JP2017146452A - 画像形成装置、濃度調整装置、濃度調整プログラム、および濃度調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙領域の内外における濃度比率が変動する場合であっても出力濃度を目標濃度に対して安定させる。【解決手段】像保持体上の転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、第１の色見本の測定濃度と第１目標濃度との差が低減するように画像形成部の出力特性を調整する第１調整と、像保持体上の非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、第２の色見本の測定濃度と第２目標濃度との差が低減するように上記画像形成部の出力特性を調整する第２調整と、上記第２形成制御と上記第２調整とを繰り返した結果、上記第２の色見本の測定濃度と上記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、上記転写領域と上記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように上記画像形成部の出力特性を調整する第３調整と、を実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、濃度調整装置、濃度調整プログラム、および濃度調整方法に関する。

従来、画像形成装置において出力濃度を目標の濃度に合わせるため、パッチ画像（色見本）を形成して濃度を測定し、測定された濃度と目標濃度との差が小さくなるように画像形成条件（出力特性）を制御する技術が知られている。

例えば特許文献１には、連続印刷中であっても良好な印刷品質を保持するため、印刷開始時に、中間転写体５上の、搬送方向と直交する主走査方向の最大用紙領域外側と、最大用紙領域内側に補正用トナー画像を形成すると共に、トナー付着量検出手段によってトナー付着量を検出してトナー画像の濃度比率を算出し、連続印刷時には、補正用トナー画像を中間転写体５上の、最大用紙領域外側に作成し、トナー付着量を検出する画像検出手段によってトナー付着量を検出し、その結果と、前記トナー付着量の濃度比率から、最大用紙領域内側のトナー付着量を算出し、これに基づいてトナー付着量補正条件を設定してトナー付着量を制御する技術が開示されている。

特許第５００６６７３号公報

しかしながら、用紙領域の内外における画像の濃度比率は連続印刷中に変動する場合があり、従来技術では、そのような場合に出力濃度を目標濃度に対して安定させることは難しい。

本発明は、用紙領域の内外における濃度比率が変動する場合であっても出力濃度を目標濃度に対して安定させることを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体と、
上記像保持体上に画像を形成する画像形成部と、
上記像保持体上の画像を記録媒体上に転写する転写器と、
上記像保持体上の画像の濃度を測定する濃度測定器と、
上記画像形成部における出力濃度を調整する濃度調整部であって、
上記像保持体上の領域のうち、保持している画像が上記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、
上記濃度測定器による上記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように上記画像形成部の出力特性を調整する第１調整と、
上記像保持体上の領域のうち、上記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、
上記濃度測定器による上記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように上記画像形成部の出力特性を調整する第２調整と、
上記第２形成制御と上記第２調整とを繰り返した結果、上記第２の色見本の測定濃度と上記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、上記転写領域と上記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように上記画像形成部の出力特性を調整する第３調整と、
を実行する濃度調整部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
上記第２目標濃度として、上記第１調整が行われた状態での上記第２の色見本の濃度を用いることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
上記第２目標濃度として、上記第３調整に続いて上記第１調整が行われた状態での上記第２の色見本の濃度を用いることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

請求項４に係る画像形成装置は、
上記第３調整では、上記第２の色見本の測定濃度と上記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、上記転写領域と上記非転写領域とにおける出力濃度の差を求め、その出力濃度の差が、予め決められた程度を越えた場合に、出力濃度の差を低減するように上記画像形成部の出力特性を調整することを特徴とする。

請求項５に係る濃度調整装置は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体上に画像を形成し、その形成した画像を記録媒体上に転写する画像形成装置であって、その像保持体上の画像の濃度測定が可能な画像形成装置に対し、その像保持体上の領域のうち、保持している画像が上記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御部と、
上記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第１調整部と、
上記像保持体上の領域のうち、上記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御部と、
上記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第２調整部と、
上記第２形成制御部と上記第２調整部の動作を繰り返した結果、上記第２の色見本の測定濃度と上記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、上記転写領域と上記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第３調整部と、
を備えたことを特徴とする。

請求項６に係る濃度調整プログラムは、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体上に画像を形成し、その形成した画像を記録媒体上に転写する画像形成装置であって、その像保持体上の画像の濃度測定が可能な画像形成装置に組み込まれ、
上記像保持体上の領域のうち、保持している画像が上記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、
上記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第１調整と、
上記像保持体上の領域のうち、上記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、
上記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第２調整と、
上記第２形成制御と上記第２調整とを繰り返した結果、上記第２の色見本の測定濃度と上記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、上記転写領域と上記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第３調整と、
を実行させることを特徴とする。

請求項７に係る濃度調整方法は、
表面に画像が形成されてその画像を保持する像保持体上に画像を形成し、その形成した画像を記録媒体上に転写する画像形成装置であって、その像保持体上の画像の濃度測定が可能な画像形成装置に対し、
上記像保持体上の領域のうち、保持している画像が上記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、
上記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第１調整と、
上記像保持体上の領域のうち、上記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、
上記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第２調整と、
上記第２形成制御と上記第２調整とを繰り返した結果、上記第２の色見本の測定濃度と上記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、上記転写領域と上記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように上記画像形成装置の出力特性を調整する第３調整と、
を実行することを特徴とする。

請求項１に係る画像形成装置、請求項５に係る濃度調整装置、請求項６に係る濃度調整プログラム、および請求項７に係る濃度調整方法によれば、用紙領域の内外における濃度比率が変動する場合であっても出力濃度を目標濃度に対して安定させることができる。

請求項２に係る画像形成装置によれば、上記第２目標濃度として別の濃度を用いる場合に較べて出力濃度が安定する。

請求項３に係る画像形成装置によれば、上記第２目標濃度として別の濃度を用いる場合に較べて出力濃度が安定する。

請求項４に係る画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に較べて時間や資源の無駄が少ない。

画像形成装置の具体的な一実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。 制御部における、調整動作を実行する機能を表した機能構成図である。 セットアップの動作の前段を表したフローチャートである。 セットアップの動作の中段を表したフローチャートである。 セットアップの動作の後段を表したフローチャートである。 濃度制御用のトナーパッチの一例を示す図である。 階調補正用のトナーパッチの一例を示す図である。 面内むら補正用のパターン画像を表す図である。 パターン画像における測定濃度の一例を示す図である。 面内むら補正部により設定された露光量の一例を示す図である。 面内むらが補正された様子を示す図である。 ジョブ中調整の動作を表したフローチャートである。 ジョブ中調整における濃度制御を説明する図である。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。

図１は、画像形成装置の具体的な一実施形態に相当するプリンタの概略構成図である。

このプリンタ１は、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数（本実施の形態では４つ）の画像形成ユニット１０（具体的には１０Ｙ（イエロー）、１０Ｍ（マゼンタ）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｋ（黒））を備える。また、このプリンタ１は、各画像形成ユニット１０で形成された各色成分トナー像を順次に転写（一次転写）して保持させる中間転写ベルト２０を具備する。さらに、このプリンタ１は、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置５０を備える。さらにまた、このプリンタ１は、二次転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０と、プリンタ１の各機構部を制御する制御部３０を有している。

各画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)は、使用されるトナーの色を除き、同じ構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット１０Ｙを例に説明を行う。画像形成ユニット１０は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を具備し、感光体ドラム１１の周囲には、帯電器１２、露光器１３、電位センサ１７、現像器１４、一次転写ロール１５、およびドラムクリーナ１６が配備されている。

帯電器１２は、感光体ドラム１１を予め定められた電位に帯電し、露光器１３は、帯電された感光体ドラム１１を露光することで感光体ドラム１１の表面に静電潜像を書き込む。帯電器１２として本実施形態では非接触のコロナ放電器が採用されているが、接触式の帯電ロールも採用され得る。また、露光器１３として本実施形態ではレーザ光で感光体ドラム１１の表面を走査する方式が採用されているが、例えばライン状にＬＥＤ素子が並んだＬＥＤアレイで露光する方式も採用されうる。

電位センサ１７は、静電潜像の電位を測定するものであり、図１の奥行き方向に延びた感光体ドラム１１の中央部と端部に設けられている。

現像器１４は、画像形成ユニット１０に対応する色のトナー(イエローの画像形成ユニット１０Ｙではイエローのトナー）を収容し、このトナーによって感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。現像器１４には、消費分のトナーがトナーカートリッジ１８から適宜供給される。トナーの供給量は、現像器１４内部におけるトナー濃度を検出する内部濃度センサ１４ａの検出値と、プリントされる画像データを各色に分解した色分解データが表す有色画素の数とに基づいて決定される。

一次転写ロール１５は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する。ドラムクリーナ１６は、一次転写後の感光体ドラム１１上の残留物(トナー等)を除去する。

中間転写ベルト２０は、駆動ロール２１、張架ロール２２、バックアップロール２３に張架支持された無端状のベルト部材であり、矢印Ｂ方向に循環移動する。また、駆動ロール２１の上流側には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の残留物(トナー等)を除去するベルトクリーナ２４が配備されている。また、中間転写ベルト２０を挟んで張架ロール２２に対向した位置には、中間転写ベルト２０上のトナー像の濃度を測定する画像濃度センサ３１が配備されている。この濃度センサ３１による測定で得られた測定値は制御部３０へと送られる。本実施形態では、中間転写ベルト２０が本発明にいう像保持体の一例に相当し、各画像形成ユニット１０が本発明にいう画像形成部の一例に相当し、画像濃度センサ３１が本発明にいう測定器の一例に相当する。

中間転写ベルト２０を挟んでバックアップロール２３と対向する箇所には二次転写ロール５１が配備されていて、これらバックアップロール２３と二次転写ロール５１が二次転写装置５０として機能する。

本実施形態のプリンタ１には、記録材としての用紙Ｐを搬送経路Ｒに沿って搬送する用紙搬送系８０が備えられている。用紙Ｐは、いわゆる連通紙であり、用紙搬送系８０には、ロール状に巻かれた用紙Ｐを巻き解きながら送り出すロール紙送出部８１と、長尺な連通紙を連続搬送する搬送ロール８２が配備されている。

搬送経路Ｒ上には、加熱ロール６１と加圧ロール６２とを有した定着器６０が配備されており、通過する用紙Ｐ上の画像を熱と圧力で用紙Ｐに定着させる。定着後の用紙Ｐは搬送経路Ｒに沿ってロール紙巻き取り部（図示省略）へと送られる。

搬送経路Ｒにおける定着器６０の下流側には、用紙Ｐ上の画像の濃度を測定するインラインセンサ３２が備えられている。このインラインセンサ３２による測定で得られた測定値は、制御部３０に送られる。

次に、このプリンタ１の基本的な作像プロセスについて説明する。

例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等というような外部装置からプリンタ１に画像データが送られてくると、制御部３０によって受け取られ、４色（Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色）の画像データに対し、制御部３０が、階調補正処理やスクリーン処理などを施して各色の画像信号を生成する。そして、制御部３０から各画像形成ユニット１０（具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）の露光器１３に、対応する色の画像信号が入力されて感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。そして現像によって各色のトナー像が感光体ドラム１１上に形成され、一次転写ロール１５によって中間転写ベルト２０の表面に順次に一次転写されることでカラーのトナー画像が形成される。

中間転写ベルト２０上のカラーのトナー画像は、中間転写ベルト２０の回転に伴って二次転写位置へと搬送され、用紙搬送系８０によって送られてきた用紙Ｐと重ね合わされる。このように用紙Ｐと重ね合わされたトナー画像は、二次転写装置５０における転写電界の作用で用紙Ｐに転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置６０へと搬送され、定着装置６０で、用紙Ｐ上のトナー像が定着され、その後、ロール状に巻き取られる。

図１に示すプリンタ１は、外部装置から送られてきた画像データが表す画像を形成するいわゆるジョブの動作の他に、プリンタ１における出力濃度を調整する調整動作も行う。この調整動作は、制御部３０による制御で実現される動作であり、この調整動作を制御する制御部３０が、本発明の濃度調整装置の一実施形態に相当する。

以下、調整動作の詳細について説明する。

図２は、制御部３０における、調整動作を実行する機能を表した機能構成図である。

制御部３０は、機能要素として、濃度制御部３１０と、階調補正部３２０と、面内むら補正部３３０と、中央部パッチ形成部３４０と、端部パッチ形成部３５０と、むら補正パターン形成部３６０とを備えている。濃度制御部３１０、階調補正部３２０は、本発明にいう第１調整部と第２調整部とを兼ねた一例に相当し、面内むら補正部３３０は、本発明にいう第３調整部の一例に相当する。また、中央部パッチ形成部３４０は、本発明にいう第１形成制御部の一例に相当し、端部パッチ形成部３５０は、本発明にいう第２形成制御部の一例に相当する。

制御部３０は、ハードウェアとしては、ＣＰＵなどを備えたボードコンピュータであり、この制御部３０のハードウェアに、ソフトウェアとして、本発明の濃度調整プログラムの一実施形態が組み込まれている。そして、この濃度調整プログラムの一実施形態が制御部３０によって実行されることにより、本発明の濃度調整方法の一実施形態が実行され、本発明の濃度調整装置の一実施形態として制御部３０が機能することとなる。図２に示された機能構成は、濃度調整プログラムの一実施形態の構成も表している。

中央部パッチ形成部３４０と端部パッチ形成部３５０による制御で画像形成ユニット１０は、本発明にいう色見本の一例である後述のパッチ画像を形成し、そのパッチ画像の濃度が画像濃度センサ３１によって測定される。また、むら補正パターン形成部３６０による制御で画像形成ユニット１０は、面内むらを補正するための後述のパターン画像を形成し、そのパターン画像の濃度がインラインセンサ３２によって測定される。画像濃度センサ３１による測定値は濃度制御部３１０と階調補正部３２０に読み込まれ、後述の濃度制御や階調補正に用いられる。また、インラインセンサ３２による測定値は面内むら補正部３３０に読み込まれ、後述の面内むら補正に用いられる。

本実施形態で行われる調整動作には、大きく分けて、ジョブのスタート前に実行されるいわゆるセットアップと、ジョブ中に画像のプリントと並行して実行されるジョブ中調整が存在する。以下、これらセットアップおよびジョブ中調整について詳細に説明する。

図３〜図５は、セットアップの動作を表したフローチャートである。

図３のＡから図４のＡに処理の流れが繋がっており、図４のＣから図５のＣに処理の流れが繋がっている。

図３に示す処理が開始されると、ステップＳ１０１で、ジョブに先だったセットアップの必要性が確認され、必要な場合はステップＳ１０２に進む。電源を立ち上げた直後にはセットアップが必要とされ、その後は、後述するジョブ中調整の際にセットアップの必要性が判定される。

ステップＳ１０２では、図２に示す中央部パッチ形成部３４０と端部パッチ形成部３５０による制御で、中間転写ベルト２０の中央部と端部に、濃度制御用のトナーパッチが形成される。

図６は、濃度制御用のトナーパッチの一例を示す図である。

図６には、図１に示す中間転写ベルト２０を、図１の上側から（即ち画像形成ユニット１０側から）見た様子が示されており、中間転写ベルト２０は図中の矢印Ｂが示す方向に移動する。また、図には、中間転写ベルト２０の移動方向に直交した幅方向について、用紙Ｐに転写される範囲（転写領域Ｒ１）と、用紙Ｐに転写されない範囲（非転写領域Ｒ２）も示されている。そして、転写領域Ｒ１の中央部には、中央部パッチ形成部３４０の制御によって濃度制御用の中央部パッチ４０１が形成されており、中間転写ベルト２０の端部に位置する非転写領域Ｒ２には、端部パッチ形成部３５０の制御によって濃度制御用の端部パッチ４０２が形成されている。本実施形態で形成される中央部パッチ４０１および端部パッチ４０２は、例えば、それぞれが８０％の画像カバレッジを有するＫＣＭＹ各色のトナーパッチである。

上述した画像濃度センサ３１としては、中央部パッチ４０１と端部パッチ４０２のそれぞれが形成される各ライン上で中間転写ベルト２０に対面するように２つの画像濃度センサ３１が設けられている。図６に示すような中央部パッチ４０１および端部パッチ４０２が図３のステップＳ１０２で形成されると、次に、ステップＳ１０３で、図６に示す各画像濃度センサ３１によって中央部パッチ４０１と端部パッチ４０２の濃度が測定される。

各画像濃度センサ３１の測定値は、図２に示す濃度制御部３１０に読み込まれ、図３のステップＳ１０４で濃度制御部３１０により、狙いの現像電位が得られるように、図１に示す帯電器１２における帯電電圧や現像器１４における現像バイアスや露光器１３における露光量（露光光の強度）が設定される。但し、帯電電圧等の設定には、主に、中央部パッチ４０１の測定濃度が用いられており、端部パッチ４０２の測定濃度は、中央部パッチ４０１の測定濃度との比較に用いられているものとする。

次に、図３のステップＳ１０５で、図２に示す中央部パッチ形成部３４０と端部パッチ形成部３５０による制御で、中間転写ベルト２０の中央部と端部に、階調補正用のトナーパッチが形成される。

図７は、階調補正用のトナーパッチの一例を示す図である。

本実施形態では、図２に示す中央部パッチ形成部３４０と端部パッチ形成部３５０による制御で、階調補正用のトナーパッチとして、例えば、０％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、６０％、８０％、および１００％の各画像カバレッジを有する合計９個のパッチ４１１〜４１９からなる階調パッチ画像４２０が形成される。この階調パッチ画像４２０は、図６に示す転写領域Ｒ１の中央部と非転写領域Ｒ２との双方に形成される。

このような階調パッチ画像４２０が階調補正用のトナーパッチとして図３のステップＳ１０５で形成されると、次に、ステップＳ１０６で、その階調パッチ画像４２０に含まれた各パッチ４１１〜４１９の濃度が図６に示す各画像濃度センサ３１によって測定される。

各パッチ４１１〜４１９の濃度の測定値は、図２に示す階調補正部３２０に読み込まれ、図３のステップＳ１０７で階調補正部３２０により、狙いの階調性が得られるように、画像データＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）が設定される。この画像データＬＵＴは、外部などから入力された画像データを入力として、各入力値に対する各出力値を対応付けたテーブルである。この画像データＬＵＴに従って入力の画像データを変換することで画像の階調性が狙いの階調性に変換される。

なお、階調補正部３２０による画像データＬＵＴの設定には、主に、転写領域Ｒ１の中央部に形成された階調パッチ画像４２０の測定濃度が用いられ、非転写領域Ｒ２に形成された階調パッチ画像４２０の測定濃度は転写領域Ｒ１の階調パッチ画像４２０の測定濃度との比較に用いられているものとする。

以上説明した図３のステップＳ１０２〜ステップＳ１０７の処理を、以下ではＢ処理と称する場合がある。

図３のＢ処理が終了すると処理の手順は、図４のフローチャートが示す手順に移り、ステップＳ１０８で、転写領域Ｒ１と非転写領域Ｒ２のパッチ画像における測定値の差が、予め決められている閾値よりも大きいか（即ち閾値を超えているか）が判定される。そして、測定値の差が閾値よりも大きい場合には、画像面内で生じる濃度むら（面内むら）を補正する面内むら補正の実施が決まる（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０８における比較は、面内むらの有無を確認するための比較であるため、必ずしもパッチ画像における測定値を用いる必要はない。例えば、図１に示す電位センサ１７で、端部と中央部とのそれぞれにおける静電潜像の電位を測定し、その電位を比較することで面内むらの有無を確認してもよい。

ステップＳ１０８における比較の結果、面内むら補正の実施が決まる（ステップＳ１０９）と、ステップＳ１１０で、面内むら補正用のパターン画像が図２に示すむら補正パターン形成部３６０による制御で形成される。

図８は、面内むら補正用のパターン画像を表す図である。

図８には、長尺な用紙Ｐの一部が示されており、用紙Ｐを図１の上側（即ち中間転写ベルト２０側）から見た様子が示されている。用紙Ｐは、図に示す矢印Ｃの方向に搬送され得。

面内むら補正用のパターン画像４３０は、用紙Ｐ上に転写され定着される画像であり、本実施形態では、例えば、ＫＣＭＹの各色について８０％と２０％の画像カバレッジを有するパターンが形成される。面内むら補正用のパターン画像４３０は、矢印Ｃが示す搬送方向に直交した用紙幅方向に、用紙Ｐの幅いっぱいに延びたバー状のパターンである。

面内むら補正用のパターン画像４３０は、用紙Ｐの搬送に伴って、図１にも示したインラインセンサ３２に対向する箇所を通過する。そして、図４のステップＳ１１１で、インラインセンサ３２により面内むら補正用のパターン画像４３０の濃度が用紙幅方向の各所について測定される。そのように測定された濃度は、用紙Ｐの面内（の主には用紙幅方向）に生じている濃度むらを表している。

図９は、パターン画像４３０における測定濃度の一例を示す図である。

図９のグラフの横軸は、用紙Ｐの用紙幅方向の位置を表しており、縦軸はパターン画像の濃度を表している。また、図９には、８０％の画像カバレッジを有するパターンにおける測定濃度を表したラインＬ１と、２０％の画像カバレッジを有するパターンにおける測定濃度を表したラインＬ２が示されている。これらのラインＬ１、Ｌ２は、用紙幅方向における画像濃度のむらに相当する傾きを生じており、ここに示す例では右下がりで濃度が減少している。また、各ラインＬ１、Ｌ２の傾きは一般に一致しない。

図４のステップＳ１１２では、このような面内むらを補正するため、図２に示す面内むら補正部３３０により、図１に示す露光器１３による露光量が、用紙幅方向に相当する感光体ドラム１１の軸に沿った主走査方向で異なるように設定される。

図１０は、面内むら補正部３３０により設定された露光量の一例を示す図である。

図１０のグラフの横軸は、用紙Ｐの用紙幅方向に相当する主走査方向の位置を表しており、縦軸は露光量を表している。また、図１０には、位置に応じた露光量の設定を表したラインＬ３が示されている。

ここに示す例では、図９に示した右下がりのラインＬ１，Ｌ２が表す画像濃度のむらを打ち消すように、右上がりで強くなる露光量の設定となっている。また、露光量の設定を表したラインＬ３の傾きは、図９に示した傾きが異なる２つのラインＬ１，Ｌ２それそれが表す画像濃度のむらをいずれも抑制するように、２つのラインＬ１，Ｌ２の傾きに対してバランスをとった傾きとなっている。

図１１は、面内むらが補正された様子を示す図である。

図１１のグラフの横軸は用紙Ｐの用紙幅方向の位置を表しており、縦軸は画像濃度を表している。また、図１１には、図９に示す２つのラインＬ１，Ｌ２が表す画像濃度のむらが補正された結果の濃度分布を表すラインＬ４，Ｌ５が示されている。

図９に示す画像濃度のむらに対して図１０に示すように露光量が設定された結果、ラインＬ４，Ｌ５が示すように、８０％の画像カバレッジと２０％の画像カバレッジとのそれぞれを有する各パターンにおける濃度分布は、いずれも、用紙幅方向の位置に対してほぼ一定の濃度となっている。

図４のステップＳ１１２における露光量の設定により、このような、面内で一定の画像濃度が実現される。その後、上述したＢ処理が再度実行されて、図５のフローチャートが示す手順に移り、ステップＳ１１３で、ジョブ中調整に使用されるパッチと同様のパッチが図６に示す非転写領域Ｒ２に形成される。本実施形態では、ジョブ中調整で濃度制御と階調補正の両方が実行され、それら濃度制御と階調補正に用いられるパッチは、図６に示す端部パッチ４０２および図７に示す階調パッチ画像４２０と同じものである。

このように形成された端部パッチ４０２および階調パッチ画像４２０の濃度が画像濃度センサ３１で測定され（ステップＳ１１４）、その測定で得られた測定値がジョブ中調整における目標値（濃度の目標値と階調性の目標値）として設定される（ステップＳ１１５）。

その後、ジョブに先立つセットアップが終了し（ステップＳ１１６）、プリントのジョブが開始される（ステップＳ１１７）。

以上説明したセットアップは、ジョブに先立って実行され、用紙も消費するので、生産性の観点からはできるだけ実行を減らしたい。そこで、本実施形態では、以下説明するジョブ中調整が実行される。このジョブ中調整はジョブにおける画像形成と並行で実行されるとともに用紙も消費しないので生産性への影響が小さい。

図１２は、ジョブ中調整の動作を表したフローチャートである。

ジョブ中調整が開始されると、図６に示す非転写領域Ｒ２に、図６に示す端部パッチ４０２、および図７に示す階調パッチ画像４２０と同様のパッチが形成され（ステップＳ２０１）、画像濃度センサ３１によってパッチの濃度が測定される（ステップＳ２０２）。そして、図５のステップＳ１１５で設定された濃度の目標値と階調性の目標値が得られるように、濃度制御と階調補正が行われる（ステップＳ２０３）。ここで、階調補正は、セットアップ時に行われた階調補正と同様に、画像データＬＵＴを設定する。一方、濃度制御では、セットアップ時の濃度制御とは異なり、端部パッチ４０２の測定濃度と目標値との差が減少するように、現像電位と現像器１４内のトナー濃度が調整される。

図１３は、ジョブ中調整における濃度制御を説明する図である。

図１３のグラフの横軸は現像器内のトナー濃度を表し、縦軸は現像電位を表している。

図１３には、画像欠陥を生じさせずに調整し得る濃度および電位の上下限で囲まれた調整範囲Ｒ３が示されており、ジョブ中調整ではこの調整範囲Ｒ３内で濃度および電位が調整される。また、図１３には、目標の画像濃度が実現されるラインＬ６も示されており、このラインＬ６上に位置する点が示す濃度および電位に調整されると目標の画像濃度が得られることになる。

セットアップ時には、現像器内のトナー濃度および現像電位以外の画像形成条件が調整されることで、調整範囲Ｒ３をほぼ対角にラインＬ６が横切るような状態が得られており、濃度および電位は、調整範囲Ｒ３のほぼ中央に位置する点Ｐ１が示す濃度および電位に調整されているものとする。

セットアップ後の環境変化や経時変化により、目標の画像濃度が実現されるラインは移動する。例えば、環境変化等で現像性が低下すると、セットアップ時のラインＬ６よりもグラフの上方のラインＬ７に変化する。このようにラインが移動するとジョブ中調整では、まず、現像電位が調整されてセットアップ時の点Ｐ１から上方の点Ｐ２に移り、その後、濃度と電位がバランスするように調整されてラインＬ７に沿って点Ｐ３に移る。

このように、ジョブ中調整では、環境変化や経時変化に対応するように濃度と電位が調整される。そして、目標の画像濃度が実現されるラインＬ６，Ｌ７が調整範囲Ｒ３内を通っている限り、ジョブ中調整によって目標の画像濃度が得られることになる。

しかし、環境変化や経時変化が大きくなってラインが調整範囲Ｒ３を外れてしまうと、調整範囲Ｒ３内での調整では目標の画像濃度が得られず、パッチの測定濃度と目標濃度とに差が生じることになる。また、ジョブ中調整では、図６に示す非転写領域Ｒ２に形成されるパッチのみで調整が行われるため面内むらの発生を直接確認することができないが、面内むらが拡大した場合にもラインが移動して調整範囲Ｒ３を外れ、パッチの測定濃度と目標濃度とに差が生じることになると考えられる。逆に言えば、ラインが調整範囲Ｒ３内を通っている場合には、大きな面内むらは生じていないと推察され、ジョブ中調整の繰り返しによって目標濃度が精度よく再現される。

図１２のステップＳ２０４では、パッチの測定濃度と目標濃度との差が確認され、濃度差が閾値を超えた場合（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）には、ジョブ中調整による制御が限界に達していると判断されてステップＳ２０５に進み、セットアップの実施が設定される。このようにセットアップの実施が設定されると、次のジョブの開始時に、図３のステップＳ１０１でセットアップの必要性が確認されてセットアップが実施されることとなる。

セットアップでは、上述したように、図４のステップＳ１０８で面内むらの有無が確かめられ、面内むらが発生していた場合には面内むら補正が実行される。この結果、ジョブ中調整による目標濃度の再現精度が回復し、再びジョブ中調整が繰り返されることとなる。

なお、上記では、面内むら補正と濃度制御との関連に着目してジョブ中調整でセットアップ実施を設定することを説明したが、面内むら補正と階調補正についても同様の関連が存在するので、図１２のステップＳ２０４では、階調パッチ画像４２０の測定値と目標階調との差も確認され、差が閾値を超えた場合（ステップＳ２０４；ＹＥＳ）には、セットアップ実施が設定される（ステップＳ２０５）。

また、上記実施形態では、本発明の画像形成装置の実施形態としてカラープリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、複写機やファクシミリや複合機などに応用されてもよいし、モノクロ専用機に応用されてもよい。

また、上記実施形態では、いわゆる電子写真方式で画像を形成する装置が例示されているが、本発明の画像形成装置は、例えばインクジェット方式で画像を形成する装置や熱転写方式で画像を形成する装置に応用されてもよい。

１…画像形成装置、 １０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成ユニット、 １１…感光体ドラム、 １２…帯電器、 １３…露光器、 １４…現像器、 １５…一次転写ロール、 １６…感光体クリーナ、 １７……電位センサ、 １８……トナーカートリッジ、 ３０…制御部、 ３１…画像濃度センサ、 ３２…インラインセンサ、 ３１０……濃度制御部、 ３２０……階調補正部、 ３３０……面内むら補正部、 ３４０……中央部パッチ形成部、 ３５０……端部パッチ形成部、 ３６０……むら補正パターン形成部

Claims (7)

1. 表面に画像が形成されて該画像を保持する像保持体と、
   前記像保持体上に画像を形成する画像形成部と、
   前記像保持体上の画像を記録材上に転写する転写器と、
   前記像保持体上の画像の濃度を測定する濃度測定器と、
   前記画像形成部における出力濃度を調整する濃度調整部であって、
   前記像保持体上の領域のうち、保持している画像が前記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、
   前記濃度測定器による前記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように前記画像形成部の出力特性を調整する第１調整と、
   前記像保持体上の領域のうち、前記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、
   前記濃度測定器による前記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように前記画像形成部の出力特性を調整する第２調整と、
   前記第２形成制御と前記第２調整とを繰り返した結果、前記第２の色見本の測定濃度と前記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、前記転写領域と前記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように前記画像形成部の出力特性を調整する第３調整と、
   を実行する濃度調整部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２目標濃度として、前記第１調整が行われた状態での前記第２の色見本の濃度を用いることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２目標濃度として、前記第３調整に続いて前記第１調整が行われた状態での前記第２の色見本の濃度を用いることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第３調整では、前記第２の色見本の測定濃度と前記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、前記転写領域と前記非転写領域とにおける出力濃度の差を求め、該出力濃度の差が、予め決められた程度を越えた場合に、該出力濃度の差を低減するように前記画像形成部の出力特性を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 表面に画像が形成されて該画像を保持する像保持体上に画像を形成し、その形成した画像を記録材上に転写する画像形成装置であって、該像保持体上の画像の濃度測定が可能な画像形成装置に対し、該像保持体上の領域のうち、保持している画像が前記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御部と、
   前記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第１調整部と、
   前記像保持体上の領域のうち、前記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御部と、
   前記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第２調整部と、
   前記第２形成制御部と前記第２調整部の動作を繰り返した結果、前記第２の色見本の測定濃度と前記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、前記転写領域と前記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第３調整部と、
   を備えたことを特徴とする濃度調整装置。
6. 表面に画像が形成されて該画像を保持する像保持体上に画像を形成し、その形成した画像を記録材上に転写する画像形成装置であって、該像保持体上の画像の濃度測定が可能な画像形成装置に組み込まれ、
   前記像保持体上の領域のうち、保持している画像が前記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、
   前記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第１調整と、
   前記像保持体上の領域のうち、前記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、
   前記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第２調整と、
   前記第２形成制御と前記第２調整とを繰り返した結果、前記第２の色見本の測定濃度と前記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、前記転写領域と前記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第３調整と、
   を実行させることを特徴とする濃度調整プログラム。
7. 表面に画像が形成されて該画像を保持する像保持体上に画像を形成し、その形成した画像を記録材上に転写する画像形成装置であって、該像保持体上の画像の濃度測定が可能な画像形成装置に対し、
   前記像保持体上の領域のうち、保持している画像が前記記録媒体に転写される転写領域に第１の色見本を形成させる第１形成制御と、
   前記第１の色見本の測定濃度と、予め決められた第１目標濃度との差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第１調整と、
   前記像保持体上の領域のうち、前記転写領域を除いた非転写領域に第２の色見本を形成させる第２形成制御と、
   前記第２の色見本の測定濃度と、予め決められた第２目標濃度との差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第２調整と、
   前記第２形成制御と前記第２調整とを繰り返した結果、前記第２の色見本の測定濃度と前記第２目標濃度との差が、予め決められた程度を越えた場合に、前記転写領域と前記非転写領域とにおける出力濃度の差が低減するように前記画像形成装置の出力特性を調整する第３調整と、
   を実行することを特徴とする濃度調整方法。

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