JP4085615B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタなどに用いられて、紙やＯＨＰフィルムといった記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式が採用された画像形成装置には、感光体、現像器、転写器、定着器などが組み込まれており、記録媒体上のトナー画像の画質は、感光体の表面電位や現像器の現像条件などに大きく左右される。このため、従来より、記録媒体上にトナー像を形成する動作の合間に感光体の表面電位や現像器の現像条件を制御してトナー像の画質を保つ画像形成装置が知られている。このような画像形成装置における制御は、装置内で形成される制御用静電潜像の電位や制御用の未定着トナー画像のトナー濃度などによって得られる局所的な情報に基づいた局所的な制御である。また、この制御は、トナー像を形成する本来の動作の合間に行われる制御であるので、短時間に行うことができる簡易な制御である。
【０００３】
あるいはさらに高精度な制御を行うために、記録媒体上に制御用の画像パッチなどを形成してその画像パッチのトナー濃度を測定し、その測定結果に基づいて画像データの階調補正などを行って、トナー画像のトナー濃度を制御する画像形成装置も在る。
【０００４】
このような画像形成装置では、最終的に記録媒体上に形成されるトナー像を用いることによって調整が行われる。このように記録媒体上の画像パッチなどを用いた制御は、画像形成装置の総合的な状態に基づいた制御であり、理論的には高精度の制御が可能である。
【０００５】
いずれの制御を行うにしても濃度の制御を行う場合には、画像パッチなどを記録媒体一枚、一枚ごとには作成せずに所定の間隔毎に作成して濃度の制御が行われる。これは一枚、一枚ごとに画像パッチを作成するようなことを行うと、トナーが無駄になるという観点からである。
【０００６】
このような制御を行う一例として、特開２００１−８０１１５号明細書で開示された印刷装置が挙げられる。この印刷装置では、所定の印刷枚数毎に除々に光量を増やしていって除々に印刷の濃度を変える制御を行っている。
【０００７】
これを、図１４を参照して説明する。
【０００８】
図１４は、画像形成装置の制御部に組み込まれたソフトウエアの一例を示すフローチャートである。図１４を参照して説明する。
【０００９】
まず、ステップＳ１４１で一連の処理が開始される。そして、次のステップＳ１４２で画像パッチ作成のタイミングであるか否かが判定される。このタイミングには、たとえば印刷枚数などをカウントして、そのカウントされた値が所定の枚数に達したときのタイミングが用いられる。これは印刷枚数が増えていったときに、画像形成装置内の環境変化によって起こる画像の濃度変動あるいは色変動を抑制するために行われる。
【００１０】
このステップＳ１４２でＹ側が選択されたら、画像パッチ作成のステップＳ１４３へと進められる。ここで、画像パッチは静電パッチであっても、定着トナー像からなるパッチであっても、未定着トナー像からなるパッチであっても良い。
【００１１】
画像パッチが形成されたら、ステップＳ１４４で濃度センサによりパッチの濃度が検出される。これは、たとえば、画像パッチに光を照射してその反射量を検出することによって行われる。
【００１２】
そして、反射量が検出されたら、ステップＳ１４５で基準化が行われて、検出ＲＡＤＣの算出が行われる。ここで、検出ＲＡＤＣを次式に示す。なお、ＡＤＣは、Ａｕｔｏ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌの略であり、自動濃度調整を示している。
【００１３】
検出ＲＡＤＣ＝１０２３×Ｖpatch／Ｖcｌn ・・・（１）
（１）式で記載されているＶpatchは画像パッチからの反射量を示しており、Ｖclnはたとえば中間転写ベルトからの反射量を示している。ここで基準化について少し説明を加えておく。
【００１４】
基準化はベルトからの反射量を基に行う。このベルトからの反射量をＶｃｌｎと記載している。一方、画像パッチからの反射量Ｖｐａｔｃｈがどの程度であるかが濃度センサによって検出されているので、ここでベルトからの反射量を基準として基準化が行われる。１０２３は１０ビットで示される組み合わせ数から１が減じられた値を示しており、ここで諧調が算出される。
【００１５】
つまり、環境変動や劣化、トナー汚れなどで受発光量が変化することから、ベルトからの反射量を基準として画像パッチに付着したトナー量を検出している。図１５はＳＮＲ出力対単位面積あたりのトナー量の関係を示す図である。横軸には単位面積あたりのトナー量を示し、縦軸にはＳＮＲ出力を示してある。図１５では単位面積あたりのトナー量が多くなればなるほど、ベルト面からの反射量が減っていくことを示している。
【００１６】
ここでＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）出力とは、信号対ノイズ比である。つまり、画像パッチからの反射量ＶｐａｔｃｈをシグナルＳｉｇｎａｌとし、ベルトからの反射量ＶｃｌｎをノイズＮｏｉｓｅとしてその比を算出している。以上で基準化が終えられる。
【００１７】
基準化の処理が終えられると次のステップＳ１４６で偏差ΔＲＡＤＣが算出される。
【００１８】
偏差ΔＲＡＤＣは次式で示される。
【００１９】
ΔＲＡＤＣ＝検出ＲＡＤＣ−目標ＲＡＤＣ ・・・（２）
ここで目標ＲＡＤＣとは、濃度の制御を行うために必要な目標値を示している。この処理が終えられたら次のステップＳ１４７で補正が行われる。ここで、ΔＬＤとは露光光の光量にどれだけの補正を行うかを示す補正量である。
【００２０】
このΔＬＤは、ステップＳ１４６で（２）式で算出されたΔＲＡＤＣを基に決められる。この関係を図１６に示す。図１６に示すように基準化された濃度差ΔＲＡＤＣが算出されると一義的に補正量ΔＬＤが決まる関係がある。つまり算出されたΔＲＡＤＣを基にΔＬＤを露光光の補正量として濃度の調整が行われる。
【００２１】
このような濃度制御では濃度を制御するための画像パッチを記録媒体一枚、一枚に対応するようには作成しない。未定着トナー像あるいは定着トナー像を作成する場合には、トナーの消費量が増えてしまい、静電トナー像を作成する場合には、処理部の負担が増大してしまうという観点からである。
【００２２】
したがって、このような制御を行って濃度調整を行うときには、画像パッチを所定の間隔を置いて作成して、その画像パッチが作成されるごとに濃度の調整を行っている。したがって、画像パッチを作成してから次の画像パッチが作成されるまでの間は濃度の調整が行われないので画像形成装置内に環境の変化が起こると、印刷される画像の濃度が変動してしまうという問題がある。白黒画像のような単色の印刷を行う場合には、濃度が変動するだけになるが、カラー印刷を行う場合には、同様の理由でそれぞれのトナーが混合される比率が変わって、印刷される色が変わってしまうという問題もある。
【００２３】
このようなパッチを形成して濃度の制御を行う画像形成装置にあっては、上述の如く、制御用静電潜像の静電像の電位分布などを検出して濃度を調整するようなものであっても、最終的に記録媒体上に形成される定着トナー像から濃度を検出して濃度を調整するようなものであっても同様のことが言える。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上、説明したように、画像パッチが作成されてから、次の画像パッチが作成されるまでの間に、画像形成装置内に環境変化が生じた場合、印刷される画像に濃度変動が起こるという問題がある。
【００２５】
また、カラー画像を形成する場合には、複数色それぞれに濃度の変動が起こって、混合される色に変動が起きてしまうという問題もある。
【００２６】
本発明は、上記事情に鑑み、記録媒体上に形成される画像の濃度変動、色の変動を抑制して、画質の向上を図れる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置では、トナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に画像を形成する画像置形成装置において、
この画像形成装置の、画像の濃度に影響を及ぼす状態を検出する状態検出手段と、
上記状態検出手段による検出結果に応じて、複数枚の記録媒体への画像形成にわたって、この画像形成装置の状態を、所望の濃度の画像が形成される方向に除々に調整する濃度調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
本発明の画像形成装置によれば、複数枚の記録媒体への画像形成にわたって、一枚ごとに除々に画像濃度の調整を行える。
【００２９】
本発明の上記画像形成装置は、複数色のトナーそれぞれによるトナー像を形成し、これら複数色のトナー像を最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、
この画像形成装置の、画像の濃度に影響を及ぼす状態を、複数色のトナーそれぞれについて検出する検出手段と
上記状態検出手段による検出結果に応じて、この画像形成装置の状態を、色差変動が所定の変動範囲に抑制される濃度調整範囲内で、所望の濃度の画像が形成される方向に、各色トナーごとに調整する濃度調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
本発明の上記画像形成装置によれば、複数枚の記録媒体への画像形成にわたって、各色ごとに起こる濃度の変動を所定の範囲内に抑制して、カラー画像の調整を行える。
【００３１】
本発明の上記濃度調整手段は、この画像形成装置の状態を調整するにあったては、複数枚の記録媒体への画像形成にわたって、除々に調整するものであることを特徴とする。
【００３２】
本発明の上記画像形成装置によれば、画像パッチが作成されてから、各色ごとに起こる濃度の変動を所定の変動範囲内に抑制して濃度調整を除々に行えるので、記録媒体上に形成されるカラー画像の色の変動を抑えられる。
【００３３】
ここで本発明の上記画像形成装置において、上記濃度検出用のトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段を備え、上記状態検出手段は前記トナーパッチの濃度を検出するものであることが好ましい。
【００３４】
本発明の上記画像形成装置によれば、転写された後のトナーの量を検出して濃度の制御を行える。
【００３５】
また、上記画像形成装置は、静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像するこによりトナー像を形成するものであって、電位検出用の静電パッチを形成する静電パッチ形成手段を備え、上記状態検出手段は前記静電パッチの電位を検出するものであることが好ましい。
【００３６】
本発明の上記画像形成装置によれば、転写を行う前に、濃度に影響を及ぼす状態を上記状態検出手段によって検出できるので、トナー像を形成しなくても、処理を行える。
【００３７】
ここで、本発明による画像形成装置において、上記状態検出手段は、この画像形成装置の現在の環境を検出するものであることが好ましい。
【００３８】
上記本発明の画像形成装置によれば、環境条件を状態検出手段によって検出するので温度あるいは湿度などが変化してもそれに応じた調整を行える。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００４０】
図１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態の概略構成図である。
【００４１】
本発明の画像形成装置としては、カラー画像形成装置やモノクロ画像形成装置が考えられるが、この第１実施形態は、カラー画像形成装置である。
【００４２】
ここには、Ｒ方向に回転する４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配列されている。また、ここには、ロール９ａ、９ｂに張架され、４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに順次に近接あるいは接触する経路を経由して矢印Ａ方向に循環移動する無端状の中間転写ベルト４０が備えられている。
【００４３】
また、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周囲には、各感光体に一次帯電を行う各帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、一次帯電後の各感光体に、画像データに基づいて変調されたレーザ露光光を照射して各感光体に静電潜像を形成するＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）３０と、各感光体上に制御用静電潜像（静電パッチ）が形成された場合に、その静電パッチや背景の電位を測定する電位センサ９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｍと、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各静電潜像をそれぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーで現像して各感光体上に各トナー像を形成する各現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋとが配備されている。各現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには、トナーの濃度を検出するためのトナー濃度センサ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋも配備されている。また、これらの現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには、トナーの濃度に応じてトナーを供給するトナー供給装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが繋がれている。トナー供給装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにはトナーカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが装着されている。
【００４４】
各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された各トナー像は、転写ロール４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの作用により、中間転写ベルト８上に順次重畳されるように転写される。このようにして中間転写ベルト８に転写された画像が図示しない二次転写ロールの作用により記録媒体に転写され、図示しない定着器の熱および圧力によりその記録媒体上に定着される。さらにトナー画像が定着された記録媒体は、図示しない搬送機構によって搬送経路に沿って搬送される。
【００４５】
各電位センサ９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋで測定された各静電パッチの電位は、帯電電圧制御部８０に入力され、この帯電電圧制御部では、それらの電位測定結果に基づいて、各帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが備えているチャージグリッドの電圧が制御され、これにより静電潜像の電位が制御される。
【００４６】
また、ここには、中間転写ベルト８上に制御用の未定着トナー像（未定着トナーパッチ）が形成されたときにその未定着トナーパッチ２０の濃度を測定する濃度センサ１０が配備されている。
【００４７】
さらに図示はしてはいないが記録媒体上に制御用の定着トナー像（定着トナーパッチ）が形成されたときにその未定着トナーパッチの濃度を搬送経路の途中で測定する濃度センサも配備されている。
【００４８】
これらの静電パッチ、未定着トナーパッチおよび定着トナーパッチと、各濃度センサとで状態検出手段が形成される。ここでは未定着トナー像を検出する部分のみを図示してある。
【００４９】
濃度センサ１０による未定着トナーパッチの濃度測定結果と、図示しない濃度センサによる定着トナーパッチの濃度測定結果はＬＤ光量制御部６０、ＴＣ制御部７０、諧調制御部５０にそれぞれ伝達される。これらの制御部では、それらの濃度測定結果に基づいてトナー画像のトナー濃度が制御される。トナー画像のトナー濃度を制御するためには、具体的には、帯電電圧制御８０部による一次帯電量の調整や、ＬＤ光量制御部６０による露光量の調整や、現像バイアスの調整や、ＴＣ制御部７０による現像器へのトナー供給量の制御や、諧調制御部５０による画像データの階調補正の制御等を行うことが考えられるが、ここでは、一例としてＬＤ光量制御部６０での光量の制御が行われているものとする。このＬＤ光量制御部６０による制御の詳細については後述する。また、本実施形態で示す画像形成装置では、未定着トナーの濃度測定を行うにあたって、２種類の濃度センサが配備されている。
【００５０】
一つは白黒画像用に設けられたブラックＫ用のＡＤＣセンサであり、もう一つはカラー画像用に設けられたＹＭＣ用のＡＤＣセンサである。
【００５１】
図２にこれらのＡＤＣセンサを示す。図２は、ＡＤＣセンサの構成図である。
【００５２】
発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）１１、１２と受光センサ１３とが図２に示すように配備されており、一方１１がブラック用として、他方１２がＹＭＣ用として使用されている。受光センサ１３は共通に使用されている。ブラック用ＬＥＤには、鏡面反射用のものが装備されており、ＹＭＣ用のＬＥＤには拡散反射型のものが装備されている。ブラックは拡散反射を行わないため、鏡面反射方式の方がパッチ濃度に対するセンサ感度が高い。カラーは、鏡面反射だと高濃度での感度が悪く、拡散反射方式の方が、感度が良い。
【００５３】
白黒画像ではブラックＫ用ＬＥＤから発光された光が受光部によって検出されて、その検出された画像濃度測定データが上述の各制御部へ入力される。また、カラー画像ではＹＭＣ用ＬＥＤから発光された光が受光センサによって検出されて、その検出された画像濃度測定データが上述の各制御部へ入力される。この入力された濃度測定データに基づいて、ＬＤ制御部では光量の補正を、ＴＣ制御部ではトナー供給装置から供給されるトナーの量の補正を、諧調制御部ではＬＵＴの書き換えをそれぞれ行えるようにしてある。
【００５４】
この図１に示す画像形成装置には、外部から画像データが入力され、その入力された画像データはコントローラ４０で階調補正を含む様々な画像処理を受けた後、ＲＯＳ３０に入力される。ＲＯＳ３０では、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを露光する各レーザ露光光のパルス幅をそれぞれ変調するための各パルス幅変調信号が画像データに基づいて生成される。この生成されたパルス幅変調信号に基づいてレーザーダイオードが駆動される。このとき、レーザーダイオードの光量は、光量制御部によって制御されている。この光量制御部ではＲＯＳによって感光体ドラム上を走査されるレーザビームのオン・オフがパルス変調信号によって１画素ごとに割り当てられた場合に、オン信号でのレーザーダイオードの光量が決められているだけである。ＲＯＳ３０には、レーザーダイオードの他、ポリゴンミラー、Ｆθレンズなどの光学部品が組み込まれている。
【００５５】
このようにして駆動されたレーザーダイオードから露光光が出射され、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に静電潜像が形成される。
【００５６】
各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに形成された各静電潜像は、上述したように各現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋで現像されて各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に各トナー像が形成され、それらのトナー像は中間転写ベルト８に転写される。中間転写ベルト８上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト８の矢印Ａ方向への循環移動により、二次転写ロールが配備された二次転写位置に搬送され、その二次転写ロールの作用により、中間転写ベルトと同期して搬送経路に沿ってその二次転写位置に搬送されてきた用紙に転写される。トナー像の転写を受けた用紙は、さらに定着器に搬送されて、熱および圧力によりその記録媒体上にトナー像が定着され、定着トナー像からなる画像が記録媒体上に形成される。定着トナー像が形成された記録媒体は、搬送経路に沿って搬送される。
【００５７】
また、この図１に示すコントローラの中には図示しないパッチパターン発生器が備えられており、このパッチパターン発生器では、上述したコントローラ４０による制御が実行される際に、上記静電パッチ、上記未定着トナーパッチ、上記定着トナーパッチを表わす画像データが生成されて、ＲＯＳ３０に入力されている。後述する制御の手順を示すフローチャートでは、未定着トナーパッチを表わす画像データが生成された場合の制御例を示している。
【００５８】
また、コントローラ４０内には、ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴという）４１が備えられており、ここで諧調の補正が行われる。諧調制御部５０では、このＬＵＴ４１の書き換えの制御が行われる。
【００５９】
さらに、パッチパターン発生器で静電パッチを表す画像データが生成された場合は、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に各静電パッチが形成される。それらの各静電パッチは、各電位センサ９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋにより各電位が測定される。この電位センサ９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋの測定結果は、帯電電圧制御部８０に入力されて、その結果に基づいて帯電電圧制御部８０では帯電電圧を調整している。
【００６０】
また、パッチパターン発生器で定着トナーパッチを表す画像データが生成された場合には、記録媒体上に定着トナーパッチが形成され、図示しない濃度センサによりトナー濃度が測定される。
【００６１】
パッチパターン発生器で未定着トナーパッチを表す画像データが生成された場合には、中間転写ベルト８上の、記録媒体に転写されるトナー画像を担持する領域に挟まれたインタイメージ領域に未定着トナーパッチが形成され、ＡＤＣセンサ１０によりトナー濃度が測定される。このＡＤＣセンサ１０には、２種類のセンサが配備されている。一つは、カラー画像検出用のＹＭＣ用であり、もう一つは白黒画像検出用のブラックＫである。
【００６２】
後述するフローでは、ＡＤＣセンサ１０によって双方の状態の変化を検出した場合の制御の仕方を示してある。
【００６３】
図３は、本発明の一実施形態であり、未定着トナーを用いて濃度の状態を検出した場合の制御の仕方を示す図である。ここでは、画像形成装置のＬＤ光量制御部によって濃度の調整を行う場合の制御の仕方をフローチャートで示す。
【００６４】
また、図２に示すようにＡＤＣセンサ部１０には、ＹＭＣの濃度の状態とブラックＫの濃度の状態、双方を検出できるような構成を有しているので、それぞれの場合について説明する。
【００６５】
まず、２値画像で用いられるブラックＫとカラー画像で用いられるＹＭＣとで共通的に行われる基本的な制御フローについて説明する。
【００６６】
図１４のフローチャートに示すステップの処理を図３に示すように変更している。図３のフローチャートを参照して説明する。
【００６７】
図１４のフローチャートの内、ステップＳ１４１からステップＳ１４７までは従来と同様であるので説明を省略する。
【００６８】
従来では、トナーパッチの作成タイミング時だけ、濃度を変更する制御を行っていたが、本願ではこれを段階的に行うように変えている。
【００６９】
つまり、従来ではパッチパターン発生器によって作成される画像パッチの作成タイミング毎に一括して濃度に変更を加えることを行っていたが、ここでは所定の時刻の画像パッチ作成タイミングから次の時刻の作成タイミングに至るまでの間に、段階的に光量を変えることを行っている。その部分がフローチャート中のＡで示すステップＳ３８の部分である。その段階的な光量の変え方に３種類の実施形態を本出願人は挙げている。ここでは、単色つまりＹ、Ｍ、Ｃの内いずれか一色、あるいはブラックＫの制御を行う場合を示している。
【００７０】
図４は３種類の実施形態の内、第１の実施形態を示すフローチャートである。
ステップＳ３８ではΔＬＤからページ毎の分割ΔＬＤ[ｎ]を算出している。
図中示してあるＮは分割回数である。符号ｍは印刷の枚数を示しており、一枚目から順次、数えられる整数値が示されている。
【００７１】
図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７２】
ステップＳ４０１で処理が開始されて、次のステップＳ４０２でｆｅｅｄｂａｃｋΔＬＤの算出を行っている。この算出は所定の補正量ΔＬＤを分割回数Ｎで除算することによって行われる。ここでは分割回数Ｎとして画像パッチが形成された時点から次の画像パッチが形成されるまでの記録媒体の枚数を与えている。なお、割り算をしたときに必ずしも割り切れるとは限らないので、ここでは割り算により得られた商を切り上げてＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤとしている。この割り算の処理が終えられたら次のステップＳ４０３へと移行する。
【００７３】
次のステップＳ４０３では分割回数分の処理を行うにあたって、その先頭値ｍを与えている。つまり、ここで与えられた値ｍに初期値を設定して、順次インクリメントしていく。初期値として１を与えているので分割回数Ｎまで順次、インクリメントされて記録媒体一枚、一枚ごとに処理を行う。
【００７４】
なお、ｆｅｅｄｂａｃｋΔＬＤとは、光量を段階的に調整していくために一回ごとに設定される光量の補正量である。
【００７５】
つまり、ｆｅｅｄｂａｃｋΔＬＤに分割回数を掛ければ基本フローで算出された補正量ΔＬＤになる訳である。しかし、ステップＳ４０２での除算において切り上げを行っているので分割回数を掛けると所定の補正量ΔＬＤをはるかに超えてしまう。したがって、基本フローで算出された所定の補正量ΔＬＤを超えないようにフローチャートの後半部では工夫している。それがフラグである。ここでは所定の補正量を超えたかどうかを区別するためにステップＳ４０４でフラグｆｌａｇを設定している。つまり、ＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤにそのときの値ｍを掛け合わせたものが、所定の補正量ΔＬＤを超えていない場合にはＦｌａｇに０を設定して、所定の補正量ΔＬＤを超えた場合にはＦｌａｇに１を設定している。フラグｆｌａｇとは、一般に状態変化を知らせるために用いられるものであり、文字通り旗を意味している。旗を上げれば二つの状態の内、一つの状態が示されて、旗を上げなければもう一つの状態が示される訳である。この状態の変化をフラグの２値信号つまり０か１かで示すことによってＬＤ光量制御部６０が処理の状況を認識するできるようにしている。
【００７６】
ここでは一連の処理が開始されたばかりなのでフラグＦｌａｇに０が設定される。
【００７７】
ステップ４０５ではステップ４０３で設定された値ｍが何番目に達しかが比較されていて、そのｍが分割回数Ｎを超えたら処理が終えられるようになっている。
【００７８】
つまり、整数ｍが初期値を１として順次インクリメントされて分割回数Ｎに達したらＹが選択されて処理が終えられるのである。
【００７９】
ここでステップＳ４０５でＮ側が選択された場合の処理を、図４を参照しながら説明する。
【００８０】
ステップＳ４０５でＮが選択された場合には、次のステップＳ４０６でフラグＦｌａｇが１であるか、０であるかが判定される。ここではステップＳ４０４でフラグに０が設定されていて、書き換えられていないのでＮが選択される。
【００８１】
Ｎが選択されるとステップＳ４０７へ進められて、ＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤとそのときの値ｍとが掛け合わされた値と、補正量ΔＬＤとの比較が行われる。
【００８２】
そして、次のステップＳ４０８でそのときのＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤが記録媒体一枚分の補正量として分割ΔＬＤ[ｍ]へ格納される。このΔＬＤ[ｍ]の括弧はプログラム上のディメンジョンを示しており、インクリメントされる正数値ｍの値に応じて、それぞれ異なる格納領域に補正量が格納されることを示している。括弧内に付された数に割り当てられる各領域には分割されたＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤが分割補正量ΔＬＤとして格納されるので、その値が同じならば、記録媒体一枚、一枚ごとに同じ補正量が設定されることになる。そしてこの設定された補正量に応じて露光量を変えている。
【００８３】
また、ステップＳ４０７でＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤが所定の補正量ΔＬＤを超えることがあったらＹ側が選択されて、ステップＳ４１０へと進められる。このステップＳ４１０では、所定の補正量ΔＬＤからその時点のＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤを引いた値をΔＬＤ[ｍ]に格納するようにしている。そしてこのステップの処理が終えられたら、次のステップＳ４１１へと進められてこのステップＳ４１１でフラグＦｌａｇに１が設定される。
【００８４】
つまり、分割された補正量の和が所定の補正量ΔＬＤを超えたのでＬＤ光量制御部６０に対してその状態を示すようにしている。
【００８５】
そして、回数ｍがインクリメントされてステップＳ４０５へと戻される。ここではまだ、回数ｍが所定の分割回数Ｎを超えていないのでＮが選択されて、フラグＦｌａｇが１かどうかが判定される。ステップＳ４０６でフラグＦｌａｇが１に設定されているので、このステップＳ４０６でＮが選択されてステップＳ４１２で分割ΔＬＤ[ｍ]に０が設定される。そして、次のステップＳ４０９で回数ｍがインクリメントされてステップＳ４０５へと戻される。つまり、フラグＦｌａｇに１が設定されているので、補正量がΔＬＤのままとなる。
【００８６】
以上説明した一連の処理が行われて、回数が所定の回数Ｎを超えたら処理が終えられる。
【００８７】
このようにして分割ΔＬＤを記録媒体一枚ごとに設定していけば、所定の補正量ΔＬＤを絶対に超えることはない。これはステップで切り上げを行ったために起こる補正量ΔＬＤの超過を防止する策である。ここでは分割ΔＬＤの総和が所定の補正量ΔＬＤを超えそうになった時点で光量の補正量がΔＬＤになるように工夫している。
【００８８】
以上のようにすると、従来では画像パッチの作成タイミング毎に変更されていた光量が、画像パッチが形成された時刻から次の画像パッチが形成される時刻までに、段階的に露光光の光量を変えられる。したがって、一度に大きな光量の変更がなくなり、印刷の濃度変動が抑制される。
【００８９】
しかし、この方式ではｆｅｅｄｂａｃｋΔＬＤがあまり小さくできないので、分割ΔＬＤの総和が所定の補正量ΔＬＤにすぐに到達してしまう。そこで本出願人は切り上げではなく、切り下げによる算出が行えるようにさらに改善を加えている。それが図５のフローチャートである。
【００９０】
図５では、ステップＳ５０１で処理が開始され、次のステップＳ５０２で除算が行われる。この除算はΔＬＤを被除数とし、分割回数Ｎを除数として行われる。除算によって得られる商の小数を切り捨てて、一回毎の分割ΔＬＤを図４の場合よりも小さくできるように改善している。
【００９１】
図５を参照しながら制御フローを説明する。
【００９２】
まずステップＳ５０１で処理が開始され、次のステップＳ５０２で除算が行われて記録媒体一枚ごとに設定される光量の変化分であるＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤ商が算出される。このとき、ＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤ余りも一緒に算出されるので、Ｆｅｅｄｂａｃｋ商とは別の記憶部へ格納しておく。
【００９３】
そしてステップＳ５０３で補正の限界を判定するために、判定用の値ａの算出が行われる。このａは、補正量がΔＬＤを超えたかどうかを判定するステップＳ５０６で使用される。この値ａには、商に、所定の分割回数Ｎを２で割った値を加え合わせた値が用いられる。
【００９４】
次のステップＳ５０４からステップＳ５０５までは図３、図４と同様の処理が行われる。
【００９５】
ステップＳ５０５でＮが選択されたらステップＳ５０６で算出された値ａと分割回数Ｎとの比較が行われる。ここでＹが選択されたらＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤを分割ΔＬＤとして図４と同様に記憶部へ格納していく。そして次のステップＳ５０８ではａの値の書き換えが行われる。ここでは値ａから分割回数Ｎの値を引いた値を新しい値ａとしている。さらにステップＳ５０９で値ａにステップＳ５０２で算出しておいた余りを加えるような書き換えを行っている。
【００９６】
そして回数ｍがインクリメントされてステップＳ５０５へと戻される。そして一連の処理Ｓ５０５からＳ５１０が繰り返される。ここでは本出願人は余りを用いた補正方法を提示している。つまり、所定の分割数Ｎに達するまでに小刻みに補正を行えるように改善している。
【００９７】
図４のステップＳ４１０で引き算を行った部分がこのフローで示すＦｅｅｄｂａｃｋ余りに相当する部分である。ここでは、余りを予め算出しておいて、一回ごとの補正量にこの余りを除々に加えていって所定の補正量ΔＬＤに近づようとしているのである。
【００９８】
このようにすると、値ａが分割数Ｎを超えた時点でＦｅｅｄｂａｃｋ商を設定すれば補正量がΔＬＤにより近くなるようにできる。ここではｆｅｅｄｂａｃｋΔＬＤと分割回数Ｎとの関係からそのようになるように値ａを選定している。
【００９９】
最後に第３の実施形態を、図６を参照して説明する。
【０１００】
ここで出願人はいままでは分割ＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤを分割回数Ｎから規定していたのに対し、予め所定のＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤを規定しておいて、そのＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤによって分割回数Ｎを逆に規定するようなことを行っている。つまり、一枚、一枚の分割ΔＬＤの限度を予め与えておいて、これが所定の分割回数で補正量ΔＬＤになるようにしておけば良い。
【０１０１】
図６は第３の実施形態を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、ステップＳ６０１で処理が開始される。次のステップＳ６０２では分割回数Ｎが算出される。ここでは図３のフローＡのステップで算出された補正量ΔＬＤを、予め与えられたＦｅｅｄｂａｃｄΔＬＤで除算することによって分割回数Ｎとしている。以降のフローＳ６０４〜Ｓ６０８では図４、図５と同様の処理を行っている。図３、図４と異なる点はＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤの限度値を定めているところである。つまり、ＦｅｅｄｂａｃｋΔＬＤの値を小さく設定しておいて、除々に目標値に近づけている。
【０１０３】
このようにすると一回の分割ΔＬＤが小さく設定できるので光量が大きく変えられることがなく、濃度変動が起き難くなる。
【０１０４】
以上は単色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれの濃度調整を行う例であるが、本出願人は色差を考慮した補正の仕方も提示している。図７は色差を考慮した補正が行えるステップＢを図３で示すフローチャートに付け加えた例である。
【０１０５】
図８を参照して色差を考慮して光量を補正する場合を説明する。
【０１０６】
まず、ステップＳ８０１で処理が開始される。次のステップＳ８０２でそれぞれの光量の最大値max、中間値mid、最小値minをそれぞれ記憶部へ記録している。この記録データに基づいて後の処理Ｓ８０３〜Ｓ８１０を行っている。この制御はカラー画像検出用のＡＤＣセンサによって検出された検出データに基づいて行われる。
【０１０７】
まずは、Ｙ、Ｍ、Ｃの内いずれの光量が最大となるかが検出される。次に中央となる値が検出されて、同じように最小となる値が算出される。つまり、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色の濃さが順に算出される。
【０１０８】
そして、次のステップＳ８０３に進められて判定が行われる。このステップＳ８０３ではΔＬＤ光量すべてが正であるか、あるいはすべてが負であるかが判定される。
【０１０９】
ここでＹが選択されたらステップＳ８０４へ進められて予め与えられているΔＬＤ限度値との比較が行われる。この比較は各色ごとに行われて、補正量がΔＬＤを超えているのでＮが選択されたら、ステップＳ８０５で補正量ΔＬＤにΔＬＤ限度値が書き込まれる。
【０１１０】
次のステップＳ８０６では、補正量ΔＬＤがΔＬＤ限度値をはるかに下回っている場合の補正が行われる。マイナスの符号が付されているのは下限値を示すからである。ここで混合されてカラー画像が形成されたときに起こる色の変動を抑えるような工夫をしている。つまり、カラー画像の場合にはＹ、Ｍ、Ｃが混合されて一つの色が表現されるので、Ｙ、Ｍ、Ｃの内のいずれかを現わす光量の変化が色の変化につながってしまう。そこでこれを抑制するためにそれぞれの光量が変動できる変動範囲を上限、下限として設けておいて、その変動範囲の中に補正量を抑え込むようなことをしている。
【０１１１】
つまり、それぞれのΔＬＤ光量を多くする方向へ変えるものであるか、あるいは少なくする方向へ変えるものであるかが判定される。これは同色系統への移行を意味しており、所定の限度値を与えれば色の変動があまり起こらないことを考慮している。
【０１１２】
ここでは限度値として、予めＹ、Ｍ、Ｃの色差で変動が起こらない範囲の値を設定している。つまり、色差が大きくない場合には、図６で示した補正と同様の補正を行うようにしている。つまり、ステップＳ８０３で算出される差が小さければ単色と同様の補正で充分なのである。
【０１１３】
しかし、あまりにもＹとＭとＣの間の色差が大きな場合に、一定の分割ΔＬＤを設定すると、各色の濃度変動が大きくなり、色の変動が目立つようになるのでこれも補正できるようにステップＳ８０８からＳ８０９までの処理を行えるようにしている。
【０１１４】
ここでは、ステップＳ８０３で色差が大きいと判定された場合にはＮが選択されて比例配分によってあまり色差が目立たないような補正が加えられるように工夫している。
【０１１５】
ステップＳ８０８では、ステップＳ８０２で求められた最大値、中間値、最小値のそれぞれの色から限度値を算出することが行われる。これはあまりにもＹとＭとＣとの間の光量の差が大きい場合には、上述の如く色の変動が目立ってしまうので、色差を考慮して補正が加えられるようにしている。Ｙ、Ｍ、Ｃの内、いずれかが最大ｍａｘ、中間ｍｉｄ、最小ｍｉｎにそれぞれ割り当てられているので、それぞれの値を利用してあまり限度値が大きくならないような工夫をしている。ここでは比例配分によって算出して限度値ΔＬＤ光量を与えるようにしている。
【０１１６】
このようにすると、同色系統の色配列に従って色が変わる場合と、色差があって異色系統の色配列にしたがって色が変わる場合とで限度値を変更できるようにしている。
【０１１７】
次のステップＳ８０９では比例配分により正規化された値を基にして、限度値を算出している。
【０１１８】
このようにすることによって、色差があってもある程度それぞれの色に関連付けが行えるので３色が混合されるときに一色だけかけ離れた値になって色が変動することがなくなる。
【０１１９】
上述の如く、ブラックＫの調整を行う場合には、同色系統へ色が変わる場合と同様であるので、図８のＹが選択された場合のみの処理を図９にように行えば良い。つまり、カラーで印刷を行う場合、特に露光量に差がある場合のみ、色差を考慮した補正を行うのである。なお、カラーの場合には混合された後の状況を示すために、本文章中ではカラー画像を示す場合にはＹＭＣと表記してある。
【０１２０】
なお、図８のステップＳ８０８で行っている比例配分は一例であり、図１０のように各色が各色の総和に対してどの程度の比率を持っているかを求めて補正を行うようにしても良い。ここでは３色ＹＭＣそれぞれに関連を付けておいて補正量ΔＬＤの限度値を決めるようなことを行っている。
【０１２１】
以上、説明したように制御を行えば、濃度の調整を段階的に行える。図１１には、単色における制御と、色差を考慮した制御とを双方、組み込んだ場合のフローチャートを示してある。図１１のようにすれば、単色Ｋ、あるいは単色Ｙ、単色Ｍ、単色Ｃで印刷を行う場合であっても、カラー「ＹＭＣ」で印刷を行う場合であってもどちらで対応できる。
【０１２２】
なお、本実施形態では光量を調整して濃度を変えているが本発明はこれに依らず、上述の如く、一次帯電量の調整や、現像バイアスの調整や、現像器へのトナー供給量の制御や、画像データの階調補正の制御等を調整するものであっても良い。
【０１２３】
また、本発明は、温度センサ、湿度センサの検出結果に基づいて一次帯電量の調整や、露光量の調整や、現像バイアスの調整や、現像器へのトナー供給量の制御や、画像データの階調補正の制御等一次帯電量を段階的に制御するものであっても良い。
【０１２４】
【実施例】
第１および第２の実施形態で示したフローにしたがって光量を補正した結果を図に示す。図１２は、ＬＤ光量制御部内に装備されたソフトウエアによって処理が行われたときの光量の補正結果を示す図である。印刷枚数０枚から１２枚に対する光量の設定状況をそれぞれ示してある。
【０１２５】
補正量ΔＬＤが３の場合と、ΔＬＤ２２の場合とがそれぞれ示されている。
また、それぞれの場合において、図１４のフローチャートにしたがって制御を行った場合と、図３のフローチャートにしたがって制御を行った場合と、図４のフローチャートにしたがって制御を行った場合とが示されている。
【０１２６】
図３のフローチャートで示したものを図中Ｆｌｏｗ１と示してある。また図４のフローチャートで示したものを図中Ｆｌｏｗ２と示してある。文字Ｆｌｏｗに続く番号１、２には丸印を付してある。
【０１２７】
補正量ΔＬＤ＝３の場合には、従来では０枚から一枚へ移るときに露光量の変更が３００から３０３へとなっているが、Ｆｌｏｗ１では、３００から３０１への変化となっている。さらに印刷枚数が増えていくと、従来では３００からすぐに３０３へ変化していたものが図４のフローチャートにしたがった場合には除々に３００、３０１、３０２、３０３へと小刻みに変化している。さらに図５のフローチャートにしたがった場合には、３００、３０１、３０２、３０３への変化が３枚ごとに変化している。つまり、補正量による光量の変化が均等に現われるような制御が行われている。このようにして、補正量ΔＬＤを分割して段階的に光量を変えている。
【０１２８】
補正量ΔＬＤ２２の場合も同様である。
【０１２９】
これらの結果をより分かりやすく説明するために、本出願は図１２の結果をグラフに示した。図４のフローチャートにしたがった制御を行った場合と、図５のフローチャートにしたがって制御を行った場合には段階的に制御されるのがグラフからも分かる。従来では印刷が行われてからすぐに光量が目標としている補正量ΔＬＤの値に到達してしまうが、図４、図５に示されるどちらのフローチャートを使用しても光量が段階的に変えられているのが分かる。
【０１３０】
本実施形態で示した画像形成装置を用いれば、連続して供給される、一枚、一枚の記録媒体に対して、段階的に濃度の調整が行えて、濃度変動あるいは色変動によって画質が劣化するといった問題がなくなる。
【０１３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、印刷の濃度を段階的に調整することによって濃度の変動を抑制でき、高画質の印刷を行える。
【０１３２】
カラー画像の場合においても、色差を考慮することによって、色の変動を抑制でき、高画質の印刷を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のＡＤＣセンサ部の詳細な構成を示す図である
【図３】本発明の一実施形態で示したＬＤ光量制御部が行う制御の手順を示したフローチャートである。
【図４】図３に示したステップＳ３８における詳細な制御の仕方を示したフローチャートである。
【図５】図３に示したステップＳ３８における詳細な制御の仕方の、別の実施形態を示したフローチャートある。
【図６】図３に示したステップＳ３８における詳細な制御の仕方の、さらに別の実施形態を示したフローチャートある。
【図７】本発明の一実施形態で示したＬＤ光量制御部が行う制御の別の手順を示したフローチャートである。
【図８】図７に示したステップＳ７８における詳細な制御の仕方を示すフローチャートである。
【図９】図７に示したステップＳ７８における詳細な制御の仕方の内、単色Ｋの制御を行う場合を示すフローチャートである。
【図１０】図８で示したステップＳ８０８、別の処理を示すフローチャートである。
【図１１】単色で行う露光制御と、カラーで行う露光制御、双方の機能を付加したフローチャートである。
【図１２】図３で示したフローチャートによって制御を行った場合と、図４で示したフローチャートによって制御を行った場合と、従来の制御を行った場合との比較結果を示すテーブルである。
【図１３】図１１のテーブルで示された結果をグラフにした図である。
【図１４】従来の制御フローを示した図である。
【図１５】単位面積あたりのトナー量に対するＳＮＲ出力を示す図である。
【図１６】基準化された反射検出量ΔＲＡＤＣと補正量ΔＬＤとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１Ｙ 感光ドラム
１Ｍ 感光ドラム
１Ｃ 感光ドラム
１Ｋ 感光ドラム
２Ｙ 帯電器
２Ｍ 帯電器
２Ｃ 帯電器
２Ｋ 帯電器
３Ｙ 現像器
３Ｍ 現像器
３Ｃ 現像器
３Ｋ 現像器
４Ｙ 中間転写ローラ
４Ｍ 中間転写ローラ
４Ｃ 中間転写ローラ
４Ｋ 中間転写ローラ
５Ｙ トナーカートリッジ
５Ｍ トナーカートリッジ
５Ｃ トナーカートリッジ
５Ｋ トナーカートリッジ
６Ｙ トナー供給装置
６Ｍ トナー供給装置
６Ｃ トナー供給装置
６Ｋ トナー供給装置
７Ｙ トナー濃度センサ
７Ｍ トナー濃度センサ
７Ｃ トナー濃度センサ
７Ｋ トナー濃度センサ
８ 中間転写ベルト
１０ ＡＤＣセンサ
１１ 発光ＬＥＤ
１２ 発光ＬＥＤ
１３ 受光センサ
３０ ＲＯＳ
４０ コントローラ
４１ ＬＵＴ
５０ 諧調制御部
６０ ＬＤ光量制御部
７０ ＴＣ制御部
８０ 帯電量制御部

Claims (6)

1. 複数色のトナーそれぞれによる各色のトナー像を形成し、これら複数色のトナー像を最終的に記録媒体上に定着することにより前記記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、
   この画像形成装置の、画像の濃度に影響を及ぼす状態を、複数枚の記録媒体への画像形成に先立って、複数色のトナーそれぞれについて検出する検出手段と、
   前記状態検出手段による検出結果に応じて、複数枚の記録媒体への画像形成にわたって、この画像形成装置の状態を濃度調整をする方向が少なくとも２つの色で異なり該２つの色を含む複数色が混合色されたときの色差変動が上限値、下限値が設定された変動範囲に抑制された濃度調整範囲内で、所望の濃度の画像が形成される方向に、各色トナーごとに徐々に調整する濃度調整手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度調整手段は、この画像形成装置の状態を調整するにあたっては、複数枚の記録媒体への画像形成にわたって、除々に調整するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 濃度検出用のトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段を備え、前記状態検出手段は、前記トナーパッチの濃度を検出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. この画像形成装置は、静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像することによりトナー像を形成するものであって、電位検出用の静電パッチを形成する静電パッチ形成手段を備え、前記状態検出手段は前記静電パッチの電位を検出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 前記状態検出手段は、この画像形成装置の現在の環境を検出するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
6. この画像形成装置は所定の感光体を帯電して露光することにより該感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成するものであって、
   前記濃度調整手段は、前記感光体を帯電するときの帯電条件、前記感光体を露光するときの露光条件、および前記感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像するときの現像条件のうちの少なくとも一つの条件を調整するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

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