JP3250549B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、帯電手段によっ
て感光体の表面を帯電させた後、この感光体の表面に静
電潜像を形成し、さらに現像手段によって前記静電潜像
をトナーにより顕在化してトナー像を形成する画像形成
装置および画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置では、感光体およ
びトナーの疲労・経時変化や、装置周辺における温湿度
の変化などに起因して、画像濃度が変化することがあ
る。そこで、従来よりトナー像の画像濃度に影響を与え
る濃度制御因子、例えば帯電バイアス、現像バイアス、
露光量などを適宜調整して画像濃度を安定化させる技術
が数多く提案されている。例えば、特開平９−５０１５
５号公報に記載の発明では、３ドットラインのペア群を
３ドットおきに出力してなるパッチ画像を感光体ドラム
上に形成し、このパッチ画像をセンサによって読み取る
ことでライン幅を検出している。そして、こうして検出
されるライン幅に基づき、レーザーパワーを制御するこ
とで所望のライン幅が得られるように露光量を調整し、
理想のライン線画像を得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、線画像
の基本はレーザービーム１本で描画される１ドットライ
ンであり、従来例の如く複数ドットラインのライン幅を
制御しただけでは線画像を十分に調整したとはいえな
い。

【０００４】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、線画像の画像濃度を安定化させることができる画
像形成装置および画像形成方法を提供することを目的と
する。

【０００５】この発明は、帯電手段によって感光体の表
面を帯電させた後、この感光体の表面に露光手段により
静電潜像を形成し、さらに現像手段によって前記静電潜
像をトナーにより顕在化してトナー像を形成する画像形
成装置および画像形成方法に関するものであり、上記目
的を達成するため、以下のように構成している。この発
明にかかる画像形成装置は、前記感光体上で互いに離隔
配置された複数本の１ドットラインで構成されるパッチ
画像用静電潜像をトナーにより顕在化することで得られ
るパッチ画像、あるいは当該パッチ画像を転写媒体に転
写することで得られるパッチ画像の画像濃度を検出する
濃度検出手段と、トナー像の画像濃度に影響を与える濃
度制御因子を変化させることによって前記感光体の表面
電位のうち１ドットラインの表面電位を変化させながら
複数のパッチ画像を形成するとともに、前記濃度検出手
段によって検出された各パッチ画像の画像濃度に基づき
トナー像の画像濃度を目標濃度に調整する制御手段とを
備えている。そして、前記濃度検出手段が複数本の１ド
ットラインが入る検出領域を有するように構成してい
る。

【０００６】この発明にかかる画像形成方法は、互いに
離隔配置された複数本の１ドットラインで構成されるパ
ッチ画像用静電潜像を複数個、トナー像の画像濃度に影
響を与える濃度制御因子を変化させることによって前記
感光体の表面電位のうち１ドットラインの表面電位を変
化させながら、前記感光体上に形成する工程と、各パッ
チ画像用静電潜像をトナーにより顕在化して複数のパッ
チ画像を形成する工程と、複数本の１ドットラインが入
る検出領域を有する濃度検出手段によって前記複数のパ
ッチ画像の画像濃度をそれぞれ検出する工程と、各パッ
チ画像の画像濃度に基づきトナー像の画像濃度を目標濃
度に調整する工程とを備えている。

【０００７】これらの発明では、互いに離隔配置された
複数本の１ドットラインで構成されるパッチ画像が、ト
ナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子を変化さ
せながら、複数個形成される。そして、各パッチ画像の
画像濃度が、複数本の１ドットラインが入る検出領域を
有する濃度検出手段によって、検出される。この後、こ
れらの画像濃度に基づきトナー像の画像濃度が目標濃度
に調整されて１ドットラインからなる線画像の画像濃度
の安定化が図られる。

【０００８】なお、画像濃度の調整については、例えば
次のように行ってもよい。すなわち、トナー像の画像濃
度に影響を与える濃度制御因子として帯電手段に与える
帯電バイアスを変化させながら、複数のトナー像をパッ
チ画像として順次形成した後、各パッチ画像の濃度を検
出し、それらの画像濃度に基づいて目標濃度を得るため
に必要な最適帯電バイアスを決定すればよい。

【０００９】また、帯電バイアスを変化させる際、段階
的に増大させるのが望ましい。というのも、帯電バイア
スをステップ的に変化させる場合、減少方向よりも増大
方向に変化させる方が電源の応答性の点で優れているか
らである。このように帯電バイアスを段階的に変化させ
る具体的な手段として、接触帯電を用いることができ
る。

【００１０】また、パッチ画像を構成する複数本の１ド
ットラインについては、相互にほぼ平行であり、しか
も、隣接する１ドットライン同士がｎライン間隔（ｎ≧
２の整数）だけ離隔しているのが望ましい。また、濃度
検出手段の検出領域の大きさをφとし、画像形成装置の
解像度をＲとすれば、隣接する１ドットライン同士のラ
イン間隔ｎを、 ｎ≦（φ・Ｒ−１０）／１０ に設定するのが望ましく、さらには、 ｎ≦（φ・Ｒ−２０）／２０ に設定するのがより好適である。このように、ライン間
隔ｎの上限値および下限値を設定するのが望ましい理由
については、後の「発明の実施の形態」および「実施
例」の項で詳述する。

【００１１】さらに、パッチ画像を、複数本の１ドット
ラインを格子状に配置してなる格子画像で構成してもよ
く、この場合、複数本の１ドットラインを平行配置した
パッチ画像に比べて濃度検出手段の検出領域に入るライ
ン数が増えてより検出感度が増大する。

【００１２】

【発明の実施の形態】Ａ．画像形成装置の全体構成 図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態
を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電
気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置
は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、
ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラ
ー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用
いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成
装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像
信号が制御ユニット１のメインコントローラ１１に与え
られると、このメインコントローラ１１からの指令に応
じてエンジンコントローラ１２がエンジン部Ｅの各部を
制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成す
る。

【００１３】このエンジン部Ｅでは、像担持体ユニット
２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。す
なわち、像担持体ユニット２は、図１の矢印方向に回転
可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周
りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ロー
ラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３
Ｍ，２３Ｋ、およびクリーニング部２４がそれぞれ配置
されている。帯電ローラ２２は帯電バイアス発生部１２
１から高電圧が印加されており、感光体２１の外周面に
当接して外周面を均一に帯電させる。

【００１４】そして、この帯電ローラ２２によって帯電
された感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３から
レーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット３は、図２
に示すように、画像信号切換部１２２と電気的に接続さ
れており、この画像信号切換部１２２を介して与えられ
る画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露
光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形
成する。例えば、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１
２３からの指令に基づき、画像信号切換部１２２がパッ
チ作成モジュール１２４と導通している際には、パッチ
作成モジュール１２４から出力されるパッチ画像信号が
露光ユニット３に与えられてパッチ潜像が形成される。
一方、画像信号切換部１２２がメインコントローラ１１
のＣＰＵ１１１と導通している際には、ホストコンピュ
ータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介し
て与えられた画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１
上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静
電潜像が形成される。

【００１５】こうして形成された静電潜像は現像部２３
によってトナー現像される。すなわち、この実施形態で
は現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シア
ン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およ
びブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に
沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３
Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接
離自在に構成されており、エンジンコントローラ１２か
らの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ、２３Ｍ、
２３Ｃ、２３Ｂのうちの一の現像器が選択的に感光体２
１に当接するとともに、現像バイアス発生部１２５によ
って高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体
２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化
する。

【００１６】現像部２３で現像されたトナー像は、ブラ
ック用現像器２３Ｋとクリーニング部２４との間に位置
する一次転写領域Ｒ1で転写ユニット４の中間転写ベル
ト４１上に一次転写される。なお、この転写ユニット４
の構造については後で詳述する。

【００１７】また、一次転写領域Ｒ1から周方向（図１
の矢印方向）に進んだ位置には、クリーニング部２４が
配置されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残
留付着しているトナーを掻き落とす。

【００１８】次に、転写ユニット４の構成について説明
する。この実施形態では、転写ユニット４は、ローラ４
２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７に掛け渡された
中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１に転写
された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写
ローラ４８とを備えている。この中間転写ベルト４１に
は、転写バイアス発生部１２６から一次転写電圧が印加
されている。そして、カラー画像をシートＳに転写する
場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を
中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー像を形成す
るとともに、給排紙ユニット６の給紙部６３によってカ
セット６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセット
（図示省略）からシートＳを取出して二次転写領域Ｒ2
に搬送する。そして、このシートＳに、カラー像を二次
転写してフルーカラー画像を得る。また、モノクロ画像
をシートＳに転写する場合には、感光体２１上にブラッ
クトナー像のみを中間転写ベルト４１上に形成し、カラ
ー画像の場合と同様にして二次転写領域Ｒ2に搬送され
てきたシートＳに転写してモノクロ画像を得る。

【００１９】なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の
外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトク
リーナ４９によって除去される。このベルトクリーナ４
９は、中間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向し
て配置されており、適当なタイミングでクリーナブレー
ドが中間転写ベルト４１に対して当接してその外周面に
残留付着しているトナーを掻き落す。

【００２０】また、ローラ４３の近傍には、後述するよ
うにして中間転写ベルト４１の外周面に形成されるパッ
チ画像の濃度を検出するためのパッチセンサＰＳが配置
されるとともに、中間転写ベルト４１の基準位置を検出
するための同期用読取センサＲＳが配置されている。

【００２１】図１に戻ってエンジン部Ｅの構成説明を続
ける。転写ユニット４によってトナー像が転写されたシ
ートＳは、給排紙ユニット６の給紙部６３によって所定
の給紙経路（２点鎖線）に沿って二次転写領域Ｒ2の下
流側に配設された定着ユニット５に搬送され、搬送され
てくるシートＳ上のトナー像をシートＳに定着する。そ
して、当該シートＳはさらに給紙経路６３０に沿って排
紙部６４に搬送される。

【００２２】この排紙部６４は２つの排紙経路６４１
ａ，６４１ｂを有しており、一方の排紙経路６４１ａは
定着ユニット５から標準排紙トレイに延びるとともに、
他方の排紙経路６４１ｂは排紙経路６４１ａとほぼ平行
に、再給紙部６６とマルチビンユニットとの間に延びて
いる。これらの排紙経路６４１ａ，６４１ｂに沿って３
組のローラ対６４２〜６４４が設けられており、定着済
みのシートＳを標準排紙トレイやマルチビンユニット側
に向けて排出したり、その他方面側にも画像を形成する
ために再給紙部６６側に搬送したりする。

【００２３】この再給紙部６６は、図１に示すように、
上記のように排紙部６４から反転搬送されてきたシート
Ｓを再給紙経路６６４（２点鎖線）に沿って給紙部６３
のゲートローラ対６３７に搬送するものであり、再給紙
経路６６４に沿って配設された３つの再給紙ローラ対６
６１〜６６３で構成されている。このように、排紙部６
４から搬送されてきたシートＳを再給紙経路６６４に沿
ってゲートローラ対６３７に戻すことによって給紙部６
３においてシートＳの非画像形成面が中間転写ベルト４
１を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。

【００２４】なお、図２において、符号１１３はホスト
コンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１
２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコン
トローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２
７はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ
１２３における演算結果などを一時的に記憶するための
ＲＡＭであり、さらに符号１２８はＣＰＵ１２３で行う
演算プログラムなどを記憶するＲＯＭである。

【００２５】Ｂ．画像形成装置における濃度調整動作 次に、上記のように構成され画像形成装置における画像
の濃度調整動作について説明する。

【００２６】図３は、図１の画像形成装置における濃度
調整動作を示すフローチャートである。この画像形成装
置では、同図に示すように、ステップＳ１で濃度調整動
作を実行して現像バイアスおよび帯電バイアスを更新設
定する必要があるか否かが判断される。例えば、画像形
成装置本体のメイン電源を投入した後、画像を形成でき
る状態になると、バイアス設定を開始するように構成し
てもよい。また、装置本体内に設けられたタイマー（図
示省略）によって連続使用時間を計測し、数時間毎にバ
イアス設定を開始するようにしてもよい。

【００２７】このステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断され
てバイアス設定が開始されると、ステップＳ２，Ｓ３を
実行して最適現像バイアスを算出し、それを現像バイア
スとして設定する（ステップＳ４）。また、それに続い
て、ステップＳ５を実行して最適帯電バイアスを算出
し、それを帯電バイアスとして設定する（ステップＳ
６）。こうして、現像バイアスおよび帯電バイアスの最
適化が行われる。以下、現像バイアス算出処理（ステッ
プＳ３）および帯電バイアス算出処理（ステップＳ５）
の内容について、それぞれ詳細に説明する。

【００２８】Ｂ−１．現像バイアス算出処理 図４は、図３の現像バイアス算出処理の内容を示すフロ
ーチャートである。この現像バイアス算出処理（ステッ
プＳ３）では、まず画像形成装置本体のメイン電源が投
入された後、最初に行われるのか、あるいは２回目以降
であるのかを判断する（ステップＳ３０１）。そして、
初回と判断した場合には、すべての色（この実施形態で
は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、
ブラック（Ｋ）の４色）についてパッチ画像を形成する
旨の設定を行った（ステップＳ３１１）後、ステップＳ
３１２に進んで比較的広いレンジで、しかも比較的広い
間隔で段階的に現像バイアスを変化させながら、複数の
パッチ画像を形成し、各パッチ画像の濃度に基づき最適
画像濃度を得るために必要な現像バイアスを暫定的に求
める。その処理内容について、図５をおよび図６参照し
つつ詳述する。

【００２９】図５は、図４の広レンジでのバイアス算出
処理の内容を示すフローチャートである。また、図６
は、図５の処理内容、および後で説明する狭レンジでの
バイアス算出処理の内容を示す模式図である。この算出
処理では、パッチ画像を作成する色を最初の色、例えば
イエローに設定する（ステップＳ３１２ａ）。そして、
帯電バイアスを予めステップＳ２で設定した既定値で、
かつ広レンジの範囲内で現像バイアスを比較的広い間隔
（第１間隔）で４段階に設定する（ステップＳ３１２
ｂ）。例えば、この実施形態では、現像バイアス発生部
１２５によって現像部２３に供給可能な現像バイアスの
可変帯域（Ｖb01〜Ｖb10）全体を広レンジとして設定
し、この広レンジ（Ｖb01〜Ｖb10）内のうち４点Ｖb0
1，Ｖb04，Ｖb07，Ｖb10を現像バイアスとして設定して
いる。このように、この実施形態では、第１間隔Ｗ1
を、 Ｗ1＝Ｖb10−Ｖb07＝Ｖb07−Ｖb04＝Ｖb04−Ｖb01 としている。

【００３０】このようなバイアス設定で４つのイエロー
ベタ画像（図７）を感光体上に順次形成し、さらに図８
（ａ）に示すように、これらを中間転写ベルト４１の外
周面に転写して第１パッチ画像ＰＩ1を形成する（ステ
ップＳ３１２ｃ）。なお、この実施形態では、第１パッ
チ画像ＰＩ1をベタ画像としているが、その理由につい
ては後で詳述する。

【００３１】次のステップＳ３１２ｄは、すべてのパッ
チ作成色についてパッチ画像を作成したか否かを判断
し、「ＮＯ」と判断される間は、パッチ作成色を次の色
に設定し（ステップＳ３１２ｅ）、ステップＳ３１２
ｂ，Ｓ３１２ｃを繰り返して図８（ｂ）〜（ｄ）に示す
ようにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）
の順序で中間転写ベルト４１の外周面上に第１パッチ画
像ＰＩ1をさらに形成していく。

【００３２】一方、ステップＳ３１２ｄで「ＹＥＳ」と
判断すると、１６（＝４種類×４色）個のパッチ画像Ｐ
Ｉ1の画像濃度をパッチセンサＰＳで測定する（ステッ
プＳ３１２ｆ）。この実施形態では、すべてのパッチ作
成色についてパッチ画像ＰＩ1を形成した後で、一括し
てパッチ画像ＰＩ1の画像濃度を測定しているが、各パ
ッチ作成色のパッチ画像ＰＩ1を形成する毎にパッチ画
像ＰＩ1の画像濃度を順次測定するようにしてもよい。
この点に関しては、後のバイアス算出処理（図９，図１
０および図１２）においても同様である。

【００３３】これに続いて、ステップＳ３１２ｇで目標
濃度に対応する現像バイアスを求め、これを暫定バイア
スとしてＲＡＭ１２７に一時的に記憶する。ここで、測
定結果（画像濃度）が目標濃度と一致している場合に
は、その画像濃度に対応する現像バイアスを暫定バイア
スとすればよく、また一致しない場合には、図６（ｂ）
に示すように、目標濃度を挟むデータＤ（Ｖb04），Ｄ
（Ｖb07）に基づく直線補間や平均化処理などによって
暫定バイアスを求めることができる。

【００３４】こうして、暫定バイアスが求まると、図４
の狭レンジでのバイアス算出処理（１）を実行する。図
９は、図４の狭レンジでのバイアス算出処理（１）の内
容を示すフローチャートである。この算出処理では、先
の算出処理（ステップＳ３１２）と同様に、パッチ画像
を作成する色を最初の色、例えばイエローに設定する
（ステップＳ３１３ａ）。そして、帯電バイアスを予め
ステップＳ２で設定した既定値で、かつステップＳ３１
２で求めた暫定バイアスを含む狭レンジの範囲内で現像
バイアスを第１間隔Ｗ1よりも狭い間隔（第２間隔）で
４段階に設定する（ステップＳ３１３ｂ）。例えば、こ
の実施形態では、現像バイアスの可変帯域（Ｖb01〜Ｖb
10）の約１／３を狭レンジとして設定しており、暫定バ
イアスが図６（ｂ）に示すように現像バイアスＶb05，
Ｖb06の間である場合には、４点Ｖb04，Ｖb05，Ｖb06，
Ｖb07を現像バイアスとして設定している（同図
（ｃ））。このように、この実施形態では、第２間隔Ｗ
2を、 Ｗ2＝Ｖb07−Ｖb06＝Ｖb06−Ｖb05＝Ｖb05−Ｖb04 としている。

【００３５】このようなバイアス設定で４つのイエロー
ベタ画像（図７）を感光体上に順次形成し、さらに図８
（ａ）に示すように、これらを中間転写ベルト４１の外
周面に転写して第１パッチ画像ＰＩ1を形成する（ステ
ップＳ３１３ｃ）。そして、先の算出処理（ステップＳ
３１２）と同様に、ステップＳ３１３ｄですべてのパッ
チ作成色についてパッチ画像が作成されたと判断するま
で、パッチ作成色を次の色に設定し（ステップＳ３１３
ｅ）、ステップＳ３１３ｂ，Ｓ３１３ｃを繰り返してシ
アン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順序で
中間転写ベルト４１の外周面上に第１パッチ画像ＰＩ1
をさらに形成していく。

【００３６】こうして１６（＝４種類×４色）個のパッ
チ画像ＰＩ1が中間転写ベルト４１に形成されると、各
パッチ画像の画像濃度をパッチセンサＰＳで測定する
（ステップＳ３１３ｆ）。これに続いて、ステップＳ３
１３ｇで目標濃度に対応する現像バイアスを求める。こ
こで、測定結果（画像濃度）が目標濃度と一致している
場合には、その画像濃度に対応する現像バイアスを暫定
バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図６
（ｄ）に示すように、目標濃度を挟むデータＤ（Ｖb0
5），Ｄ（Ｖb06）に基づく直線補間などによって最適現
像バイアスを求めることができる。

【００３７】こうして求められた最適現像バイアスにつ
いては、ＲＡＭ１２７に記憶して（図４のステップＳ３
０２）、後述する帯電バイアスの算出時や通常の画像形
成処理において、ＲＡＭ１２７から読み出し、現像バイ
アスとして設定する。

【００３８】以上のように、この実施形態では、広レン
ジで、かつ第１間隔Ｗ1で目標濃度の画像を得るために
必要な現像バイアスを暫定的に求め、さらに暫定バイア
スを含む狭レンジで、しかもより細かい間隔（第２間
隔）Ｗ2で現像バイアスを設定して目標濃度を得るため
に必要な現像バイアスを求め、これを最終的に最適現像
バイアスとしている。したがって、次のような効果が得
られる。

【００３９】例えば画像形成装置本体のメイン電源が投
入された時点では、感光体やトナーの特性、また装置周
辺の温湿度などはどのように変動しているのか全く予想
することができず、現像バイアス可変帯域（Ｖb01〜Ｖb
10）全体をカバーするように現像バイアスを設定した上
でパッチ画像を形成し、最適現像バイアスを決定する必
要がある。そこで、現像バイアス可変帯域（Ｖb01〜Ｖb
10）を複数の狭レンジに分け、各狭レンジで上記バイア
ス算出処理（１）と同様の処理を実行して最適現像バイ
アスを求めることも可能である。しかしながら、この比
較例では、分割数に比例してステップ数が多くなり、最
適現像バイアスの算出に時間を要してしまうという問題
がある。逆に、分割数を少なくすると、上記問題を解消
することができるものの、１つの分割レンジ内でのバイ
アス間隔が第２バイアス間隔Ｗ2よりも広がり、その結
果、最適現像バイアスの算出精度が落ちて画像濃度を目
標濃度に正確に調整することができないという別の問題
が生じてしまう。

【００４０】これに対して、本実施形態では、上記のよ
うに広レンジでのバイアス算出処理（ステップＳ３１
２）によって凡その現像バイアスを暫定的に求めた上
で、さらに暫定バイアス近傍の狭レンジで、しかも細か
い間隔（第２間隔）Ｗ2で現像バイアスを変化させて最
適現像バイアスを算出しているので、上記比較例と比べ
て、短時間で、しかも高精度に最適現像バイアスを求め
ることができる。

【００４１】ところで、最適帯電バイアスおよび最適現
像バイアスは感光体およびトナーの疲労・経時変化など
に応じて変化するが、その変化はある程度の連続性を有
している。したがって、画像濃度の調整処理を繰り返し
て実行している際には、直前の画像濃度測定結果（ステ
ップＳ３１３ｆや後述するステップＳ３２２ｆ，Ｓ５１
０など）に基づき最適現像バイアスを予想することがで
きる。そこで、この実施形態にかかる現像バイアス算出
処理（ステップＳ３）では、画像形成装置本体のメイン
電源が投入された後、２回目以降であると判断する、つ
まり図４のステップＳ３０１で「２回目以降」と判断し
た時には、すべての色（この実施形態では、イエロー
（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック
（Ｋ）の４色）についてパッチ画像を形成する旨の設定
を行った（ステップＳ３２１）後、ステップＳ３２２に
進んで狭レンジでのバイアス算出処理（２）を実行して
暫定バイアスを求めることなしに最適現像バイアスを求
めている。以下、その処理内容について図１０を参照し
つつ説明する。

【００４２】図１０は、図４の狭レンジでのバイアス算
出処理（２）の内容を示すフローチャートである。ま
た、図１１は、図１０の処理内容を示す模式図である。
この算出処理が、先に説明した狭レンジでのバイアス算
出処理（１）と大きく相違する点は、図９の算出処理
（１）では帯電バイアスを既定値に設定するとともに、
暫定バイアスに基づき狭レンジでの４種類の現像バイア
スを設定している（ステップＳ３１３ｂ）のに対して、
このバイアス算出処理（２）では直前の画像濃度測定に
よって求められてＲＡＭ１２７に記憶されている最適帯
電バイアスを帯電バイアスとして設定するとともに、同
ＲＡＭ１２７に記憶されている最適現像バイアスに基づ
き狭レンジでの４種類の現像バイアスを設定している
（ステップＳ３２２ｂ）点であり、その他の構成は同一
である。したがって、ここでは、同一構成の説明につい
ては、省略する。

【００４３】このように、２回目以降の濃度調整動作に
ついては、暫定バイアスを求めずに、直前の画像濃度測
定結果（前回の最適現像バイアス）を用いて狭レンジ
で、しかも第２間隔で４種類の現像バイアスを設定し、
各色のパッチ画像を形成して最適現像バイアスを求める
ようにしているので、最適現像バイアスをさらに一層短
時間で求めることができる。なお、こうして求められた
最適現像バイアスについては、ＲＡＭ１２７に既に記憶
されている最適現像バイアスと書き換えて最新のものに
更新する（図４のステップＳ３０２）。

【００４４】こうして最適現像バイアスが求まると、図
３に戻り、上記のようにして算出された最適現像バイア
スをＲＡＭ１２７から読み出し、これを現像バイアスと
して設定する。そして、最適帯電バイアスを算出し（ス
テップＳ５）、それを帯電バイアスとして設定する（ス
テップＳ６）。

【００４５】Ｂ−２．最適帯電バイアス算出処理 図１２は、図３の帯電バイアス算出処理の内容を示すフ
ローチャートである。また、図１３は、図１０の処理内
容を示す模式図である。この帯電バイアス算出処理（ス
テップＳ５）では、すべての色（この実施形態では、イ
エロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラッ
ク（Ｋ）の４色）についてパッチ画像を形成する旨の設
定を行った（ステップＳ５０１）後、ステップＳ５０２
に進んで第２パッチ画像を作成する色を最初の色、例え
ばイエローに設定する。

【００４６】そして、現像バイアス算出処理の場合と同
様に、画像形成装置本体のメイン電源が投入された後、
帯電バイアス算出処理が最初に行われるのか、あるいは
２回目以降であるのかを判断し（ステップＳ５０３）、
初回と判断した場合にはステップＳ５０４を実行し、２
回目以降であると判断した場合にはステップＳ５０５を
実行する。

【００４７】このステップＳ５０４では、予めステップ
Ｓ２で設定した既定値を含み、かつ狭レンジの範囲内で
帯電バイアスを比較的狭い間隔（第３間隔）で４段階に
設定する。一方、ステップＳ５０５では、直前の画像濃
度測定結果（最適帯電バイアス）に基づき狭レンジの範
囲内で帯電バイアスを比較的狭い間隔（第３間隔）で４
段階に設定する。このように、帯電バイアス算出処理
は、現像バイアス算出処理とは異なり、広レンジでの算
出処理を行うことなく、狭レンジでの算出処理のみを実
行する。なお、この実施形態では、帯電バイアスの可変
帯域（Ｖa01〜Ｖa10）の約１／３を狭レンジとして設定
しており、例えば既定値あるいは直前の最適帯電バイア
スが図１３（ａ）に示すように帯電バイアスＶa05，Ｖb
06の間である場合には、４点Ｖa04，Ｖa05，Ｖa06，Ｖa
07を帯電バイアスとして設定している。このように、こ
の実施形態では、第３間隔Ｗ3を、 Ｗ3＝Ｖa07−Ｖa06＝Ｖa06−Ｖa05＝Ｖa05−Ｖa04 としている。

【００４８】上記のようにしてイエロー色について４種
類の帯電バイアスが設定されると、帯電バイアスを最も
低い値Ｖa04から段階的に増大させながら、各イエロー
のハーフトーン画像（図１４）を感光体上に順次形成
し、これらを中間転写ベルト４１の外周面に転写して第
２パッチ画像ＰＩ2を形成する（図８（ａ）：ステップ
Ｓ５０６）。このように、帯電バイアスを段階的に増大
させているのは、帯電バイアスをステップ的に変化させ
る場合、減少方向よりも増大方向に変化させる方が電源
の応答性の点で優れているからである。なお、この実施
形態では、第２パッチ画像ＰＩ2を、複数本の１ドット
ラインを相互に５ライン間隔（ｎ＝５）だけ離隔しなが
ら、平行配置してなるハーフトーン画像としているが、
その理由については第１パッチ画像をベタ画像としてい
る理由と併せて後で詳述する。

【００４９】次のステップＳ５０７は、すべてのパッチ
作成色について第２パッチ画像を作成したか否かを判断
し、「ＮＯ」と判断される間は、パッチ作成色を次の色
に設定し（ステップＳ５０８）、ステップＳ５０３〜Ｓ
５０７を繰り返して図８（ｂ）〜（ｄ）に示すようにシ
アン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順序で
中間転写ベルト４１の外周面上に第２パッチ画像ＰＩ2
をさらに形成していく。

【００５０】一方、ステップＳ５０７で「ＹＥＳ」と判
断すると、１６（＝４種類×４色）個のパッチ画像ＰＩ
2の画像濃度をパッチセンサＰＳで測定する（ステップ
Ｓ５０９）。また、これに続いて、ステップＳ５５０で
目標濃度に対応する帯電バイアスを求め（ステップＳ５
１０）、これを最適帯電バイアスとしてＲＡＭ１２７に
記憶する（ステップＳ５１１）。ここで、測定結果（画
像濃度）が目標濃度と一致している場合には、その画像
濃度に対応する帯電バイアスを最適帯電バイアスとすれ
ばよく、また一致しない場合には、図１３（ｂ）に示す
ように、目標濃度を挟むデータＤ（Ｖa05），Ｄ（Ｖa0
6）に基づく直線補間などによって最適帯電バイアスを
求めることができる。

【００５１】こうして最適帯電バイアスが求まると、既
に現像バイアスとして最適現像バイアスを設定したのに
加えて、上記のようにして算出された最適帯電バイアス
をＲＡＭ１２７から読み出し、これを帯電バイアスとし
て設定する。そして、これらの設定の下で画像形成を行
うと、目標濃度で画像を形成することができ、画像濃度
の安定化を図ることができる。

【００５２】以上のように、この実施形態によれば、最
適帯電バイアスおよび最適現像バイアスを求めて画像濃
度を目標濃度に調整して画像濃度を安定化させることが
できる。特に、この実施形態では、各パッチ画像ＰＩ2
を、互いに離隔配置された複数本の１ドットラインで構
成しており、各パッチ画像ＰＩ2の画像濃度を検出し、
その検出結果に基づきトナー像の画像濃度を目標濃度に
調整しているため、Ｐ（Ｐ≧２）ドットラインからなる
線画像がもとより、１ドットラインからなる線画像につ
いても、画像濃度の安定化を図ることができ、精密な画
像も適切な画像濃度で安定して形成することができる。

【００５３】また、最適帯電バイアスについては、その
算出処理の直前に行われた処理によって求められた最適
現像バイアスを現像バイアスとして設定した上で実行さ
れるため、最適帯電バイアスを高精度に求めることがで
きる。

【００５４】また、２回目以降の現像バイアス算出処理
および帯電バイアス算出処理においては、直前の画像濃
度測定結果（最適帯電バイアスおよび最適現像バイア
ス）に基づきバイアス算出を行っているため、短時間
で、しかも精度良く最新の最適帯電バイアスおよび最適
現像バイアスを求めることができる。

【００５５】Ｃ．パッチ画像について ところで、上記実施形態では、現像バイアス算出処理で
はベタ画像を第１パッチ画像として用いるとともに、帯
電バイアス算出処理では複数本の１ドットラインを相互
にｎライン間隔だけ離隔しながら、平行配置してなるハ
ーフトーン画像を第２パッチ画像として用いているが、
その理由は以下のとおりである。

【００５６】表面電位Ｖ0で均一に帯電された感光体２
１の表面に、ベタ画像（第１パッチ画像）ＰＩ1（図
７）に相当する静電潜像ＬＩ1を形成すると、図１５に
示すように、その静電潜像ＬＩ1に相当する表面電位が
電位（潜像低部電位）ＶONまで大きく下げられて井戸型
ポテンシャルが形成される。ここで、仮に帯電バイアス
を増大させて感光体２１の表面電位を電位Ｖ0から電位
Ｖ0′に高めたとしても、潜像低部電位は電位ＶONから
大きく変化しない。したがって、帯電バイアスが多少変
動したとしても、現像バイアスＶbに応じてトナー濃度
が一義的に決定される。

【００５７】これに対し、表面電位Ｖ0で均一に帯電さ
れた感光体２１の表面に所定間隔ごとに１ドットライン
ＤＬを有するハーフトーン画像（第２パッチ画像）ＰＩ
2（図１４）に相当する静電潜像ＬＩ2を形成すると、図
１６に示すように、ライン位置に相当する表面電位が電
位（潜像低部電位）ＶONまで大きく下げられて、くし状
の井戸型ポテンシャルが形成される。ここで、上記と同
様に帯電バイアスを増大させて感光体２１の表面電位を
電位Ｖ0から電位Ｖ0′に高めると、各ラインに対応する
潜像低部電位は電位ＶONから電位ＶON′に大きく変化す
る。したがって、帯電バイアスが変動すると、それに連
動して現像バイアスＶbに対応するトナー濃度も変動し
てしまう。

【００５８】このことから、ベタ画像を形成した場合、
帯電バイアスがトナー濃度に及ぼす影響は少なく、現像
バイアスを調整することでベタ画像の画像濃度を調整す
ることができることがわかる。つまり、本実施形態の如
くベタ画像を第１パッチ画像として用いた現像バイアス
算出処理を実行する場合には、帯電バイアスの値にかか
わらず最適現像バイアスを正確に求めることができる。

【００５９】また、画像を安定して形成するためには、
最高階調（最高濃度）での調整を行っただけでは十分と
はいえず、線画像の濃度調整をも行う必要がある。ただ
し、線画像のハーフトーン画像を用いた場合には、図１
６に示すように、現像バイアスおよび帯電バイアスの設
定値によって影響を受ける。そこで、この実施形態で
は、先に最適現像バイアスを算出しておき、現像バイア
スを最適現像バイアスに設定した状態で帯電バイアスを
変化させながら、ハーフトーン画像からなる第２パッチ
画像を形成して目標濃度の画像濃度を得るために必要な
最適帯電バイアスを算出している。

【００６０】さらに、線画像（第２パッチ画像ＰＩ2）
を、複数本の１ドットラインを相互にｎライン間隔だけ
離隔しながら、平行配置してなるハーフトーン画像で構
成した理由は以下の通りである。すなわち、１ドットラ
インの画像濃度を調整するためには、第２パッチ画像Ｐ
Ｉ2を単一の１ドットラインで構成し、これをパッチセ
ンサＰＳで検出することも考えられるが、１ドットライ
ンの画像濃度は極めて低くパッチセンサＰＳによる画像
濃度の検出が困難である。そこで、本発明では、複数本
の１ドットラインによりパッチ画像を構成することで、
かかる問題を解消している。

【００６１】ここで、パッチ画像を複数本の１ドットラ
インで構成する場合、１ドットラインをどのように配置
するのかが問題となってくる。というのも、露光ユニッ
ト３から感光体２１に向けて照射されるレーザ光Ｌは例
えば図１７に示すようなガウス型の光強度分布を有して
おり、通常光強度の最大値に対して約５０％レベルでの
スポット径が設計解像度に対応するように設計スポット
径を調整することが多いが、この場合、露光パワーとし
て有効な１／ｅ^２に対応する有効露光スポット径は設計
スポット径よりも大きくなることから、隣接する１ドッ
トラインＤＬ同士のライン間隔が狭い場合には、ライン
間にトナーが付着してしまうからである。すなわち、隣
接する１ドットラインＤＬ（図１６（ａ））のライン間
隔ｎを１ラインとすれば、隣接する有効露光スポット同
士が部分的に重なり合い、その重なり合った領域の表面
電位を変化させてしまい、トナーが付着してしまう。し
たがって、隣接する１ドットラインＤＬのライン間隔に
ついては、最低でも２ライン以上の間隔を空ける必要が
ある。

【００６２】逆に、ライン間隔を広げすぎると、次のよ
うな問題が生じることがある。すなわち、パッチセンサ
ＰＳによる画像濃度の検出感度はそのセンサＰＳの検出
領域に入る１ドットラインＤＬの本数と密接に関係し、
各１ドットラインＤＬの濃度変化をＸとし、検出領域に
入ってくるライン数をｍとすれば、パッチセンサＰＳに
よって検出される画像濃度の変化量Δは、 Δ＝ｍ・Ｘ となり、検出領域に含まれるライン数の増大にしたがっ
て検出感度は高くなる。例えば、図１８（ａ）に示すよ
うに、ライン間隔ｎ1においてパッチセンサＰＳの検出
領域ＩＲに入るライン数が５本の場合には、変化量Δa
は、 Δa＝５・Ｘ であるのに対し、同図（ｂ）に示すように、より広いラ
イン間隔ｎ2（＞ｎ1）では、パッチセンサＰＳの検出領
域ＩＲに入るライン数は４本に減少し、変化量Δbは、 Δb＝４・Ｘ となって、検出感度が低下する。

【００６３】種々の実験の結果、十分な濃度調整を行う
ためにはパッチセンサＰＳの検出感度を一桁程度向上さ
せる必要があることがわかったが、そのためには検出領
域ＩＲに入るライン数を１０本以上に設定する必要があ
る。ここで、検出領域ＩＲの大きさをφ（ｍｍ）とし、
装置の設計解像度、つまり単位長さ（１ｍｍ）に含まれ
るドット数をＲとすれば、ライン間隔をｎに設定した場
合、検出領域ＩＲに入る１ドットラインの本数ｍは、 ｍ＝φ・Ｒ／（１＋ｎ） となり、このｍが１０以上であるためには、 φ・Ｒ／（１＋ｎ）≧１０ を満足する必要がある。そして、この不等式を変形する
と、 ｎ≦（φ・Ｒ−１０）／１０ … （１） となる。したがって、上記不等式（１）を満足するよう
にライン間隔ｎを設定することによって優れた検出感度
でパッチ画像ＰＩ2の画像濃度を検出することができ
る。

【００６４】また、画像濃度をパッチセンサＰＳで読み
取る場合、読み取り位置を変えながら読み取り動作を繰
り返すことで検出精度の向上を図るが、１ドットライン
が所定のライン間隔で平行配置されているパッチ画像を
検出対象とする場合、パッチセンサＰＳの検出領域とパ
ッチ画像との相対的な位置の相違によって、検出領域に
含まれる１ドットラインの本数が最大で１本分異なる。
パッチセンサＰＳの検出領域ＩＲとパッチ画像ＰＩ2と
の相対的な位置が、例えば図１９（ａ）に示すような場
合には、検出領域ＩＲに入ってくる１ドットラインＤＬ
のライン数は５本であるのに対し、同図（ｂ）に示すよ
うな場合には、当該ライン数は６本となってしまう。こ
のため、同一のパッチ画像ＰＩ2を読み取ったとして
も、検出される画像濃度はずれてしまい、その検出ずれ
は 検出ずれ（％）＝（１／ｍ）×１００ ただし、ｍは検出領域ＩＲに含まれるライン数、とな
り、検出領域ＩＲに含まれる本数ｍが多くなるにしたが
って、検出ずれが小さくなり、測定精度を向上させるこ
とができる。

【００６５】ここで、高精度の濃度制御を行うために
は、この検出ずれを５％以内に抑える必要があり、ライ
ン数ｍを２０本以上となるように設定するのが望まし
い。つまり、次の不等式 φ・Ｒ／（１＋ｎ）≧２０ を満足する必要がある。そして、この不等式を変形する
と、 ｎ≦（φ・Ｒ−２０）／２０ … (2) となる。したがって、上記不等式(2)を満足するように
ライン間隔ｎを設定することによって検出ずれを抑制
し、さらに優れた検出精度でパッチ画像ＰＩ2の画像濃
度を検出することができる。

【００６６】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、帯電手段として帯電ローラ２２を用いてい
るが、帯電ブラシを用いてもよい。また、このように帯
電ローラや帯電ブラシなどの導電体を感光体表面に接触
させて帯電させる接触帯電の代わりに、非接触帯電手段
によって感光体２１を帯電させる画像形成装置に対して
も、本発明を適用することができる。

【００６７】また、上記実施形態では、パッチ画像ＰＩ
2を複数本の１ドットラインＤＬを所定のライン間隔ｎ
で、しかも相互に平行となるように配置してなる画像と
しているが、例えば図２０に示すように、複数本の１ド
ットラインＤＬを格子状に配置してなる直交格子画像Ｐ
Ｉ2′としてもよい。この場合、１ドットラインを平行
配置したパッチ画像ＰＩ2（図１４）に比べてパッチセ
ンサＰＳの検出領域ＩＲに入るライン数が増えてより検
出感度が増大し、精度向上に対してより効果的である。
また、ライン数が増えた分、ライン間隔ｎを広げること
も可能となる。特に、副走査方向のライン間隔を広げる
ことによって駆動方向の濃度ムラの影響を受けにくくな
り、より安定した画像を検出して制御することができ
る。もちろん、パッチ画像の格子構造については、直交
格子に限定されるものではなく、種々の格子を用いても
同様の効果が得られる。

【００６８】また、上記実施形態では、４色のトナーを
用いたカラー画像を形成することができる画像形成装置
であったが、本発明の適用対象はこれに限定されるもの
ではなく、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置に
も当然に適用することができる。また、上記実施形態に
かかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部
装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画
像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートな
どのシートに形成するプリンタであるが、本発明は複写
機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装
置全般に適用することができる。

【００６９】また、上記実施形態では、感光体２１上の
トナー像を中間転写ベルト４１に転写し、このトナー像
をパッチ画像として、その画像濃度を検出するととも
に、その検出結果に基づき最適現像バイアスおよび最適
帯電バイアスを算出しているが、中間転写ベルト以外の
転写媒体（転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間
転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるい
は透過性記憶シートなど）にトナー像を転写してパッチ
画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用すること
ができる。また、転写媒体にパッチ画像を形成する代わ
りに、感光体上のパッチ画像の濃度を検出するパッチセ
ンサを設け、このパッチセンサによって感光体上の各パ
ッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき最
適現像バイアスおよび最適帯電バイアスを算出するよう
にしてもよい。

【００７０】また、上記実施形態では、最適現像バイア
スおよび最適帯電バイアスはエンジンコントローラ１２
のＲＡＭ１２７に記憶され、画像形成装置本体のメイン
電源が落とされると、その記憶内容が揮発してしまい、
再度メイン電源が投入されると、現像バイアス算出処理
および帯電バイアス算出処理においては、「初回」と判
断され、それに応じた処理が実行されるように構成され
ているが、順次求められる最適現像バイアスおよび最適
帯電バイアスをＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリに記
憶し、メイン電源の再投入時にも現像バイアス算出処理
および帯電バイアス算出処理において「２回目以降」に
対応する処理を実行するように構成してもよい。

【００７１】また、上記実施形態では、濃度制御因子と
して帯電ローラ２２に与える帯電バイアスを変化させな
がら、パッチ画像ＰＩ2，ＰＩ2′を順次形成している
が、その他の濃度制御因子、例えば現像バイアスや露光
量などを変化させながら、複数本の１ドットラインから
なるパッチ画像を作成してもよく、この場合も、各パッ
チ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて目
標濃度を得るために必要な最適値を決定することで、線
画像の画像濃度を安定化させることができる。

【００７２】さらに、上記実施形態では、広レンジおよ
び狭レンジにおいて４種類のバイアス値を設定している
が、レンジ内でのバイアス設定数（パッチ画像数）はこ
れに限定されるものではなく、複数種類であれば任意で
ある。また、広レンジと狭レンジとでバイアス設定数を
相違させてパッチ画像数を相違させてもよい。

【００７３】

【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はもと
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。

【００７４】この実施例では、次の条件： 設計解像度Ｒ：２３．６本／ｍｍ（６００ＤＰＩ）； パッチセンサＰＳの検出領域ＩＲの大きさφ：８ｍｍ； でライン間隔ｎを変えながらパッチ画像を作成し、パッ
チセンサＰＳの検出電圧を測定したところ、図２１に示
すグラフが得られた。このグラフに示された結果は、上
記の「発明の実施の形態」の項で説明したライン間隔条
件とよく一致している。

【００７５】すなわち、隣接する１ドットライン同士の
影響を避けるためにはライン間隔ｎを２以上に設定する
必要があるが、図２１から明らかなように、ライン間隔
ｎを１に設定すると、ベタ画像と区別することができな
くなっている。

【００７６】一方、十分な検出感度を得るためには、上
記不等式(1)を満足するようにライン間隔ｎを設定する
のが望ましく、この実施例では、 ｎ≦（８×２３．６−１０）／１０＝１７．８８（本） を満足する、つまりライン間隔ｎを１７以下に設定する
のが望ましい。この点、図２１から明らかなように、ラ
イン間隔ｎが１８以上では、白紙画像と区別がつかなく
なり、正確な画像濃度の検出が困難となっている。

【００７７】また、検出ずれを抑えて高精度な検出を行
うためには、上記不等式(2)を満足するのが望ましく、
この実施例では、 ｎ≦（８×２３．６−２０）／２０＝８．４４（本） を満足する、つまりライン間隔ｎを８以下に設定するの
が望ましく、この実施例では、ライン間隔ｎを５に設定
するのが最も望ましい。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、トナ
ー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子を変化させ
ながら、互いに離隔配置された複数本の１ドットライン
で構成されるトナー像をパッチ画像として複数個形成
し、このパッチ画像の画像濃度を、複数本の１ドットラ
インが入る検出領域を有する濃度検出手段によって検出
するとともに、その検出結果に基づきトナー像の画像濃
度を目標濃度に調整しているので、Ｐ（Ｐ≧２）ドット
ラインからなる線画像はもとより、１ドットラインから
なる線画像についても、画像濃度を安定化させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態
を示す図である。

【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図１の画像形成装置における濃度調整動作を示
すフローチャートである。

【図４】図３の現像バイアス算出処理の内容を示すフロ
ーチャートである。

【図５】図４の広レンジでのバイアス算出処理の内容を
示すフローチャートである。

【図６】図５の処理内容、および後で説明する狭レンジ
でのバイアス算出処理の内容を示す模式図である。

【図７】第１パッチ画像を示す図である。

【図８】パッチ画像の形成順序を示す図である。

【図９】図４の狭レンジでのバイアス算出処理（１）の
内容を示すフローチャートである。

【図１０】図４の狭レンジでのバイアス算出処理（２）
の内容を示すフローチャートである。

【図１１】図１０の処理内容を示す模式図である。

【図１２】図３の帯電バイアス算出処理の内容を示すフ
ローチャートである。

【図１３】図１０の処理内容を示す模式図である。

【図１４】第２パッチ画像を示す図である。

【図１５】第１パッチ画像と、表面電位および現像バイ
アス電位との関係を示す図である。

【図１６】第２パッチ画像と、表面電位および現像バイ
アス電位との関係を示す図である。

【図１７】感光体表面に照射されるレーザ光の光強度分
布を示すグラフである。

【図１８】ライン間隔の変化に伴うパッチセンサの検出
領域と１ドットラインとの相対関係を示す模式図であ
る。

【図１９】パッチセンサの検出領域と１ドットラインと
の相対的な位置の変化に伴う検出ずれを説明するための
図である。

【図２０】パッチ画像の他の実施形態を示す模式図であ
る。

【図２１】ライン間隔の変化に対するパッチセンサの出
力変化の様子を示すグラフである。

【符号の説明】

１…制御ユニット（制御手段） ２…像担持体ユニット ３…露光ユニット １１…メインコントローラ（制御手段） １２…エンジンコントローラ（制御手段） ２１…感光体 ２２…帯電ローラ（帯電手段） ２３…現像部 ２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ…現像器 ４１…中間転写ベルト（転写媒体） １２１…帯電バイアス発生部 １２３…ＣＰＵ（制御部） １２５…現像バイアス発生部 １２７…ＲＡＭ（記憶手段） ＩＲ…（パッチセンサの）検出領域 Ｌ…レーザ光 ＰＩ2…パッチ画像 ＰＩ2′…直交格子画像（パッチ画像） ＰＳ…パッチセンサ（濃度検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−228142（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−326031（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51604（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−146313（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333648（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−258872（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20670（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−292615（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−279971（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51599（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−93667（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−94073（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 15/02 G03G 15/04 - 15/047 G03G 21/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電手段によって感光体の表面を帯電さ
   せた後、この感光体の表面に露光手段により静電潜像を
   形成し、さらに現像手段によって前記静電潜像をトナー
   により顕在化してトナー像を形成する画像形成装置にお
   いて、 前記感光体上で互いに離隔配置された複数本の１ドット
   ラインで構成されるパッチ画像用静電潜像をトナーによ
   り顕在化することで得られるパッチ画像、あるいは当該
   パッチ画像を転写媒体に転写することで得られるパッチ
   画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、 トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子を変化
   させることによって前記感光体の表面電位のうち１ドッ
   トラインの表面電位を変化させながら複数のパッチ画像
   を形成するとともに、前記濃度検出手段によって検出さ
   れた各パッチ画像の画像濃度に基づきトナー像の画像濃
   度を目標濃度に調整する制御手段とを備え、 前記濃度検出手段は、複数本の１ドットラインが入る検
   出領域を有していることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記濃度制御因子とし
   て前記帯電手段に与える帯電バイアスを段階的に変化さ
   せることによって、前記感光体の表面電位のうち１ドッ
   トラインの表面電位と、前記現像手段に与えられる現像
   バイアスとの相対関係を変化させて、互いに濃度が異な
   る複数のパッチ画像を形成する請求項１記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、帯電バイアスを段階的
   に増大させながら、前記複数のパッチ画像を形成する請
   求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記帯電手段は、帯電バイアスが与えら
   れた導電体を前記感光体の表面と接触させて当該表面を
   接触帯電させる請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記濃度制御因子とし
   て前記露光手段から前記感光体に与えられる露光量を段
   階的に変化させることによって前記感光体の表面電位の
   うち１ドットラインの表面電位と、前記現像手段に与え
   られる現像バイアスとの相対関係を変化させて、互いに
   濃度が異なる複数のパッチ画像を形成する請求項１記載
   の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記複数本の１ドットラインは、相互に
   ほぼ平行であり、しかも、隣接する１ドットライン同士
   はｎライン間隔（ｎ≧２の整数）だけ離隔している請求
   項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記濃度検出手段は大きさφの検出領域
   を有し、また前記画像形成装置は解像度Ｒを有すると
   き、隣接する１ドットライン同士のライン間隔ｎは、 ｎ≦（φ・Ｒ−１０）／１０ をさらに満足する整数である請求項６記載の画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 前記濃度検出手段は大きさφの検出領域
   を有し、また前記画像形成装置は解像度Ｒを有すると
   き、隣接する１ドットライン同士のライン間隔ｎは、 ｎ≦（φ・Ｒ−２０）／２０ をさらに満足する整数である請求項６記載の画像形成装
   置。
9. 【請求項９】 前記パッチ画像は、前記複数本の１ドッ
   トラインを格子状に配置してなる格子画像である請求項
   １ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記パッチ画像は、前記複数本の１ド
    ットラインを相互に直交配置してなる直交格子画像であ
    る請求項９記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 帯電手段によって感光体の表面を帯電
    させた後、この感光体の表面に露光手段により静電潜像
    を形成し、さらに現像手段によって前記静電潜像をトナ
    ーにより顕在化してトナー像を形成する画像形成方法に
    おいて、 互いに離隔配置された複数本の１ドットラインで構成さ
    れるパッチ画像用静電潜像を複数個、トナー像の画像濃
    度に影響を与える濃度制御因子を変化させることによっ
    て前記感光体の表面電位のうち１ドットラインの表面電
    位を変化させながら、前記感光体上に形成する工程と、 各パッチ画像用静電潜像をトナーにより顕在化して複数
    のパッチ画像を形成する工程と、 複数本の１ドットラインが入る検出領域を有する濃度検
    出手段によって前記複数のパッチ画像の画像濃度をそれ
    ぞれ検出する工程と、 各パッチ画像の画像濃度に基づきトナー像の画像濃度を
    目標濃度に調整する工程とを備えたことを特徴とする画
    像形成方法。
12. 【請求項１２】 前記濃度制御因子として、前記帯電手
    段に与える帯電バイアスを段階的に変化させることによ
    って、前記感光体の表面電位のうち１ドットラインの表
    面電位と、前記現像手段に与えられる現像バイアスとの
    相対関係を変化させて、互いに濃度が異なる複数のパッ
    チ画像を形成する請求項１１記載の画像形成方法。
13. 【請求項１３】 帯電バイアスを段階的に増大させなが
    ら、前記複数のバッチ画像を形成する請求項１２記載の
    画像形成方法。
14. 【請求項１４】 前記濃度制御因子として前記露光手段
    から前記感光体に与えられる露光量を段階的に変化させ
    ることによって前記感光体の表面電位のうち１ドットラ
    インの表面電位と、前記現像手段に与えられる現像バイ
    アスとの相対関係を変化させて、互いに濃度が異なる複
    数のパッチ画像を形成する請求項１１記載の画像形成方
    法。