(57)【要約】      （修正有）【課題】トナー濃度を制限する場合であっても、所望の濃度の画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置５００は、ＧＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて画像データを補正する出力γ補正部と、画像形成部と、現像装置１０４Ｙ〜Ｋに収容された現像剤を測定するインダクセンサと、インダクセンサの測定結果とインダクターゲットとに基づいて、現像装置へのトナー補給を制御するＣＰＵと、測定用画像を測定するパッチセンサと、ＡＴＲパッチの測定結果に基づいて、インダクターゲットを決定する決定手段と、閾値が制限範囲となるように制限する制限手段と、多階調パッチの測定結果に基づいて、階調条件を更新する多階調パッチ制御手段と、決定された閾値が制限範囲内とならないときの階調条件の補正割合を、閾値が制限範囲内となるときの補正割合よりも大きくする設定手段と、を有する。【選択図】図１
2015206945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調条件を用いて画像データを補正する補正手段と、
感光体と、静電潜像を形成するために前記感光体を画像データに基づくレーザー光を用いて露光する露光手段と、前記感光体上に画像を形成するために前記感光体上の前記静電潜像を、トナーを用いて現像する現像手段と、前記感光体上の前記画像を記録材へ転写する転写手段と、を備えた画像形成手段と、
前記現像手段に収容された現像剤を測定する第１測定手段と、
前記第１測定手段の測定結果と閾値とに基づいて、前記現像手段へのトナー補給を制御する制御手段と、
前記画像形成手段によって形成された測定用画像を測定する第２測定手段と、
前記第２測定手段による第１測定用画像の測定結果に基づいて、前記閾値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記閾値が制限範囲となるように、前記閾値を制限する制限手段と、
前記第２測定手段による第２測定用画像の測定結果に基づいて、前記階調条件を更新する更新手段と、
前記決定手段により決定された前記閾値が前記制限範囲内とならないときの前記階調条件の補正割合を、前記閾値が前記制限範囲内となるときの前記補正割合よりも大きくする設定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記設定手段による前記階調条件の補正割合の設定は、当該画像形成装置における画像形成枚数が所定値を超えた際に、定期的に実行されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記測定用画像の濃度検知結果が、ターゲット濃度とずれている場合、前記露光手段は、前記静電潜像を形成する際の露光強度の設定値を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記階調条件を記憶する記憶手段を有し、前記設定手段は、前記記憶手段に記憶された階調条件の補正割合を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記閾値が前記制限範囲内とならないときの前記階調条件の補正割合は９〜１１％であり、前記閾値が前記制限範囲内となるときの前記補正割合は４〜６％であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記閾値の上限値は９％であり、下限値は６％であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置によって形成される画像の階調を補正する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、画像を形成するために現像器が感光体上の静電潜像をトナーを用いて現像し、現像された画像を記録材に転写し、転写された画像が記録材に定着される。
【０００３】
現像器は、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、又は、非磁性トナーと磁性キャリアを主成分とした二成分現像剤が収容される。二成分現像剤におけるキャリア、及び、トナーの合計重量に対するトナー重量の割合（以下、「トナー濃度」という。）、及び、トナー帯電量は、画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素である。
【０００４】
特許文献１には、現像器内のトナー濃度を目標値とするため、パッチ画像の測定結果に基づいて現像器へのトナー補給を制御する画像形成装置が記載されている。
【０００５】
画像形成装置が高印字率の画像を大量に印刷した場合、現像器内のトナーが大量に消費されると共に現像器に帯電量の低いトナーが大量に供給されるので、現像器内のトナーの帯電量が低下し、出力画像の濃度が上昇してしまうことが知られている。一方、画像形成装置が低印字率の画像を大量に印刷した場合、現像器内のトナーが消費されない状態で現像器内のトナーの帯電量が上昇し、出力画像の濃度が低下してしまうことが知られている。そこで、従来から現像器へ補給されるトナーの補給量を動的に制御するものが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、トナー濃度を上限値を超えて増加させてたり、下限値を下回るように減少させてしまうと、画像不良が生じてしまうという問題があった。
【０００８】
これは、トナー濃度が増大している状態では現像器内のトナーが飛散しやすく、印字領域以外にもトナーが付着してしまうからである。一方、トナー濃度が減少している状態では現像器内のトナーが不足しているので、印字領域に供給すべきトナーが不足してしまうからである。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、トナー濃度を制限する場合であっても、所望の濃度の画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、階調条件を用いて画像データを補正する補正手段と、感光体と、静電潜像を形成するために前記感光体を画像データに基づくレーザー光を用いて露光する露光手段と、前記感光体上に画像を形成するために前記感光体上の前記静電潜像を、トナーを用いて現像する現像手段と、前記感光体上の前記画像を記録材へ転写する転写手段と、を備えた画像形成手段と、前記現像手段に収容された現像剤を測定する第１測定手段と、前記第１測定手段の測定結果と閾値とに基づいて、前記現像手段へのトナー補給を制御する制御手段と、前記画像形成手段によって形成された測定用画像を測定する第２測定手段と、前記第２測定手段による第１測定用画像の測定結果に基づいて、前記閾値を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記閾値が制限範囲となるように、前記閾値を制限する制限手段と、前記第２測定手段による第２測定用画像の測定結果に基づいて、前記階調条件を更新する更新手段と、前記決定手段により決定された前記閾値が前記制限範囲内とならないときの前記階調条件の補正割合を、前記閾値が前記制限範囲内となるときの前記補正割合よりも大きくする設定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー濃度を制限する場合であっても、所望の濃度の画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置におけるリーダ部のリーダ画像処理部と、プリンタ部のプリンタ制御部との接続状態を示すブロック図である。
【図３】図１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】レーザーパワー設定処理に適用されるレーザーパワー設定値を示す図である。
【図５】レーザーパワー設定処理に適用されるパターン画像を示す図である。
【図６】レーザーパワーの設定値と紙上パッチ部の濃度値との関係を示す図である。
【図７】ブラック成分の階調補正を行う際のパターン画像であって、１０パッチのディザパターンからなるパターン画像である。
【図８】ルックアップテーブル（ＧＬＵＴ）の各信号値と多階調パッチ濃度値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、フルカラー画像を形成する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１４】
画像形成装置５００は、プリンタ部１００とリーダ部２００とを備える。
【００１５】
プリンタ部１００は、イエローのトナー像を形成する第１画像形成部、マゼンタのトナー像を形成する第２画像形成部、シアンのトナー像を形成する第３画像形成部、及び、ブラックのトナー像を形成する第４画像形成部を有する。各画像形成部の構成はそれぞれ同様である。
【００１６】
第１〜第４の画像形成部には、像担持体として、円筒状の感光ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋが設けられている。感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋの表面は感光層を有している。感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋは不図示の駆動部によって矢印Ａ方向に回転する。感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋの周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１０２Ｙ〜１０２Ｋ、露光手段としてのレーザースキャナ１０３Ｙ〜１０３Ｋが配置されている。
【００１７】
感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋの周囲には、現像手段としての現像器１０４Ｙ〜１０４Ｋ、クリーニング装置１０５Ｙ〜１０５Ｋ、及びパッチセンサ１１５Ｙ〜１１５Ｋが配置されている。現像器１０４Ｙ〜１０４Ｋは、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容した収容部と、収容部内の現像剤を担持する現像剤担持体としての現像スリーブを有する。現像器１０４Ｙ〜１０４Ｋは、感光ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ上（感光体上）に形成された静電潜像を現像する。これによって、感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋ上に画像データに基づくトナー像が形成される。
【００１８】
パッチセンサ１１５Ｙ〜１１５Ｋは、発光部及び受光部を有する光学センサであり、感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋ上に形成されたパターン画像（パッチ、）を測定する。パターン画像は測定用トナー像に相当する。パッチセンサ１１５Ｙ〜１１５Ｋは、受光部により受光されたパッチ（測定用画像）からの反射光の強度に応じた信号を出力する。プリンタ制御部４００（図３）は、パッチセンサ１１５Ｙ〜１１５Ｋの各々から出力された信号に基づいてパッチの濃度を取得する。なお、画像形成装置５００は、中間転写ベルト１０７上に形成されたパッチからの反射光の強度に応じた信号を出力するパッチセンサ１１５（図３）を備えている。
【００１９】
中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８、従動ローラ１０９、二次転写内ローラ１１０、及び２本のアイドラローラ１１１、１１２に張架されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８により、矢印Ｂ方向に回転する。
【００２０】
中間転写ベルト１０７を介して各感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋに対向する位置には、一次転写ローラ１０６Ｙ〜１０６Ｋが配置されている。一次転写ローラ１０６Ｙ〜１０６Ｋは中間転写ベルト１０７を感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋに押圧する。中間転写ベルト１０７と各感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋとの間には一次転写ニップ部が構成される。中間転写ベルト１０７を介して二次転写内ローラ１１０に対向する位置には二次転写外ローラ１１３が配置されている。中間転写ベルト１０７は、二次転写内ローラ１１０と二次転写外ローラ１１３とで挟持され、二次転写内ローラ１１０は中間転写ベルト１０７の内周面に接触し、二次転写外ローラ１１３は中間転写ベルト１０７の外周面に接触する。中間転写ベルト１０７と二次転写外ローラ１１３との間には二次転写ニップ部が構成される。      
【００２１】
リーダ部２００は、原稿２０１が載置される載置台２０２と、載置台２０２に載置された原稿２０１を読み取る読み取り部を備える。読み取り部は、ＣＣＤセンサ２０５と、原稿２０１に向けて光を照射する光源２０３と、原稿２０１からの反射光をＣＣＤセンサ２０５と、に向けて反射する光学系（レンズ）２０４を備える。読み取り部は矢印Ｃ方向へ移動しながら原稿２０１を読み取る。
【００２２】
図２は、図１の画像形成装置５００におけるリーダ部２００のリーダ画像処理部３００と、プリンタ部１００のプリンタ制御部４００との接続状態を示すブロック図である。図２において、リーダ画像処理部３００は、入力画像色処理部３０１と、ＬＵＴｉｄ＿ｒ３０２及びＬＵＴｉｄ＿ｎｏｄｏ３０３を備えている。一方、プリンタ制御部４００は、出力画像色処理部４０１、出力ガンマ補正部（ＬＵＴ）４０２、及びディザ処理部４０３を備えている。ＣＣＤセンサ２０５とリーダ画像処理部３００の入力画像色処理部３０１とが接続されており、ＬＵＴｉｄ＿ｒ３０２又はＬＵＴｉｄ＿ｎｏｄｏとプリンタ制御部４００の出力画像色処理部４０１とが、画像処理部４２０を介して接続されている。また、プリンタ制御部４００のディザ処理部４０３と、レーザライバ４０４とが接続されている。
【００２３】
ＣＣＤセンサ２０５は、光源２０３から照射され原稿２０１からの反射光に基づいて、原稿２０１に対応した輝度データを出力する。リーダ画像処理部３００は、輝度データを８ｂｉｔの濃度データに変換し、プリンタ制御部４００に転送する。ＬＵＴｉｄ＿ｒ３０２及びＬＵＴｉｄ＿ｎｏｄｏ３０３は、入力画像色処理部３０１に入力された輝度データを濃度データに換算する輝度濃度変換テーブルである。
【００２４】
プリンタ制御部４００の出力画像色処理部４０１は、出力ダイレクトマッピングを行う。出力画像色処理部４０１は、リーダ画像処理部３００から画像処理部４２０を介して入力された濃度データを受信する。出力画像色処理部４０１は、受信した濃度データを、画像形成装置が意図した色で正しく出力するように、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色成分の混合量となるように、濃度データを補正する。出力ガンマ補正部４０２は、所望の階調性を保持するためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて、画像形成装置５００の階調特性（ガンマ特性）を補正するものである。ディザ処理部４０３は、図示しない複数のディザ処理回路を有し、中間調についてディザ処理を行う。プリンタ制御部４００は、ディザ処理された画像データに基づいてレーザー駆動信号をレーザドライバ４０４へ出力すると共に、レーザースキャナから照射される露光光の露光強度を設定する。レーザドライバ４０４は、レーザー駆動信号に基づいてレーザースキャナから照射される露光光の発光パターンを制御する。
【００２５】
図３は、図１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。図３において、画像形成装置５００は、リーダ部２００に設けられたリーダ画像処理部３００、プリンタ部１００を制御するプリンタ制御部（ＣＰＵ）４００、及び画像処理部４２０を有する。
【００２６】
図３において、リーダ部２００のリーダ画像処理部３００は、記憶部としてのＲＯＭ３１１、ＲＡＭ３１２、給紙制御部３１３、ＣＣＤドライバ３１４及びＩ／Ｏポート３１５とそれぞれ通信可能に接続されている。画像処理部４２０は、ページメモリ４２１、メインメモリ４２２、ＨＤＤ４２３、及び外部Ｉ／Ｆ処理部４２４とそれぞれ通信可能に接続されている。また、プリンタ制御部（ＣＰＵ）４００は、ＲＯＭ４１１、ＲＡＭ４１２、Ａ／Ｄ変換器４１３、Ｄ／Ａ変換器４１４、Ｉ／Ｏポート４１５、及びレーザドライバ４０４とそれぞれ通信可能に接続されている。Ａ／Ｄ変換器４１３には、パッチセンサ１１５、温湿度センサ４１５及びインダクセンサ４１８がそれぞれ接続されている。また、Ｄ／Ａ変換器４１４には、高圧基盤４１７が接続されており、Ｉ／Ｏポート４１５には、モータドライバ４１６が接続されている。
【００２７】
次に画像形成装置５００が原稿２０１を読み取り、原稿２０１に基づく画像を形成する画像形成処理について説明する。
【００２８】
画像形成装置５００において、光源２０３から出射された照射光が原稿台２０２に載置された原稿２０１で反射した反射光は、レンズなどの光学系２０４を介してＣＣＤセンサ２０５上に結像する。読み取り部は、原稿２０１に対応する画像データをリーダ画像処理部３００へ出力する。リーダ画像処理部３００によって取得された画像データは、画像処理部４２０で画像処理され、プリンタ部１００のプリンタ制御部４００にて補正された後、レーザドライバ４０４に送信される。
【００２９】
帯電ローラ１０２Ｙ〜１０２Ｋは、感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋを所定の電位に帯電する。レーザースキャナ１０３Ｙ〜１０３Ｋは、静電潜像を形成するために、画像データに基づくレーザー光によって帯電された感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋを露光する。なお、レーザースキャナ１０３Ｙ〜１０３Ｋは、他のスキャナやコンピュータなどの外部機器から入力された画像データに基づいて前記帯電された感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋを露光することもできる。感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋは感光体に相当し、帯電ローラ１０２Ｙ〜１０２Ｋは帯電手段として機能し、レーザースキャナ１０３Ｙ〜１０３Ｋは露光手段として機能する。
【００３０】
感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋ上に形成された静電潜像は、対応する現像器１０４Ｙ〜１０４Ｋから供給される現像剤によってそれぞれ現像され、トナー像として可視化される。このとき現像剤として、例えば、非磁性樹脂トナー粒子（トナー）と、磁性キャリア粒子（キャリア）とを備えた二成分現像剤が用いられる。感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋ上に形成されたトナー像は、一次転写ニップ部において、それぞれ一次転写ローラ１０６Ｙ〜１０６Ｋによって中間転写ベルト１０７上に転写される（一次転写）。この時、バイアス出力手段として図示省略した一次転写バイアス電源から適正な一次転写バイアスが出力され、バイアス印加部材としての一次転写ローラ１０６Ｙ〜１０６Ｋに印加される。クリーニング装置１０５Ｙ〜１０５Ｋは、一次転写後に、それぞれ対応する感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋ上に残留した一次転写残トナーを掻き取って回収する。感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋ上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト１０７上に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト１０７上にフルカラーのトナー像が担持される。
【００３１】
中間転写ベルト１０７上のトナー像と同期するように、図示省略した記録材供給部から二次転写ニップ部に記録材が供給される。中間転写ベルト１０７上のトナー像は、二次転写ニップ部において二次転写内ローラ１１０と二次転写外ローラ１１３と間の電界によって記録材に静電的に転写される。ここで、二次転写内ローラ１１０と二次転写外ローラ１１３とのどちらかに転写バイアスを印加することで、これらローラ間に電界を形成することができる。二次転写ニップ部においてトナー像が転写された記録材は、図示省略した定着装置に搬送され、熱と圧力によってトナー像が定着された後、画像形成装置５００から排出される。
【００３２】
以下、画像形成装置５００における画像形成条件の制御について説明する。
【００３３】
画像形成条件の制御は、プリンタ制御部（以下、「ＣＰＵ」という。）４００が、直接又は画像処理部４２０もしくはリーダ画像処理部３００を介して各種部材を制御することによって行う。
【００３４】
＜レーザーパワー設定処理＞
ＣＰＵ４００は、先ず、レーザースキャナから照射されるレーザー光の強度（レーザーパワー）の設定処理を行う。
【００３５】
レーザーパワー設定処理を実行する際、ＣＰＵ４００は、レーザーパワーを切り替えてレーザーパワー設定用のパッチを記録材上に形成させる。画像形成装置５００は、例えば、レーザーパワーを９ｂｉｔの分解能で設定可能である。レーザーパワーは、図４に示したように、最大光量設定値である５１２に対して、例えば１６０、１９２、２２４、２５６、２８８、３２０、３５２の７段階に設定される。このとき出力されるパッチを図５に示す。図５において、記録材上にはレーザーパワーに応じた濃度のパッチが７つ形成される。以降、この記録材をテストチャート１と称す。ＣＰＵ４００は、ユーザがテストチャート１を原稿台２０２に載置し、読取ボタンが押されるまで待機する。読取ボタンが押された場合、ＣＰＵ４００は読み取り部によってパッチの輝度値を検知する。検知された輝度値はリーダ画像処理部３００で濃度値に変換された後、画像処理部４２０に送信される。
【００３６】
図６は、レーザーパワーと記録材上パッチの濃度値との関係を示す図である。図６において、ターゲット濃度を越えた濃度値のパッチに対応するレーザーパワーの設定値がＬＰｈｉｇｈ、ＬＰｈｉｇｈよりも１レベル低く、ターゲット濃度を下回った濃度値のパッチに対応するレーザーパワーの設定値がＬＰｌｏｗである。ＣＰＵ４００は、ＬＰｌｏｗとＬＰｈｉｇｈを特定し、ＬＰｌｏｗとＬＰｈｉｇｈを用いて線形補間を行うことによって、レーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。ＣＰＵ４００はレーザードライバにレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを通知することによって、レーザースキャナのレーザーパワーを設定する。
【００３７】
なお、ここでは説明を簡単にするため、１つのレーザースキャナレーザーパワーを設定する方法について説明した。本来はレーザースキャナ１０３Ｙ〜１０３Ｋの各々のレーザーパワーを設定するため、１枚の記録材に画像形成部毎に７つずつパッチが形成され、この記録材の読取結果に基づいて各レーザースキャナ１０３Ｙ〜１０３Ｋのレーザーパワーが夫々設定される。
【００３８】
＜階調補正制御＞
次に、ＣＰＵ４００は、ディザ処理を行った際のハーフトーン部の濃度を設定する階調補正制御を実行する。
【００３９】
階調補正制御を行う際、先ず、上述のレーザーパワー設定処理によって設定されたレーザーパワー設定値を用いて、例えば１０パッチのディザパターン（階調補正用のパッチ）を形成する。例えば、レーザー照射の解像度を１２００ｄｐｉ、ディザパターンの線数を１７０ｌｐｉのドットスクリーン（チェーンドット）とし、スクリーン角度を４５度に設定する。ディザパターンは、例えば階調を１６進数によって表現すると、ＦＦ、Ｅ０、Ｃ０、Ａ０、９０、８０、６０、４０、２０、１０の１０レベルである。
【００４０】
図７は、ブラック成分の階調補正を行う際のディザパターンである。ブラック以外のイエロー、マゼンタ、シアンについても同様に１０パッチのディザパターンが作像される。
【００４１】
ＣＰＵ４００は、画像形成装置に、ディザパターンが形成された記録材（テストチャート２）を印刷させる。ＣＰＵ４００は、ユーザがテストチャート２を原稿台２０２に載置し、読取ボタンが押されるまで待機する。読取ボタンが押された場合、ＣＰＵ４００は読み取り部によってディザパターンの輝度値を検知する。検知された輝度値はリーダ画像処理部３００で濃度値に変換された後、画像処理部４２０に送信される。
【００４２】
ＣＰＵ４００は、各レベルのディザパターンの輝度値を濃度値に換算し、所定の濃度値（階調ターゲット）になるように、公知の方法にてパスカルルックアップテーブルを作成する。作成したパスカルルックアップテーブルを、例えばＲＡＭ４１２に保持する。
【００４３】
レーザーパワーの設定値を定めるためのレーザーパワー設定処理と階調補正制御とは、例えばユーザが装置本体の操作パネルの該当するボタンを押下した際に実行される。
【００４４】
ところで、感光ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋの摩耗や画像形成装置内の環境の変化などによって、前述のパスカルルックアップテーブルを用いて補正された画像データに基づいて形成された画像の濃度と階調ターゲットとに差が生じてしまうことが分かっている。そのため、定期的にテストチャート２を印刷してパスカルルックアップテーブルを生成することが望ましい。しかし、テストチャート２を出力すると記録材が消費されたり、ユーザがテストチャート２をリーダ部２００に載置する必要がある。
【００４５】
そこで、中間転写ベルト１０７上に形成された多階調パッチの測定結果に基づいて、パスカルルックアップテーブルによる濃度偏差を補正するためのＰｒｅＧＬＵＴを生成する。ＣＰＵ４００は、パスカルルックアップテーブルとＰｒｅＧＬＵＴの両方を用いて画像データを補正することによって、画像形成部によって形成される画像の濃度偏差を長期に亘って抑制する。
【００４６】
画像形成装置５００が所定ページ（例えば８２ページ）の画像を形成する度に、ＣＰＵ４００が中間転写ベルト１０７上に多階調パッチを形成させ、多階調パッチの測定結果に基づいてＰｒｅＧＬＵＴを生成する。ＣＰＵ４００は、パスカルルックアップテーブルにＰｒｅＧＬＵＴを掛け合わせて階調条件であるＧＬＵＴを生成する。出力ガンマ補正部４０２が生成されたＧＬＵＴを用いて画像データを補正することによって、画像形成部によって形成される画像の濃度と階調ターゲットとの差を抑制することができる。なお、ＣＰＵ４００はパスカルルックアップテーブルが更新される度にＰｒｅＧＬＵＴの全ての補正係数を１に設定する。
【００４７】
＜多階調パッチ制御＞
次に、ＰｒｅＧＬＵＴを生成する多階調パッチ制御について説明する。
【００４８】
まず、ＣＰＵ４００は、直前の作像時にＲＡＭ４１２に格納されているＧＬＵＴを用いて、信号値が５１２、３２０、２５６、１９２、１２８の５レベルのディザパターンのパッチ（多階調パッチ）を中間転写ベルト１０７上に形成する。次いで、中間転写ベルト１０７上の多階調パッチの濃度値をパッチセンサ１１５によって検出する。
【００４９】
図８は、多階調パッチの各信号値と多階調パッチの濃度値との関係を示す図である。ＣＰＵ４００は、検知したパッチ濃度と、ＧＬＵＴから想定される濃度との間に所定レベル以上のずれが生じている場合に、ＰｒｅＧＬＵＴを変更する。
【００５０】
例えば、信号値ＦＦに基づいて形成されたパッチの検出濃度が信号値ＦＦの濃度ターゲットよりも濃い場合、ＣＰＵ４００は信号値ＦＦを補正する補正係数を低下させる。一方、信号値ＦＦに基づいて形成されたパッチの検出濃度が信号値ＦＦの濃度ターゲットよりも薄い場合、ＣＰＵ４００は信号値ＦＦを補正する補正係数を低下させる。また、例えば３２０、２５６、１９２、１２８の４レベルの信号値に基づいて形成された多階調パッチの濃度差から逆変換量を算出する。多階調パッチが形成されていない信号値に対しては線形補間を行うことで、ＰｒｅＧＬＵＴの全ての補正係数が更新される。
【００５１】
以下、多階調パッチ制御の具体例について説明する。
【００５２】
上述した階調補正制御の直後に、予め決められた濃度レベル（５１２、３２０、２５６、１９２、１２８）に相当するパッチを形成し、中間転写ベルト１０７に対向して配置されたパッチセンサ１１５にて、各パッチの濃度を検出する。検出したパッチ濃度は、多階調パッチの濃度ターゲットとしてＲＡＭ４１２に保存される。
【００５３】
次いで、画像形成装置５００の印刷ページ数が所定枚数に達した場合、前述の予め決められた濃度レベル（５１２、３２０、２５６、１９２、１２８）に相当する多階調パッチを中間転写ベルト１０７に形成し、パッチ濃度を測定する。前記測定された多階調パッチの濃度（パッチ濃度）と上述の濃度ターゲットと比較し、各パッチ濃度と濃度ターゲットとにずれがある場合には、濃度ずれ量をフィードバックする補正係数を決定する。
【００５４】
例えば、パスカルルックアップテーブルを生成した直後、濃度レベル１９２のパッチを形成するための信号Ｓｉｇ．Ａを、ＧＬＵＴを用いて補正し、前記補正された信号に基づいて形成されるべき画像の濃度レベルが１９２だったとする。画像形成装置５００が１０００枚の画像を形成した後、信号Ｓｉｇ．Ａを、ＧＬＵＴを用いて補正し、前記補正された信号に基づいて形成された画像の濃度レベルが２４１となった場合について説明する。補正された信号に基づいて形成されたパッチの濃度レベルが目標濃度レベルよりも濃く検出された場合、濃度のずれ量２４１−１９２＝４９に対して、フィードバック率を乗算したフィードバック量をＧＬＵＴの補正データから差分する。フィードバック率は、例えば５％であり、ルックアップテーブルのフィードバック量は４９×０．０５＝２．４５となる。この場合、濃度を薄い方向に補正するため、信号Ｓｉｔ．Ａを、更新されたＧＬＵＴを用いて補正した出力信号に基づいて形成されるべき画像の濃度レベルが１９０（１９２−２．４５＝１８９．５５≒１９０）となるように、ＰｒｅＧＬＵＴの補正係数が更新される。これによって、信号Ｓｉｇ．Ａを、更新されたＧＬＵＴを用いて補正し、前記補正された信号に基づいて形成される画像の濃度レベルは、目標濃度レベル１９２との差が減少する。同様に、例えば、パスカルルックアップテーブルを生成した直後、濃度レベル２５６のパッチを形成するための信号Ｓｉｇ．Ｂを、ＧＬＵＴを用いて補正し、前記補正された信号に基づいて形成されるべき画像の濃度レベルが２６９だったとする。この場合、信号Ｓｉｔ．Ａを、更新されたＧＬＵＴを用いて補正した出力信号に基づいて形成されるべき画像の濃度レベルが２５５（２５６−（２６９−２５６）×０．０５≒２５５）となるように、ＰｒｅＧＬＵＴの補正係数が更新される。また、実際にパッチが形成されていない濃度レベル１９２と濃度レベル２５６の間のＧＬＵＴの値は、１９０と２５５の間で線形補間することによって更新される。修正後のＧＬＵＴは、例えばプリンタ部１００のＲＡＭ４１２に保存される。
【００５５】
＜ＡＴＲパッチ制御＞
本実施の形態においては、デジタルパッチ制御方式を採用する。以下、デジタルパッチ制御方式によるＡＴＲパッチ制御について説明する。
【００５６】
画像形成装置５００で適用されるレーザースキャナは、例えば２４００ｄｐｉの解像度を有し、２ｄｏｔの横万線と１ｄｏｔのスペースを交互に繰り返すラインパターンを、ＡＴＲパッチ制御におけるパッチパターン（ＡＴＲパッチ）として採用する。パッチパターンとしてベタ（ＦＦ）相当となる横万線を採用することによって、現像スリーブの回転に伴う掻き取りなどに起因する現像性の劣化に伴って不十分となる現象に対して感度が高くなる。従って、パッチ濃度によって現像性の確認をより精度よく検知することができる。レーザースキャナは、Ｄ／Ａ値として、例えば９ｂｉｔの分解能を有し、最大光量設定値である５１２の中心値である２５６の露光量にてパッチ形成を行う。
【００５７】
すなわち、画像形成装置５００の作像動作中に、各画像形成部を用い、レーザースキャナの設定値を２５６としてＡＴＲパッチを、中間転写ベルト１０７上に形成する。形成したＡＴＲパッチをパッチセンサ１１５で検出してパッチ濃度を求め、求めたパッチ濃度を、ＡＴＲパッチターゲットと比較する。ＡＴＲパッチターゲットは、画像形成装置５００の設置時に、予め各画像形成部について新品の現像器及びカートリッジを用いて中間転写ベルト１０７上に形成したＡＴＲパッチについて検出したパッチ濃度である。ＡＴＲパッチターゲットは、例えばプリンタ部１００のＲＡＭ４１２に保存されている。
【００５８】
検知したＡＴＲパッチ濃度が、ＡＴＲパッチターゲットよりも薄いと判断される場合には、トナー帯電量が下がっているために現像性が低下していると考えられる。このため、現像器内の現像剤におけるトナーの割合（トナー濃度）を低下させてトナーの帯電量を増加させるように補給量を減少させる。すなわち、トナー濃度を下げるように、後述するインダクターゲットの値を修正する。
【００５９】
現像器内の現像剤におけるトナー濃度は、インダクタンスセンサ４１８によって現像剤の透磁率を検出し、得られた透磁率をトナー濃度に換算することによって求めることができる。プリンタ制御部４００は、インダクタンスセンサ４１８を用いて常時現像器内の透磁率を監視しており、トナー濃度がインダクターゲットに応じたトナー濃度ターゲットよりも低下していれば、不図示のトナーボトルから現像器へトナー補給する。現像器内のトナー濃度がインダクターゲットに対応した値となるように補給量が補正されるので、現像器内のトナーの帯電量を所望の帯電量に制御することができる。これによって、所望の帯電量のトナーを用いて画像形成を行うことができる。ＡＴＲパッチ制御は、例えば１６４ページ分の画像を形成する度に、自動的に実施される。
【００６０】
ところで、二成分現像剤のトナー濃度には、適正濃度の画像を得るための上限値及び下限値（閾値）があり、制限範囲の上限値を超えると、トナー飛散又はかぶりなどの画像汚れが発生する可能性がある。一方、下限値を下回ると、現像器内のキャリアが感光ドラムに付着して画像不良を生じる可能性がある。ここでは、例えば、トナー濃度の上限値を９％とし、下限値を６％とする。従って、ＡＴＲパッチ制御によりトナー濃度が上限値を超える場合であっても、上限値に相当するインダクターゲットが設定され、また、ＡＴＲパッチ制御によりトナー濃度が下限値を下回る場合であっても、下限値に相当するインダクターゲットが設定される。
【００６１】
しかしながら、ＡＴＲパッチ制御において、トナー濃度が上限値または下限値に制限された場合、トナーの帯電量を適正な帯電量に制御できず、画像の濃度が所望の濃度とならない可能性があった。そこで、本実施の形態では、ＡＴＲパッチ制御において、トナー濃度が上限値または下限値に制限された際の多階調パッチ制御におけるフィードバック率を、トナー濃度が上限値または下限値に制限されていないときのフィードバック率よりも大きくする。トナー濃度が上限値または下限値の制限範囲内に制限されていない場合のフィードバック率は、所定値、例えば４〜６％、好ましくは５％とした。一方、トナー濃度が上限値または下限値の制限範囲内に制限された場合のフィードバック率は、所定値、例えば９〜１１％、好ましくは１０％とした。
【００６２】
多階調パッチ制御は、例えば、画像形成枚数が、所定枚数に達すると、ユーザがボタンを押すなどのトリガを待たずに、自動的に行われる制御である。このため、フィードバック率を過度に上げてしまうと、多階調パッチ制御を実行するたびに色味変動が生じてしまう。パッチ作像に対しては、パッチ濃度そのものの変動やパッチセンサの読み取りの精度などの制御精度要因が補正されることによって、色味が不安定になる虞があるためである。このため、ルックアップテーブルの補正時におけるフィードバック率（補正割合）は、上記のように、例えば、４〜６％及び９〜１１％に設定される。
【００６３】
すなわち、トナー濃度が上限値または下限値に制限され、現像器内のトナーの帯電量が所望の帯電量とならない場合、ベタ濃度が不安定となる可能性がある。従って、トナー濃度が上限値または下限値に制限された場合のフィードバック率を、トナー濃度が上限値または下限値に制限されない場合のフィードバック率よりも大きくする。これによって、現像器内のトナーの帯電量と所望の帯電量とに差が生じても、画像濃度のズレを速やかに抑制できる。印字面積比率などの画像形成装置の使用条件に関わらず、長期にわたって色味のずれがない安定した画像を形成することができる。
【００６４】
本実施の形態において、トナー濃度を、現像剤の透磁率として検出するためにインダクセンサ４１８を適用したが、トナー濃度の検出方法はこれに限定されるものではない。
【００６５】
本実施の形態において、感光体ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋと現像器１０４Ｙ〜１０４Ｋは、それぞれ互いに別ユニットとして構成されることが好ましい。また、帯電ローラ１０２Ｙ〜１０２Ｋ、クリーニングブレード１０５Ｙ〜１０５Ｋ及び感光体ドラム１０１Ｙ〜１０１Ｋは、画像形成部ごとにそれぞれ一体型のカートリッジとして供され、現像器と分離可能な構成であることが好ましい。これによって、上記カートリッジと現像器１０４Ｙ〜１０４Ｋは、それぞれ個別に新品に交換できるようになる。
【００６６】
本実施の形態において、オペレータによって上記カートリッジ又は現像器が交換されたタイミングで、例えばプリンタ制御部４００のＲＡＭ４１２に格納された交換パーツに対応するカウンタをリセットすることが好ましい。これによって、交換されたパーツを個別に管理できるようになる。
【００６７】
本実施の形態において、画像形成装置５００は、リーダ部において検知され画像データ化された画像信号のみならず、ネットワークを介して外部機器から入信される画像データに対しても、同様にプリンタ制御部にて所定の画像処理を行うことが可能である。
【００６８】
本実施の形態において、多階調パッチ制御において、ベタ濃度パッチの濃度検知結果が、ターゲットとなる濃度からずれている場合は、潜像形成手段としてのレーザースキャナにおける潜像形成強度であるレーザーパワーを変更制御する。すなわち、ベタ濃度パッチが、所定濃度以上に濃い場合はレーザースキャナの出力レベルを１レベル下げ、逆に、所定濃度以上に薄い場合には、レーザースキャナの出力レベルを１レベル上げる補正制御を行うことが好ましい。なお、ベタ濃度以外の中間調については、ルックアップテーブルの補正が、所定のフィードバック率で実施される。
【００６９】
本実施の形態において、ベタ濃度については、パッチ濃度結果がターゲットよりも濃いと判断される場合には、ルックアップテーブルのベタ相当部のディザパターンを下げる、ＬＵＴ切り量を大きくすることで補正が可能である。ただし、ＬＵＴ切り量が過度に大きくなると、ジャギーなど、画像品位を落とす虞があるので、過度なＬＵＴ切りを避けるためには、レーザーパワーを変更することが好ましい。一方、パッチ濃度がターゲットよりも薄いと判断される場合には、ＬＵＴ切り量を少なくすることで補正が可能である。ただし、ＬＵＴ切り量がないルックアップテーブルの状態では、ＬＵＴ切りだけでは補正することができないので、レーザーパワーを変更する制御と併用することが好ましい。
【００７０】
本実施の形態においては、ＡＴＲパッチによるトナー濃度補正を行う際に、トナー濃度リミッタに制約され、トナー濃度が補正できないと判断される場合においては、レーザーパワー可変制御の変更幅を大きくすることが好ましい。すなわち、パッチ濃度がターゲットよりも所定濃度以上に濃い場合にはレーザーパワーを、例えば２レベル下げ、反対に所定濃度以上薄い場合には、レーザーパワーを、例えば２レベル上げる補正制御を行う。
【００７１】
本実施の形態において、トナー濃度がトナー濃度リミッタに制約されて補正できない場合には、トナートリボが安定せず、エンジン濃度変動が大きくなっている可能性がある。現像コントラスト電位に対してトナートリボが安定しない状況では、特に、ベタ濃度が不安定になる虞があることから、ルックアップテーブルの補正のみならず、レーザーパワーの可変制御幅をより大きくする補正を併用することが好ましい。これによって、画像濃度の色味をより安定化させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００  プリンタ部
１０１Ｙ〜Ｋ  感光ドラム
１０２Ｙ〜Ｋ  帯電ローラ
１０３Ｙ〜Ｋ  レーザースキャナ
１０４Ｙ〜Ｋ  現像器
１１５Ｙ〜Ｋ  パッチセンサ
１０７  中間転写ベルト
２００  リーダ部
２０５  ＣＣＤセンサ
３００  リーダ画像処理部
４００  プリンタ制御部
４０３  ディイザ処理部
４０４  レーザドライバ
４２０  画像処理部
５００  画像形成装置
【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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