JP2001166548A

JP2001166548A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001166548A
Application number: JP35163599A
Authority: JP
Inventors: Tokifumi Shibata; 兆史芝田; Mitsuru Kato; 充加藤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】いかなる状況の変化が起こったとしても、最
適な条件を想定し、その条件で画像形成を行うことによ
り良好な画像品質を維持することができる画像形成装置
を提供すること。【解決手段】プリンタ１００では、定期的あるいはユ
ーザーの選択等により、直交表に基づきテストパターン
が作成される。そうすると情報検出部４３により、テス
トパターンの濃度情報が検出される。そして統括制御部
５４により、情報検出部４３の検出結果に基づき各制御
パラメータの変更による出力画像への影響等が推定され
て、各制御パラメータの設定値が最適な値に更新され
る。これにより、いかなる状況の変化が起こったとして
も、最適な条件を想定することができる。従って、良好
な画像品質を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、およびファックス等に搭載される画像形成装置に関
する。さらに詳細には、いかなる状況の変化に対しても
良好な画像品質を維持することができる画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像形成装置では常に良好な
画像品質を維持するための工夫がなされている。最も一
般的なものの１つとして、画像濃度を制御する画像形成
装置が挙げられる。これは、感光体上に特定濃度の画像
を作成して、その画像の濃度をセンサにより検出し、そ
の検出結果に基づき制御パラメータの設定値を更新する
ことで画像濃度を制御するものである。ここで、制御パ
ラメータとしては、現像剤の供給量、露光量、現像バイ
アス、感光体帯電量、および転写電流等のうちの１つが
選ばれている。

【０００３】ところが、単に上記のようにするだけで
は、複数の制御パラメータが可変である場合には、どの
制御パラメータをどんな設定値に更新すればよいのかを
決定することは非常に困難である。制御パラメータの考
えられるすべての組み合わせについてテストを実行する
ことが非現実的だからである。そこで近年、複数の制御
パラメータが可変である場合においても、各制御パラメ
ータの設定値を適切に更新できるような画像形成装置が
提案されている。この種のものとしては、例えば、ファ
ジイ推論を利用するもの（特開平５−１５０５７８号公
報）、ニューラルネットワークによる演算結果を利用す
るもの（特開平７−１６００３３号公報）、あるいは重
み付きのルールベースシステムを利用するもの（特開平
８−２３４５０９号公報）等が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファジ
イ推論等を利用する画像形成装置であっても、耐久、環
境条件が想定範囲外となった場合、および消耗品やメン
テナンスパーツのスペックが変更された場合（ユーザー
が指定品を使用しなかった場合等も含む）等には、最適
な条件で画像形成できるように各制御パラメータの設定
値を更新することが困難であるという問題があった。こ
れらは学習により制御パラメータの設定値の最適な更新
方法を記憶していくものであるため、学習過程に存在し
なかった条件については最適な設定値を得ることが難し
いからである。また、新たなルールを取得する方法もあ
るが、新しい状況に対して１つ１つルールを確立してい
くのにかなりの時間が必要であり実用的ではない。

【０００５】そこで、本発明は上記した問題点を解決す
るためになされたものであり、いかなる状況の変化が起
こったとしても、最適な条件を想定し、その条件で画像
形成を行うことにより良好な画像品質を維持することが
できる画像形成装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めになされた本発明に係る画像形成装置によれば、画像
を作成する作像手段と、作像手段における作像条件に関
する複数の制御パラメータの組み合わせを直交表に基づ
き変更する変更手段と、変更手段により変更される制御
パラメータの組み合わせごとにそれぞれテストパターン
を形成するように作像手段に対し指示を出すテストパタ
ーン形成手段と、テストパターン形成手段の指示により
作成されたテストパターンに関する情報を検出する検出
手段と、検出手段の結果に基づき制御パラメータの設定
値を更新する更新手段と、を有する。

【０００７】この画像形成装置では、変更手段により、
作像手段における作像条件に関する複数の制御パラメー
タの組み合わせが直交表に基づき変更される。そして、
テストパターン形成手段により、変更手段で変更された
制御パラメータの組み合わせごとにテストパターンを形
成するように作像手段に対し指示される。これにより、
直交表に基づく制御パラメータの組み合わせごとにテス
トパターンが作成される。なお、テストパターンは、用
紙上に作成してもよいし、作像手段が感光体を有する場
合には、用紙上に作成せず感光体上に作成するようにし
てもよい。また、テストパターンは、転写搬送体（転写
ベルト等）上や中間転写体（転写ドラム等）上に作成し
てもよい。

【０００８】次いで、検出手段により、テストパターン
に関する情報が検出される。そして、更新手段により、
検出手段の結果に基づき制御パラメータの設定値が更新
される。このように検出手段の検出結果を検討すること
により、各制御パラメータの変更の効果を独立に推測す
ることができる。各テストパターンは直交表に基づいた
制御パラメータの組み合わせごとに作成されるため、他
の制御パラメータが変更された場合の影響が考慮されて
いるからである。このため、安定性の高い制御パラメー
タの設定値に更新することができる。

【０００９】なお、直交表とは、各制御パラメータを変
更したときの効果が、全体の実験の中で均等に影響を及
ぼすように考慮された実験の割り付け方を示す表であ
る。

【００１０】また、本画像形成装置では、制御パラメー
タの更新ルールを記憶させておく必要はなく、直交表、
各制御パラメータの標準設定値とその可変範囲、および
現在の設定値を記憶させておけば、最適な条件を見いだ
して画像形成を行うことができる。このため、膨大な記
憶容量を必要としない。

【００１１】さらに、本画像形成装置では、直交表に基
づいた制御パラメータの組み合わせごとにテストパター
ンを形成し、各テストパターンに関する情報の検出結果
に基づき制御パラメータの設定値を更新する。ここで、
例えば８種類の制御パラメータが可変である場合につい
て考えてみる。制御パラメータの考えられるすべての組
み合わせについてテストパターンの作成とその評価を行
うとすれば、数千回ものテストが必要となる。しかし、
本画像形成装置でＬ１８の直交表を利用すれば、最低１
８回だけのテストパターンの作成とその評価を行えば最
適な条件を推定することができる。従って、最適な制御
パラメータの更新値を得るために長い時間を必要としな
い。

【００１２】本発明に係る画像形成装置においては、更
新手段で更新された設定値に基づき作成されたテストパ
ターンに関する情報と、更新前の設定値に基づき作成さ
れたテストパターンに関する情報とを比較する比較手段
と、比較手段の比較結果に基づき更新手段における更新
を禁止する更新禁止手段と、を有することが好ましい。

【００１３】この画像形成装置では、比較手段により、
更新手段で更新された設定値に基づき作成されたテスト
パターンに関する情報と、更新前の設定値に基づき作成
されたテストパターンに関する情報とが比較される。そ
して、更新禁止手段により、比較手段の比較結果に応じ
て更新手段における更新が禁止される。具体的には、更
新手段で更新された設定値に基づき作成されたテストパ
ターンに関する情報が更新前の設定値に基づき作成され
たテストパターンに関する情報を比較した結果、現状よ
りも画像品質が悪化する場合に、更新手段における更新
が禁止される。これにより、画像品質を現状より悪化さ
せることがないので、画像品質を確実に現状よりも良好
なものとすることができる。

【００１４】また、本発明に係る画像形成装置において
は、変更手段により変更される制御パラメータの組み合
わせの中に、現状の設定値の組み合わせが含まれている
ことが好ましい。これにより、各制御パラメータの組み
合わせにより、現状の画像品質よりも良くなるのか悪く
なるのかを簡単に判別することができるからである。

【００１５】さらに、本発明に係る画像形成装置におい
ては、更新手段は、所定のタイミングで制御パラメータ
の設定値を更新することが好ましい。

【００１６】ここで、所定のタイミングとしては、
（１）一定時間が経過したとき、（２）所定回数の画像
形成を行ったとき、（３）所定量のトナーを消費したと
考られるとき、（４）画像の異常を検出したとき、
（５）電源を投入したとき、（６）部品を交換したと
き、（７）環境の変動を検出したとき、（８）ユーザー
あるいはサービスマンによる指示を受けたとき等が挙げ
られる。

【００１７】そして、上記（１）〜（３）のうちのいず
れか１つのタイミングで制御パラメータの設定値を更新
することにより、経時・耐久劣化が起きている場合でも
良好な画像品質を維持することができる。また、上記
（４）〜（７）のうちのいずれか１つのタイミングで制
御パラメータの設定値を更新することにより、装置の状
態変化が突発的に起こった場合でも、良好な画像品質を
維持することができる。さらに、上記（８）のタイミン
グで制御パラメータの設定値を更新することにより、装
置単独では検出しきれない状態変化が起こった場合で
も、良好な画像品質を維持することができる。なお、更
新タイミングは上記（１）〜（８）を複数組み合わせて
もよい。これにより、より安定して良好な画像品質を維
持することができる。

【００１８】さらにまた、本発明に係る画像形成装置に
おいては、テストパターン形成手段は、制御パラメータ
の組み合わせごとに３種類以上のテストパターンを作成
するように作像手段に対し指示し、検出手段は、作成さ
れた３種類以上のテストパターンに関する情報をそれぞ
れについて少なくとも２回検出し、更新手段は、制御パ
ラメータの設定値を検出手段による検出結果のばらつき
が最小である組み合わせに更新することが好ましい。

【００１９】この画像形成装置では、テストパターン形
成手段からの指示に基づき、作像手段によって制御パラ
メータの組み合わせごとに３種類以上のテストパターン
が作成される。例えば、３つ以上の階調を有するテスト
パターンが作成される。テストパターンの作成が終了す
ると、検出手段により、これらのテストパターンに関す
る情報がそれぞれについて少なくとも２回検出される。
そして、更新手段により、各制御パラメータの設定値が
検出手段による検出結果のばらつきが最小である組み合
わせに更新される。これにより、テストされたどの条件
（階調）においても出力画像が理想に近くなるように制
御パラメータの設定値が更新される。従って、従来の画
像形成装置では非常に最適化が困難であった階調性等に
ついても最適化を迅速に行うことができる。

【００２０】特に、テストパターン形成手段の指示によ
り作成された３種類以上のテストパターンは、濃度値が
異なるものであり、検出手段は、そのテストパターンの
濃度情報を検出することが望ましい。このようにするこ
とにより、階調性が重要でハーフトーンを適切に出力し
なければならない画像形成装置でも、各制御パラメータ
を最適な設定値に更新することができるからである。

【００２１】また、本発明に係る画像形成装置において
は、検出手段の検出結果に基づき制御パラメータごとの
寄与率を算出する寄与率算出手段を備え、更新手段は、
寄与率算出手段の算出結果が一定値以下である制御パラ
メータの設定値を、検出手段の結果に関わらず別の基準
に基づき更新することが好ましい。

【００２２】この画像形成装置では、寄与率算出手段に
より、検出手段の検出結果に基づき制御パラメータごと
の寄与率が算出される。そして、更新手段により、寄与
率算出手段の算出結果が一定値以下である制御パラメー
タに関しては、検出手段の結果に関わらず別の基準に基
づき更新される。つまり、寄与率が一定値以下であると
いうことは、その制御パラメータを変更しても画像品質
に対してほとんど影響を与えない。このため、このよう
な制御パラメータに関しては別の基準に基づき設定値を
更新するのがよい。ここで、別の基準としては、例えば
使用電力量、部品の消耗度、騒音、発熱量等が挙げられ
る。従って、寄与率算出手段の算出結果が一定値以下で
ある制御パラメータについては、使用電力量、部品の消
耗度、騒音、発熱等が低くなるような設定値に更新すれ
ば、画像品質を維持しつつ、装置を効率よく作動させる
ことができる。

【００２３】また、本発明に係る画像形成装置において
は、検出手段は、制御パラメータの組み合わせごとにそ
れぞれ作成されたテストパターンに関する情報をそれぞ
れについて２回以上検出することが好ましい。

【００２４】この画像形成装置では、検出手段により、
制御パラメータの組み合わせごとにそれぞれ作成された
テストパターンに関する情報がそれぞれについて２回以
上検出される。このように１つのテストパターンから２
以上の情報検出を行うことにより、ノイズの影響を考慮
した上で制御パラメータを最適な設定値に更新すること
ができる。このため、作像条件や環境の変化により強い
設定値に更新することができる。これにより、安定して
良好な画像品質を維持することができる。

【００２５】なお、検出手段による２回以上の情報検出
の方法としては、（１）１つのテストパターンについて
２回以上の情報を検出する方法、（２）同一のテストパ
ターンを別の時間あるいは場所に２回以上作成し、それ
ぞれについての情報を検出する方法、（３）直交表に割
り付けていない条件を変更した場合（用紙サイズの変更
や両面モードの表裏）にそれぞれの情報を検出する方法
等が挙げられる。

【００２６】また、本発明に係る画像形成装置において
は、テストパターン形成手段は、制御パラメータの組み
合わせごとに最低濃度値と最高濃度値のテストパターン
をそれぞれ作成するように作像手段に対し指示し、検出
手段は、実際に作成された最低濃度値のテストパターン
と最高濃度値のテストパターンのそれぞれについての濃
度情報を検出することも好ましい。

【００２７】この画像形成装置では、テストパターン形
成手段から作像手段に対し、制御パラメータの組み合わ
せごとに最低濃度値と最高濃度値のテストパターンをそ
れぞれ作成するように指示が出される。この指示によ
り、作像手段によって最低濃度値と最高濃度値のテスト
パターンがそれぞれ作成される。次いで、検出手段によ
り、作像手段により作成された最低濃度値のテストパタ
ーンと最高濃度値のテストパターンのそれぞれについて
の濃度情報が検出される。そして、更新手段により、検
出手段の検出結果に基づき制御パラメータの設定値が更
新される。具体的には、検出手段による検出結果の差が
最大となるような制御パラメータの組み合わせが選ば
れ、各制御パラメータの設定値が更新される。これによ
り、下地と画像とのコントラストが高いメリハリの効い
た画像を形成することができる。

【００２８】なお、濃度情報は、マクベス濃度に換算し
た値ばかりでなく、検出手段からの電流出力値等であっ
てもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像形成装置を具
体化した実施の形態について図面に基づいて詳細に説明
する。本実施の形態は、本発明に係る画像形成装置をカ
ラープリンタに搭載して具体化したものである。

【００３０】図１に示すように、プリンタ１００は、感
光体ドラム１、レーザ走査光学系３、フルカラーの現像
装置４、無端状の中間転写ベルト５、定着装置８、およ
び給紙カセット９等を備えている。また、プリンタ１０
０の上部に排紙トレイ１３が設けられている。そして感
光体ドラム１の周囲に、帯電チャージャ２、現像装置
４、１次転写ローラ５１、およびクリーニング装置６が
配置されている。

【００３１】レーザ走査光学系３は、静電潜像を時計回
り（矢印Ａ方向）に回転する感光体ドラム１上に形成す
るものであり、レーザダイオード、ポリゴンミラー、ｆ
−θレンズ等の周知の部品を含んでいる。そして、その
制御部にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色ごとの画像データが、こ
のプリンタに接続されるコンピュータ等のホスト機器か
ら入力される。そうすると、各色ごとの画像データに対
応するレーザ光を帯電チャージャ２と現像装置４との間
から感光体ドラム１に照射するようになっている。

【００３２】現像装置４は、感光体ドラム１上の静電潜
像を現像してトナー像を形成するものである。そして、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラ
ック（Ｋ）のトナーを含む現像剤を収容した４つの色別
現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが現像ラック４００に取
り付けられている。現像ラック４００は支軸４ａを支点
として、反時計回りに回転できるようになっている。こ
の現像装置４は、感光体ドラム１上に各色に対応する静
電潜像が形成されるごとに、対応する各色現像器が現像
位置へ配置されるように回転させられ、感光体ドラム１
上の各色ごとの静電潜像を、その色に対応した現像器に
よって現像するようになっている。

【００３３】中間転写ベルト５は、回転自在の１次転写
ローラ５１、支持ローラ５２を含むローラ群に巻き掛け
られている。そして、中間転写ベルト５は、時計回り
（矢印Ｂ方向）に駆動されるようになっている。１次転
写ローラ５１は、中間転写ベルト５を挟んで感光体ドラ
ム１と対向する位置に設けられている。そして、１次転
写ローラ５１に１次転写用電圧を印加することにより、
感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５に１次
転写されるようになっている。また、中間転写ベルト５
が支持ローラ５２に支持されている部分において、２次
転写ローラ７が圧接されつつ配置されている。そして、
２次転写ローラ７に２次転写用電圧を印加することによ
り、中間転写ベルト５上のトナー像が印刷用紙上に転写
されるようになっている。

【００３４】給紙カセットＣＳには、トナー像が転写さ
れる印刷用紙が収納され、給紙ローラ１０によって印刷
用紙を１枚ずつ送り出すようになっている。そして、用
紙搬送経路中には、中間転写ベルト５上のトナー像と同
期をとって２次転写位置へ印刷用紙を供給するためのタ
イミングローラ１１が配置されている。また、タイミン
グローラ１１より下流の位置に定着装置８が設けられ、
さらに下流の位置に排紙ローラ１２が設けられている。
そして、２次転写ローラ７と定着装置８との間に後述す
るテストパターンに関する情報（濃度情報）を検出する
情報検出部４３が設置されている。この情報検出部４３
には、後述する図９に示すテストパターンの画像濃度を
検出できるように主走査方向に所定の間隔を持って２つ
のセンサが備わっている。

【００３５】続いて、プリンタ１００の制御系について
説明する。プリンタ１００の制御回路は、図２のブロッ
ク図に示すように、統括制御部５４を中心にして構成さ
れている。統括制御部５４は、公知のＣＰＵを中心に、
ＲＯＭ、ＲＡＭ等を組み合わせて構成されたマイコンで
ある。この統括制御部５４は、請求項にいう変更手段、
テストパターン作成手段、更新手段、比較手段、更新禁
止手段、および寄与率算出手段の役割を担っている。統
括制御部５４に組み込まれたＲＯＭには、プリンタ１０
０の制御を実行するために必要な種々のプログラム類
や、参照データ類等があらかじめ準備されて格納されて
いる。また、ＲＡＭには、演算処理の実行中に現れる数
値等を一時的に記憶するとともに、必要に応じて随時読
み出すための各種バッファが設けられている。

【００３６】統括制御部５４に組み込まれたＲＯＭに
は、直交表、初期状態における各制御パラメータの設定
値（標準値）、および各制御パラメータの変更可能な範
囲が記憶されている。従って、従来の装置のように制御
パラメータの更新用のテーブルを多数記憶させておく必
要がないので、記憶容量が少なくて済む。なお、本実施
の形態においては、設定値を変更する制御パラメータと
して４つの制御パラメータＡ〜Ｄ、つまり（Ａ）感光体
電位、（Ｂ）現像バイアス電位、（Ｃ）速度比、および
（Ｄ）転写電流を用いる。そして、これらの制御パラメ
ータの標準値とその変更可能な範囲が、図３に示すよう
な値として、統括制御部５４に組み込まれたＲＯＭ内に
記憶されている。なお、速度比は現像器４Ｙ〜４Ｋに備
わる現像ローラと感光体ドラム１との速度比である。

【００３７】ここで、直交表とは、各制御パラメータが
変化したときに、その効果が全体の実験の中でできるだ
け均等に影響を及ぼすように考慮された実験の割り付け
方を示す表である。代表的な直交表として、図４にＬ４
の直交表を示し、図５にＬ９の直交表を示し、図６にＬ
１８の直交表を示す。この他にも、Ｌ８、Ｌ１６、Ｌ３
２、Ｌ２７、Ｌ１２、Ｌ３６等の直交表がある。なお、
図中のＡ〜Ｈは制御パラメータの種類であり、（１）〜
（１８）は実験番号である。また、Ａ１等は、具体的な
設定値を示すものであり、例えば「Ａ１」であれば制御
パラメータＡの水準１の設定値を意味する。

【００３８】また標準値には、標準的な環境（標準温
度、標準湿度下での環境）において、プリンタの耐久劣
化がほとんどない状態で適正な画像品質を有する画像を
形成することができるものが設定されている。本実施の
形態では、図３に示すように、標準値として変更可能な
範囲の中央値に近い値を設定しているが、例えば耐久劣
化に対する補正量が必ず一定方向に決まっているような
場合には、標準値を変更可能な範囲の上限値または下限
値としてもよい。

【００３９】図２に戻って、統括制御部５４の入出力ポ
ートには、定着装置８の駆動および停止を行う駆動制御
部５５と、印刷用紙の供給を制御する搬送制御部５６
と、レーザ走査光学系３によるレーザ光走査を制御する
スキャナ制御部５７と、感光体ドラム１への帯電、現像
装置４への現像バイアス、および１次転写ローラ５１と
２次転写ローラ７への転写バイアスの印加などの高電圧
を制御する高圧制御部５８と、テストパターンに関する
情報を検出する情報検出部４３等とが接続されている。
また、統括制御部５４には、ホスト機器からの信号が入
力されるようになっている。

【００４０】上記構成を有するプリンタ１００において
画像形成を行う場合の動作について簡単に説明する。ま
ず、プリンタ１００が接続されているホスト機器からイ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラッ
ク（Ｋ）の各色成分ごとの画像データが、統括制御部５
４を介してレーザ走査制御部５７に入力される。また、
感光体ドラム１が回転させられるとともにそれらの周辺
装置が駆動状態とされる。そして、イエロー（Ｙ）の画
像データに基づき露光制御信号が出力されて、レーザ走
査光学系３による感光体ドラム１へのイエロー（Ｙ）の
静電潜像の書き込みが行われる。この潜像上に現像器４
Ｙによりトナー像が形成されてそのトナー像が、１次転
写ローラ５１により中間転写ベルト５上に１次転写され
る。以後、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）の成分についても同様の処理が行われる。これで
４色のトナー像が中間転写ベルト５上に重ねて転写され
たことになる。

【００４１】次いで、この４色のトナー像が重ねて転写
された中間転写ベルト５の回転に同期して、給紙カセッ
トＣＳから印刷用紙が１枚取り出され、２次転写位置へ
向けて搬送される。給紙された印刷用紙は、タイミング
ローラ１１により中間転写ベルト５上のトナー像との同
期が取られた上で、２次転写ローラ７へと送り込まれ
る。そして、２次転写ローラ７により中間転写ベルト５
上のトナー像が印刷用紙上に２次転写される。

【００４２】トナー像が転写された印刷用紙は、定着装
置８による熱定着がなされてから排紙ローラ１２によっ
て排出トレイ１３に排出される。これで、１枚分の画像
形成が終了する。

【００４３】次に、本発明の特徴である制御パラメータ
の設定値の更新制御について説明する。この更新制御
は、定期的あるいはユーザーの選択等により実行され
る。具体的には、（１）一定時間が経過したとき、
（２）所定回数の画像形成を行ったとき、（３）所定量
のトナーを消費したと考られるとき、（４）画像の異常
を検出したとき、（５）電源を投入したとき、（６）部
品を交換したとき、（７）環境の変動を検出したとき、
（８）ユーザーあるいはサービスマンによる指示を受け
たとき等が挙げられる。

【００４４】そして、上記（１）〜（３）のうちのいず
れか１つのタイミングで制御パラメータの設定値を更新
することにより、経時・耐久劣化が起きている場合でも
良好な画像品質を維持することができる。また、上記
（４）〜（７）のうちのいずれか１つのタイミングで制
御パラメータの設定値を更新することにより、装置の状
態変化が突発的に起こった場合でも、良好な画像品質を
維持することができる。さらに、上記（８）のタイミン
グで制御パラメータの設定値を更新することにより、装
置単独では検出しきれない状態変化が起こった場合で
も、良好な画像品質を維持することができる。

【００４５】本実施の形態では、更新制御においてＬ９
の直交表を用いる。なお、Ｌ９以外の直交表を用いるこ
ともできるし、複数の直交表を制御パラメータに応じて
それぞれ用いてもよい。ただし、Ｌ９のように各制御パ
ラメータに３水準の値を割り当てる直交表を用いること
が望ましい。情報量が増える（非線形のものも取り扱え
る）ため、より適切な設定値の更新を行うことができる
からである。

【００４６】まず、統括制御部５４により、それぞれの
制御パラメータについて変更する設定値（水準）が決定
される。具体的には、４つの制御パラメータＡ〜Ｄ、つ
まり（Ａ）感光体電位、（Ｂ）現像バイアス電位、
（Ｃ）速度比、および（Ｄ）転写電流について、それぞ
れ図７に示すような水準１、水準２、および水準３の値
が決められる。本実施の形態では、水準２が現状の設定
値であり、水準１，３は水準２の値をそれぞれ５％ずつ
上下に変更した値である。このように１つの水準を現状
の設定値にすることにより、更新後の設定値が現状の設
定値よりも優れているか否かを簡単に判別することがで
きる。

【００４７】続いて、各制御パラメータの設定値が、図
８に示すように、Ｌ９の直交表に割り付けられる。そし
て、条件（１）〜（９）について、９つのテストパター
ンが作成される。なお、Ｌ９の直交表の代わりに、Ｌ１
８の直交表等のように多くの制御パラメータを持つ直交
表を利用することも可能である。その場合には、使用す
る直交表の制御パラメータに上記４つの制御パラメータ
を割り振ればよい。一方、変更する制御パラメータが割
り付けられない箇所には、すべての水準の値を同一にし
たダミーの制御パラメータを割り付ければよい。

【００４８】ここでは、白ベタ（最小濃度値）と黒ベタ
（最高濃度値）のテストパターンが図９に示すように作
成される。なお本実施の形態では、１枚の用紙に９通り
の条件設定におけるテストパターンを作成しているが、
複数枚の用紙にテストパターンを作成してもよい。この
場合には、作像環境のばらつき要因も評価の対象となる
から好ましい。また、テストパターンを図１０に示すよ
うに作成することとすると、情報検出部４３に設けるセ
ンサの数が少なくて済む。

【００４９】テストパターンが作成されると、情報検出
部４３により、条件（１）〜（９）の下で作成されたテ
ストパターンに関して、それぞれｍ個のデータが検出さ
れる。それぞれの検出値を、条件（１）については「ｙ
11，ｙ12，…，ｙ1m」、条件（２）については「ｙ21，
ｙ22，…，ｙ2m」、そして条件（n）については「ｙn
1，ｙn2，…，ｙnm」と表記する。なお、「ｎ」はテス
ト条件（番号）を示し、「ｍ」はデータのサンプリング
回数を示す。そして、本実施の形態においては、ｎ＝
９、ｍ＝１であり、具体的には、図１１に示す９個のデ
ータが得られた。このデータは、黒ベタと白ベタの濃度
差のデータである。ここでは、マクベス濃度値を示して
いるが、情報検出部４３の検出電流値をそのまま用いて
もよい。なお本実施の形態では、サンプリングを１回の
み行っているが、ノイズの影響を考慮して複数回のサン
プリングを行うことが望ましい。

【００５０】このようにデータのサンプリングが終了す
ると、統括制御部５４において、まず各条件ごとの評価
値（ＳＮ比）「η1，η2，…，ηn 」が次式により算出
される。 ηn＝−１０×ｌｏｇ（Ｐn²）ここで、Ｐn＝（ｙn1²＋ｙn2²＋…＋ｙnm²）／m である。また、「ｌｏｇ」は常用対数である。

【００５１】なお、「Ｐn」の算出において、望小特性
の場合には「ｙnm」がそのまま用いられる。また、望大
特性の場合には「ｙnm」の代わりに「１／ｙnm」が用い
られる。さらに、望目特性の目標値を「ｑ」とすれば、
この場合には「ｙnm」の代わりに「ｙnm−ｑ」が用いら
れる。このような変換を行うことにより、すべての特性
について、望小特性と同様の処理を行うことができるか
らである。本実施の形態では、濃度差を最大にする設定
が最適であるので望大特性の処理、つまり「Ｐn」の算
出において、「ｙnm」の代わりに「１／ｙnm」が用いら
れることになる。

【００５２】また、白ベタ（最小濃度値）と黒ベタ（最
高濃度値）の他に所定濃度のテストパターンを作成した
場合には、それぞれのテストパターンの濃度が所定の値
になるのが最適であるので望目特性の処理、つまり「Ｐ
n」の算出において、「ｙnm」の代わりに「ｙnm−ｑ」
を用いればよい。ここで最小濃度値と最高濃度値と所定
濃度値は一本の直線上に乗るような組み合わせである。
このように３つの濃度のテストパターンを作成し、後述
するような処理を行うことにより、テストされたどの条
件（階調）においても出力画像が理想に近くなるように
制御パラメータの設定値を選択することができる。従っ
て、従来の画像形成装置では非常に最適化が困難であっ
た階調性等についても最適化を迅速に行うことができ
る。

【００５３】次に、制御パラメータＡ〜Ｄの各水準ごと
にηの平均値「Ｅa1，Ｅa2，Ｅa3」，…，「Ｅd1，Ｅd
2，Ｅd3」が算出される。つまり、各制御パラメータご
とに３つずつ合計１２個（＝４×３）の平均値が算出さ
れることになる。なお、「Ｅa1」という表記は、感光体
電位（制御パラメータＡ）の水準１に関するＳＮ比ηの
平均値を意味する。そして、すべての平均値が算出され
ると、各制御パラメータごとに平均値を最小とする設定
値に更新される。これにより、制御パラメータＡ〜Ｄの
設定値の組み合わせが最適となる。従って、この設定値
の組み合わせで画像形成を行うことにより、下地が画像
とのコントラストが高いメリハリの効いた良好な画像品
質が確保される。

【００５４】例えば、ＳＮ比ηの水準別平均の算出結果
が図１２に示すようになったものとする。そうすると、
平均値を最小にする水準が選ばれるから、各制御パラメ
ータの更新値としては次に示すものが選ばれる。すなわ
ち、制御パラメータＡ（感光体電位）については水準３
（−６３０Ｖ）が選ばれ、制御パラメータＢ（現像バイ
アス電位）については水準１（−９５Ｖ）が選ばれ、制
御パラメータＣ（速度比）については水準２（２．０）
が選ばれ、制御パラメータＤ（転写電流）については水
準２（１５．０μＡ）が選ばれることになる。

【００５５】ここで、３水準の値を取り得る４つの制御
パラメータの最適な組み合わせを選ぶには、従来であれ
ば３⁴（＝８１）個のテストパターンを作成する必要が
あった。しかし、本実施の形態では上記したように、９
個のテストパターンを作成するだけでよい。このように
本実施の形態のプリンタ１００は、可変である制御パラ
メータが複数ある場合に、短時間で最適な制御パラメー
タの組み合わせを選び出すことができる。

【００５６】さらに、各制御パラメータの変更の効果を
調べるために変動の分解が行われる。まず、実験条件の
ばらつきの総量（全変動）Ｓt が次式により算出され
る。Ｓt＝η1²＋…＋ηn²−(η1＋…＋ηn)²／n 次に、各制御パラメータの変動Ｓa，Ｓb，Ｓc，Ｓd が
次式により算出される。Ｓa＝Ｒa×（(Ｅa1−Ｍ)²＋…＋(Ｅan−Ｍ)²）Ｓb＝Ｒb×（(Ｅb1−Ｍ)²＋…＋(Ｅbn−Ｍ)²）Ｓa＝Ｒc×（(Ｅc1−Ｍ)²＋…＋(Ｅcn−Ｍ)²）Ｓa＝Ｒd×（(Ｅd1−Ｍ)²＋…＋(Ｅdn−Ｍ)²）ここで、Ｒa〜Ｒdは制御パラメータＡ〜Ｄの各水準の繰
り返し数を示し、本実施の形態ではＲa＝Ｒb＝Ｒc＝Ｒd
＝３となる。また、Ｍ＝(η1＋…＋ηn)／n である。

【００５７】そして、変動Ｓa〜Ｓd のうち全変動Ｓt
に対する比率が「０．０５」以下のものがあれば、その
制御パラメータについては、各水準ごとのηの平均値を
最小にする設定値への更新は行われず、別の基準に基づ
いた設定値の更新が行われる。例えば、消費電力量が最
小となる設定値や負荷が最小となる設定値に更新され
る。このような設定値の更新ができるのは、制御パラメ
ータの変動が小さい場合には、その制御パラメータを変
化しても出力画像に与える影響が非常に小さいため、ど
の水準の設定値に更新しても画像品質に大きな差が出な
いからである。これにより、画像品質に影響を与えない
範囲でプリンタ１００を効率よく作動させる（省電力化
や耐久性を向上させる等）ことができる。

【００５８】また、ある制御パラメータＺにおけるＳＮ
比ηの水準別平均が図１３に示すように、水準１と水準
２とで大きな差がない場合においても、上記と同様の処
理を行ってもよい。この場合には、水準全体としては出
力に影響を与えているので、その制御パラメータの変動
Ｓz は小さくならない。このため、更新値としてはＳＮ
比ηの水準別平均を最小にする水準１の値が選ばれるこ
とになる。ところが、水準１と水準２とでは出力への影
響がほとんど変わらない。このため、水準１よりも水準
２の方が消費電力量が少ない等の有利な点があれば、更
新値として水準２を選ぶ方がプリンタ１００を効率よく
作動させることができるからである。

【００５９】その後、更新された設定値の組み合わせで
テストパターンが作成される。そうすると、このテスト
パターンの濃度情報が情報検出部４３により検出され
る。そして統括制御部５４により、その検出結果に基づ
き画像品質が現状よりも悪化していると判断された場合
には、設定値の更新がキャンセルされて現状の設定値が
維持される。これにより、画像品質を現状より悪化させ
ることがない。従って、確実に現状よりも良好な画像品
質が得られるように各制御パラメータの設定値が更新さ
れる。

【００６０】以上、詳細に説明したように本実施の形態
に係るプリンタ１００によれば、定期的あるいはユーザ
ーの選択等により、直交表（Ｌ９）に基づきテストパタ
ーンが作成される。そうすると情報検出部４３により、
テストパターンの濃度情報が検出される。そして統括制
御部５４により、情報検出部４３の検出結果に基づき各
制御パラメータの変更による出力画像への影響等が推定
されて、各制御パラメータの設定値が最適な値に更新さ
れる。これにより、いかなる状況の変化が起こったとし
ても、最適な条件で画像形成が行こなわれるため、良好
な画像品質が維持される。

【００６１】なお、上記した実施の形態は単なる例示に
すぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であるこ
とはもちろんである。例えば、上記実施の形態では、制
御パラメータが４つの場合について説明したが、もちろ
ん４つ以上の制御パラメータがある場合でも本発明を適
用することができる。また、本発明をカラープリンタに
適用した場合について説明したが、プリンタの他、複写
機、ファクシミリ等についても本発明を適用することが
できる。この場合、カラーであってもモノクロであって
もよいのはいうまでもない。また、電子写真方式の画像
形成装置ばかりでなく、直接記録方式、静電記録方式、
およびインクジェット方式等の画像形成装置にも本発明
を適用することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、いか
なる状況の変化が起こったとしても、最適な条件を想定
し、その条件で画像形成を行うことにより良好な画像品
質を維持することができる画像形成装置が提供されてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリンタの全体構成図である。

【図２】プリンタの制御系を示すブロック図である。

【図３】統括制御部のＲＯＭに記憶されている内容を説
明するための説明図である。

【図４】Ｌ４の直交表を示す図である。

【図５】Ｌ９の直交表を示す図である。

【図６】Ｌ１８の直交表を示す図である。

【図７】各制御パラメータにおける各水準の値を説明す
るための説明図である。

【図８】Ｌ９の直交表に各制御パラメータにおける各水
準の値を割り付けた状態を説明するための説明図であ
る。

【図９】テストパターンの作成位置を説明するための説
明図である。

【図１０】別のテストパターンの作成位置を説明するた
めの説明図である。

【図１１】情報検出部における検出結果を示した図であ
る。

【図１２】各制御パラメータにおける水準別平均を示し
たグラフである。

【図１３】ある制御パラメータにおける水準別平均を示
したグラフである。

【符号の説明】

１感光体ドラム３レーザ走査光学系４現像装置４３情報検出部５４統括制御部１００プリンタ

フロントページの続きＦターム(参考） 2C061 AP01 AP03 AP04 AQ06 AR01 AS02 HH03 HJ06 HK11 KK03 KK04 KK12 KK18 KK25 KK32 2H027 DA09 DA50 EA20 EB04 EC03 EC06 EC20 EE07 EE08 EF06 EF09 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を作成する作像手段と、前記作像手段における作像条件に関する複数の制御パラ
メータの組み合わせを直交表に基づき変更する変更手段
と、前記変更手段により変更される制御パラメータの組み合
わせごとにそれぞれテストパターンを形成するように前
記作像手段に対し指示を出すテストパターン形成手段
と、前記テストパターン形成手段の指示により作成されたテ
ストパターンに関する情報を検出する検出手段と、前記検出手段の結果に基づき制御パラメータの設定値を
更新する更新手段と、を有することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】請求項１に記載する画像形成装置におい
て、前記更新手段で更新された設定値に基づき作成されたテ
ストパターンに関する情報と、更新前の設定値に基づき
作成されたテストパターンに関する情報とを比較する比
較手段と、前記比較手段の比較結果に基づき前記更新手段における
更新を禁止する更新禁止手段と、を有することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項３】請求項１に記載する画像形成装置におい
て、前記変更手段により変更される制御パラメータの組み合
わせの中に、現状の設定値の組み合わせが含まれている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１に記載する画像形成装置におい
て、前記更新手段は、所定のタイミングで制御パラメータの
設定値を更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１に記載する画像形成装置におい
て、前記テストパターン形成手段は、制御パラメータの組み
合わせごとに３種類以上のテストパターンを作成するよ
うに前記作像手段に対し指示し、前記検出手段は、作成された３種類以上のテストパター
ンに関する情報をそれぞれについて少なくとも２回検出
し、前記更新手段は、制御パラメータの設定値を前記検出手
段による検出結果のばらつきが最小である組み合わせに
更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項５に記載する画像形成装置におい
て、前記テストパターン形成手段の指示により作成された３
種類以上のテストパターンは、濃度値が異なるものであ
り、前記検出手段は、そのテストパターンの濃度情報を検出
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１または請求項５に記載する画像
形成装置において、前記検出手段の検出結果に基づき制御パラメータごとの
寄与率を算出する寄与率算出手段を備え、前記更新手段は、前記寄与率算出手段の算出結果が一定
値以下である制御パラメータの設定値を、前記検出手段
の結果に関わらず別の基準に基づき更新することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１または請求項５に記載する画像
形成装置において、前記検出手段は、制御パラメータの組み合わせごとにそ
れぞれ作成されたテストパターンに関する情報をそれぞ
れについて２回以上検出することを特徴とする画像形成
装置。
【請求項９】請求項１に記載する画像形成装置におい
て、前記テストパターン形成手段は、制御パラメータの組み
合わせごとに最低濃度値と最高濃度値のテストパターン
をそれぞれ作成するように前記作像手段に対し指示を出
し、前記検出手段は、実際に作成された最低濃度値のテスト
パターンと最高濃度値のテストパターンのそれぞれにつ
いての濃度情報を検出することを特徴とする画像形成装
置。