帯電手段の帯電条件を補正する帯電条件補正手段と、露光手段の露光条件を補正する露光条件補正手段と、現像手段の現像条件を補正する現像条件補正手段と、トナー補給手段により現像器内のトナー濃度を調整するトナー濃度調整手段とを少なくとも１つ有し、帯電条件、露光条件、現像条件、トナー濃度調整の少なくとも１つを補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、帯電条件、露光条件、現像条件又はトナー濃度調整の少なくともいずれか１つを補正することで画質を安定することができる。
（態様１３）
（態様７）〜（態様１２）のいずれか一において、印刷枚数を計数して、該計数した印刷枚数が所定の印刷枚数を越えた場合には、印刷動作終了後に作像条件を補正する。これによれば、上記実施形態について説明したように、計数した印刷枚数が所定の印刷枚数を越えた場合のみ、印刷動作終了後に作像条件を補正され、不要なダウンタイムを発生することがない。
（態様１４）
（態様７）〜（態様１３）のいずれか一において、現像γにより作像条件の補正を行った場合に計数した印刷枚数を０に設定する。これによれば、上記実施形態について説明したように、現像γによる作像条件の補正の場合は、予測して作成した作像条件と比べて精度が高いので、判定基準としての印刷枚数をリセットする。予測して作像条件を作成する動作が連続された場合でも、計数した印刷枚数に基づいて現像γによる作像条件の補正が行われるため、画像濃度の安定性を高めることができる。
（態様１５）
（態様７）〜（態様１６）のいずれか一において、現像γにより作像条件の補正は、印刷動作終了後に行う。これによれば、上記実施形態について説明したように、ジョブエンドにて作像条件の調整動作を行うで、ユーザの不要な待機時間の発生を抑制できる。

１００ 画像形成装置
１０３ 感光体ドラム
１０６ 現像器
１１４ 定着装置
２００ 作像条件調整ユニット
２０１ 主制御部
２０２ 計時部
２０３ 温湿度センサ
２０４ 作像条件作成部
２０５ 記憶部
２０６ トナー像形成部
２０７ トナー濃度検知部
２０８ トナー濃度調整部
２０９ 画像濃度補正部
３００ 濃度検知センサ
３０１ 第１トナーパターン像
３０２ 画像形成領域
３０３ 第１トナーパターン像
３０４ 画像形成領域
３０５ 画像形成領域
３０６ 第２トナーパターン像
４００ 画像形成装置
４０１ 第１トナー付着量検知センサ
４０２ 支持ローラ
４０３ 第２トナー付着量検知センサ
４０４ 支持ローラ
４５０ 制御部
４５１ ＣＰＵ
４５２ ＲＡＭ
４５３ ＲＯＭ
４６０ 作像ステーション
４７０ 光書込ユニット
４８０ 光学センサユニット

特許第４３９００３７号公報

Claims (15)

1. 静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、該トナー像を記録媒体に転写された後の転写トナー像を記録媒体上に定着させる定着手段と、前回の作像動作を終了してから現在までに経過した経過時間、前回の作像動作を終了してから現在までの環境条件変動、及び予測するときに直近の作像条件に基づいて予測して第１作像条件を作成する第１作像条件作成手段とを備える画像形成装置において、
   前記第１作像条件で補正用の第１トナーパターン像を前記現像手段によって前記像担持体上に形成し、前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
   該トナー濃度検知手段によって検知した前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が狙いの値になるように前記第１作像条件を補正して第２作像条件を作成する第２作像条件作成手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   作像動作開始までの所定時間内に、前記第２作像条件作成手段による前記第２作像条件の作成を行えるか否かを判定する第１判定手段を備え、
   前記第２作像条件の作成を行える場合、前記所定時間内に、前記像担持体上に前記補正用の第１トナーパターン像を形成し、前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度を検知して検知した前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が狙いの値になるように前記第１作像条件を補正して前記第２作像条件を作成し、
   前記第２作像条件の作成を行えない場合、作像動作中に、前記像担持体の画像形成領域外に前記補正用の第１トナーパターン像を形成し、前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度を検知して検知した前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が狙いの値になるように前記第１作像条件を補正して前記第２作像条件を作成することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記トナー濃度検知手段によって検知した前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が所定範囲内にあるか否かを判定する第２判定手段と、
   互いに異なる濃度の複数の補正用の第２トナーパターン像を異なる作像条件で前記像担持体上に作成してそれらのトナー濃度を検知し、検知したトナー濃度値に基づいて第３作像条件を作成する第３作像条件作成手段とを備え、
   該第２判定手段による判定結果で前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が所定範囲内にあるときは、前記第１作像条件作成手段によって作成された前記第１作像条件又は前記第２作像条件作成手段によって作成された前記第２作像条件を作像条件に決定し、前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、前記第３作像条件作成手段によって作成された前記第３作像条件を作像条件に決定することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記第２判定手段による判定結果で前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、印刷ジョブ終了後に、前記第３作像条件作成手段によって前記第３作像条件を作成することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記第２判定手段による判定結果で前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、現像手段のトナー濃度を調整した後に前記第３作像条件作成手段によって前記第３作像条件を作成することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記第２判定手段による判定結果で前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度値が所定範囲内にないときは、実行中の印刷ジョブを中断し、現像手段のトナー濃度を調整した後に前記第３作像条件作成手段によって前記第３作像条件を作成することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記経過時間及び前記環境条件としての温湿度を検知する検知手段を備え、該検知手段によって検知した前記経過時間及び前記温湿度に基づいて前記像担持体に付着するトナーの付着量と前記現像器内のトナーの濃度との少なくとも１つを算出する第１算出手段と、前記作像手段によって前記第１トナーパターン像を前記現像手段によって前記像担持体上に形成し前記補正用の第１トナーパターン像のトナー濃度とトナー付着量の少なくとも１つを算出する第２算出手段と、前記検知手段によって検知した前記経過時間及び前記環境条件に基づいて前記第１算出手段と前記第２算出手段とを切り替える切替手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項７記載の画像形成装置において、
   前記像担持体上に形成されたトナー付着量を光学的に検知するトナー付着量検知手段と、前記現像器中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
   前記第１算出手段は、前記トナー付着検知手段によって検知した前記トナー付着量と、前記トナー濃度検知手段によって検知した前記トナー濃度との少なくとも１つに基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    前記検知手段は、前回の作像動作を終了してから現在までに経過した経過時間を測る計時手段と、温度を測定する温度測定手段と、湿度を測定する湿度測定手段とを有し、前記第２算出手段は、前記計時手段による時間情報、前記温度測定手段による温度情報又は前記湿度測定手段による湿度情報の少なくとも１つの情報によりトナー付着量とトナー濃度の少なくとも１つを算出することを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    前記第１算出手段もしくは前記第２算出手段により得られたトナー付着量とトナー濃度により、作像条件を補正することを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項７〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    前記作像手段は、前記帯電手段の帯電条件を補正する帯電条件補正手段と、前記露光手段の露光条件を補正する露光条件補正手段と、前記現像手段の現像条件を補正する現像条件補正手段と、前記トナー補給手段により前記現像器内のトナー濃度を調整するトナー濃度調整手段とを少なくとも１つ有し、前記帯電条件、前記露光条件、前記現像条件、前記トナー濃度調整の少なくとも１つを補正することを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項７〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    印刷枚数を計数して、該計数した印刷枚数が所定の印刷枚数を越えた場合には、印刷動作終了後に作像条件を補正することを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項７〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    現像γにより作像条件の補正を行った場合に前記計数した印刷枚数を０に設定することを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項７〜１４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    現像γにより作像条件の補正は、印刷動作終了後に行うことを特徴とする画像形成装置。