JP2004341233A - 画像形成装置および画像濃度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッチ画像濃度の検出結果に基づき画像濃度を制御する技術において、処理時間の増大を招くことなく、装置の異常を的確に検出する。
【解決手段】濃度制御因子たる現像バイアスＶｂを変更設定して形成したパッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）のうち、最小現像バイアスＶｂ（１）および最大現像バイアスＶｂ（６）で形成した２個Ｉｐ（１）およびＩｐ（６）を「異常判定用パッチ画像」とする。これらの濃度検出結果Ｄｖ（１）およびＤｖ（６）を所定の基準濃度ＤｖＨおよびＤｖＬと比較し、その結果に基づき装置の異常の有無を判定する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、濃度制御因子を多段階に変更設定しながら各段階でパッチ画像を形成するとともに、各パッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき前記濃度制御因子を調整することで画像濃度を制御する画像形成装置および画像濃度制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置では、形成されるトナー像の画像濃度を検出するための濃度センサが設けられている。濃度センサとしては、トナー像を担持した像担持体の表面に向けて光を照射し、そこからの出射光を検出する光学的手法によるものが一般的である。このような濃度センサを備えた画像形成装置では、必要に応じて、所定の画像パターンを有するテスト用の小画像（パッチ画像）を形成するとともに、濃度センサによりその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて各種の画像形成条件を調整することで、所定の画像濃度を安定して得られるようにしている。
【０００３】
例えば、本願出願人の出願にかかる特許文献１に記載の画像形成装置においては、以下のようにして、画像濃度に影響を与える濃度制御因子としての現像バイアスの最適化を行っている。すなわち、現像バイアスをその可変範囲内で変更設定しながらパッチ画像を形成し、それらのパッチ画像の濃度検出結果から、画像濃度が目標濃度となる現像バイアスの最適値を見出している。そして、その最適値を精度よく求めるために、現像バイアスの可変範囲の異なる２つの処理モードを用意しておき、装置の動作状況に応じてこれらのうち１つを選択実行するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７５３１９号公報（図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の画像形成装置では、装置の異常により、濃度制御因子の変更がパッチ画像の濃度検出結果に正しく反映されない場合がある。例えば、濃度センサにトナーが付着して汚れていれば、濃度センサからの出射光の一部や濃度センサへの入射光の一部が遮断・散乱され、光量を正しく検出することができない。その結果、画像濃度の検出精度が低下してしまう。
【０００６】
このように、濃度制御因子の変更が濃度検出結果に正しく反映されていない状態では、その検出結果に基づいて行う画像形成条件の調整を精度よく行うことができない。しかしながら、上記した従来技術においては、このような現象については考慮されていないため、検出精度が低下したまま濃度検出を行うことにより、画像形成条件が好ましくない条件に設定されてしまうおそれがある。
【０００７】
一方、この問題を解消するため、濃度検出を行うのに先立って濃度センサを含む装置の動作チェックを行うことは一定の効果を期待できるが、この場合には、画像濃度制御のための処理時間が長くなり、ユーザの待ち時間が増大したり、画像形成のスループットが低下するなど、装置の高速化の妨げとなる。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、パッチ画像濃度の検出結果に基づき画像濃度を制御する技術において、処理時間の増大を招くことなく、装置の異常を的確に検出することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置および画像濃度制御方法は、上記目的を達成するため、画像濃度に影響を与える濃度制御因子を多段階に変更設定しながら各段階でパッチ画像を形成するとともに、各パッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき前記濃度制御因子を調整することで画像濃度制御を行い、しかも、前記パッチ画像の少なくとも１つを異常判定用パッチ画像として、該異常判定用パッチ画像についての濃度検出結果と所定の基準値とを比較し、その結果に基づいて装置の異常の有無を判定することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、実際に画像を形成し、その濃度検出結果に基づき装置の異常の有無を判定するので、画像濃度が異常な値を示した場合に適切な対応を取ることができ、その結果、画像形成条件が好ましくない条件に設定されてしまうことは回避される。また、異常判定用の画像として、濃度制御を行うために形成したパッチ画像を利用しているので、別途異常判定用の画像を形成したり、事前に装置の動作チェックを行う必要がない。そのため、処理時間が増大することもなく、短時間で画像濃度制御を行うことができる。
【００１１】
なお、ここでいう「濃度検出結果」とは、形成されたパッチ画像について濃度検出を行った結果、該パッチ画像の画像濃度として得られた値を指しており、したがって、必ずしもパッチ画像の真の画像濃度を指すのではない。つまり、画像濃度検出結果に基づいて行う本発明の異常判定では、パッチ画像の画像濃度自体が異常である場合と、濃度検出の過程における異常により結果として異常な検出結果となった場合とのいずれの異常についても検知可能である。
【００１２】
ここで、複数のパッチ画像のうち、いずれを異常判定用パッチ画像とするかについては、例えば次のようにすることができる。第１に、前記パッチ画像のうち濃度検出結果が最高のものを前記異常判定用パッチ画像とする。また、第２に、前記パッチ画像のうち、前記濃度制御因子と画像濃度との関係において画像濃度が最も高濃度となるように前記濃度制御因子を設定して形成したものを前記異常判定用パッチ画像とする。そして、こうして定めた異常判定用パッチ画像についての濃度検出結果が前記基準値に満たないときに、前記装置に異常があると判定することができる。というのは、上記のようにして選定した異常判定用パッチ画像の画像濃度が基準値に満たないという検出結果は、濃度制御因子をどのように調整しても所望の画像濃度を得られないことを意味しているからである。
【００１３】
また、互いに異なる態様で画像を形成する複数の画像形成モードを選択的に実行可能に構成されている画像形成装置においては、前記基準値を前記各画像形成モード毎に個別に設定可能とするのが好ましい。というのは、要求される画像品質は画像形成モード毎に異なっているからである。
【００１４】
例えば、前記複数の画像形成モードとして、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成モードでは、カラー再現のため各色間の濃度ばらつきを抑える必要がある。一方、１色のトナーを用いてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードでは、１枚の画像の中で画像濃度が安定していることが重要であり、絶対的な画像濃度に対する要求は比較的緩やかである。それにもかかわらずカラー画像形成モードと同等の画像品質を要求したのでは、必要十分な画像品質が得られているのに異常と判定されることがあり、装置の稼動効率が低下するので現実的でない。
【００１５】
そこで、これらの２つの画像形成モードを実行可能な装置では、その画像形成モード毎に異なる基準値を設けることによって、各モードで要求される画像品質を満足しつつ、このような稼動効率の低下を回避することができる。
【００１６】
また、例えば、前記複数の画像形成モードとして、互いに異なる解像度で画像を形成する少なくとも２つの画像形成モードを実行可能な画像形成装置についても、上記と同様の理由により、各画像形成モード毎に基準値を設けるのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明にかかる画像形成装置の２つの実施形態について以下に説明するが、これら２つの実施形態の間では、装置構成および基本的な動作は同一であり、一部の動作内容が異なるのみである。そこで、ここでは、２つの実施形態に共通の装置構成および動作についてまず説明し、その後で、２つの実施形態それぞれの特徴的な動作について順次説明することとする。
【００１８】
（装置構成）
図１はこの発明にかかる画像形成装置の装置構成を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１９】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置１本体に対し着脱自在となっている。
【００２０】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２１】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する現像ローラから感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２２】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ２まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２３】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ２にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ２の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ２に送り込まれる。
【００２４】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ３方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ２において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２５】
また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００２６】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００２７】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。このように、中間転写ベルト７１の表面領域のうちローラ７５に巻き掛けられた巻き掛け領域においてクリーナ７６を当接させることにより、該ベルト７１の回転動作に伴うばたつきの影響を受けることなく、一定の圧力でクリーナ７６を中間転写ベルト７１に当接させることができるので、優れたトナー除去効果を挙げることができる。
【００２８】
さらに、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。この種の濃度センサとしては、公知の技術、例えば、トナー像に光を照射し、その反射光量を検出するセンサを用いることができる。
【００２９】
そして、この濃度センサ６０による濃度測定結果に基づき、この装置１では、装置の電源投入直後や感光体２２が新品に交換されたときなどに、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、露光ビームＬの強度などの濃度制御因子の調整を行っている。また、同じ測定結果を用いて装置の異常の有無の判定も行っている。
【００３０】
また、この画像形成装置１では、形成する画像の内容に応じて、およびユーザの好みに応じて、４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック色のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。さらに、それぞれのモードでは、標準的な画質で画像形成をする標準モードの他に、より高い画像品質が要求される用途のために、標準モードより高い解像度で画像を形成する高画質モードが用意されている。したがって、この実施形態では、以下に示す４種の画像形成モード、すなわち：（カラー，標準）モード；（カラー，高画質）モード；（モノクロ，標準）モードおよび（モノクロ，高画質）モードを選択的に実行可能となっている。
【００３１】
そして、上記した濃度制御因子の調整処理の内容は、その後に実行すべき画像形成モードによって若干異なったものとなる。より具体的には、以下に説明するように、画像濃度の測定結果を所定の基準値と比較し、その結果に基づいて装置の異常の有無を判定するが、その際の基準値が、各画像形成モード毎に異なる値に設定されるようになっている。
【００３２】
図３はこの画像形成装置における基準濃度設定処理を示すフローチャートである。まず、次に実行すべき画像形成モードがカラーモードかモノクロモードかを選択する（ステップＳ１１）。ここで、例えば、多数枚の画像を連続して形成している途中にこの処理が実行されたときや、ユーザの操作によりいずれかのモードが指定されている場合には、次に実行すべき画像形成モードは明らかになっている。しかし、例えば、外部装置からの画像形成指令に応じて自動的にモードを選択して実行する装置では、画像形成指令がなければ次に実行すべきモードは未定である。このような場合に対応するためには、いずれかの画像形成モードをデフォルト（既定）モードとして定めておき、実行すべきモードが未定のときはこのデフォルトモードを選択することができる。どちらのモードをデフォルトモードとするかについては、装置の仕様に応じて予め決めておいてもよく、またユーザの好みでいずれかを選択できるようにしてもよい。
【００３３】
続いて、次に実行すべき画像形成モードの品質（画像品質）を選択する。すなわち、標準モード、高画質モードのうちいずれか一方を選択する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。これにより、次に実行すべき画像形成モードが上記４つのうちの１つに絞り込まれる。なお、次に実行すべきモードが未定の場合は、標準モードを選択するものとする。
【００３４】
次に、装置の異常判定に使用するための基準濃度ＤｖＨおよびＤｖＬの設定を行う（ステップＳ１４〜Ｓ１７）。この基準濃度ＤｖＨ、ＤｖＬについては後に詳述するが、概略次のようなものである。すなわち、装置が正常であれば、濃度制御因子たる現像バイアスをその可変範囲内で変更設定したときの画像濃度の変化は、周囲環境による変動はあるものの概ね予想できる。逆に、濃度の実測値が予想から大きく外れたとすれば、装置に何らかの異常があるものと推測される。そこで、許容される濃度変動の上限値または下限値を規定して装置を管理することで、装置の異常の有無を判定することができる。この濃度変動の上限値または下限値に対応するのが上記した基準濃度ＤｖＨ、ＤｖＬである。
【００３５】
なお、画像形成モードによって、許容される濃度変動のレベルは異なる。例えば、カラーモードでは、色再現性を重視する観点から各色間の濃度ばらつきが小さいことが求められ、モノクロモードより濃度の安定性に対する要求が厳しい。また、高画質モードでは標準モードより高い濃度安定性が求められる。したがって、これらの基準濃度ＤｖＨ、ＤｖＬについては、画像形成モード毎に個別に設定できるようにしている。
【００３６】
上記のようにして基準値ＤｖＨ、ＤｖＬの設定を行った後、引き続き濃度制御因子としての現像バイアス調整処理を実行するが（ステップＳ１８）、この発明にかかる画像形成装置の２つの実施形態では、その調整方法が一部異なっている。以下、２つの実施形態における現像バイアス調整処理について分説する。
【００３７】
（第１実施形態）
図４はこの画像形成装置における現像バイアス調整の第１実施形態を示すフローチャートである。また、図５はこの実施形態で形成されるパッチ画像を示す図である。この実施形態では、現像バイアスＶｂを変更設定しながらパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて、画像濃度をその目標濃度Ｄｔｇｔとするための最適現像バイアスＶｂｏｐｔを算出する。
【００３８】
まず、現像バイアスＶｂをその可変範囲における最小値Ｖｂ（１）から最大値Ｖｂ（６）まで１段階ずつ６段階に変化させながら、各バイアス値で所定パターン（例えばベタ画像）のパッチ画像を形成し、中間転写ベルト７１に転写する（ステップＳ１０１）。これにより、図５（ａ）に示すように、中間転写ベルト７１の表面には、その移動方向Ｄ２に沿って、互いに異なる現像バイアスで形成した６つのパッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）が並ぶこととなる。
【００３９】
次に、これらのパッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）それぞれの画像濃度を、濃度センサ６０により検出する（ステップＳ１０２）。ここでは、パッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）の濃度検出結果ＤをそれぞれＤｖ（１）〜Ｄｖ（６）で表すこととする。添字ｖは、現像バイアスＶｂを制御対象としていることを示している。
【００４０】
この画像形成装置では、装置に異常がなければ、現像バイアスＶｂを大きくするほど画像濃度が増大する。そのため、現像バイアスＶｂとパッチ画像の濃度検出結果Ｄとの関係をプロットすると、例えば図５（ｂ）に示す白丸印のように、現像バイアスＶｂの増加に伴ってパッチ画像の画像濃度Ｄも増加するはずである。
【００４１】
ところが、装置に異常があると、上記とは異なる結果が得られることがある。例えば、濃度センサ６０がトナーの付着などにより汚れていると、濃度センサ６０からパッチ画像に向けて出射される出射光およびパッチ画像で反射されて濃度センサ６０に入射する入射光の一部が遮断・散乱される。この場合、各パッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）の濃度検出結果Ｄｖ（１）〜Ｄｖ（６）は、実際の各パッチ画像の画像濃度とは異なったものとなってしまう。また、例えば、パッチ画像の下地となる中間転写ベルト７１表面の汚れが濃度検出結果に影響を及ぼすこともある。一方、電気回路の異常により、実際に現像器に印加される現像バイアスＶｂがその設定に応じて正しく変化していなければ、各パッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）の濃度変化は現れない。
【００４２】
このように、バイアス調整の過程において現れる異常、つまり、各パッチ画像の画像濃度を正しく検出できなかったり、パッチ画像の濃度自体が本来の変化を示さない異常については、検出したパッチ画像濃度の値に基づき検知することが可能である。すなわち、装置が正常であれば、各パッチ画像の画像濃度は設計上想定されるある範囲内に入っているものと考えられる。したがって、実測により求めたパッチ画像の画像濃度が想定範囲から外れているような場合には、装置に何らかの異常が発生しているものと考えることができる。
【００４３】
そこで、この実施形態では、次の２つの条件がともに満足されるときのみ装置は正常と判定する一方、それ以外の場合は異常があると判定する。その条件とは、
Ａ．現像バイアスＶｂを最小値Ｖｂ（１）に設定して形成したパッチ画像Ｉｐ（１）の濃度検出結果Ｄｖ（１）が基準濃度ＤｖＨ以下である；
Ｂ．現像バイアスＶｂを最大値Ｖｂ（６）に設定して形成したパッチ画像Ｉｐ（６）の濃度検出結果Ｄｖ（６）が基準濃度ＤｖＬ以上である
の２つである。
【００４４】
このうち、条件Ａの意味するところは次のとおりである。すなわち、パッチ画像Ｉｐ（１）は最小現像バイアスＶｂ（１）で形成したものであり、図５（ｂ）に示すように、その画像濃度は比較的低い値を示すはずである。しかし、このパッチ画像Ｉｐ（１）についての濃度検出結果Ｄｖ（１）が、例えば目標濃度Ｄｔｇｔより大きい値に設定された基準濃度ＤｖＨを超えるようでは、現像バイアスＶｂをどのように設定しても、画像濃度は高くなりすぎることとなる。したがって、この基準濃度ＤｖＨを濃度変動の上限値として、濃度検出値Ｄｖ（１）がこれを超える場合には装置に異常があると考えることができる。
【００４５】
特に、カラーモードにおいては、特定色のみ画像濃度が極端に高いようでは色再現性が著しく低下してしまう。そこで、このような場合には、装置に異常があるものと判定し、異常解消のため何らかの処置が取られるまで画像形成動作を禁止すべきである。また、特に高画質が要求される場合には、画像濃度をより的確に制御するため、基準濃度ＤｖＨの設定値をこれより下げ、例えば目標濃度Ｄｔｇｔより低い値とするのが好ましい。つまり、高画質モードでは、基準濃度ＤｖＨの値を標準モードより低く設定するのが好ましい。
【００４６】
一方、モノクロモードでは、形成する画像は文字画像など線画を主体としたものと予想されるため、このように画像濃度が高い状態でも一応の実用性があると考えられる。したがって、このように濃度検出結果Ｄｖ（１）が高い値となってもそのまま動作を続けられるようにしてもよいが、一定の画像品質を保証するためにはやはり上限値（基準濃度ＤｖＨ）を定めておくのが好ましい。この場合の基準濃度ＤｖＨの値としては、カラーモードと同様、またはこれよりいくらか大きい値とすることができる。
【００４７】
また、条件Ｂの意味するところは次のとおりである。すなわち、上記とは逆に、パッチ画像Ｉｐ（６）は最大現像バイアスＶｂ（６）で形成したものであり、図５（ｂ）に示すように、その画像濃度は比較的高い値を示すはずである。しかし、このパッチ画像Ｉｐ（６）についての濃度検出結果Ｄｖ（６）が、例えば目標濃度Ｄｔｇｔより小さい値に設定された基準濃度ＤｖＬに満たないようでは、現像バイアスＶｂをどのように設定しても、画像濃度は目標濃度Ｄｔｇｔに達しないこととなる。特に、画像濃度が極端に低い場合、濃度ムラや画像のカスレなど、目につきやすい画像欠陥が多くなる。したがって、この基準濃度ＤｖＬを濃度変動の下限値として、濃度検出値Ｄｖ（６）がこれに満たない場合も異常と判定し、画像形成動作を禁止すべきである。
【００４８】
なお、カラー／モノクロモード、標準／高画質モードの別により、基準濃度ＤｖＬを変更する点については上記と同様である。
【００４９】
このように、この実施形態では、現像バイアスＶｂを最小値Ｖｂ（１）に設定して形成したパッチ画像Ｉｐ（１）と、現像バイアスＶｂを最大値Ｖｂ（６）に設定して形成したパッチ画像Ｉｐ（６）とをそれぞれ「異常判定用パッチ画像」として、それらの濃度検出結果Ｄｖ（１）、Ｄｖ（６）を予め設定した基準濃度ＤｖＨ、ＤｖＬとそれぞれ比較することにより、この種の異常の有無を判定する。
【００５０】
具体的には、図４に示すように、２つの異常判定用パッチ画像の濃度検出結果Ｄｖ（１）およびＤｖ（６）を基準濃度ＤｖＨおよびＤｖＬとそれぞれ比較し（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）、濃度検出値Ｄｖ（１）が基準濃度ＤｖＨ以下、かつ濃度検出値Ｄｖ（６）が基準濃度ＤｖＬ以上であれば適正と判定する一方、それ以外の場合は何らかの異常があるものと判定する。
【００５１】
そして、適正と判定したときには、引き続いて、各パッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）の濃度検出結果に基づき、最適現像バイアスＶｂｏｐｔを算出する（ステップＳ１０５）。図５（ｂ）の例では、画像濃度Ｄの目標値Ｄｔｇｔが、現像バイアスＶｂ（４）で形成したパッチ画像Ｉｐ（４）の濃度検出結果Ｄｖ（４）と、現像バイアスＶｂ（５）で形成したパッチ画像Ｉｐ（５）の濃度検出結果Ｄｖ（５）との間に位置している。したがって、図５（ｂ）に示す白丸印のうちこれら２種類の現像バイアスに対応する２点を結んだ直線（点線）と、目標濃度Ｄｔｇｔに対応する直線（１点鎖線）との交点に対応する現像バイアスＶｂの値として、最適現像バイアスＶｂｏｐｔを求めることができる。
【００５２】
そして、以後の画像形成動作においては、現像バイアスＶｂをその最適値Ｖｂｏｐｔに設定しながらトナー像を形成することにより、所望の画像濃度で画像形成を行うことができる。
【００５３】
一方、異常と判定した場合には、濃度検出結果Ｄｖ（１）〜Ｄｖ（６）に対する信頼性が低く、装置に異常が生じている可能性が高いので、最適現像バイアスを求めることはできず、これに代えて所定のエラー処理を実行する（ステップＳ１０６）。このエラー処理の内容は任意であるが、例えば、異常の発生をユーザに報知するためのメッセージを表示部１２に表示することができる。特に、上記したように、濃度センサ６０の汚れによってこのようなエラーとなる場合も多いので、ユーザに対し、濃度センサ６０の清掃を行うよう促すメッセージを表示するのが効果的である。こうして清掃作業を行わせることにより異常が解消され、その後に図４のバイアス調整動作を再実行すれば、エラーとならず正しくバイアス調整を完了できる場合も多いので、サービスマンに修理を依頼する前に、ユーザにこのような清掃作業を行わせるとよい。
【００５４】
以上のように、この実施形態では、画像濃度に影響を与える濃度制御因子の１つである現像バイアスＶｂを調整することで、画像濃度を所望の値に制御している。そして、そのために形成したパッチ画像Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）のうち２つを異常判定用パッチ画像としても使用しており、これらの濃度検出結果が適正値でなかった場合にはエラーと判定するようにしている。そのため、事前に動作チェックを行うことなく、濃度制御因子の調整と併せて装置の異常の有無を判断することができる。
【００５５】
なお、この実施形態では、現像バイアスＶｂの刻みを６段階としているが、この刻みはこの数値に限定されるものではない。この刻みを多くすればよりきめ細かく現像バイアスＶｂの調整を行うことができるが、パッチ画像の形成個数が増えるので、トナーの消費量および処理時間が増大してしまう。したがって、現像バイアスＶｂの可変範囲の広さや要求される画像品質など装置の仕様に応じてその刻みを決定するのが望ましい。
【００５６】
また、他の濃度制御因子、例えば露光ユニット６から感光体２２に照射する光ビームＬの強度（露光パワー）についても、上記と同様にしてその最適値を求めるとともに、装置の異常により検出値が適正でなかった場合にはエラーと判定し、適宜エラー処理を実行することができる。この場合の濃度制御因子の刻み数や異常判定用パッチ画像の個数、また形成するパッチ画像の画像パターン等については、必要に応じて上記とは異なるものとしてもよい。
【００５７】
（第２実施形態）
図６はこの画像形成装置における現像バイアス調整の第２実施形態を示すフローチャートである。第１実施形態の現像バイアス調整（１）では、濃度制御因子たる現像バイアスＶｂの最小値Ｖｂ（１）および最大値Ｖｂ（６）に対応する２つのパッチ画像Ｉｐ（１）およびＩｐ（６）を異常判定用パッチ画像として予め選択していた。これに対し、第２実施形態の現像バイアス調整（２）においては、異常判定用パッチ画像を予め決めておくのではなく、検出された画像濃度の実測値が最低のものと最高のものとの２つのパッチ画像を異常判定用パッチ画像とする点で相違している。
【００５８】
すなわち、図６に示すように、第２実施形態の現像バイアス調整（２）では、６個のパッチ画像の濃度検出結果Ｄｖ（１）〜Ｄｖ（６）の中から、最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとを選出し（ステップＳ２０３）、それらをそれぞれ基準濃度と比較している（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）点で第１実施形態（図４）と異なっているが、それ以外の処理は同じである。
【００５９】
このように、２つの実施形態の現像バイアス調整においては、異常判定用パッチ画像としてのパッチ画像の選び方が相違しているが、いずれの方法によっても同様に、装置の異常判定を行うことが可能である。特に、濃度センサ６０または中間転写ベルト７１の汚れのように、装置の異常が比較的軽度のものである場合には、第２実施形態の現像バイアス調整（２）において異常判定用画像として選択される２個の異常判定用パッチ画像は、結果的に、第１実施形態における異常判定用パッチ画像と同じ２つの画像Ｉｐ（１）およびＩｐ（６）となる可能性が高い。
【００６０】
第２実施形態の現像バイアス調整（２）では、例えば電気的ノイズの混入や中間転写ベルト７１の局部的な汚れにより、特定のパッチ画像の濃度検出結果だけが異常な値を示すような場合にも、エラーとして判定することが可能である。第１実施形態の現像バイアス調整（１）だけではこのような状況に対応できない場合があるが、最大値、最小値を抽出する処理が不要であるので制御がより簡単である。
【００６１】
（その他）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態では、２つの異常判定用パッチ画像をそれぞれ基準濃度と比較することで装置の異常の有無を判定しているが、異常判定用パッチ画像の個数はこれに限定されるものではなく任意である。
【００６２】
また、異常判定用パッチ画像および基準濃度の選び方についても、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、濃度制御因子をその可変範囲における中心値に設定して形成したパッチ画像を異常判定用画像としたり、１つの異常判定用パッチ画像についてその濃度上限値および下限値を定め、濃度検出値がそれらの間にあるときに適正であると判断するようにしてもよい。
【００６３】
また、例えば、上記実施形態では、現像バイアスＶｂをその可変範囲における最小値から順次増加させるようにして変更設定しているが、この設定順序はこれに限定されるものではなく、最大値から順次減少するように設定してもよく、また他の順序であってもよい。他の濃度制御因子についても同様である。
【００６４】
また、上記各実施形態では、中間転写ベルト７１上に転写されたパッチ画像の画像濃度を濃度センサ６０により検出するようにしているが、これ以外に、例えば、濃度センサを感光体２２と対向配置し、感光体２２上で顕像化されたパッチ画像の画像濃度を検出する構成としてもよい。
【００６５】
また、上記各実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色のトナーを用いて画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく任意である。例えば、ブラック色によるモノクロ画像のみを形成可能な装置に対しても本発明を適用することができる。また、本発明のようなロータリー現像方式の装置のみでなく、各トナー色に対応した現像器がシート搬送方向に沿って一列に並ぶように配置された、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に対しても本発明を適用可能である。さらに、本発明は、上記実施形態のような電子写真方式の装置に限らず、画像形成装置全般に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の装置構成を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】この画像形成装置における基準濃度設定処理を示すフローチャートである。
【図４】この画像形成装置における現像バイアス調整の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図５】この実施形態で形成されるパッチ画像を示す図である。
【図６】この画像形成装置における現像バイアス調整の第２実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６０…濃度センサ、 ７１…中間転写ベルト、 Ｉｐ（１）〜Ｉｐ（６）…パッチ画像、 Ｉｐ（１），Ｉｐ（６）…異常判定用パッチ画像、 Ｖｂ…現像バイアス（濃度制御因子）

Claims (7)

1. 画像濃度に影響を与える濃度制御因子を多段階に変更設定しながら各段階でパッチ画像を形成するとともに、各パッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき前記濃度制御因子を調整することで画像濃度制御を行う画像形成装置において、
   前記パッチ画像の少なくとも１つを異常判定用パッチ画像として、該異常判定用パッチ画像についての濃度検出結果と所定の基準値とを比較し、その結果に基づいて装置の異常の有無を判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パッチ画像のうち濃度検出結果が最高のものを前記異常判定用パッチ画像とし、該異常判定用パッチ画像についての濃度検出結果が前記基準値に満たないときに、前記装置に異常があると判定する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パッチ画像のうち、前記濃度制御因子と画像濃度との関係において画像濃度が最も高濃度となるように前記濃度制御因子を設定して形成したものを前記異常判定用パッチ画像とし、該異常判定用パッチ画像についての濃度検出結果が前記基準値に満たないときに、前記装置に異常があると判定する請求項１に記載の画像形成装置。
4. 互いに異なる態様で画像を形成する複数の画像形成モードを選択的に実行可能に構成されており、しかも、前記基準値を前記各画像形成モード毎に個別に設定可能となっている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記複数の画像形成モードとして、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラー画像形成モードと、１色のトナーを用いてモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードとを少なくとも実行可能な請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記複数の画像形成モードとして、互いに異なる解像度で画像を形成する少なくとも２つの画像形成モードを実行可能な請求項４に記載の画像形成装置。
7. 画像濃度に影響を与える濃度制御因子を多段階に変更設定しながら各段階でパッチ画像を形成するとともに、各パッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき前記濃度制御因子を調整することで画像濃度制御を行い、しかも、
   前記パッチ画像の少なくとも１つを異常判定用パッチ画像として、該異常判定用パッチ画像についての濃度検出結果と所定の基準値とを比較し、その結果に基づいて装置の異常の有無を判定することを特徴とする画像濃度制御方法。

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