JP2008197542A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フルカラーモード、モノクロモードまたはツインカラーモードのいずれかのモードで画像形成を行う画像形成装置において、各モードに最適なタイミングでプロセス制御を行うことのできる手法を提供する。
【解決手段】印刷すべき画像を印刷ジョブとして受領するジョブ受領部と、画像形成条件の異なるいずれかのモードで出力すべき画像を形成し、かつ、画像形成部（１）に調整用パターンを形成させ、形成された調整用パターンを測定部（７）に測定させ、測定結果に基づいて各モードの画像形成条件の補正を行う補正制御部（１２）と、前回補正以後の累積動作情報を算出および記憶する累積動作情報管理部と、出力すべき画像の形成に先立ち、前記画像に応じたモードを決定し、各モードに応じて定められた閾値と累積動作情報とを比較して補正を行うべきか否かを判定するプロセスコントロール管理部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、モノクロモード、ツインカラーモードおよびフルカラーモードのいずれかのモードで画像形成を行い、かつ画像形成に際してその形成条件を補正する機能を有する画像形成装置に関する。

複数色のトナー、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナーを用いてフルカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、各色成分の画像を形成する画像形成部を有し、各色成分の画像を重畳してフルカラー画像を形成する。しかし、印刷すべき画像がモノクロ画像や、2色画像の場合、使用されない色成分の画像形成部まで動作させのは、部品の劣化や電力消費の観点から無駄である。そこで、形成すべき画像に必要な部分だけを動作させるように、フルカラーモード、ツインカラーモードおよびモノクロモードの各モードを設けたものがある。いずれのモードで画像を形成するかは、ユーザーの操作により決定される。しかし、画像形成装置の中には、原稿を読み取ってその画像がフルカラーか、モノクロか、あるいはツインカラーかを判別し、判別結果に応じて画像形成のモードを決定する機能を持ったものもある（例えば、特許文献１、２および３参照）。

また、画像形成装置には、感光体ドラム、感光体ドラムを一様に帯電させる帯電装置と、感光体ドラムを露光して潜像を形成するための露光装置と、潜像を現像するための現像装置等を備えている。これらの部材や、現像装置に含まれる現像剤は、温度や湿度等の環境変化に対する特性変化や、経時変化による特性変化を生じる。この特性変化に伴って、感光体ドラムを帯電、露光及び現像して得られる画像の形成状態が変化する。画像の形成状態の変化を抑制するために、所定のタイミングで画像形成条件を補正する、いわゆるプロセスコントロールと呼ばれる処理を行う技術が知られている（例えば、特許文献４および５参照）。

プロセスコントロールは、通常、テストパターンの画像形成を実際に行い、形成された画像の濃度を測定し、測定値と理想値との差異をなくすように画像形成条件を補正することによって行う。従って、プロセスコントロールが行われると、トナーがいくらか消費される。また、プロセスコントロールを行っている間は、画像形成装置を利用することができないユーザーに不便を強いることがある。
プロセスコントロールを行うタイミングが遅すぎると、画像形成の状態が不安定になり、プロセスコントロールを行うタイミングが早すぎると、トナーを無駄に消費したり、ジョブ効率を無駄に低下させたりすることになる。従って、プロセスコントロールは、適切なタイミングで実施することが重要である。

特許文献１では、モノクロ印刷枚数とカラー印刷枚数の比率に基づいてプロセスコントロールを実行するタイミングを決定することによって、プロセスコントロールを行うタイミングの適正化を図っている。
特許文献２では、面積率３〜３０％をテキスト印刷と判断し、テキスト印刷とカラー印刷とでプロセスコントロールを行う印刷枚数を切り替えることによって、プロセスコントロールを行うタイミングの適正化を図っている。
特開２００４−１５５０１５号公報 特開２００４−２９７６１０号公報 特開２００４−２９７６０９号公報 特開２００３−９１２２４号公報 特開２００５−３５２３７９号公報

どの程度の画質の劣化が許容されるのかは、画像やユーザーごとに異なるが、原稿画像の種類によって一定の傾向があると考えられる。即ち、モノクロ原稿は、濃度がある程度出ていれば許容される。これに対し、フルカラー原稿は、各色成分の濃度にバラツキがあるとそれが色相の違いとなって認識され易く、従って、モノクロ原稿よりも許容範囲が狭いことが経験的に知られている。さらに、原稿の内容にも一定の傾向があると考えられる。即ち、モノクロ原稿の内容はテキスト主体のものが多く、それに比べてフルカラー原稿は写真やグラフィックなど階調のある内容が多いと考えられる。内容の違いが、さらにフルカラー原稿の許容範囲を狭くしていると考えられる。ツインカラー原稿の典型は、印鑑が捺印されたり、強調箇所にマーキングが付された書類などである。ツインカラー原稿についての劣化の許容範囲は、前述の属性からモノクロテスト原稿に準じると考えられる。

このように画質の許容範囲が異なるモードに対して、プロセスコントロールの間隔を一律に設定するのは、不合理である。フルカラーモードとモノクロモードについては、プロセスコントロールのタイミングが独立して設定されていた。しかし、ツインカラーモードについて、そのような工夫は特にされていなかった。例えば、特許文献１〜５には、ツインカラーモードとプロセスコントロールとの関係については記載がない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、フルカラーモード、モノクロモードまたはツインカラーモードのいずれかのモードで画像形成を行う画像形成装置において、各モードに最適なタイミングでプロセスコントロールを行うことのできる手法を提供するものである。

この発明は、印刷すべき画像を印刷ジョブとして受領するジョブ受領部と、画像形成条件の異なるモノクロモード、ツインカラーモードおよびフルカラーモードのいずれかのモードで出力すべき画像を形成し、かつ、調整用パターンを形成し得る画像形成部と、形成された調整用パターンを測定する測定部と、画像形成部に調整用パターンを形成させ、形成された調整用パターンを測定部に測定させ、測定結果に基づいて各モードの画像形成条件の補正を行う補正制御部と、前回補正以後の累積動作情報を算出および記憶する累積動作情報管理部と、出力すべき画像の形成に先立ち、前記画像に応じたモードを決定し、各モードに応じて定められた閾値と累積動作情報とを比較して補正を行うべきか否かを判定するプロセスコントロール管理部とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。

この発明の画像形成装置は、出力すべき画像の形成に先立ち、前記画像に応じたモードを決定し、各モードに応じて定められた閾値と累積動作情報とを比較して補正を行うべきか否かを判定するプロセスコントロール管理部を備えるので、モノクロモード、ツインカラーモードおよびフルカラーモードのいずれのモードで画像形成を行う場合にも、画像形成前にそのモードに応じた閾値でプロセスコントロール実行の要否を判断することができる。即ち、それぞれのモードに最適なタイミングでプロセスコントロールを行うことができる。従って、トナーや時間を無駄にせず、かつ安定した画質を提供することができる。

以下、本発明の画像形成装置の好ましい実施形態について説明する。
画像形成部は、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを用いてフルカラーの画像を形成する電子写真方式の画像形成部であり、前記補正制御部は、決定されたモードがモノクロモードの場合、ブラックの調整用パターンのみを形成させてモノクロモードの画像形成条件のみを補正し、決定されたモードがツインカラーモードまたはフルカラーモードの場合、ブラックを含む各色の調整用パターンを形成させてモノクロモード、ツインカラーモードおよびフルカラーモードの画像形成条件を補正してもよい。このようにすれば、各色の調整用パターンを形成させて補正を行うフルカラーモードとツインカラーモードで、各モードに応じた閾値でプロセスコントロール実行の要否を判断することができる。

また、画像形成部は、フルカラーモード時にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分の潜像を形成し、ツインカラーモード時に全部または一部の色成分の潜像を形成し、モノクロモード時にブラックの色成分のみの潜像を形成し、各色成分の潜像をそれに対応するトナーで可視化する電子写真方式の画像形成部であり、前記累積動作情報は、少なくともブラックと他の色成分とに分けられた情報であって、少なくとも、前回補正からの累積印刷枚数、トナー消費量、累積ドットカウント値、累積印刷枚数×平均印字率及び経過期間のうちの１つ以上を含んでいてもよい。このようにすれば、前回補正からの累積印刷枚数、トナー消費量、累積ドットカウント値、累積印刷枚数×平均印字率及び経過期間のうちの少なくとも一つの情報に基づいてプロセスコントロール実行の要否を判断することができる。

あるいはまた、画像形成部は、各色成分の潜像をトナーで可視化する現像部を含み、前記現像部は、トナーを潜像に供給する現像ローラを有してなり、前記累積動作情報は、少なくともブラックと他の色成分とに分けられた情報であって、少なくとも、前回補正からの前記現像ローラの累積駆動時間、前記現像ローラの累積回転数のいずれかを含んでいてもよい。このようにすれば、前回補正からの前記現像ローラの累積駆動時間、前記現像ローラの累積回転数のいずれかの情報に基づいてプロセスコントロール実行の要否を判断することができる。

さらにまた、前記閾値は、ツインカラーモードの補正の間隔が、フルカラーモードの補正の間隔よりも長くなるように予め定められてもよい。

また、前記閾値は、ツインカラーモードの補正の間隔が、モノクロモードの補正の間隔と等しくなるように予め定められてもよい。

受領した印刷ジョブをいずれかのモードに対応付け、そのモードで原稿の画像を形成させる印刷ジョブ判定部をさらに備え、前記印刷ジョブ判定部は、原稿の画像からレッド、グリーン、ブルーの各色成分のヒストグラムを作成し、レッド、グリーン、ブルーの各色成分において下地成分以外の濃度のピークが１つであり、かつ、各色成分間でピークに所定以上の差がある原稿をツインカラーモードに対応付けてもよい。このようにすれば、読み取った原稿の画像に応じてプロセスコントロール実行の要否を判断することができる。

あるいは、前記印刷ジョブ判定部は、レッド、グリーン、ブルーの各色成分において下地成分以外の濃度のピークが２つ以下であり、かつ、各色成分間でピークに所定以上の差がある原稿をツインカラーモードに対応付けてもよい。このようにすれば、読み取った原稿の画像に応じてプロセスコントロール実行の要否を判断することができる。

また、ユーザーの操作により前記閾値を設定あるいは変更可能である閾値設定部を更に備えていてもよい。このようにすれば、ユーザーの意思に応じて各モードのプロセスコントロールの実行間隔を変更することができる。
ここで示した種々の好ましい実施形態は、それらを組み合わせてもよい。

以下，本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は，例示であって，本発明の範囲は，図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
画像形成装置の主要部の構成
まず、図１を用いて本発明の画像形成装置の主要部の構成について説明する。本実施形態の画像形成装置には、電子写真方式で画像形成を行う複写機、レーザープリンタ及びファクリミリ等の装置が含まれる。

本実施形態の画像形成装置は、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の画像形成部１と、画像形成部１ごとに設けられた転写ローラ３と、画像形成部１と転写ローラ３の間に設けられた転写ベルト５と、転写ベルト５に近接して設けられた濃度測定ユニット７と、転写ベルト５を駆動するベルト駆動ローラ９と、定着装置１１と、これらの制御を行う制御部１２とを備える。黒の画像形成部１は、モノクロ印刷とカラー印刷の両方に使用され、イエロー，マゼンダ及びシアンの画像形成部１は、カラー印刷に使用される。以下、黒の画像形成部１を「黒画像形成部１Ｋ」と呼び、イエロー，マゼンダ及びシアンの画像形成部１を「カラー画像形成部１Ｃ」と呼ぶ。

さらに、本実施形態の画像形成装置は、原稿の画像を読み取るスキャナ部４０を備える。スキャナ部４０は、原稿４６を載置する透明な原稿台４１、原稿面と平行に往復動する第1走査ブロック４２、第1走査ブロック４２と同方向に半分の速度で往復動する第2走査ブロック４３、結像レンズ４４、リニアイメージセンサ４５を含む。第1走査ブロック４２には、原稿４６の原稿面を照射する露光ランプと原稿面からの反射光を反射する第1ミラーが取り付けられている。第2走査ブロック４３は、第2、第3ミラーが取り付けられている。原稿面からの反射光は、第1、第2、第3ミラー、結像レンズ４４を経てリニアイメージセンサ４５に達する。リニアイメージセンサ４５は、原稿４６の画像に対応した信号を出力する。

本実施形態の画像形成装置は、前回のプロセスコントロール実施以後の累積動作情報を算出及び記憶する累積動作情報管理部と、前記手動設定モードでは前記指示があった時点での前記累積動作情報を閾値に設定する閾値設定部と、前記累積動作情報が前記閾値に達したタイミングでプロセスコントロールを実施すると共に前記累積動作情報をリセットするプロセスコントロール管理部と、画像形成部１によって画像形成される内容を含む印刷ジョブがカラーページを含むかどうかの判定を行って、前記印刷ジョブの画像形成をフルカラーモード、ツインカラーモードおよびモノクロモードのいずれのモードで行うかを判定する印刷ジョブ判定部とを有する。

ジョブ受領部、補正制御部、累積動作情報管理部、プロセスコントロール管理部、印刷ジョブ判定部および閾値設定部は、何れも制御部１２が必要な処理を行うことによって実現される。制御部１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、送受信回路、入出力回路などを含み、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによってその機能が実現される。また、濃度測定ユニット７と制御部１２とが協働して、請求項にいう測定部が実現される。印刷ジョブは、スキャナを介して本実施形態の画像形成装置に取り込まれるものであってもよいが、通信回線を介して本実施形態の画像形成装置に取り込まれるものであってもよい。印刷ジョブが、スキャナ部４０を介して取り込まれる原稿画像を対象とする場合、前記印刷ジョブ判定部は、原稿の画像に応じて印刷ジョブを判定してもよい。

画像形成部１は、感光体ドラム１３と、帯電装置１５と、露光装置１７と、現像装置１９と、クリーニング装置２１とを備えている。帯電装置１５は、感光体ドラム１３を一様に帯電させることができるように構成されている。露光装置１７は、レーザーダイオードを有し、感光体ドラム１３に対してレーザ光を照射し、トナーを付着させるべき部分を除電して、潜像を形成できるように構成されている。現像装置１９は、イエロー，マゼンダ，シアン又は黒のトナーを収容しており、現像ローラを用いて前記潜像にトナーを付着させることによって前記潜像を現像して感光体ドラム１３上にトナーパターンを形成できるように構成されている。感光体ドラム１３上のトナーパターンは、転写ローラ３によって、転写ベルト５によって搬送されている記録紙に又は転写ベルト５自体に転写される。クリーニング装置２１は、転写後に感光体ドラム１３の表面に残ったトナーを除去できるように構成されている。

記録紙に転写されたトナーパターンは、定着装置１１において加熱溶融されて定着され、記録紙と共に出力される。また、転写ベルト５に付着したトナーや転写ベルト５に貯まった電荷は、図示しないクリーニング部材や除電部材によって除去される。ここでは、感光体ドラム１３上のトナーパターンが記録紙に直接転写される場合を例にとって説明を進めるが、感光体ドラム１３上のトナーパターンを中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルト上のトナーパターンを記録紙に転写させるような実施形態にもここでの説明は基本的に当てはまる。

また、濃度測定ユニット７は、転写ベルト５に向けて光を照射する発光素子２３と、転写ベルト５上に転写されたトナーパターンで正反射した光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する正反射受光素子２５と、前記トナーパターンで乱反射した光を受光し、受光した光の光量に応じた電圧を出力する乱正反射受光素子２６を備えている。ここでは、転写ベルト５上のトナーパターンに光を照射する場合を例に挙げて説明を進めるが、感光体ドラム１３上のトナーパターンに光を照射するような実施形態にもここでの説明は基本的に当てはまる。

カラー印刷の際は、カラー画像形成部１Ｃと黒画像形成部１Ｋの両方が用いられるが、モノクロ印刷の際は、転写ベルト５とカラー画像形成部１Ｃの間に隙間ができるように転写ベルト５が退避し、黒画像形成部１Ｋのみが用いられる。
以下、本実施形態の画像形成装置の動作の詳細について説明する。

電源投入時の処理
まず、図２のフローチャートを用いて、本実施形態の画像形成装置に電源を投入したときの処理について説明する。

本実施形態の画像形成装置は、電源がＯＮにされると、制御部１２は、トナーセーブ補正設定がＯＮになっているかどうかを確認する（ステップＳＡ１）。トナーセーブ補正設定がＯＦＦであり（ステップＳＡ１のＮ）、カラーテキストモードのプロセスコントロールが禁止されていない場合には（ステップＳＡ２のＮ）、制御部１２は、カラー画像形成部１Ｃと黒画像形成部１Ｋのプロセスコントロールを実施し（ステップＳＡ３）、その後、カラー印刷累積動作情報Ｃとモノクロ印刷累積動作情報Ｋを０にリセットする（ステップＳＡ４）。プロセスコントロールを実施する処理の詳細については、後述する。プロセスコントロール禁止は、カラーテキストモード、カラー写真モード、モノクロテキストモード及びモノクロ写真モードのそれぞれについて、ユーザーが随意に設定することができる。カラーテキストモード、カラー写真モード、モノクロテキストモード及びモノクロ写真モードは、それぞれ、カラーテキスト印刷、カラー写真印刷、モノクロテキスト印刷及びモノクロ写真印刷に関連したモードである。

モノクロ印刷累積動作情報Ｋとは、ブラックの色成分に関する累積動作情報であり、カラー印刷累積動作情報Ｃとは、ブラックを除く色成分、即ち、イエロー、マゼンタおよびシアンの色成分に関する累積動作情報である。累積動作情報とは、画像形成装置が各色成分について印刷をどの程度行ってきたのかを示す情報であり、例えば、累積印刷枚数、現像装置１９の現像ローラの累積駆動時間、現像装置１９の現像ローラの累積回転数、トナー消費量、累積ドットカウント値、累積印刷枚数×平均印字率、又は経過日数等が挙げられる。以下、累積動作情報が累積印刷枚数である場合を例にとって説明を進めるが、その説明は、累積動作情報が累積印刷枚数以外の場合にも基本的に当てはまる。

トナーセーブ補正設定がＯＮであり（ステップＳＡ１のＹ）、モノクロモードのプロセスコントロールが禁止されていない場合には（ステップＳＡ５のＮ）、制御部１２は、黒画像形成部１Ｋのみのプロセスコントロールを実施し（ステップＳＡ６）、その後、モノクロ印刷累積動作情報Ｋを０にリセットする（ステップＳＡ７）。

プロセスコントロールが禁止されているか（ステップＳＡ２のＹ、ステップＳＡ５のＹ）、ステップＳＡ４又はＳＡ７が完了すると、次に、制御部１２は、印刷ジョブが存在しているかどうかの確認を行う（ステップＳＡ８）。印刷ジョブが存在している場合は（ステップＳＡ８のＹ）、制御部１２は、印刷ジョブ実行処理（ステップＳＡ９）を行う。印刷ジョブ実行処理の詳細については、後述する。

印刷ジョブが存在していない場合（ステップＳＡ８のＮ）や、印刷ジョブ実行処理（ステップＳＡ９）が完了した後は、ステップＳＡ８に戻り、処理を継続する。本実施形態の画像形成装置は、電源がＯＦＦにされると動作を終了する。

プロセスコントロール実施処理
次に、図３のフローチャートを用いて、ステップＳＡ３又はＳＡ６等のプロセスコントロール実施処理ついて説明する。プロセスコントロール実行処理では、画像形成部１に関連する種々の画像形成条件が制御部１２によって調整される。本実施形態では、プロセスコントロールは、高濃度補正（ステップＳＢ１〜ＳＢ５）と、階調補正（ステップＳＢ７〜ＳＢ１０）とで構成される。また、ここでは、階調補正は、高濃度補正による現像バイアス電圧の変動量が閾値を超えたときにのみ実施されるが、プロセスコントロールのたびに実施してもよい。ここでは、黒画像形成部１Ｋのプロセスコントロールを実施する場合を例にとって説明を進めるが、カラー画像形成部１Ｃについても同様の方法で実施することができる。ここでは、プロセスコントロールを実施する方法及び条件の一例を示すがプロセスコントロールを行う方法及び条件は、ここで示したものに限定されない。

（１）高濃度補正（ステップＳＢ１〜ＳＢ５）
まず、高濃度補正を行う方法について説明する。

まず、感光体ドラム１３に対して帯電、露光及び現像を行うことによって感光体ドラム１３上に高濃度補正用テストパッチＡ〜Ｃを作成するためのトナーパターンを形成し、このトナーパターンを転写ベルト５に転写することによって高濃度補正用テストパッチＡ〜Ｃを作成する（ステップＳＢ１）。

感光体ドラム１３の帯電は、帯電装置１５のグリッド電圧をＶｇにして行う。グリッド電圧Ｖｇの値は、プロセスコントロールを前回実施したときに設定されたグリッド電圧の値である。グリッド電圧の値は、初期値が−６００Ｖであるが、後述するステップＳＢ５で変更され得る。露光は、露光装置１７のレーザーダイオードのデューティ比を１００％（つまり、連続駆動）にして行う。現像は、現像装置１９の現像バイアス電圧を変化させながら行う。テストパッチＡ〜Ｃ用のトナーパターンは、それぞれ、現像バイアス電圧をＶｂｐ−５０、Ｖｂｐ，Ｖｂｐ＋５０にして現像して形成する。Ｖｂｐは、プロセスコントロールを前回実施したときに設定された現像バイアス電圧の値である。現像バイアス電圧の値は、初期値が−３２５であるが、後述するステップＳＢ３で最適な値に変更される。

テストパッチＡ〜Ｃの外観は、図４（ａ）に示す通りであり、図４（ａ）は、現像バイアス電圧の値が小さいもの（負方向への絶対値が大きいもの）ほど、トナーの付着量が多くなっている状態を示している。

次に、テストパッチＡ〜Ｃの反射光強度ＩＡ，ＩＢ，ＩＣを測定する（ステップＳＢ２）。反射光強度の測定は、転写ベルト５上のテストパッチＡ〜Ｃに向けて発光素子２３から光を照射し、テストパッチＡ〜Ｃで正反射又は乱反射した光を正反射受光素子２５又は乱反射受光素子２６で受光し、正反射受光素子２５又は乱反射受光素子２６で発生した電圧の大きさに基づいて行うことができる。

黒については、正反射光強度に基づいてテストパッチＡ〜Ｃの濃度の評価を行い、その他の色については、乱反射光強度に基づいてテストパッチＡ〜Ｃの濃度の評価を行うのが一般的である。トナーの付着量が多くなるほど乱反射光の光量が増大し正反射光の光量が減少するため、正反射受光素子２５又は乱反射受光素子２６で発生した電圧の大きさは、テストパッチＡ〜Ｃの濃度と相関している。以下、反射光強度が正反射光強度である場合を例にとって説明を進める。

ここで、テストパッチＡ〜Ｃを作成する際の現像バイアス電圧の値と、ステップＳＢ２で測定した反射光強度ＩＡ，ＩＢ，ＩＣとの関係を示すグラフを図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）には、テストパッチＡ〜Ｃに対応した３つの測定データと、これら３つの測定データのうちの隣接する２つを互いに連結する直線が示されている。

次に、図４（ｂ）に示す方法により、反射光強度が基準値Ｉｏとなる現像バイアス電圧Ｖｂｏを算出する（ステップＳＢ３）。
次に、グリッド電圧ＶｇとステップＳＢ３で算出された現像バイアス電圧Ｖｂｏの差の絶対値を求め、この絶対値が１５０Ｖよりも小さいかどうかを判断する（ステップＳＢ４）。１５０Ｖよりも小さい場合には（スポーツＳＢ４のＹ）、下地にトナーが付着すること（いわゆる「かぶり」）を防止するために、ＶｇをＶｂｏ−１５０Ｖに設定し（ステップＳＢ５）、ステップＳＢ６に進む。１５０Ｖ以上の場合には（スポーツＳＢ４のＮ）、そのままステップＳＢ６に進む。

次に、ステップＳＢ１〜ＳＢ５での高濃度補正による現像バイアス電圧の変動量（｜Ｖｂｐ−Ｖｂｏ｜）が、変動量の閾値（ΔＶｂｍａｘ）を超えているかどうかを判断する（ステップＳＢ６）。超えている場合には（ステップＳＢ６のＹ）、階調補正を行い、超えていない場合には（ステップＳＢ６のＮ）、階調補正を行わずにプロセスコントロール実施処理を完了する。変動量の閾値は、色ごとに異なるものにしてもよく、例えば、黒の閾値をその他の色の閾値よりも大きくしてもよい。一般にモノクロ印刷よりもフルカラー印刷の方が高度な画質が求められからである。

（２）階調補正（ステップＳＢ７〜ＳＢ１０）
次に、階調補正を行う方法について説明する。
まず、感光体ドラム１３に対して帯電、露光及び現像を行うことによって感光体ドラム１３上に階調補正用テストパッチ１〜１６を作成するためのトナーパターンを形成し、このトナーパターンを転写ベルト５に転写することによって階調補正用テストパッチ１〜１６を作成する（ステップＳＢ７）。

感光体ドラム１３の帯電は、帯電装置１５のグリッド電圧をＶｇにして行う。ステップＳＢ５でグリッド電圧Ｖｇの値が変更された場合は、変更後の値で行う。露光は、露光装置１７のレーザーダイオードのデューティ比が入力階調数Ｄ１〜Ｄ１６に対応した値になるようにデューティ比を設定して行う。Ｄ１〜Ｄ１６は、一例では、それぞれ、２５５，２３９，２２３，２０７，１９１，１７５，１５９，１４３，１２７，１１１，９５，７９，６３，４７，３１及び１５である。入力階調数に対応したレーザーデューティ比は、入力階調数とレーザーデューティ比とが対応付けされた階調補正テーブルを参照して求める。階調補正テーブルは、前回の階調補正時に作成したものを用いるが、最初の階調補正時には、出荷時に装置に組み込まれているデフォルトの階調補正テーブルを用いる。現像は、ステップＳＢ３で算出した現像バイアス電圧Ｖｂｏで行う。

テストパッチ１〜１６の外観は、図５（ａ）に示す通りであり、図５（ａ）は、入力階調数が大きなものほど、トナーの付着量が多くなっている状態を示している。
次に、テストパッチ１〜１６の反射光強度Ｉ１〜Ｉ１６を測定する（ステップＳＢ８）。反射光強度Ｉ１〜Ｉ１６の測定は、高濃度補正のときと同様の方法で行うことができる。

ここで、テストパッチ１〜１６に対応した入力階調数Ｄ１〜Ｄ１６と、反射光強度Ｉ１〜Ｉ１６に基づいて求められた出力階調数Ｈ１〜Ｈ１６との関係を示すグラフを図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）には、テストパッチ１〜１６に対応した１６個の測定データと、これら１６個の測定データから最小二乗法等によって求められた曲線Ｂと、入力階調数と出力階調数との理想的な関係を示す理想曲線Ａとが示されている。

入力階調数と出力階調数の関係は、理想曲線Ａのようになるのが理想的であるが（従って、前回の階調補正時には入力階調数と出力階調数の関係が理想曲線Ａのようになるように階調補正テーブルが作成されているが）、環境変化や経時劣化等の原因により、入力階調数と出力階調数の関係は、理想曲線Ａからずれて例えば曲線Ｂのようになる。そこで、入力階調数と出力階調数の関係が理想曲線Ａに一致するようなレーザーデューティ比を各入力階調数について求めることによって、入力階調数とレーザーデューティ比とが対応付けされた階調補正テーブルを新たに作成する（ステップＳＢ９）。

次に、現像バイアス電圧ＶｂｏをＶｂｐとして保存し（ステップＳＢ１０）、階調補正処理を完了し、さらにプロセスコントロール実施処理を完了する。次回の高濃度補正時には、現像バイアス電圧Ｖｂｐ−５０、Ｖｂｐ，Ｖｂｐ＋５０でテストパッチＡ〜Ｃが作成される（ステップＳＢ１を参照）。

印刷ジョブ実行処理
次に、図６及び図７のフローチャートを用いてステップＳＡ９の印刷ジョブ実行処理について説明する。

この実施の形態で、印刷ジョブは、スキャナ部４０もしくは通信回線を介して画像形成装置に取り込まれるものとする。この場合、まず、制御部１２は、印刷ジョブのデータを受信すると（ステップＳＣ１）、この印刷ジョブの画像がフルカラーであるかモノクロであるか、あるいはツインカラーであるかの判別を行う（ステップＳＣ２）。モノクロであることの判別は、例えば、印刷ジョブを生成するホスト側でフルカラーモード、ツインカラーモード、モノクロモードの種別を示す情報を印刷ジョブに付加するように予め定めておき、付加された情報に基づいて決定してもよい。しかし、スキャナ部４０から画像を取り込む場合や、ホスト側で情報が付加されない場合は、その場合、各ページのレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の各色成分についてヒストグラムを生成し、ヒストグラムに基づいて判断してもよい。これについては、図８に詳細を示す。図８については、後述する。

次に、制御部１２は、印刷ジョブの全てのページについてステップＳＣ２及びＳＣ３の判別が終了したかどうかを確認し（ステップＳＣ３）、終了していない場合には（ステップＳＣ３のＮ）には、ステップＳＣ２に戻り、次のページについてステップＳＣ２の判別を行う。終了した場合には（ステップＳＣ３のＹ）、ステップＳＣ４に進む。

ステップＳＣ２の判別結果に基づいて、制御部１２は、印刷ジョブとしての画像種別がモノクロ、ツインカラーおよびフルカラーの何れであるのかを判定する。モノクロジョブとは、モノクロページのみからなるジョブである。ツインカラージョブとは、少なくとも１ページがツインカラーのページであるジョブである。フルカラージョブとは、少なくとも１ページがフルカラーのページであるジョブである。

そして、制御部１２は、判定結果に基づいて、画像形成を行うモードを決定する。（ステップＳＣ４）。単純な例は、モノカラーの印刷ジョブはモノカラーモード、フルカラーの印刷ジョブはフルカラー、ツインカラーの印刷ジョブはツインカラーと決定するものである。しかし、例えば、ユーザーによって、カラー印刷禁止の設定がされている場合、画像種別にかかわらずモノクロモードで画像形成を行うことを決定する。

次に、制御部１２は、前回のプロセスコントロール実施以後の累積動作情報を算出及び記憶する（ステップＳＣ５）。例えば、累積動作情報が累積印刷枚数であり、今回の印刷をモノクロモードで実行すると決定した場合、前回のプロセスコントロール実施までのブラックの累積印刷枚数に今回の印刷ジョブのページ数を加算する。これによって、ジョブ実行前にモノクロ印刷累積動作情報Ｋを更新する。また、今回の印刷をツインカラーモードで行うと決定した場合、前回のプロセスコントロール実施までのイエロー、シアンあるいはマゼンタの累積印刷枚数に今回の印刷ジョブのページ数を加算する。これによって、ジョブ実行前にカラー印刷累積動作情報を更新することができる。なお、この実施形態の画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアンの各画像形成部は、いずれかのものが単独で動作することはなく、消耗部品の交換も同時に行われるものとする。そうでない場合は、色成分ごとに累積動作情報を記憶、更新するように構成すればよい。

次に、制御部１２は、図７のステップＳＤ１に進み、モノクロモードであるか否かを判断する。モノクロモードであれば、さらに、モノクロ印刷累積動作情報Ｋがモノクロ閾値Ｋｍａｘ以上（Ｋ≧Ｋｍａｘ）であるかを確認する（ステップＳＤ１４）。モノクロテキスト閾値Ｋｔｍａｘは、デフォルト値か、又は図８の設定切り替え処理において手動設定又は自動設定されたものである。後述するモノクロ写真閾値Ｋｐｍａｘ、カラーテキスト閾値Ｃｔｍａｘ及びカラー写真閾値Ｃｐｍａｘについても同様である。

制御部１２は、Ｋ≧Ｋｍａｘであり（ステップＳＤ１４のＹ）、モノクロモードのプロセスコントロールが禁止されていない場合には（ステップＳＤ２のＮ）、黒画像形成部１Ｋのプロセスコントロール実施処理を行い（ステップＳＤ３）、モノクロ印刷累積動作情報Ｋを０にリセットし（ステップＳＤ４）、ステップＳＤ１３に進む。プロセスコントロール実施処理は、図３に示す方法で行うことができる。

なお、図３のフローチャートにおいて、高濃度補正による現像バイアス電圧の変動量（｜Ｖｂｐ−Ｖｂｏ｜）が基準値以下である場合にモノクロテキスト閾値Ｋｔｍａｘの値を増大させる（例えば１．２倍にする）ステップを設けてもよい。この変動量が基準値以下であることは、プロセスコントロールを行うタイミングが早すぎたことを意味するので、このようなステップを設けることによって、さらに適切なタイミングでプロセスコントロールを行うことができるようになる。このことは、その他の閾値（例えば、後述するツインカラー閾値Ｔｍａｘ及びカラー閾値Ｃｍａｘ）についても同様である。

モノクロモードのプロセスコントロールが禁止されている場合には（ステップＳＤ２のＹ）、そのままステップＳＤ１３に進む。前記ステップＳＤ１４でＫ＜Ｋｍａｘの場合（ステップＳＤ１４のＮ）の場合も、ステップＳＤ１３に進む。

前記ステップＳＤ１でモノクロモードでない場合（ステップＳＤ１のＮ）、次に制御部１２は、ステップＳＤ７で、ツインカラーモードか否かを確認する。ツインカラーモードであれば、さらに、カラー印刷累積動作情報Ｃがツインカラー閾値Ｔｍａｘ以上（Ｃ≧Ｔｍａｘ）であるかを確認する（ステップＳＤ１１）。Ｃ≧Ｔｍａｘであり（ステップＳＤ１１のＹ）、カラーモードのプロセスコントロールが禁止されていない場合（ステップＳＤ８のＮ）、制御部１２は、黒画像形成部１Ｋとカラー画像形成部１Ｃについてプロセスコントロール実施処理を行い（ステップＳＤ９）、モノクロ印刷累積動作情報Ｋとカラー印刷累積動作情報Ｃを０にリセットし（ステップＳＤ１０）、ステップＳＤ１３に進む。プロセスコントロール実施処理は、図３に示す方法で行うことができる。カラーモードのプロセスコントロールが禁止されている場合には（ステップＳＤ８のＹ）、そのままステップＳＤ１３に進む。前記ステップＳＤ１１でＣ＜Ｔｍａｘの場合（ステップＳＤ１１のＮ）の場合も、ステップＳＤ１３に進む。

本実施形態では、モノクロ印刷累積動作情報Ｋとカラー印刷累積動作情報Ｃを別個に算出し、モノクロモード、ツインカラーモードとフルカラーモードとで別個にプロセスコントロールを実施するタイミングを設定するので、例えば、ユーザーがモノクロ印刷を主に行う場合にカラー画像形成部１Ｃのプロセスコントロールの頻度を低くすることができる。これによって、カラー画像形成部１Ｃでのトナーの消費を抑制することができ、また、プロセスコントロールによるジョブ効率の低下を抑制することができる。

次に、制御部１２は、ツインカラーモードでない場合（ステップＳＤ７のＮ）、即ち、フルカラーモードである場合に、カラー印刷累積動作情報Ｃがフルカラー閾値Ｃｍａｘ以上（Ｃ≧Ｃｍａｘ）であるかを確認する（ステップＳＤ１２）。制御部１２は、Ｃ≧Ｃｍａｘである場合には（ステップＳＤ１２のＹ）、上記と同様の方法によってステップＳＤ８〜ステップＳＤ１０を行う。但し、ステップＳＤ８では、カラーモードのプロセスコントロールが禁止されているかを判断する。

このように本実施形態では、フルカラーモードの場合には、Ｃ≧Ｃｍａｘの条件を満足する場合にもプロセスコントロールが実施される。このため、フルカラーモードの場合にはツインカラーモードの場合よりも早いタイミングでプロセスコントロールを実施することができる。ユーザーは、閾値をＣｍａｘ＜Ｔｍａｘと設定することによって、フルカラーモードの画像形成を行う場合、ツインカラーモードよりも早い段階でタイミングでプロセスコントロールを行うことができる。

次に制御部１２は、ステップＳＤ１３において、印刷ジョブの内容の印刷を実行し、印刷ジョブ実行処理を完了する。印刷は、感光体ドラム１３に対して帯電、露光及び現像を行うことによって感光体ドラム１３上に印刷ジョブの内容に相当するトナーパターンを形成し、このトナーパターンを記録紙に転写及び定着させ、その記録紙を出力することによって行うことができる。

各ページの画像種別の判別
図８は、制御部１２がステップＳＣ２（図６参照）で、各ページの画像種別を判別する手順の詳細を示すフローチャートである。図８で、制御部は、受領した印刷ジョブの各ページの画像についてヒストグラムを作成する。図９は、作成されたヒストグラムの例を模式的に示すグラフである。横軸（Ｘ軸）は画像の濃度、縦軸（Ｙ軸）は頻度である。図９は、画像の濃度を０〜２５５の２５６段階で示している。０は最高濃度、２５５は最低濃度である。図９の各グラフで、実線はＲ成分、鎖線はＧ成分、一点鎖線はＢ成分のヒストグラムである。

図９（ａ）では、濃度の低い領域、即ちＸ軸の２５５付近に一つの急峻なピークがあるが、これは、原稿の下地成分であって、画像ではないと判断できる。下地成分を除くと、Ｘ軸の0付近に一つの急峻なピークがある。これは、画像成分と判断できる。画像成分のピークは、ＲＧＢそれぞれのＸ軸方向の位置とＹ軸方向の位置がそれぞれほぼ等しい。即ち、画像のＲＧＢ成分がほぼ一致する。このような特性を示す画像の典型は、モノクロのテキスト画像原稿である。図９（ｂ）では、濃度の分布がなだらかで急峻なピークが存在しないが、Ｘ軸方向の各位置で、画像のＲＧＢ成分がほぼ一致している。このような特性を示す画像の典型は、モノクロの写真画像である。

図９（ｃ）では、下地成分以外に一つの急峻なピークがある。ピークのＸ軸方向の位置は、ＲＧＢ成分でほぼ等しいが、Ｙ軸方向の値には差がある。このような特性を示す画像の典型は、ツインカラーのテキスト画像原稿である。さらに、図９（ｄ）では、下地成分以外に２つの急峻なピークがある。２つのピークは、それぞれＸ軸方向の位置が、ＲＧＢ成分でほぼ等しい。Ｙ軸方向の値については、一方のピークはほぼ等しいが、もう一つのピークは差がある。このような特性を示す画像の典型は、モノクロとカラーが混在するツインカラーのテキスト画像原稿である。Ｙ軸の値が等しいピークはモノクロテキストの部分、Ｙ軸の値に差があるピークは濃度の低い彩色部分である。また、図９（ｅ）では、濃度の分布がなだらかで急峻なピークが存在しない。また、Ｘ軸方向の各位置で、画像のＲＧＢ成分に差がある。このような特性を示す画像の典型は、フルカラーの写真画像である。

前述したような各画像の特性に基づいて、制御部１２は、図８のステップＳＥ２以降で原稿画像の種別を判別する。まず、ステップＳＥ２で、ヒストグラムの急峻なピークが一箇所か否かを判断する。急峻なピークが一箇所であれば（ステップＳＥ２のＹ）、そのピークのＹ軸の値（頻度）がＲＧＢの各成分で所定の差分以内か否かを判断する（ステップＳＥ３）。差分が所定の範囲内であれば、そのページをモノクロ画像と判定する（ステップＳＥ４）。所定の差分よりも大きければ、ツインカラー画像と判定する（ステップＳＥ５）。

一方、前記ステップＳＥ２で急峻なピークが1箇所でない（判断結果がＮ）の場合、制御部１２は、急峻なピークが２箇所か否かを判断する（ステップＳＥ６）。急峻なピークが２箇所（判定結果がＹ）の場合、さらに、２つのピークのＹ軸の値（頻度）について、ＲＧＢの各成分の差分を調べる。その差分が、１つのピークについてのみ所定の範囲内であった場合（ステップＳＥ７）、そのページをツインカラーと判定する（ステップＳＥ８）。２つのピークの差分が共に所定の範囲であれば（ステップＳＥ９）、そのページをモノクロ画像と判定する（ステップＳＥ１０）。しかし、前記ステップＳＥ９で、２つのピークの差分が共に所定範囲よりも大きければ、そのページをフルカラー画像と判定する（ステップＳＥ１３）。

また、前記ステップＳＥ６の判断結果がＮの場合、それぞれのピークについて、ＲＧＢの各成分の差分を調べる（ステップＳＥ１１）。その差分が、いずれも所定の範囲内であれば、そのページをモノクロ原稿と判定する（ステップＳＥ１１）。そうでなければ、そのページをフルカラー画像と判定する（ステップＳＥ１３）。

本発明の画像形成装置の概略構成図である。 本発明の画像形成装置の電源投入時の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の画像形成装置のプロセスコントロール実施処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は、高濃度補正用テストパッチＡ〜Ｃの外観を示し、（ｂ）は、テストパッチＡ〜Ｃを作成する際の現像バイアス電圧の値と、ステップＳＢ２で測定した反射光強度ＩＡ，ＩＢ，ＩＣとの関係を示すグラフである。 （ａ）は、階調補正用テストパッチ１〜１６の外観を示し、（ｂ）は、テストパッチ１〜１６に対応した入力階調数Ｄ１〜Ｄ１６と、反射光強度Ｉ１〜Ｉ１６に基づいて求められた出力階調数Ｈ１〜Ｈ１６との関係を示すグラフである。 本発明の画像形成装置の印刷ジョブ実行処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の画像形成装置の印刷ジョブ実行処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の画像形成装置の各ページの画像種別を判別する処理の流れを示すフローチャートである。 図８の画像種別判別において生成されるヒストグラムの例を示すグラフである。

符号の説明

１：画像形成部
１Ｋ：黒画像形成部
１Ｃ：カラー画像形成部
３：転写ローラ
５：転写ベルト
７：濃度測定ユニット
９：ベルト駆動ローラ
１１：定着装置
１２：制御部
１３：感光体ドラム
１５：帯電装置
１７：露光装置
１９：現像装置
２１：クリーニング装置
２３：発光素子
２５：正反射受光素子
２６：乱正反射受光素子

Claims (9)

1. 印刷すべき画像を印刷ジョブとして受領するジョブ受領部と、
   画像形成条件の異なるモノクロモード、ツインカラーモードおよびフルカラーモードのいずれかのモードで出力すべき画像を形成し、かつ、調整用パターンを形成し得る画像形成部と、
   形成された調整用パターンを測定する測定部と、
   画像形成部に調整用パターンを形成させ、形成された調整用パターンを測定部に測定させ、測定結果に基づいて各モードの画像形成条件の補正を行う補正制御部と、
   前回補正以後の累積動作情報を算出および記憶する累積動作情報管理部と、
   出力すべき画像の形成に先立ち、前記画像に応じたモードを決定し、各モードに応じて定められた閾値と累積動作情報とを比較して補正を行うべきか否かを判定するプロセスコントロール管理部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成部は、少なくともブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを用いてフルカラーの画像を形成する電子写真方式の画像形成部であり、
   前記補正制御部は、決定されたモードがモノクロモードの場合、ブラックの調整用パターンのみを形成させてモノクロモードの画像形成条件のみを補正し、決定されたモードがツインカラーモードまたはフルカラーモードの場合、ブラックを含む各色の調整用パターンを形成させてモノクロモード、ツインカラーモードおよびフルカラーモードの画像形成条件を補正する請求項１記載の画像形成装置。
3. 画像形成部は、フルカラーモード時にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色成分の潜像を形成し、ツインカラーモード時に全部または一部の色成分の潜像を形成し、モノクロモード時にブラックの色成分のみの潜像を形成し、各色成分の潜像をそれに対応するトナーで可視化する電子写真方式の画像形成部であり、
   前記累積動作情報は、少なくともブラックと他の色成分とに分けられた情報であって、少なくとも、前回補正からの累積印刷枚数、トナー消費量、累積ドットカウント値、累積印刷枚数×平均印字率及び経過期間のうちの１つ以上を含む請求項１記載の画像形成装置。
4. 画像形成部は、各色成分の潜像をトナーで可視化する現像部を含み、前記現像部は、トナーを潜像に供給する現像ローラを有してなり、
   前記累積動作情報は、少なくともブラックと他の色成分とに分けられた情報であって、少なくとも、前回補正からの前記現像ローラの累積駆動時間、前記現像ローラの累積回転数のいずれかを含む請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記閾値は、ツインカラーモードの補正の間隔が、フルカラーモードの補正の間隔よりも長くなるように予め定められてなる請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記閾値は、ツインカラーモードの補正の間隔が、モノクロモードの補正の間隔と等しくなるように予め定められてなる請求項１記載の画像形成装置。
7. 受領した印刷ジョブをいずれかのモードに対応付け、そのモードで原稿の画像を形成させる印刷ジョブ判定部をさらに備え、
   前記印刷ジョブ判定部は、原稿の画像からレッド、グリーン、ブルーの各色成分のヒストグラムを作成し、レッド、グリーン、ブルーの各色成分において下地成分以外の濃度のピークが１つであり、かつ、各色成分間でピークに所定以上の差がある原稿をツインカラーモードに対応付ける請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記印刷ジョブ判定部は、レッド、グリーン、ブルーの各色成分において下地成分以外の濃度のピークが２つ以下であり、かつ、各色成分間でピークに所定以上の差がある原稿をツインカラーモードに対応付ける請求項１記載の画像形成装置。
9. ユーザーの操作により前記閾値を設定あるいは変更可能である閾値設定部を更に備える請求項１記載の画像形成装置。

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