JP3719372B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンターやファクシミリなどの電子写真方式を用いた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、光導電性物質を用いた感光体上に静電潜像を形成し、次に該潜像に「トナー」と呼ばれる微粉末を選択的に付着させ、現像を行い、該潜像を顕像化する。そして、この顕像化したトナーを必要に応じて紙などの転写材に転写した後、熱および圧力または溶剤蒸気などにより定着し画像形成物を得る。
【０００３】
画像形成装置に使用する現像装置は、例えば導電性フォームなどからなるトナー供給部材を導電性ゴムなどからなるトナー担持体に接触回転するように配置し、トナー供給部材とトナー担持体との接触回転によりトナーを機械的搬送力と摩擦帯電による静電気力によりトナー担持体表面に付着させ均一搬送させるといったものが一般的である。
【０００４】
しかし、従来のような現像装置の構成ではトナー担持体上のトナーは潜像に対応した箇所のみ消費されることになり、次工程におけるトナー担持体上のトナー層中には前工程で消費された箇所に新しく供給されたトナーと、消費されずに残ったトナーが混在することになるが、これらのトナー間では帯電量が相互に異なる。詳しくは、消費されずに残ったトナーは新しく供給されたトナーに比べトナー規制手段やトナー供給部材に接触し摩擦帯電された機会が多い分だけ帯電量が過剰に高くなる。従って、次頁の印字時には、前頁の潜像に対応した残像状の濃度ムラが発生するという問題が生じていた（以下、この現象を「現像履歴」と呼ぶ）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、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、通常印字に先立って、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ている。具体的には、濃度制御因子を変えながら、パッチ画像を感光体上に形成し、各パッチの画像濃度に基づき最適な濃度制御因子を決定し、トナー画像の濃度調整を行っている。
【０００６】
このように濃度制御因子を変化させてパッチ画像を形成したときにも、上記したように通常連続印字の場合と同様に現像履歴が発生することがある。特に、濃度制御因子を広範囲にわたって変化させると、極端に濃度の高いパッチ画像を形成することがあり、パッチ画像の現像時に十分な帯電量を有するトナー（以下「帯電良好トナー」という）のトナー担持体への供給が追いつかず、帯電が不十分なトナー（以下「帯電不良トナー」という）のみがトナー担持体に供給されてしまうことがあった。その結果、パッチ画像の形成時や、パッチ画像に続いて実行される通常印字時において、現像履歴が発生することがあった。しかしながら、従来では、パッチ画像の作成に伴う現像履歴については一切考慮されておらず、十分な現像履歴対策がなされていない。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー像の画像濃度を調整することによって現像履歴が発生するのを防止す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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、副走査方向に回転駆動される感光体と、トナーを担持して搬送するトナー担持体を有し、前記感光体上の静電潜像を前記トナー担持体からのトナーによって現像する現像手段とを備え、トナー像の画像濃度を目標濃度に調整するために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、複数のパッチ静電潜像を前記現像手段により現像して複数のパッチ画像を前記感光体上に形成する画像形成装置および画像形成方法であって、上記目的を達成するために、濃度制御因子としての現像バイアスをその可変領域全体で変化させながら前記複数のパッチ画像を作成した後であって次の画像を形成する前に、不良トナー除去用画像と、前記不良トナー除去用画像よりも低い画像濃度を有する帯電調整用画像とをこの順序で前記現像手段により前記感光体上に形成している。ここで、「不良トナー除去用画像」とは、前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に前記パッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像のことである。
【０００９】
この発明では、パッチ画像を形成したときに、トナー担持体では、パッチ画像に対応した箇所のみトナーが消費されることになり、次工程（次のパッチ画像を形成する工程や通常印字を行う工程）におけるトナー担持体上のトナー層中にはパッチ作成工程で消費された箇所に新しく供給されたトナーと、消費されずに残ったトナーが混在することになる。このように新しく供給されたトナーは十分に帯電されていない帯電不良トナーとなり、現像履歴の主要因のひとつとなることがある。このような帯電不良トナーがトナー担持体に存在すると、次の工程において現像履歴が発生するが、この発明では、パッチ画像の作成後、不良トナー除去用画像を作成して帯電不良トナーをトナー担持体から除去するとともに、帯電調整用画像を形成してトナーの帯電量を調整してトナー担持体全体に十分な帯電量を有するトナーを担持させている。このように本発明の「帯電調整用画像」とは、トナーの帯電量を調整して十分な帯電量を有するトナーにするための画像を意味する。
【００１０】
ここで、トナー担持体から帯電不良トナーを完全に除去するためには、不良トナー除去用画像を、副走査方向とほぼ直交する主走査方向にパッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも副走査方向にトナー担持体の周長以上の長さを有するように構成するのが望ましい。また、トナー担持体から効果的に除去するには、不良トナー除去用画像を、その画像全体に対するドットの面積率が約８０％以上とするのが好ましい。
【００１１】
一方、帯電調整用画像については、その画像全体に対するドットの面積率が０％の白紙画像とするのが望ましい。また、副走査方向の長さとしては、副走査方向にトナー担持体の周長以上の長さを有するのが好ましい。
【００１２】
ところで、各パッチ画像の副走査方向における長さについて検討してみると、例えば図２０に示すように、パッチ画像ＰＩの副走査方向における長さＰＬがトナー担持体の周長ＲＬよりも長い場合には、上記と同様の理由により現像履歴が発生することがある。というのも、パッチ画像形成の進行に伴って、トナー担持体では、帯電良好トナーが順次消費され、１周した時点でパッチ画像を形成するために使用されるトナー担持体上のトナーはすべて帯電不良トナーとなってしまうことがある。この場合、周長を超えた部分は現像履歴の影響を受けた現像履歴影響部となり、パッチ画像全体の画像濃度が低くなってしまい、正確な濃度調整ができなくなるという問題が発生する。
【００１３】
しかしながら、この発明のごとく、パッチ画像の各々について、副走査方向におけるパッチ画像の長さがトナー担持体の周長以下の長さに設定されると、かかる問題を解消することができる。つまり、各パッチ画像はトナー担持体の周方向の一部分に担持されたトナーによって現像されるため、現像履歴影響部の発生が防止される。
【００１４】
【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。
【００１５】
このように画像形成手段として機能するエンジン部Ｅでは、プロセスユニット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、プロセスユニット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，２３Ｍ，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１２１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。
【００１６】
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ＣＰＵ１２３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。
【００１７】
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，２３Ｃ，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２１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。なお、これら４つの現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂはともに同一構成を有しており、図３に示すように構成されている。
【００１８】
図３は、現像器の構成を示す断面図である。現像器では、上ハウジング２３１Ｕと下ハウジング２３１Ｄとが一体化されて筐体２３１が形成されており、現像器を装着した状態では、下ハウジング２３１Ｄが現像器載置台２３２上に載置される。また、この筐体２３１の後端側（同図の右手側）には、トナーカートリッジ２３３が着脱自在となっており、当該カートリッジ２３３内に貯留されているトナーを２つのアジテータ２３４によって筐体２３１に補給する。
【００１９】
この筐体２３１には、２つのトナーホッパー部２３１ａ，２３１ｂが設けられている。そして、トナーホッパー部２３１ａ，２３１ｂに、アジテータ２３５，２３６が１対１で対応して設けられており、トナーを撹拌しながら筐体２３１の先端側（同図の左手側）に搬送する。こうすることで、トナーは供給ローラ２３７に撹拌搬送される。
【００２０】
供給ローラ２３７は筐体２３１内で、筐体２３１の最先端側で回転駆動される現像ローラ２３８と接触しながら、現像ローラ２３８と周速差をもってアゲインスト方向に回転する。このように構成されることで、トナーが現像ローラ２３８表面に擦り付けられて所定厚み（例えば数１００μｍ）のトナー層が現像ローラ２３８表面に形成される。このとき、トナーは現像ローラ２３８と供給ローラ２３７との摩擦により所定極性に帯電する。
【００２１】
この現像ローラ２３８の表面には、ステンレスや銅などの板状ブレードまたはゴムブレード等からなる規制ブレード２３９の先端が当接されており、規制ブレード２３９によって現像ローラ２３８の表面に形成されるトナー層の厚みが最終的に１００μｍ程度に規制される。このとき、規制ブレード２３９との摩擦によってもトナーは同じ極性に帯電される。このようにして現像ローラ２３８に対して所定極性に帯電されたトナーが供給され、感光体２１上の静電潜像を現像ローラ２３８上のトナーによって現像することができる。
【００２２】
現像部２３で現像されたトナー像は、図１に示すように、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（転写媒体）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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４２〜４７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。
【００２５】
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４９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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
この排紙部６４は２つの排紙経路６４１ａ，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。
【００２９】
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６６１〜６６３で構成されている。このように、排紙部６４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６３においてシートＳの非画像形成面が中間転写ベルト４１を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。
【００３０】
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１１２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１２７はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１２３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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４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。
【００３３】
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Ｓ６）。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。
【００３４】
Ｂ−１．現像バイアス算出処理
図５は、図４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、まず装置の動作状況に応じて処理モードとして第１および第２処理モードのうち、いずれか一方を選択する（ステップＳ３０１）。この第１処理モードは後述するように広レンジ（現像バイアスの可変領域全体）内で現像バイアスを変化させて最適現像バイアスの暫定値を求め、さらに暫定値に基づき狭レンジ（可変領域の約１／３）内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定するものであり、エンジン部Ｅの状態を予想することができない場合に適している。これに対し、第２処理モードは後述するように前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定するものであり、エンジン部Ｅの状態変化が少なく場合に適している。なお、この実施形態では、ステップＳ３０１での具体的な選択判断は次の基準で実行している。
【００３５】
(1)電源投入時→第１処理モード
電源投入時では、エンジン部Ｅの状態を全く予想することができないため、現像バイアスの可変領域全体で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【００３６】
(2)スリープ復帰時で且つスリープ時間が所定時間未満である場合→第２処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Ｅの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、スリープ時間が短い場合には、エンジン部Ｅの状態変化は小さいと推測されるため、前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【００３７】
(3)スリープ復帰時で且つ定着ユニット５の定着温度が所定温度以上である場合→第２処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Ｅの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、定着ユニット５内の熱源である定着器が高温に保たれている場合には、エンジン部Ｅの状態変化が小さいと推測されるため、前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【００３８】
(4)スリープ復帰時（上記(2)および(3)の場合を除く）→第１処理モード
上記した(2)および(3)以外では、スリープ復帰時、エンジン部Ｅの状態が大きく変化してしまっている可能性があるため、現像バイアスの可変領域全体で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【００３９】
(5)連続した画像形成時→第２処理モード
画像形成が継続的に行われている場合、前回の濃度調整時からエンジン部Ｅの状態が大きく変化する可能性が低いので、前回の最適現像バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で現像バイアスを変化させながら最適現像バイアスを決定する。
【００４０】
以上のような判断基準に基づき、第１処理モードを選択した場合には、第１現像バイアス算出処理（ステップＳ３１１〜Ｓ３１４、Ｓ３０２）を実行して最適現像バイアスを決定する一方、第２処理モードを選択した場合には、第２現像バイアス算出処理（ステップＳ３２１、Ｓ３２２、Ｓ３０２）を実行して最適現像バイアスを決定する。以下、それぞれに分けて説明する。
【００４１】
Ｂ−１−１．第１現像バイアス算出処理（第１処理モード）
第１現像バイアス算出処理では、図５に示すように、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Ｓ３１２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６および図７を参照しつつ詳述する。
【００４２】
図６は、図５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７は、図６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Ｓ３１２ｂ）。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Ｖb01，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。
【００４３】
このようなバイアス設定で４つのイエローベタ画像（図８）を感光体２１上に順次形成し、さらに図９（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(Y)を形成する（ステップＳ３１２ｃ）。
【００４４】
ところで、この実施形態では、第１パッチ画像ＰＩ1(Y)の副走査方向における長さＰＬは現像ローラ２３８の周長ＲＬ以下に設定されている。その理由について詳述する。既に「課題を解決するための手段」の項で説明したように、パッチ画像の副走査方向における長さＰＬが現像ローラ（本発明の「トナー担持体」に相当）２３８の周長ＲＬよりも長い場合には、当該パッチ画像に対して現像履歴が発生する。というのも、現像バイアスを非常に高く設定して高濃度のパッチ現像を実行していくと、現像ローラ２３８では、パッチ画像に対応して帯電良好トナーが順次消費され、１周した時点でさらにパッチ画像を形成するために使用されるトナーがすべて帯電不良トナーとなってしまうことがある。この場合、周長を超えた部分は現像履歴の影響を受けた現像履歴影響部となり、パッチ画像の平均画像濃度は低くなってしまい、正確な濃度調整ができなくなるという問題が発生する。
【００４５】
これに対し、この実施形態では、パッチ画像の各々について、副走査方向におけるパッチ画像の長さＰＬが現像ローラ２３８の周長ＲＬ以下の長さに設定されており、かかる問題は解消されている。つまり、第１パッチ画像ＰＩ1(Y)は現像ローラ２３８の周方向の一部分に担持された帯電良好トナーによって現像されるため、現像履歴影響部の発生を効果的に防止することができる。なお、パッチ画像のサイズについては、このイエロー用の第１パッチ画像ＰＩ1(Y)に限定されるものではなく、他のトナー色の第１パッチ画像、ならびに後で説明する第２パッチ画像についても同様に設定されている。
【００４６】
そして、ステップＳ３１２ｄ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Ｓ３１２ｅ）、ステップＳ３１２ｂ，Ｓ３１２ｃを繰り返して同図（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(C)，ＰＩ1(M)，ＰＩ1(K)をさらに形成していく。
【００４７】
こうして１６（＝４種類×４色）個の第１パッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ1(C)，ＰＩ1(M)，ＰＩ1(K)が中間転写ベルト４１に形成されると、先頭位置のパッチ画像から順番に第１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Ｓ３１２ｆ）。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７（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。
【００４８】
こうして、暫定バイアスが求まると、図５の現像履歴除去処理（ステップＳ３１３）を実行する。その理由は、以下のとおりである。上記した「広レンジでのバイアス算出処理」では、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ているため、例えば現像バイアスを最大バイアスＶb10に設定した時に高濃度Ｄ（Ｖb10）のパッチ画像が形成され、パッチ画像の現像時に現像ローラ２３８に供給されるトナーの帯電量が不足してしまい、帯電不良トナーが現像ローラ２３８に担持されることがある。この状態のまま、後で説明する狭レンジでのバイアス算出処理（１）を実行してしまうと、その処理を行う際に現像履歴が発生してしまう。そこで、この実施形態では、以下に説明する現像履歴除去処理を実行している。
【００４９】
図１０は現像履歴除去処理を示すタイミングチャートであり、図１１は現像履歴除去処理によって感光体２１から中間転写ベルト４１に転写される転写画像を示す模式図である。この現像履歴除去処理では、中間転写ベルト４１が１周する間に、イエローおよびシアンのそれぞれについて、不良トナー除去用画像ＲＩおよび帯電調整用画像ＥＩを形成する。より具体的には、まずイエロー現像バイアスを比較的高い値に設定して不良トナー除去用画像ＲＩを感光体２１上に形成し、中間転写ベルト４１に転写する。
【００５０】
この実施形態では、不良トナー除去用画像ＲＩは第１パッチ画像と同様にベタ画像であるが、そのサイズは第１パッチ画像とは相違している。すなわち、主走査方向における不良トナー除去用画像ＲＩの幅ＲＷは感光体２１上に形成可能な画像の最大幅Ｗmaxと一致し、また副走査方向における不良トナー除去用画像ＲＩの長さは現像ローラ２３８の周長ＲＬとほぼ一致している。したがって、このようにして不良トナー除去用画像ＲＩを形成することで、現像ローラ２３８に担持されている帯電不良トナーはすべて不良トナー除去用画像ＲＩの現像に利用され、現像ローラ２３８から排出される。
【００５１】
ここで、現像ローラ２３８から帯電不良トナーを完全に排出させるためには、不良トナー除去用画像ＲＩは少なくとも第１パッチ画像の幅以上の幅を有するものであれば、原理的に帯電不良トナーを排出することができる。ただし、より確実に帯電不良トナーを排出するためには、第１パッチ画像よりも大きな幅を有する不良トナー除去用画像ＲＩを現像するのが望ましい。一方、現像ローラ２３８から帯電不良トナーを完全に排出させるためには、不良トナー除去用画像ＲＩは少なくとも主走査方向に現像ローラ２３８の周長ＲＬと同じ長さを有する必要がある。
【００５２】
上記のようにして不良トナー除去用画像ＲＩを形成して帯電不良トナーを現像ローラ２３８から完全に排出した後、現像ローラ２３８の周長ＲＬの３倍程度の長さで帯電調整用画像ＥＩを形成している。この実施形態では、現像バイアスを変更することなく、白紙現像を行って帯電調整用画像全体に対するイエロートナードットの面積率が０％の白紙画像を形成し、これを帯電調整用画像ＥＩとしている。このように帯電調整用画像ＥＩを形成することで現像ローラ２３８でのトナーの帯電量を整えることができ、現像履歴をより効果的に防止することができる。
【００５３】
なお、この実施形態では、帯電調整用画像ＥＩが白紙画像としているが、これに限定されるものではなく、少なくとも不良トナー除去用画像ＲＩよりも低濃度の画像であれば如何なる画像濃度てあってもよい。ただし、トナー消費量を考慮すれば、白紙画像とするのが最も好ましい。また、副走査方向における長さについても、現像ローラ２３８の周長ＲＬの３倍程度に設定しているが、これに限定されるものではなく、種々の実験の結果、周長ＲＬの１倍以上に設定するのが好ましく、帯電調整時間を考慮すれば周長ＲＬの３倍以上に設定するのがさらに好ましい。さらに、現像バイアスを低減させることで帯電調整用画像ＥＩを形成するようにしてもよい。
【００５４】
こうしてイエロー用の現像器について現像履歴除去処理を実行するのに続いて、シアン用の現像器についても上記と同様にシアン現像器によって不良トナー除去用画像ＲＩおよび帯電調整用画像ＥＩを形成し、シアン用現像ローラ２３８から帯電不良トナーを除去するとともに、トナーの帯電量を整えている。
【００５５】
また、上記のようにしてイエロー用およびシアン用の現像器に対する現像履歴除去処理が完了すると、次に中間転写ベルト４１が１周する間に、マゼンタ用およびブラック用の現像器に対しても、上記と同様にして現像履歴除去処理が実行される。
【００５６】
なお、この実施形態では、図１０および図１１に示すように、中間転写ベルト４１が１周する間に、２色単位で現像履歴除去処理を行っているが、各周毎に単色の現像履歴除去処理を繰り返して行ったり、１周の間に全色の現像履歴除去処理を一括して行うようにしてもよい。
【００５７】
上記のようにして各トナー色について現像ローラ２３８に良好な帯電量を有するトナーが担持されて現像履歴の発生が防止された後、図５の狭レンジでのバイアス算出処理（１）を実行する。図１２は、図５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Ｓ３１４ａ）。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Ｓ３１２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Ｓ３１４ｂ）。例えば、この実施形態では、現像バイアスの可変帯域（Ｖb01〜Ｖb10）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７（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Ｗ2を、
Ｗ2＝Ｖb07−Ｖb06＝Ｖb06−Ｖb05＝Ｖb05−Ｖb04
としている。
【００５８】
このようなバイアス設定で４つのイエローベタ画像（図８）を感光体上に順次形成し、さらに図９（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(C)，ＰＩ1(M)，ＰＩ1(K)を形成する（ステップＳ３１４ｃ）。そして、先の算出処理（ステップＳ３１２）と同様に、ステップＳ３１４ｄ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Ｓ３１４ｅ）、ステップＳ３１４ｂ，Ｓ３１４ｃ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(C)，ＰＩ1(M)，ＰＩ1(K)をさらに形成していく。
【００５９】
こうして１６（＝４種類×４色）個のパッチ画像ＰＩ1(Y)，ＰＩ1(C)，ＰＩ1(M)，ＰＩ1(K)が中間転写ベルト４１に形成されると、先頭位置のパッチ画像から順番にパッチ画像ＰＩ1の画像濃度をパッチセンサＰＳで測定する（ステップＳ３１４ｆ）。これに続いて、ステップＳ３１４ｇ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最適現像バイアスとすればよく、また一致しない場合には、図７（ｄ）に示すように、目標濃度を挟むデータＤ（Ｖb05），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。
【００６０】
そして、全てのパッチ作成色について最適現像バイアスが求まった場合、ステップＳ３０２に進んで、上記のようにして求められた最適現像バイアスをＲＡＭ１２７に記憶し、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。
【００６１】
以上のように、この第１現像バイアス算出処理（第１処理モード）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た後、各トナー色の現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋについて現像履歴除去処理を施しているので、次のパッチ作成工程、つまり狭レンジでのバイアス算出処理（１）で現像履歴が発生するのを効果的に防止することができる。
【００６２】
Ｂ−１−２．第２現像バイアス算出処理（第２処理モード）
ところで、この実施形態では、図５のステップＳ３０１で第２処理モードを選択すると、第２現像バイアス算出処理を実行して最適現像バイアスを決定しているが、これは上記したように判断基準(2)、(3)および(5)のような場合、エンジン部Ｅの状態変化は小さいと推測されるためである。すなわち、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、上記判断基準(2)、(3)および(5)のような場合には、直前の画像濃度測定結果（ステップＳ３１４ｆや後述するステップＳ３２２ｇ）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、上記判断基準(2)、(3)および(5)に該当すると判断すると、次のように処理を簡素化して短時間で、しかも正確に最適現像バイアスを算出している。
【００６３】
この第２現像バイアス算出処理では、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１３および図１４を参照しつつ説明する。
【００６４】
図１３は、図５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１４は、図１３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１２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、暫定バイアスを含む狭レンジでの４種類の現像バイアスを設定している（ステップＳ３１４ｂ）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を含む狭レンジでの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。
【００６５】
このように、第２処理モードでは、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、第１処理モード（ステップＳ３１２〜Ｓ３１４）と対比すると、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。
【００６６】
また、従来技術（例えば特開平１０−２３９９２４号公報に記載の技術）と対比すると、最適現像バイアスを高精度で求めることができるという特有の効果を有する。その理由について説明する。従来技術では現像バイアスと帯電バイアスとを予め３組記憶しておき、これら３つの現像バイアスでパッチ画像をそれぞれ形成する。したがって、現像バイアスの変化し得る範囲、つまり現像バイアス可変帯域とほぼ同程度の範囲をカバーするためには、３つの現像バイアスを比較的広い間隔で設定しなければならない。
【００６７】
これに対して、本実施形態では、現像バイアス可変帯域（Ｖb01〜Ｖb10）のうち直前の最適現像バイアスを含む狭レンジの範囲内で現像バイアスを変化させており、現像バイアス可変帯域の約１／３程度で済み、現像バイアスの間隔（第２間隔）は従来技術よりも狭くなっている。その結果、最適現像バイアスをより高精度に算出することができる。なお、現像バイアスを変化させるレンジ範囲を単に狭くしただけでは、求めようとする最適現像バイアスが当該レンジから外れて正確な最適現像バイアスの算出が困難となるが、本実施形態では、直前の最適現像バイアスを中心に狭レンジを設定するようにしているので、このような問題が発生する確率は極めて小さい。
【００６８】
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５のステップＳ３０２）。そして、図４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。それに続いて、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）。
【００６９】
Ｂ−２．最適帯電バイアス算出処理
図１５は、図４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。この帯電バイアス算出処理（ステップＳ５）では、現像バイアス算出処理の場合と同様に、まず装置の動作状況に応じて処理モードとして第３および第４処理モードのうち、いずれか一方を選択する（ステップＳ５０１）。この第３処理モードは後述するように予め設定した既定値を含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電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帯電バイアスを決定するものであり、エンジン部Ｅの状態を予想することができない場合に適している。これに対し、第４処理モードは後述するように前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定するものであり、エンジン部Ｅの状態変化が少ない場合に適している。なお、この実施形態では、ステップＳ５０１での具体的な選択判断は次の基準で実行している。
【００７０】
(1)電源投入時→第３処理モード
電源投入時では、エンジン部Ｅの状態を全く予想することができないため、予め設定した既定値を含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【００７１】
(2)スリープ復帰時で且つスリープ時間が所定時間未満である場合→第４処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Ｅの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、スリープ時間が短い場合には、エンジン部Ｅの状態変化は小さいと推測されるため、前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【００７２】
(3)スリープ復帰時で且つ定着ユニット５の定着温度が所定温度以上である場合→第４処理モード
スリープ復帰の場合、エンジン部Ｅの状態が大きく変化してしまっている可能性があるが、定着ユニット５内の熱源である定着器が高温に保たれている場合には、エンジン部Ｅの状態変化が小さいと推測されるため、前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【００７３】
(4)スリープ復帰時（上記(2)および(3)の場合を除く）→第３処理モード
上記した(2)および(3)以外では、スリープ復帰時、エンジン部Ｅの状態が大きく変化してしまっている可能性があるため、予め設定した既定値を含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【００７４】
(5)連続した画像形成時→第４処理モード
画像形成が継続的に行われている場合、前回の濃度調整時からエンジン部Ｅの状態が大きく変化する可能性が低いので、前回の最適帯電バイアスを含む狭レンジ（可変領域の約１／３）内で帯電バイアスを変化させながら最適帯電バイアスを決定する。
【００７５】
以上のような判断基準に基づき、第３処理モードを選択した場合には、第１帯電バイアス算出処理（ステップＳ５１１、Ｓ５１２、Ｓ５０２）を実行して最適帯電バイアスを決定する一方、第４処理モードを選択した場合には、第２帯電バイアス算出処理（ステップＳ５２１、Ｓ５２２、Ｓ５０２）を実行して最適帯電バイアスを決定する。以下、それぞれに分けて説明する。
【００７６】
Ｂ−２−１．第１帯電バイアス算出処理（第３処理モード）
第１帯電バイアス算出処理では、図１５に示すように、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Ｓ５１１）後、ステップＳ５１２に進んで、予め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で４段階に帯電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帯電バイアスを求める。以下、その処理内容の詳細について図１６〜図１８を参照しつつ説明する。
【００７７】
図１６は、ステップＳ５１２での処理内容、つまり図１５の狭レンジでのバイアス算出処理（３）の内容を示すフローチャートである。また、図１７は、図１６の処理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Ｓ５１２ａ）。そして、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（ステップＳ５１２ｂ）。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１７（ａ）に示すように帯電バイアスＶa05，Ｖa06の間である場合には、４点Ｖa04，Ｖa05，Ｖa06，Ｖa07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。
【００７８】
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１８）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９（ａ）：ステップＳ５１２ｃ）。
【００７９】
次のステップＳ５１２ｄ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Ｓ５１２ｅ）、ステップＳ５１２ｂ〜Ｓ５１２ｄを繰り返して図９（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。
【００８０】
一方、ステップＳ５１２ｄで「ＹＥＳ」と判断すると、１６（＝４種類×４色）個のパッチ画像ＰＩ2の画像濃度をパッチセンサＰＳで測定する（ステップＳ５１２ｆ）。また、これに続いて、ステップＳ５１２ｇで目標濃度に対応する帯電バイアスを求める。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１７（ｂ）に示すように、目標濃度を挟むデータＤ（Ｖa05），Ｄ（Ｖa06）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。
【００８１】
そして、全てのパッチ作成色について最適帯電バイアスが求まると、ステップＳ５０２に進んで、上記のようにして求められた最適帯電バイアスをＲＡＭ１２７に記憶し、通常の画像形成処理において、ＲＡＭ１２７から読み出し、帯電バイアスとして設定する。
【００８２】
Ｂ−２−２．第２帯電バイアス算出処理（第４処理モード）
この実施形態では、現像バイアス算出処理の場合と同様の理由に基づき、図１５のステップＳ５０１で第４処理モードを選択すると、第２帯電バイアス算出処理を実行して最適帯電バイアスを決定している。
【００８３】
この第２帯電バイアス算出処理では、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Ｓ５２１）後、ステップＳ５２２に進んで狭レンジでのバイアス算出処理（４）を実行して最適帯電バイアスを求めている（ステップＳ５２２）。
【００８４】
図１９は、図１５の狭レンジでのバイアス算出処理（４）の内容を示すフローチャートである。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（３）と大きく相違する点は、図１６の算出処理（３）では帯電バイアスを既定値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Ｓ５１２ｂ）のに対して、このバイアス算出処理（４）では直前の画像濃度測定によって求められてＲＡＭ１２７に記憶されている帯電バイアスに基づき狭レンジでの４種類の帯電バイアスを設定している（ステップＳ５２２ｂ）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。
【００８５】
そして、全てのパッチ作成色について最適現像バイアスが求まると、ステップＳ５０２に進んで、上記のようにして求められた最適帯電バイアスをＲＡＭ１２７に記憶し、通常の画像形成処理において、ＲＡＭ１２７から読み出し、帯電バイアスとして設定する。
【００８６】
以上のように、この実施形態によれば、広レンジでのバイアス算出処理（ステップＳ３１２）を実行した後、各現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋについて、不良トナー除去用画像ＲＩを作成して帯電不良トナーを現像ローラ２３８から除去するとともに、帯電調整用画像ＥＩを形成してトナーの帯電量を調整している。その結果、いずれの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋにおいても、現像ローラ２３８全体に十分な帯電量を有する帯電良好トナーが担持されており、次のパッチ作成工程（狭レンジでのバイアス算出処理）において現像履歴が発生するのを効果的に防止することができる。
【００８７】
また、各パッチ画像の副走査方向における長さＰＬを現像ローラ２３８の周長ＲＬ以下に設定しているので、パッチ画像は必ず現像ローラ２３８の周方向の一部分に担持されたトナーによって現像されるため、現像履歴影響部の発生を効果的に防止することができる。
【００８８】
さらに、上記実施形態では、例えば図７、図１４および図１８に示すように、バイアスを段階的に上昇させながら、この順序でパッチ画像を形成しており、各色とも最終のパッチ画像が最も画像濃度が高くなるようにバイアス設定している。すなわち、各トナー色とも４つのパッチ画像を連続的に形成しているが、帯電不良トナーが発生するとしても最も高いバイアスで作成される最終パッチ画像の現像時点であり、いずれのパッチ画像も帯電良好トナーによって現像される。したがって、これら４つのパッチ画像はいずれも現像履歴の影響を受けることなく、設定された画像濃度で作成される。その結果、高精度な濃度調整処理を実行することが可能となる。
【００８９】
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、上記実施形態では、不良トナー除去用画像ＲＩとしてその画像全体に対するドットの面積率が１００％のベタ画像を用いているが、ベタ画像の代わりに、その面積率が約８０％以上の画像を不良トナー除去用画像として用いても、ベタ画像の場合と同様の作用効果が得られる。
【００９０】
また、上記実施形態では、広レンジでのバイアス算出処理（ステップＳ３１２）を実行した後でのみ現像履歴除去処理（ステップＳ３１３）を実行しているが、その他のバイアス算出処理（ステップＳ３１４、Ｓ３２２、Ｓ５１２，Ｓ５２２）を実行した後に現像履歴除去処理を実行するようにしてもよい。例えば、帯電バイアス算出処理を実行した後、現像履歴除去処理を実行することで、通常印字において現像履歴が発生するのを効果的に防止することができる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
さらに、上記実施形態では、濃度制御因子として現像バイアスおよび帯電バイアスの最適値を求めているが、いずれか一方のみの最適値を求める場合、また転写バイアスや露光量などの他の濃度制御因子の最適値を求める場合にも本発明を適用することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、パッチ画像の作成後、不良トナー除去用画像を作成して帯電不良トナーをトナー担持体から除去するとともに、帯電調整用画像を形成してトナーの帯電量を調整してトナー担持体全体に十分な帯電量を有するトナーを担持させているので、当該パッチ画像の作成の後に実行される処理、例えば次のパッチ作成工程や通常印字工程などにおいて現像履歴が発生するのを防止することができる。
【００９５】
また、パッチ画像の各々について、副走査方向におけるパッチ画像の長さがトナー担持体の周長以下の長さとなるように構成しているので、トナー担持体の周方向の一部分に担持されたトナーによってパッチ画像を形成することができ、当該パッチ画像において現像履歴が発生するのを防止することができる。
【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】現像器の構成を示す断面図である。
【図４】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５】図４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６】図５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７】広レンジおよび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８】第１パッチ画像を示す図である。
【図９】パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図１０】現像履歴除去処理を示すタイミングチャートである。
【図１１】現像履歴除去処理によって感光体から中間転写ベルトに転写される転写画像を示す模式図である。
【図１２】図５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１３】図５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１４】図１３の処理内容を示す模式図である。
【図１５】図４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１６】図１５の狭レンジでのバイアス算出処理（３）の内容を示すフローチャートである。
【図１７】図１６の処理内容を示す模式図である。
【図１８】第１パッチ画像を示す図である。
【図１９】図１５の狭レンジでのバイアス算出処理（４）の内容を示すフローチャートである。
【図２０】副走査方向におけるパッチ画像の長さが現像ローラの周長を超える場合のパッチ画像を示す模式図である。
【符号の説明】
４…転写ユニット（転写手段）
２１…感光体
２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ…現像器
４１…中間転写ベルト（転写媒体）
２３８…現像ローラ（トナー担持体）
ＥＩ…帯電調整用画像
ＰＩ，ＰＩ1(Y)，ＰＩ1(C)，ＰＩ1(M)，ＰＩ1(K)…パッチ画像
ＰＬ…（パッチ画像の副走査方向における）長さ
ＰＳ…パッチセンサ（濃度検出手段）
ＲＩ…不良トナー除去用画像
ＲＬ…（トナー担持体の）周長
ＲＷ…（不良トナー除去用画像の）幅

Claims (9)

1. 副走査方向に回転駆動される感光体と、トナーを担持して搬送するトナー担持体を有し、前記感光体上の静電潜像を前記トナー担持体からのトナーによって現像する現像手段とを備え、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、複数のパッチ静電潜像を前記現像手段により現像して複数のパッチ画像を前記感光体上に形成するとともに、各パッチ画像の画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度を目標濃度に調整するために必要な濃度制御因子の最適値を決定する画像形成装置において、
   濃度制御因子としての現像バイアスをその可変領域全体で変化させながら前記複数のパッチ画像を作成した後であって次の画像を形成する前に、下記の不良トナー除去用画像と、前記不良トナー除去用画像よりも低い画像濃度を有する帯電調整用画像とをこの順序で前記現像手段により前記感光体上に形成することを特徴とする画像形成装置。
   前記不良トナー除去用画像は、前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に前記パッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像である。
2. 前記不良トナー除去用画像の幅は前記感光体上に形成可能な画像の最大幅となっている請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記不良トナー除去用画像は、前記不良トナー除去用画像全体に対するドットの面積率が約８０％以上の画像である請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記帯電調整用画像は、前記帯電調整用画像全体に対するドットの面積率が０％の白紙画像である請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記帯電調整用画像は前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像である請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記感光体上に形成されたパッチ画像の画像濃度を検出する濃度検出手段をさらに備えた請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 転写媒体を有し、前記感光体上に形成されたパッチ画像を前記転写媒体に転写する転写手段と、
   前記転写媒体に転写されたパッチ画像の画像濃度を検出する濃度検出手段をさらに備えた請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記複数のパッチ画像の画像濃度が配列順序にしたがって順番に高くなるように前記現像バイアスを段階的に変化させながら、前記複数のパッチ画像を前記感光体上に形成する請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 副走査方向に回転駆動される感光体と、トナーを担持して搬送するトナー担持体を有し、前記感光体上の静電潜像を前記トナー担持体からのトナーによって現像する現像手段とを備える画像形成装置において、トナー像の画像濃度を目標濃度に調整する画像形成方法であって、
   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の現像バイアスをその可変領域全体で変化させながら、前記感光体上に複数のパッチ静電潜像を前記現像手段により現像して複数のパッチ画像を前記感光体上に形成するパッチ作成工程と、
   各パッチ画像の画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度を目標濃度に調整するために必要な現像バイアスの最適値を決定する最適値決定工程と、
   前記パッチ作成工程後であって次の画像を形成する前に、下記の不良トナー除去用画像と、前記不良トナー除去用画像よりも低い画像濃度を有する帯電調整用画像とをこの順序で前記現像手段により前記感光体上に形成する現像履歴除去工程と
   を備えたことを特徴とする画像形成方法。
   前記不良トナー除去用画像は、前記副走査方向とほぼ直交する主走査方向に前記パッチ画像の幅以上の幅を有し、しかも前記副走査方向に前記トナー担持体の周長以上の長さを有する画像である。

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