JP2017198771A

JP2017198771A - 画像形成装置および画像形成システム

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Publication number: JP2017198771A
Application number: JP2016087614A
Authority: JP
Inventors: 靖人白藤; Yasuto Shirafuji
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2017-11-02

Abstract

【課題】エンジン状態に合わせたキャリブレーションを実行し、多次色の濃度安定性とユーザーの負荷低減の両立を図ること。【解決手段】色間のトナー帯電量の変化を演算し、その結果より二次転写効率の変化を予測し、変動量が規定値を超えていた場合に多次色補正実行の旨を通知、または自動実行し、規定値内の場合は二次転写設定電流値の最適化と単色の補正のみを実行し、多次色の補正は実行しない。【選択図】図１４

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成システムに関する。

近年、オフセット印刷等で使用する版を不要としたダイレクトイメージングプリンタの需要が高くなっている。印刷に要する仕上がり時間の短縮、顧客一人一人へのサービス、更には大量部数の印刷に対する要望や、印刷不良が発生した紙の廃却という環境問題等から、ダイレクトイメージングプリンタを採用する企業が多い。ダイレクトイメージングプリンタの中でも、価格面で有利で写真印刷に適したインクジェット方式プリンタや、生産性が高くオフセット印刷の仕上がりに近い電子写真方式プリンタの勢力が拡大傾向にある。

そのような状況において、フルカラーの出力の増大とともに、出力画像の濃度安定性、階調安定性が求められてきている。

そこで、特許文献１では成果物（紙上）の濃度、画像品位を維持するために、エンジン作像条件を振りながら像担持体上、紙上にテストパターンを形成し、ターゲット濃度に対する作像条件の関係より作像条件を決定するものがある。

フルカラー画像は三原色定理を利用して、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗおよび墨入れ手法、黒文字を考慮し、Ｂｌａｃｋの４色で形成されるケースが多く、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ単独の色を単色と言い、複数色で混色させた色を多次色と呼ぶ。

特許文献１では、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ単色の補正について提案されているが、多次色の濃度調整方法を示した提案がある。

特許文献２では、多次色の濃度調整を行うために二次色を含んだテストチャートを出力し、テストチャート読み取り部で濃度変動を把握、補正するものである。

特開2008-139588号公報特開2007-189278号公報

しかしながら、上記のような紙上に画像パターンを形成して単色、多次色のキャリブレーションを行おうとすると、出力紙の増大やキャリブレーションに要する作業時間が増大し、生産性低下（ユーザーの負荷増大）につながってしまう場合がある。

上記のキャリブレーションは、一般的に単色の濃度調整を先に行い、その後、二次色を含めた多次色の補正を一度に実行するケースが多く、単色だけを合わせれば多次色の色味が合う場合でも多次色の補正を促したり、自動実行している場合が多かった。

本発明では、以上の課題を解決するためのもので、ユーザーの生産性の向上、キャリブレーション時の出力紙の削減を目指したものであり、具体的には多次色の色味変化に寄与する二次転写部の挙動を予測することで、必要なキャリブレーション（単色補正のみか、単色＋多次色補正か）をマシン自ら判断し、ユーザーへの通知もしくは自動実行することを特徴としている。

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
用紙上に帯電電位、現像電位、露光量の少なくとも1つの条件を振りながら最大濃度信号の画像パッチを形成し最大濃度ターゲットに対して、
作像コントラスト電位を決定する手段と、用紙上に階調パターンを形成し、所望の濃度ターゲットに合うように単色の階調補正を行う制御手段と、
多次色の画像パッチを形成し、多次色の画像パッチの色度点を検出して画像入力信号補正を行う制御手段を有し、
トナー粒子の帯電量を予測する手段と、
前回実施した多次色補正時のトナー帯電量と、
作像時に予測した各色のトナー帯電量の差を演算して、
色間の帯電量変化が規定値を超えた場合、多次色の補正制御を起動し、
規定値を超えていない場合、トナー帯電量に応じた二次転写設定値を最適化することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、マシンの状態にあったキャリブレーションを通知、自動実行することができるようになる。その結果、ユーザーがキャリブレーションに要する時間、出力紙を削減でき、多次色を含めた濃度安定性と生産性の向上が両立できるようになる。

実施例1における画像形成装置の全体構成を示す図トナー帯電量の変化と二次転写効率の関係を示す図再転写量の変化と二次色のトナー量の変化を示す図画像形成部周りの構成を示すブロック図再転写のメカニズムを示す図自動階調補正時に使用する画像パターンを示す図自動階調補正フローを示す図露光量（現像コントラスト電位）とベタ画像濃度検出結果を示す図トナー帯電量の変化と二次転写効率の関係を示す図二次転写設定方法を示す図多次色補正に関するブロック図多次色補正に使用するチャートを示す図グリー部の変動を示す図実施例1におけるキャリブレーションフローを示す図トナー帯電量の変化と二次転写効率の関係を示す図

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

［実施例１］
先ず、本発明の第一の実施形態について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト６に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト６に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト６のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト６に順次重ねて一次転写される。

中間転写ベルト６に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１１で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。

中間転写ベルト６は、テンションローラ６１、駆動ローラ６２、及び対向ローラ６３に掛け渡して支持され、駆動ローラ６２に駆動されて所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。

記録材カセット６５から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ６６で１枚ずつに分離して、レジストローラ６７へ送り出される。レジストローラ６７は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト６のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。

二次転写ローラ６４は、対向ローラ６３に支持された中間転写ベルト６に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ６４に正極性の直流電圧が印加されることによって、負極性に帯電して中間転写ベルト６に担持されたトナー像が記録材Ｐへ二次転写される。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的にほぼ同一に構成される。以下では、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用のものであることを示すために符号に付した添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

図４に示すように、画像形成部Ｐは、感光ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ７、クリーニング装置８を配置している。

感光ドラム１は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。感光ドラム１は、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率が約４０％のＯＰＣ感光体である。しかし、反射率が同程度であるアモルファスシリコン系の感光体などであっても構わない。

帯電装置２は、スコロトロン帯電器を用いており、コロナ放電に伴う荷電粒子を感光ドラム１に照射して、感光ドラム１の表面を一様な負極性の電位に帯電する。スコロトロン帯電器は、高圧電圧が印加されるワイヤと、アースにつながれたシールド部と、所望の電圧が印加されたグリッド部とを有する。帯電装置２のワイヤには、帯電バイアス電源（図示せず）から、所定の帯電バイアスが印加される。帯電装置２のグリッド部には、グリッドバイアス電源（図示せず）から、所定のグリッドバイアスが印加される。ワイヤに印加される電圧にも依存するが、感光ドラム１は、ほぼグリッド部に印加された電圧に帯電する。

露光装置３は、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に画像の静電像を書き込む。電位検出手段の一例である電位センサ５は、露光装置３が感光ドラム１に形成した静電像の電位を検出可能である。現像装置４は、感光ドラム１の静電像にトナーを付着させてトナー像に現像する。

一次転写ローラ７は、中間転写ベルト６の内側面を押圧して、感光ドラム１と中間転写ベルト６との間に一次転写部Ｔ１を形成する。正極性の直流電圧が一次転写ローラ７に印加されることによって、感光ドラム１に担持された負極性のトナー像が、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト６へ一次転写される。クリーニング装置８は、感光ドラム１にクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト６への転写を逃れて感光ドラム１に残った転写残トナーを回収する。

ベルトクリーニング装置６８は、中間転写ベルト６にクリーニングブレードを摺擦させて、記録材Ｐへの転写を逃れて二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト６に残った転写残トナーを回収する。

画像形成装置１００には、操作部２０が設けられている。操作部２０は、表示器２１８を有している。操作部２０は、画像読取部ＡのＣＰＵ２１４及び画像形成装置１００の制御部１１０に接続されている。使用者が、操作部２０を通じて画像の種類や枚数等の諸条件を入力することができる。プリンタ部Ｂは、それに応じて画像形成を行う。

＜露光装置＞
図４は画像形成部の制御系のブロック図である。

図４に示すように、画像形成装置１００は、画像形成動作を統括的に制御する制御部１１０を有する。制御部１１０は、ＣＰＵ１１１とＲＡＭ１１２とＲＯＭ１１３とを有する。

露光装置３は、回転ミラー有するレーザースキャナを用いた。露光装置３は、レーザー出力信号に対して所望の画像濃度レベルが得られるように、レーザー光量制御回路１９０が露光出力を決定する。また、γ補正回路２０９の階調補正テーブル（ＬＵＴ）を介して生成された駆動信号に従ってパルス幅変調回路１９１により決めたパルス幅で二値のレーザー光が出力される。

予め求められたレーザー出力信号と画像濃度レベルとの関係から、所望の画像濃度が形成できるレーザー出力信号が、階調補正テーブル（ＬＵＴ）としてγ補正回路２０９に記憶され、この階調補正テーブルに則ってレーザー出力信号が決定される。

入力画像信号は、プリンタ制御部１０９に送られる。そして、露光装置３で、ＰＷＭ（パルス幅変調）を用いた二値の面積階調により濃度階調を有する画像記録が行われる。

つまり、プリンタ制御部１０９のパルス幅変調回路１９１は、入力される画素画像信号毎に、そのレベルに対応した幅（時間幅）のレーザー駆動パルスを形成して出力する。高濃度の画素信号に対しては、より幅の広い駆動パルスを、低濃度の画素画像信号に対しては、より幅の狭い駆動パルスを、中間濃度の画素画像信号に対しては、中間幅の駆動パルスを各々形成する。

パルス幅変調回路１９１から出力された二値のレーザー駆動パルスは、露光装置３の半導体レーザーに供給され、半導体レーザーを、そのパルス幅に対応する時間だけ発光させる。従って、半導体レーザーは、高濃度画素に対しては、より長い時間駆動され、低濃度画素に対しては、より短い時間駆動されることになる。

このため、感光ドラム１に形成される静電像のドットサイズ（面積）が、画素の濃度に対応して異なる。露光装置３は、高濃度画素に対しては主走査方向により長い範囲を露光し、低濃度画素に対しては主走査方向により短い範囲を露光する。

〈画像読み取り装置（リーダー部）〉
画像読み取り部について図１を用いて説明する。

原稿台１０２上に置かれた原稿Gに対して、光源１０３によって照射された反射光は、レンズなどの光学系１０４を介して、ＣＣＤセンサ１０５上に結像され、検知される。ＣＣＤセンサ１０５は、３列に配置されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサ群により、レッド、グリーン、ブルーの成分信号を生成する。

光源１０３、光学系１０４、ＣＣＤセンサ１０５で構成される読み取り部は、図中に示された矢印の方向にスキャンされることで、原稿全域をスキャンのラインに対応するデータ列に変換される。

上記にように得られたデータ列としての画像データは、リーダー画像処理部にて画像処理されたのちに、プリンタ部に送信され、プリンタ制御部にて所定の画像処理がなされる。

本実施例において、画像形成装置は、リーダー部において検知され画像データ化された画像信号のみならず、図示しない受信部によって電話回線（ＦＡＸ）を通じて入信される画像データ、あるいはネットワーク（プリンタサーバなど）を介して入信される画像データに対しても、同様にプリンタ制御部にて所定の画像処理を行うことが可能である。

図１に、リーダー画像処理部、プリンタ制御部の概略構成をブロック図にて示す。

光源１０３に照射された原稿１０２の反射光がＣＣＤセンサ１０５上で結像すると、輝度値として取得される。輝度値は、画像処理部（輝度→載り量変換）にて濃度値として換算される。ＬＵＴｉｄ＿ｒは、輝度値を濃度値に換算する濃度値変換用のテーブルであり、８ｂｉｔの濃度データとしてプリンタ制御部に受け渡される。

本実施例では、単色の補正、多次色の補正も画像読み取り装置を用いて実行され、各チャートの画像パッチをレッド、グリーン、ブルーデータに分解される。

＜多次色の色味変動要因＞
まず、多次色の色味変動要因について説明する。通常は、ＹＭＣＫ単色の濃度調整を行えば、多次色の濃度も調整できるはずである。ここでいう濃度調整とは後述する自動階調補正を指し、ＹＭＣＫ各色の現像コントラスト電位と階調補正テーブルを作成することによる調整を指す。しかし、多次色の色味変動は二次転写部の転写効率によって大きく変化する。

特に二次転写部では、YMCK４色のトナー像を用紙上へ一括転写するため、ある特定の単色の変動に特化した設定はできず、YMCK各色の変動方向が異なる場合、転写設定から外れた色は二次転写効率が大幅に低下してしまい、その分トナー量はロスすることになる。そのため、単色を合わせるための自動階調補正では、上記の二次転写部で発生したトナー量のロス分は上流の感光体ドラム上への現像量を上げることとなる。

自動階調補正における単色の挙動は、二次転写効率の影響によって現像するトナー量をコントロールするため、結果的に用紙上では濃度ターゲットに合う状態となる。

しかし、二次色を含めた多次色の場合は、単色濃度を合わせるために行ったトナー量調整の影響が大きく出てしまう。その現象について図２、図３を用いて説明する。説明簡略化のために本説明では、YとM、そしてレッド（以下R）の影響について説明する。

ある条件下でYのトナー帯電量が大きく変化し、図２のように設定された二次転写電流値に対してミスマッチを起こしている場合、自動階調補正にてYの現像されるトナー量を増やして単色の濃度を確保する。

一方、Mのトナー帯電量は変化していないため、自動階調補正にてMの現像されるトナー量はほぼ変化がないとする。

上記の場合、例えばRベタの載り量を考えると、図３のように、Yのトナー量を増やした分だけ、Rベタの載り量が増えてしまっている。これは、一次転写部起こる再転写量が影響している。単色の場合、例えばYのトナーはM、C、Kと各ステーションを通過して二次転写される。

図５のように、下流ステーションを通過するときには、各転写ニップ部で転写電界を受けた際に、ニップ内で発生する放電現象によって、トナー帯電極性が反転してしまい、下流ステーションの像担持体（本実施例では感光体ドラム）へ逆転写されてしまう。

一方、多次色の場合、下流ステーションを通過するときにトナーが重ね合わさるため、像担持体の逆転写は抑制されることになる（ベタではほぼ0となる）。この現象を先ほどのY、MとRの関係で見てみると、Yの載り量を単色合わせのために増やした場合、図３のように、RにおけるYの載り量が増えてしまい、Rの色味がY側へシフトしてしまうのである。従って、二次転写効率の影響が多次色の色味変動につながる可能性が大きい。

＜トナー帯電量予測手段＞
先に述べたように、二次転写効率の影響が多次色の色味変動に大きな影響を与え、更に二次転写効率の変動に大きく寄与しているのが、トナー帯電量の変化である。トナー帯電量の変化と二次転写効率の関係を図９に示す。

図９をみても分かるように、予め想定されている状態であれば各色の二次転写効率の差は起きないが、例えばユーザーにてある特定色のみ消費、耐久が進められた場合、その色のトナー帯電量が大きく変動してしまう場合がある。

例えば図９ではマゼンタ（以下M）の消費、耐久が進み、トナー帯電量が小さくなった場合の各色の二次転写効率の関係を示すものである。Mトナーの帯電量が小さくなったため最適な二次転写電流値が下がり、もともと設定された電流値に対して二次効率が低下していることが分かる。

以上、トナー帯電量の変化が二次転写効率に大きな影響を与えるため、本発明ではトナー帯電量を予測、把握し、その変化率をみて多次色の色味変動が起きているかを判断する。そのために、本実施例ではトナー帯電量の予測手段を搭載している。

なお、本発明は下記トナー帯電量予測手段に限定するものではなく、その他の制御結果よりトナー帯電量を予測するものであっても構わない。以下、本実施例におけるトナー帯電量予測手段の概要を説明する。

本実施形態において、ＣＰＵ111は、一定の時間間隔Ｔで現像装置４内のトナー粒子の帯電量Ｑを、以下の式で予測してROM113（記憶部）に保存する。
・現像ローラ回転時
Ｑ＝Ｑｐ（１−Ｔ／α−Ｃ／Ｍ）＋β・Ｔ／α＋Ｑｐ・・・式（1）
・現像ローラ停止時
Ｑ＝Ｑｐ・（１−γ）・・・式（2）
ここで、Ｍは、現像装置４内のトナー量であり、Ｑｐは前回の計算時における現像装置４内のトナー粒子の予測した帯電量であり、Ｃは前回の計算時からの現像量である。なお、トナー粒子の帯電量の初期値は、例えば、飽和帯電量の８０％に設定する。また、αは使用環境下におけるトナー粒子の飽和帯電量であり、トナー・キャリア比下限、および、連続動作時の飽和最低湿度環境下における、実測値にもとづいた値である。

さらに、βは摩擦帯電、つまり、除電が行われる速さの指標であり、γはトナー粒子からの電荷漏洩の速さを示す指標である。これら、α、β、γは、トナーの帯電特性に応じて決定して予めROM113に保存したものである。なお、現像装置４のトナー量Ｍは例えば、トナーの消費量（現像量）とトナーの補給量により計算することができる。なお、現像装置４内のトナー粒子の帯電量を予測できる他の計算式を使用する形態であっても良い。

本実施例でCPU111は、画像形成や階調キャリブレーションの実行時、ROM113から帯電量の最新の予測値を読み出して、それぞれの処理時における帯電量の予測値として使用する。

＜二次転写電流設定値と調整＞
本実施例では、各色のトナー帯電量変化に応じて二次転写設定電流値を制御する。

本体内には予め使用される環境区分毎（本実施例では相対湿度）の設定値が以下のように用意されており、その設定値ベースで二次転写電流設定値がコントロールされる。

本実施例では、各色のトナー帯電量が随時演算されているため、各色のトナー帯電量の平均値が基準トナー帯電量に対してどの程度変化しているかで設定電流を変更する。

まず、キャリブレーション実行時の各色トナー帯電量をQY_c、QM_c、QC_c、QK_c、として、平均値Qcを求める。

Qc＝（QY_c＋QM_c＋QC_c＋QK_c）/4 ・・・式（3）
次に表１の環境に対するトナー帯電量変化量を求める。Qbは各環境の基準トナー帯電量である。

Δ＝Qｃ/Qｂ・・・式（4）
上記Δに応じて以下の式で二次転写電流設定値Iを変更する。

I‘は変更後の設定電流値である。

I‘＝I＊Δ
上記設定値が決定したときの二次転写印加バイアスの調整方法を説明する。

図１０のように、設定電流に対する印加バイアスは、予め決まった転写電圧を数点準備し（本実施例ではVtr1、Vtr2、Vtr3）、順に印加し、流れる電流値を検出する。すると、図１０のようにV-I特性が得られ、設定電流値に対する印加バイアスが自動演算されるのである。

＜単色濃度合わせ〜自動階調補正〜＞
本実施例で単色の濃度を合わせるための自動階調補正制御の概要を図７のフロー図を用いて説明する。自動階調補正が実行されると、図６(a)のような各色最大濃度（8bitＦＦｈ信号）で形成された画像パターンを、作像条件（本実施例では露光量）を変えながら形成し、紙上へ出力する（Ｓ103）。

本実施例では自動階調補正はユーザー任意のタイミングで実行されるものとしているが、自動で制御されるものでも構わない。出力された画像はユーザーにてリーダー部にセットされ、画像パターンの濃度が自動的に検出される（Ｓ104）。そして、得られた濃度情報から作像条件（本実施例では露光量）を決定する（Ｓ105）。

作像条件（本実施例では露光量）は、図８に示すように、横軸に露光量、縦軸に検出濃度をとり、検知した結果をプロットしていく。そして、ターゲット濃度に対する露光量を演算して設定を決定する。作像条件が決定されると中間調の階調補正（γLUT補正）動作へ続いていく。先と同様に各色64階調（８bit信号で０〜ＦＦｈから選択された固定信号値）からなる画像パターンを形成（図６(b)参照）、紙上へ出力し（Ｓ106）、リーダーで読み込む（Ｓ107）。得られた濃度から全濃度領域のエンジンγ特性を得る。

次に得られたエンジンγ特性と予め設定されている階調ターゲットを用いて、入力画像信号に対する補正テーブル、階調補正テーブルが作成される（Ｓ108）。この作業が終了すると、階調ターゲットに対して紙上の濃度が全濃度領域で合うようになる。

＜多次色濃度合わせ＞
本実施例で行う多次色濃度補正について説明する。本実施例で行う多次色濃度補正は、内部コントローラ内で行われる構成となっている。

図１１は本実施例で行う濃度補正処理機能を行う内部コントローラの回路構成の一部を示すものである。

画像形成装置は入力画像データ取得部と入力画像データ取得部から出力された色データＲ、Ｇ、ＢをＬａｂ（正しくはＬ*、ａ*、ｂ*）色空間で表されるＬ，a、bに変換する第1の色処理部と色処理部から出力された色データ（Lab）に対して、濃度補正を施す濃度補正処理部とを備える。また、出力したテストチャートデータを読み取り部と読み取りデータをＬａｂデータに変換するデータ処理部と濃度補正処理部から出力された色データ（L’、ａ’、ｂ’）を画像出力部が取り扱う色空間（ＹＭＣＫ）に変換する第２の色変換処理部とを備えている。

本実施例では自動階調補正はユーザー任意のタイミングで実行されるものとしているが、自動で制御されるものでも構わない。

多次色の濃度補正が必要だと判断されると、図１２のような多次色のテストパターンを記録材に出力し、図１に示す読み取り部で読み取り、ＲＧＢ読み取りデータからＲＧＢ色空間で表される色データＲ、Ｇ、ＢをＬａｂ（正しくはＬ*、ａ*、ｂ*）色空間にマッピングして色度点を把握する。

本実施例ではR、G、Bの二次色のチャートを用いて補正を実行しているが、3次色、4次色のチャートであっても構わない。そして、濃度補正部において、読み取りデータと送られてきた入力データとを比較し、色差が最小となるように、入力画像データ（Ｌａｂ）を補正する。例えば、低印字率の画像を連続出力した際の1枚目（基準）と200枚目におけるグリーンの色度点（図１３参照）を例に説明する。

本実施例では、低印字率の画像を連続出力した事により、現像剤の帯電量、再転写量が変化し、1枚目と200枚目のグリーンの色度点がX1からX2へ変化した。濃度補正処理部では、例えば図１３のＸ2の値をＸ1になるように補正する。具体的にはＸ2のＬａｂ値とＸ1のＬａｂ値を比較して、同じになるような入力信号Ｌ‘a’ｂ‘値を算出する。補正されたデータ（Ｌ‘ａ’ｂ‘）は第２の色変換処理部にてＹＭＣＫデータに変換され、画像出力部へ送られ、多次色の濃度補正が完了する。

＜キャリブレーション動作＞
本発明では単色、多次色の濃度安定性を維持しながらユーザーの生産性を確保するために、エンジンの状態を見て必要なキャリブレーションをユーザーに通知する。本実施例ではキャリブレーション実行時の各色のトナー帯電量を予測演算し、二次転写効率に変動が予測されると判断した場合、多次色の補正を促すことを特徴としている。

本実施例におけるキャリブレーションの動作フローについて、図１４を用いて説明する。

ユーザー任意のタイミングでキャリブレーションが実行されると(S200)、現像駆動がONされ(S201)、更に本体内の環境センサで検知された環境に対する各種作像条件が決定される (S202) 。

次に、先に述べたトナー帯電量予測手段を用いて各色のトナー帯電量が算出される (S203) 。そして、ROM113に保存されている前回キャリブレーション（多次色補正）が実行された時の各色のトナー帯電量データを読み込み(S204)、各色のトナー帯電量差を演算する (S205) 。

前回のトナー帯電量をQY_c-1、QM_c-1、QC_c-1、QK_c-1とし、今回のトナー帯電量をQY_c、QM_c、QC_c、QK_cとすると、トナー帯電量差ΔQ_cは、
ΔQ_c＝Q_c−Q_c-1 ・・・式（5）
で求める。

次に、各色で求めたトナー帯電量の変化量を色毎で比較する。なぜなら、各色同じ方向に同じだけ変化しているば、各色の二次転写効率のカーブは図１５(a)のように変化し、先に述べたように二次転写設定値を変更すれば全色の二次転写効率のロスを抑制でき、多次色の色味変動は大きくない。

一方、各色の変動量の方向、大きさがバラバラで色毎に異なる場合、例えば図１５(b)のようになった時に二次転写電流設定値を最適な値に設定することができず、二次転写効率が低下する色が出てきてしまう。その場合は、多次色の色味変動が大きくなるので、多次色補正を実行しなければならない。

上記判断を行うために、各色で求めたトナー帯電量の変化量を色ごとで比較する。

本実施例では、YMCKのうち、変化量が一番大きい値ΔMax値と一番小さい値ΔMin値を選択して、変化量差δを算出する(S206)。
δ＝ΔMax‐ΔMin ・・・式（6）
上記式で求めた変化量差δが規定値αを超えていれば単色の補正（自動階調補正）だけでなく、多次色の補正が必要だと判断して、多次色の補正を促す旨を通知する (S210) 。

本実施例はトナー帯電量の変化量差δが、二次転写効率変動があるか判断するパラメータになっている。

具体的には、予め準備されている下記表2を参考に決定した。本実施例では、各色のトナー帯電量の変化量差Δが5μC/mgを超えた場合、単色の二次転写効率は少なくとも3％以上変化することになる。そして、色毎で比較した場合、帯電量の差δがどのような関係になっているかをみて判断する。変化量差δが規定値αを超えていない場合は、単色の補正（本実施例では自動階調補正）のみで多次色の変動も補正できるものと判断し、多次色の補正はユーザーに通知しない。

本実施例における規定値αとは、先に述べた各色の二次転写効率のデータから予め決められるものであり、本実施例では検討データより、δが5μC/mgとした。なお、この値は各エンジン性能、求められる変動レベルによって決定されるものである。

更に本実施例では、単色の補正（自動階調補正）のみ実行と判断した場合は、各色のトナー帯電量の関係から最適な二次転写電流設定値を演算し、新たな設定値に対する転写電圧制御を実行する。(S207)（詳細は二次転写電圧設定値の項目を参照）そして、単色のみ補正が実行され(S208)、キャリブレーション動作が終了する (S211) 。

＜効果の確認＞
以上の構成をもとに、各色一定の低印字率（5％以下）の画像、中印字率（10-20％）、高印字率（30％以上）の画像をそれぞれ連続1000枚出力した後にキャリブレーションを実行し、ユーザーの生産性（ユーザー負荷）を検証した。

従来の制御では、キャリブレーション実行毎に単色の濃度調整を行い、その後多次色の濃度調整を行い、低印字率、中印字率画像それぞれ流した後に単色の補正、多次色の補正が２回ずつ実行され計６回の作業が発生した。

一方、本実施例の構成にて同様の連続出力を行い、キャリブレーションを実行したところ、低印字率、中印字率、高印字率出力後ともに多次色補正の通知はされなかったため、単色のみの補正（自動階調補正）でキャリブレーションが終了した。

先ほどの従来の制御と比較すると、３回分の調整作業が低減され、キャリブレーションに要する時間は約半分であった。

上記検証時の各色のトナー帯電量変化量を確認したところ、低印字率後は各色+10％のトナー帯電量の変化があったが色毎の差がなかったため多次色補正の必要がないと判断し、同様に中印字率、高印字率でもトナー帯電量に変化はあったものの、色毎の差がなかったため多次色補正の実行を促す通知がされなかった。

一方、二次転写電流の設定値は帯電量変化率に応じて変化していた。この時の多次色の色味変動を確認したところ、多次色補正を実行した場合の色度点とほぼ同じ箇所に位置し、多次色の色味変動が起きていないことを確認できた。

さらに、特定色（今回はY）だけ印字率を変えて先と同様に1000枚出力したのちキャリブレーションを実行したところ、単色補正（自動階調補正）に続き、多次色補正の実行を促す通知がされた。トナー帯電量の変化をみるとYの変化量が大きく、その結果多次色補正の実行を促す通知がされていることが確認された。

その後、先に述べた方法で多次色補正を実行し、多次色の色味変動が抑制できていることを確認した。

以上、本実施例の構成を用いる事で、必要最小限の多次色濃度調整となり、多次色の色味変動抑制はもとより、ユーザー負荷の低減効果を確認する事ができた。

１感光体ドラム、２帯電装置、３露光装置、４現像装置、１２光学センサ、
１０８リーダー処理部、１１１ＣＰＵ、１１３ ROM、３００環境センサ

Claims

用紙上に帯電電位、現像電位、露光量の少なくとも1つの条件を振りながら最大濃度信号の画像パッチを形成し最大濃度ターゲットに対して、
作像コントラスト電位を決定する手段と、用紙上に階調パターンを形成し、所定の濃度ターゲットに合うように単色の階調補正を行う制御手段と、
多次色の画像パッチを形成し、多次色の画像パッチの色度点を検出して画像入力信号補正を行う制御手段を有し、
トナー粒子の帯電量を予測する手段と、
前回実施した多次色補正時のトナー帯電量と、
作像時に予測した各色のトナー帯電量の差を演算して、
色間の帯電量変化が規定値を超えた場合、多次色の補正制御を起動し、
規定値を超えていない場合、トナー帯電量に応じた二次転写設定値を最適化することを特徴とする画像形成装置。
新たに設定する二次転写設定値とは、各色のトナートリボ差の平均値より算出されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
作像時とは、自動階調補正時の最大濃度信号の画像パッチ形成時であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。