JP6122810B2

JP6122810B2 - 画像形成装置、および画像濃度補正方法

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Publication number: JP6122810B2
Application number: JP2014127577A
Authority: JP
Inventors: 麻里古々本
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2034-06-20
Also published as: JP2016008984A

Description

この発明は、画像形成装置、および画像濃度補正方法に関するものであり、特に、トナーを用いて現像を行う画像形成装置、および画像濃度補正方法に関するものである。

デジタル複合機等に代表される画像形成装置においては、画像読み取り部で原稿の画像を読み取った後、読み取った画像を基に画像形成部に備えられる感光体上に静電潜像を形成する。その後、形成した静電潜像の上に帯電したトナーを現像装置から供給して可視画像とした後、用紙に転写して定着させ、装置外に排出する。このようにして、画像の形成を行う。また、感光体から用紙に転写する際に、中間転写体として転写ベルトを備える構成もある。

ここで、形成する画像を高画質に維持する観点から、画像形成装置の設置されている環境の変化や画像形成装置を構成する部材の経年変化等に対応して、例えば、現像バイアス電圧等の初期の設定値を補正し、画像濃度や画質の調整を行う必要が生じてくる。画像濃度に関する補正、すなわち、濃度補正に関する技術が、特開２０１１−１５４１４６号公報（特許文献１）に開示されている。

特許文献１には、高濃度補正を実行する際に、直前に実行された高濃度補正により得た現像電位に基づき感光体上に複数のトナーパッチ画像を形成し、複数のトナーパッチ画像の画像濃度に基づいて目標画像濃度を得るための現像電位を設定することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

特開２０１１−１５４１４６号公報

特許文献１に開示の技術では、高濃度の画像濃度の補正において、直前の高濃度補正で得られた現像電圧を利用して、トナーのパッチ画像を形成し、その画像濃度に基づいて目標の画像濃度を得るための現像電圧の設定を行うこととしている。しかし、このような特許文献１に開示の技術では、補正の精度が不十分である場合がある。

この発明の目的は、高精度の画像濃度の補正を行うことができる画像形成装置を提供することである。

この発明の他の目的は、高精度の画像濃度の補正を行うことができる画像濃度補正方法を提供することである。

本願発明者は、画像濃度の補正について、画像濃度と現像バイアス電圧との関係に着目し、画像濃度と現像バイアス電圧との関係について、以下の傾向があることを見出した。すなわち、画像濃度と現像バイアス電圧との関係については、同じ現像バイアス電圧であっても、電圧を上昇させていく場合と電圧を下降させていく場合とで、測定される画像濃度のばらつきが比較的大きいことを見出した。そして、本願発明者は鋭意検討し、本願発明の構成をするに至った。

すなわち、この発明に係る画像形成装置は、トナーによる可視画像を形成する現像装置と、トナーによる可視画像が転写される転写体とを備える。現像装置は、所定の現像バイアス電圧を印加してトナーによる濃度補正用のパッチ画像を転写体の表面上に形成するパッチ画像形成部と、パッチ画像形成部により形成したパッチ画像のトナー濃度を測定するトナー濃度測定部と、パッチ画像形成部により、それぞれ異なる現像バイアス電圧を割り振って印加して転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第一のパッチ画像を複数形成し、トナー濃度測定部により複数の第一のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、割り振った現像バイアス電圧と複数のトナー濃度との関係から目標となる目標トナー濃度に対応する仮現像バイアス電圧を算出する仮現像バイアス電圧算出部と、パッチ画像形成部により、仮現像バイアス電圧算出部により算出された仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第二のパッチ画像を複数形成し、トナー濃度測定部により複数の第二のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、測定したそれぞれのトナー濃度の平均を算出し、算出したトナー濃度の平均と目標トナー濃度との差分を算出する差分算出部と、差分算出部により算出された差分を目標トナー濃度に加算して最終目標トナー濃度を算出し、割り振った現像バイアス電圧と複数のトナー濃度との関係から最終目標トナー濃度に対応する最終現像バイアス電圧を算出する最終現像バイアス電圧算出部とを備える。

このような画像形成装置によると、現像装置において一旦仮の現像バイアス電圧を算出し、仮現像バイアス電圧を用いて第二のパッチ画像を複数形成する。ここで、複数の第二のパッチ画像を形成する際に、同じ仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して形成しているため、現像バイアス電圧を上昇させたり電圧を下降させたりすることなく仮現像バイアス電圧を印加することができる。そうすると、現像バイアス電圧の上昇や下降に伴うトナー画像濃度のばらつきを抑制することができ、精度よく仮現像バイアス電圧に対応するトナー画像濃度を測定することができる。また、複数回のパッチ画像の形成となるため、補正値を算出するためのサンプル数を多くすることができる。したがって、このような画像形成装置は、高精度の画像濃度の補正を行うことができる。

また、この発明の他の局面においては、画像濃度補正方法は、それぞれ異なる現像バイアス電圧を割り振って印加して転写体の表面上の異なる領域に第一のパッチ画像を複数形成し、複数の第一のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、割り振った現像バイアス電圧と複数のトナー濃度との関係から目標となる目標トナー濃度に対応する仮現像バイアス電圧を算出する仮現像バイアス電圧算出工程と、仮現像バイアス電圧算出工程により算出された仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第二のパッチ画像を複数形成し、複数の第二のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、測定したそれぞれのトナー濃度の平均を算出し、算出したトナー濃度の平均と目標トナー濃度との差分を算出する差分算出工程と、差分算出工程により算出された差分を目標トナー濃度に加算して最終目標トナー濃度を算出し、割り振った現像バイアス電圧と複数のトナー濃度との関係から最終目標トナー濃度に対応する最終現像バイアス電圧を算出する最終現像バイアス電圧算出工程とを備える。

このような画像濃度補正方法によると、高精度の画像濃度の補正を行うことができる。

また、このような画像濃度補正方法によると、高精度の画像濃度の補正を行うことができる。

この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略斜視図である。この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。デジタル複合機に備えられる画像形成部の一部を示す概略断面図である。この発明の一実施形態に係るデジタル複合機を用いて、現像バイアス電圧の設定の補正を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。転写ベルトの表面上に形成された第一のパッチ画像の一例を示す図である。４水準に割り振った現像バイアス電圧と、ＣＴＤ値との関係を示すグラフである。転写ベルトの表面上に形成された第二のパッチ画像の一例を示す図である。４水準に割り振った現像バイアス電圧と、ＣＴＤ値との関係を示すグラフである。

以下、この発明の実施の形態を説明する。まず、この発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略斜視図である。なお、図１に示す状態において、後述する操作部が配置される側がデジタル複合機のフロント側であり、その逆側がデジタル複合機のリア側となる。図２は、この発明の一実施形態に係る画像形成装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのデジタル複合機１１は、デジタル複合機１１全体の制御を行う制御部１２と、デジタル複合機１１側から発信する情報やユーザーの入力内容を表示する表示画面２１を含み、印刷部数や階調性等の画像形成の条件や電源のオンオフを入力させる操作部１３と、セットされた原稿を自動的に読み取り部へ搬送するＡＤＦ（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）２２を含み、原稿の画像を読み取る画像読み取り部１４と、トナーを用いて現像を行う現像装置２３を含み、読み取った画像やネットワーク２５を介して送信された画像データを基に画像を形成する画像形成部１５と、送信された画像データや入力された画像形成条件等の格納を行うハードディスク１６と、公衆回線２４に接続されており、ファクシミリ送信やファクシミリ受信を行うファクシミリ通信部１７と、ネットワーク２５と接続するためのネットワークインターフェース部１８とを備える。なお、デジタル複合機１１は、画像データの書き出しや読み出しを行うＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や現像剤によって形成された可視化像を転写する用紙を搬送する用紙搬送部等を備えるが、これらについては、図示および説明を省略する。また、図２中の矢印は、制御信号や制御、画像に関するデータの流れを示している。

デジタル複合機１１は、画像読み取り部１４により読み取られた原稿を用いて画像形成部１５において画像を形成し、用紙に印刷することにより、複写機として作動する。また、デジタル複合機１１は、ネットワークインターフェース部１８を通じて、ネットワーク２５に接続されたコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃから送信された画像データを用いて、画像形成部１５において画像を形成し、用紙に印刷することにより、プリンターとして作動する。すなわち、画像形成部１５は、要求された画像を印刷する印刷部として作動する。また、デジタル複合機１１は、ファクシミリ通信部１７を通じて、公衆回線２４から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭを介して画像形成部１５において画像を形成することにより、また、画像読み取り部１４により読み取られた原稿の画像データを、ファクシミリ通信部１７を通じて公衆回線２４に画像データを送信することにより、ファクシミリ装置として作動する。すなわち、デジタル複合機１１は、画像処理に関し、複写機能、プリンター機能、ファクシミリ機能等、複数の機能を有する。さらに、各機能に対しても、詳細に設定可能な機能を有する。なお、デジタル複合機１１は、いわゆる４連タンデム形式の画像形成部１５を備え、フルカラーの印刷が可能である。

デジタル複合機１１を含む画像形成システム２７は、デジタル複合機１１と、複数のコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃとを備える。具体的には、画像形成システム２７は、上記した構成のデジタル複合機１１と、ネットワーク２５を介してデジタル複合機１１に接続される複数のコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃとを備える。この実施形態においては、複数のコンピューター２６ａ〜２６ｃについては、３台示している。各コンピューター２６ａ〜２６ｃはそれぞれ、デジタル複合機１１に対して、ネットワーク２５を介して印刷要求を行って印刷をすることができる。デジタル複合機１１とコンピューター２６ａ〜２６ｃとは、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等を用いて有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよく、ネットワーク２５内には、他のデジタル複合機やサーバーが接続されている構成でもよい。

次に、上記した画像形成部１５の構成について、簡単に説明する。図３は、デジタル複合機１１に備えられる画像形成部１５の一部を示す概略断面図である。なお、図３においては、理解の容易の観点から、ハッチングの一部を省略している。

図３を参照して、画像形成部１５は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった４つの各色に対応する４つの現像装置２３と、各色により形成された可視画像が転写される転写ベルト４１とを含む。すなわち、デジタル複合機１１に含まれる画像形成部１５は、トナーによる可視画像を形成する現像装置２３と、トナーによる可視画像が転写される転写体としての転写ベルト４１とを備える構成である。各色に対応する４つの現像装置２３で可視画像が形成され、それぞれの色で形成された可視画像が転写ベルト４１の表面４２上に転写され、フルカラーの画像が形成される。転写ベルト４１の表面４２上に形成されたフルカラー画像が用紙に転写され、図示しない定着部によってフルカラー画像が用紙に定着されて、装置外に排出される。なお、ここでは、イエローの色を形成する一つの現像装置２３を用いて説明する。

現像装置２３は、その表面３２に静電潜像を形成する円筒状の感光体３１を含む。感光体３１は、図３中の矢印Ｒ_１の方向に回転する。感光体３１の表面３２を、図示しない帯電ユニットにて帯電させた後、図示しない露光装置から光を照射する。この照射された光によって、感光体３１の表面３２上に静電潜像が形成される。

現像装置２３は、マグローラ３３および現像スリーブ３４を含む。マグローラ３３は、磁気ローラとも呼ばれるものである。マグローラ３３の内部には、周方向に交互にＮ極およびＳ極が形成されている。マグローラ３３は、その表面３５にトナーおよびキャリアから構成される現像剤を担持する。マグローラ３３は、回転しながら担持した現像剤から現像スリーブ３４にトナーを供給する。現像スリーブ３４の表面３６には、トナーの薄層が形成される。現像スリーブ３４の表面３６に形成されるトナーの薄層は、図示しないドクターブレードでその厚みが制御される。現像スリーブ３４は、図３中の矢印Ｒ_２の方向に回転しながら、感光体３１の表面３２にトナーを供給する。感光体３１の表面３２に形成された静電潜像にトナーが供給されると、トナーによる可視画像が感光体３１の表面３２に形成される。マグローラ３３および現像スリーブ３４は共に、一部を図示した現像容器３７内に配置されている。現像容器３７には、図示しない現像剤が充填されている。現像により消費されたトナーは随時、現像容器３７内に供給される。なお、現像容器３７内には、トナーや現像剤を撹拌する撹拌ローラ（図示せず）も設けられている。

現像装置２３は、マグローラ３３および現像スリーブ３４にそれぞれ電圧を印加する電圧印加部３８を備える。マグローラ３３および現像スリーブ３４に印加される電圧には、差が設けられている。すなわち、マグローラ３３に印加される電圧値と、現像スリーブ３４に印加される電圧値とは異なる。ここで、現像バイアス電圧については、マグローラ３３と現像スリーブ３４との間の電位差をいうものである。すなわち、電圧印加部３８は、マグローラ３３と現像スリーブ３４との間に形成される現像バイアス電圧を付与するものである。この現像バイアス電圧の値の大小に応じて、マグローラ３３から現像スリーブ３４に供給されるトナーの量が調整され、引いては、感光体３１の表面３２に形成される可視画像、さらには転写ベルト４１の表面４２に転写される可視画像４３の画質に影響を及ぼすものである。現像バイアス電圧についても、画像形成部１５を制御する制御部１２により制御される。現像バイアス電圧については、画像形成部１５を構成する部材の経年変化やデジタル複合機１１が設置されている環境の変化等に応じて、初期の設定値から変更され、補正される。

画像形成部１５は、中間の転写体としての無端状の上述した転写ベルト４１を備える。転写ベルト４１の外方側の表面４２は、感光体３１の表面３２と当接している。現像時には、転写ベルト４１は回転しており、感光体３１の表面３２と当接する領域においては、図３中の矢印Ｄ_１の方向に移動している。感光体３１の表面３２と当接している領域において、転写ベルト４１の内方側には、転写ローラ３９が設けられている。この転写ローラ３９にも電圧が印加されており、感光体３１と転写ローラ３９との間の電位差により感光体３１の表面３２から転写ベルト４１の表面４２に可視画像４３が転写される。転写ローラ３９は、転写ベルト４１を回転させる機構も具備するものである。なお、転写ベルト４１の移動する方向に沿って、上記した４つの現像装置２３が並べて配置されている。

また、現像装置２３は、転写ベルト４１の表面４２に転写された可視画像４３のトナー濃度を測定するトナー濃度測定部４０を含む。トナー濃度測定部４０は、例えば、フォトセンサにより構成されており、形成されたトナーによる画像部分に光を照射し、その反射光を受光し、受光した反射光の光量等により、転写されたトナー濃度を測定する。

次に、デジタル複合機１１を用いて、現像装置２３における現像バイアス電圧の設定の補正を行う場合について説明する。この場合、目標とするトナー濃度である目標ＣＴＤ（ＣｏｌｏｒＴｏｎｅｒＤｅｎｓｉｔｙ）値として、９１０という数値を設定する。このＣＴＤという値は、単位のないものである。現状のデジタル複合機１１の構成において、目標ＣＴＤを９１０とした場合に、この目標ＣＴＤに対応する適切な現像バイアス電圧を導出し、現像バイアス電圧の設定を補正する。

図４は、この発明の一実施形態に係るデジタル複合機１１を用いて、現像バイアス電圧の設定の補正を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。図４等を参照して、現像バイアス電圧の設定の補正を行うに際し、まず、現像バイアス電圧を４水準に割り振り、転写ベルト４１の表面４２上にトナーによる濃度補正用の第一のパッチ画像を形成する（図４において、ステップＳ１１、以下、「ステップ」を省略する）。ここで、画像形成部１５等は、パッチ画像形成部として作動する。この実施形態においては、４水準の電圧としては、１７０Ｖ（ボルト）、２４０Ｖ、３１０Ｖ、３８０Ｖである。各水準の間には、７０Ｖの差が設けられている。

図５は、この場合の転写ベルト４１の表面４２上に形成された第一のパッチ画像の一例を示す図である。なお、図５中の矢印Ｄ_１は、転写ベルト４１の周方向である回転方向である。図５中の矢印Ｄ_２に示す方向が、主走査方向におけるデジタル複合機１１のリア側からフロント側に向かう方向である。

図５を参照して、転写ベルト４１の表面４２上のうち、点線で示す最も上流側の領域４４ａのフロント側には、イエローの第一のパッチ画像４６ａ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ａ、シアンの第一のパッチ画像４８ａ、ブラックの第一のパッチ画像４９ａといった４つの第一のパッチ画像４６ａ、４７ａ、４８ａ、４９ａから構成される第一のパッチ画像群４５ａが形成されている。それぞれの第一のパッチ画像４６ａ〜４９ａは、矩形状に形成されており、上流側から下流側に向かって隣接するようにして形成されている。この第一のパッチ画像群４５ａは、現像バイアス電圧を１７０Ｖと設定して形成されたものである。また、同じ現像バイアス電圧を１７０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｂ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｂ、シアンの第一のパッチ画像４８ｂ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｂから構成される第一のパッチ画像群４５ｂが、フロント側に形成された第一のパッチ画像群４５ａと同じ周方向の領域４４ａにおいて、転写ベルト４１の表面４２のリア側に形成されている。

また、フロント側の第一のパッチ画像群４５ａが形成された領域４４ａに対して、転写ベルト４１の回転方向の下流側の領域４４ｂに、現像バイアス電圧を２４０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｃ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｃ、シアンの第一のパッチ画像４８ｃ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｃから構成される第一のパッチ画像群４５ｃが形成されている。同様に、リア側の第一のパッチ画像群４５ｂが形成された領域４４ａに対して、転写ベルト４１の回転方向の下流側の領域４４ｂに、現像バイアス電圧を２４０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｄ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｄ、シアンの第一のパッチ画像４８ｄ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｄから構成される第一のパッチ画像群４５ｄが形成されている。同様に、フロント側の第一のパッチ画像群４５ｃが形成された領域４４ｂに対して、転写ベルト４１の回転方向の下流側の領域４４ｃに、現像バイアス電圧を３１０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｅ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｅ、シアンの第一のパッチ画像４８ｅ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｅから構成される第一のパッチ画像群４５ｅが形成されている。同様に、リア側の第一のパッチ画像群４５ｄが形成された領域４４ｂに対して、転写ベルト４１の回転方向の下流側の領域４４ｃに、現像バイアス電圧を３１０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｆ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｆ、シアンの第一のパッチ画像４８ｆ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｆから構成される第一のパッチ画像群４５ｆが形成されている。同様に、フロント側の第一のパッチ画像群４５ｅが形成された領域４４ｃに対して、転写ベルト４１の回転方向の下流側の領域４４ｄに、現像バイアス電圧を３８０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｇ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｇ、シアンの第一のパッチ画像４８ｇ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｇから構成される第一のパッチ画像群４５ｇが形成されている。同様に、リア側の第一のパッチ画像群４５ｆが形成された領域４４ｃに対して、転写ベルト４１の回転方向の下流側の領域４４ｄに、現像バイアス電圧を３８０Ｖと設定して形成されたイエローの第一のパッチ画像４６ｈ、マゼンタの第一のパッチ画像４７ｈ、シアンの第一のパッチ画像４８ｈ、ブラックの第一のパッチ画像４９ｈから構成される第一のパッチ画像群４５ｈが形成されている。すなわち、合計８つの第一のパッチ画像群４５ａ〜４５ｈが形成されている。

次に、形成した第一の各パッチ画像４６ａ等のＣＴＤ値をそれぞれ測定する（Ｓ１２）。このＣＴＤ値の測定については、上記したトナー濃度測定部４０により行う。なお、ここでは、主にイエローの画像について説明を行うが、マゼンタ、シアン、ブラックの各色についても、それらの処理の流れはイエローの場合と同じである。

第一のパッチ画像４６ａ等のＣＴＤ値を測定後、目標ＣＴＤ値として設定した９１０に対応する現像バイアス電圧ΔＶを算出する（Ｓ１３）。この算出された現像バイアス電圧ΔＶを仮現像バイアス電圧である仮ΔＶと決定する。この仮ΔＶの決定の方法について、簡単に説明する。

図６は、上記した４水準に割り振った現像バイアス電圧と、ＣＴＤ値との関係を示すグラフである。図６中の縦軸は、ＣＴＤ値を示し、図６中の横軸は、現像バイアス電圧値（Ｖ）を示す。図６を参照して、まず、４水準に割り振った電圧値に対して、検出したそれぞれの電圧値に対応するＣＴＤ値をプロットする。そして、隣り合う各点５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを結んだ線分５２ａ、５２ｂ、５２ｃ上で、目標ＣＴＤ値に対応する線５３ａを横軸に沿って引き、いずれかの線分５２ａ〜５２ｃと線５３ａとの交点５４ａが仮ΔＶとなる。線５３ａについては、一点鎖線で示している。この場合、目標ＣＴＤ値である９１０に対応する電圧値として、３００Ｖが算出される。この算出された３００Ｖを、仮ΔＶとして決定する（Ｓ１３）。すなわち、目標ＣＴＤ値に対応する仮ΔＶとして設定する。このＳ１１〜Ｓ１３の工程が、仮現像バイアス電圧算出工程となる。また、この場合、制御部１２等は、仮現像バイアス電圧算出部として作動する。

次に、この仮ΔＶとして設定した現像バイアス電圧を用いて、１回目のパッチ画像４６ａ等を形成した全ての領域４４ａ〜４４ｄと同じ領域４４ａ〜４４ｄにおいて、２回目のパッチ画像を形成する。すなわち、第二のパッチ画像を形成する（Ｓ１４）。この場合、仮ΔＶを現像バイアス電圧として印加して、第二のパッチ画像を形成する。すなわち、現像バイアス電圧を割り振らず、現像バイアス電圧を３００Ｖとして同じとして、ΔＶ１〜ΔＶ４で測定した４か所の領域４４ａ〜４４ｄ、さらには、フロント側およびリア側の２か所の合計８か所に再びパッチ画像を形成する。

図７は、この場合の転写ベルト４１の表面４２上に形成された第二のパッチ画像の一例を示す図である。図７は、図５に対応する。図７を参照して、転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ａのフロント側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ａ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ａ、シアンの第二のパッチ画像５８ａ、ブラックの第二のパッチ画像５９ａから構成される第二のパッチ画像群５５ａが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ａのリア側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｂ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｂ、シアンの第二のパッチ画像５８ｂ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｂから構成される第二のパッチ画像群５５ｂが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ｂのフロント側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｃ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｃ、シアンの第二のパッチ画像５８ｃ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｃから構成される第二のパッチ画像群５５ｃが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ｂのリア側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｄ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｄ、シアンの第二のパッチ画像５８ｄ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｄから構成される第二のパッチ画像群５５ｄが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ｃのフロント側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｅ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｅ、シアンの第二のパッチ画像５８ｅ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｅから構成される第二のパッチ画像群５５ｅが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ｃのリア側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｆ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｆ、シアンの第二のパッチ画像５８ｆ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｆから構成される第二のパッチ画像群５５ｆが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ｄのフロント側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｇ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｇ、シアンの第二のパッチ画像５８ｇ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｇから構成される第二のパッチ画像群５５ｇが形成される。転写ベルト４１の表面４２上には、領域４４ｄのリア側に配置されるイエローの第二のパッチ画像５６ｈ、マゼンタの第二のパッチ画像５７ｈ、シアンの第二のパッチ画像５８ｈ、ブラックの第二のパッチ画像５９ｈから構成される第二のパッチ画像群５５ｈが形成される。各第二のパッチ画像５６ａ等を形成する際の現像バイアス電圧については、同じ３００Ｖである。

このようにして形成された各第二のパッチ画像５６ａ等について、再びＣＴＤ値を測定する（Ｓ１５）。この場合、Ｓ１３における工程と同様に、トナー濃度測定部４０を用いてＣＴＤ値を測定する。

次に、測定されたＣＴＤ値について平均を算出する（Ｓ１６）。この実施形態においては、平均のＣＴＤ値として８９０が算出されたものとする。

次に、算出した平均と１回目のＣＴＤ値との差分を算出する（Ｓ１７）。この場合、９１０−８９０＝２０が算出される。すなわち、最初に目標とした目標ＣＴＤ値との差分として、２０が算出される。このＳ１４〜Ｓ１７の工程が、差分算出工程となる。また、この場合、制御部１２等は、差分算出部として作動する。

次に、算出された差分を１回目のＣＴＤ値に加算して最終目標ＣＴＤ値を算出する（Ｓ１８）。この場合、９１０＋２０＝９３０が算出される。すなわち、最終目標ＣＴＤ値として、９３０が算出される。

次に、最終目標ＣＴＤ値に対応する最終ΔＶを算出する（Ｓ１９）。図８は、上記した４水準に割り振った現像バイアス電圧と、ＣＴＤ値との関係を示すグラフである。図８は、図６に対応する。図８中の縦軸は、ＣＴＤ値を示し、図８中の横軸は、現像バイアス電圧値（Ｖ）を示す。図８を参照して、最終目標ＣＴＤ値に対応する線を横軸に沿って引き、線分との交点を最終ΔＶとして決定する。線５３ｂについては、二点鎖線で示している。この場合、最終目標ＣＴＤ値である９３０に対応する電圧値として、３５０Ｖが算出される。この算出された３５０Ｖを、最終ΔＶとして決定する。すなわち、最終目標ＣＴＤ値に対応する最終ΔＶとして設定する。このようにして最終ΔＶを算出する。このＳ１８〜Ｓ１９の工程が、最終現像バイアス電圧算出工程となる。また、この場合、制御部１２等は、最終現像バイアス電圧算出部として作動する。このようにして得られた最終ΔＶに基づいて現像バイアス電圧を補正する。

このような構成のデジタル複合機１１は、現像装置２３において一旦仮の現像バイアス電圧を算出し、仮現像バイアス電圧を用いて第二のパッチ画像を複数形成する。ここで、複数の第二のパッチ画像を形成する際に、同じ仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して形成しているため、現像バイアス電圧を上昇させたり電圧を下降させたりすることなく仮現像バイアス電圧を印加することができる。そうすると、現像バイアス電圧の上昇や下降に伴うトナー画像濃度のばらつきを抑制することができ、精度よく仮現像バイアス電圧に対応するトナー画像濃度を測定することができる。また、複数回のパッチ画像の形成となるため、補正値を算出するためのサンプル数を多くすることができる。したがって、このような画像形成装置は、高精度の画像濃度の補正を行うことができる。

また、この発明に係る画像濃度補正方法は、それぞれ異なる現像バイアス電圧を割り振って印加して転写体の表面上の異なる領域に第一のパッチ画像を複数形成し、複数の第一のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、割り振った現像バイアス電圧と複数のトナー濃度との関係から目標となる目標トナー濃度に対応する仮現像バイアス電圧を算出する仮現像バイアス電圧算出工程と、仮現像バイアス電圧算出工程により算出された仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第二のパッチ画像を複数形成し、複数の第二のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、測定したそれぞれのトナー濃度の平均を算出し、算出したトナー濃度の平均と目標トナー濃度との差分を算出する差分算出工程と、差分算出工程により算出された差分を目標トナー濃度に加算して最終目標トナー濃度を算出し、割り振った現像バイアス電圧と複数のトナー濃度との関係から最終目標トナー濃度に対応する最終現像バイアス電圧を算出する最終現像バイアス電圧算出工程とを備える。

このような画像濃度補正方法によれば、高精度の画像濃度の補正を行うことができる。

この場合、第一のパッチ画像を形成する位置と、第二のパッチ画像を形成する位置とは、同じであるため、より高精度に現像バイアス電圧を補正することができる。

また、この場合、仮現像バイアス電圧算出部は、転写ベルトのフロント側の領域およびリア側の領域にそれぞれ第一のパッチ画像を形成するようパッチ画像形成部を制御するため、主走査方向においても精度よく現像バイアス電圧を補正することができる。

また、この場合、仮現像バイアス電圧算出部は、転写ベルトの周方向の異なる領域にそれぞれ第一のパッチ画像を形成するようパッチ画像形成部を制御するため、周方向のばらつきを抑制してより高精度に現像バイアス電圧を補正することができる。

また、この場合、仮現像バイアス電圧算出部は、４水準で現像バイアス電圧を割り振って第一のパッチ画像を形成するようパッチ画像形成部を制御するため、サンプル数を多くして、精度よく現像バイアス電圧を補正することができる。

なお、上記の実施の形態において、フロント側とリア側の双方にパッチ画像を形成することとしたが、これに限らず、さらにセンターにパッチ画像を形成することにしてもよいし、周方向に５水準以上現像バイアス電圧を割り振ってパッチ画像を形成することにしてもよい。こうすることにより、より高い精度の画像濃度の補正を行うことができる。なお、第一のパッチ画像および第二のパッチ画像については、少なくともそれぞれ一か所ずつ形成すればよい。また、２水準、または３水準の電圧の割り振りであってもよい。

なお、上記の実施の形態において、異なる位置に第一のパッチ画像と第二のパッチ画像を形成するようにしてもよい。

また、転写体として転写ベルトを用いることとしたが、これに限らず、トナーが転写される部材であればよい。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に係る画像形成装置は、高精度の画像形成が要求される場合に、特に有効に利用される。

１１デジタル複合機、１２制御部、１３操作部、１４画像読み取り部、１５画像形成部、１６ハードディスク、１７ファクシミリ通信部、１８ネットワークインターフェース部、２１表示画面、２２ＡＤＦ、２３現像装置、２４公衆回線、２５ネットワーク、２６ａ，２６ｂ，２６ｃコンピューター、２７画像形成システム、３１感光体、３２，３５，３６，４２表面、３３マグローラ、３４現像スリーブ、３７現像容器、３８電圧印加部、３９転写ローラ、４０トナー濃度測定部、４１転写ベルト、４３可視画像、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ領域、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆ，４５ｇ，４５ｈ，５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆ，５５ｇ，５５ｈパッチ画像群、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ，４６ｆ，４６ｇ，４６ｈ，４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ，４７ｆ，４７ｇ，４７ｈ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇ，４８ｈ，４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆ，４９ｇ，４９ｈ，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ，５６ｅ，５６ｆ，５６ｇ，５６ｈ，５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ，５７ｅ，５７ｆ，５７ｇ，５７ｈ，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ，５８ｅ，５８ｆ，５８ｇ，５８ｈ，５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ，５９ｅ，５９ｆ，５９ｇ，５９ｈパッチ画像、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５４ａ，５４ｂ点、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５３ａ，５３ｂ線。

Claims

トナーによる可視画像を形成する現像装置と、前記トナーによる可視画像が転写される転写体とを備える画像形成装置であって、
前記現像装置は、所定の現像バイアス電圧を印加してトナーによる濃度補正用のパッチ画像を前記転写体の表面上に形成するパッチ画像形成部と、
前記パッチ画像形成部により形成したパッチ画像のトナー濃度を測定するトナー濃度測定部と、
前記パッチ画像形成部により、それぞれ異なる現像バイアス電圧を割り振って印加して前記転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第一のパッチ画像を複数形成し、前記トナー濃度測定部により複数の前記第一のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、割り振った前記現像バイアス電圧と複数の前記トナー濃度との関係から目標となる目標トナー濃度に対応する仮現像バイアス電圧を算出する仮現像バイアス電圧算出部と、
前記パッチ画像形成部により、仮現像バイアス電圧算出部により算出された前記仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して前記転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第二のパッチ画像を複数形成し、前記トナー濃度測定部により複数の前記第二のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、測定したそれぞれのトナー濃度の平均を算出し、算出したトナー濃度の平均と前記目標トナー濃度との差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部により算出された前記差分を前記目標トナー濃度に加算して最終目標トナー濃度を算出し、割り振った前記現像バイアス電圧と複数の前記トナー濃度との関係から前記最終目標トナー濃度に対応する最終現像バイアス電圧を算出する最終現像バイアス電圧算出部とを備える、画像形成装置。
前記第一のパッチ画像を形成する位置と、前記第二のパッチ画像を形成する位置とは、同じである、請求項１に記載の画像形成装置。
前記仮現像バイアス電圧算出部は、前記転写体のフロント側の領域およびリア側の領域にそれぞれ前記第一のパッチ画像を形成するよう前記パッチ画像形成部を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記仮現像バイアス電圧算出部は、前記転写体の周方向の異なる領域にそれぞれ前記第一のパッチ画像を形成するよう前記パッチ画像形成部を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記仮現像バイアス電圧算出部は、３水準以上前記現像バイアス電圧を割り振って前記第一のパッチ画像を形成するよう前記パッチ画像形成部を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
それぞれ異なる現像バイアス電圧を割り振って印加して転写体の表面上の異なる領域に第一のパッチ画像を複数形成し、複数の前記第一のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、割り振った前記現像バイアス電圧と複数の前記トナー濃度との関係から目標となる目標トナー濃度に対応する仮現像バイアス電圧を算出する仮現像バイアス電圧算出工程と、
前記仮現像バイアス電圧算出工程により算出された前記仮現像バイアス電圧をそれぞれ印加して前記転写体の表面上のそれぞれ異なる領域に第二のパッチ画像を複数形成し、複数の前記第二のパッチ画像に対応するトナー濃度をそれぞれ測定し、測定したそれぞれのトナー濃度の平均を算出し、算出したトナー濃度の平均と前記目標トナー濃度との差分を算出する差分算出工程と、
前記差分算出工程により算出された前記差分を前記目標トナー濃度に加算して最終目標トナー濃度を算出し、割り振った前記現像バイアス電圧と複数の前記トナー濃度との関係から前記最終目標トナー濃度に対応する最終現像バイアス電圧を算出する最終現像バイアス電圧算出工程とを備える、画像濃度補正方法。