JP2010276625A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間調濃度を正確に表現できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０は、制御部１００、及び出力画像データ記憶領域１１１を備える。制御部１００は、中間調濃度補正テーブルに基づいて入力画像データを出力画像データに変換する。また、制御部１００は、現像バイアス電圧を変更する高濃度補正処理、及び、中間調濃度補正テーブルを修正する中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する。出力画像データ記憶領域１１１は、出力画像データを記憶する。制御部１００は、出力画像データ記憶領域１１１に記憶されている全ての出力画像データの画像形成処理が終了するまで、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行を延期する。
【選択図】図３

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置は、トナーや静電潜像担持体の現像特性が摩耗や温度及び湿度といった環境によって変動するので、一般的に高濃度補正処理及び中間調濃度補正処理を実行する（例えば、特許文献１参照。）。

高濃度補正処理は、記録媒体がトナーで密に被覆される所定の最高濃度（所謂ベタ画像濃度）を安定的に得るために、トナー像担持体上に高濃度検出用トナー像を形成して濃度を検出し、この検出濃度に基づいて現像バイアス電圧を補正する処理である。中間調濃度補正処理は、入力画像データの中間調濃度を記録媒体上に正確に再現するために、入力画像データの中間調濃度を中間調濃度補正テーブルに基づいて補正して出力画像データとして出力する処理である。中間調濃度補正テーブルは、トナー像担持体上に形成された中間調濃度検出用トナー像の検出濃度に基づいて中間調濃度補正テーブルを修正する中間調濃度補正テーブル修正処理を実行することで修正される。

従来の画像形成装置では、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理は、所定の画像形成処理回数毎に実行される。

画像形成装置は、複数の画像の画像形成処理を要求する第１ジョブが入力された場合、複数の入力画像データに対して中間調濃度補正処理を順次実行して複数の出力画像データを画像データ記憶部へ記憶し、画像データ記憶部から出力画像データを順次読み出して記録媒体へ画像形成処理を行う。

特開２００１−１３７４８公報

しかし、従来の画像形成装置では、上述の第１ジョブの実行中に、複数の画像の画像形成処理を要求する優先ジョブの割り込みがあり、優先ジョブの実行中に高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理が実行された場合、第１ジョブによって画像データ記憶部に記憶済みの出力画像データの中間調濃度が、画像データ記憶部に記憶された当時に予定されていた濃度からずれてしまい、正確に表現されない。これは、出力画像データが画像データ記憶部に記憶された後に高濃度補正処理が実行されることで、出力画像データが画像データ記憶部に記憶された当時の値から現像バイアス電圧が変更されるためである。

この発明の目的は、中間調濃度を正確に表現できる画像形成装置を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置であって、画像形成部、画像濃度検出部、制御部、及び画像データ記憶部を備える。画像形成部は、トナー像担持体を含む。画像濃度検出部は、トナー像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する。制御部は、中間調濃度補正テーブルを記憶し、中間調濃度補正テーブルに基づいて入力画像データを出力画像データに変換する中間調濃度補正処理を実行する。また、制御部は、トナー像担持体に担持された高濃度検出用トナー像の画像濃度検出部が検出した検出濃度が予め設定された高濃度基準値と一致するように現像バイアス電圧を変更する高濃度補正処理、及び、トナー像担持体に担持された中間調濃度検出用トナー像の画像濃度検出部が検出した検出濃度が予め設定された中間調濃度基準値と一致するように中間調濃度補正テーブルを修正する中間調濃度補正テーブル修正処理を、所定の画像形成処理回数毎に実行する。画像データ記憶部は、画像形成部へ供給するための出力画像データを記憶する。制御部は、画像データ記憶部に記憶されている全ての出力画像データの画像形成処理が終了するまで、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行を延期する。

この構成では、中間調濃度補正処理を施されて画像データ記憶部に記憶された出力画像データの全ての画像形成処理が終了する前に優先ジョブの割り込み等によって画像形成処理回数が所定の基準回数に達した場合でも、画像データ記憶部に記憶されている全ての出力画像データの画像形成処理が終了するまで、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行が延期される。このため、現像バイアス電圧は、出力画像データが画像データ記憶部に記憶された当時の値から変更されない。これによって、画像データ記憶部に記憶された出力画像データの中間調濃度が、画像データ記憶部に記憶された当時に予定されていた濃度からずれない。

上述の構成において、制御部は、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行を延期している間、新たに中間調濃度補正処理を実行しないように構成することができる。高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行が延期されている間は、新たに中間調濃度補正処理が実行されず、新たな出力画像データが画像データ記憶部に記憶されないので、画像データ記憶部に記憶された出力画像データの全ての画像形成処理が終了すると、直ちに高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理が実行される。これによって、トナーや静電潜像担持体の現像特性の摩耗や環境による変動に直ちに対応することができ、中間調濃度をより正確に表現することができる。

また、制御部は、前回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧を現像バイアス電圧基準値に設定し、現像バイアス電圧基準値と今回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧との差分が所定の差分基準値以上である場合のみ、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行するように構成することができる。差分が差分基準値以上である場合即ち高濃度のずれが大きい場合は、中間調濃度のずれも大きいと考えられるので、中間調濃度補正テーブル修正処理が実行される。一方、高濃度のずれが小さい場合は、中間調濃度のずれも小さいと考えられるので、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行しないことで、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理を含む補正処理に要する時間を短縮できるとともに、補正処理の実行時のトナーの消費量を抑制することができる。

さらに、異なる複数の色相のトナー像を重畳することでフルカラー画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも１の色相について差分が差分基準値以上である場合のみ、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行するように構成することができる。例えば１の色相のみについて中間調濃度補正テーブル修正処理が必要な場合でも、全ての色相について中間調濃度補正テーブル修正処理が実行されるので、カラーバランスを正確に保持することができ、色ずれを防止することができる。また、全ての色相について中間調濃度補正テーブル修正処理が必要でない場合は、中間調濃度補正テーブル修正処理が実行されないので、補正処理に要する時間を短縮できるとともに、補正処理の実行時のトナーの消費量を抑制することができる。

この発明によれば、中間調濃度を正確に表現することができる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置のプリンタエンジン部の概略の構成を示す図である。 画像濃度検出センサの構成図である。 画像形成装置の構成を示すブロック図である。 制御部の処理手順を示すフローチャートである。 高濃度補正を行う場合の現像バイアス電圧（Ｖ）と検出濃度との関係を示す図であって、（Ａ）はシアン、マゼンタ、及びイエローのそれぞれのカラー画像についての関係を示し、（Ｂ）はモノクロ画像についての関係を示す。 画像形成処理回数と現像バイアス電圧（Ｖ）との関係の一例を示す図である。 シアン、マゼンタ、及びイエローのそれぞれのカラー画像について中間調濃度補正を行う場合のレーザデューティ（％）と検出濃度との関係を示す図である。

以下に、この発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

画像形成装置１０は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して入力された画像データに基づいて、記録媒体の一例である用紙に多色又は単色の画像を形成する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成ステーション２１，２２，２３，２４、中間転写ベルトユニット３２、二次転写ローラ３３、定着装置３４、制御部１００、及び、図示しない用紙搬送路、給紙カセット、手差しトレイ、排紙トレイを備えている。

画像形成装置１０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各色相に対応した画像データを用いて、画像形成ステーション２１〜２４において電子写真方式の画像形成処理を行う。画像形成ステーション２１〜２４は、中間転写ベルトユニット３２に沿って一列に配置され、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれが画像形成部を構成する。

以下では、主として画像形成ステーション２１について説明する。画像形成ステーション２２〜２４は、画像形成ステーション２１と同様に構成されている。ブラックの画像形成ステーション２１は、感光体ドラム４１、帯電装置４２、露光装置３１、現像装置４３、一次転写ローラ４５、及びクリーニングユニット４６を備えている。

感光体ドラム４１は、静電潜像担持体であって、円筒状を呈し、図示しない第１駆動源から駆動力を伝達されることで回転する。感光体ドラム４１は、円筒状の導電性基体、及び、導電性基体の周面に設けられる感光層を有する。

帯電装置４２は、感光体ドラム４１の周面に対向するように、感光体ドラム４１の軸方向に沿って配置される。帯電装置４２は、非接触方式の帯電装置であって、感光体ドラム４１の周面を所定の電位に均一に帯電させる。

露光装置３１は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、第１ｆθレンズ、及び第２ｆθレンズを備えており、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１に照射する。画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１には、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。

現像装置４３は、ブラックの現像剤を収容している。現像剤として、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤が用いられる。トナーは、着色剤を含有する粒子径が５〜８μｍの樹脂粒子と、シリカ微粒子等の粒子径が７〜１００ｎｍの外添剤とを含む。外添剤は、樹脂粒子と均一に混ざり合って樹脂粒子の表面に付着することで、樹脂粒子同士の凝集を防いでトナーの流動性を向上する。キャリアは、フェライト成分を含む粒子径が２０〜１００μｍの磁性粒子と、被覆用樹脂とを含む。被覆用樹脂は、アクリル系樹脂やシリコン系樹脂等であって、磁性粒子の表面を被覆することで、トナーが磁性粒子に融着することを防止する。

現像装置４３は、トナーとキャリアとを攪拌することでトナーを帯電させる。現像装置４３は、静電潜像が形成された感光体ドラム４１の周面にトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に現像する。感光体ドラム４１は、上述のように静電潜像担持体であって、トナー像担持体としても機能する。

なお、画像形成ステーション２２〜２４のそれぞれの現像装置には、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色の現像剤が収容されている。

現像装置４３には、ブラックのトナーを収容して現像装置４３の上に配置された図示しない補給装置から、現像装置４３におけるトナーの消費量に応じてトナーが補給される。

クリーニングユニット４６は、現像及び画像転写後における感光体ドラム４１の周面に残留したトナーを、除去及び回収する。

中間転写ベルトユニット３２は、中間転写ベルト３２１、駆動ローラ３２２、従動ローラ３２３、及び中間転写ベルト用クリーニングユニット５１を有している。中間転写ベルト３２１として、例えば１００〜１５０μｍの範囲内の所定の厚さのフィルムが用いられる。中間転写ベルト３２１は、駆動ローラ３２２と従動ローラ３２３との間に張架され、ループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト３２１の外周面は、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１に対向している。

一次転写ローラ４５は、中間転写ベルト３２１を挟んで画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１に対向するように配置されている。一次転写ローラ４５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）を素材とする軸、及びこの軸の周面を被覆する導電性の弾性材を有している。導電性の弾性材によって、中間転写ベルト３２１に均一に高電圧が印加される。弾性材として、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ディエン３元共重合体：ethylene propylene diene methylene linkage）、又は発泡ウレタン等が用いられる。中間転写ベルト３２１が画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１に対向する位置が、一次転写位置である。

一次転写ローラ４５には、感光体ドラム４１の周面に担持されたトナー像を中間転写ベルト３２１上に転写するために、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム４１に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト３２１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト３２１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト３２１は、トナー像担持体として機能する。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４個の感光体ドラム４１のうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成処理時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム４１のみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト３２１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。

一次転写位置のそれぞれにおいて中間転写ベルト３２１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３２１の回転によって、二次転写ローラ３３との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ３３は、中間転写ベルト３２１を挟んで駆動ローラ３２２に圧接するように配置されている。二次転写ローラ３３は、所定のニップ圧で中間転写ベルト３２１に圧接している。

給紙カセット又は手差しトレイから給紙された用紙が二次転写ローラ３３と中間転写ベルト３２１との間を通過する際に、二次転写ローラ３３にトナーの帯電極性（例えば、マイナス）とは逆極性（例えば、プラス）の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト３２１の外周面から用紙にトナー像が転写される。

４個の感光体ドラム４１の一部又は全部から中間転写ベルト３２１へ転写されたトナーのうち、用紙へ転写されずに中間転写ベルト３２１上に残留したトナーは、次工程での混色を防止するために、中間転写ベルト用クリーニングユニット５１によって回収される。

定着装置３４は、定着ローラ３３１及び加圧ローラ３３２を有している。トナー像が転写された用紙は、定着装置３４へ導かれ、定着ローラ３３１と加圧ローラ３３２との間を通過することで加熱及び加圧される。これによって、トナー像が、用紙に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙トレイ上へ排出される。

なお、画像形成ステーション２１〜２４の全てにおいて画像形成処理が行われるフルカラー画像形成処理時には、画像形成ステーション２１〜２４の４個の一次転写ローラ４５が中間転写ベルト３２１を全ての感光体ドラム４１に圧接させる。一方、画像形成ステーション２１のみにおいて画像形成処理が行われるモノクロ画像形成処理時には、画像形成ステーション２１の一次転写ローラ４５のみが中間転写ベルト３２１を画像形成ステーション２１の感光体ドラム４１のみに圧接させる。

トナー像の搬送方向において最も下流側の画像形成ステーション２４の一次転写位置と二次転写位置との間に、画像濃度検出センサ８４が配置されている。画像濃度検出センサ８４は、中間転写ベルト３２１に担持されたトナー像の濃度を検出し、検出濃度を制御部１００へ出力する。

図２に示すように、画像濃度検出センサ８４は、反射型センサであって、発光素子８４１、正反射受光素子８４２、及び乱反射受光素子８４３を有しており、カラー画像濃度、及びモノクロ画像濃度の両方を検出することができる。

画像濃度検出センサ８４は、中間転写ベルト３２１に担持された高濃度検出用トナー像及び中間調濃度検出用トナー像等のトナー像９８の濃度を検出することができる。

画像濃度検出センサ８４は、モノクロ画像濃度を検出する場合、発光素子８４１から出射されてトナー像９８によって正反射した光を正反射受光素子８４２によって受光し、受光した光の光量に応じた電圧を検出値として出力する。

画像濃度検出センサ８４は、カラー画像濃度を検出する場合、発光素子８４１から出射されてトナー像９８によって乱反射した光を乱反射受光素子８４３によって受光し、受光した光の光量に応じた電圧を検出値として出力する。

ここで、トナー像９８の反射率の変化を大きくするために、中間転写ベルト３２１の素材として変性ポリイミドが用いられるとともに、中間転写ベルト３２１の表面を鏡面に仕上げることによって正反射率が１０％以上に設定されている。

図３に示すように、ホストコンピュータ２００は、ホストコンピュータ制御装置２０１、キーボード２０２、ディスプレイ２０３、及び外部メモリ２０４を備えている。キーボード２０２は、ユーザによる入力操作を受け付ける。ディスプレイ２０３は、ホストコンピュータ制御装置２０１が処理した種々の画像を表示する。外部メモリ２０４は、画像データ、及びその他の種々の情報の保存に利用される。

ホストコンピュータ制御装置２０１は、ホストコンピュータ２００の動作を統括的に制御する。ホストコンピュータ制御装置２０１は、ＣＰＵ２０５、ＲＯＭ２０６、ＲＡＭ２０７、入出力部２０８、キーボードコントローラ２０９、ディスプレイコントローラ２１０、及びメモリコントローラ２１１を有している。

ＲＯＭ２０６には、ＣＰＵ２０５の動作を記述するプログラムが内蔵されている。ＣＰＵ２０５は、ＲＯＭ２０６に内蔵されているプログラムに従って動作する。ＲＡＭ２０７は、ホストコンピュータ２００上で動作するアプリケーションソフトやドライバの動作を記述するプログラムであるアプリケーションプログラムを記憶する。また、ＲＡＭ２０７は、ホストコンピュータ２００及び画像形成装置１０の制御コード及び各種データの解釈や画像形成処理に必要な計算、画像データの処理のためのワークメモリに利用される。さらに、ＲＡＭ２０７は、入出力部２０８のための入出力バッファ２１２を含む。

入出力部２０８は、画像形成装置１０と電気配線で接続され、画像形成装置１０への画像データの出力や、画像形成装置１０との間での制御コードの入出力を行う。

キーボードコントローラ２０９は、キーボード２０２を制御する。ディスプレイコントローラ２１０は、ディスプレイ２０３を制御する。メモリコントローラ２１１は、外部メモリ２０４を制御する。

画像形成装置１０は、制御部１００、操作パネル８１、外部メモリ８２、プリンタエンジン部８３、及び画像濃度検出センサ（画像濃度検出部）８４を有している。

操作パネル８１は、ユーザによる入力操作を受け付ける。外部メモリ８２は、画像データ、及びその他の種々の情報の保存に利用される。プリンタエンジン部８３は、画像形成ステーション２１〜２４、露光装置３１、中間転写ベルトユニット３２、二次転写ローラ３３、定着装置３４、及び搬送ローラ等を含み、用紙に画像を形成する。

制御部１００は、画像形成装置１０の動作を統括的に制御する。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、入出力部１０４、操作パネルコントローラ１０５、メモリコントローラ１０６、プリンタエンジン部コントローラ１０７、及び作像カウンタ１０８を有している。

ＲＯＭ１０２には、ＣＰＵ１０１の動作を記述するプログラムが内蔵されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ２０６に内蔵されているプログラムに従って動作する。

ＲＡＭ１０３は、上述の制御コード及び各種データの解釈や画像形成処理に必要な計算、画像データの処理のためのワークメモリに利用される。また、ＲＡＭ１０３は、入出力部１０４のための入出力バッファ１１０、出力画像データ記憶領域（画像データ記憶部）１１１、及び中間調濃度補正テーブル記憶領域１１２を含む。

入出力部１０４は、ホストコンピュータ２００と電気配線で接続され、ホストコンピュータ２００からの画像データの入力や、ホストコンピュータ２００との間での制御コードの入出力を行う。

操作パネルコントローラ１０５は、操作パネル８１を制御する。メモリコントローラ１０６は、外部メモリ８２を制御する。

プリンタエンジン部コントローラ１０７は、プリンタエンジン部を制御する。プリンタエンジン部コントローラ１０７は、ビットマップ画像送出部を含み、画像展開されたビットマップ画像をプリンタエンジン部８３へ送出する。

作像カウンタ１０８は、画像形成処理回数をカウントする。

入出力部１０４には、１又は複数の画像の画像形成処理を要求するジョブが入力する。ジョブは、１又は複数の画像データを含む。入出力部１０４に入力した画像データは、入出力バッファ１１０に一旦保持される。ＣＰＵ１０１は、入出力バッファ１１０から画像データを順次読み出して、画像データを中間調濃度補正テーブル記憶領域１１２に記憶された中間調濃度補正テーブルに基づいて変換する中間調濃度補正処理を実行し、変換後の画像データを出力画像データ記憶領域１１１に記憶させる。

説明の便宜上、入出力部１０４に入力した画像データを入力画像データといい、中間調濃度補正テーブルに基づいて変換後の画像データを出力画像データという。

プリンタエンジン部コントローラ１０７は、出力画像データ記憶領域１１１から出力画像データを読み出してビットマップ画像に展開し、ビットマップ画像をプリンタエンジン部８３に出力する。プリンタエンジン部８３は、入力したビットマップ画像に基づいて用紙に画像を形成する。ＣＰＵ１０１は、プリンタエンジン部８３が画像形成処理を終了した出力画像データを、出力画像データ記憶領域１１１から消去する。ＣＰＵ１０１は、単一の出力画像データに基づいて複数回の画像形成処理を実行する場合は、全ての画像形成処理が終了した後に出力画像データを出力画像データ記憶領域１１１から消去する。

また、ＣＰＵ１０１は、所定のタイミングで、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１に所定の濃度検出用静電潜像を形成し、濃度検出用静電潜像を現像する。画像濃度検出センサ８４は、濃度検出用静電潜像が現像されてなる濃度検出用トナー像の濃度を検出する。濃度検出用トナー像には、高濃度検出用トナー像と、中間調濃度検出用トナー像とがある。

ＣＰＵ１０１は、画像濃度検出センサ８４による検出濃度に基づいて、画像形成処理の設定条件を変更する。画像形成処理の設定条件として、現像バイアス電圧（Ｖ）、及び露光装置３１の露光条件即ちレーザデューティ（％）が挙げられる。高濃度補正処理が実行されることで、現像バイアス電圧が変更され、これによって、記録媒体がトナーで密に被覆される所定の最高濃度（所謂ベタ画像濃度）を補正することができる。中間調濃度補正処理が実行されることで、レーザデューティが変更され、これによって、中間調濃度を補正することができる。レーザデューティは、中間調濃度補正テーブルに基づいて入力画像データの中間調濃度を補正することで変更される。

図４に示すように、ＣＰＵ１０１は、通常ジョブが入力すると（Ｓ１）、前回の高濃度補正処理の実行時以降の画像形成処理回数が所定の基準回数以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。

ＣＰＵ１０１は、画像形成処理回数が基準回数に達しない場合、中間調濃度補正テーブル記憶領域１１２に記憶された中間調濃度補正テーブルに基づいて、入力画像データに対して中間調濃度補正処理を実行し、出力画像データを出力画像データ記憶領域１１１に記憶する（Ｓ３）。ＣＰＵ１０１は、通常ジョブが複数の入力画像データを含む場合、出力画像データの画像形成処理の終了を待たずに順次、入力画像データに対して中間調濃度補正処理を実行し、出力画像データを出力画像データ記憶領域１１１に記憶する。

ＣＰＵ１０１は、プリンタエンジン部コントローラ１０７に指示することによって出力画像データ記憶領域１１１から１個の出力画像データを読み出し、出力画像データに基づいて用紙に画像形成処理を実行する（Ｓ４）。ＣＰＵ１０１は、画像形成処理が終了した出力画像データを出力画像データ記憶領域１１１から消去する。このため、出力画像データ記憶領域１１１には、プリンタエンジン部８３への供給を待つ出力画像データのみが記憶されている。

ＣＰＵ１０１は、通常ジョブの実行中に優先ジョブが入力すると（Ｓ１）、通常ジョブの実行を保留して優先ジョブを優先的に実行する。

ＣＰＵ１０１は、前回の高濃度補正処理の実行時以降の画像形成処理回数が基準回数以上になると（Ｓ２）、出力画像データ記憶領域１１１に出力画像データが記憶されているか否かを判定する（Ｓ５）。ＣＰＵ１０１は、出力画像データ記憶領域１１１に出力画像データが記憶されている場合、高濃度補正処理、及び中間調濃度補正テーブル修正処理を実行することなく、出力画像データ記憶領域１１１に記憶された出力画像データについての画像形成処理を実行する（Ｓ４）。

このように、中間調濃度補正処理を施されて出力画像データ記憶領域１１１に記憶された出力画像データの全ての画像形成処理が終了する前に前回の高濃度補正処理の実行時以降の画像形成処理回数が基準回数以上になった場合でも、出力画像データ記憶領域１１１に記憶されている全ての出力画像データの画像形成処理が終了するまで、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行が延期される。このため、現像バイアス電圧は、出力画像データが出力画像データ記憶領域１１１に記憶された当時の値から変更されない。これによって、出力画像データ記憶領域１１１に記憶された出力画像データの中間調濃度が、出力画像データ記憶領域１１１に記憶された当時に予定されていた濃度からずれない。従って、中間調濃度を正確に表現することができる。

ＣＰＵ１０１は、高濃度補正処理、及び中間調濃度補正テーブル修正処理の実行を延期している間は、新たに中間調濃度補正処理を実行せず、新たな出力画像データを出力画像データ記憶領域１１１に記憶しない。このため、出力画像データ記憶領域１１１に記憶された出力画像データの全ての画像形成処理が終了すると、直ちに高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理が実行される。これによって、トナーや感光体ドラム４１の現像特性の、摩耗や温度及び湿度といった環境による変動に直ちに対応することができ、中間調濃度をより正確に表現することができる。

ＣＰＵ１０１は、画像形成処理回数が基準回数以上であって（Ｓ２）、出力画像データ記憶領域１１１に出力画像データが記憶されていない場合（Ｓ５）、高濃度補正処理を実行する（Ｓ６）。

高濃度補正処理について説明する。ＣＰＵ１０１は、高濃度補正処理を実行するために、感光体ドラム４１上に濃度検出用静電潜像を形成し、濃度検出用静電潜像を現像して濃度検出用トナー像を形成する。

濃度検出用トナー像には、高濃度検出用トナー像と中間調濃度検出用トナー像とがあるが、ＣＰＵ１０１は、高濃度補正処理を実行する際は、感光体ドラム４１上に高濃度検出用トナー像を形成する。ＣＰＵ１０１は、４個の感光体ドラム４１のそれぞれに、高濃度検出用トナー像としての高濃度検出用トナーパターンを形成する。

高濃度検出用トナーパターンは、現像バイアス電圧を変化させることで形成される。高濃度検出用トナーパターンは、感光体ドラム４１のそれぞれの非画像形成領域に形成される。

高濃度検出用トナーパターンは、シアン、マゼンタ、及びイエローの画像形成ステーション２２〜２４については、所定領域がトナーで１００％被覆される１００％高濃度画像、即ち最高濃度の画像で形成される。高濃度検出用トナーパターンは、ブラックの画像形成ステーション２１については、所定領域がトナーで８０％被覆される８０％高濃度画像で形成される。ブラックの画像形成ステーション２１について８０％高濃度画像を形成するのは、１００％高濃度画像では反射光の光量が小さくなり、画像濃度検出センサ８４で高精度に検出するのが難しくなるからである。

ＣＰＵ１０１は、４個の画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１上に、シアン、マゼンタ、及びイエローの画像形成ステーション２２〜２４については１００％高濃度画像の静電潜像を形成し、ブラックの画像形成ステーション２１については８０％高濃度画像の静電潜像を形成する。ＣＰＵ１０１は、それぞれの静電潜像を、現在設定されている現像バイアス電圧の基準電圧Ｖ１、基準電圧値Ｖ１より絶対値が５０（Ｖ）小さい低電圧Ｖ２、及び基準電圧値Ｖ１より絶対値が５０（Ｖ）大きい高電圧Ｖ３の３種類の現像バイアス電圧の下で現像し、３個の高濃度検出用トナーパターンを形成する。基準電圧Ｖ１は、所定の第１基準濃度Ｄ１を得るための現像バイアス電圧である。第１基準濃度Ｄ１は、用紙に１００％高濃度画像を形成するための高濃度基準値である。

ＣＰＵ１０１は、３個の高濃度検出用トナーパターンを中間転写ベルト３２１へ転写し、画像濃度検出センサ８４によって３個の高濃度検出用トナーパターンの画像濃度を順に検出する。

高濃度検出用トナーパターンの検出濃度は、次の（１）式によって取得される。

検出濃度＝（高濃度検出用トナーパターンを検出時の出力電圧）／（中間転写ベルト３２１を検出時の出力電圧）・・・（１）
（１）式に示すように、検出濃度として単に高濃度検出用トナーパターンを検出時の出力電圧を用いるのではなく、高濃度検出用トナーパターンを検出時の出力電圧を、中間転写ベルト３２１を検出時の出力電圧で除算した値を用いることで、中間転写ベルト３２１の経時劣化等による中間転写ベルト３２１の反射率の変化が高濃度検出用トナーパターンの検出濃度に与える影響を補正することができる。

図５（Ａ）に示すように、シアン、マゼンタ、及びイエローのそれぞれのカラー画像について、ＣＰＵ１０１は、基準電圧Ｖ１、低電圧Ｖ２、及び高電圧Ｖ３の３種類の現像バイアス電圧の下で現像した３個の高濃度検出用トナーパターンについての、現像バイアス電圧（Ｖ）と検出濃度との関係を点で描画し、３点を直線で結ぶ。この直線は、現状における現像バイアス電圧と検出濃度との関係を示している。

ＣＰＵ１０１は、３点を結んだ直線に基づいて、第１基準濃度Ｄ１を得ることができる現像バイアス電圧Ｖ４を取得し、この現像バイアス電圧Ｖ４を基準電圧Ｖ１とする。

一例として、基準電圧Ｖ１＝−３００（Ｖ）、第１基準濃度Ｄ１＝２．４とすると、３点を結んだ直線の検出濃度が２．４となる現像バイアス電圧Ｖ４は、−２８０（Ｖ）と分かる。従って、ＣＰＵ１０１は、基準電圧Ｖ１を、−３００（Ｖ）から−２８０（Ｖ）へ補正する。

図５（Ｂ）に示すように、モノクロ画像について、ＣＰＵ１０１は、カラー画像の場合と同様に、基準電圧Ｖ１１、低電圧Ｖ１２、及び高電圧Ｖ１３の３種類の現像バイアス電圧の下で現像した３個の高濃度検出用トナーパターンについての、現像バイアス電圧（Ｖ）と検出濃度との関係を点で描画し、３点を直線で結ぶ。

ＣＰＵ１０１は、３点を結んだ直線に基づいて、第２基準濃度Ｄ２を得ることができる現像バイアス電圧Ｖ１４を取得し、この現像バイアス電圧Ｖ１４を０．８で除算した値を基準電圧Ｖ１１とするように補正する。第２基準濃度Ｄ２は、用紙に１００％高濃度画像を形成するための高濃度基準値である。

なお、現像バイアス電圧Ｖ１４を０．８で除算した値を基準電圧Ｖ１１とするのは、ブラックの画像形成ステーション２１については、高濃度検出用トナーパターンを形成するために８０％高濃度画像の静電潜像を用いたからである。

一例として、基準電圧Ｖ１１＝−３００（Ｖ）、第２基準濃度Ｄ２＝１とすると、３点を結んだ直線の検出濃度が１となる現像バイアス電圧Ｖ１４は、−３２５（Ｖ）と分かる。従って、ＣＰＵ１０１は、−３２５（Ｖ）を０．８で除算した値即ち−４０６（Ｖ）を取得し、基準電圧Ｖ１１を、−３００（Ｖ）から−４０６（Ｖ）へ補正する。

ＣＰＵ１０１は、前回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧を現像バイアス電圧基準値に設定し、現像バイアス電圧基準値と今回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧との差分が所定の差分基準値以上である場合のみ（Ｓ７）、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行し、修正後の中間調濃度補正テーブルを中間調濃度補正テーブル記憶領域１１２に記憶させる（Ｓ８）。差分は、絶対値である。ＣＰＵ１０１は、中間調濃度補正テーブル記憶領域１１２に記憶された中間調濃度補正テーブルに基づいて中間調濃度補正処理を実行することで入力画像データを出力画像データに変換し（Ｓ３）、出力画像データに基づいて画像形成処理を実行する（Ｓ４）。

ＣＰＵ１０１は、差分が差分基準値未満である場合は（Ｓ７）、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行せずに中間調濃度補正処理を実行し（Ｓ３）、画像形成処理を実行する（Ｓ４）。

図５（Ａ）に示したカラー画像についての例では、前回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧は、基準電圧Ｖ１＝−３００（Ｖ）であり、今回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧は、現像バイアス電圧Ｖ４＝−２８０（Ｖ）である。したがって、差分は２０（Ｖ）となる。差分基準値を一例として５０（Ｖ）とすると、ここでは中間調濃度補正テーブル修正処理は実行されない。

また、図５（Ｂ）に示したモノクロ画像についての例では、前回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧は、基準電圧Ｖ１１＝−３００（Ｖ）であり、今回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧は、−４０６（Ｖ）である。したがって、差分は１０６（Ｖ）となる。ここでは、差分が差分基準値以上であるので、中間調濃度補正テーブル修正処理が実行される。

図６に示すように、一例として、画像形成装置１０を起動したときの最初の現像バイアス電圧は−３００（Ｖ）である。画像形成処理回数が基準回数即ち回数Ｎ１になったとき、高濃度補正処理が実行されることで、現像バイアス電圧が−３２０（Ｖ）に変更された。このときの差分は、２０（Ｖ）である。ここで、差分基準値を一例として５０（Ｖ）とする。ここでの差分２０（Ｖ）は差分基準値以上ではないので、ＣＰＵ１０１は、このタイミングでは中間調濃度補正テーブル修正処理を実行しない。

回数Ｎ１からさらに基準回数の画像形成処理が実行されて回数Ｎ２となったとき、再び高濃度補正処理が実行され、現像バイアス電圧が−２６０（Ｖ）に変更された。ＣＰＵ１０１は、前回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧−３２０（Ｖ）を現像バイアス電圧基準値に設定し、現像バイアス電圧基準値−３２０（Ｖ）と今回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧−２６０（Ｖ）との差分６０（Ｖ）を取得した。このとき、差分が差分基準値以上であるので、ＣＰＵ１０１は、このタイミングで中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する。

回数Ｎ２からさらに基準回数の画像形成処理が実行されて回数Ｎ３となったとき、再び高濃度補正処理が実行され、現像バイアス電圧が−２７０（Ｖ）に変更された。ここでの差分１０（Ｖ）は差分基準値以上ではないので、ＣＰＵ１０１は、このタイミングでは中間調濃度補正テーブル修正処理を実行しない。

また、回数Ｎ４における高濃度補正処理によって現像バイアス電圧が−３２０（Ｖ）に変更された。このときの現像バイアス電圧基準値は−２７０（Ｖ）であるため、差分は５０（Ｖ）となる。したがって、ＣＰＵ１０１は、このタイミングで中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する。

上述のように、差分が差分基準値以上である場合即ち最高濃度のずれが大きい場合は、中間調濃度のずれも大きいと考えられるので、中間調濃度補正テーブル修正処理が実行される。一方、最高濃度のずれが小さい場合は、中間調濃度のずれも小さいと考えられるので、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行しないことで、高濃度補正処理及び中間調濃度補正テーブル修正処理を含む補正処理に要する時間を短縮できるとともに、補正処理の実行時のトナーの消費量を抑制することができる。

また、異なる複数の色相のトナー像を重畳することでフルカラー画像を形成する画像形成装置１０では、少なくとも１の色相について差分が差分基準値以上である場合のみ、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する。例えば１の色相のみについて中間調濃度補正テーブル修正処理が必要な場合でも、全ての色相について中間調濃度補正テーブル修正処理が実行されるので、カラーバランスを正確に保持することができ、色ずれを防止することができる。また、全ての色相について中間調濃度補正テーブル修正処理が必要でない場合は、中間調濃度補正テーブル修正処理が実行されないので、補正処理に要する時間を短縮できるとともに、補正処理の実行時のトナーの消費量を抑制することができる。

中間調濃度補正テーブル修正処理は、次のようにして実行される。ＣＰＵ１０１は、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行するために、感光体ドラム４１上に濃度検出用静電潜像を形成し、濃度検出用静電潜像を現像して濃度検出用トナー像を形成する。

上述のように、濃度検出用トナー像には、高濃度検出用トナー像と中間調濃度検出用トナー像とがあるが、ＣＰＵ１０１は、中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する際は、感光体ドラム４１上に中間調濃度検出用トナー像を形成する。ＣＰＵ１０１は、４個の感光体ドラム４１のそれぞれに、中間調濃度検出用トナー像としての中間調濃度検出用トナーパターンを形成する。

中間調濃度検出用トナーパターンは、露光装置３１の露光レーザのパルス幅を変調させることで形成される。中間調濃度検出用トナーパターンは、感光体ドラム４１のそれぞれの非画像形成領域に形成される。

中間調濃度検出用トナーパターンは、０％濃度画像より少し高濃度の低濃度領域から、１００％高濃度画像より少し低濃度の高濃度領域までの、複数階調の中間濃度のトナーパターンで構成される。一例として、中間調濃度検出用トナーパターンは、４×４の画素マトリクス状に１６階調のトナーパターンで構成される。

高濃度検出用トナーパターン及び中間調濃度検出用トナーパターンを用いて濃度補正することで、画像の全領域の濃度を補正することができる。

ＣＰＵ１０１は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれについて、中間調濃度補正テーブル修正処理を行う。

ＣＰＵ１０１は、露光装置３１の露光レーザのパルス幅（レーザデューティ）を変調させることで、複数階調の中間調濃度検出用トナーパターンを、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム４１に形成する。上述のように、一例として、中間調濃度検出用トナーパターンは、４×４の画素マトリクス状に１６階調のトナーパターンで構成される。

ＣＰＵ１０１は、中間調濃度検出用トナーパターンを中間転写ベルト３２１に転写し、画像濃度検出センサ８４によって順に複数階調の中間調濃度検出用トナーパターンの濃度を検出する。

図７に示すように、ＣＰＵ１０１は、複数階調の中間調濃度検出用トナーパターンの検出濃度と、中間調濃度検出用トナーパターンのそれぞれの形成に用いられたレーザデューティとの関係を、中間調濃度検出テーブル９３として記憶する。

中間調濃度検出用トナーパターンの検出濃度は、実質的に（１）式と同様にして取得される。

ＣＰＵ１０１は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相について、複数階調（例えば、１６階調）のそれぞれの画像濃度とレーザデューティとの理想的な関係を表す中間調濃度基準テーブル９４を予め記憶している。ある階調のレーザデューティの値Ｒ１に対して中間調濃度基準テーブル９４に基づいて取得される画像濃度の値Ｄ４が、中間調濃度基準値である。中間調濃度基準テーブル９４は、画像形成装置１０の工場出荷時及びメンテナンス時に作成するように構成することもできる。

ＣＰＵ１０１は、各階調と濃度との関係を表す中間調濃度補正テーブルを記憶しており、画像中のそれぞれの階調を形成する場合、中間調濃度補正テーブルによって補正された濃度に基づいてレーザデューティの値を決定する。

ＣＰＵ１０１は、複数階調のうちの第Ｍ階調に対応するレーザデューティの値Ｒ１について、検出濃度Ｄ３と中間調濃度基準値Ｄ４とを比較し、第Ｍ階調の検出濃度Ｄ３が中間調濃度基準値Ｄ４になるように、第Ｍ階調についてのレーザデューティをＲ１からＲ２へ補正する必要がある。このため、ＣＰＵ１０１は、第Ｍ階調についての中間調濃度補正テーブルの濃度を、レーザデューティがＲ１からＲ２へ補正されるように、修正する。

ＣＰＵ１０１は、同様にして全ての階調についての濃度を補正することで、中間調濃度補正テーブルの全体を修正する。また、ＣＰＵ１０１は、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの全ての色相について、中間調濃度補正テーブルを修正する。これによって、中間調濃度を一定に保持することができる。

中間調濃度補正テーブル修正処理を実行するためには、上述のように、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれに複数のトナーパターンを形成する必要があるので、高濃度補正処理と比較して、長時間を要するとともに、多くのトナーを必要とする。中間調濃度補正テーブル修正処理の実行タイミングを、高濃度補正処理の結果に基づいて判断することで、補正処理に要する時間を短縮できるとともに、補正処理の実行時のトナーの消費量を抑制することができる。

なお、優先ジョブの入力がなく、通常ジョブのみを実行中においても、前回の高濃度補正処理の実行時以降の画像形成処理回数が基準回数以上になったときに（Ｓ２）、単一又は複数の出力画像データが出力画像データ記憶領域１１１に記憶されている場合（Ｓ５）、出力画像データ記憶領域１１１に記憶されている全ての出力画像データの画像形成処理が終了するまで、高濃度補正処理（Ｓ６）及び中間調濃度補正テーブル修正処理（Ｓ８）の実行が延期される。

また、画像濃度検出センサ８４は、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれに設けることができる。また、画像濃度検出センサ８４は、感光体ドラム４１に担持されたトナー像の濃度を検出するように構成することもできる。

さらに、モノクロ画像のみを形成可能なモノクロ画像形成装置に本発明を適用した場合も、中間調濃度を正確に表現できるという本発明の効果を奏することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 画像形成装置
２１〜２４ 画像形成ステーション（画像形成部）
３１ 露光装置
３２ 中間転写ベルトユニット
３２１ 中間転写ベルト（トナー像担持体）
４１ 感光体ドラム（トナー像担持体）
４３ 現像装置
８４ 画像濃度検出センサ
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１１１ 出力画像データ記憶領域
１１２ 中間調濃度補正テーブル記憶領域

Claims (4)

1. 電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置であって、
   トナー像担持体を含む画像形成部と、
   前記トナー像担持体に担持されたトナー像の濃度を検出する画像濃度検出部と、
   中間調濃度補正テーブルを記憶し、前記中間調濃度補正テーブルに基づいて入力画像データを出力画像データに変換する中間調濃度補正処理を実行する制御部であって、前記トナー像担持体に担持された高濃度検出用トナー像の前記画像濃度検出部が検出した検出濃度が予め設定された高濃度基準値と一致するように現像バイアス電圧を変更する高濃度補正処理、及び、前記トナー像担持体に担持された中間調濃度検出用トナー像の前記画像濃度検出部が検出した検出濃度が予め設定された中間調濃度基準値と一致するように前記中間調濃度補正テーブルを修正する中間調濃度補正テーブル修正処理を所定の画像形成処理回数毎に実行する制御部と、
   前記画像形成部へ供給するための出力画像データを記憶する画像データ記憶部と、を備え、
   前記制御部は、前記画像データ記憶部に記憶されている全ての出力画像データの画像形成処理が終了するまで、前記高濃度補正処理及び前記中間調濃度補正テーブル修正処理の実行を延期する画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記高濃度補正処理及び前記中間調濃度補正テーブル修正処理の実行を延期している間、新たに中間調濃度補正処理を実行しない請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧を現像バイアス電圧基準値に設定し、前記現像バイアス電圧基準値と今回の高濃度補正処理による変更後の現像バイアス電圧との差分が所定の差分基準値以上である場合のみ、前記中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 異なる複数の色相のトナー像を重畳することでフルカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   少なくとも１の色相について前記差分が前記差分基準値以上である場合のみ、前記中間調濃度補正テーブル修正処理を実行する請求項３に記載の画像形成装置。

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