JP2004198805A - Image forming apparatus - Google Patents

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Naoya Yamazaki
直哉 山▲崎▼
Satoshi Tanaka
智 田中
Gen Nakajima
玄 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of stably maintaining a specified density gradation over a wide gradation area by changing the mode to form a toner patch in compliance with circumstances where the image forming apparatus is put. <P>SOLUTION: The image forming apparatus is equipped with a patch forming part 25 forming the toner patch for measurement in a prescribed mode set in advance on an image carrier, a density sensor 15 detecting the density of the toner patch formed by the patch forming part 25 at a prescribed detecting position, a patch state control part 45 setting the mode of the toner patch formed by the patch forming part 25 and also changing the set mode in compliance with the circumstances, and image condition control parts 41 to 44 adjusting an image forming condition to influence the density of a toner image formed on the image carrier 1 based on the detection result detected by the density sensor 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、特にトナーパッチの濃度を検知し、検知結果に基づいて画像形成条件を調整する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタなど、電子写真方式の画像形成装置においては、微小粒子であるトナーを用いているため、環境変化や経時間変化による影響を強く受け、画像濃度が微妙に変動したり、使用される機械によって画像濃度に差異が生じることが多い。このため、所定の濃度階調の、所定数のトナーパッチを形成させ、それらの濃度をセンサで検知するとともに、目標濃度と比較することにより画像形成条件を調整し、所定の濃度、階調性を制御するのが一般的である。
【0003】
しかしながら、トナーパッチを形成するとトナーを消費してランニングコストを増加させたり、トナーパッチをクリーニングするクリーナ負荷を増大させるほか、生産性を低下させるため、トナーパッチを出力する回数は必要最小限に抑制する必要がある。
【0004】
そこで、トナーパッチの濃度検知結果と目標濃度とを比較し、その比較結果によりトナーパッチを出力するサイクルを変更するものがある(特許文献1参照)。
【0005】
しかしながら、トナーパッチを出力するサイクルを変更しても、出力されるトナーパッチの数や濃度階調は固定されているため、固定された濃度階調以外の濃度や階調性に変化が生じてもそれに対処できないという問題がある。
【0006】
図1は、高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、トナーの濃度(TC)をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【0007】
図1からわかるように、低濃度領域のハイライト部においては、TCが中位の場合と較べて、TCが高い場合は濃度が高めになり、TCが低い場合は濃度が低めになる。
【0008】
図2は、高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、現像剤の経時変化をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【0009】
図2からわかるように、低濃度領域のハイライト部においては、現像剤が劣化すると濃度が高めになる。これは、現像剤の劣化にともなって帯電性が低下するため、現像器から感光体に付着するトナー量が増加するためである。
【0010】
このように、例えば高濃度のトナーパッチにより高濃度領域を目標濃度にあわせても、低濃度領域のハイライト部においては、階調性が合わない場合が生じるため、状況に応じて、低濃度のトナーパッチにより低濃度領域も目標濃度にあわせる必要がある。
【0011】
そこで、階調補正カーブの特性から、変化分が大きくなる高濃度領域や低濃度領域におけるトナーパッチの形成間隔を、変化分がほぼ一定である中濃度領域に較べて狭くすることにより必要最小限のトナーパッチで精度よく濃度制御を行なおうとするものがある(特許文献2参照)。
【0012】
【特許文献1】
特開平3−251878号公報(実施例、図1、図4)
【特許文献2】
特開平8−76527号公報(段落番号0052〜段落番号0060、図4〜図7)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーパッチの形成間隔をかえても、出力されるトナーパッチの数や濃度階調は固定されているため、画像形成装置の状態の変化に伴う階調補正カーブの変動に対応できない場合や、画像形成装置固有の特性と、トナーパッチを形成し濃度調整した領域とがマッチしない場合が生じる。
【0014】
図3は、トナーパッチを濃度センサで測定した結果を示す図である。
【0015】
図3において、横軸は、階調に換算した画像入力信号を、縦軸は、トナーパッチの濃度検出値を、図中の曲線は、濃度センサによる検出値をそれぞれあらわしている。また、図のくろ菱形印は、濃度センサが通常の感度を有する場合、くろ四角印は、濃度センサが通常より濃い目の感度を有する場合をあらわしている。
【0016】
濃度センサの特性は、経時変動や、環境変動によってもその程度が異なるが、一般的に高濃度領域は飽和する傾向がある。したがって、飽和傾向の強い高濃度領域に狭い間隔でトナーパッチを出力しても、濃度センサの検出値はほとんど変化せず、無駄が多い。
【0017】
図4および図5は、温度および湿度が変化した場合における、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にして両者の関係を示した図である。
【0018】
図4および図5に示すように、低濃度領域であるハイライト部の濃度が、低温又は低湿環境下においては、通常環境時にくらべて高めになり、高温又は高湿環境下においては、通常環境時にくらべて低めになる。
【0019】
したがって、環境変化が大きいときは、ハイライト部のトナーパッチの様態を変更して、階調性の変動を充分把握する必要がある。
【0020】
図6は、感光体の劣化による表面電位の変化を示す図である。
【0021】
図6において、横軸は、感光体の回転時間、縦軸は表面電位を示し、図中の実線は、感光体が新しい場合、鎖線は、感光体が劣化した場合をあらわしている。図に示すように、感光体が劣化すると表面電位の変化が大きくなり、帯電ムラが生じていることがわかる。したがって、感光体上のトナー像の形成位置によって、濃度にむらが生じてしまう。
【0022】
図7は、用紙上に形成される画像密度と現像剤の帯電量との関係を示す図である。
【0023】
図7に示すように、画像密度が高くなると、トナーの使用量が増加するため、現像器内で充分攪拌されない状態となるため、帯電量が低下する。このため、感光体に付着するトナー量が通常時よりも多めになり、一時的に濃度が高めになる。
【0024】
図8は、現像剤が攪拌されることなく放置された放置時間を横軸に、現像剤帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【0025】
図8に示すように、現像剤が攪拌されることなく長時間放置されると、帯電量が低下する傾向にあるので、そのような現像剤を用いて画像を形成すると、ハイライト部に濃度が高めになってしまう。
【0026】
図9は、現像器の動作累積時間を横軸に、現像剤の帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【0027】
図9に示すように、現像器動作累積時間が長くなると、帯電量が高めになり、形成される画像の濃度は低めになるので、トナーパッチの画像密度を高濃度側に設定してやる必要がある。
【0028】
本発明は、上記事情に鑑み、画像形成装置が置かれている状況に応じて、トナーパッチを形成する様態を変更し、広い階調領域に渡り安定的に所定の濃度階調を維持することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【0029】
【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画像形成装置は、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着して該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体上に予め設定された所定の様態で測定用のトナーパッチを形成するパッチ形成部と、
上記パッチ形成部により形成されたトナーパッチの濃度を所定の検知位置で検知する濃度センサと、
上記パッチ形成部が形成する前記トナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部と、
上記濃度センサにより検知された検知結果に基づいて、上記像担持体上に形成される上記トナー像の濃度に影響する画像形成条件を調整する画像条件制御部とを備えたことを特徴とする。
【0030】
このように、パッチ形成部が形成するトナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部を備えており、状況に応じて所定の態様で形成されたトナーパッチの濃度を検知して画像形成装置が置かれている状況に応じて、画像形成条件を調整するので、広い階調領域に渡り安定的に所定の濃度階調を維持することが可能である。
【0031】
【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。
(第1の実施形態)
図10は、第1の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【0032】
図10に示すように、本実施形態の画像形成装置は、入力された画像信号を画像処理する画像処理部30と、用紙上に画像を形成する画像形成部50と、トナーパッチの様態を設定したり、状況に応じてその様態を変更するとともに、そのようにして形成されたトナーパッチの濃度の検知結果に基づいて画像形成条件を調整する制御部40とを備えている。
【0033】
画像形成部50は、イエロー(Y)色、マゼンダ(M)色、シアン(C)色、およびブラック(K)色それぞれのトナー像が形成される4つのユニット10Y,10M,10C,10Kと、4つのユニットに接触するとともに、トナー像が1次転写される中間転写ベルト20と、4つのユニット10Y,10M,10C,10Kそれぞれに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト20に1次転写する1次転写ロール5Y,5M,5C,5Kと、中間転写ベルト20上に1次転写されたトナー像を用紙Pに2次転写する2次転写ロール6と、種類が異なる用紙Pを収納する3つの用紙トレイ12a,12b,12cと、用紙トレイ12a,12b,12cから抜き出した用紙Pを2次転写ロール6の配置位置に搬送する搬送ロール14と、用紙Pに転写されたトナー像を加熱および加圧することにより用紙P上に定着させる図示しない定着器を備えている。
【0034】
各ユニット10は、トナー像が形成される感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kと、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kを帯電する帯電器2Y,2M,2C,2Kと、帯電した感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに、外部から入力された画像データを画像処理し、YMCK色に分解された画像信号に基づいて変調された露光光を照射して静電潜像を形成する露光部3と、静電潜像にYMCK各色のトナーを付与して各色のトナー像を形成する、トナーとキャリヤとが混合された現像剤を攪拌することにより帯電したYMCK各色のトナーを付与して静電潜像を現像する現像器4Y,4M,4C,4Kとを備えている。なお、YMCK各色のトナーを収納するトナーボックス11があり、各色のトナーは、所定のタイミングで現像機4Y,4M,4C,4Kに供給される。また、各ユニット10に、各色の測定用のトナーパッチを、予め設定された様態で形成するパッチ形成部を備えており、K色のトナー像を形成するユニット10Kよりも中間転写ベルトの循環移動方向Aの下流側には、中間転写ベルト上のトナーパッチの濃度を検知する濃度センサ15と、画像形成装置内の温度を検知する温度センサ16と湿度を検知する湿度センサ17とを備え、また各感光体ドラム1は、表面の電位を検知する電位センサ18を備えている。さらに、用紙トレイ12の近傍には、用紙トレイ12から抜き出され、2次転写位置に搬送される用紙の種類を判別する用紙判別センサ19を備えている。
【0035】
なお、中間転写ベルト20は、ベルトを駆動する図示しない駆動ロール21と、対向ロール22と、ベルトに張力を加えるテンションロール23とに張架されて矢印A方向に循環移動する。
【0036】
画像処理部30は、入力された画像データに基づいて、画像密度毎のヒストグラムを作成する画像データ制御部31と、原稿毎の画像密度又は所定枚数の原稿の平均画像密度をカウントする画像ピクセルカウンタ32とを備えている。
【0037】
制御部40は、帯電電圧を調整するBCR電圧制御部41と、露光光量を調整するLD光量制御部42と、トナーの消費量を監視し、トナーボックス11から現像器4にトナーを補給する調整を行うTC制御部43と、入力された画像信号に基づいてトナー像を所定の濃度で形成する階調補正カーブを調整する階調制御部44と、形成されるトナー像の濃度に影響する画像形成条件を、フィードバック制御するためのトナーパッチの様態をパッチ形成部25に設定したり、状況に応じて、その様態を変更するパッチ様態制御部45とを備えており、さらに、パッチ様態制御部45は、メモリ46と、タイマー47とを有する。
【0038】
また、本実施形態の画像形成装置は、画像の濃度階調をマニュアルで調整したり、画像モードを指定したり、用紙の種類を指定することができるユーザインタフェースとしてUI操作部26を備えている。
【0039】
入力された画像信号は、画像処理部30でYMCK色毎の画像信号に変換され、変調される。そして、露光部3から変調された画像信号に基づく露光光が、4つのユニット10Y,10M,10C,10Kそれぞれに備える感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに照射されると、各感光体ドラムに静電潜像が形成され、静電潜像は各現像機4Y,4M,4C,4Kで現像されて各色のトナー像が形成される。各色のトナー像は、各1次転写ロール5Y,5M,5C,5Kにより中間転写ベルト20に重ね合わされて転写され、中間転写ベルト20上のトナー像は、2次転写ロール6により用紙トレイ12から搬送ロール14により搬送された用紙Pに転写され、さらに図示しない定着器により加熱および加圧されて用紙P上に定着されて画像が形成される。
【0040】
UI操作部26により濃度階調の調整指示が行なわれた場合など、所定のタイミングで、パッチ様態制御部45は、パッチ形成部25に予め設定された所定の様態でトナーパッチを形成させる。そして、そのトナーパッチを濃度センサ15で検知し、その検知結果や、この画像形成装置が置かれている状況に応じて、次回形成されるトナーパッチの様態を変更し、トナーパッチを濃度センサで検知した検知結果に基づいて、BCR制御部41、LD光量制御部42などが濃度調整や、階調制御部44による階調補正カーブの修正を行い、濃度や階調性の最適化を図る。
【0041】
本実施形態の画像形成装置について、中間転写ベルト20を用いるタンデム構成の画像形成装置に基いて説明したが、画像形成装置は、タンデム構成に限定する必要はなく、複数サイクル構成のものであってもよく、また中間転写ベルト20に限定する必要はなく、中間転写体であってもよい。さらに、中間転写方式に限定されず、用紙搬送ベルトに担持された記録媒体、あるいはロールで搬送される記録媒体に直接転写する方式のものであっても適用される。
【0042】
以下に、制御部40のパッチ様態制御部45が、状況に応じて、パッチ形成部25に形成させるトナーパッチの様態を変更する方法について説明する。
【0043】
図11(a)は、制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0044】
図11(a)に示すように、制御部のパッチ様態制御部は、濃度センサにより検知された検知結果を記憶する濃度メモリを有し、その濃度メモリに記憶された検知結果に応じて、パッチ形成部に形成させるトナーパッチの様態を変更する。
【0045】
パッチ様態制御部は、トナーパッチを形成させるタイミングがきたか否かを監視し(S−100)、そのタイミングが来たときは、パッチ形成部にトナーパッチを形成させ(S−101)、そのトナーパッチを濃度センサで検知する(S−102)。検知されたトナーパッチが画像密度80%の画像信号によるものである場合には(S−103)、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCaを算出する(S−104)。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標RADCaとの差分である偏差ΔRADCaを算出し(S−105)、算出した偏差ΔRADCaに基づいて、LD光量制御部は、画像形成条件の1つである露光装置のレーザダイオードが発光する光量を補正(S−106)し、所定の濃度を得る。また、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度PCinを設定するため、偏差ΔRADCaの大きさが20より大きいか小さいかを判定し(S−107)、ずれが小さい場合には次回のトナーパッチの画像密度PCinを20%に変更し(S−108)、ずれが大きい場合には、80%のままにする(S−109)。
【0046】
一方、検知されたトナーパッチが画像密度80%の画像信号によるものでない場合(例えば画像密度20%)(S−103)には、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCbを算出する(S−110)。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標RADCbとの差分である偏差ΔRADCbを算出し(S−111)、算出した偏差ΔRADCbに基づいて、階調制御部は、階調補正カーブを修正する(S−112)。そして、パッチ態様制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像信号における画像密度を80%に戻しておく(S−113)。
【0047】
ここで、(S−107)および(S−108、109)における処理は一例であり、(S−108)における処理は、さらにきめ細かく、偏差ΔRADCaの大きさに応じて関数を用いて設定することができる。また、(S−107)における処理は、過去の履歴などにより判定することもできる。
【0048】
図11(b)は、本実施形態のパッチ様態制御部が複数のトナーパッチを形成する場合における、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0049】
図11(b)に示すように、パッチ様態制御部は、トナーパッチを形成させるタイミングか否かを監視し(S−200)、そのタイミングのときは、パッチ形成部に、例えば5種類の画像密度(10%、25%、40%、60%、80%)でトナーパッチを形成させ(S−201)、その5種類の画像密度のトナーパッチを濃度センサで検知する(S−202)。5種類の画像密度のトナーパッチの濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCを算出する(S−203)。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標RADCとの差分である偏差ΔRADCをそれぞれ算出し(S−204)、算出した偏差ΔRADCとその画像密度との関係から、階調制御部は、階調補正カーブを修正する(S−205)。また、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度PCinを設定するため、複数のトナーパッチの偏差ΔRADCの絶対値を大きさの順に配列し、偏差ΔRADCの絶対値の最大値を求め(S−206)、さらに、偏差ΔRADCの絶対値の最大値および最小値とそれぞれのCin番号との関係を求める(S−207)。そして、画像密度の変更状態を示すフラッグが立っているか否かを確認し(S−208)、フラッグが立っていないときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を、そのまま維持し(10%、25%、40%、60%、80%)するとともに(S−210)、画像濃度の変更フラッグを立てない(S−211)。
【0050】
一方、フラッグが立っているときは、偏差ΔRADCの絶対値の最大値の大小比較を行ない、20よりも大きいと判定されたときは、フラッグが立っていないときと同様に、次回形成するトナーパッチの画像密度を、そのまま維持し(10%、25%、40%、60%、80%)する(S−210)。そして、偏差ΔRADCの絶対値の最大値の大小比較により、20よりも大きいと判定されたときは、偏差ΔRADCが最小値をとるトナーパッチの画像密度を、偏差ΔRADCの絶対値が最大値をとるトナーパッチの画像密度付近に変更し(S−212)、次回形成するトナーパッチの画像密度が変更されていることを示すフラッグを立てる(S−213)。
【0051】
このように、複数のトナーパッチを形成する場合に、目標濃度との差が最も小さいトナーパッチの画像密度を変更し、目標濃度との差が最も大きいトナーパッチの画像密度の近傍に移動することにより、広域にわたり濃度階調の安定性を高めることができる。
【0052】
図12は、濃度センサの感度曲線を示す図である。
【0053】
図12において、横軸は、入力された画像信号を画像密度に換算した値をあらわし、縦軸は、濃度センサにより検知された検知信号をあらわす。
【0054】
図中のくろ菱形印は、濃度センサが理想的な状態の検出値をあらわし、くろ四角印は、ある状態のときの検出値をあらわしている。
【0055】
図からわかるように、濃度センサの感度は、高濃度領域では検出値が飽和する傾向にある。また、濃度センサの状態、たとえば環境温度や経時変化により濃度が極めて高い領域では、目標濃度よりも高い濃度を示す、無駄なトナーパッチを複数個形成してしまう場合が生じる。
【0056】
図13は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0057】
図13において、画像形成装置の電源が投入された直後であるとき(S−300)は、パッチ様態制御部は、トナーパッチの画像密度を、0%(第0番トナーパッチ)、10%(第1番トナーパッチ)、20%(第2番トナーパッチ)、以下10%ごとに100%(第10番トナーパッチ)まで、11種類設定する(S−301)。そして、トナーパッチ作成タイミングになると(S−302)、パッチ形成部に、第1番トナーパッチから、第10番トナーパッチまでの11種類の画像密度のトナーパッチが形成される(S−303)。そして、それらのトナーパッチの濃度を濃度センサで検知し(S−304)、11種類の画像密度のトナーパッチの濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCを算出する(S−305)。算出された11種類の画像密度の検出RADCと、それぞれの目標濃度である目標RADCとの差分である偏差ΔRADCを求め(S−306)、求めた偏差ΔRADCと対応する画像密度とにより階調補正カーブを修正する(S−307)。
【0058】
さらに、パッチ様態制御部は、トナーパッチ番号を9番に設定し(S−308)、第9番の検出RADCが第10番の検出RADCより大きいか小さいかと、第9番の検出RADCと第10番の検出RADCとの差分の絶対値が5より大きいか小さいかが判定される(S−309)。
【0059】
以下、順次トナーパッチ番号を若番号にして同様の判定を行なう(S−310、311)。そして、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、9番のみである場合には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの画像密度は、変更しない(S−313)。
【0060】
一方、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、9番のみならず、9番よりも若い番号である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、高濃度領域のトナーパッチの画像密度を変更し、高濃度領域の割合を減らす(S−314)。具体的には、飽和していると判定された番号が最も若いトナーパッチの画像密度(S−315)に応じて、第0番から第10番まで11種類のトナーパッチの画像密度を変更する(S−316)。
【0061】
このように、各トナーパッチ濃度の検出値から、濃度センサが飽和しているか否かを判定し、飽和領域のトナーパッチは、飽和領域外に割り振るので、無駄なく効率よく高精度の制御をおこなうことができる。
【0062】
ここで、(S−308)以下の、パッチ様態の変更は、他の処理によっても行なうことができる。
【0063】
図14は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの個数を変更する様態を示すフローチャートである。
【0064】
図14において、画像形成装置の電源が投入された直後であるとき(S−350)は、パッチ様態制御部は、パッチ個数を11に設定する(S−351)。そして、トナーパッチを形成するタイミングを監視し(S−352)、そのタイミングになると、第0番から第10番までのトナーパッチを、それぞれの番号を10倍した画像密度でパッチ形成部に形成させる(S−353)。
【0065】
ここで、本実施形態では、画像密度を番号の10倍に設定しているが、これに限定されない。
【0066】
そして、パッチ様態制御部は、パッチ形成部が形成したトナーパッチの濃度を濃度センサで検出し(S−354)、その濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCを算出する(S−355)。次に、算出された検出RADCと濃度目標値である目標RADCとの差分である偏差ΔRADCを算出し(S−356)、求めた偏差ΔRADCと対応する画像密度とにより階調補正カーブを修正する(S−357)。
【0067】
さらに、パッチ様態制御部は、トナーパッチ番号を9番に設定し(S−358)、第9番の検出RADCが第10番の検出RADCより大きいか小さいかと、第9番の検出RADCと第10番の検出RADCとの差分の絶対値が5より大きいか小さいかが判定される(S−359)。
【0068】
以下、順次トナーパッチ番号を若番号にして同様の判定を行なう(S−360、361)。そして、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、9番のみである場合(S−362)には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの画像密度は、変更しない(S−363)。
【0069】
一方、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、9番のみならず、9番よりも若い番号である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、高濃度領域のトナーパッチ数を変更し、高濃度領域のパッチの割合いを減らす(S−364)。具体的には、飽和していると判定された番号が最も若いトナーパッチの番号に2を加え(S−365)、その加えた数と6との大小比較を行ない(S−366)、6より小さいときは6個に減らし(S−367)、6より大きいときはその個数を用いて次回に形成するトナーパッチの個数とする。
【0070】
このように、各トナーパッチ濃度の検出値から、濃度センサが飽和しているか否かを判定し、飽和しているときは無駄なトナーパッチの形成個数を減らすので、効率よく、かつ高精度に画像形成条件の制御をおこなうことができる。
【0071】
次に、本実施形態の画像形成装置のUI部により、濃度目標値、あるいは画像形成条件がマニュアル調整された場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【0072】
図15は、UI部のマニュアル調整画面を一例として示す図であり、図16は、マニュアル調整された場合にトナーパッチが形成されるポイントが変更される状況を示す図である。
【0073】
図15および図16に示すマニュアル調整画面には、画像密度(入力画像信号)を横軸とし、画像濃度(出力画像信号)を縦軸として、階調補正カーブが表示される。また、マニュアル調整可能なポイント(0、64、128、192、255;255は、Cin100%に相当する。)と、トナーパッチが形成されるポイントとが表示されており、図15では、トナーパッチは、0、32、64、96、128、160、192、224、255のポイントに形成されている。一方、図16では、画像密度が64のポイントでマニュアル調整可能が行なわれて濃度をアップしたので、その近傍の濃度をきめ細かく監視するため、32のポイントを32と64のポイントの間に、および96のポイントを64と96のポイントの間に、トナーパッチの画像密度を変更する。。
【0074】
図17は、マニュアル調整を変更した場合にトナーパッチが形成される画像密度が変更される様態を示すフローチャートである。
【0075】
図17に示すように、マニュアル調整画面でマニュアル調整が実施され(S−1)、パッチ様態制御部は、UI部から調整された画像密度の情報を得て、調整された濃度領域を判断し(S−2)、マニュアル調整された画像密度の近傍に隣のポイントのトナーパッチの画像密度を変更させる。
【0076】
次に、本実施形態の画像形成装置の環境センサにより環境変化を検知した場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【0077】
図18は、温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【0078】
図18において、温度センサにより機内温度が検出されると(S−400)、検出された機内温度と前回トナーパッチを形成したときの機内温度との温度差Δtempが算出され(S−401)、算出された温度差Δtempと5℃との大小比較がなされる(S−402)。そして、温度差Δtempが5℃より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を80%に設定する(S−403)。また、温度差Δtempが5℃より大きいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を20%に設定し(S−404)、現在の機内温度を、次回温度差が算出されるときの基準温度に設定する(S−405)。
【0079】
図19は、湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【0080】
図19において、湿度センサにより機内湿度が検出されると(S−410)、検出された機内湿度と前回トナーパッチが形成されたときの機内湿度との湿度差ΔHumが算出され(S−411)、算出された湿度差ΔHumと15%との大小比較がなされる(S−412)。そして、湿度差ΔHumが15%より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を80%に設定する(S−413)。また、湿度差ΔHumが15%より大きいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を20%に設定し(S−414)、現在の機内湿度を、次回湿度差が算出されるときの基準湿度に設定する(S−415)。
【0081】
次に、本実施形態の画像形成装置において、部品交換や消耗品の交換などがなされた場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【0082】
図20は、感光体の交換前後における各画像密度ごとの画像濃度を示す図である。
【0083】
図20において、横軸は、画像密度、縦軸は、画像濃度をあらわす。図からわかるように、感光体を交換した後の画像濃度は、感光体を交換する前の画像密度に比べて、ハイライト部2おける濃度が低めになっていることがわかる。
【0084】
したがって、感光体を交換した直後は、しばらくは、ハイライト部の濃度を監視する必要がある。
【0085】
図21は、感光体の交換前後において画像密度を変更する様態を示す図である。
【0086】
図21において、感光体の新旧状態の判定が行なわれ(S−500)、例えば感光体の交換に伴うセットボタンが押されてからの稼働時間がタイマーで計測されることにより、感光体が交換後まもない状態か、相当時間経過した状態かが判定され(S−501)、相当時間経過した状態であるときは、画像密度を80%に設定する(S−502)。そして交換後まもない状態のときは、画像密度を20%に設定する(S−503)。
【0087】
図22は、感光体の消耗による感光体表面の膜減りによる画像濃度の変動を示す図である。
【0088】
図22において、横軸は、画像密度を、縦軸は画像濃度をあらわし、図中の曲線は、感光体の使用回数が100Kサイクル、200Kサイクル、300Kサイクルと増加した場合の階調補正カーブをあらわしている。
【0089】
図からわかるように、ハイライト部の濃度は、感光体が新しい状態から、感光体の使用回数が増加するのに伴って、濃度が徐々に高めになることがわかる。そして、感光体が新しい状態のときには画像密度が40%のときに得られる濃度が、200Kサイクル使用した状態のときは20%の画像密度で得られる濃度と等価になっている。
【0090】
図23は、パッチ様態制御部が、感光体の総回転回数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【0091】
図23において、パッチ様態制御部は、感光体の総回転数をカウンタから検出し(S−510)、その検出した総回転数を1万で除して、20から差し引くことにより補正量ΔPCinを算出する(S−511)。そして、補正量ΔPCinの正、負を判定する(S−512)。総回転数が20万(200Kサイクル)を越え、補正量ΔPCinが負の場合には、トナーパッチの画像密度PCinを20%に設定する(S−513)。そして、総回転数が20万(200Kサイクル)未満で、補正量ΔPCinが正の場合は、トナーパッチの画像密度PCinを20%に補正量ΔPCinを加えた画像密度に設定する(S−514)。
【0092】
このように、総回転数が低いときは、画像密度を40%近傍に設定し、総回転数が高くなると20%に近ずけることにより階調補正カーブの広域にわたり濃度を検出し、効率よく画像形成条件を調整することができる。
【0093】
ここでは、回転数により感光体の劣化状態を検出する場合について説明したが、感光体の表面電位をセンサで検知することにより検出することもできる。またここでは感光体を例として説明したが、感光体以外にも、現像器や転写ロール、現像剤などについても同様に適用することができる。
【0094】
次に、画像が形成される記録媒体の種類に応じてトナーパッチの様態を変更する場合について説明する。
【0095】
1つのトナーパッチで濃度制御を行なう場合に、画像密度を低濃度領域に設定すると、高濃度領域の最適化が困難となることから、画像密度を高濃度領域に設定し、それによってハイライト部を含む全体の濃度制御を行なうのが一般的である。しかし、この方法では、中間調の階調性がラフになるため、特に、中間調における濃度が最適化されていないと画質が劣化する、写真画質などの高画質画像を形成する場合には好ましくない。一方、トナーパッチの数を増やす方法を用いる方法もあるが、トナーパッチ数をむやみに増やすと、生産性が低下したり、トナー消費量が増大することから許容されない場合もある。本実施形態では、用紙種類を普通紙、高画質用紙、低画質用紙に区分し、用紙区分に応じてトナーパッチの様態を変更する。
【0096】
図24は、UI部における用紙選択画面を示す図であり、図24(a)は、用紙種類をトレイ毎に選択する例であり、図24(b)は、用紙種類の代わりに、用紙の商品名、商品番号で選択する例である。
【0097】
図24において、用紙選択画面には、トレイ番号と用紙種類とが表示され、図24(a)に場合には、普通紙、高画質用紙などの用紙種類が表示され、図24(b)の場合には、P紙(X社 65gsmA4)、JDコート紙(X社 103gsmA3)などの商品名などが表示される。その表示された用紙に基づいてカーソルを移動させることにより所定の用紙種類などが選択される。
【0098】
図25は、用紙トレイを示す図である。
【0099】
図25に示す用紙トレイは3つあり、各用紙トレイから抜き出された用紙が、抜き出された位置には用紙判別センサが備えられており、用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報は、パッチ態様制御部に送られる。
【0100】
図26は、用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0101】
図26において、UI部において自動画質選択機能ボタンが押された状態であると(S−600)、用紙判別センサやUI部による用紙選択の手段により用紙種類などが検出される(S−601)。パッチ様態制御部がその情報を得ると、用紙が高画質用紙か否かが判定され(S−602)、高画質用紙である場合には、トナーパッチの画像密度が40%に設定され(S−604)、高画質用紙でない場合には、トナーパッチの画像密度が80%に設定される(S−603)。
【0102】
図27および図28は、横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【0103】
図27においては、画像密度80%で濃度を合わせているため、シャドウ部においては濃度が安定しているが、画像密度が40%近傍のミドル部においては濃度がばらついている。一方、図28のように、高画質用紙は、トナーパッチの画像密度が40%に設定されるので、ミドル部の濃度が安定する。
【0104】
このように、自動画質選択機能により、通常時は高濃度のトナーパッチにより階調全域をラフに合わせる濃度制御を行ない、中間調が重視される高画質用紙については、トナーパッチの数を増やすことなく、画像密度を変更して中間調に合わせた濃度設定がなされるので、ユーザのニーズに合わせた濃度制御を行なうことができる。なお、高画質用紙を使用する場合にも自動画質選択機能をOFFにすれば、中間調を重視しない画像を形成させることもできる。
【0105】
また、複数のトナーパッチの形成が許容される場合には、一部のトナーパッチを中間調側、あるいはハイライト側に移動することもできる。
【0106】
図29および図30は、複数のトナーパッチが形成される場合のトナーパッチの画像密度の変更例を示す図である。
【0107】
図29および図30において、横軸は、画像密度をあらわし、縦軸は、画像濃度をあらわしている。
【0108】
図29においては、トナーパッチが形成される画像密度20%、および80%においては濃度が安定しているが、中間調領域におけるバラツキが大きい。
【0109】
この場合には、図30に示すように、画像密度80%のトナーパッチを画像密度50%に変更することにより、中間調の濃度を合わせて、階調全域の濃度を安定させることができる。
【0110】
図31は、UI部における用紙選択画面を示す図であり、図31(a)は、用紙種類をトレイ毎に選択する例であり、図31(b)は、用紙種類の代わりに、用紙の商品名、商品番号で選択する例である。
【0111】
図31において、用紙選択画面には、トレイ番号と用紙種類とが表示され、図31(a)に場合には、普通紙、低画質用紙などの用紙種類が表示され、図31(b)の場合には、P紙(X社 65gsmA4)、マイリサイクル100(Y社 67gsmA3)などの商品名などが表示される。その表示された用紙に基づいてカーソルを移動させることにより所定の用紙種類などが選択される。
【0112】
図32は、用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0113】
図32において、図25に示した用紙判別センサやUI部による用紙選択の手段により用紙種類などが検出される(S−611)。パッチ様態制御部がその情報を得ると、用紙が低画質用紙か否かが判定され(S−612)、低画質用紙である場合には、画像密度が50%のトナーパッチは形成しない用に設定され(S−614)、低画質用紙でない場合には、画像密度が50%のトナーパッチを形成するように設定される(S−613)。
【0114】
図33は、横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【0115】
図33において、トナーパッチは、画像密度20%、50%、80%で形成するように設定されているが、画像密度が50%の中間調のものは削減される。一方、低画質用紙以外の用紙が検出されたときは、画像密度が50%の中間調のものが形成されるように、元に戻しておく。
【0116】
一般的に、トナーパッチの数は、トナー消費量や生産性を勘案して決定されるが、リサイクル用紙などの低画質用紙は、用紙の性質上、形成される画像の画質は重視されないことが多い。したがって、形成させるトナーパッチの数は、低画質用紙では過剰になる。そこで、中間調のトナーパッチを削減する。なお、削減されるトナーパッチ数は1つに限定する必要はなく、複数でもよい。
【0117】
図34は、トナーパッチを削減することによる1効果を示す図である。
【0118】
図34において、中間転写ベルト上には、トナー像が形成される画像領域相互間には、非画像領域があり、トナーパッチは、非画像形成領域に形成される。したがって、トナーパッチの数が削減されると、その分、非画像形成領域を狭くすることができるので、画像形成の生産性を向上することができる場合がある。
【0119】
次に、パッチ様態制御部が画像ピクセルカウンタでカウントされた画像密度に基づいてトナーパッチの様態を変更する場合について説明する。
【0120】
図35は、原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する1様態を示すフローチャートである。
【0121】
図7に示したように、画像密度が高くなると現像剤の帯電量が下がるので、パッチ様態制御部が画像ピクセルカウンタでカウントされた画像密度に基づいてトナーパッチの様態を変更する。
【0122】
図35において、UI部において、自動画質選択ボタンが押された状態であると(S−700)、画像ピクセルカウンタで、原稿の像密度がカウントされる(S−701)。そして、カウントされた像密度と30%との大小比較がなされ(S−702)、30%未満であると判定されたときは、トナーパッチの画像密度を80%に設定する(S−703)。そして、30%を越えると判定されたときは、トナーパッチの画像密度を40%に設定する(S−704)。
【0123】
ここでは、プリントされる用紙毎の画像密度を用いているが、所定枚数のプリントの平均画像密度を用いることもできる。
【0124】
図36は、横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図であり、図36(a)は、高像密度の原稿と中・低像密度の原稿における階調補正カーブとを示す図であり、図36(b)は、トナーパッチの画像密度を変更して濃度調整を行なった結果を示す図である。
【0125】
図36において、実線は、高像密度の原稿をプリントする場合、破線は、中・低像密度の原稿をプリントする場合をあらわしている。図36(a)に示すように、ハイライト部の濃度は、高像密度の原稿をプリントする場合は、中・低像密度の原稿をプリントする場合にくらべて、帯電量が下がっているため濃度が高めになっている。したがって、トナーパッチの画像密度を40%に変更して、ハイライト部およびミドル部の濃度を合わせれば、図36(b)に示すように濃度のばらつきがなくなる。
【0126】
このように、通常時は高画像密度のトナーパッチにより全階調の濃度をラフに合わせるように設定されている場合には、自動画質選択機能により、ハイライト部の濃度が高めになる、高像密度の原稿については、自動的にハイライト部の濃度を下げるような画像形成条件の調整がなされるので、画像濃度が最適化される。ただし、ハイライト部を重視する必要がない場合には、自動画質選択機能をOFF設定することもできる。
【0127】
図37は、原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する他の様態を示すフローチャートである。
【0128】
図37において、UI部において、自動画質選択ボタンが押された状態であると(S−710)、画像ピクセルカウンタで、像密度がカウントされる(S−711)。そして、カウントされた像密度と30%との大小比較がなされ(S−712)、30%未満であると判定されたときは、画像密度40%でのトナーパッチは形成しない(S−713)。そして、像密度が30%を越えると判定されたときは、画像密度40%のトナーパッチが形成される(S−714)。
【0129】
ここでは、プリントされる用紙毎の像密度を用いているが、所定枚数のプリントの平均像密度を用いることもできる。
【0130】
図38は、横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図である。
【0131】
図38において、実線は、高像密度の原稿をプリントする場合、破線は、中・低像密度の原稿をプリントする場合をあらわしている。図に示すように、ハイライト部の濃度は、高像密度の原稿をプリントする場合は、中・低像密度の原稿をプリントする場合にくらべて、帯電量が下がっているため濃度が高めになっている。したがって、画像密度40%のトナーパッチを追加することにより、ハイライト部およびミドル部の濃度を合わせる。
【0132】
このように、高像密度の原稿については、画像密度40%のトナーパッチを追加し、その濃度を検知した結果によりハイライト部の濃度を下げるような画像形成条件の調整がなされるので、画像濃度が最適化される。ただし、ハイライト部を重視する必要がない場合には、自動画質選択機能をOFF設定することもできる。
【0133】
次に、パッチ様態制御部が、タイマーにより計測した、画像形成装置の非通電時間に基づいて、トナーパッチの画像密度を変更する様態について説明する。
【0134】
図39は、画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0135】
図8に示したように、現像剤が長時間攪拌されずに放置されると、現像剤の帯電量は低下しているので、その後プリント動作が開始されてもハイライト部の濃度が高めになる。
【0136】
図39に示すように、パッチ様態制御部は、タイマーで非通電時間を監視し(S−750)、その非通電時間が4時間以上となったか否かが判定される(S−751)。そして、非通電時間が4時間未満であるときは、トナーパッチの画像密度を80%に設定し(S−752)、トナーパッチ作成カウンタを0にセットする(S−753)。また、非通電時間が4時間以上であるときは、トナーパッチ作成カウンタが、例えば2以下であればトナーパッチの画像密度を20%に設定し(S−755)、トナーパッチ作成カウンタに1つ加算する(S−756)。そして、トナーパッチ作成カウンタが、例えば2よりも大きければ、トナーパッチの画像密度を80%に設定し(S−757)、トナーパッチ作成カウンタを0にセットする(S−758)。
【0137】
ここで、本実施形態では、長時間非動作の場合には、トナーパッチの画像密度をハイライト部側に変更して、ハイライト部の濃度を最適化し、その後、通常の画像密度に戻してる。この場合、戻すタイミングは、変更後のトナーパッチの作成回数により判断しているが、ハイライト部の濃度が最適化されたときに戻すように設定することもできる。
【0138】
図40は、パッチ様態制御部が、現像器の長時間動作によりトナーパッチの画像密度をハイライト部側に変更後に、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【0139】
図9に示したように、現像器の動作累積時間の増加に伴って現像剤の帯電量は上昇するので、パッチ様態制御部は、タイマーで、現像器が動作を開始してからの累積時間Tを監視し(S−760)、Tが10分を越えたか否かを判定する(S−761)。そして、Tが10分を越えたときは、帯電量が充分上昇したと判断してトナーパッチの画像密度を80%に変更し(S−763)、Tが10分以下のときは、帯電量が不充分であると判断してトナーパッチの画像密度を20%のままにする(S−762)。
【0140】
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態と較べて、制御部が、パッチ形成部に、トナーパッチを形成させる状況判断と、様態は異なるが、それ以外は共通する。したがって、相違する制御部の作用について説明し、共通する画像形成装置全体の概略構成等は説明を省略する。
【0141】
以下に、制御部が、状況に応じて、パッチ形成部に形成させるトナーパッチの様態について説明する。
【0142】
図41は、制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0143】
図41に示すように、制御部のパッチ様態制御部は、濃度センサにより検知された検知結果を記憶する濃度メモリを有し、その濃度メモリに記憶された検知結果に応じて、パッチ形成部に形成させるトナーパッチの様態を変更する。
【0144】
パッチ様態制御部は、トナーパッチを形成させるタイミングがきたか否かを看視し(S−100)、そのタイミングが来たときは、パッチ形成部にトナーパッチを形成させ(S−101)、そのトナーパッチを濃度センサで検知する(S−102)。検知されたトナーパッチが画像密度80%の画像信号によるものである場合には(S−103)、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCaを算出する(S−104)。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標RADCaとの差分である偏差ΔRADCaを算出し(S−105)、算出した偏差ΔRADCaに基づいて、LD光量制御部は、画像形成条件の1つである露光装置のレーザダイオードが発光する光量を補正(S−106)し、所定の濃度を得る。また、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度PCinを設定するため、偏差ΔRADCaの大きさが20より大きいか小さいかを判定し(S−107)、小さい場合には、偏差ΔRADCaを用いて、次の算式からΔPCinを求めるとともに(S−108a)、PCinを求める(S−108b)。
ΔPCin=60−3×│ΔRADCa│PCin=80−ΔPCin
一方、偏差ΔRADCaの大きさが20より大きい場合には、ΔPCin=0に設定するとともに(S−109a)、上式からPCinを求める(S−109b)。
【0145】
一方、検知されたトナーパッチが画像密度80%の画像信号によるものでない場合(S−103)には、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCbを算出する(S−110)。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標RADCaとの差分である偏差ΔRADCbを算出し(S−111)、算出した偏差ΔRADCbに基づいて、階調制御部は、階調補正カーブを修正する(S−112)。そして、パッチ態様制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像信号における画像密度を80%に戻しておく(S−113)。
【0146】
このように、偏差ΔRADCaが20より小さいのでトナーパッチの濃度を変更する場合に、関数を用いて算出することにすれば、偏差ΔRADCaの大きさに応じて、次回に形成するトナーパッチの画像密度を、80%から20%までの間で調整することができる。
【0147】
図42は、(S−107)における偏差ΔRADCaの大小判定を、パッチ様態部のメモリに記憶する過去のデータに基づいて行なうフローチャートを示す図である。
【0148】
図42に示すフローチャートは、図11に示したものと較べて、(S−107)が相違するが、それ以外は共通するので、相違する部分について説明する。
【0149】
図7において、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度を設定するために、メモリに記憶された過去の2回分の偏差値と今回分の偏差値とを読み出し(S−107a)、3回分の偏差値の平均値ΔRADCa.Aveを算出する(S−107b)。そして、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度PCinを設定するため、偏差ΔRADCa.Aveの大きさが20より大きいか小さいかを判定する(S−107c)。
【0150】
このように3回分の平均を求めることにより、突発的な異常値を除去し、正確な状況を把握することができる。
【0151】
次に、本実施形態のパッチ様態制御部が複数のトナーパッチを形成する場合について説明する。
【0152】
図43は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更するフローチャートを示す図である。
【0153】
図43において、画像形成装置の電源が投入された直後であるとき(S−300)は、パッチ様態制御部は、トナーパッチの画像密度を、0%(第0番トナーパッチ)、10%(第1番トナーパッチ)、20%(第2番トナーパッチ)、以下10%ごとに100%(第10番トナーパッチ)まで、11種類設定する(S−301)。そして、トナーパッチ作成タイミングになると(S−302)、パッチ形成部に、第1番トナーパッチから、第10番トナーパッチまでの11種類の画像密度のトナーパッチが形成される(S−303)。そして、それらのトナーパッチの濃度を濃度センサで検知し(S−304)、11種類の画像密度のトナーパッチの濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出RADCを算出する(S−305)。算出された11種類の画像密度の検出RADCと、それぞれの目標濃度である目標RADCとの差分である偏差ΔRADCを求め(S−306)、求めた偏差ΔRADCと対応する画像密度とにより階調補正カーブを修正する(S−307)。
【0154】
さらに、本実施形態では、パッチ様態制御部は、トナーパッチ番号を10番に設定し(S−328)、第10番の検出RADCが70以下であるか否かが判定される(S−329)。そして、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、10番のみである場合(S−332)には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの画像密度は、変更しない(S−333)。
【0155】
一方、判定において小さいとされたときは、順次番号を若くして、0番まで判定がなされ(S−330、331)、9番よりも若い番号である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、10番以外の高濃度領域のトナーパッチの画像密度を変更し、高濃度領域の割合を減らす(S−334)。具体的には、飽和していると判定された最も若い番号よりも1つ若いトナーパッチの画像密度(S−335)に応じて、第0番から第9番まで10種類のトナーパッチの画像密度を変更する(S−336)。
【0156】
このように、各トナーパッチ濃度の検出値から、濃度センサが飽和しているか否かを判定し、飽和領域のトナーパッチは、飽和領域外に割り振るので、無駄なく効率よく高精度の制御をおこなうことができる。
ここで、(S−328)以下の、パッチ様態の変更は、他の処理によって行なうことができる。
【0157】
図44は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更する他のフローチャートを示す図である。
【0158】
図44に示すフローチャートは、図14に示したものと較べて、トナーパッチの様態を変更する、(S−328)以下の処理が相違するが、それ以外は共通するので、相違する部分について説明する。
【0159】
判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、10番のみである場合には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの数は、変更しない(S−353)。
【0160】
一方、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、9番以下である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、10番以外の濃度領域のトナーパッチの数を変更し、高濃度領域のトナーパッチ数の割合を減らす(S−354)。具体的には、飽和していると判定された番号が最も若いトナーパッチの番号kに1を加算して(S−355)、その加算した数と6との大小比較を行い(S−356)、加算した数が6以上のときはその数を設定し、6未満のときは、6に設定する(S−357)。
【0161】
このように、数を減らすことによっても無駄なトナーパッチの作成を回避することができる。
【0162】
次に、本実施形態の画像形成装置のUI部により、パッチの検出値、濃度目標値、あるいは画像形成条件がマニュアル調整された場合にトナーパッチ数を増加させる様態について説明する。
【0163】
図45は、マニュアル調整された場合にトナーパッチが形成されるポイントが追加される状況を示すマニュアル調整画面を示す図である。
【0164】
図45に示すマニュアル調整画面には、画像密度(入力画像信号)を横軸とし、画像濃度(出力画像信号)を縦軸として、階調補正カーブが表示される。また、マニュアル調整可能なポイント(0、64、128、192、255)と、トナーパッチが形成されるポイント(0、32、64、96、128、160、192、224、255)に形成されている。
【0165】
今、画像密度が64のポイントでマニュアル調整可能が行なわれて濃度をアップすると、その近傍の濃度をきめ細かく監視するため、32のポイントとの間、および96%のポイントとの間に、それぞれ新たな画像密度のトナーパッチを追加する。
【0166】
図46は、マニュアル調整により濃度を変更した場合にトナーパッチが追加される様態を示すフローチャートである。
【0167】
図46に示すように、マニュアル調整画面でマニュアル調整が実施され(S−11)、パッチ様態制御部は、UI部から調整された画像密度の情報を得て、調整された濃度領域を判断し(S−12)、マニュアル調整された画像密度の近傍に新たな画像密度のトナーパッチを追加させる(S−13)。
【0168】
次に、本実施形態の画像形成装置の環境センサにより環境変化を検知した場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【0169】
図47は、温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【0170】
図47において、温度センサにより機内温度が検出されると(S−400)、検出された機内温度と前回トナーパッチを形成したときの機内温度との温度差Δtempが算出され(S−401)、算出された温度差Δtempと5℃との大小比較がなされる(S−402)。そして、温度差Δtempが5℃より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を80%のまま維持する(S−406)。また、温度差Δtempが5℃より大きいときは、画像密度20%のトナーパッチを、次回新たに追加するとともに(S−404)、現在の機内温度を、次回温度差が算出されるときの基準温度として設定する(S−408)。
【0171】
図48は、湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【0172】
図48において、湿度センサにより機内湿度が検出されると(S−410)、検出された機内湿度と前回トナーパッチが形成されたときの機内湿度との湿度差ΔHumが算出され(S−411)、算出された湿度差ΔHumと15%との大小比較がなされる(S−412)。そして、湿度差ΔHumが15%より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度80%のまま維持する(S−416)。また、湿度差ΔHumが15%より大きいときは、画像密度20%のトナーパッチを、次回新たに追加するとともに(S−418)、現在の機内湿度を、次回湿度差が算出されるときの基準湿度として設定する(S−405)。
【0173】
次に、本実施形態の画像形成装置において、部品交換などがなされた場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【0174】
図49は、感光体の交換前後でトナーパッチの数を変更する様態を示すフローチャートである。
【0175】
感光体を交換した後の画像濃度は、感光体を交換する前の画像密度に比べて、ハイライト部における濃度が低めになる。したがって、感光体を交換した直後は、しばらくは、ハイライト部の濃度を監視する必要がある。
【0176】
図49において、感光体の新旧状態の判定が行なわれ(S−500)、例えば感光体の交換に伴うセットボタンが押されてからの稼働時間がタイマーで計測されることにより、感光体が交換後まもない状態か、相当時間経過した状態かが判定され(S−501)、相当時間経過した状態であるときは、画像密度を80%に設定する(S−502)。そして交換後まもない状態のときは、画像密度80%のほか画像密度20%のトナーパッチを追加設定する(S−505)。
【0177】
図50は、パッチ様態制御部が、感光体の総回転数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【0178】
ハイライト部の濃度は、感光体が新しい状態から、感光体の使用回数が増加するのに伴って、濃度が徐々に高めになることがわかる。
【0179】
図50において、パッチ様態制御部は、感光体の総回転数をカウンタから検出し(S−520)、その検出した総回転数を10万で除して得た整数に1を加え、パッチ作成数Npを算出する(S−521)。そして、パッチ作成数Npと4との大小比較を行い(S−522)、パッチ作成数Npが4以下であるときは、その数を、次回のトナーパッチ作成数に設定する。そして、パッチ作成数Npが4を越える場合には、次回のトナーパッチ作成数を4に設定する(S−523)。
【0180】
このように、総回転数が低いときは、少ないパッチ数とし、総回転数が高くなるとトナーパッチ数を4にして、ハイライト部の濃度をきめ細かく検出することにより、効率よく画像形成条件を調整することができる。
【0181】
次に、画像が形成される記録媒体の種類に応じてトナーパッチの様態を変更する場合について説明する。
【0182】
本実施形態では、第1の実施形態と異なり、用紙種類は、用紙トレイに備える用紙選択ボタンで設定する。しかし、用紙選択ボタンで設定される用紙の種類や、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態は、図26および図32で示したフローチャートと同じであることから、相違する用紙トレイについて説明する。
【0183】
図51は、本実施形態の画像形成装置の用紙トレイを示す図である。
【0184】
図51に示す画像形成装置は、上部に、トナー像が形成される画像形成部を備え、その下に第1の用紙トレイ、第2の用紙トレイ、第3の用紙トレイがある。各用紙トレイには、用紙選択ボタンを備えている。
【0185】
図51(a)に示す用紙トレイの第1の用紙トレイは、高画質用紙と普通紙とを選択して設定することができる。また、図51(b)に示す用紙トレイの第1の用紙トレイは、低画質用紙と普通紙とを選択して設定することができる。
【0186】
第1の用紙トレイに例えば、高画質用紙を収納し、用紙選択ボタンで高画質用紙の選択ボタンを押すと、パッチ様態制御部には、高画質用紙がセットされた旨の情報が送られる。
【0187】
本実施形態の画像形成装置は、入力された画像信号、もしくは原稿を読み取って得た画像信号に基づいて用紙上に形成される画像の画像密度ごとのヒストグラムを算出する画像密度算出部を備えている。そして、パッチ様態制御部は、画像密度算出部が算出したヒストグラムに基づいて、トナーパッチの画像密度、あるいは数を変更するので、その様態について説明する。
【0188】
図52は、画像密度算出部が算出したヒストグラムに基づいて、パッチ様態制御部がトナーパッチの画像密度得を変更する様態を示すフローチャートである。
【0189】
図52において、画像密度算出部は、入力された画像信号により各画像密度毎のヒストグラムを算出する(S−800)。そして、パッチ様態制御部は、頻度(画素数)がトナーパッチの画像密度を変更する閾値を超える画像密度の有無を判定し(S−801)、閾値を超える画像密度が無い場合には、それまで設定されていたトナーパッチの画像密度を維持する(S−802)。閾値を超える画像密度が有る場合には、予め設定されている、トナーパッチの画像密度を変更することが可能な数n(例えば2)を読み出し(S−803)、ヒストグラムに基づいて、最も頻度が高い画像密度から、n番目までの画像密度を抽出し、トナーパッチの画像密度をそれらn番目までの画像密度に設定する(S−804)。
【0190】
図53は、画像密度算出部が算出したヒストグラムと、n=2の場合において、パッチ様態制御部が抽出した画像密度を示す模式図である。
【0191】
図53において、横軸は、画像密度をあらわし、縦軸は、頻度をあらわす。
【0192】
また図中の実線は、ヒストグラムをあらわし、破線は、トナーパッチの画像密度を変更する閾値を表わしている。図からわかるように、画像密度が20%と、80%に、閾値よりも大きいピークが有る。
【0193】
図54は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【0194】
図54において、横軸の画像密度が、20%ごとに領域が設定されている。
この場合、パッチ様態制御部は、閾値よりも大きいピークが有る画像密度領域を抽出し、各画像密度領域(10%〜30%)、(70%〜90%)のうちの中央値(20%、80%)を代表値として、画像密度に設定することができる。
【0195】
図55は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【0196】
図55において、横軸の画像密度が、20%ごとに領域が設定されている。
ここでは、パッチ様態制御部は、各画像密度領域の頻度の平均値が閾値よりも大きい画像密度領域を抽出し、上位の2つの画像密度領域(10%〜30%)、(70%〜90%)のうちの中央値(20%、80%)を代表値として、画像密度に設定してもよい。
【0197】
図56は、パッチ様態制御部が、ヒストグラムに基づいて、画像密度領域毎に複数の画像密度でトナーパッチを形成することを許容する様態を示すフローチャートである。
【0198】
図56において、画像密度算出部は、入力された画像信号により各画像密度毎のヒストグラムを算出する(S−810)。そして、パッチ様態制御部は、頻度(画素数)がトナーパッチの画像密度を変更する閾値を超える画像密度の有無を判定し(S−811)、閾値を超える画像密度が無い場合には、それまで設定されていたトナーパッチの画像密度を維持する(S−812)。閾値を越える画像密度が有る場合には、その閾値を越える画像密度領域数を算出する(S−813)。そして、その算出された画像密度領域数mと、トナーパッチの許容数pとの大小比較を行い(S−814)、画像密度領域数mが許容数pより大きい場合は、許容数pによる上位の画像密度領域数を抽出し(S−815)、画像密度領域数mが許容数p以下の場合は、その算出された画像密度領域数mを、画像密度を変更するトナーパッチ数にする(S−816)。そして、抽出された画像密度のうち、最も頻度が高い順にそれぞれの画像密度領域の代表値を、次回のトナーパッチの画像密度に設定する(S−817)。
【0199】
図57は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【0200】
図57において、横軸の画像密度が、20%ごとに領域が設定されている。
【0201】
ここでは、パッチ様態制御部は、閾値を越える画像密度領域を2つ(画像密度では3つ)抽出するが、トナーパッチの許容数pが2つであることから、上位の2つの画像密度領域(10%〜30%)、(70%〜90%)のうちの中央値(20%、80%)を代表値として、画像密度に設定する。
【0202】
図58は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【0203】
図55において、横軸の画像密度が、20%ごとに領域が設定されている。
【0204】
ここでは、パッチ様態制御部は、各画像密度領域の頻度の平均値が閾値よりも大きい画像密度領域を抽出し、画像密度領域(10%〜30%)のうちの中央値(20%)を代表値として、画像密度に設定することができる。
【0205】
以上のように、入力された画像信号により、予め画像密度のヒストグラムを算出し、頻度が高い画像密度でトナーパッチを形成するので、用紙上に形成される画像のうちの目立つ階調の濃度が安定し、効率良く濃度調整を行うことができる次に、パッチ様態制御部が、タイマーのより計測した、画像形成装置の非通電時間に基づいて、トナーパッチの画像密度を変更する様態について説明する。
【0206】
図59は、画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【0207】
図8に示したように、現像剤が長時間攪拌されずに放置されると、現像剤の帯電量は低下しているので、その後プリント動作が開始されてもハイライト部の濃度が高めになる。
【0208】
図59に示すように、パッチ様態制御部は、タイマーで現像器の非通電時間を監視し(S−850)、その非通電時間が4時間以上となったか否かが判定される(S−851)。そして、非通電時間が4時間未満であるときは、現像剤の帯電量はそれほど低下していないと考えられるので、画像密度20%のトナーパッチは設定せず(S−852)、トナーパッチ作成カウンタを0にセットする(S−853)。また、非通電時間が4時間以上であるときは、トナーパッチ作成カウンタが、例えば2以下であればトナーパッチの画像密度を20%に設定し(S−855)、トナーパッチ作成カウンタに1つ加算する(S−856)。そして、トナーパッチ作成カウンタが、例えば2よりも大きければ、画像密度20%のトナーパッチを設定せず(S−857)、トナーパッチ作成カウンタを0にセットする(S−858)。
【0209】
ここで、本実施形態では、現像器が長時間非動作の場合には、画像密度20%のトナーパッチを作成し、ハイライト部の濃度を最適化し、その状態を維持しているが、現像器が動作を開始した後についても最適化を図る必要がある。
【0210】
図60は、パッチ様態制御部が、現像器の長時間動作によりハイライト部側に変更しているトナーパッチの画像密度を、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【0211】
図9に示したように、現像器の動作累積時間の増加に伴って現像剤の帯電量は上昇するので、パッチ様態制御部は、タイマーで、現像器が動作を開始してからの累積時間Tを看視し(S−860)、Tが10分を越えたか否かを判定する(S−861)。そして、Tが10分を越えたときは、帯電量が充分上昇したと判断してトナーパッチの画像密度を80%に変更し(S−863)、Tが10分以下のときは、画像密度80%のトナーパッチと画像密度を20%のトナーパッチとを作成する(S−862)。
【0212】
次に、濃度センサによる検出値と目標濃度とのずれが大きい場合に、パッチ様態制御部がトナーパッチの作成数を変更する様態について説明する。
【0213】
図61は、横軸を画像密度、縦軸を画像濃度として表わした階調補正カーブを示す図である。
【0214】
図61に示すように、高画像密度、例えば画像密度が80%における濃度センサによる検出値と目標濃度とのずれが大きいと、階調全域において、ずれが生じている場合が多いと考えられる。
【0215】
図62は、作成されるトナーパッチ数が少ない場合における、パッチの変更の様態を示すフローチャートである。
【0216】
図62において、パッチ様態制御部が、トナーパッチの作成タイミングであると判断したときは(S−900)、所定のトナーパッチを形成し(S−901)、そのトナーパッチの濃度を濃度センサで検出する(S−902)。
【0217】
トナーパッチ数が1個の場合(S−903)は、検出された検出値と基準板からの検出値とを対比し、検出値を基準化した濃度である検出RADCaを算出する(S−904)。そして、その検出RADCaと目標濃度との差分である偏差ΔRADCaを算出し(S−905)、その偏差ΔRADCaに基づいて、LD光量制御部は、画像形成条件の1つであるレーザの光量を補正する(S−906)。
【0218】
さらに、次回トナーパッチを形成するときのために、パッチ様態制御部は、偏差ΔRADCaの絶対値と30との大小比較を行い(S−907)、偏差ΔRADCaが30未満であるときは、トナーパッチ数を1個、画像密度80%で作成するように設定する(S−908)。また、偏差ΔRADCaが30よりも大きいときは、トナーパッチ数を2個、画像密度80%と画像密度40%に設定し、中・低濃度領域の濃度を合わせるようにする。
【0219】
一方、トナーパッチ数が2個の場合(S−903)は、検出されたそれぞれの検出値と基準板からの検出値とを対比し、検出値を基準化した濃度である検出RADCaと検出RADCbとを算出する(S−910)。そして、その検出RADCaと目標濃度との差分である偏差ΔRADCaと検出RADCbと目標濃度との差分である偏差ΔRADCbとを算出し(S−911)、偏差ΔRADCaに基づいて、LD光量制御部は、画像形成条件の1つであるレーザの光量を補正し、偏差ΔRADCbに基づいて、階調制御部は、階調補正カーブを修正する(S−912)。そして、トナーパッチ数を1個、画像密度80%で作成するように設定する(S−913)。
【0220】
このように、目標濃度とのずれが大きいときは、トナーパッチ数を2個、画像密度80%と画像密度40%に設定するので、中・低濃度領域の濃度を合わせることができる。
【0221】
図63は、作成されるトナーパッチ数が複数の場合における、画像密度の変更の様態を示すフローチャートである。
【0222】
図63において、電源が投入されると(S−950)、トナーパッチ数が5にセットされる(S−951)。そして、パッチ様態制御部が、トナーパッチの作成タイミングであると判断したときは(S−952)、パッチ数に応じて、所定の算式によりトナーパッチの画像密度を決定するとともに、それらの画像密度でトナーパッチを複数作成する(S−953)。そして、それらのトナーパッチの濃度を濃度センサで検出し(S−954)、検出された検出値と基準板からの検出値とを対比し、検出値を基準化した濃度である検出RADCを算出する(S−955)。そして、その検出RADCと目標濃度との差分である偏差ΔRADCを算出し(S−956)、その偏差ΔRADCに基づいて、LD光量制御部は、画像形成条件の1つであるレーザの光量を補正する(S−957)。
【0223】
さらに、次回トナーパッチを形成するときのために、パッチ様態制御部は、偏差ΔRADCの絶対値を大きさの順に配列し、最大値ΔRADC.Maxを求める(S−958)。次に、最大値ΔRADC.Maxと10との大小比較を行い、10より大きい場合には、トナーパッチの数をそのまま維持する(S−959)。一方、最大値ΔRADC.Maxと10が10より小さい場合には、トナーパッチの作成数を1つ減らし(S−960)、その減らした数が3以上であるときは、1つ減らした数のトナーパッチを維持し(S−961)、その減らした数が3より小さいときは、トナーパッチ数を3に設定する(S−962)。
【0224】
このように、目標濃度とのずれが大きいときは、トナーパッチ数を維持し、ずれが小さいときは減らすので、効率良く濃度を合わせることができる。
【0225】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置が遭遇する様々な状況に応じて、トナーパッチの画像密度や作成個数を変更するなど、様々な様態でトナーパッチを形成し、その検知結果により画像形成条件を調整するので、全階調域に亘り、効率良く、かつ安定的に、狙いの濃度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、トナーの濃度(TC)をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【図2】高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、現像剤の経時変化をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【図3】トナーパッチを濃度センサで測定した結果を示す図である。
【図4】温度が変化した場合における、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にして両者の関係を示した図である。
【図5】湿度が変化した場合における、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にして両者の関係を示した図である。
【図6】感光体の劣化による表面電位の変化を示す図である。
【図7】用紙上に形成される画像密度と現像剤の帯電量との関係を示す図である。
【図8】現像剤が攪拌されることなく放置された放置時間を横軸に、現像剤帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【図9】現像器の動作累積時間を横軸に、現像剤の帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【図10】第1の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図11(a)】制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図11(b)】本実施形態のパッチ様態制御部が複数のトナーパッチを形成する場合における、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図12】濃度センサの感度曲線を示す図である。
【図13】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図14】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの個数を変更する様態を示すフローチャートである。
【図15】UI部のマニュアル調整画面を一例として示す図である。
【図16】UI部のマニュアル調整画面を一例として示す図である。
【図17】マニュアル調整を変更した場合にトナーパッチが形成される画像密度が変更される様態を示すフローチャートである。
【図18】温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図19】湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図20】感光体の交換前後における各画像密度ごとの画像濃度を示す図である。
【図21】感光体の交換前後において画像密度を変更する様態を示す図である。
【図22】感光体の消耗による感光体表面の膜減りによる画像濃度の変動を示す図である。
【図23】パッチ様態制御部が、感光体の総回転回数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図24】UI部における用紙選択画面を示す図である。
【図25】用紙トレイを示す図である。
【図26】用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図27】横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【図28】横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【図29】複数のトナーパッチが形成される場合のトナーパッチの画像密度の変更例を示す図である。
【図30】複数のトナーパッチが形成される場合のトナーパッチの画像密度の変更例を示す図である。
【図31】UI部における用紙選択画面を示す図である。
【図32】用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図33】横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【図34】トナーパッチを削減することによる1効果を示す図である。
【図35】原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する1様態を示すフローチャートである。
【図36】横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図である。
【図37】原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する他の様態を示すフローチャートである。
【図38】横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図である。
【図39】画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図40】パッチ様態制御部が、現像器の長時間非動作によりトナーパッチの画像密度をハイライト部側に変更後に、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【図41】制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図42】(S−107)における偏差ΔRADCaの大小判定を、パッチ様態部のメモリに記憶する過去のデータに基づいて行なうフローチャートを示す図である。
【図43】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更するフローチャートを示す図である。
【図44】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更する他のフローチャートを示す図である。
【図45】マニュアル調整された場合にトナーパッチが形成されるポイントが追加される状況を示すマニュアル調整画面を示す図である。
【図46】マニュアル調整により濃度を変更した場合にトナーパッチが追加される様態を示すフローチャートである。
【図47】温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【図48】湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【図49】感光体の交換前後でトナーパッチの数を変更する様態を示すフィローチャートである。
【図50】パッチ様態制御部が、感光体の総回転回数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図51】本実施形態の画像形成装置の用紙トレイを示す図である。
【図52】画像密度算出部が算出したヒストグラムに基づいて、パッチ様態制御部がトナーパッチの画像密度得を変更する様態を示すフローチャートである。
【図53】画像密度算出部が算出したヒストグラムと、n=2の場合において、パッチ様態制御部が抽出した画像密度を示す模式図である。
【図54】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図55】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図56】パッチ様態制御部が、ヒストグラムに基づいて、画像密度領域毎に複数の画像密度でトナーパッチを形成することを許容する様態を示すフローチャートである。
【図57】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図58】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図59】画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図60】パッチ様態制御部が、現像器の長時間非動作によりハイライト部側に変更しているトナーパッチの画像密度を、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【図61】横軸を画像密度、縦軸を画像濃度として表わした階調補正カーブを示す図である。
【図62】作成されるトナーパッチ数が少ない場合における、画像密度の変更の様態を示すフローチャートである。
【図63】作成されるトナーパッチ数が複数の場合における、画像密度の変更の様態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 帯電器
3 露光部
4 現像器
5 1次転写ロール
6 2次転写ロール
10 ユニット
11 トナーボックス
12 用紙トレイ
14 搬送ロール
15 濃度センサ
16 温度センサ
17 湿度センサ
19 用紙判別センサ
20 中間転写ベルト
21 駆動ロール
22 対向ロール
23 テンションロール
25 パッチ形成部
26 UI操作部
30 画像処理部
31 画像データ制御部
32 画像ピクセルカウンタ
40 制御部
41 BCR制御部
42 LD光量制御部
43 TC制御部
44 階調制御部
45 パッチ様態制御部
46 メモリ
47 タイマー
50 画像形成部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly, to an image forming apparatus that detects the density of a toner patch and adjusts image forming conditions based on the detection result.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in electrophotographic image forming apparatuses such as copiers and printers, since toner, which is a fine particle, is used, the image density is slightly affected by environmental changes and changes over time, and image density may fluctuate slightly. There is often a difference in image density depending on the machine used. For this reason, a predetermined number of toner patches of a predetermined density gradation are formed, the density is detected by a sensor, and the image forming conditions are adjusted by comparing the density with a target density, so that a predetermined density and gradation Is generally controlled.
[0003]
However, forming a toner patch consumes toner to increase running costs, increases the load on the cleaner to clean the toner patch, and reduces the number of times the toner patch is output to the minimum necessary to reduce productivity. There is a need to.
[0004]
Therefore, there is a method in which the density detection result of a toner patch is compared with a target density, and the cycle of outputting the toner patch is changed based on the comparison result (see Patent Document 1).
[0005]
However, even if the cycle for outputting the toner patch is changed, the number and density gradation of the toner patch to be output are fixed, so that the density and gradation other than the fixed density gradation change. There is a problem that can not deal with it.
[0006]
FIG. 1 is a diagram showing a gradation curve with the image density on the horizontal axis and the image density on the vertical axis using the toner density (TC) as a parameter when the shadow portion of the high density area is adjusted to the target density. is there.
[0007]
As can be seen from FIG. 1, in the highlighted portion of the low density region, the density is higher when the TC is high and lower when the TC is low, as compared with the case where the TC is medium.
[0008]
FIG. 2 is a diagram showing a gradation curve in which the image density is plotted on the horizontal axis and the image density is plotted on the vertical axis, with the change over time of the developer as a parameter when the shadow portion of the high density region is adjusted to the target density. .
[0009]
As can be seen from FIG. 2, in the highlighted portion of the low density region, when the developer deteriorates, the density increases. This is because the chargeability decreases as the developer deteriorates, and the amount of toner adhering to the photoconductor from the developing device increases.
[0010]
As described above, for example, even if the high-density area is adjusted to the target density by the high-density toner patch, the gradation may not match in the highlight portion of the low-density area. It is necessary to adjust the low-density area to the target density by the toner patch.
[0011]
Therefore, based on the characteristics of the gradation correction curve, the toner patch formation interval in the high-density area and the low-density area where the change is large is made smaller than the necessary interval by making it smaller than the medium density area where the change is almost constant. (Patent Document 2).
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-251878 (Examples, FIGS. 1 and 4)
[Patent Document 2]
JP-A-8-76527 (paragraph numbers 0052 to 0060, FIGS. 4 to 7)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the toner patch formation interval is changed, the number of toner patches to be output and the density gradation are fixed, so that it is not possible to cope with a change in the gradation correction curve due to a change in the state of the image forming apparatus. In some cases, the characteristic unique to the image forming apparatus does not match the area where the toner patch is formed and the density is adjusted.
[0014]
FIG. 3 is a diagram illustrating a result of measuring a toner patch with a density sensor.
[0015]
In FIG. 3, the horizontal axis represents an image input signal converted into gradation, the vertical axis represents a detected density value of the toner patch, and the curve in the figure represents a detected value by the density sensor. Further, a black diamond indicates a case where the density sensor has a normal sensitivity, and a black square indicates a case where the density sensor has a darker sensitivity than usual.
[0016]
The degree of the characteristics of the density sensor varies depending on the time-dependent fluctuation and the environmental fluctuation, but generally the high-density region tends to be saturated. Therefore, even if toner patches are output at narrow intervals in a high-density region where saturation tends to be strong, the detection value of the density sensor hardly changes, and there is much waste.
[0017]
FIGS. 4 and 5 are diagrams showing the relationship between the image density and the image density when the temperature and humidity change, with the horizontal axis representing the image density and the vertical axis representing the image density.
[0018]
As shown in FIGS. 4 and 5, the density of the highlight portion, which is a low-density region, is higher in a low-temperature or low-humidity environment than in a normal environment, and is high in a high-temperature or high-humidity environment. Sometimes lower than in comparison.
[0019]
Therefore, when the environmental change is large, it is necessary to change the state of the toner patch in the highlight portion to sufficiently grasp the change in the gradation.
[0020]
FIG. 6 is a diagram showing a change in surface potential due to deterioration of the photoconductor.
[0021]
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the rotation time of the photoconductor, and the vertical axis indicates the surface potential. The solid line in the figure indicates the case where the photoconductor is new, and the chain line indicates the case where the photoconductor has deteriorated. As shown in the figure, when the photoreceptor is deteriorated, the change in the surface potential becomes large, and it can be seen that uneven charging occurs. Therefore, density unevenness occurs depending on the formation position of the toner image on the photoconductor.
[0022]
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between the image density formed on the paper and the charge amount of the developer.
[0023]
As shown in FIG. 7, when the image density increases, the amount of toner used increases, and the toner is not sufficiently stirred in the developing device, so that the charge amount decreases. For this reason, the amount of toner adhering to the photoconductor becomes larger than usual, and the density temporarily increases.
[0024]
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the time when the developer is left without stirring and the abscissa, and the amount of developer charge on the ordinate.
[0025]
As shown in FIG. 8, when the developer is left for a long time without stirring, the charge amount tends to decrease. Therefore, when an image is formed by using such a developer, the density Will be expensive.
[0026]
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the cumulative operation time of the developing device and the charge amount of the developer on the horizontal axis.
[0027]
As shown in FIG. 9, if the cumulative operation time of the developing device becomes longer, the charge amount becomes higher and the density of the formed image becomes lower. Therefore, it is necessary to set the image density of the toner patch to a higher density side. .
[0028]
In view of the above circumstances, the present invention is to change the manner in which a toner patch is formed according to the situation where an image forming apparatus is placed, and to stably maintain a predetermined density gradation over a wide gradation area. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing the following.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention that achieves the above object forms a toner image on an image carrier, and finally transfers and fixes the toner image on a recording medium to form an image on the recording medium. In the image forming apparatus,
A patch forming unit for forming a toner patch for measurement in a predetermined manner set on the image carrier,
A density sensor for detecting the density of the toner patch formed by the patch forming unit at a predetermined detection position;
A patch mode control unit that sets the mode of the toner patch formed by the patch forming unit and changes the set mode according to the situation;
An image condition control unit that adjusts image forming conditions that affect the density of the toner image formed on the image carrier based on the detection result detected by the density sensor.
[0030]
As described above, the image forming apparatus includes a patch mode control unit that sets the mode of the toner patch formed by the patch forming unit and changes the set mode according to the situation, and is formed in a predetermined manner according to the situation. The density of the toner patch is detected and the image forming conditions are adjusted according to the situation where the image forming apparatus is placed, so that a predetermined density gradation can be stably maintained over a wide gradation area. It is.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(1st Embodiment)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating the image forming apparatus according to the first embodiment.
[0032]
As shown in FIG. 10, the image forming apparatus according to the present embodiment sets an image processing unit 30 that performs image processing of an input image signal, an image forming unit 50 that forms an image on a sheet, and a mode of a toner patch. And a controller 40 that changes the mode according to the situation and adjusts the image forming conditions based on the detection result of the density of the toner patch thus formed.
[0033]
The image forming unit 50 includes four units 10Y, 10M, 10C, and 10K on which toner images of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are formed, respectively. An intermediate transfer belt 20 that comes into contact with the four units and primary-transfers the toner image, and primary-transfers the toner images of each color formed on each of the four units 10Y, 10M, 10C, and 10K to the intermediate transfer belt 20 The primary transfer rolls 5Y, 5M, 5C, and 5K, the secondary transfer roll 6 that secondary-transfers the toner image primarily transferred on the intermediate transfer belt 20 to the paper P, and the paper P of a different type are stored. Three paper trays 12a, 12b, 12c, a transport roll 14 for transporting the paper P extracted from the paper trays 12a, 12b, 12c to a position where the secondary transfer roll 6 is arranged, And a fixing unit (not shown) is fixed on the sheet P by heating and pressing the toner image transferred to the paper P.
[0034]
Each unit 10 includes photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K on which toner images are formed, chargers 2Y, 2M, 2C, and 2K that charge the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K, and a charged photosensitive drum. The drums 1Y, 1M, 1C, and 1K are subjected to image processing of image data input from the outside, and irradiated with exposure light modulated based on image signals separated into YMCK colors to form electrostatic latent images. Exposure section 3 applies YMCK toner of each color to the electrostatic latent image to form a toner image of each color, and agitates a developer in which toner and carrier are mixed to apply charged YMCK toner of each color. Developing units 4Y, 4M, 4C, and 4K for developing electrostatic latent images. It should be noted that there is a toner box 11 for storing toner of each color of YMCK, and the toner of each color is supplied to the developing machines 4Y, 4M, 4C and 4K at a predetermined timing. Further, each unit 10 is provided with a patch forming section for forming a toner patch for measurement of each color in a preset manner, and the intermediate transfer belt circulates more than the unit 10K for forming a K color toner image. On the downstream side in the direction A, there are provided a density sensor 15 for detecting the density of the toner patch on the intermediate transfer belt, a temperature sensor 16 for detecting the temperature in the image forming apparatus, and a humidity sensor 17 for detecting humidity. Each photosensitive drum 1 is provided with a potential sensor 18 for detecting a surface potential. Further, in the vicinity of the paper tray 12, there is provided a paper discrimination sensor 19 for discriminating the type of the paper that is extracted from the paper tray 12 and conveyed to the secondary transfer position.
[0035]
The intermediate transfer belt 20 is circulated in a direction indicated by an arrow A by being stretched around a driving roll 21 (not shown) for driving the belt, an opposing roll 22, and a tension roll 23 for applying tension to the belt.
[0036]
The image processing unit 30 includes an image data control unit 31 that creates a histogram for each image density based on the input image data, and an image pixel counter that counts the image density of each document or the average image density of a predetermined number of documents. 32.
[0037]
The control unit 40 includes a BCR voltage control unit 41 that adjusts a charging voltage, an LD light amount control unit 42 that adjusts an exposure light amount, and an adjustment that monitors toner consumption and supplies toner from the toner box 11 to the developing device 4. Control section 43 for performing a color correction, a gradation control section 44 for adjusting a gradation correction curve for forming a toner image at a predetermined density based on an input image signal, and an image affecting the density of the formed toner image. A patch mode control unit 45 for setting the mode of the toner patch for performing the feedback control of the forming condition in the patch forming unit 25 and changing the mode according to the situation; and a patch mode control unit. 45 has a memory 46 and a timer 47.
[0038]
Further, the image forming apparatus of the present embodiment includes a UI operation unit 26 as a user interface for manually adjusting the density gradation of an image, specifying an image mode, and specifying a paper type. .
[0039]
The input image signal is converted into an image signal for each YMCK color by the image processing unit 30 and modulated. When exposure light based on the image signal modulated from the exposure unit 3 is applied to the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1K provided in the four units 10Y, 10M, 10C, and 10K, respectively, An electrostatic latent image is formed on each of the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K, and a toner image of each color is formed. The toner images of each color are superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 20 by the primary transfer rolls 5Y, 5M, 5C, and 5K, and the toner image on the intermediate transfer belt 20 is transferred from the paper tray 12 by the secondary transfer roll 6. The image is transferred onto the sheet P conveyed by the conveying rolls 14 and further heated and pressed by a fixing device (not shown) to be fixed on the sheet P to form an image.
[0040]
At a predetermined timing, for example, when a density gradation adjustment instruction is given by the UI operation unit 26, the patch mode control unit 45 causes the patch forming unit 25 to form a toner patch in a predetermined mode set in advance. Then, the toner patch is detected by the density sensor 15, and the state of the toner patch to be formed next is changed according to the detection result and the situation where the image forming apparatus is placed, and the toner patch is detected by the density sensor. Based on the detection result, the BCR control unit 41, the LD light amount control unit 42, and the like adjust the density and correct the tone correction curve by the tone control unit 44, thereby optimizing the density and the tone.
[0041]
Although the image forming apparatus of the present embodiment has been described based on the tandem image forming apparatus using the intermediate transfer belt 20, the image forming apparatus does not need to be limited to the tandem structure, and has a plurality of cycles. It is not necessary to limit the present invention to the intermediate transfer belt 20, and an intermediate transfer member may be used. Further, the present invention is not limited to the intermediate transfer method, and may be applied to a method of directly transferring a recording medium carried on a paper transport belt or a recording medium transported by a roll.
[0042]
Hereinafter, a method in which the patch mode control unit 45 of the control unit 40 changes the mode of the toner patch to be formed by the patch forming unit 25 according to the situation will be described.
[0043]
FIG. 11A is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the control unit changes the image density of the toner patch in accordance with the density detection result of the toner patch.
[0044]
As shown in FIG. 11A, the patch mode control unit of the control unit has a density memory for storing a detection result detected by the density sensor, and performs a patch operation in accordance with the detection result stored in the density memory. The form of the toner patch to be formed on the forming unit is changed.
[0045]
The patch mode control unit monitors whether or not the timing for forming the toner patch has come (S-100), and when the timing has come, it causes the patch forming unit to form the toner patch (S-101). The toner patch is detected by the density sensor (S-102). If the detected toner patch is based on an image signal having an image density of 80% (S-103), the ratio of the detection value of the density sensor to the detection value of the reference plate is calculated and standardized, and the toner patch is detected. The detected RADCa, which is the concentration, is calculated (S-104). Then, a deviation .DELTA.RADCa, which is a difference between the calculated value and a target RADCa as the target density of the toner patch, is calculated (S-105). Based on the calculated deviation .DELTA. The amount of light emitted by the laser diode of one of the exposure devices is corrected (S-106) to obtain a predetermined density. Further, the patch mode control unit determines whether the magnitude of the deviation ΔRADCa is larger or smaller than 20 to set the image density PCin of the toner patch to be formed at the next timing (S-107). Then, the image density PCin of the next toner patch is changed to 20% (S-108). If the deviation is large, it is kept at 80% (S-109).
[0046]
On the other hand, if the detected toner patch is not based on the image signal having the image density of 80% (for example, the image density is 20%) (S-103), the ratio of the detection value of the density sensor to the detection value of the reference plate is calculated. Then, the detected RADCb, which is the density of the toner patch, is calculated (S-110). Then, a deviation ΔRADCb, which is a difference between the calculated value and a target RADCb, which is a target density of the toner patch, is calculated (S-111), and based on the calculated deviation ΔRADCb, the gradation control unit performs a gradation correction curve. Is corrected (S-112). Then, the patch mode control unit returns the image density of the image signal of the toner patch formed at the next timing to 80% (S-113).
[0047]
Here, the processing in (S-107) and (S-108, 109) is an example, and the processing in (S-108) is more finely set using a function according to the magnitude of the deviation ΔRADCa. Can be. Further, the processing in (S-107) can be determined based on past history or the like.
[0048]
FIG. 11B is a flowchart illustrating a mode of changing the image density of a toner patch when the patch mode control unit of the present embodiment forms a plurality of toner patches.
[0049]
As shown in FIG. 11B, the patch mode control unit monitors whether or not it is time to form a toner patch (S-200). Toner patches are formed at densities (10%, 25%, 40%, 60%, and 80%) (S-201), and toner patches having the five image densities are detected by a density sensor (S-202). The detection values of the toner patches of the five types of image densities, which are detected by the density sensor, are standardized by calculating the ratio with the detection values of the reference plate, and a detection RADC that is the density of the toner patches is calculated (S-203). Then, a deviation ΔRADC that is a difference between the calculated value and a target RADC that is a target density of the toner patch is calculated (S-204), and a gradation control unit is calculated from the relationship between the calculated deviation ΔRADC and the image density. Corrects the gradation correction curve (S-205). In addition, the patch mode control unit arranges the absolute values of the deviations ΔRADC of the plurality of toner patches in order of magnitude to set the image density PCin of the toner patch formed at the next timing, and sets the maximum absolute value of the deviation ΔRADC. A value is obtained (S-206), and a relationship between the maximum value and the minimum value of the absolute value of the deviation ΔRADC and each Cin number is obtained (S-207). Then, it is confirmed whether or not a flag indicating the change state of the image density is set (S-208). If the flag is not set, the image density of the toner patch to be formed next is maintained as it is (10%, 25%, 40%, 60%, 80%) (S-210), and the image density change flag is not set (S-211).
[0050]
On the other hand, when the flag is set, the magnitude of the maximum absolute value of the deviation ΔRADC is compared, and when it is determined that the difference is larger than 20, the toner patch to be formed next time is set in the same manner as when the flag is not set. Is maintained as it is (10%, 25%, 40%, 60%, 80%) (S-210). When it is determined that the absolute value of the deviation ΔRADC is larger than 20, the image density of the toner patch having the minimum deviation ΔRADC is determined, and the absolute value of the deviation ΔRADC is determined to be the maximum value. The image density is changed to the vicinity of the image density of the toner patch (S-212), and a flag indicating that the image density of the toner patch to be formed next is changed is set (S-213).
[0051]
As described above, when forming a plurality of toner patches, the image density of the toner patch having the smallest difference from the target density is changed, and the toner patch is moved to the vicinity of the image density of the toner patch having the largest difference from the target density. Thereby, the stability of the density gradation can be improved over a wide area.
[0052]
FIG. 12 is a diagram illustrating a sensitivity curve of the density sensor.
[0053]
In FIG. 12, the horizontal axis represents a value obtained by converting an input image signal into an image density, and the vertical axis represents a detection signal detected by the density sensor.
[0054]
The black diamonds in the figure represent the detected values of the density sensor in an ideal state, and the black squares represent the detected values in a certain state.
[0055]
As can be seen from the figure, the sensitivity of the density sensor tends to saturate the detection value in the high density region. Further, in an area where the density is extremely high due to the state of the density sensor, for example, an environmental temperature or a temporal change, a plurality of useless toner patches indicating a density higher than the target density may be formed.
[0056]
FIG. 13 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the present embodiment detects the saturation tendency of the density sensor and changes the image density of the toner patch according to the detection result.
[0057]
In FIG. 13, when the power of the image forming apparatus is turned on immediately (S-300), the patch mode control unit sets the image density of the toner patch to 0% (0th toner patch), 10% ( Eleven types are set (1st toner patch), 20% (2nd toner patch), and 100% (10th toner patch) every 10% (S-301). Then, at the toner patch creation timing (S-302), toner patches of 11 types of image densities from the first toner patch to the tenth toner patch are formed in the patch forming unit (S-303). . Then, the density of the toner patches is detected by a density sensor (S-304), and the detection values of the toner patches of the 11 types of image densities by the density sensor are standardized by calculating the ratio with the detection value of the reference plate. The detected RADC that is the density of the toner patch is calculated (S-305). A deviation .DELTA.RADC that is a difference between the calculated 11 types of image density detection RADC and the respective target densities of the target RADC is obtained (S-306), and tone correction is performed using the obtained deviation .DELTA.RADC and the corresponding image density. The curve is corrected (S-307).
[0058]
Further, the patch mode control unit sets the toner patch number to ninth (S-308), and determines whether the ninth detected RADC is larger or smaller than the tenth detected RADC, and determines whether the ninth detected RADC is equal to the ninth detected RADC. It is determined whether the absolute value of the difference from the tenth detected RADC is larger or smaller than 5 (S-309).
[0059]
Hereinafter, the same determination is performed by sequentially setting the toner patch numbers to the younger numbers (S-310, 311). If the toner patch number determined to be small in the determination is only 9, the output of the density sensor is not saturated, and the image density of the toner patch to be formed next is not changed (S -313).
[0060]
On the other hand, if the toner patch number determined to be small in the determination is not only the number 9 but also a number smaller than the number 9, it is determined that the output of the density sensor is saturated, The image density of the toner patch is changed to reduce the ratio of the high density area (S-314). More specifically, the image densities of the eleventh to tenth toner patches are changed according to the image density of the toner patch with the smallest number determined to be saturated (S-315). (S-316).
[0061]
As described above, it is determined whether or not the density sensor is saturated based on the detected value of the density of each toner patch, and the toner patches in the saturated area are allocated outside the saturated area. be able to.
[0062]
Here, the change of the patch mode after (S-308) can be performed by other processing.
[0063]
FIG. 14 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the present embodiment detects the tendency of saturation of the density sensor, and changes the number of toner patches according to the detection result.
[0064]
In FIG. 14, when the power of the image forming apparatus has just been turned on (S-350), the patch mode control unit sets the number of patches to 11 (S-351). Then, the timing for forming the toner patch is monitored (S-352), and when that timing is reached, the 0th to 10th toner patches are formed in the patch forming section with an image density obtained by multiplying the respective numbers by 10 times. (S-353).
[0065]
Here, in the present embodiment, the image density is set to 10 times the number, but is not limited to this.
[0066]
Then, the patch mode control unit detects the density of the toner patch formed by the patch forming unit with the density sensor (S-354), and determines the ratio of the detection value of the density sensor to the detection value of the reference plate to obtain a reference. The detected RADC, which is the density of the toner patch, is calculated (S-355). Next, a deviation ΔRADC which is a difference between the calculated detected RADC and a target RADC which is a density target value is calculated (S-356), and a tone correction curve is corrected by the obtained deviation ΔRADC and the corresponding image density. (S-357).
[0067]
Further, the patch mode control unit sets the toner patch number to No. 9 (S-358), and determines whether the ninth detected RADC is larger or smaller than the tenth detected RADC, and determines whether the ninth detected RADC is equal to the ninth detected RADC. It is determined whether the absolute value of the difference from the tenth detected RADC is larger or smaller than 5 (S-359).
[0068]
Hereinafter, the same determination is performed by sequentially setting the toner patch numbers to the youngest numbers (S-360, 361). If the toner patch number determined to be small in the determination is only No. 9 (S-362), the output of the density sensor is not saturated, and the image density of the toner patch to be formed next time is Are not changed (S-363).
[0069]
On the other hand, if the toner patch number determined to be small in the determination is not only the number 9 but also a number smaller than the number 9, it is determined that the output of the density sensor is saturated, The number of toner patches is changed to reduce the proportion of patches in the high density area (S-364). Specifically, 2 is added to the number of the toner patch with the smallest number determined to be saturated (S-365), and the added number is compared with 6 (S-366), 6 If smaller, the number is reduced to six (S-367). If larger than 6, the number is used as the number of toner patches to be formed next.
[0070]
As described above, it is determined whether or not the density sensor is saturated from the detected value of each toner patch density, and when the density sensor is saturated, the number of waste toner patches formed is reduced, so that it is possible to efficiently and accurately perform the process. It is possible to control image forming conditions.
[0071]
Next, a description will be given of how the state of the toner patch is changed when the density target value or the image forming condition is manually adjusted by the UI unit of the image forming apparatus according to the present embodiment.
[0072]
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a manual adjustment screen of the UI unit, and FIG. 16 is a diagram illustrating a situation where a point at which a toner patch is formed is changed when manual adjustment is performed.
[0073]
On the manual adjustment screen shown in FIGS. 15 and 16, a gradation correction curve is displayed with the image density (input image signal) as the horizontal axis and the image density (output image signal) as the vertical axis. In addition, points that can be manually adjusted (0, 64, 128, 192, 255; 255 correspond to Cin 100%) and points at which toner patches are formed are displayed. Are formed at points 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224 and 255. On the other hand, in FIG. 16, since the image density was manually adjusted at 64 points and the density was increased, the 32 points were set between 32 and 64 points in order to closely monitor the density in the vicinity. The image density of the toner patch is changed from 96 points to 64 and 96 points. .
[0074]
FIG. 17 is a flowchart illustrating a mode in which the image density on which the toner patch is formed is changed when the manual adjustment is changed.
[0075]
As shown in FIG. 17, manual adjustment is performed on the manual adjustment screen (S-1), and the patch mode control unit obtains information on the adjusted image density from the UI unit and determines the adjusted density area. (S-2) The image density of the toner patch at the next point is changed near the manually adjusted image density.
[0076]
Next, a description will be given of a change in the state of the toner patch when an environment change is detected by the environment sensor of the image forming apparatus of the present embodiment.
[0077]
FIG. 18 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch according to the internal temperature detected by the temperature sensor.
[0078]
In FIG. 18, when the temperature inside the device is detected by the temperature sensor (S-400), the temperature difference Δtemp between the detected temperature inside the device and the temperature inside the device when the toner patch was formed last time is calculated (S-401). A magnitude comparison between the calculated temperature difference Δtemp and 5 ° C. is performed (S-402). If the temperature difference Δtemp is smaller than 5 ° C., the image density of the toner patch to be formed next is set to 80% (S-403). If the temperature difference Δtemp is greater than 5 ° C., the image density of the toner patch to be formed next is set to 20% (S-404), and the current in-machine temperature is set to the reference temperature at which the next temperature difference is calculated. Is set (S-405).
[0079]
FIG. 19 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch in accordance with the in-machine humidity detected by the humidity sensor.
[0080]
In FIG. 19, when the humidity inside the device is detected by the humidity sensor (S-410), a humidity difference ΔHum between the detected inside humidity and the inside humidity when the toner patch was formed last time is calculated (S-411). Then, a magnitude comparison between the calculated humidity difference ΔHum and 15% is performed (S-412). If the humidity difference ΔHum is smaller than 15%, the image density of the toner patch to be formed next is set to 80% (S-413). If the humidity difference ΔHum is larger than 15%, the image density of the toner patch to be formed next is set to 20% (S-414), and the current in-machine humidity is set to the reference humidity at the time of calculating the next humidity difference. Is set (S-415).
[0081]
Next, a description will be given of a change in the state of the toner patch in the image forming apparatus according to the present embodiment when parts or consumables are replaced.
[0082]
FIG. 20 is a diagram illustrating image densities at respective image densities before and after replacement of the photoconductor.
[0083]
In FIG. 20, the horizontal axis represents image density, and the vertical axis represents image density. As can be seen from the figure, the image density after replacement of the photoconductor is lower in the highlight portion 2 than the image density before replacement of the photoconductor.
[0084]
Therefore, immediately after the replacement of the photoconductor, it is necessary to monitor the density of the highlight portion for a while.
[0085]
FIG. 21 is a diagram illustrating an aspect in which the image density is changed before and after the replacement of the photoconductor.
[0086]
In FIG. 21, the new or old state of the photoconductor is determined (S-500). For example, the operation time after the set button is pressed in exchange of the photoconductor is measured by a timer, so that the photoconductor is replaced. It is determined whether the state is shortly after or a state where a considerable time has elapsed (S-501). If the state has passed a considerable time, the image density is set to 80% (S-502). If the state is shortly after the replacement, the image density is set to 20% (S-503).
[0087]
FIG. 22 is a diagram illustrating a change in image density due to a decrease in film thickness on the surface of the photoconductor due to consumption of the photoconductor.
[0088]
In FIG. 22, the horizontal axis represents the image density and the vertical axis represents the image density, and the curve in the figure represents the gradation correction curve when the number of times of use of the photoconductor has increased to 100K cycles, 200K cycles, and 300K cycles. It shows.
[0089]
As can be seen from the figure, the density of the highlight portion gradually increases from the new state of the photoconductor as the number of times the photoconductor is used increases. When the photoconductor is in a new state, the density obtained when the image density is 40% is equivalent to the density obtained at an image density of 20% when 200 K cycles are used.
[0090]
FIG. 23 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the total number of rotations of the photoconductor.
[0091]
In FIG. 23, the patch mode control unit detects the total number of rotations of the photoconductor from the counter (S-510), divides the detected total number of rotations by 10,000, and subtracts from 20 to obtain the correction amount ΔPCin. It is calculated (S-511). Then, it is determined whether the correction amount ΔPCin is positive or negative (S-512). If the total number of rotations exceeds 200,000 (200K cycles) and the correction amount ΔPCin is negative, the image density PCin of the toner patch is set to 20% (S-513). If the total number of rotations is less than 200,000 (200K cycles) and the correction amount ΔPCin is positive, the image density PCin of the toner patch is set to an image density obtained by adding the correction amount ΔPCin to 20% (S-514). .
[0092]
As described above, when the total number of rotations is low, the image density is set near 40%, and when the total number of rotations is high, the image density approaches 20%. Image forming conditions can be adjusted.
[0093]
Here, the case where the deterioration state of the photoconductor is detected based on the number of rotations has been described. However, the detection may be performed by detecting the surface potential of the photoconductor with a sensor. Although the photoconductor has been described as an example here, the present invention can be similarly applied to a developing device, a transfer roll, a developer, and the like in addition to the photoconductor.
[0094]
Next, a case where the state of the toner patch is changed according to the type of the recording medium on which the image is formed will be described.
[0095]
If the image density is set in a low-density area when performing the density control with one toner patch, it becomes difficult to optimize the high-density area. Therefore, the image density is set in the high-density area. In general, the entire concentration control including the above is performed. However, in this method, since the gradation of the halftone becomes rough, the image quality is deteriorated unless the density in the halftone is optimized. Absent. On the other hand, there is a method of using a method of increasing the number of toner patches. However, if the number of toner patches is increased unnecessarily, productivity may decrease or toner consumption may increase. In this embodiment, the paper type is classified into plain paper, high-quality paper, and low-quality paper, and the state of the toner patch is changed according to the paper classification.
[0096]
24A and 24B are diagrams illustrating a paper selection screen in the UI unit. FIG. 24A is an example in which a paper type is selected for each tray, and FIG. This is an example of selection by a product name and a product number.
[0097]
24, a tray number and a paper type are displayed on a paper selection screen. In FIG. 24A, paper types such as plain paper and high-quality paper are displayed. In this case, product names such as P paper (65 gsmA4 of X company) and JD coated paper (103 gsmA3 of X company) are displayed. By moving the cursor based on the displayed paper, a predetermined paper type or the like is selected.
[0098]
FIG. 25 is a diagram illustrating a paper tray.
[0099]
There are three paper trays shown in FIG. 25, and the paper extracted from each paper tray is provided with a paper discrimination sensor at the position where the paper is extracted, and information such as the paper type detected by the paper discrimination sensor is provided. Is sent to the patch mode control unit.
[0100]
FIG. 26 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on information such as the paper type detected by the paper determination sensor.
[0101]
In FIG. 26, when the automatic image quality selection function button is pressed in the UI unit (S-600), a paper type is detected by a paper discrimination sensor or a paper selection unit by the UI unit (S-601). . When the patch state control unit obtains the information, it is determined whether or not the paper is high-quality paper (S-602). If the paper is high-quality paper, the image density of the toner patch is set to 40% (S-602). If it is not high-quality paper, the image density of the toner patch is set to 80% (S-603).
[0102]
FIG. 27 and FIG. 28 are diagrams showing a gradation correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
[0103]
In FIG. 27, since the density is adjusted at the image density of 80%, the density is stable in the shadow part, but the density varies in the middle part where the image density is close to 40%. On the other hand, as shown in FIG. 28, in the high-quality paper, the image density of the toner patch is set to 40%, so that the density of the middle part is stabilized.
[0104]
In this way, the automatic image quality selection function normally performs density control to roughly match the entire gradation range with high-density toner patches, and increases the number of toner patches for high-quality paper where midtones are important. Instead, the density is adjusted according to the halftone by changing the image density, so that the density can be controlled according to the needs of the user. Even when high-quality paper is used, an image in which halftone is not emphasized can be formed by turning off the automatic image quality selection function.
[0105]
If formation of a plurality of toner patches is permitted, some of the toner patches can be moved to the halftone side or the highlight side.
[0106]
FIGS. 29 and 30 are diagrams illustrating an example of changing the image density of a toner patch when a plurality of toner patches are formed.
[0107]
29 and 30, the horizontal axis represents the image density, and the vertical axis represents the image density.
[0108]
In FIG. 29, the density is stable at the image densities of 20% and 80% where the toner patch is formed, but the variation is large in the halftone area.
[0109]
In this case, as shown in FIG. 30, by changing a toner patch having an image density of 80% to an image density of 50%, it is possible to stabilize the density of the entire gradation area by adjusting the density of the halftone.
[0110]
FIG. 31 is a diagram showing a sheet selection screen in the UI unit. FIG. 31A shows an example in which a sheet type is selected for each tray. FIG. This is an example of selection by a product name and a product number.
[0111]
31, a tray number and a paper type are displayed on a paper selection screen. In FIG. 31A, paper types such as plain paper and low-quality paper are displayed. In this case, a product name such as P paper (65 gsmA4 of X Company) or My Recycle 100 (67 gsmA3 of Y Company) is displayed. By moving the cursor based on the displayed paper, a predetermined paper type or the like is selected.
[0112]
FIG. 32 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on information such as the paper type detected by the paper determination sensor.
[0113]
In FIG. 32, the paper type and the like are detected by the paper discrimination sensor shown in FIG. When the patch state control unit obtains the information, it is determined whether or not the sheet is a low-quality sheet (S-612). The setting is made (S-614), and if the image is not a low-quality sheet, the setting is such that a toner patch having an image density of 50% is formed (S-613).
[0114]
FIG. 33 is a diagram illustrating a gradation correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
[0115]
In FIG. 33, the toner patches are set to be formed at the image densities of 20%, 50%, and 80%, but the halftone patches having the image density of 50% are reduced. On the other hand, when a sheet other than the low-quality sheet is detected, the sheet is returned to its original state so that a halftone sheet having an image density of 50% is formed.
[0116]
In general, the number of toner patches is determined in consideration of toner consumption and productivity. Many. Therefore, the number of toner patches to be formed is excessive for low-quality paper. Therefore, the number of halftone toner patches is reduced. The number of toner patches to be reduced need not be limited to one, but may be plural.
[0117]
FIG. 34 is a diagram illustrating one effect obtained by reducing the number of toner patches.
[0118]
In FIG. 34, on the intermediate transfer belt, there is a non-image area between the image areas where the toner images are formed, and the toner patch is formed in the non-image formation area. Therefore, when the number of toner patches is reduced, the non-image forming area can be narrowed accordingly, and the productivity of image formation can be improved in some cases.
[0119]
Next, a case where the patch state control unit changes the state of the toner patch based on the image density counted by the image pixel counter will be described.
[0120]
FIG. 35 is a flowchart showing one mode of counting the image density of the document and changing the image density of the toner patch based on the result.
[0121]
As shown in FIG. 7, as the image density increases, the charge amount of the developer decreases. Therefore, the patch mode control unit changes the mode of the toner patch based on the image density counted by the image pixel counter.
[0122]
In FIG. 35, when the automatic image quality selection button is pressed in the UI unit (S-700), the image pixel counter counts the image density of the document (S-701). Then, a magnitude comparison between the counted image density and 30% is made (S-702), and when it is determined that the difference is less than 30%, the image density of the toner patch is set to 80% (S-703). . If it is determined that the density exceeds 30%, the image density of the toner patch is set to 40% (S-704).
[0123]
Here, the image density of each sheet to be printed is used, but the average image density of a predetermined number of prints may be used.
[0124]
FIG. 36 is a diagram showing a gradation correction curve when the image density is shown on the horizontal axis and the image density is shown on the vertical axis. FIG. 36 (a) shows a document having a high image density and a medium / low image density. 36B is a diagram showing a gradation correction curve of the original document, and FIG. 36B is a diagram showing a result of performing density adjustment by changing the image density of the toner patch.
[0125]
In FIG. 36, a solid line indicates a case where a document with a high image density is printed, and a broken line indicates a case where a document with a medium / low image density is printed. As shown in FIG. 36A, the density of the highlight portion is lower when printing a document with a high image density than when printing a document with a medium / low image density. The concentration is higher. Therefore, if the image density of the toner patch is changed to 40% and the densities of the highlight part and the middle part are matched, the density variation is eliminated as shown in FIG.
[0126]
As described above, when the density of all the gradations is set to be roughly adjusted by the toner patch of the high image density in the normal state, the density of the highlight portion is increased by the automatic image quality selection function. For a document having an image density, image forming conditions are automatically adjusted so as to lower the density of the highlight portion, so that the image density is optimized. However, when it is not necessary to emphasize the highlight part, the automatic image quality selection function can be set to OFF.
[0127]
FIG. 37 is a flowchart showing another mode of counting the image density of the document and changing the image density of the toner patch based on the result.
[0128]
In FIG. 37, when the automatic image quality selection button is pressed in the UI unit (S-710), the image pixel counter counts the image density (S-711). Then, a magnitude comparison between the counted image density and 30% is made (S-712), and when it is determined that it is less than 30%, a toner patch at an image density of 40% is not formed (S-713). . If it is determined that the image density exceeds 30%, a toner patch having an image density of 40% is formed (S-714).
[0129]
Here, the image density of each sheet to be printed is used, but the average image density of a predetermined number of prints may be used.
[0130]
FIG. 38 is a diagram showing a gradation correction curve when the horizontal axis represents the image density and the vertical axis represents the image density.
[0131]
In FIG. 38, a solid line indicates a case where a document with a high image density is printed, and a broken line indicates a case where a document with a medium / low image density is printed. As shown in the figure, the density of the highlighted area is higher when printing a document with a high image density than when printing a document with medium or low image density because the charge amount is lower. Has become. Therefore, by adding a toner patch having an image density of 40%, the densities of the highlight portion and the middle portion are adjusted.
[0132]
As described above, with respect to a document having a high image density, a toner patch having an image density of 40% is added, and image forming conditions are adjusted such that the density of a highlight portion is reduced based on a result of detecting the density. The concentration is optimized. However, when it is not necessary to emphasize the highlight part, the automatic image quality selection function can be set to OFF.
[0133]
Next, a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the non-energized time of the image forming apparatus measured by a timer will be described.
[0134]
FIG. 39 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the non-operation time of the image forming apparatus.
[0135]
As shown in FIG. 8, when the developer is left without being stirred for a long time, the charge amount of the developer is reduced. Therefore, even if the printing operation is started thereafter, the density of the highlight portion is increased. Become.
[0136]
As shown in FIG. 39, the patch mode control unit monitors the non-energization time using a timer (S-750), and determines whether the non-energization time is 4 hours or more (S-751). If the non-energization time is less than 4 hours, the image density of the toner patch is set to 80% (S-752), and the toner patch creation counter is set to 0 (S-753). If the non-energization time is 4 hours or more, the toner patch creation counter is set to 20% if the toner patch creation counter is, for example, 2 or less (S-755), and one is set to the toner patch creation counter. It is added (S-756). If the toner patch creation counter is larger than 2, for example, the image density of the toner patch is set to 80% (S-757), and the toner patch creation counter is set to 0 (S-758).
[0137]
Here, in the present embodiment, when the operation is not performed for a long time, the image density of the toner patch is changed to the highlight portion side to optimize the density of the highlight portion, and thereafter, the image density is returned to the normal image density. . In this case, the return timing is determined based on the number of times of generation of the changed toner patch. However, the return timing may be set when the density of the highlight portion is optimized.
[0138]
FIG. 40 is a flowchart showing a timing at which the patch mode control unit returns the image density of the toner patch to the normal image density after changing the image density of the toner patch to the highlight unit side by the long-time operation of the developing device.
[0139]
As shown in FIG. 9, the charge amount of the developer increases with an increase in the cumulative operation time of the developing device. Therefore, the patch mode control unit uses a timer to calculate the cumulative time from when the developing device starts operating. T is monitored (S-760), and it is determined whether T has exceeded 10 minutes (S-761). When T exceeds 10 minutes, it is determined that the charge amount has sufficiently increased, and the image density of the toner patch is changed to 80% (S-763). Is determined to be insufficient, and the image density of the toner patch is kept at 20% (S-762).
[0140]
(Second embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in that the control unit causes the patch forming unit to form a toner patch in a different manner, but is otherwise the same. Therefore, the operation of the different control unit will be described, and the description of the overall schematic configuration and the like of the common image forming apparatus is omitted.
[0141]
Hereinafter, the form of the toner patch that the control unit forms on the patch forming unit according to the situation will be described.
[0142]
FIG. 41 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the control unit changes the image density of the toner patch according to the result of detecting the density of the toner patch.
[0143]
As shown in FIG. 41, the patch mode control unit of the control unit has a density memory for storing the detection result detected by the density sensor, and in accordance with the detection result stored in the density memory, Change the form of the toner patch to be formed.
[0144]
The patch mode control unit monitors whether or not the timing for forming the toner patch has come (S-100), and when the timing has come, causes the patch forming unit to form the toner patch (S-101). The toner patch is detected by the density sensor (S-102). If the detected toner patch is based on an image signal having an image density of 80% (S-103), the ratio of the detection value of the density sensor to the detection value of the reference plate is calculated and standardized, and the toner patch is detected. The detected RADCa, which is the concentration, is calculated (S-104). Then, a deviation .DELTA.RADCa, which is a difference between the calculated value and a target RADCa as the target density of the toner patch, is calculated (S-105). Based on the calculated deviation .DELTA. The amount of light emitted by the laser diode of one of the exposure devices is corrected (S-106) to obtain a predetermined density. Further, the patch mode control unit determines whether the magnitude of the deviation ΔRADCa is larger or smaller than 20 to set the image density PCin of the toner patch formed at the next timing (S-107). Using the deviation ΔRADCa, ΔPCin is obtained from the following equation (S-108a), and PCin is obtained (S-108b).
ΔPCin = 60−3 × | ΔRADCa | PCin = 80−ΔPCin
On the other hand, if the magnitude of the deviation ΔRADCa is larger than 20, ΔPCin is set to 0 (S-109a), and PCin is obtained from the above equation (S-109b).
[0145]
On the other hand, if the detected toner patch is not based on the image signal with the image density of 80% (S-103), the ratio of the detection value of the density sensor to the detection value of the reference plate is calculated and standardized, Detected RADCb, which is the concentration of, is calculated (S-110). Then, a deviation ΔRADCb which is a difference between the calculated value and a target RADCa which is a target density of the toner patch is calculated (S-111), and based on the calculated deviation ΔRADCb, the gradation control unit performs a gradation correction curve. Is corrected (S-112). Then, the patch mode control unit returns the image density of the image signal of the toner patch formed at the next timing to 80% (S-113).
[0146]
As described above, since the deviation ΔRADCa is smaller than 20, when the density of the toner patch is changed, if the density is calculated using a function, the image density of the toner patch to be formed next time is determined in accordance with the magnitude of the deviation ΔRADCa. Can be adjusted from 80% to 20%.
[0147]
FIG. 42 is a diagram showing a flowchart for determining the magnitude of the deviation ΔRADCa in (S-107) based on past data stored in the memory of the patch mode unit.
[0148]
The flowchart shown in FIG. 42 differs from that shown in FIG. 11 in (S-107), but is otherwise the same, and therefore, only the differences will be described.
[0149]
In FIG. 7, the patch mode control unit reads the past two deviation values and the current deviation value stored in the memory to set the image density of the toner patch formed at the next timing (S -107a) Average value of three deviation values ΔRADCa. Ave is calculated (S-107b). Then, the patch state control unit sets the deviation ΔRADCa. To set the image density PCin of the toner patch formed at the next timing. It is determined whether the size of Ave is larger or smaller than 20 (S-107c).
[0150]
By calculating the average of three times in this way, unexpected abnormal values can be removed, and an accurate situation can be grasped.
[0151]
Next, a case where the patch mode control unit of the present embodiment forms a plurality of toner patches will be described.
[0152]
FIG. 43 is a diagram showing a flowchart in which the patch mode control unit of the present embodiment detects the saturation tendency of the density sensor and changes the mode of the toner patch according to the detection result.
[0153]
In FIG. 43, immediately after the power of the image forming apparatus is turned on (S-300), the patch mode control unit sets the image density of the toner patch to 0% (0th toner patch), 10% ( Eleven types are set (1st toner patch), 20% (2nd toner patch), and 100% (10th toner patch) every 10% (S-301). Then, at the toner patch creation timing (S-302), toner patches of 11 types of image densities from the first toner patch to the tenth toner patch are formed in the patch forming unit (S-303). . Then, the density of the toner patches is detected by a density sensor (S-304), and the detection values of the toner patches of the 11 types of image densities by the density sensor are standardized by calculating the ratio with the detection value of the reference plate. The detected RADC that is the density of the toner patch is calculated (S-305). A deviation .DELTA.RADC that is a difference between the calculated 11 types of image density detection RADC and the respective target densities of the target RADC is obtained (S-306), and tone correction is performed using the obtained deviation .DELTA.RADC and the corresponding image density. The curve is corrected (S-307).
[0154]
Further, in this embodiment, the patch mode control unit sets the toner patch number to No. 10 (S-328), and determines whether the tenth detected RADC is 70 or less (S-329). ). When the toner patch number determined to be small in the determination is only No. 10 (S-332), since the output of the density sensor is not saturated, the image density of the toner patch to be formed next time is Is not changed (S-333).
[0155]
On the other hand, when it is determined that the number is small, the numbers are sequentially reduced to 0, and the determination is made up to 0 (S-330, 331). When the number is smaller than 9, the output of the density sensor is saturated. Then, the image density of the toner patch in the high-density area other than No. 10 is changed to reduce the ratio of the high-density area (S-334). Specifically, according to the image density (S-335) of the toner patch that is one younger than the youngest number determined to be saturated, the images of the ten types of toner patches from No. 0 to No. 9 The density is changed (S-336).
[0156]
As described above, it is determined whether or not the density sensor is saturated based on the detected value of the density of each toner patch, and the toner patches in the saturated area are allocated outside the saturated area. be able to.
Here, the change of the patch mode after (S-328) can be performed by another process.
[0157]
FIG. 44 is a diagram illustrating another flowchart in which the patch state control unit of the present embodiment detects the saturation tendency of the density sensor and changes the state of the toner patch according to the detection result.
[0158]
The flowchart shown in FIG. 44 is different from the flowchart shown in FIG. 14 in that the process following (S-328) for changing the state of the toner patch is different, but the other processes are common, and therefore the different portions will be described. I do.
[0159]
If the toner patch number determined to be small in the determination is only number 10, the output of the density sensor is not saturated, so the number of toner patches to be formed next is not changed (S-353). .
[0160]
On the other hand, if the toner patch number determined to be small in the determination is 9 or less, it is determined that the output of the density sensor is saturated, and the number of toner patches in the density area other than 10 is changed. Then, the ratio of the number of toner patches in the high density area is reduced (S-354). Specifically, 1 is added to the number k of the toner patch with the smallest number determined to be saturated (S-355), and the added number is compared with 6 (S-356). If the added number is 6 or more, the number is set, and if it is less than 6, it is set to 6 (S-357).
[0161]
As described above, even by reducing the number, it is possible to avoid generation of useless toner patches.
[0162]
Next, a description will be given of an embodiment in which the number of toner patches is increased when the detected value of the patch, the target density value, or the image forming condition is manually adjusted by the UI unit of the image forming apparatus of the present embodiment.
[0163]
FIG. 45 is a diagram illustrating a manual adjustment screen showing a situation where a point at which a toner patch is formed is added when manual adjustment is performed.
[0164]
On the manual adjustment screen shown in FIG. 45, a gradation correction curve is displayed with the image density (input image signal) on the horizontal axis and the image density (output image signal) on the vertical axis. In addition, it is formed at points (0, 64, 128, 192, 255) at which manual adjustment is possible and at points (0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 255) where toner patches are formed. I have.
[0165]
Now, when the image density is manually adjusted at the point of 64 and the density is increased, a new density is set between the point of 32 and the point of 96% to closely monitor the density in the vicinity thereof. Add a toner patch with high image density.
[0166]
FIG. 46 is a flowchart showing a mode in which a toner patch is added when the density is changed by manual adjustment.
[0167]
As shown in FIG. 46, manual adjustment is performed on the manual adjustment screen (S-11), and the patch mode control unit obtains information on the adjusted image density from the UI unit and determines the adjusted density area. (S-12), a toner patch having a new image density is added near the manually adjusted image density (S-13).
[0168]
Next, a description will be given of a change in the state of the toner patch when an environment change is detected by the environment sensor of the image forming apparatus of the present embodiment.
[0169]
FIG. 47 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit adds a new toner patch according to the internal temperature detected by the temperature sensor.
[0170]
In FIG. 47, when the temperature inside the device is detected by the temperature sensor (S-400), a temperature difference Δtemp between the detected temperature inside the device and the temperature inside the device when the toner patch was formed last time is calculated (S-401). A magnitude comparison between the calculated temperature difference Δtemp and 5 ° C. is performed (S-402). If the temperature difference Δtemp is smaller than 5 ° C., the image density of the toner patch to be formed next is maintained at 80% (S-406). If the temperature difference Δtemp is larger than 5 ° C., a toner patch having an image density of 20% is newly added next time (S-404), and the current in-machine temperature is set as a reference when the next temperature difference is calculated. The temperature is set (S-408).
[0171]
FIG. 48 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit adds a new toner patch in accordance with the in-machine humidity detected by the humidity sensor.
[0172]
In FIG. 48, when the humidity inside the device is detected by the humidity sensor (S-410), a humidity difference ΔHum between the detected inside humidity and the inside humidity when the toner patch was formed last time is calculated (S-411). Then, a magnitude comparison between the calculated humidity difference ΔHum and 15% is performed (S-412). If the humidity difference ΔHum is smaller than 15%, the image density of the toner patch to be formed next is maintained at 80% (S-416). If the humidity difference ΔHum is larger than 15%, a toner patch having an image density of 20% is newly added next time (S-418), and the current in-machine humidity is used as a reference when the next humidity difference is calculated. The humidity is set (S-405).
[0173]
Next, a description will be given of a change in the state of the toner patch in the image forming apparatus according to the present embodiment when parts are replaced or the like.
[0174]
FIG. 49 is a flowchart showing a mode of changing the number of toner patches before and after the replacement of the photoconductor.
[0175]
The image density after replacement of the photoconductor is lower in the highlight portion than the image density before replacement of the photoconductor. Therefore, immediately after the replacement of the photoconductor, it is necessary to monitor the density of the highlight portion for a while.
[0176]
In FIG. 49, the new or old state of the photoconductor is determined (S-500). For example, the operation time after the set button is pressed in exchange of the photoconductor is measured by a timer, and the photoconductor is replaced. It is determined whether the state is shortly after or a state where a considerable time has elapsed (S-501). If the state has passed a considerable time, the image density is set to 80% (S-502). If it is in a state shortly after the replacement, a toner patch having an image density of 20% and an image density of 20% are additionally set (S-505).
[0177]
FIG. 50 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the total number of rotations of the photoconductor.
[0178]
It can be seen that the density of the highlight portion gradually increases from the new state of the photoconductor as the number of times the photoconductor is used increases.
[0179]
In FIG. 50, the patch mode control unit detects the total number of rotations of the photoconductor from the counter (S-520), adds 1 to an integer obtained by dividing the detected total number of rotations by 100,000, and creates a patch. The number Np is calculated (S-521). Then, a comparison is made between the number of created patches Np and 4 (S-522). If the number of created patches Np is 4 or less, the number is set as the number of toner patches to be created next time. If the number of patches Np exceeds 4, the next number of toner patches to be created is set to 4 (S-523).
[0180]
As described above, when the total number of rotations is low, the number of patches is small, and when the total number of rotations is high, the number of toner patches is set to 4, and the density of the highlight portion is finely detected, thereby efficiently adjusting the image forming conditions. can do.
[0181]
Next, a case where the state of the toner patch is changed according to the type of the recording medium on which the image is formed will be described.
[0182]
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the paper type is set by a paper selection button provided on the paper tray. However, the type of paper set by the paper selection button and the manner in which the patch state control unit changes the image density of the toner patch are the same as those in the flowcharts shown in FIGS. The tray will be described.
[0183]
FIG. 51 is a diagram illustrating a paper tray of the image forming apparatus according to the present embodiment.
[0184]
The image forming apparatus illustrated in FIG. 51 includes an image forming unit on which a toner image is formed at an upper part, and a first paper tray, a second paper tray, and a third paper tray below the image forming unit. Each paper tray is provided with a paper selection button.
[0185]
The first paper tray of the paper tray shown in FIG. 51A can be set by selecting high quality paper and plain paper. The first paper tray of the paper tray shown in FIG. 51B can be set by selecting low-quality paper and plain paper.
[0186]
When, for example, high-quality paper is stored in the first paper tray and the high-quality paper selection button is pressed with the paper selection button, information indicating that high-quality paper has been set is sent to the patch mode control unit.
[0187]
The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes an image density calculation unit that calculates a histogram for each image density of an image formed on a sheet based on an input image signal or an image signal obtained by reading a document. I have. Then, the patch mode control unit changes the image density or the number of the toner patches based on the histogram calculated by the image density calculation unit. This mode will be described.
[0188]
FIG. 52 is a flowchart showing a mode in which the patch mode controller changes the image density of the toner patch based on the histogram calculated by the image density calculator.
[0189]
In FIG. 52, the image density calculation unit calculates a histogram for each image density based on the input image signal (S-800). Then, the patch mode control unit determines whether there is an image density whose frequency (the number of pixels) exceeds a threshold value for changing the image density of the toner patch (S-801). The image density of the toner patch that has been set up to is maintained (S-802). If there is an image density exceeding the threshold value, a predetermined number n (for example, 2) of which the image density of the toner patch can be changed is read out (S-803), and the most frequently used number is determined based on the histogram. , The image density up to the n-th image density is extracted from the high image density, and the image density of the toner patch is set to the n-th image density (S-804).
[0190]
FIG. 53 is a schematic diagram illustrating the histogram calculated by the image density calculation unit and the image density extracted by the patch mode control unit when n = 2.
[0191]
In FIG. 53, the horizontal axis represents image density, and the vertical axis represents frequency.
[0192]
The solid line in the figure represents a histogram, and the broken line represents a threshold for changing the image density of the toner patch. As can be seen, there are peaks greater than the threshold at image densities of 20% and 80%.
[0193]
FIG. 54 is a diagram illustrating a case where the image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
[0194]
In FIG. 54, areas are set every 20% of the image density on the horizontal axis.
In this case, the patch mode control unit extracts an image density area having a peak larger than the threshold, and calculates a median value (20%) of each of the image density areas (10% to 30%) and (70% to 90%). , 80%) as the representative value and can be set as the image density.
[0195]
FIG. 55 is a diagram illustrating a case where the image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
[0196]
In FIG. 55, an area is set for every 20% of the image density on the horizontal axis.
Here, the patch mode control unit extracts the image density areas in which the average value of the frequency of each image density area is larger than the threshold value, and extracts the upper two image density areas (10% to 30%), (70% to 90%). %), The image density may be set as a central value (20%, 80%) as a representative value.
[0197]
FIG. 56 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit allows the toner patch to be formed at a plurality of image densities for each image density area based on the histogram.
[0198]
In FIG. 56, the image density calculation unit calculates a histogram for each image density based on the input image signal (S-810). Then, the patch mode control unit determines whether there is an image density whose frequency (the number of pixels) exceeds the threshold value for changing the image density of the toner patch (S-811). The image density of the toner patch set up to is maintained (S-812). If there is an image density exceeding the threshold, the number of image density regions exceeding the threshold is calculated (S-813). Then, a comparison is made between the calculated number m of image density areas and the allowable number p of toner patches (S-814), and if the number m of image density areas is larger than the allowable number p, a higher rank based on the allowable number p is used. Is extracted (S-815), and when the number m of image density areas is equal to or smaller than the allowable number p, the calculated number m of image density areas is set as the number of toner patches for changing the image density ( S-816). Then, among the extracted image densities, the representative value of each image density area is set as the image density of the next toner patch in the order of the highest frequency (S-817).
[0199]
FIG. 57 is a diagram illustrating a case where the image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
[0200]
In FIG. 57, areas are set for every 20% of the image density on the horizontal axis.
[0201]
Here, the patch mode control unit extracts two (three in image density) image density regions exceeding the threshold value. However, since the allowable number p of toner patches is two, the upper two image density regions are extracted. The median (20%, 80%) of (10% to 30%) and (70% to 90%) is set as an image density as a representative value.
[0202]
FIG. 58 is a diagram illustrating a case where the image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
[0203]
In FIG. 55, an area is set for every 20% of the image density on the horizontal axis.
[0204]
Here, the patch mode control unit extracts the image density area in which the average value of the frequency of each image density area is larger than the threshold, and determines the median (20%) of the image density areas (10% to 30%). The image density can be set as a representative value.
[0205]
As described above, the histogram of the image density is calculated in advance based on the input image signal, and the toner patches are formed with the image density having a high frequency. Therefore, the density of the conspicuous gradation in the image formed on the paper is reduced. Next, a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the non-energization time of the image forming apparatus, which is measured by the timer, will be described. .
[0206]
FIG. 59 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the non-operation time of the image forming apparatus.
[0207]
As shown in FIG. 8, when the developer is left without being stirred for a long time, the charge amount of the developer is reduced. Therefore, even if the printing operation is started thereafter, the density of the highlight portion is increased. Become.
[0208]
As shown in FIG. 59, the patch mode control unit monitors the non-energization time of the developing device using a timer (S-850), and determines whether the non-energization time is 4 hours or more (S-850). 851). If the non-energization time is less than 4 hours, it is considered that the charge amount of the developer has not decreased so much. Therefore, a toner patch having an image density of 20% is not set (S-852), and a toner patch is created. The counter is set to 0 (S-853). If the non-energization time is 4 hours or more, the toner patch creation counter is set to 20% if the toner patch creation counter is, for example, 2 or less (S-855), and one is set to the toner patch creation counter. It is added (S-856). If the toner patch creation counter is greater than 2, for example, the toner patch with the image density of 20% is not set (S-857), and the toner patch creation counter is set to 0 (S-858).
[0209]
In this embodiment, when the developing device is not operated for a long time, a toner patch having an image density of 20% is created, the density of the highlight portion is optimized, and the state is maintained. It is necessary to optimize even after the vessel starts operating.
[0210]
FIG. 60 is a flowchart showing the timing at which the patch state control unit returns the image density of the toner patch changed to the highlight unit side to the normal image density due to the long-term operation of the developing device.
[0211]
As shown in FIG. 9, the charge amount of the developer increases with an increase in the cumulative operation time of the developing device. Therefore, the patch mode control unit uses a timer to calculate the cumulative time from when the developing device starts operating. T is monitored (S-860), and it is determined whether T has exceeded 10 minutes (S-861). If T exceeds 10 minutes, it is determined that the charge amount has sufficiently increased, and the image density of the toner patch is changed to 80% (S-863). If T is less than 10 minutes, the image density is reduced. An 80% toner patch and a 20% image density toner patch are created (S-862).
[0212]
Next, a mode in which the patch mode control unit changes the number of toner patches created when the difference between the value detected by the density sensor and the target density is large will be described.
[0213]
FIG. 61 is a diagram showing a gradation correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
[0214]
As shown in FIG. 61, when the difference between the target density and the value detected by the density sensor at a high image density, for example, when the image density is 80%, is large, it is considered that the shift often occurs in the entire gradation range.
[0215]
FIG. 62 is a flowchart showing a manner of changing patches when the number of toner patches to be created is small.
[0216]
In FIG. 62, when the patch mode control unit determines that it is time to create a toner patch (S-900), a predetermined toner patch is formed (S-901), and the density of the toner patch is measured by a density sensor. It is detected (S-902).
[0219]
In the case where the number of toner patches is one (S-903), the detected detection value is compared with the detection value from the reference plate, and the detected RADCa, which is the density based on the detection value, is calculated (S-904). ). Then, a deviation .DELTA.RADCa, which is a difference between the detected RADCa and the target density, is calculated (S-905). (S-906).
[0218]
Further, for forming the next toner patch, the patch state control unit compares the absolute value of the deviation ΔRADCa with 30 (S-907). The number is set to one, and the image density is set to 80% (S-908). When the deviation ΔRADCa is larger than 30, the number of toner patches is set to two, the image density is set to 80% and the image density is set to 40%, and the densities of the medium and low density areas are adjusted.
[0219]
On the other hand, when the number of toner patches is two (S-903), each detected value is compared with the detected value from the reference plate, and the detected RADCa and the detected RADCb, which are the densities based on the detected values, are compared. Is calculated (S-910). Then, a deviation ΔRADCa, which is a difference between the detected RADCa and the target concentration, and a deviation ΔRADCb, which is a difference between the detection RADCb and the target concentration, are calculated (S-911). Based on the deviation ΔRADCa, the LD light amount control unit The light amount of the laser which is one of the image forming conditions is corrected, and the gradation control unit corrects the gradation correction curve based on the deviation ΔRADCb (S-912). Then, it is set so that the number of toner patches is one and the image density is 80% (S-913).
[0220]
As described above, when the deviation from the target density is large, the number of toner patches is set to two, the image density is set to 80%, and the image density is set to 40%.
[0221]
FIG. 63 is a flowchart showing a manner of changing the image density when a plurality of toner patches are created.
[0222]
In FIG. 63, when the power is turned on (S-950), the number of toner patches is set to 5 (S-951). When the patch mode control unit determines that it is time to create a toner patch (S-952), the image density of the toner patch is determined by a predetermined formula according to the number of patches, and the image density of the toner patch is determined. To create a plurality of toner patches (S-953). Then, the densities of these toner patches are detected by a density sensor (S-954), and the detected detection value is compared with a detection value from a reference plate to calculate a detection RADC that is a density based on the detection value. (S-955). Then, a deviation ΔRADC that is a difference between the detected RADC and the target density is calculated (S-956), and based on the deviation ΔRADC, the LD light amount control unit corrects the laser light amount, which is one of the image forming conditions. (S-957).
[0223]
Further, for the next time a toner patch is formed, the patch mode control unit arranges the absolute values of the deviation ΔRADC in order of magnitude, and sets the maximum value ΔRADC. Max is obtained (S-958). Next, the maximum value ΔRADC. A comparison between Max and 10 is made, and if it is larger than 10, the number of toner patches is maintained as it is (S-959). On the other hand, the maximum value ΔRADC. If Max and 10 are smaller than 10, the number of toner patches created is reduced by one (S-960). If the reduced number is three or more, the number of toner patches reduced by one is maintained (S-960). If the reduced number is smaller than 3, the number of toner patches is set to 3 (S-962).
[0224]
As described above, when the deviation from the target density is large, the number of toner patches is maintained, and when the deviation is small, the number is reduced, so that the density can be adjusted efficiently.
[0225]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, according to various situations encountered by the image forming apparatus, the toner density can be changed in various ways, such as changing the image density and the number of toner patches to be created. Since the image is formed and the image forming conditions are adjusted based on the detection result, it is possible to efficiently and stably secure a target density over the entire gradation range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a gradation curve with the image density on the horizontal axis and the image density on the vertical axis using the toner density (TC) as a parameter when the shadow portion of the high density area is adjusted to the target density. is there.
FIG. 2 is a diagram showing a gradation curve in which image density is plotted on the horizontal axis and image density is plotted on the vertical axis, using a temporal change of the developer as a parameter when a shadow portion of a high density region is adjusted to a target density. .
FIG. 3 is a diagram illustrating a result of measuring a toner patch with a density sensor.
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the image density and the image density when the temperature changes, with the horizontal axis representing the image density and the vertical axis representing the image density.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the image density and the image density when the humidity changes, with the horizontal axis representing the image density and the vertical axis representing the image density.
FIG. 6 is a diagram showing a change in surface potential due to deterioration of a photoconductor.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an image density formed on a sheet and a charge amount of a developer.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the abscissa and the ordinate, where the abscissa represents the time during which the developer is left without stirring and the ordinate represents the charge amount of the developer.
FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the cumulative operation time of the developing device and the vertical axis of the charge amount of the developer on the horizontal axis.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 11A is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the control unit changes the image density of the toner patch in accordance with the density detection result of the toner patch.
FIG. 11B is a flowchart illustrating a mode of changing the image density of a toner patch when the patch mode control unit according to the present embodiment forms a plurality of toner patches.
FIG. 12 is a diagram showing a sensitivity curve of a density sensor.
FIG. 13 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit according to the present embodiment detects a saturation tendency of the density sensor and changes the image density of the toner patch according to the detection result.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the present embodiment detects a saturation tendency of the density sensor and changes the number of toner patches according to the detection result.
FIG. 15 is a diagram illustrating a manual adjustment screen of the UI unit as an example.
FIG. 16 is a diagram illustrating a manual adjustment screen of a UI unit as an example.
FIG. 17 is a flowchart illustrating a mode in which the image density on which a toner patch is formed is changed when the manual adjustment is changed.
FIG. 18 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch according to the in-machine temperature detected by the temperature sensor.
FIG. 19 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch in accordance with the in-machine humidity detected by the humidity sensor.
FIG. 20 is a diagram illustrating image densities at respective image densities before and after replacement of a photoconductor.
FIG. 21 is a diagram illustrating a manner in which the image density is changed before and after the replacement of the photoconductor.
FIG. 22 is a diagram showing a change in image density due to a decrease in film thickness on the surface of the photoconductor due to consumption of the photoconductor.
FIG. 23 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch according to the total number of rotations of the photoconductor.
FIG. 24 is a diagram illustrating a sheet selection screen in the UI unit.
FIG. 25 is a diagram illustrating a paper tray.
FIG. 26 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of a toner patch based on information such as a paper type detected by a paper determination sensor.
FIG. 27 is a diagram showing a gradation correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
FIG. 28 is a diagram showing a tone correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
FIG. 29 is a diagram illustrating an example of changing the image density of a toner patch when a plurality of toner patches are formed.
FIG. 30 is a diagram illustrating an example of changing the image density of a toner patch when a plurality of toner patches are formed.
FIG. 31 is a diagram illustrating a paper selection screen in the UI unit.
FIG. 32 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of a toner patch based on information such as a paper type detected by a paper determination sensor.
FIG. 33 is a diagram showing a gradation correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
FIG. 34 is a diagram illustrating one effect obtained by reducing toner patches.
FIG. 35 is a flowchart showing one mode of counting the image density of a document and changing the image density of a toner patch based on the result.
FIG. 36 is a diagram showing a tone correction curve when the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
FIG. 37 is a flowchart showing another mode of counting the image density of a document and changing the image density of the toner patch based on the result.
FIG. 38 is a diagram showing a tone correction curve when the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
FIG. 39 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the non-operation time of the image forming apparatus.
FIG. 40 is a flowchart showing a timing at which the patch mode control unit returns the image density of the toner patch to the normal image density after changing the image density of the toner patch to the highlight unit side due to the non-operation of the developing device for a long time.
FIG. 41 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit of the control unit changes the image density of the toner patch in accordance with the density detection result of the toner patch.
FIG. 42 is a view showing a flowchart for performing the magnitude determination of the deviation ΔRADCa in (S-107) based on past data stored in the memory of the patch mode unit;
FIG. 43 is a diagram illustrating a flowchart in which the patch mode control unit according to the present embodiment detects the tendency of saturation of the density sensor and changes the mode of the toner patch according to the detection result.
FIG. 44 is a diagram illustrating another flowchart in which the patch mode control unit of the present embodiment detects the saturation tendency of the density sensor and changes the mode of the toner patch according to the detection result.
FIG. 45 is a diagram illustrating a manual adjustment screen showing a situation where a point at which a toner patch is formed is added when manual adjustment is performed.
FIG. 46 is a flowchart illustrating a mode in which a toner patch is added when the density is changed by manual adjustment.
FIG. 47 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode controller adds a new toner patch in accordance with the internal temperature detected by the temperature sensor.
FIG. 48 is a flowchart showing a mode in which the patch mode control unit adds a new toner patch in accordance with the in-machine humidity detected by the humidity sensor.
FIG. 49 is a flowchart showing a manner in which the number of toner patches is changed before and after replacement of a photoconductor.
FIG. 50 is a diagram illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch according to the total number of rotations of the photoconductor.
FIG. 51 is a diagram illustrating a paper tray of the image forming apparatus according to the present embodiment.
FIG. 52 is a flowchart showing a mode in which the patch mode controller changes the image density of the toner patch based on the histogram calculated by the image density calculator.
FIG. 53 is a schematic diagram showing a histogram calculated by the image density calculation unit and an image density extracted by the patch mode control unit when n = 2.
FIG. 54 is a diagram illustrating a case where an image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
FIG. 55 is a diagram illustrating a case where an image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
FIG. 56 is a flowchart showing a mode in which the patch mode control unit allows forming a toner patch at a plurality of image densities for each image density area based on a histogram.
FIG. 57 is a diagram illustrating a case where an image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
FIG. 58 is a diagram illustrating a case where an image density calculation unit calculates a histogram for each predetermined image density area.
FIG. 59 is a flowchart illustrating a mode in which the patch mode control unit changes the image density of the toner patch based on the non-operation time of the image forming apparatus.
FIG. 60 is a flowchart showing a timing at which the patch mode control unit returns the image density of the toner patch changed to the highlight unit side to the normal image density due to the non-operation of the developing device for a long time.
FIG. 61 is a diagram showing a gradation correction curve in which the horizontal axis represents image density and the vertical axis represents image density.
FIG. 62 is a flowchart showing a manner of changing the image density when the number of toner patches to be created is small.
FIG. 63 is a flowchart showing a manner of changing the image density when a plurality of toner patches are created.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor drum
2 Charger
3 Exposure unit
4 Developing device
5 Primary transfer roll
6 Secondary transfer roll
10 units
11 Toner box
12 Paper tray
14 transport roll
15 Density sensor
16 Temperature sensor
17 Humidity sensor
19 Paper discrimination sensor
20 Intermediate transfer belt
21 Drive Roll
22 Counter roll
23 Tension roll
25 Patch formation unit
26 UI operation unit
30 Image processing unit
31 Image data control unit
32 image pixel counter
40 control unit
41 BCR control unit
42 LD light amount controller
43 TC control unit
44 Gradation control unit
45 Patch mode control unit
46 memory
47 timer
50 Image forming unit

Claims (16)

像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着して該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上に予め設定された所定の様態で測定用のトナーパッチを形成するパッチ形成部と、
前記パッチ形成部により形成されたトナーパッチの濃度を所定の検知位置で検知する濃度センサと、
前記パッチ形成部が形成する前記トナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部と、
前記濃度センサにより検知された検知結果に基づいて、前記像担持体上に形成される前記トナー像の濃度に影響する画像形成条件を調整する画像条件制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming a toner image on an image carrier, and finally transferring and fixing the toner image on a recording medium to form an image on the recording medium,
A patch forming unit for forming a toner patch for measurement in a predetermined manner set on the image carrier,
A density sensor for detecting the density of the toner patch formed by the patch forming unit at a predetermined detection position;
A patch mode control unit that sets the mode of the toner patch formed by the patch forming unit and changes the set mode according to the situation;
An image condition control unit that adjusts image forming conditions that affect the density of the toner image formed on the image carrier based on a detection result detected by the density sensor. Forming equipment.
前記パッチ様態制御部は、状況に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの画像密度を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the patch state control unit changes an image density of the toner patch set in the patch forming unit according to a situation. 前記パッチ様態制御部は、状況に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの個数を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the patch mode control unit changes the number of the toner patches set in the patch forming unit according to a situation. 前記パッチ様態制御部は、前記濃度センサにより検知された濃度と目標濃度とを比較し、比較結果に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The patch mode control unit compares the density detected by the density sensor with a target density, and changes the mode of the toner patch set in the patch forming unit according to the comparison result. The image forming apparatus according to claim 1. 前記パッチ様態制御部は、前記濃度センサにより検知された濃度と目標濃度との差分を記憶する濃度メモリを有し、該濃度メモリに記憶された差分を平均した差分平均の大きさに応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The patch state control unit has a density memory that stores a difference between the density detected by the density sensor and the target density, and according to a difference average size obtained by averaging the differences stored in the density memory, 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an aspect of the toner patch set in the patch forming unit is changed. 形成される画像の濃度をマニュアル調整する濃度調整部を備え、
前記パッチ様態制御部は、前記濃度調整部の指令に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
Equipped with a density adjustment unit that manually adjusts the density of the formed image,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the patch state control unit changes a state of the toner patch set in the patch forming unit in accordance with a command from the density adjustment unit.
この画像形成装置の温度又は湿度を検知する環境センサを備え、
前記パッチ様態制御部は、前記環境センサにより検知された温度又は湿度に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
An environment sensor for detecting the temperature or humidity of the image forming apparatus is provided,
The image according to claim 1, wherein the patch state control unit changes the state of the toner patch set in the patch forming unit according to a temperature or humidity detected by the environment sensor. Forming equipment.
前記パッチ様態制御部は、この画像形成装置の画像形成条件に影響を及ぼす部品もしくは消耗品が交換されたことを検出する検出部を有し、該検出部の検出結果に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The patch mode control unit includes a detection unit that detects that a part or a consumable that affects image forming conditions of the image forming apparatus has been replaced. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an aspect of the toner patch set in a unit is changed. この画像形成装置の稼動状態を検知する稼動状態検知部を有し、
前記パッチ様態制御部は、前記稼動状態検知部の検知結果に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
An operation state detection unit that detects an operation state of the image forming apparatus;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the patch state control unit changes a state of the toner patch set in the patch forming unit according to a detection result of the operation state detecting unit. .
前記像担持体は、所定の方向に回転するものであり、前記稼動状態検知部は、前記像担持体の回転数又は駆動時間をカウントするカウンタであることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。The image according to claim 9, wherein the image carrier rotates in a predetermined direction, and the operation state detection unit is a counter that counts a rotation number or a driving time of the image carrier. Forming equipment. 前記記録媒体を収納する用紙トレイと、該用紙トレイに収納された記録媒体の種類を判別する判別手段とを備え、
前記パッチ様態制御部は、前記判別手段により判別された記録媒体の種類に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
A paper tray that stores the recording medium, and a determination unit that determines a type of the recording medium stored in the paper tray,
2. The patch mode control unit according to claim 1, wherein the patch mode control unit changes the mode of the toner patch set in the patch forming unit according to the type of the recording medium determined by the determination unit. Image forming device.
入力された画像信号、もしくは原稿を読み取って得た画像信号に基づいて記録媒体上に形成される画像密度を算出する画像密度算出部を備え、
前記パッチ様態制御部は、前記画像密度算出部により算出された画像密度に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
An image density calculation unit that calculates an image density formed on a recording medium based on an input image signal or an image signal obtained by reading a document,
2. The patch state control unit according to claim 1, wherein the state of the toner patch set in the patch forming unit is changed according to the image density calculated by the image density calculation unit. Image forming device.
前記画像密度算出部は、入力された画像信号の所定の画像密度ごとのヒストグラムを求めるものであって、
前記パッチ様態制御部は、前記ヒストグラムのうちの頻度の大きい画像密度に、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
The image density calculator is for obtaining a histogram for each predetermined image density of the input image signal,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the patch mode control unit changes the mode of the toner patch set in the patch forming unit to an image density having a high frequency in the histogram. .
前記パッチ様態制御部は、所定の画像密度領域毎に平均された平均頻度を求め、該平均頻度により頻度の大小を比較するものであることを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。14. The image forming apparatus according to claim 13, wherein the patch mode control unit obtains an average frequency averaged for each predetermined image density area, and compares the magnitude of the frequency based on the average frequency. 前記パッチ様態制御部は、所定の画像密度領域毎に頻度の大小比較を行い、該所定の画像密度領域毎に、所定の閾値を越える、頻度の大きい画像密度を抽出するものであることを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。The patch mode control unit compares the magnitude of the frequency for each predetermined image density area, and extracts a high-frequency image density exceeding a predetermined threshold value for each predetermined image density area. The image forming apparatus according to claim 13, wherein: 前記パッチ様態制御部は、タイマを有し、該タイマにより計測されたこの画像形成装置の動作時間又は非通電時間に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The patch state control unit has a timer, and changes a state of the toner patch set in the patch forming unit according to an operation time or a non-energization time of the image forming apparatus measured by the timer. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
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