JP2023077254A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定期的なパッチ画像の形成によるダウンタイムを抑制することと、長手方向の面内濃度ムラを抑制することとを両立させる。
【解決手段】 画像形成手段によって形成されたパッチ画像の濃度に基づいて、記憶手段に記憶された情報（露光装置が像担持体を露光する際の像担持体の主走査方向の露光の位置ごとの露光量に関する情報）を更新し、記憶手段に記憶された当該情報を更新する第１の時点での平均画像比率よりも、第１の時点よりも後であって且つ記憶手段に記憶された当該情報を次に更新するよりも前の第２の時点での平均画像比率の方が所定値よりも大きい場合、第２の時点での平均画像比率に基づいて、記憶手段に記憶された情報を補正する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、像担持体に形成された静電像を現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式などを用いた画像形成装置では、印刷物の面内（１ページ内）の色や濃度のムラ、即ち面内濃度ムラを抑制することが求められている。

特許文献１に記載の画像形成装置では、画像形成装置への電源投入直後や所定枚数のプリント後等の所定のタイミングで、感光体ドラムや中間転写体上に、色毎に、面内濃度ムラを検出する為のテストパターンを形成する。そして、この画像形成装置は、各テストパターンの画像濃度を検出することで現在の画像形成装置の状況を検出して、画像濃度に影響を与える作像プロセス条件、例えば、潜像条件や画像信号を補正する。

また、特許文献２に記載の画像形成装置では、現像スリーブと感光体ドラムとの間の最短距離（以下、ＳＤギャップと呼ぶ）が、長手方向（感光体ドラムの回転軸方向）に対して一定でなく、製造バラツキによって長手ムラを持っている。そこで、この画像形成装置は、ＳＤギャップの長手ムラによる面内濃度ムラを抑制するために、長手方向のビーム光量を補正する長手濃度ムラ補正テーブルを作成し、定期的にパッチ画像を形成する。そして、この画像形成装置は、作成したパッチ画像の濃度変化が大きかった場合には、長手濃度ムラ補正テーブルを更新修正する。

特開２００２－１７２８１７号公報 特開２０１３－１８２０９９号公報

近年の画像形成装置においては、生産性改善の観点から、ダウンタイムを要するパッチ画像の形成と検知によるフィードバッグ制御を、極力少なくすることが求められている。一方で、画像形成装置の小型化が求められ、特に現像装置が小型化して現像剤量が少容量化した影響により、画像印字率（画像比率）の増減による面内濃度ムラへの影響が顕著になっている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、定期的なパッチ画像の形成によるダウンタイムを抑制することと、長手方向の面内濃度ムラを抑制することとを両立させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために前記像担持体を露光する露光装置と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と前記現像容器に収容された前記現像剤を搬送する搬送部材と、前記像担持体に形成された静電像を現像する位置に前記現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、を含む現像装置と、を有する画像形成手段と、前記露光装置が前記像担持体を露光する際の前記像担持体の主走査方向の露光の位置ごとの露光量に関する情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて前記露光装置を制御する制御手段と、前記画像形成手段によって形成されたパッチ画像の濃度に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記情報を更新する更新手段と、前記更新手段が前記記憶手段に記憶された前記情報を更新する第１の時点での平均画像比率よりも、前記第１の時点よりも後であって且つ前記更新手段が前記記憶手段に記憶された前記情報を次に更新するよりも前の第２の時点での平均画像比率の方が所定値よりも大きい場合、前記第２の時点での平均画像比率に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記情報を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、定期的なパッチ画像の形成によるダウンタイムを抑制することと、長手方向の面内濃度ムラを抑制することとを両立させることができる。

本発明に係る画像形成装置の概要を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の感光体ドラム周りの構成を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の画像処理の概要を示すブロック図である。 実施例１に係る現像装置の構成を示す断面図である。 実施例１に係る現像装置の構成を示す図である。 実施例１に係る反射型濃度センサの構成を示す図である。 実施例１に係る反射型濃度センサの構成を示す図である。 実施例１に係る制御例（トナー補給制御）を説明するためのフローチャートである。 実施例１に係る制御例（長手濃度ムラ補正テーブルの作成）を説明するためのフローチャートである。 実施例１の長手濃度ムラ補正ボタン押下時に出力される画像サンプルの図である。 実施例１の現像容器内のトナー濃度の時間推移を長手の各位置で比較した図である。 実施例１に係る制御例（長手濃度ムラ補正テーブルの更新）を説明するためのフローチャートである。 実施例１に係る長手濃度ムラ補正テーブルの更新の算出方法を説明するための図である。 実施例２に係る制御例（長手濃度ムラ補正テーブルの作成）を説明するためのフローチャートである。 実施例２に係る制御例（長手濃度ムラ補正テーブルの更新）を説明するためのフローチャートである。

＜実施例１＞
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同じ符号を付したものは、同様の構成あるいは同様の作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。

また、本実施例１では、タンデム型フルカラー２成分現像剤の画像形成装置１０を例として説明する。但し、本発明は、以下で説明する実施例の画像形成装置の特徴を備えていれば、タンデム型、１ドラム型、フルカラー、モノクロの区別無く実施できる。

図１に示すように、本発明を適用できる画像形成装置の画像形成部は、それぞれ潜像担持体としての感光体ドラム１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）を備えた４つの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、を有している。各画像形成ステーションの上方には、中間転写装置１２０が配置されている。中間転写装置１２０は、中間転写体としての中間転写ベルト１２１が、ローラ１２２、１２３、１２４に張設されて、矢印方向に走行するように構成されている。

本実施例では接触式帯電である帯電ローラ方式の一次帯電装置１０２（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ）によって感光体ドラム１０１の表面を帯電する。そして、帯電された感光体ドラム１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）の表面を、レーザードライバによって各々駆動されるレーザー１０３（１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ）（露光装置）によって露光する。これにより、感光体ドラム１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）上に静電潜像（静電像）が形成される。この潜像を現像装置１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）によって現像することでそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。

各画像形成ステーションで形成されたトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ１０５（１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ）による転写バイアスによって、ポリイミド系樹脂からなる中間転写ベルト１２１上に転写され重ね合わせられる。中間転写ベルト１２１上に形成された４色のトナー像は、ローラ１２４と対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ１２５によって記録紙Ｐに転写される。記録紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト１２１に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナー１１４ｂによって除去される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着ローラ１３１、１３２を備えた定着装置１３０によって加圧／加熱され、永久画像を得る。また、一次転写後に感光体ドラム１０１上に残った一次転写残トナーは、クリーナー１０９（１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ）により除去され、次の画像形成に備える。

さらに図２にて、本発明を適用できる画像形成装置の、潜像担持体である感光体ドラム周りの構成を詳しく説明する。ここで、各色について感光体ドラム回りの構成は同様である為、ある１色について代表して説明する。

本実施例の画像形成装置においては、静電潜像担持体である感光体ドラム１０１を回転自在に設けている。そして、本実施例の画像形成装置においては、接触式帯電である帯電ローラ方式の一次帯電装置１０２によって一様に帯電された感光体ドラム１０１の表面を、レーザー発光素子１０３によって露光する。これにより、感光体ドラム１０１上に静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置１０４で可視像化する。次に該可視像を一次転写ローラ１０５により、中間転写ベルト１２１上に転写する。また、感光体ドラム１０１上の転写残トナーはクリーニングブレード接触式のクリーニング装置１０９により除去され、更に前露光ランプ１１０にて感光体ドラム１０１上の電位が消去され、該感光体ドラム１０１は再び画像形成に供される。

次に図３のブロック図にて、本実施例の画像形成装置における画像処理ユニットのシステム構成を示す。

図３において、２００は外部入力インタフェース（外部入力Ｉ／Ｆ）であり、外部入力インタフェース２００を介して必要に応じて原稿スキャナ、コンピュータ（情報処理装置）等の外部装置からＲＧＢ画像データとしてカラー画像データを入力する。２０１はＬＯＧ変換部であり、ＲＯＭ２１０に格納されているデータ等により構成されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて入力されたＲＧＢ画像データの輝度データをＣＭＹの濃度データ（ＣＭＹ画像データ）に変換する。２０２はマスキング・ＵＣＲ部であり、ＣＭＹ画像データから黒（Ｂｋ）成分データを抽出し、記録色材の色濁りを補正すべく、ＣＭＹＫ画像データにマトリクス演算を施す。２０３はルックアップテーブル部（ＬＵＴ部）であり、画像データをプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるために、ガンマルックアップテーブル（γルックアップテーブル）を用いて入力されたＣＭＹＫ画像データの各色毎に対して濃度補正を施す。なお、γルックアップテーブルはＲＡＭ２１１上に展開されたデータに基づいて作成され、そのテーブル内容はＣＰＵ２０６（制御手段）によって設定される。２０４はパルス幅変調部であり、ＬＵＴ部２０３から入力された画像データ（画像信号）のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力する。このパルス信号に基づいてレーザードライバ２０５がレーザー発光素子１０３を駆動し、感光体ドラム１０１上を照射することで静電潜像が形成される。

ビデオ信号カウント部２０７はＬＵＴ部２０３に入力された画像データの６００ｄｐｉにおける１画素毎のレベル（０～２５５レベル）を画像１面分積算する。この画像データ積算値を、ビデオカウント値と呼ぶ。このビデオカウント値は出力画像がＡ４片面の全面すべて２５５レベルだった場合に最大値５２９となる。尚、回路の構成上制限があるときは、ビデオ信号カウント部２０７のかわりにレーザー信号カウント部２０８を用いて、レーザードライバ２０５からの画像信号を同様に計算することで、ビデオカウント値を求めることが可能である。

さらに、現像装置１０４について図４及び図５で詳しく説明する。本実施例において、現像装置１０４は、現像容器２０を備え、現像容器２０内に現像剤としてトナーとキャリアを含む２成分現像剤が収容されている。また、現像容器２０内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２４と、現像スリーブ２４上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材２５とを有している。

本実施例にて、現像容器２０の内部は、その略中央部が本稿紙面に垂直方向に延在する隔壁２３によって現像室２１ａと攪拌室２１ｂに水平方向の左右に区画されており、現像剤は現像室２１ａ及び攪拌室２１ｂに収容されている。

現像室２１ａ及び攪拌室２１ｂには、現像剤攪拌・搬送手段としての搬送部材である第１の搬送スクリュー２２ａ及び第２の搬送スクリュー２２ｂがそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュー２２ａは、現像室２１ａの底部に現像スリーブ２４の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転することで現像室２１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２の搬送スクリュー２２ｂは、攪拌室２１ｂ内の底部に第１の搬送スクリュー２２ａとほぼ平行に配置される。第２の搬送スクリュー２２ｂの主たる搬送方向としては、搬送スクリュー２２ｂに設けられた第１のスパイラル部３０１によって、攪拌室２１ｂ内の現像剤を第１の搬送スクリュー２２ａとは反対方向に搬送する。

このように、第１及び第２の搬送スクリュー２２ａ、２２ｂの回転による搬送によって、現像剤が隔壁２３の両端部の開口部（即ち、連通部）２６、２７（図５参照）を通じて現像室２１ａと攪拌室２１ｂとの間で循環される。

本実施例においては、現像容器２０の感光体ドラム１０１に対向した現像領域Ａに相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２４が感光体ドラム方向に一部露出するように回転可能に配設されている。

本実施例にて、現像スリーブ２４の直径は１８ｍｍ、感光体ドラム１０１の直径は３０ｍｍ、又、この現像スリーブ２４と感光体ドラム１との最近接領域を約３００μｍの距離とする。この構成によって、現像部Ａに搬送した現像剤を感光体ドラム１０１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。なお、この現像スリーブ２４は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ２４ｍが非回転状態で設置されている。

上記構成にて、現像スリーブ２４は、現像時に図示矢印方向（反時計方向）に回転し、穂切り部材２５による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持する。現像スリーブ２４は、層厚が規制された現像剤を感光体ドラム１０１と対向した現像領域Ａに搬送し、感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。この時、現像効率、つまり、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ２４には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施例では、－５５０Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１６００Ｖ、周波数ｆが１１ｋＨｚの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。

そして、現像領域Ａにて感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ２４の回転方向（図示では反時計回り方向）に沿って搬送されていく。非回転状態で設置されたマグネットローラ２４ｍのＳ２極とＳ３極（この２つの極が同極性なので反発極となっている）の間の斥力発生領域にて、現像室２１ａに配置された搬送部材である第１の搬送スクリュー２２ａの上に、斥力と重力によって落下する。

一般に、２成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にカブリが発生し易くなる。このため、現像スリーブ２４に印加する直流電圧と感光体ドラム１の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、カブリを防止することが行なわれる。

穂切り部材である規制ブレード２５は、現像スリーブ２４の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成される。また、規制ブレード２５は、感光体ドラム１０１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この穂切り部材２５の先端部と現像スリーブ２４との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域Ａへと送られる。

尚、規制ブレード２５と現像スリーブ２４の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ２４上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施例においては、規制ブレード２５によって、現像スリーブ２４上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ＾２に規制している。

なお、規制ブレード２５と現像スリーブ２４は、間隙を２００～１０００μｍ、好ましくは３００～７００μｍに設定される。本実施例では４００μｍに設定した。

又、現像領域Ａにおいては、現像装置１０４の現像スリーブ２４は、共に感光体ドラム１０１の移動方向と順方向で移動し、周速比は、対感光体ドラム１．８０倍で移動している。この周速比に関しては、０～３．６倍の間で設定され、好ましくは、０．５～２．０倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。

さらに図４に示すように、攪拌室２１ｂの外側の壁（下方）には、透磁率センサからなるトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ４０１が固定配置されている。トナー濃度検知センサ４０１は、第２の搬送スクリュー２２ｂによって搬送されている現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）を検知して、検知結果に応じた電圧を出力する。また図５に示すようにインダクタンス方式のトナー濃度検知センサ４０１は、攪拌室２１ｂの搬送方向の長手下流側で、かつ攪拌室２１ｂから現像室２１ａへ現像剤を受け渡す連通部２６の手前に配置されている。

ここで、本実施例の現像装置１０４の現像容器２０に収容されているトナーとキャリアからなる２成分現像剤１について詳しく説明する。

トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。また、近年のトナーにおいては、定着性を良くするために低融点のトナー或いは低ガラス転移点Ｔｇ（例えばＴｇ≦７０℃）のトナーが用いられることが多い。さらに定着後の分離性を良くするためにトナーにワックスを含有させている場合もある。本実施例の現像剤は、ワックスを含有させた粉砕トナーである。

また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０～６０μｍ、好ましくは３０～５０μｍであり、抵抗率が１０＾７Ωｃｍ以上、好ましくは１０＾８Ωｃｍ以上である。本実施例では１０＾８Ωｃｍのものを用いた。

尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、ＳＤ－２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置（シスメックス社製）を使用した。測定方法は以下に示す通りである。即ち、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液の電解水溶液１００～１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５～５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約１～３分間分散処理を行う。そして、上記のＳＤ－２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２～４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

又、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いた。片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。

＜本実施例の現像装置における、現像剤の補給方法の概要＞
次に、本実施例における現像剤の補給方法について図４及び図５を用いて説明する。

現像装置１０４の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用２成分現像剤（通常はトナー／補給用現像剤＝１００％～８０％）を収容するホッパー３１が配置される。本実施例ではトナー／補給用現像剤＝９０％を用いた。トナー補給手段を構成するこのホッパー３１は、下部にスクリュー状の補給部材、即ち、補給スクリュー３２を備え、補給スクリュー３２の一端が現像装置１０４の後端部に設けられた現像剤補給口３０の位置まで延びている。

画像形成によって消費された分のトナーは、補給スクリュー３２の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー３１から現像剤補給口３０を通過して、現像容器２０内に補給される。このようにしてホッパー３１から現像装置１０４に補給される補給現像剤の量は、補給スクリュー３２の回転数によっておおよそ定められる。この回転数は画像データのビデオカウント値や、現像容器２０内に設置されたトナー濃度検知センサ４０１の検知結果、等に基づいてトナー補給量制御手段によって定められる。このトナー補給制御手段については詳細に後述する。

次に、本実施例における余剰現像剤の排出方法について図５を用いて説明する。

まず、第２の搬送スクリュー２２ｂは、現像容器２０内の２成分現像剤を、連通部２７から連通部２６の方向へ、即ち通常の循環経路の下流側へ現像剤を搬送する第１のスパイラル部３０１を備える。次に、第１のスパイラル部３０１による現像剤搬送方向の下流側には、通常の循環経路外から循環経路内に押し戻すように現像剤を搬送する第２のスパイラル部３０２（返しスクリュー）が接続されている。そして、第１のスパイラル部３０１と第２のスパイラル部３０２との接続部に対向する位置に連通部２６が設けられている。さらに、図５に示すように、第２のスパイラル部３０２の搬送方向上流には、循環する２成分現像剤の一部を現像容器２０の外に排出する為の排出開口３０５が設けられている。

これにより、第２の搬送スクリュー２２ｂの第１のスパイラル部３０１によって排出開口３０５の方向へ搬送される現像剤の大部分は、第２のスパイラル部３０２に押し戻されて排出開口３０５からの排出を逃れる。排出を逃れた現像剤は連通部２６を通過して第１の搬送スクリュー２２ａに受け渡される。一方で第２のスパイラル部３０２によって押し戻されなかった現像剤は、排出開口３０５を通過し、第１のスパイラル部３０１と同じ方向に現像剤を搬送する第３のスパイラル部３０３（排出スクリュー）に搬送されて、排出口３０６に到達する。排出口３０６に到達した現像剤は排出口３０６から自由落下で現像容器２０の外に余剰現像剤として排出される。

ここで、第２のスパイラル部３０２（返しスクリュー）の長さ、直径、ピッチは、現像装置１０４の構成や排出条件、現像容器２０内の現像剤量、目標とする排出量に応じて適宜変更される。例えば、第２のスパイラル部３０２の長さが長過ぎると、必要以上に現像剤の排出が抑制される為に、現像剤の帯電性能の低下が進行してしまう。逆に例えば、第２のスパイラル部３０２の長さが短過ぎると、必要以上に現像剤が排出されて、現像剤量が少なくなり現像剤の現像スリーブ２４へのコートが不安定になる、等の課題が発生してしまう。

尚、本実施例の画像形成装置は、３５～７０ｐｐｍのワイドレンジの生産性に対応した画像形成装置である。即ち、本実施例の画像形成装置は、同一の装置ハード構成において、７０ｐｐｍ機ではプロセススピード３００ｍｍ／ｓｅｃ、３５ｐｐｍ機ではプロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃで画像形成する。さらに厚紙プリント時に十分な定着性を確保する為に、プロセススピードを切り換える制御を行っている。例えば３５ｐｐｍ機の厚紙モードでは、通常の普通紙モードのプロセススピード＝１５０ｍｍ／ｓｅｃに対して、厚紙モード＝１２０ｍｍ／ｓｅｃとする。

このようなプロセススピードの変化に対して、画像濃度を安定的に制御する為に、現像効率を安定させるべく、現像装置内の現像スリーブ２４や第１搬送スクリュー２２ａ及び第２搬送スクリュー２２ｂの回転速度も調整している。具体的には、７０ｐｐ機の普通紙等速モードでは現像スリーブ２４は５７３ｒｐｍ、第１搬送スクリュー２２ａ及び第２搬送スクリュー２２ｂは７００ｒｐｍで動いている。本実施例の３５ｐｐｍ機の普通紙等速モードでは、現像スリーブ２４は２８６ｒｐｍ、第１及び第２搬送スクリュー２２ａと２２ｂは３５０ｒｐｍである。本実施例の３５ｐｐｍ機の厚紙モードでは、現像スリーブ２４は２２９ｒｐｍ、第１搬送スクリュー２２ａ及び第２搬送スクリュー２２ｂは２８０ｒｐｍで回転駆動させている。

このように搬送スクリューが複数の回転速度を持つ場合、第２の搬送スクリュー２２ｂの第２のスパイラル部３０２の終端部に到達する現像剤量が変動する為、現像容器内の現像剤量が変動し易くなる。そこで本実施例では、第２の搬送スクリュー２２ｂの第２のスパイラル部３０２の搬送方向の最上流に、排出開口３０５を覆い隠すように、円板形状のつば部３０４を設けている。

つば部３０４は、第２の搬送スクリュー２２ｂの第１のスパイラル部３０１と第２のスパイラル部３０２との搬送能力の差によって、排出開口３０５に向かって搬送されてきた現像剤の慣性力の差を低減させる機能を持つ。つば部３０４は、第２のスパイラル部３０２の最上流部の羽根の切れ目から排出開口３０５へ落ち込む現像剤を無くし、現像剤の排出量を安定させる。また、つば部３０４は、第２のスパイラル部３０２の排出開口３０５に対向する末端を覆い隠してスクリュー羽根の谷部を排出開口３０５に露出させない。これにより、第２の搬送スクリュー２２ｂの回転速度が変動しても安定した排出量を確保できる。

さらに、本発明の現像装置におけるトナー濃度検知手段である透磁率センサ４０１について説明する。

透磁率センサ４０１には、電源電圧（本実施例では５．０Ｖ）印加用の束線と、制御電圧（本実施例では４．０～６．０Ｖ）印加用の束線と、アース用の束線と、検知結果の出力電圧用の束線の４つの束線が、制御部と繋がって配置されている。

透磁率センサ４０１は、センサ面近傍の透磁率を検知することを特徴とする。従って、トナー濃度が低くなると、センサ面近傍のキャリアの割合が相対的に増加し、透磁率が増加し、検知結果の出力電圧が上昇する。逆に、トナー濃度が高くなると、センサ面近傍のキャリアの割合が相対的に減少し、透磁率が減少し、検知結果の出力電圧が低下する。このような特性から、透磁率センサ４０１をトナー濃度検知手段として利用できる。

一方で、透磁率センサの出力は、同じトナー濃度の現像剤がセンサ面近傍に存在する場合でも、現像剤の嵩密度に応じて変化してしまう。

例えば、高温多湿環境においては現像剤のトナー帯電量が低下する為、トナー粒子間或いはキャリア粒子間のクーロン反発力が低下し、現像剤の嵩密度が上昇する。逆に、低温低湿環境においては現像剤のトナー帯電量が増加する為、トナー粒子間或いはキャリア粒子間のクーロン反発力が増加し、現像剤の嵩密度が低下する。このため、同じトナー濃度の現像剤においても、高温多湿環境下では低温低湿環境下よりも出力電圧が上昇する。

また、厚紙通紙モード時に、通常のプロセススピードの切り替えに伴って、現像スリーブ及び第１の搬送スクリュー、第２の搬送スクリューの回転速度が変化した時にも、透磁率センサのセンサ面近傍の現像剤の嵩密度が変化する。具体的には搬送速度が遅くなった影響で嵩密度が増大する方向に変化し、透磁率センサの出力電圧が増加してしまう。

従って、本実施例の現像装置では、現像装置の動作環境（温度、相対湿度、絶対水分量）及び、プロセススピード（等速モード、厚紙モード）に応じて、透磁率センサに印加する制御電圧を変更する制御を実行する。そして、本実施例の現像装置では、同一のトナー濃度に対しては、同一の出力電圧が出力されるように制御している。

本実施例の画像形成装置においては、図１に示すように従動ローラ１２２は、中間転写ベルト１２１を介して反射型濃度センサ１４０に略対向する位置に設けられたバックアップローラである。従動ローラ１２２は、中間転写ベルト１２１の内周面側から中間転写ベルト１２１を押し下げて中間転写ベルト１２１を支持する。なお、中間転写ベルト１２１の内周面側から当該中間転写ベルト１２１を支持する部材として、従動ローラ１２２の代わりに、簡易構成の摺動部材を設けても良い。

反射型濃度センサ１４０は、通常は入力画像のトナー付着量（濃度）を出力画像に忠実に再現させるためのトナー付着量制御を行う際に用いられる。反射型濃度センサ１４０は、中間転写ベルト１２１の外周面に形成されたトナーパッチＴからの反射光量を検出し、検出した反射光量を図６に示した制御コントローラ１５４に出力する。

図７は反射型濃度センサ１４０の構成を示す図である。センサ１４０は、ＬＥＤなどの発光部４１１、フォトダイオード等の受光部４１２ａと４１２ｂ、および発光部４１１の発光光量を制御するＩＣ４１３から構成される。

発光部４１１は、中間転写ベルト１２１の法線に対して４５度の角度で設置されており、中間転写ベルト１２１に光を照射する。正反射光量の受光部４１２ａは、中間転写ベルト１２１の法線を中心に発光部４１１と対称の位置に設置されており、トナーパッチＴからの正反射光を受光する。また、乱反射光量の受光部４１２ｂは、中間転写ベルト１２１の法線を中心に発光部４１１側に６０度の角度で設置されており、トナーパッチＴからの乱反射光を受光する。図７では、トナーパッチＴがセンサ１４０の検知領域を通過する場合が示されている。

ここで、トナーパッチＴについて、正反射と乱反射の両方を検知する理由を述べる。トナー載り量の多い高濃度トナーパッチにおいては、正反射Ｐ波が低下し飽和する傾向がある。このとき乱反射Ｓ波の光量は線形性を維持する傾向がある。一方、トナー載り量の少ない低濃度トナーパッチにおいては、乱反射Ｓ波が低下し飽和する傾向がある。このとき正反射Ｐ波の光量は線形性を維持する傾向がある。従って、低濃度～高濃度のトナー載り量のトナーパッチＴを精度良く検知する為には、正反射Ｐ波と乱反射Ｓ波の両方を併用して算出するのが良い。

ＩＣ４１３は、センサ１４０内の発光部４１１に印加する電圧を調整することで、発光部４１１の発光光量を制御する。発光光量が異なると、同一の対象物からの反射光量は異なる。すなわち、発光する光が強いほど、対象物からの反射光量は多くなる。ＩＣ４１３は、センサ１４０を、トナーパッチ濃度（パッチ画像の濃度）を検出する際に適した光量レベルで動作させる。

トナーパッチ濃度検出に適した光量レベルとは低濃度と高濃度の両方のトナーパッチに対して良好な感度が得られる光量である。低濃度トナーパッチの反射光量は、光量を下げていくと、反射光量の絶対値が小さくなり、中間転写ベルト表面の光沢ムラと区別がつきにくくなる傾向を持つ。また高濃度トナーパッチは光量を上げていくと、トナーパッチの濃度変化に対する感度が鈍くなる傾向を持つ。従って、トナーパッチ濃度の検出に適した光量レベルとして、低濃度トナーパッチの反射光量が下地表面光沢ムラと区別でき、かつ、高濃度トナーパッチの反射光量がトナーパッチの濃度変化に対して良好な感度を有する光量レベルであることが望ましい。

適切な光量レベルは、中間転写ベルト１２１の表面（トナー像が形成されていない中間転写ベルト１２１の表面）からの反射光量が目標の光量レベルになるように調整する。本実施形態では、中間転写ベルト表面の一周の平均反射光量が３．５±０．０５［Ｖ］となるような光量レベルが採用される。このように平均反射光量を調整することで、中間転写ベルト表面の光沢度が耐久で変化しても、正しく制御することが可能となる。

制御コントローラ１５４は、中間転写ベルト１２１の表面からの反射光量（電圧値）と、中間転写ベルト１２１上に形成されたトナーパッチからの反射光量（電圧値）との差分量（電圧値）を算出する。そして、制御コントローラ１５４は、その算出した差分量に基づいて、当該トナーパッチの付着量を検出する。

制御コントローラ１５４は、入力画像のトナー付着量を出力画像に忠実に再現させるため、出力画像を印字する時の画像形成条件を好適に変更する。制御コントローラ１５４は、中間転写ベルト１２１に形成されたトナーパッチの反射型濃度センサ１４０によるトナー付着量の検出結果に基づいて、画像形成処理における帯電電位、現像電位、露光量、現像装置内のトナー濃度目標値等の画像形成条件を変更する。

尚、本実施例の画像形成装置では、画像濃度制御に利用する反射型濃度センサ１４０は中間転写ベルト１２１の搬送方向に対して、画像形成装置の主走査方向の中央に配置されている。

次に、本実施例の画像形成装置の現像容器２０内のトナー濃度を安定化させるためのトナー補給制御について詳しく説明する。

まず、感光体ドラム１０１上に現像されるトナー量を安定制御させるためには、現像装置１０４の現像容器２０に収容されている現像剤のトナー濃度を安定制御させる必要がある。なぜならば、トナー濃度が高いとトナーとキャリアの摩擦帯電によるトナー電荷量が減少し、同じ静電潜像が形成されていても感光体ドラム１０１上へのトナー載り量が増加する傾向があるからである。当然、トナー濃度が低いと逆に、感光体ドラム１０１上へのトナー載り量が減少する傾向になる。従って、現像容器２０内のトナー濃度を安定制御することがまず重要になる。以下でトナー補給制御について説明する。

本実施例の画像形成装置では従来と同様に、ビデオカウント信号部２０７から来るビデオカウント信号情報と、透磁率センサであるトナー濃度検知センサ４０１からの検知結果と、の両方の情報を使って、トナー補給制御を実行する。

図８は本実施例におけるトナー補給制御シーケンスを説明するフローチャートである。

最初に画像形成がスタートすると、まず、ビデオカウント信号部２０７から来るビデオカウント信号値Ｖｃより、ビデオカウント信号の補給量変換テーブルを用いて、ビデオカウント補給量Ｍ１を算出する（ステップＳ１０１）。ここで、ビデオカウント信号の補給量変換テーブルとは、ビデオカウント信号値が大きい程に消費トナー量が多くなるため、必要なトナー補給量が多くなることを表したテーブルである。本実施例では具体的にはビデオカウント信号値Ｖｃ＝２００では、ビデオカウント補給量Ｍ１＝１２０ｍｇであり、ビデオカウント信号値Ｖｃ＝４００では、ビデオカウント補給量Ｍ１＝２４０ｍｇとなるような線形単調増加なテーブルである。

次に、透磁率センサであるトナー濃度検知センサ４０１の検知結果から、現像容器２０内の現像剤のトナー濃度ＴＤ比を算出する（ステップＳ１０２）。前述したようにトナー濃度検知センサ４０１は電源電圧５．０Ｖと制御電圧（４．０～６．０Ｖ）を印加しており、トナー濃度ＴＤ比が高いほど、出力値が小さい値が出力される。さらに、本実施例では従来からあるように、画質安定の為にトナー濃度ＴＤ比の目標値を現像装置の耐久に応じて適切に制御しており、前述の目標トナー濃度ＴＤｔａｒｇｅｔと現在のトナー濃度との差分ΔＴＤを算出する（ステップＳ１０３）。例えば目標トナー濃度ＴＤｔａｒｇｅｔ＝１０．０％に対して、ステップＳ１０２で検出したトナー濃度ＴＤ比＝９．７％であれば、ΔＴＤ＝０．３％である。

次に、ΔＴＤの値から、透磁率センサ（インダクタンスセンサ）が必要としているインダク補給量Ｍ２を算出する。（ステップＳ１０４）。ここで、現像容器２０内の中心現像剤量（本実施例では２００ｇ）と、前述したΔＴＤ（例では０．３％）の積により。現像容器内のトナー濃度ＴＤ比を目標値にするために不足しているトナー量は、中心現像剤量とΔＴＤとの積、即ち２００×０．３％＝０．６ｇと算出される。さらに、インダク補給量Ｍ２の算出の為にトナー濃度フィードバック率（ＦＢ率）α（本実施例では＝０．０５）を不足しているトナー量に積算し、インダク補給量Ｍ２は０．６×０．０５＝０．０３＝３０ｍｇと算出される。即ち、インダク補給量Ｍ２＝ΔＴＤ×現像剤量×ＦＢ率α、で算出する。尚、目標トナー濃度に対して、現在の検出されたトナー濃度が高い場合には、トナー濃度が過剰である為、インダク補給量Ｍ２はマイナスの値となる。

次に、前回補給からの残補給量Ｍ３を読み込み（ステップＳ１０５）、前述したビデオカウント補給量Ｍ１とインダク補給量Ｍ２と残補給量Ｍ３の和から、必要な補給量Ｍ４を算出する（ステップＳ１０６）。

ここで、算出された必要な補給量Ｍ４が０以下の値か？正の値か？を判断する（ステップＳ１０７）。

必要な補給量Ｍ４が０以下の場合、現像容器内のトナー濃度が目標値以上でありトナー濃度が過剰である事を表すので、必要な補給量Ｍ４＝０とし、さらに残補給量Ｍ３＝０として、補給を実施しない。残補給量Ｍ３＝０の値は次回の補給量計算に使用するべくステップＳ１０５に情報を伝える（ステップＳ１０８）。

必要な補給量Ｍ４が正の値の場合、現像容器内のトナー濃度が、画像による消費を考慮した場合にトナー濃度が不足する事を表すので、必要な補給量Ｍ４を補給するべく、具体的な補給動作の算出を始める。即ち、必要な補給量Ｍ４を、補給スクリュー１回転での補給量Ｍｂ（本実施例では１８０ｍｇ）で除算し、その商を補給スクリューの回転数Ｂとし、その余りを次の画像形成への残補給量Ｍ３とする（ステップＳ１０９）。

例えば、ビデオカウント信号値Ｖｃ＝４００よりビデオカウント補補給量Ｍ１＝２４０ｍｇで、目標トナー濃度ＴＤｔａｒｇｅｔ＝１０．０％に対して検出したトナー濃度ＴＤ比＝９．７％よりΔＴＤ＝０．３％でインダク補給量Ｍ２＝３０ｍｇである。前回補給からの残補給量Ｍ３＝２０ｍｇであるとする。この場合、必要な補給量Ｍ４＝２４０＋３０＋２０＝２９０ｍｇとなる。さらに必要な補給量Ｍ４＝２９０ｍｇを補給スクリュー１回転での補給量Ｍｂ＝１８０ｍｇで除算して、補給スクリューの回転数Ｂ＝１、次の残補給量Ｍ３＝１１０ｍｇと算出される。

そして、上記で算出された補給スクリュー回転数Ｂ（例では１）だけ、補給スクリューを回転させるよう駆動制御装置に実行命令を伝え、補給を実施する（ステップＳ１１０）。

最後に、画像形成が終了したか判断し（ステップＳ１１１）、画像形成が継続する場合にはステップＳ１０１に戻り、画像形成が終了する場合には、画像形成終了の動作を実行する。

以上のように本実施例では図８のフローチャートに従ったドナー補給制御を行うことで現像容器２０内のトナー濃度ＴＤ比を安定制御している。

ここから、本発明の最も特徴的な部分について詳しく説明する。即ち、レーザー発光素子１０３の露光光量を決定する基本的な画像濃度の安定化制御と、主走査方向（長手）の面内濃度ムラの補正制御について説明する。

まず、基本的なレーザー光量を適切に決定する濃度安定化制御を説明し、その上で、面内濃度ムラの補正制御について詳しく説明する。

＜本実施例の画像形成装置の濃度制御の概要＞
まず、基本的なレーザー光量を決定する制御を説明する。即ち、レーザー発光素子１０３の露光光量は以下のようにして決定する。所定枚数毎に（本実施例では１０００枚毎）ダウンタイムを設けて、レーザー発光素子１０３の露光光量を５段階に振ったパッチ画像を形成し、反射型濃度センサ１４０にて、パッチ画像の濃度を検知する。ここから、Ｘ軸をレーザー露光光量、Ｙ軸をパッチ画像の検知濃度とした線形補間の一次関数を求める。そして、予め定めておいた目標となるパッチ画像濃度になるレーザー露光光量を、前述した線形補間によって決定された一次関数から決定する。

＜本実施例の画像形成装置の主走査方向の面内濃度ムラ補正制御の概要＞
次に、本実施例の最も特徴的な部分である、主走査方向の面内濃度ムラ補正制御について詳しく説明する。

電子写真方式では、現像スリーブ２４と感光体ドラム１０１との間の最短距離（ＳＤギャップ）の長手のムラによって、同一の静電潜像に対するトナー現像量が長手で異なりムラになってしまう。

また、前述したレーザー露光光量の決定制御によって決定されたレーザー露光光量も、レーザースキャナユニット内のミラーの反射率や、感光体ドラムに対する露光光路距離のバラツキによって、長手の光量ムラが発生してしまう。

本実施例では、この主走査方向（＝長手）の濃度ムラを、補正テーブルを用いて補正する。以下、この補正テーブルを、長手濃度ムラ補正テーブルと呼ぶ。長手濃度ムラ補正テーブルは制御コントローラ１５４内にある不揮発メモリ（ＲＡＭ２１１、記憶手段）にて、レーザー露光光量の補正プロファイルとして記憶されている。

ここで、長手濃度ムラ補正テーブルに格納されているのは、各レーザー露光光量における補正値（露光装置が像担持体を露光する際の像担持体の主走査方向の露光の位置ごとの露光量に関する情報の補正値）である。レーザー露光光量を、感光体ドラム１０１の長手位置に応じて微調整する制御となり、これにより長手濃度ムラを抑制する。

まず、上記の長手濃度ムラ補正テーブルの作成フローについて図９を参照して説明する。本実施例１の画像形成装置が起動すると、ユーザーインターフェース部（液晶ディスプレイ等）に長手濃度ムラ補正を実施するボタンが表示される（ステップＳ２０１）。ユーザーがボタンを押すと、前述のようにレーザー露光光量の決定制御にて決定されたレーザー光量で、まず、工場出荷時に予め定めておいた長手濃度ムラ補正テーブルに従って、露光を実施する。そして、パッチ画像を形成して記録材用紙に画像を出力する（ステップＳ２０２）。本実施例ではパッチ画像は図１０のような画像になっている。長手全域に各色ＹＭＣＫの反射濃度０．８付近を狙ったハーフトーンの画像帯を作成している。図１０のようなパッチ画像出力物を、リーダー（読取手段）で読み取り（ステップＳ２０３）、その読み取り結果から制御コントローラ１５４が、工場出荷時に予め定めておいた長手濃度ムラ補正テーブルを作成更新する（ステップＳ２０４）。ここで長手濃度ムラ補正テーブルを更新した時の、直前１００イメージ分の平均画像Ｄｕｔｙを記憶しておく（ステップＳ２０５）。このステップの目的については後述する。そして画像形成を再開できるＲｅａｄｙ状態にする。

尚、本実施例では、前述したように予め工場出荷時において初期の長手濃度ムラ補正テーブルを作成している。これは工場出荷時に、長手のレーザー露光光量のムラを予め治工具で測定しておき、そこから初期の長手濃度ムラ補正テーブルを画像形成装置の個体毎に作成している物である。

尚、本実施例では図１０のような反射濃度０．８付近を狙ったハーフトーンの画像帯を作成しているが、より補正精度を高める為に、例えば反射濃度０．４と０．６と０．８と１．０と１．２の５段階の濃度の長手帯を作成するようなパッチ画像を出力しても良い。

ここから、本実施例の最も特徴的な部分である、長手濃度ムラ補正テーブルの細かい更新の仕方の制御について詳しく説明する。

前述した図９のフローのように、画像形成装置のユーザーインターフェースを用いて、ユーザーに長手の面内濃度ムラを抑制するような調整作業を実施させることは、ユーザーの手間になってしまう。そこで本発明者は、本実施例１では、後述するような画像形成装置の特徴を加味して、フィードフォワード制御にて、自動で長手濃度ムラ補正テーブルを更新する。そして、定期的なパッチ画像の形成によるダウンタイムを抑制することと、長手方向の面内濃度ムラを抑制することとを両立させるものである。以下にその詳細を説明する。

まず、画像形成装置の現像装置１０４の特徴として、前述したように、現像領域Ａにて感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ２４の回転方向（図示では反時計回り方向）に沿って搬送されていく。そして、非回転状態で設置されたマグネットローラ２４ｍのＳ２極とＳ３極（この２つの極が同極性なので反発極となっている）の間の斥力発生領域にて、現像室２１ａに配置された搬送部材である第１の搬送スクリュー２２ａの上に、斥力と重力によって落下する。

このような現像装置においては、現像領域Ａによる現像工程でトナー濃度が低下した現像剤が、現像室２１ａに戻り、第１の搬送スクリュー２２ａの搬送方向下流側に運ばれて（長手方向に移動して）、再び現像領域Ａに運ばれていく。即ち、長手方向の第１の搬送スクリュー２２ａの搬送方向下流側に行くほど、現像剤のトナー濃度が低下する傾向がある。さらに、画像Ｄｕｔｙ（画像比率、画像印字率、或いは、ビデオカウント信号量のベタ時に対する比率）が高い程、現像領域Ａにて感光体ドラム１０１側に使用されるトナー量が多い。故に、長手方向の第１の搬送スクリュー２２ａの搬送方向下流側に行くほど、現像剤のトナー濃度が低下する傾向が顕著になる。

ここで、図１１にて、本実施例１の現像容器２０内のトナー濃度の時間推移を長手の各位置で比較した図（特に画像印字率が高い、ビデオカウント信号で５２９のベタ画像を連続で画像形成した場合の図）を示す。前述したように、まず感光体ドラム１０１へのトナー消費による現像剤のトナー濃度ダウンが発生するが、その傾向が現像室２１ａの搬送方向下流側になるほどダウン量が顕著になる。前述したトナー補給制御によってトナー濃度は安定制御されるが、連続耐久後の長手方向のトナー濃度は、現像室２１ａの現像剤搬送方向上流のトナー濃度が高く、下流側のトナー濃度が低い状態で安定化してしまう。

従って、画像印字率に応じて、長手方向の現像剤のトナー濃度ムラが発生することに着目して、本実施例１では以下のように自動的に長手濃度ムラ補正テーブルを更新することで、長手の面内濃度ムラを抑制する。

改めて、本実施例１では、図９の長手濃度ムラ補正テーブルの作成フローにて、長手濃度ムラ補正テーブルを更新した時の、直前１００イメージ分の平均画像ＤｕｔｙをＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値として記憶しておく（ステップＳ２０５）ことがポイントとなる。ここで平均画像Ｄｕｔｙは、直前１００イメージ分のビデオカウント信号の平均値を、ベタ時のビデオカウント信号５２９で割り算した値であり、０～１００％までの値をとる。

つまり、パッチ画像の検知結果によって長手濃度ムラ補正テーブルを更新した時は、更新した瞬間のある平均画像Ｄｕｔｙによる長手の現像剤トナー濃度ムラが存在する状態では、適切な長手濃度ムラ補正テーブルになっている。一方、その後の画像形成装置の耐久で平均画像Ｄｕｔｙが変化した場合には、補正テーブルが適切でなくズレてくる。従って、図９のフローチャートのように、長手濃度ムラ補正テーブルを更新した時の、その瞬間の平均画像Ｄｕｔｙを記憶しておくことがポイントとなり、その後の平均画像Ｄｕｔｙの変化に対応する必要がある。

以下で、平均画像Ｄｕｔｙの変化に対応できる本実施例１の長手濃度ムラ補正テーブルの更新フローについて図１２を参照にして説明する。

まず、ステップＳ３０１として、各ページ毎（各画像イメージ毎）の後端にて現在の平均画像Ｄｕｔｙ（直前の１００イメージ分）を算出しＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値として記憶する。

次に、ステップＳ３０２として、前回の長手濃度ムラ補正テーブルを更新した時の平均画像ＤｕｔｙであるＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値と、Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値との差分の絶対値を算出し、閾値Ａと比較して小さいか否かを判断する。ここで本実施例では閾値Ａは５％とする。ここでＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値とＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値との差分の絶対値が閾値Ａよりも小さいならば、前回の長手濃度ムラ補正テーブル作成時からの平均画像Ｄｕｔｙの変化が小さいということである。故に、長手濃度ムラ補正テーブルをそのまま使い続ける。

一方で、Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値とＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値との差分の絶対値が閾値Ａ以上に大きい（所定値よりも大きい）ならば、前回の長手濃度ムラ補正テーブル作成時からの平均画像Ｄｕｔｙの変化が大きいということである。そのため、長手濃度ムラ補正テーブルを更新する必要がある。そこでこの場合はステップＳ３０３にて長手濃度ムラ補正テーブルを更新する。

さらに、長手濃度ムラ補正テーブルを更新した場合には、その時の平均画像Ｄｕｔｙを新たなＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値として記憶しておく（ステップＳ３０４）。ここまでのフローを実行してから画像形成を再開する。

ここで、本実施例１のステップＳ３０３での長手濃度ムラ補正テーブルの更新をどのように実行するかを以下で図１３を参照して説明する。

まず、説明を分かり易くするために、前回の長手濃度ムラ補正テーブルの更新時の平均画像ＤｕｔｙであるＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値は５％であると仮定する。また、今回の更新しようとしている状態での平均画像ＤｕｔｙであるＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値は４０％であると仮定する。Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値とＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値との差分の絶対値＝３５％が閾値Ａ（＝５％）以上なので、長手濃度ムラ補正テーブルの修正が必要な状態と考えられる。

ここで、図１３－Ａは、更新前の長手濃度ムラ補正テーブルを示している。横軸を長手位置０～３０までとして、各位置に対してレーザー露光光量の補正係数が定められている。

次に、図１３－Ｂは、平均画像Ｄｕｔｙによって異なる、レーザー露光光量の補正係数の微調整係数を示している。横軸を長手位置０～３０までとして、各位置に対してレーザー露光光量の補正係数を更に微調整する係数となっている。ここで長手位置０は現像室２１ａの現像剤搬送方向の上流側であり、長手位置３０は下流側になっている。平均画像Ｄｕｔｙが高い４０％（図の●印）の場合は平均画像Ｄｕｔｙが低い５％の場合（図の▲印）と比較して、長手位置が現像室２１ａの下流側に行くほど、微調整係数が大きくなっていることが分かる。

ここから各長手位置０～３０に対して図１３に示した計算式に従う。即ち、更新前の長手濃度ムラ補正テーブルの補正係数に対して、Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｂａｓｅ値における微調整係数（図１３－Ｂ参照）とＤｕｔｙ＿ａｖｅ＿ｎｏｗ値における微調整係数（図１３－Ｂ参照）の比率を掛け合わせる。尚、図１３において、ｏｌｄ補正係数とは、更新前の長手濃度ムラ補正テーブルの補正係数のことである。これにより、新たな長手濃度ムラ補正テーブルの補正係数を長手各位置に対して算出することができる。その結果が図１３－Ｃにて示されており、新たな長手濃度ムラ補正テーブルは、長手位置が３０に近づくほど、即ち現像室２１ａの現像剤搬送方向の下流側に近づく程、補正係数が少し大きくなっておりレーザー露光光量を強くしていることが分かる。

このような本実施例１の制御構成により、現像室２１ａの現像剤搬送方向の下流側でのトナー濃度ダウンによる影響をフィードフォワード制御により補正し、長手の面内濃度ムラを抑制することができる。

尚、本実施例では平均画像Ｄｕｔｙ（平均画像比率）は直前の１００イメージ分の平均値としたが、当然この範囲の平均値に限る訳では無い。図１１のような現像装置のトナー消費とトナー補給によるトナー濃度変化の特性を確認することで、適切な平均範囲にすることが望ましい。一般に現像剤量が少なくトナー消費の影響を受け易い現像装置であれば、平均画像Ｄｕｔｙを算出する範囲を短い期間（例えば本実施例１より少ない３０イメージの平均値）にするのが望ましい。逆に、現像剤量が多くトナー消費の影響を受け難い現像装置であれば、平均画像Ｄｕｔｙを算出する範囲を長い期間（例えば本実施例１より長い５００イメージの平均値）にするのが望ましい。

また、本実施例では長手各位置を０～３０までに分割しているが、より精度を出すために更に細かく分割しても良い。ただし、細かく分割するほど、より精度を出すことができる点でメリットがあるが、制御パラメータの算出にＣＰＵ２０６の計算時間が掛かる点に留意する必要がある。

以上説明したように実施例１では、画像形成手段（画像形成手段は、像担持体、露光装置、現像装置を有する）によって形成されたパッチ画像の濃度に基づいて、記憶手段に記憶された情報を更新した。記憶手段に記憶された当該情報は、露光装置が前記像担持体を露光する際の像担持体の主走査方向の露光の位置ごとの露光量に関する情報である。記憶手段に記憶された当該情報を更新する第１の時点での平均画像比率を第１の比率とし、第１の時点よりも後であって且つ記憶手段に記憶された当該情報を次に更新するよりも前の第２の時点での平均画像比率とする。そして、実施例１では、第１の比率（第１の時点での平均画像比率）よりも第２の比率（第２の時点での平均画像比率）の方が所定値よりも大きい場合、第２の比率（第２の時点での平均画像比率）に基づいて、記憶手段に記憶された当該情報を補正した。尚、第１の時点での平均画像比率よりも第２の時点での平均画像比率の方が所定値よりも小さい場合、記憶手段に記憶された当該情報を更新しない。このような実施例１によれば、定期的なパッチ画像の形成によるダウンタイムを抑制することと、長手方向の面内濃度ムラを抑制することとを両立させることができる。

＜実施例２＞
前述の実施例１では、平均画像Ｄｕｔｙに応じて長手濃度ムラ補正テーブルを更新していくことで、面内濃度ムラを定常的に抑制する画像形成装置を提供できることを説明した。

しかしながら、本発明者が実施例１のような画像形成装置で更なる検討を進めた結果、画像形成装置の設置してある環境、特に相対湿度の変動によってトナーの電荷量が変化し、長手濃度ムラ補正テーブルを修正する必要があることが分かった。

そこで本実施例２では、画像形成装置１０の設置環境（画像形成装置の周囲の湿度、特に相対湿度）の変化に応じて、長手濃度ムラ補正テーブルを適宜修正する。

本実施例２の制御のフローチャート図を図１４と図１５に示す。基本的な思想は、実施例１と同様である。本実施例では環境センサ（画像形成装置の周囲の湿度を検出する検出手段）によって検知された相対湿度の結果に応じて、長手濃度ムラ補正テーブルを更に微調整する。

図１４のステップＳ４０６にあるように、実施例１に加えて、長手濃度ムラ補正テーブルを作成した時の相対湿度をＥｎｖ＿ｂａｓｅ値として記憶する。そして図１５のステップＳ５０５においてＥｎｖ＿ｂａｓｅ値とＥｎｖ＿ｎｏｗ値との差分の絶対値を算出し、これが閾値Ｂ（本実施例では相対湿度２０％）を超えた場合には、ステップＳ５０６にて長手濃度ムラ補正テーブルを修正する。具体的には、相対湿度２０％を超える場合は、相対湿度２０％を超えない場合と比べて、レーザー露光光量が弱くなるように長手濃度ムラ補正テーブルを補正する。そして、ステップＳ５０７にてＥｎｖ＿ｂａｓｅ値にＥｎｖ＿ｎｏｗ値を入力して記憶する。

このような本実施例２の制御構成により、現像室２１ａの現像剤搬送方向の下流側でのトナー濃度ダウンによる影響をフィードフォワード制御により補正し、長手の面内濃度ムラをより抑制することができる。

以上説明したように実施例２では、第１の時点での平均画像比率よりも第２の時点での平均画像比率の方が所定値以上大きい場合、第２の時点で検出手段によって検出された湿度及び第２の時点での平均画像比率に基づいて、記憶手段に記憶された情報を補正した。記憶手段に記憶された当該情報は、露光装置が前記像担持体を露光する際の像担持体の主走査方向の露光の位置ごとの露光量に関する情報である。

＜その他の実施例＞
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施形態の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

上記実施例では、図１に示したように、中間転写ベルト１２１を用いる構成の画像形成装置を例に説明したが、これに限られない。感光体ドラム１０１に順に記録材用紙を直接接触させて転写を行う構成の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

また、上記実施例では、２成分現像方式（トナーとキャリア）を用いた構成の画像形成装置を例に説明したが、これに限られない。１成分現像方式（トナー）を用いた構成の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

１０ 画像形成装置
２０ 現像容器
２２ａ 第１の搬送スクリュー
２４ 現像スリーブ
１０１ 感光体ドラム
１０３ レーザー
１０４ 現像装置
２０６ ＣＰＵ
２１１ ＲＡＭ

Claims (3)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するために前記像担持体を露光する露光装置と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器に収容された前記現像剤を搬送する搬送部材と、前記像担持体に形成された静電像を現像する位置に前記現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、を含む現像装置と、を有する画像形成手段と、
   前記露光装置が前記像担持体を露光する際の前記像担持体の主走査方向の露光の位置ごとの露光量に関する情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて前記露光装置を制御する制御手段と、
   前記画像形成手段によって形成されたパッチ画像の濃度に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記情報を更新する更新手段と、
   前記更新手段が前記記憶手段に記憶された前記情報を更新する第１の時点での平均画像比率よりも、前記第１の時点よりも後であって且つ前記更新手段が前記記憶手段に記憶された前記情報を次に更新するよりも前の第２の時点での平均画像比率の方が所定値よりも大きい場合、前記第２の時点での平均画像比率に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記情報を補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記更新手段は、前記第１の時点での平均画像比率よりも前記第２の時点での平均画像比率の方が前記所定値よりも小さい場合、前記記憶手段に記憶された前記情報を更新しない
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置の周囲の湿度を検出する検出手段を更に備え、
   前記補正手段は、前記第１の時点での平均画像比率よりも前記第２の時点での平均画像比率の方が前記所定値よりも大きい場合、前記第２の時点で前記検出手段によって検出された前記湿度及び前記第２の時点での平均画像比率に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
   

Images