JP2001166547A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調再現性の優れた画像を安定して得ること
のできる画像形成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 画像信号が順次に２回補正されるように
直列に接続された第１の階調テーブルＬＵＴ＿１および
第２の階調テーブルＬＵＴ＿２、第１の制御用トナー像
の濃度と所定の第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ１
との差に基づき第１の階調テーブルＬＵＴ＿１を補正す
る第１の階調テーブル補正回路３１、第２の制御用トナ
ー像の濃度と所定の第２の制御用トナー像濃度目標値Ｔ
Ｇ２との差に基づき第２の階調テーブルＬＵＴ＿２を補
正する第２の階調テーブル補正回路３２、および第２の
階調テーブル補正回路３２による補正が行われた時点に
おいて第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ１を更新す
る第１の制御用トナー像濃度目標値更新回路３３を備え
た画像階調補正部１２＿１により画像の階調を補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機やプリンタ
などに用いられる画像形成装置において、用紙上に形成
された画像の濃度を測定してその測定結果に基づき画像
の濃度を補正して階調再現性の優れた画像を得る方法が
種々提案されている。例えば、特開平４−１９３５７６
号公報や特開平７−１８２４８０号公報などには、像担
持体上に画像に応じたトナー像を形成するのと同様の方
法で制御用トナー像を形成し、その制御用トナー像をト
ナー像と同様の方法で用紙上に転写して定着し、用紙上
に形成された定着後の制御用トナー像の濃度を、用紙搬
送路に沿って搬送されている途中で光学式の濃度センサ
により測定し、その測定結果に基づいて画像の階調補正
を行う方式の画像形成装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方式で
画像の階調補正を精度よく行うためには、画像形成プロ
セスの上流にあたる感光体上、用紙搬送部材、または中
間転写体上の現像性および階調再現性をそれぞれ一定の
範囲内に制御する必要がある。しかし、現像性の制御と
階調再現性の制御を組み合わせた場合に、用紙上の制御
用トナー像濃度による画像の階調補正を実行した時点の
状態が一定であるとは限らず、定着前の状態が変化して
しまった時には階調補正結果もずれてしまうという問題
がある。

【０００４】また、現像性の制御を行う方式として画像
信号情報により現像器へのトナー供給量を制御する方式
が知られているが、例えば、特開平６−１１９６５号公
報には、現像剤のトナー濃度をセンサで検出し、検出し
たトナー濃度に応じて現像器へのトナー供給量を補正す
るという制御方式が開示されている。

【０００５】しかし、この方式では、コントラストの小
さい、すなわち低Ｃｉｎ画像の場合、Ｃｉｎ（入力画像
信号）に対する出力濃度のリニアリティがなく、Ｃｉｎ
に対する出力濃度が低い。そのままの状態でトナー供給
量制御を行うことにより画像濃度が高濃度側にずれてし
まうという問題がある。

【０００６】現像性の制御を行う他の方式として、中間
調濃度の制御用トナー像を形成しその濃度をセンサで検
出して現像性制御を行う際に、現像剤の劣化が進んだ場
合や、環境条件により現像剤トナー濃度が低下した場合
には、検出している中間調濃度の制御用トナー像濃度は
安定に得られているが、高濃度側ではトナー供給不足に
より狙った画像濃度が得られないことがある。

【０００７】そこで、本発明者らは、像担持体上に中間
調濃度の制御用トナー像を形成し、その濃度をセンサで
検出し、それぞれの制御用トナー像の濃度と画像濃度に
おける濃度差に基づいて現像器へのトナー供給量を調整
するという方式の画像形成装置を提案している（特開平
１０−１８６７４７号公報参照）。この画像形成装置に
よれば、現像器のトナー濃度が極端に低下した後におい
てもトナー濃度を回復させて高濃度画像における画像濃
度を再現することができる。

【０００８】しかしながら、濃度検出用の制御用トナー
像として、感光体上または中間転写体上に形成されたト
ナー像を用いているため、２次転写以降の濃度の変動分
を含めた最終的な画質となる用紙上の定着像の濃度まで
保証するものとはいえない。

【０００９】また、特開平９−１１４２２２６号公報に
は、中間調濃度の制御用トナー像を形成してその濃度を
センサで検出することにより、その濃度が薄くなってき
た時には現像器のトナー収納部（トナーカートリッジ）
のトナーが空であることを判断するという方法が開示さ
れているが、この方法も上記と同様、最終的な画質とな
る用紙上の定着像の濃度を保証するものではなく、高精
度の階調再現性を安定して得ることは難しい。

【００１０】本発明は、上記の事情に鑑み、階調再現性
の優れた画像を安定して得ることのできる画像形成装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の画像形成装置は、表面に静電潜像を担持する
像担持体上に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現
像器内に収納されたキャリアおよびトナーからなる２成
分系の現像剤中のトナーを上記像担持体に転移させるこ
とにより像担持体上の静電潜像を現像して上記像担持体
上にトナー像を形成し、像担持体上に形成されたトナー
像を、最終的に所定の用紙上に転写し定着することによ
り用紙上に画像を形成する画像形成装置において、画像
の階調を画像信号上で補正する、画像信号が順次に２回
補正されるように直列に接続された第１および第２の階
調テーブルを有する画像階調補正部と、上記画像階調補
正部で補正された後の画像信号に基づいて上記像担持体
上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、所定の画
像濃度の未定着トナー像からなる第１の制御用トナー像
を形成する第１の制御用トナー像形成手段と、上記第１
の制御用トナー像の濃度を検出する第１の濃度センサ
と、上記像担持体上に形成され最終的に用紙上に転写さ
れ定着された所定の画像濃度の定着トナー像からなる第
２の制御用トナー像を形成する第２の制御用トナー像形
成手段と、上記第２の制御用トナー像の濃度を検出する
第２の濃度センサと、上記第１の制御用トナー像の濃度
と所定の第１の制御用トナー像濃度目標値との差に基づ
き、上記第１の階調テーブルを補正する第１の階調テー
ブル補正手段と、上記第２の制御用トナー像の濃度と所
定の第２の制御用トナー像濃度目標値との差に基づき、
上記第２の階調テーブルを補正する第２の階調テーブル
補正手段と、上記第２の階調テーブル補正手段による補
正が行われた時点において上記第１の制御用トナー像濃
度目標値を更新する第１の制御用トナー像濃度目標値更
新手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】また、上記目的を達成する本発明の第２の
画像形成装置は、表面に静電潜像を担持する像担持体上
に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に収
納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像
剤中のトナーを上記像担持体に転移させることにより像
担持体上の静電潜像を現像して上記像担持体上にトナー
像を形成し、像担持体上に形成されたトナー像を、最終
的に所定の用紙上に転写し定着することにより用紙上に
画像を形成する画像形成装置において、上記画像信号の
レベルに基づいて、その画像信号に応じて形成される静
電潜像を現像するために消費されるトナー量を算出する
トナー消費量算出手段と、上記トナー消費量算出手段で
算出されたトナー消費量に応じて上記現像器へのトナー
供給量を制御するトナー供給制御部と、上記像担持体上
に形成され最終的に用紙上に転写され定着された所定の
画像濃度の定着トナー像からなる第２の制御用トナー像
を形成する第２の制御用トナー像形成手段と、上記第２
の制御用トナー像の濃度を検出する第２の濃度センサと
を備え、上記トナー消費量算出手段が、上記第２の濃度
センサにより検出された上記第２の制御用トナー像の濃
度と、その第２の制御用トナー像が形成された時の画像
信号のレベルとに基づいて画像信号のレベルとトナー消
費量との対応関係を求める対応関係算出手段を含み、そ
の対応関係算出手段で求められた対応関係を参照しなが
ら、トナー消費量を算出するものであることを特徴とす
る。

【００１３】また、上記目的を達成する本発明の第３の
画像形成装置は、表面に静電潜像を担持する像担持体上
に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に収
納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像
剤中のトナーを上記像担持体に転移させることにより像
担持体上の静電潜像を現像して上記像担持体上にトナー
像を形成し、像担持体上に形成されたトナー像を、最終
的に所定の用紙上に転写し定着することにより用紙上に
画像を形成する画像形成装置において、所定の画像濃度
の未定着トナー像からなる第１の制御用トナー像を形成
する第１の制御用トナー像形成手段と、上記第１の制御
用トナー像の濃度を検出する第１の濃度センサと、上記
第１の濃度センサで検出された第１の制御用トナー像の
濃度が所定の第１の制御用トナー像濃度目標値に近付く
ように上記現像器へのトナー供給量を制御するトナー供
給制御部と、上記像担持体上に形成され最終的に用紙上
に転写され定着された、上記第１の制御用トナー像の濃
度よりも高濃度の定着トナー像からなる第２の制御用ト
ナー像を形成する第２の制御用トナー像形成手段と、上
記第２の制御用トナー像の濃度を検出する第２の濃度セ
ンサと、上記第２の濃度センサで検出された上記第２の
制御用トナー像の濃度が所定の第２の制御用トナー像濃
度目標値よりも下回った場合に、上記第１の制御用トナ
ー像濃度目標値を画像濃度が濃くなる方向に変更する第
１の制御用トナー像濃度目標値変更手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１４】さらに、上記目的を達成する本発明の第４
の画像形成装置は、表面に静電潜像を担持する像担持体
上に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に
収納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現
像剤中のトナーを上記像担持体に転移させることにより
像担持体上の静電潜像を現像して上記像担持体上にトナ
ー像を形成し、像担持体上に形成されたトナー像を、最
終的に所定の用紙上に転写し定着することにより用紙上
に画像を形成する画像形成装置において、トナーを蓄え
ておくトナータンクと、所定の画像濃度の未定着トナー
像からなる第１の制御用トナー像を形成する第１の制御
用トナー像形成手段と、上記第１の制御用トナー像の濃
度を検出する第１の濃度センサと、上記第１の濃度セン
サで検出された第１の制御用トナー像の濃度が所定の第
１の制御用トナー像濃度目標値に近付くように上記トナ
ータンクから上記現像器へのトナー供給量を制御するト
ナー供給制御部と、上記像担持体上に形成され最終的に
用紙上に転写され定着された、上記第１の制御用トナー
像の濃度よりも高濃度の定着トナー像からなる第２の制
御用トナー像を形成する第２の制御用トナー像形成手段
と、上記第２の制御用トナー像の濃度を検出する第２の
濃度センサと、上記第２の制御用トナー像の濃度が所定
の第２の制御用トナー像目標値よりも下回った場合に、
上記トナータンクが空もしくは空に近い状態である旨通
知する通知手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１の画像形成装置乃至
本発明の第４の画像形成装置が共通に適用されるカラー
プリント装置の概略構成図である。

【００１７】図１に示すように、このカラープリント装
置１は、いわゆる中間転写方式のタンデムカラープリン
ト装置であり、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ
（シアン）、およびＫ（黒）の４色のトナー像が形成さ
れる４つの画像形成エンジン１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，
１２Ｋと、これら各画像形成エンジン内に備えられた上
記４色に対応する像担持体１２＿３Ｙ，１２＿３Ｍ，１
２＿３Ｃ，１２＿３Ｋの表面に、各色ごとの画像信号に
応じた静電潜像を形成し、これら各像担持体上に形成さ
れた静電潜像を、上記各色のトナーおよびキャリアから
なる２成分系の現像剤が収納された現像器１２＿５Ｙ，
１２＿５Ｍ，１２＿５Ｃ，１２＿５Ｋで現像して各像担
持体上にそれぞれの色のトナー像を形成し、それらのト
ナー像を、最終的に用紙Ｐ上に転写し定着することによ
り用紙Ｐ上にカラー画像を形成するものである。

【００１８】画像形成エンジン１２Ｙ，１２Ｍ，１２
Ｃ，１２Ｋは、それぞれ上記の４色に対応する画像の階
調を画像信号上で補正する画像階調補正部１２＿１Ｙ，
１２＿１Ｍ，１２＿１Ｃ，１２＿１Ｋと、これら各画像
階調補正部で補正された後の画像信号に基づいて像担持
体上に静電潜像を形成する静電潜像形成装置１２＿２
Ｙ，１２＿２Ｍ，１２＿２Ｃ，１２＿２Ｋと、これら各
静電潜像形成装置により形成される静電潜像をそれぞれ
担持する像担持体１２＿３Ｙ，１２＿３Ｍ，１２＿３
Ｃ，１２＿３Ｋと、各像担持体上に形成された静電潜像
をそれぞれの色のトナーで現像して各像担持体上に各色
のトナー像を形成する現像器１２＿５Ｙ，１２＿５Ｍ，
１２＿５Ｃ，１２＿５Ｋと、これら各現像器に供給され
るトナーを蓄えておくトナータンク１２＿４Ｙ，１２＿
４Ｍ，１２＿４Ｃ，１２＿４Ｋと、静電潜像形成に先立
ち各像担持体表面を一様に帯電する帯電器１２＿６Ｙ，
１２＿６Ｍ，１２＿６Ｃ，１２＿６Ｋと、帯電に先立ち
各像担持体表面をクリーニングする像担持体クリーナ１
２＿７Ｙ，１２＿７Ｍ，１２＿７Ｃ，１２＿７Ｋとを備
えている。

【００１９】このカラープリント装置１の画像形成エン
ジン１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、通常の画像形
成プロセスによるトナー像形成以外に、各像担持体上に
所定の画像濃度の未定着トナー像からなる第１の制御用
トナー像、および各像担持体上に形成され最終的に用紙
Ｐ上に転写され定着された所定の画像濃度の定着トナー
像からなる第２の制御用トナー像を形成する機能を備え
ており、さらに、この第１の制御用トナー像の濃度を検
出する第１の濃度センサ１５と、第２の制御用トナー像
の濃度を検出する第２の制御用トナー像濃度測定部２１
とが備えられている。この第２の制御用トナー像濃度測
定部２１には、第２の濃度センサ２２と、第２の濃度セ
ンサ２２との間に用紙Ｐを挟むニップ部を形成する用紙
押付用ローラ２５が配置されている。

【００２０】なお、このカラープリント装置１の画像形
成エンジン１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、本発明
にいう第１の制御用トナー像形成手段および第２の制御
用トナー像形成手段に相当するものである。

【００２１】また、このカラープリント装置１における
静電潜像形成装置１２＿２Ｙ，１２＿２Ｍ，１２＿２
Ｃ，１２＿２Ｋは、本発明にいう静電潜像形成手段に相
当するものである。

【００２２】さらに、このカラープリント装置１は、上
記の各画像形成エンジンのほかに、矢印Ａ方向に循環移
動しながら、各像担持体上に形成されたトナー像の転写
を受け、転写を受けたトナー像を搬送する中間転写ベル
ト１１と、用紙トレイ１９から用紙排出口１７の位置ま
で用紙Ｐを搬送する用紙搬送路１６と、中間転写ベルト
１１上のトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写部１３と、
用紙Ｐ上にされたトナー像を定着する定着部１４と、用
紙搬送路１６に沿って搬送される転写定着後の用紙Ｐを
用紙排出口１７から機外へ排出する排紙ローラ１８とを
備えている。

【００２３】なお、このカラープリント装置１は、図１
に示すように、画像形成部１０および用紙排出部２０の
２つの部分から構成されており、上記の制御用トナー像
濃度測定部２１、排紙ローラ１８、および用紙排出口１
７は用紙排出部２０内に配置されており、これ以外の部
分は画像形成部１０内に配置されている。

【００２４】次に、このカラープリント装置１の用紙排
出部２０について説明する。

【００２５】図２は、図１に示したカラープリント装置
の用紙排出部を示す図である。

【００２６】図２に示すように、この用紙排出部２０に
は、用紙Ｐ上の第２の制御用トナー像の濃度を測定する
第２の制御用トナー像濃度測定部２１と、用紙Ｐを機外
に排出する用紙排出口１７と、画像形成部１０（図１参
照）から用紙排出部２０に送り込まれてきた用紙Ｐを、
第２の制御用トナー像濃度測定部２１を経由して用紙排
出口１７まで導く用紙搬送路１６と、用紙排出口１７の
近くに設けられた排紙ローラ１８とが備えられている。

【００２７】第２の制御用トナー像濃度測定部２１に
は、用紙搬送路１６に沿って搬送されている途中の用紙
Ｐ上の第２の制御用トナー像の濃度を光学的に測定する
第２の濃度センサ２２と、第２の制御用トナー像の濃度
を測定する際に用紙Ｐを第２の濃度センサ２２側に押し
付ける用紙押付用ローラ２５と、用紙Ｐの、制御用トナ
ー像を担持した側の表面の位置を規制する位置規制部材
２３と、位置規制部材２３に形成された測定窓２４とが
配置されている。

【００２８】図３は、図２に示した第２の制御用トナー
像濃度測定部の用紙幅方向の断面図である。

【００２９】図３には、用紙Ｐの幅方向に沿って配列さ
れた４個の第２の濃度センサ２２と、各第２の濃度セン
サ２２と用紙Ｐとの相対的位置を規制する位置規制部材
２３と、位置規制部材２３に形成された測定窓２４と、
用紙Ｐを位置規制部材２３に押し付ける用紙押付用ロー
ラ２５を備えた制御用トナー像濃度測定部２１が示され
ている。

【００３０】次に、本発明の第１の実施形態について説
明する。

【００３１】この第１の実施形態は、本発明の第１の画
像形成装置についての実施形態である。

【００３２】図４は、本発明の第１の実施形態における
制御系統図（ａ）およびその一部詳細図（ｂ）である。

【００３３】図４（ａ）および図４（ｂ）に示すよう
に、第１の実施形態のカラープリント装置１Ａでは、図
１に示したカラープリント装置１に、図示のような制御
系統が組み込まれている。すなわち、画像の階調を補正
する各画像階調補正部１２＿１には、画像信号が順次に
２回補正されるように直列に接続された第１の階調テー
ブルＬＵＴ＿１、第１の制御用トナー像の濃度と所定の
第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ１との差に基づき
第１の階調テーブルＬＵＴ＿１を補正する第１の階調テ
ーブル補正回路３１、第２の階調テーブルＬＵＴ＿２、
第２の制御用トナー像の濃度と所定の第２の制御用トナ
ー像濃度目標値ＴＧ２との差に基づき第２の階調テーブ
ルＬＵＴ＿２を補正する第２の階調テーブル補正回路３
２、および第２の階調テーブル補正回路３２による補正
が行われた時点において第１の制御用トナー像濃度目標
値ＴＧ１を更新する第１の制御用トナー像濃度目標値更
新回路３３が備えられており、図５に示すような階調制
御を行う。

【００３４】なお、本実施形態における第１の階調テー
ブル補正回路３１は、本発明にいう第１の階調テーブル
補正回路３１に相当するものであり、また、本実施形態
における第２の階調テーブル補正回路３２は、本発明に
いう第２の階調テーブル補正手段に相当するものであ
り、また、本実施形態における第１の制御用トナー像濃
度目標値更新回路３３は、本発明にいう第１の制御用ト
ナー像濃度目標値更新手段に相当するものである。

【００３５】図５は、第１の実施形態における階調制御
のフローチャートである。

【００３６】先ず、第１の濃度センサ１５（図４（ａ）
参照）により中間転写体１１上の第１の制御用トナー像
の濃度が検出され（ステップＳ１）、これに基づき第１
の階調テーブル補正回路３１（図４（ｂ）参照）により
第１の階調テーブルＬＵＴ＿１（図４（ｂ）参照）の補
正が行われる。この第１の階調テーブルＬＵＴ＿１の補
正は、例えば、画像を１０枚形成する毎などに行われ、
第１の制御用トナー像としては面積率６０％程度のもの
１種類が各色ごとに形成される。

【００３７】これに対して、第２の階調テーブルＬＵＴ
＿２の補正は、通常、画像形成装置の電源オン時、電源
オンしてから４時間経過する毎、あるいは、画像形成１
２００枚毎などの頻度で、操作者の操作に基づいて行わ
れ、第２の制御用トナー像としては、通常、各色ごとに
８段階程度に面積率を変化させたものが形成される。

【００３８】上記のようなタイミングで第２の制御用ト
ナー像が用紙Ｐ上に形成された後、第２の濃度センサ２
２（図４（ａ）参照）により用紙Ｐ上の第２の制御用ト
ナー像の濃度が検出され（ステップＳ２）、その検出値
と第２の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ２（図４（ｂ）
参照）との差に基づき（ステップＳ３）、第２の階調テ
ーブル補正回路３２により第２の階調テーブルＬＵＴ＿
２の補正が行われる（ステップＳ４）。続いて第１の濃
度センサ１５により検出された第１の制御用トナー像の
濃度が第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ１と比較さ
れ（ステップＳ５）、第１の制御用トナー像濃度目標値
更新回路３３は、両者の差に基づいて第１の制御用トナ
ー像濃度目標値ＴＧ１を更新する（ステップＳ６）。

【００３９】図６は、第１の実施形態における第２の階
調テーブル補正の詳細フローチャートである。

【００４０】図６に示すように、補正スクリーンの本数
を、３００線または６００線のいずれにするか、あるい
はそれら両方を一括処理するかが操作者により指定され
る（ステップＳ１１）。次に操作者により、操作卓上の
スタートボタンが押されると（ステップＳ１２）、指定
された補正スクリーン本数の第２の制御用トナー像が用
紙Ｐ上に形成される（ステップＳ１３）。次に、検出前
準備として、第２の濃度センサ２２（図２参照）のＬＥ
Ｄ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）がオ
ンされ、また、用紙ニップ用ソレノイドがオンされ、す
なわち用紙押付用ローラ２５が第２の濃度センサ２２側
に押し付けられ用紙押付用ローラ２５と測定窓２４との
間に用紙ニップが形成される。同時に用紙押付用ローラ
２５の回転が開始される（ステップＳ１４）。

【００４１】次いで、第２の制御用トナー像が第２の制
御用トナー像濃度測定部２１に到達すると、第２の濃度
センサ２２により第２の制御用トナー像の濃度が検知さ
れる。用紙Ｐは用紙押付用ローラ２５により測定窓２４
に押し付けられながら検知が行われる。この時、位置規
制部材２３により用紙Ｐと第２の濃度センサ２２間の距
離が正確に規制され高精度の検知が行われる（ステップ
Ｓ１５）。

【００４２】なお、第２の濃度センサ２２は、用紙Ｐの
白紙部分で用紙の先頭位置を検出し第２の制御用トナー
像の濃度検知のタイミングに使用する。

【００４３】濃度検知が終了すると用紙の排出が行わ
れ、第２の濃度センサ２２のＬＥＤがオフされ、用紙ニ
ップ用ソレノイドがオフにされ、さらに、用紙押付用ロ
ーラ２５の回転が停止される（ステップＳ１６）。

【００４４】次に、検知後処理として、第２の濃度セン
サ２２の検出値に基づくＬＵＴ補正が行われる（ステッ
プＳ１７）。このＬＵＴ補正は、図５のステップＳ３か
らステップＳ６までに示したように行われる。

【００４５】このように、通常の画像形成時に行われ
る、像担持体上または用紙搬送部材／中間転写体上の制
御トナー像濃度検知による比較的簡略な第１の階調補正
と、この第１の階調補正の頻度よりも比較的に少ない頻
度で行われる、用紙上の制御トナー像濃度検知による高
精度の第２の階調補正とを組合せたことにより、第２の
制御トナー像濃度検知時点の画像形成性能を、第１の階
調補正の際にも反映させることが可能となり、より高精
度の階調補正を行うことができる。

【００４６】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。

【００４７】この第２の実施形態は、本発明の第２の画
像形成装置についての実施形態である。

【００４８】図７は、本発明の第２の実施形態における
制御系統図である。

【００４９】図７に示すように、第２の実施形態のカラ
ープリント装置１Ｂでは、図１に示したカラープリント
装置１に図示のような制御系統が組み込まれている。す
なわち、このカラープリント装置１Ｂは、画像信号のレ
ベルに基づいて、画像信号に応じて形成される静電潜像
を現像するために消費されるトナー量を算出するトナー
消費量算出部４１と、トナー消費量算出部４１で算出さ
れたトナー消費量ＴＦＤに応じて各現像器１２＿５への
トナー供給量を制御するトナー供給制御部４３とを備え
ている。

【００５０】このトナー消費量算出部４１は、第２の濃
度センサ２２により検出された第２の制御用トナー像の
濃度と、第２の制御用トナー像が形成された時の画像信
号のレベルとに基づいて画像信号のレベルとトナー消費
量との対応関係を求める対応関係算出回路４２を含み、
この対応関係算出回路４２で求められた対応関係を参照
しながらトナー消費量ＴＦＤを算出するよう構成されて
いる。

【００５１】ここで、本実施形態におけるトナー消費量
算出部４１は、本発明にいうトナー消費量算出手段に相
当するものであり、本実施形態における対応関係算出回
路４２は、本発明にいう対応関係算出手段に相当するも
のである。

【００５２】次に、この第２の実施形態における制御の
仕組みについて説明する。

【００５３】図８は、通常の画像信号（Ｃｉｎ）に対す
る再現濃度（Ｄｏｕｔ）の関係を示す階調再現性カーブ
のグラフである。

【００５４】図８に示すように、通常、画像信号（Ｃｉ
ｎ）に対する画像の階調再現性カーブは、低Ｃｉｎ側で
直線性が崩れ、所定のＡ点以下の領域では再現画像濃度
（Ｄｏｕｔ）は薄くなり、カーブａ１ではなく、カーブ
ａ２のような形状となる。

【００５５】図９は、通常の画像信号レベルに基づくト
ナー供給量制御を行った場合の画像信号レベルとトナー
供給量との関係を示すグラフである。

【００５６】図９に示すように、所定のＢ点以下の領域
ではグラフの直線性が崩れ、カーブｂ１ではなく、カー
ブｂ２にような形状となる。従って、このＢ点以下の領
域ではトナー供給量は極めて少量で十分であるにもかか
わらず、通常のトナー供給量制御を行った場合は、カー
ブｂ１により不必要な量のトナーを供給してしまうこと
になる。そこで、この第２の実施形態では、次のような
制御を行う。

【００５７】図１０は、第２の実施形態におけるトナー
供給量制御のフローチャートである。

【００５８】図１０に示すように、第２の制御用トナー
像が形成された時点で、第２の濃度センサ２２（図７参
照）により第２の制御用トナー像の濃度が検出され（ス
テップＳ２１）、その時の第２の制御用トナー像の濃度
と画像信号のレベルとから、階調再現性カーブ（図８参
照）を算出する（ステップＳ２２）。この場合、例え
ば、図８に示す点Ａ以下の領域の階調再現性カーブａ２
の部分のみを求めるようにしてもよい。次に、得られた
階調再現性カーブから修正画像データを算出し（ステッ
プＳ２３）、修正画像データ算出値に対応したトナー供
給量（図９参照）を決定する（ステップＳ２４）。

【００５９】このように制御することにより、画像信号
情報によるトナー供給量制御を、実際に使用されるトナ
ー消費量により近い高精度の階調再現性に合致したもの
とすることができる。

【００６０】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。

【００６１】この第３の実施形態は、本発明の第３の画
像形成装置についての実施形態である。

【００６２】図１１は、本発明の第３の実施形態におけ
る制御系統図である。

【００６３】この第３の実施形態のカラープリント装置
１Ｃでは、第１および第２の実施形態と同様の、第１の
制御用トナー像形成手段、第１の濃度センサ１５、およ
び第２の濃度センサ２２を備えているが、第２の制御用
トナー像を形成する第２の制御用トナー像形成手段によ
る第２の制御用トナー像の形成のしかたが、第１および
第２の実施形態とは異なっている。

【００６４】すなわち、第２の制御用トナー像形成手段
は、第１の制御用トナー像形成手段と同様、画像形成エ
ンジン１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの内部に形成さ
れているが、第２の制御用トナー像を形成するに際し
て、像担持体１２＿３上に形成され最終的に用紙Ｐ上に
転写され定着された、第１の制御用トナー像の濃度より
も高濃度の定着トナー像からなる第２の制御用トナー像
を形成するように構成されている。

【００６５】また、図１１に示すように、この第３の実
施形態は、第１の濃度センサ１５で検出された第１の制
御用トナー像の濃度が所定の第１の制御用トナー像濃度
目標値ＴＧ１に近付くように各現像器１２＿５へのトナ
ー供給量を制御するトナー供給制御部５１と、第２の濃
度センサ２２で検出された第２の制御用トナー像の濃度
が所定の第２の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ２よりも
下回った場合に、第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ
１を画像濃度が濃くなる方向に変更する第１の制御用ト
ナー像濃度目標値変更回路５２とを備えている。

【００６６】なお、本実施形態における第１の制御用ト
ナー像濃度目標値変更回路５２は、本発明にいう第１の
制御用トナー像濃度目標値変更手段に相当するものであ
る。

【００６７】図１２は、第３の実施形態によるトナー供
給制御のフローチャートである。

【００６８】図１２に示すように、第２の濃度センサ２
２により第２の制御用トナー像の濃度を検知し（ステッ
プＳ３１）、その高濃度側の第２の制御用トナー像の濃
度をチェックし（ステップＳ３２）、その濃度が所定の
第２の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ２（図１１参照）
よりも下回った場合には（ステップＳ３３）、ステップ
Ｓ３４に進み第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ１を
画像濃度が濃くなる方向に変更する。なお、ステップＳ
３３において、その濃度が所定の第２の制御用トナー像
濃度目標値ＴＧ２よりも低くない場合はそのまま処理を
終了する。

【００６９】このようにトナー供給量制御を行うことに
より、定着された第２の制御用トナー像の高濃度部分の
再現濃度をチェックすることにより現像剤劣化時のある
いは環境変化時の現像性の変化に追従させることが可能
である。

【００７０】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。

【００７１】この第４の実施形態は、本発明の第４の画
像形成装置についての実施形態である。

【００７２】図１３は、本発明の第４の実施形態におけ
る制御系統図である。

【００７３】この第４の実施形態のカラープリント装置
１Ｄは、第３の実施形態と同様の、第１の制御用トナー
像形成手段、第１の濃度センサ１５、第２の制御用トナ
ー像形成手段、および第２の濃度センサ２２を備えてい
る。また、第３の実施形態のトナー供給制御部５１と類
似のトナー供給制御部６１を備えているが、若干その作
用を異にしている。

【００７４】すなわち、この第４の実施形態のトナー供
給制御部６１は、第１の濃度センサ１５で検出された第
１の制御用トナー像の濃度が所定の第１の制御用トナー
像濃度目標値ＴＧ１に近付くように各トナータンク１２
＿４から各現像器１２＿５へのトナー供給量を制御す
る。

【００７５】さらに、この第４の実施形態は、第２の制
御用トナー像の濃度が所定の第２の制御用トナー像目標
値ＴＧ２よりも下回った場合に、トナータンク１２＿４
が空もしくは空に近い状態である旨通知するトナー空通
知装置６２を備えている。

【００７６】なお、本実施形態におけるトナー空通知装
置６２は、本発明にいう通知手段に相当するものであ
る。

【００７７】図１４は、第４の実施形態によるトナー空
通知制御のフローチャートである。

【００７８】図１４に示すように、第２の濃度センサ２
２（図１３参照）により第２の制御用トナー像の濃度を
検知し（ステップＳ４１）、その高濃度側の第２の制御
用トナー像の濃度をチェックし（ステップＳ４２）、そ
の濃度が所定の第２の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ２
（図１３参照）よりも下回った場合には（ステップＳ４
３）ステップＳ４４に進みトナー空通知装置６２は、ト
ナータンク１２＿４が空もしくは空に近い状態である旨
を操作者に通知する。この通知には、例えば操作卓上に
文字で表示するか、またはブザー、音声などで警告を発
するか、あるいは、これらを組み合わせて実行するよう
にすることが好ましい。なお、ステップＳ４３におい
て、その濃度が所定の第２の制御用トナー像濃度目標値
ＴＧ２よりも低くない場合はそのまま処理を終了する。

【００７９】このようにして、現像性および階調再現性
を確保した上で高精度のトナー空検知を行うことができ
る。

【００８０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の第１の
画像形成装置によれば、像担持体上または用紙搬送部材
／中間転写体上の制御トナー像濃度検知による第１の階
調補正と、用紙上の制御トナー像濃度検知による第２の
階調補正を組合せたことにより、用紙上の制御トナー像
濃度検知時点の画像形成性能を維持することができる。

【００８１】また、本発明の第２の画像形成装置によれ
ば、画像信号情報によるトナー供給量制御を、実際に使
用されるトナー消費量により近い高精度の階調再現性に
合致したものとすることができる。

【００８２】また、本発明の第３の画像形成装置によれ
ば、第２の制御用トナー像の高濃度部分の再現濃度をチ
ェックすることにより現像剤劣化時の、あるいは環境変
化時の現像性の変化に追従することが可能になる。さら
に、第１の制御用トナー像濃度目標値ＴＧ１を画像濃度
が濃くなる方向に変更することにより現像に必要なトナ
ー濃度を確保することができるので、現像剤劣化時ある
いは環境変化時でも高精度の階調補正を実施することが
できる。

【００８３】また、本発明の第４の画像形成装置によれ
ば、高濃度側の第２の制御用トナー像の濃度をチェック
してトナータンクの空状態を検知することにより、専用
の空センサを設ける必要がなくなり、狙いの現像性およ
び階調再現性を確保した上で高精度のトナー空検知を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の画像形成装置乃至本発明の第４
の画像形成装置に共通に適用されるカラープリント装置
の概略構成図である。

【図２】図１に示したカラープリント装置の用紙排出部
を示す図である。

【図３】図２に示した第２の制御用トナー像濃度測定部
の用紙幅方向の断面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態における制御系統図
（ａ）およびその一部詳細図（ｂ）である。

【図５】第１の実施形態における階調制御のフローチャ
ートである。

【図６】第１の実施形態における第２の階調テーブル補
正の詳細フローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施形態における制御系統図で
ある。

【図８】通常の画像信号（Ｃｉｎ）に対する再現濃度
（Ｄｏｕｔ）の関係を示す階調再現性カーブのグラフで
ある。

【図９】通常の画像信号レベルに基づくトナー供給量制
御を行った場合の画像信号レベルとトナー供給量との関
係を示すグラフである。

【図１０】第２の実施形態におけるトナー供給量制御の
フローチャートである。

【図１１】本発明の第３の実施形態における制御系統図
である。

【図１２】第３の実施形態によるトナー供給制御のフロ
ーチャートである。

【図１３】本発明の第４の実施形態における制御系統図
である。

【図１４】第４の実施形態によるトナー空通知制御のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ カラープリント装置 １０ 画像形成部 １１ 中間転写体 １２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 画像形成エンジン １２＿１Ｙ，１２＿１Ｍ，１２＿１Ｃ，１２＿１Ｋ
画像階調補正部 １２＿２Ｙ，１２＿２Ｍ，１２＿２Ｃ，１２＿２Ｋ
静電潜像形成装置 １２＿３Ｙ，１２＿３Ｍ，１２＿３Ｃ，１２＿３Ｋ
像担持体 １２＿４Ｙ，１２＿４Ｍ，１２＿４Ｃ，１２＿４Ｋ
トナータンク １２＿５Ｙ，１２＿５Ｍ，１２＿５Ｃ，１２＿５Ｋ
現像器 １２＿６Ｙ，１２＿６Ｍ，１２＿６Ｃ，１２＿６Ｋ
帯電器 １２＿７Ｙ，１２＿７Ｍ，１２＿７Ｃ，１２＿７Ｋ
像担持体クリーナ １３ 転写部 １４ 定着部 １５ 第１の濃度センサ １６ 用紙搬送路 １７ 用紙排出口 １８ 排紙ローラ １９ 用紙トレイ ２０ 用紙排出部 ２１ 第２の制御用トナー像濃度測定部 ２２ 第２の濃度センサ ２３ 位置規制部材 ２４ 測定窓 ２５ 用紙押付用ローラ ３１ 第１の階調テーブル補正回路 ３２ 第２の階調テーブル補正回路 ３３ 第１の制御用トナー像濃度目標値更新回路 ４１ トナー消費量補正部 ４２ 対応関係算出回路 ４３ トナー供給制御部 ５１ トナー供給制御部 ５２ 第１の制御用トナー像濃度目標値変更回路 ６１ トナー供給制御部 ６２ トナー空通知装置 ＬＵＴ＿１ 第１の階調テーブル ＬＵＴ＿２ 第２の階調テーブル ＴＦＤ トナー消費量 ＴＧ１，ＴＧ２ 目標値 Ｐ 用紙

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DA10 DB01 DE07 EA06 EB01 EC03 2H077 DA03 DA08 DA47 DA49 DA63 DB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に静電潜像を担持する像担持体上
   に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に収
   納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像
   剤中のトナーを前記像担持体に転移させることにより該
   像担持体上の静電潜像を現像して前記像担持体上にトナ
   ー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像を、
   最終的に所定の用紙上に転写し定着することにより該用
   紙上に画像を形成する画像形成装置において、 画像の階調を画像信号上で補正する、画像信号が順次に
   ２回補正されるように直列に接続された第１および第２
   の階調テーブルを有する画像階調補正部と、 前記画像階調補正部で補正された後の画像信号に基づい
   て前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手
   段と、 所定の画像濃度の未定着トナー像からなる第１の制御用
   トナー像を形成する第１の制御用トナー像形成手段と、 前記第１の制御用トナー像の濃度を検出する第１の濃度
   センサと、 前記像担持体上に形成され最終的に用紙上に転写され定
   着された所定の画像濃度の定着トナー像からなる第２の
   制御用トナー像を形成する第２の制御用トナー像形成手
   段と、 前記第２の制御用トナー像の濃度を検出する第２の濃度
   センサと、 前記第１の制御用トナー像の濃度と所定の第１の制御用
   トナー像濃度目標値との差に基づき、前記第１の階調テ
   ーブルを補正する第１の階調テーブル補正手段と、 前記第２の制御用トナー像の濃度と所定の第２の制御用
   トナー像濃度目標値との差に基づき、前記第２の階調テ
   ーブルを補正する第２の階調テーブル補正手段と、 前記第２の階調テーブル補正手段による補正が行われた
   時点において前記第１の制御用トナー像濃度目標値を更
   新する第１の制御用トナー像濃度目標値更新手段とを備
   えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 表面に静電潜像を担持する像担持体上
   に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に収
   納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像
   剤中のトナーを前記像担持体に転移させることにより該
   像担持体上の静電潜像を現像して前記像担持体上にトナ
   ー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像を、
   最終的に所定の用紙上に転写し定着することにより該用
   紙上に画像を形成する画像形成装置において、 前記画像信号のレベルに基づいて、該画像信号に応じて
   形成される静電潜像を現像するために消費されるトナー
   量を算出するトナー消費量算出手段と、 前記トナー消費量算出手段で算出されたトナー消費量に
   応じて前記現像器へのトナー供給量を制御するトナー供
   給制御部と、 前記像担持体上に形成され最終的に用紙上に転写され定
   着された所定の画像濃度の定着トナー像からなる第２の
   制御用トナー像を形成する第２の制御用トナー像形成手
   段と、 前記第２の制御用トナー像の濃度を検出する第２の濃度
   センサとを備え、 前記トナー消費量算出手段が、前記第２の濃度センサに
   より検出された前記第２の制御用トナー像の濃度と、該
   第２の制御用トナー像が形成された時の画像信号のレベ
   ルとに基づいて画像信号のレベルとトナー消費量との対
   応関係を求める対応関係算出手段を含み、該対応関係算
   出手段で求められた対応関係を参照しながら、トナー消
   費量を算出するものであることを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 表面に静電潜像を担持する像担持体上
   に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に収
   納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像
   剤中のトナーを前記像担持体に転移させることにより該
   像担持体上の静電潜像を現像して前記像担持体上にトナ
   ー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像を、
   最終的に所定の用紙上に転写し定着することにより該用
   紙上に画像を形成する画像形成装置において、 所定の画像濃度の未定着トナー像からなる第１の制御用
   トナー像を形成する第１の制御用トナー像形成手段と、 前記第１の制御用トナー像の濃度を検出する第１の濃度
   センサと、 前記第１の濃度センサで検出された第１の制御用トナー
   像の濃度が所定の第１の制御用トナー像濃度目標値に近
   付くように前記現像器へのトナー供給量を制御するトナ
   ー供給制御部と、 前記像担持体上に形成され最終的に用紙上に転写され定
   着された、前記第１の制御用トナー像の濃度よりも高濃
   度の定着トナー像からなる第２の制御用トナー像を形成
   する第２の制御用トナー像形成手段と、 前記第２の制御用トナー像の濃度を検出する第２の濃度
   センサと、 前記第２の濃度センサで検出された前記第２の制御用ト
   ナー像の濃度が所定の第２の制御用トナー像濃度目標値
   よりも下回った場合に、前記第１の制御用トナー像濃度
   目標値を画像濃度が濃くなる方向に変更する第１の制御
   用トナー像濃度目標値変更手段とを備えたことを特徴と
   する画像形成装置。
4. 【請求項４】 表面に静電潜像を担持する像担持体上
   に、画像信号に応じた静電潜像を形成し、現像器内に収
   納されたキャリアおよびトナーからなる２成分系の現像
   剤中のトナーを前記像担持体に転移させることにより該
   像担持体上の静電潜像を現像して前記像担持体上にトナ
   ー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像を、
   最終的に所定の用紙上に転写し定着することにより該用
   紙上に画像を形成する画像形成装置において、 トナーを蓄えておくトナータンクと、 所定の画像濃度の未定着トナー像からなる第１の制御用
   トナー像を形成する第１の制御用トナー像形成手段と、 前記第１の制御用トナー像の濃度を検出する第１の濃度
   センサと、 前記第１の濃度センサで検出された第１の制御用トナー
   像の濃度が所定の第１の制御用トナー像濃度目標値に近
   付くように前記トナータンクから前記現像器へのトナー
   供給量を制御するトナー供給制御部と、 前記像担持体上に形成され最終的に用紙上に転写され定
   着された、前記第１の制御用トナー像の濃度よりも高濃
   度の定着トナー像からなる第２の制御用トナー像を形成
   する第２の制御用トナー像形成手段と、 前記第２の制御用トナー像の濃度を検出する第２の濃度
   センサと、 前記第２の制御用トナー像の濃度が所定の第２の制御用
   トナー像目標値よりも下回った場合に、前記トナータン
   クが空もしくは空に近い状態である旨通知する通知手段
   とを備えたことを特徴とする画像形成装置。