JP4427568B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用する画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）は、簡単な操作で記録媒体上に高画質画像を印刷できることから、現在ではあらゆる分野において汎用される。画像形成装置は、たとえば、感光体ドラムと、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。感光体ドラムはその表面に感光層を有する。帯電手段は感光体ドラム表面を所定の極性および電位に帯電させる。露光手段は帯電状態にある感光体ドラム表面に静電潜像を形成する。現像手段は感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。転写手段は感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体上に転写する。定着手段はトナー像を記録媒体に定着させる。これら各手段による処理を経ることによって、記録媒体上に画像情報に応じた画像が形成される。

画像形成装置においては、画像の画質を高水準に維持するために、プロセスコントロールと呼ばれるトナー像におけるトナー濃度の制御が行われる。

プロセスコントロールは、画像のベタ濃度を設定する高濃度補正と、ハーフトーンレベルの濃度を設定する中間調補正と、転写位置のズレを設定するレジスト補正などで制御されている。

プロセスコントロールでは、まず、感光体ドラム表面に、たとえば、現像バイアス電圧を連続的に変化させることによって、トナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチ（トナー像）を形成する。これらのトナーパッチのトナー濃度は、トナー濃度検知手段によって検知され、その検知結果は画像形成装置に設けられる制御手段に入力される。制御手段は検知結果と予め入力される基準トナー濃度とを比較し、基準トナー濃度に最も近いトナー濃度を有するトナーパッチを判定し、該トナーパッチの形成に適用される、現像バイアス電圧値を特定する。この特定された現像バイアス電圧値に基づいて感光体ドラム表面にトナー像を形成することによって、基準トナー濃度と同等の濃度を有するトナー像が安定的に形成される。なお、プロセスコントロールにおいては、現像バイアス電圧に限定されず、たとえば、感光体ドラムの帯電電圧、露光電位などを変化させることによってトナー濃度を調整することもできる。

このように、プロセスコントロールは、トナー濃度ひいては出力画像の画質を安定させる上で非常に重要な手段である。

一般的に画質調整を、細かいサイクルで行えば、基準トナー濃度からのズレがないため、高画質な出力が得られるが、調整のための時間が必要となる。さらに調整には上記のようなトナーパッチを作成することから、パッチ作成による現像剤の劣化も促進されてしまうため、高頻度の調整は好ましくない。

特許文献１記載の画像形成装置は、電源投入時に、各色モードにおいて、画像安定化処理が必要か否かを判別する判別手段を有している。

特開２００５−２４９８７３号公報

上記のように、画質調整を高頻度で行うとかなりの時間を要してしまうので、印字したいときに印字できない状況が発生し、緊急に出力したい場合などではユーザにとって非常に不便である。

特許文献１記載の画像形成装置では、画像安定化処理（画質調整）が必要か否かだけを判別するものであり、必要と判断した場合には、結局数多くの処理を行うことになる。また、電源投入時以外での画像安定化処理は全く考慮されていない。

本発明の目的は、補正処理に要する時間を短縮し、最低限の画質を確保することができる画像形成装置を提供することである。

本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置において、
静電潜像を形成するための感光膜を表面に有する感光体、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段を含む画像形成手段と、
前記画像形成手段の出力画像の画質調整を行うために、複数の補正処理を実行する補正手段と、
前記複数の補正処理を実行した履歴を記憶する履歴記憶手段と、
前記履歴に基づいて、前記複数の補正処理のうち、実行する補正処理を選択する選択手段とを備え、
前記複数の補正処理は、必須の処理である高濃度補正処理、任意の処理である中間調補正処理およびレジスト補正処理を含み、
前記選択手段は、中間調補正処理およびレジスト補正処理の履歴を参照し、最近実行した履歴がより古いほうの補正処理を選択することを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、前記高濃度補正は、マクベス濃度計による濃度が１．３５となるようなトナー濃度で実行することを特徴とする。

また本発明は、前記選択手段は、中間調補正処理とレジスト補正処理の両方を選択する場合、両方の補正処理を行うことを報知することを特徴とする。

また本発明は、前記画質調整は、装置の立上げ時、累積印刷枚数が予め定める枚数に達した場合、ピクセルカウントによるトナー消費量が予め定める量に達した場合のいずれかに行うことを特徴とする。

また本発明は、タンデム型のカラー画像形成装置であることを特徴とする。

本発明によれば、補正手段が画像形成手段の出力画像の画質調整を行うために、複数の補正処理を実行するにあたり、選択手段が、実行した履歴に基づいて、前記複数の補正処理のうち、実行する補正処理を選択する。

複数の補正処理のうち実行する処理を選択することで、十分な時間がない場合に、選択された補正を行うことで補正処理に要する時間を短縮し、最低限の画質を確保することができる。

また、前記複数の補正処理は、必須の処理である高濃度補正処理、任意の処理である中間調補正処理およびレジスト補正処理を含む。前記選択手段は、中間調補正処理およびレジスト補正処理の履歴を参照し、最近実行した履歴がより古いほうの補正処理を選択する。

中間調補正処理およびレジスト補正処理は、高濃度補正処理に比べて実行に時間を要する処理であるので、いずれか１つを実行することで補正処理に要する時間を短縮することができる。また、一方の補正処理ばかりが実行され他方の補正処理が実行されないということがなく、平均した画質を常に確保することが可能となる。さらに中間調補正処理およびレジスト補正処理は、トナーパッチを数多く形成する補正処理であるので、いずれか１つを選択することで、形成するパッチの数を減らし、現像剤の劣化を抑制することもできる。

また本発明によれば、前記高濃度補正は、マクベス濃度計による濃度が１．３５となるようなトナー濃度で実行することで、十分な濃度での補正処理を行うことができる。

また本発明によれば、前記選択手段は、中間調補正処理とレジスト補正処理の両方を選択する場合、両方の補正処理を行うことを報知する。

これにより、補正処理を実行によって出力までに時間がかかることをユーザに知らせることができる。

また本発明によれば、前記画質調整は、装置の立上げ時、累積印刷枚数が予め定める枚数に達した場合、ピクセルカウントによるトナー消費量が予め定める量に達した場合のいずれかに行う。

画質の劣化は、トナー消費量、現像剤の劣化に大きく依存することから、これらのタイミングで調整を行うことでより正確な画質調整が行える。

また本発明によれば、タンデム型のカラー画像形成装置の場合、補正処理にかかる時間が比較的長時間となるので、時間短縮効果がより顕著に発揮される。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置１は、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１においては、プリンタモードおよびファクシミリモードという２種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部によってプリンタモードまたはファクシミリモードが選択される。

また、画像形成装置１には、モノクロ画像印刷モード、カラー画像印刷モードおよび厚紙印刷モードという３種の印刷モードが設定される。モノクロ画像印刷モードでは、モノクロ画像印刷速度でモノクロ（単色）画像を印刷する。モノクロ画像印刷速度は、３種の印刷モードにおける印刷速度の中で最も高速である。カラー画像印刷モードでは、カラー画像印刷速度でカラー画像を印刷する。カラー画像印刷速度は厚紙印刷モードにおける印刷速度よりも高速である。厚紙印刷モードでは、厚紙印刷速度で厚紙に画像を印刷する。厚紙とは用紙密度１０６ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２の記録紙である。厚紙印刷モードは、画像形成装置１の鉛直方向上方に設けられる図示しない操作パネルを介して、手入力によって設定することもできる。本実施の形態では、モノクロ画像形成モード（高速印刷モード）におけるプロセス速度は、２５５ｍｍ／秒かつ印刷速度４５枚／分であり、カラー画像形成モード（中速印刷モード）におけるプロセス速度は、１６７ｍｍ／秒かつ印刷速度３５枚／分であり、厚紙印刷モード（低速印刷モード）におけるプロセス速度は、８３．５ｍｍ／秒かつ印刷速度１７．５枚／分である。

画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、転写手段３と、定着手段４と、記録媒体供給手段５と、排出手段６と、図示しない制御手段とを含む。これらのうち、トナー像形成手段２、転写手段３、定着手段４、記録媒体供給手段５および排出手段６が画像形成手段に相当する。トナー像形成手段２を構成する各部材および転写手段３に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｋ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで示す。

トナー像形成手段２は、感光体ドラム１１と、帯電手段１２と、露光ユニット１６と、現像手段１３と、クリーニングユニット１４とを含む。帯電手段１２、現像手段１３およびクリーニングユニット１４は、感光体ドラム１１の周りに、感光体ドラム１１の回転方向上流側からこの順序で配置される。

感光体ドラム１１は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム１１には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電手段１２は、感光体ドラム１１に圧接するように設けられるローラ状部材である。帯電手段１２には図示しない電源が接続され、帯電手段１２に電圧を印加する。帯電手段１２は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム１１表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、ローラ状帯電手段を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。

露光ユニット１６には、図示しない光照射手段と、ポリゴンミラー１７と、第１ｆθレンズ１８ａと、第２ｆθレンズ１８ｂと、複数の反射ミラー１９とを含むレーザスキャニングユニットが用いられる。露光ユニット１６は帯電状態にある感光体ドラム１１表面に信号光を照射し、画像情報に応じた静電潜像を形成する。光照射手段は、画像情報に応じた信号光を照射する。光照射手段には、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイなどの光源を使用できる。これらの光源に液晶シャッタを組合せて用いても良い。ポリゴンミラー１７は、その等角速度回転によって、光照射手段から出射される信号光を偏向させる。第１ｆθレンズ１８ａおよび第２ｆθレンズ１８ｂは、ポリゴンミラー１７によって偏向される信号光をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各画像情報に応じた信号光に分光し、各色に対応する反射ミラー１９に向けて出射する。反射ミラー１９は、第１ｆθレンズ１８ａおよび第２ｆθレンズ１８ｂを介して出射される各色の信号光をその色に対応する感光体ドラム１１に向けて反射する。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に各色に対応する静電潜像が形成される。

現像手段１３は、現像槽２０と、現像ローラ２１と、供給ローラ２２と、層厚規制部材２３と、トナーカートリッジ２４と、図示しないトナー濃度センサとを含む。

現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置される容器状部材であり、その内部空間に現像ローラ２１、供給ローラ２２、層厚規制部材２３およびトナーカートリッジ２４とともに、現像剤を収容する。ここで、現像剤には、トナーのみを含む１成分現像剤またはトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を使用できる。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口が形成され、この開口を介して感光体ドラム１１表面と現像ローラ２１とが対向する。

現像ローラ２１は、現像槽２０によって回転自在に支持されて、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ２１はその軸線が感光体ドラム１１の軸線に平行になるように設けられる。現像ローラ２１はその表面に現像剤層を担持し、感光体ドラム１１との圧接部（現像ニップ部）において感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像ローラ２１には図示しない電源が接続され、トナーの供給に際しては、該電源から現像ローラ２１表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（以下単に「現像バイアス」とする）として印加される。これによって、現像ローラ２１表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御できる。

供給ローラ２２は、現像槽２０によって回転自在に支持されて、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動するローラ状部材である。また、供給ローラ２２は、現像ローラ２１を介して感光体ドラム１１に対向するように設けられる。供給ローラ２２は、その回転駆動によって、現像槽２０内の現像剤を現像ローラ２１表面に供給するとともに、現像槽２０内の現像剤と後述するトナーカートリッジ２４から排出されるトナーとを混合する。層厚規制部材２３は、一端が現像槽２０に支持されかつ他端が現像ローラ２１表面に当接するように設けられる板状部材である。層厚規制部材２３は、現像ローラ２１表面の現像剤層の厚さを規制する。

トナーカートリッジ２４は、画像形成装置１本体に対して着脱可能に設けられる円筒状容器部材であり、その内部空間にトナーを貯留する。トナーカートリッジ２４は、画像形成装置１内に設けられる駆動手段によって、軸心回りに回転駆動可能に設けられる。トナーカートリッジ２４の軸線方向側面には軸線方向に延びる図示しないトナー排出口が形成され、トナーカートリッジ２４の回転に伴ってトナー排出口から現像槽２０内にトナーが排出される。トナーカートリッジ２４を１回転させることによってトナーカートリッジ２４から排出されるトナー量はほぼ等量である。したがって、トナーカートリッジ２４の回転数を制御することによって、現像槽２０内へのトナーの補給量を制御できる。

図示しないトナー濃度センサは、たとえば、供給ローラ２２の鉛直方向下方の現像槽底面に装着され、センサ面が現像槽２０の内部に露出するように設けられる。トナー濃度センサは図示しない制御手段に電気的に接続される。

トナー濃度制御手段は、トナー像形成手段２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ毎に設けられる。制御手段は、トナー濃度センサによる検知結果に応じて、トナーカートリッジ２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋを回転駆動させて現像槽２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋ内部にトナーを補給するように制御する。トナー濃度センサには一般的なトナー濃度センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサへの制御用電圧の印加は、制御手段によって制御される。
このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）製）などが挙げられる。

クリーニングユニット１４は、後述する中間転写ベルト３２にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１４は、たとえば、クリーニングブレードと、第１の廃トナー貯留槽と、廃トナー搬送ローラとを含むものが用いられる。クリーニングブレードは、短手方向の一端が感光体ドラム１１表面に当接しかつ他端が第１の廃トナー貯留槽に支持される板状部材であり、感光体ドラム１１表面に残留するトナーなどを掻き取る。第１の廃トナー貯留槽は容器状部材であり、その内部空間にクリーニングブレードとトナー搬送ローラとを収容し、さらにクリーニングブレードによって掻き取られるトナーなどを一時的に貯留する。廃トナー搬送ローラはトナー貯留槽によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。廃トナー搬送ローラの回転駆動によって、廃トナー貯留槽内のトナーは第１の廃トナー貯留槽に接続される図示しないトナー搬送管を介して図示しない廃トナー槽に搬送され、貯留される。廃トナー槽はトナーが満杯になった時点で新しい廃トナー槽に交換される。

また、本実施の形態では、感光体ドラム１１の回転方向において、現像手段１３の下流側から中間転写ニップ部の上流側の間に、図示しないパッチ濃度検知部が設けられる。パッチ濃度検知部は、後述するパッチ形成部によって感光体ドラム１１表面に形成されるトナーパッチのトナー濃度（パッチ濃度）を検知する。また、パッチ濃度検知部は、画像形成装置１の図示しない制御手段に電気的に接続され、その検知結果を制御手段に出力する。制御手段は、パッチ濃度検知部による検知結果に応じて、トナー像形成手段２によって形成されるトナー像のトナー濃度を制御する。この制御は、たとえば、現像バイアス電圧を変更することによって行われる。その他にも、感光体ドラム１１の帯電電位、露光ユニット１６による露光電位などを調整することによっても、トナー濃度を制御できる。パッチ濃度検知手段には、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサなどの一般的なトナー濃度検知センサを使用できる。

トナー像形成手段２によれば、帯電手段１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１６から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、現像手段１３からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト３２に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１４で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。

転写手段３は、駆動ローラ３０と、従動ローラ３１と、中間転写ベルト３２と、中間転写ローラ３３（ｙ，ｍ，ｃ，ｋ）と、転写ベルトクリーニングユニット３２と、転写ローラ３７とを含み、感光体ドラム１１の上方に配置される。

駆動ローラ３０は、図示しない支持手段によって回転自在にかつ駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。駆動ローラ３０はその回転駆動によって中間転写ベルト３２を回転させる。また、駆動ローラ３０は中間転写ベルト３２を介して転写ローラ３７に圧接する。駆動ローラ３０と転写ローラ３７との圧接部が転写ニップ部である。従動ローラ３１は、図示しない支持手段によって回転自在に設けられるローラ状部材である。従動ローラ３１は中間転写ベルト３２の回転に伴って従動回転する。従動ローラ３１は中間転写ベルト３２に適切な張力を付与し、中間転写ベルト３２の円滑な回転駆動を補助する。

中間転写ベルト３２は、駆動ローラ３０と従動ローラ３１とによって張架されてループ状の移動経路を形成し、駆動ローラ３０の回転駆動に従動回転駆動する無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３２が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト３２を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ３３から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト３２上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像を、中間転写ベルト３２上に順次重ねて転写することによって、フルカラートナー像が形成される。

中間転写ローラ３３は、中間転写ベルト３２を介して感光体ドラム１１に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。中間転写ローラ３３は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト３２に転写する機能を有する。中間転写ローラ３３と感光体ドラム１１との圧接部が中間転写ニップ部である。

転写ベルトクリーニングユニット３４は、転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂと、第２の廃トナー貯留槽３６とを含む。転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂは、それぞれ、短手方向の一端が中間転写ベルト３２表面に当接しかつ他端が第２の廃トナー貯留槽３６に支持され、さらに互いに対向するように設けられる板状部材である。転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂは、中間転写ベルト３２表面に残留するトナー、紙粉などを掻き取って回収する。第２の廃トナー貯留槽３６は、転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂによって掻き取られるトナー、紙粉などを一時的に貯留する。

転写ローラ３０は、図示しない圧接手段によって中間転写ベルト３２を介して駆動ローラ３０に圧接し、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。転写ニップ部において、中間転写ベルト３２に担持されて搬送されるトナー像が、後述する記録媒体供給手段５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着手段４に送給される。転写手段３によれば、中間転写ニップ部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト３２に転写されるトナー像が、中間転写ベルト３２の回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。

定着手段４は、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とを含み、転写手段３よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられるローラ状部材である。定着ローラ４１は図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられ、記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録媒体に定着させる。定着ローラ４１の内部には図示しない加熱手段が設けられる。加熱手段は、定着ローラ４１表面が所定の温度（加熱温度）になるように定着ローラ４１を加熱する。加熱手段には、たとえば、赤外線ヒータ、ハロゲンランプなどを使用できる。定着ローラ４１の表面温度は、画像形成装置１の設計時に設定される温度に維持される。定着ローラ４１の表面温度は、たとえば、画像形成装置１の制御手段と、定着ローラ４１表面近傍に設けられ、定着ローラ４１の表面温度を検知する温度検知センサとを用いて制御される。温度検知センサは電気的に制御手段に接続され、温度検知センサによる検知結果は制御手段に向けて出力される。制御手段は、温度検知センサによる検知結果と設定温度とを比較し、検知結果が設定温度よりも低い場合には、加熱手段に電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、加熱手段の発熱を促して表面温度を上昇させる。

加圧ローラ４２は定着ローラ４１に圧接するように設けられ、加圧ローラ４２の回転駆動に従動回転可能に支持される。定着ローラ４１と加圧ローラ４２との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ４２は、定着ローラ４１によってトナーが溶融して記録媒体に定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を補助する。加圧ローラ４２の内部に、赤外線ヒータ、ハロゲンランプなどの加熱手段を設けることができる。定着手段４によれば、転写手段３においてトナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とによって挟持され、定着ニップ部を通過する際に、トナー像が加熱下に記録媒体に押圧されることによって、トナー像が記録媒体に定着され、画像が形成される。

記録媒体供給手段５は、給紙トレイ５１と、ピックアップローラ５２，５６と、搬送ローラ５３，５７と、レジストローラ５４、手差給紙トレイ５５とを含む。給紙トレイ５１は画像形成装置１の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体には、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクター用シート、葉書などがある。記録媒体のサイズは、Ａ３、Ａ４、Ｂ４、Ｂ５などである。ピックアップローラ５２は、給紙トレイ５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｐ１に送給するローラ状部材である。搬送ローラ５３は互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。レジストローラ５４は互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３から送給される記録媒体を、中間転写ベルト３２に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ５５は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１内に取り込む装置である。ピックアップローラ５６は、手差給紙トレイ５５から画像形成装置１内に取り込まれる記録媒体を用紙搬送路Ｐ２に送給するローラ状部材である。用紙搬送路Ｐ２は記録媒体の搬送方向上流側で用紙搬送路Ｐ２に接続される。搬送ローラ５７は互いに圧接するように設けられる１対のローラ状部材であり、ピックアップローラ５６によって用紙搬送路Ｐ２内に取り込まれる記録媒体を、用紙搬送路Ｐ１を介してレジストローラ５３に送給する。

排出手段６は、排紙ローラ６０と、排出トレイ６１と、複数の搬送ローラ５７とを含む。排紙ローラ６０は、用紙搬送方向の定着ニップ部よりも下流側において、互いに圧接するように設けられるローラ状部材である。また、排紙ローラ６０は図示しない駆動手段によって正逆回転可能に設けられる。排紙ローラ６０は、定着手段４において画像が形成された記録媒体を、画像形成装置１の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ６１に排出する。また、排紙ローラ６０は、画像形成装置１の制御手段に両面印刷の印刷指令が入力されている場合、定着手段４から排出される記録媒体を一旦挟持し、用紙搬送路Ｐ３に向けて送給する。用紙搬送路Ｐ３は記録媒体の搬送方向上流側で用紙搬送路Ｐ１に接続される。複数の搬送ローラ５７は用紙搬送路Ｐ３に沿って設けられ、排紙ローラ６０によって用紙搬送路Ｐ３に送給される片面印刷済みの記録媒体を用紙搬送路Ｐ１のレジストローラ５４に向けて搬送する。

画像形成装置１は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報、各種制御を実行するためのデータテーブルなどが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＶＤ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１内部における各装置にも電力を供給する。

本実施の形態では、制御手段の記憶部には、現像槽２０内における基準トナー濃度が書き込まれる。基準トナー濃度は、画像形成装置１の設計時に設定される。また、画像形成装置１において最も多く利用されるモノクロ画像印刷速度におけるトナー濃度センサによる検知結果（出力電圧値、以下「濃度検知結果」とする）と現像槽２０内のトナー濃度との相関関係を示す第１のデータテーブルが予め書き込まれる。具体的には、各トナー濃度に対する透磁率検知センサの実際の出力値（ボルト）を測定し、トナー濃度と透磁率検知センサの実際の出力値との関係を求める。その実際の出力値を０〜２５５（８ビット）にアナログ・デジタル変換（以下「ＡＤ変換」とする）する。その後、また、カラー画像印刷速度における濃度検知結果をモノクロ画像印刷速度における濃度検知結果に換算する補正表である第２のデータテーブルが予め書き込まれる。また、厚紙印刷速度における濃度検知結果をモノクロ画像印刷速度における濃度検知結果に換算する補正表である第３のデータテーブルが予め書き込まれる。第１〜第３のデータテーブルは、いずれも、ブラック（ｋ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）およびイエロー（ｙ）の色毎のデータになる。また、第１〜第３のデータテーブルは、画像形成装置の機種毎および／またはトナー濃度センサの機種毎に設定される。

現像ローラ２１の回転距離積算手段は、現像ローラ２１の使用開始時（新品時）から現時点までの総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ、以下単に「現像ローラ２１の総回転距離」とする）を積算する。現像ローラ２１の回転距離積算手段は、たとえば、記憶部から現像ローラ２１の総回転回数と現像ローラ２１の１回転当りの走行距離（ｃｍ）とを取り出し、これらを積算する演算を行って現像ローラ２１の総回転距離を求める。回転距離積算手段による積算結果は、記憶部に書き込まれる。現像ローラ２１の総回転回数は、たとえば、制御手段内に設けられる現像ローラ２１の回転回数を検知する図示しないカウンタによって検知される。該カウンタによる検知結果は記憶部に書き込まれる。また、記憶部には、予め現像ローラ２１の１回転当りの走行距離（ｃｍ）が書き込まれる。感光体ドラム１１の回転距離積算手段も、現像ローラ２１の回転距離積算手段と同様の構成を有する。

累積印刷枚数は、現像剤が交換されてから現時点までの印刷枚数を積算したものである。印刷枚数は、入力された画像データのページ数、読み取った原稿画像の枚数、排紙部に出力した用紙の枚数、など複数の計数手段をとり得る。現像剤の劣化などの指標とする場合、１枚あたりの印刷に使用したトナー量などが考慮されていないと、単に印刷枚数では適切な指標とならない可能性が高い。

実際のトナー消費量を測定するのは困難であるので、画像データに基づいて、ピクセルの階調値からトナー消費量を推定する。実際の消費量は単に各ピクセルの階調値の総和ではなく、周辺ピクセルの階調値などによって変動するので複数のピクセルからなる小領域を作成し、小領域ごとの消費量を算出することが好ましい。

トナー濃度補正手段は、プロセスコントロールに応じてトナー濃度を補正する。この補正は、たとえば、パッチ形成手段と、パッチ濃度補正手段とを用いて行われる。パッチ形成手段は画像形成手段２を制御して、感光体ドラム１１表面にトナー濃度検知用のトナー像であるトナーパッチを形成する。トナーパッチは、たとえば、１辺８ｃｍ程度の正方形が８個形成される。パッチ形成手段は、形成条件を変更して、トナー濃度すなわちパッチ濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成する。好ましくは、画像形成装置１において設定が可能な印字濃度に対応して複数のトナーパッチが形成される。ここで、形成条件とは、現像ローラ２１に印加される現像バイアス電圧値、感光体ドラム１１表面に印加される帯電電圧値（帯電電位）、露光ユニット１６によって感光体ドラム１１表面に形成される静電潜像の帯電電圧値（露光電位）などである。これらの条件の中から１種または２種以上を一定値に固定し、残りの条件を一定量ずつ適宜変更することによって、パッチ濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチが形成される。たとえば、帯電電位および露光電位を一定値とし、現像バイアス電圧値を一定量ずつ変更して複数のトナーパッチを形成すればよい。これら複数のトナーパッチの形成条件（現像バイアス電圧値など）は記憶部に書き込まれる。

パッチ濃度検知手段は、感光体ドラム１１表面のトナーパッチのパッチ濃度を検知する。パッチ濃度検知手段による検知結果（以下「パッチ濃度検知結果」とする）は記憶部に書き込まれる。記憶部には、画像形成装置１の設計時に定められる基準パッチ濃度が予め書き込まれる。基準パッチ濃度は、たとえば、モノクロ画像の場合は基準反射光量として、カラー画像の場合は散乱光量としてそれぞれ書き込まれる。パッチ濃度検知手段によるパッチ濃度検知後、トナーパッチはクリーニングユニット１４によって感光体ドラム１１表面から除去される。制御手段は、記憶部からパッチ濃度検知結果と基準パッチ濃度とを取り出して比較し、基準パッチ濃度に最も近いパッチ濃度を有するトナーパッチを形成するのに用いた現像バイアス電圧値を読み出し、基準パッチ濃度における現像バイアス電圧値との差を求め、現像バイアス補正量として記憶部に書き込む。

本発明では、画質調整（プロセスコントロール）として、画像のベタ濃度を設定する高濃度補正と、ハーフトーンレベルの濃度を設定する中間調補正と、転写位置のズレを設定するレジスト補正とを行う。

これらの補正処理のうち、高濃度補正を必須の補正処理とし、中間調補正およびレジスト補正については、一定の条件下で実行するか否かを判断する。

プロセスコントロールを実行するタイミングとしては、電源投入時、累積印刷枚数が予め定める枚数に達したとき、所定の期間印字が行われなかったときなど、装置の状態、現像剤の状態など変化している可能性が高い場合に行う。

画質調整としては、３種の補正を全て実行することが望ましいが、補正に多くの時間を要するので、補正にかける十分な時間がない場合は、最低限の画質を保証するために、中間調補正およびレジスト補正のいずれか一方の補正処理を実行する。

ここで、高濃度補正および中間調補正について簡単に説明する。
高濃度補正および中間調濃度補正は、前述のようにトナーパッチを作成し、パッチ濃度を検出することによって行う。

高濃度検出用トナーパッチは、マクベス濃度計による濃度が１．３５となるようなトナー濃度のベタ画像で形成される。

中間調濃度検出用トナーパッチは、例えば３×３の画素マトリックスのものが濃度を変えて複数作成される。つまり、３×３の画素マトリックスのある一定領域に所定の数のドットをトナーにて形成したものを、その所定数を順次増加していくことにより、低濃度領域からベタ画像となる高濃度領域の手前までの中間濃度領域について複数段階の濃度のトナーパッチを形成する。このパッチ濃度を検出することで中間調濃度補正を行う。

高濃度補正に必要な時間は約１０秒であり、中間調濃度補正に必要な時間は、４０〜６０秒である。

次にレジスト補正について簡単に説明する。
図２は、レジスト補正処理を示すフローチャートである。

まず中間転写ベルト３２上にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色のトナーパッチを作成し（ステップＳ１）、各パッチが所定の位置に配置された読み取りセンサを通過する時間を計測する（ステップＳ２）。Ｋを基準とし、Ｋのパッチの通過時間とＣ，Ｍ，Ｙそれぞれのパッチの通過時間との差分を算出する（ステップＳ３）。

算出された差分と、予め定める規定の差分とを比較し（ステップＳ４）、算出された差分のほうが規定の差分よりも大きい場合は、調整が必要であるので、差分が０になるように印字のタイミングを補正する（ステップＳ５）。規定の差分よりも小さければ補正する必要がないので、処理を終了する。

レジスト補正に必要な時間は、３０〜４０秒である。
以上のように、高濃度補正処理に比べて、中間調濃度補正処理およびレジスト補正処理に要する時間が長い。したがって、中間調補正とレジスト補正のうち最近実行した履歴がより古いほうの補正を行うようにすればよい。こうすることで、補正処理に要する時間を短縮することができるとともに、一方の補正ばかりが実行され他方の補正が実行されないということがなく、平均した画質を常に確保することが可能となる。

さらに中間調補正処理およびレジスト補正処理は、トナーパッチを数多く形成する補正処理であるので、いずれか１つを実行することで、形成するパッチの数を減らし、現像剤の劣化を抑制することもできる。

このような補正を実行するためには、少なくとも中間調補正とレジスト補正がいつ実行されたのかを示す履歴情報を記憶しておく必要がある。

履歴情報には、実行した補正処理と、実行した日付とを関連付けて記憶しておけばよい。少なくとも最近実行した日付があれば十分であるが、過去１０回分程度の履歴を記憶しておいてもよい。実行した日付は、年月日はもちろん時刻（時分）も記憶しておくほうが望ましい。時刻は、補正処理が終了した時刻を記憶する。

図３は、画質調整処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１１では、３つの補正（高濃度補正、中間調補正、レジスト補正）を全て実行するのに十分な時間があるかどうかを判断する。たとえば、電源投入時などで画質調整以外に必須の処理があり、その必須の処理に要する時間が、３つの補正を実行する時間よりも長ければ、３つとも補正処理を実行してもよいので、ステップＳ１７に進み、画質調整に係る全ての補正処理を実行する。

十分な時間が無い場合は、ステップＳ１２に進み、必須の補正処理である高濃度補正を実行する。ステップＳ１３では、中間調補正およびレジスト補正の履歴情報を比較する。中間調補正を最近実行した日付と、レジスト補正を最近実行した日付とを比較し、ステップＳ１４で、中間調補正の実行履歴のほうが古いかどうかを判断し、中間調補正のほうが古ければステップＳ１６に進み、レジスト補正の実行履歴のほうが古ければステップＳ１５に進む。ステップＳ１５およびステップＳ１６では、レジスト補正および中間調補正をそれぞれ実行する。

３つの補正を実行する時間が十分に無いにもかかわらず、全ての補正を実行しなければならない場合、画像形成装置の操作パネルに設けられる表示部に、補正処理を実行しており、すぐに出力できな旨を表示してユーザに知らせることが好ましい。

いずれかの履歴において、最近実行された日から現在まで長期間が経過していたり、修理、交換などにより装置内部に大きな変化が発生した可能性がある場合などは、時間がなくとも全ての補正を実行することが好ましい。

さらに、上記の画像形成方法をコンピュータに実行させるための画像形成プログラムおよびこの画像形成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することも可能である。

なお、記録媒体としては、ＣＰＵで処理が行われるためのメモリ、たとえばＲＡＭやＲＯＭ（Read Only Memory）そのものが記録媒体であってもよいし、また、コンピュータの外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに挿入することで読み取り可能な記録媒体であってもよい。いずれの場合においても、記録されている画像形成プログラムは、ＣＰＵが記録媒体にアクセスすることで実行されてもよいし、ＣＰＵが記録媒体から画像形成プログラムを読み出し、読み出された画像形成プログラムをプログラム記憶エリアにダウンロードして、実行してもよい。なお、このダウンロード用のプログラムはあらかじめ所定の記憶装置に格納されているものとする。ＣＰＵは、インストールされた画像形成用プログラムに従って所定の画像形成を行うようにコンピュータの各部を統括的に制御する。

また、プログラム読み取り装置で読み取り可能な記録媒体としては、磁気テープ、カセットテープなどのテープ系、フレキシブルディスク、ハードディスクなどの磁気ディスクまたはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）／ＭＯ（Magneto Optical disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスクのディスク系、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）／光カードなどのカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリを含めた固定的にプログラムを記録する媒体であってもよい。

また、コンピュータを、インターネットを含む通信ネットワークに接続可能な構成とし、通信ネットワークから画像形成プログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークから画像形成プログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用プログラムはあらかじめコンピュータに格納しておくか、他の記録媒体からインストールされるものであってもよい。

記録媒体から読み取った画像形成プログラムを実行するコンピュータシステムの一例は、フラットベッドスキャナ、フィルムスキャナ、デジタルカメラなどの画像読取装置と、各種プログラムを実行することにより上記の画像形成方法を含めた様々な処理を行うコンピュータと、このコンピュータの処理結果などを表示するＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイなどの画像表示装置と、コンピュータの処理結果を紙などに出力するプリンタなどの画像出力装置とが互いに接続されて構成されるシステムである。さらに、このコンピュータシステムには、通信ネットワークを介してサーバーなどに接続し、画像形成プログラムを含む各種プログラムや画像データなどの各種データを送受信するためのモデムなどが備えられる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。 レジスト補正処理を示すフローチャートである。 画質調整処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ トナー像形成手段
３ 転写手段
４ 定着手段
５ 記録媒体供給手段
６ 排出手段
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電手段
１６ 露光ユニット
１３ 現像手段
１４ クリーニングユニット
２０ 現像槽
２１ 現像ローラ
２４ トナーカートリッジ
３０ 駆動ローラ
３１ 従動ローラ
３２ 中間転写ベルト
３７ 転写ローラ
４１ 定着ローラ
４２ 加圧ローラ
５１ 給紙トレイ
５２，５６ ピックアップローラ
５３，５７ 搬送ローラ
５４ レジストローラ
５５ 手差給紙トレイ
６０ 排紙ローラ
６１ 排出トレイ

Claims (5)

1. 電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置において、
   静電潜像を形成するための感光膜を表面に有する感光体、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段を含む画像形成手段と、
   前記画像形成手段の出力画像の画質調整を行うために、複数の補正処理を実行する補正手段と、
   前記複数の補正処理を実行した履歴を記憶する履歴記憶手段と、
   前記履歴に基づいて、前記複数の補正処理のうち、実行する補正処理を選択する選択手段とを備え、
   前記複数の補正処理は、必須の処理である高濃度補正処理、任意の処理である中間調補正処理およびレジスト補正処理を含み、
   前記選択手段は、中間調補正処理およびレジスト補正処理の履歴を参照し、最近実行した履歴がより古いほうの補正処理を選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記高濃度補正は、マクベス濃度計による濃度が１．３５となるようなトナー濃度で実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記選択手段は、中間調補正処理とレジスト補正処理の両方を選択する場合、両方の補正処理を行うことを報知することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記画質調整は、装置の立上げ時、累積印刷枚数が予め定める枚数に達した場合、ピクセルカウントによるトナー消費量が予め定める量に達した場合のいずれかに行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. タンデム型のカラー画像形成装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。

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