(57)【要約】【課題】画像形成装置に対する校正処理の実行タイミングの適正化を図ることで、画像形成装置の生産性の低下を防ぎつつ高い画質を維持できるようにする。【解決手段】画像形成パラメータ収集部１が、画像形成パラメータの値を予め定められたタイミングで収集して画像形成パラメータ時系列データ蓄積部２に蓄積し、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３が、画像形成パラメータ時系列データ蓄積部２に蓄積された画像形成パラメータの値に基づき、画像形成プロセスを構成するモジュール単位でグループ分けした画像形成パラメータについて、３以上のモジュール間における画像形成パラメータの関係性を示す関係性指標を時系列に算出し、キャリブレーション実行判定部４が、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３により時系列に算出された関係性指標に基づき、キャリブレーションの実行が必要か否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモジュールを有する画像形成プロセスを制御する複数のパラメータ値を収集する収集手段と、
３以上のモジュールのパラメータ値の組み合わせについて、モジュール間におけるパラメータ値の時間変化の相関を表す指標値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された指標値が予め定められた閾値を下回った場合に、画像形成プロセスに係るパラメータ値の校正処理を実行する必要があると判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする校正処理実行判定装置。
【請求項２】
複数のモジュールを有する画像形成プロセスを制御する複数のパラメータ値を収集する収集手段と、
３以上のモジュールのパラメータ値の組み合わせについて、モジュール間におけるパラメータ値の時間変化の相関を表す指標値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された指標値が予め定められた閾値を下回った場合に、画像形成プロセスに係るパラメータ値の校正処理を実行する必要があると判定する判定手段と、
前記判定手段により校正処理の実行が必要であると判定されたことに応じて、校正処理を実行する校正手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
コンピュータに、
複数のモジュールを有する画像形成プロセスを制御する複数のパラメータ値を収集する収集機能と、
３以上のモジュールのパラメータ値の組み合わせについて、モジュール間におけるパラメータ値の時間変化の相関を表す指標値を算出する算出機能と、
前記算出機能により算出された指標値が予め定められた閾値を下回った場合に、画像形成プロセスに係るパラメータ値の校正処理を実行する必要があると判定する判定機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、校正処理実行判定装置、画像形成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ（文書印刷装置）、コピー機（文書複写装置）、ファクシミリ装置（文書転送装置）などのように、用紙等の記録材に文書の画像を形成して出力する画像形成機能を備えた画像形成装置がある。
【０００３】
画像形成装置では、記録材に形成する画像の画質を正常状態に維持するために、画像形成プロセスを制御する複数の画像形成パラメータの値をフィードバック制御などにより校正する校正処理（キャリブレーション）が実行される。現状、キャリブレーションの実行に数分〜数十分を要しており、その期間中は画像形成プロセスを実行できないため、適切なタイミングでキャリブレーションを行うことが重要となる。
【０００４】
このようなキャリブレーションに関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、エンジンキャリブレーションをプリント動作の後に連続して行なうか、現在時刻情報に基づいてエンジンキャリブレーションの実行可否判断を行なうか、又は、電源投入時等に前回最終プリントを行なってからの時間に基づいてエンジンキャリブレーションの実行可否判断を行なうことが開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、環境変化を感知しキャリブレーションを行うカラー印刷装置において、外部装置から送出された印刷データを保持するデータ保持手段と、データ保持手段によって保持された印刷データを解析する印刷データ解析手段と、印刷データ解析手段によって解析された解析結果、及びキャリブレーションによって得られた色補正情報に基づき印刷画像を生成する画像生成手段と、を備えるカラー印刷装置が開示されている。
【０００６】
例えば、特許文献２には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー色毎に現像器の駆動量を監視し、少なくとも１色の駆動量が今までのレベルよりも上位のレベルに到達したかをチェックし、そうであれば、全トナー色について一括してパッチ制御を実行し、その際、他の色の駆動量について、今までのレベルよりも上位のレベルの直下近傍の範囲に入っているかチェックし、それに該当する駆動量は上位レベルに入ったものとみなし、後に、該当の駆動量が実際に上位レベルに到達しても、パッチ制御は実行しないことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６７３９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１３８９８４号公報
【特許文献３】特開２００７−２８６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、画像形成装置における校正処理（キャリブレーション）の実行タイミングの適正化を図ることで、画像形成装置の生産性の低下を防ぎつつ高い画質を維持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る本発明は、複数のモジュールを有する画像形成プロセスを制御する複数のパラメータ値を収集する収集手段と、３以上のモジュールのパラメータ値の組み合わせについて、モジュール間におけるパラメータ値の時間変化の相関を表す指標値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された指標値が予め定められた閾値を下回った場合に、画像形成プロセスに係るパラメータ値の校正処理を実行する必要があると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする校正処理実行判定装置である。
【００１０】
請求項２に係る本発明は、複数のモジュールを有する画像形成プロセスを制御する複数のパラメータ値を収集する収集手段と、３以上のモジュールのパラメータ値の組み合わせについて、モジュール間におけるパラメータ値の時間変化の相関を表す指標値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された指標値が予め定められた閾値を下回った場合に、画像形成プロセスに係るパラメータ値の校正処理を実行する必要があると判定する判定手段と、前記判定手段により校正処理の実行が必要であると判定されたことに応じて、校正処理を実行する校正手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
請求項３に係る本発明は、コンピュータに、複数のモジュールを有する画像形成プロセスを制御する複数のパラメータ値を収集する収集機能と、３以上のモジュールのパラメータ値の組み合わせについて、モジュール間におけるパラメータ値の時間変化の相関を表す指標値を算出する算出機能と、前記算出機能により算出された指標値が予め定められた閾値を下回った場合に、画像形成プロセスに係るパラメータ値の校正処理を実行する必要があると判定する判定機能と、を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜３に係る本発明によれば、画像形成装置におけるキャリブレーションの実行タイミングの適正化を図ることができ、画像形成装置の生産性の低下を防ぎつつ高い画質を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置によるキャリブレーション実行制御に係る機能ブロックの例を示す図である。
【図２】画像形成プロセスに係る装置構造の例を示す図である。
【図３】モジュール単位にグループ分けした画像形成パラメータの時系列データの例を示す図である。
【図４】モジュール単位にグループ分けした画像形成パラメータを相補的に調整した例を示す図である。
【図５】モジュール間の画像形成パラメータの関係性を示す重相関係数をグラフ表示した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
画像形成装置は、用紙等の記録材に画像を形成して出力する画像形成機能を備えた装置である。画像形成装置としては、プリンタ（文書印刷装置）、コピー機（文書複写装置）、ファクシミリ装置（文書転送装置）などの装置が挙げられるほか、これらの装置の機能を複合的に備えた複合機も含まれる。
【００１５】
本例に係る画像形成装置による画像形成プロセスについて概略的に説明する。
図２には、画像形成プロセスに係る装置構造を例示してある。
図示の画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式であり、代表的な機能部として、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部２１と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を用紙Ｐ（記録材の一例）に一括転写（二次転写）させる二次転写部２２と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器３４と、を備えている。
【００１６】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々は、図中の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を有する。また、感光体ドラム１１の各々の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込む露光器１３、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化したトナー像を形成する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分のトナー像を一次転写部２１にて中間転写ベルト１５に重畳転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７、といった各種の電子写真用デバイスが順次配設されている。
これらの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されており、中間転写ベルト１５に対して接離可能に構成されている。
【００１７】
また、図示の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙収容部から用紙Ｐを取り出して二次転写部２２へと送り込む給紙動作を行う給紙機構部３１と、二次転写部２２を通過した用紙Ｐを定着器３４側へと搬送する搬送ベルト３２と、用紙Ｐを定着器３４の入口へとガイドする定着入口ガイド３３と、定着器３４から排紙された用紙Ｐをガイドする排紙ガイド３５と、排紙ガイド３５によりガイドされた用紙Ｐを装置外部に排出する排紙ロール３６と、を備えている。
【００１８】
すなわち、給紙機構部３１により用紙収容部から二次転写部２２へと給紙された用紙Ｐは、二次転写部２２にて中間転写ベルト１５上のトナー像が静電転写された後、中間転写ベルト１５から剥離された状態で搬送ベルト３２へと搬送される。そして、搬送ベルト３２により、定着器３４の動作速度に合わせて、定着入口ガイド３３を介して定着器３４まで搬送される。定着器３４に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器３４によって熱及び圧力を加える定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。その後、定着画像が形成された用紙Ｐは、排紙ガイド３５及び排紙ロール３６を介して、装置外部に設けられた排紙収容部（図示せず）へと搬送される。
【００１９】
ここで、本例の画像形成装置は、上述したような一連の画像形成プロセスを制御する種々の画像形成パラメータを有する。
画像形成パラメータとしては、例えば、感光体電位（感光体ドラム１１の電位）、感光体帯電電流（感光体ドラム１１の帯電電流）、半導体レーザ光量（露光器１３のレーザ光量）、現像器濃度（現像器１４により形成されるトナー像の濃度）、一次転写電流（一次転写部２１における転写電流）、二次転写電流（二次転写部２２における転写電流）、定着器ヒートロール温度（定着器３４を加熱するヒートロールの温度）、プロコンパッチ濃度（トナー像の画質制御（所謂プロセスコントロール）に用いるパッチ画像の濃度）などが挙げられる。
【００２０】
画像形成パラメータの値は、装置の各部に設けられたセンサにより、画像形成プロセスの実行に際して随時検出できるようにしてある。本例では、画像形成パラメータの値として、そのパラメータに該当する部位で計測された計測値を検出するが、例えば、その部位を制御する際の目標となる目標値を検出してもよく、或いは計測値と目標値との差分などの他の種別の値を検出してもよい。また、本例では、画像形成パラメータとして、温度や湿度などの環境パラメータの値も検出する。
【００２１】
次に、本例の画像形成装置によるキャリブレーション実行制御について説明する。
図１には、キャリブレーション実行制御に係る機能ブロックの例を示してある。
本例の画像形成装置は、キャリブレーション実行制御に係る機能ブロックとして、画像形成パラメータ収集部１、画像形成パラメータ時系列データ蓄積部２、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３、キャリブレーション実行判定部４、キャリブレーション実行部５を有する。
【００２２】
画像形成パラメータ収集部１は、上述したような各種の画像形成パラメータの値を予め定められたタイミングで収集する。本例では、１又は複数枚の画像形成を行うジョブを実行する都度、画像形成パラメータの値を収集する。
画像形成パラメータ時系列データ蓄積部２は、画像形成パラメータ収集部１により取得された画像形成パラメータの値を画像形成パラメータ毎に統計処理し、その結果に時間情報を付して時系列データとして、予め定められた期間（例えば、過去３ヶ月分）において蓄積（保存）する。統計処理では、予め定められた単位（例えば、ジョブ単位や１日単位）毎の統計値（例えば、平均値や分散値）を算出する。
【００２３】
画像形成パラメータ間関係性指標算出部３は、画像形成パラメータ時系列データ蓄積部２に蓄積された画像形成パラメータの値に基づき、画像形成プロセスのモジュール単位で分類した画像形成パラメータについて、３以上のモジュール間における画像形成パラメータの時間変化の相関を示す指標値（関係性指標）を算出する。なお、画像形成パラメータのグループ分けは、画質制御（プロセスコントロール）で制御するパラメータを含んだ単位とし、例えば、帯電、露光、現像といったモジュールの単位に分類される。
【００２４】
キャリブレーション実行判定部４は、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３により算出された関係性指標に基づき、キャリブレーションの実行が必要か否かを判定する。
キャリブレーション実行部５は、キャリブレーション実行判定部４によりキャリブレーションの実行が必要と判定されたことに応じて、キャリブレーションを実行する。
【００２５】
ここで、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３及びキャリブレーション実行判定部４の具体例を説明するに先立ち、本発明の技術思想について説明しておく。
画像形成プロセスでは、帯電、露光、現像の各モジュールを順に動作させて画像を形成する。このとき、画質を保つために、感光体上に濃度パッチを形成してセンサで読み取り、帯電電位や現像電位を測定しながら目標濃度になるように画像形成パラメータを調整する画質制御（プロセスコントロール）を行う。この画質制御では、帯電、露光、現像の各モジュールの画像形成パラメータの値を、モジュール毎の値の変動を互いが補うように調整する。例えば、帯電モジュールの画像形成パラメータの１つである帯電電位が若干高い場合には、露光モジュールの画像形成パラメータの１つである露光電位を若干下げるといった具合である。
【００２６】
図３には、モジュール単位にグループ分けした画像形成パラメータの時系列データの例を示してある。図３では、帯電モジュールに係る画像形成パラメータＣ１，Ｃ２，Ｃ３からなる帯電パラメータ群と、露光モジュールに係る画像形成パラメータＥ１，Ｅ２，Ｅ３からなる露光パラメータ群と、現像モジュールに係る画像形成パラメータＤ１，Ｄ２からなる現像パラメータ群に、画像形成パラメータをグループ分けしてある。
【００２７】
図４には、図３のグループ分けにおいて、画像形成パラメータを相補的に調整した例を示してある。図４では、各時点の画像形成パラメータの値が、当該画像形成パラメータの平均値より大きい方向に乖離する度合を＋、＋＋、＋＋＋で表現し、当該画像形成パラメータの平均値より小さい方向に乖離する度合を−、−−、−−−で表現し、当該画像形成パラメータの平均値にほぼ等しい場合を０で表現してある。
２０１２／３／１０〜２０１２／３／１２のデータによれば、帯電パラメータの平均値からの乖離とは逆方向に露光パラメータを調整し、また、露光パラメータの平均値からの乖離とは逆方向に現像パラメータを調整してあり、各モジュール単位でパラメータが相補的に調整されていることが分かる。一方、２０１２／３／１３のデータによれば、帯電パラメータと露光パラメータの間の関係性が崩れていることが分かる。
【００２８】
ここで、モジュール間の相補的な調整動作の関係性が保たれている状態では画質トラブルが発生せず、この関係性が崩れてくると画質調整が不十分になり、いずれ画質トラブルが発生することが分かった。
そこで、本例の画像形成装置では、モジュール間の相補的な調整動作の関係性が保たれているかを判断する仕組み（画像形成パラメータ間関係性指標算出部３及びキャリブレーション実行判定部４）を導入し、関係性が崩れてきた場合にキャリブレーションを実行するようにすることで、画像形成装置におけるキャリブレーションの実行タイミングの適正化を図り、これにより、画像形成装置の生産性の低下を防ぎつつ高い画質を維持することを可能にした。
【００２９】
画像形成パラメータ間関係性指標算出部３及びキャリブレーション実行判定部４の具体例を説明する
本例の画像形成パラメータ間関係性指標算出部３は、関係性指標として、重相関係数を算出する。重相関係数は、３つ以上の変数の相関を表すものである。本例では、帯電、露光、現像のモジュール毎に代表の画像形成パラメータを１つずつ選定し、３つの画像形成パラメータによる重相関行列を作る。
【００３０】
（式１）には、代表の画像形成パラメータとして、Ｃ１，Ｅ１，Ｄ１を選定した場合の重相関行列ｒmを示してある。
【数１】
2014016456.tif 000003
ここで、ｒC1,E1は、Ｃ１とＥ１の各パラメータ値の相関係数であり、ｒC1,D1は、Ｃ１とＤ１の各パラメータ値の相関係数であり、ｒE1,D1は、Ｅ１とＤ１の各パラメータ値の相関係数である。本例では、予め定められた日数（例えば５日）分の直近過去における各々のパラメータ値に基づいて相関係数を求めている。なお、予め定められたデータ数分の直近過去における各々のパラメータ値に基づいて相関係数を求めてもよい。
【００３１】
次に、重相関行列ｒmの逆行列を求め、逆行列の対角要素ｒiiに基づいて、（式２）により重相関係数Ｒを算出する。
【数２】
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【００３２】
以上の演算を対象のデータ範囲をシフトさせながら繰り返し、重相関係数Ｒを時系列に算出していく。この重相関係数Ｒは、０〜１の範囲の値であり、１に近いほど関係性が保たれていることを示し、０に近づくほど関係性が崩れていることを示す。
ここで、本例では、予め、画像形成パラメータの組み合わせの全てについて相関係数を求め、相関度（正相関又は逆相関）が高い組み合わせを特定し、この結果に基づいて各モジュールの代表の画像形成パラメータを選定している。なお、代表の画像形成パラメータとしては、本例のようにモジュール毎に１つの画像形成パラメータを選定する構成のほか、モジュール毎に複数の画像形成パラメータを選定してもよい。
また、例えば、画像形成パラメータ毎に、その画像形成パラメータの基準値（例えば平均値）に対する値のズレ量を求め、これをモジュール単位で平均した値を、各モジュールの代表の画像形成パラメータの値として用いてもよい。
また、重相関係数Ｒ以外の指標を関係性指標として算出してもよく、３以上のモジュール間における画像形成パラメータの時間変化の相関を数値化して表現できればよい。
【００３３】
図５には、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３により算出された重相関係数Ｒをグラフ表示した例を示してある。図５において、横軸は時間経過を表し、縦軸は重相関係数Ｒを表している。
キャリブレーション実行判定部４は、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３により算出された重相関係数Ｒと予め定められた閾値Ｔとを比較して、重相関係数Ｒが閾値Ｔを下回ったか否かを判定する。そして、重相関係数Ｒが閾値Ｔを下回った場合に、モジュール間の相補的な調整動作の関係性が崩れたと判断して、キャリブレーションの実行が必要であると判定する。
これにより、画質調整が不十分となってきた段階でキャリブレーション実行部５によるキャリブレーションの実行がなされ、画質トラブルの発生を未然に防ぐことができるため、画像形成装置の生産性の低下を防ぎつつ高い画質を維持することが可能となる。
【００３４】
なお、閾値Ｔは、複数の画像形成装置で共通の値を用いてもよく、画像形成装置毎に異なる値を用いてもよい。画像形成装置毎の閾値Ｔを用いる場合は、例えば、対象の画像形成装置について重関数係数の出現頻度を示すヒストグラムを作成し、重関数係数の出現頻度の上位９０％が含まれる範囲を求め、当該範囲の下限の重関数係数を閾値とする、等の手法により閾値を決定すればよい。
【００３５】
ここで、本例の画像形成装置は、各種演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や基本的な制御プログラムなどを記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、各種のプログラムやデータを記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、各種の情報を表示出力するための表示装置及び操作者により入力操作に用いられる操作ボタンやタッチパネル等の入力機器とのインタフェースである入出力Ｉ／Ｆ、他の装置との間で有線又は無線により通信を行うインタフェースである通信Ｉ／Ｆ、といったハードウェア資源を備えたコンピュータを有する。
【００３６】
そして、本発明に係るプログラムを補助記憶装置等から読み出してＲＡＭに展開し、これをＣＰＵにより実行させることで、本発明に係る校正処理実行判定装置の機能を画像形成装置のコンピュータ上に実現している。
本例では、本発明に係る収集手段の機能を画像形成パラメータ収集部１により実現し、本発明に係る算出手段の機能を画像形成パラメータ間関係指標算出部３により実現し、本発明に係る判定手段の機能をキャリブレーション実行判定部４により実現している。
【００３７】
ここで、本発明に係るプログラムは、例えば、当該プログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶媒体から読み込む形式や、通信網等を介して受信する形式などにより、画像形成装置のコンピュータに設定される。
なお、本例のようなソフトウェア構成により各機能部を実現する態様に限られず、各機能部を専用のハードウェアモジュールで実現するようにしてもよい。
【００３８】
また、本例では、画像形成装置自身が、画像形成パラメータ収集部１、画像形成パラメータ時系列データ蓄積部２、画像形成パラメータ間関係性指標算出部３、キャリブレーション実行判定部４を備えているが、これらの機能部を、画像形成装置と通信可能に接続されたサーバ装置に設け、サーバ装置が、画像形成装置におけるキャリブレーションの実行の必要性を判定し、キャリブレーションの実行が必要であると判定された画像形成装置に対し、キャリブレーションの実行を指示するシステムとして構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１：画像形成パラメータ収集部、  ２：画像形成パラメータ時系列データ蓄積部、  ３：画像形成パラメータ間関係性指標算出部、  ４：キャリブレーション実行判定部、  ５：キャリブレーション実行部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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