JP2006293129A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補正が必要な時期をリアルタイムに判断することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１では、複数部数出力するジョブを実行中に、センサＣにより同一画像について１部目（基準画像）と２部目以降（比較画像）の作像状態を検出する。エンジン制御部３６では、検出された作像状態が比較され、その画質の変化量が許容範囲を越えている場合は、プロセス補正が必要と判断される。その後、予め定められているプロセス補正の周期の条件に拘わらず、エンジン制御部３６によりプロセス補正動作が実行される。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成条件の補正動作を行う画像形成装置に関する。

画像形成装置では、画像形成装置が置かれている環境等や、画像形成装置そのものが有する出力特性、経時変化によって画質が変化することがある。特に、カラーの場合、モノクロに比べて色味や濃度といった画質の変化が用紙上でわかりやすい。そのため、ある一定レベルに画質を保持するために、定期的に画質の補正動作を実行する画像形成装置が従来から開発されている。

しかし、定期的に決められたタイミングで補正を行う場合、実際に画質が変化したタイミングで補正が行われるとは限らず、多くの部数を出力する場合には同じ原稿の出力を行っているにも拘わらず、出力の開始時と終了時で出力結果（画質）に差異が生じるというった問題があった。

このような問題に対して、定期的に補正用のパッチを作成し、センサでこのパッチの出力結果を測定した値を画像形成プロセス条件にフィードバックしたり（例えば、特許文献１参照）、或いは実際に補正を行う前に、補正を行うか否かを判断するためのパッチを定期的に作成して同様にセンサでその出力結果を測定することにより、補正を行うか否かを判断するといった方法が提案されている。これらの方法によれば、決められたタイミングで補正動作が必ず実行される場合に比べて、補正動作を行わずに画質の安定化を図ることができる。
特開平５−８０６２２号公報

しかしながら、補正用のパッチを作成するためにトナー等を消費することとなり、余分なコストがかかる。また、補正動作を行うか否かを判断する場合にも通常の出力動作を中断して補正用のパッチを作成しなければならないため、生産性が低下する。さらに、パッチを用いての補正や補正を行うか否かの判断についても、やはり定期的に行われるため、画質の変化が生じた時にリアルタイムに補正を行うことができない。

本発明の課題は、補正が必要な時期をリアルタイムに判断することが可能な画像形成装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、
出力用紙上に同一又は異なる画像を周期的に画像形成して複数部数出力する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された画像の作像状態を検出する検出手段と、
一の部数の出力時に前記検出手段により検出された作像状態から基準画像を決定する決定手段と、
前記基準画像が決定された後、他の部数の出力時に前記決定された基準画像と同一画像が形成されると、その同一画像の作像状態を前記検出手段により検出させ、検出された基準画像とその同一画像の作像状態を比較し、その比較結果に基づいて画像形成条件の補正動作の実行を判断する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
予め定められた条件に従って定期的に画像形成条件の補正動作を実行する補正手段を備え、
前記制御手段は、画像形成条件の補正動作を実行すると判断すると、予め定められた条件に依らず、前記補正手段により補正動作を実行させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段により補正動作の実行判断を行うか否かは選択可能であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、感光体上に形成する画像に応じた露光を行う露光手段、当該露光された感光体にトナーを出力してトナー像を形成する現像手段、当該トナー像を出力用紙に転写する転写手段を有し、
前記検出手段は、出力画像の作像状態として、前記トナー像の濃度を検出することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、感光体上に形成する画像に応じた露光を行う露光手段、当該露光された感光体にトナーを出力してトナー像を形成する現像手段、当該トナー像を出力用紙に転写する転写手段を有し、
前記検出手段は、出力画像の作像状態として、前記感光体の表面電位を検出することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記決定手段により、前記検出手段が検出した作像状態が有効範囲にある画像を基準画像と決定するか、或いはユーザにより予め指定された画像を基準画像として決定するかを選択可能であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記補正手段により画像形成条件の補正動作を実行した後に、前記決定手段により基準画像を決定し、前記制御手段により補正動作の実行判断を行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、出力する毎に、補正動作が必要なタイミングを出力画像における画質の変化に応じてリアルタイムに判断することができる。また、補正実行の判断のために画像形成を行う必要がなく、処理効率が良いとともに無駄な資源の消費を抑えることができる。

請求項２に記載の発明によれば、定期補正の設定がなされている場合であっても、出力画像における画質の変化に応じてリアルタイムに補正を行うことができ、常に安定した画質を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、常に安定した画質を重視する場合には、補正動作の実行判断を行う設定とし、生産効率を重視するため、定期的な補正動作だけで良い場合は補正動作の実行判断を行わない設定とすることができる。よって、ユーザの画像形成装置の使用状況に応じた仕様とすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、トナー像の作像状態を検出することにより、最終的な出力結果としての画質により、補正動作の実行判断を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、画像形成中の感光体における表面電位を検出することにより、トナー像を形成する前に画質を検出することができ、トナーを消費することなく、低コストで補正動作の実行判断を行うことができる。

請求項６に記載の発明によれば、作像状態から画像形成装置において自動的に基準画像を決定する設定を行った場合、ユーザが基準画像を指定する手間が省けるとともに、作像状態から画質の変化量を検出しやすい画像を基準画像とすることができ、検出結果に基づく正確な決定を行うことができる。一方、ユーザが基準画像を決定する設定を行った場合、目視によりユーザが基準画像として適切な画像と判断したもので補正動作の実行判断を行うことができるとともに、画像形成装置側で指定画像以外の画像について作像状態を検出する必要が無くなるため、処理効率が良い。

請求項７に記載の発明によれば、基準画像が適切な画質であることを前提に補正実行判断を行うことができる。画像形成条件の補正量を、基準画像とその同一画像との画質の変化量に応じて決定する場合、基準画像の画質が既に不適切なものとなっていると、適切な補正量に決定されないこととなる。よって、予め補正動作を行った上で基準画像を決定することにより、補正動作の実行タイミングについて正しい判断を行うことができるとともに、その後の補正動作も適切なものとすることができる。

まず、構成を説明する。
図１に、本実施形態における画像形成装置１の内部構成を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０を備えて構成されている。

画像読取部１０は、自動原稿給紙装置１１、原稿画像走査装置１２等から構成されている。自動原稿給紙装置１１は、原稿台に載置された原稿ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２の方へ送り出し、原稿画像走査装置１２は搬送された原稿ｄを光走査し、ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換して原稿画像を読み取る。

画像読取部１０により読み取られた原稿画像（アナログ画像信号）は、後述する画像処理部に出力され、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング処理、画像圧縮処理等の各種画像処理が施された後、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色に色分解され、出力用画像データとして画像形成部２０の露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに出力される。

なお、自動原稿給紙装置１１は、原稿の両面を読み取るための搬送機構を有しており、原稿台から搬送される多数枚の原稿ｄの画像（両面含む）を連続して一挙に読み取ることが可能である。読み取られた原稿画像のデータは画像形成部２０内部の画像メモリに記憶され、出力時に順次出力用データとして読み出されて露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに出力されることとなる。この機能は、複写機能により多数枚の原稿画像を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄのデータを送信する場合等に利用することができる。

画像形成部２０は、タンデム方式の画像形成を行うものであり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に、露光手段である露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像手段である現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、感光体である感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、転写手段である一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、転写ベルト８を備えている。感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの周囲には、帯電を行う帯電部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上の残存トナーを除去するクリーニング部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが設けられている。

また、転写ベルト８は、複数のローラにより巻回されて回動可能に支持されている。この転写ベルト８に面して、転写ベルト８上の残存トナーを除去するクリーニング部９及びセンサＣが設けられている。

さらに、画像形成部２０は、転写手段である２次転写ローラ２１、定着部２２、給紙トレイＴ１〜Ｔ３、センサＣを備えている。定着部２２は、定着ヒータ等から構成され、トナー像が転写された出力用紙を熱処理し、トナー像を出力用紙上に定着させる。また、給紙トレイＴ１〜Ｔ３は、各種用紙サイズの出力用紙を収容可能である。

以下、画像形成部２０による画像形成のプロセスについて説明する。
まず、入力された出力用画像データに基づいて露光ユニット２Ｙにより露光が行われ、感光ドラム４Ｙ上に出力画像の静電潜像が形成される。次いで、現像ユニット３Ｙにより感光ドラム４Ｙ上にトナーが吹き付けられて現像が行われ、感光ドラム４Ｙ上にトナー像が形成される。なお、現像は、使用するトナーの極性と同極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが引加される反転現象にて行われる。

感光ドラム４Ｙ上に形成されたトナー像は、使用トナーと反対極性の一次転写バイアスが引加される一次転写ローラ７Ｙにより、回動する転写ベルト８上に転写されて（これを一次転写という）、転写ベルト８上にＹのトナー像が形成される。このような処理が、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について順次行われ、転写ベルト８上には各色のトナー像が合成されたカラー画像が形成されることとなる。

一方、給紙トレイＴ１〜Ｔ３からは出力用紙が給紙され、搬送機構により二次転写ローラ２１上に搬送される。二次転写ローラ２１においては、転写ベルト８上に形成されたカラー画像が出力用紙の一方の面に一括して転写される（これを二次転写という）。カラー画像が転写された出力用紙は、定着部２２により定着処理が施され、搬送機構により機外の排紙トレイ上に出力される。

一画像分の画像形成サイクルを終えると、転写後の感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ及び転写ベルト８上に残ったトナーは、クリーニング部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、９により除去され、次の画像の画像形成サイクルに移行する。

次に、センサＣについて説明する。
図１に示すように、センサＣは、転写ベルト８に面して露光ユニット、現像ユニット等の下流側に設置されている。センサＣは、画像形成後の作像状態を検出するために、転写ベルト８上に一次転写されたトナー像の濃度を測定するものである。センサＣは、例えばフォトトランジスタ及びＬＥＤを備えた光センサを適用可能であり、転写ベルト８に検査光を照射してその反射光量を検出する。この反射光量の測定値をｌｏｇ変換することにより、濃度値を得ることができる。

図２に、センサＣ及びトナー像が形成された転写ベルト８を示す。図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）はベルト面を正面から見た図である。図中の矢印は、転写ベルト８の回動方向を示している。
センサＣは、一定時間毎に濃度測定を行う。その間、転写ベルト８は回動方向に一定のスピードで移動するので、センサＣによりトナー像の一定方向における濃度を一定間隔で測定することができる。測定結果は、画像形成による作像状態の検出結果として後述するエンジン制御部に出力される。

次に、図３を参照して、画像形成装置１の機能的構成について説明する。
図３に示すように、画像形成装置１は、全体制御部３１、操作部３２、表示部３３、通信部３４、記憶部３５、エンジン制御部３６、画像処理部３７、画像メモリ３８、画像読取部１０、画像形成部２０、センサＣ等を備えて構成されている。なお、画像読取部１０、画像形成部２０、センサＣについては前述した通りであるので、ここでは説明を省略する。

全体制御部３１は、記憶部３５に記憶される制御プログラムに従って各種演算を行うとともに、操作部３２、表示部３３、通信部３４等の各部の制御を行う。全体制御部３１は、操作部３２から入力される操作信号に基づいて出力に関する指示情報や、補正動作に関する設定情報等の各種制御情報を生成し、エンジン制御部３６に出力する。

操作部３２は、数字キーやスタートキー等の各種機能キー、表示部３３と一体に構成されるタッチパネル等を備えて構成されており、操作されたキーに対応する操作信号、タッチパネルでの入力操作に応じた操作信号を生成して全体制御部３１に出力する。

表示部３３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成され、各種操作画面や全体制御部３１の処理結果、画像形成部２０における出力結果等の各種表示情報を表示する。

通信部３４は、ネットワークインターフェイスカードやｆａｘモデム等の通信用のインターフェイスを備え、他の画像形成装置やユーザ端末等の外部装置と情報の送受信を行う。例えば、ユーザ端末から出力対象のデータを受信したり、画像読取部１０により読み取った画像データを他の画像形成装置にファクシミリ送信することができる。

記憶部３５は、全体制御部３１又はエンジン制御部３６により実行される各種制御プログラムの他、各種設定情報や、プログラムによる処理の実行に必要なパラメータ、処理結果のデータ等を記憶している。

エンジン制御部３６は、主に画像読取部１０、画像形成部２０等の画像形成動作に係る各部を制御する制御手段であり、全体制御部３１から入力される制御情報に従って出力処理を統括的に制御する。また、エンジン制御部３６は記憶部３５に記憶されている各種補正プログラムに従って各種補正動作を実行する補正手段である。エンジン制御部３６が行う補正動作としては、画像形成に係る各部の動作条件（画像形成条件）を補正するプロセス補正、転写ベルト８におけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像の転写位置のズレを補正するカラーレジスト補正、トナー濃度を適正値に保つために、センサＣの検出レベルを維持することを目的としてセンサＣの出力値を補正するトナー濃度補正がある。

上記の補正動作は、予め定められた条件に従って定期的に行われる。予め定められた条件としては、例えば１０００枚等の所定の出力枚数に達したとき、休止時間（アイドリング時間や電源ＯＦＦ時間）が３６０分等、所定時間が経過したとき、操作部３３を介して補正動作の実行指示があったとき等が挙げられる。

なお、本実施形態において、プロセス補正については、上記のように定期的に補正動作を行うとの設定に拘わらず、一のジョブ（一の出力作業をいう）の中でプロセス補正を行うべきタイミングを判断して補正動作を実行するように設定することも可能である。この場合、エンジン制御部３６は、出力処理と並行してプロセス補正を行うか否かを判断する補正判断処理（図４参照）を実行する。補正判断処理の詳細については後述する。そして、補正判断処理においてプロセス補正を行うと判断すると、エンジン制御部３６は、画像形成部２０の各部におけるプロセス補正動作を実行する。

画像処理部３７は、画像読取部１０から入力されるアナログ画像信号に各種処理を施しでデジタル画像データを生成したり、画像メモリ３８に保存するデータに圧縮又は伸張処理を施す。また、エンジン制御部３６の指示に従って出力対象のデータに、回転／反転処理や階調処理、鮮鋭性調整処理等の各種画像処理を施す。

画像メモリ３８は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等から構成され、画像読取部１０により読み取られた画像データ、通信部３４を介して受信された出力データ等、出力対象のデータを記憶している。

次に、図４を参照して画像形成装置１により実行される補正判断処理について説明する。なお、前述したようにこの補正判断処理を行うか否かはオペレータ（又はユーザ）が設定可能であり、図５（ａ）に示すような設定メニュー画面ａ１から設定することができる。図５（ａ）に示す設定メニュー画面ａ１では、各種設定メニューが選択的に表示されており、このうち「各種補正動作の設定」メニューが操作部３２を介して選択操作されると、全体制御部３１の表示制御により図５（ｂ）に示すような補正メニュー画面ａ２が表示される。

補正メニュー画面ａ２では、上述したプロセス補正、カラーレジスト補正、Ｌ検定期補正の各補正メニューが選択的に表示される。ここで、「プロセス補正」メニューが選択操作されると、図６（ａ）に示す補正設定画面ａ３が表示される。この画面ａ３では、プロセス補正を行うか否か、その有無を設定することができる。そして、プロセス補正を行う旨が設定操作されると、図６（ｂ）に示す詳細設定画面ａ４が表示される。

詳細設定画面ａ４では、定期的なプロセス補正に加えて、ジョブ単位で生じる画質変化に対してプロセス補正を行うか否かを設定することができる。ここで、ジョブ単位のプロセス補正が設定されない場合には、プロセス補正は予め定められた条件に従って定期的に行われることとなる。一方、ジョブ単位でのプロセス補正を行う旨が設定操作されると、その後のジョブ実行時に図４の補正判断処理が行われることとなる。この場合、補正判断処理の実行条件、つまりプロセス補正を行うか否かを判断する際の判断条件を緩やかにする、厳しくする等、判断精度を設定することができる。

さらに、補正判断処理時に画質の変化を検出するためにジョブ中の出力画像の中から基準画像が決定されるが、この基準画像を画像形成装置１側で自動的に決定するか（自動設定）、ユーザが指定した画像に決定するか（マニュアル設定）を図８に示すような詳細設定画面ａ５において設定することができる。マニュアル設定が選択された場合は、その後ジョブ中の何ページ目を基準画像とするかを設定するための設定画面が表示される。
各操作画面において、オペレータにより選択操作された実行条件の設定情報は記憶部３５に記憶され、補正判断処理に反映される。

以下、補正判断処理について説明する。図５に示す補正判断処理は、画像形成部２０によるジョブの実行と同時並行で行われ、一画像の形成が行われる毎に実行される。また、２部以上出力しなければ補正動作の判断はできないため、一部のみ出力するジョブの場合には補正判断処理は実行されず、複数部数出力するジョブが設定された場合のみ実行される。

まず、記憶部３５に記憶された設定情報が参照され、ジョブ単位のプロセス補正設定が行われているかがエンジン制御部３６により判別される（ステップＳ１）。ジョブ単位のプロセス補正が設定されていない場合には（ステップＳ１；Ｎ）、本処理を終了する。つまり、補正判断処理は行わず、定期的なプロセス補正が設定されていれば、予め定められた条件に従って定期的にプロセス補正動作が実行されることとなる。一方、ジョブ単位のプロセス補正が設定されている場合（ステップＳ１；Ｙ）、現在画像形成部２０において１部目の画像形成がなされているか否かがエンジン制御部３６により判別される（ステップＳ２）。

まず、１部目である場合についてステップＳ３の処理から説明する。
ステップＳ３では、現在画像形成中の出力画像についてセンサＣによりそのトナー画像の濃度測定が行われ、作像状態が検出される（ステップＳ３）。実際には、トナー画像に対する反射光量が測定され、その光量測定値がエンジン制御部３６において濃度値に変換されて濃度測定結果とされる。

次いで、画像形成部２０において一画像分の画像形成動作が終了すると、一部目の出力が全て終了したか否かが判別され（ステップＳ４）、未終了の場合は（ステップＳ４；Ｎ）、本処理を終了する。つまり、１部目の次の画像についての画像形成に移行し、その画像について再度ステップＳ１からの処理が繰り返される。そして、１部目の画像形成が終了すると（ステップＳ４；Ｙ）、１部目の各画像について検出された作像状態に基づき、基準画像としての要件を満たす画像が有ったか否かが判断される（ステップＳ５）。

ここで、ユーザにより指定された画像を基準画像として決定する設定がなされている場合、例えば３ページ目の画像を基準画像とする設定がなされている場合には、当該指定画像が基準画像の要件を満たすものとして判断される。
また、画像形成装置１側で自動的に基準画像を決定する設定がなされている場合、基準画像としての要件を満たすか否かは、ステップＳ３で各画像から検出された作像状態に基づいて判断される。図８に、ある画像の作像状態として得られた画像の先端から後端までの濃度測定結果を示す。この濃度測定結果から、複数の測定位置における測定値が連続して有効範囲に含まれる場合には、基準画像としての要件を満たすと判断する。

転写ベルト８上に形成されるトナー像の濃度があまりに低いと、実際のトナーの付着量（濃度）とセンサＣによる測定値とが一致しない場合があり、センサＣによる測定に対する信頼性が低くなる。後に基準画像の濃度測定結果を元に２部目以降の画質に一定量の変化が生じているか否かを判断し、その判断結果によって補正を行うか否かを判断することとなるが、信頼性の低い測定値を用いると判断自体の精度が低下する。よって、予め実験的に信頼性の高い測定値の範囲を求めてこれを有効範囲として設定しておき、上記のようにある程度連続して有効範囲の濃度値が得られる画像を基準画像の対象とすることにより、濃度変化を比較しやすく、正確な判断を行うことができる。

なお、ユーザにより基準画像とする画像が指定されている場合であっても、当該画像の作像状態から基準画像の要件を満たしていないと判断される場合には、指定された画像を基準画像とせず、画像形成装置１側で基準画像の要件を満たす画像を検出してこれを基準画像と決定することとしてもよい。これにより、常に正確な判断を行うことができる。

そして、基準画像の要件を満たす画像が有る場合（ステップＳ５；Ｙ）、当該画像が基準画像として決定される（ステップＳ６）。基準画像の要件を満たす画像が複数ある場合には、そのうち任意の画像を基準画像として決定することとしてもよいし、最初に作像状態から基準画像の要件を満たすと判断された画像を基準画像として決定することとしてもよい。この場合、基準画像としての要件を満たすかどうかを全ての画像について判断する必要が無いので、処理効率が良い。

一方、基準画像の要件を満たす画像が無い場合（ステップＳ５；Ｎ）、基準画像が無いため、プロセス補正を行うか否かの判断はできないと決定され（ステップＳ７）、本処理を終了する。例えば、ジョブの全ページがテキストデータである場合には、トナー付着量が全体的に小さく測定値が有効範囲に入らないことが多いため、基準画像としては不適切な場合がある。或いは、写真画や線型図であっても１ページの出力範囲内の一部分に偏って存在している場合等は、ある一定領域しか有効範囲に入る濃度値が得られないため、基準画像としては不適切となる場合がある。このような画像を基準画像とすると、判断精度が低下するため、このジョブでは補正判断処理は行わず、次回以降のジョブで行うこととする。

このようにして１部目において基準画像が決定されると、２部目の出力作業に移行する。
次に、ステップＳ２において２部目以降の出力と判別された場合について、ステップＳ８から説明する。
ステップＳ８では、現在形成中の出力画像は１部目で決定された基準画像と同一か否かがエンジン制御部３６により判別される。例えばページ数等により、同一画像でないと判別された場合は（ステップＳ８；Ｎ）、本処理を終了する。そして、基準画像と同一画像の画像形成が行われるまでステップＳ１、Ｓ２、Ｓ８の処理が繰り返される。

そして、基準画像と同一画像の形成が行われると（ステップＳ８；Ｙ）、当該同一画像についてステップＳ２と同様の方法でその作像状態が検出される（ステップＳ９）。そして、基準画像とその同一画像の作像状態に基づいて、基準画像とその同一画像の濃度が比較され、許容範囲を超える濃度変化が生じているか否かが判別される（ステップＳ１０）。例えば有効範囲内の各測定値の平均値を算出し、この平均値が閾値以上であれば１部目の出力時から許容範囲を超える変化が生じていると判断される。或いは、有効範囲内の各測定値を加算し、この加算値と閾値とから濃度変化を判断することとしてもよい。

このとき、予めプロセス補正を行うか否かを判断する際の判断条件について緩やかな条件とするように設定されている場合には、許容範囲として設定されている範囲が広く変更設定され、厳しい条件とするように設定されている場合には狭く変更設定されて、上記の判断が行われる。

基準画像からの変化量が許容範囲内であると判断された場合（ステップＳ１０；Ｎ）、濃度の変化はそれほど大きくなく、まだ補正動作を実行する必要が無いと判断され、本処理を終了する。

一方、基準画像からの変化量が許容範囲を越えていると判断されると（ステップＳ１０；Ｙ）、プロセス補正を実行することが決定され（ステップＳ１１）、本処理を終了する。その後、プロセス補正を行う周期の条件に拘わらず、プロセス補正動作が実行されるが、ジョブ実行中にプロセス補正を行うことは好ましくないため、現在実行中のジョブが終了した後、或いは次のジョブが既に存在する場合にはその後休止状態になったときにエンジン制御部３６の制御によりプロセス補正が実行される。

プロセス補正では、大きく分けて以下の４つの補正が行われる。何れもエンジン制御部３６の制御の元に各部で実行される。
（１）Ｄｍａｘ（最高濃度）補正
現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおける現像バイアスを補正し、出力時の最高濃度が規定値となるように合わせる。具体的には、補正用のパッチ画像の画像形成を行い、その濃度をセンサＣにより検出した結果に基づいて補正を行う。
（２）表面電位補正
感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面電位を補正する。具体的には、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面電位を表面電位計を用いて測定し、耐電のみで露光がされていない部分の表面電位が基準内となるように補正を行う。
（３）中間電位補正
感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面電位を補正する。補正用のパッチ画像を用いて中間レベルで露光を行い、そのパッチ画像に対応する部分の表面電位が所定の基準内となるように補正を行う。
（４）階調補正
画像処理部３７における階調変換処理時の条件を補正する。まず、淡い階調から濃い階調まで段階的に分けた補正用の画像を形成し、その濃度をセンサＣによる読み取って階調特性を求める。そして、この求めた階調特性が目的とする階調特性となるように階調補正曲線を算出し、これを階調変換処理時に適用する。

以上のように、本実施形態によれば、複数部数出力するジョブの実行中に、同一画像について１部目（基準画像）と２部目以降（比較画像）の作像状態を検出して比較し、変化が許容範囲を超えていればプロセス補正の実行を決定するので、補正が必要なタイミングを出力画像の変化に合わせてリアルタイムに判断することができる。また、プロセス補正を実行すると判断されると、予め定められているプロセス補正の周期の条件に拘わらず、その後プロセス補正を行うので、画質の変化が生じたときにリアルタイムに補正を行うことができ、常に安定した画質を提供することができる。

また、ジョブの実行中に判断するので、補正を行うか否かを判断するためにわざわざ補正用の画像形成を行う等の必要がなく、処理効率が良いとともに無駄な資源の消費を抑えることができる。

また、基準画像を画像形成装置１側で自動的に決定するか、ユーザにより指定された画像を基準画像として決定するかは設定可能である。画像形成装置１側で自動的に基準画像を決定する場合は濃度測定結果から画質の変化を見いだしやすい画像を基準画像として設定することができ、手間が省けるとともに正確な判断を行うことができる。また、ユーザにより指定された画像を基準画像として決定する場合には、目視によりユーザが基準画像として適切な画像と判断したもので判断を行うことができるとともに、画像形成装置１側で指定された画像以外のものについて濃度測定を行う必要が無いため、処理効率が良い。画像形成装置１の使用状況やユーザの事情に応じた設定とすることができる。

また、通常の定期的なプロセス補正の設定と合わせて、ジョブ単位の補正の設定が可能であり、この場合、定期的なプロセス補正に加えて画質の変化が生じた際にもプロセス補正を行うことができる。よって、前回のプロセス補正から次回のプロセス補正までの間に画質変化が生じた場合にも対応することができる。

なお、本実施形態における画像形成装置１は、本発明を適用した好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上述した説明では、転写ベルト８上に全色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が重ねられた状態で濃度測定を行うことにより作像状態を検出することとしたが、各色のトナー像が形成される毎に作像状態を検出することとしてもよい。また、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面電位は濃度変化に大きく影響するので、これを測定することにより作像状態を検出することとしてもよい。この場合、各感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋについて表面電位を測定するので、どの色の感光ドラムが画質の変化に影響しているのかを判別することができ、補正対象を特定することが可能となる。

また、センサＣを定着ユニット２２の周辺に設置し、最終的に出力用紙上に転写され、定着されたトナー像の作像状態を検出することとしてもよい。この場合、定着ユニット２２等の工程も経た最終的な濃度の変化を判断することができるので、補正精度が向上する。

また、上述した例では、１部目で基準画像を決定し、２部目以降の画像とその作像状態を比較することとしたが、比較する画像はどの部数のものであってもよい。ただし、多部数出力する際にはその出力過程で画像変化が生じることが多いと思われるので、ジョブ開始時に近い部数とジョブ終了時に近い部数とを比較することが好ましい。

さらに、ジョブ開始時において既に画像変化が生じていることも考えられる。この場合、ジョブ開始時の画像を基準画像とすると、その後の画像との濃度変化量に応じて補正が行われるため、補正の条件が正しく設定されないこととなる。よって、ジョブの実行開始前にプロセス補正を行った上で、ジョブを実行し、同時に上記の補正判断処理を行うこととしてもよい。これにより、適正な画質であることを前提として基準画像を決定することができるので、プロセス補正の実行タイミングについて正しい判断を行うことができる。

本実施形態における画像形成装置の内部構成を示す図である。 転写ベルト上に形成されたトナー画像と、センサの位置関係を説明する図である。 画像形成装置の機能的構成を示す図である。 画像形成装置により実行される補正判断処理を説明するフローチャートである。 補正に係る設定を行うための操作画面例を示す図である。 補正に係る設定を行うための操作画面例を示す図である。 補正に係る設定を行うための操作画面例を示す図である。 トナー画像の作像状態を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 画像形成部
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 露光ユニット
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 現像ユニット
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 感光ドラム
８ 転写ベルト
Ｃ センサ
２１ 二次転写ローラ
２２ 定着部
３１ 全体制御部
３２ 操作部
３３ 表示部
３６ エンジン制御部
３７ 画像処理部

Claims (7)

1. 出力用紙上に同一又は異なる画像を周期的に画像形成して複数部数出力する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により形成された画像の作像状態を検出する検出手段と、
   一の部数の出力時に前記検出手段により検出された作像状態から基準画像を決定する決定手段と、
   前記基準画像が決定された後、他の部数の出力時に前記決定された基準画像と同一画像が形成されると、その同一画像の作像状態を前記検出手段により検出させ、検出された基準画像とその同一画像の作像状態を比較し、その比較結果に基づいて画像形成条件の補正動作の実行を判断する制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 予め定められた条件に従って定期的に画像形成条件の補正動作を実行する補正手段を備え、
   前記制御手段は、画像形成条件の補正動作を実行すると判断すると、予め定められた条件に依らず、前記補正手段により補正動作を実行させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段により補正動作の実行判断を行うか否かは選択可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成手段は、感光体上に形成する画像に応じた露光を行う露光手段、当該露光された感光体にトナーを出力してトナー像を形成する現像手段、当該トナー像を出力用紙に転写する転写手段を有し、
   前記検出手段は、出力画像の作像状態として、前記トナー像の濃度を検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、感光体上に形成する画像に応じた露光を行う露光手段、当該露光された感光体にトナーを出力してトナー像を形成する現像手段、当該トナー像を出力用紙に転写する転写手段を有し、
   前記検出手段は、出力画像の作像状態として、前記感光体の表面電位を検出することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記決定手段により、前記検出手段が検出した作像状態が有効範囲にある画像を基準画像と決定するか、或いはユーザにより予め指定された画像を基準画像として決定するかを選択可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記補正手段により画像形成条件の補正動作を実行した後に、前記決定手段により基準画像を決定し、前記制御手段により補正動作の実行判断を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。

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