JP5006676B2 - 画像濃度補正方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、およびそれらを複合した複合機で出力される画像の画像濃度補正方法および画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式による画像形成装置では、形成画像のハイライトからシャドーまでの階調を忠実に再現する階調再現性が求められ、そのベースとなるベタ画像の画像濃度を一定に保つように出力する必要がある。しかしながら、現像剤のトナー濃度変化、経時変化、環境変化などによる画像形成プロセスの設定条件の変化によって、形成された画像濃度は変動する。

そこで、画像濃度を一定に保つための手段として、画像濃度補正（ベタ濃度補正）処理を所定のタイミングで行う方法が採用されている。この画像濃度補正処理は、原稿と画像の階調性を一定に保つ中間調補正（γ補正）を正確に行うためにも不可欠なものであり、次のようにして行われる。

まず、感光体上に、所定の異なる濃度に対応した、異なる露光強度によって複数の基準パターン潜像を用紙搬送方向に所定の間隔で形成する。次に、これらの基準パターン潜像に対して現像ローラの線速を一定にした状態で現像する。そして、現像された各基準パターン像（パッチ）のトナー濃度を検出し、検出したトナー濃度データに基づいて画像濃度補正カーブを作成する。

基準パターンとしては、３個程度の異なる濃度のパッチからなっており、各パッチの大きさは、装置の変動などを考慮してある程度の大きさに形成されている。

しかし、このような従来の基準パターンでは、装置の変動によりパッチ内に濃度むらが生じることがあるため、濃度測定はパッチ内の一定領域を測定している。そのため、濃度測定に時間がかかるとともに、トナー消費量も多いといった問題がある。

さらに、これらの基準パターンは、最低でも１回の補正に３個程度のトナーパッチが必要になるため、濃度補正の実行回数が多くなると、どうしてもトナー消費量が嵩むという問題点もある。

また、このような画像濃度補正は、予め定めるタイミングで行う方法が採用されている場合が多く、装置の状態が安定して画像濃度も安定している状態で、必要のない画像濃度補正を行う場合があり、無駄なトナーを消費することもある。

そこで、特許文献１記載の画像処理装置では、環境条件変化や画像形成数に従って画像濃度補正を実行するか否かを判断し、必要ないと判断した場合には補正動作を実行しないことによって、トナー消費量の削減を図っている。

また、特許文献２記載の画像形成装置では、電源がオフされている期間、現像スリーブの回転数、トナー使用量、印字率などに基づいて画像濃度補正の実行有無を判断している。

特開２００２―２２５３４９号公報 特開２００１―２９６７０４号公報

画像濃度を一定に保つためには、当然画像濃度補正の回数が多いほど良いが、画像濃度補正の度にトナー像を形成するために、どうしてもトナーの消費量が嵩んでしまう。

特許文献１記載の画像処理装置では、環境条件として湿度センサの出力変化の程度を元に、画像濃度補正の実行の判断を行うことによって、トナー消費を抑えているが、湿度変化と実際の画像濃度変化が関連するとは限らないため、補正が必要な場合、たとえば、湿度変化が殆どないにもかかわらずその他の要因で濃度変化が大きくなってしまった場合などは、画像濃度が一定に保てない。

また、特許文献２記載の画像形成装置の場合は、印字率などによって補正動作の有無を判断しているが、上記の場合と同じく、印字率と画像濃度の関係が一定で無い限り、無駄な濃度補正を行ってしまう可能性がある。

さらに、上記２件の発明では、単に画像濃度補正の実行の有無を判断しているだけなので、もし１回画像濃度補正を実行しなければ、次の補正実行までの期間が長くなり、その期間中に画像濃度を一定に保つことが困難になる。

本発明の目的は、画像濃度補正による無駄なトナーの消費を抑えることが可能な画像濃度補正方法および画像形成装置を提供することである。

上述した課題を解決するための本発明に係る画像濃度補正方法およびそれを実施する画像形成装置は次の通りである。

本発明は、像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、現像装置により前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて現像することで顕像化する画像形成装置の画像濃度補正方法であって、
前記像担持体上にトナーによる基準パターンの静電潜像を形成し、前記現像装置で該基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて行う画像濃度補正であって、予め複数個の基準パターンに基づく濃度センサー出力値と、現像バイアス値との関係を表わす近似式を作成して記憶しておき、画像濃度補正時には、前回の画像濃度補正で設定された現像バイアス値によって１個の基準パターンの静電潜像を形成し、該基準パターンを現像し、現像された基準パターンに基づく濃度センサー出力値を通るように前記近似式をシフトさせ、シフトさせた近似式において目標濃度となる濃度センサー出力値が得られる現像バイアス値を求める画像濃度補正を行い、
前回の補正結果と今回の補正結果との差分値と、次回の画像濃度補正までの印刷枚数とが予め関連付けられたテーブルに基づいて、次回の画像濃度補正を行うタイミングを決定することを特徴とする画像濃度補正方法である。

また本発明は、前記基準パターンは、黒色トナーによって顕像化された基準パターンであり、前記濃度センサーは、正反射を検出する正反射センサーであることを特徴とする。

また本発明は、予め複数個の基準パターンに基づく濃度センサー出力値と、現像バイアス値とから近似式を作成して記憶し、次回の画像濃度補正時に、１個の基準パターンと、先に求めた近似式によって、補正量を決定することを特徴とする。

また本発明は、上記の画像濃度補正方法を実行することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、像担持体上にトナーによる基準パターンの静電潜像を形成し、現像装置で基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて画像濃度補正であって、予め複数個の基準パターンに基づく濃度センサー出力値と、現像バイアス値との関係を表わす近似式を作成して記憶しておき、画像濃度補正時には、前回の画像濃度補正で設定された現像バイアス値によって１個の基準パターンの静電潜像を形成し、該基準パターンを現像し、現像された基準パターンに基づく濃度センサー出力値を通るように前記近似式をシフトさせ、シフトさせた近似式において目標濃度となる濃度センサー出力値が得られる現像バイアス値を求める画像濃度補正を行う。このとき、前回の補正結果と今回の補正結果との差分値と、次回の画像濃度補正までの印刷枚数とが予め関連付けられたテーブルに基づいて、次回の画像濃度補正を行うタイミングを決定する。

前回の補正結果と今回の補正結果との差分値と、次回の画像濃度補正までの印刷枚数とが予め関連付けられたテーブルに基づいて、次回の補正実施タイミングを決めるので、装置の状態が安定しており、補正量の差が小さいときなどは次回の補正実施までの期間を長くすることができ、画像濃度補正による無駄なトナーの消費を抑えることができる。

また本発明によれば、正反射を検出する正反射センサーを用いることで、黒色トナーによって顕像化された基準パターンを検出することができる。

これにより、複数の印字プロセス速度、例えば、モノクロ画像出力における印字速度とカラー画像出力における印字速度が異なる場合であっても、印字プロセス速度に応じて画像濃度補正を行うことができる。

また本発明によれば、予め複数個の基準パターンに基づく濃度センサー出力値と、現像バイアス値とから近似式を作成して記憶し、次回の画像濃度補正時に、１個の基準パターンと、先に求めた近似式によって、補正量を決定する。

これにより、画像濃度補正に用いる基準パターンの個数を減らすことができるので、画像濃度補正による無駄なトナーの消費を抑えることができる。また、補正に要する時間も短縮することができる。

また本発明によれば、前回の画像濃度補正時に使用した基準パターンの濃度センサー出力値のうち最大値と最小値以外を示す基準パターンを、次回の画像濃度補正時に使用する１個の基準パターンとする。

最大値と最小値以外の中央値を使用することで、より振れが少なく制御が安定する。
また本発明によれば、補正結果によって次回の補正実施タイミングを決めるので、装置の状態が安定しており、補正量の差が小さいときなどは次回の補正実施までの期間を長くすることができ、画像濃度補正による無駄なトナーの消費をさらに抑えることができる。

また本発明は、上記の画像濃度補正方法を実行することを特徴とする画像形成装置である。

これにより、画像形成以外のトナー消費量を抑えた画像濃度補正を実行する画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の画像補正方法が実行される画像形成装置であるディジタルカラー複写機の画像形成部１０の構成を示す概略図である。

なお、ディジタルカラー複写機以外の電子写真方式の画像形成を行うプリンタやファクシミリ装置等の他の画像形成装置においても、この発明を同様に実施することができる。

ディジタルカラー複写機は、スキャナ部において原稿からカラー画像を読み取り、所定の画像処理を施した後に画像データとして画像形成部１０に供給し、用紙等の記録媒体上に原稿から読み取ったカラー画像を再現する。

ディジタルカラー複写機の画像形成部１０は、２つのローラ１７ａ，１７ｂの間に上下に水平部を形成した状態で張架されて矢印Ａ方向に回転する転写搬送ベルト（中間転写体）１７を備えている。転写搬送ベルト１７は、上側の水平部に位置している間に、矢印Ａ方向への回転により、上面に載置された用紙を複数の画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄに順次対向させながら搬送する。画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、黒色および減法混色の３原色（シアン、マゼンタ、イエロー）のトナーを用いた電子写真方式の画像形成を行う。

転写搬送ベルト１７は、下側の水平部に位置している間に濃度検出センサー（反射センサー）１に対向する。また、転写搬送ベルト１７におけるトナー像が形成されるトナー像転写面１７ｃの一部には、濃度検出センサー１により検出可能な基準位置マーク１７ｄが１カ所に形成されている。

さらに、転写搬送ベルト１７の一方のローラ１７ａの下流側には、定着装置１８が配置されている。定着装置１８は、一対のローラによって構成されており、各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄを通過した用紙を加熱および加圧し、用紙上に転写されたトナー像を溶融して用紙の表面に定着させる。

画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、トナー収納量を除いて同一の構成を備えている。一例として、画像形成ステーション１０ａは、円筒形の導電性基体の表面に感光層を形成して矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム１１ａの周囲に帯電器１２ａ、露光ユニット１３ａ、現像ユニット１４ａ、転写器１５ａおよびクリーナ１６ａ等をこの順に配置して構成されている。

帯電器１２ａは、感光体ドラム１１ａの表面に所定極性の電荷を均一に帯電させる。
露光ユニット１３ａは、感光体ドラム１１ａの表面を画像光により露光して静電潜像を形成する。

現像ユニット１４ａは、内部に収納したトナーを感光体ドラム１１ａの表面に供給し、静電潜像をトナー像に可視像化する。

転写器１５ａは、転写搬送ベルト１７を挟んで感光体ドラム１１ａの周面に対向しており、感光体ドラム１１ａの表面に担持されたトナー像を転写搬送ベルト１７上に載置された用紙の表面に転写する。

クリーナ１６は、転写工程を終了した感光体ドラム１１ａの周面に残留しているトナーを除去する。

現像ユニット１４ａは、感光体ドラム１１ａの周面に対向して回転する現像ローラ（図示省略）を備えている。現像ローラは、回転により表面に担持したトナーを感光体ドラム１１ａの周面に供給する。この現像ローラの周速、即ち、回転速度を変化させることによって感光体ドラム１１ａの周面に対するトナーの供給量を増減することができ、トナー像の濃度を調整することができる。

画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄに設けられている露光ユニット１２ａ〜１２ｄのそれぞれには黒、シアン、マゼンタおよびイエローの各色の画像データが入力されるとともに、現像ユニット１４ａ〜１４ｄのそれぞれには黒、シアン、マゼンタおよびイエローの各色のトナーが収納される。したがって、画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれにおいて用紙には黒、シアン、マゼンタおよびイエローの各色のトナー像が順に転写され、定着装置１８を通過した用紙上には各色のトナー像の減法混色によってフルカラー画像が形成される。

濃度検出センサー１は、発光素子２および受光素子３を備え、後述する画像補正処理時において形成される黒色トナーによる補正用テストパターン（基準パターン）が形成された転写搬送ベルト１７のトナー像転写面１７ｃの表面に発光素子２から光を照射し、正反射した反射光を受光素子３によって受光し、受光量に応じた電気信号をトナー濃度の検出信号として出力する。

なお、転写搬送ベルト１７の表面に形成された補正用テストパターンは、濃度検出センサー１に対向した後に図示しないクリーニング手段によって転写搬送ベルト１７の表面から除去される。

また、各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄにおいて、現像工程終了後の感光体ドラム１１の表面に対向する位置に濃度検出センサー１を配置し、転写搬送ベルト１７に転写される前の補正用テストパターンの濃度を検出する場合にも、この発明を同様に実施することができる。

本実施形態では、この濃度検出センサー１により転写搬送ベルト１７のトナー像転写面１７ｃにトナー像が形成されていない状態の反射光を受光（検出）して、その検出されたトナー像転写面１７ｃの情報を下地データとして所定の記憶領域に保存する。

次に、本実施形態に係るディジタルカラー複写機の画像処理部について図面を参照して説明する。

図２は、本実施形態に係るディジタルカラー複写機の画像処理部２０の構成を示すブロック図である。

ディジタルカラー複写機の画像処理部２０は、画像データ入力部４０、画像データ処理部４１、画像データ出力部４２、階調補正部４６、濃度認識部４７、メモリ４９およびＣＰＵ４４を備えている。

画像データ入力部４０は、スキャナ部において原稿のカラー画像から読み取られた加法混色の３原色（ＲＧＢ系）についての読取信号をディジタルデータに変換する。

画像データ処理部４１は、ＲＧＢ系の画像データから減法混色の３原色および黒色（ＹＭＣＫ系）の画像データを生成するとともに、設定された複写倍率に応じてズーム処理等を行う。

階調補正部４６は、ＹＭＣＫ系の画像データに対して後述する階調補正処理を施す。
画像データ出力部４２は、階調補正処理を施されたＹＭＣＫ系の画像データに基づいて生成した駆動データを露光ユニット１３ａ〜１３ｄに出力する。

メモリ４９は、後述する画像補正処理時に、転写搬送ベルト１７の表面にテストパターン（後述する補正用テストパターン（基準パターン）および事前テストパターン）を形成するためのデータを記憶している。このデータは、画像形成処理時にＣＰＵ４４によって画像データ出力部４２に供給される。濃度認識部４７は、濃度検出センサー１から出力された濃度信号を認識する。

以上の画像処理部２０における各部の動作は、ＣＰＵ４４によって統括して制御される。また、ＣＰＵ４４は、画像データ出力部４２の動作に同期して画像形成部１０における感光体ドラム１１等の動作を制御する。さらに、ＣＰＵ４４は、画像補正処理時に、濃度認識部４７が認識した補正用テストパターンの濃度信号に基づいて、階調補正部４６における補正条件、および、画像形成部１０におけるプロセス条件を最適化する。

以上の構成により、画像形成部１０において複写画像や補正用テストパターンを形成する際に、画像データに応じた画像の濃淡を再現するためには、露光ユニット１３を介して感光体ドラム１１の周面に画像データの濃淡を再現した静電潜像を形成する必要がある。その方法として、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式、パワー変調方式および面積階調方式（ dithering）などがある。

パルス幅変調方式では、画像の濃度に応じて、露光ユニット１３から照射するレーザビームのオン／オフ時間（パルス幅）を制御する。

パワー変調方式では、画像の濃度に応じて露光ユニット１３から照射するレーザビームの強度を制御する。面積階調方式は、元の画像の画素の階調に応じて一定の規定のもとに白黒を生成していき、白黒の出現頻度によって中間調を表現する方式である。

上記の画像データ入力部４０では、画像補正処理時にＹＭＣＫ系の画像データのそれぞれに対して画像濃度補正処理および階調補正処理が順次行われる。

以下に、各補正処理について説明する。
ここでは、図２に示すように、画像データ入力部４０から画像データ処理部４１を経由して階調補正部４６に入力されるデータを画像入力データ、階調補正部４６から画像データ出力部４２に出力されるデータを画像出力データ、補正用テストパターンを形成する際にＣＰＵ４４によりメモリ４９から読み出されて画像データ出力部４２に供給されるデータをテストパターンデータ、濃度認識部４７において認識されたデータを検出データとそれぞれ称する。

まず、本実施形態に係るディジタルカラー複写機における画像濃度補正処理の参考例について説明する。

画像濃度補正処理は、画像形成処理の対象となる画像の全体的な濃度の変動を抑制するために行われる。画像濃度補正処理においては、メモリ４９に記憶されているテストパターンデータのうち、階調が連続して変化するような一つのテストパターン（事前テストパターン）を形成するためのテストパターンデータがＣＰＵ４４によって読み出され、画像データ出力部４２に供給される。これによって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ毎の表面に高濃度から低濃度まで一連に変化する潜像テストパターンが形成される。

このようにして感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ毎に形成された各潜像テストパターンに対して、ＣＰＵ４４は、現像ユニット１４ａ〜１４ｄにおける現像ローラを互いに異なる回転速度で回転させてトナー像に顕像化する。したがって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に同一の露光条件で形成された潜像テストパターンが互いに異なるトナー濃度によって現像される。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に形成されたテストパターンのトナー像は、転写器１５ａ〜１５ｄによって転写搬送ベルト１７の表面に転写された後、濃度検出センサー１によりトナー濃度が検出され、濃度認識部４７によりその検出されたトナー濃度が認識される。

ＣＰＵ４４は、メモリ４９に予め記憶されている高濃度のテストパターンについてのトナー濃度の目標値と、実際に形成された補正用テストパターンから濃度認識部４７が認識したトナー濃度とを比較し、目標値に最も近いトナー濃度が検出された補正用テストパターンの現像条件（現像ローラの回転速度）を以後の画像形成処理における現像条件として設定する。

ここで、本実施形態における補正用テストパターンを用いた画像濃度補正について図面を参照して説明する。

図３は、本実施形態に係るディジタルカラー複写機の画像形成部１０で形成される補正用テストパターンを示す説明図であり、図４は、補正用テストパターンを検出する濃度検出センサー１のセンサー出力と現像バイアス電位との関係を示すグラフである。

実施例として、まず、レーザＰＷＭデューティを１００％、グリッド電圧（Ｖｇ）を−６００Ｖに固定して、現像バイアス（Ｖｂ）を−２７５Ｖ，−３２５Ｖ，−３７５Ｖと切換えて黒色トナーによる３個の補正用テストパターンＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３を作成する。

そして、濃度検出センサー１によりそれぞれの補正用テストパターンＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３の反射光（正反射光）を読み取り、図４に示すように、濃度検出センサー１により検出された反射光の光量に基づくセンサー出力Ｉ１，１２，１３をセンサー出力（Ｉｓ）と現像バイアス電位（Ｖｂ）との関係を示すグラフにプロットする。

そして、濃度検出センサー１のセンサー出力と現像バイアス電位と関係を示すの直線近似式（直線Ｌ１に相当する）を導き出し、この直線Ｌ１に基づいて、基準トナー濃度となるセンサー出力Ｉ０が得られる現像バイアスＶｂ０を求める。そして、その現像バイアスをＶｂ０（例えば−３１０Ｖ）に設定して現像バイアス補正を終了する。

ここで、白地部のトナーかぶりを防止するための現像電位差（クリーニングフィールド）、グリッド電極バイアスＶｇと現像バイアスＶｂ０の電位差が１５０Ｖより小さく、Ｖｇ−Ｖｄ０＞−１５０Ｖの時は、Ｖｇ＝Ｖｄ０−１５０Ｖに変更して画像濃度補正を終了する。

このようにして、次回の画像濃度補正が行なわれる時は、直前に求めた現像バイアスＶｂ０を基準にして、現像バイアスをＶｂ０＋５０Ｖ，Ｖｂ０，Ｖｂ０−５０Ｖとした３個の補正用テストパターンを作成し、上述の内容と同様に現像バイアス補正を行なう。

次に、本実施形態に係るディジタルカラー複写機における階調補正処理について説明する。

階調補正処理は、トナー像の階調性の変動を抑制することにより、原稿画像が有する階調を複写画像において忠実に再現するために行われる。

階調補正処理において、ＣＰＵ４４は、メモリ４９に記憶されているテストパターンデータのうち、階調が異なる複数のテストパターン（補正用テストパターン）を形成するためのデータを読み出し、画像データ出力部４２に供給する。これによって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄには、レーザーダイオードのＰＷＭのデューティが切替えられた補正用テストパターンの静電潜像が形成される。

このようにして感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに形成された補正用テストパターンの静電潜像に対して、ＣＰＵ４４は、予め設定した現像条件（現像ローラの回転速度）による現像を行う。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの各々に形成された補正用テストパターンのトナー像は、転写器１５ａ〜１５ｄによって転写搬送ベルト１７の表面に転写された後、濃度検出センサー１および濃度認識部４７によるトナー濃度の検出および認識を受ける。

ＣＰＵ４４は、メモリ４９に予め記憶されている階調テストパターンの目標濃度と、濃度認識部４７が、実際に形成された補正用テストパターンから認識したトナー濃度とを比較し、この比較結果に基づいて階調補正テーブルを作成する。

ここで、階調補正テーブルとは、画像入力データに対して、階調補正部４６において適正な階調補正を行うための基準となるものであり、画像入力データと画像出力データとを一対一に対応づけるものである。

本実施形態において、階調補正テーブル（階調数−レーザＰＷＭデューティーテーブル）Ａは、横軸を画像入力データ（入力階調データ）の濃度とし、縦軸を画像出力データの濃度（具体的には、露光ユニットのレーザＰＷＭディーティー）としたグラフの曲線として表される。また、この階調補正テーブルＡは、ルックアップテーブルとしてメモリ４９等に記憶されており、例えば中間調プロセスコントロールにおいて更新的に修正される。なお、中間調プロセスコントロールについては、従来周知の技術（例えば、特開２００１−３０９１７８号公報参照）であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ここで、本実施形態における補正用テストパターンを用いた階調補正について図面を参照して説明する。

図５は、本実施形態に係る画像形成部１０で形成された補正用テストパターンを示す説明図であり、図６は、前記補正用テストパターンの階調数とレーザＰＷＭデューティとの関係を示すグラフである。

実施例として、図６に示す階調補正テーブル（階調数−レーザＰＷＭデューティーテーブル）Ａを参照し、図５に示すように、例えば階調数Ｄ１からＤ１６まで１６段階に変化する黒色トナーによる補正用テストパターンＴＰ１０１〜ＴＰ１１６を作成する。

そして、濃度検出センサー１によりそれぞれの補正用テストパターンＴＰ１０１〜ＴＰ１１６の反射光（正反射光）を読み取り、濃度検出センサー１により検出された反射光の光量に基づくセンサー出力Ｉ１０１，Ｉ１０２，・・・，Ｉ１１６に基づきそれぞれのトナー濃度（トナー付着量）を測定する。

そして、補正用テストパターンＴＰ１０１〜ＴＰ１１６に基づく１６点の測定結果をそれぞれ線で結ぶことによって、図６に示すように、階調補正テーブル（階調数−レーザＰＷＭデューティーテーブル）Ｂを得る。次回の階調補正処理を行うときには、今回得た階調補正テーブルＢを次回の補正テーブルＡとする。

次に、本実施形態に係るディジタルカラー複写機における画像補正の参考例についてフローチャートに基づき説明する。

図７は、実施形態に係るディジタルカラー複写機における画像補正処理を示すフローチャートである。

以下の説明におけるプロセスコントロールとは、図３，４を用いて説明した本実施形態における画像濃度補正、および図５，６を用いて説明した階調補正テーブルの更新処理を意味し、画像濃度補正を行い、画像濃度値を確定させた後、階調補正テーブルの更新を行うのが好ましい。また、プロセスコントロールの繰り返し間隔によっては画像濃度値もしくは、階調補正テーブルの更新を省略してもよい。

なお、図７のフローチャートにおいてはプロセスコントロールを「プロコン」と略記する。

本実施形態では、印字プロセス速度は、モノクロ印字の時には高速ＶＨ ３５０ｍｍ／ｓｅｃで行なわれ、フルカラー印字の時は中速ＶＭ ２２５ｍｍ／ｓｅｃでそれぞれ行う。

本実施形態における画像出力時の画像補正は、電源が投入されると（ステップＳ１）、印字プロセス速度が中速ＶＭにおけるプロコンが実施され（ステップＳ２）、そして、高速ＶＨにおけるプロコンが実施されて（ステップＳ３）、高速時と中速時の画像補正テーブルの差分テーブルが作成される（ステップＳ４）。

そして、外部機器またはユーザーより印字要求があった場合は、画像出力処理が行なわれ（ステップＳ５）、印字要求がない場合は、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ５で画像出力処理が行なわれて、印刷累計が１００枚を超えたか（ステップＳ６）、または、前回の印字終了時点からの温度変化が５℃を超えたか（ステップＳ７）、または、前回の印字終了時点からの湿度変化が５％を超えたか（ステップＳ８）が判定されて、各々が所定の数値を超えた場合はステップＳ９に進み印字要求を確認する。

一方、ステップＳ６、Ｓ７，Ｓ８において各々が所定の数値に達していない場合は、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ９において、印字プロセス速度が繰返し高速ＶＨによる印字要求があった場合は、高速ＶＨにおけるプロコンが実施され（ステップＳ１０）、作成された画像補正テーブルに基づき印字要求を処理する（ステップＳ１１）。そして、高速ＶＨにおける画像補正テーブルに基づき中速ＶＭにおける画像補正テーブルが作成される（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ９において、印字プロセス速度が高速ＶＨによる印字要求ではない場合は、中速ＶＭにおけるプロコンが実施され（ステップＳ１３）、作成された画像補正テーブルに基づき印字要求が処理される（ステップＳ１４）。そして、中速ＶＭにおける画像補正テーブルに基づき高速ＶＨにおける画像補正テーブルが作成される（ステップＳ１５）。

中速時の画像補正テーブルＴＢＭおよび高速時の画像補正テーブルＴＢＨは、中速ＶＭ時の画像補正テーブルＴＢＭおよび高速ＶＨ時の画像補正テーブルＴＢＨにより求められた換算テーブルＴＢＯにより、相対するプロセス速度における画像補正テーブルに基づき作成される。

（実施例）
上記のデジタル電子写真装置において、前記画像補正の前回補正結果と今回補正結果の補正量の差に基づいて、次回補正動作の実行タイミングを決定する画像補正方法について図表を使用しながら説明する。

画像濃度補正（以下プロコンと略す）が実行される条件として、一定枚数またはカウンタ値になった時に実行する、すなわち、一定枚数毎にプロコンを実行する事によって画像濃度を一定に保つ方法が考えられる。この場合、図８のフローチャートに示すように、まず、実行カウンタのカウンタ値に基づいて、プロコンを開始するべき枚数またはカウントに達したかどうかを判断し（ステップＳ２１）、達していれば、プロコンを実行し（ステップＳ２２）、そうでなければ、プロコンを行わないようにする。プロコンを実行した場合は、実行カウンタをリセットする（ステップＳ２３）。

この場合、プロコンが行われるタイミングは、プロコンの結果にかかわらず等間隔あるいは固定の間隔となる。

本発明では、このプロコン実行の間隔を、プロコンの前回値と今回値とから計算して決定する事を特徴とする。

図９のフローチャートに示すように、まず、現在設定されている実行カウンタのカウンタ値（今回値）に基づいて、プロコンを開始するべき枚数またはカウントに達したかどうかを判断し（ステップＳ３１）、達していれば、プロコンを実行し（ステップＳ３２）、そうでなければ、プロコンを行わないようにする。プロコンを実行した場合は、プロコン設定バイアス格納メモリにプロコンの設定値を格納する。

次に、この設定した今回値と、プロコン設定バイアス格納メモリに格納されている前回値とを比較し、その差分値を計算する（ステップＳ３３）。

差分値／実行枚数テーブルを参照し、この差分値に基づいて次回のプロコン実行枚数（実行タイミング）を算出し、プロコン実行カウンタに次回のカウンタ値（次回値）として格納する。

したがって、プロコン開始枚数に達したかどうかの判定を、次回プロコン実行カウンタを参照して決定する。
差分値／実行枚数テーブルの一例を表１に示す。

このテーブルを参照することで差分値から次回の実行枚数を決定することができる。
表１で示した差分値／実行枚数テーブルを想定し、具体的な動作を表２を使って説明する。

まず、表２に示すように、１回目のプロコン結果のバイアス値が３８０Ｖだったとすると、２回目のプロコンは１回目のプロコン結果の値をセンター値（プロコンパッチ現像バイアス（Ｍ））として実行され、その結果が３９０Ｖであったとする。

ここで、プロコン前回値とプロコン今回値の差分は、
｜３９０Ｖ―３８０Ｖ｜＝１０Ｖ
となるので、表１の差分値／実行枚数テーブルを用いて、次回プロコン実行枚数は、１４００枚と決定できる。

したがって、この次回プロコン実行枚数の値を、次回プロコン実行カウンタに格納しておけば、表２で示すように、次回である３回目のプロコンは、２回目から１４００枚後、すなわち１回目からの累積枚数で２４００枚後に実行されることになる。

同様に、４回目以降のプロコンも、その前回プロコンの値との差分によって実行タイミングが決定されていくので、もし、表２における３回目と４回目のように、プロコン差分値が大きい場合（表２の例では６０Ｖ）は、次回である５回目のプロコンは１０００枚後と短期間に行い、５回目と６回目のように、プロコン差分値が小さい場合（表２の例では０Ｖ）は、次回である７回目のプロコンは１５００枚後とある程度期間を空けて行われることになる。

もちろん表１で示したような差分値／実行枚数テーブルは、自由にその値を設定することができるため、例えば、差分値が所定値以下の場合には、次回プロコンの実行を早めることも可能で、枚数のかわりに次回のプロコンまでの時間をパラメーターとして使用することもできる。

このように、プロコンの実行タイミングを、プロコンの実行結果の変動から決定できるようにすると、装置の状態が安定であればプロコン実行間隔を広げ、そうでなければプロコン実行間隔を狭める事ができ、必要の無いプロコン実行での無駄なトナー消費を抑えることができるようにするものである。

なお、基準パターン読み取り手段である反射センサーを、黒トナーに対して正反射を検出する正反射センサーとする事により、実施例で示したようなプロコン実行タイミングのコントロールを、黒トナーに対しても行うことができる。

本発明の他の実施形態について説明する。
３種類のトナーパターンによるプロコン（以降３パッチプロコンとする）で、複数個の基準パターンの濃度センサー出力値を得、その結果から、現像バイアス値とセンサー出力値との関係を近似式の形で作成して記憶しておき、次回濃度補正実行時に、前回基準パターンでの最大値と最小値以外の１個の基準パターンと、先に求めた近似式とによって、濃度補正量を決定する（以降１パッチプロコンとする）。

まず、通常の３パッチプロコンのように、複数個の基準パターンを、ＶＬ、ＶＭ、ＶＨのように現像バイアス電位に電位差をつけて生成する。この時、３パッチは、等間隔の電圧差とする。すなわち、｜ＶＬ―ＶＭ｜＝｜ＶＭ―ＶＨ｜とする。

この基準パターンを濃度検出センサー１で読み取った値は、それぞれ、ＳＬ（ＶＬパッチ）、ＳＭ（ＶＭパッチ）、ＳＨ（ＶＨパッチ）となる。

この３点の、現像バイアス電位とセンサー出力の関係から、図１０に示すように、近似式を求め記憶する。

この近似式の作成動作は、前述した３パッチプロコンの動作をそのまま利用することができる。

このときプロコン動作で得られた現像バイアス電位値をＶＰとする。
次に、図１１に示すように、前回のプロコン設定現像バイアス電位値ＶＰ（もしくは基準パターン生成用の現像バイアス電位値のうちのセンター値であるＶＭ）を用いて、その現像バイアス電位でトナーパッチを生成し、そのパッチを濃度検出センサー１で読み取って出力値ＳＰを得る。

このセンサー出力値ＳＰと、上記で求めた近似式を図１１に示すようにシフトさせるなどして、ターゲット値Ｓ１になるような現像バイアス値Ｖ１を求め、これを新たなプロコン設定値Ｖ１とする。

このように、プロコン（画像濃度補正）でのトナーパッチ数を、３個から１個に減らすことが可能となり、プロコン実行によるトナー消費を抑える事ができる。

また、プロコン実行時に使用する１個の基準パターンは、前回に使用した基準パターンの最大値と最小値以外のものを使用することが好ましい。

さらに、本実施形態による１パッチでのプロコン動作と、前述の前回プロコン結果値と今回プロコン結果値との差分値に基づいて、次回プロコン実行タイミングを決定する実施形態とを組み合わせることによって、さらにトナーパッチ生成数およびプロコン実行回数の削減が可能となる。

本発明の実施形態であるディジタルカラー複写機の画像形成部１０の構成を示す概略図である。 ディジタルカラー複写機の画像処理部２０の構成を示すブロック図である。 ディジタルカラー複写機の画像形成部で形成される補正用テストパターンを示す説明図である。 補正用テストパターンを検出した濃度検出センサーのセンサー出力と現像バイアス電位との関係を示すグラフである。 本実施形態に係る画像形成部で形成された補正用テストパターンを示す説明図である。 補正用テストパターンの階調数とレーザＰＷＭデューティとの関係を示すグラフである。 ディジタルカラー複写機における画像補正処理を示すフローチャートである。 プロコン実行タイミングを決定するためのフローチャートである。 前回と今回のプロコン値に基づいて次回のプロコン実行タイミングを決定するためのフローチャートである。 センサー出力と現像バイアス電位との関係を示すグラフである。 センサー出力と現像バイアス電位との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 濃度検出センサー（反射センサー）
２ 発光素子
３ 受光素子
１０ 画像形成部
１０ａ〜１０ｄ 画像形成ステーション
１１，１１ａ〜１１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
１４ａ 現像ユニット（現像装置）
１７ 転写搬送ベルト
１７ｃ トナー像転写面
１７ｄ 基準位置マーク
４０ 画像データ入力部
４１ 画像データ処理部
４２ 画像データ出力部
４４ 濃度認識部
４６ 階調補正部
４７ 濃度認識部
４９ メモリ

Claims (4)

1. 像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、現像装置により前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて現像することで顕像化する画像形成装置の画像濃度補正方法であって、
   前記像担持体上にトナーによる基準パターンの静電潜像を形成し、前記現像装置で該基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて行う画像濃度補正であって、予め複数個の基準パターンに基づく濃度センサー出力値と、現像バイアス値との関係を表わす近似式を作成して記憶しておき、画像濃度補正時には、前回の画像濃度補正で設定された現像バイアス値によって１個の基準パターンの静電潜像を形成し、該基準パターンを現像し、現像された基準パターンに基づく濃度センサー出力値を通るように前記近似式をシフトさせ、シフトさせた近似式において目標濃度となる濃度センサー出力値が得られる現像バイアス値を求める画像濃度補正を行い、
   前回の補正結果と今回の補正結果との差分値と、次回の画像濃度補正までの印刷枚数とが予め関連付けられたテーブルに基づいて、次回の画像濃度補正を行うタイミングを決定することを特徴とする画像濃度補正方法。
2. 前記基準パターンは、黒色トナーによって顕像化された基準パターンであり、前記濃度センサーは、正反射を検出する正反射センサーであることを特徴とする請求項１に記載の画像濃度補正方法。
3. 次回の画像濃度補正時に使用する１個の基準パターンを、前回の画像濃度補正時に使用した基準パターンの濃度センサー出力値のうち最大値と最小値以外を示す基準パターンを使用することを特徴とする請求項１記載の画像濃度補正方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像濃度補正方法を実行することを特徴とする画像形成装置。

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