JP2022080957A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要性のない濃度補正を行わない画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、露光部と、像担持体に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像剤担持体と、像担持体の回転数（Ｄｒ）を計測する回転数計測部と、露光部の発光数（Ｄｔ）を計測する発光数計測部と、制御部（９０）とを有し、制御部は、濃度補正を実施するかどうかの実施可否の判定を行い（Ｓ１０６）、実施可否の判定では、制御部は、回転数（Ｄｒ）及び発光数（Ｄｔ）に基づいて所定の期間における印字率（Ｄｕ）を計算し、印字率（Ｄｕ）が所定の基準値より低いと判定された後の期間である第１の期間では、濃度補正を実施し、印字率（Ｄｕ）が所定の基準値以上であると判定された後の期間である第２の期間では、濃度補正の実施頻度を第１の期間における濃度補正の実施頻度よりも低くする。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いる画像形成装置として、像担持体としての感光体ドラムの回転の回数が所定の回数を超えるたびに、濃度補正を行うものが知られている。例えば、特許文献１を参照。

特開２００６－２２７３３６号公報（例えば、請求項３、段落００３６～００４１、図６、図７）

しかしながら、高印字率の印刷が行われた場合（すなわち、高印刷デューティの印刷が行われた場合）には、低印字率の印刷が行われた場合（すなわち、低印刷デューティの印刷が行われた場合）に比べて現像剤（トナー）の消費量が多いため、現像ローラに担持されるトナーの特性はほとんど変化していない。したがって、上記従来の画像形成装置では、高印字率の印刷が行われた後の期間であって、濃度補正を行う必要性が低い期間であっても、低印字率の印刷が行われた後の期間と同様の頻度で濃度補正が実施されるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、必要性のない濃度補正を行わない画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を形成する露光部と、前記像担持体に現像剤を供給して前記静電潜像に基づく現像剤像を形成する現像剤担持体と、前記像担持体の回転数を計測する回転数計測部と、前記露光部の発光数を計測する発光数計測部と、制御部と、を有し、前記制御部は、前記現像剤像の濃度を調整するための濃度補正を実施するかどうかの実施可否の判定を行い、前記実施可否の判定では、前記制御部は、前記回転数及び前記発光数に基づいて所定の期間における印字率を計算し、前記印字率が所定の基準値より低いと判定された後の期間である第１の期間では、前記濃度補正を実施し、前記印字率が前記所定の基準値以上であると判定された後の期間である第２の期間では、前記濃度補正の実施頻度を前記第１の期間における前記濃度補正の実施頻度よりも低くすることを特徴とする。

本発明によれば、必要性のない濃度補正を行わないことができる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 図１に示される画像形成ユニットの構成を示す概略断面図である。 第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係る画像形成装置における濃度補正の実施可否判定を示すフローチャートである。 環境値条件の例を示す図である。 ドラムカウントの進みに応じた現像ローラ上のトナーの帯電量の変化を高印刷デューティと低印刷デューティとの場合において示す図である。 第２の実施の形態に係る画像形成装置の記憶部の記憶領域の構成例を示す図である。 第２の実施の形態に係る画像形成装置における濃度補正の実施可否判定を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る画像形成装置における印字率の算出方法の例を示す図である。 第２の実施の形態に係る画像形成装置における印字率の算出方法の他の例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、印刷デューティの判定範囲の例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、印刷デューティの判定範囲の他の例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、印刷デューティの判定範囲の他の例を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

《第１の実施の形態》
〈第１の実施の形態の構成〉
図１は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１は、電子写真方式によって用紙などの記録媒体Ｐ上に画像を形成する印刷装置である。画像形成装置１は、カラー画像を形成することができるカラープリンタである。また、画像形成装置１によって用いられる現像剤は、例えば、非磁性１成分負帯電性のトナーである。

図１に示されるように、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有している。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（「画像形成ユニット１０」とも表記される。）は、画像形成装置１の本体構造に対して着脱自在である。第１の実施の形態では、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、記録媒体Ｐの搬送方向の上流側（図１における左側）から順に１列に配列されている。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、その中に収容される現像剤としてのトナーの種類が互いに異なる。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの構造は、互いに同じである。

また、画像形成装置１は、積層された複数の記録媒体Ｐが搭載される給紙カセット３１と、給紙カセット３１から１枚ずつ記録媒体Ｐを搬送路に送り出す給紙ローラ３２と、給紙ローラ３２によって送り出された記録媒体Ｐを画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに向けて搬送する搬送ローラ３３とを有している。また、画像形成装置１は、露光部（露光手段）である光ヘッド（発光素子アレイヘッド）としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ（「ＬＥＤヘッド５０」とも表記される。）を有している。なお、発光素子は、発光サイリスタであってもよい。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用のＬＥＤヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、例えば、画像形成装置１の本体構造又は本体構造に対して開閉するカバー部材の下面に取り付けられている。例えば、画像形成装置１の本体構造に各色用の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが装着された後に、画像形成装置１のカバー部材を閉じることによって、各色用のＬＥＤヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、各色用の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに向き合う所定位置に配置される。ＬＥＤヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの回転軸方向である主走査方向に配列された複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイと感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとの間に配置されたロッドレンズアレイとを有している。ロッドレンズアレイは、例えば、正立等倍結像レンズアレイである。複数のＬＥＤは、印刷データに応じて発光及び消灯する。複数のＬＥＤから出射された光は、ロッドレンズアレイによって感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に結像する。ＬＥＤヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋによって、一様に帯電している感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面が露光されると、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に静電潜像が形成される。

また、画像形成装置１は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下側に、記録媒体ＰをＤ１方向に搬送する転写ベルトユニット４０を有している。転写ベルトユニット４０は、画像形成装置１の本体構造に対して着脱自在である。転写ベルトユニット４０は、駆動ローラ４１と、従動ローラ４２と、これらに張架された無端状のベルト４３とを有している。駆動ローラ４１は、ベルト駆動モータ８７（後述の図３に示される。）から付与される駆動力によって回転する。ベルト４３は、駆動ローラ４１のＤ２方向の回転によってＤ１方向に移動する。ベルト４３は、記録媒体Ｐを静電吸着する。ベルト４３の移動に伴い、記録媒体ＰはＤ１方向に搬送される。転写ベルトユニット４０は、ベルト４３を挟んで感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ（「感光体ドラム１１」とも表記される。）の反対側に配置された転写ローラ４７Ｙ、４７Ｍ、４７Ｃ、４７Ｋ（「転写ローラ４７」とも表記される。）を有している。また、転写ベルトユニット４０は、ベルト４３の外周面に接して、ベルト４３の外周面に残る現像剤を除去する転写クリーニング部材としての転写クリーニングブレード４５と、転写クリーニングブレード４５によって掻き取られたトナーを収容する廃棄現像剤収容部としてのベルト廃トナー収容部４６とを有している。

画像形成装置１は、さらに、転写ベルトユニット４０のベルト４３に対向するように、濃度補正に使用するための濃度検出部としての濃度センサ４４を備えている。濃度センサ４４は、濃度補正の実施時にベルト４３上に形成された濃度補正用のトナー像である各色の濃度パッチの濃度を光学的に検出する。

また、画像形成装置１は、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから記録媒体Ｐ上に転写された現像剤像であるトナー像を、加熱及び加圧することによって記録媒体Ｐ上にトナー像を定着させる定着器６０と、トナー像が定着された記録媒体Ｐを画像形成装置１の外部に排出する排出ローラ３４と、排出された記録媒体Ｐを積載するスタッカ部３５とを有している。定着器６０は、加熱ローラ６１及び加圧ローラ６２を備えている。給紙ローラ３２、搬送ローラ３３、転写ベルトユニット４０、及び排出ローラ３４は、記録媒体Ｐを搬送する媒体搬送部を構成している。

図２は、画像形成装置１の画像形成ユニット１０の構成を示す概略断面図である。図２に示されるように、画像形成ユニット１０は、像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電部材としての帯電ローラ１２と、帯電クリーニング部材としての帯電クリーニングローラ１３と、感光体ドラム１１用のクリーニング部材としてのクリーニングブレード１８と、廃棄現像剤搬送部材としての廃トナー搬送部材２５と、除電光源１９とを有している。また、感光体ドラム１１の近傍に、ＬＥＤヘッド５０が配置されている。

また、画像形成ユニット１０は、現像剤担持体としての現像ローラ１４と、現像剤供給部材としての供給ローラ１５と、現像剤規制部材としての現像ブレード１６とを有している。また、画像形成ユニット１０には、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ（ＴＣ）２０が装着される。トナーカートリッジ２０は、未使用現像剤収容部としての未使用トナー室２１と、廃棄現像剤収容部としての廃トナー室２２とを有している。未使用トナー室２１と廃トナー室２２とは、隔壁２３で仕切られている。また、画像形成ユニット１０は、トナーカートリッジ２０の下に現像トナー槽２７と、現像トナー槽２７内のトナーを撹拌する撹拌部材としての撹拌バー１７と、現像トナー槽２７内のトナーのローレベルを検知するための現像剤量検知手段であるトナーロー検知バー２４とを有している。

感光体ドラム１１は、ドラム駆動モータ８８（後述の図３に示される。）によって付与される駆動力によってＤ３方向に回転する。感光体ドラム１１は、円筒状の導電性支持体と、その表面に配置された感光層とを有している。感光体ドラム１１の表面には静電潜像が形成される。

帯電ローラ１２は、金属シャフトと、その表面に備えられた半導電性弾性層とを有している。帯電ローラ１２には、帯電ローラ用電源８１（後述の図３に示される。）によって所定のバイアス電圧が印加される。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転し、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。

帯電クリーニングローラ１３は、帯電ローラ１２に接触して配置されている。帯電クリーニングローラ１３は、例えば、帯電ローラ１２の回転に伴って従動回転する。或いは、帯電クリーニングローラ１３は、帯電ローラ１２とは異なる速度で、つまり、帯電ローラ１２と周速差をつけて回転してもよい。帯電クリーニングローラ１３は、帯電ローラ１２の表面に付着したトナー及びトナーの外添剤などを掻き取る。

現像ローラ１４は、金属シャフトと、その表面に備えられた半導電性弾性層とを有している。現像ローラ１４には、現像ローラ用電源８２（後述の図３に示される。）から所定のバイアス電圧が印加される。図２に示されるように、現像ローラ１４は時計回り（Ｄ４方向）に回転し、感光体ドラム１１は反時計回り（Ｄ３方向）に回転し、その結果、現像ローラ１４の表面と感光体ドラム１１の表面とは、これらの接触点において、同じ方向に移動する。

供給ローラ１５は、例えば、金属シャフトと、その表面に備えられた発泡性シリコンゴム層とを有している。供給ローラ１５は、現像トナー槽２７内のトナーを現像ローラ１４の表面に供給する。供給ローラ１５は、供給ローラ用電源８３（後述の図３に示される。）から所定のバイアス電圧が印加される。図２に示されるように、供給ローラ１５は時計回り（Ｄ５方向）に回転し、現像ローラ１４は時計周り（Ｄ４方向）に回転し、その結果、供給ローラ１５の表面と現像ローラ１４の表面とは、これらの接触点において、互いに逆方向に移動する。

現像ブレード１６は、現像ローラ１４の表面に押圧されるように配置される。現像ブレード１６は、現像ローラ１４の表面に対する押圧力によって、現像ローラ１４の表面に担持される現像剤層としてのトナー層の厚さを規制し、現像ローラ１４の表面にトナー層（薄層）を形成する。現像ブレード１６には、供給ローラ用電源８３（後述の図３に示される。）から所定のバイアス電圧が印加される。現像ブレード１６は、例えば、主走査方向に長い長尺な板状部材を屈曲させて形成されており、その材料としては、ステンレスが使用される。また、現像ブレード１６の屈曲部は、現像ローラ１４の表面に押圧されている。

転写ベルトユニット４０と画像形成ユニット１０とを画像形成装置１の本体構造に装着したとき、感光体ドラム１１は、ベルト４３と接触し、ベルト４３を挟んで感光体ドラム１１の反対側に転写ローラ４７が配置された状態になる。転写ローラ４７は、転写ローラ用電源８４（後述の図３に示される。）から所定のバイアス電圧が印加される。転写ローラ４７は、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写させる。

感光体ドラム１１のベルト４３との接触点よりも回転方向（Ｄ３方向）下流側には、クリーニングブレード１８が設けられている。クリーニングブレード１８は、感光体ドラム１１の表面に接触しており、転写後に感光体ドラム１１の表面に残存するトナーを除去する。クリーニングブレード１８は、例えば、ポリウレタンゴムによって形成される。

クリーニングブレード１８の真下に、廃トナー搬送手段としての廃トナー搬送部材２５が設けられている。廃トナー搬送部材２５は、クリーニングブレード１８によって感光体ドラム１１の表面から除去された廃現像剤としての廃トナーを搬送用ダクト（図示せず）まで搬送する機構（例えば、搬送スパイラル）である。搬送用ダクト内の廃トナーは他の廃トナー搬送手段としての廃トナー搬送部材（例えば、搬送スパイラル）２６によって廃トナー室２２に移送される。なお、廃トナー搬送部材２５、廃トナー搬送部材２６、これらの駆動機構（例えば、搬送スパイラルを回転させる機構）、及び搬送用ダクトは、廃トナー搬送機構を構成する。

感光体ドラム１１のクリーニングブレード１８よりも回転方向（Ｄ３方向）下流側には、除電光源１９が感光体ドラム１１とは非接触で配置されている。除電光源１９は、ＬＥＤなどの発光素子により構成される。除電光源１９は、感光体ドラム１１の表面に光を照射して、感光体ドラム１１上の残電荷を除去する。

供給ローラ１５の上部に設けられた撹拌バー１７は、例えば、クランク形状であり、回転駆動することにより供給ローラ１５の周辺のトナーを撹拌し、また、現像ローラ１４に向かう方向へのトナー搬送を助ける。

撹拌バー１７よりも上部の位置に設けられたトナーロー検知バー２４は、例えば、クランク形状であり、回転駆動することにより現像トナー槽２７内のトナー残量（すなわち、トナーレベル）を検知する。例えば、トナーロー検知バー２４は、その設置高さと現像トナー槽２７内のトナーの残量レベルとの位置関係に応じて、トナーロー検知バー２４の回転落下時の回転速度が異なることを利用して、トナー残量を検知する。ただし、トナーの残量レベルの検知方法は、他の方法であってもよい。

第１の実施の形態で使用されるトナーは、例えば、着色剤と結着樹脂とワックスとを混合し凝集した母粒子と、母粒子に添加された外添剤とを有している。

トナーの母粒子は、例えば、粉砕法で製造される。着色剤としては、例えば、ピグメントイエロー（Ｙ）、キナクリドン（Ｍ）、銅フタロシアニン（Ｃ）、カーボンブラック（Ｋ）などが用いられる。結着樹脂は、顔料の分散性を上げる目的の物質であり、例えば、ポリエステルが用いられる。ワックスは、例えば、定着時にトナーが加熱ローラ６１に固着するのを防止する目的で用いられる。

トナーの母粒子への外添剤の添加には、トナーの流動性及び帯電性をコントロールする目的がある。外添剤としては、例えば、酸化チタン、アルミナ、シリカ、メラミンなどが用いられる。シリカとしては、シリコーンオイル処理又はジシラザン処理などの表面改質が施され、疎水性、流動性を向上させているものを用いることができる。

各色のトナーの体積平均粒子径は、例えば、５．６μｍである。体積平均粒子径は、粒度分布測定装置（コールター株式会社製、コールターマルチサイザーＩＩ）で測定された。

各色のトナー（粒子）の円形度は、例えば、０．９７である。円形度は、フロー式粒子像分析装置（シスメックス株式会社製、ＦＰＩＡ－３０００）で測定された。円形度の計算には、以下の式（１）が用いられた。

円形度は、０から１までの間の値を取る。粒子が完全な球形である場合、その粒子の円形度は１となり、粒子の形状が複雑であるほど、円形度は小さくなる。

各色のトナーのブローオフ帯電量は、例えば、－３６μＣ／ｇである。このブローオフ帯電量は、粉体帯電量測定装置（京セラ株式会社製、ＴＹＰＥ ＴＢ－２０３）で測定された。ブローオフ帯電量は、トナー０．５ｇと、フェライトキャリア（パウダーテック株式会社製、Ｆ－６０）９．５ｇとを混合し、３０分撹拌した後、ブロー圧７．０ｋＰａ、吸引圧－４．５ｋＰａの条件で、飽和帯電量を測定することで得られた。

図３は、画像形成装置１の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。図３に示されるように、画像形成装置１は、各種制御を司る印刷制御部７０と、パーソナルコンピュータなどの外部装置から印刷データを受信する印刷データ受信部７２と、印刷データ受信部７２が受信した印刷データを、ＬＥＤヘッド５０に対するヘッド発光命令データに変換する印刷データ変換部７３とを有している。また、画像形成装置１は、感光体ドラム１１の回転数を計測する回転数計測部としてのドラム回転数計測部７４と、ＬＥＤヘッド５０のヘッド発光命令データに対応する発光素子の発光数（すなわち、光ドットの照射の回数）を計測する発光数計測部としてのヘッド発光数計測部７５とを有している。

画像形成装置１は、装置周囲（例えば、装置近傍）の温度及び湿度を測定する温湿度センサ７１と、ドラム回転数計測部７４、ヘッド発光数計測部７５の各測定結果に基づいて印字率（印刷デューティ）の計算、並びに、温湿度センサ７１の読み値から環境値Ｅの計算を行う計算手段としての計算部７７と、ドラム回転数計測部７４とヘッド発光数計測部７５との計測結果と印刷制御部７０の計算結果と後述する低印刷デューティフラグを記憶する記憶部７６と、濃度補正を実施するか否かの判定（「濃度補正の実施可否判定」とも言う。）を行う判定部７８と、濃度補正時にベルト４３上に出力された濃度パッチの濃度を光学的に検出する濃度センサ４４とを有している。

さらに、画像形成装置１は、帯電ローラ１２に所定の電圧を印加する帯電ローラ用電源８１と、現像ローラ１４に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源８２と、供給ローラ１５と現像ブレード１６とに所定の電圧を印加する供給ローラ用電源８３と、転写ローラ４７に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源８４と、これらの各電源を制御する高圧制御部８０と、ＬＥＤヘッド５０の発光を制御する露光制御部５１と、除電光源１９に所定の電圧を印加する除電光制御部８９とを有している。

また、画像形成装置１は、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２の動作を制御する定着制御部６３と、給紙ローラ３２と搬送ローラ３３を駆動する搬送駆動モータ８６、駆動ローラ４１を駆動するベルト駆動モータ８７、感光体ドラム１１を駆動するドラム駆動モータ８８の各モータを制御する駆動制御部８５とを有している。

印刷制御部７０は、印刷データ受信部７２、印刷データ変換部７３、ドラム回転数計測部７４、ヘッド発光数計測部７５、及び記憶部７６から受け取った情報に基づいて、高圧制御部８０、露光制御部５１、除電光制御部８９、定着制御部６３、及び駆動制御部８５を制御する。例えば、印刷制御部７０は、駆動制御部８５を制御することによって、搬送駆動モータ８６、ベルト駆動モータ８７、及びドラム駆動モータ８８を駆動させる。また、印刷制御部７０は、高圧制御部８０を制御することによって、帯電ローラ用電源８１、現像ローラ用電源８２、供給ローラ用電源８３、及び転写ローラ用電源８４を駆動させる。

例えば、印刷制御部７０は、印刷データ受信部７２が上位装置から印刷データを受信すると、駆動制御部８５を制御することによって、搬送駆動モータ８６、ベルト駆動モータ８７、及びドラム駆動モータ８８を駆動させる。ドラム駆動モータ８８は、感光体ドラム１１に回転駆動力を与え、その結果、感光体ドラム１１は、Ｄ３方向（図２）に一定の周速度で回転する。感光体ドラム１１の回転による駆動力は、ギア列などの動力伝達機構によって、現像ローラ１４、供給ローラ１５、トナーロー検知バー２４、撹拌バー１７、廃トナー搬送部材２５、及び廃トナー搬送部材２６などに伝達される。

なお、制御部９０は、印刷制御部７０、計算部７７、判定部７８、高圧制御部８０、露光制御部５１、除電光制御部８９、定着制御部６３、及び駆動制御部８５を含む。

図３に示される制御系の機能又は制御系の一部の機能は、処理回路によって実現可能である。例えば、制御系の機能又は制御系の一部の機能は、ソフトウェアとしての印刷制御プログラムを格納する記憶装置としてのメモリと、この印刷制御プログラムを実行する情報処理装置であるプロセッサとによって実現可能である。

〈第１の実施の形態の動作〉
図１から図３を参照して、画像形成装置１の印刷プロセスの動作を説明する。画像形成装置１の印刷制御部７０は、パーソナルコンピュータなどの上位装置から印刷データ受信部７２にて印刷データを受け始めると、印刷プロセスを開始する。印刷制御部７０は、駆動制御部８５よりドラム駆動モータ８８を駆動させ感光体ドラム１１に回転駆動力を与え、感光体ドラム１１を図２の矢印の方向に一定の周速度で回転させる。感光体ドラム１１の回転による駆動力は、図示せぬギア列（駆動力伝達機構）によって伝達され、現像ローラ１４、供給ローラ１５、撹拌バー１７、トナーロー検知バー２４がそれぞれ図２の矢印の方向に回転する。

帯電プロセスにおいて、帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１につれ周ることによって、図２におけるＤ６方向に回転する。このとき、感光体ドラム１１の表面に接触又は圧接して設けられた帯電ローラ１２に対し、帯電ローラ用電源８１から直流電圧が印加され、感光体ドラム１１の表面は、一様に帯電される。例えば、感光体ドラム１１の導電性支持体を接地し、帯電ローラ１２に－１０００Ｖの直流電圧を印加することで、感光体ドラム１１の表面は、－５００Ｖ程度に帯電する。

露光プロセスにおいて、露光制御部５１は、ヘッド発光命令データに基づいてＬＥＤヘッド５０の各ＬＥＤを点灯（ＯＮ）及び消灯（ＯＦＦ）させる。露光制御部５１は、ＯＮ及びＯＦＦするＬＥＤによって、一様に帯電した感光体ドラム１１の表面に、ヘッド発光命令データに対応した静電潜像を形成させる。例えば、感光体ドラム１１の表面のうちの露光された部分の電位は、－５０Ｖ程度になる。

現像プロセスにおいて、感光体ドラム１１の表面の静電潜像がトナーによって現像され、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。例えば、現像ローラ１４には、現像ローラ用電源８２よって－２００Ｖの直流電圧が印加される。また、薄層化された現像ローラ１４上のトナー層の電位は、－５０Ｖ程度である。現像ローラ１４の表面のトナー層の電位と現像ローラ１４に印加された電圧（－２００Ｖ）との合計が、－２５０Ｖ（＝－５０Ｖ－２００Ｖ）程度となり、感光体ドラム１１の表面の露光部分の電位（－５０Ｖ程度）を越える（すなわち、－５０Ｖより負側の値である）ため、感光体ドラム１１の表面の露光部分にトナーが付着する。また、トナー層の電位と現像ローラ１４に印加される電圧との合計は、感光体ドラム１１の表面の非露光部分の電位（－５００Ｖ程度）を越えない（すなわち、－５００Ｖより正側の値である）ため、感光体ドラム１１の表面の非露光部分にトナーは付着しない。

媒体搬送プロセスにおいて、駆動制御部８５は、搬送駆動モータ８６に連結されている給紙ローラ３２を回転させる。給紙ローラ３２の回転によって、給紙カセット３１（図１）から記録媒体Ｐが１枚ずつ搬送路に送り出される。搬送駆動モータ８６に連結されている搬送ローラ３３の回転によって、記録媒体Ｐは、転写ベルトユニット４０の上部に搬送される。さらに、駆動制御部８５は、ベルト駆動モータ８７を駆動させて駆動ローラ４１に回転駆動力を与える。ベルト４３は、図１のＤ１方向に移動する。記録媒体Ｐは、ベルト４３に吸着保持され、ベルト４３の移動によってＤ１方向に搬送される。

転写プロセスにおいて、感光体ドラム１１に対向して設けられた転写ローラ４７には、転写ローラ用電源８４によって＋２０００Ｖの直流電圧が印加される。転写ローラ４７（＋２０００Ｖ）と感光体ドラム１１の導電性支持体（接地されている）との間に生じる電界によって、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。ベルト４３の回転によって、記録媒体Ｐは、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの下を通過することによって、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像が記録媒体Ｐ上に順に転写される。図１において、ブラックの画像形成ユニット１０Ｋを通過した後の記録媒体Ｐ上には、最大でＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、４色のトナー像が重ね合わせられる。

定着プロセスにおいて、記録媒体Ｐは、定着器６０を構成する加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を通過し、熱及び圧力によって、記録媒体Ｐ上のトナーが溶融して、トナー像の記録媒体Ｐへの定着が行われる。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、排出ローラ３４によって排出され、スタッカ部３５に積載される。

クリーニングプロセスにおいて、転写後の感光体ドラム１１の表面に残留する残留トナー（すなわち、転写残トナー）は、クリーニングブレード１８によって除去される。ここで、転写残トナー又は外添剤の一部がクリーニングブレード１８をすり抜けて、帯電ローラ１２に巻きつく場合がある。帯電ローラ１２上のトナー又は外添剤は、帯電クリーニングローラ１３によって除去される。

除電プロセスにおいて、除電光源１９が発光し感光体ドラム１１に光が照射されることによって、感光体ドラム１１の表面の非露光部分の電荷が除去される。電荷が除去された感光体ドラム１１の表面は、再び帯電ローラ１２によって一様に帯電される。このようにして、感光体ドラム１１は、繰り返し画像形成に使用される。

ベルトクリーニングプロセスにおいて、転写後のベルト４３上に残留している残留トナー又は濃度補正用の濃度パッチは、転写クリーニングブレード４５によって除去される。転写クリーニングブレード４５によって除去されたトナーは、ベルト廃トナー収容部４６に回収される。このようにして、ベルト４３は、繰り返し画像形成に使用される。

印刷プロセスにおいて、現像ローラ１４及び供給ローラ１５は、前述のように感光体ドラム１１の回転駆動力を得て図２のＤ４方向及びＤ５方向にそれぞれ回転する。現像トナー槽２７に貯蔵されているトナーは、供給ローラ１５の回転によって、現像ローラ１４へ送られる。供給ローラ１５の表面と現像ローラ１４の表面とは、その接触点において互いに逆向きに移動しているため、これらの摩擦でトナーは負に帯電する。現像ローラ１４の表面に送られたトナーは、現像ローラ１４の回転によって現像ブレード１６との接触位置を通過する際、現像ローラ１４と現像ブレード１６とによって摩擦帯電されながら薄層化され、トナー層となる。例えば、供給ローラ用電源８３によって－３００Ｖの直流電圧が供給ローラ１５と現像ブレード１６に印加されている。その後、薄層化された現像ローラ１４上のトナーは、感光体ドラム１１の表面に移動し、静電潜像に対応したトナー像となる。

図４は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１における濃度補正の実施可否判定を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、ドラム回転数計測部７４は、感光体ドラム１１の回転数（すなわち、回転の回数）を示すドラムカウントＤｒの計測を開始し、ヘッド発光数計測部７５は、ＬＥＤの発光回数を示すドットカウントＤｔの計測を開始する。ドラムカウントＤｒは、感光体ドラム１１の回転数に対応する測定値であり、記録媒体Ｐの搬送方向の印刷距離に対応する。ドラムカウントＤｒは、感光体ドラム１１が回転しているときにカウントアップする。例えば、ドラムカウントＤｒは、Ａ４用紙（横２１０ｍｍ×縦２９７ｍｍ）１枚の印刷時に１カウントアップする。また、ドットカウントＤｔは、ＬＥＤヘッド５０で印刷データに対応してＬＥＤを点灯させる際のドット点灯数を示す値である。ドットカウントＤｔは、ＬＥＤヘッド５０のＬＥＤが点灯するたびに１カウントアップする。例えば、Ａ４用紙の余白を除く印刷領域をベタ印刷する場合において、その印刷領域のうちの５％の面積をＬＥＤヘッド５０で光照射する場合を、ドットカウントＤｔ＝７９２［カウント］と定義する。ドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔは、記憶部７６に記憶される。

ステップＳ１０２において、計算部７７は、印字率（＝印刷デューティＤｕ［％］）を計算し、計算結果に応じて記憶部７６の低印刷デューティフラグを更新する。例えば、計算部７７は、印刷デューティＤｕ［％］を、記憶部７６に記憶されているドラムカウントＤｒとドットカウントＤｔとを用いて、以下の式（２）により計算する。

式（２）からわかるように、印刷デューティＤｕ［％］は、Ａ４用紙１枚あたりの印字率を示している。例えば、Ａ４用紙１枚（すなわち、Ｄｒ＝１［カウント］）の印刷を行ったときのドットカウントＤｔ［カウント］が、Ｄｔ＝（７９２／５）［カウント］である場合、印刷デューティＤｕ［％］は、式（２）を用いた以下の計算で求められる。

例えば、Ａ４用紙３枚（すなわち、Ｄｒ＝３［カウント］）の印刷を行ったときのドットカウントＤｔが９５０４［カウント］である場合、印刷デューティＤｕ［％］は、式（２）を用いた以下の計算で求められる。

また、判定部７８は、印刷デューティＤｕ［％］の値が所定の基準値Ｒｄ（第１の実施の形態では、１％）以下である場合に、低印刷デューティフラグを立て、所定の基準値Ｒｄより大きい場合には、低印刷デューティフラグを降ろす。なお、低印刷デューティフラグの更新は、低印刷デューティフラグを立てる、降ろす、又はそのままにする、のいずれかの処理を表す。

ステップＳ１０３において、判定部７８は、温湿度センサ７１によって検出された温度及び湿度が、予め決められた環境値条件（ここでは、温度条件と湿度条件の組み合わせの条件）に合致しているかどうか（すなわち、環境値条件を満たしているかどうか）を判定する。判定部７８は、温度及び湿度が環境値条件を満たしている場合（判定がＹＥＳの場合）、処理をステップＳ１０７に進め、温度及び湿度が環境値条件を満たしていない場合（判定がＮＯの場合）、処理をステップＳ１０４に進める。

図５は、環境値条件の例を示す図である。図５に示される環境値Ｅ（「１」、「２」、…、「８」）は、温湿度センサ７１によって検出された温度及び湿度に基づいて算出される値である。環境値Ｅは、高温高湿側に近づくほど、小さい値になり（すなわち、「１」に近づき）、逆に、低温低湿側に近づくほど、大きい値になる（すなわち、「８」に近づく）。例えば、判定部７８は、温度２０℃で湿度５０％ＲＨのときの環境値Ｅは、図５において２０℃の破線と５０％ＲＨの破線との交点が属する領域に割り当てられた値である「５」であると判定する。

判定部７８は、環境値条件に合致しているかどうかを、例えば、後述するステップＳ１０８で前回の濃度補正の実施時に格納された前回の環境値Ｅａと現時点での環境値Ｅｂとを比較する。判定部７８は、差｜Ｅｂ－Ｅａ｜（すなわち、環境値の変化）が所定の値Ｅｒ以上（例えば、Ｅｒ＝２）であるときに環境値条件に合致する（判定がＹＥＳ）、差｜Ｅｂ－Ｅａ｜が所定の値Ｅｒ未満であるときに環境値条件に合致しない（判定がＮＯ）、と判定する。

濃度補正を実施するか否かの判定条件に環境値条件を含めている理由は、トナーの帯電量（トナーの帯電特性）が温度及び湿度の影響を受けて変化するためである。一般に、トナーの帯電量は、環境値Ｅが高温・高湿条件であるほど低帯電側に変化し、環境値Ｅが低温・低湿条件であるほど高帯電側に変化する。ただし、画像形成装置１の設置場所の環境値Ｅの変化がほとんどない場合などには、濃度補正を実施するか否かの判定に環境値条件を含めないことも可能である。

ステップＳ１０４において、判定部７８は、トナーカートリッジ２０が交換されたかどうかを判定し、交換された場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ１０６に進め、交換されていない場合（判定がＮＯの場合）は、処理をステップＳ１０５に進める。なお、トナーカートリッジが交換されたことは、判定部７８が、例えば、トナーカートリッジに備えられている記憶装置としてのＩＣチップを読み取ることによって検知可能である。

濃度補正を実施するか否かの判定条件にトナーカートリッジの交換を含めている理由は、現像トナー槽２７にトナーカートリッジ２０から未使用のトナーが追加（すなわち、補充）されたとき、現像トナー槽２７内に既に存在するトナー（劣化したトナーを含む）と未使用のトナーとが混合して、トナーの帯電量が大きく変化する可能性があるからである。図４に示されるように、濃度補正を実施するか否かの判定にトナーカートリッジの交換を含めることが望ましいが、これを含めないことも可能である。

ステップＳ１０５において、判定部７８は、ドラムカウントＤｒがドラムカウント条件に合致しているかどうか（すなわち、ドラムカウント条件を満たしているかどうか）を判定し、ドラムカウント条件に合致する場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ１０６に進め、ドラムカウント条件に合致しない場合（判定がＮＯの場合）は、処理をステップＳ１０３に戻す。ドラムカウントＤｒがドラムカウント条件に合致しているかどうかの判定において、判定部７８は、後述するステップＳ１０８で前回の濃度補正の実施時に格納されたドラムカウント（第１の回転数）Ｄｒａと、現時点でのドラムカウント（第２の回転数）Ｄｒｂとの差｜Ｄｒｂ－Ｄｒａ｜を算出し、差｜Ｄｒｂ－Ｄｒａ｜が所定の基準差Ｄｄ（例えば、３００カウント）以上の場合にドラムカウント条件に合致すると判定し（判定がＹＥＳ）、差｜Ｄｒｂ－Ｄｒａ｜が基準差Ｄｄ未満の場合にドラムカウント条件に合致しないと判定する（判定がＮＯ）。

ステップＳ１０６において、判定部７８は、記憶部７６に低印刷デューティフラグがあるかどうか（すなわち、低印刷デューティフラグが立っているかどうか）を判定し、低印刷デューティフラグがある場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ１０７に進め、低印刷デューティフラグがない場合（判定がＮＯの場合）は、濃度補正を終了する。つまり、判定部７８は、印字率が所定の基準値Ｒｄより低いと判定されて低デューティフラグが立っている期間である第１の期間では、現像剤像の濃度を調整するための濃度補正を実施し、印字率が所定の基準値以上であると判定されて低デューティフラグが降ろされている期間である第２の期間では、濃度補正の実施頻度を第１の期間における濃度補正の実施頻度よりも低く（所定時間において０回以上に）設定している。実施頻度よりも低くしているとは、濃度補正を実施しないことを含む。

ステップＳ１０７において、印刷制御部７０は、濃度補正を実施する。濃度補正では、印刷制御部７０は、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに濃度パッチを現像させ、転写ローラ４７Ｙ、４７Ｍ、４７Ｃ、４７Ｋにより濃度パッチをベルト４３上に転写させ、判定部７８は、濃度センサ４４にベルト４３上の濃度パッチの濃度を測定させ、濃度測定値が予め決められた規定の濃度範囲内であれば、印刷制御部７０は濃度補正を終了する。濃度パッチの濃度が前記規定の濃度範囲内でなければ、印刷制御部７０は、高圧制御部８０を制御して、濃度パッチの濃度が規定の濃度範囲内になるようバイアス電圧（例えば、現像ローラ１４の電圧）を調整する。また、濃度調整は、露光制御部５１の制御によるＬＥＤヘッド５０の発光光量の調整で行うことも可能である。

ステップＳ１０８において、判定部７８は、濃度補正の実施時の環境値Ｅ、濃度補正の実施時のドラムカウントＤｒを記憶部７６に格納する。

以下に、高印刷デューティと判定された場合における濃度補正の実施回数を低印刷デューティと判定された場合における濃度補正の実施回数より少なくしても、問題がない理由（すなわち、適切な画像濃度が確保できる理由）を説明する。

電子写真方式の画像形成装置は、トナーの摩擦帯電を利用している。トナーは、トナー同士、現像ローラ１４と供給ローラ１５との間、現像ローラ１４と現像ブレード１６との間、現像ローラ１４と感光体ドラム１１との間における摩擦により剪断力などによるダメージを受けるので、トナーには外添剤の脱離及び埋没が起こる。これにより、トナーは、初期の状態から特性が変化（すなわち、劣化）する。トナーの外添剤は、前述したように、流動性及び帯電性をコントロールするためのものであるため、トナーの外添剤の脱離及び埋没が発生することにより、トナー自身の特性である流動性及び帯電性が変化する。

図６は、ドラムカウントＤｒの進みに応じた現像ローラ１４上のトナーの帯電量（単位は、［μＣ／ｇ］又は［Ｃ／ｋｇ］）の変化を高印刷デューティと低印刷デューティとの場合において示す図である。Ａ１、Ａ２、Ａ３は、高印刷デューティで印刷を継続したときの現像ローラ１４上のトナーの帯電量を表す。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、低印刷デューティで印刷を継続したときの現像ローラ１４上のトナーの帯電量を表す。Ａ１とＢ１は、図４のステップＳ１０５における１回目のドラムカウント判定が行われたときのトナーの帯電量を示し、Ａ２とＢ２は、図４のステップＳ１０５における２回目のドラムカウント判定が行われたときのトナーの帯電量を示し、Ａ３とＢ３は、図４のステップＳ１０５における３回目のドラムカウント判定が行われたときのトナーの帯電量を示す。

図６に示されるように、高印刷デューティで印刷する場合には、１回目のドラムカウント判定時における帯電量Ａ１と、２回目のドラムカウント判定時における帯電量Ａ２と、３回目のドラムカウント判定時における帯電量Ａ３とで、帯電量に変化が見られない。これは、ドラムカウントＤｒが進んでも、トナーの帯電量の低下が起こる前に多くのトナーが消費され多くの新しいトナーが補充されるために、帯電量がほぼ一定に保たれていると考えられる。この場合、現像ローラ１４などのバイアス電圧の設定を変更しなかったとしても、一定の範囲内の濃度を保つことができるため、濃度補正の実施動作を減らす又は無くすることができる。

図６に示されるように、低印刷デューティで印刷する場合、現像ローラ１４上のトナーの帯電量が、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３と低下する。これは、低印刷デューティで印刷する場合、ドラムカウントＤｒが進むと、トナーの消費量が少ないので、現像ローラ１４上のトナーの摩擦が繰り返され、トナーの外添剤の脱離及び埋没によるトナーの帯電量の低下が進むからである。この場合、濃度補正を実施せずに、同じバイアス電圧の設定で低印刷デューティによる印刷を継続すると、トナーの帯電量の低下の影響で、現像効率が増加し、濃度が濃くなる状況が発生する。ここでいう現像効率とは、現像ローラ１４上のトナーが感光体ドラム１１に移る割合をトナー重量ベースで示したもので、以下の式（３）で示される。

ηは、現像効率を示し、Ｍ１１は、感光体ドラム１１上に付着するトナーの量（すなわち、現像ローラ１４から感光体ドラム１１へ移ったトナーの量）を示し、Ｍ１４は、現像ローラ１４上に付着しているトナーの量を示す。また、Ｖ１４は、現像ローラ１４の周速を示し、Ｖ１１は、感光体ドラム１１の周速を示し、Ｖ１４／Ｖ１１は、感光体ドラム１１の周速Ｖ１１に対する現像ローラ１４の周速Ｖ１４の比である周速比を示す。

現像効率ηは、基本的には、０から１の間の連続的な値をとる。このため、判定部７８は、ある程度の低印刷デューティで印刷が継続された後は、一定濃度を保つために濃度補正を実施する（例えば、現像ローラ１４に印加されるバイアス電圧を調整する）。

なお、以上の説明では、高印刷デューティが実施され、低印刷デューティフラグが立っていない場合（ステップＳ１０６において判定がＮＯの場合）、濃度補正を全く実施しない例を示したが、ステップＳ１０５のドラムカウント条件に合致した場合（判定がＹＥＳの場合）、ステップＳ１０６の低印刷デューティフラグがない場合（判定がＮＯの場合）の回数がある閾値を超えた場合に濃度補正を１回実施するものとしてもよい。この場合も、従来に比べて、濃度補正の回数を減らすことができる。

また、以上の説明では、印字率が、予め決められた印字率（例えば、１％）より大きい場合には、濃度補正を実施せず、それ以下の場合には、印字率がいかなる値であっても濃度補正の実施回数が変わらない例を示したが、印字率がより大きい場合は、印字率が小さい場合に比べて濃度補正の実施回数が少なくなるようにしてもよい。例えば、印字率が１％と０．５％とでは、印字率１％の場合の方が、印字率０．５％の場合に比べて、濃度補正の実施回数が少なくなるようにしてもよい。言い換えれば、判定部７８は、印字率に関する所定の基準値として、第１の基準値（例えば、０．５％）と、第１の基準値より高い第２の基準値（例えば、１％）とを有し、濃度補正の実施頻度を減らした期間における濃度補正の実施頻度として、第１の実施頻度と、第１の実施頻度よりも低い第２の実施頻度とを有してもよい。この場合、判定部７８は、印字率が、第１の基準値以下である場合、濃度補正の実施頻度を第１の実施頻度に設定し、印字率が、第１の基準値より高く、第２の基準値以下である場合、濃度補正の実施頻度を第２の実施頻度に設定することができる。

〈第１の実施の形態の効果〉
以上に説明したように、高印刷デューティで印刷する場合には、トナーの劣化（外添剤の脱離及び埋没など）が起こる前に多くののトナーが消費され、多くの未使用トナーが補充されるため、現像トナー槽２７内のトナーの特性（帯電性）が前回の濃度補正の実施時とほとんど変わっていないと考えられる。このため、第１の実施の形態によれば、高印刷デューティで印刷時の濃度補正の実施回数を減らすことで、濃度補正の実施に伴うトナー消費の増加及びドラムカウントの無駄な増加を回避することができる。

また、この場合においても、濃度補正の頻度を減らさない場合と同様に、印刷濃度を一定の範囲内に保つことができる。

《第２の実施の形態》
〈第２の実施の形態の構成〉
第２の実施の形態に係る画像形成装置は、濃度補正を実施するか否かの判定処理を除いて、第１の実施の形態に係る画像形成装置１と同じである。したがって、第２の実施の形態の説明に際しては、図１から図３、図５、図６も参照する。以下に、第１の実施の形態との相違点を中心にして説明を行う。

〈第２の実施の形態の動作〉
図７は、第２の実施の形態に係る画像形成装置の記憶部７６の記憶領域の構成例を示す図である。第２の実施の形態においては、記憶部７６は、ドラム回転数計測部７４の計測結果と、ヘッド発光数計測部７５の計測結果と、計算部７７の計算結果と、低印刷デューティフラグとを格納する記憶領域に加え、図７に示されるように、ドラムカウントＤｒが２５［カウント］進むごとに（すなわち、ドラムカウントＤｒの増加分（増加数）が２５［カウント］になるごとに）、この２５［カウント］内におけるドラムカウントＤｒとドットカウントＤｔとを格納する記憶領域を備えている。図７には、記憶部７６に、ｉ＝１からｉ＝１２までの各カウンタ変数ｉ（ｉは正の整数）に対応して、ドラムカウントＤｒとドットカウントＤｔとを記憶する記憶領域を持つ様子が示されている。

図７において、ｉ＝１からｉ＝１２までの各カウンタ変数ｉは、ドラムカウントＤｒの増加分である２５［カウント］に対応するが、各カウンタ変数ｉに対応するドラムカウントＤｒの増加分は２５［カウント］に限定されず、他のカウント数であってもよい。また、記憶部７６に記憶されるカウンタ変数ｉの個数は、１２に限定されず、２以上の他の個数であってもよい。

図７において、判定部７８は、記憶領域のカウンタ変数ｉ＝１の行（すなわち、記憶領域における１番目の領域）には、０［カウント］から２４［カウント］までのドラムカウントＤｒと、カウンタ変数ｉ＝１の期間におけるドットカウントＤｔの増加分とを記憶させる。

図７において、判定部７８は、記憶領域のカウンタ変数ｉ＝２の行（すなわち、記憶領域における２番目の領域）には、２５［カウント］から４９［カウント］までのドラムカウントＤｒと、カウンタ変数ｉ＝２の期間におけるドットカウントＤｔの増加分を記憶させる。

以下同様であり、図７において、判定部７８は、カウンタ変数ｉ＝１２の行（すなわち、記憶領域における１２番目の領域）には、２７５［カウント］から２９９［カウント］までのドラムカウントＤｒと、カウンタ変数ｉ＝１２の期間におけるドットカウントＤｔの増加分を記憶させる。

図８は、第２の実施の形態に係る画像形成装置における濃度補正を実施するか否かの判定処理を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ２０１において、判定部７８は、カウンタ変数ｉに１をセットする。

ステップＳ２０２において、ドラム回転数計測部７４は、ドラムカウントＤｒの計測を開始し、ヘッド発光数計測部７５は、ドットカウントＤｔの計測を開始する。なお、このとき記憶部７６にｉ＝１からｉ＝１２の各カウンタ変数に対応するドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔが既に格納されている場合は、判定部７８は、格納されている値をリセットする。

ステップＳ２０３において、判定部７８は、温湿度センサ７１によって検出された温度及び湿度が、予め決められた環境値条件に合致しているかどうか（すなわち、環境値条件を満たしているかどうか）を判定する。検出された温度及び湿度が環境値条件に合致している場合（判定がＹＥＳの場合）、判定部７８は、処理をステップＳ２１２に進める。検出された温度及び湿度が環境値条件を満たしていない場合（判定がＮＯの場合）、判定部７８は、処理をステップＳ２０４に進める。環境値条件の意味及び判定処理は、第１の実施の形態のものと同じである。

ステップＳ２０４において、判定部７８は、トナーカートリッジ２０が交換されたかどうかを判定し、交換された場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ２０９に進め、交換されていない場合（判定がＮＯの場合）は、処理をステップＳ２０５に進める。ステップＳ２０４の処理は、図４のステップＳ１０４の処理と同じである。

ステップＳ２０５において、判定部７８は、ドラムカウントＤｒがｉ×２５［カウント］より大きいかどうかを判定し、ドラムカウントＤｒがｉ×２５［カウント］より大きい場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ２０６に進め、ドラムカウントＤｒがｉ×２５［カウント］以下の場合（判定がＮＯの場合）は、処理をステップＳ２０３に戻す。

ステップＳ２０６において、判定部７８は、ｉ番目のループ（ステップＳ２０３～Ｓ２０５）の間に進んだドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔを、記憶部７６のｉ番目の領域に記録する。

ステップＳ２０７において、判定部７８は、カウンタ変数ｉを１インクリメントする。

ステップＳ２０８において、判定部７８は、カウンタ変数ｉが１２より大きい（ｉ＞１２）かどうか、すなわち、カウンタ変数ｉが１３であるかどうかを判定し、ｉ＞１２である場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ２０９に進め、ｉ≦１２である場合（判定がＮＯの場合）は、処理をステップＳ２０３に戻す。

ステップＳ２０９において、判定部７８は、記憶部７６の記憶領域におけるｉ－１番目の領域とｉ－２番目の領域に記憶されているドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔを用いて、ドラムカウントＤｒの和（すなわち、ドラムカウントＤｒの増加分の合計）とドットカウントＤｔの和（すなわち、ドットカウントＤｔの増加分の合計）から印字率を計算し、印字率に応じて低印刷デューティフラグを更新する。

図９に、ステップＳ２０８でｉ＞１２となり（判定がＹＥＳ）、処理がステップＳ２０９に進んだ場合の、ステップＳ２０９におけるドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔの合計値の算出方法及び印字率の算出方法を示す。この場合、記憶部７６には、ｉ＝１からｉ＝１２の各カウンタ変数ｉの場合のドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔが格納されている。判定部７８は、ｉ＝１１とｉ＝１２の各カウンタ変数ｉの場合について、ドラムカウントＤｒの和（すなわち、ドラムカウントＤｒの増加分の合計）と、ドットカウントＤｔの和（すなわち、ドットカウントＤｔの増加分の合計）を計算する。判定部７８は、これらの和を用いて、式（２）に基づいて印刷デューティＤｕ［％］（つまり、印字率）を算出する。

図１０に、ステップＳ２０４の判定で合致判定（判定がＹＥＳ）となり処理がステップＳ２０９に進んだ場合の、ステップＳ２０９におけるドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔの合計値の算出方法及び印字率の算出方法を示す。この場合、記憶部７６には、ｉ＝１２までのドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔが格納されているとは限らない。例として、ｉ＝７のループでステップＳ２０９に入った場合を説明する。この場合、記憶部７６には、ｉ＝１からｉ＝６の各カウンタ変数ｉの場合のドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔが格納されている。そのため、判定部７８は、ｉ＝５とｉ＝６の各カウンタ変数ｉの場合について、ドラムカウントＤｒの和（すなわち、ドラムカウントＤｒの増加分の合計）と、ドットカウントＤｔの和（すなわち、ドットカウントＤｔの増加分の合計）を計算する。判定部７８は、これらの和を用いて、式（２）に基づいて印刷デューティＤｕ［％］（つまり、印字率）を算出する。

ステップＳ２１０において、判定部７８は、記憶部７６に低印刷デューティフラグがあるかどうか（すなわち、低印刷デューティフラグが立っているかどうか）を判定し、低印刷デューティフラグがある場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理をステップＳ２１１に進め、低印刷デューティフラグがない場合（判定がＮＯの場合）は、濃度補正を終了する。

ステップＳ２１１において、判定部７８は、前回の印字率の計算結果が低印刷デューティであったかどうかを判定し、低印刷デューティであった場合（判定がＹＥＳの場合）は、処理はステップＳ２１２に移行し、低印刷デューティでなかった場合（判定がＮＯの場合）は、処理は終了する。

ステップＳ２１２において、印刷制御部７０は濃度補正を実施する。ステップＳ２１３において、判定部７８は、濃度補正の実施時の環境値Ｅ、濃度補正の実施時のドラムカウントＤｒを記憶部７６に格納する。

図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）、及び図１３（ａ）、（ｂ）は、前回の濃度補正の実施時ｔａから今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄまでの間の印字率（印刷デューティ）の変化の例を示す図である。

図１１（ａ）は、前回の濃度補正の実施時ｔａから今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄまでの期間、高印刷デューティの印刷のみが実施された場合を示す。図１１（ｂ）は、前回の濃度補正の実施時ｔａから今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄまでの期間、低印刷デューティの印刷のみが実施された場合を示す。図１１（ａ）の場合には、高印刷デューティが長期間継続しているため、図６に高印刷デューティ時として示されるように、トナーの帯電量が変化しておらず、濃度補正を実施する必要性は低い。図１１（ｂ）の場合には、低印刷デューティが長期間継続しているため、図６に低印刷デューティ時として示されるように、トナーの帯電量が前回の濃度補正の実施時に比べ低下しており、このため、濃度補正を実施する必要性が高い。

図１２（ａ）は、高印刷デューティで印刷が始まり今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄの直前の時点ｔｃで低印刷デューティの印刷に切り替わった場合を示す。図１２（ｂ）は、低印刷デューティで印刷が始まり今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄの直前の時点ｔｃで高印刷デューティの印刷に切り替わった場合を示す。

図１２（ａ）の場合、前回の濃度補正の実施時ｔａに比べ今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄにおけるトナーの帯電量は、低下している。前回の濃度補正の実施後のバイアス電圧の設定は、高帯電トナーに合わせたものになっているため、今回改めて濃度補正を実施し、低印刷デューティの印刷（ｔｃ～ｔｄ）で増加した低帯電のトナーに合わせたバイアス電圧の設定をする必要がある。

図１２（ｂ）の場合、前回の濃度補正の実施時ｔａに比べ今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄにおけるトナーの帯電量は、上昇している。これは、低印刷デューティの印刷から高印刷デューティの印刷に切り替わってしばらく印刷されることで、低印刷デューティのときに増加した帯電量の低いトナーが消費され、現像トナー槽２７内のトナーがカートリッジ２０から供給された新しいトナーに入れ替わるためである。前回の濃度補正の実施時ｔａの後のバイアス電圧の設定は、低帯電のトナーに合わせたものになっているため、今回改めて濃度補正を実施し、高印刷デューティの高帯電のトナーに合わせたバイアス電圧の設定をする必要がある。

図１３（ａ）は、始めと終わりの期間（ｔａ～ｔｂ、ｔｃ～ｔｄ）で低印刷デューティの印刷が行われ、中間の期間（ｔｂ～ｔｃ）で高印刷デューティの印刷が行われた場合を示す。図１３（ｂ）は、始めと終わりの期間（ｔａ～ｔｂ、ｔｃ～ｔｄ）で高印刷デューティの印刷が行われ、中間の期間（ｔｂ～ｔｃ）で低印刷デューティの印刷が行われた場合を示す。

図１３（ａ）の場合、始めの期間（ｔａ～ｔｂ）では低印刷デューティの印刷が行われ、途中の期間（ｔｂ～ｔｃ）で高印刷デューティの印刷が行われ、濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄの直前の期間（ｔｃ～ｔｄ）で、再度、低印刷デューティの印刷が行われている。前回の濃度補正の実施時ｔａのトナーの帯電量は、低印刷デューティの印刷によって低帯電量であり、今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄにおけるトナー帯電も低印刷デューティの印刷のため低帯電であり、いずれの期間も低帯電のトナーが増加する期間である。しかし、図６の低印刷デューティ時の例に見られるように、同じ低印刷デューティであっても帯電量が同じであるとは限らない。そのため、今回改めて濃度補正を実施し、現時点での低帯電のトナーに合わせたバイアス電圧の設定をする必要がある。

図１３（ｂ）の場合、始めの期間（ｔａ～ｔｂ）では高印刷デューティの印刷が行われ、途中の期間（ｔｂ～ｔｃ）で低印刷デューティの印刷が行われ、濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄの直前の期間（ｔｃ～ｔｄ）で、再度、高印刷デューティの印刷に戻っている。前回の濃度補正の実施タイミングｔａのトナーの帯電量は、高印刷デューティの印刷によって高帯電量であり、今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄにおけるトナー帯電も高印刷デューティの印刷のため高帯電であり、いずれの期間も高帯電のトナーが増加する期間である。この場合は、図１３（ａ）の場合と異なり、途中の期間（ｔｂ～ｔｃ）で低印刷デューティの印刷を挟んでいても、その後の高印刷デューティの印刷で低印刷デューティ時の帯電量の低いトナーが消費され、現像トナー槽２７内のトナーの多くが新しいトナーに入れ替わるため、濃度補正の実施可否の判定タイミングｔｄにおけるトナーの帯電量は、前回の濃度補正の実施タイミングｔａにおけるトナーの帯電量と変わらず、濃度補正を実施する必要性が低い。

第２の実施の形態では、図８のステップＳ２０５において、ドラムカウントＤｒの増加分が２５［カウント］になるごとのループを形成し、ループごとにステップＳ２０６にて、ドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔを記録し、ステップＳ２０８にてループを１２回繰り返すようにし、ステップＳ２０９にて直近の２回のループのドラムカウントＤｒ及びドットカウントＤｔのそれぞれの合計から印字率を計算することで低印刷デューティフラグを更新する例を示した。しかし、１ループのカウント数、ループ繰り返し回数、印字率を計算するためのループ数は、上記値に限られることはなく、トナーの帯電特性又は現像ローラ１４、供給ローラ１５、現像ブレード１６の物性といった個々の事情に応じて適宜設定することが可能である。言い換えれば、第２の実施の形態では、制御部９０の判定部７８は、ドラム回転数計測部７４によって計測されたドラムカウントＤｒが所定の基準回転数（例えば、２５カウント）に達するごとにドットカウントＤｔを取得するループ処理をｉ回（ｉは所定の正の整数であり、例えば、１２回）繰り返し実行し（Ｓ２０５～Ｓ２０８）、印字率（＝印刷デューティＤｕ）の計算は、ｉ回のループ処理のうちの直近の所定回（例えば、２回）のループ処理で得られた情報に基づいて行われる。また、判定部７８は、印字率（＝印刷デューティＤｕ）が所定の基準値（例えば、１％）以上であると判定された後の期間である第２の期間であっても（ステップＳ２１０）、前回の印字率が所定の基準値（例えば、１％）より低いときに、濃度補正を実行してもよい（Ｓ２１２）。

以上に説明したように、第２の実施の形態に係る画像形成装置では、判定部７８は、第１の実施の形態の場合のように前回の濃度補正の実施時から今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングまでの範囲で算出した印字率ではなく、前回の濃度補正の実施時の印字率と、濃度補正の実施可否の判定タイミングの直前の印字率の両方に基づいて、濃度補正を実施するかどうか判定する。

図１２（ａ）に示す例のように、平均的には高印刷デューティで印刷されているが、濃度補正の実施可否の判定タイミングの直前で低印刷デューティの印刷が行われている場合は、濃度補正の必要性が高い場合である。第１の実施の形態によれば、図４のステップＳ１０６においてＮＯ判定となり、濃度補正が実施されない。しかし、第２の実施の形態に係る画像形成装置によれば、図８のステップＳ２０９で、低印刷デューティフラグが立ち、ステップＳ２１０でＹＥＳ判定となり、濃度補正が実施される。

図１２（ｂ）に示す例のように、平均的には低印刷デューティで印刷されているが、濃度補正の実施可否の判定タイミングの直前で高印刷デューティの印刷が行われている場合は、濃度補正の必要性が高い場合である。第１の実施の形態によれば、図４のステップＳ１０６においてＮＯ判定となり、濃度補正が実施されない。しかし、第２の実施の形態に係る画像形成装置によれば、図８のステップＳ２０９で低印刷デューティフラグが立たず、ステップＳ２１０でＮＯ判定となるが、さらにステップＳ２１１を設けていることによりここでＹＥＳ判定となるため、第１の実施の形態と同様に濃度補正が実施される。

図１３（ａ）に示す例のように、平均的には低印刷デューティで印刷されているが、途中に高印刷デューティの印刷を挟む場合は、濃度補正の必要性が高い場合である。第１の実施の形態によると図４のステップＳ１０６においてＹＥＳ判定となり濃度補正が実施される。しかし、第２の実施の形態に係る画像形成装置によれば、図８のステップＳ２０９で低印刷デューティフラグが立ち、ステップＳ２１０でＹＥＳ判定となるため、第１の実施の形態と同様に濃度補正が実施される。

図１３（ｂ）に示す例のように、平均的には高印刷デューティで印刷されているが、途中に低印刷デューティの印刷を挟む場合は、濃度補正の必要性が低い場合である。第１の実施の形態によると図４のステップＳ１０６においてＮＯ判定となり濃度補正が実施されない。しかし、第２の実施の形態に係る画像形成装置によれば、図８のステップＳ２０９で低印刷デューティフラグが立たず、ステップＳ２１０でＮＯ判定となり、続くステップＳ２１１でもＮＯ判定となるため、第１の実施の形態と同様に濃度補正が実施されない。

〈第２の実施の形態の効果〉
以上に説明したように、濃度補正を実施する条件としてドラムカウントＤｒの進みだけではなく、前回の濃度補正の実施時における印字率条件と、今回の濃度補正の実施可否の判定タイミングにおける印字率条件とに基づいて、濃度補正の必要性を判断し、濃度補正の必要性が高い場合には、濃度補正を実施し、濃度補正の必要性が低い場合には、濃度補正を実施しないこととした。このため、第２の実施の形態に係る画像形成装置では、従来通りの適切な濃度の画像形成を実施可能としつつ、濃度補正の実施に伴うトナー消費及びドラムカウントの無駄な増加を減らすことができる。

《３》変形例
上記説明では、画像形成装置がタンデム直接転写方式のカラープリンタである場合を例示したが、画像形成装置は、中間転写方式のプリンタ、モノクロプリンタ、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）などであってもよい。

また、上記説明では、トナーが負帯電性である場合を説明したが、トナーは正帯電性であってもよい。

１ 画像形成装置、 １０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成ユニット、 １１、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ドラム、 １２ 帯電ローラ、 １３ 帯電クリーニングローラ、 １４ 現像ローラ、 １５ 供給ローラ、 １６ 現像ブレード、 １７ 撹拌バー、 １８ クリーニングブレード、 １９ 除電光源、 ２０ トナーカートリッジ、 ２１ 未使用トナー室、 ２２ 廃トナー室、 ２３ 隔壁、 ２４ トナーロー検知バー、 ２５ 廃トナー搬送部材、 ２６ 廃トナー搬送部材、 ２７ 現像トナー槽、 ３１ 給紙カセット、 ３２ 給紙ローラ、 ３３ 搬送ローラ、 ３４ 排出ローラ、 ３５ スタッカ部、 ４０ 転写ベルトユニット、 ４１ 駆動ローラ、 ４２ 従動ローラ、 ４３ ベルト、 ４４ 濃度センサ、 ４５ 転写クリーニングブレード、 ４６ ベルト廃トナー収容部、 ４７、４７Ｙ、４７Ｍ、４７Ｃ、４７Ｋ 転写ローラ、 ５０、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ ＬＥＤヘッド、 ５１ 露光制御部、 ６０ 定着器、 ６１ 加熱ローラ、 ６２ 加圧ローラ、 ６３ 定着制御部、 ７０ 印刷制御部、 ７２ 印刷データ受信部、 ７３ 印刷データ変換部、 ７４ ドラム回転数計測部、 ７５ ヘッド発光数計測部、 ７６ 記憶部、 ７７ 計算部、 ７８ 判定部、 ８０ 高圧制御部、 ８１ 帯電ローラ用電源、 ８２ 現像ローラ用電源、 ８３ 供給ローラ用電源、 ８４ 転写ローラ用電源、 ８５ 駆動制御部、 ８６ 搬送駆動モータ、 ８７ベルト駆動モータ、 ８８ ドラム駆動モータ、 ９０ 制御部、 Ｐ 記録媒体。

Claims (11)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記静電潜像を形成する露光部と、
   前記像担持体に現像剤を供給して前記静電潜像に基づく現像剤像を形成する現像剤担持体と、
   前記像担持体の回転数を計測する回転数計測部と、
   前記露光部の発光数を計測する発光数計測部と、
   制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記現像剤像の濃度を調整するための濃度補正を実施するかどうかの実施可否の判定を行い、
   前記実施可否の判定では、前記制御部は、
   前記回転数及び前記発光数に基づいて所定の期間における印字率を計算し、
   前記印字率が所定の基準値より低いと判定された後の期間である第１の期間では、前記濃度補正を実施し、
   前記印字率が前記所定の基準値以上であると判定された後の期間である第２の期間では、前記濃度補正の実施頻度を前記第１の期間における前記濃度補正の実施頻度よりも低くする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   前回の前記濃度補正の実施時に前記回転数計測部によって計測された前記回転数である第１の回転数と、現時点において前記回転数計測部によって計測された前記回転数である第２の回転数との差を算出し、
   前記差が所定の基準差以上の場合に前記実施可否の判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 温度及び湿度を検出する温湿度センサをさらに有し、
   前記制御部は、
   前記温湿度センサによって検出された前記温度及び前記湿度が所定の環境値条件に合致する場合に、前記濃度補正を実施し、
   前記所定の環境値条件に合致しない場合に、前記実施可否の判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記現像剤を前記現像剤担持体に供給するトナーカートリッジが交換されたことを検出した場合に、前記実施可否の判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 温度及び湿度を検出する温湿度センサをさらに有し、
   前記制御部は、
   前回の前記濃度補正の実施時に前記回転数計測部によって計測された前記回転数である第１の回転数と、現時点において前記回転数計測部によって計測された前記回転数である第２の回転数との差を算出し、
   前記温湿度センサによって検出された前記温度及び前記湿度が所定の環境値条件に合致する場合に、前記濃度補正を実施し、
   前記所定の環境値条件に合致せず、且つ、前記差が所定の基準差以上の場合に前記実施可否の判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 温度及び湿度を検出する温湿度センサをさらに有し、
   前記制御部は、
   前記温湿度センサによって検出された前記温度及び前記湿度が所定の環境値条件に合致する場合に、前記濃度補正を実施し、前記所定の環境値条件に合致せず、且つ、前記現像剤を前記現像剤担持体に供給するトナーカートリッジが交換されたことを検出した場合に、前記実施可否の判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、
   前記回転数計測部によって計測された前記回転数が所定の基準回転数に達するごとに前記発光数を取得するループ処理をｉ回（ｉは所定の正の整数）繰り返し実行し、
   前記印字率の計算は、前記ｉ回のループ処理のうちの直近の所定回のループ処理で得られた情報に基づいて行われる
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記印字率が前記所定の基準値以上であると判定された後の期間である第２の期間であり、且つ、前回の前記印字率が前記所定の基準値より低いときに、前記濃度補正を実行する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記第２の期間における前記濃度補正の実施頻度は、所定時間あたり０回以上である
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、
    前記印字率に関する前記所定の基準値として、第１の基準値と、前記第１の基準値より高い第２の基準値とを有し、
    前記第２の期間における前記濃度補正の実施頻度として、第１の実施頻度と、前記第１の実施頻度よりも低い第２の実施頻度とを有し、
    前記印字率が、前記第１の基準値以下である場合、前記濃度補正の実施頻度を前記第１の実施頻度に設定し、
    前記印字率が、前記第１の基準値より高く、前記第２の基準値以下である場合、前記濃度補正の実施頻度を前記第２の実施頻度に設定する
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記印字率が前記所定の基準値以上であると判定された回数が所定の閾値を超えた場合、前記濃度補正を１回実施する
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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