JP5672528B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

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

電子写真方式の画像形成装置においては、現像剤や潜像担持体等の特性が環境（温湿度等）や経時劣化によって変化すると、作像能力が変化し、その作像能力の変化によって画質を変化させてしまう虞がある。具体的には、環境変動や経時使用に伴って現像剤や潜像担持体の特性が変化すると、画像形成装置の現像性能直線が変化する。この現像性能直線とは、潜像担持体の潜像電位と、現像装置の現像剤担持体に対する現像バイアスとの電位差である現像ポテンシャルと、トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量との関係を示す直線のことである。現像性能直線が変化すると、目標の画像濃度が得られる現像ポテンシャルが変化する。にもかかわらず、作像条件としての現像ポテンシャルを一定値のままにしておくと、画像濃度不足や画像濃度過多を引き起こしてしまうのである。

そこで、例えば、特許文献１には、次のような出力画像作像条件決定処理を実施する画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、まず、潜像担持体上に互いに異なる現像ポテンシャルで現像した複数のパッチ状トナー像からなるパッチパターンを作像する。次いで、このパッチパターンにおける個々のパッチ状トナー像に対するトナー付着量を反射型フォトセンサ等の光学的検知手段でそれぞれ検知する。そして、この検知結果に基づいて、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す近似直線を現像性能直線として求めた後、その結果に基づいて、目標の画像濃度が得られる現像ポテンシャルを特定する。以降、作像時における現像ポテンシャル条件を特定値に設定する。このような出力画像作像条件決定処理を定期的に実行することで、環境変動や経時使用にかかわらず、安定した画像濃度を得ることが可能になる。

しかしながら、特許文献１等に記載される従来の画像形成装置においては、現像剤担持体上に生じる画像履歴の影響を考慮して、パッチ状トナー像同士の間隔を決めているわけではなかった。そのため、現像剤担持体上に画像履歴が生じると、作像するパッチ状トナー像が直前に作像されたパッチ状トナー像の画像履歴の影響を受ける虞がある。画像履歴の元となるパッチ状トナー像の作像領域が潜像担持体移動方向に現像剤担持体一周に相当する距離だけ移動したと仮定される領域に別のパッチ状トナー像が形成される場合である。このように、画像履歴の影響を受けたパッチ状トナー像は、画像履歴の影響を受けないパッチ状トナー像に比べ、トナー付着量が低下してしまいトナー付着量が正確に検知されない。

なお、この現像剤担持体の画像履歴の発生原因は、現像剤担持体へのトナー（現像剤）の供給、剥離、並びに現像剤担持体に担持された現像剤のトナー濃度及び帯電量が、画像形成（現像剤担持体上からのトナー消費）によって影響を受け、現像剤担持体の軸方向で分布を持ってしまうことによるものである。この現像剤担持体上の画像履歴はその位置から一周するだけでは解消されにくくいが、周回中に新たにトナーの供給や剥離を受けることで二周目以降はほとんど目立たなくなる。つまり、潜像担持体上において、画像履歴の影響は、画像履歴の元となるパッチ状トナー像の作像領域が潜像担持体移動方向に現像剤担持体一周に相当する距離だけ移動したと仮定される領域には及ぶが、現像剤担持体二周に相当する距離だけ移動したと仮定される領域にはほとんど及ばない。

現像剤担持体の画像履歴は、現像剤担持体にトナーを供給し、現像剤担持体上に担持されたトナーによりトナー像を現像し、現像に使用した後のトナーを現像剤担持体から剥離するシステムにおいては、程度の差はあれど、完全に発生を免れることができない。そして、現像剤担持体の画像履歴は、一成分現像、二成分現像においても発生するものである。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的は、現像剤担持体に画像履歴が生じた場合でも、パッチ状トナー像のトナー付着量を正確に検知することにより安定した画像濃度を得ることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成装置において、潜像を担持して無端移動する潜像担持体と、該潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、該帯電手段により帯電せしめられた該潜像担持体に静電潜像を書き込む潜像書込手段と、現像バイアスが印加された無端移動する現像剤担持体の表面に担持した現像剤によって該静電潜像を現像してトナー像を得る現像手段とをそれぞれ有する複数のトナー像形成部と、各潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、各潜像担持体から転写体に転写されたトナー像に対する単位面積当たりのトナー付着量を検知する、各トナー像形成部で形成されたトナー像ごとに個別で対応させて設けられた複数の付着量検知手段と、互いに異なる作像条件で複数のパッチ状トナー像を作像し、各パッチ状トナー像に対するトナー付着量を上記複数の付着量検知手段によって検知した結果に基づき、ユーザーの命令に基づく画像を作像する際の作像条件を決定する出力画像作像条件決定処理を所定のタイミングで実施する制御手段とを備え、上記帯電手段によって上記潜像担持体の電位を徐々に大きくしていき、且つ、上記現像剤担持体に印加される現像バイアスを徐々に高くしていって、上記複数のパッチ状トナー像を作像し、上記潜像担持体上における各パッチ状トナー像の形成領域が該潜像担持体の移動方向に上記現像剤担持体一周に相当する距離［現像剤担持体の周長÷（現像剤担持体表面の線速÷潜像担持体表面の線速）］だけ移動したと仮定される領域に別の各パッチ状トナー像を形成しないことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記現像剤担持体一周に相当する距離Ｌｄｅｖと、各パッチ状トナー像の移動方向長さＬｐと、各パッチ状トナー像の間隔Ｌｄとが、下式（２）を満たす最大の整数ｎにおいて、下式（４）を満たすことを特徴とするものである。
ｎ（Ｌｐ＋Ｌｄ）＋Ｌｐ≦Ｌｄｅｖ ・・・式（２）
｛（Ｌｄｅｖ＋Ｌｐ）／（ｎ＋１）｝−Ｌｐ≦Ｌｄ ・・・式（４）

本発明は、現像剤担持体に画像履歴が生じた場合でも、パッチ状トナー像のトナー付着量を正確に検知することにより安定した画像濃度を得ることができる画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。

本実施形態に係るプリンタの概略構成を示す構成図。 同プリンタの反射型フォトセンサが配設されている部位を図１中の矢印Ｘ方向からみた平面図。 同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。 パッチパターンの現像ポテンシャルとトナー付着量の関係を示す特性図。 ベタ画像に続けて、ハーフトーン画像を印刷した場合に発生する現像ローラの画像履歴を模式的に表した模式図、図５（ｂ）は、図中線Ｙ上のトナー付着量を示す特性図。 中間転写ベルト上に作像した各色のパッチパターンの部分を拡大した平面図。 （ａ）は中間転写ベルト上に作像したパッチパターンの部分を拡大した平面図、（ｂ）はその時のトナー付着量を示した特性図。 画像履歴の影響を受けない位置にパッチパターンを作像する例を示す模式図。

以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のレーザプリンタについて説明する。まず、プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、プリンタの概略構成を示す構成図である。図１に示すように、このプリンタ１００は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の有色トナー像を作像するための４つのトナー像形成部１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。以下添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色をそれぞれ示す。このトナー像形成部１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ各色のトナー像を担持し、図中矢印Ａ方向に回転する感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これら各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの周囲には、各感光体１表面を一様に帯電する帯電装置１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや、一様に帯電された各感光体１表面を画像データに基づきレーザ光を露光走査して静電潜像を形成する露光装置１３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、各感光体１１表面に形成される静電潜像を現像する現像装置１４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、トナー像転写後の各感光体１１表面をクリーニングするクリーニング装置１５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、クリーニング後の各感光体１１表面の残留電荷を除去する図示しない除電装置等を備えている。なお、画像データとは、図示しない外付けのスキャナによる原稿読取で得られた画像情報や、外部のパーソナルコンピュータから送られている画像情報等である。また、トナー像形成部１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、感光体１１の周囲に配設される各種装置１２、１３，１４、１５とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ１００本体に対して着脱可能になっている。

また、上記プリンタ１００は、トナー像形成部１０の下方に、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに現像されたトナー画像をシートＳに転写する中間転写ユニット２０を備えている。この中間転写ユニット２０は、駆動ローラを含む複数のローラにより張架されて図中矢印Ｂ方向に回転駆動する中間転写ベルト２１を備えている。中間転写ユニット２０は、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと所定の電圧が印加される一次転写ローラ２２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に中間転写ベルト２１を挟み込んで一次転写ニップを形成する。また、中間転写ユニット２０は二次転写バックアップローラ２３と所定の電圧が印加される二次転写ローラ２４の間に中間転写ベルト２１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。さらに、中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置２５等も備えている。上記トナー像形成部１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで現像された感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上の有色トナー像は、一次転写ニップで中間転写ベルト２１に順次重ね合わされて一次転写される。中間転写ベルト２１上に転写された４色重ね合わせ有色トナー像は、二次転写ニップで用紙Ｐに二次転写されることになる。

また、上記中間転写ユニット２０において、中間転写ベルト２１の移動方向最下流側に配置されるトナー像形成部１０Ｋと二次転写ニップ部との間には、後述するトナー濃度検知手段としての反射型フォトセンサ３０が中間転写ベルトの外周面に対して所定の間隔を介して配設されている。この反射型フォトセンサ３０は、中間転写ベルト２１上の光反射率に応じた信号を出力する。一般に反射型フォトセンサ３０は、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト２１の表面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。受光素子としては、正反射光を受光するものと、拡散反射光を受光するものとの両方を備えている。後述する制御部４０は、正反射型の受光素子による受光に基づく出力電圧や、拡散反射型の受光素子による受光に基づく出力電圧に基づいて、中間転写ベルト２１上のトナー像を検知したり、その画像濃度（単位面積当たりのトナー付着量）を検知したりすることができる。

また、上記プリンタ１００は、中間転写ユニット２０の下方に、図示しない給紙カセット、レジストローラ対、第一定着装置２６等を備えている。給紙カセットは、プリンタ１００の筺体内に出し入れ可能に構成され、収容するシートＳの一番上の用紙を一枚づつレジストローラ対に向けて送り出す。レジストローラ対は、給紙カセットにより供給されたシートＳをローラ間に挟み込み、中間転写ベルト２１上の４色重ね合わせ有色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。第一定着装置２６は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ２６ａと、これに向けて押圧される加圧ローラ２６ｂとの当接による定着ニップにシートＳを挟み込み、加熱や加圧の作用によりトナー像を定着せしめる。

このような構成のプリンタ１００においては、次のように画像形成が行われる。例えばイエロー用のトナー像形成部１０Ｙでは、帯電装置１２Ｙにより一様に帯電された感光体１１Ｙの表面に、露光装置１３Ｙで変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されて静電潜像が形成される。感光体１１Ｙ上の静電潜像は、現像装置１４Ｙで現像されてイエロー色のトナー像となる。中間転写ベルト２１を挟んで一次転写ローラ２２Ｙに対向する一次転写ニップでは、感光体１１Ｙ上のトナー像がシートＳに転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、クリーニング装置１５Ｙでクリーニングされ、除電装置により表面が初期化され次の静電潜像の形成に備えられる。

他のトナー像形成部１０Ｍ、Ｃ、Ｋについても、上述した画像形成行程が中間転写ベルト２１の移動に同期して実行され、中間転写ベルト２１上に、４色重ね合わせトナー像が形成される。一方、給紙カセットから給送された用紙は、レジストローラ対により所定のタイミングで送出されて二次転写ニップに搬送される。そして、二次転写ニップで４色重ね合わせトナー像がシートＳに一括転写される。４色重ね合わせトナー像が一括転写されたシートＳは、定着装置２６による加熱・加圧作用により定着処理が施され、機外に排出される。

次に、本発明の特徴部となる、付着量検知手段となる反射型フォトセンサ３０の検知結果に基づき出力画像作像条件決定処理について詳細に説明する。図２は、反射型フォトセンサが配設されている部位を図１中の矢印Ｘ方向からみた平面図である。図２に示すように、この反射型フォトセンサ３０は、４色のトナー像の画像濃度を個別に検知するために、各色用の反射型フォトセンサ３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが図１の奥行き方向に一列に配置されている。これらの反射型フォトセンサ３０の受光素子には、上述した正反射光検出型か拡散光検出型のうち、中間転写ベルト表面の反射光と、後述するパッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの反射光量との差を十分な値にし得る方が用いられる。

図３は、上記プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図３において制御部４０は、それぞれ電気的に接続されたトナー像形成部１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、露光装置１３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、中間転写ユニット２０、反射型フォトセンサ３０等を制御する。また、この制御部４０は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４０ａと、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリアとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)４０ｂとを備えている。

上記制御部４０によって実行される出力画像作像条件決定処理は、図示しない主電源の投入時や、所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力した後の待機時など、所定のタイミングで、各トナー像形成部１０の像形成性能などの作像性能を試験するように構成されている。具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、反射型フォトセンサ３０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの校正を行う。作像しない状態で、反射型フォトセンサ３０の発光光量を順次変化させ、検知電圧が所定の値となる発光光量を求める。この発光光量をパッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋのトナー付着量検知時に用いる。次に感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを回転しながら一様に帯電せしめる。この帯電については、通常のプリント時における一様な帯電（例えば−７００Ｖ）とは異なり、その電位を徐々に大きくしていくようにする。そして、上記露光装置１３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによるレーザ光の走査によって感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上にパッチパターン用の静電潜像を形成しながら、現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで現像する。この現像により、各色のバイアス現像パターン像が感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に作像される。なお、現像の際、制御部４０は、それぞれの現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像ローラ１４ａＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋに印加される現像バイアスの値も徐々に高く（若しくは低く）していくように制御する。このようにして、徐々に画像濃度が異なる各色１０個のバイアス現像パターン像が作像される。これら各色のバイアス現像パターン像は、中間転写ベルト８上の、各色の反射型フォトセンサ４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向する位置に重なり合わずに転写され、パッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが作像される。なお、パッチパターンの作像方法については、帯電・現像バイアスを共に徐々に上げると、一般的に高圧電源は電圧を上げる方が電圧を下げるよりも時間がかからないことから、帯電・現像バイアスを共に徐々に下げる場合に比べパターン作像時間を短くできるという利点がある。

上述した各色のパッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが中間転写ベルト２１の無端移動に伴って反射型フォトセンサ３０との対向位置を通過する際、反射型フォトセンサ３０によってその光反射量が検知され、上記制御部４０に電気信号が出力される。制御部４０は、反射型フォトセンサ３０から順次送られてくるこの出力信号に基づいて、各色１０個のパッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの検知出力を、トナー付着量へ変換し、ＲＡＭ４０ｂに格納していく。ここで、トナー付着量をＲＡＭ４０ｂに格納すると同時に、各色のパッチパターン作像条件からパッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの現像ポテンシャルを推定し、パッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの情報もＲＡＭ４０ｂに格納する。反射型フォトセンサ３０との対向位置を通過した上記パッチパターンＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、上記クリーニング装置２５によってクリーニングされる。上記工程は、パッチパターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙについて、シーケンシャルに行なうのではなく、可能な限り平行処理にて実施する。

ここで得られた、各パッチパターンの現像ポテンシャルとトナー付着量の関係をＸ−Ｙ平面上にプロットしたものが図４である。図４はＸ軸に現像ポテンシャル（現像バイアスとパッチパターン像電位の差：ＶＢ−ＶＬ）（単位Ｖ）を、Ｙ軸に単位面積当たりのトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃｍ^２）を割り振っている。上記プロットしたデータより直線区域を選択し、区間内のデータに対して最小二乗法を適用することにより直線近似を行って得られる現像性能直線である直線近似式を各色毎に計算し、この直線近似式の傾きである現像γ、及び現像ポテンシャル軸と直線近似式のｘ切片である現像開始電圧を算出する。そしてこの現像γ、及び現像開始電圧の値を用いて、目標の付着量が得られる現像ポテンシャルを計算し、作像条件にフィードバックすることで画像濃度維持を図っている。

ここで、現像ローラ１４ａの画像履歴の一例について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、ベタ画像５１に続けて、ハーフトーン画像５２を図中矢印Ｂ方向に続けて印刷した場合に発生する現像ローラ１４ａの画像履歴を模式的に表した模式図であり、図５（ｂ）は、図中線Ｙ上のトナー付着量を示した特性図である。一般に、感光体表面の線速に対する現像ローラ表面の線速の比（以後、現像線速比という）は、１．０としない（すなわち、感光体表面の線速と、現像ローラ表面の線速は異ならせる）設定とするのが普通である。ここで、現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖは、現像ローラの周長を現像線速比（＝現像ローラ表面の線速／感光体表面の線速）で割った長さとなる。図５に示すように、ベタ画像５１に続けてハーフトーン画像５２を印刷すると、ベタ画像５１が印刷された領域から、現像ローラの一周回後にみられる画像履歴５３がある位置５３’のハーフトーン画像５２のトナー付着量が低下する。そして、ベタ画像５１が印刷された領域から現像ローラの二周回後にみられる画像履歴５４がある位置５４’のハーフトーン画像５２では、トナー付着量の低下がほとんど目立たなくなる。履歴の元になる画像（図５中、ベタ画像５１）が現像ローラ一周に相当する距離だけ移動したと仮定される領域では、画像履歴５３の影響が大きいが、現像ローラ二周に相当する距離だけ移動したと仮定される領域では、画像履歴５４による影響がほとんどみられない。ここでは、ベタ画像５１に続けて、ハーフトーン画像５２を続けて印刷する場合について示したが、ハーフトーン画像５２がベタ画像であっても、同様の画像履歴は発生する。

図６は、図２に示した中間転写ベルト上に作像した各色のパッチパターンの部分を拡大した平面図である。ここで、Ｐｙ_ｉ、Ｐｍ_ｉ、Ｐｃ_ｉ、Ｐｋ_ｉ（ｉ＝１、２、３、・・・）は、各色のパッチパターンである。Ｌｐはパッチパターンの長さであり、Ｌｄはパッチパターンとパッチパターンの間隔である。説明を簡単にするためにＬｄｅｖ＝Ｌｐ＋Ｌｄの時を一例にとって図７を用いて説明する。図７（ａ）はＢｋ色を例にとり、中間転写ベルト２１上に作像したパッチパターンの部分を拡大した平面図である。図７（ｂ）はその時のトナー付着量を示した特性図である。ここで、Ｌｄｅｖ＝Ｌｐ＋Ｌｄの時、パッチパターンＰｋ_ｉ＋１は全長にわたりパッチパターンＰｋ_ｉの画像履歴を受けることになる。すなわち、パッチパターンＰｋ_２はパッチパターンＰｋ_１の画像履歴を受けて画像履歴を受けない時よりもトナー付着量が少なくなってしまう（画像履歴を受けないときのパッチパターンＰｋ_２のトナー付着量を点線で示す）。

ここで、パッチパターンＰｋ_ｉ＋１がパッチパターンＰｋ_ｉの画像履歴を受けないようにするには、パッチパターンＰｋ_ｉ＋１とパッチパターンＰｋ_ｉの間隔Ｌｄを大きく設定すればよい。例えばＬｐ＋Ｌｄ＋Ｌｐ＞Ｌｄｅｖ（ただしＬｐ＜Ｌｄｅｖ）を満足するように間隔Ｌｄを設定すればよい。ただし、間隔Ｌｄを大きくするということは出力画像作像条件決定処理（現像γの検出）に時間がかかってしまうばかりでなく、消耗品の寿命が短くなってしまう。よって、本実施形態では、現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖ内に複数のパッチパターンＰｋ_１〜ｎを形成し、且つ画像履歴の影響を受けないようにパッチパターンの長さＬｐと、各パッチパターンの間隔Ｌｄを設定する。これにより、出力画像作像条件決定処理に要するダウンタイムの増加及び消耗品の寿命低下を必要最低限に抑え、且つより精度良く現像γ、現像開始電圧Ｖｋを検出し、より精度良くトナー付着量（画像濃度）を制御することができる。

以下、具体的に説明する。あるパッチパターンがこれよりも前に作像されたパッチパターンの画像履歴を受けないようにするためには、あるパッチパターンの形成領域が中間転写ベルト２１の移動方向に現像ローラ１４ａ一周に相当する距離Ｌｄｅｖ移動したと仮定される領域に別のパッチ状トナー像をその一部であっても形成しないようにしなければいけない。それを実現するためには、現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖが次に示す２つの条件を満たす必要がある。一つめは現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖがパッチパターンの長さＬｐとパッチパターン間隔Ｌｄの整数倍にパッチパターンの長さＬｐを加えた長さよりも長いことである。二つめは現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖがパッチパターンの長さＬｐとパッチパターンの間隔Ｌｄの上記整数プラス１倍にパッチパターンの長さＬｐを引いた長さよりも短いことである。その条件を式で表すと下式（１）で表される。
ｎ×（Ｌｐ＋Ｌｄ）＋Ｌｐ≦Ｌｄｅｖ≦（ｎ＋１）（Ｌｐ＋Ｌｄ）−Ｌｐ
（ｎ＝０、１、２・・・） ・・・式（１）

図８は、画像履歴の影響を受けない位置にパッチパターンを作像する例を示す模式図である。まず、現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖの間にパッチパターンＰｋがいくつ作像できるかを考える。現像γの検出にかかる時間は調整のためのダウンタイムを短縮化することや消耗品の長寿命化を図るためにも短い方が望まれるため、現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖの間にできるだけ多くのパッチパターンの長さＬｐやパッチパターンの間隔Ｌｄが含まれた方が良い。さらにＰｋ_ｎがＰｋ_１の画像履歴を受けないようにするためには、下式（２）を満たす必要がある。
ｎ×（Ｌｐ＋Ｌｄ）＋Ｌｐ≦Ｌｄｅｖ ・・・式（２）
ここで、該式を満たす最大の整数ｎが最も現像γの検出にかかる時間を短くできる。

次にパッチパターンＰｋ_ｎがＰｋ_２の画像履歴を受けないようにするためには、下式（３）を満たす必要がある。
Ｌｄｅｖ≦（ｎ＋１）（Ｌｐ＋Ｌｄ）−Ｌｐ ・・・式（３）
実際には現像ローラ一周に相当する長さＬｄｅｖやパッチパターンの長さＬｐは他条件によって最適化されており、システムにおいて決められている場合が多いので式（１）を満たすようにパッチパターンの間隔Ｌｄを決めてやればよい。つまり、式（２）を満たす最大のｎにおいて、式（３）を変形した下式（４）を満たすようにパッチパターンの間隔Ｌｄを決めてやればよい。
｛（Ｌｄｅｖ＋Ｌｐ）／（ｎ＋１）｝−Ｌｐ≦Ｌｄ ・・・式（４）

以上、本実施形態に係るプリンタ１００によれば、現像剤担持体である現像ローラ１４ａに画像履歴が生じた場合にも、画像履歴の影響を受けない領域にパッチパターンを作像することができる。これにより、反射型フォトセンサ３０はパッチパターンのトナー付着量を正確に検知し、制御部４０は正確に現像γ、現像開始電圧Ｖｋを算出することで画像濃度の安定性を図ることができる。
また、本実施形態に係るプリンタ１００によれば、式（２）を満たす最大の整数ｎにおいて式（４）を満たすようにパッチパターンの間隔Ｌｄを決める。これにより、出力画像作像条件決定処理に要する時間を短縮でき、不必要に消耗品の寿命の低下させることがない。

なお、本実施形態に係るプリンタ１００では、感光体１上に現像されたトナー像を転写体たる中間転写ベルト２１に転写した後にシートＳに転写する方式について説明したが、本発明は、感光体１上に現像されたトナー像をシートＳに直接転写する方式にも採用できることは言うまでもない。この場合には、感光体１上に現像されたパッチパターンのトナー付着量が検知されることになる。

１０ トナー像形成部
１１ 感光体
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
１５ クリーニング装置
２０ 中間転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
３０ 反射型フォトセンサ

特開２００６−１１３５４０号公報

Claims (2)

1. 潜像を担持して無端移動する潜像担持体と、該潜像担持体を帯電せしめる帯電手段と、該帯電手段により帯電せしめられた該潜像担持体に静電潜像を書き込む潜像書込手段と、現像バイアスが印加された無端移動する現像剤担持体の表面に担持した現像剤によって該静電潜像を現像してトナー像を得る現像手段とをそれぞれ有する複数のトナー像形成部と、
   各潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、
   各潜像担持体から転写体に転写されたトナー像に対する単位面積当たりのトナー付着量を検知する、各トナー像形成部で形成されたトナー像ごとに個別で対応させて設けられた複数の付着量検知手段と、
   互いに異なる作像条件で複数のパッチ状トナー像を作像し、各パッチ状トナー像に対するトナー付着量を上記複数の付着量検知手段によって検知した結果に基づき、ユーザーの命令に基づく画像を作像する際の作像条件を決定する出力画像作像条件決定処理を所定のタイミングで実施する制御手段とを備え、
   上記帯電手段によって上記潜像担持体の電位を徐々に大きくしていき、且つ、上記現像剤担持体に印加される現像バイアスを徐々に高くしていって、上記複数のパッチ状トナー像を作像し、
   上記潜像担持体上における各パッチ状トナー像の形成領域が該潜像担持体の移動方向に上記現像剤担持体一周に相当する距離［現像剤担持体の周長÷（現像剤担持体表面の線速÷潜像担持体表面の線速）］だけ移動したと仮定される領域に別の各パッチ状トナー像を形成しないことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記現像剤担持体一周に相当する距離Ｌｄｅｖと、各パッチ状トナー像の移動方向長さＬｐと、各パッチ状トナー像の間隔Ｌｄとが、下式（２）を満たす最大の整数ｎにおいて、下式（４）を満たすことを特徴とする画像形成装置。
   ｎ（Ｌｐ＋Ｌｄ）＋Ｌｐ≦Ｌｄｅｖ ・・・式（２）
   ｛（Ｌｄｅｖ＋Ｌｐ）／（ｎ＋１）｝−Ｌｐ≦Ｌｄ ・・・式（４）