JP2005195973A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤特性又は感光体特性等の各種経時変化に起因した画質劣化を起こさずに調整動作の実行回数を抑制する。
【解決手段】 画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する装置であって、画像形成手段７０と、画像形成手段７０に対して調整動作を実行する調整時期に画質劣化の指標となる画像特性を測定する画像特性測定手段６１と、画像特性測定手段６１により測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を算出する画像特性ずれ量算出手段６２と、画像特性ずれ量算出手段６２により算出された特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更する制御条件変更手段６３と、この特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定する調整時期決定手段６４と、調整時期決定手段６４により決定された次回調整時期に調整動作を実行するように画像形成手段７０の動作を制御する制御手段６０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの複合機等に適用して好適な画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来より、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置は、通常、画質の安定性を向上させるための調整モードを備え、この調整モードにより定期又は不定期に調整動作を実行することによって、予め規定された画質を維持して画像を形成する。

調整モードとしては、例えば、プリント濃度を適正値に維持するためのパッチ検査モード、古いトナーを廃棄するためのトナー強制排出モード及び複数レーザによる色ずれを防止するためのカラーレジストモード等があり、画像形成動作を制御するためのプロセスパラメータを調整する。

このような調整動作の実行中にはプリント（画像形成）することができないことから、画像形成動作中に調整動作が開始されると、画像形成動作（プリント動作）は中断されることになる。また、調整モードの中には、１分間以上の処理時間を要するものがあるため、調整モードは、生産性を低下させるばかりでなく、急いでプリントしたい場合には不便でもある。

そこで、画質劣化要因となる装置内温度の変化を検知する温度検知手段を備え、この温度検知手段により取得された温度情報に基づき調整動作の実行時期、即ち、調整時期を判断することによって、適切な時期に調整動作を実行できるようにした画像形成装置に関する技術が開示されている（特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された画像形成装置によれば、必要以上に調整動作を実行して画像形成動作を中断してしまうことによる生産性の低下と、画質が劣化したまま画像形成動作を継続してしまう事態とを回避することができるので、常に効率良く良好な画像を得ることができる。

特開平８−２８６５６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置においては、画質劣化要因として温度変化のみを検知する構成となっていたため、現像剤特性及び感光体特性の経時変化のように、温度変化以外の各種経時変化が画質劣化要因として発生した場合には、必要な調整動作が実行されずに画質が劣化してしまうという問題があった。

本発明は、この問題を解決し、現像剤特性又は感光体特性の経時変化のような温度変化以外の各種経時変化が生じた場合であっても、これらの経時変化に起因した画質劣化を起こさずに調整動作の実行回数を抑制することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する装置であって、画像形成手段と、この画像形成手段により調整動作を実行する調整時期に画質劣化の指標となる画像特性を測定する画像特性測定手段と、この画像特性測定手段により測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を算出する画像特性ずれ量算出手段と、この画像特性ずれ量算出手段により算出された特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更する制御条件変更手段と、この特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定する調整時期決定手段と、この調整時期決定手段により決定された次回調整時期に調整動作を実行するように画像形成手段の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する場合に、画像形成手段により調整動作を実行する調整時期に、画質劣化の指標となる画像特性が画像特性測定手段により測定される。ここで測定された画像特性と、予め規定された基準画像特性との特性ずれ量が、画像特性ずれ量算出手段により算出され、ここで算出された特性ずれ量を消去可能に制御条件変更手段により画像形成動作の制御条件が変更されて調整動作が実行される。そして、この特性ずれ量に応じて調整時期決定手段により次回調整時期が決定される。ここで決定された次回調整時期に調整動作を実行するように、制御手段により画像形成手段の動作が制御される。

従って、画質劣化要因の経時変化に起因した特性ずれ量の変動を考慮して決定された次回調整時期まで画質の安定性を保持しながら画像形成を継続することができる。

本発明に係る画像形成方法は、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する方法であって、画像を形成すると共に、調整動作を実行する調整時期を待ち、この調整時期に画質劣化の指標となる画像特性を測定し、ここに測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を算出し、ここに算出された特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更して調整動作を実行すると共に、この特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定することを特徴とする。

本発明に係る画像形成方法によれば、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する場合に、画質劣化要因の経時変化に起因した特性ずれ量の変動を考慮して決定された次回調整時期まで画質の安定性を保持しながら画像形成を継続することができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する場合に、調整時期に測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更する制御条件変更手段を備え、この特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定するものである。

この構成によって、画質劣化要因の経時変化に起因する特性ずれ量の変動を考慮して決定された次回調整時期まで、画質の安定性を保持しながら画像形成を継続することができる。従って、定期的な調整動作の実行と比較して、無駄な調整動作の実行を削減できるから、生産性の低下を抑制することができる。しかも、画質劣化が予測される次回調整時期には、調整動作を再度実行することができるから、生産性の低下を最低限に抑制できると共に、良好な画質を維持することも可能となる。

また、本発明に係る画像形成方法によれば、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成するために、調整時期に測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更して調整動作を実行すると共に、この特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定するようになされる。

この構成によって、画質劣化要因の経時変化に起因する特性ずれ量の変動を考慮して決定された次回調整時期まで、画質の安定性を保持しながら画像形成を継続することができる。従って、定期的な調整動作の実行と比較して、無駄な調整動作の実行を削減できるから、生産性の低下を抑制することができる。しかも、画質劣化が予測される次回調整時期には、調整動作を再度実行することができるから、生産性の低下を最低限に抑制できると共に、良好な画質を維持することも可能となる。

以下、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の実施に最良の形態について、添付の図面を参照して説明する。

本実施形態では、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する場合に、調整時期に測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更する制御条件変更手段を備え、この特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定する。これによって、特性ずれ量に応じて決定された次回調整時期まで画質の安定性を保持しながら画像形成を継続することができるようにしたものである。

図１は、本実施形態としての画像形成装置１００の制御系の構成例を示すブロック図である。画像形成装置１００は、双方向通信可能な通信ケーブルによりホストコンピュータ２００と接続され、このホストコンピュータ２００から転送されるプリンタコード（画像データ）を受信し、このプリンタコードに基づく画像を形成する装置である。

画像形成装置１００は、図示のように、画像処理手段５０、制御手段６０、画像形成手段７０、給紙搬送手段８０及び定着手段９０と、調整動作実行手段６０ａとして機能する画像特性測定手段６１、画像特性ずれ量算出手段６２、制御パラメータ変更手段（制御条件変更手段）６３及び調整時期決定手段６４とを備えて構成される。

画像処理手段５０は、外部のホストコンピュータ２００と通信可能に接続するためのインターフェイスを有し、通信ケーブルを介してホストコンピュータ２００に接続する。また、画像処理手段５０は、制御手段６０に接続され、制御手段６０の制御下で、通信ケーブルを介してホストコンピュータ２００から入力されるプリンタコードを２値化して画像データに変換し、この変換後の画像データを制御手段６０に送出する。

制御手段６０は、画像処理手段５０、調整動作実行手段６０ａ、画像形成手段７０、給紙搬送手段８０及び定着手段９０に接続され、これらの各手段の動作を制御することによって、画像処理手段５０から入力される画像データに基づいて画像形成手段７０により画像を形成する。

制御手段６０は、少なくともＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びフラッシュメモリのような不揮発性の半導体メモリと、これらを接続するバス（Bus）とを有する周知のコンピュータシステムであって、ＣＰＵが、ＲＯＭに予め格納されたプログラムを起動することによって、本発明に係る画像形成方法を実行する。これにより調整動作実行手段６０ａが機能するようになる。

調整動作実行手段６０ａは、画像特性測定手段６１、画像特性ずれ量算出手段６２、制御パラメータ変更手段６３及び調整時期決定手段６４を有し、これらの各手段は、制御手段６０と夫々接続される。

画像特性測定手段６１は、制御手段６０の制御下で、画像形成手段７０に対して調整動作を実行する調整時期に、画質劣化の指標となる画像特性を測定する。画像特性ずれ量算出手段６２は、画像特性測定手段６１により測定された画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を算出する。

制御パラメータ変更手段６３は、画像特性ずれ量算出手段６２により算出された特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更する。調整時期決定手段６４は、画像特性ずれ量算出手段６２により算出された特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定する。そして、制御手段６０は、調整時期決定手段６４により決定された次回調整時期に調整動作を実行するように画像形成手段７０の動作を制御することになる。

画像形成手段７０は、制御手段６０に接続され、公知の電子写真方式で画像を形成する機能を備えて構成される。画像形成手段７０は、制御手段６０により画像形成動作を制御され、画像処理手段５０から制御手段６０に入力された画像データに基づくトナー像を形成する。

給紙搬送手段８０は、制御手段６０に接続され、制御手段６０からの指示に従って、記録紙を給紙する。このとき給紙搬送手段８０は、レジストローラまで記録紙を搬送し、この記録紙がレジストローラに到達すると搬送を一旦停止して記録紙を待機させる。そして、給紙搬送手段８０は、画像形成手段７０により形成されたトナー像が転写ローラに到達するタイミングに合わせて、記録紙の搬送を再開する。これにより給紙搬送手段８０は、画像形成手段７０により形成されたトナー画像が記録紙に正しく転写されるように、この記録紙を搬送する。

定着手段９０は、制御手段６０に接続され、上述のように記録紙に転写されたトナー像を記録紙に熱定着させ、この画像形成された記録紙を機外（装置外）に排出する。

図２は、上述のように構成された画像形成装置１００での画像形成手段７０の構成例を示す略式概念図である。画像形成手段７０は、図２に示すように、電子写真方式に基づく像形成体を有して構成される。

本実施形態では、画像特性測定手段６１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサをパッチ検知センサＳとして備える。この画像特性測定手段６１は、調整モードの１つであるパッチ検査モードにおいて、画像形成手段７０で像形成体を構成する中間転写体２１の表面に形成されたパッチテスト像の画像濃度をパッチ検知センサＳにより測定する。これによって、像形成体での各種経時変化に起因した画像特性の変動を測定する
従って、画像特性ずれ量算出手段６２は、このパッチ検査モードにおいて、画像特性測定手段６１により測定されたパッチテスト像の画像濃度と、予め規定された基準濃度との差分を特性ずれ量として算出する。また、調整時期決定手段６４は、このパッチ検査モードにおいて、画像特性ずれ量算出手段６２により算出されたパッチテスト像の画像濃度（以下、パッチ濃度と記載する）と基準濃度との差分に応じて次回調整時期を決定することになる。

画像形成手段７０は、図２に示すように、カラー画像を形成するための基本構成色となる４色分の像担持体１，２，３，４と、４色分の帯電手段５，６，７，８と、４色分の潜像形成手段９，１０，１１，１２と、４色分の現像手段１３，１４，１５，１６と、感光体クリーニング手段１７，１８，１９，２０と、中間転写体２１、転写ローラ２２、分離手段２３及びクリーニング手段２４とを備えて構成される。

像担持体１，２，３，４（以下、感光体１，２，３，４と記載する）は、カラー画像を形成するための基本構成色として、シアン（Ｃ：Cyan）、マゼンタ（Ｍ：Magenta）、イエロー（Ｙ：Yellow）及びブラック（Ｋ：Black）の４色分が並べて配置される。

帯電手段５，６，７，８（以下、帯電器と記載する）は、感光体１，２，３，４に夫々隣接配置され、図示しない電源からの電圧供給により放電して感光体１，２，３，４の表面を負極性に帯電させる。

潜像形成手段９，１０，１１，１２（以下、露光手段９，１０，１１，１２と記載する）は、レーザビームを有して構成され、このレーザビームにより感光体１，２，３，４の表面を夫々露光して画像データに基づく静電潜像を形成する。

現像手段１３，１４，１５，１６（以下、現像器１３，１４，１５，１６と記載する）は、感光体１，２，３，４の表面に２成分方式でトナー像を顕像化する現像器である。現像器１３，１４，１５，１６は、電源（図示せず）から電圧供給されてトナーを負極性に帯電させ、負極性現像バイアスの印加により感光体１，２，３，４表面の静電潜像にトナーを付着させる。

感光体クリーニング手段１７，１８，１９，２０は、感光体１，２，３，４の表面に残留したトナーを夫々除去する。中間転写体２１は、感光体１，２，３，４と圧着し、各感光体１，２，３，４の表面で顕像化されたトナー像を転写されて保持する。従って、感光体クリーニング手段１７，１８，１９，２０は、この中間転写体２１への中間転写後に感光体１，２，３，４の表面に残留したトナーを除電剥離することによって、感光体１，２，３，４の表面を清掃する。

転写ローラ２２は、中間転写体２１と共に記録紙を挟持し、図示しない電源からの電圧印加によりトナーと逆極性、即ち、正極性のバイアスを印加すると共に、この記録紙を中間転写体２１に押圧する。これによって、中間転写体２１の表面に保持されたトナー像は、正極性のバイアス印加により発生する静電気力の作用によって記録紙に転写される。

分離手段２３は、除電針を有して構成され、転写ローラ２２により静電気が蓄積された記録紙を除電することによって、この記録紙を中間転写体２１から分離する。クリーニング手段２４は、ブレードからなり、中間転写体２１から記録紙にトナー像が転写された後、この中間転写体２１の表面に残留したトナーを物理的に除去することによって、その表面を清掃する。

このように構成された画像形成手段７０に対して、制御手段６０は、上述の各手段（各負荷）における出力タイミング、出力値及び出力極性等の入出力を制御することによって、画像形成手段７０の動作を制御することになる。

ここで、画像形成手段７０による画像形成動作について概説する。画像処理手段５０から制御手段６０に画像データが入力されると、制御手段６０は、画像形成手段７０により画像形成動作を開始するために画像形成モードに入る。そうすると、先ず、感光体１，２，３，４が、図示しないメインモータにより回転駆動され、その表面が、帯電器５，６，７，８の放電により負極性に帯電される。これにより感光体１，２，３，４は、その表面が、例えば、−８００Ｖに帯電される。

次に、上述の画像データに応じた光書込みが、露光手段９，１０，１１，１２により感光体１，２，３，４の表面に対してなされ、各感光体１，２，３，４の表面に静電潜像が形成される。ここで形成された静電潜像が、感光体１，２，３，４の回転により現像器１３，１４，１５，１６を夫々通過すると、負極性に帯電されたトナーが静電潜像に付着し、各感光体１，２，３，４の表面には、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が夫々形成される。これら各色のトナー像は、感光体１，２，３，４と中間転写体２１との圧着により中間転写体２１に中間転写されて重ね合わされる。そして、この中間転写後に、感光体１，２，３，４の表面に残留したトナーは、感光体クリーニング手段１７，１８，１９，２０により清掃される。

一方、給紙搬送手段８０では、記録紙等の転写材が、複数の給紙トレイ２５ａ，２５ｂ，２５ｃのいずれかより１枚ずつ送り出され、ガイド板２６により案内されてレジストローラ２８，２９が配された位置まで搬送される。ここで転写材は、レジストローラ２８，２９により搬送方向先端が整列され、中間転写体２１の表面に形成されたトナー像と画像形成位置とが一致するタイミングで転写部へ搬出される。

このようにレジストローラ２８，２９により搬出された転写材は、ガイド板３０により案内されて、中間転写体２１と転写ローラ２２との接触部である転写ニップ部へと送り込まれる。ここで転写材は、転写ローラ２２により中間転写体２１に押圧されると共に、正極性のバイアス、例えば、＋５００Ｖのバイアスを印加される。これによって、中間転写体２１表面のトナー像が転写材に転写される。

この転写材は、トナー像を転写されて担持した後、分離手段２３により除電されて中間転写体２１から分離され、加圧ローラ３２と加熱ローラ３３とからなる定着器（定着手段）９０に搬入（導入）される。そして、この定着器９０によって、トナー像が転写材に熱定着される。

トナー像が熱定着された転写材は、その片面への画像形成（片面印刷）が指定されていた場合には、片面両面切換ゲート３１を通り機外へ排出され、排紙皿（排紙トレイ）４０に収容される。

一方、両面印刷が指定されていた場合には、片面両面切換ゲート３１が切り換えられ、転写材は、反転経路４２に搬入される。ここで転写材は、反転ポイント４４において表裏反転され、両面経路４３上を搬送されて、再びレジストローラ２８，２９が配された位置まで進められる。そして、レジストローラ２８，２９により転写材先端が整列された後、上述した表面（おもてめん）への画像形成時と同様に、この転写材の裏面にトナー像が中間転写され、熱定着が実行された後、この転写材は排紙皿４０に排紙されて収納される。

中間転写体２１の表面は、転写ニップ部を通過した後、クリーニング手段２４により残留トナーが除去されて清掃される。これにより次の画像形成のための準備が整えられて、画像形成動作が繰り返される。

次に、上述のようにして画像形成手段７０により形成される画像に関し、画質劣化を防止するための調整動作を実行する調整モードについて概説する。

電子写真方式が採用された画像形成装置においては、一般に、画像形成回数（プリント数）を重ね、または画像形成時間若しくは待ち時間が経過すると、画像濃度が規定された基準濃度からずれてくる性質がある。これは、感光体１，２，３，４及び現像器１３，１４，１５，１６等の画像形成動作を実行する部品の特性が、経時変化してしまうからである。

この部品特性の変化としては、例えば、感光体１，２，３，４と中間転写体２１との接触による感光体１，２，３，４の表面状態の変化のような物理的及び機械的特性の変化がある。また、露光手段９，１０，１１，１２からのレーザビームの出射等により装置内環境で発生するオゾン（Ｏ₃）に起因して、感光体１，２，３，４等の表面変質のような化学的特性の変化及び光導電性の変化のような電気的特性の変化等を、画質劣化要因として例示することができる。

よって、本実施形態においては、調整モードの一例として、感光体１，２，３，４等の部品特性の経時変化に起因した画質劣化を防止するために、画像形成手段７０により形成されるパッチテスト像の画像濃度をパッチ検知センサＳにより測定し、この画像濃度を基準濃度に一致させるように調整動作を実行するパッチ検査モードについて説明する。

パッチ検査モードでは、図３に示すように、制御手段６０が、中間転写体２１内に設置されたローラ２１ａを回転駆動して中間転写体２１を回転させると共に、その表面に数センチメートル四方程度のトナーパッチ像（パッチテスト像）Ｐを複数形成する。このトナーパッチ像は、中間転写体２１の回転方向（矢印で図示）の長辺の長さが約３ｃｍであり、この回転方向に対して直交する短辺の長さが１．５ｃｍ程度の矩形状に、色毎に形成される。画像特性測定手段６１は、このように形成されたトナーパッチ像の画像濃度（パッチ濃度）をパッチ検知センサＳにより光電効果を利用して測定する。

図４は、制御パラメータ変更手段６３により制御パラメータ（画像形成動作の制御条件）を変更しなかった場合に、パッチ検知センサＳにより測定されたトナーパッチ像の画像濃度の変動例を示すグラフであって、縦軸にパッチ濃度［Ｖ］をとり、横軸に積算プリント数［プリント］をとり、３台の画像形成装置１００におけるパッチ濃度の変動をプロットしたものである。ここで、基準濃度は、２．００Ｖである。また、基準濃度からの変動が+/-０．７５Ｖ以内となるように、パッチ濃度を１．２５乃至２．７５Ｖに制御したとき、適正な画像濃度を保つことができるため、高画質を維持できることがわかっている。

パッチ濃度の測定に使用した３台の画像形成装置１００において、パッチ濃度は、図４のグラフから、５００プリント後に０．７０Ｖ増加して２．７０Ｖに達することがわかる。１０００プリント後には、１号機でのパッチ濃度（黒丸印で示す）は、更に０．７０Ｖ増加して３．４０Ｖに達しているのに対し、２号機でのパッチ濃度（黒四角印で示す）は、０．６０Ｖの増加で３．３０Ｖに変動している。また、３号機でのパッチ濃度（黒三角印で示す）は、０．５０Ｖしか増加せずに３．２０Ｖに留まっている。これは、画像形成装置１００が設置された環境及び使用状態等に応じて現像剤特性及び感光体特性等が経時変化したことに起因した機差であると考えられる。

１号機でのパッチ濃度は、１５００プリント後に４．００Ｖ、２０００プリント後に４．２５Ｖ、４０００プリント後に４．３５Ｖ、６０００プリント後に４．４０Ｖとなり、その増加量が徐々に減少しているのがわかる。

また、２号機でのパッチ濃度は、１５００プリント後に３．７０Ｖ、２５００プリント後に３．９０Ｖ、４５００プリント後に４．００Ｖ、６５００プリント後に４．０５Ｖとなり、１号機と同様に、その増加量が徐々に減少しているのがわかる。

また、３号機でのパッチ濃度は、２０００プリント後に３．４５Ｖ、４０００プリント後に３．６０Ｖ、６０００プリント後に３．６５Ｖとなり、その増加量が、１号機及び２号機と比較して早期に飽和する傾向があることがわかる。

パッチ検査モードにおいては、制御パラメータ変更手段６３によりパッチ濃度を調整可能な制御パラメータを変更し、図４のグラフのように変動するパッチ濃度を基準濃度に一致させること、即ち、パッチ濃度を２．００Ｖに戻すことによって、画像形成手段７０により形成される画像の濃度を一定に保ち、画質劣化を防止する。

図５は、図４に示した積算プリント数［プリント］と、制御パラメータの変更による濃度調整を実行しなかった場合のパッチ濃度［Ｖ］と共に、制御パラメータの変更による濃度調整を実行した場合のパッチ濃度［Ｖ］と、このパッチ濃度を基準濃度から減算して得られた特性ずれ量Δｄ［Ｖ］と、濃度調整後のプリント数とを合わせて一覧表として示したものであって、（ａ）は、１号機でのパッチ濃度の変動を示し、（ｂ）は、２号機でのパッチ濃度の変動を示し、（ｃ）は、３号機でのパッチ濃度の変動を示す。

１号機では、図５（ａ）の表に示すように、積算プリント数が５００のときに１回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．７０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻し、積算プリント数が１０００のとき、即ち、調整後プリント数が５００のときに、２回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．７０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻した。同様に、積算プリント数が１５００のときに３回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．６０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻し、積算プリント数が２０００のときに４回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．２５Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻した。

１回目乃至３回目の濃度調整では、基準濃度からパッチ濃度を減算した特性ずれ量Δｄは、−０．６０Ｖ以下であったが、４回目の濃度調整では、特性ずれ量Δｄが、−０．２５Ｖに減少した。このため、次回の濃度調整までのプリント数を増加し、積算プリント数が４０００のとき、即ち、調整後プリント数が２０００のときに、５回目の濃度調整を実行した。このときの特性ずれ量Δｄは、−０．１０Ｖであった。

また、積算プリント数が６０００のとき、即ち、調整後プリント数が２０００のときに、６回目の濃度調整を実行した。このとき、パッチ濃度は、２．０５Ｖであり、特性ずれ量Δｄは、更に−０．０５Ｖまで減少していた。この６回目の濃度調整時期には、パッチ濃度は、適切な画像濃度を得ることが可能な１．２５乃至２．７５Ｖの濃度範囲の略中央値を保持していたため、濃度調整を実行しなくても充分に良好な画質で画像を形成できる状態であった。

２号機では、図５（ｂ）の表に示すように、１号機と同様に、積算プリント数が５００のときに１回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．７０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻し、積算プリント数が１０００のとき、即ち、調整後プリント数が５００のときに、２回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．６０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻した。

また、積算プリント数が１５００のときに３回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．４０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻した。この３回目の濃度調整において、特性ずれ量Δｄが−０．４０Ｖに減少していたため、次回の濃度調整までのプリント数を増加し、積算プリント数が２５００のとき、即ち、調整後プリント数が１０００のときに、４回目の濃度調整を実行した。このときの特性ずれ量Δｄは、−０．２０Ｖであって、３回目の濃度調整時より更に減少していた。

このため、次回の濃度調整までのプリント数を更に増加し、積算プリント数が４５００のとき、即ち、調整後プリント数が２０００のときに、５回目の濃度調整を実行した。このとき、パッチ濃度は２．１０Ｖであり、特性ずれ量Δｄは、更に−０．１０Ｖまで減少していた。この調整後に更に２０００プリントし、積算プリント数が６５００のときに、６回目の濃度調整を実行した。

この６回目の濃度調整時期には、パッチ濃度は、２．０５Ｖであって、適切な画像濃度を得ることが可能な１．２５乃至２．７５Ｖの濃度範囲の略中央値を保持していたため、濃度調整を実行しなくても充分に良好な画質で画像を形成できる状態であった。従って、この２号機においては、１号機と比較して、早期に特性ずれ量Δｄの変動が減少し、この特性ずれ量Δｄに応じて次回調整時期までのプリント数を決定したことによって、１号機と同じ６回の調整で１号機より５００プリント多くのプリントを実行することができた。また、１号機及び２号機共に、そのパッチ濃度は、常に適正な画像濃度が得られる濃度範囲に維持できたので、画質劣化も発生していない。

３号機では、図５（ｃ）の表に示すように、１号機及び２号機と同様に、積算プリント数が５００のときに１回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．７０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻し、積算プリント数が１０００のとき、即ち、調整後プリント数が５００のときに、２回目の濃度調整を実行し、パッチ濃度を２．５０Ｖから基準濃度の２．００Ｖに戻した。

３号機では、２回目の濃度調整時に、特性ずれ量Δｄが既に−０．５０Ｖまで減少しており、２号機と比較して、より早期に特性ずれ量Δｄの変動量が減少していた。このため、次回の濃度調整までのプリント数を１０００プリントに増加し、積算プリント数が２０００のときに、３回目の濃度調整を実行した。このときの特性ずれ量Δｄは、−０．２５Ｖであって、２回目の濃度調整時より更に減少していた。

このため、次回の濃度調整までのプリント数を更に２０００プリントに増加し、積算プリント数が４０００のときに、４回目の濃度調整を実行した。このとき、パッチ濃度は２．１５Ｖであり、特性ずれ量Δｄは、更に−０．１５Ｖまで減少していた。この調整後に更に２０００プリントし、積算プリント数が６０００のときに、５回目の濃度調整を実行した。

この５回目の濃度調整時期には、パッチ濃度は、２．０５Ｖであって、適切な画像濃度が得られる濃度範囲の略中央値を維持していたため、濃度調整を実行しなくても充分に良好な画質で画像を形成できる状態であった。従って、この３号機においては、２号機と比較して、より早期に特性ずれ量Δｄの変動が減少し、この特性ずれ量Δｄに応じて次回調整時期までのプリント数を決定したことによって、１号機よりも少ない５回の調整で１号機と同じ６０００プリントを実行することができた。また、１号機及び２号機共に、そのパッチ濃度は、常に適正な画像濃度が得られる濃度範囲に維持できたので、画質劣化も発生していない。

このように、１台の画像形成装置１００であっても、装置稼動初期と継続稼動後とでは、パッチ濃度の変動量が相違する。従って、パッチ濃度の変動量、即ち、特性ずれ量Δｄが大きい場合には、例えば、１号機での装置稼動初期のように、調整後のプリント数を少なくすることによって、次回調整時期までに画質劣化が発生してしまう可能性を排除して、必要な調整動作を実行することができる。

一方、特性ずれ量Δｄが小さい場合には、調整後のプリント数を多くすることによって、調整動作の実行回数を削減できるので、装置稼働率を向上させることができる。また、次回調整時期までのプリント数を特性ずれ量Δｄに応じて決定することによって、不要な調整動作を排除できると共に、必要な調整動作は実行されるので、画像形成手段７０の構成部品の経時変化等に起因して画質劣化が発生することもない。

以上のパッチ検査モードにおける濃度調整では、特性ずれ量Δｄを消去可能に画像形成動作の制御条件を変更するために、画像濃度を決定する制御パラメータとして、現像バイアス電圧値を変更した。図６は、制御パラメータ変更手段６３による制御条件の変更例を示す表であって、現像バイアス電圧値を特性ずれ量Δｄに応じて変更するための規定値を一覧表として示したものである。

この図６に示す表のように、特性ずれ量Δｄと制御パラメータの変更方法とを対応させて、制御手段６０が備える不揮発性メモリ等に予め格納する。これによって、制御パラメータ変更手段６３は、画像特性ずれ量算出手段６２により算出された特性ずれ量Δｄを消去可能に制御パラメータを変更することができるようになる。

制御パラメータ変更手段６３は、具体的には、特性ずれ量Δｄが０．６以上の場合、現像バイアス電圧値の現在設定値が、例えば、＋７００Ｖであったときには、この現在設定値に５０Ｖを加算し、調整後の現像バイアス電圧値を、＋７５０Ｖに設定する。これによって、パッチ濃度を基準濃度に充分に近づけること、即ち、パッチ濃度を２．００Ｖに戻すことができる。

特性ずれ量Δｄが０．３以上かつ０．６未満の場合、制御パラメータ変更手段６３は、パッチ濃度を基準濃度に充分に近づけるために、現像バイアス電圧値の現在設定値に２０Ｖを加算して調整後の現像バイアス電圧値に設定する。特性ずれ量Δｄが−０．３以上かつ０．３未満の場合、現像バイアス電圧値の現在設定値をそのまま維持する。これによって、パッチ濃度を基準濃度の２．００Ｖに戻すことができる。

また、特性ずれ量Δｄが−０．６以上かつ−０．３未満の場合、制御パラメータ変更手段６３は、現像バイアス電圧値の現在設定値が、例えば、＋７００Ｖであった場合には、この現在設定値から２０Ｖを減算し、調整後の現像バイアス電圧値を、＋６８０Ｖに設定する。これによって、パッチ濃度を基準濃度に充分に近づけること、即ち、パッチ濃度を２．００Ｖに戻すことができる。

さらに、特性ずれ量Δｄが−０．６未満の場合、制御パラメータ変更手段６３は、パッチ濃度を基準濃度に充分に近づけるために、現像バイアス電圧値の現在設定値から２０Ｖを減算して調整後の現像バイアス電圧値に設定する。これによって、パッチ濃度を基準濃度の２．００Ｖに戻すことができる。

このように現像バイアス電圧値を変更することによって、画像特性ずれ量算出手段６２により算出された特性ずれ量Δｄ、即ち、基準濃度とパッチ濃度との差分を消去できるので、現像剤特性または感光体特性の経時変化等の画質劣化要因により変動してしまったパッチ濃度を基準濃度に一致させて画質を良好に維持することができる。

上述したパッチ検査モードにおける実験結果から、図７に示すように、特性ずれ量の絶対値｜Δｄ｜と次回調整時期とを対応させて、制御手段６０が備える不揮発性メモリ等に予め格納する。これにより調整時期決定手段６４は、画像特性ずれ量算出手段６２により算出された特性ずれ量Δｄに応じて次回調整時期を決定できるようになる。

調整時期決定手段６４は、具体的には、図７に示した表に従って、特性ずれ量の絶対値｜Δｄ｜が０．６以上の場合、次回の調整動作として、パッチ検査モードでの濃度調整動作を５００プリント後に実行するように、次回調整時期を決定する。また、特性ずれ量の絶対値｜Δｄ｜が０．３以上かつ０．６未満の場合、調整時期決定手段６４は、パッチ検査モードでの濃度調整動作を１０００プリント後に実行するように、次回調整時期を決定する。さらに、特性ずれ量の絶対値｜Δｄ｜が０以上かつ０．３未満の場合、調整時期決定手段６４は、パッチ検査モードでの濃度調整動作を２０００プリント後に実行するように、次回調整時期を決定する。

このように調整時期決定手段６４は、画像形成手段７０によるプリント数（画像形成回数）により次回調整時期を規定する。従って、画質劣化要因の経時変化に起因する特性ずれ量の変動を考慮して決定された次回調整時期まで、画質の安定性を保持しながら画像形成を継続することができる。

次に、本発明に係る画像形成方法の実施形態として、上述した画像形成装置１００の動作について、添付のフローチャートを参照しながら説明する。図８は、画像形成装置１００による印刷例を示すフローチャートである。

この印刷例では、画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成するために、本発明に係る画像形成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを、制御手段６０が備えたＲＯＭに予め格納し、この制御手段６０が備えたＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを起動し、図８に示すフローチャートに沿って本発明に係る画像形成方法を実行することを前提とする。また、図６及び図７に示した表のように、特性ずれ量Δｄと制御パラメータの変更方法とが対応付けられ、特性ずれ量Δｄと次回調整時期の決定方法とが対応付けられて、制御手段６０が備えた不揮発性メモリ等に予め格納されており、最初の調整動作は、５００プリント後に実行するように予め初期設定されたものとする。

これを前提として、制御手段６０は、図８に示したフローチャートのステップＳ１で、調整時期と判断した場合、ステップＳ２に進み、印刷中であった場合、ステップＳ３で、印刷中の全ての記録紙を排紙皿４０に排出させた段階で給紙搬送手段８０を休止状態にする。これによって、記録紙の搬送動作を一切停止して印刷動作を中断し、ステップＳ４に進む。一方、ステップＳ２で、ウォーミングアップ中またはアイドリング中等であって印刷中ではなかった場合、ステップＳ３をスキップしてステップＳ４に進む。

このステップＳ４で、パッチ検査モードに入り、画像形成手段７０により中間転写体２１の表面にトナーパッチ像Ｐを形成する。ステップＳ５で、パッチ検知センサＳによりトナーパッチ像Ｐの画像濃度を測定し、画像特性測定手段６１によりパッチ濃度情報を取得する。ここで取得されたパッチ濃度情報は、画像特性測定手段６１から画像特性ずれ量算出手段６２に送信され、この画像特性ずれ量算出手段６２に入力される。

ステップＳ６で、画像特性ずれ量算出手段６２により基準濃度とパッチ濃度とのずれ量Δｄを算出する。ここで算出された特性ずれ量Δｄは、制御パラメータ変更手段６３と調整時期決定手段６４とに夫々送信される。これによって、制御パラメータ変更手段６３及び調整時期決定手段６４は、この調整動作で必要な特性ずれ量Δｄを入力されて取得することになる。

そして、ステップＳ７で、図６に示した表に従って、制御パラメータ変更手段６３により現像バイアス電圧値を変更して設定する。次のステップＳ８で、図７に示した表に従って、調整時期決定手段６４により次回調整時期を決定してパッチ検査モードを終了し、ステップＳ１に戻る。

このステップＳ１で、調整時期ではないと判断した場合、ステップＳ９に進み、ここで画像データの入力を待ち、画像データが画像処理手段５０を介して制御手段６０に入力されると、ステップＳ１０に進み、上述した画像形成モードに入り、通常印刷を実行する。

次のステップＳ１１で、印刷終了と判断した場合、ここで印刷動作を終了するが、印刷継続と判断した場合、ステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ１，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１からなるループを繰り返して画像を形成すると共に、調整動作を実行する調整時期を待つ。

再びステップＳ１で、調整時期に達すると、調整時期決定手段６４から画像特性測定手段６１への調整動作の実行指示が制御手段６０に入力される。これにより調整時期と判断した場合、制御手段６０は、画像特性測定手段６１にパッチ濃度情報を要求し、ステップＳ２に進む。このステップＳ２で、印刷中であればステップＳ３に進み、印刷動作を中断してステップＳ４に進む。一方、印刷中でなければ、ステップＳ３をスキップしてステップＳ４に進む。

この調整時期となったステップＳ４で、画像形成手段７０によりトナーパッチ像を形成し、ステップＳ５で、パッチ検知センサＳにより画質劣化の指標となる画像特性に係るパッチ濃度を測定し、画像特性測定手段６１によりパッチ濃度情報を取得する。ステップＳ６で、パッチ濃度情報を画像特性ずれ量算出手段６２に入力し、画像特性として測定されたパッチ濃度と、基準画像特性として予め規定された基準濃度との特性ずれ量Δｄを算出する。そして、ここで算出された特性ずれ量Δｄを制御パラメータ変更手段６３及び調整時期決定手段６４に入力し、ステップＳ７に進む。

このステップＳ７で、算出された特性ずれ量Δｄを消去可能に、制御パラメータ変更手段６３により画像形成動作（プリント動作）の制御条件として現像バイアス電圧値を変更して調整動作を実行する。次に、ステップＳ８で、調整時期決定手段６４により特性ずれ量Δｄに応じて次回調整時期を決定し、ステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ１１で印刷終了と判断するまで、上述のように決定された調整時期に画質劣化を防止するための調整動作を実行すると共に、画像を形成する印刷動作を継続する。

以上述べたように、本発明に係る画像形成方法によれば、定期的な調整動作の実行と比較して、無駄な調整動作の実行回数を削減できるから、生産性の低下を抑制することができる。しかも、画質劣化が予測される次回調整時期には、調整動作を再度実行することができるから、生産性の低下を最低限に抑制できると共に、良好な画質を維持することも可能となる。

以上、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法の実施に最良の形態並びにその効果について詳細に説明してきたが、本発明は、この実施形態の構成に限定されるものではなく、願書に添付した特許請求の範囲により規定された本発明の適用範囲から逸脱せずに、上述した実施形態の構成が有する機能を達成可能な構成であれば、どのようなものであっても適用することができる。

例えば、上述の実施形態においては、制御パラメータとして現像バイアス電圧値を変更したが、画像特性を決める制御パラメータは特に限定されず、基準画像特性との特性ずれ量を解消可能な制御パラメータであれば、上述の実施形態と同じ作用効果を奏することが可能であり、帯電電圧、露光量又は転写電圧等の他の制御パラメータを変更するものであってもよい。

また、上述の実施形態においては、調整時期決定手段は、画像形成回数（プリント数）により調整時期を規定したが、調整時期を規定する尺度は、画像形成回数に特には限定されず、例えば、画像形成時間または装置稼働時間等のように、画像形成手段を構成する部品での物理的、電気的、化学的又は機械的特性の経時変化を計測可能であれば、上述した実施形態と同じ作用効果を奏することができる。従って、調整時期決定手段は、画像形成手段による画像形成時間により次回調整時期を規定する構成も可能である。

本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの複合機等に適用して極めて好適である。

本発明に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 画像形成手段７０の構成例を示す略式概念図である。 画像形成装置１００による調整動作の実行例を示す図である。 複数の画像形成装置１００における画像濃度の変動例を示すグラフである。 複数の画像形成装置１００におけるパッチ濃度の変動例を示す表であって、（ａ）は、１号機におけるパッチ濃度の変動例を示し、（ｂ）は、２号機におけるパッチ濃度の変動例を示し、（ｃ）は、３号機におけるパッチ濃度の変動例を示す。 制御条件変更手段６３による制御条件の変更例を示す表である。 調整時期決定手段６４による次回調整時期の決定例を示す表である。 画像形成装置１００による印刷例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 画像形成装置
２１ 中間転写体
５０ 画像処理手段
６０ 制御手段
６０ａ 調整動作実行手段
６１ 画像特性測定手段
６２ 画像特性ずれ量算出手段
６３ 制御条件変更手段（制御パラメータ変更手段）
６４ 調整時期決定手段
７０ 画像形成手段
８０ 給紙搬送手段
９０ 定着手段
Ｐ トナーパッチ像
Ｓ パッチ検知センサ

Claims (6)

1. 画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する装置であって、
   画像形成手段と、
   この画像形成手段により前記調整動作を実行する調整時期に画質劣化の指標となる画像特性を測定する画像特性測定手段と、
   この画像特性測定手段により測定された前記画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を算出する画像特性ずれ量算出手段と、
   この画像特性ずれ量算出手段により算出された前記特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更する制御条件変更手段と、
   前記特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定する調整時期決定手段と、
   この調整時期決定手段により決定された前記次回調整時期に前記調整動作を実行するように画像形成手段の動作を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記調整時期決定手段は、前記画像形成手段による画像形成時間により前記次回調整時期を規定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記調整時期決定手段は、前記画像形成手段による画像形成回数により前記次回調整時期を規定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成手段は、電子写真方式に基づく像形成体を有し、
   前記画像特性測定手段は、前記像形成体での経時変化に起因した画像特性の変動を測定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像特性測定手段は、前記像形成体に形成されたパッチテスト像の画像濃度を測定し、
   前記画像特性ずれ量算出手段は、前記画像特性測定手段により測定された画像濃度と予め規定された基準濃度との差分を前記特性ずれ量として算出し、
   前記調整時期決定手段は、前記画像特性ずれ量算出手段により算出された前記差分に応じて前記次回調整時期を決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 画質劣化を防止するための調整動作を実行して画像を形成する方法であって、
   前記画像を形成すると共に、前記調整動作を実行する調整時期を待ち、
   この調整時期に画質劣化の指標となる画像特性を測定し、
   測定された前記画像特性と予め規定された基準画像特性との特性ずれ量を算出し、
   算出された前記特性ずれ量を消去可能に画像形成動作の制御条件を変更して前記調整動作を実行すると共に、当該特性ずれ量に応じて次回調整時期を決定する
   ことを特徴とする画像形成方法。
   
   

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