JP2007128010A - 画像形成装置及びその出力画像濃度補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特に出力画像濃度調整用のパッチ画像の濃度を目標値と比較して補正する場合に、パッチ画像の飛び散りの多少、又は現像剤や感光体、中間転写部材等のバラツキがあっても、精度よくかつ長期的に出力画像出力画像濃度を安定させる。
【解決手段】定期的に出力画像濃度補正用パッチ画像を形成し、このパッチ画像の濃度を濃度センサ２２４によって検出して、検出値と予め設定された目標値とを比較することで、光量や現像バイアスを補正する出力画像濃度補正を実行することを前提として、ピクセルデータ累積データに対するトナー供給量累積値の変化量（傾き）を演算し、変化量（傾き）が規定値を維持（上限値、下限値の範囲内）しているか否かを判定すると共に、上限値を超えている場合には、出力画像濃度が薄くなるように実目標値を補正し、下限値を下回っている場合には、出力画像濃度が濃くなるように実目標値を補正するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体の表面を一様に帯電した状態で、画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成し、かつトナー現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置及びその出力画像濃度補正方法に関するものである。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。

画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。

上記のような従来の画像形成装置では、コストダウンや装置の小型化により現像部内のトナー濃度と、出力画像濃度をひとつの光学センサ(濃度センサ）で調整する方法が考案されている。具体的には所定間隔でトナー濃度調整用パッチと画像濃度調整用パッチを形成し、これらのパッチ濃度を光学センサで測定することによりトナー濃度及び画像濃度を判断し、この判断結果に応じてトナー濃度を及び画像濃度を調整するものである。

なお、画質安定を目的として、特許文献１乃至特許文献３に記載の技術が提案されている。

特許文献１は、簡単な構成で画像品質の安定化を図るべく、画像比率が高い印字の際の画質を維持する為に画像濃度の一定化、定着性を得るようにしている。

すなわち、「ドット数を計数する手段」、「ドット計数値を記憶するメモリ」、「トナー現像バイアスを制御する制御手段」を備えており、ドット計数値が所定の値を超えたときに、バイアス電圧を上げるようにしている。

この結果、出力される画像のドット数を都度計数して記憶手段に加算していき、この値が画像低下が始まる値と比較して超えているときに、現像バイアスを上げる方向に補正して、濃度低下を抑制しようというものである。

特許文献２は、白紙に近い低像密度画像が多く出力されるような場合に、排出（現像）されるトナー量が不十分で現像剤がチャージアップすることによるベタの濃度低下または文字画質低下や、逆に高画像密度の場合に、（トナーの帯電が下がり）現像機内のトナー消費ペースが加速され、ランニングコストの増加を改善することが提案されている。

すなわち、排出量が不十分な場合には、吐き出しモード（現像器の調整制御）で算出した量のトナーを排出し、結果として一定枚数で一定以上のトナーを消費させる。また、排出量が多い場合には、現像器を一定時間動作させることにより、トナーを帯電させる。

特許文献３は、電子写真式高速印刷機の分野で、低印字率印刷運転もしくは間欠印刷運転後に低濃度になるため、現像バイアスを補正して濃度を確保するが、この場合により一定な印字性能を維持することが提案されている。

すなわち、補正によるトーンジャンプを防ぐために、現像剤消費率検出結果に応じて補正を段階的に実施している。
特開平５−２１０２７９号公報 特開２００４−３１８１１４公報 特開２００４−１０９５９９公報

しかしながら、上記の画像形成装置で、上記光学センサの測定値が目標のトナー濃度又は画像濃度に近似しているにも関わらず、実際のトナー濃度又は画像濃度は目標から大きく乖離している場合があった。この原因は例えば現像ロール上の現像剤量（MOS）のばらつき、パッチ画像の飛び散りの多少、又は現像剤や感光体、中間転写部材等のバラツキであったりと様々であるが、いずれにしても目標値との乖離が大きいと画質上種々のトラブルが発生する。

特に、画像濃度が目標値よりも高いとゴーストや転写不良の発生という画質上の問題の他に、消費トナー量が多いためトナーカートリッジのライフを満足できないという問題があった。

また、特許文献１では、画像低下が始まる値よりも小さいドット係数での補正はないので、補正としては十分ではない点と、画像が濃い場合に補正する手段については開示されていない。

また、特許文献２では、トナーのチャージアップまたは低帯電時の影響を抑制するためのものであるため、通常動作中の画像濃度を一定にする効果は無い。

さらに、特許文献３では、トナーのチャージアップまたは低帯電時の影響を抑制するためのものであるため、通常動作中の画像濃度を一定にする効果は無い。

本発明は上記事実を考慮し、特に出力画像濃度調整用のパッチ画像の濃度を目標値と比較して補正する場合に、パッチ画像の飛び散りの多少、又は現像剤や感光体、中間転写部材等のバラツキがあっても、精度よくかつ長期的に出力画像濃度を安定させることができる画像形成装置を得ることが目的である。

また、上記目的に加え、装置稼動全般、すなわち、過渡期、定常期に拘わらず出力画像濃度を安定させることができる画像形成装置及びその出力画像濃度補正方法を得ることが目的である。

［第１の発明］
第１の発明は、像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを用いて現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、出力画像濃度補正用のパッチ画像を形成し、当該パッチ画像の濃度と、予め設定されている目標値との比較結果により出力画像濃度制御条件を決定する出力画像濃度制御手段と、画像形成時の画像ピクセル数をカウント可能なピクセルカウント手段と、上記ピクセルカウント手段でカウントされたピクセルカウント値を累積、記憶するピクセルカウント値累積記憶手段と、前記トナーを現像器に定量的に供給可能なトナー供給手段と、前記トナー供給手段により現像器に供給されたトナー量を計測可能な供給トナー量計測手段と、前記供給トナー量計測手段で計測された供給トナー量を累積、記憶するトナー供給量累積記憶手段と、前記ピクセルカウント値累積記憶手段に記憶されたピクセルカウント累積値と、トナー供給量累積記憶手段に記憶されたトナー供給量累積値との関係から、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する目標値補正手段と、を有している。

第１の発明によれば、出力画像濃度の目標値を、ピクセルカウント累積値とトナー供給量累積値から演算した変化量（例えば、この変化量は、ピクセルカウント累積値に対するトナー供給量累積値の比で表すことができるため、以下、適宜「傾き」という。）の大小に応じて変更することにより、トナー（キャリアを含む）の特性の変化や感光体の物性差によって現像特性が影響を受けた場合でも、画像濃度が規定の濃度に制御される。さらに、変化量（傾き）が一定範囲になるように画像濃度、つまりトナー消費量が改善されるので、出力画像濃度の高さに起因するトナーカートリッジのライフ目標未達という問題の発生を抑制することが可能となる。

第１の発明において、前記ピクセルカウント値累積記憶手段に記憶されたピクセルカウント累積値が所定値を超える度に、前記目標値補正手段による目標値補正を実行することを特徴とする。

所定のピクセルカウント間隔で出力画像濃度目標値に補正をかけることができるので、トナーの消耗に対し等間隔で補正をかけることが可能となるので、効率的かつ正確な補正が期待できる。

また、第１の発明において、前記トナー供給量累積記憶手段に記憶されたトナー供給量累積値が所定値を超える度に、前記目標値補正手段による目標値補正を実行することを特徴としている。

所定のトナー供給量間隔で出力画像濃度目標値に補正をかけることができるので、補正間隔をより簡便な方法で実現できる。

さらに、第１の発明において、累積プリント枚数を記憶する累積プリント枚数記憶手段をさらに有し、この累積プリント枚数記憶手段に記憶された累積プリント枚数が所定値を超える度に、前記目標値補正手段による目標値補正を実行することを特徴としている。

所定のプリント枚数間隔で出力画像濃度目標値に補正をかけることができるので、最も簡便に補正間隔を設定することが可能となる。また補正を行うプリント枚数が明確なので、補正による効果の検証も容易になる。

また、第１の発明において、前記現像器、若しくは画像形成装置本体には、トナーカートリッジが着脱自在に装填されており、当該トナーカートリッジを交換することで、前記目標値補正手段により補正したデータをリセットすることを特徴としている。

トナーカートリッジを交換することにより、これまで実施してきた補正をリセットすることができるので、トナーカートリッジ間で現像特性が大きく異なるような場合であっても、そのカートリッジに最適な補正を行うことが可能となる。

さらに、第１の発明において、前記ピクセルカウント値累積記憶手段に記憶されたピクセルカウント累積値と、前記トナー供給量累積記憶手段に記憶されたトナー供給量累積値とから、変化量を演算しこの変化量と、予め設定されているピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値の変化量とを比較し、比較の結果が一定以上乖離している場合に、前記目標値補正手段が、前記乖離を抑制する方向に、前記目標値を補正することを特徴としている。

ピクセルカウント累積値に対するトナー供給量累積値の変化量（傾き）を予め設定した変化量に合わせることが可能となるため、出力画像濃度を目標値に合わせることが可能となり、同時に出力画像濃度の高さに起因するトナーカートリッジのライフ未達という問題の発生を抑制することが可能となる。またトナー供給量累積値のバラツキ等に強いシステムを構築しやすいという特徴がある。

また、第１の発明において、前記ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値の上下限値が予め設定されており、前記上記ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値が前記上下限値から外れていた場合に、前記目標値補正手段では、前記目標値をトナー供給量累積値が前記上下限値の範囲内に収まる方向に補正することを特徴としている。

所定のピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値と、その上下限値を比較することにより出力画像濃度に補正をかけるため、変化量（傾き）を演算するための複雑な計算及び余分なメモリの消費が不要となる。また最初の１点目から補正が可能となるため、即効性のあるシステムを構築しやすいという特徴がある。

さらに、第１の発明において、ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値の規定値が予め設定されており、上記ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値が規定値を連続して逸脱する回数が所定回数を超えた場合に、前記目標値補正手段では、前記目標値をトナー供給量累積値が前記規定値に近付く方向に補正することを特徴としている。

所定のピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値と、その標準値を比較し、実トナー供給量累積値が規定値を連続して所定回数上回るか、下回るときに出力画像濃度に補正をかけるため、トナー供給量累積値のバラツキによる補正の振れを防止することが可能となる。

また、第１の発明において、検出したパッチ画像の濃度が、目標値から一定以上乖離している場合には、前記目標補正手段による目標値の補正を禁止することを特徴としている。

さらに、第１の発明において、前記現像器にトナーを供給するためのトナー供給装置の駆動トルクを測定する駆動トルク測定手段をさらに有し、前記駆動トルク測定手段が計測したトナー供給装置の駆動トルクが予め設定した基準トルクから一定以上乖離した場合には、前記目標補正手段による目標値の補正を禁止することを特徴としている。

測定したパッチ濃度が目標濃度から一定以上乖離している場合、若しくはトナー供給装置の駆動トルクが基準トルクから一定以上乖離している場合は目標濃度の補正を行わないため、装置の異常やトナーの偏り等により実際のトナー供給レートが変動した場合には目標濃度の補正が行われず、実際の濃度が低いのに濃度を抑える補正を行ったり、逆に実際の濃度が高いのに濃度を上げる補正を行ったりという不都合の発生を抑制できる。

（第１の発明の原理）
以下、第１の発明の原理について説明する。

（請求項１及び請求項６に対応）
図７は横軸にピクセルカウント累積値、縦軸にトナー供給量累積値を取ったときの、ピクセルカウント累積値とトナー供給量累積値の関係を示している。破線はトナー供給量累積値の上限値であり、つまり、この線を実際のトナー供給量累積値が超えている場合には、「トナー供給量が過剰であり、現像量が多く、出力画像濃度が高い」ことを示す。

図７は破線よりもわずかに実線の「実際のトナー供給量」が下回っているので、ほぼ狙いのトナー消費量、つまり、狙いの出力画像濃度が得られていることが示唆される。

図８は破線よりも「実際のトナー供給量」が上回っているので、トナー消費量が多く、つまり、出力画像濃度が高すぎることが示唆される。出力画像濃度制御に用いるパッチ画像の濃度が目標値よりも高いことを示していれば、装置は出力画像濃度を下げる方向へ制御し、結果としてトナー消費量が抑制され、トナー供給量も破線方向へ補正される。

しかし、トナー（キャリアを含む）現像剤の特性や感光体・中間転写体の物性の変化等により現像特性が変化してしまうと、実際の出力画像濃度が高いにもかかわらず出力画像濃度制御用のパッチ画像の濃度は目標値通りと判断されてしまうことがあり、このような場合には出力画像濃度を補正することができなかったので、濃い状態のままで推移し、その結果、転写ゴーストや転写不良等の画質上の問題を引き起こしたり、トナーカートリッジのライフを満足できないという問題を抱えていた。

図９は第１の発明の装置の動作を示したもので、初期には実際のトナー供給量が破線を超えていたが、出力画像濃度の補正が行われ、トナー消費量が変化したことにより、以降、実際のピクセルカウント累積値に対するトナー供給累積値の変化量（傾き）が上限値の傾きを超えないように推移している様子である。

図１０は、図９を拡大したものである。予め規定されたピクセルカウント累積値に達したときに、実際のピクセルカウント累積値に対するトナー供給累積値の変化量（傾き）と、トナー供給量上限値の傾きを比較し、条件によって出力画像濃度の目標値を変更することで、ピクセルカウント累積値に対するトナー供給量累積値の変化量（傾き）が変化している様子を表している。

［第２の発明］
第２の発明は、像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを用いて現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、既知であるトナー濃度の下での環境条件と出力画像濃度制御条件との関係を記憶する標準出力画像濃度制御条件データ記憶手段と、出力画像濃度補正用のパッチ画像を形成し、当該パッチ画像の濃度と、予め設定されている目標値との比較結果により出力画像濃度制御条件を決定する出力画像濃度制御手段と、前記画像形成エンジンを構成する環境の少なくとも湿度を検出する環境センサと、少なくともトナー濃度が既知であり、かつ予め定められた装置稼働過渡期の状況下において実行され、前記標準出力画像濃度制御条件データ記憶手段に基づいて、前記環境センサによって検出された湿度を含む環境条件における標準出力画像濃度制御条件を読み出す標準出力画像濃度条件読出手段と、前記標準出力画像濃度条件読出手段で読み出された標準出力画像濃度制御条件と、前記出力画像濃度制御手段で決定した出力画像濃度制御条件との差に基づいて、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する目標値補正手段と、を有することを特徴としている。

（第２の発明の概要）
第２の発明は、前記第１の発明が、装置が稼動しているときに定常的かつ定期的に実行されるものであるのに対し、装置稼動過渡期に特化して実行する。これにより、第１の発明による目標値補正の迅速な安定を図ることができる。

すなわち、装置稼動過渡期、例えば、画像形成装置が工場出荷され、ユーザーの管理下になったとき等、まだ、トナーの消費が極わずか（不使用を含む）であり、処理量も極僅か（未処理を含む）である期間では、画像とトナー消費量との関係が把握されていない。言い換えれば、この関係を把握するためには、処理量で言えば、数１００枚の画像形成動作を必要とする。

このような装置稼動過渡期から、前述の請求項１の発明を実行すると、目標値が安定値に収束するまでに多大な時間がかかることになる。これは、第１の発明を否定しているのではなく、装置稼動過渡期は、定常期に比べて非効率であることを明確にしたものである。

（第２の発明の作用）
第２の発明によれば、標準出力画像濃度制御条件データ記憶手段に、既知であるトナー濃度の下での環境条件と出力画像濃度制御条件との関係を記憶しておく。

ここで、少なくともトナー濃度が既知であり、かつ予め定められた装置稼働過渡期の状況下において、出力画像濃度制御手段による、出力画像濃度制御条件の決定後、標準出力画像濃度条件読出手段では、前記標準出力画像濃度制御条件データ記憶手段から、環境センサによって検出された湿度を含む環境条件における標準出力画像濃度制御条件を読み出す。

目標値補正手段では、標準出力画像濃度条件読出手段で読み出された標準出力画像濃度制御条件と、前記出力画像濃度制御手段で決定した出力画像濃度制御条件との差に基づいて、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する。

すなわち、装置稼動過渡期は、トナー濃度が既知であるため（新品のトナーカートリッジであるため）、標準出力画像濃度条件に対して差が出るのは、環境条件に絞られるため、ある程度の予測によって最適な目標値に近似させることが可能となる。

第２の発明において、前記装置稼動過渡期の期間は、前記出力画像濃度制御手段による出力画像濃度制御条件の決定の度に、前記目標値補正手段による目標値の補正を実行することを特徴としている。

環境条件は、装置稼動過渡期は変動が大きいため、目標値の補正を出力画像濃度制御手段による出力画像濃度制御条件の決定の度に実行することが好ましい。

また、第２の発明において、前記装置稼動過渡期が、画像形成時の画像ピクセル数の累積値が所定値以下の期間であることを特徴としている。

装置稼動過渡期を特定するために、画像形成時の画像ピクセル数を累積し、当該累積値が所定値以下の期間であることとした。

さらに、第２の発明において、前記装置稼動過渡期が、前記現像器に定量的に供給するトナーの累積値が所定値以下の期間であることを特徴としている。

装置稼動過渡期を特定するために、現像器に定量的に供給するトナー量を累積し、当該累積値が所定値以下の期間であることとした。

また、第２の発明において、前記目標値の補正があった場合には、前記出力画像濃度制御手段による出力画像濃度制御条件の決定動作期間を短くすることを特徴としている。

目標値の補正があるということは、環境の変動が大きいことを意味しており、これに追従するために、出力画像濃度制御手段による出力画像濃度制御条件の決定動作期間を短くする。

［第３の発明］
第３の発明は、像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを用いて現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置において、装置稼動中の全般に亘り、所定のタイミングで実行され、出力画像濃度補正用のパッチ画像を形成し、当該パッチ画像の濃度と、予め設定されている目標値との比較結果により出力画像濃度制御条件を決定する出力画像濃度補正方法であって、トナー濃度が既知であり、かつ予め定められた装置稼働過渡期の状況下において、前記出力画像濃度制御条件の決定時の環境条件における標準出力画像濃度制御条件との差を求め、当該差に基づいて、前記目標値を補正すると共に、前記装置稼動過渡期以外の時期において、画像形成時の画像ピクセル数を累積し、現像器に供給されるトナー供給量を累積し、前記ピクセル数の累積値と、トナー供給量の累積値との関係から、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する、ことを特徴としている。

第３の発明によれば、前記第１の発明と第２の発明とを併用することで、装置稼動の全般に亘り、安定した目標値を維持することができる。

具体的には、装置稼動過渡期が最初にくるため、この装置稼動過渡期に第２の発明を実行し、その後、第１の発明に移行すればよい。

以上説明した如く第１の発明では、特に出力画像濃度調整用のパッチ画像の濃度を目標値と比較して補正する場合に、パッチ画像の飛び散りの多少、又は現像剤や感光体、中間転写部材等のバラツキがあっても、精度よくかつ長期的に出力画像出力画像濃度を安定させることができるという優れた効果を有する。

また、第２の発明では、第１の発明が非効率となる装置稼動過渡期に特化して環境条件に応じて目標値を補正することができ、出力画像濃度を安定させることができる。

さらに、第３の発明では、装置稼動全般に亘り、安定した目標値補正が可能となり、装置稼動初期から出力画像濃度を安定させることができる。

［第１の実施の形態］
（画像形成装置の概略構成）
図１には、第１の発明（主として、請求項１及び請求項６）の第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、転写ロール７４へ搬送される。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって用紙にトナー像が定着されるようになっている。

ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個のトナーカートリッジ６４が配設されている。このトナーカートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、トナーカートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

トナーカートリッジ６４の図１の左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。

感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。

露光ユニット６２は、Ｙ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。

露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。

感光体ユニット５０には、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており（図１では感光体ユニット５０Ｙに対応するもののみに符号を記載）、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、現像装置５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像装置５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。

一方、感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写ドラム７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写ドラム７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写ドラム７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。

これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。

（画像形成装置全体の制御系の概略構成）
図２は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ２０２には、ユーザインターフェイス２０４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部を構成する画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部２０６と共に、それぞれＭＣＵを構成する光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像装置コントロール部２１４、定着部コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部２０６には、状態管理部２１８が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部２１８で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ２０２へ送出されるようになっている。

また、メインコントローラ２０２には、環境検出のための、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されている。この温度センサ２２１、湿度センサ２２２では、エンジン部１２内の環境温度・湿度を検出する。

さらに、メインコントローラ２０２には、出力画像濃度補正、並びにトナー濃度補正を行うために必須の濃度センサ２２４が接続されている。この濃度センサ２２４は、その検出面が二次中間転写ドラム７２の周面に対向した配設されている。すなわち、この濃度センサ２２４は、反射型であり、転写ロール７４に対して光を照射し、その反射光を検出することで、濃度値に応じた電気信号を出力する構成となっている。

ここで、出力画像濃度補正とは、最終的に用紙にプリントされる画像の濃度が画像データどおりの濃度で記録されているか否かを判断するものである。その工程としては、まず、用紙を搬送しない状態で、出力画像濃度検出用のパッチ画像（中間調画像）を形成し、転写ロール７４へ転写する。次に、この転写ロール７４上のパッチ画像を前記濃度センサ２２４によって濃度を検出する。検出した濃度データを出力画像濃度目標値と比較し、光量や現像バイアス等を補正する。

一方、トナー濃度補正とは、現像装置５８におけるトナーの単位供給量が適正か否かを判断するものである。その工程としては、まず、用紙を搬送しない状態で、トナー濃度検出用のパッチ画像（ベタ画像）を形成し、転写ロール７４へ転写する。次に、この転写ロール７４上のパッチ画像を前記濃度センサ２２４によって濃度を検出する。検出した濃度データをトナー濃度目標値と比較し、単位ピクセル当たりのトナー供給量を補正する。

第１の実施の形態では、上記の２種の補正形態の内、出力画像濃度補正に着目し、出力画像濃度補正の最適化を図ったものである。

すなわち、従来では、濃度センサ２２４で検出された濃度データは、固定的な出力画像目標値との比較によって、その差分に応じた補正を行っていた。しかしながら、固定的な出力画像濃度目標値との比較では、誤差が累積した場合、画質に多大な影響を及ぼすことになる。

そこで、固定的であった出力画像濃度目標値を、画像データに応じた累積ピクセル数に対するトナー供給量累積値に応じて、補正することで、累積誤差を解消するようにした。

（出力画像濃度目標値補正制御系）
図３は、メインコントローラ２０２における、出力画像濃度目標値補正制御系を機能的に示したブロック図である。なお、このブロック図は、当該出力画像濃度目標値補正制御に必要な処理を機能的に分けたものであり、ハード構成を限定するものではない。

画像データは、メインコントローラ２０２のプリント管理部１００に入力されるようになっている。プリント管理部１００は、ユーザインターフェイス２０４と接続されている。このユーザインターフェイス２０４からプリント指示があると、プリント管理部１００は、画像形成処理制御部２０６に対して、プリントの実行を指示する。

画像形成処理制御部２０６は、前述（図２参照）したように定着コントロール部２１６、帯電器コントロール部２１２、駆動系コントロール部２１０、現像装置コントロール部２１４、並びに光走査系コントロール部２０８を制御し、プリント処理を実行する。なお、現像装置コントロール部２１４には、トナー供給装置１０２が接続され、トナーカートリッジ６４から現像装置５８（各現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ）へのトナー供給量を制御している。

また、画像形成処理制御部２０６には、出力画像濃度補正実行制御部１０４が接続されている。この出力画像濃度補正実行制御部１０４には、濃度センサ２２４によって検出した濃度データが入力されるようになっている。ここで、所定のタイミングで、出力画像濃度補正用パッチ画像が形成されると、濃度センサ２２４によって、この出力画像濃度補正用パッチ画像の濃度（以下、「パッチ濃度」という）が検出される。

ここで、出力画像濃度補正実行制御部１０４には、実行出力画像濃度目標値メモリ１０６が接続されている。この実行出力画像濃度目標値メモリ１０６には、初期状態（例えば、トナーカートリッジ６４の交換時等）では、後述する実行出力画像濃度目標値補正部１０８を介して、基準出力画像濃度目標値メモリ１１０から基準出力画像濃度目標値が格納されるようになっている。

出力画像濃度補正実行制御部１０４では、前記濃度センサ２２４によって検出したパッチ濃度と、実行出力画像濃度目標値メモリ１０６から読み出された実行出力画像濃度目標値（以下、「実目標値」という）とが比較され、その比較結果に基づいて、光量や現像バイアス等を補正するべく、補正指示信号を画像形成処理制御部２０６へフィードバックする。これにより、出力画像濃度を安定させることができる。

ところで、上記出力画像濃度補正が、長期に亘り、繰り返し実行されると、累積誤差が発生することがある。この累積誤差により、徐々に画像濃度が適正値を逸脱し、出力画像濃度が不安定となる場合がある。

そこで、第１の実施の形態では、累積誤差を解消するべく、実目標値を固定的な数値とせず、累積誤差に応じてバリアブルに補正可能とした。

このため、トナー供給装置１０２により現像装置へ供給するトナー供給量（トナー供給量データ）をトナー供給量カウント部１１２によってカウントし、トナー供給量累積部１１４によって当該カウント値を累積すると共に、画像形成処理制御部２０６による画像形成時の画像データ（ピクセルデータ）をピクセルカウント部１１６によってカウントし、ピクセルカウント累積部１１８によって当該カウント値を累積している。なお、ピクセルデータとは、トナー量を決定するための最小単位データとして適用される。

前記トナー供給量累積部１１４で累積したトナー供給量累積データ、並びに前記ピクセルカウント値累積部１１８で累積したピクセル累積データは、それぞれ変化量演算部１２０に入力されるようになっている。

この変化量演算部１２０には、測定値一時メモリ１２２が接続されている。この測定値一時メモリ１２２には、過渡期以外では過去３回分のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データが記憶されている。

変化量演算部１２０では、今回取得した最新のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データと、過去３回分のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データとから、変化量（傾き）を演算し、比較部１２４へ送出する。なお、過去３回分のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データを適用するのは、演算する変化量の精度を高めるためであり（傾きの近似曲線の精度アップ）、過渡期においては、過去２回分以下のデータから変化量を演算するようにしてもよい。

比較部１２４には、規定値メモリ１２６が接続されている。この規定値メモリ１２６には、演算された変化量を比較するための規定値（上限値、下限値）が記憶されている。規定値メモリ１２６は、前記ピクセルカウント値累積部１１８からの情報に基づき、現在のピクセルカウント累積データに対応する規定値の上限値及び下限値が比較部１２４へ送出されるようになっており、前記演算された変化量が規定値の上限値及び下限値のそれぞれの比較され、変化量が上限値を超えているか、変化量が下限値を下回っているか、変化量が上限値と下限値の間に位置するかの３種類の比較結果を出力画像濃度目標値演算部１２８へ送出するようになっている（図５参照）。

出力画像濃度目標値演算部１２８では、上記比較結果の内、変化量が上限値を超えている場合は、画像濃度が薄くなるように実目標値補正データを生成し、一方変化量が下限値を下回っている場合は、画像濃度が濃くなるような実目標値補正データを生成し、それぞれ出力画像濃度目標値補正部１０８へ送出する。

この出力画像濃度目標値補正部１０８は、前記実行出力画像濃度目標値メモリ１０６に接続されている。出力画像濃度目標値補正部１０８では、前記実目標補正データが入力されると、実行出力画像濃度目標値メモリ１０６に記憶されている実行出力画像濃度目標値を補正する。

ここで、前記画像形成処理制御部２０６には、リセット部１３０が接続されている。画像形成処理制御部２０６において、トナーカートリッジ６４の交換を認識すると、このリセット部１３０にカートリッジ交換信号を送出する。

リセット部１３０では、カートリッジ交換信号が入力されると、前記ピクセルカウント値累積部１１８、トナー供給量累積部１１４、並びに測定値一時メモリ１２２へリセット信号を送出し、それぞれ格納されているデータをリセットする。また、リセット部１３０は、前記出力画像濃度目標値補正部１０８にもリセット信号を送出する。このリセット信号を受けると、出力画像濃度目標値補正部１０８では、基準出力画像濃度目標値メモリ１１０に記憶された基準出力画像濃度目標値を読み出して、実行出力画像濃度目標値メモリ１０６へ格納する。

すなわち、トナーカートリッジ６４が交換された場合には、実目標値の補正に関するデータを全てクリア（リセット）し、初期状態に戻すようにしている。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。

（画像形成処理の流れ）
各感光体ドラム５２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、各感光体ドラム５２は所定の回転速度で回転駆動される。

そして、感光体ドラム５２の表面は、図１に示すように、帯電ロール５６に所定の帯電レベル（例えば、約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、第１の実施の形態では、帯電ロール５６に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。

次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム５２の表面に、露光ユニット６２によって各色に対応したレーザ光Ｌが照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム５２のレーザ光Ｌによる露光部位の表面電位は所定レベルにまで除電される。

そして、各感光体ドラム５２の表面に形成された静電潜像は対応する各現像装置５８によって現像され、各感光体ドラム５２上に各色のトナー像として可視化される。

次に、各感光体ドラム５２上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム６８、７０上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム６８に、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに形成されたＫ色及びＣ色のトナー像は一次中間転写ドラム７０上に、各々転写される。

この後、一次中間転写ドラム６８、７０上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム７２上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム７２上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。

最後に、二次中間転写ドラム７２上に形成されたトナー像は、転写ロール７４によって用紙搬送路を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット３２によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。

（出力画像濃度補正制御）
ここで、用紙に記録される画像は画像データに基づき、現像装置５８への一定のトナー供給、所定の現像バイアスの下で現像されるため、理論的には常に適正な出力画像濃度を維持するが、実際には、環境温度、各部材の経時的な劣化、トナー供給量誤差、現像バイアス変化等により、出力画像濃度が変化する。

このため、定期的に出力画像濃度を補正するべく、出力画像濃度補正用パッチ画像を形成し、これを転写ロール７４に転写して、濃度センサ２２４によって検出し、所定の目標値（実目標値）と比較することで、光量や現像バイアスを補正するようにしている。

この出力画像濃度補正制御により、基本的には、安定した出力画像濃度を得ることができる。

（出力画像濃度目標値補正）
ところが、上記出力画像濃度補正を長期に亘り継続していくと、累積誤差が発生し、適正な画像濃度を得られなくなる場合がある。そこで、第１の実施の形態では、ピクセルカウント累積データが所定値になる毎に、トナー供給量累積値が規定値を維持（上限値及び下限値の範囲内）しているか否かを判別し、逸脱していた場合には実目標値を補正するようにした。

以下、図４のフローチャートに従い、上記の実目標値の補正制御の流れについて説明する。なお、この図４のフローチャートは、ジョブエンドに起動する。

ステップ１５０では、ピクセルカウント累積データが所定値を超えたか否かが判断され、否定判定の場合はこのルーチンは終了する。また、ステップ１５０で肯定判定されると、実目標値の補正時期であると判断し、ステップ１５２へ移行する。

ステップ１５２では、現在の（最新の）トナー供給量累積データ、ピクセル累積データを読み出し、次いでステップ１５４で過去３回分（前々々回、前々回、前回）のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データを読み出して、ステップ１５６へ移行する。

ステップ１５６では、上記読み出した現在のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データ、並びに過去３回分のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データから、変化量（傾き）を演算する。

次のステップ１５８では、まず、演算された変化量（以下、「変化量演算値」という）を規定値（上限値）と比較される。このステップ１５８で、変化量演算値＞上限値と判定された場合は出力画像濃度が所望の濃度よりも濃いと判断し、ステップ１６０へ移行して、画像濃度が薄くなるように実目標値補正データを生成し、ステップ１６６へ移行する。

また、ステップ１５８で変化量演算値≦上限値と判定された場合は、ステップ１６２へ移行して変化量演算値と規定値（下限値）とが比較される。

このステップ１６２で、変化量演算値＜下限値と判定された場合は出力画像濃度が所望の濃度よりも薄いと判断し、ステップ１６４へ移行して、画像濃度が濃くなるような実目標値補正データを生成し、ステップ１６６へ移行する。

また、ステップ１６２で変化量演算値≧下限値と判定された場合は、出力画像濃度が所望の濃度を維持していると判断し、ステップ１６８へ移行する。

前記ステップ１６６では、生成された実目標値補正データに基づいて実目標値を補正し、ステップ１６８へ移行する。この実目標値を補正することで、現像バイアスを調整したり、光量を調整するといった、物理的な補正をせず、最適な出力画像濃度を得ることができる。

ステップ１６８では、過去３回分のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データの更新を実行する。すなわち、前々々回のデータを破棄して前々回のデータを新たな前々々回のデータとし、前回のデータを前々回のデータとし、最新のデータを前回のデータとして、このルーチンは終了する。

図５は第１の実施の形態の実目標値補正の一例を説明するための図である。

トナーカートリッジを交換後、規定の累積画像ドットを超えたとき、その時点の累積画像ドット１と累積トナー供給量１を記憶する（丸付き数字の「１」参照）。

次の規定の累積画像ドットを超えたとき、前回の累積画像ドット１と累積トナー供給量１を、それぞれ累積画像ドット２と累積トナー供給量２に記憶させ、その時点の累積画像ドット及び累積トナー供給量（丸付き数字の「２」参照）をそれぞれ累積画像ドット１と累積トナー供給量１に記憶する。

さらに次の規定の累積画像ドットを超えたとき、前々回の累積画像ドット２と累積トナー供給量２を、累積画像ドット３と累積トナー供給量３に記憶させ、同様に前回の累積画像ドット１と累積トナー供給量１を、累積画像ドット２と累積トナー供給量２に記憶させ、その時点の累積画像ドット及び累積トナー供給量（丸付き数字の「３」参照）を累積画像ドット１と累積トナー供給量１に記憶する。

記憶データが三つ以上になったので（丸付き数字の「１」、「３」参照）、この三つの値から最小二乗法を用いて累積画像ドットと累積トナー供給量の傾きの近似式を計算する。この近似式、傾きＡと、予め設定されている累積画像ドットと累積トナー供給量の傾きの上限値、傾きｋ１、及び累積画像ドットと累積トナー供給量の傾きの下限値、傾きｋ２を比較して、
傾きＡ ＞ 傾きｋ１
のときには出力画像濃度の目標値を薄くなるように補正し、
傾きＡ ＜ 傾きｋ２
のときには出力画像濃度の目標値を濃くなるように補正する。

出力画像濃度の目標値を薄くなるように補正することにより、トナーの消費が抑制され累積画像ドットに対する累積トナー供給量が過剰となるため、装置のトナー濃度が高くなる。装置はこのトナー濃度を補正するためにトナー補給量を抑制するため、累積トナー補給量も抑制される。

反対に目標値を高くなるように補正した場合には、トナーの消費が加速され累積画像ドットに対する累積トナー供給量が過小となるため装置のトナー濃度が低くなり、これを補正するため装置はトナー補給を加速するため累積トナー補給量も促進される。

さらに次の規定の累積画像ドットを超えたとき、前々々回の累積画像ドット３と累積トナー供給量３を、累積画像ドット４と累積トナー供給量４（△１）に記憶させ、前々回の累積画像ドット２と累積トナー供給量２を、累積画像ドット３と累積トナー供給量３（△２）に記憶させ、前回の累積画像ドット１と累積トナー供給量１を、累積画像ドット２と累積トナー供給量２（△３）に記憶させ、最新の値を、累積画像ドット１と累積トナー供給量１（△４）に記憶する。

この四つの値（△１〜４）から最小二乗法を用いて累積画像ドットと累積トナー供給量の傾きの近似式を計算する。この近似式の傾きＡと、上記ｋ１及びｋ２を比較して、
傾きＡ＞傾きｋ１
のときには出力画像濃度の目標値を薄くなるように補正し、
傾きＡ＜傾きｋ２のときには出力画像濃度の目標値を濃くなるように補正する。

このようにして、同様に次の規定の累積画像ドットで、値を更新し、最新の４点を用いて出力画像濃度を補正することにより、傾きＡは、傾きｋ１よりも小さく、かつ、傾きｋ２よりも大きくなるように推移する。この結果、画像濃度を一定範囲内に制御することができる。

以上説明したように第１の実施の形態では、定期的に出力画像濃度補正用パッチ画像を形成し、このパッチ画像の濃度を濃度センサ２２４によって検出して、検出値と予め設定された目標値とを比較することで、光量や現像バイアスを補正する出力画像濃度補正を実行することを前提として、ピクセルデータ累積データに対するトナー供給量累積値の変化量を演算し、変化量が規定値を維持（上限値、下限値の範囲内）しているか否かを判定すると共に、上限値を超えている場合には、出力画像濃度が薄くなるように実目標値を補正し、下限値を下回っている場合には、出力画像濃度が濃くなるように実目標値を補正するようにした。これにより、適正な出力画像濃度を長期に亘り維持することができる。

（変形例：請求項７に対応）
なお、第１の実施の形態では、すでに過去３回分のトナー供給量累積データ、ピクセル累積データが記憶されている状態として説明したが、当然、過渡期は過去のデータな少ない（２回分以下）場合がある。この場合、過去３回分のデータが揃うまで目標値補正を行わなくてもよいが、例えば、過去２回分のデータから変化量を演算するようにしてもよい。

また、第１の実施の形態では、変化量に基づいて目標値の補正データを生成するようにしたが、図６に示される如く、トナー供給量累積データそのもの（絶対量）を規定値（上限値、下限値）と比較して補正（所謂オン・オフ制御に類似）するようにしてもよい。

図６は第１の実施例を示した図で、横軸は累積画像ドット、縦軸は累積トナー供給量を示している。二つの破線はそれぞれその時点の累積画像ドットにおける累積トナー供給量の上限と下限を表しており、実際の累積トナー供給量が上限値を上回っている場合には出力画像濃度が濃すぎることを示しており、反対に実際の累積トナー供給量が下限値を下回っている場合には出力画像濃度が低すぎることを示している。

第１の実施例では所定のタイミングで実際の累積画像ドットにおける累積トナー供給量と、その上限値及び下限値との比較を行い、実際の累積トナー供給量が上限値より多ければ出力画像濃度を下げる方向に、反対に実際の累積トナー供給量が下限値より少なければ出力画像濃度を上げる方向に出力画像濃度目標値の補正を行う。

図６では所定のタイミング（図６の丸付数字の「１」参照）では累積トナー供給量が上限値を越えていたので、出力画像濃度目標値を下げる方向に補正を行う。次に所定のタイミング（図６の丸付数字の「２」参照）では累積トナー供給量が上限値と下限値の間に入っていたので、出力画像濃度目標値に補正は行わない。次に所定のタイミング（図６の丸付数字の「３」参照）では累積トナー供給量が下限値を下回ってしまったために、出力画像濃度目標値を上げる方向に補正を行う。さらに所定のタイミング（図６の丸付数字の「４」参照）では再び累積トナー供給量が狙いの範囲内に収まったので出力画像濃度目標値の補正は行わない。

このように所定のタイミングで都度、累積トナー供給量とその上下限値を行い、出力画像濃度目標値の補正必要性の有無を判断するものである。

この場合、実目標値の補正の精度は下がるが、制御系が単純となり、簡易的に実目標値を補正（例えば、廉価であり画質が厳格に要求されない機種等）するには最適である。

（請求項２に対応）
例えば、累積画像ドットとして、あるまとまった数のピクセル数を１としている。具体的にはＡ４用紙上、印字密度１％程度で、５画像ドットとなるような値を用いている。

したがってＡ４用紙上で印字密度５％の画像が８０００枚印字可能なトナーカートリッジでは累積画像ドットは５×５×８０００＝２０００００ドットとなる。

例えば、規定の累積画像ドットを１２５００に設定すると、累積画像ドットが１２５００、２５０００、３７５００と１２５００増加する毎にトナー供給量累積値の更新を行う。 ここでは、累積画像ドットの間隔は一定に設定してあるが、必ずしも一定である必要はないがトナーカートリッジ使用開始直後は間隔を短く、終了間際では間隔を広くするということも可能である。

（請求項３に対応）
トナーカートリッジは内部に設けられたコイルオーガーを各色独立したディスペンスモータで駆動することにより、トナーカートリッジのトナー排出口から現像器内へトナーを排出する仕組になっている。

また、上記ディスペンス回数でトナー供給量を計測している。ディスペンスモータが０.５秒回転するとディスペンス回数が１回としてカウントされ、トナーカートリッジ内のトナーを全て供給するのに約１８００カウントを要する。

累積画像ドット間隔１２５００に変えて、累積トナー供給量としてディスペンス回数をモニタしており、ディスペンス回数が１００回を経過する毎に累積画像ドットの更新を行う。

累積トナー供給量の間隔は一定に設定してあるが、必ずしも一定である必要はく、例えばトナーカートリッジ使用開始直後は間隔を短く、終了間際では間隔を広くするということも可能である。

（請求項４に対応）
第１の実施例では１枚プリントする度にメモリ上に設定された累積プリント枚数をカウントアップするようになっている。また第１の実施例では実施例２の累積画像ドット間隔１２５００に変えて、累積プリント枚数が５００枚を経過する度に累積画像ドット及び累積トナー供給量の更新を行う。

累積プリント枚数の間隔は一定に設定してあるが、必ずしも一定である必要はなく、例えばトナーカートリッジの使用開始直後は間隔を短く、終了間際では間隔を広くするということも可能である。

（請求項５に対応）
トナーカートリッジを交換すると、出力画像濃度の目標値の補正をリセットする仕組を有している。

画像形成装置はイエローの出力画像濃度の目標値は初期値として１.３という値がメモリ上のＡ番地に格納されている。実施例４の場合で、累積プリント枚数１５００枚を経過した時点の累積画像ドットと累積トナー供給量の関係から、出力画像濃度の目標値を０.０５下げる補正を行ったとすると、メモリ上のB番地に補正値として−０.０５が格納される。１５００枚以降の出力画像濃度の目標値はメモリＡ番地とB番地の値を加算して１.２５となる。

以降５００枚を経過する度にメモリ上のB番地の値を更新し、トナーカートリッジのトナーがなくなった時点でメモリ上のB番地の補正値は−０.１５だとすると、出力画像濃度の目標値は１.１５となる。

トナーカートリッジを新品に交換すると、トナーカートリッジに設けられたメモリの情報から、画像形成装置はトナーカートリッジが新品であることを検知する。トナーカートリッジが交換されたことを検知すると、画像形成装置はメモリ上のB番地の値を０にリセット
する。このため、トナーカートリッジが新品に交換されると出力画像濃度の目標値は初期値の１.３に戻る。

画像形成装置のメモリ上にB番地が配置されているが、B番地はトナーカートリッジ上のメモリに配置されていてもよい。補正値がトナーカートリッジと一体となっているため、途中まで使用したトナーカートリッジを再使用する場合でも、最後に使用した時点の補正値が記録されているため、この補正値から継続することができる。

（請求項８に対応）
連続して３回、所定の累積画像ドットにおける累積トナー供給量が標準値を上回る、若しくは下回った場合には画像濃度目標値の補正を行うようになっている。

所定のタイミングにおける累積トナー供給量が、予め設定されている標準値に対し、連続して３回上回った場合には、画像濃度目標値を下げる方向に補正を行う。反対に３回連続で標準値を下回った場合には、画像濃度目標値を上げる方向に補正を行う。また標準値に対し、上回る→下回る→上回るといったように、連続３回どちらかが続かない場合には補正は行わない。

［第２の実施の形態］
以下、第２の発明の係る第２の実施の形態について説明する。

この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。

第２の実施の形態の特徴は、前記第１の実施の形態において適用した画像形成装置１０において、例えば、工場出荷直後から数１００枚の画像形成処理までの、所謂装置稼動過渡期に特化した、目標値補正に関するものである。すなわち、第１の実施の形態における目標値補正時期とは重複しない時期である。

図１１は、装置過渡期におけるメインコントローラ２０２での実目標値補正制御を機能的に示したブロック図である。なお、メインコントローラ２０２では、当然、第１の実施の形態で示した定常期の実目標補正制御も実行されるが、この図１１では、一部を省略している。また、図３と同様、このブロック図はハードウェアを特定するものではない。

メインコトローラ２０２には、目標値補正実行モード判定部３００が設けられており、画像形成処理制御部２０６からの画像形成処理履歴等の情報に基づいて、現在が装置稼働過渡期か定常期かを判定する。

この目標値補正実行モード判定部３００において、定常期であると判定した場合は、定常モード制御（第１の実施の形態）を実行することになる。この場合、予め装置稼働過渡期制御用プログラムと、定常期制御用プログラムを記憶しておき、選択的に読み出して実行するようにしてもよいし、ハード構成でそれぞれの制御系を構築し、何れかを起動させるようにしてもよい。

目標値補正実行モード判定部３００には、画像濃度制御条件読出部３０２が接続されている。この画像濃度制御条件読出部３０２に、前記目標値補正実行モード判定部３００から過渡期モードであることを示す信号が入力されると、画像濃度制御条件読出部３０２では、出力画像濃度補正実行制御部１０４から、決定した画像濃度制御条件（決定画像濃度制御条件）を読み出し、比較部３０４へ送出する。

また、画像濃度制御条件読出部３０２には、標準画像濃度制御条件読出部３０６が接続されている。標準画像濃度制御条件読出部３０６には、前記画像濃度制御条件読出部３０２から、当該画像濃度制御条件読出部３０２が決定画像濃度制御条件を読み出すときに同期して、読出同期信号が入力されるようになっている。

この読出同期信号に基づいて、標準画像濃度制御条件読出部３０６では、湿度センサ２２２から湿度データを読み取り、この読取った湿度データに基づいて、湿度−標準出力画像濃度制御条件特性マップ３０８（図１２参照）から、当該湿度に対応する標準出力画像濃度制御条件を読み出し、前記比較部３０４へ送出する。

比較部３０４では、前記決定画像濃度制御条件と標準出力画像濃度制御条件との差が所定以上（プラス側（α）、マイナス側（β）にそれぞれ独立して設定した範囲外）の場合に、出力画像濃度目標値を補正するべく、差分情報を出力画像濃度目標値補正部（過渡期）３１０へ送出する。

この出力画像濃度目標値補正部（過渡期）３１０は、前述した第１の実施の形態の出力画像濃度目標値補正部１０８（図３参照）と同一の機能であるため、共有してもよい。

出力画像濃度目標値補正部（過渡期）３１０では、前記差分情報に応じた出力画像濃度目標値を設定し、その補正情報を実行出力画像濃度目標値メモリ１０６に更新格納する。

この結果、次の出力画像濃度補正実行制御部１０４における出力画像濃度補正時は、更新された目標値に基づいて実行されることになる。

以下に第２の実施の形態の作用を図１３のフローチャートに従い説明する。

ステップ３５０では、装置による画像形成処理出力枚数が所定値以下、かつピクセルカウント累積値が所定値以下か否かが判断され、否定判定された場合は、定常期であると判断し、このルーチンは終了する。

また、ステップ３５０で肯定判定されると、装置稼働過渡期であると判断し、ステップ３５２へ移行する。

ステップ３５２では、出力画像濃度補正実行制御部１０４において決定した決定画像濃度制御条件ＤＴＭＮを読み出す。より具体的には、パッチ画像の検出によってフィードバック補正される現像バイアスである。

次のステップ３５４では、湿度センサ２２２によって検出された湿度データを取り込み、次いでステップ３５６へ移行して、図１２に示す湿度−現像バイアス特性マップ（湿度−標準出力画像濃度制御条件特性マップ）から、前記取り込んだ湿度データに対応する現像バイアス（標準出力画像濃度制御条件ＳＴＮＤ）を読み出し、ステップ３５８へ移行する。

ステップ３５８では、決定画像濃度制御条件ＤＴＭＮと、標準出力画像濃度制御条件ＳＴＮＤとが比較される。すなわち、ＤＴＭＮ＞ＳＴＮＤ＋αの場合は、画像濃度が濃くなっている可能性が高いため、ステップ３６０へ移行して、画像濃度が薄くなる方向へ実効出力画像濃度目標値を更新する（現像バイアスを下げる）。

一方、ステップ３５８でＤＴＭＮ≦ＳＴＮＤ＋αと判定された場合は、ステップ３６２へ移行して、再度決定画像濃度制御条件ＤＴＭＮと、標準出力画像濃度制御条件ＳＴＮＤとが比較される。このステップ３６２で、ＤＴＭＮ＜ＳＴＮＤ＋βと判定された場合は、画像濃度が薄くなっている可能性が高いため、ステップ３６４へ移行し、画像濃度が濃くなる方向へ実行出力画像濃度目標値を更新する。

また、ステップ３６２でＤＴＭＮ≧ＳＴＮＤ＋βと判定された場合は、画像濃度が適正であるため、目標値の更新は実行せず、このルーチンは終了する。

以上説明したように第２の実施の形態では、画像とトナー消費量との関係が把握できていない装置稼働過渡期において、トナーカートリッジが新品であり当該トナー濃度が既知であることを前提として、環境条件（ここでは、湿度）に基づく、標準出力画像濃度条件（ここでは、現像バイアス）を記憶しておき、この標準出力画像濃度条件と、実際にパッチ画像を読取ることで決定された画像濃度出力条件（現像バイアス）との差分に基づいて、目標値を更新するようにした。

この結果、比較的短期間で目標値を安定値に収束させることができ、定常期に入った直後から、精度の高い画像濃度補正が可能となる。

また、この装置稼働過渡期において、出力画像濃度補正の実行の度に、目標値の補正を行うことで、特に装置設置直後のトナーの帯電状態が不安定な状態でパッチ画像濃度のばらつきの影響を受けにくく、かつ画像濃度を目標値に近づけることができる。

さらに、環境条件として湿度を用いることで、湿度によって帯電状態が変化するトナーの影響を相殺することができる。

なお、第２の実施の形態では、装置稼働過渡期において、出力画像濃度補正実行の度に目標値の補正を自動的に実行するようにしたが、ユーザインターフェイス２０４からのオペレータの指示によって手動に実行させることができるようにしてもよい。これにより、自動補正が不十分な場合においても、オペレータの判断で目標値補正を迅速に行うことができる。

また、第２の実施の形態では、装置稼働過渡期において、出力画像濃度補正実行の度に目標値の補正を自動的に実行するようにしたが、当該目標値の更新があった場合、あるいはその更新の度合いに応じて、出力画像濃度補正の実行インタバルを変化させるようにしてもよい。

［第３の実施の形態］
以下に第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、第１の発明及び第２の発明を組み合わせたものであり、図１４に示される如く、単一の装置において、装置稼働過渡期において（ステップ４００の肯定判定）、装置稼働過渡期目標値補正制御を実行し（ステップ４０２）、過渡期が終了し定常期に入った時点で（ステップ４０４の肯定判定）、定常期目標値補正制御を実行する（ステップ４０６）。

これにより、１台の画像形成装置の出荷直後の過渡期から定常期にわたり、全ての条件の下で、安定した出力画像濃度補正が可能となり、画質の向上につながる。

なお、上記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態において、トナーカートリッジ６４について詳細に説明していないが、トナーカートリッジ６４としては、現像剤のみが充填された構造のみならず、他の画像形成機能部材（例えば、感光体ドラム）と一体とされた構造であっても本発明に適用可能である。

第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 第１の実施の形態に係るエンジン部の制御ブロック図である。 第１の実施の形態に係るメインコントローラにおける、出力画像濃度補正制御、並びに実目標値補正制御を機能的に示したブロック図である。 第１の実施の形態に係る実目標値の補正制御の流れを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係るピクセルカウント累積値−トナー供給量累積値特性図である。 第１の実施の形態の変形例に係るピクセルカウント累積値−トナー供給量累積値特性図である。 第１の発明の原理を説明するためのピクセルカウント累積値−トナー供給量累積値特性図である。 第１の発明の原理を説明するためのピクセルカウント累積値−トナー供給量累積値特性図である。 第１の発明の目標値補正の原理を説明するためのピクセルカウント累積値−トナー供給量累積値特性図である。 図９の拡大図である。 第２の実施の形態に係るメインコントローラにおける、出力画像濃度補正制御、並びに実目標値補正制御（過渡期）を機能的に示したブロック図である。 第２の実施の形態に係る湿度−標準出力画像濃度制御条件（現像バイアス）特性図である。 第２の実施の形態に係る実目標値の補正制御の流れを示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る装置稼働過渡期と定常期との目標値補正制御の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ エンジン部
５２ 感光体ドラム
５６ 帯電ロール
５８ 現像装置
６０ 現像器
６２ 露光ユニット
７４ 転写ロール
１００ プリント管理部
１０２ トナー供給装置
１０４ 出力画像濃度補正実行制御部
１０６ 実行出力画像濃度目標値メモリ
１０８ 実行出力画像濃度目標値補正部
１１０ 基準出力画像濃度目標値メモリ
１１２ トナー供給量カウント部
１１４ トナー供給量累積部
１１６ ピクセルカウント部
１１８ ピクセルカウント値累積部
１２０ 変化量演算部
１２２ 測定値一時メモリ
１２４ 比較部
１２６ 規定値メモリ
１２８ 出力画像濃度目標値演算部
１３０ リセット部 ２０２ メインコントローラ
２０４ ユーザインターフェイス
２０６ 画像形成処理制御部
２０８ 光走査系コントロール部
２１０ 駆動系コントロール部
２１２ 帯電器コントロール部
２１４ 現像装置コントロール部
２１６ 定着部コントロール部
２２２ 湿度センサ
２２４ 濃度センサ
３００ 目標値補正実行モード判定部
３０２ 画像濃度制御条件読出部
３０４ 比較部
３０６ 標準画像濃度制御条件読出部
３０８ 湿度−標準出力画像濃度制御条件特性マップ
３１０ 出力画像濃度目標値補正部（過渡期）

Claims (16)

1. 像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを用いて現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、
   出力画像濃度補正用のパッチ画像を形成し、当該パッチ画像の濃度と、予め設定されている目標値との比較結果により出力画像濃度制御条件を決定する出力画像濃度制御手段と、
   画像形成時の画像ピクセル数をカウント可能なピクセルカウント手段と、
   上記ピクセルカウント手段でカウントされたピクセルカウント値を累積、記憶するピクセルカウント値累積記憶手段と、
   前記トナーを現像器に定量的に供給可能なトナー供給手段と、
   前記トナー供給手段により現像器に供給されたトナー量を計測可能な供給トナー量計測手段と、
   前記供給トナー量計測手段で計測された供給トナー量を累積、記憶するトナー供給量累積記憶手段と、
   前記ピクセルカウント値累積記憶手段に記憶されたピクセルカウント累積値と、トナー供給量累積記憶手段に記憶されたトナー供給量累積値との関係から、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する目標値補正手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ピクセルカウント値累積記憶手段に記憶されたピクセルカウント累積値が所定値を超える度に、前記目標値補正手段による目標値補正を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー供給量累積記憶手段に記憶されたトナー供給量累積値が所定値を超える度に、前記目標値補正手段による目標値補正を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 累積プリント枚数を記憶する累積プリント枚数記憶手段をさらに有し、この累積プリント枚数記憶手段に記憶された累積プリント枚数が所定値を超える度に、前記目標値補正手段による目標値補正を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記現像器、若しくは画像形成装置本体には、トナーカートリッジが着脱自在に装填されており、当該トナーカートリッジを交換することで、前記目標値補正手段により補正したデータをリセットすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記ピクセルカウント値累積記憶手段に記憶されたピクセルカウント累積値と、前記トナー供給量累積記憶手段に記憶されたトナー供給量累積値とから、変化量を演算しこの変化量と、予め設定されているピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値の変化量とを比較し、比較の結果が一定以上乖離している場合に、前記目標値補正手段が、前記乖離を抑制する方向に、前記目標値を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値の上下限値が予め設定されており、前記上記ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値が前記上下限値から外れていた場合に、前記目標値補正手段では、前記目標値をトナー供給量累積値が前記上下限値の範囲内に収まる方向に補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値の規定値が予め設定されており、上記ピクセルカウント累積値におけるトナー供給量累積値が規定値を連続して逸脱する回数が所定回数を超えた場合に、前記目標値補正手段では、前記目標値をトナー供給量累積値が前記規定値に近付く方向に補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 検出したパッチ画像の濃度が、目標値から一定以上乖離している場合には、前記目標補正手段による目標値の補正を禁止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. 前記現像器にトナーを供給するためのトナー供給装置の駆動トルクを測定する駆動トルク測定手段をさらに有し、前記駆動トルク測定手段が計測したトナー供給装置の駆動トルクが予め設定した基準トルクから一定以上乖離した場合には、前記目標補正手段による目標値の補正を禁止することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
11. 像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを用いて現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置であって、
    既知であるトナー濃度の下での環境条件と出力画像濃度制御条件との関係を記憶する標準出力画像濃度制御条件データ記憶手段と、
    出力画像濃度補正用のパッチ画像を形成し、当該パッチ画像の濃度と、予め設定されている目標値との比較結果により出力画像濃度制御条件を決定する出力画像濃度制御手段と、
    前記画像形成エンジンを構成する環境の少なくとも湿度を検出する環境センサと、
    少なくともトナー濃度が既知であり、かつ予め定められた装置稼働過渡期の状況下において実行され、前記標準出力画像濃度制御条件データ記憶手段に基づいて、前記環境センサによって検出された湿度を含む環境条件における標準出力画像濃度制御条件を読み出す標準出力画像濃度条件読出手段と、
    前記標準出力画像濃度条件読出手段で読み出された標準出力画像濃度制御条件と、前記出力画像濃度制御手段で決定した出力画像濃度制御条件との差に基づいて、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する目標値補正手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
12. 前記装置稼動過渡期の期間は、前記出力画像濃度制御手段による出力画像濃度制御条件の決定の度に、前記目標値補正手段による目標値の補正を実行することを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記装置稼動過渡期が、画像形成時の画像ピクセル数の累積値が所定値以下の期間であることを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の画像形成装置。
14. 前記装置稼動過渡期が、前記現像器に定量的に供給するトナーの累積値が所定値以下の期間であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか１項記載の画像形成装置。
15. 前記目標値の補正があった場合には、前記出力画像濃度制御手段による出力画像濃度制御条件の決定動作期間を短くすることを特徴とする請求項１１乃至請求項１４の何れか１項記載の画像形成装置。
16. 像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを用いて現像すると共に、記録媒体へ直接、或いは中間転写体を介してトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを備えた画像形成装置において、
    装置稼動中の全般に亘り、所定のタイミングで実行され、出力画像濃度補正用のパッチ画像を形成し、当該パッチ画像の濃度と、予め設定されている目標値との比較結果により出力画像濃度制御条件を決定する出力画像濃度補正方法であって、
    トナー濃度が既知であり、かつ予め定められた装置稼働過渡期の状況下において、前記出力画像濃度制御条件の決定時の環境条件における標準出力画像濃度制御条件との差を求め、当該差に基づいて、前記目標値を補正すると共に、
    前記装置稼動過渡期以外の時期において、画像形成時の画像ピクセル数を累積し、現像器に供給されるトナー供給量を累積し、前記ピクセル数の累積値と、トナー供給量の累積値との関係から、前記パッチ画像の濃度の目標値を補正する、ことを特徴とする画像形成装置の出力画像濃度補正方法。

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