JP2010113104A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 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画像形成装置および画像形成方法を提供する。
【解決手段】 算出部１２ａが、予め定める時間帯において、画像形成部１によって形成された画像の平均印字率を算出すると、判断部１２ｂが、算出部１２ａによって算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する。プロセスコントロール管理部１２ｃは、判断部１２ｂによる判断結果に基づいて、画像形成部１のプロセスコントロールの実施を管理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロセスコントロールを行う画像形成装置および画像形成方法に関する。

複写機等の画像形成装置には、感光体ドラムなどの像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、像担持体を露光して潜像を形成するための露光手段と、潜像を現像するための現像手段等を備えている。これら部材や現像手段に含まれる現像剤は、温度や湿度等の環境変化による特性変化や経時による特性変化が生じる。この特性変化に伴って、像担持体を帯電、露光およ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変更する、いわゆるプロセスコントロールと呼ばれる技術が知られている。

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変更することによって行う。また、プロセスコントロールを行っている間は、テストパターンの形成および条件変更のために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、テストパターン形成のためにトナーを無駄に消費したり、画像形成が中断、停止するためにジョブ効率を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。

最近は、画像形成装置のカラー化が進み、色ごとの複数の画像形成手段を有している。印刷画像の画質（印刷品質）に対する要求が高いことより、電源立ち上げ時や所定印刷枚数毎にプロセスコントロールを行っているが、コストの点からみれば、プロセスコントロールは少なからずトナーを消費するため、極力その実施回数を抑えることが望ましい。

特許文献１では、モノクロ印刷ジョブ枚数とカラー印刷ジョブ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、出力画像が、テキストデータかイメージデータかを判断し、テキストデータである場合よりも、イメージデータである場合の方がプロセスコントロールの実行頻度を高くしている。

特開２００３−９１２２４号公報 特開２００５−３５２３７９号公報

特許文献１が開示する技術は、所定枚数間隔におけるモノクロ印刷とカラー印刷の比率を求めて、カラー印刷が少ない場合にはカラー印刷のプロセスコントロールを行わないようにするものである。従い、所定印刷枚数毎にプロセスコントロールを行っている。

また、特許文献２が開示する技術は、テキストデータとイメージデータとで、プロセスコントロールを実行する条件を異ならせるものである。しかし、これも同じように所定印刷枚数毎にプロセスコントロールの判断を行っている。

しかしながら、印刷枚数によるプロセスコントロールの実行判断では実質的な現像剤の劣化を反映できないことがある。具体的には、同じ現像電位が確保された現像条件であっても、前回までの出力対象画像データの状況により、現像特性、印刷特性が大きく異なり、プロセスコントロールの間で印字率が低い画像データの出力が繰り返されると、ベタ部のがさつきによる画像濃度の低下が発生することがある。この原因としては、印字率が低いために、トナーの入れ替わりが少なく、現像剤のストレスが増加して流動性が悪化するからである。逆に印字率が高い画像データの出力が連続した場合には、トナー入れ替わりが多いことで、帯電量が低くなり、その結果トナー付着量が多くなり、画像濃度のばらつきが発生することがある。

上記のとおり、プロセスコントロールを実施するタイミングは、トナーの消費、ジョブ効率および印刷品質に関係するものであるから、その実施タイミングをさらに適正化することが望まれている。

本発明の目的は、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画像形成装置および画像形成方法を提供することである。

本発明は、像担持体と、前記像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体を露光して潜像を形成する露光手段と、前記潜像にトナーを付着させて前記潜像を現像する現像手段とからなる画像形成手段のプロセスコントロールを行う画像形成装置であって、
予め定める時間帯において、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する判断手段と、
前記判断手段による判断結果に基づいて、前記画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理するプロセスコントロール管理手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、前記画像形成手段によって形成される画像がカラー画像かモノクロ画像かを判定する判定手段を有し、
前記算出手段は、
予め定める時間帯において、前記画像形成手段によって形成されたカラー画像の平均印字率、および前記画像形成手段によって形成されたモノクロ画像の平均印字率をそれぞれ算出し、
前記判断手段は、
前記算出手段によって算出されたカラー画像の平均印字率に基づき、カラー画像を形成するカラー画像形成手段のプロセスコントロールの実施の要否を判断し、
前記算出手段によって算出されたモノクロ画像の平均印字率に基づき、モノクロ画像を形成するモノクロ画像形成手段のプロセスコントロールの実施の要否を判断し、
前記プロセスコントロール管理手段は、
前記判断手段による判断結果に基づいて、カラー画像形成手段のプロセスコントロールおよびモノクロ画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理することを特徴とする。

また本発明は、前記算出手段によって算出された平均印字率の時間帯別ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段を有し、
前記判断手段は、
前記時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断することを特徴とする。

また本発明は、画像形成装置は、コピーモード、プリンタモードおよびファクシミリモードで動作可能であり、
前記算出手段は、それぞれのモードごとに、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出し、
前記ヒストグラム作成手段は、それぞれのモードごとに、前記算出手段によって算出された平均印字率の時間帯別ヒストグラムを作成することを特徴とする。

また本発明は、前記判断手段は、
前稼働日の平均印字率の時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断することを特徴とする。

また本発明は、前記判断手段は、
前稼働週の平均印字率の時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施要否を判断することを特徴とする。

また本発明は、前記プロセスコントロール管理手段は、プロセスコントロールの実施時刻と印刷ジョブ信号の発生時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先することを特徴とする。

また本発明は、前記プロセスコントロール管理手段は、プロセスコントロールの実施時刻と印刷ジョブ信号の発生時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先することをユーザーに報知することを特徴とする。

また本発明は、像担持体と、前記像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体を露光して潜像を形成する露光手段と、前記潜像にトナーを付着させて前記潜像を現像する現像手段とからなる画像形成手段のプロセスコントロールを行う画像形成方法であって、
予め定める時間帯において、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する判断工程と、
前記判断工程での判断結果に基づいて、前記画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理するプロセスコントロール管理工程と、を有することを特徴とする画像形成方法である。

本発明によれば、算出手段が、予め定める時間帯において、画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出すると、判断手段が、算出手段によって算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する。プロセスコントロール管理手段は、前記判断手段による判断結果に基づいて、画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理する。

予め定める時間帯において、形成された画像の平均印字率、つまり時間帯ごとの画像形成手段の使用実績に基づき、プロセスコンコントロールの実施の要否を判断することができるので、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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

また本発明によれば、判定手段が、画像形成手段によって形成される画像がカラー画像かモノクロ画像かを判定する。算出手段は、予め定める時間帯において、画像形成手段によって形成されたカラー画像の平均印字率、および画像形成手段によって形成されたモノクロ画像の平均印字率を算出し、判断手段は、算出手段によって算出されたカラー画像の平均印字率に基づき、カラー画像を形成するカラー画像形成手段のプロセスコントロールの実施の要否を判断し、算出手段によって算出されたモノクロ画像の平均印字率に基づき、モノクロ画像を形成するモノクロ画像形成手段のプロセスコントロールの実施の要否を判断する。プロセスコントロール管理手段は、前記判断手段による判断結果に基づいて、カラー画像形成手段のプロセスコントロールおよびモノクロ画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理する。

カラー画像の画像形成手段およびモノクロ画像の画像形成手段それぞれの使用実績に合わせてプロセスコントロールを行うタイミングを調整するため、カラー画像とモノクロ画像に最適な印刷品質を常時確保することができるとともに、ユーザーの無用な待ち時間を減らすことができる。

また本発明によれば、ヒストグラム作成手段が、算出手段によって算出された平均印字率の時間帯別ヒストグラムを作成し、判断手段は、時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施要否を判断する。

時間帯別ヒストグラムを用いてプロセスコントロールの実施要否を判断するので、より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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

また本発明によれば、コピーモード、プリンタモードおよびファクシミリモードで動作が可能であり、算出手段は、それぞれのモードごとに、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出し、ヒストグラム作成手段は、それぞれのモードごとに、前記算出手段によって算出された平均印字率の時間帯別ヒストグラムを作成する。

モードごとの印刷品質に対する要望に応じて、プロセスコントロールの実施の要否の判断を行うので、より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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

また本発明によれば、判断手段は、前稼働日の時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する。

画像形成装置の最近の使用実績に応じたタイミングで適切にプロセスコントロールを行うことで、最適な印刷品質を常時確保することができる。

また本発明によれば、判断手段は、前稼働週の時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する。

画像形成装置の最近の使用実績に応じたタイミングで適切にプロセスコントロールを行うことで、最適な印刷品質を常時確保することができる。

また本発明によれば、プロセスコントロール管理手段は、プロセスコントロールの実施時刻と印刷ジョブ信号の発生時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先する。

プロセスコントロールの実施を優先するため、最適な印刷品質を確保することができる。

また本発明によれば、プロセスコントロール管理手段は、プロセスコントロールの実施時刻と印刷ジョブ信号の発生時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先することをユーザーに報知する。
このように報知することでユーザーに待ち時間の理由を提示することができる。

また本発明によれば、算出工程で、予め定める時間帯において、画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出すると、判断工程では、算出工程で算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する。プロセスコントロール管理工程では、前記判断工程での判断結果に基づいて、画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理する。

予め定める時間帯において、形成された画像の平均印字率、つまり時間帯ごとの画像形成手段の使用実績に基づき、プロセスコンコントロールの実施の要否を判断することができるので、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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

以下、本発明の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、本発明の技術範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されるものではない。

図１は、本発明の第１実施形態の画像形成装置１０の主要部の構成について説明する概略図である。本実施形態の画像形成装置１０には、電子写真方式で画像形成を行う複写機、複合機、レーザープリンタおよ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１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（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と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、マゼンダおよ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、マゼンダおよびシアンの画像形成部１を「カラー画像形成部１Ｃ」と呼ぶ。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（白黒）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。

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、静電潜像を形成できるように構成されている。現像装置１９は、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナーまたは黒色トナーを収容しており、現像ローラを用いて前記静電潜像にトナーを付着させることによって前記静電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または転写ベルト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。クリーニング装置２１は、不要な場合には省いてもよい。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、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。

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反射受光素子２６とを備えている。

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。

制御部１２は、画像形成装置１０全体の動作を制御し、特にプロセスコントロールに関する制御を実行する。制御部１２は、プロセスコントロールに関連する、算出部１２ａ、判断部１２ｂ、プロセスコントロール管理部１２ｃ、記憶部１２ｄを含む。

算出部１２ａは、出力した画像データの平均印字率を算出する。判断部１２ｂは、プロセスコントロールを実施するか否かを判断して決定する。プロセスコントロール管理部１２ｃは、画像形成部で行うプロセスコントロールの実行を管理する。記憶部１２ｄは、少なくともプロセスコントロールの実行、管理に必要な情報を記憶する。

以下では、本発明の特徴であるプロセスコントロール実施要否の判断方法について、説明する。

第１実施形態では、予め定める時間帯において画像形成部１によって形成された画像の平均印字率、つまり時間帯ごとの画像形成部１の使用実績に基づき、プロセスコントロールの実施要否を判断するので、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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

図２は、本発明の第１実施形態を説明するフローチャートである。
制御部１２は、画像形成装置１０にデータ通信可能に接続される外部機器から、画像形成の指示および画像形成の対象となる画像データを受信し（ステップＳ１）、１ページ分を印刷するごとに、画像データの全ページの印刷が終了したか否かを判断する（ステップＳ２）。全ページの印刷が終了していない場合（ＮＯ）は、全ページの印刷が終了するまで待機する。全ページの印刷が終了した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ３へ進む。

全ページの印刷が終了すると算出部１２ａは、印刷が終了した１つの印刷ジョブに対する平均印字率（以下では、「ジョブ印字率」という）を算出し、算出したジョブ印字率および印刷時刻を含む印刷情報を記憶部１２ｄに記憶し（ステップＳ３）、ステップ４へ進む。次に判断部１２ｂが、印刷情報からジョブ印字率と印刷時刻を参照し、ジョブ印字率に基づいて時間帯ごとの平均印字率（以下では、「時間帯印字率」という）を算出し、算出した時間帯印字率に基づいて、プロセスコントロールの実施要否を判断する（ステップＳ４）。

プロセスコントロールの実施が必要と判断した場合は、プロセスコントロール管理部１２ｃが、予め定める実施条件に基づいて、プロセスコントロールを実施する。

図３は、本発明の第２実施形態の画像形成装置１０の主要部の構成について説明する概略図である。第２実施形態における画像形成装置１０の構成は、制御部１２の構成のみが第１実施形態と異なるので、以下では制御部１２の構成および制御部１２によるプロセスコントロールの実施要否の判断処理について説明し、第１実施形態と共通する構成については、同じ参照符号を付して説明を省略する。

第２実施形態では、制御部１２は、さらに印刷ジョブ判定部１２ｅを含む。印刷ジョブ判定部１２ｅは、出力対象の印刷ジョブがカラー画像データを含むかどうかの判定を行う。カラー画像データを含むかどうかを判定することで、カラー画像の形成およびモノクロ（白黒）画像の形成のそれぞれの画像形成部１Ｃ，１Ｋの使用実績に合わせてプロセスコントロールを行うタイミングを調整するので、最適な印刷品質を常時確保することができるとともに、ユーザーの無用な待ち時間を減らすことができる。

図４は、本発明の第２実施形態を説明するフローチャートである。
制御部１２は、画像形成装置１０にデータ通信可能に接続される外部機器から、画像形成の指示および画像形成の対象となる画像データを受信し（ステップＳ１１）、印刷ジョブ判定部１２ｅは、受信した画像データのうち、印刷しようとする１ページ分の画像データが、カラー画像であるかモノクロ画像であるかを判定するとともに、１ページ分を印刷する（ステップＳ１２）。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などのカラーイメージセンサで読み取られる画像データは、１画素ごとにシアン、マゼンタ、イエローの順に画素値が配列されている点順次データである。印刷ジョブ判定部１２ｅは、１画素を構成する各シアン、マゼンタ、イエローの画素値が予め定める閾値以上であれば、受信した画像データが、カラー画像データであると判断し、閾値よりも小さければ受信した画像データが、モノクロ画像データであると判断する。

ステップＳ１３では、画像データの全ページの印刷が終了したか否かを判断する。全ページの印刷が終了していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１２に戻る。全ページの印刷が終了した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１４へ進む。

全ページの印刷が終了すると算出部１２ａは、カラー画像のジョブ印字率とモノクロ画像のジョブ印字率を算出し、算出した各ジョブ印字率および印刷時刻を含む印刷情報を記憶部１２ｄに記憶し（ステップＳ１４）、ステップ１５へ進む。次に判断部１２ｂが、印刷情報から各ジョブ印字率および印刷時刻を参照し、算出した各ジョブ印字率に基づいてカラー画像の時間帯印字率とモノクロ画像の時間帯印字率を算出し、算出した時間帯印字率に基づいて、プロセスコントロールの実施要否を判断する（ステップＳ１５）。

プロセスコントロールの実施が必要と判断した場合は、プロセスコントロール管理部１２ｃが、予め定める実施条件に基づいて、プロセスコントロールを実施する。

図５は、本発明の第３実施形態の画像形成装置１０の主要部の構成について説明する概略図である。第２実施形態における画像形成装置１０の構成は、制御部１２の構成のみが第２実施形態と異なるので、以下では制御部１２の構成および制御部１２によるプロセスコントロールの実施要否の判断処理について説明し、第２実施形態と共通する構成については、同じ参照符号を付して説明を省略する。

第３実施形態では、制御部１２は、さらにヒストグラム作成部１２ｆを含む。ヒストグラム作成部１２ｆは、時間帯印字率のヒストグラムを作成する。時間帯印字率のヒストグラムを用いてプロセスコントロールの実施要否を判断するので、より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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

図６は、本発明の第３実施形態を説明するフローチャートである。
制御部１２は、画像形成装置１０にデータ通信可能に接続される外部機器から、画像形成の指示および画像形成の対象となる画像データを受信し（ステップＳ２１）、印刷ジョブ判定部１２ｅは、受信した画像データのうち、印刷しようとする１ページ分の画像データが、カラー画像であるかモノクロ画像であるかを判定するとともに、１ページ分を印刷する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２３では、画像データの全ページの印刷が終了したか否かを判断する。全ページの印刷が終了していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ２２に戻る。全ページの印刷が終了した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２４へ進む。

全ページの印刷が終了すると算出部１２ａは、カラー画像のジョブ印字率とモノクロ画像のジョブ印字率を算出し、算出した各ジョブ印字率および印刷時刻を含む印刷情報を記憶部１２ｄに記憶し（ステップＳ２４）、ステップ２５へ進む。ヒストグラム作成部１２ｆは、印刷情報から各ジョブ印字率および印刷時刻を参照し、算出した各ジョブ印字率に基づいてカラー画像の時間帯印字率とモノクロ画像の時間帯印字率を算出し、算出した各時間帯印字率に基づいて、時間帯を階級とし、時間帯印字率を度数とするカラー画像ヒストグラムとモノクロ画像ヒストグラムを作成する（ステップＳ２５）。次に判断部１２ｂが、作成された各ヒストグラムに基づいて、プロセスコントロールの実施要否を判断する（ステップＳ２６）。

プロセスコントロールの実施が必要と判断した場合は、プロセスコントロール管理部１２ｃが、予め定める実施条件に基づいて、プロセスコントロールを実施する。

図７は、前稼働日の平均印字率と時間帯との関係を示すヒストグラムである。横軸に時刻（時）、縦軸に平均印字率（％）を示し、１時間ごとの時間帯印字率の変化を示している。ここでの時間帯印字率は、各時間帯における１日分の時間帯印字率である。カラー画像の画像形成とモノクロ画像の画像形成とが可能な画像形成装置１０において、一日の時間帯ごとに平均印字率（時間帯印字率）を時系列にプロットすると、カラー画像印刷とモノクロ画像印刷とでは、時間帯印字率の変化パターンが異なる場合がある。

具体的には、図７に示すように、カラー画像印刷では１４時前後に最大値が現れるのに対し、モノクロ画像印刷では１０時前後に最大値が現れている。従い、時間帯印字率の最大値が現れるような時間帯は、かなりの量のトナーが消費されており、プロセスコントロールを実施するとユーザーに待ち時間を与えてしまう。そこで、カラー画像形成部とモノクロ画像形成部のプロセスコントロールを同時に行うのではなく、ヒストグラムに応じて、最適な時刻にプロセスコントロールを行うようにすれば、ユーザーに待ち時間を与えない、フレンドリーな画像形成装置を提供することができる。

たとえばオフィスで使用される場合を想定する。画像形成装置１０においては、毎日同じ原稿が印刷されるわけではないが、会議や打ち合わせなどは定期的に開催されているため、カラー画像印刷とモノクロ画像印刷の頻度や最大値が現れる時間帯には必ず差が現れてくるものと考えられる。そこで、図７に示したような例のヒストグラムに基づいた場合、カラー画像印刷が最大値となる時間帯の２時間前である１２時にカラー画像形成部のプロセスコントロールを行い、モノクロ画像印刷が最大値となる時間帯の２時間前である８時にモノクロ画像形成部のプロセスコントロールを行うように、プロセスコントロールタイマーを設定して実施時刻を管理すればよい。

なお、実施時刻を、時間帯印字率の最大値が現れる時間帯の２時間前に設定した理由は、最大値が現れる時間帯の約２時間前から平均印字率が急増していることを考慮し、平均印字率が増加し始める前にプロセスコントロールを実施するためである。

このように、時間帯印字率の最大値が現れる時間帯の１〜２時間前の時刻を、プロセスコントロールの実施時刻として決定することにより、画像形成装置の使用頻度が最も高い時間帯の前にプロセスコントロールを行うため、最適な印刷品質を常時確保することができる。

画像形成装置１０の使用目的や設置される環境により、カラー画像とモノクロ画像の印刷状況は同一ではないと考えるが、画像形成装置１０の場所が移動されない限り前稼動日と同じ印刷状況を繰り返す可能性が高いと推察されるため、このような実施管理を行うことで、最適な印刷品質を得ることができる。画像形成装置１０の最近の使用実績に適したタイミングでプロセスコントロールを行うことで、最適な印刷品質を常時確保することができる。

図８は、前稼働週の平均印字率と時間帯との関係を示すヒストグラムである。横軸に時刻（時）、縦軸に平均印字率（％）を示し、１時間ごとの平均印字率を示している。ここでの時間帯印字率は、各時間帯における１週間分の平均値である。カラー画像の画像形成とモノクロ画像の画像形成とが可能な画像形成装置１０において、前稼働週の時間帯ごとに平均印字率（時間帯印字率）を時系列にプロットすると、カラー画像印刷とモノクロ画像印刷とでは、時間帯印字率の変化パターンが異なる場合がある。

具体的には、図８に示すように、カラー画像印刷では１３時前後に最大値が現れるのに対し、モノクロ画像印刷では１１時前後に最大値が現れている。従い、時間帯印字率の最大値が現れるような時間帯は、かなりの量のトナーが消費されており、プロセスコントロールを実施するとユーザーに待ち時間を与えてしまう。そこで、カラー画像形成部とモノクロ画像形成部のプロセスコントロールを同時に行うのではなく、ヒストグラムに応じて、最適な時刻にプロセスコントロールを行うようにすれば、ユーザーに待ち時間を与えない、フレンドリーな画像形成装置を提供することができる。

たとえばオフィスで使用される場合を想定する。画像形成装置１０においては、毎日同じ原稿が印刷されるわけではないが、会議や打ち合わせなどは定期的に開催されているため、カラー画像印刷とモノクロ画像印刷の頻度や最大値が現れる時間帯には必ず差が現れてくるものと考えられる。そこで、図８に示したような例のヒストグラムに基づいた場合、カラー画像印刷が最大値となる時間帯の２時間前である１１時にカラー画像形成部のプロセスコントロールを行い、モノクロ画像印刷が最大値となる時間帯の２時間前である９時にモノクロ画像形成部のプロセスコントロールを行うように、プロセスコントロールタイマーを設定して実施時刻を管理すればよい。

このように、時間帯印字率の最大値が現れる時間帯の１〜２時間前の時刻を、プロセスコントロールの実施時刻として決定することにより、画像形成装置の使用頻度が最も高い時間帯の前にプロセスコントロールを行うため、最適な印刷品質を常時確保することができる。

画像形成装置１０がコピーモード、プリンタモードおよびファクシミリモードなどの複数のモードを有している複合機である場合、算出部１２ａは、それぞれのモードごとに、画像形成部によって形成された画像のジョブ印字率を算出し、ヒストグラム作成部１２ｆは、それぞれのモードごとに、算出部１２ａによって算出されたジョブ印字率に基づいて時間帯印字率のヒストグラムを作成することが好ましい。

これにより、それぞれのモードの印刷品質に対する要望に応じて、プロセスコントロールの実施要否を判断するので、より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、最適な印刷品質を常時確保することができる。

たとえばコピーモードおよびプリンタモードに比べて、ファクシミリモードでは印刷品質に対する要望が低いので、モードごとのヒストグラムを作成し、ヒストグラムに基づいて、ファクシミリモードの場合は、プロセスコントロールの実施頻度を少なくするなどの制御をすることが好ましい。またはヒストグラム作成部１２ｆが、印刷品質に対する要望が低いファクシミリモードのヒストグラムを作成しなくてもよい。

プロセスコントロール管理部１２ｃは、プロセスコントロールの実施時刻と、印刷指示の入力時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先することが好ましい。プロセスコントロールの実施を優先することで、最適な印刷品質を常時確保することができる。この場合、プロセスコントロールの実施を優先することをユーザーに報知する画面表示を行う。このようにしてユーザーに待ち時間発生の理由を提示することができる。

以上の実施形態では、毎日１回のプロセスコントロールを実施することで説明したが、従来のように、電源投入時や所定枚数印刷後の定期的なプロセスコントロールとの併用により、さらに高い印刷品質を得ることができる。

図９は、画像形成装置１０のプロセスコントロール実施内容について説明するフローチャートである。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Ｓ３１〜Ｓ３５）と、階調補正（ステップＳ３７〜Ｓ４０）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行ってもよい。ここでは黒画像形成部１Ｋのプロセスコントロールを行う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行うことができる。ここでは、プロセスコントロールを行う方法およ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および条件は、ここで示したものに限定されない。

また画像形成部１によって形成された画像の情報に基づき、プロセスコントロールの実施を管理することが好ましい。トナーを無駄に消費することや、ジョブ効率を無駄に低下させることを防ぐ。たとえば、モノクロ印刷が主の場合は、べた濃度を確保するための高濃度補正だけを実施し、カラー印刷が主の場合のみ、高濃度補正に加えて、階調性を確保するための階調補正を実施してもよい。また文字モードの場合は、べた濃度を確保するための高濃度補正だけを実施し、写真モードまたは網点モードの場合のみ、高濃度補正に加えて階調補正を実施してもよい。

＜高濃度補正（ステップＳ３１〜Ｓ３５）＞
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、露光およ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Ｓ３１）。

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行っ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Ｓ３５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）（Ｖ），Ｖｂｐ（Ｖ），（Ｖｂｐ＋５０）（Ｖ）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行っ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−３２５Ｖであるが、後述するステップＳ３３で最適な値に変更される。

図１０（ａ）は、テストパッチＡ〜Ｃの外観を示す図である。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Ｓ３２）。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。

黒色については、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または乱反射受光素子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。

図１０（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、反射光強度ＩＡ，ＩＢ，ＩＣとの関係を示すグラフである。横軸に現像バイアス電圧（Ｖ）、縦軸に反射光強度（Ｖ）を示す。図１０（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とが示されている。

次に、図１０（ｂ）に示すグラフより、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Ｓ３３）。

次に、グリッド電圧ＶｇとステップＳ３３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Ｓ３４）。

１５０Ｖよりも小さい場合には（ＹＥＳ）、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−１５０）（Ｖ）に設定し（ステップＳ３５）、ステップＳ１６に進む。１５０Ｖ以上の場合には（ＮＯ）、そのままステップＳ３６に進む。

次に、ステップＳ３１〜Ｓ３５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Ｓ３６）。超えている場合には（ＹＥＳ）、階調補正を行い、超えていない場合には（ＮＯ）、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、黒色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カラー印刷の方が高精度な印刷が求められからである。

＜階調補正（ステップＳ３７〜Ｓ４０）＞
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、露光およ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３１〜４６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３１〜４６を作成する（ステップＳ３７）。

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Ｓ５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および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Ｓ３３で算出した現像バイアス電圧Ｖｂｏで行う。

図１１（ａ）は、テストパッチ３１〜４６の外観を示す図である。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３１〜４６の反射光強度Ｉ１〜Ｉ１６を測定する（ステップＳ３８）。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。

図１１（ｂ）は、テストパッチ３１〜４６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。横軸に入力階調数、縦軸に出力階調数を示す。図１１（ｂ）には、テストパッチ３１〜４６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Ｓ３９）。

次に、現像バイアス電圧ＶｂｏをＶｂｐとして保存し（ステップＳ４０）、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）（Ｖ），Ｖｂｐ（Ｖ），（Ｖｂｐ＋５０）（Ｖ）でテストパッチＡ〜Ｃが作成される（ステップＳ３１を参照）。

本発明の第１実施形態の画像形成装置１０の主要部の構成について説明する概略図である。 本発明の第１実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態の画像形成装置１０の主要部の構成について説明する概略図である。 本発明の第２実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態の画像形成装置１０の主要部の構成について説明する概略図である。 本発明の第３実施形態を説明するフローチャートである。 前稼働日の平均印字率と時間帯との関係を示すヒストグラムである。 前稼働週の平均印字率と時間帯との関係を示すヒストグラムである。 画像形成装置１０のプロセスコントロール実施内容について説明するフローチャートである。 図１０（ａ）は、テストパッチＡ〜Ｃの外観を示す図、図１０（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、反射光強度ＩＡ，ＩＢ，ＩＣとの関係を示すグラフである。 図１１（ａ）は、テストパッチ３１〜４６の外観を示す図、図１１（ｂ）は、テストパッチ３１〜４６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。

符号の説明

１ 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 駆動ローラ
１０ 画像形成装置
１１ 定着手段
１２ 制御部
１２ａ 算出部
１２ｂ 判断部
１２ｃ プロセスコントロール管理部
１２ｄ 記憶部
１２ｅ 印刷ジョブ判定部
１２ｆ ヒストグラム作成部
１３ 感光体ドラム
１５ 帯電手段
１７ 露光手段
１９ 現像手段
２１ クリーニング手段
２３ 発光素子

Claims (9)

1. 像担持体と、前記像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体を露光して潜像を形成する露光手段と、前記潜像にトナーを付着させて前記潜像を現像する現像手段とからなる画像形成手段のプロセスコントロールを行う画像形成装置であって、
   予め定める時間帯において、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出する算出手段と、
   前記算出手段によって算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する判断手段と、
   前記判断手段による判断結果に基づいて、前記画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理するプロセスコントロール管理手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成手段によって形成される画像がカラー画像かモノクロ画像かを判定する判定手段を有し、
   前記算出手段は、
   予め定める時間帯において、前記画像形成手段によって形成されたカラー画像の平均印字率、および前記画像形成手段によって形成されたモノクロ画像の平均印字率をそれぞれ算出し、
   前記判断手段は、
   前記算出手段によって算出されたカラー画像の平均印字率に基づき、カラー画像を形成するカラー画像形成手段のプロセスコントロールの実施の要否を判断し、
   前記算出手段によって算出されたモノクロ画像の平均印字率に基づき、モノクロ画像を形成するモノクロ画像形成手段のプロセスコントロールの実施の要否を判断し、
   前記プロセスコントロール管理手段は、
   前記判断手段による判断結果に基づいて、カラー画像形成手段のプロセスコントロールおよびモノクロ画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理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. 前記算出手段によって算出された平均印字率の時間帯別ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段を有し、
   前記判断手段は、
   前記時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置は、コピーモード、プリンタモードおよびファクシミリモードで動作可能であり、
   前記算出手段は、それぞれのモードごとに、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出し、
   前記ヒストグラム作成手段は、それぞれのモードごとに、前記算出手段によって算出された平均印字率の時間帯別ヒストグラムを作成することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記判断手段は、
   前稼働日の平均印字率の時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記判断手段は、
   前稼働週の平均印字率の時間帯別ヒストグラムに基づきプロセスコントロールの実施要否を判断することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
7. 前記プロセスコントロール管理手段は、プロセスコントロールの実施時刻と印刷ジョブ信号の発生時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. 前記プロセスコントロール管理手段は、プロセスコントロールの実施時刻と印刷ジョブ信号の発生時刻とが重なった場合には、プロセスコントロールの実施を優先することをユーザーに報知することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 像担持体と、前記像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、前記像担持体を露光して潜像を形成する露光手段と、前記潜像にトナーを付着させて前記潜像を現像する現像手段とからなる画像形成手段のプロセスコントロールを行う画像形成方法であって、
   予め定める時間帯において、前記画像形成手段によって形成された画像の平均印字率を算出する算出工程と、
   前記算出工程で算出された平均印字率に基づきプロセスコントロールの実施の要否を判断する判断工程と、
   前記判断工程での判断結果に基づいて、前記画像形成手段のプロセスコントロールの実施を管理するプロセスコントロール管理工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。

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