JPH11153889A

JPH11153889A - 画像濃度制御装置

Info

Publication number: JPH11153889A
Application number: JP9337924A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Kumon; 俊彦公文
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1999-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】基準画像の検出濃度に基づいて記録対象画像
の画像形成条件を最適に制御する装置に於いて、耐久に
よりトナーの粒径が大きくなったために基準画像濃度の
検出精度が悪化した場合でも、良好に制御できるように
する。【解決手段】基準の画像形成条件に従って形成した基
準トナー画像濃度を検出する手段（Ｓ１，Ｓ２）と、ト
ナーの劣化状態を検出する手段（Ｓ３１）と、該劣化状
態を参照して前記検出濃度を補正する手段（Ｓ３２）
と、補正されたデータに従って記録対象画像の画像形成
条件を制御する手段（Ｓ７，Ｓ８）と、を有する画像濃
度制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基準の画像形成条
件に従って形成した基準のトナー画像の検出濃度に応じ
て、記録対象画像の画像形成条件を制御する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置に於いて、
記録対象画像の画像形成に先立って基準のトナー画像を
感光体に形成してその濃度を検出し、その検出値が目標
値になるように、記録対象画像の画像形成条件（感光体
の帯電電位，現像バイアス電位等）を制御する画像濃度
制御が行われている。

【０００３】特開平５−３３３６４５号公報には、感光
体ドラム上のトナー画像の濃度を検出するセンサの検出
精度を向上させるため、感光体ドラムの１回転に渡って
トナー画像の濃度を検出することにより、検出位置の相
違による検出値のバラツキを無くすようにした装置が開
示されている。特開平７−３６２３０号公報には、感光
体ドラム上の基準のトナー画像の濃度を検出するセンサ
の検出精度を向上させるため、感光体ドラムにトナー画
像が無い状態で反射型フォトセンサの駆動電流を変化さ
せてその出力を測定し、その測定結果に基づいて該反射
型フォトセンサの基準駆動電流値を求め、基準のトナー
画像の濃度測定時の駆動電流を、上記基準駆動電流値に
制御する制御方法が開示されている。特開平８−８７１
４３号公報には、複数段階の照射光量のうち１つの光量
に対する濃度データを取得する場合にのみ感光体ドラム
を回転させ、これにより取得した濃度データに基づい
て、他の照射光量に対する濃度データを補正することで
正確な濃度データを短時間で得るようにした複写機が開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図９（ｃ）は現像ユニ
ットの構成を示す。現像ユニット内に収納されているト
ナーは、図示のように、攪拌羽根２３により攪拌されて
現像スリーブ１５の周面に押し付けられる。現像スリー
ブ１５はスリーブ駆動ローラ１５ａにより摩擦駆動され
て図内矢印方向へ定速回転されている。このため、現像
スリーブ１５の周面に押し付けられたトナーは該周面に
より回転方向へ搬送されて、規制ブレード２２と現像ス
リーブ１５の周面との接触部に到る。規制ブレード２２
は所定の圧力で現像スリーブ１５の周面に圧接されてい
るため、上記接触部に到ったトナーは該接触部の間隙を
くぐり抜けて搬送され、これにより、現像スリーブ１５
の周面上にはトナーの薄層が形成される。

【０００５】このように、現像ユニットでのトナー規制
が現像スリーブ１５の周面に圧接される規制ブレード２
２によって行われるため、粒径の小さなトナーは上記間
隙をくぐり抜けてトナー現像に供され易いが、粒径の大
きなトナーはくぐり抜け難いため現像ユニット内に残留
し易い。このため、現像ユニット内での粒径の大きなト
ナーの比率が徐々に高まり、長時間使用された現像ユニ
ットからは使用初期よりも粒径の大きなトナーが供給さ
れるようになる。この様子を図１０に示す。図示される
ように、現像枚数の累積値が増えるにつれてトナーの平
均粒径が徐々に大きくなり、現像枚数が８０００枚を越
える付近からは平均粒径が急激に増大する。なお、図９
（ｂ）には、初期と長時間使用後（耐久後）とに於ける
現像ユニット内のトナーの粒径分布を比較して示す。

【０００６】長時間の使用によってトナーの平均粒径が
大きくなると、画像濃度制御に不具合が生ずるようにな
る。また、その結果、カラー画像形成の場合は、色の調
整にも不具合が生ずるようになる。このことを、図９
（ａ）を参照して説明する。図９（ａ）は、粒径が小さ
なトナーが付着した場合と粒径が大きなトナーが付着し
た場合とで、現実にはトナー付着量が異なっている場合
であっても、乱反射率が同じになる場合を示している。
即ち、トナーの平均粒径が大きい場合には、フォトセン
サによる検出値よりも多量のトナーが、現実には付着し
ている。このことは、フォトセンサによって検出される
基準画像のトナー付着量（＝トナー画像の乱反射率）が
同じであっても、トナーの平均粒径が異なる場合には現
実のトナー付着量は同じではなく、このため、熱圧着に
よる定着処理後には、各々異なる反射率（濃度）を呈す
るようになることを意味する。

【０００７】したがって、長時間の使用（耐久）により
現像ユニット内のトナーの平均粒径が大きくなっている
場合に於いて、基準のトナー画像を形成してその濃度を
フォトセンサで検出して、その検出結果に基づいて記録
対象画像の画像形成条件を制御すると、基準のトナー画
像の検出濃度が不正確であることに起因して、記録対象
画像の画像濃度が良好で無くなったり、カラー画像を形
成する場合であれば色の調整が良好で無くなるという不
具合が生ずる。本発明は、このような不具合を防止する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準の画像形
成条件に従って形成した基準のトナー画像の濃度に対応
する物理量を検出する濃度検出手段と、トナーの劣化状
態に対応する物理量を検出する劣化状態検出手段と、前
記濃度検出手段による検出値を前記劣化状態検出手段に
よる検出値を参照して補正する補正手段と、前記補正手
段により補正されたデータに従って記録対象画像の画像
形成条件を制御する制御手段と、を有する画像濃度制御
装置である。また、上記に於いて、トナーの劣化状態に
対応する物理量が、当該現像ユニットを用いて現像され
た総画像枚数である画像濃度制御装置である。また、上
記に於いて、トナーの劣化状態に対応する物理量が、当
該現像ユニットを用いて現像された全画像のドット総数
である画像濃度制御装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像濃度制御装置
を搭載したプリンタに即して、本発明の具体的構成例を
説明する。

【００１０】１．プリンタの構成（図１）．図１は実施
の形態に係る電子写真方式の画像形成装置（プリンタ）
を示す。感光体ドラム１の周面には、例えば有機光導電
材料（ＯＰＣ）が塗布されて、像担持体として機能する
ように構成されている。この感光体ドラム１は、矢印方
向に回転自在に設けられている。また、感光体ドラム１
の周囲には、回転方向に、順に、帯電ブラシ２、レーザ
露光装置３、現像スリーブ１５を備えた現像ユニット
４、ＡＩＤＣ（Auto Image Dencity Control）用センサ
１０、中間転写部材（中間転写ベルト）５等の部材が配
設されている。

【００１１】帯電ブラシ２は、感光体ドラム１の表面に
帯電電源７からの電圧を印加することにより該表面を一
様な電位Ｖ_Oに帯電する。レーザ露光装置３は画像デー
タに基づいてオン／オフされ、一様な電位Ｖ_Oに帯電さ
れた感光体１の表面を露光して、画像データに対応する
静電潜像を形成する。現像ユニット４は、シアン・マゼ
ンタ・イエロー・ブラックの４色分の現像ユニットから
成る。但し、図には１つの現像ユニットのみが示されて
いる。各現像ユニット４の現像スリーブ１５には、現像
バイアス電源８からの現像バイアス電圧が印加されて、
現像バイアス電位Ｖ_Bに帯電される。フルカラーの電子
写真プロセスでは、まず、シアンの現像ユニットがプリ
ンタ制御部１１により選択されて、感光体ドラム１にシ
アンに対応して形成された静電潜像が現像される。

【００１２】導電性樹脂ベルトを備えた中間転写ベルト
５には、転写電源１４から電流検出器１３を介してトナ
ーと逆極性の転写電圧が印加される。感光体ドラム１の
周面に形成されたトナー像は、転写位置にて中間転写ベ
ルト５に転写される。中間転写ベルト５に転写されずに
感光体１上に残留したトナーは、その下流側のクリーナ
ユニット（不図示）にて回収される。なお、電流検出器
１３は、中間転写ベルト５の抵抗値の測定に用いられ
る。

【００１３】感光体ドラム１の帯電と露光及び現像ユニ
ット４での現像工程は、シアン・マゼンタ・イエロー・
ブラックの順に繰り返して実行され、これら各色のトナ
ー像が、中間転写ベルト５に重ねて転写される。中間転
写ベルト５のベルト面上に多色像化されたトナー像は、
不図示の最終転写部材により転写材（記録紙等）に静電
的に転写され、該転写材が不図示の定着装置へ搬送され
て、該定着装置にて熱圧着による定着処理を施される。

【００１４】以上のようにして転写材（記録紙等）上に
画像が形成される。この画像形成に於いて、同一のデー
タに対しては常に同じ濃度で画像形成が行われるように
するためには、感光体ドラム１の表面電位Ｖ_Oや、現像
スリーブ１５の表面の現像バイアス電位Ｖ_B等の画像形
成条件を、最適に制御する必要がある。そこで、本装置
では、画像形成動作に先立って感光体ドラム１に基準画
像９（ベタ基準画像９２，網点基準画像９１）を形成
し、ＡＩＤＣ用センサ１０を用いて、網点基準画像９１
の面積率（単位面積当りにドットの占める割合）と、ベ
タ基準画像９２のトナー付着量（厚み）とを検出して、
その結果に基づいて記録対象画像の画像形成条件を制御
している。

【００１５】メモリ１６には、後述する複数のルックア
ップテーブルが予め格納されているとともに、ＡＩＤＣ
用センサ１０の検出値、感光体ドラム１の表面電位Ｖ_O
や現像バイアス電位Ｖ_B等の画像形成条件の設定値、各
色の現像ユニット毎の現像枚数のカウント値や、各色の
現像ユニット毎のドットカウント値が記憶される。な
お、これらのカウント値は、当該色の現像ユニット内の
トナーの劣化状態に対応する物理量であり、当該現像ユ
ニットが新品に交換される毎にゼロにリセットされて、
初期値０からのカウントを開始される。

【００１６】プリンタ制御部１１は、ＡＩＤＣ用センサ
１０の検出値を、当該現像ユニットの現像枚数のカウン
ト値及び／又はドットカウント値を参照して補正し、こ
の補正値と、メモリ１６に記憶されているルックアップ
テーブルとに基づいて、記録対象画像の画像形成条件
（感光体ドラム１の表面電位Ｖ_O，現像バイアス電位Ｖ
_B）を最適に制御する。即ち、補正後のデータが目標値
となる画像形成が行われるように、画像形成条件を設定
する。

【００１７】２．ＡＩＤＣ用センサ１０（図２）．ＡＩ
ＤＣ用センサ１０は、画像形成動作に先立って感光体ド
ラム１の周面に形成されるベタ基準画像９２のトナー付
着量と網点基準画像９１の面積率を検出するために、そ
れらに対応する物理量である各基準画像からの反射光を
各々検出する。このＡＩＤＣ用センサ１０は、基準画像
に対して所定の入射角を成すように照射するＬＥＤ１０
１（発光素子）と、基準画像からの反射光であって法線
（図中に破線で示す）を挟むように上記入射角と略同じ
角度で反対側へ反射される反射光（正反射光）を検出す
るフォトセンサ（受光素子）１０２と、基準画像により
散乱された散乱光であって法線と上記入射角との間の方
向へ反射される散乱光を検出するフォトセンサ１０３
（受光素子）とを有する。

【００１８】画像形成動作に先立って、感光体ドラム１
の周面には、まず、図２（ｃ）に示すベタ基準画像９２
が形成されて、その散乱光がフォトセンサ１０３により
検出される。また、その検出結果に基づいて、ベタ基準
画像９２の厚み（付着トナー量）が求められる。次に、
図２（ｂ）に示す網点基準画像９１が形成されて、その
正反射光がフォトセンサ１０２により検出される。ま
た、その検出結果に基づいて、網点基準画像９１の面積
率が求められる。なお、ベタ基準画像９２は、レーザ露
光装置３から連続的に出力されるレーザビームに基づい
て形成される画像であり、網点基準画像９１は、レーザ
露光装置３から所定の周期でオン／オフ出力されるレー
ザビームに基づいて形成される画像である。また、これ
らの基準画像を形成するための制御はプリンタ制御部１
１によって行われる。

【００１９】３．網点基準画像９１の面積率（図３）．
図３は、網点基準画像９１からの正反射光の強度を、網
点基準画像９１を構成しているドットのサイズを変えて
示す説明図である。図中、矢印の太さは光の強度に比例
するように描かれており、（ａ）は（ｄ）に、（ｂ）は
（ｅ）に、（ｃ）は（ｆ）に、それぞれ対応する。図示
のように、網点基準画像９１を構成しているドットのサ
イズ（径）が大きくなるにしたがって、正反射光の強度
（矢印の太さ）は小さくなる。これは、トナーが付着し
ていない部分（感光体ドラム１の地肌部分）では入射光
が散乱され難いため大部分が正反射（法線を挟む反対側
への反射）されるのに対して、トナーが付着している部
分では大部分の入射光が散乱されてしまって正反射光が
少なくなるためである。

【００２０】このように、網点基準画像９１からの正反
射光の大部分はトナーが付着していない部分（感光体ド
ラム１の地肌部分）からの反射光であり、これが、フォ
トセンサ１０２によって検出される。したがって、フォ
トセンサ１０２の検出値に基づいて、網点基準画像９１
の面積率を推定することができる。換言すれば、フォト
センサ１０２の検出値を、網点基準画像９１の面積率に
対応付けることができる。なお、フォトセンサ１０２の
指向性が強いために測定範囲が狭い場合は、あまり多く
のドットを検出することができないため、検出値にバラ
ツキが発生し易くなって検出の精度が低下する。このた
め、ＬＥＤ１０１やフォトセンサ１０２としては、指向
性があまり強くない素子が望ましい。

【００２１】４．ベタ基準画像９２のトナーの厚み（図
４）．図４は、ベタ基準画像９２からの散乱光の強度
を、ベタ基準画像９２を形成しているトナーの厚みを変
えて示す説明図である。図中、各破線矢印の長さは各矢
印の方向に於ける散乱光の強度に比例するように描かれ
ている。（ａ）のようにトナーが厚く付着している場合
には、入射光は、各方向へ一様な強度で散乱される。こ
れに対して、（ｂ）のようにトナーの付着量が比較的薄
い場合には、入射光の散乱に偏りが生じて、正反射光の
方向（法線を挟む入射角と対称な方向）へ特に強く反射
されるようになる。

【００２２】換言すれば、トナーの付着量の増加につれ
て散乱光量が増加して、正反射光の方向への反射光量が
減少する。したがって、或る方向に於ける散乱光量の検
出値に基づいて、ベタ基準画像９２のトナー付着量を推
定することができる。換言すれば、或る方向に於ける散
乱光量の検出値を、ベタ基準画像９２のトナー付着量に
対応付けることができる。このため、本装置のＡＩＤＣ
用センサ１０では、入射光と法線との間の方向にフォト
センサ１０３を設けて、該方向に於ける散乱光の強度を
検出している。なお、散乱光量の増加につれて減少する
正反射光の光量の検出値に基づいてベタ基準画像９２の
トナー付着量を推定する構成も考えられるが、現実に
は、正反射光の光量が散乱光量の総和に比べて小さく、
その検出には強い指向性を有するセンサが必要となるの
であるが、そのような要求は、網点基準画像９１の検出
用のフォトセンサ（正反射方向に設けたセンサ）に要求
される性能に反するため、採用できない。なお、散乱光
量検出用のフォトセンサ１０３を上述の方向に設ける理
由は、正反射光の影響をできるだけ小さくすることによ
り、散乱光量を感度良く検出できるようにするためであ
る。

【００２３】５．画像形成条件（図５）．本プリンタで
は面積階調方式が採用されている。レーザビームは、面
積階調処理の施された画像データに基づいてオン／オフ
されてレーザ露光装置３から出力され、これにより、感
光体ドラム１の帯電表面に対する２値露光が行われる。

【００２４】前述の網点基準画像９１は感光体ドラム１
の周面に形成されるが、この網点基準画像９１を構成す
る各ドットのサイズ（直径）は、トナーの劣化状態（粒
径変化）に影響される他、温度や湿度の変化の影響も受
ける。ドットサイズが目標値より大きい場合には面積率
が大きくなって画像は濃くなり、逆に、小さい場合には
面積率が小さくなって画像は薄くなる。また、ドットの
厚み、即ち、トナーの単位面積当りの付着量によっても
網点基準画像９１の濃度は変動し、ドットサイズが同じ
場合であれば、トナーが厚く付着している画像の方が高
濃度になる。

【００２５】図５は、電位Ｖ_O又はＶ_O' に設定された
感光体ドラム１の帯電表面を各々最大減衰電位がＶ_Iと
なるようにレーザビームで露光した場合の２種類の電位
分布と、現像スリーブ１５の表面の２種類の現像バイア
ス電位Ｖ_B・Ｖ_B' （各々現像バイアス電源８によって
設定される）と、基準の電位分布と２種類の現像バイア
ス電位Ｖ_B・Ｖ_B' とによって略定まる２種類のサイズ
のドット２０１・２０２と、最大減衰電位と２種類の現
像バイアス電位Ｖ_B・Ｖ_B' とによって略定まる２種類
のトナー付着量Ｍ・Ｍ’を示す。なお、レーザビームの
エネルギーは、最大減衰電位がＶ_Iになるように感光体
ドラム１の帯電電位に応じて適宜に調整され、また、
『｜Ｖ_B｜＜｜Ｖ_O｜』の関係が成り立つ。

【００２６】サイズが大きなドット２０１は、帯電電位
Ｖ_O・現像バイアス電位Ｖ_Bの場合のドットである。サ
イズが小さなドット２０２は、帯電電位Ｖ_O' ・現像バ
イアス電位Ｖ_Bの場合のドットである。図示のように、
帯電電位をＶ_OからＶ_O' に変えて、最大減衰電位がＶ
_Iになるエネルギーのレーザビームにより帯電表面を露
光すると、電位分布は、帯電電位Ｖ_O' （｜Ｖ_O｜＜｜
Ｖ_O' ｜）の場合の方が帯電電位Ｖ_Oの場合より急峻に
なる。このため、現像バイアス電位Ｖ_Bの場合のドット
サイズは、帯電電位Ｖ_O' の場合の方がＶ_Oの場合より
小さくなる。つまり、現像電圧ΔＶ（ΔＶ＝｜Ｖ_B−Ｖ
_I｜）が一定であれば、ドットサイズは感光体ドラム１
の表面の帯電電位により定まる。換言すれば、感光体ド
ラム１の帯電電位を制御することにより、ドットサイズ
を調整することができる。

【００２７】Ｍは現像バイアス電位がＶ_Bの場合のトナ
ー付着量を示し、Ｍ' は現像バイアス電位がＶ_B' の場
合のトナー付着量を示す。つまり、感光体ドラム１の表
面の帯電電位が一定であれば、トナー付着量は現像電圧
ΔＶに比例して定まる。換言すれば、現像バイアス電位
を制御することによって、トナー付着量を調整すること
ができる。

【００２８】６．画像濃度の調整（図６）．プリンタ制
御部１１は、基準の帯電電位・基準の露光量・基準の現
像バイアス電位で網点基準画像９１及びベタ基準画像９
２を形成・現像し、該網点基準画像９１の面積率とベタ
基準画像９２のトナー付着量とを前述の検出原理に基づ
いて検出（推定）し、該検出値をトナーの劣化状態を参
照して補正し、この補正後のデータに基づいて現像バイ
アス電位や帯電電位等の画像形成条件を制御することに
より、画像濃度を最適に調整する。

【００２９】図６（ａ）はドットサイズの調整方法を示
す。前述のように現像電圧ΔＶが一定であればドットサ
イズは感光体ドラム１の表面の帯電電位によって定ま
る。したがって、現像バイアス電位Ｖ_B一定の状態でド
ット３０１の直径を２Ｌだけ小さくしたい場合は、帯電
電位をＶ_OからＶ_O' に変更すればよい。また、帯電電
位をＶ_O' に変更するがドットサイズは元のサイズ（ド
ット３０１のサイズ）に維持したい場合には、現像バイ
アス電位をＶ_BからＶ_B’に変更すればよい。また、こ
の変更後の状態（Ｖ_O' ・Ｖ_B’・ドット３０１のサイ
ズ）からドット３０１の直径を２Ｌだけ小さくしたい場
合は、帯電電位をＶ_O’から更にＶ_O”に変更すればよ
い。しかしながら、図６より明らかなように、Ｖ_O’と
Ｖ_O”の電位差は、Ｖ_OとＶ_O' の電位差よりも大き
い。このことから、変更前の帯電電位の絶対値が大きく
なると、ドットサイズの変更に必要な帯電電位の変化量
が急激に大きくなることがわかる。

【００３０】ドットサイズの調整に際しては、カブリや
画像ムラが生じないように配慮する必要がある。即ち、
帯電電位と現像バイアス電位との電位差が大きい場合は
カブリを生じ易く、逆に上記電位差が小さい場合は帯電
電位のムラを拾ってしまうために画像ムラが生じ易くな
るという事情がある。このため、帯電電位と現像バイア
ス電位との電位差が或る許容範囲に収まるようにして上
述の調整（ドットサイズの変更）を行う必要がある。し
たがって、帯電電位の絶対値が或る程度大きい場合は帯
電電位を変更すると帯電電位と現像バイアス電位との電
位差が上記許容範囲を越えてしまう恐れがあるため、ま
ず、トナー付着量（厚み）が大きく変動せず画像ムラが
発生しない範囲内に於いて現像バイアス電位を制御する
ことによりドットサイズを調整する。また、現像バイア
スを変更するとトナー付着量が大きく変動する恐れが生
ずるようになると、カブリや画像ムラが生じない範囲内
に於いて帯電電位を制御することによりドットサイズを
調整すればよい。

【００３１】図６（ｂ）は、感光体ドラム１の帯電電位
Ｖ_O一定の状態で、レーザビームの光量を調整した場合
の電位分布を示す。なお、レーザビームのエネルギー
は、感光体ドラム１の電位を最大減衰電位Ｖ_Iまで減衰
させる値とされている。レーザビームの光量を大きくす
ると、図示のように、最大減衰電位Ｖ_Iの領域が実線か
ら破線のように拡がり、その結果、電位が現像バイアス
電位Ｖ_B以下となる領域の幅が拡がって、ドットサイズ
が大きくなる。このことを利用して、帯電電位の絶対値
が或る程度大きい場合には、現像バイアス電位の制御に
代えて、又は現像バイアス電位の制御とともに、レーザ
ビームの光量を制御することによりドットサイズを調整
するようにしてもよい。

【００３２】７．画像濃度の制御（図７・図８）．図８
は、プリンタ制御部１１により実行される画像濃度の制
御手順を示すフロ−チャ−トである。

【００３３】まず、ベタ基準画像９２が感光体ドラム１
に形成される（Ｓ１）。このときの画像形成条件は、基
準の条件、即ち、帯電電位がＶ_Oに、現像バイアス電位
がＶ_Bに、それぞれ設定される。このベタ基準画像９２
のトナー付着量は、ＡＩＤＣ用センサ１０のフォトセン
サ１０３により前述のように検出されて（Ｓ２）、メモ
リ１６の所定のエリアに記憶される。

【００３４】次に、上記検出値（トナー付着量／検出濃
度）が、メモリ１６に別途記憶されているトナーの劣化
状態を参照して補正され、この補正後のデータ（補正後
付着量）に基づいて、記録対象画像の画像形成条件を求
めるためのデータ（現像バイアス電位と仮の帯電電位）
が設定される（Ｓ３）。トナーの劣化状態を示すデータ
としては、例えば、ベタ基準画像９２の色の現像器の交
換時からの現像枚数の総計を示すカウント値や、ベタ基
準画像９２の色の現像器の交換時からのドット出力の総
計を示すカウント値がある。これらは、当該現像器が交
換された時点でゼロにリセットされ、その後、記録紙１
枚の現像が行われる毎にカウントアップされ、又はドッ
トデータが出力される毎にカウントアップされて、それ
ぞれ更新されてメモリ１６に記憶されているデータであ
る。

【００３５】ステップＳ３では、まず、上述のカウント
値がメモリ１６から読み出され（Ｓ３１）、次に、読み
出したカウント値と、下記〔数１〕、及び／又は、下記
〔数２〕に従って、トナー付着量の検出値が補正され
る。

【数１】つまり、〔数１〕はトナーの劣化度合いを示す指標とし
て総現像枚数を採用した場合に適用される数式である。
〔数１〕よりわかるように、総現像枚数が０以上１００
０未満では０ｍｇ／ｃｍ²が検出濃度に加算され、１０
００以上２０００未満では０．１ｍｇ／ｃｍ²がが検出
濃度に加算され、２０００以上３０００未満では０．２
ｍｇ／ｃｍ²がが検出濃度に加算され、３０００以上４
０００未満では０．３ｍｇ／ｃｍ²がが検出濃度に加算
され、４０００以上５０００未満では０．４ｍｇ／ｃｍ
²が検出濃度に加算され、以下同様に加算され、この加
算後のデータが前述の補正後のデータとして用いられ
る。

【数２】また、〔数２〕はトナーの劣化度合いを示す指標として
ドット総数を採用した場合に適用される数式である。
〔数２〕よりわかるように、ドット総数が０以上２×１
０⁹未満では０ｍｇ／ｃｍ²が検出濃度に加算され、２
×１０⁹以上４×１０⁹未満では０．１ｍｇ／ｃｍ²が
検出濃度に加算され、４×１０⁹以上６×１０⁹未満で
は０．２ｍｇ／ｃｍ²が検出濃度に加算され、６×１０
⁹以上８×１０⁹未満では０．３ｍｇ／ｃｍ²が検出濃
度に加算され、以下同様に加算され、この加算後のデー
タが前述の補正後のデータとして用いられる。

【００３６】次に、補正後のデータ（補正後のトナー付
着量）に基づいて、メモリ１６内に予め記憶されている
ルックアップテーブル（＝〔表１〕のテーブル：後述の
〔表２〕〔表３〕とともに最後にまとめて示す）を参照
して、現像バイアス電位Ｖ_Bと仮の帯電電位Ｖ_O1とが設
定されて読み出される（Ｓ３３）。

【００３７】帯電電位を電位Ｖ_O1に仮設定する理由は、
次ステップＳ４で形成される網点基準画像の面積率が、
該網点基準画像の検出に用いるＡＩＤＣ用センサ１０の
フォトセンサ１０２（高感度で測定可能範囲が比較的狭
い）の測定可能範囲内に収まるようにするためである。
フォトセンサ１０２の測定可能範囲は、図７の斜線部に
示される。また、図７の実線は、同等（同サイズ・同ト
ナー付着量）の画像が得られると推定される現像バイア
ス電位と帯電電位との関係を示す。

【００３８】つまり、前記〔表１〕中の仮設定電位Ｖ_O1
は、〔表１〕中の現像バイアス電位Ｖ_Bと、図７に実線
で示す特性とに基づいて選ばれた値である。なお、仮の
帯電電位Ｖ_O1の上限値は−７８５Ｖであり、これに対応
する現像バイアス電位Ｖ_Bの上限値は−３００Ｖであ
る。また、両者の電位差がカブリを生じないための許容
範囲４８５Ｖ以内に収まるように制御する必要がある。

【００３９】こうして、現像バイアス電位Ｖ_Bと仮の帯
電電位Ｖ_O1が設定されると、これらの設定値を用いて網
点基準画像９１が形成され（Ｓ４）、この網点基準画像
９１の面積率（この面積率はフォトセンサ１０２の測定
可能範囲内にある）が、ＡＩＤＣ用センサ１０のフォト
センサ１０２により検出されて（Ｓ５）、メモリ１６の
所定のエリアに記憶される。

【００４０】仮設定された帯電電位Ｖ_O1の絶対値が７８
５Ｖに満たない場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、カブリ等を生
ずることなく帯電電位を変更することが可能であるた
め、ステップＳ５で検出された面積率と帯電電位の仮設
定値Ｖ_O1とに基づいて、メモリ１６に予め記憶されてい
るルックアップテーブル（＝〔表２〕）を参照して、帯
電電位の調整量が決定されて調整が行われる（Ｓ７）。

【００４１】一方、仮設定された帯電電位Ｖ_Oの絶対値
が７８５Ｖ以上の場合は（Ｓ６：ＮＯ）、帯電電位を変
更するとカブリ等を生ずる恐れが高いため、ステップＳ
５で検出された面積率に基づいて、メモリ１６に予め記
憶されているルックアップテーブル（＝〔表３〕）を参
照して、現像バイアス電位の調整量が決定されて調整が
行われる（Ｓ８）。即ち、トナーの付着量（厚み）が大
きく変動しない範囲内に於ける現像バイアス電位の制御
によるドットサイズの調整が行われる。

【００４２】なお、上記ステップＳ８で、現像バイアス
電位の制御に代えて、又は現像バイアス電位の制御とと
もに、レーザビームの光量を通常より大きくすることに
よりドットサイズを調整するようにしてもよい。その場
合には、現像バイアス電位と帯電電位の電位差の拡大を
効果的に抑圧することができる。また、現像バイアス電
位の制御に代えてレーザビームの光量を制御する場合に
は、トナー付着量（厚み）の変動を抑圧した状態で上述
の効果を達成することができる。

【００４３】なお、上記実施の形態では、レーザ露光方
式のカラープリンタに即して本発明を説明したが、本発
明はレーザ露光方式やカラープリンタに限定されず、電
子写真方式の画像形成装置であれば、単色のプリンタ、
カラーや単色の複写機、カラーや単色のファクシミリ
等、或いは、ＬＥＤアレイ等を用いて感光体を露光する
方式の装置であってもよい。また、上記実施の形態で
は、ベタ基準画像９２や網点基準画像９１を感光体ドラ
ム１の表面に形成する例を説明したが、これらの基準画
像を、例えば、中間転写ベルト５の表面に形成した場合
も、上記実施の形態と同様に処理することができる。ま
た、上記実施の形態では、総現像枚数と総ドット出力数
とを別々に扱っているが、トナーの劣化状態に関連する
物理量として、これらを相互に補完するように扱うよう
にしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明では、基準の画像形成条件に従っ
て形成した基準のトナー画像の濃度に対応する物理量が
検出されるとともにトナーの劣化状態に対応する物理量
が検出され、基準のトナー画像の濃度に対応する物理量
がトナーの劣化状態に対応する物理量を参照して補正さ
れ、この補正されたデータに従って記録対象画像の画像
形成条件が制御される。このため、長時間の使用（耐
久）によって現像ユニットから供給されるトナーの平均
粒径が初期よりも大きくなっている場合でも、基準のト
ナー画像の濃度を精度良く検出できる。したがって、そ
の検出結果に基づいて行われる画像形成条件の制御の精
度も良好となる。

【表１】

【表２】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係るプリンタの要部の構成を示す
模式図。

【図２】ＡＩＤＣ用センサ１０を構成するＬＥＤ素子１
０１とフォトセンサ１０２及び１０３と感光体ドラム１
との位置関係を示す説明図（ａ）、網点基準画像９１の
説明図（ｂ）、ベタ基準画像９２の説明図（ｃ）。

【図３】ドットサイズと正反射光強度の関係を示す説明
図。（ａ）は（ｄ）に、（ｂ）は（ｅ）に、（ｃ）は
（ｆ）に、それぞれ対応する。

【図４】トナーの厚み（付着量）の検出原理の説明図。
（ａ）はトナーが厚い場合、（ｂ）はトナーが薄い場合
を示す。

【図５】感光体ドラムの帯電電位とドットサイズの関係
を示す説明図。

【図６】ドットサイズの調整原理を示す説明図。（ａ）
は感光体ドラムの帯電電位や現像バイアス電位を変える
場合、（ｂ）は露光量を変える場合を示す。

【図７】フォトセンサ１０２，１０３の測定可能範囲に
基づいて〔表１〕が構成されていることを示す説明図。

【図８】本装置の画像濃度制御手順を示すフロ−チャ−
ト（ａ）と、（ａ）のステップＳ３の手順を示すフロ−
チャ−ト（ｂ）。

【図９】乱反射率が同じでもトナー粒径が異なるとトナ
ー付着量も異なることを示す説明図（ａ）、トナー粒径
の分布が初期と長時間の使用（耐久）後とで異なる様子
を示す説明図（ｂ）、現像ユニットの構成説明図
（ｃ）。

【図１０】現像枚数とトナー粒径の推移を示す特性図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電ブラシ４現像ユニット５中間転写ベルト１０ＡＩＤＣ用センサ１５現像スリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準の画像形成条件に従って形成した基
準のトナー画像の濃度に対応する物理量を検出する濃度
検出手段と、トナーの劣化状態に対応する物理量を検出する劣化状態
検出手段と、前記濃度検出手段による検出値を前記劣化状態検出手段
による検出値を参照して補正する補正手段と、前記補正手段により補正されたデータに従って記録対象
画像の画像形成条件を制御する制御手段と、を有する画像濃度制御装置。
【請求項２】請求項１に於いて、前記トナーの劣化状態に対応する物理量は、当該現像ユ
ニットを用いて現像された画像枚数の総計である、画像濃度制御装置。
【請求項３】請求項１に於いて、前記トナーの劣化状態に対応する物理量は、当該現像ユ
ニットを用いて現像された画像のドット数の総計であ
る、画像濃度制御装置。