JP2003035978A

JP2003035978A - 画像形成装置

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Publication number: JP2003035978A
Application number: JP2001221817A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakagawa; 剛中川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】画像濃度制御による連続プリントの出力遅延
を防止し、さらに安定した色調の画像を出力し続けるこ
とのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】最大濃度制御用の基準画像パターンと中
間調制御用の基準画像パターンの両方を作成して濃度制
御を行う第１制御モードの他に、最大濃度制御用の基準
画像パターンのみを作成して濃度制御を行う第２制御モ
ードと、中間調制御用の基準画像パターンのみを作成し
て濃度制御を行う第３制御モードを用意し、必要に応じ
てこれら３つの制御モードのいずれかを選択して画像濃
度制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタあるいは複写機等のカラー画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ等の出
力装置として、様々な原理のプリンタ（画像形成装置）
が提案されており、特に電子写真プロセスとレーザ走査
技術を用いたレーザビームプリンタは画像品質やプリン
トスピードの点で優位性が高く、オフィスプリンタの主
流となっている。

【０００３】近年、オフィスのカラー出力指向が強くな
り、カラー画像形成装置が広く利用されるようになっ
た。電子写真方式のフルカラー画像形成装置としては、
感光体をただ一つしか有さず、この感光体上あるいは中
間転写体上に各色のトナー像（現像剤像）を一色毎に順
次形成する方式のものがある。

【０００４】フルカラー画像を得るには、３または４色
のトナー像を重ね合わせる必要があるため、この方式の
場合、単色出力の場合に比べると出力に３または４倍も
の時間を要する。

【０００５】これに対して、各色に対応する感光体を一
つずつ備えて各色のトナー像を並列的に形成しその後に
重ね合わせることにより、単色画像の形成速度と同一の
速度でフルカラー画像を得ることができる感光体ドラム
３連または４連タンデムと呼ばれる方式もあり、プリン
トスピードの高速化にはこちらの方式が有利である。

【０００６】ところで一般に、フルカラー等の多値画像
形成を行う際には、入力される濃度レベル信号と実際に
画像形成される濃度との関係が線形（濃度の線形性）に
なり、かつ同じ濃度レベル信号に対して画像形成される
濃度は、温湿度等の条件に関わらず常に一定である（濃
度の一定性）必要がある。

【０００７】フルカラー画像形成装置の場合には例えば
マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色について
それぞれ濃度の線型性と一定性が要求される。

【０００８】しかしながら、電子写真方式による画像形
成処理を行う画像形成装置においては、トナー特性や現
像特性が、使用する環境やプリント枚数等の諸条件によ
って変動してしまうため、濃度の線形性や一定性を保つ
には何らかの工夫が必要である。

【０００９】そこで、露光量や現像バイアス等のプロセ
ス条件、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）等の階調補正
手段を適切に設定するために最大濃度制御（Ｄｍａｘ制
御）や中間調制御の画像濃度制御が行なわれる。

【００１０】最大濃度制御は、最大濃度（Ｄｍａｘ）の
濃度検知用トナー像（基準画像パターン。以下、パッチ
と称する。）を感光体または転写体等のトナー像を担持
する担持体上に各色トナーについて試験的に作成し、そ
れらの濃度の光学センサ等による検知結果を現像バイア
ス電位等のプロセス条件にフィードバックして各トナー
のＤｍａｘを所定の値に調整するものである。

【００１１】中間調制御は、各色トナーごとに複数の中
間調のパッチを感光体または転写体等担持体上に作成
し、それらの濃度を光学センサ等で検知して、その結果
から入力画像信号と出力画像濃度とが直線関係になるよ
うにコントローラ部でＬＵＴを補正（いわゆるγ補正）
をするというものである。

【００１２】このように、最大濃度を所定の値に制御し
た上でγ補正を行なうことにより、濃度の線形性と一定
性が保たれる仕組みである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の画像形成装置の場合には、プリント枚
数がある枚数に達すると、上記画像濃度制御を実行する
ために、連続プリント中であってもプリントを中断させ
ていた。

【００１４】特に、電子写真方式のカラー画像形成装置
に複数の現像カートリッジが回転ロータリー内にあり、
一色ずつ画像形成を行うものでは、４回の画像濃度制御
が必要なため、かなりの時間を画像濃度制御に必要とし
ていた。

【００１５】また、画像濃度制御に必要な時間が長い
と、画像濃度制御を実行する回数が限られてしまうた
め、画像濃度制御を行う間隔が長めになってしまい、さ
らに、装置の使用状態によっては出力画像の濃度やＬＵ
Ｔが急激に変化することがであるために、画像濃度制御
の前後で、同一の画像を出力しているにもかかわらず、
色調がずれてしまうことがあった。

【００１６】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、画像
濃度制御による連続プリントの出力遅延を防止し、さら
に安定した色調の画像を出力し続けることのできる画像
形成装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、各色現像剤ごとに現像剤像を形成
する複数の一色像形成ユニットを備え、該複数の一色像
形成ユニットで形成した各色の現像剤像を重ね合わせて
画像を形成する画像形成装置において、現像剤像を担持
する担持体上に濃度検知のための基準画像パターンを作
成する作成手段と、作成した基準画像パターンの画像濃
度を検知する検知手段と、検知した基準画像パターンの
画像濃度に基づいて画像濃度制御を行う画像濃度制御手
段と、を備え、最大濃度制御用基準画像パターン及び中
間調制御用基準画像パターンの両方を作成して濃度制御
を行う第１制御モードと、最大濃度制御用基準画像パタ
ーンのみを作成して濃度制御を行う第２制御モードと、
中間調制御用基準画像パターンのみを作成して濃度制御
を行う第３制御モードと、を有し、各第１〜第３制御モ
ードをそれぞれ所定の頻度で選択して画像濃度制御を行
うことを特徴とする。

【００１８】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が
初期から中期に相当する状態であると検知した場合に
は、前記第２制御モードを前記第３制御モードよりも高
い頻度で選択することが好適である。

【００１９】前記第２制御モードは画像濃度制御３回実
行中２回の割合で選択され、前記第３制御モードは画像
濃度制御３回実行中１回の割合で選択されることが好適
である。

【００２０】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が
中期から終期に相当する状態であると検知した場合に
は、前記第２制御モードと前記第３制御モードを同じ割
合で選択することが好適である。

【００２１】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が
中期から終期に相当する状態であると検知した場合に
は、前記第３制御モードを前記第２制御モードよりも高
い頻度で選択することが好適である。

【００２２】前記一色像形成ユニットの現像剤使用率に
応じて、最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての
濃度制御の実行頻度及び中間調制御用基準画像パターン
を作成しての濃度制御の実行頻度を指定するテーブルを
備え、前記テーブルに基づいて、各第１〜第３制御モー
ドのいずれかの画像濃度制御を実行するかまたは画像濃
度制御を実行しないかを判定する判定手段を備えたこと
が好適である。

【００２３】前記テーブルは、現像バイアス及びルック
アップテーブルの制御値の変動曲線の傾きに調整用定数
を乗じて算出されることが好適である。

【００２４】各色現像剤ごとに現像剤像を形成する複数
の一色像形成ユニットを備え、該複数の一色像形成ユニ
ットで形成した各色の現像剤像を重ね合わせて画像を形
成する画像形成装置において、現像剤像を担持する担持
体上に濃度検知のための基準画像パターンを作成する作
成手段と、作成した基準画像パターンの画像濃度を検知
する検知手段と、検知した基準画像パターンの画像濃度
に基づいて画像濃度制御を行う画像濃度制御手段と、を
備え、最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての濃
度制御と、中間調制御用基準画像パターンを作成しての
濃度制御と、のそれぞれの頻度を変更して画像濃度制御
を行うことを特徴とする。

【００２５】頻度の変更を前記一色像形成ユニットの寿
命に基づき行うことが好適である。

【００２６】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が
初期から中期に相当する状態であると検知した場合に
は、最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての濃度
制御を中間調制御用基準画像パターンを作成しての濃度
制御よりも高い頻度で行うことが好適である。

【００２７】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が
中期から終期に相当する状態であると検知した場合に
は、最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての濃度
制御と中間調制御用基準画像パターンを作成しての濃度
制御を同じ割合で行うことが好適である。

【００２８】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が
中期から終期に相当する状態であると検知した場合に
は、中間調制御用基準画像パターンを作成しての濃度制
御を最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての濃度
制御よりも高い頻度で行うことが好適である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００３０】（第１の実施の形態）図１〜図５を参照し
て、第１の実施の形態について説明する。

【００３１】図１は、本実施の形態に係る画像形成装置
を示す概略断面構成図である。図１の画像形成装置は、
マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色の現像剤
像としてのトナー像を形成する電子写真方式の４組の一
色像形成ユニットとしての画像形成ユニット１０Ｍ，１
０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋを備えており、これらの画像形成
ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋは、略水平方
向に並設されている。

【００３２】これらの画像形成ユニット１０Ｍ，１０
Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋの下方には、被転写媒体としての転
写材等のシートＴを搬送するための搬送ユニット２０が
設置されている。

【００３３】搬送ユニット２０は、横方向に離間して配
置された下流側の駆動ローラ２１、上流側の従動ローラ
２２及び各ローラ２１，２２に張設され所定方向に無端
走行される搬送ベルト２３を有している。従動ローラ２
２には、図示しないバネ等により駆動ローラ２１から離
れる方向（図中矢印Ａ方向）に付勢され、両者の間に巻
回された搬送ベルト２３に１ｋｇ〜１０ｋｇ程度のテン
ションが与えられている。

【００３４】次に、本画像形成装置は、画像形成ユニッ
ト１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋは、略同一の構成を
有しているため、ここではマゼンタ用の画像形成ユニッ
ト１０Ｍについて代表して説明する。なお、シアン、イ
エロー、ブラックの各画像形成ユニット１０Ｃ，１０
Ｙ，１０Ｋも、上述のマゼンタ画像形成ユニット１０Ｍ
と略同様に構成されており、その詳細な説明は省略す
る。

【００３５】画像形成ユニット１０Ｍは、像担持体とし
ての感光ドラム１１Ｍを備え、感光ドラム１１Ｍの周囲
には、感光ドラム１１Ｍの表面を所定の電位に帯電させ
る帯電手段１２Ｍ、帯電された感光ドラム１１Ｍ表面を
露光して静電潜像を形成する露光手段１３Ｍ、静電潜像
に現像剤であるマゼンタのトナーを供給して現像する現
像手段１４Ｍ、現像により形成されたトナー像を不図示
の給送機構を介して図の右側から給送されるシートＴに
転写する転写ローラ１５Ｍ、および転写されずに感光ド
ラム１１Ｍの表面に残留したトナーを除去するクリーナ
１６Ｍが配設されている。

【００３６】以下に、マゼンタ用の画像形成ユニット１
０Ｍの動作について説明する。まず、帯電手段１２Ｍを
介して感光ドラム１１Ｍの表面が−４００Ｖ〜−７００
Ｖ程度の電位に帯電される。不図示の制御部から送られ
てくるマゼンタ用の画像データに従って、帯電した感光
ドラム１１Ｍの表面に、露光手段１３Ｍによって露光光
が出力され、これにより、マゼンタの静電潜像が感光ド
ラム１１Ｍの表面に形成される。

【００３７】このようにして形成された静電潜像は、感
光ドラム１１Ｍの回転に従い所定の現像位置まで移動
し、現像手段１４Ｍによってトナー像として可視化され
る。

【００３８】現像手段１４Ｍは、不図示の現像手段駆動
モータにより所定の周速度で回転駆動される現像スリー
ブ１４Ｍａを有しており、現像手段１４Ｍ内には、マゼ
ンタ染料を含み掛脂にて形成されるマゼンタトナーが収
容されている。マゼンタトナーは摩擦帯電により、感光
ドラム１１Ｍ上の帯電荷と同極性の電荷を有した状態で
現像スリーブ１４Ｍａ表面にトナー層を形成している。
感光ドラム１１Ｍの表面が現像手段１４Ｍの現像スリー
ブ１４Ｍａを通過していく（現像位置）ことにより、感
光ドラム１１Ｍ表面上の除電された潜像部にのみマゼン
タトナーが静電的に付着し、感光ドラム１１Ｍ表面上に
マゼンタトナー像が形成される。

【００３９】マゼンタのトナー像が形成された感光ドラ
ム１１Ｍは、引続き所定の周速度で回転され、トナー像
が転写位置へ回転される。

【００４０】一方、不図示の給送機構を介して供給され
るシートＴは、搬送ベルト２３と吸着ローラ２４との間
を通って転写位置へ搬送される。このとき、吸着バイア
ス電源２４ａを介して吸着ローラ２４に＋５００Ｖ〜＋
２０００Ｖ程度の吸着バイアス電圧が印加され、吸着ロ
ーラ２４と従動ローラ２２との間に所定の電界が形成さ
れる。この電界により、シートＴが搬送ベルト２３に吸
着され、搬送ベルト２３の走行に従って吸着されたシー
トＴが各画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１
０Ｋの複数の転写位置を通過するように搬送される。

【００４１】そして、感光ドラム１１Ｍの回転により感
光ドラム１１Ｍ上のトナー像が転写位置へ位置するとと
もに搬送ベルト２３に吸着されたシートＴが転写位置へ
搬送される。

【００４２】このとき、転写位置の搬送ベルト２３の内
側には転写ローラ１５Ｍが存在して搬送ベルト２３を介
して感光ドラム１１Ｍに転接しており、転写ローラ１５
Ｍは感光ドラム１１Ｍ表面に静電的に付着しているマゼ
ンタトナーの電位と逆極性を有する電界を搬送ベルト２
３の裏側からシートＴに供給する。この電界は、搬送ベ
ルト２３及びシートＴを通して感光ドラム１１Ｍ上のマ
ゼンタトナー像に作用し、その結果、感光ドラム１１Ｍ
からシートＴへトナー像が転写される。転写バイアス
は、トナーの極性と逆極性であり、＋５００〜＋２００
０Ｖ程度に設定される。

【００４３】以上のように、シートＴ上にトナー像が転
写された後、感光ドラム１１Ｍは、そのまま所定の周速
度にて回転駆動され、クリーナ１６Ｍによって表面の残
留トナーや紙粉が除去される．その後、必要に応じて再
び帯電手段１２Ｍによる帯電から始まる一連のプロセス
に入る。

【００４４】こうして、マゼンタ画像形成ユニット１０
Ｍにてマゼンタトナー像を転写されたシートＴは、搬送
ベルト２３によりシアン画像形成ユニット１０Ｃ、イエ
ロー画像形成ユニット１０Ｙ、さらにブラック画像形成
ユニット１０Ｋについての転写位置へ順次搬送され、各
色のトナー像が重ねられて転写される。

【００４５】転写ローラ１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙ，１５
Ｋによる転写バイアスは、後段に行くにつれて高くなる
ように設定されている。これは、各画像形成ユニット１
０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋについての転写位置をシ
ートＴが通過する際に、シートＴ上のトナーが各感光ド
ラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋとの間の放電によ
り、逆極性のチャージを受け、このチャージがシートＴ
上のトナーに蓄積することにより、転写電界が徐々に弱
まるためである。本実施の形態では、常温常湿環境にお
いて、転写ローラ１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙ，１５Ｋによ
る転写バイアスを、それぞれ＋９００Ｖ，＋１０００
Ｖ，＋１１００Ｖ，＋１２００Ｖに設定した。これらの
転写バイアスの適正値は、シートＴの種類や環境条件に
より適宜変更される。

【００４６】４色のトナー像の転写が終了したシートＴ
は最後に定着ユニット３０に送られて加熱及び加圧によ
りトナーが溶固着され、シートＴ上に永久像が得られ
る。

【００４７】次に本実施の形態における濃度検知用トナ
ー像（基準画像パターン。以下、パッチと称する。）を
用いてのパッチ濃度測定による画像濃度制御について説
明する。本実施の形態における画像濃度制御は、狭義の
濃度制御である最大濃度制御と、階調制御である中間調
制御とからなる。この画像濃度制御は、トナー特性や現
像特性が使用する環境やプリント枚数等の諸条件によっ
て変動してしまうため、プリント枚数がある枚数に達す
ると行い、濃度の線形性や一定性を保つようにしてい
る。

【００４８】最大濃度制御について説明する。まず各色
毎にパターン発生回路４０により作成された所定の例え
ば５個のパッチデータ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）が、露光
手段１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｋを介して感光ドラ
ム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｋ上に各色５個のパッ
チパターンが潜像として形成される。

【００４９】次に、不図示の現像高圧発生器により前記
パッチパターンの数に対応して段階的に変化する複数レ
ベルの現像バイアスＶ１〜Ｖ５を発生し、現像手段１４
Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４Ｋにより前記潜像を可視化す
る。

【００５０】これら各色５個の可視画像を搬送ベルト２
３上に転写し、下流の濃度センサ５０により各現像バイ
アスＶ１〜Ｖ５に対応した各パッチパターン毎の濃度を
計測する。

【００５１】この得られた計測データに対して補間処理
を行い、図２に示す現像バイアス−画像濃度の特性グラ
フから所定の最大濃度Ｄｍａｘが得られる現像バイアス
Ｖを算出して、この算出結果に基づいて現像バイアスを
設定することにより最大濃度を一定に保つ。なお、最大
濃度制御は帯電電圧などの他のプロセス条件を制御して
も構わない。

【００５２】次に中間調制御について説明する。まず、
パターン発生回路４０により濃度検知パッチ用の画像信
号を発生し、この信号に従って感光ドラム１１Ｍ上に濃
度検知パッチを作成する。本実施の形態では、各色の画
像信号は８ビットであり、００Ｈ〜ＦＦＨ（Ｈは１６進
表示を意味する）の２５６レベルの画像信号を発生可能
である。しかし、トナー消費や時間等の制限から００
Ｈ、１０Ｈ、‥・等といった１０レベル程度の画像信号
を発生してパッチの潜像を形成する。

【００５３】その後、感光ドラム１１Ｍ上のこの潜像は
現像手段１４Ｍによりマゼンタトナーで現像され、さら
に搬送ベルト２３上に転写され、濃度センサ５０でそれ
ら濃度検知パッチの濃度の測定を行う。

【００５４】図３は露光信号−測定濃度の特性グラフで
あり、図３中の実線は濃度を指定するパッチ画像信号を
補正をかけずにそのまま露光信号に変換し、搬送ベルト
２３上に作成された濃度検知パッチの濃度を測定した結
果を示している。同図に示されているように中間濃度領
域において入力画像信号と実際の出力濃度とは直線関係
になっていない。そこで、入力画像信号と露光信号の対
応を調整するためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を
作成するいわゆるγ補正を行い、同図中に点線で示され
ているような直線関係を得る。例えば濃度０．２の画像
信号に対しては同図中にＶで示される露光信号を対応さ
せればよい。以上のような中間調制御を他のシアン、イ
エロー、ブラックの各トナーに対しても行い、各色につ
いてＬＵＴを作成する。

【００５５】これら最大濃度制御及び中間調制御を、連
続プリント中に実施して逐次画像濃度制御を行う場合に
は、搬送ベルト２３上においてシートとシートとの間の
非画像域に必要なパッチを作成して画像濃度制御を行
う。即ち、パッチが形成される担持体として搬送ベルト
２３を用いている。

【００５６】図４に画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，
１０Ｙ，１０Ｋ及び濃度センサ５０と、搬送ベルト２３
上のシートＴとパッチＰの位置関係を示す。本実施の形
態の画像形成装置では、濃度センサ５０をブラックの画
像形成ユニット１０Ｋの後にただ１つ設ける構成をとる
ため、例えばパッチＰ１の読み取りが終了する時、マゼ
ンタの画像形成ユニット１０Ｍでは既に次のシートＴ１
に転写する画像を形成してしまっている。したがって、
パッチＰ１による制御結果はすぐ次のシートＴ１に転写
する画像には反映させられないので、その次のシートＴ
２以降に反映される。

【００５７】次に本実施の形態における最大濃度制御と
中間調制御の実施頻度について説明する。前述のように
最大濃度制御と中間調制御の両方を行なうことにより濃
度の線形性と一定性とが保証される。

【００５８】しかしながら、最大濃度制御および中間調
制御はそれぞれ異なる複数のパッチを各色について作成
する必要があり、例えば１０ｍｍ角のパッチを最大濃度
制御において各色５個ずつ、中間調制御については各色
１０個ずつ５ｍｍ間隔で作成すると、本画像形成装置で
は計６０個のパッチを作成する必要があり、６０個のパ
ッチに要する領域の長さは１ｍほどにも達する。

【００５９】このため、連続プリント中にこれらのパッ
チを全て一気に作成して画像濃度制御を行なうと、画像
出力に相当な遅延が発生する。したがって、濃度制御の
実行頻度は慎重に決定する必要があり、不要な濃度制御
を行うことは避けなければならない。

【００６０】一方では最大濃度制御の必要頻度と、中間
調制御の必要頻度とは必ずしも一致しないという事実が
存存する。例えば、一般に画像形成ユニット１０Ｍ，１
０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋの寿命初期においてはトナーの帯
電性が安定しないなどの理由で最大濃度の変動率が大き
く、頻繁に最大濃度制御を行なう必要性があるが、中間
調制御によるγ補正は最大濃度制御によって現像バイア
ス等を適切な値に制御した後に行なわれるため、γ変動
率は比較的小さく、中間調制御の必要性はさほど高くな
い。

【００６１】図５はマゼンタの画像形成ユニット１０Ｍ
について逐次画像濃度制御を実施しながら連続プリント
試験を行い、最大濃度制御の制御パラメータである現像
バイアスと、中間調制御の制御パラメータであるＬＵＴ
の値がトナー使用量の増加とともにどのように推移する
かをモニターした結果を模式的に示したグラフである。
なお、同図中ではＬＵＴの代表値として濃度０．２に対
応する制御値をプロットしてある。これは濃度０．２程
度の淡い画像において色味の変化が目立ち易く、中間調
制御において問題となるからである。

【００６２】同図から明らかなように現像バイアスはト
ナーをまだあまり使用していない寿命初期においては大
きく変動しているが、トナー残量が少なくなるにつれて
変動が小さくなる傾向を示す。これに対してＬＵＴの値
は、寿命初期にはさほど変動していない。よって、寿命
初期においては最大濃度制御と中間調制御を両方とも同
じ頻度で実行するのではなく、最大濃度制御をより頻繁
に実施して現像バイアスの制御を重点的に行うことが望
ましい。

【００６３】そこで本実施の形態では、最大濃度制御用
の基準画像パターンと中間調制御用の基準画像パターン
の両方を作成して濃度制御を行う第１制御モードの他
に、最大濃度制御用の基準画像パターンのみを作成して
濃度制御を行う第２制御モードと、中間調制御用の基準
画像パターンのみを作成して濃度制御を行う第３制御モ
ードを用意し、必要に応じてこれら３つの制御モードの
いずれかを選択して画像濃度制御を行う。

【００６４】具体的には、まずマゼンタの画像形成ユニ
ット１０Ｍについて不図示の不揮発性メモリに格納され
たトナー使用量を読み取り、その値を初期トナー量で除
算してトナー使用率Ｒを算出する。そしてＲが０．３以
下であった場合には画像濃度制御３回中２回の割合で第
２制御モードを選択し、残り１回は第３制御モードを選
択する。

【００６５】Ｒが０．３以上であった場合には、第２制
御モードと第３制御モードを同じ割合で選択する。な
お、この時、本実施の形態とは異なり、ＬＵＴの値が寿
命終期に変動が大きくなることを考慮して中間調制御を
より頻繁に実施し、ＬＵＴの値の制御を重点的に行うよ
うに第３制御モードの割合を第２制御モードよりも高い
頻度で行うようにしても良い。

【００６６】以上の選択を他のシアン、イエロー、ブラ
ックについても行い、それぞれの色において最大濃度制
御と中間調制御のどちらを行うか決定し、最後にそれぞ
れの選択結果に応じて対応するパッチをシートとシート
との間に作成し、実際に画像濃度制御を行う。

【００６７】このような方法によって、画像形成ユニッ
ト１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋの寿命初期には最大
濃度制御を重点的に実施し、不要な中間調制御によって
画像出力が遅延してしまう事を避けられ、安定した色調
の画像を出力し続けることができる。

【００６８】なお、実施の態様は上述の実施の形態に限
定されるものではなく、例えば色毎に異なる濃度制御頻
度を設定したり、あるいはトナー使用率ではなく現像ス
リーブ回転数を寿命判断用パラメータとしてもよい。ま
た、例えば中間転写ベルト上などにパッチを作成する画
像形成装置にも同様の方法を適用して濃度制御の頻度を
最適化できる。

【００６９】（第２の実施の形態）図６、図７には、第
２の実施の形態が示されている。ただし、以下の第２の
実施の形態に係る画像形成装置は、第１の実施の形態と
同一構成なので、同一の構成部分については同一の符号
を付して、その説明は省略する。

【００７０】第１の実施の形態では、トナー使用率Ｒが
０．３以下という条件においてのみ、最大濃度制御の実
行頻度を画像濃度制御中２／３という値に変更したが、
図５に示すように画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１
０Ｙ，１０Ｋの寿命後半では逆に中間調制御によるＬＵ
Ｔ書き換えを重点的に行うことが望ましい。またＲが
０．３以下の範囲においても最大濃度制御の必要頻度は
一定ではないため、一律に画像濃度制御中２／３という
頻度に設定するのではなく、さらに細かく適切な頻度を
設定することも望まれる。

【００７１】そこで、本実施の形態では、トナー使用率
Ｒに応じて適切な濃度制御実行頻度を指定するテーブル
を用意し、最大濃度制御および中間調制御の実行頻度を
細かく最適化するとともに画像形成ユニット１０Ｍ，１
０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋの寿命後半における中間調変動の
増大に対応させる。

【００７２】図６は、あるトナー使用率Ｒにおける最大
濃度制御の実行頻度Ｆｍおよび中間調制御の実行頻度Ｆ
ｈを色トナーおよびブラックトナーの画像形成ユニット
１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋについて指定するテー
ブルである。テーブル中の値は図５に示される現像バイ
アスおよびＬＵＴの制御値の変動曲線の傾きに調整用定
数を乗じて算出した値であり、傾きが大きいほど即ち変
動が激しいほど高い実行頻度を指定するように構成され
ている。

【００７３】図６を用いて画像濃度制御における制御モ
ードを選択する判定手順を図７に示す。まず不揮発性メ
モリに格納されたトナー使用量を読み取って初期トナー
量で除算し、トナー使用率Ｒを算出する（Ｓ７０１）。
そして算出したトナー使用率Ｒに対応する最大濃度制御
の頻度Ｆｍおよび中間調制御の頻度Ｆｈを図６のテーブ
ルから読み取る（Ｓ７０２）。

【００７４】次に最大濃度制御実行判定用の変数Ｇｍに
Ｆｍを加算し、中間調制御実行判足用の変数ＧｈにはＦ
ｈを加算する（Ｓ７０３）。

【００７５】変数ＧｍとＧｈの両方が１より大きい場合
には、Ｓ７０３からＳ７０４，Ｓ７０５を経てＳ７０６
へ行き、第１制御モードを選択して変数Ｇｍと変数Ｇｈ
を１減じる。

【００７６】変数Ｇｍのみが１より大きい場合には、Ｓ
７０３からＳ７０４，Ｓ７０５を経てＳ７０７へ行き、
第２制御モードを選択して変数Ｇｍを１減じる。

【００７７】変数Ｇｈのみが１より大きい場合には、Ｓ
７０３からＳ７０４，Ｓ７０８を経てＳ７０９へ行き、
第３制御モードを選択して変数Ｇｈを１減じる。

【００７８】変数Ｇｍも変数Ｇｈも１より小さい場合に
は、Ｓ７０３からＳ７０４，Ｓ７０８を経てＳ７１０へ
行き、いずれの制御モードも選択せず画像濃度制御を行
わない。

【００７９】このような選択をマゼンタ、シアン、イエ
ロー、ブラックの各色それぞれについて行ない、全ての
色について制御モードの選択または画像濃度制御を行わ
ない旨の判定が終わったら、選択結果に基づいて実際に
シートとシートとの間にパッチを作成して画像濃度制御
を行なう。画像濃度制御の実行が終了したら、所定枚数
の画像形成後等に再び図６のＳ６０１のトナー使用量の
読み取りに戻って、以上の動作を繰り返す。

【００８０】以上が本実施の形態における濃度制御実施
法の詳細である。このように予め画像形成ユニット１０
Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋの濃度変動特性を測定し、
その測定結果に基づいて構成した画像濃度制御の実行頻
度指定テーブルを最大濃度制御と中間調制御の両方につ
いて別々に用意しておいた上で、最大濃度制御用の基準
画像パターンのみを作成して濃度制御を行う第２制御モ
ードや、中間調制御用の基準画像パターンのみを作成し
て濃度制御を行う第３制御モードを必要に応じて選択し
て画像濃度制御を行なうことにより、実際の濃度変動の
様子に応じた適切な画像濃度制御を実施することができ
るため、連続プリント中に不要な画像濃度制御を行って
画像出力を遅延させることを防ぎつつ所定の濃度および
階調性を有する画像を安定して出力する画像形成装置を
提供することが可能となる。

【００８１】なお、実施の態様は上述の実施の形態に限
定されるものではなく、例えば色毎に異なる濃度制御頻
度を設定したり、あるいはトナー使用率ではなく現像ス
リーブ回転数を寿命判断用パラメータとしてもよい。ま
た、例えば中間転写ベルト上などにパッチを作成する画
像形成装置にも同様の方法を適用して濃度制御の頻度を
最適化できる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、不要な
画像濃度制御で画像出力を遅延させてしまうことを防ぐ
ことができ、所定の濃度および階調性を有する画像を安
定して出力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概
略断面説明図である。

【図２】現像バイアス−画像濃度の特性グラフである。

【図３】露光信号−測定濃度の特性グラフである。

【図４】シートＴとパッチＰの位置関係を示す説明図で
ある。

【図５】トナー使用量の増加による現像バイアス、ＬＵ
Ｔの値の推移を示すグラフである。

【図６】トナー使用率Ｒにおける最大濃度制御の実行頻
度Ｆｍおよび中間調制御の実行頻度Ｆｈを指定するテー
ブルである。

【図７】画像濃度制御における制御モードを選択する判
定手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋ画像形成ユニット１１Ｍ感光ドラム１２Ｍ帯電手段１３Ｍ露光手段１４Ｍ現像手段１４Ｍａ現像スリーブ１５Ｍ転写ローラ１６Ｍクリーナ２０搬送ユニット２１駆動ローラ２２従動ローラ２３搬送ベルト２４吸着ローラ２４ａ吸着バイアス電源３０定着ユニット４０パターン発生回路５０濃度センサ

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA09 DA45 DE02 DE07 DE10 EA05 EA06 EB03 EB04 EC03 EC06 EC09 EC10 ED09 ED10 ED24 EE02 EE08 FA28 FA35 FB19 2H030 AA03 AB02 AD08 AD11 BB23 BB34 BB36 BB38 BB63

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各色現像剤ごとに現像剤像を形成する複数
の一色像形成ユニットを備え、該複数の一色像形成ユニ
ットで形成した各色の現像剤像を重ね合わせて画像を形
成する画像形成装置において、現像剤像を担持する担持体上に濃度検知のための基準画
像パターンを作成する作成手段と、作成した基準画像パターンの画像濃度を検知する検知手
段と、検知した基準画像パターンの画像濃度に基づいて画像濃
度制御を行う画像濃度制御手段と、を備え、最大濃度制御用基準画像パターン及び中間調制御用基準
画像パターンの両方を作成して濃度制御を行う第１制御
モードと、最大濃度制御用基準画像パターンのみを作成
して濃度制御を行う第２制御モードと、中間調制御用基
準画像パターンのみを作成して濃度制御を行う第３制御
モードと、を有し、各第１〜第３制御モードをそれぞれ
所定の頻度で選択して画像濃度制御を行うことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が初期から中期に相当す
る状態であると検知した場合には、前記第２制御モード
を前記第３制御モードよりも高い頻度で選択することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記第２制御モードは画像濃度制御３回実
行中２回の割合で選択され、前記第３制御モードは画像
濃度制御３回実行中１回の割合で選択されることを特徴
とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が中期から終期に相当す
る状態であると検知した場合には、前記第２制御モード
と前記第３制御モードを同じ割合で選択することを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記一色像形成ユニットの寿命を検知する
寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が中期から終期に相当す
る状態であると検知した場合には、前記第３制御モード
を前記第２制御モードよりも高い頻度で選択することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記一色像形成ユニットの現像剤使用率に
応じて、最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての
濃度制御の実行頻度及び中間調制御用基準画像パターン
を作成しての濃度制御の実行頻度を指定するテーブルを
備え、前記テーブルに基づいて、各第１〜第３制御モードのい
ずれかの画像濃度制御を実行するかまたは画像濃度制御
を実行しないかを判定する判定手段を備えたことを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記テーブルは、現像バイアス及びルック
アップテーブルの制御値の変動曲線の傾きに調整用定数
を乗じて算出されることを特徴とする請求項６に記載の
画像形成装置。
【請求項８】各色現像剤ごとに現像剤像を形成する複数
の一色像形成ユニットを備え、該複数の一色像形成ユニ
ットで形成した各色の現像剤像を重ね合わせて画像を形
成する画像形成装置において、現像剤像を担持する担持体上に濃度検知のための基準画
像パターンを作成する作成手段と、作成した基準画像パターンの画像濃度を検知する検知手
段と、検知した基準画像パターンの画像濃度に基づいて画像濃
度制御を行う画像濃度制御手段と、を備え、最大濃度制御用基準画像パターンを作成しての濃度制御
と、中間調制御用基準画像パターンを作成しての濃度制
御と、のそれぞれの頻度を変更して画像濃度制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】頻度の変更を前記一色像形成ユニットの寿
命に基づき行うことを特徴とする請求項８に記載の画像
形成装置。
【請求項１０】前記一色像形成ユニットの寿命を検知す
る寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が初期から中期に相当す
る状態であると検知した場合には、最大濃度制御用基準
画像パターンを作成しての濃度制御を中間調制御用基準
画像パターンを作成しての濃度制御よりも高い頻度で行
うことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記一色像形成ユニットの寿命を検知す
る寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が中期から終期に相当す
る状態であると検知した場合には、最大濃度制御用基準
画像パターンを作成しての濃度制御と中間調制御用基準
画像パターンを作成しての濃度制御を同じ割合で行うこ
とを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記一色像形成ユニットの寿命を検知す
る寿命検知手段を備え、前記一色像形成ユニットの寿命が中期から終期に相当す
る状態であると検知した場合には、中間調制御用基準画
像パターンを作成しての濃度制御を最大濃度制御用基準
画像パターンを作成しての濃度制御よりも高い頻度で行
うことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。