(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められたトナー色順序で、互いに異なるｎ色（ｎ≧２）のトナーによって各色毎のパッチ画像を順次形成した後、一括して各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を各色毎に求める最適値算出処理を実行する画像形成方法において、
遅くとも前記トナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色について、各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値を事前的に求める第１工程と、
前記第１工程において最適値を求めることができなかったトナー色が存在する場合には、速やかに前記最適値算出処理を再度実行する第２工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記第１工程では、各パッチ画像の濃度検出が一括して行われ、それらの画像濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値が一括して求められる請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記第１工程では、前記トナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、前記最終トナー色を除く（ｎ−１）色のトナーによって各色毎のパッチ画像を順次形成した後、一括して各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて前記（ｎ−１）トナー色毎に濃度制御因子の最適値が一括して求められる請求項１または２記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記第１工程では、各パッチ画像の濃度検出は対応するトナー色のパッチ画像が形成される毎に行われ、その画像濃度に基づいて各色の濃度検出のたびに濃度制御因子の最適値が順次求められる請求項１記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記第１工程では、前記トナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、前記最終トナー色を除く（ｎ−１）色のトナーによって各色毎のパッチ画像を順次形成する毎に、そのトナー色に対応するパッチ画像の濃度を検出し、その画像濃度に基づいて当該トナー色についての濃度制御因子の最適値が順次求められる請求項１または２記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記ｎ色のパッチ画像は予め決められた配列順序で形成されるとともに、パッチ画像の濃度検出は前記配列順序における先頭位置から順番に行われ、
前記最終トナー色のパッチ画像は、前記先頭位置から数えて１ないし（ｎ−１）番目のいずれかの配列順位で形成される請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記最終トナー色のパッチ画像は前記先頭位置に形成される請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項８】
予め決められたトナー色順序で、互いに異なるｎ色（ｎ≧２）のトナーによって各色毎のパッチ画像を画像形成手段によって形成した後、各パッチ画像の濃度を濃度検出手段によって一括して検出し、制御手段がそれらの画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を各色毎に算出する画像形成装置において、
前記制御手段は、遅くとも前記トナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色について前記濃度検出手段によって検出される各パッチ画像の濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値を事前的に求め、最適値を求めることができなかったトナー色が存在する場合には、速やかに全てのトナー色について再度パッチ画像を作成し、その最適値を求めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記濃度検出手段は先頭側のパッチ画像から順番に画像濃度を検出可能となっており、
前記画像形成手段は、前記ｎ色のパッチ画像を予め決められた配列順序で形成するものであって、前記最終トナー色のパッチ画像については、前記先頭位置から数えて１ないし（ｎ−１）番目のいずれかの配列順位で形成する請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成手段は、前記最終トナー色のパッチ画像を前記先頭位置に形成する請求項８または９記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、予め決められたトナー色順序で、互いに異なるｎ色（ｎ≧２）のトナーによって各色毎のパッチ画像を順次形成した後、一括して各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を各色毎に求める最適値算出処理を実行する画像形成方法および画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数色のトナーによって画像を形成する画像形成装置においては、感光体の疲労、トナーの特性や現象バイアス−濃度特性の変動などにより、トナー濃度を一定に保つことが困難である。そこで、従来より、電源立ち上げ時もしくは周期的に、トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子、例えば現像バイアス、帯電バイアスや露光量などを調整することでトナー濃度の自動調整を行っている。
【０００３】
図８は、従来の画像形成方法を示すタイミングチャートである。この従来技術では、中間転写ベルト、中間転写ドラムや転写紙などの中間転写媒体が一周する間（中媒同期信号の１周期）に、まずイエロー（Ｙ）のトナーで、しかも互いに異なる４種類の現像バイアスでパッチ画像を中間転写媒体上に形成した後、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各トナー色についても、イエローと同様にして中間転写媒体上にパッチ画像を順次形成する。そして、最終トナー色（同図の場合、ブラック）のパッチ画像を形成するとともに、パッチセンサによってすべてのパッチ画像の濃度を一括して検出する。その後で、その検出データに基づき各色毎に最大濃度が得られる現像バイアスを算出し、これらを濃度制御因子の最適値としている。
【０００４】
なお、この明細書では、上記のように現像バイアスなどの濃度制御因子を変化させながらパッチ画像を形成し、それらのパッチ画像の濃度を検出した後、それらの画像濃度に基づき濃度制御因子の最適値を算出する一連の処理を「最適値算出処理」と称する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最適値算出処理を１回実行することによって常に最適現像バイアス（最適値）を正確に求めることができるというものではなく、例えばパッチ画像作成時の現像バイアスの設定条件が適切でない場合、複数色のトナーのうち特定のトナー色については、検出データから最適値（最適現像バイアス）が求まらないことがある。このような場合、最適値算出処理を再度実行する必要がある。
【０００６】
しかしながら、従来の装置では、最終トナー色のパッチ画像を形成するとともに、すべてのトナー色について画像濃度の検出および現像バイアスの最適値算出を行っている。そのため、最適値算出処理が完了した時点Ｔ０では、すでに次の画像描込タイミングを過ぎており、中間転写媒体を少なくとも１周分空転させた後でなければ、イエローパッチ画像の描き込みを実行することができない。
【０００７】
このように従来技術では、最適値算出処理に失敗した後、同一処理を連続して行うためには少なくとも１周以上の空転動作が含まれてしまい、これがスループット低下の一要因となっている。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を短時間で算出することができる画像形成方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成方法は、予め決められたトナー色順序で、互いに異なるｎ色（ｎ≧２）のトナーによって各色毎のパッチ画像を順次形成した後、一括して各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を各色毎に求める最適値算出処理を実行する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、遅くともトナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色について、各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値を事前的に求める第１工程と、第１工程において最適値を求めることができなかったトナー色が存在する場合には、速やかに最適値算出処理を再度実行する第２工程とを備えている。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置は、予め決められたトナー色順序で、互いに異なるｎ色（ｎ≧２）のトナーによって各色毎のパッチ画像を画像形成手段によって形成した後、各パッチ画像の濃度を濃度検出手段によって一括して検出し、制御手段がそれらの画像濃度に基づいてトナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を各色毎に算出する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、制御手段によって、遅くともトナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色について濃度検出手段によって検出される各パッチ画像の濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値を事前的に求め、最適値を求めることができなかったトナー色が存在する場合には、速やかに全てのトナー色について再度パッチ画像を作成し、その最適値を求めるように構成している。
【００１１】
上記のように構成された画像形成方法および画像形成装置では、遅くともトナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色について、各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値が事前的に求められる。そして、少なくとも１つ以上のトナー色について最適値を求めることができなかった場合には、速やかに最適値算出処理が再度実行される。
【００１２】
ここで、「事前的」とは、次のようなことを意味するものである。すなわち、正式な最適値は最終トナー色についてパッチ画像が形成され、すべてのトナー色についてパッチ画像の濃度を一括して検出し、これらの画像濃度に基づき求められるものであり、特定のトナー色（遅くともトナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色）については、最適値算出処理を再度実施する必要があるか否かを判断するために予め最適値が算出されることを意味するものである。また、「速やかに」とは、最適値算出処理を再度行う場合に、先の最適値算出処理におけるパッチ画像形成から、次の最適値算出処理におけるパッチ画像形成を連続的に行うことを意味するものである。
【００１３】
なお、第１工程においては、各パッチ画像の濃度検出を一括して行った後、それらの画像濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値を一括して求めるようにしてもよい。例えば、トナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、最終トナー色を除く（ｎ−１）色のトナーによって各色毎のパッチ画像を順次形成した後、一括して各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて（ｎ−１）トナー色毎に濃度制御因子の最適値を一括して求めるようにしてもよい。
【００１４】
また、第１工程においては、上記のように濃度検出および最適値算出を一括して行う代わりに、以下のようにトナー色毎に濃度検出および最適値算出を行うようにしてもよい。すなわち、あるトナー色についてパッチ画像が形成される毎に行い、そのトナー色でのパッチ画像の画像濃度を検出し、その画像濃度に基づいて当該トナー色について濃度制御因子の最適値を求めるようにしてもよい。
【００１５】
また、ｎ色のパッチ画像は予め決められた配列順序で形成されるとともに、パッチ画像の濃度検出は配列順序における先頭位置から順番に行われるようにしてもよく、この場合、最終トナー色のパッチ画像を、先頭位置から数えて１ないし（ｎ−１）番目のいずれかの配列順位で形成するようにすれば、少なくとも最後尾のパッチ画像に対する濃度検出前に、最終トナー色のパッチ画像に対する濃度検出および最適値算出を行うことができる。特に、最終トナー色のパッチ画像を配列順序の先頭位置に形成する場合に、パッチ画像の濃度検出および最適値算出について、再度の最適値算出処理を開始するまでの時間的余裕が最大となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
Ａ．画像形成装置の全体構成
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット１のメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１２が画像形成手段として機能するエンジン部Ｅの各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１７】
このエンジン部Ｅでは、像担持体ユニット２の感光体２１にトナー像を形成可能となっている。すなわち、像担持体ユニット２は、図１の矢印方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ、およびクリーニング部２４がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２２は帯電バイアス発生部１２１から高電圧が印加されており、感光体２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させる。
【００１８】
そして、この帯電ローラ２２によって帯電された感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット３は、図２に示すように、画像信号切換部１２２と電気的に接続されており、この画像信号切換部１２２を介して与えられる画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。例えば、エンジンコントローラ１２のＣＰＵ１２３からの指令に基づき、画像信号切換部１２２がパッチ作成モジュール１２４と導通している際には、パッチ作成モジュール１２４から出力されるパッチ画像信号が露光ユニット３に与えられてパッチ潜像が形成される。一方、画像信号切換部１２２がメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１と導通している際には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像が形成される。
【００１９】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接離自在に構成されており、エンジンコントローラ１２からの指令に応じて、上記４つの現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接するとともに、現像バイアス発生部１２５によって高電圧が印加されて選択された色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化する。
【００２０】
現像部２３で現像されたトナー像は、ブラック用現像器２３Ｋとクリーニング部２４との間に位置する一次転写領域Ｒ１で転写ユニット４の中間転写ベルト４１上に一次転写される。なお、この転写ユニット４の構造については後で詳述する。
【００２１】
また、一次転写領域Ｒ１から周方向（図１の矢印方向）に進んだ位置には、クリーニング部２４が配置されており、一次転写後に感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とす。
【００２２】
次に、転写ユニット４の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット４は、ローラ４２〜４７と、これら各ローラ４２〜４７に掛け渡された中間転写ベルト４１と、この中間転写ベルト４１に転写された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写ローラ４８とを備えている。この中間転写ベルト４１には、転写バイアス発生部１２６から一次転写電圧が印加されている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４１上に重ね合わせてカラー像を形成するとともに、給排紙ユニット６の給紙部６３によってカセット６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセット（図示省略）からシートＳを取出して二次転写領域Ｒ２に搬送する。そして、このシートＳに、カラー像を二次転写してフルーカラー画像を得る。また、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト４１上に形成し、カラー画像の場合と同様にして二次転写領域Ｒ２に搬送されてきたシートＳに転写してモノクロ画像を得る。
【００２３】
なお、二次転写後、中間転写ベルト４１の外周面に残留付着しているトナーについては、ベルトクリーナ４９によって除去される。このベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４１を挟んでローラ４６と対向して配置されており、適当なタイミングでクリーナブレードが中間転写ベルト４１に対して当接してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落す。
【００２４】
また、ローラ４３の近傍には、後述するようにして中間転写ベルト４１の外周面に形成されるパッチ画像の濃度を検出するためのパッチセンサＰＳが配置されるとともに、中間転写ベルト４１の基準位置を検出するための同期用読取センサＲＳが配置されている。
【００２５】
図１に戻ってエンジン部Ｅの構成説明を続ける。転写ユニット４によってトナー像が転写されたシートＳは、給排紙ユニット６の給紙部６３によって所定の給紙経路（２点鎖線）に沿って二次転写領域Ｒ２の下流側に配設された定着ユニット５に搬送され、搬送されてくるシートＳ上のトナー像をシートＳに定着する。そして、当該シートＳはさらに給紙経路６３０に沿って排紙部６４に搬送される。
【００２６】
この排紙部６４は２つの排紙経路６４１ａ，６４１ｂを有しており、一方の排紙経路６４１ａは定着ユニット５から標準排紙トレイに延びるとともに、他方の排紙経路６４１ｂは排紙経路６４１ａとほぼ平行に、再給紙部６６とマルチビンユニットとの間に延びている。これらの排紙経路６４１ａ，６４１ｂに沿って３組のローラ対６４２〜６４４が設けられており、定着済みのシートＳを標準排紙トレイやマルチビンユニット側に向けて排出したり、その他方面側にも画像を形成するために再給紙部６６側に搬送したりする。
【００２７】
この再給紙部６６は、図１に示すように、上記のように排紙部６４から反転搬送されてきたシートＳを再給紙経路６６４（２点鎖線）に沿って給紙部６３のゲートローラ対６３７に搬送するものであり、再給紙経路６６４に沿って配設された３つの再給紙ローラ対６６１〜６６３で構成されている。このように、排紙部６４から搬送されてきたシートＳを再給紙経路６６４に沿ってゲートローラ対６３７に戻すことによって給紙部６３においてシートＳの非画像形成面が中間転写ベルト４１を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。
【００２８】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリであり、符号１２７はエンジン部Ｅを制御するための制御データやＣＰＵ１２３における演算結果などを一時的に記憶するためのＲＡＭであり、さらに符号１２８はＣＰＵ１２３で行う演算プログラムなどを記憶するＲＯＭである。
【００２９】
Ｂ．画像形成装置における濃度調整動作
次に、上記のように構成され画像形成装置における画像の濃度調整動作について説明する。
【００３０】
図３は、図１の画像形成装置における濃度調整動作を示すフローチャートである。この画像形成装置では、同図に示すように、ステップＳ１で濃度調整動作を実行して現像バイアスおよび帯電バイアスを更新設定する必要があるか否かが判断される。例えば、画像形成装置本体のメイン電源を投入した後、画像を形成できる状態になると、バイアス設定を開始するように構成してもよい。また、装置本体内に設けられたタイマー（図示省略）によって連続使用時間を検出し、数時間毎にバイアス設定を開始するようにしてもよい。
【００３１】
このステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断されてバイアス設定が開始されると、ステップＳ２，Ｓ３を実行して最適現像バイアスを算出し、それを現像バイアスとして設定する（ステップＳ４）。また、それに続いて、ステップＳ５を実行して最適帯電バイアスを算出し、それを帯電バイアスとして設定する（ステップＳ６）。こうして、現像バイアスおよび帯電バイアスの最適化が行われる。以下、それぞれが本発明の最適値算出処理に相当する現像バイアス算出処理（ステップＳ３）および帯電バイアス算出処理（ステップＳ５）の内容について、それぞれ詳細に説明する。
【００３２】
Ｂ−１．現像バイアス算出処理
図４は、図３の現像バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。また、図５は現像バイアス算出処理の動作タイミングを示すタイミングチャートである。この現像バイアス算出処理（ステップＳ３）では、まずイエロートナーによってパッチ画像（Ｙパッチ）を作成する（ステップＳ３０１）。すなわち、帯電バイアスを予めステップＳ２で設定した既定値で、かつ現像バイアスを所定間隔で４段階に切り換えながら、４つのイエローベタ画像を感光体上に順次形成し、さらに図６（ａ）に示すように、これらを予め決められた配列順序で中間転写ベルト４１の外周面に転写して第１パッチ画像ＰＩ１を形成する（ステップＳ３０１）。
【００３３】
上記Ｙパッチの作成に続いて、上記と同様にして、シアントナーによるパッチ画像（Ｃパッチ）の作成（ステップＳ３０２）、マゼンタトナーによるパッチ画像（Ｍパッチ）の作成（ステップＳ３０３）、およびブラックトナーによるパッチ画像（Ｋパッチ）の作成（ステップＳ３０４）を順次実行して、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すようにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順序で中間転写ベルト４１の外周面上に第１パッチ画像ＰＩ１をさらに形成していく。この実施形態では、パッチ画像の形成順序（トナー色順序）は、
イエロー（Ｙ）−シアン（Ｃ）−マゼンタ（Ｍ）−ブラック（Ｋ）
であるが、中間転写ベルト４１上でのパッチ画像の配列順序は、
ブラック（Ｋ）−イエロー（Ｙ）−シアン（Ｃ）−マゼンタ（Ｍ）
としている。なお、このような配列順序を採用する理由については、後で詳述する。
【００３４】
こうしてすべてのトナー色についてパッチ画像ＰＩ１を形成した後、１６（＝４種類×４色）個のパッチ画像ＰＩ１のうち先頭位置のパッチ画像（この実施形態では、ブラック（Ｋ）のパッチ画像）から順番にパッチ画像ＰＩ１の画像濃度をパッチセンサＰＳで検出し、さらに、これらの画像濃度に基づき目標濃度に対応する現像バイアスを求め、これを最適現像バイアスとして求めている（ステップＳ３０５）。このように、この実施形態においては、４種類のパッチ画像ＰＩ１を作成し、これらの画像濃度を一括して読み取った（本番読み取り）後、それらの画像濃度に基づき現像バイアスの最適値を求めており、この点に関しては従来技術と同様であるが、次の点で従来技術と大きく相違している。
【００３５】
すなわち、この実施形態では、図４および図５に示すように、トナー色順序のうち最終のトナー色、つまりブラックトナーによってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色（イエロー、シアンおよびマゼンタ）について、各パッチ画像ＰＩ１の濃度を検出し（事前読み取り）、それらの画像濃度に基づいてイエロー、シアンおよびマゼンタに対する最適現像バイアスを事前的に求め（ステップＳ３０６）、次のステップＳ３０７でイエロー、シアンおよびマゼンタのすべてに対して最適現像バイアスを求めることができたと判断した場合には、そのまま次のステップＳ３１１に進む一方、上記３色のうち少なくとも１色でも最適現像バイアスを求めることができなかった場合には、再度、現像バイアス算出処理を実行する旨の設定を行う（ステップＳ３０８：再パッチ作成の設定）。
【００３６】
このように、この実施形態では、最終トナー色（ブラック）によってパッチ画像を形成する時点で、すでに他のトナー色、つまりイエロー、シアンおよびマゼンタについて最適現像バイアスを求めることができるか否かという点を事前に把握することができるため、仮にイエロー、シアンまたはマゼンタに対して最適現像バイアスを求めることができなかった場合には、図５に示すように、最終トナー色によるパッチ作成に続いてイエロートナーによるパッチ作成（再パッチ作成）を速やかに実行することができ、図８に示す従来例のように空転させる必要がなくなり、再度の現像バイアス算出処理を速やかに行って処理効率を高めている。
【００３７】
また、ブラックについても、本実施形態では、以下に説明するように中間転写ベルト４１上での配列順位を工夫することで他のトナー色の場合と同様に、速やかに再パッチ作成に移行することができるようになっている。すなわち、この実施形態では、図６（ｄ）に示すように、ブラックのパッチ画像を先頭位置に形成しているため、ブラックのパッチ画像が最初にパッチセンサＰＳの読み取り位置に到達し、本番読み取りの初期段階Ｐ１（図５）で当該パッチ画像の画像濃度が読み取られ、当該ブラックトナーについての最適現像バイアスを求めることができる。ここで、最適現像バイアスを求めることができなかった場合には、その旨がステップＳ３０９で「ＮＯ」と判断される。そして、このように判断されると、ステップＳ３０８と同様にして再パッチ作成の設定が行われる（ステップＳ３１０）。こうしたブラックトナーについての一連の処理は本番読み取りの初期段階Ｐ１で行われるため、再パッチ作成に十分に間に合う。そのため、イエロー、シアン、マゼンタの場合と同様に、ブラックに対して最適現像バイアスを求めることができなかった場合にも、図５に示すように、最終トナー色によるパッチ作成に続いてイエロートナーによるパッチ作成（再パッチ作成）を速やかに実行することができ、図８に示す従来例のように空転させる必要がなくなり、再度の現像バイアス算出処理を速やかに行って処理効率を高めている。
【００３８】
この処理流れを図４のフローチャートで説明すると、次のようになる。すなわち、上記のようにして事前読み取りによってイエロー、シアンおよびマゼンタについての各パッチ画像ＰＩ１の濃度検出およびそれに基づく再パッチ作成の設定、本番読み取りによってブラックについてのパッチ画像ＰＩ１の濃度検出およびそれに基づく再パッチ作成の設定が完了すると、ステップＳ３１１で再パッチ作成の設定が行われたか否かを判断し、ステップＳ３０８あるいはステップＳ３１０で再パッチ作成が設定されている場合には、ステップＳ３０１に戻って再度の現像バイアス算出処理が速やかに実行される。
【００３９】
一方、ステップＳ３０８、Ｓ３１０のいずれにおいても、再パッチ作成が設定されていない場合、つまりすべてのトナー色について最適現像バイアスを求めることができた場合には、ステップＳ３１２に進んで、上記のようにして求められた最適現像バイアスをＲＡＭ１２７に記憶し、後述する帯電バイアスの算出時や通常の画像形成処理において、ＲＡＭ１２７から読み出し、現像バイアスとして設定する。
【００４０】
Ｂ−２．帯電バイアス算出処理
図７は、図３の帯電バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。この帯電バイアス算出処理では、現像バイアス算出処理の場合と同様に、現像バイアスをステップＳ３で求めた最適現像バイアスに設定するとともに、上記「Ｂ−１．現像バイアス算出処理」の項で説明したと同様の処理手順で最適帯電バイアスを算出する。すなわち、以下のようにして最適帯電バイアスを算出しており、少なくとも１色以上について最適帯電バイアスを算出することができなかった場合には、再度帯電バイアス算出処理を繰り返して実行している。
【００４１】
まず、帯電バイアスを所定間隔で４段階に切り換えながら、４つのイエローハーフトーン画像を感光体上に順次形成し、さらに図６（ａ）に示すように、これらを予め決められた配列順序で中間転写ベルト４１の外周面に転写して第２パッチ画像ＰＩ２を形成する（ステップＳ５０１）。
【００４２】
また、上記Ｙパッチの作成に続いて、上記と同様にして、シアントナーによるパッチ画像（Ｃパッチ）の作成（ステップＳ５０２）、マゼンタトナーによるパッチ画像（Ｍパッチ）の作成（ステップＳ５０３）、およびブラックトナーによるパッチ画像（Ｋパッチ）の作成（ステップＳ５０４）を順次実行して、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すようにシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の順序で中間転写ベルト４１の外周面上に第２パッチ画像ＰＩ２をさらに形成していく。なお、パッチ画像の形成順序（トナー色順序）および配列順序については、上記現像バイアス算出処理の場合と同様である。つまり、パッチ画像の形成順序は、
イエロー（Ｙ）−シアン（Ｃ）−マゼンタ（Ｍ）−ブラック（Ｋ）
である一方、中間転写ベルト４１上でのパッチ画像の配列順序は、
ブラック（Ｋ）−イエロー（Ｙ）−シアン（Ｃ）−マゼンタ（Ｍ）
としている。
【００４３】
こうしてすべてのトナー色についてパッチ画像ＰＩ２を形成した後、１６（＝４種類×４色）個のパッチ画像ＰＩ２のうち先頭位置のパッチ画像（この実施形態では、ブラック（Ｋ）のパッチ画像）から順番にパッチ画像ＰＩ２の画像濃度をパッチセンサＰＳで検出し（本番読み取り）、さらに、これらの画像濃度に基づき目標濃度に対応する帯電バイアスを求め、これを最適帯電バイアスとして求めている（ステップＳ５０５）。
【００４４】
また、この実施形態では、トナー色順序のうち最終のトナー色、つまりブラックトナーによってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色（イエロー、シアンおよびマゼンタ）について、各パッチ画像ＰＩ２の濃度を検出し（事前読み取り）、それらの画像濃度に基づいてイエロー、シアンおよびマゼンタに対する最適帯電バイアスを事前的に求め（ステップＳ５０６）、次のステップＳ５０７でイエロー、シアンおよびマゼンタのすべてに対して最適帯電バイアスを求めることができたと判断した場合には、そのまま次のステップＳ５１１に進む一方、上記３色のうち少なくとも１色でも最適帯電バイアスを求めることができなかった場合には、再度、帯電バイアス算出処理を実行する旨の設定を行う（ステップＳ５０８：再パッチ作成の設定）。
【００４５】
一方、ブラックについては、図６（ｄ）に示すように、ブラックのパッチ画像ＰＩ２を先頭位置に形成しているため、ブラックのパッチ画像が最初にパッチセンサＰＳの読み取り位置に到達し、本番読み取りの初期段階で当該パッチ画像の画像濃度が読み取られ、当該ブラックトナーについての最適帯電バイアスを求めることができる。ここで、最適帯電バイアスを求めることができなかった場合には、その旨がステップＳ５０９で「ＮＯ」と判断される。そして、このように判断されると、ステップＳ５０８と同様にして再パッチ作成の設定が行われる（ステップＳ５１０）。
【００４６】
このように事前読み取りによってイエロー、シアンおよびマゼンタについての各パッチ画像ＰＩ２の濃度検出およびそれに基づく再パッチ作成の設定、本番読み取りによってブラックについてのパッチ画像ＰＩ２の濃度検出およびそれに基づく再パッチ作成の設定が完了すると、ステップＳ５１１で再パッチ作成の設定が行われたか否かを判断し、ステップＳ５０８あるいはステップＳ５１０で再パッチ作成が設定されている場合には、ステップＳ５０１に戻って再度の帯電バイアス算出処理が速やかに実行される。
【００４７】
一方、ステップＳ５０８、Ｓ５１０のいずれにおいても、再パッチ作成が設定されていない場合、つまりすべてのトナー色について最適帯電バイアスを求めることができた場合には、ステップＳ５１２に進んで、上記のようにして求められた最適帯電バイアスをＲＡＭ１２７に記憶し、後述する帯電バイアスの算出時や通常の画像形成処理において、ＲＡＭ１２７から読み出し、帯電バイアスとして設定する。
【００４８】
以上のように、帯電バイアス算出処理（ステップＳ５）においても、現像バイアス算出処理と同様に、最終トナー色（ブラック）によってパッチ画像を形成する時点で、すでに他のトナー色、つまりイエロー、シアンおよびマゼンタについて最適帯電バイアスを求めることができるか否かという点を事前に把握することができるため、仮にイエロー、シアンまたはマゼンタに対して最適帯電バイアスを求めることができなかった場合には、図５に示すように、最終トナー色によるパッチ作成に続いてイエロートナーによるパッチ作成（再パッチ作成）を速やかに実行することができ、図８に示す従来例のように空転させる必要がなくなり、再度の帯電バイアス算出処理を速やかに行うことができる。
【００４９】
また、最終トナー色であるブラックについても、パッチ画像の濃度検出およびそれに基づく再パッチ作成の設定という一連の処理を本番読み取りの初期段階で実行しているため、再パッチ作成に十分に間に合い、ブラックに対して最適現像バイアスを求めることができなかった場合にも、最終トナー色によるパッチ作成に続いてイエロートナーによるパッチ作成（再パッチ作成）を速やかに実行することができる。そのため、図８に示す従来例のように空転させる必要がなくなり、再度の現像バイアス算出処理を速やかに行うことができる。
【００５０】
Ｃ．その他
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、最終トナー色であるブラックのパッチ画像を形成する前に事前読み取りを実行しているが、さらに１つ前のマゼンタのパッチ画像を形成する前に事前読み取りを行うようにしてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、最終トナー（ブラック）以外のトナー色のパッチ画像を一括してパッチセンサＰＳによる事前読み取りを実行して再バッチ作成を行うべきか否かを判断している（ステップＳ３０６〜Ｓ３０８、Ｓ５０６〜Ｓ５０８）が、これらイエロー、シアンおよびマゼンタのパッチ画像を形成する毎に、事前読み取りを行い、それぞれ対応するトナー色についての最適現像バイアスあるいは最適帯電バイアスを求めることができたか否かを判断するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、最終トナー色であるブラックのパッチ画像を配列順序の先頭位置に配置しているが、最終トナー色のパッチ画像の濃度検出およびそれに基づく再パッチ作成の設定という一連の処理を再パッチ作成前に行うことができるという最終トナー条件を満足する限り、先頭位置から配列順位を２あるいは３に設定してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、パッチ画像の形成順序、つまりトナー色順序を、
イエロー（Ｙ）−シアン（Ｃ）−マゼンタ（Ｍ）−ブラック（Ｋ）
と設定しているが、これは一例であり、トナー色順序は任意である。また、中間転写ベルト４１上でのパッチ画像の配列順序についても、上記したように最終トナー条件を満足する限り、パッチ画像の配列順序は任意である。さらに、この実施形態では、４色のトナーを使用しているが、トナー色の種類は４色に限定されるものではなく、複数色で画像を形成するカラー画像形成装置全般に本発明を適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、感光体２１上のトナー像を中間転写ベルト４１に転写し、このトナー像をパッチ画像として、その画像濃度を検出するとともに、その検出結果に基づき最適現像バイアスおよび最適帯電バイアスを算出しているが、中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写ベルト、転写シート、中間転写ドラム、中間転写シート、反射型記録シートあるいは透過性記憶シートなど）にトナー像を転写してパッチ画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。また、転写媒体にパッチ画像を形成する代わりに、感光体上のパッチ画像の濃度を検出するパッチセンサを設け、このパッチセンサによって感光体上の各パッチ画像の画像濃度を検出し、その検出結果に基づき最適現像バイアスおよび最適帯電バイアスを算出するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシートに形成するプリンタであるが、本発明は複写機やファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置全般に適用することができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、濃度制御因子として現像バイアスおよび帯電バイアスの最適値を求めているが、いずれか一方のみの最適値を求める場合、また転写バイアスや露光量などの他の濃度制御因子の最適値を求める場合にも本発明を適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、この発明にかかる画像形成方法および画像形成装置によれば、遅くともトナー色順序のうち最終のトナー色によってパッチ画像を形成する前に、すでにパッチ画像が形成されたトナー色について、各パッチ画像の濃度を検出し、それらの画像濃度に基づいて各色毎に濃度制御因子の最適値を事前的に求め、少なくとも１つ以上のトナー色について最適値を求めることができなかった場合には、速やかに最適値算出処理を再度実行するようにしているので、最適値算出処理を再度行うために従来技術のように空転させる必要がなくなり、トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を短時間で算出することができる。
【００５８】
また、ｎ色のパッチ画像を予め決められた配列順序で形成するとともに、パッチ画像の濃度検出を配列順序における先頭位置から順番に行うように構成する一方、最終トナー色のパッチ画像を、先頭位置から数えて１ないし（ｎ−１）番目のいずれかの配列順位で形成するようにしているので、最終トナー色のパッチ画像に対する濃度検出および最適値算出を最後尾のパッチ画像の濃度検出に比べて早期に行うことができる。そして、最終トナー色について最適値を求めることができなかった場合には、速やかに最適値算出処理を再度実行するようにしているので、最適値算出処理を再度行うために従来技術のように空転させる必要がなくなり、トナー像の画像濃度に影響を与える濃度制御因子の最適値を短時間で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１の画像形成装置における濃度調整動作を示すフローチャートである。
【図４】図３の現像バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】現像バイアス算出処理の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】パッチ画像の形成順序を示す図である。
【図７】図３の帯電バイアス算出処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】従来の画像形成方法を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…制御ユニット（制御手段）
２…像担持体ユニット
３…露光ユニット
４…転写ユニット
５…定着ユニット
１２…エンジンコントローラ（制御手段）
１２３…ＣＰＵ（制御手段）
Ｅ…エンジン部（画像形成手段）
Ｐ１…（本番読み取りの）初期段階
ＰＩ１，ＰＩ２…パッチ画像
ＰＳ…パッチセンサ（濃度検出手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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