JP2009145697A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像手段内の劣化した色材を適切に排出することで、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、色材の節約が可能な、安価なカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成部により記録媒体に形成された画像の色度を検知する検知手段を備えており、検知手段の検出結果に基づき、現像手段の色材を強制的に消費する色材の吐き出しを実行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、カラープリンタ、カラー複写機等の電子写真方式やインクジェット方式等のカラー画像形成装置において、色識別方法により得られた情報を用いて、劣化した色材を強制的に消費させるカラー画像形成装置に関するものである。

近年、カラープリンタ、カラー複写機等の電子写真方式やインクジェット方式等を採用したカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。特に、濃度の階調とその安定性は、人間が下す画像の良し悪しの判断に大きな影響を与える。

ところが、カラー画像形成装置は、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の濃度が変動してしまう。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな濃度の変動でもカラーバランスが崩れてしまう恐れがあるので、常に一定の階調・濃度特性を保つ必要がある。

そこで、各色の色材、即ち、現像剤（トナー）に対して、絶対湿度に応じた数種類の露光量や現像バイアスなどのプロセス条件、画像データ補正を行うルックアップテーブル（ＬＵＴ）などの階調補正手段を有している。そして、温湿度センサによって測定された絶対湿度に基づいて、その時のプロセス条件や階調補正の最適値を選択している。

また、装置各部の変動が起こっても一定の階調・濃度特性が得られるように、各色のトナーで検査用画像（濃度検知用トナー画像）を中間転写体や感光体等の上に作成し、その未定着トナー画像の濃度を未定着トナー用濃度検知センサで検知している。そして、その検知結果より露光量、現像バイアスなどのプロセス条件にフィードバックをかけて濃度制御を行うことで、安定した画像を得るように構成している（特許文献１参照）。

しかし、上記未定着トナー用濃度検知センサを用いた濃度制御（以下、「単色制御」という。）は、検査用画像を中間転写体や感光体等の上に形成し、濃度検知するものである。そのため、その後に行われる記録媒体（転写材）への転写や定着のプロセスによる、画像のカラーバランスの変化については制御していない。なかでも、トナーの劣化による転写不良がカラーバランスに影響する度合いは大きいため、トナーが劣化した場合においてもカラーバランスを安定化させることが非常に重要となる。

そこで、上記問題を改善するために、現像手段内の劣化したトナーを、強制的に感光体を経由して、清掃装置へ転移させる、所謂、「吐き出し」を行うことにより、劣化トナーが画像出力に供されるのを防ぐことが提案されている（参考文献２参照）。
特許第３４３０７０２号公報 特開２００３−２６３０７２号公報

しかしながら、従来技術においては、前述の劣化トナーの強制排出は、一定の環境下では必ず作動するようなシーケンスとなっている。そのため、実際には劣化していないのに強制排出されるなど、トナーを無駄に消費することからランニングコストのアップにつながっていた。

本発明は、上述事情に鑑みてなされたものである。

本発明の目的は、現像手段内の劣化した色材を適切に排出することで、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、色材の節約が可能な、安価なカラー画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によると、それぞれ異なる複数の色材を収容した現像手段を使用して、記録媒体にカラー画像を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部により前記記録媒体に形成された画像の色度を検知する検知手段と、を備えたカラー画像形成装置において、
前記検知手段の検出結果に基づき、前記現像手段の色材を強制的に消費する色材の吐き出しを実行することを特徴とするカラー画像形成装置が提供される。

本発明の第二の態様によると、それぞれ異なる複数の色材を収容した現像手段を使用して、記録媒体にカラー画像を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部により、検査用画像データに基づいて前記記録媒体に形成された検査用画像の色度を検知する検知手段と、を備えたカラー画像形成装置において、
前記検知手段の検出結果に基づき、前記現像手段の色材を強制的に消費する色材の吐き出しを実行することを特徴とするカラー画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像手段内の劣化した色材を適切に排出することで、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、色材の節約が可能であって、しかも安価なカラー画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１に、本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例にて、カラー画像形成装置１００は、電子写真方式のカラー画像形成装置であって、中間転写体を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置とされる。

先ず、図１を参照して、本実施例の電子写真方式のカラー画像形成装置の全体的な動作について説明する。

カラー画像形成装置１００は、図１に示すように、直線状に配列された４つの画像形成部Ｐ、つまり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有している。各画像形成部Ｐにおいては、画像信号に基づいて図示しない画像処理部にて制御された露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色のトナー像、即ち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像を形成する。この単色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、中間転写体２７上に重ね転写することにより多色トナー像とされる。その後、この多色トナー像は、給紙部２１から送給される記録媒体である転写材１１へ転写される。多色トナー像が転写された転写材１１は、定着装置３０にて定着される。

更に説明すると、各画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）を備えている。各感光ドラム２２の周りには、一次帯電手段としての注入帯電手段を構成する注入帯電器２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、現像手段を構成する現像器２６（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）が配置されている。各現像器２６には、トナーカートリッジ２５（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）が設けられている。また、各画像形成部Ｐに沿って中間転写体である中間転写ベルト２７が配置され、各感光ドラム２２に対向した位置に一次転写手段としての転写ローラ２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）が配置されている。

前記感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計回り方向に回転させる。一次帯電手段として、画像形成部ごとにイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを帯電させるための注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備えている。各注入帯電器２３にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫは、露光手段であるスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成される。

現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、画像形成部Ｐごとにイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像手段である現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備えている。各現像器２６は、それぞれ異なる種類の色材、即ち、現像剤（トナー）を収容している。各現像器２６には、現像剤を担持し、搬送する現像剤担持体である現像スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。各現像器２６は、画像形成装置本体に対して脱着可能に取り付けられている。

本実施例では、中間転写ベルトとされる中間転写体２７は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計回り方向に回転し、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転する。各感光ドラム２２上の各色材像、即ち、各色のトナー像が１次転写部を形成する一次転写手段である転写ローラ２９（２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、２９Ｋ）にて１次転写バイアスを印加することにより転写される。

その後、中間転写体２７に転写ローラ２８が接触して転写材１１を挟持搬送し、転写材１１に中間転写体２７上のカラー画像、即ち、多色トナー像が２次転写部において２次転写される。転写ローラ２８は、転写材１１上に多色トナー像を転写している間、転写作動位置２８ａにて転写材１１に当接し、印字処理後は転写不作動位置２８ｂに離間する。

定着部３０は、転写材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１に示すように転写材１１を加熱する定着ローラ３１と転写材１１を定着ローラ３１に圧接させるための加圧ローラ３２を備えている。

定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。すなわち、多色トナー像を保持した転写材１１は定着ローラ３１と加圧ローラ３２により搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。トナー像定着後の転写材１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

クリーニング手段３５は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色の多色トナー像を転写材１１に転写した後の廃トナーは、図示しないクリーナ容器に蓄えられる。

画像形成装置１００は、後述するＣＰＵ４０１（図３参照）からの指示により、色材であるトナーを現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋから強制的に吐き出すことが可能である。本実施例においては、ＣＰＵ４０１からの指示により、現像スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳに所定の極性及び大きさのバイアス電圧が印加されることにより、トナーは、現像スリーブから感光ドラムへ移動する。感光ドラム２２上のトナーは、通常の画像形成時と同様に、１次転写部２９において中間転写体２７に転写される。吐き出し時において２次転写ローラ２８は、離間位置２８ｂにあるため、２次転写部において中間転写体２７上のトナーは、２次転写されず、クリーニング手段３５により回収することが可能となる。回収されたトナーはクリーニング容器に蓄えられる。

図２は、本発明の第１の実施例に係る画像処理部の処理を示すフローチャートである。

ステップ３０１において、ホストコンピュータ等から送られてくるＲＧＢ信号を、予め用意されているカラーマッチングテーブルにより、画像形成装置の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下、「ＤｅｖＲＧＢ」という。）に変換する。

ステップ３０２において、ＤｅｖＲＧＢ信号を、予め用意されている色分解テーブルにより、画像形成装置のトナー色材色であるＣＭＹＫ信号に変換する。

ステップ３０３において、各々の画像形成装置に固有の階調・濃度特性を補正する濃度補正テーブルにより、ＣＭＹＫ信号を補正してＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号に変換する。ステップ３０４において、ディザ等のハーフトーン処理を行い、Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’信号に変換する。

更に、１画素が多値である場合は、ステップ３０５においてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）テーブルにより、Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’信号に対応するスキャナ部２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ、２４Ｋの露光時間Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋを出力する。

図３は、本実施例に係るカラー画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。

制御部４００は、マイクロプロセッサなどのＣＰＵ４０１、及び、ＣＰＵ４０１による制御動作時に各種データを記憶するワークエリアとして使用されると共に、各種データを一時的に保存するＲＡＭ４０２を備えている。更に、制御部４００は、ＣＰＵ４０１により実行されるプログラムやデータを記憶するＲＯＭ４０３を備えている。このＲＯＭ４０３には、上述したカラーマッチングテーブル４０４、色分解テーブル４０５、濃度補正テーブル４０６、ＰＷＭテーブル４０７が設けられている。更には、後述するパッチデータを格納しているパッチデータエリア４０８が設けられている。また、メモリ４０９は、書き換え可能な不揮発メモリで、ここには表１を参照して後述する検査用画像の色度データが記憶されている。

図１の画像形成装置１００において、検査用画像データに基づいて検査用画像、即ち、トナーパッチを、検査用画像形成手段である上記画像形成部Ｐにて形成する。未定着トナー用濃度検知センサ４１が中間転写体２７に向けて配置されており、中間転写体２７の表面上に形成されたトナーパッチの濃度を測定する。この未定着トナー用濃度検知センサ４１の構成の一例を図４に示す。

図４にて、濃度センサ４１は、ＬＥＤなどの赤外発光素子５１と、フォトダイオードなどの受光素子５２（５２ａ、５２ｂ）と、受光データを処理する図示しない集積回路と、これらを収容する図示しないホルダとから構成されている。受光素子５２ａは、中間転写体２７に形成されたパッチ６４からの乱反射光強度を検知し、受光素子５２ｂは、トナーパッチ６４からの正反射光強度を検知する。正反射光強度と乱反射光強度の両方を検知することにより、高濃度から低濃度までトナーパッチ６４の濃度を検知することができる。また、所定の紙との色差を出力することもできる。

濃度センサ４１は、中間転写体２７にのっているトナーの色を見分けることはできない。そのため、単色トナーの階調を検出するトナーパッチ６４を中間転写体２７上に形成する。濃度センサ４１で検知された濃度データは、画像処理部の階調・濃度特性を補正する濃度補正テーブル、画像形成部の各プロセス条件へフィードバックされる。

カラーセンサ４２は、図１に示したように、転写材搬送路の定着部３０より下流において、転写材１１の画像形成面へ向けて配置されている。転写材１１に形成された定着後の検査用画像である検査用パッチ６５から、単色又は混色されたＲＧＢ出力値を検知し、線形変換等の数学的処理またはニューラルネットを用いた学習処理等により色度情報に変換する。そして、転写材１１上に形成された定着後のパッチの濃度又は色度制御を行う。カラーセンサ４２をカラー画像形成装置内部に配置することにより、定着後の画像を排紙部に排紙する前に、自動的に検知することが可能となる。

このカラーセンサ４２の構成は、先に説明した中間転写体２７へ向けて配置された図４の未定着トナー用濃度検知センサ４１と非常に似ている。

図５に、本発明の第１の実施例に係る検知手段であるカラーセンサの構成を示す。

図５にて、カラーセンサ４２は、白色ＬＥＤ５３とＲＧＢオンチップフィルタ付きの電荷蓄積型センサ５４ａにより構成されている。定着後のパッチ６５が形成された転写材１１に対して斜め４５度より、白色ＬＥＤ５３の出力光を入射させ、０度方向への乱反射光強度を、電荷蓄積型センサ５４ａにより検知する。

電荷蓄積型センサ５４ａの受光部５４ｂは、ＲＧＢが独立した画素となっている。電荷蓄積型センサは、フォトダイオードでもよい。ＲＧＢの３画素のセットが、数セット並んでいるものを用いることもできる。また、入射角が０度、反射角が４５度の構成でもよい。さらに、ＲＧＢ３色を発光するＬＥＤと、フィルタの無いセンサにより構成してもよい。

次に、カラーセンサ４２を用い、転写材１１上に形成された検査用パッチ６５を検知することにより、色材が劣化した場合における色度変動を検知する方法についての説明を行う。また、本発明は、その色度検知結果をもとに色材の吐き出しを行うことにより色安定化が可能となる画像形成装置であり、その方法についても併せて説明を行う。

図６は、本実施例におけるカラーセンサ４２を用いた色安定化制御のフローチャートである。

図６のステップ１０１において、ＣＭＹＫ単色パッチ及びＲＧＢ２次色パッチからなる検査用パッチパターンを転写材上に形成する。

図７は、本実施例における、転写材１１に形成される検査用パッチパターン６５である。検査用パッチパターン６５は、イエローの階調パッチ７０１、７０２、７０３、マゼンタの階調パッチ７０４、７０５、７０６、シアンの階調パッチ７０７、７０８、７０９、ブラックの階調パッチ７１０、７１１、７１２、レッドの階調パッチ７１３、７１４、７１５、グリーンの階調パッチ７１６、７１７、７１８、ブルーの階調パッチ７１９、７２０、７２１の合計２１個のパッチを備えている。

ここで、各色の検査用パッチパターン６５は、イエローを例にとると、階調パッチ７０１から７０３まで順に低濃度から高濃度まで、そのパッチの濃度が単調増加するように、予め決まった階調で形成される。本実施例においては、転写材１１の色味の違いが検査用パッチパターン６５の色度データに影響がでないように濃度の高い検査用パッチパターンを選択する必要性がある。

尚、この検査用パッチパターン６５のデータは、ＲＯＭ４０３のパッチデータ４０８に記憶されている。そこで、検査用パッチパターン６５は、このパッチデータ４０８を読み出して、このデータに基づいて画像形成手段を構成するプリンターエンジン４１２、本実施例では、各画像形成部Ｐを駆動することにより形成される。

次に、ステップ１０２で、カラーセンサ４２により、ステップ１０１で形成された検査用パッチパターン６５を検知して、色度を算出する。ここで、検出された色度データ（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）は、転写材１１へのトナー像の転写性の影響を含んだ値となっているため、中間転写体２７上の未定着トナー像を濃度センサー４１で検知した場合と比較して精度の高い値となる。

色度データ（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）の算出方法について、説明する。

ステップ１０２においてカラーセンサ４２により検出されたＲＧＢ出力値はマトリクスによる１次変換によってＸＹＺ表色系に変換する。ここでは、１次変換によってＸＹＺ表色系に変換したが、カラーセンサ４２のＲＧＢフィルタの特性は、理想的なＸＹＺ等色関数の特性に対して非線形な関係にあるため、変換誤差を軽減するために高次の変換を行ってもよい。

マトリクスは、３×３のマトリクスＡと、１×３のマトリクスＢが用意されており、式（１）を用いてセンサのＲＧＢ出力値を、ＸＹＺ値に変換する。

次に、式（１）で求められたＸＹＺ値を式（２）を用いてＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換し、カラーセンサの色度検知情報を明度情報（Ｌ＊）と色相情報（ａ＊及びｂ＊）に成分分解する。

ここでは、式（１）、式（２）の順で、センサ固有のＲＧＢ出力→ＸＹＺ表色系→Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系と変換したが、ニューラルネットによる学習により直接、センサ固有ＲＧＢ出力→Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換してもよい。

再度図６のフローチャートに戻り説明する。

ステップ１０３においては、ＲＯＭ４０３に格納されているパッチデータ及び標準転写材の基準色度データ４１０（表１に例示）と、ステップ１０２でカラーセンサが検出した検査用パターン６５と転写材１１の色度データ（表２に例示）を参照する。

表１に示した基準色度データ４１０は、この実施例におけるカラー画像形成装置１００の標準転写材として決められた転写材１１を用いた場合における、図７に示したパッチパターン６５及び標準転写材に対応する色特性をＬ＊ａ＊ｂ＊表色系で表したものである。

ステップ１０４においては、基準色度データ（表１）とカラーセンサ４２が検出した色度データ（表２）から、転写材及びパッチデータの色差（ΔＥ）を算出する。表１、表２におけるパッチ７０１を例にとった算出方法を式（３）に示す。

続いて、ステップ１０５では、ステップ１０４により求められた各パッチデータの色差（ΔＥ）と、予めＲＯＭ４０３に格納された各パッチにおける色差の閾値４１１（ΔＥ’）との比較を行う。本実施例における閾値（ΔＥ’）の一例を表３に示す。

本実施例においては、各パッチ毎に独立に閾値を設定したが、一律に同じ閾値をもっても良い。また、トナーの耐久や使用環境において、閾値を変動することも使用する画像形成装置によっては有効である。

ステップ１０５における比較の結果、パッチデータの色差（ΔＥ）が色差の閾値４１１（ΔＥ’）よりも大きい場合においては、トナー劣化による転写起因の色度変動であると判断し、トナーを強制的に消費するトナーの強制吐き出しを行う（ステップ１０６）。

トナー強制吐き出しするトナー色は、ΔＥ＞ΔＥ’となったパッチパターンを構成する色のみとする。

つまり、本実施例では、単色パッチパターン、即ち、図７のパッチパターンにて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにおいて、ΔＥ＞ΔＥ’となった場合は、その単色トナーの強制吐き出しを行う。そして、２次色パッチパターン、即ち、図７のパッチパターンにて、レッド、グリーン、ブルーにおいて、ΔＥ＞ΔＥ’となった場合は、２次色を構成する２色の単色トナーの強制吐き出しを行うものとする。

トナーの強制吐き出しは、従来の方法によって行うことができる。例えば、通常の画像形成と同様のプロセス条件にて主走査方向（感光ドラムの軸線方向）の最大画像形成幅で、且つ、副走査方向に所定の幅を持って感光ドラム上に潜像を形成する。この潜像を、所定の極性及び大きさの現像バイアスが印加された現像器にて現像する。感光ドラム上に形成された、所謂、ベタ画像であるトナー像は、通常の画像形成時と同様に、１次転写部２９において中間転写体２７に転写される。吐き出し時において２次転写ローラ２８は、離間位置２８ｂにあるため、２次転写部において中間転写体２７上のトナーは、２次転写されず、クリーニング手段３５により回収する。回収されたトナーはクリーニング容器に蓄えられる。

逆に、パッチデータの色差（ΔＥ）が色差の閾値４１１（ΔＥ’）よりも小さい場合においては、トナー劣化による転写不良の影響は少ないと判断し、トナーの強制吐き出しは行わず通常の画像形成を続行する（ステップ１０７）。

本実施例においては、上記した処理を色安定性の観点から規定枚数毎に実施するものとした。しかし、本処理は転写材１１に定着されたトナー像が必要であるので、実行頻度に関しては、極力小さくすることが望ましい。そこで、ユーザがこの処理を実施したい場合にのみ手動操作により起動実行を行うものとしても良い。

尚、この処理を実行するためのプログラムは、制御部４００のＲＯＭ４０３に記憶されており、ＣＰＵ４０１の制御のもとで実行される。

以上、本実施例においては、カラーセンサ４２を用いてパッチパターンの色度を検知し、その検出結果と、転写材に形成された画像の色度基準となる基準色度情報、即ち、基準色度データ４１０と比較し、トナー劣化起因の転写不良を予測した。この結果に基づいて、強制的なトナー吐き出しの要否を判断することにより、必要最小限のタイミングでトナー吐き出しを行うこと、及び、実際に劣化したトナーを選択的に吐き出しを行うことが可能となる。

これにより、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、トナーの節約が可能な画像形成装置を、安価で提供することが可能となる。

実施例２
前記した実施例１においては、転写材の色度データに関わらずカラーセンサ４２により検知された検査用パターン６５の色度データと、予め本体内のＲＯＭ４０３に格納された基準色度データ４１０との比較により、劣化トナーの強制吐き出しの要否を判断した。

本実施例においては、転写材の色度データと、ＲＯＭ４０３に格納された標準転写材の基準色度データ４１０を比較する。そして、転写材が標準転写材または類似の転写材である場合と、そうでない場合で劣化トナーの強制吐き出し要否の判断基準を変える。この点が実施例１と異なっている。

以下に、図８に示すフローチャートを用いて、例を挙げて実施例１との相違する部分に関して説明する。

ステップ１００１において、ＣＭＹＫ単色パッチ及びＲＧＢ２次色パッチからなる検査用パターンを転写材上に形成する。形成されるパターンに関しては、実施例１と同様に、ＣＭＹＫ単色パッチ及びＲＧＢ２次色パッチとする。各色のパッチパターンは、イエローを例にとると、諧調パッチ７０１から７０３まで順に低濃度から高濃度まで、そのパッチの濃度が単調増加するように、予め決まった階調で形成される。最も低濃度のパッチパターンは、転写材の色味の影響を受けるハーフトーン、最も高濃度側のパッチパターンは、転写材の色味を受けない高濃度とし、その間のパッチはその中間の濃度とした。

次に、ステップ１００２で、転写材１１の色度と、ステップ１００１で形成された検査用パターンの色度とを、カラーセンサ４２によって検出する。

ステップ１００３においては、ＲＯＭ４０３に格納されている標準転写材の基準色度データ４１０（表１に例示）を参照する。ステップ１００４にて、カラーセンサ４２にて検知した転写材の色度データ（表２に例示）と、基準色度データ４１０の標準転写材の色度データより、色差（ΔＥｐａｐｅｒ）を式（４）を用いた計算で求める。

ステップ１００４では、式（４）にて求めた色差（ΔＥｐａｐｅｒ）を規定の閾値と比較する。本実施例における閾値は、ΔＥ＝３とした。もし標準転写材との色差（ΔＥｐａｐｅｒ）が閾値（ΔＥ＝３）より小さければ、ユーザが使用している転写材が標準転写材若しくは同様品と判断した（ステップ１００５）。この場合、実施例１と同様に、各色において低濃度側から高濃度側の濃度の違う３つ全ての検査用パッチのカラーセンサ検知結果と、基準色度データ４１０から色差ΔＥを求める（ステップ１００６）。

上記で求めた色差ΔＥと、ＲＯＭ４０３に格納された色差の閾値４１１（表３に例示）の比較を行い（ステップ１００７）、もし、色差の閾値４１１よりも色差ΔＥが大きい場合は、強制的にトナーの吐き出しを行う（ステップ１００８）。逆に、色差の閾値４１１（表３に例示）よりも小さければ、トナーの強制吐き出しは行わず通常の画像形成を続行する（ステップ１００９）。

一方、ステップ１００４に戻り、カラーセンサにて検知した転写材の色度データと、標準転写材との色差（ΔＥｐａｐｅｒ）が閾値（ΔＥ＝３）より大きければ、ユーザが使用している紙が標準転写材ではないと判断する（ステップ１０１０）。この場合は、転写材の色味の影響を受ける低濃度側のパッチパターンの色度データは、トナー吐き出しの要否の判断には用いず、高濃度側のパッチパターンの色度データのみ、基準色度データ４１０との比較を行う。本実施の形態では、最も高い濃度のパッチのみを用いて、吐き出しの要否の判断を行うものとした。

ステップ１０１１では、最も高い濃度のパッチの色度データと、基準色度データ４１０との色差ΔＥを求める。色度ΔＥが、色差の閾値４１１（表３に例示）よりも大きければ、強制的にトナーの吐き出しを行い（ステップ１０１２）、色差の閾値４１１（表３に例示）よりも小さければ、トナーの強制吐き出しは行わず通常の画像形成を続行する（ステップ１０１３）。

本実施例においては、ユーザが使用している転写材が、標準転写材では無いと判断した場合においては、転写材の色味の影響を受けない、高濃度側のパッチのみをトナーの強制吐き出しの要否判断に使用するものとした。しかし、他の方法として、標準転写材では無いと判断した場合においては、トナーの強制吐き出しの要否に用いる色差の閾値４１１を可変にすることも可能である。

以上、カラーセンサ４２を用いてパッチパターンと転写材の両方の色度を検知することにより、低濃度から高濃度まで全ての画像濃度において、トナー劣化起因の転写不良を予測し、強制的にトナー吐き出しを行うことが可能となる。これにより、現像装置内の劣化トナーを適切に排出することで、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、トナーの節約が可能な画像形成装置を、安価で提供することが可能となる。

実施例３
前記した実施例１及び実施例２においては、カラーセンサ４２により測定されたパッチパターン６５の色度データと、予め本体内のＲＯＭ４０３に格納された基準色度データ４１０との比較により、劣化トナーの強制吐き出しの要否を判断した。

実施例３においては、カラーセンサ４２による検査用パッチパターン６５の色度測定を複数回行い、それらの色度データを比較することにより、劣化トナーの吐き出しの要否を決定している点が異なっている。前述した実施例１及び実施例２との相違点に関して以下に説明する。

規定枚数毎に検査用画像、即ち、検査用パッチパターン６５を転写材上に形成し、その検査用パッチパターン及び転写材の色度データを測定し、本体装置内のＲＡＭ４０２に格納する。その後に、規定枚数後に再び検査用パッチパターン及び転写材の色度データを測定し、ＲＡＭ４０２内に格納されている過去の色度データを参照し色差ΔＥを算出する。そして、ＲＯＭ４０３内に格納されている色差の閾値４１１と比較を行うことにより、色材の強制的な吐き出しの要否判断をする。判断のフローに関しては、実施例１又は実施例２に記載と同じものとする。

本実施例は、ユーザが標準転写材とは色味が違う転写材を用いた場合においては、転写材種類が違うことによるパッチの色味変動を極力抑えることが可能となる。

以上、カラーセンサ４２を用いて複数回、検査用パッチの色度を検知し、それらを比較し、トナーの強制的な吐き出しの要否を判断することにより、ユーザの使用する転写材に関わらず、適正なタイミングで強制的にトナー吐き出しを行うことが可能となる。これにより、現像装置内の劣化トナーを適切に排出することで、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、トナーの節約が可能な画像形成装置を、安価で提供することが可能となる。

実施例４
上記した実施例においては、規定のタイミング、若しくは、ユーザからの指示により検査用パッチパターン、即ち、検査用画像を転写材上に形成し、その色度をカラーセンサ４２で検知した。

本実施例においては、カラーセンサ４２の読み取りを検査用パッチパターンではなく、ユーザが通常プリントしているパターンにより行う点が、上記した実施例と異なる。以下その差異について説明する。

ユーザがコピーコマンドなどを用いて、同一画像を多量にプリントジョブを行った際、ジョブ内での色味変動を起こすことが問題となる場合がある。このような場合において、ユーザがプリントを行っている画像の同一箇所を、カラーセンサ４２にて複数回読み取り、トナー吐き出しの要否を判断する。

本実施例においては、１００ページ毎にページ内の規定された箇所をカラーセンサ４２で色度を検知することとし、直前（１００ページ前）に検知した色度データから、実施例１に示した計算より色差ΔＥを求める。この色差ΔＥが、閾値（ΔＥ＝５）以上となった場合において、トナー劣化起因の転写不良が発生したと判断し、トナーの強制吐き出しを行う。

本実施例においては、閾値をΔＥ＝５としたが、カラーセンサ４２による検知したパッチの濃度によりその色差の閾値を変えても良い。

以上、カラーセンサ４２を用いて複数回、ユーザがプリントしている画像をカラーセンサ４２で検知することにより、検査用の画像をプリントすることなく、適正なタイミングで強制的にトナー吐き出しを行うことが可能となる。これにより、現像装置内の劣化トナーを適切に排出することで、出力画像品位の低下を防止し、高品位な出力画像を長期間にわたり提供でき、トナーの節約が可能な画像形成装置を、安価で提供することが可能となる。

その他の実施例
上記各実施例では、本発明は、中間転写方式のカラー画像形成装置であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明は、例えば、図９に示すような、各画像形成部Ｐへと記録材担持体にて搬送される転写材１１に対して、それぞれ感光ドラム２２の表面に形成されたトナー画像が順次直接転写されてカラー画像が記録される直接転写方式のカラー画像形成装置とすることもできる。

つまり、この実施例において、カラー画像形成装置１００は、先の実施例１〜４と同様に、４色の色材を使用してカラー画像を形成する画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）を備えている。各画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、画像形成部Ｐごとにイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像手段である現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備えている。各現像器２６は、それぞれ異なる種類の色材、即ち、現像剤（トナー）を収容している。

また、各画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、中間転写体としての中間転写ベルト２７の代わりに、転写材１１を搬送する、例えばベルト状の記録材担持体、即ち、搬送ベルト２７Ａに沿って一列に配列して配置されている。

その他の、画像形成装置１００の構成、及び、画像形成部Ｐの構成は、実施例１と同様とされる。また、斯かる直接転写方式のカラー画像形成装置の構成及び作動は、当業者には周知である。従って、実施例１で説明したと同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの詳細な説明は省略する。

また、このような直接転写方式のカラー画像形成装置にも、先に説明した実施例１〜４で説明した本発明の原理を適用することができ、同様の作用効果を達成し得る。

ただ、図９に示す画像形成装置１００は、各画像形成部Ｐごとにクリーニング手段７０（７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋ）を備えている。従って、劣化トナーを消費するために実行される強制吐き出し時において、現像器２６から感光ドラム２２上に移動されたトナーは、通常の画像形成時の転写残トナーのクリーニングと同様に、クリーニング手段７０により回収する。回収されたトナーはクリーニング容器に蓄えられる。

斯かる直接転写方式のカラー画像形成装置においても、実施例１〜４と同様に構成することにより、同様の作用効果を達成し得る。

本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例の概略構成図である。 本発明に係るカラー画像形成装置における画像形成処理の一実施例を説明するフローチャートである。 本発明に係るカラー画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係るカラー画像形成装置の中間転写体上の未定着トナー濃度を検出する濃度検知センサの一例を示す図である。 カラーセンサの構成を説明する図である。 本発明に係る強制吐き出しの要否を決定するフローチャートである。 本発明に係る検査用パターンの一例を説明する図である。 本発明に係るカラー画像形成装置における画像形成処理の他の実施例を説明するフローチャートである。 本発明に係るカラー画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。

符号の説明

２２ 感光ドラム（像担持体）
２３ 一次帯電手段
２４ スキャナ部（露光手段）
２６ 現像器（現像手段）
２７ 中間転写ベルト（中間転写体）
２７Ａ 搬送ベルト（記録材担持体）
３５、７０ クリーニング手段
４２ カラーセンサ
３１０ 基準色度データ
３０８ パッチデータ
３１１ 色度の閾値テーブル

Claims (6)

1. それぞれ異なる複数の色材を収容した現像手段を使用して、記録媒体にカラー画像を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部により前記記録媒体に形成された画像の色度を検知する検知手段と、を備えたカラー画像形成装置において、
   前記検知手段の検出結果に基づき、前記現像手段の色材を強制的に消費する色材の吐き出しを実行することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. それぞれ異なる複数の色材を収容した現像手段を使用して、記録媒体にカラー画像を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部により、検査用画像データに基づいて前記記録媒体に形成された検査用画像の色度を検知する検知手段と、を備えたカラー画像形成装置において、
   前記検知手段の検出結果に基づき、前記現像手段の色材を強制的に消費する色材の吐き出しを実行することを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 前記検知手段による、前記記録媒体の色度検知結果と、前記記録媒体に形成された画像の色度検知結果を元に、前記色材の吐き出しを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記記録媒体に形成された画像の色度基準となる基準色度情報と、前記基準色度情報を格納する記憶手段を有し、
   前記検知手段から求めた色度情報と、前記基準色度情報との比較した結果に基づき、色材の吐き出しを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記検知手段により複数回、色度情報を検知し、前記複数の検知結果を比較した結果に基づき、色材の吐き出しを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記検知手段の検知結果に基づき、色材の吐き出しを行う色材の種類を選択することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のカラー画像形成装置。

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