JP5251434B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において行われる画質制御の技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置で代表される前記画像形成装置では、パッチ画像と称される基準パターンを像担持体上に形成し、形成された基準パターンの濃度を濃度検知手段で検知し、検知結果に基づいて、記録画像等の出力画像を形成するための作像条件を制御する画質制御の技術が用いられている。

高画質化、カラー化など画像形成技術の高度化に伴って、前記の画質制御技術にも、より高い精度が要求されるようになってきている。

特許文献１では、前記画質制御の精度や安定性を向上させるために、履歴情報を制御に導入している。
特開２００４−２４５９４３号公報

従来の画質制御においては、出力画像を形成するための作像条件と同じ条件で基準パターンを形成していた。

このために、高い制御精度が得られないという問題がある。特に、現像性などの画像形成特性が短時間内に大きく変動した場合には、制御が変化に追従できなくなって制御の精度が低下する。

特許文献１においては、前回制御時の情報を今回制御に取り込んで制御値を決定することにより、画質の安定化を図っている。

しかしながら、特許文献１においても、基準パターンを形成するための作像条件には、出力画像形成時のものが用いられており、前述したように特許文献１によっても、高精度の画質制御が困難であるという問題は解決されない。

本発明は、従来技術における前記の問題を解決し、高い精度で画質制御が行われ、高画質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．像担持体、
該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段、
該像形成手段により前記像担持体上に形成された基準パターンの濃度を検知する濃度検知手段、
該濃度検知手段の検出値に基づいて、出力画像を形成するための第１作像条件を制御する制御手段
及び履歴情報を生成する履歴情報生成手段を有し、
前記制御手段は、前記第１作像条件の前記履歴情報に基づき、前記履歴情報における画像形成条件又は画像形成特性の変動に応じて、前記基準パターンを形成するための異なる複数の複数水準の第２作像条件の中から１つを決定し、前記像形成手段を制御して、決定された複数水準の前記第２作像条件で前記基準パターンを前記像担持体上に形成し、形成された前記基準パターンの濃度を検知した前記濃度検知手段の検出値と目標値の比較に基づいて、前記検出値の間を内挿して、前記第１作像条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
２．前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲が異なることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲およびその範囲の広さが異なることを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
４．前記複数水準の第２作像条件は、前記履歴情報における変動が小さいほど前記複数水準の第２作像条件の範囲を狭くすることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。

５．像担持体、
該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段、
該像形成手段により前記像担持体上に形成された基準パターンの濃度を検知する濃度検知手段、
該濃度検知手段の検出値に基づいて、出力画像を形成するための第１作像条件を制御する制御手段
及び履歴情報を生成する履歴情報生成手段を有し、
前記制御手段は、前記第１作像条件の前記履歴情報に基づき、前記履歴情報における画像形成条件又は画像形成特性の変動に応じて、異なる複数の複数水準の第２作像条件の中から前記基準パターンの数を決定し、前記像形成手段を制御して、決定した前記数の前記基準パターンを前記像担持体上に形成し、形成された前記基準パターンの濃度を検知した前記濃度検知手段の検出値と目標値の比較に基づいて、前記検出値の間を内挿して、前記第１作像条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
６．前記基準パターンの数は、前記画像形成条件又は画像形成特性の変動が少ないほど前記基準パターンの数を少なくすることを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
７．前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲が異なることを特徴とする前記５又は前記６に記載の画像形成装置。
８．前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲およびその範囲の広さが異なることを特徴とする前記５〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

９．制御手段が前記歴情報生成手段から取得する画像形成条件又は画像形成特性の履歴情報は、カバレッジ、形成画像の数、環境、トナー補給量、現像剤担持体の移動量及び感光体の移動量の少なくともいずれか一つの履歴情報であることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

１０．前記像形成手段は、出力画像を形成する画像形成工程において、前記像担持体の非画像領域に前記基準パターンを形成することを特徴とする前記１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

１１．前記制御手段は、前記第２作像条件として、現像バイアス、帯電条件、露光強度、現像担持体速度及びトナー濃度の少なくとも一つ以上を設定することを特徴とする前記１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明においては、基準パターンを形成するための作像条件の範囲又は基準パターンの数が履歴情報に基づいて決定される。

したがって、出力画像形成のための作像条件が、基準パターンのための作像条件を内挿により決定することが可能となり、出力画像のための作像条件が常に高い精度で適正値に設定される。

したがって高精度の画質制御が行われ、高画質の画像が安定して形成される。

以下、本発明を図示の実施の形態を用いて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
〔画像形成装置の構成〕
以下、本発明の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。本発明の実施の形態に係る画像形成装置を図１、２により説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図、図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。

画像形成装置は、カラー画像を形成するものであり、イエロー画像を形成する像形成手段２Ｙ、マゼンタ画像を形成する像形成手段２Ｍ、シアン画像を形成する像形成手段２Ｃ及び黒画像を形成する像形成手段２Ｋを有する。像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ及び２Ｋにおいては、電子写真プロセスにより単色トナー像が形成され、中間転写体１上に転写される。

像担持体としての中間転写体１上には単色トナー像が合成されたカラートナー像が形成され、二次転写手段５により転写され、記録材Ｓ上にカラートナー像が形成される。

記録材Ｓ上のカラートナー像は定着手段４により定着される。

像転写後の中間転写体１はクリーニング手段３によりクリーニングされる。

６は転写手段５を構成する転写ローラをクリーニングする転写クリーニング手段である。

図２は、図１における像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの構成を示す。なお、像形成手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを２で示す。

感光体１０の周囲には、帯電手段１１、露光手段１２、現像手段１３、一次転写手段１４及びクリーニング手段１５が配置され、帯電、露光及び現像により感光体１０上にトナー像が形成され、一次転写手段１４によりトナー像が図１の中間転写体１に転写される。

転写後の感光体１０はクリーニング手段１５によりクリーニングされる。

制御手段２０はプログラムメモリ２９に記憶されているプログラムに従って、前記に説明した画像形成及び以下に説明する画質制御を行う。

２８は以下に説明する履歴情報等の各種の情報を記憶している不揮発性メモリである。

３０は履歴情報生成手段である。

履歴情報としては、カバレッジ、プリント枚数（形成画像の数）、プリント時間（画像形成装置の作動時間）、環境（温度、湿度）、トナー補給量、現像スリーブ（現像剤担持体）の移動量、感光体の移動量等がある。

カバレッジは印字面積の画像領域面積に対する比であり、具体的には、露光手段１２を駆動する画像データと画像の数と画像のサイズとから算出される。

後に説明するように、カバレッジとしては、実行される画質制御インターバルの直前の所定プリント枚数（例えば、１０枚）の平均カバレッジが用いられる。

プリント枚数は画質制御インターバル内での総プリント枚数である。なお、両面プリントの場合は、表面、裏面がそれぞれ１枚として計算される。

プリント時間は画質制御インターバル内における画像形成装置の累積作動時間である。

環境は温度及び湿度の少なくともいずれか一方である。

トナー補給量は画質制御インターバル内での総トナー補給量である。

現像スリーブの移動量は画質制御インターバル内での現像スリーブの総回転量である。

感光体の移動量は画質制御インターバル内での感光体の総回転量である。

現像スリーブの移動量、感光体の移動量は、それぞれの表面の移動量であり、具体的には、それぞれの回転量として検知される。

前記した各種パラメータの履歴情報には、実行される画質制御のインターバルの前の１以上の画質制御インターバルにおける前記各種パラメータの情報が用いられる。

環境等の画像形成条件、カバレッジ、画像形成特性等の変動に適切に対応した制御を行うには、画質制御を実行するインターバルの一つ前のインターバルにおける前記各種パラメータと、その前、即ち、画質制御を実行するインターバルの二つ前の前記各種パラメータとを比較し、比較結果に基づいて画像形成条件を設定することが好ましい。

図１に示される画像形成装置は、中間転写体を用いたカラー画像形成装置であるが、本発明は白黒画像形成装置及び中間転写体を用いない画像形成装置にも適用される。

中間転写体を用いない画像形成装置においては、基準パターンは像担持体としての感光体上に形成される。

画質制御は、所定枚数の画像形成毎に実行され。画質制御のインターバルは、初期値として１００枚程度が設定されるが、ユーザ又はサービスマンにより設定を変更することが可能である。

前記画質制御においては、像担持体としての中間転写体１上の非画像領域、即ち、連続して形成される複数画像の画像間に基準パターンとしてのパッチ画像が形成される。

二次転写手段５としては、転写ローラが用いられる。

パッチ画像は転写されることなくクリーニング手段３に持ち込まれる。このために、クリーニング手段３に多量のトナーが回収される。

また、二次転写手段５にトナーが付着するので、ブレードを用いた接触式の転写クリーニング手段６により二次転写手段５からトナーが除去される。

中間転写体１に形成されたパッチ画像の濃度は、濃度検知手段としての濃度センサ２４により検知される。

パッチ画像の濃度を検知した濃度センサ２４の出力は、アンプ２５により増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２６によりデジタル化され、検出値メモリ２７に記憶される。

複数回検出された検出値は検出値メモリ２７に記憶される。

制御手段２０は検出値メモリ２７から濃度センサ２４による検出値を読み出し、濃度センサ２４の出力を目標値と比較し、比較結果に基づいて、出力画像の作像条件（第１作像条件）を補正して画質を安定化させる画質制御を行う。

この画質制御により、一定レベルの入力濃度に対して、一定レベル濃度の画像が出力される。

制御される作像条件としては、次のようなものがある。
（１）帯電手段１１を制御する帯電制御部２１を制御して、感光体１０の帯電電位を制御する、
（２）露光手段１２を制御する露光制御部２２を制御して、静電潜像の電位を制御する、及び
（３）現像手段１３を制御する現像制御部２３を制御して、トナー像の濃度を制御する
帯電制御には、スコロトロン帯電器のグリッド電位の制御がある。

露光制御には、露光手段１２を駆動する駆動パルスのパルス幅制御、露光強度の制御等がある。

現像制御には、現像バイアスの直流成分の電圧制御、現像バイアスの交流成分の電圧制御、交流成分の周波数制御、現像剤担持体の移動速度の制御等がある。

これらの制御を組み合わせることも可能である。

前記に説明したように、画質制御においては、パッチ画像の濃度を検知した濃度センサ２４の出力を目標値と比較し、比較結果に基づいて、帯電条件、露光条件又は現像条件が制御される。

本発明においては、パッチ画像を形成するための作像条件が履歴情報に基づいて設定される。

パッチ画像形成のための作像条件の設定方法としては、次の２方法がある。

第１設定例：
履歴情報に基づいて、パッチ画像のための複数水準の作像条件が設定される。

この方法を採る場合、出力画像のための作像条件が複数水準の作像条件により形成された複数のパッチ画像の濃度を用いた内挿により算出できるように、パッチ画像のための作像条件を設定することが好ましい。

内挿による作像条件の決定を確実の行うために、パッチ画像を形成するための複数水準の作像条件設定には履歴情報が用いられる。

図３は第１設定例を用いた画質制御工程のフローチャートである。

ステップＳＴ１の画像形成（プリント動作）に続き、ステップＳＴ２において、プリント枚数が１アップされる。

ステップＳＴ３においてプリント枚数が画質制御インターバルの枚数（例えば１００枚）に達したか否かが判断される。

ステップＳＴ３の判断で画質制御インターバル枚数に達すると（ＳＴ３のＹｅｓ）、制御手段２０は、履歴情報を履歴情報生成手段３０から取得する（ＳＴ４）。

ステップＳＴ５Ａにおいて、制御手段２０は、履歴情報に基づいて、複数水準の作像条件を設定する。

パッチ画像を形成のために設定される作像条件としては、出力画像のための前記作像条件（１）〜（３）と一部同じであるが、出力画像のための作像条件とは異なる観点で選択される。

即ち、露光手段を駆動するパルスのパルス幅制御のように、階調特性を細かく制御する制御手段ではなく、現像バイアスの直流成分や露光強度のように、階調特性の制御には用いられないものがパッチ画像のための作像条件の制御に用いられる。

このように、パッチ画像のために設定される作像条件としては、帯電条件、露光強度、現像バイアスの直流成分、現像剤担持体速度（現像剤担持体の表面移動速度）、現像剤のトナー濃度等がある。

図３に示す例では現像バイアスの直流成分（以下現像バイアスと言う）Ｖｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３・・・がパッチ画像形成のための作像条件として設定される。

図４はパッチ画像の作像条件を示す。

図４において、Ｖｄｃ０は、前回の画質制御インターバル、即ち、実行される画質制御の一つ前の画質制御インターバルにおける出力画像のための現像バイアスである。

図示のようにパッチ画像のための現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３はＶｄｃ０を中心として両側に分配されるように設定される。

現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３はＳＴ４で所得した履歴情報に基づいて決定される。

ステップＳＴ６において、パッチ画像の濃度検知及び出力画像のための現像バイアスＶｄｃｎｅｗの決定が行われる。

Ｖｄｃｎｅｗの決定では、パッチ画像の濃度を検知したセンサの出力の目標値と比較し、比較結果に基づいて、前回インターバルにおける出力画像の現像バイアスＶｄｃ０を補正し、今回のインターバルにおける現像バイアスＶｄｃｎｅｗを算出することが行われる。

ステップＳＴ７において、現像バイアスＶｄｃｎｅｗが設定される。

ジョブが終了したときは終了し（ＳＴ８のＹｅｓ）、ジョブが終了しないときは（ＳＴ８のＮｏ）、補正カウンタが０にリセットされる（ＳＴ９）。

ＳＴ１０は、画質制御インターバルを作るためのステップである。

第２設定例：
第２設定例においては、履歴情報に基づいてパッチ画像の数が決定される。

決定された数のだけ形成されたパッチ画像の濃度を検知し、検知結果に基づいて出力画像のための作像条件が設定される。

複数のパッチ画像の各々は異なる作像条件で形成される。

各パッチ画像のための作像条件は、前記第１設定例を用いて設定してもよいし、パッチ画像の数に応じた作像条件を予め決定しておいてもよい。

複数のパッチ画像の濃度検知結果に基づいて、出力画像の作像条件を設定することにより、正確で、且つ、変動に対応した画質制御が行われるようになる。

画像形成条件や画像形成特性の変動が大きいときは、多いパッチ画像を形成し、変動が少ないときは、少ないパッチ画像を形成するように、パッチ画像の数が制御される。

これにより、パッチ画像を形成することによる無駄なトナー消費やクリーニング装置の過剰な負担が回避される。

図５は第２制御例を用いた画質制御のフローチャートである。

ステップＳＴ５Ｂにおいて、制御手段２０は画像形成に関する履歴情報に基づいて、パッチ画像の数を決定する。

ステップ５Ｂ以外は、図３と同じである。
〔実施の形態１（画質制御例１−１）〕
画質制御例１−１においては、複数のパッチ画像が複数水準の作像条件により像担持体上としての中間転写体上に形成される。

そして、水準の異なる複数の作像条件が履歴情報に基づいて設定される。

２個のパッチ画像の例であるパッチ画像ＰＧ１、ＰＧ２は図６に示されるように、出力画像ＲＧ１と出力画像ＲＧ２と出力画像ＲＧ３との間のように、画像間の非画像領域に形成される。

出力画像のための現像バイアスの初期値（実行される画質制御のインターバルＷｎ＋１の前のインターバルＷｎにおける現像バイアス）はＶｄｃ０であり、出力画像ＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３は現像バイアスＶｄｃ０の元で形成される。

これに対して、パッチ画像ＰＧ１はＶｄｃ０よりも高い現像バイアスＶｄｃ１で形成され、パッチ画像ＰＧ２はＶｄｃ０よりも低い現像バイアスＶｄｃ２で形成される。

パッチ画像ＰＧ１、ＰＧ２が形成される制御インターバルＷｎの次のインターバルＷｎ＋１、即ち、実行される画質制御のインターバルにおける出力画像のための現像バイアスＶｄｃｎｅｗは、パッチ画像ＰＧ１、ＰＧ２の濃度を検知した濃度センサの検知結果を用いて計算される。

Ｖｄｃｎｅｗの計算は、濃度センサの検出値Ｖｓ１、Ｖｓ２を濃度センサの目標値Ｖｓ０と比較し、比較に基づいてパッチ画像のための現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２間を内挿するものである。

計算例は次のとおりである。

出力画像形成時の現像バイアスＶｄｃ０：４００Ｖ
パッチ画像ＰＧ１を形成する現像バイアスＶｄｃ１：４４０Ｖ（４００Ｖ×１．１）
パッチ画像ＰＧ２を形成する現像バイアスＶｄｃ２：３６０Ｖ（４００Ｖ×０．９）
センサ出力の目標値Ｖｓ０：９Ｖ
パッチ画像ＰＧ１の濃度を検知したセンサの検出値Ｖｓ１：９．８Ｖ
パッチ画像ＰＧ２の濃度を検知したセンサの出力Ｖｓ２：７．４Ｖ
Ｖｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｓ１、Ｖｓ２から図７に示す直線Ｌ１が得られ、直線Ｌ１を用いた計算式
ｙ＝０．０３ｘ−３．４から、
Ｖｄｃｎｅｗ＝４１３Ｖが求められる。

なお、ｙ＝Ｖｄｃｎｅｗ、ｘ＝Ｖｓ０である。

現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２は、出力画像のための現像バイアスＶｄｃｎｅｗがパッチ画像を形成するための２水準の現像バイアスの間、即ち、Ｖｄｃ１とＶｄｃ２との間に入るように設定される。

これにより、次の画質制御時の現像バイアスＶｄｃｎｅｗが、２水準の画像形成条件Ｖｄｃ１とＶｄｃ２との間に決定される。

現像バイアスＶｄｃｎｅｗの内挿計算を確実にするために、パッチ画像形成のための現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２は次に説明するように履歴情報に基づいて設定される。

本実施の形態においては、カバレッジの履歴情報が用いられる。

実行される画質制御インターバルの一つ前のインターバルＷｎにおける現像バイアスをＶｄｃ０
インターバルＷｎ（Ｖｄｃｎｅｗの決定時）の直前１０枚プリントの平均カバレッジをＹ、
実行される画質制御インターバルの二つ前のインターバルＷｎ−１（Ｖｄｃ０の決定時）の直前１０枚の平均カバレッジをＸとするとき、
平均カバレッジの差Ｙ−Ｘに基づいて、現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２は、表１に示される補正係数α、βを現像バイアスＶｄｃ０に乗じる次の式により計算される。

なお、表１のデータは図１における不揮発性メモリ２８に格納されている。また、以下において説明される表２以下のデータも不揮発性メモリ２８に格納され、随時読み出して用いられる。

Ｖｄｃ１＝Ｖｄｃ０×α
Ｖｄｃ２＝Ｖｄｃ０×β

表１に示されるように、カバレッジの差Ｙ−Ｘの絶対値が小さい場合、即ち、カバレッジの変化が少ない場合は、Ｖｄｃ１とＶｄｃ２とは、Ｖｄｃ０を中心として対称である。

したがって、ＶｄｃｎｅｗはＶｄｃ０にほぼ等しい値に設定される。

Ｙ−Ｘが２０より大であるときは、係数α、βが小さい値に設定される。その結果、Ｖｄｃｎｅｗは、Ｖｄｃ０よりも低い値に設定される。

例えば、前回カバレッジが５％から今回のカバレッジが２６％に変化した場合では、画像のカバレッジが高くなった結果、大量のトナー補給が行われる。これによりトナーの大幅な入れ替えが行われた現像装置内には、フレッシュトナーが多くなる。その結果、現像性が高くなって高濃度の画像が形成されるようになる。

したがって、Ｙ−Ｘが大きな値のときは、低い値の現像バイアスＶｄｃが選択される。

反対に、例えば、Ｙ−Ｘ≦−２０のように、負の大きな値のときは、現像性が低くなっているので、係数α。βが大きな値に設定されて高い現像バイアスＶｄｃが設定される。

このように、画像形成条件が内挿を用いて設定され、且つ、履歴情報を用いてパッチ画像形成のための２水準の作像条件が設定されるので、内挿を用いたが作像条件の設定を確実に実行することが可能となる。

複数水準の作像条件でパッチ画像を形成し、パッチ画像の複数の検知濃度に基づいて出力画像を形成するための作像条件を決定する手法を用いても、履歴情報を用いない場合には、高精度の画質制御が行われない場合がある。

図８を用いてこれを説明する。

パッチ画像を形成するための現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２が図８に示すような値に設定される場合を想定する。

このような場合としては、現像性が上昇しているにも拘わらず、パッチ画像のための現像バイアスが高い値に設定された場合等がある。

この場合、検出値の目標値に対応した現像バイアスＶｄｃｎｅｗがＶｄｃ１、Ｖｄｃ２で規定される範囲の外になり、Ｖｄｃｎｅｗは、現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２を通る直線Ｌ２を用い、外挿により計算されることになる。

外挿計算により得られる値は、一般に、内挿計算により得られる値よりも精度において劣る。

結果として、画質制御の精度が低下し、画質低下や画質の安定性の低下が起こりうる。

図７に示されるようにＶｄｃｎｅｗがＶｄｃ１とＶｄｃ２との間に位置するようにＶｄｃ１、Ｖｄｃ２を設定することにより、Ｖｄｃｎｅｗが高精度で算出される。

履歴情報を用いてパッチ画像形成のための作像条件を決定することにより、図７に示すＶｄｃ１、Ｖｄｃ２が設定され、出力画像のための作像条件であるＶｄｃｎｅｗが確実に内挿計算により決定される。
〔実施の形態２（画質制御例２−１）〕
画質制御例２−１においても中間転写体上の非画像領域に複数のパッチ画像が形成され、複数のパッチ画像の濃度を濃度センサが検知し、検知結果に基づいて出力画像形成のための作像条件が設定される。

但し、画質制御例２−１においては、パッチ画像の数が履歴情報に基づいて決定される。履歴情報としては、カバレッジが用いられる。

また、画質制御例２−１では、パッチ画像のための作像条件として、現像バイアスが設定される。

なお、出力画像のための作像条件は、複数のパッチ画像の濃度情報を用いた内挿により求められる。

図９は、出力画像ＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３、ＲＧ４、ＲＧ５間の非画像領域にパッチ画像ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４が形成される例を示す。図示の例は、カラー画像形成におけるパッチ画像を示し、４色（イエロー、マゼンタ、シアン及び黒）のパッチ画像が複数水準の作像条件で非画像形成領域に形成された状態を示す。

図１０は複数のパッチ画像に基づいて、出力画像形成のための作像条件が設定される例を示す。

直線Ｌ３は、パッチ画像のための現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３、Ｖｄｃ４から、例えば、最小二乗法により求められる。

図９、１０に示される例では、４個のパッチ画像が形成されるが、この画質制御例では、最高４個のパッチ画像が形成され、パッチ画像の数及び現像バイアス、レーザパワーの範囲が、カバレッジの履歴情報に基づいて決定される。

パッチ画像のための４個の現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３、Ｖｄｃ４は次の式により計算される。

Ｖｄｃ１＝α×Ｖｄｃ０
Ｖｄｃ２＝β×Ｖｄｃ０
Ｖｄｃ３＝γ×Ｖｄｃ０
Ｖｄｃ４＝δ×Ｖｄｃ０
係数α、β、γ、δとカバレッジＸ、Ｙとの関係は、表２に示されるとおりである。

但し、
Ｘ：実行される画質制御のインターバルＷｎ＋１の二つ前のインターバルＷｎ−１の直前１０枚平均カバレッジ
Ｙ：実行される画質制御のインターバルＷｎ＋１の一つ前のインターバルＷｎの直前１０枚プリントの平均カバレッジ
パッチ画像の数は、表２に示されるように、カバレッジの変化が大きい程多く、カバレッジの変化が小さいほど少ない値に設定される。

これにより、カバレッジの変化が大きい場合でも高い精度の制御が行われるとともに、カバレッジの変化が少ないときは、不要なパッチ画像が形成されない。したがって、トナーの無駄な消費やクリーニングの過剰な負荷が軽減される。

また、カバレッジが上昇している場合（Ｙ＞Ｘ）は、低い現像バイアスが設定され、カバレッジが下降している場合（Ｘ＞Ｙ）は、高い現像バイアスが設定される。
〔実施の形態３（画質制御例１−２）〕
画質制御例１−２においても中間転写体上の非画像領域に複数水準の条件でパッチ画像が形成され、複数のパッチ画像の濃度を濃度センサが検知し、検知結果に基づいて出力画像形成のための作像条件が設定される。

但し、画質制御例１−２においては、前記複数水準の範囲が履歴情報に基づいて決定され、履歴情報としてプリント枚数が用いられる。

プリント枚数は、前記に説明したように画質制御インターバル内でのプリント枚数である。

出力画像形成のための現像バイアスがＶｄｃ０である場合、係数α、β、γは、表３に示されるように設定される。

パッチ画像のための複数水準の現像バイアスは係数α、β、γを用いて次の式により計算される。

Ｖｄｃ１＝α×Ｖｄｃ０
Ｖｄｃ２＝β×Ｖｄｃ０
Ｖｄｃ３＝γ×Ｖｄｃ０
Ｖｄｃ０＝５００Ｖ、パッチ画像の濃度を検知したセンサの出力の目標値Ｖｓ０＝９Ｖ、画質制御のインターバル＝１５０とした場合、Ｖｄｃ１、Ｖｄｃ２、Ｖｄｃ３は次の値になる。

Ｖｄｃ１＝５００Ｖ×１．１５＝５７５Ｖ
Ｖｄｃ２＝５００Ｖ×１＝５００Ｖ
Ｖｄｃ３＝５００Ｖ×０．８５＝４２５Ｖ
各パッチ画像の濃度を検知したセンサの出力が、Ｖｏｕｔ１＝１０Ｖ、Ｖｏｕｔ２＝８．７Ｖ、Ｖｏｕｔ３＝７．２Ｖである場合、
実行される画質制御インターバルＷｎ＋１における出力画像のための現像バイアスＶｄｃｎｅｗは次の値となる。

Ｖｄｃｎｅｗ＝５１９Ｖ
〔実施の形態４（画質制御例２−２）〕
画質制御例２−２においても中間転写体上の非画像領域に複数水準の条件でパッチ画像が形成され、複数のパッチ画像の濃度を濃度センサが検知し、検知結果に基づいて出力画像形成のための作像条件が設定される。

但し、画質制御例２−２においては、パッチ画像の数及び現像バイアスＶｄｃ１〜Ｖｄｃ４が履歴情報に基づいて決定され、履歴情報としてプリント枚数が用いられる。

プリント枚数は、前記に説明したように画質制御インターバル内でのプリント枚数である。

プリント枚数に対応するパッチ画像の数及びパッチ画像形成のための現像バイアスを決める計数α、β、γ、δは表４に従って設定される。

表４に示されるように、プリント枚数が多いほど多くのパッチ画像が形成される。

即ち、プリント枚数が多い場合には画像形成特性の変化が大きいと予想されるので、多数のパッチ画像を形成して、制御の精度が上げられる。
〔実施の形態５（画質制御例３）〕
図１１は実施の形態５において形成されるパッチ画像及びパッチ画像のための作像条件を示す。

図１１（ａ）に示すように、４組のパッチ画像ＰＧ１〜ＰＧ４が非画像領域に形成される。各組は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４個のパッチ画像からなる。

パッチ画像ＰＧ１、ＰＧ２が高濃度のパッチ画像であり、パッチ画像ＰＧ３、ＰＧ４は低濃度をパッチ画像である。

図１１（ｂ）に示すようにパッチ画像ＰＧ１、ＰＧ２は２水準の現像バイアスＶｄｃ１、Ｖｄｃ２で形成され、パッチ画像ＰＧ３、ＰＧ４は、２水準のレーザパワーＬＰ１、ＬＰ２で形成される。

このようにして、連続階調におけるシャドウ部の作像条件として現像バイアスが設定され、ハイライト部の作像条件としてレーザパワーを変える露光強度が設定される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の像形成手段を示す図である。 第１設定例を用いた画質制御工程のフローチャートである。 パッチ画像の作像条件を示す図である。 第２設定例を用いた画質制御工程のフローチャートである。 パッチ画像、出力画像及び現像バイアスを示す図である。 出力画像のための現像バイアスの内挿計算を説明するための図である。 外挿計算を説明するための図である。 パッチ画像の他の例を示す図である。 出力画像のための作像条件の設定を説明するための図である。 パッチ画像の更に他の例を示す図である。

符号の説明

１ 中間転写体
２、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 像形成手段
２０ 制御手段
２４ 濃度センサ
３０ 履歴情報生成手段

Claims (11)

1. 像担持体、
   該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段、
   該像形成手段により前記像担持体上に形成された基準パターンの濃度を検知する濃度検知手段、
   該濃度検知手段の検出値に基づいて、出力画像を形成するための第１作像条件を制御する制御手段
   及び履歴情報を生成する履歴情報生成手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１作像条件の前記履歴情報に基づき、前記履歴情報における画像形成条件又は画像形成特性の変動に応じて、前記基準パターンを形成するための異なる複数の複数水準の第２作像条件の中から１つを決定し、前記像形成手段を制御して、決定された複数水準の前記第２作像条件で前記基準パターンを前記像担持体上に形成し、形成された前記基準パターンの濃度を検知した前記濃度検知手段の検出値と目標値の比較に基づいて、前記検出値の間を内挿して、前記第１作像条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲が異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲およびその範囲の広さが異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記複数水準の第２作像条件は、前記履歴情報における変動が小さいほど前記複数水準の第２作像条件の範囲を狭くすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 像担持体、
   該像担持体上にトナー像を形成する像形成手段、
   該像形成手段により前記像担持体上に形成された基準パターンの濃度を検知する濃度検知手段、
   該濃度検知手段の検出値に基づいて、出力画像を形成するための第１作像条件を制御する制御手段
   及び履歴情報を生成する履歴情報生成手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１作像条件の前記履歴情報に基づき、前記履歴情報における画像形成条件又は画像形成特性の変動に応じて、異なる複数の複数水準の第２作像条件の中から前記基準パターンの数を決定し、前記像形成手段を制御して、決定した前記数の前記基準パターンを前記像担持体上に形成し、形成された前記基準パターンの濃度を検知した前記濃度検知手段の検出値と目標値の比較に基づいて、前記検出値の間を内挿して、前記第１作像条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記基準パターンの数は、前記画像形成条件又は画像形成特性の変動が少ないほど前記基準パターンの数を少なくすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲が異なることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記異なる複数の複数水準の第２作像条件は、前記複数水準の範囲およびその範囲の広さが異なることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 制御手段が前記歴情報生成手段から取得する画像形成条件又は画像形成特性の履歴情報は、カバレッジ、形成画像の数、環境、トナー補給量、現像剤担持体の移動量及び感光体の移動量の少なくともいずれか一つの履歴情報であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記像形成手段は、出力画像を形成する画像形成工程において、前記像担持体の非画像領域に前記基準パターンを形成することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記第２作像条件として、現像バイアス、帯電条件、露光強度、現像担持体速度及びトナー濃度の少なくとも一つ以上を設定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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