JP6974945B2

JP6974945B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6974945B2
Application number: JP2017010603A
Authority: JP
Inventors: 正樹下村; 和弘船谷; 知経仕田; 啓介遠藤
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Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: JP2018120066A

Description

本発明は、画像形成装置における濃度補正技術に関する。

近年、電子写真方式を用いた画像形成装置が普及している。画像形成装置には、正確な色再現性や色味安定性が要求される。色味変動は、画像形成装置の使用環境の変化や、各種消耗品の使用履歴、画像形成装置の稼動に伴う本体の状態変化など、種々の要因で生じる。そのため、画像形成装置は、色味を常に安定させるべく、所定のタイミングで濃度補正制御を実行する。特許文献１は、画像形成装置の稼動（連続印刷）中に、適宜、濃度補正制御を実行して濃度に関する画像形成条件を更新することを開示している。濃度に関する画像形成条件とは、例えば、帯電バイアス、露光強度、現像バイアスや、入力される画像データ値を画像形成装置の特性に応じて変換するためのルックアップテーブル等である。

ただし、濃度補正制御を頻繁に実行するとダウンタイムが増加し、かつ、各消耗品を消費させてしまう。このため、特許文献２は、濃度補正制御の実行頻度を低減させる構成を開示している。具体的には、画像形成装置の電源投入時やスリープ（省電力待機状態）からの復帰時に定着部の温度を検知し、その温度が十分に低い場合のみ、長時間放置されて色味変動が大きく生じていると判断して濃度補正制御を実行する構成を特許文献２は開示している。また、特許文献３は、前回の濃度補正制御実行時の像担持体の温度と電源投入時やスリープからの復帰時の像担持体の温度とを比較し、温度差が大きい場合のみ濃度補正制御を実行することを開示している。

特開２００２−２５８５５０号公報特開平５−４５９８２号公報特開２０１１−１１７９９４号公報

特許文献２は、画像形成装置が長時間放置されたことを検出して濃度補正制御を実行している。しかしながら、通常、画像形成装置は稼働と停止が交互に繰り返され、画像形成装置の構成やユーザの使用状況によっては、頻繁に濃度補正制御が実行されてしまう場合がある。

本発明は、濃度補正制御の実行頻度が高くなることを抑えつつ、濃度変動を抑制できる画像形成装置を提供するものである。

本発明の一態様によると、シートに画像を形成する画像形成装置は、感光体と、前記感光体の温度を検出する第１検出手段と、前記画像形成装置の雰囲気温度を検出する第２検出手段と、前記感光体に形成されるトナー像の濃度を目標濃度とするための複数の濃度補正条件であって、前記感光体の温度と前記雰囲気温度との差が所定値以内である第１状態の場合に使用する第１濃度補正条件と、前記感光体の温度と前記雰囲気温度との差が前記所定値より大きい第２状態の場合に使用する第２濃度補正条件と、を含む前記複数の濃度補正条件を保持する保持手段と、前記複数の濃度補正条件の内のいずれかの濃度補正条件に基づき前記感光体にトナー像を形成する形成手段と、前記感光体に形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する第３検出手段と、前記トナー像の濃度に関する値に基づき前記複数の濃度補正条件を更新する更新手段と、を備えており、前記更新手段は、前記第２状態であり、かつ、前記第１濃度補正条件又は前記第２濃度補正条件を更新してからのシートへの印刷枚数が第１上限値を超えると前記第２濃度補正条件を更新することを特徴とする。

本発明によると、濃度補正制御の実行頻度が高くなることを抑えつつ、濃度変動を抑制することができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。一実施形態による画像形成装置の制御構成図。一実施形態による光学センサの構成図。一実施形態による感光体の構成図。一実施形態による入力画像データ値と出力画像濃度との関係を示す図。一実施形態による印刷枚数と出力画像濃度との関係を示す図。一実施形態による印刷枚数と出力画像濃度との関係を示す図。一実施形態による印刷枚数と出力画像濃度との関係を示す図。一実施形態による濃度補正制御の実行タイミングの判定のフローチャート。一実施形態による濃度補正制御の実行タイミングの判定のフローチャート。一実施形態による印刷枚数と出力画像濃度との関係を示す図。一実施形態による現像部の構成図。一実施形態によるトナー帯電量の変化を示す図。一実施形態による入力画像データ値と出力画像濃度との関係を示す図。第二実施形態の効果の説明図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１０の構成図である。なお、図中の参照符号の末尾のアルファベットａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ、対応する部材が形成するトナー像の色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。しかしながら、以下の説明において、トナー像の色を区別する必要が無い場合には、末尾のアルファベットを除いた参照符号を使用する。画像形成装置１０は、画像形成装置１０から着脱可能であり、対応する色のトナー像を形成するカートリッジ３２を備えている。カートリッジ３２の感光体２は、画像形成時、図中の矢印の方向に回転駆動される。帯電部３は、帯電バイアスを出力して回転駆動される感光体２の表面を一様な電位に帯電させる。露光部４は、帯電された感光体２の表面を光で露光して静電潜像を形成する。現像部５は、感光体２の静電潜像をトナーで現像してトナー像とする。具体的には、現像部５は、現像バイアスを出力することで感光体２の静電潜像にトナーを付着させ、これによりトナー像を感光体２に形成する。一次転写部１４は、一次転写バイアスを出力し、画像形成時、図中の矢印ａの方向に回転駆動される、像担持体である中間転写ベルト３１に感光体２のトナー像を転写する。中間転写ベルト３１に転写されず、感光体２に残留したトナーはクリーニング部６により除去される。なお、各感光体２のトナー像を重ねて中間転写ベルト３１に転写することでフルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト３１（中間転写体）に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の回転により二次転写部３５の対向位置へと搬送される。一方、給紙ユニット１５から給紙ローラ１６により給紙されたシート（記録媒体）Ｓは、レジストローラ対１７によって二次転写部３５の対向位置へと搬送される。二次転写部３５は、二次転写バイアスを出力することで、中間転写ベルト３１のトナー像をシートＳに転写する。トナー像が転写されたシートＳは定着部１８に搬送される。定着部１８は、シートＳを加熱・加圧してトナー像をシートＳに定着させる。トナー像の定着後、シートＳは、画像形成装置１０の外部に排出される。なお、クリーニング部３３は、中間転写ベルト３１からシートＳに転写されず、中間転写ベルト３１に残留したトナーを除去する。また、光学センサ４０は、中間転写ベルト３１に形成された、トナー像を含む濃度補正パターンを検出する。

図２は、画像形成装置１０の制御構成を示している。ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラムや各種データが格納される。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３を作業領域に用いて、ＲＯＭ１０２に格納された各種制御プログラムを実行する。これにより、ＣＰＵ１０１は、画像形成装置１０の各部の動作を制御したり、濃度補正制御を実行したりする。不揮発性メモリ１０９は、画像形成装置１０の電源が断となっても維持すべき各種データを保持する。

テストパターン発生部１０４は、濃度補正制御で使用する濃度補正パターンを形成するためのデータを保持又は生成する。雰囲気検知部１０５は、装置付近又は内部の雰囲気温度と湿度を検知する。濃度検出部１０６は、光学センサ４０からの出力信号に基づき中間転写ベルト３１に形成された濃度補正パターンの各トナー像（画像）の濃度を検出する。温度検出部５０は、各感光体２に対応して設けられ、対応する感光体２の温度を検出する。例えば、温度検出部５０を接触式とし、感光体２の温度を直接測定する構成とすることができる。また、非接触式の温度検出部５０により感光体２の温度を測定する構成とすることができる。なお、ここでは一例として各感光体２に対応する温度検出部５０を有する構成を説明したが、これに限られるものではない。例えば、イエローに対応する感光体２の温度を代表として検出し、他の色に対応する感光体２の温度は検出しないような構成とすることもできる。もちろん、２つの感光体、３つの感光体の温度を検出してもよいことはいうまでもない。さらに、感光体２の温度と相関性があれば、カートリッジ３２内にある他の部材、例えば、クリーニング部６の温度を測定する構成とすることもできる。また、感光体２の回転時間や停止時間から感光体２の温度を推定する構成であっても良い。

濃度補正制御は、正確な色再現性を得るために実行する。具体的には、画像形成条件を変えながら、複数の濃度補正パターンを中間転写ベルト３１に形成し、光学センサ４０によりそれらの濃度を検出する。そして、形成される各トナー像が目標濃度となる様に、画像形成条件を制御する。なお、濃度に影響を与える画像形成条件（濃度補正条件）は、例えば、帯電バイアス、現像バイアス、露光部４の露光強度、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）等である。なお、上記説明では、ＣＰＵ１０１の処理に基づいて各種処理を行なう場合を例に挙げて説明したが、ＣＰＵ１０１が行う処理の一部又はその全てを専用の集積回路により行うように構成してもよい。

図３は、光学センサ４０の構成図である。光学センサ４０は、発光素子４０ａと、受光素子４０ｂと、受光素子４０ｃとを、備えている。発光素子４０ａの照射角度と、受光素子４０ｂの受光角度は、等しくなる様に設けられる。よって、受光素子４０ｂは、発光素子４０ａが照射した光の中間転写ベルト３１での正反射光及び乱反射光を受光する。受光素子４０ｃは、その受光角度が、発光素子４０ａの照射角度とは異なる様に設けられる。よって、受光素子４０ｃは、発光素子４０ａが照射した光の中間転写ベルト３１での乱反射光のみを受光する。良く知られている様に、中間転写ベルト３１に形成されたトナー像からの反射強度はトナー像の濃度に依存するため、濃度検出部１０６は、受光素子４０ｂと、受光素子４０ｃが出力する受光強度を示す信号に基づきトナー像の濃度を検出できる。

図４は、感光体２の層構成を示している。アルミ基体２００は、支持体となり、導電性を有する。アルミ基体２００上には、バリアー機能と接着機能とを有する下引き層２０１が設けられる。下引き層２０１の上には、中抵抗の正電荷注入防止層２０２が設けられる。正電荷注入防止層２０２は、アルミ基体２００から注入された正電荷が、感光体２の表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する。正電荷注入防止層２０２の上には、電荷発生物質を含有する電荷発生層２０３が設けられる。感光体２の表面が露光されると、電荷発生層２０３において、電荷（正孔と電子の対）が発生する。電荷発生層２０３の上には、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層２０４が設けられる。帯電部３によりマイナスに帯電された感光体２の表面が露光されると、電荷発生層２０３で生成されたプラス電荷が、電荷輸送層２０４を通って感光体２の表面のマイナス電荷と再結合する。これにより、露光された感光体２の表面電位の絶対値が下がり静電潜像が形成される。以下、この露光後の感光体２の表面電位を明部電位と呼ぶ。

図４に示す層構成を有する感光体２を用いた場合、明部電位は、感光体２の温度変化に応じて変動する。感光体２が露光された際に電荷発生層２０３で生成されるプラス電荷の一部は、再結合せず感光体２の内部でトラップされる。このトラップされるプラス電荷数が多くなると、明部電位の絶対値（マイナス極性）は高くなる。感光体２の温度が上昇すると、感光体２の各層の抵抗が低下し、感光体２の内部においてトラップされるプラス電荷が少なくなり、明部電位の絶対値が低くなる。明部電位が変わると、現像バイアスとの電位差が変わるため、感光体２の静電潜像に付着するトナー量が変動する。具体的には、現像バイアスとの電位差が大きくなれば、トナーの付着量が増えて濃度が増加する。一方、電位差が小さくなれば、トナーの付着量が減少して濃度が薄くなる。このように、感光体２の温度変化は、濃度（色味）変動を引き起こす要因となる。

ここで、感光体２の温度変化を引き起こす主な要因は、雰囲気温度の変化、画像形成装置内の熱源（例えば、定着部や電装部材）からの輻射熱、感光体２と接触する部材、例えば、中間転写ベルト３１からの伝熱等である。さらに、感光体２に接触する部材、例えば、クリーニング部６との摩擦による自己昇温等も主な要因の一つでる。これら要因により、連続して画像形成を行うと、感光体２の温度は上昇する。例えば、連続した画像形成により、２３℃であった感光体２の温度は４０℃程度まで上昇し得る。図５は、感光体２の温度が２３℃と４０℃のそれぞれにおいて、入力画像データの値と、形成されるトナー像の濃度との関係を示している。なお、図５の入力画像データの値と出力画像濃度の値は、理想的な状態において等しくなる様に正規化している。なお、図５のグラフは、感光体２の温度が２３℃のときに入力画像データの値と出力画像濃度の値が理想的な状態に近づく様にするＬＵＴを使用して画像を形成したときのものである。図５に示す様に、感光体２の温度が２３℃のときには出力画像濃度は略理想的な状態であるが、感光体２の温度が４０℃になると出力画像濃度が高くなっている。なお、低濃度側で濃度差が小さくなっているのは、低濃度側はそもそも濃度が小さく差がでづらいからである。また、高濃度側で濃度差が小さくなっているのは、高濃度側においては温度に拘らず、略１００％のトナーを付着できているからである。

図６は、雰囲気温度及び湿度がそれぞれ２３℃及び５０％の環境下で画像形成を行った際の、シートへの印刷枚数に対する出力画像濃度及び感光体２の温度の変化を示している。ここでは、５００枚のシートに連続して印刷を行い、その後、４時間放置後に再び５００枚のシートに連続して印刷することを、計２００１枚のシートに印刷するまで繰り返している。なお、印刷開始時に一度だけ濃度補正制御を実行し、入力画像データの値は総て５としている。

一枚目のシートへの印刷時点において、感光体２の温度は雰囲気温度と同じ２３℃であり、出力画像濃度は、入力画像データの値と同じ５である。しかしながら、連続した画像形成により感光体２の温度が上昇すると出力画像濃度も高くなり、５００枚目のシートへの画像形成時点では、感光体２の温度が４０℃となり、出力画像濃度が約６となっている。その後、４時間の間、画像形成装置を停止させたため、５０１枚目のシートへの画像形成時には感光体２の温度が設置環境と同じ２３℃に低下し、よって、出力画像濃度も約５となっている。

出力画像濃度が１以上変化すると容易に差が視認できることから、例えば、出力画像濃度の変化の許容値を０．７とする。つまり、入力画像データ値が５であるときの出力画像濃度を５±０．７の範囲に抑えるものとする。この場合、図６の実験結果から、連続して２５０枚のシートに画像形成を行う度に濃度補正制御を実行すれば良い。図７は、そのときの出力画像濃度及び感光体２の温度の変化を示している。なお、連続して２５０枚のシートに印刷を行う度に濃度補正制御を実行した以外の条件は、図６と同じである。図７に示す様に、この場合、２００１枚のシートに画像を形成する間に合計９回の濃度補正制御が実行される。

図７の結果においては、２５０枚目のシートへの印刷後に濃度補正制御が実行され、出力画像濃度が５に補正される。５００枚目の印刷後にも濃度補正制御が実行されるが、そのまま４時間放置されるため、５０１枚目のシートに形成される画像の濃度は４であり、許容範囲外となる。同様に、１００１枚目、１５０１枚目及び２００１枚目の出力画像濃度は４であり許容範囲外となる。したがって、出力画像濃度を許容範囲内とするには、４時間放置後の印刷前に濃度補正制御を実行することが必要になる。

図８は、図７の条件に加え、さらに、４時間放置後の印刷前にも濃度補正制御を実行した場合の結果を示している。これにより図８に示す様に、総てのシートに形成される画像濃度は許容範囲内になる。しかしながら、２００１枚のシートへの画像形成の間に計１３回の濃度補正制御が実行されることになる。

このように、画像濃度の安定のため、濃度補正制御を実行しても、画像形成装置にある程度の放置時間が発生すると、補正結果が有効に活用されないことがある。そして、濃度変化を許容範囲内に抑えるためには、放置時間が発生する毎に濃度補正制御を実行する必要があり、結果として濃度補正制御の実行回数の増加を招いてしまう場合がある。

このため、本実施形態では、感光体２の温度と雰囲気温度との差が所定値以内であるときのＬＵＴと、感光体２の温度と雰囲気温度との差が所定値を超えているときのＬＵＴとを設ける。なお、以下の説明において、感光体２の温度と雰囲気温度との差が所定値以内であるときを定常状態と呼び、それ以外のときを非定常状態と呼ぶものとする。また、定常状態であるときに行った濃度補正制御で得たＬＵＴを定常時のＬＵＴと呼び、非定常状態であるときに行った濃度補正制御で得たＬＵＴを非定常時のＬＵＴと呼ぶものとする。なお、定常状態であるか非定常状態であるかの判定に使用する上記所定値は、温度変化による濃度変化をほとんど無視できる温度幅に基づき決定され、例えば、２℃とすることができる。

本実施形態の画像形成装置は、定常状態であると定常時のＬＵＴを使用して画像形成を行い、非定常状態であると非定常時のＬＵＴを使用して画像形成を行う。なお、画像形成装置は、定常時のＬＵＴについては常に保持しているものとする。一方、初期状態等において、本実施形態の画像形成装置は、非定常時のＬＵＴを保持しない場合がある。この場合には、非定常状態であっても、非定常状態で濃度補正制御を実行するまでは定常時のＬＵＴを使用する。

図９は、非定常状態において濃度補正制御の実行を判定するためのフローチャートであり、図１０は、定常状態において濃度補正制御の実行を判定するためのフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、非定常状態であると図９の処理を実行し、定常状態であると図１０の処理を実行して濃度補正制御の実行を行う。まず、図９の処理について説明する。ＣＰＵ１０１は、Ｓ１０でカートリッジ３２が交換されたかを判定する。カートリッジ３２が交換されると出力画像の濃度特性が大きく変わるため、定常時のＬＵＴと非定常時のＬＵＴの両方を更新する必要がある。このため、カートリッジ３２が交換されると、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１４で実行フラグをＯｎに設定し、Ｓ１５で濃度補正制御を実行して非定常時のＬＵＴを更新する。一方、Ｓ１０でカートリッジ３２が交換されていないと、ＣＰＵ１０１は、前回の濃度補正制御からの印刷枚数が第１上限値以上となったかを判定する。なお、本例においては、図６での実験結果に基づき、第１上限値を、連続印刷における温度上昇によっても濃度の変動を許容値以内に抑えることができる２５０枚とする。つまり、第１上限値は、感光体２の温度変化量に対する、トナー像の濃度変動量に基づき決定する。また、Ｓ１１の処理は、前回の濃度補正制御からの印刷枚数ではなく、非定常状態になってからの印刷枚数としても良い。印刷枚数が第１上限値を超えると、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１５で濃度補正制御を実行して非定常時のＬＵＴを更新する。印刷枚数が第１上限値を超えていないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１２でユーザによる濃度補正制御の実行指示が行われたかを判定し、行われていると、Ｓ１５で濃度補正制御を実行して非定常時のＬＵＴを更新する。一方、ユーザ指示が行われていないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ１３で、依然、非定常状態であるかを判定し、非定常状態であるとＳ１０から処理を繰り返す。一方、定常状態に遷移していると、ＣＰＵ１０１は、図９の処理を終了し、以下に説明する図１０の処理を開始する。

図１０のＳ２０において、ＣＰＵ１０１は、実行フラグがＯｎであるかを判定する。実行フラグがＯｎであることは、非定常状態の間にカートリッジ３２が交換されたことを意味する。したがって、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２６で実行フラグをＯｆｆに設定して、Ｓ２７で濃度補正制御を実行して定常時のＬＵＴを更新する。実行フラグがＯｎでないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２１で、カートリッジ３２が交換されたかを判定する。カートリッジ３２が交換されていると、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２７で濃度補正制御を実行して定常時のＬＵＴを更新する。カートリッジ３２が交換されていないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２２で、雰囲気湿度が、前回のＳ２７での濃度補正制御のときの雰囲気湿度から許容値以上変動しているかを判定する。許容値以上変動していると、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２７で濃度補正制御を実行して定常時のＬＵＴを更新する。なお、雰囲気湿度に代えて、或いは、雰囲気湿度に加えて雰囲温度が許容値以上変化していると濃度補正制御を実行して定常時のＬＵＴを更新する構成とすることもできる。このため、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２７で濃度補正制御を実行すると、そのときの雰囲気温度及び／又は湿度を保存しておく。Ｓ２２で、雰囲気湿度や温度等の環境値が許容値以上変化していないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２３で、前回のＳ２７での濃度補正制御からの印刷枚数が第２上限値を超えているかを判定する。第２上限値は、画像形成装置が形成する画像濃度に影響を与える印刷枚数から決定され、例えば、３０００枚とすることができる。なお、第２上限値は、第１上限値より大きい値である。印刷枚数が第２上限値を超えていると、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２７で濃度補正制御を実行して定常時のＬＵＴを更新する。印刷枚数が第２上限値を超えていないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２４でユーザによる濃度補正制御の実行指示が行われたかを判定し、行われていると、Ｓ２７で濃度補正制御を実行して定常時のＬＵＴを更新する。一方、ユーザ指示が行われていないと、ＣＰＵ１０１は、Ｓ２５で、依然、定常状態であるかを判定し、定常状態であるとＳ２０から処理を繰り返す。一方、非定常状態に遷移していると、ＣＰＵ１０１は、図１０の処理を終了して図９の処理を開始する。

図１１は、上述した様に、定常時及び非定常時のＬＵＴを使い分け、各ＬＵＴを図９及び図１０に示す様に更新したときの印刷枚数に対する出力画像濃度及び感光体２の温度との関係を示している。なお、図６から８と同様に、図１１は、雰囲気温度及び湿度がそれぞれ２３℃及び５０％の環境下で画像形成を行い、５００枚のシートに連続して印刷することを、４時間の間隔を空けて繰り返し行ったときのグラフである。なお、図６と同様に、印刷開始前に濃度補正制御を行って定常時のＬＵＴを更新している。印刷枚数が２５０枚になると図９のＳ１１が"Ｙｅｓ"となり、非定常時のＬＵＴが作成される。これにより、出力画像濃度が理想値の"５"に近づく。また、５００枚目の印刷後にも図９のＳ１１が"Ｙｅｓ"となり、非定常時のＬＵＴが更新される。その後、４時間放置されることで感光体２の温度は雰囲気温度となり、よって、５０１枚目の印刷は、定常時のＬＵＴを使用して行われる。なお、定常時の濃度補正制御の実行条件（図１０）は満たされていないため、この時点で濃度補正制御は実行されない。以後も同様であり、よって、本実施形態では、２００１枚の印刷の間の濃度補正制御の実行回数は９回となる。

以上、本実施形態では、ＬＵＴを作成・更新したときの感光体２の温度を、ＬＵＴに関連付けて保存しておく。そして、画像形成の際には、そのときの感光体２の温度により使用するＬＵＴを決定することで、濃度補正制御の実行頻度が高くなることを抑えつつ、濃度変動を抑制することができる。なお、本実施形態では、感光体２の温度により、画像形成装置の状態を定常状態と非定常状態の２つに分類し、それぞれのＬＵＴを設けるものであったが、感光体２の温度により３つ以上の状態に分類してそれぞれのＬＵＴを設ける構成であっても良い。

また、例えば、濃度補正制御を行った際の感光体２の温度を、当該濃度補正制御で作成・更新されたＬＵＴに関連付けて記憶しておく構成とすることもできる。そして、ＣＰＵ１０１は、画像形成の際、そのときの感光体２の温度と、使用するＬＵＴに関連付けて記憶されている温度との差に基づきＬＵＴを調整し、調整後のＬＵＴにより画像を形成する構成とすることもできる。つまり、ＬＵＴによる入力画像データの値の変換後の値を温度差に応じて調整する。なお、温度差とＬＵＴによる変換後の値の調整量との関係は予め実験的に求めておく。さらに、濃度補正条件としてＬＵＴを元に説明を行ったが、帯電バイアス、現像バイアス、露光部４の露光強度等の他の濃度に影響を与える画像形成条件を、それぞれ、定常状態と非定常状態について求めておき、画像形成時の状態に応じて使い分ける構成であっても良い。

なお、本実施形態においては、感光体２に形成されたトナー像の濃度を直接測定するのではなく、中間転写ベルト３１に転写した後に、光学センサ４０で測定して濃度補正制御を行うものであった。しかしながら、感光体２に形成されたトナー像の濃度を直接測定して濃度補正制御を行う構成であっても良い。或いは、シートに転写されたトナー像の濃度を測定して濃度補正制御を行う構成であっても良い。

＜第二実施形態＞
続いて、本実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、感光体２の温度による濃度変化に着目し、感光体２の温度に応じて使用するＬＵＴを使い分けていた。しかしながら、現像部５が有するトナーの帯電量が変化しても出力画像濃度は変化する。以下、現像部５の構成と、トナーの帯電量が変化する理由について説明する。

図１２は、現像部５の構成図である。現像部５は、トナー９を収容するトナー容器１１を有する。トナー容器１１の内部には、トナー担持体１２と、現像ローラ７が設けられ、画像形成時、トナー担持体１２及び現像ローラ７は、それぞれ、図中の矢印の方向に回転駆動される。また、現像ローラ７に当接するようにブレード１３が現像部５の開口端部に設けられる。トナー担持体１２が回転することで、トナー９が現像ローラ７に圧着される。現像ローラ７に圧着されたトナー９は、現像ローラ７の回転に伴いブレード１３と現像ローラ７との間に進入し、ここを通過する際に、現像ローラ７の表面とブレード１３により摺擦され、摩擦帯電される。帯電されたトナー９は、現像ローラ７上において薄層となり、現像ローラ７の回転に伴い、感光体２の対向位置へと搬送され、感光体２の静電潜像に付着させられる。なお、静電潜像に付着しなかったトナー９は、現像ローラ７の回転によりトナー容器１１内に回収され、トナー担持体１２とのニップ部において現像ローラ７から剥ぎ取られる。この様に、摩擦帯電されたトナー９のうち、現像で消費されなかったトナー９は、トナー容器１１内に回収されてトナー容器１１内の他のトナー９と混ざり合う。そのため、連続印刷を行うと、トナー容器１１内のトナー９の平均帯電量が上がっていく。また、逆に印刷を行わない放置時間が続くと、電荷が失われていくため、トナー容器１１内のトナー９の平均帯電量は下がっていく。

図１３の実線は、連続して５００枚のシートに画像を形成し、その後、放置したときのトナー９の帯電量の時間変化の実測値を示している。また、図１３の点線は、連続した画像形成中の帯電量の時間変化の近似曲線と、画像形成の停止時の帯電量の時間変化の近似曲線をそれぞれ示している。本実施形態では、連続した画像形成中の帯電量の時間変化と、画像形成を行っていない間の帯電量の時間変化の近似曲線を、それぞれ、予め求めて置き、これによりトナー帯電量を求める。

図１４は、トナーの帯電量が１５μＣ／ｍｇのときと、２０μＣ／ｍｇのときの入力画像データの値と出力画像濃度との関係を示している。帯電量が上がることで、入力画像データに対する出力画像濃度が上がっていることがわかる。

本実施形態においても、感光体２の温度に基づき画像形成装置１０の状態を定常状態又は非定常状態に分類する。そして、定常状態であると、定常時のＬＵＴを使用し、非定常状態であると非定常時のＬＵＴを使用する。但し、本実施形態では、濃度補正制御を行った際に現像部５のトナー９の帯電量を求め、ＬＵＴに関連付けて保存しておく。そして、画像形成の際にも現像部５のトナー９の帯電量を求め、使用するＬＵＴに関連付けて記憶されている帯電量との差に応じてＬＵＴを調整して画像形成を行う。つまり、ＬＵＴによる入力画像データの値の変換後の値を帯電量の差に応じて調整する。なお、トナーの帯電量の差とＬＵＴによる変換後の値の調整量との関係を予め実験的に求めておく。

図１５は、雰囲気温度及び湿度が２３℃及び５０％において、５００枚のシートに画像形成後、１．５時間だけ放置した後に形成した画像の入力画像データ値と出力画像濃度との関係を示している。なお、図１５において、実線は帯電量によるＬＵＴの修正・調整を行って形成した画像の濃度であり、点線は帯電量によるＬＵＴの修正を行わずに形成した画像の濃度である。図１５に示す様に、帯電量によるＬＵＴの調整を行わないと、全体的に濃度が高くなっている。一方、本実施形態の様に、帯電量によるＬＵＴの修正・調整を行うことで、出力画像濃度を理想的な状態に近づけることができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

２：感光体、１０３：ＲＡＭ、３２：カートリッジ、１４：一次転写部、３５：二次転写部、５０：温度検出部、１０１：ＣＰＵ

Claims

シートに画像を形成する画像形成装置であって、
感光体と、
前記感光体の温度を検出する第１検出手段と、
前記画像形成装置の雰囲気温度を検出する第２検出手段と、
前記感光体に形成されるトナー像の濃度を目標濃度とするための複数の濃度補正条件であって、前記感光体の温度と前記雰囲気温度との差が所定値以内である第１状態の場合に使用する第１濃度補正条件と、前記感光体の温度と前記雰囲気温度との差が前記所定値より大きい第２状態の場合に使用する第２濃度補正条件と、を含む前記複数の濃度補正条件を保持する保持手段と、
前記複数の濃度補正条件の内のいずれかの濃度補正条件に基づき前記感光体にトナー像を形成する形成手段と、
前記感光体に形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する第３検出手段と、
前記トナー像の濃度に関する値に基づき前記複数の濃度補正条件を更新する更新手段と、
を備えており、
前記更新手段は、前記第２状態であり、かつ、前記第１濃度補正条件又は前記第２濃度補正条件を更新してからのシートへの印刷枚数が第１上限値を超えると前記第２濃度補正条件を更新することを特徴とする画像形成装置。
シートに画像を形成する画像形成装置であって、
感光体と、
前記感光体の温度を検出する第１検出手段と、
前記画像形成装置の雰囲気温度を検出する第２検出手段と、
前記感光体に形成されるトナー像の濃度を目標濃度とするための複数の濃度補正条件であって、前記感光体の温度と前記雰囲気温度との差が所定値以内である第１状態の場合に使用する第１濃度補正条件と、前記感光体の温度と前記雰囲気温度との差が前記所定値より大きい第２状態の場合に使用する第２濃度補正条件と、を含む前記複数の濃度補正条件を保持する保持手段と、
前記複数の濃度補正条件の内のいずれかの濃度補正条件に基づき前記感光体にトナー像を形成する形成手段と、
前記感光体に形成されたトナー像の濃度に関する値を検出する第３検出手段と、
前記トナー像の濃度に関する値に基づき前記複数の濃度補正条件を更新する更新手段と、
を備えており、
前記更新手段は、前記第２状態であり、かつ、前記第２状態となってからのシートへの印刷枚数が第１上限値を超えると前記第２濃度補正条件を更新することを特徴とする画像形成装置。
前記第１上限値は、連続してシートに画像を印刷することで生じる前記感光体の温度変化量に基づき決定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記更新手段は、前記第２状態であるときに前記感光体又は前記形成手段が交換されると前記第２濃度補正条件を更新し、かつ、その後に前記第１状態となった後に前記第１濃度補正条件を更新することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記更新手段は、前記第１状態であり、かつ、前記第１濃度補正条件を更新してからのシートへの印刷枚数が第２上限値を超えると前記第１濃度補正条件を更新することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第２上限値は、前記第１上限値より大きいことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記更新手段は、前記第１状態であり、かつ、雰囲気温度が前記第１濃度補正条件を更新したときの雰囲気温度から許容値以上変化していると、前記第１濃度補正条件を更新することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記形成手段は、
前記感光体を露光して前記感光体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記感光体の静電潜像をトナーで現像してトナー像とする現像手段と、
前記感光体に形成されたトナー像を直接、或いは、像担持体を介してシートに転写する転写手段と、
を備えており、
前記画像形成装置は、
前記現像手段が有するトナーの帯電量を判定する判定手段をさらに備えており、
前記更新手段は、濃度補正条件を更新したときのトナーの帯電量を当該濃度補正条件に関連付けて保存することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記形成手段は、前記感光体にトナー像を形成する際のトナーの帯電量と、使用する濃度補正条件に関連付けられたトナーの帯電量との差に基づき、使用する濃度補正条件を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
前記濃度補正条件は、画像データの値を変換するルックアップテーブルであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。