JP7147487B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法及びプログラムに関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムが帯電装置により帯電され、画像データに基づいてレーザー光を照射することにより感光体ドラムに静電潜像が形成される。この感光体ドラムに現像装置から現像剤が供給されることで静電潜像が可視化され、感光体ドラムに画像（トナー画像）が形成される。感光体ドラムに形成された画像は、中間転写ベルトを介して用紙に転写される。転写された画像は、その後定着され、これにより、用紙に画像が形成される。この類の画像形成装置にあっては、転写媒体である中間転写ベルトの走行方向（移動方向）に沿って上流側から下流側に並べられた複数の画像形成部を備える構成が知られている。

画像形成装置においては、適宜のタイミングで、画像安定化制御が行われる。画像安定化制御では、画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を中間転写ベルトに複数形成し、個々のパッチ画像の濃度（トナーの付着量）を検出する。そして、パッチ画像の濃度（以下「画像濃度」という）に基づいてパラメーターの補正を行う。この補正により、画像濃度が最適化され、画像濃度を安定化させることができる。画像形成のパラメーターとしては、現像電位、帯電電位等が該当する。例えば特許文献１，２には、画質の安定化を図ることができる画像形成装置について開示されている。

特開２００６－２２０８４８号公報 特開２００９－３００９０１号公報

上流側の画像形成部で形成されたパッチ画像が下流側の画像形成部を通過する際に、トナーが感光体ドラムへと転写される現象（逆転写）が生じることがある。そのため、上流側の画像形成部では、逆転写の影響を踏まえてパラメーターが補正されている。一方で、下流側の画像形成部のパラメーターを補正すると、逆転写量にも影響が及ぶ。したがって、上流側の画像形成部についてパラメーターを補正した後に、下流側の画像形成部のパラメーターを補正すると、下流側の画像形成部のパラメーターの補正に伴う逆転写の影響が、上流側の画像形成部のパラメーターの補正に考慮されなくなる。これにより、上流側の画像形成部について適正な画像形成特性が得られず、補正精度が悪化するという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上流側の画像形成部から下流側の画像形成部にかけて適切な画像形成特性を得ることができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法及びプログラムを提供することにある。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、転写媒体の移動方向に沿って上流側から下流側に複数の画像形成部が並べられ、画像形成部のそれぞれが転写媒体にトナー画像を形成する画像形成装置を提供する。この画像形成装置は、複数の画像形成部が形成するトナー画像の濃度を検出する濃度検出部と、画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を複数形成するとともに濃度検出部で検出したパッチ画像のそれぞれの濃度に基づいてパラメーターの補正を行う画像安定化制御を、画像形成部のそれぞれに対して行う制御部と、を有し、制御部は、画像安定化制御を下流側の画像形成部から上流側の画像形成部にかけて行うとともに、上流側の画像形成部において形成されるパッチ画像については、下流側の画像形成部においてパラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部を通過させている。

ここで、本発明において、制御部は、下流側の画像形成部においてパラメーターの補正を行った後に、上流側の画像形成部におけるパッチ画像の形成を開始することが好ましい。

また、本発明において、制御部は、下流側の画像形成部においてパラメーターの補正を行う前に、上流側の画像形成部におけるパッチ画像の形成を開始することが好ましい。

また、本発明において、制御部は、上流側の画像形成部におけるパッチ画像の形成を中断して、下流側の画像形成部からパッチ画像の再作成を行う場合には、上流側の画像形成部において中断前に形成されたパッチ画像に続けて、下流側の画像形成部におけるパッチ画像の形成を行うことが好ましい。

また、本発明において、画像形成部のそれぞれは、回転可能に軸支されてトナー画像を担持する像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電部と、像担持体をトナーで現像する現像装置と、を含み、パラメーターは、現像装置の現像電位と、像担持体の帯電電位と、を含むことが好ましい。

また、本発明において、画像形成部のそれぞれは、像担持体に担持されたトナー画像を転写媒体に転写する転写部をさらに有し、制御部は、現像電位及び帯電電位の変更に応じて転写電圧も変更することが好ましい。

また、本発明において、制御部は、現像電位及び帯電電位の水準を変更して複数形成するパッチ画像のうち、最後に形成するパッチ画像を、補正値として決定される現像電位及び帯電電位に対して最も近いと推定される水準の現像電位及び帯電電位で形成することが好ましい。

また、本発明において、最も近いと推定される水準の現像電位及び帯電電位は、前回の補正値として決定された現像電位及び帯電電位に最も近い水準の現像電位及び帯電電位であることが好ましい。

また、本発明において、制御部は、画像形成のパラメーターを変更する変更量に応じて、画像安定化制御の動作モードを切り替える。

また、第２の発明は、転写媒体の移動方向に沿って上流側から下流側に複数の画像形成部が並べられ、画像形成部のそれぞれが転写媒体にトナー画像を形成する画像形成装置の制御方法を提供する。この制御方法は、画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を複数形成するとともに濃度検出部で検出したパッチ画像のそれぞれの濃度に基づいてパラメーターの補正を行う画像安定化制御を、画像形成部のそれぞれに対して行う工程を有し、この工程は、画像安定化制御を下流側の画像形成部から上流側の画像形成部にかけて行うとともに、上流側の画像形成部において形成されるパッチ画像については、下流側の画像形成部においてパラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部を通過させる。

また、第３の発明は、転写媒体の移動方向に沿って上流側から下流側に複数の画像形成部が並べられ、画像形成部のそれぞれが転写媒体にトナー画像を形成する画像形成装置のコンピューターで実行されるプログラムを提供する。プログラムは、コンピューターを、画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を複数形成するとともに濃度検出部で検出したパッチ画像のそれぞれの濃度に基づいてパラメーターの補正を行う画像安定化制御を、画像形成部のそれぞれに対して行う制御部として機能させるものであり、この制御部は、画像安定化制御を下流側の画像形成部から上流側の画像形成部にかけて行うとともに、上流側の画像形成部において形成されるパッチ画像については、下流側の画像形成部においてパラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部を通過させる。

本発明の画像形成装置によれば、上流側の画像形成部から下流側の画像形成部にかけて適切な画像形成特性を得ることができる。

本実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す構成図 逆転写を説明する説明図 画像安定化制御の概要を示す説明図 画像形成装置による処理の流れを示すフローチャート 異なる水準の現像電位等を示す説明図 精度優先の補正制御の概念を示す説明図 精度優先の補正制御の概念を示す説明図 ３つのパッチ画像を形成するときの現像電位等の推移を示す説明図 現像電位等とそのパッチ画像の画像濃度との関係を示す説明図 ３つのパッチ画像を形成するときの現像電位等の推移を示す説明図 シアンの画像形成部においてパッチ画像の作成が中断された場合に、ブラックの画像形成部からパッチ画像の再作成を行う状況を示す説明図 通常の補正制御の概要を示す説明図

図１は、本実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す構成図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置である。具体的には、画像形成装置は、複数の感光体ドラムを一本の中間転写ベルトに対面させて、中間転写ベルトの移動方向（走行方向）に沿って上流側から下流側に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。

画像形成装置は、原稿読取装置ＳＣ、複数の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、定着装置４０、制御部５０を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取装置ＳＣは、走査露光装置の光学系により原稿の画像を走査露光し、その反射光をラインイメージセンサーにより読み取り、これにより、画像信号を得る。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとして制御部５０に入力される。なお、制御部５０に入力される画像データとしては、原稿読取装置ＳＣで読み取ったものに限らず、例えば、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置から受信したものや、ＵＳＢメモリといった可搬性の記録媒体から読み込んだものであってもよい。

本実施形態において、複数の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、ブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成部１０Ｋに対応している。４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト６に対面した状態で、中間転写ベルト６の移動方向（走行方向）に沿って上流側から下流側に並べられている。４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのうち、イエローの画像形成部１０Ｙが最も上流側に位置し、下流に向かってマゼンタの画像形成部１０Ｍ、シアンの画像形成部１０Ｃが順番に位置し、ブラックの画像形成部１０Ｋが最も下流側に位置する。

画像形成部１０Ｙは、所定の色（イエロー）の画像を担持する像担持体である感光体ドラム１Ｙ、並びにその周辺に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙ、クリーニング装置５Ｙ及び１次転写ローラー７Ｙで構成されている。

感光体ドラム１Ｙは、回転可能に軸支されている。帯電部２Ｙは、感光体ドラム１Ｙを帯電させるためのものであり、感光体ドラム１Ｙの表面は、帯電部２Ｙによって負極性の所定の帯電電位に帯電させられる。光書込部３Ｙによる走査露光により、感光体ドラム１Ｙに潜像が形成される。

現像装置４Ｙは、接地（グランド）に対して負極性の現像バイアス電圧が印加された現像ローラーを備えており、現像ローラーの表面電位（以下、「現像電位」と称する）は、所定のマイナス電圧となる。現像装置４Ｙは、トナーで現像することによって感光体ドラム１Ｙ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラム１Ｙ上に、イエローに対応する画像（トナー画像）が形成される。

１次転写ローラー７Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向して、転写媒体である中間転写ベルト６の内周面側に配置されている。１次転写ローラー７Ｙには１次転写電圧が印加され、中間転写ベルト６の裏面側（１次転写ローラー７Ｙと当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与する。これにより、感光体ドラム１Ｙ上に形成された画像が、中間転写ベルト６上の所定位置へと逐次転写される。クリーニング装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに残留するトナーを除去する。

その他の画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋも同様で、感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、並びにその周辺に配置された帯電部２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、光書込部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、クリーニング装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及び１次転写ローラー７Ｍ，７Ｃ，７Ｋで構成されている。

ベルトクリーニング部８は、画像の転写を終えた中間転写ベルト６の表面を清掃する。清掃された中間転写ベルト６は次の画像転写に供される。ベルトクリーニング部８は、ブラシローラー、ブレード、金属ローラー等のクリーニング部材を備えている。

中間転写ベルト６上に転写された各色よりなる画像は、用紙搬送部２０により所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに対して、２次転写ローラー９によって転写される。この２次転写ローラー９は、中間転写ベルト６と圧接して配置されることによりニップ（２次転写ニップ）を形成し、用紙Ｐに画像を転写する。

用紙搬送部２０は、搬送経路に従って用紙Ｐを搬送する。用紙Ｐは給紙トレイ２１に収容されており、給紙トレイ２１に収容された用紙Ｐは、給紙部２２により取り込まれ、搬送経路へと送り出される。搬送経路において、転写ニップよりも上流側には、用紙Ｐを搬送する複数の搬送手段が設けられている。個々の搬送手段は、互いに圧接された一対のローラーによって構成されており、駆動手段である電動モーターを通じて少なくとも一方のローラーが回転駆動する。搬送手段は、用紙Ｐを挟持して回転することにより、用紙Ｐを搬送する。なお、搬送手段は、一対のローラーで構成する以外にも、ベルト同士の組み合わせや、ベルト及びローラーの組み合わせといったように、一対の回転部材からなる構成を広く採用することができる。

定着装置４０は、用紙Ｐに転写された画像を定着させる装置である。定着装置４０は、例えば互いに圧接して配置されることによりニップ（定着ニップ）を形成する定着ローラー４１及び圧接ローラー４２と、当該定着ローラー４１を加熱する定着ヒーター４３と備えている。定着装置４０は、定着ローラー４１及び圧接ローラー４２による圧力定着、定着ヒーター４３による熱定着を行うことで、用紙Ｐに転写された画像を定着させる。

定着装置４０により定着処理が施された用紙Ｐは、排紙ローラー２８により、筐体の外部側面に取り付けられた排紙トレイ２９に排出される。また、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、用紙表面に対する画像形成を終えた用紙Ｐは、切替ゲート３０により、下方にある反転ローラー３１へと搬送される。反転ローラー３１は、搬送された用紙Ｐの後端を挟持した後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送経路に送り出す。この再給紙搬送経路へと送り出された用紙Ｐは、再給紙用の複数の搬送手段によって搬送され、転写位置へと用紙Ｐを回帰させる。

制御部５０は、画像形成装置を統合的に制御する機能を担っている。制御部５０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたコンピューター、例えばマイクロコンピューターを用いることができる。制御部５０は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、定着装置４０等を制御することにより、画像形成を制御する。

本実施形態との関係において、制御部５０は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれに対して、画像安定化制御を行う。この画像安定化制御では、画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像（トナー画像）を中間転写ベルト６に複数形成し、形成されたパッチ画像のそれぞれの画像濃度（トナー付着量）を検出する。そして、各パッチ画像の画像濃度に基づいてパラメーターの補正値を決定し、この補正値に従ってパラメーターの補正を行う。

制御部５０には、中間転写ベルト６上に形成されるパッチ画像の画像濃度を検出する濃度センサー（濃度検出部）５１からの検出信号が入力されている。濃度センサー５１は、光を照射する発光素子（不図示）と、この発光素子から照射されて反射された反射光を受光する受光素子（不図示）とを含んでいる。発光素子から中間転写ベルト６に光が照射されると、中間転写ベルト６上のトナー画像で反射された反射光を受光素子が検出する。受光素子で検出される反射光の強度は、トナー画像の画像濃度に応じた値となる。濃度センサー５１は、受光素子において生じる検出電圧に応じた検出信号を制御部５０に出力する。

つぎに、制御部５０によって実行される画像安定化制御の説明に先立ち、逆転写及び本実施形態に係る画像安定化制御の概念について説明する。

図２は、逆転写を説明する説明図である。この図２には、上流側の画像形成部１００と、下流側の画像形成部１０１とが描かれている。ここで、上流側の画像形成部１００及び下流側の画像形成部１０１は、４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのうち上流側のものと下流側のものとを概念的に示すものである。例えば、イエローの画像形成部１０Ｙが上流側の画像形成部１００であるならば、マゼンタ、シアン及びブラックの画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが下流側の画像形成部１０１に相当するといった如くである。同様に、マゼンタの画像形成部１０Ｍが上流側の画像形成部１００であるならば、シアン及びブラックの画像形成部１０Ｃ，１０Ｋが下流側の画像形成部１０１に相当するといった如くである。さらに、シアンの画像形成部１０Ｃが上流側の画像形成部１００であるならば、ブラックの画像形成部１０Ｋが下流側の画像形成部１０１に相当するといった如くである。

逆転写とは、上流側の画像形成部１００によって中間転写ベルト６に転写されたトナー画像が、下流側の画像形成部１０１の転写位置を通過する際、中間転写ベルト６上に留まらず、下流側の画像形成部１０１の感光体ドラム１ｂに付着してしまう現象をいう。

具体的には、上流側の画像形成部１００の転写位置、すなわち、１次転写ローラー７ａと中間転写ベルト６との１次転写ニップ前後では、１次転写ローラー７ａと感光体ドラム１ａとの電位差による放電が発生する。この放電により、中間転写ベルト６上のトナーが弱帯電化又は逆帯電化する。このため、中間転写ベルト６上のトナー画像は、下流側の画像形成部１０１の転写位置へと至ると中間転写ベルト６と反発し、感光体ドラム１ｂ側に引き寄せられ、感光体ドラム１ｂに転写される（逆転写）。

トナー画像の逆転写量は、各種パラメーター、具体的には、転写電圧（１次転写電圧）、トナー帯電量、感光体ドラム１ａの帯電電位等に応じて、以下の通り変化する。

転写電圧が大きい程、１次転写ローラー７ａと感光体ドラム１ａとの電位差が大きくなり、放電量が大きくなる。このため、弱帯電トナーが増え、逆転写量が増える傾向となる。また、トナー帯電量が小さい程、放電を受けたときに弱帯電トナーが増えるため、逆転写量が増える傾向となる。また、感光体ドラム１ａの帯電電位が大きい程、１次転写ローラー７ａと感光体ドラム１ａとの電位差が大きくなり、放電量が多くなる。このため、弱帯電トナーが増え、逆転写量が増える傾向となる。さらに、１次転写ローラー７ｂの圧力が高い程、物理的な接触力が増加する。そのため、逆転写し易い状態になり、逆転写量が増える傾向となる。また、１次転写ローラー７ａと中間転写ベルト６との圧力及び位置関係にも影響を受ける。１次転写ニップ前後での空間距離により放電量が変わるため、弱帯電トナー量が変わり、逆転写量が変わることとなる。

つぎに、画像安定化制御の概要について説明する。図３は、画像安定化制御の概要を示す説明図である。トナー帯電量等の様々な要因により現像特性は変化するため、日々の使用において適切なタイミングで現像特性の補正を行う必要がある（画像安定化制御）。具体的には、補正用のパッチ画像を中間転写ベルト６上に形成し、当該パッチ画像の画像濃度を検出し、この検出結果に基づいて現像電位（画像形成のパラメーターの一例）が最適となるように補正する。この場合、時間短縮及び精度確保のため、現像電位の水準を変更してパッチ画像を複数形成する。そして、パッチ画像を形成した際の現像電位とそのパッチ画像のトナー濃度との１次近似式を作成し、この１次近似式、すなわち、現像特性に基づいて現像電位の補正値（最適値）を設定する。画像安定化制御は、４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれを対象として行われる。

ところで、画像安定化制御では、現像装置（図２では省略）でのかぶり及びキャリア付着をさせないように、現像電位とともに帯電電位（画像形成のパラメーターの一例）も同じ水準で変更させている。この帯電電位の変更により、下流側の画像形成部１０１における１次転写ローラー７ｂでの逆転写量が変わる。下流側の画像形成部１０１における帯電電位が一定値の場合、上流側の画像形成部１００の現像特性は図３の点線Ｌ１，Ｌ２に示すような傾向となる。ここで、点線Ｌ１は、逆転写量が少ない場合での現像特性を示し、点線Ｌ２は、逆転写量が多い場合での現像特性を示す。

しかしながら、各画像形成部１００，１０１で連続してパッチ画像を形成する場合、下流側の画像形成部１０１でも同様に帯電電位が変わっていく。そのため、上流側の画像形成部１００の現像特性は図３の実線Ｌ３に示すような傾向となり、正しい現像特性が得られなくなってしまう。また、下流側の画像形成部１０１における帯電電位の変更によっても、現像特性がさらに変わってしまう。したがって、上流側の画像形成部１０１について現像電位の補正値を決定したとしても、下流側の画像形成部１０１における帯電電位が補正された場合には、上流側の画像形成部１００についての現像電位の最適値（補正値）が変わってしまう。そのため、補正精度が低下してしまう。

そこで、本実施形態では、画像安定化制御を、下流側の画像形成部１０１から上流側の画像形成部１００にかけて行うこととしている。この際、上流側の画像形成部１００の補正を行うために、当該上流側の画像形成部１００において形成されるパッチ画像については、下流側の画像形成部１０１において現像電位及び帯電電位が補正された後に、当該下流側の画像形成部１０１の転写位置を通過させることとしている。

以下、本実施形態に係る画像形成装置の制御方法について説明する。図４は、画像形成装置による処理の流れを示すフローチャートである。

画像安定化制御では、現像電位及び帯電電位（以下「現像電位等」という）の水準を変更してパッチ画像を複数形成する。そこで、ステップＳ１において、制御部５０は、前回の補正時に演算された現像特性及び現像電位等の補正値に基づいて、パッチ画像を複数形成するための異なる水準の現像電位等を決定する。また、このステップＳ１において、制御部５０は、各水準の現像電位等に対応したパッチ画像の形成位置を算出する。各水準の現像電位等及びパッチ画像の形成位置は、４つの画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋのそれぞれについて演算される。

図５は、異なる水準の現像電位等を示す説明図である。同図（ａ）は、第１の現像特性を前提とした異なる水準の現像電位等を示す説明図であり、同図（ｂ）は、第２の現像特性を前提とした異なる水準の現像電位等を示す説明図である。例えば、３つの水準の現像電位等を決定する場合、現在値（すなわち、前回の補正値）と、その±１０％値とが採用される。３つの水準に従って現像電位等を変更する際の変更幅ΔＶｄは、現像特性に応じて異なる。

ステップＳ２において、制御部５０は、現像電位等の変更幅ΔＶｄが、予め設定された閾値ΔＶｄｔｈ以上であるか否かを判断する。閾値ΔＶｄｔｈは、３つの水準に従って現像電位を変化させた場合であっても逆転写の影響が小さいと判断される現像電位等の変更幅ΔＶｄに基づいて決定されている。

ステップＳ２において肯定判定された場合、すなわち、現像電位等の変更幅ΔＶｄが閾値ΔＶｄｔｈ以上である場合には、ステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において否定判定された場合、すなわち、現像電位等の変更幅ΔＶｄが閾値ΔＶｄｔｈよりも小さい場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ３において、制御部５０は、精度優先の補正制御を行う。精度優先の補正制御は、本フローに示す処理と並列的に実施される。図６及び図７は、精度優先の補正制御の概念を示す説明図である。精度優先の補正制御では、まず、制御部５０は、最下流にあるブラックの画像形成部１０Ｋから、パッチ画像の作成処理を開始する。

制御部５０は、ステップＳ１で演算された各水準の現像電位等及びパッチ画像の形成位置に基づいて、ブラックの画像形成部１０Ｋを制御して、現像電位等の水準が異なる３つのパッチ画像を順次形成する。３つのパッチ画像は、中間転写ベルト６に転写される。ここで、図８は、３つのパッチ画像を形成するときの現像電位等の推移を示す説明図である。

制御部５０は、濃度センサー５１を用いて、ブラックの画像形成部１０Ｋにより形成された３つのパッチ画像の画像濃度を検出する。ブラックの画像形成部１０Ｋから転写された３つのパッチ画像は、中間転写ベルト６の走行に応じて濃度センサー５１へと順次到達し、濃度センサー５１によって画像濃度がそれぞれ検出される。

図９は、現像電位等とそのパッチ画像の画像濃度との関係を示す説明図である。制御部５０は、検出結果に基づいて、現像電位等とそのパッチ画像の画像濃度との１次近似式を作成する。この１次近似式が現在の現像特性に相当する。そして、制御部５０は、この現像特性から、目標画像濃度に対応する現像電位等を求め、これを今回の補正値として決定する。そして、制御部５０は、現像電位等の補正値に基づいて、ブラックの画像形成部１０Ｋの現像電位等を補正する。

制御部５０は、ブラックの画像形成部１０Ｋにおけるパッチ画像の作成処理に引き続き、その上流にあるシアンの画像形成部１０Ｃにおいてパッチ画像の作成処理を開始する。この際、制御部５０は、シアンの画像形成部１０Ｃで形成されるパッチ画像について、ブラックの画像形成部１０Ｋにおいて現像電位等が補正された後に、ブラックの画像形成部１０Ｋを通過させることとしている。

シアンの画像形成部１０Ｃにおいて形成されるパッチ画像をタイミングよくブラックの画像形成部１０Ｋに通過させる方法の一つとして、図６では、ブラックの画像形成部１０Ｋにおける現像電位等の補正後に、シアンの画像形成部１０Ｃにおいてパッチ画像の形成を開始している。一方で、制御時間を短縮するために、図７に示すように、ブラックの画像形成部１０Ｋにおける現像電位等の補正前に、シアンの画像形成部１０Ｃにおいてパッチ画像の形成を開始してもよい。

そして、制御部５０は、シアンの画像形成部１０Ｃから転写された３つのパッチ画像についても、画像濃度の検出を行う。その結果、現像電位等の補正値が決定され、シアンの画像形成部１０Ｃの現像電位等が補正される。このような一連の処理が、上流側の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍに対しても順次実行される。そして、最も上流にあるイエローの画像形成部１０Ｙにおいて現像電位等が補正されることで、精度優先の補正制御は終了する。

なお、上述した説明では、最も低い水準からパッチ画像の形成を開始し、水準を上げながら、パッチ画像を順次形成している。しかしながら、図１０に示すように、制御部５０は、３つのパッチ画像のうち、最後に形成するパッチ画像を、補正値として決定される現像電位等に対して最も近いと推定される水準の現像電位等で形成してもよい。この場合、最も近いと推定される水準の帯電電位は、前回の補正値として決定された現像電位等に最も近い水準の現像電位等を選択することができる。

ステップＳ４において、制御部５０は、パッチ画像の再作成が必要か否かを判断する。上述した通り、精度優先の補正制御は並列処理にて行われるが、制御部５０は、演算された現像電位等の補正値が一定の基準に照らして不適当であると判断した場合には、パッチ画像の再作成が必要と判断する。そして、制御部５０は、パッチ画像の再作成が必要と判断した場合には、最も下流にあるブラックの画像形成部１０Ｋからパッチ画像の作成処理を再開させることとしている。パッチ画像の再作成が必要と判断された場合には、ステップＳ４において肯定判定され、ステップＳ５に進む。一方、パッチ画像の再作成が必要と判断されない場合には、ステップＳ４において否定判定され、ステップＳ６に進む。

ステップＳ５において、制御部５０は、パッチ画像の作成処理を中断させる。そして、ステップＳ１に戻り、制御部５０は、複数の水準の現像電位等及びパッチ画像の形成位置を演算する。図７に示すように、下流側の画像形成部の補正前に上流側の画像形成部においてパッチ画像を形成している場合には、制御部５０は、パッチ画像の再作成が判断されたタイミングで、上流側の画像形成部におけるパッチ画像の作成処理を中断する。そして、制御部５０は、下流側の画像形成部からパッチ画像の作成処理を改めて行う。この場合、制御部５０は、上流側の画像形成部において中断前に形成されたパッチ画像に続くように、下流側の画像形成部におけるパッチ画像の形成を行う。ここで、図１１は、シアンの画像形成部１０Ｃにおいてパッチ画像の作成が中断された場合に、ブラックの画像形成部１０Ｋからパッチ画像の再作成を行う状況を示す説明図である。

ステップＳ６において、制御部５０は、全ての画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで補正が完了したか否かを判断する。補正が完了した場合には、ステップＳ６で肯定判定され、本フローを終了する。補正が完了していない場合には、ステップＳ６で否定判定され、ステップＳ４に戻る。

ステップＳ７において、制御部５０は、通常の補正制御を行う。図１２は、通常の補正制御の概要を示す説明図である。通常の補正制御では、例えば、パッチ画像を４色セットで形成し、その後に現像電位を異なる水準に切り替えて、新たなパッチ画像を４色セットで形成し、これを繰り返す。そして、制御部５０は、濃度センサー５１を用いて各色のパッチ画像の画像濃度を順次検出し、この検出結果に基づいて、各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに関する現像電位等の補正値を決定、補正する。これにより、パッチ形成にかかる時間を短縮し、ダウンタイムの低下を図ることができる。

このように本実施形態において、制御部５０は、画像安定化制御を下流側の画像形成部１０１から上流側の画像形成部１００にかけて行う。この際、制御部５０は、上流側の画像形成部１００において形成されるパッチ画像について、下流側の画像形成部１０１においてパラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部１０１を通過させている。

この構成によれば、上流側の画像形成部１００のパラメーターの補正に先立ち、下流側の画像形成部１０１のパラメーターが補正される。併せて、下流側の画像形成部１０１のパラメーターが補正された後に、上流側の画像形成部１００で形成されたパッチ画像が、下流側の画像形成部１０１を通過することとなる。したがって、下流側の画像形成部１０１のパラメーターが補正された状態で、上流側の画像形成部１００によって形成されたパッチ画像を評価することができるので、下流側の画像形成部１０１の補正による影響が、上流側の画像形成部１００のパラメーターの補正において考慮される。これにより、上流側の画像形成部１００についても適切にパラメーターの補正を行うことができるので、所望とする画像形成特性を得ることができる。その結果、上流側の画像形成部１００から下流側の画像形成部１０１にかけて適切な画像形成特性を得ることができる。

また、本実施形態において、制御部５０は、下流側の画像形成部１０１においてパラメーターの補正を行った後に、上流側の画像形成部１００におけるパッチ画像の形成を開始している。

この構成によれば、パッチ画像の再作成がなされたとしても、補正に要する時間を短縮することができ、また、トナー消費の抑制を図ることができる。

もっとも、制御部５０は、下流側の画像形成部１０１においてパラメーターの補正を行う前に、上流側の画像形成部１００におけるパッチ画像の形成を開始してもよい。

この構成によれば、パッチ画像の再作成を行わない場合に、補正に要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態において、制御部５０は、上流側の画像形成部１００におけるパッチ画像の形成を中断して、下流側の画像形成部１０１からパッチ画像の再作成を行う場合には、上流側の画像形成部１００において中断前に形成されたパッチ画像に続けて、下流側の画像形成部１０１におけるパッチ画像の形成を行っている。

この構成によれば、再作成に伴い形成される下流側の画像形成部１０１のパッチ画像が、中断前に形成されたパッチ画像に続けて配置される。これにより、パッチ画像の間隔を狭めることができるので、補正に要する時間を短縮することができる。

また、本実施形態において、パラメーターは、現像電位と、帯電電位とを含んでいる。

この構成によれば、上流側の画像形成部１００から下流側の画像形成部１０１にかけて適切な現像特性を得ることができる。

なお、本実施形態において、制御部５０は、現像電位等を変更している。この場合、制御部５０は、現像電位等に応じて転写電圧も変更してもよい。転写電圧の変更は、パッチ画像を形成するタイミングのみならず、補正値に応じて補正する際にも行われることが好ましい。

この構成によれば、現像電位等が変更されることで、１次転写ニップでトナーに与える静電気力が変わるため、転写電圧の最適値が変わる。そのため、各水準で現像電位等を変更するときや、補正値を決定した後に、転写電圧も最適化することで、さらに精度向上が期待できる。

また、本実施形態において、制御部５０は、現像電位等の水準を変更して複数形成するパッチ画像のうち、最後に形成するパッチ画像を、補正値として決定される現像電位等に対して最も近いと推定される水準の現像電位等で形成している。

具体的には、最も近いと推定される水準の現像電位等は、前回の補正値として決定された現像電位等に最も近い水準のものである。

この構成によれば、最後のパッチ画像を形成する時の現像電位等を、決定される補正値と近い値にすることで、現像電位等の変更量を抑えることができる。これにより、補正に要する時間を短縮することができる。

また、湿度や温度といった環境によっても現像特性が変化する。そのため、最後に形成するパッチ画像の水準を決定する際に、装置が置かれた環境を考慮してもよい。

また、本実施形態において、制御部５０は、逆転写量に影響するパラメーターについて水準を変更したときの変更量を演算し、当該変更量に応じて前記画像安定化制御の動作モードを切り替えている。

この構成によれば、通常の補正制御と、本実施形態に係る補正制御（精度優先の補正制御）とを切り替えることができる。これにより、逆転写の影響が少なく、補正時に適切な現像特性を求めることができるシーンでは、通常の補正制御を選択することができる。これにより、無駄な制御時間が増大することを抑制することができる。

ここで、逆転写量に影響するパラメーターとしては、上述した実施形態で示す通り、帯電電位等があるが、図２を参照して説明した通り、これ以外のパラメーターであってもよい。

以上、本実施形態に係る画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、本発明は、画像形成装置のみならず、画像形成装置の制御方法及びプログラムにも及ぶ。

また、本実施形態では、画像形成装置について、中間転写ベルトを設けて１次転写を行う構成で説明しているが、用紙に直接転写する方式にも適用することができる。なお、直接転写方式の場合、転写媒体としては用紙又は転写ベルトが該当する。

１０Ｙ～１０Ｋ 画像形成部
１Ｙ～１Ｋ 感光体ドラム
２Ｙ～２Ｋ 帯電部
３Ｙ～３Ｋ 光書込部
４Ｙ～４Ｋ 現像装置
５Ｙ～５Ｋ クリーニング装置
６ 中間転写ベルト
７Ｙ～７Ｋ １次転写ローラー
８ ベルトクリーニング部
９ ２次転写ローラー
２０ 用紙搬送部
２１ 給紙トレイ
２２ 給紙部
２８ 排紙ローラー
２９ 排紙トレイ
３０ 切替ゲート
３１ 反転ローラー
４０ 定着装置
４１ 定着ローラー
４２ 圧接ローラー
４３ 定着ヒーター
５０ 制御部
５１ 濃度センサー
ＳＣ 原稿読取装置
１００，１０１ 画像形成部
１ａ，１ｂ 感光体ドラム
７ａ，７ｂ １次転写ローラー

Claims (11)

1. 転写媒体の移動方向に沿って上流側から下流側に複数の画像形成部が並べられ、画像形成部のそれぞれが前記転写媒体にトナー画像を形成する画像形成装置において、
   前記複数の画像形成部が形成するトナー画像の濃度を検出する濃度検出部と、
   画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を複数形成するとともに前記濃度検出部で検出した前記パッチ画像のそれぞれの濃度に基づいて前記パラメーターの補正を行う画像安定化制御を、前記画像形成部のそれぞれに対して行う制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記画像安定化制御を下流側の画像形成部から上流側の画像形成部にかけて行うとともに、上流側の画像形成部において形成される前記パッチ画像については、下流側の画像形成部において前記パラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部を通過させる
   画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   下流側の画像形成部において前記パラメーターの補正を行った後に、上流側の画像形成部における前記パッチ画像の形成を開始する
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   下流側の画像形成部において前記パラメーターの補正を行う前に、上流側の画像形成部における前記パッチ画像の形成を開始する
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、
   上流側の画像形成部における前記パッチ画像の形成を中断して、下流側の画像形成部から前記パッチ画像の再作成を行う場合には、上流側の画像形成部において中断前に形成された前記パッチ画像に続けて、下流側の画像形成部における前記パッチ画像の形成を行う
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成部のそれぞれは、
   回転可能に軸支されてトナー画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
   前記像担持体をトナーで現像する現像装置と、を含み、
   前記パラメーターは、
   前記現像装置の現像電位と、
   前記像担持体の帯電電位と、を含む
   請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成部のそれぞれは、前記像担持体に担持されたトナー画像を前記転写媒体に転写する転写部をさらに有し、
   前記制御部は、現像電位及び帯電電位の変更に応じて転写電圧も変更する
   請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、現像電位及び帯電電位の水準を変更して複数形成する前記パッチ画像のうち、最後に形成する前記パッチ画像を、補正値として決定される現像電位及び帯電電位に対して最も近いと推定される水準の現像電位及び帯電電位で形成する
   請求項５又は６記載の画像形成装置。
8. 最も近いと推定される水準の現像電位及び帯電電位は、前回の補正値として決定された現像電位及び帯電電位に最も近い水準の現像電位及び帯電電位である
   請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、逆転写量に影響する前記パラメーターについて水準を変更したときの変更量を演算し、当該変更量に応じて前記画像安定化制御の動作モードを切り替える
   請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 転写媒体の移動方向に沿って上流側から下流側に複数の画像形成部が並べられ、画像形成部のそれぞれが前記転写媒体にトナー画像を形成する画像形成装置の制御方法において、
    画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を複数形成するとともに濃度検出部で検出した前記パッチ画像のそれぞれの濃度に基づいて前記パラメーターの補正を行う画像安定化制御を、前記画像形成部のそれぞれに対して行う工程を有し、
    前記工程は、前記画像安定化制御を下流側の画像形成部から上流側の画像形成部にかけて行うとともに、上流側の画像形成部において形成される前記パッチ画像については、下流側の画像形成部において前記パラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部を通過させる
    画像形成装置の制御方法。
11. 転写媒体の移動方向に沿って上流側から下流側に複数の画像形成部が並べられ、画像形成部のそれぞれが前記転写媒体にトナー画像を形成する画像形成装置のコンピューターで実行されるプログラムであって、
    前記プログラムは、前記コンピューターを、
    画像形成のパラメーターの水準を変更してパッチ画像を複数形成するとともに濃度検出部で検出した前記パッチ画像のそれぞれの濃度に基づいて前記パラメーターの補正を行う画像安定化制御を、前記画像形成部のそれぞれに対して行う制御部として機能させるものであり、
    前記制御部は、前記画像安定化制御を下流側の画像形成部から上流側の画像形成部にかけて行うとともに、上流側の画像形成部において形成される前記パッチ画像については、下流側の画像形成部において前記パラメーターの補正が行われた後に当該下流側の画像形成部を通過させる
    プログラム。

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