画像形成装置
【課題】環境変動などによる現像装置のトナーの平均帯電量の変化に対処して、一定の画像濃度を得ることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供する。
【解決手段】画像面積率［％］の移動平均値を算出したら、ＬＵＴを参照して、算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、現像γに基づいて決定した補正係数ａで、決定したトナー濃度補正量ΔＴＣを補正する。透磁率センサの感度と、補正係数ａで補正されたトナー濃度補正量ΔＴＣとから目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。
【解決手段】画像面積率［％］の移動平均値を算出したら、ＬＵＴを参照して、算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、現像γに基づいて決定した補正係数ａで、決定したトナー濃度補正量ΔＴＣを補正する。透磁率センサの感度と、補正係数ａで補正されたトナー濃度補正量ΔＴＣとから目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びこれに用いられる画像濃度制御方法に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアとで構成された２成分現像剤を用いて画像形成を行うものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像剤担持体上に担持したトナーと磁性キャリアとを含有する２成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を現像剤担持体内部に設けられた磁極にて穂立ちさせて磁気ブラシを形成し、その磁気ブラシを潜像担持体上の潜像に摺擦せしめて現像を行う２成分現像方式が広く知られている（例えば、特許文献１）。２成分現像方式は、カラー化が容易なことから現在広く利用されている。２成分現像方式では、現像剤中におけるトナーと磁性キャリアとの比率（例えば重量比）を示すトナー濃度が高すぎると、形成した画像中に地肌汚れが発生したり、細部解像力の低下が生じたりする。一方、トナー濃度が低すぎると、ベタ画像部の濃度が低下したり、潜像担持体へのキャリア付着が発生したりする。そのため、現像装置内における現像剤中のトナー濃度の検知結果に基づいてトナー補給動作をオンオフすることで、現像剤中のトナー濃度を適正範囲内に維持するトナー濃度制御を行うことが重要である。
【０００３】
しかし、トナー濃度が一定となるようにトナー濃度制御したとしても、連続プリント時に一定の画像濃度が得られない場合があった。具体的に説明すると、画像面積率の高い画像を出力した場合は、現像によって消費されたトナーの量が比較的多いので、現像装置内に十分に帯電されていない新しいトナーが多く供給される。このため、次の画像形成までの間に攪拌によってトナーの平均帯電量を所望の平均帯電量まで十分に帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。また、画像面積率の低い画像を出力した場合、現像によって消費されたトナーの量は比較的少ないので、所望のトナー濃度に維持すべく補給されるトナーの量が少ない。そのため、現像装置内に比較的長い時間存在しているトナーの量が多い。現像装置内に比較的長い時間存在しているトナーは、撹拌作用を長く受けるため、必要以上に帯電し、現像装置内のトナーの平均帯電量が所望の平均帯電量よりも高くなり、画像濃度が低下する。
【０００４】
以上のように、画像面積率の低い画像を出力する場合と画像面積率の高い画像を出力する場合とでは、その後のトナー補給により現像装置内に存在する新しいトナーの比率が異なることから、現像装置内のトナー平均帯電量に違いが生じてくる。よって、トナー濃度が一定となるようにトナー濃度制御したとしても、一定の画像濃度が得られないという不具合が発生するのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、特願２００５−３２７６４７号（以下、「先願」という。）に次のような画像形成装置を提案した。前記先願に記載された画像形成装置は、所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報、例えば出力された画像の画像面積率、を検出する情報検出手段を有している。この情報検出手段の検出結果によって、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握して、連続プリント時の次の画像を形成するときにおける現像装置内のトナー平均帯電量を把握する。そして、情報検出手段の検出結果に基づいて、トナー濃度制御基準値補正手段によってトナー濃度制御基準値の補正を行い、現像装置内のトナー濃度を調整することで、一定の画像濃度を得る。
【０００６】
しかし前記先願では、所定期間内における現像装置内のトナー入換量以外の要因、例えば環境変動や現像剤の経時劣化などによって、現像装置内のトナーの帯電させやすさが変化しても、それらに対して対処することができない。そのため、前記先願で提案した発明だけでは、画像濃度を適切に制御できないおそれがあった。
【０００７】
具体的に説明すると、環境変動やトナーの経時変化によって、トナーの帯電特性が変わるなどして、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、次の画像形成までに現像装置内のトナーを必要以上に帯電させてしまい、現像装置内のトナーの平均帯電量が比較的高くなる。一方、現像装置内のトナーが帯電しにくい状態のときは、次の画像形成まで現像装置内のトナーを十分帯電させることができず、トナーの平均帯電量が比較的低くなる。すなわち、所定期間内における現像装置内のトナー入換量が同じであり、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率が同じであっても、現像装置内のトナーの帯電しやすさによって、次の画像形成時の現像装置内のトナー平均帯電量が異なってくるのである。
【０００８】
従って、先願のように、所定期間内における現像装置内のトナー入換量から、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握しただけでは、連続プリント時における画像濃度を一定にすることができなかった。
【０００９】
また、現像装置内のトナー濃度の目標値が増加するときや、低下するときに現像装置のトナー平均帯電量が変化することがわかった。
先願では、過去数十枚分という一定期間内に出力した画像の画像面積率の移動平均値を算出し、算出した画像の画像面積率の移動平均値と、この移動平均値に対応した目標トナー濃度補正値とが対応づけられたルックアップテーブルとに基づいて、目標トナー濃度補正値を決定する。そして、この目標トナー濃度補正値に基づいて、目標トナー濃度を補正している。
【００１０】
目標トナー濃度が増加する方向に補正されると、現像装置内のトナー濃度が補正された目標トナー濃度となるように、トナー濃度増加分余計にトナーが現像装置内に供給される。例えば、画像面積率の高い画像連続出力した後、画像面積率の低い画像を連続出力したときは、画像面積率の移動平均値が、画像出力毎に低下していく。このとき、移動平均を算出するために用いる過去に出力した画像の枚数が少なめに設定されていると、画像面積率の移動平均値の変動が大きい。その結果、目標トナー濃度が急激に増加する。その結果、所定期間内にトナー濃度増加分余計に供給されるトナー量が多くなる。よって、大量に供給されたトナー濃度増加分のトナーによって、次の画像形成までに現像装置内のトナーを十分帯電させることができず、トナー平均帯電量が下がって、画像濃度が高くなってしまう。また、トナー濃度が急激に増加する結果、トナーとキャリアとの接触確率が急激に下がり、現像装置内のトナーが急激に帯電しにくい状態となる。その結果、現像装置内のトナーの平均帯電量が、所望の帯電量になかなか戻らず、長期間、トナー平均帯電量が低い状態となってしまう。よって、目標トナー濃度を増加させる場合は、移動平均を算出するために用いる過去に出力した画像の枚数を多めに設定することで、画像面積率の移動平均値の変動を小さくすることが好ましい。このように、画像面積率の移動平均値の変動を小さくすることで、目標トナー濃度が徐々に増加し、所定期間内に現像装置に供給されるトナー濃度増加分のトナー量を減らすことができ、画像濃度の低下が抑制できる。
【００１１】
一方、目標トナー濃度を減少する方向に補正する場合は、現像装置内のトナー濃度が補正された目標トナー濃度になるように、現像装置内に供給されるトナー量が目標トナー濃度減少分、減少する。移動平均を算出するために用いる過去に出力した画像の枚数が多めに設定されており、徐々に目標トナー濃度が補正される場合、次のような不具合が生じる。例えば、画像面積率の低い画像を連続出力した後に、画像面積率が高い画像を連続出力したとき、目標トナー濃度の減少がゆっくりだと、目標トナー濃度減少による現像装置内に供給されるトナー量の減少量が少ないため、多くのトナーが現像装置に供給される。しかも、現像装置内のトナー量が多い状態であるため、トナーとキャリアとの接触確率が低く、供給された帯電量の低いトナーが良好に帯電しない。その結果、次の画像形成までに現像装置内のトナーの平均帯電量を所望にまで帯電させることができなくなり、画像濃度が高くなってしまう。従って、トナー濃度を減少する方向にトナー濃度制御基準値を補正する場合は、トナー濃度を増加する方向にトナー濃度制御基準値を補正する場合に比べて、トナー濃度を急激に変化させる必要がある。
【００１２】
このように、目標トナー濃度を増加させる方向に補正するときと減少させる方向に補正するときとでは、一定の画像濃度を維持できる目標トナー濃度の変更の速度が異なる。しかし、先願では、トナー濃度を増加させるときと、減少させるときとでトナー濃度制御基準値の変更の速度が同じであったため、トナー濃度増加時または減少時の少なくとも一方のときに、画像濃度が高くなる場合があった。
【００１３】
本発明は、以上の背景に鑑み上記先願を改良するものであり、その第１の目的とするところは、環境変動などによる現像装置のトナーの平均帯電量の変化に対処して、一定の画像濃度を得ることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供することである。
また、本発明の第２の目的とするところは、目標トナー濃度を増加する方向に補正したときおよび減少する方向に補正したときの画像濃度の上昇を抑えることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤によって前記像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値と、トナー濃度検出手段の出力値とに応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段と、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段と、前記第１情報検出手段の検出結果と前記第２情報検出手段の検出結果とに基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備えた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、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、前記２成分現像剤の経時変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記第１情報検出手段の検出結果に基づいて決定される前記トナー濃度制御基準値の補正量を、前記第２情報検出手段の検出結果に基づいて、修正することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させやすい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記現像装置内のトナー濃度が増加する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７いずれかの画像形成装置において、前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させにくい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記トナー濃度が低下する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段と、少なくとも、前記情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備え前記トナー濃度基準値変更手段は、前記現像装置内の前記トナー濃度を増加させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度を、前記現像装置内の前記トナー濃度を低下させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度よりも遅くしたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を検出するものであって、前記トナー濃度基準値変更手段は、前記情報検出手段の検出結果から得られる前記所定期間内に形成した画像の画像面積または画像面積率の移動平均値に基づいて、前記トナー濃度制御基準値を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、前記トナー濃度基準値変更手段は、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数を、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を低下させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数よりも多くすることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、前記現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段を有し、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前期第２情報検出手段の検出結果に基づいて前記変更速度を変更するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１３または１４の画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１３乃至１５いずれかの画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、経時の現像剤の変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１乃至１７いずれかの画像形成装置において、上記第１のトナー濃度制御基準値変更手段は、前回の作像終了時から次回の作像開始時までの間に上記トナー濃度制御基準値の変更を行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、該トナー濃度制御基準値を変更する手段として少なくとも、所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段の検出結果と、該現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段検出結果とに基づいて上記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、該情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときと、トナー濃度を増加させる方向に変更するときとで、変更の仕方を異ならせたトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項１においては、第１情報検出手段で検出した所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する。この情報から、所定期間内に現像装置内のトナーがどのくらい消費され、どのくらいの新しいトナーが補給されるかを把握することができる。すなわち、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握することができる。これにより、現像装置内のトナー入換量が変わることによる次の画像形成時における現像装置内のトナー平均帯電量の変化を把握することができる。しかも、第２情報検出手段で、現像装置内のトナー帯電させやすさを把握するための情報を検出することで、先願では把握できなかった現像装置内のトナー帯電させやすさの変化によるトナー平均帯電量の変化も把握することができる。従って、第１情報検出手段で検出した所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報と第２情報検出手段で検出した現像装置内のトナー帯電させやすさの情報とから、次の画像形成時の現像装置内のトナー平均帯電量を先願よりも精度よく把握することができる。よって、上記第１情報検出手段が検出した情報と上記第２情報検出手段が検出した情報とに基づき、トナー濃度制御基準値変更手段によって画像濃度が一定に維持されるようにトナー濃度制御基準値を補正することができる。この結果、環境変動やトナーの経時変化によって現像装置内のトナー帯電させやすさが変化し、かつ、現像装置内のトナー入換量が変わるような画像形成を行っても、トナー濃度を調整することにより、一定の画像濃度を得ることができる。
【００１６】
また、上述したように、トナー濃度制御基準値をトナー濃度を増加させる方向に補正するときと減少させる方向に補正するときとでトナー濃度制御基準値の変更の速度が同じ場合、トナー濃度を増加させる方向に補正するときまたは減少させる方向に補正するときに、画像濃度が高くなる場合がある。そこで、本発明の請求項１０は、トナー濃度を増加させる方向に補正するときは、減少させる方向に補正するときよりトナー濃度制御基準値の変更の速度を遅くした。これにより、トナー濃度を増加させる方向に補正するときおよびトナー濃度を減少させる方向に補正するときとでトナー濃度制御基準値の変更速度を同じにしたものに比べて、トナー濃度を増加する方向に補正するときおよびトナー濃度を減少する方向に補正するときそれぞれで、画像濃度が良好になるように、トナー濃度制御基準値の変更を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
以上、請求項１の本発明によれば、環境変動などによる現像装置内のトナーの帯電させやすさの変化にも対処して適切な画像濃度を得ることができるという優れた効果がある。
また、請求項１０の本発明によれば、トナー濃度を増加させる方向に補正するときおよび減少させる方向に補正させるときのトナー平均帯電量の低下にも対処して適切な画像濃度を得ることが可能になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レーザプリンタの主要部を示す概略構成図。
【図２】レーザプリンタが備える作像手段のうちイエロー作像手段の概略構成を示す拡大図。
【図３】レーザプリンタのトナー濃度制御を行う制御部の構成を示したブロック図。
【図４】透磁率センサの出力値を縦軸にとり、検知対象の現像剤のトナー濃度を横軸にとったグラフ。
【図５】出力画像面積率による現像γの差異を示すグラフ。
【図６】横軸に画像面積率をとり、縦軸に現像γをとったグラフ。
【図７】目標出力値補正手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図８】画像面積率の移動平均値を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させる量を縦軸にとったときのグラフ。
【図９】実験１の結果を示す図。
【図１０】実験２の結果を示す図。
【図１１】実験３の結果を示す図。
【図１２】実施例１の目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】初期現像γを適性範囲より高くした場合における実施例１の試験結果と比較例の試験結果とを示す図。
【図１４】初期現像γを適性範囲より低くした場合における実施例１の試験結果と比較例の試験結果とを示す図。
【図１５】実験Ａの結果を示す図。
【図１６】実験Ｂの結果を示す図。
【図１７】実験Ｃの結果を示す図。
【図１８】実施例２の目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】実施例２の試験結果と比較例の試験結果とを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。
このレーザプリンタは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示す。）が、中間転写体としての中間転写ベルト６の表面移動方向（図１中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。この作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋを有する感光体ユニット１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋと、現像装置２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋとを備えている。また、各作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの配置は、各感光体ユニット内の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋの回転軸が平行になるように且つ中間転写ベルト６の表面移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００２０】
各作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋによって形成された感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６上に順次重ね合わされて１次転写される。この重なり合って得られるカラー画像は、中間転写ベルト６の表面移動に伴って２次転写ローラ３との間の２次転写部に搬送される。また、本レーザプリンタは、上記作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのほか、その下方に図示しない光書込ユニットが配置されており、さらにその下に図示しない給紙カセットが配置されている。図１中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセットから給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ５により所定のタイミングで２次転写部に供給される。そして、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像が、転写紙上に２次転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００２１】
図２は、上記作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのうち、イエローの作像手段１Ｙの概略構成を示す拡大図である。他の作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図２において、作像手段１Ｙは、上述したように、感光体ユニット１０Ｙ及び現像装置２０Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙのほか、その感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード１３Ｙ、その感光体表面を一様帯電する帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００２２】
上記構成の感光体ユニット１０Ｙにおいて、感光体１１Ｙの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙにより一様帯電される。この感光体１１Ｙの表面に図示しない光書込ユニットで変調及び偏向されたレーザ光ＬＹが走査されながら照射されると、感光体１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この感光体１１Ｙ上の静電潜像は、後述の現像装置２０Ｙで現像されてイエローのトナー像となる。感光体１１Ｙと中間転写ベルト６とが対向する１次転写部では、感光体１１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｙでクリーニングされた後、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２３】
上記現像装置２０Ｙは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。また、この現像装置２０Ｙは、現像ケースの感光体側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２２Ｙや、現像スリーブ２２Ｙの内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（不図示）、撹拌搬送部材としての撹拌搬送スクリュー２３Ｙ，２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度検知手段としての透磁率センサ２６Ｙ、トナー補給装置としての粉体ポンプ２７Ｙ等を備えている。現像スリーブ２２Ｙには現像電界形成手段としての図示を省略した現像バイアス電源により負の直流電圧ＤＣ（直流成分）に交流電圧ＡＣ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブ２２Ｙが感光体１１Ｙの金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。なお、現像バイアス電圧は、負の直流電圧ＤＣ（直流成分）のみを印加するようにしてもよい。
【００２４】
図２において、現像ケース内に収容された現像剤が撹拌搬送スクリュー２３Ｙ，２４Ｙで撹拌搬送されることによりトナーが摩擦帯電される。そして、第１撹拌搬送スクリュー２３Ｙが配置された第１撹拌搬送路内の現像剤の一部が現像スリーブ２２Ｙの表面に担持され、現像ドクタ２５Ｙで層厚が規制された後、感光体１１Ｙと対向する現像領域に搬送される。現像領域では、現像スリーブ２２Ｙ上の現像剤中のトナーが現像電界によって感光体１１Ｙ上の静電潜像に付着し、トナー像となる。その後、現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ２２Ｙ上の現像剤離れ極位置で現像スリーブ２２Ｙから離れ、第１撹拌搬送路に戻る。第１撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第２撹拌搬送スクリュー２４Ｙが配置された第２撹拌搬送路の上流端へ移動し、第２撹拌搬送路内でトナー補給を受ける。その後、第２撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第１撹拌搬送路の上流端へ移動する。第２撹拌搬送路の底部を構成する現像ケース部分には、透磁率センサ２６Ｙが設置されている。
【００２５】
現像ケース内の現像剤のトナー濃度は、画像形成に伴うトナー消費により低下するので、透磁率センサ２６Ｙの出力値Ｖｔに基づいて、必要により図１に示したトナーカートリッジ３０Ｙから粉体ポンプ２７Ｙによりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給制御は、出力値Ｖｔとトナー濃度制御基準値である目標出力値Ｖｔｒｅｆとの差分値Ｔｎ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖｔ）に基づいて、差分値Ｔｎが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給せず、差分値Ｔｎが−（マイナス）の場合は差分値Ｔｎの絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆの値に近づくようにして行う。
また、画像形成枚数が１０〜５０枚（コピースピードなどにより約５〜２００枚）に達するごとに一回の割合で、プロセスコントロールにより目標出力値Ｖｔｒｅｆ、帯電電位、光量等を調整する。詳しくは、例えば、感光体１１Ｙ上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンを中間転写ベルト６に転写し、その濃度を図１に示す反射濃度センサ６２により検知して、その検知値からトナー付着量を把握し、トナー付着量が狙いの付着量になるように目標出力値Ｖｔｒｅｆ、帯電電位、光量等を調整する。
更に、本実施形態では、プロセスコントロールとは別に、１回の画像形成ごとに目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する処理も行う。これらの詳しい内容は、トナー濃度制御の内容とあわせて後述する。
【００２６】
また、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋのうち、最下流側にあるブラック用の感光体１１Ｂｋのみ中間転写ベルト６に常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは中間転写ベルトに対して接離可能となっている。転写紙上にカラー画像を形成する場合、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋは、それぞれ中間転写ベルト６に当接する。一方、転写紙上にブラックの単色画像を形成する場合、各カラー用の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍを中間転写ベルト６から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるブラック用の感光体１１Ｂｋのみを中間転写ベルト６に当接させるようにする。
【００２７】
次に、トナー濃度制御を行う制御手段としての制御部について説明する。
図３は、トナー濃度制御を行う制御部の構成を示す説明図である。
この制御部１００は、各現像装置ごとに設けられているが、その基本的構成はいずれも同様であるので、以下色分け符号（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）を省略して説明する。なお、各現像装置の制御部１００の一部（ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３等）は各現像装置間で共用されている。
【００２８】
本実施形態の制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏユニット１０４等から構成されている。Ｉ／Ｏユニット１０４には、上記透磁率センサ２６及び上記反射濃度センサ６２がそれぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介して接続されている。制御部１００は、ＣＰＵ１０１が所定のトナー濃度制御プログラムを実行することにより、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して粉体ポンプ２７を駆動するトナー補給駆動モータ３１に制御信号を伝達し、トナー補給動作を制御する。また、所定の目標出力値補正プログラムを実行することにより、１回の画像形成ごとに目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正し、常に一定の画像濃度が得られるようにする。ＲＯＭ１０２には、ＣＰＵが実行するトナー濃度制御プログラム、目標出力値補正プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ１０３には、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して取得した透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像装置２０内の現像剤のトナー濃度が目標トナー濃度であるときに透磁率センサ２６が出力すべき基準出力値Ｖｔｒｅｆを記憶するＶｔｒｅｆレジスタ、反射濃度センサ６２からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。なお、本実施形態において制御部１００は、後述するトナー濃度制御基準値変更手段たる目標出力値変更手段としても機能するものである。
【００２９】
図４は、透磁率センサ２６の出力値を縦軸にとり、検知対象の現像剤のトナー濃度を横軸にとったグラフである。
グラフに示すように、実用的なトナー濃度の範囲では、透磁率センサ２６の出力値と現像剤のトナー濃度との関係は直線近似することができる。そして、現像剤のトナー濃度が高いほど、透磁率センサ２６の出力値が小さくなる特性を示す。この特性を利用して、透磁率センサ２６の出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆより大きい場合に粉体ポンプ２７を駆動してトナー補給を行う。逆に、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆより小さい場合には、粉体ポンプ２７を停止させトナー補給を行わない。本実施形態では、１回の画像形成ごとに透磁率センサ２６の出力値Ｖｔに基づいてトナー補給制御を行う。
【００３０】
次に、トナー入換量を把握するための情報である画像面積率または画像面積によるトナー濃度制御基準値たる目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更する目標出力値変更手段の処理について詳細に説明する。
図５は、出力画像面積率による現像γ（現像ポテンシャルに対するトナー付着量関係式の傾き）の差異を示すグラフである。このグラフは、同一の画像面積率画像を、標準線速モード（１３８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で連続１００枚出力した際の値である。このグラフからわかるように、画像面積率の高い画像を出力する場合の方が現像γが高くなる。これは次の理由によるものと考えられる。すなわち、画像面積率の高い画像を出力する場合、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量が多いため、現像装置２０内に比較的長い時間存在しているトナーの量が少ない。そのため、過剰に帯電したトナーが少ないので、現像装置２０内に比較的長い時間存在しているトナー（過剰に帯電したトナー）の量が多い画像面積率の低い画像を出力した場合に比べて、高い現像能力を発揮できたものと考えられる。
【００３１】
このように、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量の違いによってその後の画像形成時における現像能力に差異が発生する。現像能力に差異が発生すると、形成される画像の画像濃度にも差異が生じ、一定の画像濃度で画像形成を行うことができなくなる。そこで、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量が違っても、現像能力を一定に維持するように、原理的には現像γが一定になるように、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する。目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正すれば、透磁率センサ２６の出力値Ｖｔがその補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆに近づくようにトナー濃度が調整される。その結果、画像面積率の高い画像を出力した場合のように現像装置２０のトナー入換量が多いときにはトナー濃度を低くして現像能力を低め、あるいは、画像面積率の低い画像を出力した場合のように現像装置２０のトナー入換量が少ないときにはトナー濃度を高くして現像能力を増加させて、現像能力が一定になるようにする。
【００３２】
なお、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量は、出力する画像の面積［ｃｍ２］や画像面積率［％］などの種々の情報から把握することが可能である。本実施形態では、画像面積率からトナー入換量を把握する場合を例に挙げて説明する。なお、画像面積率［％］は次のようにしてトナー入換量［ｍｇ／ｐａｇｅ］という単位に換算して利用する。本実施形態においては、適正な現像能力を発揮した場合、Ａ４の転写紙に対して１００％のベタ画像を出力するときに３００［ｍｇ］のトナーを消費し、３００［ｍｇ］のトナーが補給される。よって、この場合のトナー入換量は３００［ｍｇ／ｐａｇｅ］となる。ただし、画像面積率をトナー入換量に換算する場合、例えば基準の転写紙をＡ４横通紙に設定したときには、出力する全ての転写紙をこの基準転写紙に換算して画像面積率を換算する等の必要がある。本実施形態における現像装置２０の現像剤容量は２４０［ｇ］である。
【００３３】
図６は、横軸に画像面積率［％］をとり、縦軸に現像γ［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］をとったグラフである。
このグラフは、図６に示すグラフのときと同様に、標準線速モードにおいてトナー濃度を一定に保ったまま、画像面積率ごとに１００枚連続印刷を行ったときのものである。このグラフから、画像面積率が基準値である５［％］を超えると、現像γは高くなる傾向があることがわかる。よって、本実施形態のプリンタにおいては、画像面積率が５［％］よりも高い場合、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くしてトナー濃度を低めに誘導し、現像γを落として画像濃度を一定にすることが望まれる。逆に、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くした後に画像面積率が５［％］以下の出力した場合には、目標出力値Ｖｔｒｅｆを低くしてトナー濃度を高めに誘導する必要がある。
【００３４】
図７は、目標出力値変更手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
この目標出力値補正処理は各印刷のＪＯＢの終了ごとに実行する。制御部１００は、印刷ＪＯＢが終了したら、まず、直前までに印刷した過去数枚分あるいは数十枚分という一定期間内に出力した画像の画像面積率［％］の移動平均値を算出する（Ｓ１）。画像面積率［％］の移動平均値ではなく、単純な平均値でもよいが、移動平均値を用いることにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚のトナー入換量の履歴を知ることができる。よって、本実施形態では移動平均値を用いることにする。この移動平均値は、簡単のため、下記の数１に示す式に従って算出したものを用いる。
【数１】
【００３５】
ここで、「Ｎ」は画像面積率のサンプリング数（累積枚数）であり、「Ｍ（ｉ−１）」は前回算出した移動平均値であり、「Ｘ（ｉ）」は今回の画像面積率である。なお、Ｍ（ｉ）及びＸ（ｉ）は色ごとに個別に算出されるものである。
【００３６】
本実施形態のように、前回算出した移動平均値を用いて、今回の移動平均値を求めるので、過去数枚あるいは数十枚という画像面積率のデータをＲＡＭ１０３に保存する必要がなくなるため、ＲＡＭ１０３の使用領域を大幅に減少させることができる。また、累積枚数Ｎを適宜変更することで、制御のレスポンスを変更することが可能となる。例えば環境変動や経時において累積枚数Ｎを変更すると、より効果的に制御することができる。
【００３７】
このようにして移動平均値を算出したら、次に、制御部１００は、Ｖｔｒｅｆレジスタから目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値と目標出力値Ｖｔｒｅｆの初期値とを取得する（Ｓ２）。なお、Ｖｔｒｅｆの初期値と現在値とは式２のように定義する。
【数２】
【００３８】
また、制御部１００は、透磁率センサ２６の感度情報を取得する（Ｓ３）。透磁率センサ２６の感度は、単位が［Ｖ／ｗｔ％］で表されるものであり、センサ固有の値である（図５にプロットした直線の傾きの絶対値が感度である。）。そして、直前の透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを取得し（Ｓ４）、上記Ｓ２で取得した目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値を使って、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆを算出する（Ｓ５）。その後、制御部１００は、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正するか否かを判断する。例えば、前回のプロセスコントロールが成功したか否か、あるいは、上記Ｓ５において算出したＶｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否か、などを判断基準とする。本実施形態では、上記Ｓ５において算出したＶｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ６）。
【００３９】
Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっている場合、ＬＵＴを参照して補正量ΔＶｔｒｅｆを決定する（Ｓ７）。具体的には、まず、ＬＵＴを参照して、上記Ｓ１で算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、上記Ｓ３で取得した透磁率センサ２６の感度を用いて、下記の数３に示す式から目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。算出した補正量ΔＶｔｒｅｆは、ＲＡＭ１０３に保存する。なお、補正量ΔＶｔｒｅｆは、色ごとに個別に算出される。
【数３】
【００４０】
下記の表１は、透磁率センサ２６の感度が０．３の場合のＬＵＴの例を示すものである。
【表１】
【００４１】
本実施形態で使用するＬＵＴは以下の手法を用いて作製した。
図８は、画像面積率の移動平均値［％］を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させるマイナス方向のトナー濃度補正量［ｗｔ％］を縦軸にとったときのグラフである。
このグラフによれば、例えば画像面積率の移動平均値が８０％の場合、トナー濃度補正量ΔＴＣを−１［ｗｔ％］としてトナー濃度制御を行うと、現像γが一定に保たれるということがわかる。画像面積率の移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔＴＣは、対数近似がもっとも精度よく近似できる。そのため、ＬＵＴに用いる移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔＴＣは、この対数近似の方法を用いて決定した。本実施形態においては、上記表１に示すように、移動平均値が１０％未満の場合には補正ステップを１％ごとに設定し、移動平均値が１０％以上の場合には補正ステップを１０％ごとに設定した。この補正ステップは、現像剤や現像装置の特性に応じて任意に変更が可能である。
また、現像剤の使用状況は色ごとに異なるので、現像装置２０ごとに補正ステップや目標出力値補正処理の実行タイミングなどの各種条件を異ならせるようにしてもよい。特に、最大補正量を色ごとに調整するのが望ましい。この場合、例えば上記数３に代えて下記の数４に示す式を用いるようにする。
【数４】
【００４２】
以上のようにＬＵＴを参照して補正量ΔＶｔｒｅｆを決定したら（Ｓ７）、次に、制御部１００は、決定した補正量ΔＶｔｒｅｆと上記Ｓ２で取得したＶｔｒｅｆの初期値とから、下記の数５に示す式から、補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆを色ごとに算出する（Ｓ８）。
【数５】
【００４３】
次に、制御部１００は、算出したＶｔｒｅｆの上下限処理を行う（Ｓ９）。具体的には、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された上限値を越える場合には、その上限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。一方、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された下限値を下回る場合には、その下限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。なお、算出したＶｔｒｅｆがこれらの上限値と下限値の間である場合には、その算出したＶｔｒｅｆを補正後のＶｔｒｅｆとする。このようにして得られた補正後のＶｔｒｅｆは、Ｖｔｒｅｆの現在値としてＲＡＭ１０３に保存される（Ｓ１０）。
【００４４】
本目標出力値補正処理は、連続印刷中においては、前回の現像終了時から今回の現像開始時までの間に実行するのが望ましい。このようなタイミングで行うことで、連続印刷中においても、出力画像１枚ごとに適切に補正された目標出力値Ｖｔｒｅｆを用いてトナー濃度制御を行うことができる。
【００４５】
次に、本発明の特徴点について、実施例１、２に基づき説明する。
【００４６】
［実施例１］
まず、実施例１について、説明する。
本発明者らは、本目標出力値補正処理の追従性を確認するため現像γを変化させて実験を行った。以下に、本発明者らが行った実験について、実験１乃至３として、具体的に説明する。
【００４７】
［実験１］
まず、本発明者らが行った実験１について、説明する。
実験１は、標準環境設定（２３℃、湿度６５％）、実験開始前現像γが０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］において本目標出力値補正処理を行い、スタートの画像面積率を０％とし、以降２０枚印刷毎に画像面積率を２０％増加させたときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認する実験である。なお、本目標出力値補正処理に用いる画像面積率の移動平均は、上記数１を用いて算出し、累積枚数Ｎを１０枚に設定した。また、実験１の現像システムは、目標画像濃度（ＩＤ）を１．４に設定したものである。実験１の実験結果を図９に示す。なお、図９は、実験開始前現像γが０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］のいずれかのときの実験結果であるが、他の現像γで行ったときの実験結果も、図９とほぼ同じ結果が得られた。図の横軸は、プリント枚数、縦軸の第１軸（図中右側）は、ΔＶｔｒｅｆ、縦軸の第２軸（図中左側）は、画像濃度（ＩＤ）をそれぞれ示している。また、図中点線は、ΔＶｔｒｅｆであり、図中実線は、画像濃度である。
図９からわかるように、本目標出力値補正処理を行うことで、いずれの画像面積率でも、画像濃度をほぼ一定値に保つことができることがわかった。
図９からわかるように、本現像システムにおいては、現像γが、０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］のとき、本目標出力値補正処理を行うことで、画像濃度をほぼ一定値に保つことができることがわかった。
【００４８】
［実験２］
次に、実験２について説明する。
実験２は、実験開始前現像γを１．８［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］にして、実験１と同様の実験を行った。その結果を図１０に示す。
図１０からわかるように、現像γが、１．８［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］と高い場合、出力する画像の画像面積率が、２０％以上となってくると、画像濃度（ＩＤ）が高くなることがわかった。
現像γが１．８［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］と高い場合、出力する画像の画像面積率が、高くなるにつれて、画像濃度が高くなる理由は、次のように考えられる。すなわち、現像γが高い場合は、現像装置内のトナーが帯電されにくい状態となっており、現像装置内のトナーが十分帯電していない。このため、現像能力が高くなり、現像γが高くなったと考えられる。そして、現像装置内のトナーが帯電されにくい状態において、出力画像の画像面積率が高くなって、現像装置内に補給されるトナーが多くなると、次の画像形成までに現像装置内に十分帯電しないトナーが多くなる。その結果、出力画像の画像面積率が高くなるにつれて、画像濃度（ＩＤ）が高くなったと考えられる。
よって、現像γ（現像能力）が高く、現像装置内のトナーが帯電されにくい状態のときは、実験１の現像システムに比べて、現像装置内のトナー濃度を低下させて、現像装置内のトナーが、キャリアと接触する確率を増やして、現像装置内のトナーが帯電されやすい状態にする必要がある。
【００４９】
［実験３］
次に、実験３について説明する。
実験３は、実験開始前現像γを０．４［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］にして、実験１と同様の実験を行った。その結果を図１１に示す。
図１１からわかるように、出力する画像の画像面積率が、０％〜５０％の間で、画像濃度（ＩＤ）が低くなることがわかった。
現像γが０．４［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］と低い場合、出力する画像の画像面積率が、低いときに画像濃度が低下する理由は、次のように考えられる。すなわち、現像γが低い場合は、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態となっており、現像装置内のトナーが十分帯電しているため、現像能力が低下し、現像γが低くなったと考えられる。現像装置内のトナーを帯電させやすい状態において、出力画像の画像面積率が低く、現像装置内に補給されるトナーが少ないと、次の画像形成までに現像装置内のトナーが必要以上に帯電してしまう。その結果、出力画像の画像面積率が低いとき、画像濃度（ＩＤ）が低下したと考えられる。
よって、現像γ（現像能力）が低く、現像装置内のトナーが帯電しやすい状態のときは、実験１の現像システムに比べて、現像装置内のトナー濃度を増加させて、現像装置内のトナーが、キャリアと接触する確率を減らして、現像装置内のトナーを帯電しにくい状態にする必要がある。
【００５０】
なお、上述の実験１乃至３で用いた現像システムでは、現像γが０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］で、安定した画像濃度が得られているが、現像装置の構成などによって、安定した画像濃度が得られる現像γの範囲は異なる。
【００５１】
上述の実験１〜３の結果を鑑み、実施例１の目標出力値変更手段の処理は、トナー入換量を把握するための情報である画像面積率と、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報である現像γ（現像能力）とに基づいて、目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するよう構成した。
【００５２】
図１２は、実施例１の目標出力値変更手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
図に示すように、実施例１の目標出力値補正処理は、画像面積率［％］の移動平均値を算出したら、プロセスコントロール実行時に算出した現像能力である現像γを取得する（Ｓ１２）。なお、実施例１では、上記プロセスコントロールは、１００枚印刷毎に行っている。現像γを取得したら、上述の図７同様、目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値と目標出力値Ｖｔｒｅｆの初期値、透磁率センサ２６の感度情報、直前の透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを取得し、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆを算出して、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ１３〜Ｓ１７）。
【００５３】
Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっている場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、取得した現像γを参照して、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正する補正係数ａを決定する（Ｓ１８）。実施例１においては、現像γが適正範囲よりも高い場合は、補正係数ａを−０．２［ｗｔ％］とし、現像γが適正範囲よりも低い場合は、補正係数ａを０．２［ｗｔ％］とした。これにより、現像γが適正範囲よりも高い場合は、現像γが適正範囲にあるときのトナー濃度よりも低くなる方向にトナー濃度が補正され、現像γが適正範囲よりも低い場合は、現像γが適正範囲にあるときのトナー濃度よりも高くなる方向にトナー濃度が補正される。なお、補正係数ａの値は、現像システムによって適宜設定する数値である。
次に、ＬＵＴおよび補正係数ａに基づいて補正量ΔＶｔｒｅｆを決定する（Ｓ１９）。具体的には、上述同様、ＬＵＴを参照して、算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、Ｓ１８で決定した補正係数ａで、決定したトナー濃度補正量ΔＴＣを補正し、透磁率センサ２６の感度を用いて、下記の数６に示す式から目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。算出した補正量ΔＶｔｒｅｆは、ＲＡＭ１０３に保存する。なお、補正量ΔＶｔｒｅｆは、色ごとに個別に算出される。
【数６】
【００５４】
以上のようにＬＵＴと補正係数ａを用いて補正量ΔＶｔｒｅｆを決定したら、上述同様、制御部１００は、上記数５から、補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆを色ごとに算出して、算出したＶｔｒｅｆの上下限処理を行う（Ｓ２１〜Ｓ２２）。
【００５５】
この実施例１においては、プロセスコントロールが印刷枚数１００枚毎に実行されているため、トナー濃度補正量ΔＴＣの補正は、印刷枚数１００枚毎に補正される。
また、上述では、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報である現像γに基づいて、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正係数ａで補正して、補正量ΔＶｔｒｅｆを修正しているが、これに限られない。例えば、現像γが高いときのＬＵＴと、現像γが適正範囲にあるときのＬＵＴと、現像γが低いときのＬＵＴとをＲＡＭ１０３に保存しておき、現像γに応じたＬＵＴ参照して、補正量ΔＶｔｒｅｆを決定してもよい。この場合も、現像γが低いときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆは、画像面積率の移動平均が同じでも、現像γが適正範囲にあるときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆよりも低い値をとり、現像γが適正範囲にあるときによりもトナー濃度が高めに補正される。同様に、現像γが高いときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆは、画像面積率の移動平均が同じでも、現像γが適正範囲にあるときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆよりも高い値をとり、現像γが適正範囲にあるときによりもトナー濃度が低めに補正される。
【００５６】
また、上述では、ＬＵＴ中の画像面積率の全範囲において、一律に０．２［Ｗｔ％］を加算または減算しているが、これに限られない。例えば、図１０に示すように、現像γが高い場合は、画像面積率の移動平均が高くなるにつれて、画像濃度が高くなるので、画像面積率の移動平均が高いときのトナー濃度補正量ΔＴＣから減算する補正係数ａを、画像面積率が低いときに減算する補正係数ａよりも大きくしてもよい。同様に、図１１に示すように、現像γが低い場合は、画像面積率の移動平均が低いときに、画像濃度が低くなるので、画像面積率の移動平均が低いときのトナー濃度補正量ΔＴＣに加算する補正係数ａを、画像面積率の移動平均が高いときに加算する補正係数ａよりも大きくしてもよい。また、上述では、現像γが適正範囲よりも高い場合の補正係数と、低い場合の補正係数のみであるが、現像γの値に応じて、２種類以上の値を設けてもよい。
【００５７】
次に、実施例１の目標出力値補正処理の性能を総合的に評価するためにショートランニング試験を行った。このショートランニング試験条件は、標準線速（１２０ｍｍ／ｓ）で、下記表２に示すように画像面積率を変化させ、４５０枚連続通紙である。
図１３は、初期現像γを適性範囲より高くした場合の試験結果であり、図１４は、初期現像γを適正範囲より低くした場合の試験結果である。なお、図中実線は、現像γの値によって、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正した実施例１の目標出力値補正処理の試験結果であり、図中点線は、現像γの値によって、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正しない比較例の目標出力値補正処理の試験結果である。
【表２】
【００５８】
図１３中点線の比較例の目標出力値補正処理は、出力画像が、低画像面積から高画像面積に移行したときに画像濃度ＩＤが高くなり、ショートラン試験中常に、画像濃度が目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）より高い値となっていた。一方、図１３中の実線で示した実施例１の目標出力値補正処理は、ショートラン試験全範囲において、画像濃度をほぼ目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）にすることができた。よって、実施例１の目標出力値補正処理のように、現像γが適正範囲よりも高いとき、トナー濃度補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算して、トナー濃度を現像γが適性範囲のときよりも低くなるように調整することで、画像濃度を一定に保つことができる。
【００５９】
図１４中点線の比較例の目標出力値補正処理は、出力画像が、高画像面積から低画像面積に移行したときに画像濃度ＩＤが低くなり、ショートラン試験中常に、画像濃度が目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）より低い値となっていた。一方、図１４中の実線で示した実施例１の目標出力値補正処理は、ショートラン試験全範囲において、画像濃度をほぼ目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）にすることができた。よって、実施例１の目標出力値補正処理のように、現像γが適正範囲よりも低いとき、トナー濃度補正量ΔＴＣに補正係数ａを加算して、トナー濃度を現像γが適性範囲のときよりも高くなるよう調整することで、画像濃度を一定に保つことができる。
【００６０】
また、上述では、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力である現像γを用いているが、これに限られない。環境条件が低湿低温環境下においては、現像装置内のトナーを帯電させやすいため、画像濃度が低下する。逆に、高温高湿環境下においては、現像装置内のトナーを帯電させにくいため、画像濃度が増加する。よって、装置内の環境を検知して、検知した環境条件が、低温低湿環境（１０℃、湿度１５％）のときは、補正量ΔＴＣに補正係数ａを加算する。これにより、低温低湿環境下における現像装置内のトナー濃度が、標準環境下よりも高くなり、現像装置内のトナーが標準環境下よりもキャリアとの接触確率が下がり、現像装置内のトナーを帯電させにくくすることができる。その結果、低温低湿環境下において、画像濃度が低下するのを抑制することができる。また、検知した環境条件が、高温高湿環境（２７℃、湿度８０％）のときは、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算する。これにより、高温高湿環境下における現像装置内のトナー濃度が、標準環境下よりも低くなり、現像装置内のトナーが標準環境下よりもキャリアとの接触確率が上がり、現像装置内のトナーを帯電させやすくすることができる。その結果、高温高湿環境下において、画像濃度が増加するのを抑制することができる。
なお、装置内の環境を検知する環境検知手段たる温湿度センサは、現像装置近傍に設けることが好ましいが、例えば、転写電流を決定するために用紙の搬送経路上に設けられた温湿度センサの値を用いてもよい。
【００６１】
また、トナーの経時変化によっても現像装置内のトナーの帯電させやすさが変化する。すなわち、トナーは、経時使用によって、外添剤が離脱するなどして、現像剤の流動性が悪化したり、トナー自体の帯電能力が低下したりして、経時変化する。このように、トナーが経時変化すると、現像装置内のトナーを帯電させにくくなり、画像濃度が高くなる。そこで、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、トナーの経時変化を用いて、トナーが経時変化している場合は、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算して、現像装置内のトナー濃度を低くする。これにより、現像装置内のトナーがキャリアとの接触確率が上がり、現像装置内のトナーを帯電させやすくすることができ、画像濃度を良好に維持することができる。なお、トナー経時変化は、印刷枚数から把握する。すなわち、トナーが経時変化して帯電しにくくなる印刷枚数を予め実験などによって、求めておき、この印刷枚数となったら、トナーが経時変化したと把握して、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算する。
【００６２】
また、トナー経時変化の情報と、環境情報と、現像γの情報とを用いて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを総合的に判断して、この判断した結果に基づいて補正量ΔＴＣに加算または減算する補正係数ａを決めてもよい。
【００６３】
また、上述では、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算または加算して、ΔＶｔｒｅｆを修正しているが、ΔＶｔｒｅｆに補正係数を加算または減算してΔＶｔｒｅｆを修正してもよい。もちろん、ΔＶｔｒｅｆに補正係数ａを乗算したり、除算したりして、ΔＶｔｒｅｆを修正してもよい。
【００６４】
［実施例２］
次に、実施例２について、説明する。
本発明者らは、本目標出力値補正処理の追従性を確認するため実験Ａ乃至Ｃの実験を行った。
［実験Ａ］
まず、本発明者らが行った実験Ａについて、説明する。
実験Ａは、標準環境設定（２３℃、湿度６５％）において本目標出力値補正処理を行い、スタートの画像面積率を０％とし、以降２０枚印刷毎に画像面積率を２０％増加させたときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認する実験である。なお、本目標出力値補正処理に用いる画像面積率の移動平均は、上記数１を用いて算出し、累積枚数Ｎを１０枚に設定した。また、実験Ａの現像システムは、目標画像濃度（ＩＤ）を１．４に設定したものである。実験Ａの実験結果を図１５に示す。なお、図の横軸は、プリント枚数、縦軸の第１軸（図中右側）は、ΔＶｔｒｅｆ、縦軸の第２軸（図中左側）は、画像濃度（ＩＤ）をそれぞれ示している。また、図中点線は、ΔＶｔｒｅｆであり、図中実線は、画像濃度である。
図１５からわかるように、ΔＶｔｒｅｆが低い（トナー濃度が高い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを増加（トナー濃度を減少）させた場合は、本目標出力値補正処理を行うことで、画像濃度をほぼ一定値に保つことができることがわかった。
【００６５】
［実験Ｂ］
次に、実験Ｂについて説明する。
実験Ｂは、実験Ａと同じ環境設定、同じ現像システムを用いて、次のような条件で実験を行ったときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認したものである。すなわち、スタートの画像面積率を１００％とし、以降２０枚印刷毎に画像面積率を２０％減少させる条件である。その結果を、図１６に示す。
図１６からわかるように、ΔＶｔｒｅｆが高い（トナー濃度が低い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを減少（トナー濃度を増加）させた場合は、プリント枚数が３０枚〜８０枚あたりにおいて、画像濃度（ＩＤ）が目標画像濃度（１．４）よりも高い値となってしまった。この実験２により、ΔＶｔｒｅｆが高い（トナー濃度が低い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを減少（トナー濃度を増加）させた場合は、実験１と同じ現像システムでは、出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性が十分でないことがわかった。
【００６６】
［実験Ｃ］
次に、実験Ｃについて説明する。
実験Ｃは、実験Ｂと同じ環境設定、同じ実験条件とし、画像面積率の移動平均に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定した現像システムを用いたときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認する実験である。その結果を、図１７に示す。
図１７からわかるように、画像面積率の移動平均に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定した現像システムにおいては、ΔＶｔｒｅｆが高い（トナー濃度が低い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを減少（トナー濃度を増加）させた場合において、画像濃度をほぼ一定値に保つことができ、出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を十分確保することができた。
【００６７】
画像面積率の移動平均の算出に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定した実験Ｃの現像システムを用いると、画像面積率の移動平均に用いる累積枚数Ｎを１０枚に設定した実験Ｂの現像システムに比べて、出力画像濃度が安定する理由は、次のように考えられる。すなわち、図１６に示すように、実験Ｂの現像システム（累計枚数１０枚に設定したシステム）においては、画像面積率が減少（例えば、１００％から８０％に減少）すると、ΔＶｔｒｅｆが急激に減少（トナー濃度が急激に増加）した後、所定の値にΔＶｔｒｅｆに安定している。一方、図１７に示すように、実験Ｃの現像システム（累計枚数２０枚に設定したシステム）においては、画像面積率が減少（例えば、１００％から８０％に減少）したとき、実験Ｂのシステムに比べて、ΔＶｔｒｅｆが徐々に減少（トナー濃度が徐々に増加）していることがわかる。これは、上述したように、本目標値補正処理は、画像面積率の移動平均とΔＶｔｒｅｆとが関連づけられたＬＵＴを参照して、画像面積率の移動平均からΔＶｔｒｅｆが決定されている。例えば、画像面積率が、１００％から８０％に減少したとき、累計枚数Ｎが１０枚の場合は、画像面積率の移動平均が８０％に対応するΔＶｔｒｅｆとなる３０枚目までΔＶｔｒｅｆが低下し、３０枚目から４０枚目までのプリントでは、画像面積率の移動平均が８０％に対応するΔＶｔｒｅｆに設定される。一方、累計枚数Ｎが２０枚の場合は、画像面積率の移動平均が８０％に対応するΔＶｔｒｅｆとなる４０枚目まで、ΔＶｔｒｅｆが低下し続ける。すなわち、累計枚数Ｎが１０枚の場合は、２０枚〜３０枚の１０枚の間で画像面積率の移動平均１００％〜８０％の間で設定されたＬＵＴのΔＶｔｒｅｆの値を全て取り得る。一方、累計枚数Ｎが２０枚の場合は、２０枚〜４０枚の２０枚の間で画像面積率の移動平均１００％〜８０％の間で設定されたＬＵＴのΔＶｔｒｅｆの値を全て取り得る。すなわち、実験Ｂにおいては、１０枚で所定のトナー濃度に安定するが、実験Ｃでは２０枚で所定のトナー濃度に安定し、実験Ｂよりも実験Ｃの現像システムの方が、変更速度が遅くなるのである。そして、このように、移動平均を算出する累計枚数Ｎを１０枚から２０枚に増やして、変更速度を遅くすることで、ΔＶｔｒｅｆの急激な減少が抑えられる。なお、ここで言う「変更速度」ＶＨは、次の式で表すことができる。
ＶＨ＝（Ｖｔｒｅｆの変更量）／ＮＸ
ＮＸは、ある画像面積率を有する画像を所定回数連続出力させて所定値に安定させた目標出力値Ｖｔｒｅｆ−Ａから、この画像面積率と画像面積率が所定量異なる画像を連続出力したときに、目標出力値Ｖｔｒｅｆ−Ｂに安定するまでにかかる画像形成枚数である。なお、Ｖｔｒｅｆの変更量は、（Ｖｔｒｅｆ−Ａ−Ｖｔｒｅｆ−Ｂ）である。
【００６８】
実験Ｂのシステムにおいては、出力する画像面積率が減少すると、ΔＶｔｒｅｆを決定するために用いられる画像面積率の移動平均が急激に低下するため、ΔＶｔｒｅｆが急激に低下して、トナー濃度が急激に増加する。このため、現像装置内に供給されるトナー量は、トナー濃度増加分急激に増加する。その結果、現像装置内に新しいトナーが急激に多くなり、次の画像形成までに、十分に帯電していないトナーが多くなる。その結果、画像濃度（ＩＤ）が目標ＩＤより高くなる。特に、出力する画像面積率が高い場合は、画像形成で消費されるトナーが多いため、現像装置内に補給される新しいトナーが多い。このとき、トナー濃度が急激に増加して、その増加分について、トナーが現像装置内に供給されると、現像装置内の新しいトナーがさらに多くなる。このため、低画像面積のときに比べて、画像濃度（ＩＤ）が目標ＩＤより高くなりやすい。一方、実験Ｃのシステムにおいては、出力する画像面積率が減少しても、ΔＶｔｒｅｆを決定するために用いられる画像面積率の移動平均が急激に低下しない。よって、ΔＶｔｒｅｆが徐々に低下してトナー濃度が徐々に増加する。このため、トナー濃度増加によって供給されるトナー量が徐々に増加する。従って、次の画像形成までに、現像装置内のトナー平均帯電量を所望にまで帯電させることができる。その結果、画像濃度（ＩＤ）を安定させることができる。
【００６９】
なお、トナー濃度が低下する場合、実験Ｃのように画像面積率の移動平均の算出に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定すると、次のような不具合が起こる。移動平均の算出に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定すると、累積枚数Ｎを１０枚に設定したときに比べて、変更速度が遅くなり、目標トナー濃度が徐々に低下することとなる。その結果、画像出力後に補給されるトナーの目標トナー濃度減少分減る量が少なく、現像装置内に多くのトナーが供給される。また、現像装置内のトナー濃度も高いので、次の画像形成までに供給されたトナーが十分帯電できず、現像装置内のトナーの平均帯電量が所望よりも下がってしまう。その結果、画像濃度が高くなってしまう。特に、画像面積率の移動平均が低く、かつ、トナー濃度が高い場合であるときは、現像装置内に多くのトナーが存在している。このような状態から、画像面積率が高い画像が連続出力された場合は、現像装置内に多くの新しいトナーが供給される。このとき、トナー濃度の低下がゆっくりだと、現像装置内のトナーがキャリアと接触する確率がなかなかあがらず、多くのトナーが十分に帯電しない状態となって、画像濃度が高くなりやすい。
よって、累積枚数Ｎを１０枚に設定して、目標トナー濃度をすばやく減少させた方が、累積枚数Ｎを２０枚に設定して、目標トナー濃度を徐々に減少させるものに比べて、現像装置内のトナー平均帯電量の低下を抑制することができる。その結果、現像能力が高くなるのを抑制でき、画像濃度ＩＤが目標ＩＤより高くなるのを抑制することができる。
【００７０】
以上、実験Ａ乃至Ｃを行った結果、現像装置内の目標トナー濃度を高める場合は、徐々に高めた方がよく、現像装置内の目標トナー濃度を低くする場合は、急激に下げた場合が良いことがわかった。すなわち、現像装置内の目標トナー濃度を高める場合と、現像装置内の目標トナー濃度を低くする場合とで、目標出力値Ｖｔｒｅｆの変更の仕方を異ならせることが好ましい。
【００７１】
上述の実験Ａ〜Ｃの結果を鑑み、実施例２の目標出力値変更手段の処理は、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときは、現像装置内の目標トナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときよりも、変更速度が長くなるよう目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正するようにした。具体的には、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）を、現像装置内のトナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）よりも多くする。このように、サンプリング数を多くすることで、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向の画像面積率の低い画像が連続出力されたときに、変更速度を遅くすることができる。変更速度を遅くすることで、目標トナー濃度が徐々に増加するようになり、画像濃度が高くなるのを抑制することができる。
【００７２】
本実施例２では、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）を２０枚とし、現像装置内の目標トナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）を１０枚に設定した。なお、サンプリング数Ｎの値は、現像剤の特性、現像剤容量、現像装置の構成などに基づいて適宜設定する数値である。
【００７３】
また、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆが変更されるか、現像装置内の目標トナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆが変更されるかは、処理直前に出力した画像の画像面積率が、増加傾向であるか下降傾向であるかで判断することができる。具体的には、処理直前に出力した画像が、前回処理したときに算出した画像面積率の移動平均よりも大きい場合は、処理直前に出力した画像の画像面積率が、増加傾向であると判断する。一方、処理直前に出力した画像が、前回処理したときに算出した画像面積率の移動平均よりも小さい場合は、処理直前に出力した画像の画像面積率が、下降傾向であると判断する。
【００７４】
図１８は、実施例２の目標出力値変更手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
図に示すように、実施例２の目標出力値補正処理は、まず、処理直前に出力した画像の画像面積率が、増加傾向であるか否かを判定する（Ｓ３１）。具体的には、前回算出した移動平均値Ｍ（ｉ−１）から、今回の画像面積率Ｘ（ｉ）を減算することで、判定する。Ｍ（ｉ−１）−Ｘ（ｉ）≦０のときは、画像面積率が増加傾向であると判定して、画像面積率のサンプリング数をＮ１＝１０枚で、移動平均値Ｍ（ｉ）を算出する（Ｓ３２）。一方、Ｍ（ｉ−１）−Ｘ（ｉ）＞０のときは、画像面積率が増加傾向であると判定して、画像面積率のサンプリング数をＮ２＝２０枚で、移動平均値Ｍ（ｉ）を算出する（Ｓ３３）。以降、先の図７同様の処理を行って、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する（Ｓ３４〜Ｓ４２）。
【００７５】
次に、実施例２の目標出力値補正処理の性能を総合的に評価するためにショートランニング試験を行った。このショートランニング試験条件は、標準線速（１３８ｍｍ／ｓ）で、先の表２に示すように画像面積率を変化させ、４５０枚連続通紙である。
図１９は、試験結果である。なお、図中実線は、今回の画像面積率が増加傾向か下降傾向かで、移動平均を算出するために用いるサンプリング数を異ならせた実施例２の目標出力値補正処理の試験結果である。図中点線は、移動平均を算出するために用いるサンプリング数を一律１０枚とした比較例の目標出力値補正処理の試験結果である。
【００７６】
図１９中点線の比較例の目標出力値補正処理は、出力画像が、高画像面積から低画像面積に移行したときに画像濃度ＩＤが一次的に高くなった。特に、連続して出力する画像が、高画像面積から低画像面積へとなるときの画像面積の差分が大きいほど、画像濃度が高くなる傾向が見られた。一方、図１９中の実線で示した実施例２の目標出力値補正処理は、ショートラン試験全範囲において、画像濃度をほぼ目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）にすることができた。よって、実施例２の目標出力値補正処理のように、今回の画像面積率が下降傾向のとき、移動平均を算出するために用いるサンプリング数を増加傾向ときに比べて増やす処理を行って、目標トナー濃度が急激に増加しないようにすることで、画像濃度を一定に保つことができる。
【００７７】
また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、目標トナー濃度が多少急激に増加しても、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができる。しかし、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、通常時よりもさらにゆっくり目標トナー濃度を増加させないと、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。このため、現像装置内のトナーの帯電させやすさに基づいて、変更速度を変更するのが好ましい。現像装置内のトナーの帯電させやすさに関する情報としては、装置内の環境、トナーの経時変化などが挙げられる。
【００７８】
現像装置内のトナーを帯電させやすさを把握する情報として、装置内環境を用いる場合は、装置内の環境を検知する環境検知手段たる温湿度センサを、現像装置近傍に設け、この温湿度センサの検知結果を上述の制御部１００で取得する。すなわち、上述の制御部１００が、第２情報検出手段として機能する。環境条件が低湿低温（１０℃、湿度１５％）環境下においては、現像装置内のトナーを攪拌したときの単位時間あたりの帯電量が多く、現像装置内のトナーを帯電させやすい。従って、このときは、標準環境（２３℃、湿度６５％）のときよりも移動平均に用いるサンプリング数を減らして変更速度を短くする。一方、環境条件が、高温高湿環境（２７℃、湿度８０％）のときは、現像装置内のトナーを攪拌したときの単位時間あたりの帯電量が少なく、現像装置内のトナーを帯電させにくい。従って、このときは、標準環境（２３℃、湿度６５％）のときよりも移動平均に用いるサンプリング数を増やして変更速度を遅くする。
【００７９】
また、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握する情報として、トナーの経時変化を用いる場合は、トナーが経時使用されて、トナーを帯電させにくい状態となったら、移動平均に用いるサンプリング数を増やして変更速度を遅くする。なお、トナー経時変化は、印刷枚数から把握する。すなわち、トナーが経時変化して帯電しにくくなる印刷枚数を予め実験などによって、求めておき、この印刷枚数となったら、移動平均に用いるサンプリング数を増やして変更速度を遅くする。
【００８０】
なお、トナー経時変化の情報、環境情報を用いて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを総合的に判断して、この判断した結果に基づいて移動平均に用いるサンプリング数を決定してもよい。
【００８１】
以上、本実施形態の実施例１によれば、環境変動などによる現像装置内のトナーの帯電させやすさの変化にも対処して適切な画像濃度を得ることができるという優れた効果がある。
【００８２】
また、実施例１によれば、第２情報検出手段としての制御部１００は、現像能力である現像γを検出して、現像γの値に基づいて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することで、精度よく、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００８３】
また、装置内の環境情報から、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００８４】
また、２成分現像剤の経時変化から、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００８５】
また、トナー濃度制御基準値変更手段たる制御部は、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報に基づいて決定されるトナー濃度制御基準値たる目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正量ΔＶｔｒｅｆを、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握する情報に基づいて、修正する。これにより、現像装置２０の現像能力が一定に維持されるように目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正することができる。
【００８６】
また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、トナーが過剰に帯電して、画像濃度を低下させるおそれがあるので、画像濃度を一定するためには、通常時よりも現像装置内の目標トナー濃度を高くする必要がある。従って、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態を示す情報を検出したときは、現像装置内の目標トナー濃度が増加する方向に目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを修正する。これにより、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、画像面積率の移動平均値が同じであっても、現像装置の目標トナー濃度が通常時よりも高くなる。その結果、現像装置内のトナーがキャリアと接触する確率が通常時よりも減り、現像装置内のトナーが過剰に帯電されてしまうのを抑制することができる。これにより、画像濃度を安定させることができる。
【００８７】
また、先の図１１に示すように、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、所定期間内における現像装置内のトナー入換量たる画像面積率の移動平均値が低いときの方が、高いときに比べて画像濃度が低下しやすい。従って、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、画像面積率の移動平均の低い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量を、画像面積率の移動平均の高い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量よりも多くする。これにより、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときにおける、画像面積率の移動平均の値が低いのときの画像濃度の低下を抑制することができる。
【００８８】
また、現像装置内のトナーを帯電させにくいときは、次の画像形成までに現像装置内のトナーを十分に帯電させることができず、画像濃度が高くなるおそれがある。よって、トナーを帯電させにくいときは、画像面積率の移動平均値が同じであっても、現像装置の目標トナー濃度を通常時よりも低くする必要がある。従って、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態を示す情報を検出したときは、目標トナー濃度が低くなる方向に目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを修正する。これにより、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、画像面積率の移動平均値が同じであっても、現像装置の目標トナー濃度が通常時よりも低くなる。その結果、現像装置内のトナーがキャリアと接触する確率が通常時よりも増え、次の画像形成までに現像装置内のトナーを所望の平均帯電量することができる。これにより、画像濃度を安定させることができる。
【００８９】
また、先の図１０に示すように、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、画像面積率の移動平均値が高いときの方が、低いときに比べて画像濃度が上昇しやすい。従って、現像装置内のトナーを帯電させにくいときは、画像面積率の移動平均の高い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量を、画像面積率の移動平均の低い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量よりも多くする。これにより、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときにおける、画像面積率の移動平均の値が高いのときの画像濃度の上昇を抑制することができる。
【００９０】
また、目標トナー濃度を増加する方向に補正するときの目標トナー濃度の変更速度を、減少する方向に補正するときの目標トナー濃度の変更速度より遅くした。これにより、目標トナー濃度が増加する方向に補正されるとき、目標トナー濃度が急激に増加して、現像装置内に十分帯電されていないトナーが増えて、画像濃度が高まるのを抑制することができる。また、目標トナー濃度が減少する方向に補正されるときの目標トナー濃度の変更速度は、トナー濃度が増加するときの変更速度よりも早いので、目標トナー濃度をすばやく減少させることができる。これにより、目標トナー濃度を減少させる方向に補正するときに画像濃度が高くなるのを抑制することができる。
【００９１】
また、トナー濃度制御基準値変更手段は、上記制御部１００の検出結果から得られる上記所定期間内に形成した画像の画像面積率の移動平均値に基づいて、上記目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するものである。これにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚分のトナー入換量の履歴を把握することができる。その結果、目標出力値Ｖｔｒｅｆをより適正に補正することができる。
【００９２】
また、目標トナー濃度が増加する方向に補正するときに、移動平均を算出するために用いるサンプリング数Ｎ（累計枚数）を、目標トナー濃度を減少する方向に補正するときよりも多くすることで、前回出力した画像面積率に対して今回出力した画像面積率が大幅に小さくても、移動平均が大幅に減少することが抑制される。その結果、トナー濃度が急激に増加するのを抑制することができ、現像能力を一定に維持して、一定の画像濃度を維持することができる。また、トナー濃度が減少する方向に変更させるときにおける、移動平均を算出するために用いるサンプリング数Ｎ（累計枚数）が、トナー濃度を増加させるときに比べて、少ない。よって、前回出力した画像面積率に対して今回出力した画像面積率が大幅に大きい場合、移動平均が大幅に上昇して、トナー濃度が急激に減少する。これにより、トナー濃度を、出力した画像の画像面積率に対応したトナー濃度にすばやく減少させることができる。これにより、現像能力を一定に維持して、一定の画像濃度を維持することができる。
【００９３】
また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、トナー濃度が多少急激に増加して、現像装置内に補給されるトナー量が多少急激に増加しても、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができる。しかし、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、通常時よりもさらにゆっくりトナー濃度を増加させないと、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、現像装置内のトナー濃度を多少ゆっくり減少させても現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができる。しかし、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、通常時よりもさらに急激トナー濃度を減少させないと、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。このように、現像装置内のトナーの帯電させやすさによって、トナー濃度増加時および減少時における変更速度が異なってくる。よって、第２情報検出手段たる制御部で、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報を検出して、その検出結果に基づいて前記変更速度を変更する。これにより、現像装置内の帯電させやすさが変化しても、トナー濃度増加時および減少時の画像濃度を一定に維持することができる。
【００９４】
また、制御部１００は、現像能力である現像γを検出して、現像γの値に基づいて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することで、精度よく、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００９５】
また、装置内の環境情報から、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００９６】
また、２成分現像剤の経時変化から、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００９７】
また、本実施形態によれば、上記第１の目標出力値補正手段は、前回の作像終了時から次回の作像開始時までの間に上記目標出力値Ｖｔｒｅｆの変更を行うものである。これにより、出力画像１枚ごとに適切に補正された目標出力値Ｖｔｒｅｆを用いてトナー濃度制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００９８】
６ 中間転写ベルト
１１ 感光体
２０ 現像装置
２６ 透磁率センサ
２７ 粉体ポンプ
３０ トナーカートリッジ
６２ 反射濃度センサ
１００ 制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９９】
【特許文献１】特開昭５７−１３６６６７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びこれに用いられる画像濃度制御方法に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアとで構成された２成分現像剤を用いて画像形成を行うものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像剤担持体上に担持したトナーと磁性キャリアとを含有する２成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を現像剤担持体内部に設けられた磁極にて穂立ちさせて磁気ブラシを形成し、その磁気ブラシを潜像担持体上の潜像に摺擦せしめて現像を行う２成分現像方式が広く知られている（例えば、特許文献１）。２成分現像方式は、カラー化が容易なことから現在広く利用されている。２成分現像方式では、現像剤中におけるトナーと磁性キャリアとの比率（例えば重量比）を示すトナー濃度が高すぎると、形成した画像中に地肌汚れが発生したり、細部解像力の低下が生じたりする。一方、トナー濃度が低すぎると、ベタ画像部の濃度が低下したり、潜像担持体へのキャリア付着が発生したりする。そのため、現像装置内における現像剤中のトナー濃度の検知結果に基づいてトナー補給動作をオンオフすることで、現像剤中のトナー濃度を適正範囲内に維持するトナー濃度制御を行うことが重要である。
【０００３】
しかし、トナー濃度が一定となるようにトナー濃度制御したとしても、連続プリント時に一定の画像濃度が得られない場合があった。具体的に説明すると、画像面積率の高い画像を出力した場合は、現像によって消費されたトナーの量が比較的多いので、現像装置内に十分に帯電されていない新しいトナーが多く供給される。このため、次の画像形成までの間に攪拌によってトナーの平均帯電量を所望の平均帯電量まで十分に帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。また、画像面積率の低い画像を出力した場合、現像によって消費されたトナーの量は比較的少ないので、所望のトナー濃度に維持すべく補給されるトナーの量が少ない。そのため、現像装置内に比較的長い時間存在しているトナーの量が多い。現像装置内に比較的長い時間存在しているトナーは、撹拌作用を長く受けるため、必要以上に帯電し、現像装置内のトナーの平均帯電量が所望の平均帯電量よりも高くなり、画像濃度が低下する。
【０００４】
以上のように、画像面積率の低い画像を出力する場合と画像面積率の高い画像を出力する場合とでは、その後のトナー補給により現像装置内に存在する新しいトナーの比率が異なることから、現像装置内のトナー平均帯電量に違いが生じてくる。よって、トナー濃度が一定となるようにトナー濃度制御したとしても、一定の画像濃度が得られないという不具合が発生するのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、特願２００５−３２７６４７号（以下、「先願」という。）に次のような画像形成装置を提案した。前記先願に記載された画像形成装置は、所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報、例えば出力された画像の画像面積率、を検出する情報検出手段を有している。この情報検出手段の検出結果によって、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握して、連続プリント時の次の画像を形成するときにおける現像装置内のトナー平均帯電量を把握する。そして、情報検出手段の検出結果に基づいて、トナー濃度制御基準値補正手段によってトナー濃度制御基準値の補正を行い、現像装置内のトナー濃度を調整することで、一定の画像濃度を得る。
【０００６】
しかし前記先願では、所定期間内における現像装置内のトナー入換量以外の要因、例えば環境変動や現像剤の経時劣化などによって、現像装置内のトナーの帯電させやすさが変化しても、それらに対して対処することができない。そのため、前記先願で提案した発明だけでは、画像濃度を適切に制御できないおそれがあった。
【０００７】
具体的に説明すると、環境変動やトナーの経時変化によって、トナーの帯電特性が変わるなどして、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、次の画像形成までに現像装置内のトナーを必要以上に帯電させてしまい、現像装置内のトナーの平均帯電量が比較的高くなる。一方、現像装置内のトナーが帯電しにくい状態のときは、次の画像形成まで現像装置内のトナーを十分帯電させることができず、トナーの平均帯電量が比較的低くなる。すなわち、所定期間内における現像装置内のトナー入換量が同じであり、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率が同じであっても、現像装置内のトナーの帯電しやすさによって、次の画像形成時の現像装置内のトナー平均帯電量が異なってくるのである。
【０００８】
従って、先願のように、所定期間内における現像装置内のトナー入換量から、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握しただけでは、連続プリント時における画像濃度を一定にすることができなかった。
【０００９】
また、現像装置内のトナー濃度の目標値が増加するときや、低下するときに現像装置のトナー平均帯電量が変化することがわかった。
先願では、過去数十枚分という一定期間内に出力した画像の画像面積率の移動平均値を算出し、算出した画像の画像面積率の移動平均値と、この移動平均値に対応した目標トナー濃度補正値とが対応づけられたルックアップテーブルとに基づいて、目標トナー濃度補正値を決定する。そして、この目標トナー濃度補正値に基づいて、目標トナー濃度を補正している。
【００１０】
目標トナー濃度が増加する方向に補正されると、現像装置内のトナー濃度が補正された目標トナー濃度となるように、トナー濃度増加分余計にトナーが現像装置内に供給される。例えば、画像面積率の高い画像連続出力した後、画像面積率の低い画像を連続出力したときは、画像面積率の移動平均値が、画像出力毎に低下していく。このとき、移動平均を算出するために用いる過去に出力した画像の枚数が少なめに設定されていると、画像面積率の移動平均値の変動が大きい。その結果、目標トナー濃度が急激に増加する。その結果、所定期間内にトナー濃度増加分余計に供給されるトナー量が多くなる。よって、大量に供給されたトナー濃度増加分のトナーによって、次の画像形成までに現像装置内のトナーを十分帯電させることができず、トナー平均帯電量が下がって、画像濃度が高くなってしまう。また、トナー濃度が急激に増加する結果、トナーとキャリアとの接触確率が急激に下がり、現像装置内のトナーが急激に帯電しにくい状態となる。その結果、現像装置内のトナーの平均帯電量が、所望の帯電量になかなか戻らず、長期間、トナー平均帯電量が低い状態となってしまう。よって、目標トナー濃度を増加させる場合は、移動平均を算出するために用いる過去に出力した画像の枚数を多めに設定することで、画像面積率の移動平均値の変動を小さくすることが好ましい。このように、画像面積率の移動平均値の変動を小さくすることで、目標トナー濃度が徐々に増加し、所定期間内に現像装置に供給されるトナー濃度増加分のトナー量を減らすことができ、画像濃度の低下が抑制できる。
【００１１】
一方、目標トナー濃度を減少する方向に補正する場合は、現像装置内のトナー濃度が補正された目標トナー濃度になるように、現像装置内に供給されるトナー量が目標トナー濃度減少分、減少する。移動平均を算出するために用いる過去に出力した画像の枚数が多めに設定されており、徐々に目標トナー濃度が補正される場合、次のような不具合が生じる。例えば、画像面積率の低い画像を連続出力した後に、画像面積率が高い画像を連続出力したとき、目標トナー濃度の減少がゆっくりだと、目標トナー濃度減少による現像装置内に供給されるトナー量の減少量が少ないため、多くのトナーが現像装置に供給される。しかも、現像装置内のトナー量が多い状態であるため、トナーとキャリアとの接触確率が低く、供給された帯電量の低いトナーが良好に帯電しない。その結果、次の画像形成までに現像装置内のトナーの平均帯電量を所望にまで帯電させることができなくなり、画像濃度が高くなってしまう。従って、トナー濃度を減少する方向にトナー濃度制御基準値を補正する場合は、トナー濃度を増加する方向にトナー濃度制御基準値を補正する場合に比べて、トナー濃度を急激に変化させる必要がある。
【００１２】
このように、目標トナー濃度を増加させる方向に補正するときと減少させる方向に補正するときとでは、一定の画像濃度を維持できる目標トナー濃度の変更の速度が異なる。しかし、先願では、トナー濃度を増加させるときと、減少させるときとでトナー濃度制御基準値の変更の速度が同じであったため、トナー濃度増加時または減少時の少なくとも一方のときに、画像濃度が高くなる場合があった。
【００１３】
本発明は、以上の背景に鑑み上記先願を改良するものであり、その第１の目的とするところは、環境変動などによる現像装置のトナーの平均帯電量の変化に対処して、一定の画像濃度を得ることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供することである。
また、本発明の第２の目的とするところは、目標トナー濃度を増加する方向に補正したときおよび減少する方向に補正したときの画像濃度の上昇を抑えることが可能な画像形成装置及び画像濃度制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤によって前記像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値と、トナー濃度検出手段の出力値とに応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段と、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段と、前記第１情報検出手段の検出結果と前記第２情報検出手段の検出結果とに基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備えた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、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、前記２成分現像剤の経時変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記第１情報検出手段の検出結果に基づいて決定される前記トナー濃度制御基準値の補正量を、前記第２情報検出手段の検出結果に基づいて、修正することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させやすい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記現像装置内のトナー濃度が増加する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項５乃至７いずれかの画像形成装置において、前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させにくい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記トナー濃度が低下する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段と、少なくとも、前記情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備え前記トナー濃度基準値変更手段は、前記現像装置内の前記トナー濃度を増加させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度を、前記現像装置内の前記トナー濃度を低下させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度よりも遅くしたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、前記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を検出するものであって、前記トナー濃度基準値変更手段は、前記情報検出手段の検出結果から得られる前記所定期間内に形成した画像の画像面積または画像面積率の移動平均値に基づいて、前記トナー濃度制御基準値を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１１の画像形成装置において、前記トナー濃度基準値変更手段は、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数を、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を低下させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数よりも多くすることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１２の画像形成装置において、前記現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段を有し、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前期第２情報検出手段の検出結果に基づいて前記変更速度を変更するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１３または１４の画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１３乃至１５いずれかの画像形成装置において、前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、経時の現像剤の変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１乃至１７いずれかの画像形成装置において、上記第１のトナー濃度制御基準値変更手段は、前回の作像終了時から次回の作像開始時までの間に上記トナー濃度制御基準値の変更を行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、該トナー濃度制御基準値を変更する手段として少なくとも、所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段の検出結果と、該現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段検出結果とに基づいて上記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、潜像を担持する像担持体と、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、該情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときと、トナー濃度を増加させる方向に変更するときとで、変更の仕方を異ならせたトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項１においては、第１情報検出手段で検出した所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する。この情報から、所定期間内に現像装置内のトナーがどのくらい消費され、どのくらいの新しいトナーが補給されるかを把握することができる。すなわち、現像装置内に存在する新しいトナーの比率あるいは古いトナーの比率がどの程度なのかを把握することができる。これにより、現像装置内のトナー入換量が変わることによる次の画像形成時における現像装置内のトナー平均帯電量の変化を把握することができる。しかも、第２情報検出手段で、現像装置内のトナー帯電させやすさを把握するための情報を検出することで、先願では把握できなかった現像装置内のトナー帯電させやすさの変化によるトナー平均帯電量の変化も把握することができる。従って、第１情報検出手段で検出した所定期間内における現像装置内のトナー入換量を把握するための情報と第２情報検出手段で検出した現像装置内のトナー帯電させやすさの情報とから、次の画像形成時の現像装置内のトナー平均帯電量を先願よりも精度よく把握することができる。よって、上記第１情報検出手段が検出した情報と上記第２情報検出手段が検出した情報とに基づき、トナー濃度制御基準値変更手段によって画像濃度が一定に維持されるようにトナー濃度制御基準値を補正することができる。この結果、環境変動やトナーの経時変化によって現像装置内のトナー帯電させやすさが変化し、かつ、現像装置内のトナー入換量が変わるような画像形成を行っても、トナー濃度を調整することにより、一定の画像濃度を得ることができる。
【００１６】
また、上述したように、トナー濃度制御基準値をトナー濃度を増加させる方向に補正するときと減少させる方向に補正するときとでトナー濃度制御基準値の変更の速度が同じ場合、トナー濃度を増加させる方向に補正するときまたは減少させる方向に補正するときに、画像濃度が高くなる場合がある。そこで、本発明の請求項１０は、トナー濃度を増加させる方向に補正するときは、減少させる方向に補正するときよりトナー濃度制御基準値の変更の速度を遅くした。これにより、トナー濃度を増加させる方向に補正するときおよびトナー濃度を減少させる方向に補正するときとでトナー濃度制御基準値の変更速度を同じにしたものに比べて、トナー濃度を増加する方向に補正するときおよびトナー濃度を減少する方向に補正するときそれぞれで、画像濃度が良好になるように、トナー濃度制御基準値の変更を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
以上、請求項１の本発明によれば、環境変動などによる現像装置内のトナーの帯電させやすさの変化にも対処して適切な画像濃度を得ることができるという優れた効果がある。
また、請求項１０の本発明によれば、トナー濃度を増加させる方向に補正するときおよび減少させる方向に補正させるときのトナー平均帯電量の低下にも対処して適切な画像濃度を得ることが可能になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レーザプリンタの主要部を示す概略構成図。
【図２】レーザプリンタが備える作像手段のうちイエロー作像手段の概略構成を示す拡大図。
【図３】レーザプリンタのトナー濃度制御を行う制御部の構成を示したブロック図。
【図４】透磁率センサの出力値を縦軸にとり、検知対象の現像剤のトナー濃度を横軸にとったグラフ。
【図５】出力画像面積率による現像γの差異を示すグラフ。
【図６】横軸に画像面積率をとり、縦軸に現像γをとったグラフ。
【図７】目標出力値補正手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図８】画像面積率の移動平均値を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させる量を縦軸にとったときのグラフ。
【図９】実験１の結果を示す図。
【図１０】実験２の結果を示す図。
【図１１】実験３の結果を示す図。
【図１２】実施例１の目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】初期現像γを適性範囲より高くした場合における実施例１の試験結果と比較例の試験結果とを示す図。
【図１４】初期現像γを適性範囲より低くした場合における実施例１の試験結果と比較例の試験結果とを示す図。
【図１５】実験Ａの結果を示す図。
【図１６】実験Ｂの結果を示す図。
【図１７】実験Ｃの結果を示す図。
【図１８】実施例２の目標出力値補正処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】実施例２の試験結果と比較例の試験結果とを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「レーザプリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの主要部を示す概略構成図である。
このレーザプリンタは、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成するための４組の作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示す。）が、中間転写体としての中間転写ベルト６の表面移動方向（図１中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。この作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋを有する感光体ユニット１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｂｋと、現像装置２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋとを備えている。また、各作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの配置は、各感光体ユニット内の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋの回転軸が平行になるように且つ中間転写ベルト６の表面移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００２０】
各作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋによって形成された感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６上に順次重ね合わされて１次転写される。この重なり合って得られるカラー画像は、中間転写ベルト６の表面移動に伴って２次転写ローラ３との間の２次転写部に搬送される。また、本レーザプリンタは、上記作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのほか、その下方に図示しない光書込ユニットが配置されており、さらにその下に図示しない給紙カセットが配置されている。図１中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセットから給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ５により所定のタイミングで２次転写部に供給される。そして、中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像が、転写紙上に２次転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００２１】
図２は、上記作像手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのうち、イエローの作像手段１Ｙの概略構成を示す拡大図である。他の作像手段１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図２において、作像手段１Ｙは、上述したように、感光体ユニット１０Ｙ及び現像装置２０Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙのほか、その感光体表面をクリーニングするクリーニングブレード１３Ｙ、その感光体表面を一様帯電する帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。また、感光体表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
【００２２】
上記構成の感光体ユニット１０Ｙにおいて、感光体１１Ｙの表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙにより一様帯電される。この感光体１１Ｙの表面に図示しない光書込ユニットで変調及び偏向されたレーザ光ＬＹが走査されながら照射されると、感光体１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この感光体１１Ｙ上の静電潜像は、後述の現像装置２０Ｙで現像されてイエローのトナー像となる。感光体１１Ｙと中間転写ベルト６とが対向する１次転写部では、感光体１１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３Ｙでクリーニングされた後、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２３】
上記現像装置２０Ｙは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を使用している。また、この現像装置２０Ｙは、現像ケースの感光体側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２２Ｙや、現像スリーブ２２Ｙの内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（不図示）、撹拌搬送部材としての撹拌搬送スクリュー２３Ｙ，２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度検知手段としての透磁率センサ２６Ｙ、トナー補給装置としての粉体ポンプ２７Ｙ等を備えている。現像スリーブ２２Ｙには現像電界形成手段としての図示を省略した現像バイアス電源により負の直流電圧ＤＣ（直流成分）に交流電圧ＡＣ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブ２２Ｙが感光体１１Ｙの金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。なお、現像バイアス電圧は、負の直流電圧ＤＣ（直流成分）のみを印加するようにしてもよい。
【００２４】
図２において、現像ケース内に収容された現像剤が撹拌搬送スクリュー２３Ｙ，２４Ｙで撹拌搬送されることによりトナーが摩擦帯電される。そして、第１撹拌搬送スクリュー２３Ｙが配置された第１撹拌搬送路内の現像剤の一部が現像スリーブ２２Ｙの表面に担持され、現像ドクタ２５Ｙで層厚が規制された後、感光体１１Ｙと対向する現像領域に搬送される。現像領域では、現像スリーブ２２Ｙ上の現像剤中のトナーが現像電界によって感光体１１Ｙ上の静電潜像に付着し、トナー像となる。その後、現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ２２Ｙ上の現像剤離れ極位置で現像スリーブ２２Ｙから離れ、第１撹拌搬送路に戻る。第１撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第２撹拌搬送スクリュー２４Ｙが配置された第２撹拌搬送路の上流端へ移動し、第２撹拌搬送路内でトナー補給を受ける。その後、第２撹拌搬送路をその下流端まで搬送された現像剤は、第１撹拌搬送路の上流端へ移動する。第２撹拌搬送路の底部を構成する現像ケース部分には、透磁率センサ２６Ｙが設置されている。
【００２５】
現像ケース内の現像剤のトナー濃度は、画像形成に伴うトナー消費により低下するので、透磁率センサ２６Ｙの出力値Ｖｔに基づいて、必要により図１に示したトナーカートリッジ３０Ｙから粉体ポンプ２７Ｙによりトナーが補給されることで適正な範囲に制御される。トナー補給制御は、出力値Ｖｔとトナー濃度制御基準値である目標出力値Ｖｔｒｅｆとの差分値Ｔｎ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖｔ）に基づいて、差分値Ｔｎが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと判断してトナーを補給せず、差分値Ｔｎが−（マイナス）の場合は差分値Ｔｎの絶対値が大きいほどトナー補給量を多くするようにして、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆの値に近づくようにして行う。
また、画像形成枚数が１０〜５０枚（コピースピードなどにより約５〜２００枚）に達するごとに一回の割合で、プロセスコントロールにより目標出力値Ｖｔｒｅｆ、帯電電位、光量等を調整する。詳しくは、例えば、感光体１１Ｙ上に形成された複数のハーフトーン及びベタパターンを中間転写ベルト６に転写し、その濃度を図１に示す反射濃度センサ６２により検知して、その検知値からトナー付着量を把握し、トナー付着量が狙いの付着量になるように目標出力値Ｖｔｒｅｆ、帯電電位、光量等を調整する。
更に、本実施形態では、プロセスコントロールとは別に、１回の画像形成ごとに目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する処理も行う。これらの詳しい内容は、トナー濃度制御の内容とあわせて後述する。
【００２６】
また、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋのうち、最下流側にあるブラック用の感光体１１Ｂｋのみ中間転写ベルト６に常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは中間転写ベルトに対して接離可能となっている。転写紙上にカラー画像を形成する場合、４つの感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｂｋは、それぞれ中間転写ベルト６に当接する。一方、転写紙上にブラックの単色画像を形成する場合、各カラー用の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍを中間転写ベルト６から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるブラック用の感光体１１Ｂｋのみを中間転写ベルト６に当接させるようにする。
【００２７】
次に、トナー濃度制御を行う制御手段としての制御部について説明する。
図３は、トナー濃度制御を行う制御部の構成を示す説明図である。
この制御部１００は、各現像装置ごとに設けられているが、その基本的構成はいずれも同様であるので、以下色分け符号（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋ）を省略して説明する。なお、各現像装置の制御部１００の一部（ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３等）は各現像装置間で共用されている。
【００２８】
本実施形態の制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、Ｉ／Ｏユニット１０４等から構成されている。Ｉ／Ｏユニット１０４には、上記透磁率センサ２６及び上記反射濃度センサ６２がそれぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介して接続されている。制御部１００は、ＣＰＵ１０１が所定のトナー濃度制御プログラムを実行することにより、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して粉体ポンプ２７を駆動するトナー補給駆動モータ３１に制御信号を伝達し、トナー補給動作を制御する。また、所定の目標出力値補正プログラムを実行することにより、１回の画像形成ごとに目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正し、常に一定の画像濃度が得られるようにする。ＲＯＭ１０２には、ＣＰＵが実行するトナー濃度制御プログラム、目標出力値補正プログラムなどが記憶されている。ＲＡＭ１０３には、Ｉ／Ｏユニット１０４を介して取得した透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像装置２０内の現像剤のトナー濃度が目標トナー濃度であるときに透磁率センサ２６が出力すべき基準出力値Ｖｔｒｅｆを記憶するＶｔｒｅｆレジスタ、反射濃度センサ６２からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。なお、本実施形態において制御部１００は、後述するトナー濃度制御基準値変更手段たる目標出力値変更手段としても機能するものである。
【００２９】
図４は、透磁率センサ２６の出力値を縦軸にとり、検知対象の現像剤のトナー濃度を横軸にとったグラフである。
グラフに示すように、実用的なトナー濃度の範囲では、透磁率センサ２６の出力値と現像剤のトナー濃度との関係は直線近似することができる。そして、現像剤のトナー濃度が高いほど、透磁率センサ２６の出力値が小さくなる特性を示す。この特性を利用して、透磁率センサ２６の出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆより大きい場合に粉体ポンプ２７を駆動してトナー補給を行う。逆に、出力値Ｖｔが目標出力値Ｖｔｒｅｆより小さい場合には、粉体ポンプ２７を停止させトナー補給を行わない。本実施形態では、１回の画像形成ごとに透磁率センサ２６の出力値Ｖｔに基づいてトナー補給制御を行う。
【００３０】
次に、トナー入換量を把握するための情報である画像面積率または画像面積によるトナー濃度制御基準値たる目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更する目標出力値変更手段の処理について詳細に説明する。
図５は、出力画像面積率による現像γ（現像ポテンシャルに対するトナー付着量関係式の傾き）の差異を示すグラフである。このグラフは、同一の画像面積率画像を、標準線速モード（１３８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で連続１００枚出力した際の値である。このグラフからわかるように、画像面積率の高い画像を出力する場合の方が現像γが高くなる。これは次の理由によるものと考えられる。すなわち、画像面積率の高い画像を出力する場合、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量が多いため、現像装置２０内に比較的長い時間存在しているトナーの量が少ない。そのため、過剰に帯電したトナーが少ないので、現像装置２０内に比較的長い時間存在しているトナー（過剰に帯電したトナー）の量が多い画像面積率の低い画像を出力した場合に比べて、高い現像能力を発揮できたものと考えられる。
【００３１】
このように、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量の違いによってその後の画像形成時における現像能力に差異が発生する。現像能力に差異が発生すると、形成される画像の画像濃度にも差異が生じ、一定の画像濃度で画像形成を行うことができなくなる。そこで、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量が違っても、現像能力を一定に維持するように、原理的には現像γが一定になるように、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する。目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正すれば、透磁率センサ２６の出力値Ｖｔがその補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆに近づくようにトナー濃度が調整される。その結果、画像面積率の高い画像を出力した場合のように現像装置２０のトナー入換量が多いときにはトナー濃度を低くして現像能力を低め、あるいは、画像面積率の低い画像を出力した場合のように現像装置２０のトナー入換量が少ないときにはトナー濃度を高くして現像能力を増加させて、現像能力が一定になるようにする。
【００３２】
なお、一定期間内における現像装置２０のトナー入換量は、出力する画像の面積［ｃｍ２］や画像面積率［％］などの種々の情報から把握することが可能である。本実施形態では、画像面積率からトナー入換量を把握する場合を例に挙げて説明する。なお、画像面積率［％］は次のようにしてトナー入換量［ｍｇ／ｐａｇｅ］という単位に換算して利用する。本実施形態においては、適正な現像能力を発揮した場合、Ａ４の転写紙に対して１００％のベタ画像を出力するときに３００［ｍｇ］のトナーを消費し、３００［ｍｇ］のトナーが補給される。よって、この場合のトナー入換量は３００［ｍｇ／ｐａｇｅ］となる。ただし、画像面積率をトナー入換量に換算する場合、例えば基準の転写紙をＡ４横通紙に設定したときには、出力する全ての転写紙をこの基準転写紙に換算して画像面積率を換算する等の必要がある。本実施形態における現像装置２０の現像剤容量は２４０［ｇ］である。
【００３３】
図６は、横軸に画像面積率［％］をとり、縦軸に現像γ［ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ］をとったグラフである。
このグラフは、図６に示すグラフのときと同様に、標準線速モードにおいてトナー濃度を一定に保ったまま、画像面積率ごとに１００枚連続印刷を行ったときのものである。このグラフから、画像面積率が基準値である５［％］を超えると、現像γは高くなる傾向があることがわかる。よって、本実施形態のプリンタにおいては、画像面積率が５［％］よりも高い場合、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くしてトナー濃度を低めに誘導し、現像γを落として画像濃度を一定にすることが望まれる。逆に、目標出力値Ｖｔｒｅｆを高くした後に画像面積率が５［％］以下の出力した場合には、目標出力値Ｖｔｒｅｆを低くしてトナー濃度を高めに誘導する必要がある。
【００３４】
図７は、目標出力値変更手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
この目標出力値補正処理は各印刷のＪＯＢの終了ごとに実行する。制御部１００は、印刷ＪＯＢが終了したら、まず、直前までに印刷した過去数枚分あるいは数十枚分という一定期間内に出力した画像の画像面積率［％］の移動平均値を算出する（Ｓ１）。画像面積率［％］の移動平均値ではなく、単純な平均値でもよいが、移動平均値を用いることにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚のトナー入換量の履歴を知ることができる。よって、本実施形態では移動平均値を用いることにする。この移動平均値は、簡単のため、下記の数１に示す式に従って算出したものを用いる。
【数１】
【００３５】
ここで、「Ｎ」は画像面積率のサンプリング数（累積枚数）であり、「Ｍ（ｉ−１）」は前回算出した移動平均値であり、「Ｘ（ｉ）」は今回の画像面積率である。なお、Ｍ（ｉ）及びＸ（ｉ）は色ごとに個別に算出されるものである。
【００３６】
本実施形態のように、前回算出した移動平均値を用いて、今回の移動平均値を求めるので、過去数枚あるいは数十枚という画像面積率のデータをＲＡＭ１０３に保存する必要がなくなるため、ＲＡＭ１０３の使用領域を大幅に減少させることができる。また、累積枚数Ｎを適宜変更することで、制御のレスポンスを変更することが可能となる。例えば環境変動や経時において累積枚数Ｎを変更すると、より効果的に制御することができる。
【００３７】
このようにして移動平均値を算出したら、次に、制御部１００は、Ｖｔｒｅｆレジスタから目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値と目標出力値Ｖｔｒｅｆの初期値とを取得する（Ｓ２）。なお、Ｖｔｒｅｆの初期値と現在値とは式２のように定義する。
【数２】
【００３８】
また、制御部１００は、透磁率センサ２６の感度情報を取得する（Ｓ３）。透磁率センサ２６の感度は、単位が［Ｖ／ｗｔ％］で表されるものであり、センサ固有の値である（図５にプロットした直線の傾きの絶対値が感度である。）。そして、直前の透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを取得し（Ｓ４）、上記Ｓ２で取得した目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値を使って、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆを算出する（Ｓ５）。その後、制御部１００は、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正するか否かを判断する。例えば、前回のプロセスコントロールが成功したか否か、あるいは、上記Ｓ５において算出したＶｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否か、などを判断基準とする。本実施形態では、上記Ｓ５において算出したＶｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ６）。
【００３９】
Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっている場合、ＬＵＴを参照して補正量ΔＶｔｒｅｆを決定する（Ｓ７）。具体的には、まず、ＬＵＴを参照して、上記Ｓ１で算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、上記Ｓ３で取得した透磁率センサ２６の感度を用いて、下記の数３に示す式から目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。算出した補正量ΔＶｔｒｅｆは、ＲＡＭ１０３に保存する。なお、補正量ΔＶｔｒｅｆは、色ごとに個別に算出される。
【数３】
【００４０】
下記の表１は、透磁率センサ２６の感度が０．３の場合のＬＵＴの例を示すものである。
【表１】
【００４１】
本実施形態で使用するＬＵＴは以下の手法を用いて作製した。
図８は、画像面積率の移動平均値［％］を横軸にとり、基準のトナー濃度に対して現像γを一定にするためにトナー濃度を変化させるマイナス方向のトナー濃度補正量［ｗｔ％］を縦軸にとったときのグラフである。
このグラフによれば、例えば画像面積率の移動平均値が８０％の場合、トナー濃度補正量ΔＴＣを−１［ｗｔ％］としてトナー濃度制御を行うと、現像γが一定に保たれるということがわかる。画像面積率の移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔＴＣは、対数近似がもっとも精度よく近似できる。そのため、ＬＵＴに用いる移動平均値に対するトナー濃度補正量ΔＴＣは、この対数近似の方法を用いて決定した。本実施形態においては、上記表１に示すように、移動平均値が１０％未満の場合には補正ステップを１％ごとに設定し、移動平均値が１０％以上の場合には補正ステップを１０％ごとに設定した。この補正ステップは、現像剤や現像装置の特性に応じて任意に変更が可能である。
また、現像剤の使用状況は色ごとに異なるので、現像装置２０ごとに補正ステップや目標出力値補正処理の実行タイミングなどの各種条件を異ならせるようにしてもよい。特に、最大補正量を色ごとに調整するのが望ましい。この場合、例えば上記数３に代えて下記の数４に示す式を用いるようにする。
【数４】
【００４２】
以上のようにＬＵＴを参照して補正量ΔＶｔｒｅｆを決定したら（Ｓ７）、次に、制御部１００は、決定した補正量ΔＶｔｒｅｆと上記Ｓ２で取得したＶｔｒｅｆの初期値とから、下記の数５に示す式から、補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆを色ごとに算出する（Ｓ８）。
【数５】
【００４３】
次に、制御部１００は、算出したＶｔｒｅｆの上下限処理を行う（Ｓ９）。具体的には、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された上限値を越える場合には、その上限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。一方、算出したＶｔｒｅｆが予め設定された下限値を下回る場合には、その下限値を補正後のＶｔｒｅｆとする。なお、算出したＶｔｒｅｆがこれらの上限値と下限値の間である場合には、その算出したＶｔｒｅｆを補正後のＶｔｒｅｆとする。このようにして得られた補正後のＶｔｒｅｆは、Ｖｔｒｅｆの現在値としてＲＡＭ１０３に保存される（Ｓ１０）。
【００４４】
本目標出力値補正処理は、連続印刷中においては、前回の現像終了時から今回の現像開始時までの間に実行するのが望ましい。このようなタイミングで行うことで、連続印刷中においても、出力画像１枚ごとに適切に補正された目標出力値Ｖｔｒｅｆを用いてトナー濃度制御を行うことができる。
【００４５】
次に、本発明の特徴点について、実施例１、２に基づき説明する。
【００４６】
［実施例１］
まず、実施例１について、説明する。
本発明者らは、本目標出力値補正処理の追従性を確認するため現像γを変化させて実験を行った。以下に、本発明者らが行った実験について、実験１乃至３として、具体的に説明する。
【００４７】
［実験１］
まず、本発明者らが行った実験１について、説明する。
実験１は、標準環境設定（２３℃、湿度６５％）、実験開始前現像γが０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］において本目標出力値補正処理を行い、スタートの画像面積率を０％とし、以降２０枚印刷毎に画像面積率を２０％増加させたときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認する実験である。なお、本目標出力値補正処理に用いる画像面積率の移動平均は、上記数１を用いて算出し、累積枚数Ｎを１０枚に設定した。また、実験１の現像システムは、目標画像濃度（ＩＤ）を１．４に設定したものである。実験１の実験結果を図９に示す。なお、図９は、実験開始前現像γが０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］のいずれかのときの実験結果であるが、他の現像γで行ったときの実験結果も、図９とほぼ同じ結果が得られた。図の横軸は、プリント枚数、縦軸の第１軸（図中右側）は、ΔＶｔｒｅｆ、縦軸の第２軸（図中左側）は、画像濃度（ＩＤ）をそれぞれ示している。また、図中点線は、ΔＶｔｒｅｆであり、図中実線は、画像濃度である。
図９からわかるように、本目標出力値補正処理を行うことで、いずれの画像面積率でも、画像濃度をほぼ一定値に保つことができることがわかった。
図９からわかるように、本現像システムにおいては、現像γが、０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］のとき、本目標出力値補正処理を行うことで、画像濃度をほぼ一定値に保つことができることがわかった。
【００４８】
［実験２］
次に、実験２について説明する。
実験２は、実験開始前現像γを１．８［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］にして、実験１と同様の実験を行った。その結果を図１０に示す。
図１０からわかるように、現像γが、１．８［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］と高い場合、出力する画像の画像面積率が、２０％以上となってくると、画像濃度（ＩＤ）が高くなることがわかった。
現像γが１．８［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］と高い場合、出力する画像の画像面積率が、高くなるにつれて、画像濃度が高くなる理由は、次のように考えられる。すなわち、現像γが高い場合は、現像装置内のトナーが帯電されにくい状態となっており、現像装置内のトナーが十分帯電していない。このため、現像能力が高くなり、現像γが高くなったと考えられる。そして、現像装置内のトナーが帯電されにくい状態において、出力画像の画像面積率が高くなって、現像装置内に補給されるトナーが多くなると、次の画像形成までに現像装置内に十分帯電しないトナーが多くなる。その結果、出力画像の画像面積率が高くなるにつれて、画像濃度（ＩＤ）が高くなったと考えられる。
よって、現像γ（現像能力）が高く、現像装置内のトナーが帯電されにくい状態のときは、実験１の現像システムに比べて、現像装置内のトナー濃度を低下させて、現像装置内のトナーが、キャリアと接触する確率を増やして、現像装置内のトナーが帯電されやすい状態にする必要がある。
【００４９】
［実験３］
次に、実験３について説明する。
実験３は、実験開始前現像γを０．４［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］にして、実験１と同様の実験を行った。その結果を図１１に示す。
図１１からわかるように、出力する画像の画像面積率が、０％〜５０％の間で、画像濃度（ＩＤ）が低くなることがわかった。
現像γが０．４［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］と低い場合、出力する画像の画像面積率が、低いときに画像濃度が低下する理由は、次のように考えられる。すなわち、現像γが低い場合は、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態となっており、現像装置内のトナーが十分帯電しているため、現像能力が低下し、現像γが低くなったと考えられる。現像装置内のトナーを帯電させやすい状態において、出力画像の画像面積率が低く、現像装置内に補給されるトナーが少ないと、次の画像形成までに現像装置内のトナーが必要以上に帯電してしまう。その結果、出力画像の画像面積率が低いとき、画像濃度（ＩＤ）が低下したと考えられる。
よって、現像γ（現像能力）が低く、現像装置内のトナーが帯電しやすい状態のときは、実験１の現像システムに比べて、現像装置内のトナー濃度を増加させて、現像装置内のトナーが、キャリアと接触する確率を減らして、現像装置内のトナーを帯電しにくい状態にする必要がある。
【００５０】
なお、上述の実験１乃至３で用いた現像システムでは、現像γが０．６〜１．２［（ｍｇ／ｃｍ２）／ｋＶ］で、安定した画像濃度が得られているが、現像装置の構成などによって、安定した画像濃度が得られる現像γの範囲は異なる。
【００５１】
上述の実験１〜３の結果を鑑み、実施例１の目標出力値変更手段の処理は、トナー入換量を把握するための情報である画像面積率と、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報である現像γ（現像能力）とに基づいて、目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するよう構成した。
【００５２】
図１２は、実施例１の目標出力値変更手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
図に示すように、実施例１の目標出力値補正処理は、画像面積率［％］の移動平均値を算出したら、プロセスコントロール実行時に算出した現像能力である現像γを取得する（Ｓ１２）。なお、実施例１では、上記プロセスコントロールは、１００枚印刷毎に行っている。現像γを取得したら、上述の図７同様、目標出力値Ｖｔｒｅｆの現在値と目標出力値Ｖｔｒｅｆの初期値、透磁率センサ２６の感度情報、直前の透磁率センサ２６の出力値Ｖｔを取得し、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆを算出して、Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっているか否かを判断する（Ｓ１３〜Ｓ１７）。
【００５３】
Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆの結果が所定範囲内に収まっている場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、取得した現像γを参照して、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正する補正係数ａを決定する（Ｓ１８）。実施例１においては、現像γが適正範囲よりも高い場合は、補正係数ａを−０．２［ｗｔ％］とし、現像γが適正範囲よりも低い場合は、補正係数ａを０．２［ｗｔ％］とした。これにより、現像γが適正範囲よりも高い場合は、現像γが適正範囲にあるときのトナー濃度よりも低くなる方向にトナー濃度が補正され、現像γが適正範囲よりも低い場合は、現像γが適正範囲にあるときのトナー濃度よりも高くなる方向にトナー濃度が補正される。なお、補正係数ａの値は、現像システムによって適宜設定する数値である。
次に、ＬＵＴおよび補正係数ａに基づいて補正量ΔＶｔｒｅｆを決定する（Ｓ１９）。具体的には、上述同様、ＬＵＴを参照して、算出した移動平均値に対応するトナー濃度補正量ΔＴＣ（トナー濃度を変化させる量）を決定する。トナー濃度補正量ΔＴＣを決定した後、Ｓ１８で決定した補正係数ａで、決定したトナー濃度補正量ΔＴＣを補正し、透磁率センサ２６の感度を用いて、下記の数６に示す式から目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを算出する。算出した補正量ΔＶｔｒｅｆは、ＲＡＭ１０３に保存する。なお、補正量ΔＶｔｒｅｆは、色ごとに個別に算出される。
【数６】
【００５４】
以上のようにＬＵＴと補正係数ａを用いて補正量ΔＶｔｒｅｆを決定したら、上述同様、制御部１００は、上記数５から、補正後の目標出力値Ｖｔｒｅｆを色ごとに算出して、算出したＶｔｒｅｆの上下限処理を行う（Ｓ２１〜Ｓ２２）。
【００５５】
この実施例１においては、プロセスコントロールが印刷枚数１００枚毎に実行されているため、トナー濃度補正量ΔＴＣの補正は、印刷枚数１００枚毎に補正される。
また、上述では、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報である現像γに基づいて、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正係数ａで補正して、補正量ΔＶｔｒｅｆを修正しているが、これに限られない。例えば、現像γが高いときのＬＵＴと、現像γが適正範囲にあるときのＬＵＴと、現像γが低いときのＬＵＴとをＲＡＭ１０３に保存しておき、現像γに応じたＬＵＴ参照して、補正量ΔＶｔｒｅｆを決定してもよい。この場合も、現像γが低いときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆは、画像面積率の移動平均が同じでも、現像γが適正範囲にあるときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆよりも低い値をとり、現像γが適正範囲にあるときによりもトナー濃度が高めに補正される。同様に、現像γが高いときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆは、画像面積率の移動平均が同じでも、現像γが適正範囲にあるときのＬＵＴを参照して決定される補正量ΔＶｔｒｅｆよりも高い値をとり、現像γが適正範囲にあるときによりもトナー濃度が低めに補正される。
【００５６】
また、上述では、ＬＵＴ中の画像面積率の全範囲において、一律に０．２［Ｗｔ％］を加算または減算しているが、これに限られない。例えば、図１０に示すように、現像γが高い場合は、画像面積率の移動平均が高くなるにつれて、画像濃度が高くなるので、画像面積率の移動平均が高いときのトナー濃度補正量ΔＴＣから減算する補正係数ａを、画像面積率が低いときに減算する補正係数ａよりも大きくしてもよい。同様に、図１１に示すように、現像γが低い場合は、画像面積率の移動平均が低いときに、画像濃度が低くなるので、画像面積率の移動平均が低いときのトナー濃度補正量ΔＴＣに加算する補正係数ａを、画像面積率の移動平均が高いときに加算する補正係数ａよりも大きくしてもよい。また、上述では、現像γが適正範囲よりも高い場合の補正係数と、低い場合の補正係数のみであるが、現像γの値に応じて、２種類以上の値を設けてもよい。
【００５７】
次に、実施例１の目標出力値補正処理の性能を総合的に評価するためにショートランニング試験を行った。このショートランニング試験条件は、標準線速（１２０ｍｍ／ｓ）で、下記表２に示すように画像面積率を変化させ、４５０枚連続通紙である。
図１３は、初期現像γを適性範囲より高くした場合の試験結果であり、図１４は、初期現像γを適正範囲より低くした場合の試験結果である。なお、図中実線は、現像γの値によって、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正した実施例１の目標出力値補正処理の試験結果であり、図中点線は、現像γの値によって、トナー濃度補正量ΔＴＣを補正しない比較例の目標出力値補正処理の試験結果である。
【表２】
【００５８】
図１３中点線の比較例の目標出力値補正処理は、出力画像が、低画像面積から高画像面積に移行したときに画像濃度ＩＤが高くなり、ショートラン試験中常に、画像濃度が目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）より高い値となっていた。一方、図１３中の実線で示した実施例１の目標出力値補正処理は、ショートラン試験全範囲において、画像濃度をほぼ目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）にすることができた。よって、実施例１の目標出力値補正処理のように、現像γが適正範囲よりも高いとき、トナー濃度補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算して、トナー濃度を現像γが適性範囲のときよりも低くなるように調整することで、画像濃度を一定に保つことができる。
【００５９】
図１４中点線の比較例の目標出力値補正処理は、出力画像が、高画像面積から低画像面積に移行したときに画像濃度ＩＤが低くなり、ショートラン試験中常に、画像濃度が目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）より低い値となっていた。一方、図１４中の実線で示した実施例１の目標出力値補正処理は、ショートラン試験全範囲において、画像濃度をほぼ目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）にすることができた。よって、実施例１の目標出力値補正処理のように、現像γが適正範囲よりも低いとき、トナー濃度補正量ΔＴＣに補正係数ａを加算して、トナー濃度を現像γが適性範囲のときよりも高くなるよう調整することで、画像濃度を一定に保つことができる。
【００６０】
また、上述では、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力である現像γを用いているが、これに限られない。環境条件が低湿低温環境下においては、現像装置内のトナーを帯電させやすいため、画像濃度が低下する。逆に、高温高湿環境下においては、現像装置内のトナーを帯電させにくいため、画像濃度が増加する。よって、装置内の環境を検知して、検知した環境条件が、低温低湿環境（１０℃、湿度１５％）のときは、補正量ΔＴＣに補正係数ａを加算する。これにより、低温低湿環境下における現像装置内のトナー濃度が、標準環境下よりも高くなり、現像装置内のトナーが標準環境下よりもキャリアとの接触確率が下がり、現像装置内のトナーを帯電させにくくすることができる。その結果、低温低湿環境下において、画像濃度が低下するのを抑制することができる。また、検知した環境条件が、高温高湿環境（２７℃、湿度８０％）のときは、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算する。これにより、高温高湿環境下における現像装置内のトナー濃度が、標準環境下よりも低くなり、現像装置内のトナーが標準環境下よりもキャリアとの接触確率が上がり、現像装置内のトナーを帯電させやすくすることができる。その結果、高温高湿環境下において、画像濃度が増加するのを抑制することができる。
なお、装置内の環境を検知する環境検知手段たる温湿度センサは、現像装置近傍に設けることが好ましいが、例えば、転写電流を決定するために用紙の搬送経路上に設けられた温湿度センサの値を用いてもよい。
【００６１】
また、トナーの経時変化によっても現像装置内のトナーの帯電させやすさが変化する。すなわち、トナーは、経時使用によって、外添剤が離脱するなどして、現像剤の流動性が悪化したり、トナー自体の帯電能力が低下したりして、経時変化する。このように、トナーが経時変化すると、現像装置内のトナーを帯電させにくくなり、画像濃度が高くなる。そこで、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、トナーの経時変化を用いて、トナーが経時変化している場合は、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算して、現像装置内のトナー濃度を低くする。これにより、現像装置内のトナーがキャリアとの接触確率が上がり、現像装置内のトナーを帯電させやすくすることができ、画像濃度を良好に維持することができる。なお、トナー経時変化は、印刷枚数から把握する。すなわち、トナーが経時変化して帯電しにくくなる印刷枚数を予め実験などによって、求めておき、この印刷枚数となったら、トナーが経時変化したと把握して、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算する。
【００６２】
また、トナー経時変化の情報と、環境情報と、現像γの情報とを用いて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを総合的に判断して、この判断した結果に基づいて補正量ΔＴＣに加算または減算する補正係数ａを決めてもよい。
【００６３】
また、上述では、補正量ΔＴＣに補正係数ａを減算または加算して、ΔＶｔｒｅｆを修正しているが、ΔＶｔｒｅｆに補正係数を加算または減算してΔＶｔｒｅｆを修正してもよい。もちろん、ΔＶｔｒｅｆに補正係数ａを乗算したり、除算したりして、ΔＶｔｒｅｆを修正してもよい。
【００６４】
［実施例２］
次に、実施例２について、説明する。
本発明者らは、本目標出力値補正処理の追従性を確認するため実験Ａ乃至Ｃの実験を行った。
［実験Ａ］
まず、本発明者らが行った実験Ａについて、説明する。
実験Ａは、標準環境設定（２３℃、湿度６５％）において本目標出力値補正処理を行い、スタートの画像面積率を０％とし、以降２０枚印刷毎に画像面積率を２０％増加させたときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認する実験である。なお、本目標出力値補正処理に用いる画像面積率の移動平均は、上記数１を用いて算出し、累積枚数Ｎを１０枚に設定した。また、実験Ａの現像システムは、目標画像濃度（ＩＤ）を１．４に設定したものである。実験Ａの実験結果を図１５に示す。なお、図の横軸は、プリント枚数、縦軸の第１軸（図中右側）は、ΔＶｔｒｅｆ、縦軸の第２軸（図中左側）は、画像濃度（ＩＤ）をそれぞれ示している。また、図中点線は、ΔＶｔｒｅｆであり、図中実線は、画像濃度である。
図１５からわかるように、ΔＶｔｒｅｆが低い（トナー濃度が高い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを増加（トナー濃度を減少）させた場合は、本目標出力値補正処理を行うことで、画像濃度をほぼ一定値に保つことができることがわかった。
【００６５】
［実験Ｂ］
次に、実験Ｂについて説明する。
実験Ｂは、実験Ａと同じ環境設定、同じ現像システムを用いて、次のような条件で実験を行ったときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認したものである。すなわち、スタートの画像面積率を１００％とし、以降２０枚印刷毎に画像面積率を２０％減少させる条件である。その結果を、図１６に示す。
図１６からわかるように、ΔＶｔｒｅｆが高い（トナー濃度が低い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを減少（トナー濃度を増加）させた場合は、プリント枚数が３０枚〜８０枚あたりにおいて、画像濃度（ＩＤ）が目標画像濃度（１．４）よりも高い値となってしまった。この実験２により、ΔＶｔｒｅｆが高い（トナー濃度が低い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを減少（トナー濃度を増加）させた場合は、実験１と同じ現像システムでは、出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性が十分でないことがわかった。
【００６６】
［実験Ｃ］
次に、実験Ｃについて説明する。
実験Ｃは、実験Ｂと同じ環境設定、同じ実験条件とし、画像面積率の移動平均に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定した現像システムを用いたときの出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を確認する実験である。その結果を、図１７に示す。
図１７からわかるように、画像面積率の移動平均に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定した現像システムにおいては、ΔＶｔｒｅｆが高い（トナー濃度が低い）状態から、ΔＶｔｒｅｆを減少（トナー濃度を増加）させた場合において、画像濃度をほぼ一定値に保つことができ、出力画像の画像濃度（ＩＤ）の安定性を十分確保することができた。
【００６７】
画像面積率の移動平均の算出に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定した実験Ｃの現像システムを用いると、画像面積率の移動平均に用いる累積枚数Ｎを１０枚に設定した実験Ｂの現像システムに比べて、出力画像濃度が安定する理由は、次のように考えられる。すなわち、図１６に示すように、実験Ｂの現像システム（累計枚数１０枚に設定したシステム）においては、画像面積率が減少（例えば、１００％から８０％に減少）すると、ΔＶｔｒｅｆが急激に減少（トナー濃度が急激に増加）した後、所定の値にΔＶｔｒｅｆに安定している。一方、図１７に示すように、実験Ｃの現像システム（累計枚数２０枚に設定したシステム）においては、画像面積率が減少（例えば、１００％から８０％に減少）したとき、実験Ｂのシステムに比べて、ΔＶｔｒｅｆが徐々に減少（トナー濃度が徐々に増加）していることがわかる。これは、上述したように、本目標値補正処理は、画像面積率の移動平均とΔＶｔｒｅｆとが関連づけられたＬＵＴを参照して、画像面積率の移動平均からΔＶｔｒｅｆが決定されている。例えば、画像面積率が、１００％から８０％に減少したとき、累計枚数Ｎが１０枚の場合は、画像面積率の移動平均が８０％に対応するΔＶｔｒｅｆとなる３０枚目までΔＶｔｒｅｆが低下し、３０枚目から４０枚目までのプリントでは、画像面積率の移動平均が８０％に対応するΔＶｔｒｅｆに設定される。一方、累計枚数Ｎが２０枚の場合は、画像面積率の移動平均が８０％に対応するΔＶｔｒｅｆとなる４０枚目まで、ΔＶｔｒｅｆが低下し続ける。すなわち、累計枚数Ｎが１０枚の場合は、２０枚〜３０枚の１０枚の間で画像面積率の移動平均１００％〜８０％の間で設定されたＬＵＴのΔＶｔｒｅｆの値を全て取り得る。一方、累計枚数Ｎが２０枚の場合は、２０枚〜４０枚の２０枚の間で画像面積率の移動平均１００％〜８０％の間で設定されたＬＵＴのΔＶｔｒｅｆの値を全て取り得る。すなわち、実験Ｂにおいては、１０枚で所定のトナー濃度に安定するが、実験Ｃでは２０枚で所定のトナー濃度に安定し、実験Ｂよりも実験Ｃの現像システムの方が、変更速度が遅くなるのである。そして、このように、移動平均を算出する累計枚数Ｎを１０枚から２０枚に増やして、変更速度を遅くすることで、ΔＶｔｒｅｆの急激な減少が抑えられる。なお、ここで言う「変更速度」ＶＨは、次の式で表すことができる。
ＶＨ＝（Ｖｔｒｅｆの変更量）／ＮＸ
ＮＸは、ある画像面積率を有する画像を所定回数連続出力させて所定値に安定させた目標出力値Ｖｔｒｅｆ−Ａから、この画像面積率と画像面積率が所定量異なる画像を連続出力したときに、目標出力値Ｖｔｒｅｆ−Ｂに安定するまでにかかる画像形成枚数である。なお、Ｖｔｒｅｆの変更量は、（Ｖｔｒｅｆ−Ａ−Ｖｔｒｅｆ−Ｂ）である。
【００６８】
実験Ｂのシステムにおいては、出力する画像面積率が減少すると、ΔＶｔｒｅｆを決定するために用いられる画像面積率の移動平均が急激に低下するため、ΔＶｔｒｅｆが急激に低下して、トナー濃度が急激に増加する。このため、現像装置内に供給されるトナー量は、トナー濃度増加分急激に増加する。その結果、現像装置内に新しいトナーが急激に多くなり、次の画像形成までに、十分に帯電していないトナーが多くなる。その結果、画像濃度（ＩＤ）が目標ＩＤより高くなる。特に、出力する画像面積率が高い場合は、画像形成で消費されるトナーが多いため、現像装置内に補給される新しいトナーが多い。このとき、トナー濃度が急激に増加して、その増加分について、トナーが現像装置内に供給されると、現像装置内の新しいトナーがさらに多くなる。このため、低画像面積のときに比べて、画像濃度（ＩＤ）が目標ＩＤより高くなりやすい。一方、実験Ｃのシステムにおいては、出力する画像面積率が減少しても、ΔＶｔｒｅｆを決定するために用いられる画像面積率の移動平均が急激に低下しない。よって、ΔＶｔｒｅｆが徐々に低下してトナー濃度が徐々に増加する。このため、トナー濃度増加によって供給されるトナー量が徐々に増加する。従って、次の画像形成までに、現像装置内のトナー平均帯電量を所望にまで帯電させることができる。その結果、画像濃度（ＩＤ）を安定させることができる。
【００６９】
なお、トナー濃度が低下する場合、実験Ｃのように画像面積率の移動平均の算出に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定すると、次のような不具合が起こる。移動平均の算出に用いる累積枚数Ｎを２０枚に設定すると、累積枚数Ｎを１０枚に設定したときに比べて、変更速度が遅くなり、目標トナー濃度が徐々に低下することとなる。その結果、画像出力後に補給されるトナーの目標トナー濃度減少分減る量が少なく、現像装置内に多くのトナーが供給される。また、現像装置内のトナー濃度も高いので、次の画像形成までに供給されたトナーが十分帯電できず、現像装置内のトナーの平均帯電量が所望よりも下がってしまう。その結果、画像濃度が高くなってしまう。特に、画像面積率の移動平均が低く、かつ、トナー濃度が高い場合であるときは、現像装置内に多くのトナーが存在している。このような状態から、画像面積率が高い画像が連続出力された場合は、現像装置内に多くの新しいトナーが供給される。このとき、トナー濃度の低下がゆっくりだと、現像装置内のトナーがキャリアと接触する確率がなかなかあがらず、多くのトナーが十分に帯電しない状態となって、画像濃度が高くなりやすい。
よって、累積枚数Ｎを１０枚に設定して、目標トナー濃度をすばやく減少させた方が、累積枚数Ｎを２０枚に設定して、目標トナー濃度を徐々に減少させるものに比べて、現像装置内のトナー平均帯電量の低下を抑制することができる。その結果、現像能力が高くなるのを抑制でき、画像濃度ＩＤが目標ＩＤより高くなるのを抑制することができる。
【００７０】
以上、実験Ａ乃至Ｃを行った結果、現像装置内の目標トナー濃度を高める場合は、徐々に高めた方がよく、現像装置内の目標トナー濃度を低くする場合は、急激に下げた場合が良いことがわかった。すなわち、現像装置内の目標トナー濃度を高める場合と、現像装置内の目標トナー濃度を低くする場合とで、目標出力値Ｖｔｒｅｆの変更の仕方を異ならせることが好ましい。
【００７１】
上述の実験Ａ〜Ｃの結果を鑑み、実施例２の目標出力値変更手段の処理は、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときは、現像装置内の目標トナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときよりも、変更速度が長くなるよう目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正するようにした。具体的には、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）を、現像装置内のトナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）よりも多くする。このように、サンプリング数を多くすることで、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向の画像面積率の低い画像が連続出力されたときに、変更速度を遅くすることができる。変更速度を遅くすることで、目標トナー濃度が徐々に増加するようになり、画像濃度が高くなるのを抑制することができる。
【００７２】
本実施例２では、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）を２０枚とし、現像装置内の目標トナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するときの画像面積率の移動平均を算出するときの画像面積率のサンプリング数Ｎ（累積枚数）を１０枚に設定した。なお、サンプリング数Ｎの値は、現像剤の特性、現像剤容量、現像装置の構成などに基づいて適宜設定する数値である。
【００７３】
また、現像装置内の目標トナー濃度を高める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆが変更されるか、現像装置内の目標トナー濃度を低める方向に目標出力値Ｖｔｒｅｆが変更されるかは、処理直前に出力した画像の画像面積率が、増加傾向であるか下降傾向であるかで判断することができる。具体的には、処理直前に出力した画像が、前回処理したときに算出した画像面積率の移動平均よりも大きい場合は、処理直前に出力した画像の画像面積率が、増加傾向であると判断する。一方、処理直前に出力した画像が、前回処理したときに算出した画像面積率の移動平均よりも小さい場合は、処理直前に出力した画像の画像面積率が、下降傾向であると判断する。
【００７４】
図１８は、実施例２の目標出力値変更手段による目標出力値補正処理の流れを示すフローチャートである。
図に示すように、実施例２の目標出力値補正処理は、まず、処理直前に出力した画像の画像面積率が、増加傾向であるか否かを判定する（Ｓ３１）。具体的には、前回算出した移動平均値Ｍ（ｉ−１）から、今回の画像面積率Ｘ（ｉ）を減算することで、判定する。Ｍ（ｉ−１）−Ｘ（ｉ）≦０のときは、画像面積率が増加傾向であると判定して、画像面積率のサンプリング数をＮ１＝１０枚で、移動平均値Ｍ（ｉ）を算出する（Ｓ３２）。一方、Ｍ（ｉ−１）−Ｘ（ｉ）＞０のときは、画像面積率が増加傾向であると判定して、画像面積率のサンプリング数をＮ２＝２０枚で、移動平均値Ｍ（ｉ）を算出する（Ｓ３３）。以降、先の図７同様の処理を行って、目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正する（Ｓ３４〜Ｓ４２）。
【００７５】
次に、実施例２の目標出力値補正処理の性能を総合的に評価するためにショートランニング試験を行った。このショートランニング試験条件は、標準線速（１３８ｍｍ／ｓ）で、先の表２に示すように画像面積率を変化させ、４５０枚連続通紙である。
図１９は、試験結果である。なお、図中実線は、今回の画像面積率が増加傾向か下降傾向かで、移動平均を算出するために用いるサンプリング数を異ならせた実施例２の目標出力値補正処理の試験結果である。図中点線は、移動平均を算出するために用いるサンプリング数を一律１０枚とした比較例の目標出力値補正処理の試験結果である。
【００７６】
図１９中点線の比較例の目標出力値補正処理は、出力画像が、高画像面積から低画像面積に移行したときに画像濃度ＩＤが一次的に高くなった。特に、連続して出力する画像が、高画像面積から低画像面積へとなるときの画像面積の差分が大きいほど、画像濃度が高くなる傾向が見られた。一方、図１９中の実線で示した実施例２の目標出力値補正処理は、ショートラン試験全範囲において、画像濃度をほぼ目標画像濃度（ＩＤ＝１．４）にすることができた。よって、実施例２の目標出力値補正処理のように、今回の画像面積率が下降傾向のとき、移動平均を算出するために用いるサンプリング数を増加傾向ときに比べて増やす処理を行って、目標トナー濃度が急激に増加しないようにすることで、画像濃度を一定に保つことができる。
【００７７】
また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、目標トナー濃度が多少急激に増加しても、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができる。しかし、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、通常時よりもさらにゆっくり目標トナー濃度を増加させないと、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。このため、現像装置内のトナーの帯電させやすさに基づいて、変更速度を変更するのが好ましい。現像装置内のトナーの帯電させやすさに関する情報としては、装置内の環境、トナーの経時変化などが挙げられる。
【００７８】
現像装置内のトナーを帯電させやすさを把握する情報として、装置内環境を用いる場合は、装置内の環境を検知する環境検知手段たる温湿度センサを、現像装置近傍に設け、この温湿度センサの検知結果を上述の制御部１００で取得する。すなわち、上述の制御部１００が、第２情報検出手段として機能する。環境条件が低湿低温（１０℃、湿度１５％）環境下においては、現像装置内のトナーを攪拌したときの単位時間あたりの帯電量が多く、現像装置内のトナーを帯電させやすい。従って、このときは、標準環境（２３℃、湿度６５％）のときよりも移動平均に用いるサンプリング数を減らして変更速度を短くする。一方、環境条件が、高温高湿環境（２７℃、湿度８０％）のときは、現像装置内のトナーを攪拌したときの単位時間あたりの帯電量が少なく、現像装置内のトナーを帯電させにくい。従って、このときは、標準環境（２３℃、湿度６５％）のときよりも移動平均に用いるサンプリング数を増やして変更速度を遅くする。
【００７９】
また、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握する情報として、トナーの経時変化を用いる場合は、トナーが経時使用されて、トナーを帯電させにくい状態となったら、移動平均に用いるサンプリング数を増やして変更速度を遅くする。なお、トナー経時変化は、印刷枚数から把握する。すなわち、トナーが経時変化して帯電しにくくなる印刷枚数を予め実験などによって、求めておき、この印刷枚数となったら、移動平均に用いるサンプリング数を増やして変更速度を遅くする。
【００８０】
なお、トナー経時変化の情報、環境情報を用いて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを総合的に判断して、この判断した結果に基づいて移動平均に用いるサンプリング数を決定してもよい。
【００８１】
以上、本実施形態の実施例１によれば、環境変動などによる現像装置内のトナーの帯電させやすさの変化にも対処して適切な画像濃度を得ることができるという優れた効果がある。
【００８２】
また、実施例１によれば、第２情報検出手段としての制御部１００は、現像能力である現像γを検出して、現像γの値に基づいて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することで、精度よく、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００８３】
また、装置内の環境情報から、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００８４】
また、２成分現像剤の経時変化から、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００８５】
また、トナー濃度制御基準値変更手段たる制御部は、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報に基づいて決定されるトナー濃度制御基準値たる目標出力値Ｖｔｒｅｆの補正量ΔＶｔｒｅｆを、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握する情報に基づいて、修正する。これにより、現像装置２０の現像能力が一定に維持されるように目標出力値Ｖｔｒｅｆを補正することができる。
【００８６】
また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、トナーが過剰に帯電して、画像濃度を低下させるおそれがあるので、画像濃度を一定するためには、通常時よりも現像装置内の目標トナー濃度を高くする必要がある。従って、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態を示す情報を検出したときは、現像装置内の目標トナー濃度が増加する方向に目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを修正する。これにより、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、画像面積率の移動平均値が同じであっても、現像装置の目標トナー濃度が通常時よりも高くなる。その結果、現像装置内のトナーがキャリアと接触する確率が通常時よりも減り、現像装置内のトナーが過剰に帯電されてしまうのを抑制することができる。これにより、画像濃度を安定させることができる。
【００８７】
また、先の図１１に示すように、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、所定期間内における現像装置内のトナー入換量たる画像面積率の移動平均値が低いときの方が、高いときに比べて画像濃度が低下しやすい。従って、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、画像面積率の移動平均の低い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量を、画像面積率の移動平均の高い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量よりも多くする。これにより、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときにおける、画像面積率の移動平均の値が低いのときの画像濃度の低下を抑制することができる。
【００８８】
また、現像装置内のトナーを帯電させにくいときは、次の画像形成までに現像装置内のトナーを十分に帯電させることができず、画像濃度が高くなるおそれがある。よって、トナーを帯電させにくいときは、画像面積率の移動平均値が同じであっても、現像装置の目標トナー濃度を通常時よりも低くする必要がある。従って、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態を示す情報を検出したときは、目標トナー濃度が低くなる方向に目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆを修正する。これにより、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、画像面積率の移動平均値が同じであっても、現像装置の目標トナー濃度が通常時よりも低くなる。その結果、現像装置内のトナーがキャリアと接触する確率が通常時よりも増え、次の画像形成までに現像装置内のトナーを所望の平均帯電量することができる。これにより、画像濃度を安定させることができる。
【００８９】
また、先の図１０に示すように、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、画像面積率の移動平均値が高いときの方が、低いときに比べて画像濃度が上昇しやすい。従って、現像装置内のトナーを帯電させにくいときは、画像面積率の移動平均の高い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量を、画像面積率の移動平均の低い値に対応する目標出力値の補正量ΔＶｔｒｅｆの修正量よりも多くする。これにより、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときにおける、画像面積率の移動平均の値が高いのときの画像濃度の上昇を抑制することができる。
【００９０】
また、目標トナー濃度を増加する方向に補正するときの目標トナー濃度の変更速度を、減少する方向に補正するときの目標トナー濃度の変更速度より遅くした。これにより、目標トナー濃度が増加する方向に補正されるとき、目標トナー濃度が急激に増加して、現像装置内に十分帯電されていないトナーが増えて、画像濃度が高まるのを抑制することができる。また、目標トナー濃度が減少する方向に補正されるときの目標トナー濃度の変更速度は、トナー濃度が増加するときの変更速度よりも早いので、目標トナー濃度をすばやく減少させることができる。これにより、目標トナー濃度を減少させる方向に補正するときに画像濃度が高くなるのを抑制することができる。
【００９１】
また、トナー濃度制御基準値変更手段は、上記制御部１００の検出結果から得られる上記所定期間内に形成した画像の画像面積率の移動平均値に基づいて、上記目標出力値Ｖｔｒｅｆを変更するものである。これにより、現時点での現像剤特性を知るのに適した、過去数枚分のトナー入換量の履歴を把握することができる。その結果、目標出力値Ｖｔｒｅｆをより適正に補正することができる。
【００９２】
また、目標トナー濃度が増加する方向に補正するときに、移動平均を算出するために用いるサンプリング数Ｎ（累計枚数）を、目標トナー濃度を減少する方向に補正するときよりも多くすることで、前回出力した画像面積率に対して今回出力した画像面積率が大幅に小さくても、移動平均が大幅に減少することが抑制される。その結果、トナー濃度が急激に増加するのを抑制することができ、現像能力を一定に維持して、一定の画像濃度を維持することができる。また、トナー濃度が減少する方向に変更させるときにおける、移動平均を算出するために用いるサンプリング数Ｎ（累計枚数）が、トナー濃度を増加させるときに比べて、少ない。よって、前回出力した画像面積率に対して今回出力した画像面積率が大幅に大きい場合、移動平均が大幅に上昇して、トナー濃度が急激に減少する。これにより、トナー濃度を、出力した画像の画像面積率に対応したトナー濃度にすばやく減少させることができる。これにより、現像能力を一定に維持して、一定の画像濃度を維持することができる。
【００９３】
また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、トナー濃度が多少急激に増加して、現像装置内に補給されるトナー量が多少急激に増加しても、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができる。しかし、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、通常時よりもさらにゆっくりトナー濃度を増加させないと、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。また、現像装置内のトナーを帯電させやすい状態のときは、現像装置内のトナー濃度を多少ゆっくり減少させても現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができる。しかし、現像装置内のトナーを帯電させにくい状態のときは、通常時よりもさらに急激トナー濃度を減少させないと、現像装置内のトナーを次の画像形成までに十分帯電させることができず、画像濃度が高くなってしまう。このように、現像装置内のトナーの帯電させやすさによって、トナー濃度増加時および減少時における変更速度が異なってくる。よって、第２情報検出手段たる制御部で、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報を検出して、その検出結果に基づいて前記変更速度を変更する。これにより、現像装置内の帯電させやすさが変化しても、トナー濃度増加時および減少時の画像濃度を一定に維持することができる。
【００９４】
また、制御部１００は、現像能力である現像γを検出して、現像γの値に基づいて、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することで、精度よく、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００９５】
また、装置内の環境情報から、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００９６】
また、２成分現像剤の経時変化から、現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握してもよい。これにより、現像γによって現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するものように、トナーパターンを作成せずとも、現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握することができる。
【００９７】
また、本実施形態によれば、上記第１の目標出力値補正手段は、前回の作像終了時から次回の作像開始時までの間に上記目標出力値Ｖｔｒｅｆの変更を行うものである。これにより、出力画像１枚ごとに適切に補正された目標出力値Ｖｔｒｅｆを用いてトナー濃度制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００９８】
６ 中間転写ベルト
１１ 感光体
２０ 現像装置
２６ 透磁率センサ
２７ 粉体ポンプ
３０ トナーカートリッジ
６２ 反射濃度センサ
１００ 制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９９】
【特許文献１】特開昭５７−１３６６６７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤によって前記像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値と、トナー濃度検出手段の出力値とに応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、
所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段と、
前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段と、
前記第１情報検出手段の検出結果と前記第２情報検出手段の検出結果とに基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、前記２成分現像剤の経時変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記第１情報検出手段の検出結果に基づいて決定される前記トナー濃度制御基準値の補正量を、前記第２情報検出手段の検出結果に基づいて、修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させやすい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記現像装置内のトナー濃度が増加する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記トナー濃度制御基準値変更手段は、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれかの画像形成装置において、
前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させにくい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記トナー濃度が低下する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、
所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段と、
少なくとも、前記情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備え
前記トナー濃度基準値変更手段は、前記現像装置内の前記トナー濃度を増加させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度を、前記現像装置内の前記トナー濃度を低下させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度よりも遅くしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を検出するものであって、
前記トナー濃度基準値変更手段は、前記情報検出手段の検出結果から得られる前記所定期間内に形成した画像の画像面積または画像面積率の移動平均値に基づいて、前記トナー濃度制御基準値を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
前記トナー濃度基準値変更手段は、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数を、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を低下させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数よりも多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像形成装置において、
前記現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段を有し、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前期第２情報検出手段の検出結果に基づいて前記変更速度を変更するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５いずれかの画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、経時の現像剤の変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１７いずれかの画像形成装置において、
上記第１のトナー濃度制御基準値変更手段は、前回の作像終了時から次回の作像開始時までの間に上記トナー濃度制御基準値の変更を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、
該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、
該トナー濃度制御基準値を変更する手段として少なくとも、所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段の検出結果と、該現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段検出結果とに基づいて上記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項１９】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、
該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、
該情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときと、トナー濃度を増加させる方向に変更するときとで、変更の仕方を異ならせたトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む２成分現像剤によって前記像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値と、トナー濃度検出手段の出力値とに応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、
所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段と、
前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段と、
前記第１情報検出手段の検出結果と前記第２情報検出手段の検出結果とに基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、前記２成分現像剤の経時変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記第１情報検出手段の検出結果に基づいて決定される前記トナー濃度制御基準値の補正量を、前記第２情報検出手段の検出結果に基づいて、修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させやすい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記現像装置内のトナー濃度が増加する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記トナー濃度制御基準値変更手段は、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至７いずれかの画像形成装置において、
前記第２情報検出手段が、前記現像装置内のトナーを帯電させにくい状態を示す情報を検出したとき、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前記トナー濃度が低下する方向に前記トナー濃度制御基準値の補正量を修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が多いときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量を、所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量が少ないときにおける、前記トナー濃度制御基準値の補正量の修正量に比べて多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
前記現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
前記現像装置内の前記２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて前記トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段と、を備えた画像形成装置において、
所定期間内における前記現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する情報検出手段と、
少なくとも、前記情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段と、を備え
前記トナー濃度基準値変更手段は、前記現像装置内の前記トナー濃度を増加させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度を、前記現像装置内の前記トナー濃度を低下させる方向に前記トナー濃度制御基準値をある値から別の値に変更するときの変更速度よりも遅くしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記情報検出手段は、画像の画像面積または画像面積率を検出するものであって、
前記トナー濃度基準値変更手段は、前記情報検出手段の検出結果から得られる前記所定期間内に形成した画像の画像面積または画像面積率の移動平均値に基づいて、前記トナー濃度制御基準値を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１の画像形成装置において、
前記トナー濃度基準値変更手段は、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数を、前記トナー濃度制御基準値を前記現像装置内のトナー濃度を低下させる方向に変更するときの前記移動平均値を算出するときの出力した画像の画像面積または画像面積率のサンプリング数よりも多くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２の画像形成装置において、
前記現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段を有し、前記トナー濃度制御基準値変更手段は、前期第２情報検出手段の検出結果に基づいて前記変更速度を変更するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、現像能力に関する情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４の画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、装置内の環境情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５いずれかの画像形成装置において、
前記第２情報検出手段は、前記現像装置内のトナーの帯電させやすさを把握するための情報として、経時の現像剤の変化を把握するための情報を検出するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１７いずれかの画像形成装置において、
上記第１のトナー濃度制御基準値変更手段は、前回の作像終了時から次回の作像開始時までの間に上記トナー濃度制御基準値の変更を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、
該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、
該トナー濃度制御基準値を変更する手段として少なくとも、所定期間内における該現像装置内のトナー入換量を把握するための情報を検出する第１情報検出手段の検出結果と、該現像装置内のトナーの帯電しやすさを把握するための情報を検出する第２情報検出手段検出結果とに基づいて上記トナー濃度制御基準値を変更するトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とする画像濃度制御方法。
【請求項１９】
潜像を担持する像担持体と、
トナーと磁性キャリアとを含む現像剤によって該像担持体上の潜像をトナー像に顕著化する現像装置と、
該現像装置内にトナーを補給するトナー補給装置と、
該現像装置内の該２成分現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検知手段と、
該現像装置内のトナー濃度を制御するために参照されるトナー濃度制御基準値に応じて該トナー濃度を制御するトナー濃度制御手段とを備えた画像形成装置における画像濃度制御方法おいて、
該情報検出手段の検出結果に基づいて前記トナー濃度制御基準値を現像装置内のトナー濃度を増加させる方向に変更するときと、トナー濃度を増加させる方向に変更するときとで、変更の仕方を異ならせたトナー濃度制御基準値変更手段を用いて、出力画像の画像濃度を制御することを特徴とする画像濃度制御方法。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２３８０３３（Ｐ２０１２−２３８０３３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９８４２６（Ｐ２０１２−１９８４２６）
【出願日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【分割の表示】特願２００７−４５６６４（Ｐ２００７−４５６６４）の分割
【原出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【分割の表示】特願２００７−４５６６４（Ｐ２００７−４５６６４）の分割
【原出願日】平成１９年２月２６日（２００７．２．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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