画像形成装置
【課題】同じ光学式センサを用いても測定用トナー像のトナー載り量の違いを精密に判別して画像形成時のトナー像のトナー載り量を精度高く設定可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成を中断して、同一の画像形成条件で感光ドラム１にパッチ画像とラインパッチ画像を形成して中間転写ベルト６２に一次転写し、中間転写ベルト６２に対向配置した光学式センサ９により検出する。検出結果に応じて現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を調整して、パッチ画像とラインパッチ画像のトナー載り量の比率を１に近付ける。ポスト帯電装置５の出力を通常の画像形成時よりも大幅に高めることで、ラインパッチ画像の一次転写時にトナーが面状に散って、光学式センサ９による検出精度が高まる。
【解決手段】画像形成を中断して、同一の画像形成条件で感光ドラム１にパッチ画像とラインパッチ画像を形成して中間転写ベルト６２に一次転写し、中間転写ベルト６２に対向配置した光学式センサ９により検出する。検出結果に応じて現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を調整して、パッチ画像とラインパッチ画像のトナー載り量の比率を１に近付ける。ポスト帯電装置５の出力を通常の画像形成時よりも大幅に高めることで、ラインパッチ画像の一次転写時にトナーが面状に散って、光学式センサ９による検出精度が高まる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線画像の測定用トナー像を光学式センサで検出して現像装置の運転条件を調整する画像形成装置、詳しくは光学式センサによる線画像の測定用トナー像のトナー載り量の検出精度を高める制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体からパッチ画像を転写可能な転写媒体（中間転写体又は記録材搬送体）を用いてモノクロ又はフルカラーの画像形成を行う画像形成装置が広く用いられている。転写媒体を用いる画像形成装置では、非画像形成時の感光体に測定用トナー像（パッチ画像）を形成して転写媒体に転写させ、転写媒体に対向配置した光学式センサで測定用トナー像からの反射光を検出している。そして、光学式センサの検出結果に基いて測定用トナー像のトナー載り量が所定値に収束するように、画像形成時に用いる画像形成条件を調整している（特許文献１）。測定用トナー像（パッチ画像）としては、１００％の露光デューティで形成されたベタ画像やスクリーンパターンで二値的に中間階調を表現したハーフトーン画像が用いられている。
【０００３】
しかし、特許文献１に示されるように、ベタ画像やハーフトーン画像の測定用トナー像（パッチ画像）を用いて現像装置の運転条件を設定した場合、線画像のトナー載り量が過剰になる場合がある。
【０００４】
特許文献２には、転写媒体として中間転写ベルトを用いた画像形成装置と転写媒体として記録材搬送ベルトを用いた画像形成装置とのいずれにおいても、線画像のトナー載り量が面画像に比較して過剰になることが記載されている。図１を参照して説明すると、特許文献２では、感光体（１）の回転方向に間隔を置いて複数の線画像を配列した線画像の測定用トナー像を形成させて転写媒体（６２）に転写させ、転写媒体（６２）に対向配置した検出手段（９）により検出する。そして、線画像の測定用トナー像の検出結果に基づいて現像条件を調整することにより、面画像の場合と等しいトナー載り量で線画像が形成されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１１３５６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に示されるように、回転方向に間隔を置いて配列した線画像で構成される測定用トナー像を光学式センサで検出した場合、トナー載り量を精度高く判別することが困難である。トナー粒子が複数層重なると中間転写ベルト６２からの反射光が光学式センサに入射しなくなって出力が飽和してしまう。そのため、図９の（ｂ）に示すように現像コントラストを高めてトナー載り量を増加させても、図９の（ａ）に示すトナー載り量が少ない場合と比べて光学式センサの出力値が図９の（ｃ）に示すようにあまり変化しない。その結果、線画像のトナー載り量を正確に判別することができず、線画像のトナー載り量の設定誤差が大きくなる。
【０００７】
本発明は、同じ光学式センサを用いても測定用トナー像のトナー載り量の違いを精密に判別して画像形成時のトナー像のトナー載り量を精度高く設定可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を担持して搬送可能な転写媒体へ前記感光体からトナー像を転写させる転写手段と、前記転写媒体に担持されたトナー像を光学的に検出する検出手段と、非画像形成時に、前記感光体の回転方向に間隔を置いて複数の線画像を配列した線画像の測定用トナー像を形成させ、前記線画像の測定用トナー像を前記検出手段により検出させた検出結果に基づいて、前記現像装置の運転条件を制御する制御手段と、前記現像装置にて現像された所定幅の線画像を前記検出手段へ搬送させる間に、前記現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる線幅拡大手段とを備え、前記制御手段は、前記線幅拡大手段にて拡大された前記線画像の測定用トナー像から反射された反射光に基いて前記現像装置の運転条件を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置では、現像装置と検出手段との間で線画像の測定用トナー像における線画像の線幅を拡大させるので、線幅が拡大した分、トナー像の厚みが少なくなって転写媒体からの厚みに応じた反射光が検出手段に検出され易くなる。また、図８の（ｃ）に示すように、トナー像を担持した部分との間の反射光量差が大きい転写媒体面の割合が少なくなるため、転写媒体面からの反射光ノイズが少なくなって測定ＳＮ比が高まる。
【００１０】
従って、同じ光学式センサを用いても測定用トナー像のトナー載り量の違いを精密に判別して画像形成時のトナー像のトナー載り量を精度高く設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】現像スリーブの回転速度と一成分現像剤の劣化速度の関係の説明図である。
【図３】光学式センサの構成の説明図である。
【図４】最大濃度制御のフローチャートである。
【図５】最大濃度制御に用いるパッチ画像の説明図である。
【図６】パッチ画像のトナー載り量の測定結果の説明図である。
【図７】ベタライン比がピークとなるライン幅の説明図である。
【図８】ラインパッチ画像の説明図である。
【図９】実施例１の制御の説明図である。
【図１０】実施例１の制御の効果の説明図である。
【図１１】現像スリーブの周速とベタライン比の関係の説明図である。
【図１２】実施例１の制御のフローチャートである。
【図１３】実施例２の制御のフローチャートである。
【図１４】実施例３の制御で用いる転写前露光装置の配置の説明図である。
【図１５】実施例３の制御のフローチャートである。
【図１６】実施例４の制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、現像された直後よりもトナー付着面積を広げた状態で測定用トナー像を光学式センサにより検出する限りにおいて、実施形態の構成の一部又は全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１３】
本実施形態では、中間転写ベルトを用いたモノクロ画像形成装置を説明するが、本発明はフルカラーでも実施でき、中間転写ドラム、記録材搬送ベルト等の転写媒体を用いる画像形成装置でも実施できる。
【００１４】
本実施形態では、一成分現像剤を用いた所定幅のライン画像のトナー載り量を調整する制御を説明するが、二成分現像剤を用いてパッチ画像を形成してトナーの帯電量を調製する制御でも本発明を実施できる。
【００１５】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。記載されている構成要素の寸法、材質、形状、相対配置、数値等は、理解を容易にするための一例であり、発明の範囲を限定しない。
【００１６】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成及び制御に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１７】
＜画像形成装置＞
図１は実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。図２は現像スリーブの回転速度と一成分現像剤の劣化速度の関係の説明図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写方式で高速化を実現したデジタル・モノクロ・複写機であって、外部情報を画像信号に変えるリーダー部２００と接続されているか、一体化されている。リーダー部２００は、原稿の画像を読み取る画像読取装置、あるいは画像形成ジョブを送信するパソコン等であって、画像読取装置に読み取られた原稿画像の輝度信号、あるいはパソコン等から転送された画像信号を画像形成装置１００に送信する。
【００１９】
画像形成装置１００は、感光体（１）及び中間転写体（６２）を用いて、帯電工程、露光工程、現像工程、転写前帯電工程、転写工程、定着工程を基本的に含む画像形成工程を実施する。
（１）帯電工程では、帯電手段（２）が帯電バイアスを印加して感光体（１）の表面を所定電位に一様に帯電する。
（２）露光工程では、静電像形成手段（３）がリーダー部２００から受信した画像情報に基づいてレーザー光Ｌを照射して感光ドラム１を露光する。所定電位に帯電された感光ドラム１の表面電位は、レーザー光Ｌを照射することによって、照射部分の感光ドラム１の表面電位が低下して静電像が形成される。
（３）現像工程では、現像手段（４）が一成分現像剤（磁性トナー）を現像剤担持体（４１Ａ、４１Ｂ）に担持させて静電像の非露光部分にトナーを転移させて、感光ドラム１にトナー像を形成する。
（４）転写前帯電工程では、線幅拡大手段（５）を兼ねた転写前帯電手段（５）によって、感光ドラム１上のトナー像の帯電を強化して、中間転写体（６２）へ効率の良い転写を行わせる。
（５）転写工程では、転写手段（６１）によって感光ドラム１上のトナー像を転写媒体（６２）に一次転写した後、転写手段（６３）によって転写媒体（６２）から記録材Ｐへ二次転写する。
（６）定着工程では、定着手段（７）によって、トナー像を担持した記録材Ｐを加熱加圧してトナー像を記録材Ｐに熱定着させる。
（７）清掃工程では、感光ドラム１上に残留した転写残トナーがクリーナー８１によって清掃され、中間転写ベルト６２上に残留した転写残トナーがクリーナー８２によって清掃される。
【００２０】
リーダー部２００は、フラットベッドスキャナ等の画像読取装置で原稿の画像を読み取る。リーダー部２００に設置された画像処理部は、読み取った画像に所定の画像処理を施して画像情報を生成する。露光に用いる画像情報は、画像読取装置の読み取り動作に同期して、露光装置３に転送されるようになっているが、パソコン等から転送されてくる場合もある。
【００２１】
感光ドラム１は、アルミニウム円筒材料で形成された直径１０８ｍｍの導電性ドラム基体の外周面にアモルファスシリコン感光層（光導電層）を形成したａ−Ｓｉ感光体である。感光ドラム１は、帯電極性が正極性の感光体（ポジ感光体）であり、矢印の方向に６００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速）で回転駆動される。帯電極性が正極性の感光ドラム１に形成された静電像を、帯電極性が負極性のネガトナーを用いて現像する場合、正規現像方式で現像が行われて、感光ドラム１の露光を受けた部分が画像の白地部となる。
【００２２】
帯電装置２は、２本の放電ワイヤー２ａとグリッド線２ｂから構成されるコロナ帯電器である。不図示の電源が放電ワイヤー２ａに所定の電圧を印加すると、コロナ放電が発生して荷電粒子が感光ドラム１に照射される。グリッド線２ｂに印加する電圧を調整することで、感光ドラム１の外周面が＋２００〜＋６００Ｖの範囲で均一に帯電される。ここでは、感光ドラム１の帯電電位（暗部電位ＶＤ）は＋５００Ｖとしている。
【００２３】
露光装置３は、画像情報に応じてＯＮ−ＯＦＦ変調（二値のＰＷＭ変調）されたレーザー光Ｌを感光ドラム１の表面に走査して静電像の書き込みを行うレーザー書き込みユニットである。露光装置３は、レーザー光Ｌの露光によって、感光ドラム１の暗部電位ＶＤを導電性ドラム基体を通じて接地電位へ放電させる。これにより、感光ドラム１の表面電位を暗部電位ＶＤ＝＋５００Ｖから明部電位ＶＬ＝＋５０〜＋５００Ｖまで低下させる。
【００２４】
現像装置４は、現像容器４０に内包する一成分現像剤が、帯電極性が負極性の磁性トナーである。現像装置４は、マグネット４５Ａ、４５Ｂを内包した現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂを２つ有しており、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂと感光ドラム１とのギャップは、それぞれ１８０〜３２０μｍに程度に設定されている。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂは、矢印の方向に回転しながら磁性トナーを担持して感光ドラム１との対向部へ搬送する。
【００２５】
現像スリーブ４１Ａの直径は３０ｍｍ、現像スリーブ４１Ｂの直径は２０ｍｍである。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂは、軸端の一方が不図示のギア列で連結されて一定の速度比を保って回転するが、後述するライン画像のトナー載り量制御のため、その回転速度（周速）は可変である。
【００２６】
現像スリーブ４１Ａに近接して現像容器４０に層厚規制部材（磁性ブレード４２）が設けられ、磁性ブレード４２は、現像スリーブ４１Ａの表面に連れ回るトナー層の厚みを規制する。現像スリーブ４１Ｂの表面に連れ回るトナー層は、現像スリーブ４１Ａに内包されたマグネット４５Ａによって規制される。これにより、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂには、０．５〜１．５ｍｇ／ｃｍ２程度の薄層トナーが形成される。
【００２７】
電源Ｄ４は、直流電圧Ｖｄｃに交流電圧を重畳した振動電圧の現像バイアスを現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂに印加する。これにより、感光ドラム１との対向部において、感光ドラム１上に磁性トナーが移動して所望のトナー載り量のトナー像形成が行われる。交流電圧は、振幅Ｖｐｐが１〜２ｋＶ、周波数ｆが１０００〜４０００Ｈｚである。
【００２８】
一般的に、現像スリーブは、周速が速い方が現像性は高く、現像コントラストに対するトナーの充填効率が良いため、感光ドラム１上の静電像に対してより忠実に現像できる。その反面、周速が速い方が磁性ブレード／現像スリーブ・ギャップや現像スリーブ／現像スリーブ・ギャップにおけるトナーの衝突や摩擦が増えて、トナー粒子への外添剤の埋め込みなどの現像剤劣化が進んでしまう。
【００２９】
トナー粒子への外添剤の埋め込み度合いを表す指標として、ＢＥＴ比表面積が知られている。ＢＥＴ比表面積は、１個のトナー粒子の表面に占める帯電に関与できる表面積の割合に対応しており、一成分現像剤の攪拌累積が進み、外添剤が表面に埋め込まれていくに連れて、ＢＥＴ比表面積が低下していく。
【００３０】
図２に示すように、現像スリーブの累積回転時間が増すと、磁性トナーのＢＥＴ変化率が低下する。ＢＥＴ変化率は、新品の初期現像剤に対する耐久剤のＢＥＴ比表面積の割合を表した比率であって、外添剤が埋め込まれていくほど数値が低下する。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速が速くて感光ドラム１に対する周速比が高いほど、一成分現像剤の劣化には厳しい。そのため、画質を向上させるには、できるだけ現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を高めたいが、現像剤の劣化とトレードオフの関係にあるため、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速には上限があって最適化する必要がある。ここでは、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速の上限は、感光ドラム１と等速の６００ｍｍ／ｓｅｃ（周速比１００％）とした。
【００３１】
ポスト帯電装置５は、画像形成時、放電ワイヤー５ａに帯電バイアスを印加してコロナ放電を発生させ、コロナ放電に伴う荷電粒子をトナー像を担持した感光ドラム１に照射してトナー像の帯電状態を強化する。これにより、画像形成時には、感光ドラム１上に形成されたトナー像の帯電量を高めて、中間転写ベルト６２への一次転写を容易にしてアシストする。
【００３２】
中間転写ベルト６２は、不図示の駆動機構により駆動される駆動ローラ６４Ａと、所定のテンションを付与するためのテンションローラ６４Ｃと、対向ローラ６４Ｂとに掛け渡して支持される。中間転写ベルト６２は、画像形成時には、感光ドラム１の回転速度（周速）と同一の周速度で矢印Ｒ２方向に回転してトナー像を搬送可能である。
【００３３】
一次転写ローラ６１は、中間転写ベルト６２の内側面を押圧して、感光ドラム１上に当接させ、感光ドラム１と中間転写ベルト６２との間にトナー像の一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ６１は、中心の直径８ｍｍの金属製支持軸の外周に厚さ４ｍｍのスポンジゴム弾性層を形成した直径１６ｍｍの中抵抗の導電性ゴムローラであって、抵抗が１×１０７Ωである。
【００３４】
電源Ｄ１は、トナー像の帯電極性と逆極性（プラス）の所定の一次転写バイアスを一次転写ローラ６１の金属製支持軸に印加して、感光ドラム１に担持されたトナー像を中間転写ベルト６２へ一次転写させる。
【００３５】
二次転写ローラ６３は、接地電位に接続された対向ローラ６４Ｂに内側面を支持された中間転写ベルト６２に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ６３は、直径１２ｍｍの金属製支持軸の外周にスポンジゴム弾性層を形成した直径２４ｍｍの中抵抗の導電性ゴムローラであって、抵抗が１×１０８Ωである。
【００３６】
電源Ｄ２は、トナー像の帯電極性と逆極性（プラス）の所定の二次転写バイアスを二次転写ローラ６３の金属製支持軸に印加して、中間転写ベルト６２に担持されたトナー像を記録材Ｐに二次転写させる。
【００３７】
定着装置７は、トナー像を転写された記録材を、一対の加熱されたローラのニップで加熱・加圧しつつ搬送してトナー像を記録剤Ｐの表面に定着させる。
【００３８】
＜最大濃度制御＞
図３は光学式センサの構成の説明図である。図４は最大濃度制御のフローチャートである。図５は最大濃度制御に用いるパッチ画像の説明図である。図６はパッチ画像のトナー載り量の測定結果の説明図である。
【００３９】
電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置１００は、周囲の環境、使用状況等によって、各部の特性が変化し易く、固定の画像形成条件では、高品質の画像を安定して出力し続けることが難しい。そこで、画像形成装置１００では、非画像形成時の感光ドラム１に所定の運転条件で面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を形成して中間転写ベルト６２に転写させる。そして、転写媒体（６２）上のパッチ画像を検出手段（９）により検出して、パッチ画像のトナー載り量が適正になるように、画像形成装置１００の各部の運転条件、すなわち帯電量、露光量、現像バイアス等を調整する。
【００４０】
図３に示すように、光学式センサ９は、中間転写ベルト６２の表面から６ｍｍの間隙を置いて中間転写ベルト６２に対向配置される。光学式センサ９は、中間転写ベルト６２の表面に対して４５度の傾き角度で発光ダイオード９１から波長８８０ｎｍの近赤外光を斜めに照射して直径２ｍｍの照明スポットを形成する（図８の（ｂ）参照）。光学式センサは、直径２ｍｍほどの検出スポット内から受光した反射光を検出して、検出スポット内のトナー載り量を光学的に検出する。
【００４１】
光学式センサ９は、照明スポットからの正反射光を検出するように４５度の傾き角度でフォトダイオード９２の光軸を配置している。中間転写ベルト６２上にトナーが付着していると散乱光が増えて正反射光が減じるため、中間転写ベルト６２上のトナー載り量が多いほどフォトダイオード９２の受光量が減少する。光学式センサ９は、フォトダイオード９２の入射光の強度（電圧値）に応じて、中間転写ベルト６２上のトナー像のトナー載り量に応じた出力を出力する。
【００４２】
図１を参照して図４に示すように、制御部５１は、画像形成装置１００の電源投入時、前回の制御から所定時間（又は所定画像形成枚数）の経過時、或は所定幅を超えて環境の温度湿度が変動した際に、画像形成を停止して最大濃度制御を実行する。これにより、濃度変動が抑制された出力画像を提供できる。
【００４３】
まず、制御部５１は、現像装置４に取り付けられた電位センサ１０によって、感光ドラム１の表面電位を計測しながら、帯電装置２のグリッドバイアスＶｇｒｉｄを、帯電電位（暗部電位ＶＤ）が５００Ｖになるように設定する（Ｓ１１）。
【００４４】
次に、制御部５１は、図５に示すように、露光装置３のレーザーパワーを５段階（ＬＰＷ１〜ＬＰＷ５）に変化させ、電位センサ１０によって感光ドラム１上の露光電位（明部電位ＶＬ１〜ＶＬ５）を計測する。そして、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃと明部電位ＶＬとの差（いわゆるかぶり除去コントラストＶｂａｃｋ）が１５０Ｖで一定となるようにＶｄｃを決定（Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ５）する（Ｓ１２）。
【００４５】
次に、制御部５１は、露光装置３のレーザーパワー（ＬＰＷ１〜ＬＰＷ５）及び現像バイアスのＤＣ成分（Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ５）を５段階に変化させた５つの面画像の測定用トナー像（パッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５）を形成する。５つのパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５は、中間転写ベルト６２に一次転写されて光学式センサ９により検出される。
【００４６】
そして、制御部５１は、光学式センサ９の出力に基づいて、５つのパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５のトナー載り量をそれぞれ演算し、定着画像の反射濃度が１．６となるような所定のトナー載り量が得られる画像形成条件を補間演算により決定する（Ｓ１３）。
【００４７】
図６は、露光装置３のレーザーパワー（ＬＰＷ１〜ＬＰＷ５）を５段階に変化させて形成したパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５の現像コントラストＶｃｏｎｔとトナー載り量の関係を示している。現像コントラストＶｃｏｎｔは、トナーの静電吸着容量のパラメータであって、Ｖｃｏｎｔ＝ＶＤ−Ｖｄｃ で定義される。
【００４８】
ここでは、定着画像の反射濃度が１．６となるトナー載り量として、０．６５ｍｇ／ｃｍ２をターゲットとしている。ターゲットのトナー載り量０．６５ｍｇ／ｃｍ２を挟む２点（２２５Ｖ、２５０Ｖ）を直線（線形）補完で結んで、現像コントラストＶｃｏｎｔとトナー載り量との関係を表す一次式を導く。そして、導いた一次式にトナー載り量＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２を代入して、現像コントラストＶｃｏｎｔを求めている。
【００４９】
図６の測定結果によれば、パッチ画像ＰＧのトナー載り量が０．６５ｍｇ／ｃｍ２となる現像コントラストＶｃｏｎｔとして２３０Ｖが導き出される。そのときの現像バイアスの直流成分Ｖｄｃは５００Ｖ−２３０Ｖ＝２７０Ｖである。適正なレーザーパワーＬＰＷは、図５に示すＬＰＷ２とＬＰＷ３との間となり、補間演算によって標準状態から＋９％Ｕｐさせて設定される。
【００５０】
＜線画像濃度＞
図７はベタライン比がピークとなるライン幅の説明図である。図８はラインパッチ画像の説明図である。
【００５１】
画像形成装置１００により形成される画像を大別すると、ベタ画像、ハーフトーン画像（例えば写真画像）、ライン画像（文字画像を含む）がある。光学式センサ９によりベタ画像のパッチ画像を検出する方法やハーフトーン画像のパッチ画像を検出する方法では、面画像の最大濃度や階調特性を安定させることが可能である。しかし、線画像（文字画像を含む）に対しては、面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を用いることが、必ずしも適切な画像濃度制御とは言えない。
【００５２】
特許文献２に示されるように、文字などの線画像において過剰のトナーが感光ドラム１上に現像されてしまうため、一般的に、線画像の濃度は、面画像の最大濃度（ベタ濃度）よりも高くなる傾向がある。この原因は、同一の画像形成条件により形成されたベタ画像のトナー載り量に対して、線画像のトナー載り量のほうが多くなる傾向があるためである。そして、同一の画像形成条件でベタ画像と線画像とを形成した際に、線画像のトナー載り量がベタ画像のトナー載り量に対してどれくらい多いかを示す比率をベタライン比と呼んでいる。ベタライン比は、ベタ画像のトナー載り量に対する線画像のトナー載り量の比率である。
【００５３】
ベタライン比が大きくなる要因は、所定幅以内の線画像の領域における現像電界のエッジ効果であって、数ドットのライン（画像形成装置１００では、６００ｄｐｉで８ドットライン）でそれが顕著となる。そして、ベタライン比が大きくて、画像中のベタ画像部分に比較して線画像部分のトナー載り量が過剰な状態では、中間転写ベルト６２や記録材Ｐへトナー像を転写する際に、線画像部分の中抜けや飛び散りが発生し易くなる。また、記録材Ｐにトナー像を定着する際に、線画像部分の定着不良が発生し易くなる。
【００５４】
このため、線画像の飛び散りや中抜け、定着不良に関しては、面画像の制御用トナー像（パッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５）を用いた最大濃度制御では防止できない。線画像ではトナー載り量が面画像よりも多くなってしまうためである。
【００５５】
そこで、画像形成装置１００では、面画像の制御用トナー像（ＰＧ１〜ＰＧ５）を用いた最大濃度制御に続けて、線画像の制御用トナー像（ラインパッチＰＬ１〜ＰＬ５：図８）を用いた線画像の最大濃度制御を行っている。
【００５６】
図７は、画像形成装置１００において、ベタ画像のトナー載り量が０．６５ｍｇ／ｃｍ２となる一定の画像形成条件下で線幅を異ならせて出力した様々なライン幅の線画像で測定したベタライン比を示している。図７に示すように、ベタライン比は、線画像のライン幅が太くなるに従って大きくなるが、所定幅を越えて面画像に近づいていくと小さくなるため、あるドット幅付近でピークを示す。
【００５７】
画像形成装置１００では、ライン幅によってトナー載り量が異なり、８ドットライン（０．３４ｍｍ）付近でベタライン比が最大値を示す。このため、画像形成装置１００では、８ドットラインで構成されるラインパッチ画像を測定することで、ベタライン比の最も厳しい条件、すなわち、最大ベタライン比を与える条件下でのトナー載り量の測定が可能になる。
【００５８】
ここで、面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を用いて最大濃度制御を行った後に線画像の制御用トナー像を用いて線画像のための最大濃度制御を行うこと自体は、特許文献２に記載されている。
【００５９】
しかし、特許文献２では、ベタライン比の調整を現像バイアスの直流成分Ｖｄｃで行っている。このため、ベタライン比が悪化して線画像のトナー載り量を最適化するように現像バイアスの直流成分Ｖｄｃが設定されると、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃは、面画像のトナー載り量を満足できる値よりも低くなっている。ベタライン比が悪化してライン画像のトナー載り量を最適化する現像バイアスが選択された場合、現像バイアスは、ベタ画像の最大濃度を満足するバイアスよりも低くなるため、ベタ画像の最大濃度を満足したまま、ライン載り量を最適化することができない。つまり、特許文献２の制御では、１枚の画像の中の面画像部分の濃度を満足したまま、線画像部分の濃度を最適化することができない。
【００６０】
そこで、以下の実施例では、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの回転速度によってベタライン比が変化することを利用して、ベタライン比が最も厳しい太さの線画像でベタライン比が所定範囲内に収まるように、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの回転速度を設定している。なお、現像バイアスの振動電圧の交流電圧の振幅を変更しても同様の効果、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを変化させることなくベタライン比を調整可能な効果がある。
【００６１】
また、特許文献２に示されるように、線画像のトナー像をそのまま中間転写ベルト６２に転写して検出する方法では、光学式センサ９による線画像のトナー載り量の検出精度が低過ぎてベタライン比を正確に求めることができない。図８の（ｂ）に示すように、ベタライン比が最も大きい８ドット（０．３４ｍｍ）線画像で測定を行う場合、線画像をそのまま光学式センサ９で検知するのではセンシング分解能が十分とは言えない。現像されたままの線幅状態でラインパターンを検出する方法では、光学式センサ９による線画像のトナー載り量すなわちベタライン比の検知感度に問題がある。
【００６２】
画像形成装置１００でベタライン比が大きくなる要因の１つは、所定幅以内の線画領域における現像電界のエッジ効果であって、６００ｄｐｉの８ドットラインでそれが顕著となる。そのため、ベタライン比の最も厳しい（大きい）条件で測定を行うに当って、ラインパッチをそのまま光学式センサで検知する従来の方法では、８ドットのラインパターンに対するセンシング分解能が十分とは言えない。
【００６３】
そこで、以下の実施例では、図８の（ｃ）に示すように、現像された線画像の線幅を光学式センサ９に到達するまでに拡大し、線画像のトナーを面状に分散させた状態で光学式センサ９による検出を行っている。
【００６４】
これにより、光学式センサ９を用いて線画像のトナー載り量を精度良く検知して制御することでベタライン比を改善し、ベタ画像の最大濃度を維持しながら線画像の中抜けや飛び散り、定着不良を解消できる。
【００６５】
＜実施例１＞
図９は実施例１の制御の説明図である。図１０は実施例１の制御の効果の説明図である。図１１は現像スリーブの周速とベタライン比の関係の説明図である。図１２は実施例１の制御のフローチャートである。
【００６６】
実施例１では、図８の（ａ）に示すように、８ドット３３６μｍの線画像を１２ドット５０４μｍの間隔ごとに複数を配列して２０ｍｍ×２０ｍｍに形成したラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を光学式センサ９により検出する。すなわち、線画像を配列した測定用トナー像は、検出手段（９）が同時に反射光を検出する検出スポット内に線画像が複数含まれるような等間隔のピッチで線画像のトナー像を配置して構成される。そして、光学式センサ９の出力値から８ドットラインのトナー載り量を割り出してベタライン比を求める。
【００６７】
しかし、図８の（ｂ）に示すように、ラインパッチ画像ＰＬを現像したままの状態で光学式センサ９により検出すると、図９の（ｃ）に示すように、線画像のトナー載り量がセンサ出力値（平均値）に反映されにくい。図９の（ａ）に示すトナー載り量が少ない（層厚が低い）状態と図９の（ｂ）に示すトナー載り量が多い（層厚が高い）状態とで、図９の（ｃ）に示すように平均値があまり違わない。
【００６８】
そこで、実施例１では、図８の（ｃ）に示すように、現像直後のトナー載り量は一定のまま、中間転写ベルト６２の表面におけるラインパッチ画像ＰＬの再現面積を意図的に増やす。これにより、下地（中間転写ベルト６２）部がトナーで覆われトナーの分布状態が平坦化される。その結果、図９の（ｄ）に示すトナー載り量が少ない（層厚が低い）状態と図９の（ｅ）に示すトナー載り量が多い（層厚が高い）状態とで、図９の（ｅ）に示すように平均値の差が大きくなる。線画像のトナー載り量が多い場合でもセンサ出力値（平均値）に反映されるようになるので、ベタライン比の検知精度を向上させることが可能である。
【００６９】
実施例１では、ポスト帯電装置５の出力値（電流値或はＡＣ成分のＶｐｐ）を画像形成時よりも大幅に高めることで、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の再現面積を意図的に増やした。
【００７０】
ポスト帯電装置５の放電ワイヤー５ａに印加する帯電バイアスは、コロナ放電電流が規定値となるように定電流制御されている。画像形成時、帯電バイアスは、ＤＣ成分にＡＣ成分（Ｖｐｐ１〜５ｋＶ）を重畳させ、−１００〜−２００μＡ程度の定電流制御を行っている。
【００７１】
これに対して、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を現像して中間転写ベルト６２へ一次転写させる際には、定電流制御の電流値を−６００μＡに高め、ＡＣ成分の振幅Ｖｐｐを８ｋＶとする。トナー像の帯電量を画像形成時よりも大幅に増やすことで、一次転写部Ｔ１にニップされる手前で感光ドラム１からトナー粒子が離脱して中間転写ベルト６２へ転写されるようになる。このとき、中間転写ベルト６２の表面に面状に散って転写されるため、図９の（ｃ）、（ｄ）に示すように、中間転写ベルト６２上の線画像の線幅が拡大してトナー像の厚みは薄くなる。言い換えれば、線幅拡大手段（５）は、現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる。
【００７２】
これにより、図９の（ｅ）に示すように、線画像のトナー載り量が増加するほど、すなわちベタライン比が大きいほど、下地を覆う部分が増えて、中間転写ベルト６２からの反射光が少なくなるという関係が顕著になる。
【００７３】
これにより、図１０の（ａ）に示す線幅を拡大しない場合に比較して、図１０の（ｂ）に示すように、線画像のトナー載り量の違いが、より大きく光学式センサ９の出力差に反映されるようになる。従って、ベタライン比の正確な検出が可能となり、それに基づく線画像のトナー載り量制御を精度良く行うことが可能となる。
【００７４】
図１１に示すように、実施例１では、ベタライン比の検出結果に基づいてモータ４６を制御して、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を変更することで、ベタライン比を１に近付ける。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を速くすると、現像効率が上がり、特にベタ画像の現像性が高まるため、面画像の所望のトナー載り量に対する線画像のトナー載り量の比率であるベタライン比は低下して１に近付く。しかし、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を常時高めた状態とすると、上述したように一成分現像剤の劣化が進行して現像性能が早く低下する。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速と現像剤劣化とはトレードオフの関係にあるので、ベタライン比を満足できる範囲でなるべく低い周速を最適値として選ぶ必要がある。
【００７５】
なお、環境条件や使用時間の累積等によっては、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速に対するベタライン比と現像効率の関係が図１１とは異なってくる。しかし、絶対値は変わるが、これらの条件が異なっていても傾向は図１１と変わらないものである。
【００７６】
＜実施例１の制御＞
図１を参照して図１２に示すように、実施例１の制御は、画像形成装置１００の電源投入時や前回の制御から所定時間後（又は所定枚数の画像形成後）、或は不図示の環境センサによって、所定幅以上温度湿度が変動した際に実行する。
【００７７】
制御部５１は、面画像の測定用トナー像（ＰＧ１〜ＰＧ５）を用いてグリッドバイアスを決定した後（Ｓ１１）、露光量、現像バイアスを決定する（Ｓ１２、Ｓ１３）。この手順は、図４を参照して説明したとおりである。
【００７８】
その後、制御部５１は、ポスト帯電装置５の設定を変更した（Ｓ１４）後、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を複数段階に異ならせて、図８の（ａ）に示すように、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を形成する。そして、一次転写時に飛び散らして中間転写ベルト６２上の再現面積を増やした状態で、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を光学式センサ９により検出させる（Ｓ１５）。
【００７９】
制御部５１は、光学式センサ９により検出されたトナー載り量Ｘを基準値Ｒに比較する（Ｓ１６）。図１１に示すように、実施例１においては、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速は、モータ４６を制御することで、対感光ドラム周速比１００％を上限とし、対感光ドラム周速比６０％を下限として、周速比１０％刻みで可変させる。
（１）ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の中にセンサ出力値Ｘが基準値Ｒより大きいラインパッチ画像ＰＬｎがある場合（Ｓ１６のＹＥＳ）、ラインパッチ画像ＰＬｎの周速以上であればベタライン比は許容範囲内である。そのため、Ｘ≧Ｒを満たすような最小の周速を現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂに設定する（Ｓ１７）。
（２）ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の中にセンサ出力値Ｘが基準値Ｒより大きいラインパッチ画像ＰＬｎが無い場合（Ｓ１６のＮＯ）、最大の周速を設定してもベタライン比は規定値より悪い。しかし、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速には上限があるため、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の中の最大のスリーブ周速に設定する（Ｓ１８）。
【００８０】
制御部５１は、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速決定後、再度、図５に示す５つのパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５を出力して、所望の最大濃度が得られる露光量と現像バイアスを決定する（Ｓ１９）。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速が変わったことで、ベタ画像の最大濃度が変化しているからである。
【００８１】
実施例１の制御によれば、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を最適化することで、一成分現像剤の劣化を抑制しながらベタライン比を精度高く許容範囲に維持できる。線画像のトナー載り量を精度良く検知して制御することで、ベタライン比を狭い許容範囲で制御して、面画像と線画像の両方の最大濃度を許容範囲に維持できる。線画像の中抜けや飛び散りや定着不良といった問題を解消して、最大濃度を満たしながら線画像の中抜けや飛び散り、定着不良のない画像形成装置を提供できる。
【００８２】
＜実施例２＞
図１３は実施例２の制御のフローチャートである。実施例２は、実施例１と同様に、ラインパッチの再現面積を意図的に増やすことで線画像のトナー載り量、すなわちベタライン比の検知精度を向上させる。しかし、ラインパッチの再現面積を意図的に増やす手段として、感光体と中間転写体の周速差を用いる点が実施例１とは異なる。それ以外の装置構成及び最大濃度制御の手順等については、実施例１で説明したとおりであるため、図１３中、図１２と共通するステップには共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８３】
図１を参照して図１３に示すように、画像形成時、中間転写体である中間転写ベルト６２は、感光ドラム１の周速と等速で回転している。しかし、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を形成して中間転写ベルト６２へ一次転写する際（Ｓ１４Ａ〜Ｓ１５）には、中間転写ベルト６２の周速だけを画像形成時よりも３％、すなわち１８ｍｍ／ｓｅｃ速く（或は遅く）設定する。言い換えれば、線幅拡大手段（６２）は、現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる。これにより、線画像のトナー像は回転方向に伸びた形で中間転写ベルト６２上に一次転写され、中間転写ベルト６２の下地部を覆って再現面積が増加する。
【００８４】
実施例１では、ポスト帯電装置５の出力変更によりトナー像の電荷量が変化して、転写効率が変化してトナー載り量の測定値に誤差を生じる可能性がある。しかし、実施例２では、バイアス条件の影響が無いため、転写効率一定のままラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を中間転写ベルト６２に一次転写して光学式センサ９によって検出できるというメリットがある。
【００８５】
制御部５１は、グリッドバイアス、露光量、現像バイアス決定（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）後、中間転写ベルト６２の周速を変更して（Ｓ１４）、ラインパッチ画像の検出を実行する（Ｓ１５）。そして、検出結果に基いて現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの最適な周速を決定する（Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８）。
【００８６】
＜実施例３＞
図１４は実施例３の制御で用いる転写前露光装置の配置の説明図である。図１５は実施例３の制御のフローチャートである。
【００８７】
実施例３は、実施例１と同様に、ラインパッチの再現面積を意図的に増やすことで線画像のトナー載り量、すなわちベタライン比の検知精度を向上させる。しかし、ラインパッチの再現面積を意図的に増やす手段として、転写前露光手段の一例である転写前露光装置を用いる点が実施例１とは異なる。それ以外の装置構成及び最大濃度制御の手順等については、実施例１で説明したとおりであるため、図１４中、図１と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。また、図１５中、図１２と共通するステップには共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８８】
図１４に示すように、実施例３に係る画像形成装置１００Ａでは、ポスト帯電装置５と一次転写部Ｔ１との間で感光ドラム１に対向させて転写前露光装置１１を配置している。転写前露光装置１１によって、感光ドラム１上に担持されたトナー像に光を照射すると、感光ドラム１表面の線画像部間に電荷が発生し、その影響で図８の（ａ）に示すラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５が乱されて再現面積が増加する。言い換えれば、線幅拡大手段（１１）は、現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる。
【００８９】
図１４を参照して図１５に示すように、実施例３では、実施例１と同様の手順でベタライン比を検出して現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を設定する。制御部５１は、グリッドバイアス、露光量、現像バイアス決定（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）後、転写前露光装置１１を作動させて（Ｓ１４Ｂ）、ラインパッチ画像の検出を実行する（Ｓ１５）。そして、検出結果に基いて現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの最適な周速を決定する（Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８）。
【００９０】
＜実施例４＞
図１６は実施例４の制御のフローチャートである。実施例４は、図１４に示す実施例３と共通の構成を用いて、実施例３とはベタライン比制御の開始タイミングを異ならせている。
【００９１】
図１４を参照して図１６に示すように、制御部５１は、画像形成装置１００Ａにおいて、実施例３とは異なる手順でラインパッチ画像の検出を行う。実施例１のポスト帯電装置５や実施例２の周速差とは異なり、転写前露光装置１１の場合は、感光ドラム１のごく限られた位相角範囲で線画像の線幅を拡大できる。他の作像条件に依存しないため、感光ドラム１上に連続的に形成されるトナー像の間隔（いわゆる紙間）にラインパッチ画像を形成した場合でも、前後の画像の線幅を拡大することなく、ラインパッチ画像の線幅を拡大させることができる。
【００９２】
制御部５１は、通常画像出力中の紙間で基準値Ｒを狙って形成したラインパッチ画像の検出を実行する。紙間でラインパッチを形成、検知して、ベタライン比が悪化していなければ画像形成を現像装置４のそのままの運転条件で継続する。しかし、ベタライン比が悪化していれば、ジョブ終了後の後回転時に図１５に示す実施例３の手順でベタライン比制御を行う。
【００９３】
このような方法で必要最低限のベタライン比制御が可能であり、画像形成装置１００Ａの調整で画像出力が制限されることも少なくなる。
【００９４】
＜実施例５＞
実施例１〜４では、一成分現像剤を用いた現像装置において、ベタライン比を許容範囲に維持する制御を説明した。しかし、本発明は、二成分現像剤を用いた現像装置でも実施できる。
【００９５】
磁性トナーを主成分とする一成分現像剤は、振動電圧のＡＣ成分に駆動されて現像スリーブと感光ドラムの対向間隔を高速で飛翔・往復してトナー粒子が運動エネルギーを持った状態で静電像を現像する。これに対して、磁性キャリアと非磁性トナーを主成分とする二成分現像剤は、磁性キャリアの磁気穂が感光ドラムに接触して、磁気穂に付着したトナー粒子が運動エネルギーを持たない状態で静電像を現像する。このため、一成分現像剤では、二成分現像剤に比較して静電像の電気容量に対する付着したトナーの総電気量の割合で定義される現像効率が低くなる。このため、一成分現像剤のほうが面画像のトナー載り量が低下し易くなって、その分ベタライン比が高くなり易い。
【００９６】
しかし、二成分現像剤でも、プロセススピードを高めていくと、現像スリーブからのトナー供給が間に合わなくなって、現像効率が低下し、ベタライン比が１を超えて高まってしまう。
【００９７】
また、特開２００６−２２０９８８号公報に示されるように、二成分現像剤を用いる現像装置では、面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を感光体に形成して中間転写体に一次転写している。中間転写体に対向配置した光学式センサでパッチ画像のトナー載り量を検出し、検出結果に基いて、トナー載り量が所定範囲に維持されるように現像装置へのトナー補給量を調整している。いわゆるＡＴＲ（Ａｕｔｏ Ｔｏｎｅｒ Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈ）制御を実行することで、トナーの帯電量を一定に保って画像濃度の再現性を高めている。
【００９８】
このような面画像の制御用トナー像として、二値のハーフトーンで構成したパッチ画像を使用する場合、二値のドット間に現れる中間転写ベルトの素地部分が無いほうが光学センサによるトナー載り量の検出感度は高まる。このため、実施例５では、二値のハーフトーンで構成したパッチ画像を使用するＡＴＲ制御において、実施例１〜３のように、トナーを散らして中間転写ベルト６２の素地が見える割合を減らした状態で反射光を検出する。実施例５では、実施例１〜３と同様に、次のような工程を備えた現像条件の調整方法を実施する。
（１）非画像形成時の感光体に二値変調による所定階調の測定用トナー像を形成する第１の工程。
（２）現像装置と検出手段との間で線幅拡大手段を作動させて、測定用トナー像を構成するドットのトナー像の面積を拡大させる第２の工程。
（３）第２の工程によって現像時よりもドットのトナー像の面積が拡大された測定用トナー像からの反射光を検出手段により検出する第３の工程。
【符号の説明】
【００９９】
１ 感光ドラム、２ 帯電装置、３ 露光装置、４ 現像装置、
５ ポスト帯電装置、７ 定着装置 ９ 光学式センサ、
４１Ａ、４１Ｂ 現像装置、４２ 電位センサ、４６ モータ、５１ 制御部、
６１ 転写ローラ、６２ 中間転写ベルト、６３ 二次転写ローラ、
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４ 電源
Ｔ１、一次転写部、Ｔ２ 二次転写部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線画像の測定用トナー像を光学式センサで検出して現像装置の運転条件を調整する画像形成装置、詳しくは光学式センサによる線画像の測定用トナー像のトナー載り量の検出精度を高める制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体からパッチ画像を転写可能な転写媒体（中間転写体又は記録材搬送体）を用いてモノクロ又はフルカラーの画像形成を行う画像形成装置が広く用いられている。転写媒体を用いる画像形成装置では、非画像形成時の感光体に測定用トナー像（パッチ画像）を形成して転写媒体に転写させ、転写媒体に対向配置した光学式センサで測定用トナー像からの反射光を検出している。そして、光学式センサの検出結果に基いて測定用トナー像のトナー載り量が所定値に収束するように、画像形成時に用いる画像形成条件を調整している（特許文献１）。測定用トナー像（パッチ画像）としては、１００％の露光デューティで形成されたベタ画像やスクリーンパターンで二値的に中間階調を表現したハーフトーン画像が用いられている。
【０００３】
しかし、特許文献１に示されるように、ベタ画像やハーフトーン画像の測定用トナー像（パッチ画像）を用いて現像装置の運転条件を設定した場合、線画像のトナー載り量が過剰になる場合がある。
【０００４】
特許文献２には、転写媒体として中間転写ベルトを用いた画像形成装置と転写媒体として記録材搬送ベルトを用いた画像形成装置とのいずれにおいても、線画像のトナー載り量が面画像に比較して過剰になることが記載されている。図１を参照して説明すると、特許文献２では、感光体（１）の回転方向に間隔を置いて複数の線画像を配列した線画像の測定用トナー像を形成させて転写媒体（６２）に転写させ、転写媒体（６２）に対向配置した検出手段（９）により検出する。そして、線画像の測定用トナー像の検出結果に基づいて現像条件を調整することにより、面画像の場合と等しいトナー載り量で線画像が形成されるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−１１３５６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５４４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に示されるように、回転方向に間隔を置いて配列した線画像で構成される測定用トナー像を光学式センサで検出した場合、トナー載り量を精度高く判別することが困難である。トナー粒子が複数層重なると中間転写ベルト６２からの反射光が光学式センサに入射しなくなって出力が飽和してしまう。そのため、図９の（ｂ）に示すように現像コントラストを高めてトナー載り量を増加させても、図９の（ａ）に示すトナー載り量が少ない場合と比べて光学式センサの出力値が図９の（ｃ）に示すようにあまり変化しない。その結果、線画像のトナー載り量を正確に判別することができず、線画像のトナー載り量の設定誤差が大きくなる。
【０００７】
本発明は、同じ光学式センサを用いても測定用トナー像のトナー載り量の違いを精密に判別して画像形成時のトナー像のトナー載り量を精度高く設定可能な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を担持して搬送可能な転写媒体へ前記感光体からトナー像を転写させる転写手段と、前記転写媒体に担持されたトナー像を光学的に検出する検出手段と、非画像形成時に、前記感光体の回転方向に間隔を置いて複数の線画像を配列した線画像の測定用トナー像を形成させ、前記線画像の測定用トナー像を前記検出手段により検出させた検出結果に基づいて、前記現像装置の運転条件を制御する制御手段と、前記現像装置にて現像された所定幅の線画像を前記検出手段へ搬送させる間に、前記現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる線幅拡大手段とを備え、前記制御手段は、前記線幅拡大手段にて拡大された前記線画像の測定用トナー像から反射された反射光に基いて前記現像装置の運転条件を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置では、現像装置と検出手段との間で線画像の測定用トナー像における線画像の線幅を拡大させるので、線幅が拡大した分、トナー像の厚みが少なくなって転写媒体からの厚みに応じた反射光が検出手段に検出され易くなる。また、図８の（ｃ）に示すように、トナー像を担持した部分との間の反射光量差が大きい転写媒体面の割合が少なくなるため、転写媒体面からの反射光ノイズが少なくなって測定ＳＮ比が高まる。
【００１０】
従って、同じ光学式センサを用いても測定用トナー像のトナー載り量の違いを精密に判別して画像形成時のトナー像のトナー載り量を精度高く設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】現像スリーブの回転速度と一成分現像剤の劣化速度の関係の説明図である。
【図３】光学式センサの構成の説明図である。
【図４】最大濃度制御のフローチャートである。
【図５】最大濃度制御に用いるパッチ画像の説明図である。
【図６】パッチ画像のトナー載り量の測定結果の説明図である。
【図７】ベタライン比がピークとなるライン幅の説明図である。
【図８】ラインパッチ画像の説明図である。
【図９】実施例１の制御の説明図である。
【図１０】実施例１の制御の効果の説明図である。
【図１１】現像スリーブの周速とベタライン比の関係の説明図である。
【図１２】実施例１の制御のフローチャートである。
【図１３】実施例２の制御のフローチャートである。
【図１４】実施例３の制御で用いる転写前露光装置の配置の説明図である。
【図１５】実施例３の制御のフローチャートである。
【図１６】実施例４の制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、現像された直後よりもトナー付着面積を広げた状態で測定用トナー像を光学式センサにより検出する限りにおいて、実施形態の構成の一部又は全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１３】
本実施形態では、中間転写ベルトを用いたモノクロ画像形成装置を説明するが、本発明はフルカラーでも実施でき、中間転写ドラム、記録材搬送ベルト等の転写媒体を用いる画像形成装置でも実施できる。
【００１４】
本実施形態では、一成分現像剤を用いた所定幅のライン画像のトナー載り量を調整する制御を説明するが、二成分現像剤を用いてパッチ画像を形成してトナーの帯電量を調製する制御でも本発明を実施できる。
【００１５】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。記載されている構成要素の寸法、材質、形状、相対配置、数値等は、理解を容易にするための一例であり、発明の範囲を限定しない。
【００１６】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成及び制御に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１７】
＜画像形成装置＞
図１は実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。図２は現像スリーブの回転速度と一成分現像剤の劣化速度の関係の説明図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写方式で高速化を実現したデジタル・モノクロ・複写機であって、外部情報を画像信号に変えるリーダー部２００と接続されているか、一体化されている。リーダー部２００は、原稿の画像を読み取る画像読取装置、あるいは画像形成ジョブを送信するパソコン等であって、画像読取装置に読み取られた原稿画像の輝度信号、あるいはパソコン等から転送された画像信号を画像形成装置１００に送信する。
【００１９】
画像形成装置１００は、感光体（１）及び中間転写体（６２）を用いて、帯電工程、露光工程、現像工程、転写前帯電工程、転写工程、定着工程を基本的に含む画像形成工程を実施する。
（１）帯電工程では、帯電手段（２）が帯電バイアスを印加して感光体（１）の表面を所定電位に一様に帯電する。
（２）露光工程では、静電像形成手段（３）がリーダー部２００から受信した画像情報に基づいてレーザー光Ｌを照射して感光ドラム１を露光する。所定電位に帯電された感光ドラム１の表面電位は、レーザー光Ｌを照射することによって、照射部分の感光ドラム１の表面電位が低下して静電像が形成される。
（３）現像工程では、現像手段（４）が一成分現像剤（磁性トナー）を現像剤担持体（４１Ａ、４１Ｂ）に担持させて静電像の非露光部分にトナーを転移させて、感光ドラム１にトナー像を形成する。
（４）転写前帯電工程では、線幅拡大手段（５）を兼ねた転写前帯電手段（５）によって、感光ドラム１上のトナー像の帯電を強化して、中間転写体（６２）へ効率の良い転写を行わせる。
（５）転写工程では、転写手段（６１）によって感光ドラム１上のトナー像を転写媒体（６２）に一次転写した後、転写手段（６３）によって転写媒体（６２）から記録材Ｐへ二次転写する。
（６）定着工程では、定着手段（７）によって、トナー像を担持した記録材Ｐを加熱加圧してトナー像を記録材Ｐに熱定着させる。
（７）清掃工程では、感光ドラム１上に残留した転写残トナーがクリーナー８１によって清掃され、中間転写ベルト６２上に残留した転写残トナーがクリーナー８２によって清掃される。
【００２０】
リーダー部２００は、フラットベッドスキャナ等の画像読取装置で原稿の画像を読み取る。リーダー部２００に設置された画像処理部は、読み取った画像に所定の画像処理を施して画像情報を生成する。露光に用いる画像情報は、画像読取装置の読み取り動作に同期して、露光装置３に転送されるようになっているが、パソコン等から転送されてくる場合もある。
【００２１】
感光ドラム１は、アルミニウム円筒材料で形成された直径１０８ｍｍの導電性ドラム基体の外周面にアモルファスシリコン感光層（光導電層）を形成したａ−Ｓｉ感光体である。感光ドラム１は、帯電極性が正極性の感光体（ポジ感光体）であり、矢印の方向に６００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速）で回転駆動される。帯電極性が正極性の感光ドラム１に形成された静電像を、帯電極性が負極性のネガトナーを用いて現像する場合、正規現像方式で現像が行われて、感光ドラム１の露光を受けた部分が画像の白地部となる。
【００２２】
帯電装置２は、２本の放電ワイヤー２ａとグリッド線２ｂから構成されるコロナ帯電器である。不図示の電源が放電ワイヤー２ａに所定の電圧を印加すると、コロナ放電が発生して荷電粒子が感光ドラム１に照射される。グリッド線２ｂに印加する電圧を調整することで、感光ドラム１の外周面が＋２００〜＋６００Ｖの範囲で均一に帯電される。ここでは、感光ドラム１の帯電電位（暗部電位ＶＤ）は＋５００Ｖとしている。
【００２３】
露光装置３は、画像情報に応じてＯＮ−ＯＦＦ変調（二値のＰＷＭ変調）されたレーザー光Ｌを感光ドラム１の表面に走査して静電像の書き込みを行うレーザー書き込みユニットである。露光装置３は、レーザー光Ｌの露光によって、感光ドラム１の暗部電位ＶＤを導電性ドラム基体を通じて接地電位へ放電させる。これにより、感光ドラム１の表面電位を暗部電位ＶＤ＝＋５００Ｖから明部電位ＶＬ＝＋５０〜＋５００Ｖまで低下させる。
【００２４】
現像装置４は、現像容器４０に内包する一成分現像剤が、帯電極性が負極性の磁性トナーである。現像装置４は、マグネット４５Ａ、４５Ｂを内包した現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂを２つ有しており、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂと感光ドラム１とのギャップは、それぞれ１８０〜３２０μｍに程度に設定されている。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂは、矢印の方向に回転しながら磁性トナーを担持して感光ドラム１との対向部へ搬送する。
【００２５】
現像スリーブ４１Ａの直径は３０ｍｍ、現像スリーブ４１Ｂの直径は２０ｍｍである。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂは、軸端の一方が不図示のギア列で連結されて一定の速度比を保って回転するが、後述するライン画像のトナー載り量制御のため、その回転速度（周速）は可変である。
【００２６】
現像スリーブ４１Ａに近接して現像容器４０に層厚規制部材（磁性ブレード４２）が設けられ、磁性ブレード４２は、現像スリーブ４１Ａの表面に連れ回るトナー層の厚みを規制する。現像スリーブ４１Ｂの表面に連れ回るトナー層は、現像スリーブ４１Ａに内包されたマグネット４５Ａによって規制される。これにより、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂには、０．５〜１．５ｍｇ／ｃｍ２程度の薄層トナーが形成される。
【００２７】
電源Ｄ４は、直流電圧Ｖｄｃに交流電圧を重畳した振動電圧の現像バイアスを現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂに印加する。これにより、感光ドラム１との対向部において、感光ドラム１上に磁性トナーが移動して所望のトナー載り量のトナー像形成が行われる。交流電圧は、振幅Ｖｐｐが１〜２ｋＶ、周波数ｆが１０００〜４０００Ｈｚである。
【００２８】
一般的に、現像スリーブは、周速が速い方が現像性は高く、現像コントラストに対するトナーの充填効率が良いため、感光ドラム１上の静電像に対してより忠実に現像できる。その反面、周速が速い方が磁性ブレード／現像スリーブ・ギャップや現像スリーブ／現像スリーブ・ギャップにおけるトナーの衝突や摩擦が増えて、トナー粒子への外添剤の埋め込みなどの現像剤劣化が進んでしまう。
【００２９】
トナー粒子への外添剤の埋め込み度合いを表す指標として、ＢＥＴ比表面積が知られている。ＢＥＴ比表面積は、１個のトナー粒子の表面に占める帯電に関与できる表面積の割合に対応しており、一成分現像剤の攪拌累積が進み、外添剤が表面に埋め込まれていくに連れて、ＢＥＴ比表面積が低下していく。
【００３０】
図２に示すように、現像スリーブの累積回転時間が増すと、磁性トナーのＢＥＴ変化率が低下する。ＢＥＴ変化率は、新品の初期現像剤に対する耐久剤のＢＥＴ比表面積の割合を表した比率であって、外添剤が埋め込まれていくほど数値が低下する。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速が速くて感光ドラム１に対する周速比が高いほど、一成分現像剤の劣化には厳しい。そのため、画質を向上させるには、できるだけ現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を高めたいが、現像剤の劣化とトレードオフの関係にあるため、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速には上限があって最適化する必要がある。ここでは、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速の上限は、感光ドラム１と等速の６００ｍｍ／ｓｅｃ（周速比１００％）とした。
【００３１】
ポスト帯電装置５は、画像形成時、放電ワイヤー５ａに帯電バイアスを印加してコロナ放電を発生させ、コロナ放電に伴う荷電粒子をトナー像を担持した感光ドラム１に照射してトナー像の帯電状態を強化する。これにより、画像形成時には、感光ドラム１上に形成されたトナー像の帯電量を高めて、中間転写ベルト６２への一次転写を容易にしてアシストする。
【００３２】
中間転写ベルト６２は、不図示の駆動機構により駆動される駆動ローラ６４Ａと、所定のテンションを付与するためのテンションローラ６４Ｃと、対向ローラ６４Ｂとに掛け渡して支持される。中間転写ベルト６２は、画像形成時には、感光ドラム１の回転速度（周速）と同一の周速度で矢印Ｒ２方向に回転してトナー像を搬送可能である。
【００３３】
一次転写ローラ６１は、中間転写ベルト６２の内側面を押圧して、感光ドラム１上に当接させ、感光ドラム１と中間転写ベルト６２との間にトナー像の一次転写部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ６１は、中心の直径８ｍｍの金属製支持軸の外周に厚さ４ｍｍのスポンジゴム弾性層を形成した直径１６ｍｍの中抵抗の導電性ゴムローラであって、抵抗が１×１０７Ωである。
【００３４】
電源Ｄ１は、トナー像の帯電極性と逆極性（プラス）の所定の一次転写バイアスを一次転写ローラ６１の金属製支持軸に印加して、感光ドラム１に担持されたトナー像を中間転写ベルト６２へ一次転写させる。
【００３５】
二次転写ローラ６３は、接地電位に接続された対向ローラ６４Ｂに内側面を支持された中間転写ベルト６２に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ６３は、直径１２ｍｍの金属製支持軸の外周にスポンジゴム弾性層を形成した直径２４ｍｍの中抵抗の導電性ゴムローラであって、抵抗が１×１０８Ωである。
【００３６】
電源Ｄ２は、トナー像の帯電極性と逆極性（プラス）の所定の二次転写バイアスを二次転写ローラ６３の金属製支持軸に印加して、中間転写ベルト６２に担持されたトナー像を記録材Ｐに二次転写させる。
【００３７】
定着装置７は、トナー像を転写された記録材を、一対の加熱されたローラのニップで加熱・加圧しつつ搬送してトナー像を記録剤Ｐの表面に定着させる。
【００３８】
＜最大濃度制御＞
図３は光学式センサの構成の説明図である。図４は最大濃度制御のフローチャートである。図５は最大濃度制御に用いるパッチ画像の説明図である。図６はパッチ画像のトナー載り量の測定結果の説明図である。
【００３９】
電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置１００は、周囲の環境、使用状況等によって、各部の特性が変化し易く、固定の画像形成条件では、高品質の画像を安定して出力し続けることが難しい。そこで、画像形成装置１００では、非画像形成時の感光ドラム１に所定の運転条件で面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を形成して中間転写ベルト６２に転写させる。そして、転写媒体（６２）上のパッチ画像を検出手段（９）により検出して、パッチ画像のトナー載り量が適正になるように、画像形成装置１００の各部の運転条件、すなわち帯電量、露光量、現像バイアス等を調整する。
【００４０】
図３に示すように、光学式センサ９は、中間転写ベルト６２の表面から６ｍｍの間隙を置いて中間転写ベルト６２に対向配置される。光学式センサ９は、中間転写ベルト６２の表面に対して４５度の傾き角度で発光ダイオード９１から波長８８０ｎｍの近赤外光を斜めに照射して直径２ｍｍの照明スポットを形成する（図８の（ｂ）参照）。光学式センサは、直径２ｍｍほどの検出スポット内から受光した反射光を検出して、検出スポット内のトナー載り量を光学的に検出する。
【００４１】
光学式センサ９は、照明スポットからの正反射光を検出するように４５度の傾き角度でフォトダイオード９２の光軸を配置している。中間転写ベルト６２上にトナーが付着していると散乱光が増えて正反射光が減じるため、中間転写ベルト６２上のトナー載り量が多いほどフォトダイオード９２の受光量が減少する。光学式センサ９は、フォトダイオード９２の入射光の強度（電圧値）に応じて、中間転写ベルト６２上のトナー像のトナー載り量に応じた出力を出力する。
【００４２】
図１を参照して図４に示すように、制御部５１は、画像形成装置１００の電源投入時、前回の制御から所定時間（又は所定画像形成枚数）の経過時、或は所定幅を超えて環境の温度湿度が変動した際に、画像形成を停止して最大濃度制御を実行する。これにより、濃度変動が抑制された出力画像を提供できる。
【００４３】
まず、制御部５１は、現像装置４に取り付けられた電位センサ１０によって、感光ドラム１の表面電位を計測しながら、帯電装置２のグリッドバイアスＶｇｒｉｄを、帯電電位（暗部電位ＶＤ）が５００Ｖになるように設定する（Ｓ１１）。
【００４４】
次に、制御部５１は、図５に示すように、露光装置３のレーザーパワーを５段階（ＬＰＷ１〜ＬＰＷ５）に変化させ、電位センサ１０によって感光ドラム１上の露光電位（明部電位ＶＬ１〜ＶＬ５）を計測する。そして、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃと明部電位ＶＬとの差（いわゆるかぶり除去コントラストＶｂａｃｋ）が１５０Ｖで一定となるようにＶｄｃを決定（Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ５）する（Ｓ１２）。
【００４５】
次に、制御部５１は、露光装置３のレーザーパワー（ＬＰＷ１〜ＬＰＷ５）及び現像バイアスのＤＣ成分（Ｖｄｃ１〜Ｖｄｃ５）を５段階に変化させた５つの面画像の測定用トナー像（パッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５）を形成する。５つのパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５は、中間転写ベルト６２に一次転写されて光学式センサ９により検出される。
【００４６】
そして、制御部５１は、光学式センサ９の出力に基づいて、５つのパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５のトナー載り量をそれぞれ演算し、定着画像の反射濃度が１．６となるような所定のトナー載り量が得られる画像形成条件を補間演算により決定する（Ｓ１３）。
【００４７】
図６は、露光装置３のレーザーパワー（ＬＰＷ１〜ＬＰＷ５）を５段階に変化させて形成したパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５の現像コントラストＶｃｏｎｔとトナー載り量の関係を示している。現像コントラストＶｃｏｎｔは、トナーの静電吸着容量のパラメータであって、Ｖｃｏｎｔ＝ＶＤ−Ｖｄｃ で定義される。
【００４８】
ここでは、定着画像の反射濃度が１．６となるトナー載り量として、０．６５ｍｇ／ｃｍ２をターゲットとしている。ターゲットのトナー載り量０．６５ｍｇ／ｃｍ２を挟む２点（２２５Ｖ、２５０Ｖ）を直線（線形）補完で結んで、現像コントラストＶｃｏｎｔとトナー載り量との関係を表す一次式を導く。そして、導いた一次式にトナー載り量＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２を代入して、現像コントラストＶｃｏｎｔを求めている。
【００４９】
図６の測定結果によれば、パッチ画像ＰＧのトナー載り量が０．６５ｍｇ／ｃｍ２となる現像コントラストＶｃｏｎｔとして２３０Ｖが導き出される。そのときの現像バイアスの直流成分Ｖｄｃは５００Ｖ−２３０Ｖ＝２７０Ｖである。適正なレーザーパワーＬＰＷは、図５に示すＬＰＷ２とＬＰＷ３との間となり、補間演算によって標準状態から＋９％Ｕｐさせて設定される。
【００５０】
＜線画像濃度＞
図７はベタライン比がピークとなるライン幅の説明図である。図８はラインパッチ画像の説明図である。
【００５１】
画像形成装置１００により形成される画像を大別すると、ベタ画像、ハーフトーン画像（例えば写真画像）、ライン画像（文字画像を含む）がある。光学式センサ９によりベタ画像のパッチ画像を検出する方法やハーフトーン画像のパッチ画像を検出する方法では、面画像の最大濃度や階調特性を安定させることが可能である。しかし、線画像（文字画像を含む）に対しては、面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を用いることが、必ずしも適切な画像濃度制御とは言えない。
【００５２】
特許文献２に示されるように、文字などの線画像において過剰のトナーが感光ドラム１上に現像されてしまうため、一般的に、線画像の濃度は、面画像の最大濃度（ベタ濃度）よりも高くなる傾向がある。この原因は、同一の画像形成条件により形成されたベタ画像のトナー載り量に対して、線画像のトナー載り量のほうが多くなる傾向があるためである。そして、同一の画像形成条件でベタ画像と線画像とを形成した際に、線画像のトナー載り量がベタ画像のトナー載り量に対してどれくらい多いかを示す比率をベタライン比と呼んでいる。ベタライン比は、ベタ画像のトナー載り量に対する線画像のトナー載り量の比率である。
【００５３】
ベタライン比が大きくなる要因は、所定幅以内の線画像の領域における現像電界のエッジ効果であって、数ドットのライン（画像形成装置１００では、６００ｄｐｉで８ドットライン）でそれが顕著となる。そして、ベタライン比が大きくて、画像中のベタ画像部分に比較して線画像部分のトナー載り量が過剰な状態では、中間転写ベルト６２や記録材Ｐへトナー像を転写する際に、線画像部分の中抜けや飛び散りが発生し易くなる。また、記録材Ｐにトナー像を定着する際に、線画像部分の定着不良が発生し易くなる。
【００５４】
このため、線画像の飛び散りや中抜け、定着不良に関しては、面画像の制御用トナー像（パッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５）を用いた最大濃度制御では防止できない。線画像ではトナー載り量が面画像よりも多くなってしまうためである。
【００５５】
そこで、画像形成装置１００では、面画像の制御用トナー像（ＰＧ１〜ＰＧ５）を用いた最大濃度制御に続けて、線画像の制御用トナー像（ラインパッチＰＬ１〜ＰＬ５：図８）を用いた線画像の最大濃度制御を行っている。
【００５６】
図７は、画像形成装置１００において、ベタ画像のトナー載り量が０．６５ｍｇ／ｃｍ２となる一定の画像形成条件下で線幅を異ならせて出力した様々なライン幅の線画像で測定したベタライン比を示している。図７に示すように、ベタライン比は、線画像のライン幅が太くなるに従って大きくなるが、所定幅を越えて面画像に近づいていくと小さくなるため、あるドット幅付近でピークを示す。
【００５７】
画像形成装置１００では、ライン幅によってトナー載り量が異なり、８ドットライン（０．３４ｍｍ）付近でベタライン比が最大値を示す。このため、画像形成装置１００では、８ドットラインで構成されるラインパッチ画像を測定することで、ベタライン比の最も厳しい条件、すなわち、最大ベタライン比を与える条件下でのトナー載り量の測定が可能になる。
【００５８】
ここで、面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を用いて最大濃度制御を行った後に線画像の制御用トナー像を用いて線画像のための最大濃度制御を行うこと自体は、特許文献２に記載されている。
【００５９】
しかし、特許文献２では、ベタライン比の調整を現像バイアスの直流成分Ｖｄｃで行っている。このため、ベタライン比が悪化して線画像のトナー載り量を最適化するように現像バイアスの直流成分Ｖｄｃが設定されると、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃは、面画像のトナー載り量を満足できる値よりも低くなっている。ベタライン比が悪化してライン画像のトナー載り量を最適化する現像バイアスが選択された場合、現像バイアスは、ベタ画像の最大濃度を満足するバイアスよりも低くなるため、ベタ画像の最大濃度を満足したまま、ライン載り量を最適化することができない。つまり、特許文献２の制御では、１枚の画像の中の面画像部分の濃度を満足したまま、線画像部分の濃度を最適化することができない。
【００６０】
そこで、以下の実施例では、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの回転速度によってベタライン比が変化することを利用して、ベタライン比が最も厳しい太さの線画像でベタライン比が所定範囲内に収まるように、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの回転速度を設定している。なお、現像バイアスの振動電圧の交流電圧の振幅を変更しても同様の効果、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを変化させることなくベタライン比を調整可能な効果がある。
【００６１】
また、特許文献２に示されるように、線画像のトナー像をそのまま中間転写ベルト６２に転写して検出する方法では、光学式センサ９による線画像のトナー載り量の検出精度が低過ぎてベタライン比を正確に求めることができない。図８の（ｂ）に示すように、ベタライン比が最も大きい８ドット（０．３４ｍｍ）線画像で測定を行う場合、線画像をそのまま光学式センサ９で検知するのではセンシング分解能が十分とは言えない。現像されたままの線幅状態でラインパターンを検出する方法では、光学式センサ９による線画像のトナー載り量すなわちベタライン比の検知感度に問題がある。
【００６２】
画像形成装置１００でベタライン比が大きくなる要因の１つは、所定幅以内の線画領域における現像電界のエッジ効果であって、６００ｄｐｉの８ドットラインでそれが顕著となる。そのため、ベタライン比の最も厳しい（大きい）条件で測定を行うに当って、ラインパッチをそのまま光学式センサで検知する従来の方法では、８ドットのラインパターンに対するセンシング分解能が十分とは言えない。
【００６３】
そこで、以下の実施例では、図８の（ｃ）に示すように、現像された線画像の線幅を光学式センサ９に到達するまでに拡大し、線画像のトナーを面状に分散させた状態で光学式センサ９による検出を行っている。
【００６４】
これにより、光学式センサ９を用いて線画像のトナー載り量を精度良く検知して制御することでベタライン比を改善し、ベタ画像の最大濃度を維持しながら線画像の中抜けや飛び散り、定着不良を解消できる。
【００６５】
＜実施例１＞
図９は実施例１の制御の説明図である。図１０は実施例１の制御の効果の説明図である。図１１は現像スリーブの周速とベタライン比の関係の説明図である。図１２は実施例１の制御のフローチャートである。
【００６６】
実施例１では、図８の（ａ）に示すように、８ドット３３６μｍの線画像を１２ドット５０４μｍの間隔ごとに複数を配列して２０ｍｍ×２０ｍｍに形成したラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を光学式センサ９により検出する。すなわち、線画像を配列した測定用トナー像は、検出手段（９）が同時に反射光を検出する検出スポット内に線画像が複数含まれるような等間隔のピッチで線画像のトナー像を配置して構成される。そして、光学式センサ９の出力値から８ドットラインのトナー載り量を割り出してベタライン比を求める。
【００６７】
しかし、図８の（ｂ）に示すように、ラインパッチ画像ＰＬを現像したままの状態で光学式センサ９により検出すると、図９の（ｃ）に示すように、線画像のトナー載り量がセンサ出力値（平均値）に反映されにくい。図９の（ａ）に示すトナー載り量が少ない（層厚が低い）状態と図９の（ｂ）に示すトナー載り量が多い（層厚が高い）状態とで、図９の（ｃ）に示すように平均値があまり違わない。
【００６８】
そこで、実施例１では、図８の（ｃ）に示すように、現像直後のトナー載り量は一定のまま、中間転写ベルト６２の表面におけるラインパッチ画像ＰＬの再現面積を意図的に増やす。これにより、下地（中間転写ベルト６２）部がトナーで覆われトナーの分布状態が平坦化される。その結果、図９の（ｄ）に示すトナー載り量が少ない（層厚が低い）状態と図９の（ｅ）に示すトナー載り量が多い（層厚が高い）状態とで、図９の（ｅ）に示すように平均値の差が大きくなる。線画像のトナー載り量が多い場合でもセンサ出力値（平均値）に反映されるようになるので、ベタライン比の検知精度を向上させることが可能である。
【００６９】
実施例１では、ポスト帯電装置５の出力値（電流値或はＡＣ成分のＶｐｐ）を画像形成時よりも大幅に高めることで、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の再現面積を意図的に増やした。
【００７０】
ポスト帯電装置５の放電ワイヤー５ａに印加する帯電バイアスは、コロナ放電電流が規定値となるように定電流制御されている。画像形成時、帯電バイアスは、ＤＣ成分にＡＣ成分（Ｖｐｐ１〜５ｋＶ）を重畳させ、−１００〜−２００μＡ程度の定電流制御を行っている。
【００７１】
これに対して、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を現像して中間転写ベルト６２へ一次転写させる際には、定電流制御の電流値を−６００μＡに高め、ＡＣ成分の振幅Ｖｐｐを８ｋＶとする。トナー像の帯電量を画像形成時よりも大幅に増やすことで、一次転写部Ｔ１にニップされる手前で感光ドラム１からトナー粒子が離脱して中間転写ベルト６２へ転写されるようになる。このとき、中間転写ベルト６２の表面に面状に散って転写されるため、図９の（ｃ）、（ｄ）に示すように、中間転写ベルト６２上の線画像の線幅が拡大してトナー像の厚みは薄くなる。言い換えれば、線幅拡大手段（５）は、現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる。
【００７２】
これにより、図９の（ｅ）に示すように、線画像のトナー載り量が増加するほど、すなわちベタライン比が大きいほど、下地を覆う部分が増えて、中間転写ベルト６２からの反射光が少なくなるという関係が顕著になる。
【００７３】
これにより、図１０の（ａ）に示す線幅を拡大しない場合に比較して、図１０の（ｂ）に示すように、線画像のトナー載り量の違いが、より大きく光学式センサ９の出力差に反映されるようになる。従って、ベタライン比の正確な検出が可能となり、それに基づく線画像のトナー載り量制御を精度良く行うことが可能となる。
【００７４】
図１１に示すように、実施例１では、ベタライン比の検出結果に基づいてモータ４６を制御して、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を変更することで、ベタライン比を１に近付ける。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を速くすると、現像効率が上がり、特にベタ画像の現像性が高まるため、面画像の所望のトナー載り量に対する線画像のトナー載り量の比率であるベタライン比は低下して１に近付く。しかし、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を常時高めた状態とすると、上述したように一成分現像剤の劣化が進行して現像性能が早く低下する。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速と現像剤劣化とはトレードオフの関係にあるので、ベタライン比を満足できる範囲でなるべく低い周速を最適値として選ぶ必要がある。
【００７５】
なお、環境条件や使用時間の累積等によっては、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速に対するベタライン比と現像効率の関係が図１１とは異なってくる。しかし、絶対値は変わるが、これらの条件が異なっていても傾向は図１１と変わらないものである。
【００７６】
＜実施例１の制御＞
図１を参照して図１２に示すように、実施例１の制御は、画像形成装置１００の電源投入時や前回の制御から所定時間後（又は所定枚数の画像形成後）、或は不図示の環境センサによって、所定幅以上温度湿度が変動した際に実行する。
【００７７】
制御部５１は、面画像の測定用トナー像（ＰＧ１〜ＰＧ５）を用いてグリッドバイアスを決定した後（Ｓ１１）、露光量、現像バイアスを決定する（Ｓ１２、Ｓ１３）。この手順は、図４を参照して説明したとおりである。
【００７８】
その後、制御部５１は、ポスト帯電装置５の設定を変更した（Ｓ１４）後、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を複数段階に異ならせて、図８の（ａ）に示すように、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を形成する。そして、一次転写時に飛び散らして中間転写ベルト６２上の再現面積を増やした状態で、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を光学式センサ９により検出させる（Ｓ１５）。
【００７９】
制御部５１は、光学式センサ９により検出されたトナー載り量Ｘを基準値Ｒに比較する（Ｓ１６）。図１１に示すように、実施例１においては、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速は、モータ４６を制御することで、対感光ドラム周速比１００％を上限とし、対感光ドラム周速比６０％を下限として、周速比１０％刻みで可変させる。
（１）ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の中にセンサ出力値Ｘが基準値Ｒより大きいラインパッチ画像ＰＬｎがある場合（Ｓ１６のＹＥＳ）、ラインパッチ画像ＰＬｎの周速以上であればベタライン比は許容範囲内である。そのため、Ｘ≧Ｒを満たすような最小の周速を現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂに設定する（Ｓ１７）。
（２）ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の中にセンサ出力値Ｘが基準値Ｒより大きいラインパッチ画像ＰＬｎが無い場合（Ｓ１６のＮＯ）、最大の周速を設定してもベタライン比は規定値より悪い。しかし、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速には上限があるため、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５の中の最大のスリーブ周速に設定する（Ｓ１８）。
【００８０】
制御部５１は、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速決定後、再度、図５に示す５つのパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ５を出力して、所望の最大濃度が得られる露光量と現像バイアスを決定する（Ｓ１９）。現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速が変わったことで、ベタ画像の最大濃度が変化しているからである。
【００８１】
実施例１の制御によれば、現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を最適化することで、一成分現像剤の劣化を抑制しながらベタライン比を精度高く許容範囲に維持できる。線画像のトナー載り量を精度良く検知して制御することで、ベタライン比を狭い許容範囲で制御して、面画像と線画像の両方の最大濃度を許容範囲に維持できる。線画像の中抜けや飛び散りや定着不良といった問題を解消して、最大濃度を満たしながら線画像の中抜けや飛び散り、定着不良のない画像形成装置を提供できる。
【００８２】
＜実施例２＞
図１３は実施例２の制御のフローチャートである。実施例２は、実施例１と同様に、ラインパッチの再現面積を意図的に増やすことで線画像のトナー載り量、すなわちベタライン比の検知精度を向上させる。しかし、ラインパッチの再現面積を意図的に増やす手段として、感光体と中間転写体の周速差を用いる点が実施例１とは異なる。それ以外の装置構成及び最大濃度制御の手順等については、実施例１で説明したとおりであるため、図１３中、図１２と共通するステップには共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８３】
図１を参照して図１３に示すように、画像形成時、中間転写体である中間転写ベルト６２は、感光ドラム１の周速と等速で回転している。しかし、ラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を形成して中間転写ベルト６２へ一次転写する際（Ｓ１４Ａ〜Ｓ１５）には、中間転写ベルト６２の周速だけを画像形成時よりも３％、すなわち１８ｍｍ／ｓｅｃ速く（或は遅く）設定する。言い換えれば、線幅拡大手段（６２）は、現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる。これにより、線画像のトナー像は回転方向に伸びた形で中間転写ベルト６２上に一次転写され、中間転写ベルト６２の下地部を覆って再現面積が増加する。
【００８４】
実施例１では、ポスト帯電装置５の出力変更によりトナー像の電荷量が変化して、転写効率が変化してトナー載り量の測定値に誤差を生じる可能性がある。しかし、実施例２では、バイアス条件の影響が無いため、転写効率一定のままラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５を中間転写ベルト６２に一次転写して光学式センサ９によって検出できるというメリットがある。
【００８５】
制御部５１は、グリッドバイアス、露光量、現像バイアス決定（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）後、中間転写ベルト６２の周速を変更して（Ｓ１４）、ラインパッチ画像の検出を実行する（Ｓ１５）。そして、検出結果に基いて現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの最適な周速を決定する（Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８）。
【００８６】
＜実施例３＞
図１４は実施例３の制御で用いる転写前露光装置の配置の説明図である。図１５は実施例３の制御のフローチャートである。
【００８７】
実施例３は、実施例１と同様に、ラインパッチの再現面積を意図的に増やすことで線画像のトナー載り量、すなわちベタライン比の検知精度を向上させる。しかし、ラインパッチの再現面積を意図的に増やす手段として、転写前露光手段の一例である転写前露光装置を用いる点が実施例１とは異なる。それ以外の装置構成及び最大濃度制御の手順等については、実施例１で説明したとおりであるため、図１４中、図１と共通する構成には共通の符号を付して重複する説明を省略する。また、図１５中、図１２と共通するステップには共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８８】
図１４に示すように、実施例３に係る画像形成装置１００Ａでは、ポスト帯電装置５と一次転写部Ｔ１との間で感光ドラム１に対向させて転写前露光装置１１を配置している。転写前露光装置１１によって、感光ドラム１上に担持されたトナー像に光を照射すると、感光ドラム１表面の線画像部間に電荷が発生し、その影響で図８の（ａ）に示すラインパッチ画像ＰＬ１〜ＰＬ５が乱されて再現面積が増加する。言い換えれば、線幅拡大手段（１１）は、現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる。
【００８９】
図１４を参照して図１５に示すように、実施例３では、実施例１と同様の手順でベタライン比を検出して現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの周速を設定する。制御部５１は、グリッドバイアス、露光量、現像バイアス決定（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）後、転写前露光装置１１を作動させて（Ｓ１４Ｂ）、ラインパッチ画像の検出を実行する（Ｓ１５）。そして、検出結果に基いて現像スリーブ４１Ａ、４１Ｂの最適な周速を決定する（Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８）。
【００９０】
＜実施例４＞
図１６は実施例４の制御のフローチャートである。実施例４は、図１４に示す実施例３と共通の構成を用いて、実施例３とはベタライン比制御の開始タイミングを異ならせている。
【００９１】
図１４を参照して図１６に示すように、制御部５１は、画像形成装置１００Ａにおいて、実施例３とは異なる手順でラインパッチ画像の検出を行う。実施例１のポスト帯電装置５や実施例２の周速差とは異なり、転写前露光装置１１の場合は、感光ドラム１のごく限られた位相角範囲で線画像の線幅を拡大できる。他の作像条件に依存しないため、感光ドラム１上に連続的に形成されるトナー像の間隔（いわゆる紙間）にラインパッチ画像を形成した場合でも、前後の画像の線幅を拡大することなく、ラインパッチ画像の線幅を拡大させることができる。
【００９２】
制御部５１は、通常画像出力中の紙間で基準値Ｒを狙って形成したラインパッチ画像の検出を実行する。紙間でラインパッチを形成、検知して、ベタライン比が悪化していなければ画像形成を現像装置４のそのままの運転条件で継続する。しかし、ベタライン比が悪化していれば、ジョブ終了後の後回転時に図１５に示す実施例３の手順でベタライン比制御を行う。
【００９３】
このような方法で必要最低限のベタライン比制御が可能であり、画像形成装置１００Ａの調整で画像出力が制限されることも少なくなる。
【００９４】
＜実施例５＞
実施例１〜４では、一成分現像剤を用いた現像装置において、ベタライン比を許容範囲に維持する制御を説明した。しかし、本発明は、二成分現像剤を用いた現像装置でも実施できる。
【００９５】
磁性トナーを主成分とする一成分現像剤は、振動電圧のＡＣ成分に駆動されて現像スリーブと感光ドラムの対向間隔を高速で飛翔・往復してトナー粒子が運動エネルギーを持った状態で静電像を現像する。これに対して、磁性キャリアと非磁性トナーを主成分とする二成分現像剤は、磁性キャリアの磁気穂が感光ドラムに接触して、磁気穂に付着したトナー粒子が運動エネルギーを持たない状態で静電像を現像する。このため、一成分現像剤では、二成分現像剤に比較して静電像の電気容量に対する付着したトナーの総電気量の割合で定義される現像効率が低くなる。このため、一成分現像剤のほうが面画像のトナー載り量が低下し易くなって、その分ベタライン比が高くなり易い。
【００９６】
しかし、二成分現像剤でも、プロセススピードを高めていくと、現像スリーブからのトナー供給が間に合わなくなって、現像効率が低下し、ベタライン比が１を超えて高まってしまう。
【００９７】
また、特開２００６−２２０９８８号公報に示されるように、二成分現像剤を用いる現像装置では、面画像の制御用トナー像（パッチ画像）を感光体に形成して中間転写体に一次転写している。中間転写体に対向配置した光学式センサでパッチ画像のトナー載り量を検出し、検出結果に基いて、トナー載り量が所定範囲に維持されるように現像装置へのトナー補給量を調整している。いわゆるＡＴＲ（Ａｕｔｏ Ｔｏｎｅｒ Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈ）制御を実行することで、トナーの帯電量を一定に保って画像濃度の再現性を高めている。
【００９８】
このような面画像の制御用トナー像として、二値のハーフトーンで構成したパッチ画像を使用する場合、二値のドット間に現れる中間転写ベルトの素地部分が無いほうが光学センサによるトナー載り量の検出感度は高まる。このため、実施例５では、二値のハーフトーンで構成したパッチ画像を使用するＡＴＲ制御において、実施例１〜３のように、トナーを散らして中間転写ベルト６２の素地が見える割合を減らした状態で反射光を検出する。実施例５では、実施例１〜３と同様に、次のような工程を備えた現像条件の調整方法を実施する。
（１）非画像形成時の感光体に二値変調による所定階調の測定用トナー像を形成する第１の工程。
（２）現像装置と検出手段との間で線幅拡大手段を作動させて、測定用トナー像を構成するドットのトナー像の面積を拡大させる第２の工程。
（３）第２の工程によって現像時よりもドットのトナー像の面積が拡大された測定用トナー像からの反射光を検出手段により検出する第３の工程。
【符号の説明】
【００９９】
１ 感光ドラム、２ 帯電装置、３ 露光装置、４ 現像装置、
５ ポスト帯電装置、７ 定着装置 ９ 光学式センサ、
４１Ａ、４１Ｂ 現像装置、４２ 電位センサ、４６ モータ、５１ 制御部、
６１ 転写ローラ、６２ 中間転写ベルト、６３ 二次転写ローラ、
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４ 電源
Ｔ１、一次転写部、Ｔ２ 二次転写部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、
前記感光体に静電像を形成する静電像形成手段と、
前記静電像をトナー像に現像する現像装置と、
トナー像を担持して搬送可能な転写媒体へ前記感光体からトナー像を転写させる転写手段と、
前記転写媒体に担持されたトナー像を光学的に検出する検出手段と、
非画像形成時に、前記感光体の回転方向に間隔を置いて複数の線画像を配列した線画像の測定用トナー像を形成させ、前記線画像の測定用トナー像を前記検出手段により検出させた検出結果に基づいて、前記現像装置の運転条件を制御する制御手段と、
前記現像装置にて現像された所定幅の線画像を前記検出手段へ搬送させる間に、前記現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる線幅拡大手段とを備え、
前記制御手段は、前記線幅拡大手段にて拡大された前記線画像の測定用トナー像から反射された反射光に基いて前記現像装置の運転条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、面画像の測定用トナー像を前記感光体に形成させて前記転写媒体に転写させて共通の前記検出手段により検出させ、
同一の現像コントラストで形成された前記線画像の測定用トナー像と前記面画像の測定用トナー像の検出結果に基づいて、前記線画像と前記面画像のトナー載り量の差が小さくなるように前記現像装置の運転条件を変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記面画像の測定用トナー像を検出して設定した現像コントラストを用いて、前記現像装置の運転条件を複数段階に異ならせた前記線画像の測定用トナー像を形成することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置の運転条件は、現像剤を表面に担持して前記感光体との対向部へ搬送する現像剤担持体の回転速度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記線幅拡大手段は、前記線画像のトナー像を担持した前記感光体に荷電粒子を照射して転写前の前記線画像の測定用トナー像の帯電状態を通常の画像形成時よりもさらに高めるコロナ帯電器であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記線幅拡大手段は、前記感光体の表面を露光して線画像の線幅を拡大させるように前記感光体の表面に光を照射する転写前露光手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記線幅拡大手段は、転写を通じて線画像の線幅が拡大するように、画像形成時とは回転速度が切り替わる前記転写媒体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記線画像の測定用トナー像は、前記検出手段が同時に反射光を検出する検出スポット内に線画像が複数含まれるような等間隔のピッチで線画像のトナー像を配置して構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置は、磁性トナーの一成分現像剤を用いて前記静電像を現像することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
感光体と、前記感光体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を担持して搬送可能な転写媒体へ前記感光体からトナー像を転写させる転写手段と、前記転写媒体に担持されたトナー像を光学的に検出する検出手段とを備えた画像形成装置における現像条件の調整方法において、
非画像形成時の前記感光体に二値変調による所定階調の測定用トナー像を形成する第１の工程と、
前記現像装置と前記検出手段との間で前記測定用トナー像を構成するドットのトナー像の面積を拡大させる第２の工程と、
前記第２の工程によって現像時よりもドットのトナー像の面積が拡大された前記測定用トナー像からの反射光を前記検出手段により検出する第３の工程とを備えたことを特徴とする現像条件の調整方法。
【請求項１】
感光体と、
前記感光体に静電像を形成する静電像形成手段と、
前記静電像をトナー像に現像する現像装置と、
トナー像を担持して搬送可能な転写媒体へ前記感光体からトナー像を転写させる転写手段と、
前記転写媒体に担持されたトナー像を光学的に検出する検出手段と、
非画像形成時に、前記感光体の回転方向に間隔を置いて複数の線画像を配列した線画像の測定用トナー像を形成させ、前記線画像の測定用トナー像を前記検出手段により検出させた検出結果に基づいて、前記現像装置の運転条件を制御する制御手段と、
前記現像装置にて現像された所定幅の線画像を前記検出手段へ搬送させる間に、前記現像された所定幅の線画像の幅を通常画像形成時よりも拡大させる線幅拡大手段とを備え、
前記制御手段は、前記線幅拡大手段にて拡大された前記線画像の測定用トナー像から反射された反射光に基いて前記現像装置の運転条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、面画像の測定用トナー像を前記感光体に形成させて前記転写媒体に転写させて共通の前記検出手段により検出させ、
同一の現像コントラストで形成された前記線画像の測定用トナー像と前記面画像の測定用トナー像の検出結果に基づいて、前記線画像と前記面画像のトナー載り量の差が小さくなるように前記現像装置の運転条件を変化させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記面画像の測定用トナー像を検出して設定した現像コントラストを用いて、前記現像装置の運転条件を複数段階に異ならせた前記線画像の測定用トナー像を形成することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置の運転条件は、現像剤を表面に担持して前記感光体との対向部へ搬送する現像剤担持体の回転速度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記線幅拡大手段は、前記線画像のトナー像を担持した前記感光体に荷電粒子を照射して転写前の前記線画像の測定用トナー像の帯電状態を通常の画像形成時よりもさらに高めるコロナ帯電器であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記線幅拡大手段は、前記感光体の表面を露光して線画像の線幅を拡大させるように前記感光体の表面に光を照射する転写前露光手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記線幅拡大手段は、転写を通じて線画像の線幅が拡大するように、画像形成時とは回転速度が切り替わる前記転写媒体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記線画像の測定用トナー像は、前記検出手段が同時に反射光を検出する検出スポット内に線画像が複数含まれるような等間隔のピッチで線画像のトナー像を配置して構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置は、磁性トナーの一成分現像剤を用いて前記静電像を現像することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
感光体と、前記感光体に静電像を形成する静電像形成手段と、前記静電像をトナー像に現像する現像装置と、トナー像を担持して搬送可能な転写媒体へ前記感光体からトナー像を転写させる転写手段と、前記転写媒体に担持されたトナー像を光学的に検出する検出手段とを備えた画像形成装置における現像条件の調整方法において、
非画像形成時の前記感光体に二値変調による所定階調の測定用トナー像を形成する第１の工程と、
前記現像装置と前記検出手段との間で前記測定用トナー像を構成するドットのトナー像の面積を拡大させる第２の工程と、
前記第２の工程によって現像時よりもドットのトナー像の面積が拡大された前記測定用トナー像からの反射光を前記検出手段により検出する第３の工程とを備えたことを特徴とする現像条件の調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−９９９３３（Ｐ２０１１−９９９３３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５３３５５（Ｐ２００９−２５３３５５）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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