JP2005148299A - 画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体に対向して設けられた濃度センサを用い、前記像担持体表面状態を、トナー像を担持しない状態でバックグラウンドとして測定して記憶した後、画像濃度検知用パターンを担持させて画像濃度検知データとして測定し、該測定結果を前記バックグラウンドデータで演算手段により補正して画像濃度を調節するようにした画像濃度調節方法において、濃度検出用トナーパッチを載せた位置座標に対応するバックグラウンドデータ（予め測定して記憶した感光体ドラムや中間転写体などの像担持体自体の反射率）を、簡単、安価な構成で正確に対応させられるようにした画像濃度調節方法及び装置を提供する。
【解決手段】 バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を演算手段で求め、該位置で、画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて画像濃度検知データを補正し画像濃度を調節する。
【選択図】 図２

Description

本発明は画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置に関し、特に、感光体ドラムまたは中間転写体などの像担持体上に画像濃度検知用パターンを担持させ、その画像濃度検知用パターンの画像濃度を測定して現像装置又は露光装置にフィードバックすることで、画像濃度を調節する画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置に関するものである。

画像形成装置においては、記録媒体上に常時所望濃度で画像が形成されるよう、感光体ドラムまたは中間転写体などの像担持体上に画像濃度検知用パターンを担持させ、その画像濃度検知用パターンの画像濃度を測定して現像装置又は露光装置にフィードバックすることで、画像濃度を補正するといったことが行われている。特にカラー画像形成装置においては、その色調再現性が使用するトナーの濃度に大きく左右されるため、従来から例えば特許文献１に示されているように、使用する色、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）それぞれの色の濃度検出用トナーパッチを感光体ドラム上に形成し、それを直接、または転写部材（中間転写体）に転写して赤外線センサなどを用いた濃度センサで測定し、現像バイアスや露光装置の光量へフィードバックすることによって各色の画像濃度を調節し、常に安定した色調再現がおこなえるようにするカラーキャリブレーションが行われている。

しかしながらこのようなカラーキャリブレーションは、感光体ドラムや転写部材（中間転写体）などの像担持体に対する濃度センサの取付位置や転写部材（中間転写体）の振れ、像担持体自体の光沢等の影響を考慮し、必要に応じて補正を行う必要がある。特に転写部材（中間転写体）の厚みの変動や局所的な反射率の変動、伸び縮みによる反射率の変動などがある場合、測定した値が実際のトナー量と異なり、色調再現性に影響を与えて画像の色調が変化してしまうといったことが生じる。

こういったことに対処するためには、像担持体自体の反射率をバックグラウンドとして濃度センサなどで測定し、その測定結果と濃度検出用トナーパッチの濃度センサによる測定結果との差分を取ってバックグラウンド分をキャンセルし、それによって正確な画像濃度を得るようにすればよい。

このような方法を用いると、例え像担持体に反射率の変動や伸び縮みがあっても、それらに影響されずに正確な画像濃度を測定することが可能となり、ひいては正確なカラーキャリブレーションが可能となる。また、画像形成装置毎に像担持体のバックグラウンドが異なっても、それが画像形成装置毎に調整されるため、機械毎のバラツキを押さえて均一な画像品質の画像形成装置を提供することが可能となる。

このための方法としては、例えば濃度検出用トナーパッチ群に間隔を設け、パッチ両側を下地（バックグラウンド）として扱ったり、下地（バックグラウンド）を平均化して扱う方法、濃度検出用トナーパッチの測定結果と濃度検出用トナーパッチを載せた位置の下地（バックグラウンド）の測定結果を一対一に対応させ、演算する方法などがある。

このうち濃度検出用トナーパッチ群に間隔を設け、パッチ両側を下地（バックグラウンド）として扱う方法や下地（バックグラウンド）を平均化して扱う方法は、例えば特許文献２に、濃度センサの特性のバラツキや環境による出力変動に対処するため、感光体ドラムに濃度検出用パッチを形成する前に濃度センサで感光体ドラムを測定し、その出力を所定値となるようにした後、濃度検出用パッチを形成して画像濃度補正用出力を得る方法として示されている。

また、濃度検出用トナーパッチの測定結果と濃度検出用トナーパッチを載せた位置の下地（バックグラウンド）の測定結果を一対一に対応させ、演算する方法は、例えば転写部材（中間転写体）自体の反射率を予めバックグラウンドとして濃度センサなどで測定して記憶し、濃度検出用トナーパッチを載せた位置座標に対応するバックグラウンドデータを読み出して演算を行う方法がある。しかしながらこの方法を有効とするためには、濃度検出用トナーパッチの位置座標に対応するバックグラウンドデータを、正確に読み出せることが前提となる。

このための方法としては、カラーキャリブレーション前に像担持体のバックグラウンドデータを予め計測して記憶しておき、周長と回転速度などを元に像担持体が一周するに要する時間を求め、それによって濃度検出用トナーパッチを載せた位置座標に対応するバックグラウンドデータを読み出すようにする方法や、例えば特許文献３に示されているように、感光体ドラムに位相マークを設けると共にその位相マークを読み取る位相センサを設けて位置情報が得られるようにし、濃度検知に先立ち、感光体を濃度センサで測定して測定結果を位置情報と共に記憶装置に記憶させ、濃度検知用パッチの濃度センサによる測定結果を、位置情報に基づいて記憶装置から読み出した感光体ドラムの測定結果で補正し、濃度パラメータを調節する方法などがある。

特開２００２−２１１０８３号公報 特開平７−３６２３０公報 特開平１１−２９５９４１号公報

しかしながら前記特許文献２に示された方法では、下地（バックグラウンド）の急激な変動に対する充分な追従性が確保できず、正確なキャリブレーションを行うことができない場合がある。

また、周長と回転速度を元に像担持体が一周するに要する時間を求める方法は、像担持体自体の周長のバラツキや回転速度の変動などがあった場合、正確なバックグラウンドデータを読み出すことができずに正確な濃度を検出できず、更に特許文献３に記載された方法では、位置検知用センサの追加によるコストアップや、センサ取付位置のレイアウトに制限が生じるなどの問題点がある。

上記事情に鑑み本発明は、濃度検出用トナーパッチを載せた位置座標に対応するバックグラウンドデータ（予め測定して記憶した感光体ドラムや中間転写体などの像担持体自体の反射率）を、簡単、安価な構成で正確に対応させられるようにした、画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明における画像形成装置における画像濃度調節方法は、
電子写真方式でトナー像を形成する感光体ドラム、または中間転写体などの像担持体に対向して設けられた濃度センサを用い、前記像担持体表面状態を、トナー像を担持しない状態でバックグラウンドとして測定して記憶した後、画像濃度検知用パターンを担持させて画像濃度検知データとして測定し、演算手段により、前記測定結果を前記バックグラウンドデータで補正して画像濃度を調節するようにした画像形成装置における画像濃度調節方法において、
前記バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を前記演算手段で求め、該位置で、前記画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて前記画像濃度検知データを補正し、画像濃度を調節することを特徴とする。

そして前記バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置は、自己相関関数によって求めるか、あるいは前記バックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求めることによって求める。

そしてこの画像形成装置における画像濃度調節方法を実施するための装置は、
電子写真方式で形成したトナー像を担持する感光体ドラム、または該感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写体などの像担持体に対向して設けられた濃度センサと、該濃度センサにより、前記像担持体上にトナー像を担持しない状態で表面状態を計測した結果を記憶するバックグラウンドデータ記憶装置と、前記濃度センサにより、前記像担持体上に画像濃度検知用パターンを担持させた状態における表面状態を計測した結果を記憶する画像濃度検知データ記憶装置と、該画像濃度検知データ記憶装置に記憶された画像濃度検知データを前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータを用いて補正する演算手段とを備え、該演算手段出力によって画像濃度を調節するようにした画像形成装置における画像濃度調節装置において、
前記画像形成装置は、前記演算手段が自己相関関数を用いて求める、前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたデータ列と画像濃度検知データ記憶装置に記憶されたデータ列との相関が最も大きくなる位置を記憶する相関関係最大位置記憶装置を備え、前記演算手段は、該相関関係最大位置記憶装置に記憶された位置における前記画像濃度検知データに対応する前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータにより、前記画像濃度検知データを補正して画像濃度を調節することを特徴とする。

また、電子写真方式で形成したトナー像を担持する感光体ドラム、または該感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写体などの像担持体に対向して設けられた濃度センサと、該濃度センサにより、前記像担持体上にトナー像を担持しない状態で表面状態を計測した結果を記憶するバックグラウンドデータ記憶装置と、前記濃度センサにより、前記像担持体上に画像濃度検知用パターンを担持させた状態における表面状態を計測した結果を記憶する画像濃度検知データ記憶装置と、該画像濃度検知データ記憶装置に記憶された画像濃度検知データを前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータを用いて補正する演算手段とを備え、該演算手段出力によって画像濃度を調節するようにした画像形成装置における画像濃度調節装置において、
前記画像形成装置は、前記バックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列の相関が最大となる位置を、前記演算手段が求めた両データの差の２乗和が極小となる位置から求めて記憶する相関関係最大位置記憶装置を備え、前記演算手段は、該相関関係最大位置記憶装置に記憶された位置における前記画像濃度検知データに対応する前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータにより、前記画像濃度検知データを補正して画像濃度を調節することを特徴とする。

このように、バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を求め、該位置で、前記画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて前記画像濃度検知データを補正して画像濃度を調節することにより、新たなセンサの追加によるコストアップやセンサを取り付けるための位置の確保といったことが必要なくなり、画像濃度検知用パターン測定結果をバックグラウンドデータで補正できるから、測定プログラムの修正という機能部品を追加しない方法で正確な画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置を提供することが可能となる。

そして前記バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置は、自己相関関数の値が最も大きくなる位置、あるいはバックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求めることで、容易に求めることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置を適用した一例としてのタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図、図２は本発明になる画像形成装置における画像濃度調節装置の概略ブロック図、図３は本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法に用いる像担持体のバックグラウンドデータと画像濃度検知用データの一例を示した図、図４、図５は本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法の第１実施例（図４）と第２実施例（図５）のフロー図である。

図中１はドラム状に形成した感光体（像担持体）、２は中間転写体としての中間転写ベルト、３は帯電装置、４は図示していない露光装置による露光、５は現像装置、６はクリーニング装置、７は除電器、８は１次転写ローラ、２１、２２は中間転写ベルトの駆動ローラと被動ローラ、２３はバックアップローラ、２４は中間転写ベルトのクリーニングブラシ、２５は２次転写ローラ、２６は定着装置、２７は記録媒体（用紙）、２８は赤外線などを用いた発光素子と受光素子などで構成される濃度センサ、２９はこの濃度センサ２８の駆動回路、３０は画像形成装置の制御装置、３１は演算手段、３２はトナー像が担持されていない中間転写ベルト２を濃度センサ２８で計測したデータをバックグラウンドデータとして記憶するバックグラウンドデータ記憶装置、３３は中間転写ベルト２に担持された画像濃度検知用パターンを濃度センサ２８で計測したデータを画像濃度検知データとして記憶する画像濃度検知データ記憶装置、３４はバックグラウンドデータ記憶装置３２と画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶されたデータの相関が最も大きくなる位置、すなわち両データのズレ量を記憶する相関関係最大位置記憶装置、３５は現像装置５の現像バイアスや図示していない露光装置の露光量などを変化させて画像濃度を調節するための画像濃度調節手段、３６は感光体ドラム１上に形成されて中間転写ベルト２に転写された画像濃度検知用パターンである。

なお以下の説明では本発明を、図１に示したようなタンデム型カラー画像形成装置における中間転写ベルトに画像濃度検知用パターンを担持させた場合を例に説明してゆくが、本発明はモノクロの画像形成装置やタンデム型でないカラー画像形成装置においても適用できることは自明であり、また、像担持体も中間転写ベルトだけに限られるものではなく、感光体ドラムや中間転写ドラムや搬送転写ベルトなどの像担持体であっても良いことは自明である。

最初に図３に示した本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法に用いる像担持体のバックグラウンドデータと画像濃度検知用データの一例を用い、本発明の画像形成装置における画像濃度制御方法について簡単に説明する。

本発明においては、前記特許文献３と同様に、まず画像濃度の検知に先立って像担持体たる中間転写ベルト２の反射率を濃度センサ２８で測定してバックグラウンドデータとし、次に画像濃度検知用パターン３６を中間転写ベルト２に担持させて濃度センサ２８で測定して画像濃度検知データとして、この画像濃度検知データをバックグラウンドデータで補正して画像濃度調節手段により画像濃度を調節する点は同じである。しかし、前記特許文献３の装置が像担持体に位相マークを設けると共に、その位相マークを読み取る位相センサを設けて位置情報を得、前記バックグラウンドデータと画像濃度検知用パターンの位置を合わせるようにしていたのに対し、本発明においては、バックグラウンドデータと画像濃度検知用パターンの両データ列の相関が最も大きくなる位置を求め、その位置で画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて前記画像濃度検知データを補正し、画像濃度を調節するようにしたものである。

そして、このバックグラウンドデータと画像濃度検知用パターンの両データ列の相関が最も大きくなる位置を求める方法として、本発明における第１実施例では自己相関関数を用い、第２実施例では、バックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求める方法を用いる。

そのためまず第１実施例の自己相関関数について説明すると、今、Ｎ個の離散データの列Ａｎに対する自己相関関数Ｒ（ｌ）は、次の（１）式で与えられる。

そして、この（１）式においてｌの値を大きくすると自己相関関数Ｒ（ｌ）の特性を判断するこ
とができ、また、ｌ＝０、すなわちデータ列のズレ（位相）を無くして一致させるとこの自己相
関関数Ｒ（ｌ）は極大値を取る。

そのため本発明における第１実施例においては、自己相関関数のこの性質を利用し、Ｎ個の離散データの列Ａｎとデータの傾向は同じで、データ列Ａｎと少し、例えば位相がズレているとかある区間だけ値が異なる、などのＮ個のデータ列Ｂｎをこの（１）式に当てはめ、下記（２）式を得る。

この（２）式は、データ列Ａｎ、Ｂｎの間にどれだけ相関があるかという度合いを示すもので、この（２）式が極大値となるｌを求めることができれば、データ列Ａｎ、Ｂｎの最も相関の強くなるズレ量を求めることができる。すなわち、データ列Ａｎを像担持体（中間転写ベルト２）のバックグラウンドとしての濃度データとし、データ列Ｂｎを画像濃度検知用パターン３６を担持させたときのデータとすると、この（２）式が極大となるｌを求めることで、２つのデータ列Ａｎ、Ｂｎの位置座標が一致する位置を求めることができる。

そのため例えば、図３に於ける（Ａ）をΔＴ毎に測定した中間転写ベルト２のバックグラウンドデータとし、この中間転写ベルト２のバックグラウンドデータを測定したときの１周にかかる時間をＴｍ、２周目以後に於ける中間転写ベルト２の１周期におけるバラツキ時間を±ΔＴｍとし、ΔＴｍとΔＴは、ΔＴｍ＞＞ΔＴの関係にあるとした場合、画像濃度測定用パターンを中間転写ベルト２に担持させたときの周期がＴｍより短い場合、画像濃度検知データは図３（Ｂ）のように（Ａ）に対してデータが左側にズレ、長い場合は図３（Ｃ）のように（Ａ）に対して右側にズレたデータ列として得ることができる。

そのため、この図３（Ａ）のデータを前記式（２）のデータ列Ａｎ、図３（Ｂ）をデータ列Ｂｎとすると、いまｌ＝０であるから、ｌ＝１，２，３，…，２ΔＴｍ／ΔＴのそれぞれの場合でＲ（ｌ）を計算した場合、ｌ＝ΔＴｍ／ΔＴの付近で自己相関関数Ｒ（ｌ）は極大値となる。また、図３（Ｃ）をデータ列Ｂｎとした場合、ｌ＝１，２，３，…，２ΔＴｍ／ΔＴとｌの値を増やしてゆくと自己相関関数Ｒ（ｌ）は減少してゆくから、逆にｌ＝−１，−２，−３，…，−２ΔＴｍ／ΔＴとデータを左方向にズレるようにしてやることで、ｌ＝−ΔＴｍ／ΔＴの付近で自己相関関数Ｒ（ｌ）は極大値となる。

このようにすることにより、図３に示した例では、画像濃度検知用パターン３６を担持させたときのデータ列Ｂｎが図３（Ｂ）の場合はｌ＝ΔＴｍ／ΔＴのとき、図３（Ｃ）の場合はｌ＝−ΔＴｍ／ΔＴの付近でそれぞれ自己相関関数Ｒ（ｌ）は極大値となるから、画像濃度検知用パターン３６を担持させたときのデータ列Ｂｎを、ΔＴｍ／ΔＴ、または−ΔＴｍ／ΔＴだけずらし図３（Ａ）のバックグラウンドデータの対応する値によって補正してやることにより、正確な画像濃度出力を得ることができる。

次に、第２実施例の、バックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求める方法について説明すると、今、Ｎ個の離散データの列Ａｎとデータ列Ｂｎにおける各データにおける差の２乗和を下記式（３）で定義する。

この（３）式は、データ列Ａｎ、Ｂｎの間にどれだけ相関があるかという度合いを表すもので、相関が強ければこの（３）式に於けるΣの中の式の値は小さくなるのでＲ（ｌ）の値が小さくなり、極小となるｌの値を求められれば、それがデータ列Ａｎ、Ｂｎの最も相関の大きいデータ列のズレ量となる。

そのため、前記した第１実施例と同様、Ｎ個の離散データの列Ａｎとデータの傾向は同じで、データ列Ａｎと少し、例えば位相がズレているとかある区間だけ値が異なる、などのＮ個のデータ列Ｂｎをこの（３）式に当てはめ、例えばデータ列Ａｎを像担持体（中間転写ベルト２）のバックグラウンドとしての濃度データとし、データ列Ｂｎを画像濃度検知用パターン３６を担持させたときのデータとすると、この（３）式が極小となるｌを求めることで、２つのデータ列Ａｎ、Ｂｎの位置座標が一致する位置を求めることができる。

そのため例えば、図３に於ける（Ａ）をΔＴ毎に測定した中間転写ベルト２のバックグラウンドデータとし、この中間転写ベルト２のバックグラウンドデータを測定したときの１周にかかる時間をＴｍ、２週目以後に於ける中間転写ベルト２の１周期におけるバラツキ時間を±ΔＴｍ、ΔＴｍとΔＴはΔＴｍ＞＞ΔＴの関係にあるとした場合、画像濃度測定用パターンを中間転写ベルト２に担持させたときの周期がＴｍより短い場合、画像濃度検知データは図３（Ｂ）のように（Ａ）に対してデータが左側にズレ、長い場合は図３（Ｃ）のように（Ａ）に対して右側にずれたデータ列として得ることができる。

そのため、この図３（Ａ）のデータを前記式（３）のデータ列Ａｎ、図３（Ｂ）をデータ列Ｂｎとし、いまｌ＝０であるから、ｌ＝１，２，３，…，２ΔＴｍ／ΔＴのそれぞれの場合でＲ（ｌ）を計算すると、ｌ＝ΔＴｍ／ΔＴの付近で（３）式のＲ（ｌ）は極小値となる。また、図３（Ｃ）をデータ列Ｂｎとした場合、ｌ＝１，２，３，…，２ΔＴｍ／ΔＴとｌの値を増やしてゆくと（３）式のＲ（ｌ）は減少してゆくから、逆にｌ＝−１，−２，−３，…，−２ΔＴｍ／ΔＴとデータを左方向にズレるようにしてやることで、ｌ＝−ΔＴｍ／ΔＴの付近で（３）式のＲ（ｌ）は極小値となる。

このようにすることにより、図３に示した例では、画像濃度検知用パターン３６を担持させたときのデータ列Ｂｎが図３（Ｂ）の場合はｌ＝ΔＴｍ／ΔＴのとき、図３（Ｃ）の場合はｌ＝−ΔＴｍ／ΔＴの付近でそれぞれ（３）式のＲ（ｌ）は極小値となるから、画像濃度検知用パターン３６を担持させたときのデータ列Ｂｎを、ΔＴｍ／ΔＴ、または−ΔＴｍ／ΔＴだけずらしてバックグラウンドデータ図３（Ａ）の対応する値によって補正してやることにより、正確な画像濃度出力を得ることができる。

以上が本発明の画像形成装置における画像濃度制御方法の概略であるが、次に、図１に従って、この濃度制御方法を実施する画像形成装置の動作について説明する。この図１に示したタンデム型カラー画像形成装置においては、中間転写ベルト２が一対の駆動及び被動ローラ２１、２２とバックアップローラ２３に張架されており、この中間転写ベルト２上には、該中間転写ベルト２に接触するようにして、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色毎に像担持体である感光体１がサイドバイサイドに配列されている。そしてそれぞれの感光体１の周囲には、スコロトロン等の帯電装置３、露光４を行うための図示していない露光装置、現像装置５、クリーニング装置６、及び除電器７が配置され、さらに、中間転写ベルト２を間に挟んで、感光体１と対向するように１次転写ローラ８が配置されている。

そして各感光体１の周囲に配置されている現像装置５には、それぞれ、ブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、或いはイエロートナーが充填されており、公知の電子写真法により、それぞれの色のトナー像が形成されるようになっている。即ち、各感光体１は、帯電装置３によって所定極性に一様に帯電され、さらに所定の画像情報に基づく光で露光４を行うと、光照射部の電位が低下することによって静電潜像が形成される。この形成された静電潜像部（電位低下部分）には、所定の現像バイアス下で現像装置５によって供給される各色のトナーが付着し、トナー像が形成される。

こうして各感光体１に形成された各色のトナー像は、それぞれ、１次転写バイアス電位（トナーの帯電極性とは逆極性）を印加された１次転写ローラ８により、図１において矢印方向に駆動されている中間転写ベルト２上に順次転写され、色重ねされてフルカラートナー像が形成される。そのトナー像は、さらに２次転写ローラ２５とバックアップローラ２３の間に搬送されてくる記録媒体（用紙）２７に、２次転写ローラ２５に印加されたトナー像と逆極性の２次転写バイアスで転写され、その記録媒体は（用紙）は、さらに定着装置２６に送られてトナー像が定着される。

そして、感光体１から中間転写ベルト２に１次転写されずに残ったトナーはクリーニング装置６によって除去されると共に、除電器７によって感光体１に残った電荷が除電される。また、２次転写後に中間転写ベルト２上に残ったトナーは、クリーニングブラシ２４によってクリーニングされて次の画像形成に備えられる。

以上が本発明の画像濃度濃度調節方法を実施する画像形成装置の概略であるが、次に、図２、図４を用いて本発明の第１実施例を、図２、図５を用いて本発明の第２実施例を詳細に説明する。

いま、画像形成装置の電源が投入されるなどして図２に於ける制御装置３０が画像濃度を調節する場合、まず図４に於けるステップＳ４１で、像担持体としての中間転写ベルト２の表面状態、すなわちバックグラウンドの検知が行われる。これは、制御装置３０がセンサ駆動回路２９に指示して中間転写ベルト２などの像担持体に対向して設けられている濃度センサ２８を駆動し、例えば前記ΔＴとして１０ｍｓ程度の時間毎に中間転写ベルト２の状態を読み取って、ステップＳ４２で図２に於けるバックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶させる。

そして像担持体としての中間転写ベルト２における略１周分のバックグラウンドデータがバックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶されると、次のステップＳ４３で制御装置３０は、画像濃度検知用パターンを感光体ドラム１（図１参照）上に形成させ、それを中間転写ベルト２に３６として転写させる。そしてステップＳ４４で制御装置３０は、センサ駆動回路２９に指示し、今度はこの画像濃度検知用パターン３６を検知させ、ステップＳ４５で、この画像濃度検知データを画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶する。

そして次のステップＳ４６で制御装置３０は、バックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶した中間転写ベルト２のバックグラウンドデータと画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶した画像濃度検知データを読み出し、演算手段３１によって前記（２）式に当てはめ、この（２）式が極大となるｌを求めさせてそれを相関関係最大位置記憶装置３４に記憶する。

すなわちこの相関関係最大位置記憶装置３４に記憶したｌの値は、前記したようにバックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶した中間転写ベルト２のバックグラウンドデータと画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶した画像濃度検知データの位置関係が一致するズレ量を表しており、そのため制御装置３０は、次のステップＳ４７で、画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶されている特定位置の画像濃度検知データを読み出すと共に、その画像濃度検知データの位置に対応する位置のバックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶されているバックグラウンドデータを読み出し、演算手段３１に送って画像濃度検知データを補正する。

そしてその補正結果をステップＳ４８で画像濃度調節手段３５に送り、例えば現像バイアスを調節したり、露光装置に送って露光量を調節して画像濃度を調節して終了する。

以上が本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法の第１実施例であるが、次にバックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求める方法を用いた本発明の第２実施例を、図２と図５を用いて説明する。

この図５に示したフロー図は、前記した図４のフロー図に於ける電源投入後のステップＳ４１のバックグラウンドの検知から、ステップＳ４５の画像濃度検知データを画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶するまでは同一なので説明を省略する。

そしてステップＳ５０で制御装置３０は、バックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶した中間転写ベルト２のバックグラウンドデータと画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶した画像濃度検知データを読み出し、演算手段３１によって前記（３）式に当てはめ、この（３）式が極小となるｌを求めさせてそれを相関関係最大位置記憶装置３４に記憶させる。すなわちこの相関関係最大位置記憶装置３４に記憶したｌの値は、前記したようにバックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶した中間転写ベルト２のバックグラウンドデータと、画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶した画像濃度検知データの位置関係が一致するズレ量を表している。

以下のステップＳ４７から４９は、前記図４のフロー図に於けるステップＳ４７から４９と同じであり、制御装置３０は、次のステップＳ４７で、画像濃度検知データ記憶装置３３に記憶されている特定位置の画像濃度検知データを読み出すと共に、その画像濃度検知データの位置に対応する位置のバックグラウンドデータ記憶装置３２に記憶されているバックグラウンドデータを読み出し、演算手段３１に送って画像濃度検知データを補正する。

そしてその補正結果をステップＳ４８で画像濃度調節手段３５に送り、例えば現像バイアスを調節したり、露光装置に送って露光量を調節して画像濃度を調節して終了する。

このように、バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を求め、該位置で、前記画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて前記画像濃度検知データを補正して画像濃度を調節することにより、新たなセンサの追加によるコストアップやセンサを取り付けるための位置の確保といったことが必要なくなり、さらに画像濃度検知用パターン３６測定結果をバックグラウンドデータで補正できるから、測定プログラムの修正という機能部品を追加しない方法で正確な画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置を提供することが可能となる。

そしてバックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置は、自己相関関数の値が最も大きくなる位置、あるいはバックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求めることで、容易に求めることができる。

なお、上記の説明では中間転写ベルト２の一周の測定に関して説明したが、中間転写ベルトの回転方向の限定された範囲のバックグラウンドデータのみを測定し、中間転写ベルト２の周長と線速から予想される中間転写ベルト２の１周後の位置の近辺に画像濃度検知用パターンを形成するようにしても良い。このようにすることによって、画像濃度補正に必要な時間とトナー量を削減できる。また、バックグラウンドが影響するのは画像濃度が低い画像濃度検知用パターンであるため、本発明の制御はバックグラウンド濃度が影響する画像濃度が低い画像濃度検知用パターンのみに対して行い、バックグラウンド濃度が影響しない画像濃度が高い画像濃度検知用パターンに関しては、従来の制御を用いた制御を行うようにしてもよい。

本発明によれば、担持体表面状態をトナー像を担持しない状態でバックグラウンドとして測定し、その後、画像濃度検知用パターンを担持させて画像濃度検知データとして測定して前記バックグラウンドデータで補正し、画像濃度を調節するようにした画像形成装置において、バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を演算手段で求め、該位置で、前記画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて前記画像濃度検知データを補正することで、簡単、安価な構成でバックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列の位置関係を正確に対応させることができる、画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置を提供することができる。

本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法及び装置を適用した一例としてのタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明になる画像形成装置における画像濃度調節装置の概略ブロック図である。 本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法に用いる像担持体のバックグラウンドデータと画像濃度検知用データの一例を示した図である。 本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法の第１実施例のフロー図である。 本発明になる画像形成装置における画像濃度調節方法の第２実施例のフロー図である。

符号の説明

２ 中間転写ベルト
２８ 画像濃度センサ
２９ センサ駆動回路
３０ 制御装置
３１ 演算手段
３２ バックグラウンドデータ記憶装置
３３ 画像濃度検知データ記憶装置
３４ 相関関係最大位置記憶装置
３５ 画像濃度調節手段
３６ 画像濃度検知用パターン

Claims (5)

1. 電子写真方式でトナー像を形成する感光体ドラム、または中間転写体などの像担持体に対向して設けられた濃度センサを用い、前記像担持体表面状態を、トナー像を担持しない状態でバックグラウンドとして測定して記憶した後、画像濃度検知用パターンを担持させて画像濃度検知データとして測定し、演算手段により、前記測定結果を前記バックグラウンドデータで補正して画像濃度を調節するようにした画像形成装置における画像濃度調節方法において、
   前記バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を前記演算手段で求め、該位置で、前記画像濃度検知データに対応するバックグラウンドデータを用いて前記画像濃度検知データを補正し、画像濃度を調節することを特徴とする画像形成装置における画像濃度調節方法。
2. 前記バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を、自己相関関数によって求めることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における画像濃度調節方法。
3. 前記バックグラウンドデータ列と画像濃度検知データ列との相関が最も大きくなる位置を、前記バックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列における各データとの差の２乗和が極小となる位置を求めることによって求めることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における画像濃度調節方法。
4. 電子写真方式で形成したトナー像を担持する感光体ドラム、または該感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写体などの像担持体に対向して設けられた濃度センサと、該濃度センサにより、前記像担持体上にトナー像を担持しない状態で表面状態を計測した結果を記憶するバックグラウンドデータ記憶装置と、前記濃度センサにより、前記像担持体上に画像濃度検知用パターンを担持させた状態における表面状態を計測した結果を記憶する画像濃度検知データ記憶装置と、該画像濃度検知データ記憶装置に記憶された画像濃度検知データを前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータを用いて補正する演算手段とを備え、該演算手段出力によって画像濃度を調節するようにした画像形成装置における画像濃度調節装置において、
   前記画像形成装置は、前記演算手段が自己相関関数を用いて求める、前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたデータ列と画像濃度検知データ記憶装置に記憶されたデータ列との相関が最も大きくなる位置を記憶する相関関係最大位置記憶装置を備え、前記演算手段は、該相関関係最大位置記憶装置に記憶された位置における前記画像濃度検知データに対応する前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータにより、前記画像濃度検知データを補正して画像濃度を調節することを特徴とする画像形成装置における画像濃度調節装置。
5. 電子写真方式で形成したトナー像を担持する感光体ドラム、または該感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される中間転写体などの像担持体に対向して設けられた濃度センサと、該濃度センサにより、前記像担持体上にトナー像を担持しない状態で表面状態を計測した結果を記憶するバックグラウンドデータ記憶装置と、前記濃度センサにより、前記像担持体上に画像濃度検知用パターンを担持させた状態における表面状態を計測した結果を記憶する画像濃度検知データ記憶装置と、該画像濃度検知データ記憶装置に記憶された画像濃度検知データを前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータを用いて補正する演算手段とを備え、該演算手段出力によって画像濃度を調節するようにした画像形成装置における画像濃度調節装置において、
   前記画像形成装置は、前記バックグラウンドデータ列における各データと画像濃度検知データ列の相関が最大となる位置を、前記演算手段が求めた両データの差の２乗和が極小となる位置から求めて記憶する相関関係最大位置記憶装置を備え、前記演算手段は、該相関関係最大位置記憶装置に記憶された位置における前記画像濃度検知データに対応する前記バックグラウンドデータ記憶装置に記憶されたバックグラウンドデータにより、前記画像濃度検知データを補正して画像濃度を調節することを特徴とする画像形成装置における画像濃度調節装置。

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