JP2010164766A - 画像形成装置及び画像形成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 記録用紙の種類が切り替わる度に行われる、トナー量調整のための調整動作の回数を低減する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 複数の記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定があり、該記録用紙に付着させるトナーのトナー量を、制御情報に基づいて切替える画像モード切替部１１、複数の異なる現像電位に基づいて複数の異なるトナー像を像保持体上に形成する画像形成ユニット２０、形成されたトナー像のトナー量を検出するＡＤＣセンサ３５、検出されたトナー像のトナー量と該トナー量における現像電位との対応関係に基づいて記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定それぞれに応じた現像電位を決定する現像電位決定部１３、画像モード切替部１１により記録用紙に付着させるトナーのトナー量が切替えられた場合に、切替後のトナー量に対応する現像電位を現像電位決定部１３により決定された現像電位に変更する現像電位変更部１２を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成プログラムに関する。

印刷に使用される記録用紙の種類に応じて、記録用紙に付着させるトナーのトナー量を増減させる技術が知られている。例えば、記録用紙の厚さに関する画像モードが切り替えられても、常に同質かつ適正な画像濃度と階調性を有するコピー画像を得るために、画像モードの切り替えにより帯電条件、書き込み密度、定着条件のいずれか１つ以上の画像形成条件が変わる場合、その時点で最大濃度補正及び階調補正を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。

また、転写材（例えば、厚紙やＯＨＰ（Over Head Projector）シート）の材質の違いによらず安定した画像の出力を目指すために、転写材ごとに同等なトナー像を形成するオフセットテーブルを画像形成装置に構成し、転写材が切り替わるときには、このオフセットテーブルを用いて画像形成条件を設定する技術もある（例えば、特許文献２参照）。

さらに、画素密度の切替え及び用紙モードの切替えを行っても良好な階調特性が維持され、常に高画質の画像を形成するために、感光体上に形成された階調パッチを検出し、検出された階調パッチに基づいて、ＬＵＴ（Look Up Table）をオフセットさせる技術もある（例えば、特許文献３参照）。

特開平８−１９４３６８号公報 特許第３４６０４３２号公報 特開平１１−３２２２１号公報

本発明は、記録用紙の種類が切り替わる度に行われる、トナー量調整のための調整動作の回数を低減する画像形成装置及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数の記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定があり、該記録用紙に付着させるトナーのトナー量を、制御情報又は操作指示に基づいて切替える切替手段と、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を像保持体上に形成する形成手段と、形成手段により形成されたトナー像のトナー量を検出する検出手段と、検出手段により検出されたトナー像のトナー量と該検出されたトナー像のトナー量における現像電位との対応関係に基づいて、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定それぞれに応じた現像電位を決定する決定手段と、切替手段により記録用紙に付着させるトナーのトナー量が切替えられた場合に、切替後の記録用紙に付着させるトナーのトナー量に対応する現像電位を、決定手段により決定された現像電位に変更する変更手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、少なくとも２つの異なる現像電位における各階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量を算出する第１の算出手段と、第１の算出手段で算出された各階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量と、画像モード別かつ階調別に目標とすべき記録用紙に付着させるトナーの目標トナー量と、の差を階調補正量として算出する第２の算出手段と、をさらに含み、形成手段は、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を階調ごとに像保持体上に形成し、検出手段は、階調ごとに形成手段により形成されたトナー像のトナー量を検出し、決定手段は、検出手段により検出されたトナー像の一部の階調における、該トナー像のトナー量と該トナー像のトナー量における現像電位との対応関係に基づいて、画像モード別に対応する、その階調の目標トナー量の設定それぞれに応じた、それぞれの現像電位を決定し、第１の算出手段は、複数の画像モード別に、決定手段により決定された現像電位でのすべての記録用紙に付着させるトナーの階調のトナー量を算出し、第２の算出手段は、複数の画像モード別に、第１の算出手段で算出されたすべての階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量と、画像モード及び階調毎の目標トナー量と、の差を階調補正量として算出し、変更手段は、切替手段により画像モードが切替えられたときに、その画像モードに対応した現像電位に変更すると共に、算出された階調補正量により補正することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、予め定めた条件に該当するか否かに基づいて、現像電位のみの変更、階調補正量のみの変更、又は、現像電位及び階調補正量の変更、のいずれかを選択する選択手段をさらに含むことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、操作に応じて、目標トナー量を変更する変更手段をさらに含むことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、形成手段は、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を像保持体上に形成した後、さらに、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を階調ごとに像保持体上に形成し、変更手段は、切替手段により画像モードが切替えられたときに、その画像モードに対応した現像電位に変更すると共に、算出された階調補正量により補正することを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の発明において、形成手段が、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を階調ごとに像保持体上に形成した場合であって、階調ごとのトナー像をさらに画像の種類ごとに形成するとき、形成されるトナー像の中のうち、予め定めた濃度以上のトナー像を共用することを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、複数の異なる現像電位の電位差を算出する第３の算出手段を含み、切替手段が一の現像電位を切替えた場合に、残りの現像電位を第３の算出手段で算出された電位差に基づいて切替えることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を像保持体上に形成する形成手段と、形成手段により形成されたトナー像のトナー量を検出する検出手段と、を備える画像制御装置を制御する、コンピュータにより実行可能な画像形成プログラムであって、コンピュータに、複数の記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定があり、記録用紙に付着させるトナーのトナー量を、制御情報又は操作指示に基づいて切替える切替手順、検出手段により検出されたトナー像のトナー量と該検出されたトナー像のトナー量における現像電位との対応関係に基づいて、記録用紙に付着させるトナー量に応じた現像電位を決定する決定手順、切替手段により記録用紙に付着させるトナーのトナー量が切替えられた場合に、切替後の記録用紙に付着させるトナーのトナー量に対応する現像電位を、決定手段により決定された現像電位に変更する変更手順、を実行させるための画像形成プログラムである。

請求項１に記載の発明によれば、記録用紙に応じた記録用紙に付着させるトナーのトナー量が１度の調整動作で決定される。

請求項２に記載の発明によれば、記録用紙と入力階調に応じた記録用紙に付着させるトナーのトナー量が１度の調整動作で決定される。

請求項３に記載の発明によれば、予め定めた条件に該当するか否かによって、現像電位、階調補正量のいずれか又は双方の変更ができる。

請求項４に記載の発明によれば、記録用紙に形成される画像の濃度を操作に応じて変更できる。

請求項５に記載の発明によれば、記録用紙とその記録用紙における入力階調に適したトナー量が１度の調整動作で決定される。

請求項６に記載の発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、トナー像を形成するためのトナー像のトナー量が低減する。

請求項７に記載の発明によれば、一の記録用紙に対して決定された現像電位が切り替わった場合に、他の記録用紙に対して決定された現像電位も併せて切り替わる。

請求項８に記載の発明によれば、記録用紙に応じた記録用紙に付着させるトナーのトナー量が１度の調整動作で決定される。

画像形成装置の構成図の一例である。 制御部の要部構成を例示するブロック図である。 制御部のハードウェア構成を例示するブロック図である。 画像形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、現像電位とトナー量との関係を示すグラフ、（ｂ）は、画像モードと現像電位との関係を示す表である。 パッチ画像の一例である。 制御部の要部構成を例示する他のブロック図である。 画像形成装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、入力階調とトナー量との関係を示すグラフ、（ｂ）は、画像モードと現像電位、入力階調、階調補正量との関係を示す表である。 パッチ画像の他の一例である。 制御部の要部構成を例示する他のブロック図である。 パッチ画像の他の例である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、画像形成装置１００の構成図の一例である。
画像形成装置１００は、制御部１０、画像形成ユニット２０、ＡＤＣ（Auto Density control）センサ３５、転写ベルト４０、定着装置５０を含んで構成される。

制御部１０は、画像形成装置１００に対する操作指示や、ＰＣ（Personal Computer）から送信された制御情報に基づいて、画像形成ユニット２０を構成する各構成要素を制御する。操作指示や制御情報としては、例えば、記録用紙６０に形成する画像の色の濃さを変更する指示や情報がある。これらの指示、情報に基づいて、記録用紙６０へ付着させるトナーのトナー量が決定される。尚、制御部１０のハードウェア構成や詳細な機能については、後述する。

画像形成ユニット２０は、ＲＯＳ（Raster Output Scanner：ラスター出力スキャナ）２１、ＥＳＶ（Electro Static Voltmeter：電位センサ）、帯電器２３、クリーニングブレード２４、感光ドラム２５、転写装置２６、現像装置２７、ＡＴＣ（Auto toner control）センサ２８、ディスペンサ２９、トナーボトル３０を含んで構成される。画像形成ユニット２０が本発明の形成手段に相当する。

尚、図１において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット２０は同様の構成を有する。このため、ディスペンサ２９及びトナーボトル３０は、マゼンタ、シアン、ブラックについても構成されるが、イエロー以外の色については省略して示している。以下の説明では、一例として、イエローの画像形成ユニット２０を説明する。

ＲＯＳ２１は、例えばＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：面発光型半導体レーザ）で構成される。ＲＯＳ２１は、制御部１０の露光量制御に基づいて、感光ドラム２５に対し、レーザビーム（レーザ光）を走査することで露光を行う。この際、レーザビームを左右に振らせるために、不図示のポリゴンミラー（六角柱型のミラー）を利用してレーザビームの走査が行われる。尚、このようなレーザビーム方式に代えて、ＬＥＤアレイを利用するＬＥＤ方式であってもよい。

ＥＳＶ２２は、感光ドラム２５の電位を非接触で検出する。検出された電位は、電位信号として制御部１０に送信される。これにより、感光ドラム２５上の電位が測定される。

帯電器２３は、導電性弾性ローラで構成される。帯電器２３は、制御部１０の電位制御に基づいて、感光ドラム２５を帯電させる。具体的には、帯電器２３を感光ドラム２５に接触させ電流を流すと、感光ドラム２５は極性がマイナスとなって帯電する。この電位は例えば−８００Ｖ〜−７００Ｖ程度となる。

クリーニングブレード２４は、熱硬化型ポリウレタンゴムで構成される。クリーニングブレード２４は、感光ドラム２５上の残留するトナーやトナー以外の付着物を除去する。クリーニング方式は、クリーニング性に優れるリーディング方式やブレードめくりのないトレーリング方式等の当接法、低コストの定変位方式や当接圧の変化が少ない定荷重方式等の加圧法のいずれでもよい。

感光ドラム２５は、表面に光半導体（例えばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン））の層が形成された円柱型のアルミニウムにより構成される。感光ドラム２５は、制御部１０の制御に基づいて、上面（又は底面）の中心を軸に回転（図１では右回転）する。上述したように感光ドラム２５は、帯電器２３によって帯電し、ＲＯＳ２１からレーザビームが走査されると、走査された部分の帯電が消失する。この結果、その部分の電位は−３００Ｖ程度となる。そして、後述する現像装置２７から供給されるトナーが感光ドラム２５に付着する。

転写装置２６は、感光ドラム２５に付着したトナーを転写ベルト４０に転写させる。転写ベルト４０が本発明の像保持体に相当する。転写装置２６は、制御部１０の電位制御に基づいて、転写ベルト４０にプラスの帯電を行う。この結果、感光ドラム２５に付着したマイナス電位のトナーは、転写ベルト４０に吸着する。転写装置２６は、感光ドラム２５と逆回転（図１では左回転）するために、転写ベルト４０が矢印の方向に押し出されるように移動する。

現像装置２７は、磁石（マグネットロール）を内蔵した筒状のアルミニウム（以下、現像ロールという。）を含んで構成される。現像装置２７には、トナーボトル３０からディスペンサ２９を介して供給されるトナーが補給される。補給されたトナーは、キャリアと攪拌されてマイナスに帯電する。このトナーとキャリアの混合物を現像剤という。現像剤はマグネットロールの磁力により現像ロール上に磁気ブラシ状となり、感光ドラム２５と接触する。そして、制御部１０の現像装置２７に対する電位制御に基づいて、現像ロール上のトナーを感光ドラム２５に現像する。これにより、感光ドラム２５上には、トナー像が形成され、このトナー像が転写ベルト４０に転写される。

尚、現像装置２７に印加する電位をバイアス電位という。バイアス電位から、感光ドラム２５上で帯電していない部分の電位（上述した−３００Ｖ程度の電位）を差し引いて得られる電位の絶対値を現像電位という。現像電位が高いと感光ドラム２５に付着するトナーのトナー量は多く、逆に現像電位が低いと付着するトナーのトナー量が少なくなる。

ＡＴＣセンサ２８は、現像装置２７に補給されたトナーの濃度を検出する。トナーの濃度は、現像剤の透磁率に現れるため、ＡＴＣセンサ２８は、現像剤の透磁率を検出し、検出結果をトナーの濃度として制御部１０に送信する。

ＡＤＣセンサ３５は、転写ベルト４０上に転写されたトナー像のトナー量を検出する。より詳細には、トナー像としてのパッチ画像を構成するトナーのトナー量を検出する。ＡＤＣセンサ３５は、検出したパッチ画像のトナー量を、制御部１０に送信する。尚、パッチ画像とは、記録用紙に付着させるトナーのトナー量を制御するための画像である。ＡＤＣセンサ３５は、本発明の検出手段に相当する。

このように、パッチ画像やＰＣから受信した画像情報により特定される画像は、各色の画像形成ユニット２０により転写ベルト４０上に形成される。そして、これらの画像を構成するトナーのトナー量の情報はＡＤＣセンサ３５によって制御部１０に送られる。その後、転写ベルト４０上の画像は、記録用紙６０に付着し、定着装置５０によって記録用紙６０に定着する。画像が定着した記録用紙６０は、画像形成装置１００の外部に排紙される。

続いて、上述した制御部１０の詳細について図２及び図３を参照して説明する。
図２は、制御部１０の要部構成を例示するブロック図、図３は、制御部１０のハードウェア構成を例示するブロック図である。
制御部１０は、画像モード切替部１１、現像電位変更部１２、現像電位決定部１３、現像電位記憶部１４を含んで構成される。

画像モード切替部１１は、画像形成装置１００に対する操作指示、ＰＣからの制御情報に基づいて、画像形成の際の画像形成条件（画像モード）を切替える。画像モードとしては、記録用紙６０の種類に応じて、そこに付着させるトナーのトナー量を切替える条件がある。記録用紙の６０の種類には、例えば、コート紙、アート紙、マットコート紙、上質紙、非塗工紙（非コート紙）、ハガキ等がある。画像モードが切替えられると、画像モード切替部１１は、その切替に応じた切替指示を現像電位変更部１２に送信する。

現像電位変更部１２は、画像モード切替部１１からの切替指示を受信すると、画像形成ユニット２０（より詳しくは、現像装置２７）の現像電位を切替指示の内容に基づいて変更する。ＲＯＳ２１の露光量を変更するようにしてもよい。これにより、画像モード切替部１１の切替に応じた現像電位が画像形成ユニット２０に設定され、転写ベルト４０に転写すべき、記録用紙に付着させるトナーのトナー量が決定される。

現像電位決定部１３は、画像形成ユニット２０（より詳しくは、ＥＳＶ２２）で検出された現像電位、及び、ＡＤＣセンサ３５で検出されたパッチ画像のトナー量に基づいて、記録用紙６０の種類に応じた現像電位を決定する。現像電位決定部１３は、現像電位を決定すると、その現像電位を記録用紙６０の種類ごとに現像電位記憶部１４に記憶する。

尚、制御部１０は、図３に示すように、ＣＰＵ１０ａ、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)、ＤＲＡＭ(Dynamic RAM)やＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）等のＲＡＭ１０ｂ、フラッシュメモリ等のＲＯＭ(Read Only Memory)１０ｃ及びＩ／Ｆ（Interface）１０ｄ等がバス１０ｅにより接続されたハードウェア構成により実現される。

したがって、ＣＰＵ１０ａがＲＯＭ１０ｃ等の記憶装置に格納された所要のプログラムを読み込み、当該プログラムに従った演算を行うことにより、図１に示す制御部１０の各機能が実現される。尚、このようなプログラムとしては後述するフローチャートに応じたプログラムとすることができる。

続いて、画像形成装置１００の動作について図４から図６を参照して説明する。
図４は、画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャート、図５（ａ）は、現像電位とトナー量との関係を示すグラフ、（ｂ）は、画像モードと現像電位との関係を示す表、図６は、パッチ画像の一例である。尚、図４に示すフローチャートは、例えば、画像形成装置１００の電源がオンにされた場合に実行される。実行タイミングは、電源のオンの時以外（例えばジョブ中）にも、前回実行されてから予め定めた時間が経過した時であってもよいし、感光ドラムなどの部材が交換された後であってもよい。

画像形成装置１００の電源がオンにされると、現像電位変更部１２は、画像形成ユニット２０に対し、第１の現像電位を設定する（ステップＳ１）。具体的に図５（ａ）を参照して説明すると、現像電位変更部１２は、まず、現像電位Ｖ_１に設定する。

画像形成ユニット２０は、第１の現像電位が設定されると、第１の現像電位におけるパッチ画像を色ごとに転写する（ステップＳ２）。併せて、その現像電位を現像電位決定部１３に出力しておく。具体的には、図６に示すように、第１の現像電位としての現像電位Ｖ_１における色ごとのパッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１を転写ベルト４０に転写する。尚、同図におけるパッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１は、転写ベルト４０の幅方向における中央に転写されているが、ＡＤＣセンサ３５の検出可能な位置であれば、転写位置は限定されない。後述するパッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２についても同様である。

現像電位変更部１２は、次いで、画像形成ユニット２０に対し、第２の現像電位を設定する（ステップＳ３）。具体的に、図５（ａ）を参照して説明すると、現像電位変更部１２は、現像電位Ｖ_４に設定する。尚、上述した現像電位Ｖ_１，Ｖ_４は、これらの間に各記録用紙６０に適した現像電位が含まれるようにするのが望ましいが、環境や部材劣化の状態によっては必ずしもこれらの間に収まるとは限らず、その場合にはＶ_１，Ｖ_４の直線を延長して外挿して算出すればよい。

画像形成ユニット２０は、第２の現像電位が設定されると、第２の現像電位におけるパッチ画像を色ごとに転写する（ステップＳ４）。併せて、その現像電位を現像電位決定部１３に出力しておく。図６に示すように、第２の現像電位としての現像電位Ｖ_４における色ごとのパッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２を転写ベルト４０に転写する。図５（ａ）に示すように、今回の例では現像電位Ｖ_４は現像電位Ｖ_１より高いため、転写ベルト４０に転写されるパッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２のトナー量は、パッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１のトナー量より多い。したがって、パッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２は、パッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１より色が濃くなる。

ＡＤＣセンサ３５は、転写ベルト４０上のパッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１及びパッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２のトナー量を検出し、検出結果を現像電位決定部１３に出力する（ステップＳ５）。なお、ここでは転写ベルト４０上のパッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１及びパッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２のトナー量を一緒のタイミングで検出するように記載したが、実際には作像したパッチ画像が転写されてＡＤＣセンサの位置に来次第順次検出するので、ステップＳ３，Ｓ４とステップＳ５とは前後する場合もありうる。

現像電位決定部１３は、画像形成ユニット２０からの現像電位、ＡＤＣセンサ３５からのパッチ画像のトナー量が入力されると、現像電位とその現像電位でのパッチ画像のトナー量との関係から、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の、画像モード別の目標値（目標トナー量）に対応したそれぞれの現像電位を決定する（ステップＳ６）。そして、現像電位決定部１３は、現像電位を決定すると、これらの現像電位を画像モード別に現像電位記憶部１４に記憶させる（ステップＳ７）。

図５（ａ）を参照してより詳しく説明すると、現像電位決定部１３には、現像電位Ｖ_１とその現像電位Ｖ_１におけるパッチ画像のトナー量Ｔ_１、現像電位Ｖ_４とその現像電位Ｖ_４におけるパッチ画像のトナー量Ｔ_４が入力される。そして、同図に示すように、パッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１（図５（ａ）においてパッチ１と示す。）と、パッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２（図５（ａ）においてパッチ２と示す。）と、を１次関数で関連付ける。このため、非コート紙やコート紙に付着させるトナーのトナー量が決定されれば、この１次関数に基づいて、これらの記録用紙６０に対応する現像電位が決定される。

ここで、非コート紙、コート紙、上述したその他の記録用紙６０に付着させる最適なトナー量は広く知られている。したがって、例えば、コート紙への付着に適したトナーのトナー量がＴ_２である場合、上述した１次関数に基づいて、Ｔ_２に対応した現像電位Ｖ_２が一意に決定される。同様に、非コート紙への付着に適したトナーのトナー量がＴ_３である場合、Ｔ_３に対応した現像電位Ｖ_３が一意に決定される。このため、図５（ｂ）に示すように、画像モード「コート紙」「非コート紙」と、これらの記録用紙６０への付着に適したトナーのトナー量を関連付けておけば、画像モードが切替えられても、これらの記録用紙６０に対応した現像電位が一意に決定される。したがって、現像電位決定部１３によって決定された画像モードと現像電位との対応関係は、現像電位記憶部１４に記憶させておく。

画像モード切替部１１は、ここで、画像モードの切替があったか否かを判定する（ステップＳ８）。そして、画像モード切替部１１は、画像モードの切替があったと判定した場合には（ステップＳ８：ＹＥＳ）、その旨の切替指示を現像電位変更部１２に出力し、現像電位変更部１２は、切替後の画像モードに対応する現像電位を現像電位記憶部１４から取得し、画像形成ユニット２０の現像電位を変更する（ステップＳ９）。なお、調整動作を行った際に現像電位は更新されるので、調整動作を行った直後には必ず画像モード切替ありと判断され、次の画像モードに対応した現像電位に変更される。

このように、画像モードが切り替わっても、切り替わる度に、切替後の画像モードに適した現像電位を、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の調整動作を行うことなく、画像形成ユニット２０に設定できる。このため、画像モード切替に伴う記録用紙に付着させるトナーのトナー量の調整動作の回数が従来に比べて少なくなる。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。
図７は、制御部１０の要部構成を例示する他のブロック図である。尚、図２に示される制御部１０の各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。後述する実施形態についても同様とする。

第２実施形態における制御部１０は、トナー量算出部１５、階調補正量算出部１６を含む点で、上述した第１実施形態における制御部１０と相違する。必要に応じて、変更選択部１９を含むようにしてもよい。
トナー量算出部１５は、少なくとも２つの異なる現像電位における各階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量を算出する。
階調補正量算出部１６は、トナー量算出部１５で算出された各階調のトナー量と、画像モード別かつ階調別に目標とすべき記録用紙に付着させるトナーの目標トナー量と、の差を階調補正量として算出する。
変更選択部１９は、予め定めた条件に該当するか否かによって、現像電位決定部１３のみを稼動させたり、階調補正量算出部１６のみを稼動させたり、両方を稼動させたりすることを選択する。これにより、現像電位のみが変更されたり、階調補正量のみが変更されたり、両方を利用した変更がされたりする。尚、予め定めた条件としては、例えば、ジョブ中に現像電位が切替えられない状態にあるか否かがある。この他にも、現像電位を変更したことによってキャリア飛びが発生する現像電位であるか否かを条件としてもよい。この場合、キャリア飛びが発生する現像電位以上は、階調補正量のみを変更すればよい。また、階調補正量が多いか否かを条件としてもよい。この場合には、疑似輪郭を回避するために、双方を変更することが好ましい。
尚、トナー量算出部１５、階調補正量算出部１６の詳細な機能については、後述する画像形成装置１００の動作で説明する。

続いて、画像形成装置１００の動作について図８から図１０を参照して説明する。
図８は、画像形成装置１００の動作の他の一例を示すフローチャート、図９（ａ）は、入力階調とトナー量との関係を示すグラフ、（ｂ）は、画像モードと現像電位、入力階調、階調補正量との関係を示す表、図１０は、パッチ画像の他の一例である。尚、図８に示すフローチャートの実行タイミングも、図４を参照して説明した実行タイミングで行えばよい。また、図１０に示す転写ベルト４０は、上下２段に分かれているが、これらは同図に示される矢印により連続している。後述する図１２も同様である。

画像形成装置１００の電源がオンにされると、現像電位変更部１２は、画像形成ユニット２０に対し、第１の現像電位を設定する（ステップＳ１１）。具体的に、現像電位変更部１２は、まず、現像電位Ｖ_１に設定する。

画像形成ユニット２０は、第１の現像電位が設定されると、第１の現像電位におけるパッチ画像を色ごと、かつ、階調ごとに転写ベルト４０に転写する（ステップＳ１２）。併せて、その現像電位を現像電位決定部１３に出力しておく。具体的には、図１０に示すように、現像電位Ｖ_１における色ごとのパッチ画像Ｙ１１，Ｍ１１，Ｃ１１，Ｋ１１を階調ごとに転写ベルト４０に転写する。この結果、複数階調のパッチ画像Ｙ１２，Ｙ１３，・・・，Ｋ１４が各色において転写される。尚、図１０では、マゼンタ、シアン、ブラックの複数階調のパッチ画像を省略して示している。

現像電位変更部１２は、次いで、画像形成ユニット２０に対し、第２の現像電位を設定する（ステップＳ１３）。具体的には、現像電位変更部１２は、現像電位Ｖ_４に設定する。

画像形成ユニット２０は、第２の現像電位が設定されると、第２の現像電位におけるパッチ画像を色ごとに転写する（ステップＳ１４）。併せて、その現像電位を現像電位決定部１３に出力しておく。図１０に示すように、現像電位Ｖ_４における色ごとのパッチ画像Ｙ２１，Ｍ２１，Ｃ２１，Ｋ２１を階調ごとに転写ベルト４０に転写する。この結果、複数階調のパッチ画像Ｙ２２，Ｙ２３，・・・，Ｋ２４が各色において転写される。

ＡＤＣセンサ３５は、転写ベルト４０上のパッチ画像Ｙ１１，Ｙ１２，・・・，Ｙ２１，・・・，Ｋ２３，Ｋ２４のトナー量を検出し、検出結果を現像電位決定部１３に出力する（ステップＳ１５）。なお、ここでは転写ベルト４０上のパッチ画像Ｙ１１，Ｙ１２，・・・，Ｙ２１，・・・，Ｋ２３，Ｋ２４のトナー量を一緒のタイミングで検出するように記載したが、実際には作像したパッチ画像が転写されてＡＤＣセンサの位置に来次第順次検出するので、ステップＳ１３，Ｓ１４とステップＳ１５とは前後する場合もありうる。

現像電位決定部１３は、画像形成ユニット２０からの現像電位、ＡＤＣセンサ３５からのパッチ画像のトナー量が入力されると、現像電位とその現像電位でのパッチ画像のトナー量との関係から、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の、画像モード別の目標値（目標トナー量）に対応したそれぞれの現像電位を決定する（ステップＳ１６）。図９（ａ）を参照して説明すると、例えば、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の目標値と算出値が一致する入力階調Ａ２（例えば、入力階調７５％）において、現像電位Ｖ_１，Ｖ_４とこれらの現像電位におけるパッチ画像のトナー量Ｔ_１，Ｔ_４との関係から、コート紙への付着に最適なトナーの目標トナー量Ｔ_２に対応した現像電位Ｖ_２を決定する。この決定は、図５（ａ）を参照して説明した１次関数により一意に決定される。図９に示すグラフは２次元で示されているが、３次元で示した場合、図９に示すＹ１２とＹ２２とを結ぶ線分は、図５（ａ）に示すグラフの関係を有している。非コート紙に対する現像電位Ｖ_３も同じ手法により決定される。尚、目標トナー量と算出値が入力階調Ａ２で一致しない場合、これらが一致する別の入力階調Ａ１，Ａ３，Ａ４を利用してもよい。

トナー量算出部１５は、現像電位決定部１３によって決定された現像電位でのすべての階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量を画像モード別に算出する（ステップＳ１７）。再度、図９を参照して説明すると、入力階調Ａ２において、現像電位Ｖ_２，Ｖ_３の記録用紙に付着させるトナーのトナー量は、目標トナー量と一致する。しかし、入力階調Ａ２から外れた部分については、現像電位Ｖ_２，Ｖ_３の記録用紙に付着させるトナーのトナー量は、目標トナー量と一致しない。したがって、まず、目標トナー量と、現像電位Ｖ_２，Ｖ_３の記録用紙に付着させるトナーのトナー量との差を求めるために、現像電位Ｖ_２，Ｖ_３の記録用紙に付着させるトナーのトナー量のうち、目標トナー量と一致しない部分について記録用紙に付着させるトナーのトナー量をすべて算出する。この算出は、一致した部分（例えば、図９に示すＰやＱ）を基準に、入力階調を上げたり、下げたりすることにより行われる。これにより、入力階調Ａ２から外れた部分についての記録用紙に付着させるトナーのトナー量が算出され、結果として図９に示す算出値の曲線（破線）が得られる。

階調補正量算出部１６は、算出されたすべての階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量と、階調ごとの目標トナー量と、の差から、ＬＵＴにより目標トナー量となる階調補正量を画像モード別に算出する（ステップＳ１８）。図９を参照して説明すると、例えば、画像モード「コート紙」における入力階調Ａ１とＡ２との間では、目標トナー量とトナー量算出値が不一致である。したがって、この不一致がＬＵＴにより解消されるような階調補正量を階調ごとに算出する。この算出処理は、画像モード「非コート紙」でも行われる。また、上述した入力階調間以外のすべてにおいて行われる。これにより、算出された階調補正量が利用されることで、入力階調Ａ２以外におけるトナー量算出値とトナー量目標値との乖離Ｄが補正され、トナー量の算出値はその目標値に近づく。また、上述したキャリア飛びを防ぐため現像電位を目標値まで変更できずに入力階調Ａ２でも目標値と算出値が乖離している場合もありうる。その場合には他の階調同様、Ａ２も目標値と算出値の乖離分を階調補正により補正すればよい。

現像電位決定部１３は、ステップＳ１８の処理が修了すると、ステップＳ１６の処理で決定された現像電位を画像モード別に現像電位記憶部１４に記憶させると共に、階調補正量算出部１６は、ステップＳ１８の処理で算出された階調補正量を画像モード、現像電位及び階調に対応付けて現像電位記憶部１４に記憶させる（ステップＳ１９）。この結果、現像電位記憶部１４には、図９（ｂ）に示す表が記憶される。

画像モード切替部１１は、ここで、画像モードの切替があったか否かを判定する（ステップＳ２０）。そして、画像モード切替部１１は、画像モードの切替があったと判定した場合には（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、その旨の切替指示を現像電位変更部１２に出力し、現像電位変更部１２は、切替後の画像モードに対応する現像電位と、その入力階調における現像電位の階調補正を現像電位記憶部１４から取得し、画像形成ユニット２０の現像電位を変更する（ステップＳ２１）。

このように、画像モードが切り替わっても、切り替わる度に、切替後の画像モードに適した現像電位を、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の調整動作を行うことなく画像形成ユニット２０に設定できる。さらに、入力階調によって記録用紙に付着させるトナーのトナー量の目標値と算出値との間に差がある場合でも、ＬＵＴを利用し、その差を縮めることで、画像形成に要する記録用紙に付着させるトナーのトナー量の目標値に近づけられる。したがって、画像形成に係る精度が本構成を有しない場合に比較して向上する。

（その他の実施形態）
続いて、本発明のその他の実施形態について説明する。
図１１は、制御部１０の要部構成を例示する他のブロック図である。
本実施形態における制御部１０は、目標トナー量変更部１７をさらに含む点で、上述した第２実施形態における制御部１０と相違する。

目標トナー量変更部１７は、ＰＣからの目標トナー量変更に関する制御情報や画像形成装置１００に対する目標トナー量変更に関する操作指示に基づいて、現像電位決定部１３や階調補正量算出部１６で利用される、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の目標値を変更する。したがって、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の変更後の目標値に応じた現像電位に変更され、この現像電位が画像形成ユニット２０に設定される。

目標トナー量変更部１７を制御部１０に含めることで、転写ベルト４０や記録用紙６０に形成される画像を構成するトナーのトナー量が変えられる。すなわち、ＰＣや画像形成装置１００のユーザインタフェースに記録用紙に付着させるトナーのトナー量を変更する操作ボタンを構成し、その操作ボタンに対し利用者の意図に応じた指示が行われれば、その意図に近い濃度の画像が得られる。

図１２は、パッチ画像の他の例である。
この実施形態では、現像電位Ｖ_１に対するパッチ画像Ｙ１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１と、現像電位Ｖ_４に対するパッチ画像Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２，Ｋ２が転写ベルト４０に形成された後、画像モード（コート紙や非コート紙）別の現像電位Ｖ_２，Ｖ_３を決定する。この決定は、第１実施形態で説明したとおりである。そして、決定された画像モードにおける現像電位Ｖ_２，Ｖ_３に対するパッチ画像Ｙ４１，・・・，Ｋ５４が階調ごとにさらに転写ベルト４０に形成される。より詳しくは、コート紙の現像電位Ｖ_２に対するパッチ画像Ｙ４１，Ｙ４２，・・・，Ｋ４１，・・・，Ｋ４４、非コート紙の現像電位Ｖ_３に対するパッチ画像Ｙ５１，Ｙ５２，・・・，Ｋ５１，・・・，Ｋ５４が形成される。

したがって、これらのパッチ画像Ｙ４１，Ｙ４２，・・・，Ｋ５４がＡＤＣセンサ３５に読み込まれると、画像モード別の現像電位が決定されると共に、その現像電位における入力階調別の記録用紙に付着させるトナーのトナー量が算出される。したがって、画像モードとその画像モードにおける入力階調に応じたトナー制御がなされ、画像形成に関する精度が本構成を有しない場合に比較して向上する。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本発明のプログラムを通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。例えば、上述したブロック図における各部は、論理回路等のハードウェアで実現してもよい。また、ＡＤＣセンサは経済的な観点から転写ベルト上を検知するが、例えば、ＡＤＣセンサは転写ベルト上を検知するのではなく、複数のＡＤＣセンサで各感光ドラム上のパッチを検知する構成でもよい。

また、例えば、入力階調ごとのパッチ画像がスクリーン（例えば、網点、万線等）ごとにある場合、現像電位変更部１２は、高濃度のパッチ画像（例えばベタ画像（Ｃｉｎ１００％））を共用するようにしてもよい。これにより、転写ベルト４０に形成されるパッチ画像の数が削減される。すなわち、パッチ画像の形成に要するパッチ画像のトナー量が減ると共に、設定時間の短縮が図れる。

さらに、上述した第１実施形態や第２実施形態で説明したように、画像形成装置１００の調整動作時には、画像モード「非コート紙」「コート紙」に対するそれぞれの現像電位が決定される。そして、調整動作を行ってから予め定めた時間が経過したときに、例えば画像モードが「非コート紙」としてジョブが実行されている場合には、記録用紙に付着させるトナーのトナー量の確認のために、再度、非コート紙のパッチ画像が形成される。このパッチ画像に基づいて改めて現像電位が決定される。しかし、これに応じて画像モード「コート紙」に対する現像電位は決定されない。このため、画像モードを「コート紙」に切替えた場合、改めて、コート紙のパッチ画像が形成され、このパッチ画像に基づいて現像電位が決定される。

そこで、調整動作時の「非コート紙」「コート紙」の現像電位の電位差を算出する電位差算出部を制御部１０に構成し、電位差算出部による算出結果を現像電位記憶部１４に記憶させておく。そして、現像電位決定部１３は、改めて「非コート紙」の現像電位が決定される場合に、算出された電位差を利用して「コート紙」の現像電位も決定する。これにより、「非コート紙」から「コート紙」に切替えられても、「コート紙」のパッチ画像の形成に基づいて改めて現像電位を決定する処理を行わないで済み、画像形成に関する生産性が向上する。

１０ 制御部
１１ 画像モード切替部
１２ 現像電位変更部
１３ 現像電位決定部
１４ 現像電位記憶部
１５ トナー量算出部
１６ 階調補正量算出部
１７ 目標トナー量変更部
１９ 変更選択部
２０ 画像形成ユニット
３５ ＡＤＣセンサ
４０ 転写ベルト
５０ 定着装置
６０ 記録用紙
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 複数の記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定があり、該記録用紙に付着させるトナーのトナー量を、制御情報又は操作指示に基づいて切替える切替手段と、
   複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を像保持体上に形成する形成手段と、
   前記形成手段により形成されたトナー像のトナー量を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出されたトナー像のトナー量と該検出されたトナー像のトナー量における現像電位との対応関係に基づいて、前記記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定それぞれに応じた現像電位を決定する決定手段と、
   前記切替手段により記録用紙に付着させるトナーのトナー量が切替えられた場合に、切替後の記録用紙に付着させるトナーのトナー量に対応する現像電位を、前記決定手段により決定された現像電位に変更する変更手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも２つの異なる現像電位における各階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量を算出する第１の算出手段と、前記第１の算出手段で算出された各階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量と、画像モード別かつ階調別に目標とすべき記録用紙に付着させるトナーの目標トナー量と、の差を階調補正量として算出する第２の算出手段と、をさらに含み、
   前記形成手段は、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を階調ごとに像保持体上に形成し、
   前記検出手段は、階調ごとに前記形成手段により形成されたトナー像のトナー量を検出し、
   前記決定手段は、前記検出手段により検出されたトナー像の一部の階調における、該トナー像のトナー量と該トナー像のトナー量における現像電位との対応関係に基づいて、画像モード別に対応する、その階調の目標トナー量の設定それぞれに応じた、それぞれの現像電位を決定し、
   前記第１の算出手段は、複数の画像モード別に、前記決定手段により決定された現像電位でのすべての階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量を算出し、
   前記第２の算出手段は、複数の画像モード別に、前記第１の算出手段で算出されたすべての階調の記録用紙に付着させるトナーのトナー量と、画像モード及び階調毎の目標トナー量と、の差を階調補正量として算出し、
   前記変更手段は、前記切替手段により画像モードが切替えられたときに、その画像モードに対応した現像電位に変更すると共に、算出された階調補正量により補正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. 予め定めた条件に該当するか否かに基づいて、現像電位のみの変更、階調補正量のみの変更、又は、現像電位及び階調補正量の変更、のいずれかを選択する選択手段をさらに含む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. 操作に応じて、前記目標トナー量を変更する変更手段をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記形成手段は、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を像保持体上に形成した後、さらに、前記複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を階調ごとに像保持体上に形成し、
   前記変更手段は、前記切替手段により画像モードが切替えられたときに、その画像モードに対応した現像電位に変更すると共に、算出された階調補正量により補正することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記形成手段が、複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を階調ごとに像保持体上に形成した場合であって、階調ごとのトナー像をさらに画像の種類ごとに形成するとき、形成されるトナー像の中のうち、予め定めた濃度以上のトナー像を共用することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 複数の異なる現像電位の電位差を算出する第３の算出手段を含み、
   前記切替手段が一の現像電位を切替えた場合に、残りの現像電位を前記第３の算出手段で算出された電位差に基づいて切替えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 複数の異なる現像電位に基づいて、複数の異なるトナー像を像保持体上に形成する形成手段と、
   前記形成手段により形成されたトナー像のトナー量を検出する検出手段と、
   を備える画像制御装置を制御する、コンピュータにより実行可能な画像形成プログラムであって、
   前記コンピュータに、
   複数の記録用紙に付着させるトナーのトナー量の設定があり、該記録用紙に付着させるトナーのトナー量を、制御情報又は操作指示に基づいて切替える切替手順、
   前記検出手段により検出されたトナー像のトナー量と該検出されたトナー像のトナー量における現像電位との対応関係に基づいて、前記記録用紙に付着させるトナー量に応じた現像電位を決定する決定手順、
   前記切替手段により記録用紙に付着させるトナーのトナー量が切替えられた場合に、切替後の記録用紙に付着させるトナーのトナー量に対応する現像電位を、前記決定手段により決定された現像電位に変更する変更手順、
   を実行させるための画像形成プログラム。

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