(57)【要約】【課題】画像濃度・階調再現性の変動を有効に補正し、かつ長期にわたって記録材と定着部材との良好な離型性を維持して安定な画像形成を行う。【解決手段】感光ドラム１２１に所定パターンの検知用トナー像を形成し、検知用トナー像を感光ドラム１２１上から記録材上に転写し、検知用トナー像を記録材上に定着させ、定着後の検知用トナー像を読取り手段Ｒによって読み取り、読取り結果に基づいて制御手段により画像形成条件を制御する。この際、検知用トナー像を記録材上に定着させるときには、転写ローラ１１４表面に対する、クリーニング部材と塗布部材とのうちの少なくとも一方の当接を解除する。これにより、離型剤が不均一になることに起因するキャリブレーションの精度の悪化を防止して、キャリブレーションの精度を向上させることができるので、画像品質を安定させることができる。【選択図】　　　図１
2004045710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取り手段によって読み取られた画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写し、前記トナー像を前記記録材上に定着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記記録材に当接してトナー像を定着させる定着部材と、
前記定着部材表面に当接されて前記定着部材表面を清掃するクリーニング部材と、
前記定着部材表面に当接されて前記定着部材表面に離型剤を塗布する塗布部材と、
画像形成条件を制御する制御手段と、を備え、
前記像担持体上に所定パターンの検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像を前記像担持体上から前記記録材上に転写し、前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させ、定着後の検知用トナー像を前記読取り手段によって読み取り、読取り結果に基づいて前記制御手段により画像形成条件を制御するとともに、
前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させる際には、前記定着部材表面に対する、前記クリーニング部材と前記塗布部材とのうちの少なくとも一方の当接を解除する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
読取り手段によって読み取られた画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写し、前記トナー像を記録材の画像形成面に定着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記記録材の画像形成面に当接してトナー像を定着させる定着部材であって、離型剤が含浸された定着部材と、
前記定着部材表面に当接されて前記定着部材表面を清掃するクリーニング部材と、
画像形成条件を制御する制御手段と、を備え、
前記像担持体上に所定パターンの検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像を前記像担持体上から前記記録材上に転写し、前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させ、定着後の検知用トナー像を前記読取り手段によって読み取り、読取り結果に基づいて前記制御手段により画像形成条件を制御するとともに、
前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させる際には、前記定着部材表面に対する前記クリーニング部材の当接を解除する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記定着部材が、ローラ形状の定着ローラ，ベルト形状の定着ベルト，フィルム形状の定着フィルムのうちのいずれかである、
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。
【請求項４】
前記クリーニング部材が、繊維状部材，弾性ブレードのうちのいずれかである、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着部材は、加熱と加圧とのうちの少なくとも一方によって定着を行う、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を直接的に記録材に、又は中間転写体を介して間接的に記録材に転写する転写手段と、を備える、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記読取り手段によって読み取った前記検知用トナー像についての画像情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記録手段に記憶された前記検知用トナー像についての画像情報に基づいて画像形成条件を制御する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成条件を制御する制御手段を、外部接続されたコントローラ又はコンピュータによって操作可能である、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体として電子写真感光体を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか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】
本発明は、記録材上に画像を形成するプリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特定の画像パターンを記録材（例えば紙）上に形成し、この画像パターンの特性を読み取り、濃度補正、階調補正等を行い、画像品質を所望の特性に調整し安定性を向上させる手法（以下「キャリブレーション」という。）が知られている。
【０００３】
例えば、複写機やプリンタ等の画像形成装置の出力画像を較正する方法として、以下のような手法が知られている。すなわち、画像形成装置を起動させて、ある特定のテストパターンを録材上に形成した後、形成された記録材上のテストパターンの濃度又は色度といった画像情報を画像読取り手段にて読み取り、その画像情報を画像形成条件にフィードバックすることにより、画像品質の安定性を向上させる手法が知られている。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置の場合を例にとると、最大画像濃度を補正するために静電潜像及び現像コントラスト電圧を変更すべく、帯電バイアス電圧や現像バイアス電圧を制御する画像キャリブレーション手法や、また階調特性を補正するために階調補正テーブルを変更する画像キャリブレーション手法が知られている。
【０００５】
一方、従来から、可視画像、例えばトナー像を記録材に形成した後、定着部材によって加熱又は加圧してトナー像を記録材上に定着する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置は、定着部材に離型剤として少量の例えばシリコーンオイル等を塗布して、記録材と定着部材との離型性を向上させることが一般的に知られている。また、定着部材をクリーニングする目的で、例えばクリーニングウェブやクリーニングブレード等のクリーニング部材を当接させる構成が知られている。このような画像形成装置は、長期にわたって記録材と定着部材との離型性が良好に維持される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の構成によると、クリーニング部材を定着部材に当接させているため、定着部材に塗布されたシリコーンオイル等のオイルの均一性が低下してしまう。さらに、画像形成を長期に繰り返すことにより均一性についての程度が悪化してしまう。また定着部材上のオイルは、均一性が低下した状態で画像形成に際して記録材上の画像上に転移付着する。一方、このように転移付着したオイルの不均一性は、記録材上に形成された画像を観察する限りにおいては画像品質に大きく影響を及ぼすことは無い。とりわけ、画像に付着したオイルは経時的に記録材上のトナーや記録材自体に吸収されていき、上述の不均一性はより影響がなくなっていくことになる。
【０００７】
しかしながら、上述したように特定のテストパターンを記録材上に形成した後、形成された記録材上のテストパターンの濃度又は色度といった画像情報を画像読取り手段にて光学的に読み取り、キャリブレーションを実施する際には問題が生じた。
【０００８】
すなわち、キャリブレーションを実施する際に、テストパターン上に転移付着したオイルは、画像読取り手段にて光学的にテストパターンの濃度又は色度等を読み取る際に入射光の正反射成分が増加させ、一方乱反射成分を減少させることになる。この結果、本来の検出部に入射するべき光量が減少し、テストパターンが濃く又は暗く読み込まれてしまうことになる。このような場合、オイルの付着量に変化が無い場合は一律に補正を行うことが可能であるが、前述したように均一性が低下し、さらに経時的にその均一性が悪化していく場合には、補正することは困難となり、正確な画像特性を検知することができなくなる。このため、キャリブレーションの精度が悪化し、画像品質目標を達成できなくなってしうことになる。さらに階調特性の補正を行うキャリブレーションを実施する場合、複数の階調を有するテストパターンを形成する必要があり、平均化等による補正を十分に行うことができない。加えてこのようなキャリブレーションは記録材上に画像を形成した直後に実行するので、不均一性の影響を最も受けやすい。
【０００９】
以上のような問題が生じ、キャリブレーションの精度が悪化して画像品質の安定性を維持できないといった問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、キャリブレーションの精度を向上させて、画像品質を安定させるようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、読取り手段によって読み取られた画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写し、前記トナー像を前記記録材上に定着させて画像を形成する画像形成装置において、前記記録材に当接してトナー像を定着させる定着部材と、前記定着部材表面に当接されて前記定着部材表面を清掃するクリーニング部材と、前記定着部材表面に当接されて前記定着部材表面に離型剤を塗布する塗布部材と、画像形成条件を制御する制御手段と、を備え、前記像担持体上に所定パターンの検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像を前記像担持体上から前記記録材上に転写し、前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させ、定着後の検知用トナー像を前記読取り手段によって読み取り、読取り結果に基づいて前記制御手段により画像形成条件を制御するとともに、前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させる際には、前記定着部材表面に対する、前記クリーニング部材と前記塗布部材とのうちの少なくとも一方の当接を解除する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、読取り手段によって読み取られた画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を前記像担持体上から記録材上に転写し、前記トナー像を記録材の画像形成面に定着させて画像を形成する画像形成装置において、前記記録材の画像形成面に当接してトナー像を定着させる定着部材であって、離型剤が含浸された定着部材と、前記定着部材表面に当接されて前記定着部材表面を清掃するクリーニング部材と、画像形成条件を制御する制御手段と、を備え、前記像担持体上に所定パターンの検知用トナー像を形成し、前記検知用トナー像を前記像担持体上から前記記録材上に転写し、前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させ、定着後の検知用トナー像を前記読取り手段によって読み取り、読取り結果に基づいて前記制御手段により画像形成条件を制御するとともに、前記検知用トナー像を前記記録材上に定着させる際には、前記定着部材表面に対する前記クリーニング部材の当接を解除する、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記定着部材が、ローラ形状の定着ローラ，ベルト形状の定着ベルト，フィルム形状の定着フィルムのうちのいずれかである、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材が、繊維状部材，弾性ブレードのうちのいずれかである、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか記載の画像形成装置において、前記定着部材は、加熱と加圧とのうちの少なくとも一方によって定着を行う、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか記載の画像形成装置において、像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を直接的に記録材に、又は中間転写体を介して間接的に記録材に転写する転写手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれか記載の画像形成装置において、前記読取り手段によって読み取った前記検知用トナー像についての画像情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記録手段に記憶された前記検知用トナー像についての画像情報に基づいて画像形成条件を制御する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれか記載の画像形成装置において、前記画像形成条件を制御する制御手段を、外部接続されたコントローラ又はコンピュータによって操作可能である、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれか記載の画像形成装置において、前記像担持体として電子写真感光体を有する、ことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００２１】
＜実施の形態１＞
本実施の形態においては、本発明に係る画像形成装置が、電子写真方式で、かつ複数の感光ドラムを有する４色フルカラーの複写機である場合を例に説明するが、本発明に係る画像形成装置はこれに限定されるものではない。例えば、感光ドラムが１つの４色フルカラー又はモノカラーのもの、感光ドラムに代えて感光ベルトを使用するもの、電子写真方式以外のもの（例えば、静電記録方式のもの）であってもよい。さらに、複写機以外のプリンタやファクシミリであってもよい。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。同図を参照しながら、画像形成装置の構成及び動作について説明する。
【００２３】
画像形成装置全体は、上部のリーダ部（読取り手段）Ａと、下部のプリンタ部Ｂとを備えている。
【００２４】
リーダ部Ａにおいて、原稿１０１は、その画像面を下方に向けた状態で原稿台ガラス１０２上に載置される。原稿１０１は、その画像面が光源１０３によって照射され、このときの反射光が光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は、３列に配置されたレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のＣＣＤラインセンサ群により、ラインセンサ毎にＲ、Ｇ、Ｂ、の色成分信号を生成する。
【００２５】
これら光源１０３，光学系１０４，ＣＣＤセンサ１０５によって構成される読取光学系ユニット（読取り手段）Ｒは矢印Ｋ１方向に移動することにより、原稿１０１の画像面を走査し、画像面の画像情報をライン毎の電気信号データ列に変換する。
【００２６】
また、原稿台ガラス１０２の上面に、ＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定するためと、ＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディングを行うための、基準白色板１０６が配置されている。
【００２７】
ＣＣＤセンサ１０５により得られた画像信号は、リーダ画像処理部１０８にて画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部１０９で画像処理される。
【００２８】
図２は、リーダ部Ａの画像処理部１０８における画像信号の流れを示すブロック図である。なお、図２，図３，図４は、一連の図であるが図面の便宜上、３つに分割している。図２に示すように、ＣＣＤセンサ１０５から出力されるＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力され、そこでゲイン調整，オフセット調整をされた後、Ａ／Ｄコンバータ２０２で、各色信号毎に８ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１に変換される。その後、シェーディング補正部２０３に入力され、各色毎に基準白色板１０６の読取り信号を用いた、公知のシェーディング補正が施される。
【００２９】
ＣＣＤセンサ１０５の各ラインセンサは、相互に所定の距離を隔てて配置されているため、図２のラインディレイ部（回路）２０４において、副走査方向の空間的ずれを補正する。入力マスキング部２０５は、ＣＣＤセンサ１０５のＲ，Ｇ，Ｂフィルターの分光特性で決まる読取色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する部分であり、３×３のマトリックス演算を行う。
【００３０】
図２のつづきである図３に示す光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６はルックアップテーブル（ＬＵＴ）ＲＡＭにより構成され、Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４の輝度信号がＣ０、Ｍ０、Ｙ０の濃度信号に変換される。変換された濃度信号は、ライン遅延メモリ２０７に入力され、ここから３原色信号Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１として出力される。マスキング・ＵＣＲ回路２０８は、入力されたＣ１，Ｍ１，Ｙ１の３原色信号により黒信号（Ｋ）を抽出し、さらに、プリンタ部Ｂでの記録色材の色濁りを補正する演算を施して、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、Ｋ２の信号を各読取動作の度に順次所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力する。
【００３１】
空間フィルタ処理部（出力フィルタ）２０９は、エッジ強調又はスムージング処理を行う。また、画像メモリー部２１０は上述のように処理されたＣ３、Ｍ３、Ｙ３、Ｋ３を一旦記憶し、プリンタの画像形成に同期してＬＵＴ２０９に送り出す。ＬＵＴ２１１は、リーダ部Ａにおいてプリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく濃度補正を行う。ＬＵＴ２１１から出力された信号は、プリンタ制御部１０９へ順次送られる。なお、この画像形成装置にはパターンジェネレータ２１２がのせてあり、図５，図６に示すパターン（所定パターンの検知用トナー像を形成するためのパターン）が登録されており、図３のつづきである図４に示すパルス幅変調器（ＰＷＭ部）３０１に直接信号を渡すことができるようになっている。このように処理されたＣ５，Ｍ５，Ｙ５，Ｋ５の画像信号は、プリンタ制御部１０９に送られる。
【００３２】
次にプリンタ部Ｂの説明を行う。
【００３３】
図４はプリンタ制御部１０９のＰＷＭ部３０１及びレーザドライバ３０２を示す図である。
【００３４】
プリンタ制御部１０９に送られた画像信号は、レーザドライバ３０２によりＰＷＭされたレーザビームに変換される。図１において、１１０はポリゴンスキャナ（露光手段）であり、レーザビームを走査して、画像形成部１２０，１３０，１４０，１５０の感光ドラム１２１，１３１，１４１，１５１に照射される。１２０はイエロー（Ｙ）の画像形成部、１３０はマゼンタ（Ｍ）の画像形成部、１４０はシアン（Ｃ）の画像形成部、１５０はブラック（Ｋ）の画像形成部であり、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部１２０，１３０，１４０，１５０は略同一なので、以下では、イエローの画像形成部１２０の詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。イエローの画像形成部１２０において、１２１は感光ドラムであり、矢印方向（時計回り）に回転しながらポリゴンスキャナ１１０からのレーザビームによってその表面に静電潜像が形成される。なお、本実施の形態においては、帯電手段である一次帯電器（後述）１２２と、露光手段であるポリゴンスキャナ１１０とによって潜像形成手段を構成している。
【００３５】
１２２は一次帯電器（帯電手段）であり、感光ドラム１２１の表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。１２３は現像器（現像手段）であり、感光ドラム１２１上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。１２４は転写ブレード（転写手段）であり、転写ベルト１１１の背面から放電を行い、感光ドラム１２１上のトナー像を転写ベルト１１１上の記録材（例えば、紙や透明フィルム）Ｐに転写する。なお、記録材Ｐは図５及び図６に示しているが、以下では適宜、単に「記録材」という。
【００３６】
転写後の感光ドラム１２１は、クリーナ１２７でその表面を清掃され、補助帯電器１２８で除電され、さらに前露光ランプ１２９で残留電荷が消去されて、再び一次帯電器１２２によって良好な帯電が得られるようになっている。
【００３７】
また、トナー像が転写された記録材は、転写ベルト１１１によって搬送され、その後、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の順に、順次それぞれの画像形成部１３０，１４０，１５０にて形成された各色のトナー像が転写され、４色のトナー像がその表面に形成される。ブラックの画像形成部１５０を通過した記録材は、転写ベルト１１１からの分離を容易にするため、除電帯電器１１２で除電された後、転写ベルト１１１から分離される。記録材が分離された転写ベルト１１１は、転写ベルト除電帯電器１１５で除電され、さらに、ベルトクリーナ１１６で清掃されて、再び記録材を吸着する準備が施される。
【００３８】
一方、転写ベルト１１１から分離された記録材は、トナーの吸着力を補って画像乱れを防止するために、定着前帯電器１１３で帯電された後、定着器１１４の定着ローラ（定着部材）１１４ａと加圧ローラ１１４ｂとによって形成される定着ニップ部において、加熱・加圧されてトナー像が定着される。
【００３９】
本実施の形態においては、短期的・長期的、その他さまざまな画像濃度、階調再現性の変動を有効に補正し、安定したフルカラー画像を形成することを目的として、パターン形成手段によって記録材上に特定の画像パターンを形成し、この画像パターンを読み取り、読み取った画像パターンの特性に基づいて画像形成条件を制御するようにしている。
【００４０】
以下に、上述の画像形成条件の制御について詳述する。
【００４１】
本実施の形態においては、画像形成条件を制御して最大濃度補正制御（図７参照）を行う第１のキャリブレーション機能と、画像データの補正条件を制御して階調補正制御（図８参照）を行う第２のキャリブレーション機能とを有している。
【００４２】
まず、図７のフローチャートを参照して、第１のキャリブレーションについて説明する。
【００４３】
制御がスタートすると、上述の画像形成工程に基づいて、テストプリント１を出力する（Ｓ１０１）。このとき、テストプリント１を形成するために必要な記録材の有無を、図３に示すＲＡＭ２１５とＲＯＭ２１６とを有するＣＰＵ２１４が判断し、無い場合は警告表示を行う。また、このテストプリント１の画像形成時のコントラスト電位（後述）は、環境に応じた標準状態のものを初期値として登録しておき、これを用いる。テストプリント１（所定パターンの検知用トナー像）は、図５に示すようにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色分の中間階調濃度からなる帯パターン５１と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の最大濃度パッチ（濃度信号２５５レベル）からなるパッチパターン５２で形成される。
【００４４】
上述のＳ１０１で出力されたテストプリント１を原稿台ガラス１０２に載せて読み取り（Ｓ１０２）、得られたＲＧＢ値を変換用のＬＵＴを用いて光学濃度に換算する。このＬＵＴには、以下の４つの式（以下まとめて式（１）という。）を用いて算出した係数があらかじめ設定されている。補正係数ｋは光学濃度が得られるように調整されている。
【００４５】
Ｃ＝−ｋｃ×ｌｏｇ１０（Ｒ／２５５）
Ｍ＝−ｋｍ×ｌｏｇ１０（Ｇ／２５５）
Ｙ＝−ｋｙ×ｌｏｇ１０（Ｂ／２５５）
Ｋ＝−ｋｋ×ｌｏｇ１０（Ｇ／２５５）……（１）
【００４６】
次に、得られた濃度情報から、最大濃度を補正する方法を説明する。
【００４７】
図９に、相対感光ドラム表面電位と上述の演算により得られた画像濃度との関係を示す。
【００４８】
その時点で用いたコントラスト電位、すなわち現像バイアス電位から一次帯電された後に各色の半導体レーザ３１１，３１２，３１３，３１４（図４参照）の最大レベルを発光したときの感光ドラム１２１，１３１，１４１，１５１の表面電位の差が、ａという設定で得られた最大濃度がＤａであった場合、最大濃度の濃度域では、相対ドラム表面電位に対して画像濃度が実線Ｌに示すようなリニアに対応することがほとんどである。ただし、二成分現像系では現像器内のトナー濃度が変動して下がってしまった場合、破線Ｎのように最大濃度の濃度域で非線型特性になってしまう場合がある。したがって、ここでは最終的な最大濃度の目標値を１．６としているが、０．１のマージンを見込んで１．７を最大濃度を合わせる制御の目標値に設定して制御量を決定した。なお、ここでのコントラスト電位ｂは次式（２）を用いて求めている。
【００４９】
ｂ＝（ａ＋ｋａ）×１．７／Ｄａ……（２）
【００５０】
ここで、ｋａは補正係数であり、現像方式の種類によって値を最適化するのが好ましい（図７のＳ１０３）。
【００５１】
次にコントラスト電位から、グリッド電位と現像バイアス電位を求める方法について簡単に説明する。
【００５２】
図１０に、グリッド電位と感光ドラム表面電位との関係の一例を示す。
【００５３】
グリッド電位を−３００Ｖに設定して、半導体レーザ３１１，３１２，３１３，３１４の発光パルスレベルを最小にして走査したときの感光ドラム１２１，１３１，１４１，１５１の表面電位Ｖｄ、及び半導体レーザ３１１，３１２，３１３，３１４の発光パルスレベルを最大にしたときの感光ドラム１２１，１３１，１４１，１５１の表面電位Ｖｌを各感光ドラム表面に対向配置した表面電位計（不図示）によって測定する。同様にグリッド電位を−７００Ｖに設定したときのＶｄ、Ｖｌを測定する。−３００Ｖのデータと−７００Ｖのデータとを補間、外挿することでグリッド電位と感光ドラム表面電位の関係を求めることができる。この電位データを求めるための制御を電位測定制御と呼ぶ。
【００５４】
Ｖｄから画像上にカブリトナーが付着しないように設定されたＶｂａｃｋ（ここでは１５０Ｖに設定）の差を設けて現像バイアスＶｄｃを設定する。コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは現像バイアスＶｄｃとＶｌとの差分電圧であり、このＶｃｏｎｔが大きい程最大濃度が大きくとれるのは上述した通りである。
【００５５】
計算で求めたコントラスト電位ｂにするためには、図１０の関係より何Ｖのグリッド電位が必要か、そして何Ｖの現像バイアス電位が必要かは計算で求めることができる。
【００５６】
ここでは最大濃度を最終的な目標値より０．１高くなるようにコントラスト電位を求め、そのコントラスト電位が得られるようにグリッド電位及び現像バイアス電位を設定する（図７のＳ１０４）。
【００５７】
図１１は、原稿画像の濃度が再現される特性を示す特性変換チャートである。第Ｉ領域（象限）は、原稿濃度を濃度信号に変換する画像読取り装置の特性を示し、第ＩＩ領域は濃度信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ２１１の特性を示している。また、第ＩＩＩ　領域はレーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタの特性を示している。また、最大濃度を最終目標値より高めに設定する上述の制御により第ＩＩＩ　領域のプリンタ特性図は実線Ｊのようになる。もし仮に、このような制御を行なわないときは、破線Ｈのような目標濃度１．６に達しないプリンタ特性になる可能性がある。破線Ｈのプリンタ特性の場合、ＬＵＴ２１１をどのように設定しても、ＬＵＴ２１１は最大濃度を上げる能力は持ち合わせていないので、濃度ＤＨと１．６の間の濃度は再現不可能となる。第ＩＶ領域は原稿濃度と記録濃度との関係を示しており、この特性は本実施の形態における画像形成装置の全体的な階調特性を表している。
【００５８】
次に、図８のフローチャートを参照して、第２のキャリブレーションについて説明する。
【００５９】
ＬＵＴ２１１の役割及び階調を補正する方法について説明する。
【００６０】
図１１に示すように、この画像形成装置では、第ＩＶ領域の階調特性を線型にするために、第ＩＩＩ　領域のプリンタ部の記録特性が曲っている分を第ＩＩ領域のＬＵＴ２１１によって補正している。ＬＵＴ２１１は第ＩＩＩ　領域の特性の入出力関係を入れ換えるだけで、容易に作成できる。なお、本実施の形態では、階調数は８ｂｉｔのデジタル信号で処理しているので、２５６階調である。
【００６１】
次に、図８に示すように、テストプリント２を出力する（Ｓ１０５）。なお、テストプリント２を出力する際は、ＬＵＴ２１１は作用させないで画像形成を行う。テストプリント（所定パターンの検知用トナー像）２は図６に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色、４列１６行の全部で６４階調分のグラデーションのパッチ群により成り立ち、ここでの６４階調パッチは、全部で２５６階調あるうちの、低濃度領域を重点的に割り当てている。このようにすることで、ハイライト部における階調特性を良好に調整することができる。
【００６２】
図６において、６１は解像度２００ｌｐｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチ、６２は４００ｌｐｉのパッチである。各解像度の画像を形成するためには、各色のパルス幅変調器において、処理の対象となっている画像データとの比較に用いられる三角波の周期を複数用意することによって実現できる。なお、本画像形成装置は、階調画像は２００ｌｐｉの解像度で、文字等の線画像は４００ｌｐｉの解像度で作成している。この２種類の解像度で同一の階調レベルのパターンを出力しているが、解像度の違いで階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じて先の階調レベルを設定するのがより好ましい。また、出力したテストプリント２は前述した最大濃度補正方法と同様の手順を踏む。
【００６３】
リーダ部で読み取って補正された濃度値は、レーザ出力レベルと、階調パターンの作成位置とを対応させて、レーザ出力レベルと濃度の関係をメモリーに取り込む（Ｓ１０６）。
【００６４】
この段階で、図１１の第ＩＩＩ　領域に示したプリンタ特性を求めることができ、プリンタ特性の入出力関係を入れ換えることにより、このプリンタのＬＵＴ２１１を決定することができ、設定をおこなう（Ｓ１０７）。
【００６５】
ＬＵＴ２１１を計算で求める際に、パッチパターンの階調パターン数しかデータがないので、濃度信号の０から２５５まで全レベルに対して、レーザ出力レベルが対応できるように、途中の不足しているデータは、補間を行うことにより作成している。上述の制御により線型な階調特性を得ることができる。
【００６６】
さて、前述の第１のキャリブレーションは最大濃度を補正するものであり、上述の第２のキャリブレーションは階調を補正するものである。本実施の形態の画像形成装置においては最大の濃度の変化と階調特性の変化は同様に生じるものではない。前述のように最終的な最大濃度の目標値は１．６としているが、最大濃度を合わせる制御の目標値は０．１のマージンを見込んで１．７に設定してある。これによって例えば他の、環境に応じた標準状態のＶｃｏｎｔ等を設定する環境制御、現像剤のトナー濃度制御等によって最大濃度は目標値近傍にほぼ制御される。しかしながら、かなり長期的には現像剤の耐久劣化、画像形成プロセスに係る各種ユニットのメカニカルな変化等によって、又は現像剤の交換、その他各種ユニットの交換等により上述の他の制御とのミスマッチが生じ、目標の最大濃度が得られなくなる場合が生じる。このような場合に、第１のキャリブレーションが有効となる。
【００６７】
また、前述した階調特性に関しても、上述の他の制御等によりほぼ安定に推移するものであるが、環境の急峻な変化、感光ドラムの光減衰特性の感度変化等によってはその変化が許容範囲を超える場合が前記最大濃度の変化に対して比較的短期的に発生しうる。特に本実施の形態の画像形成装置に代表されるカラー画像形成装置においては、僅かな階調特性の変化であってもグレーバランスが崩れ、その使用目的によっては画像品質が不十分となる場合が有りうる。このような場合に、第２のキャリブレーションが有効となる。
【００６８】
本実施の形態では、前述の第１のキャリブレーションと上述の第２のキャリブレーションとをシーケンシャルに動作する構成となっている。実際の操作とこれらキャリブレーション動作の構成を以下に説明する。
【００６９】
上述のキャリブレーションは使用者が任意に実施可能である。
【００７０】
前述のように第１のキャリブレーションを実施したあとには、画像形成条件が制御されるため、第２のキャリブレーションを合わせて実施する必要がある。本実施の形態では、第１のキャリブレーションと第２のキャリブレーションをシーケンシャルに自動的に実施するオートキャリブレーション工程を有している。
【００７１】
図１２は、オートキャリブレーションのフローを示す図である。なお、各ステップＳ１０１〜Ｓ１０７については、図７の各ステップＳ１０１〜Ｓ１０４、及び図８に示す各ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の内容と同様であるので重複説明は省略する。また図１３は、操作部（操作パネル）２１７の表示を表した図である。図１３に示すように、操作部２１７の表示画面に「オートキャリブレーション」ボタン２１７ａが表示され、使用者がこの「オートキャリブレーション」ボタン２１７ａを押すことにより、上述したオートキャリブレーションが実行されるようになっている。
【００７２】
上述したように、本実施の形態においては、オートキャリブレーションを実施することにより短期的、長期的、その他さまざまな画像濃度、階調再現性の変動を有効に補正することが可能である。
【００７３】
次に、上記オートキャリブレーションを実行する際の定着工程に関して説明する。
【００７４】
図１４に、図１における定着器１１４の拡大図を示す。定着ローラ１１４ａの内側には、ヒータ９０が配設されており、また定着ローラ１１４ａの外側には、オイルパン９１が配設されている。オイルパン９１には、オイルタンク（不図示）から汲み上げられた離型剤としての定着オイル９２（例えばシリコーンオイル）が貯留されている。この定着オイル９２は、汲み上げローラ９３，９４によってオイル塗布ローラ９５に汲み上げられる。汲み上げられた定着オイル９２はオイル塗布ローラ９５に当接されたオイル規制ブレード９６により規制されたのち、定着ローラ１１４ａに塗布される。定着ローラ１１４ａ及び加圧ローラ１１４ｂは１８０℃に温度調整されていて、また加圧ばね（不図示）により加圧され、定着ローラ１１４ａ及び加圧ローラ１１４ｂ間に定着ニップ部Ｎを形成する。記録材Ｓがこの定着ニップ部Ｎに搬送されると、記録材Ｓ上のトナー像Ｔが熱及び圧力によって記録材Ｓに溶融定着される。この際、ごく少量のトナーが定着ローラ１１４ａへオフセットされ、又は記録材Ｓの一部、例えば紙紛等が定着ローラ１１４ａへ付着する。これらのオフセットトナー又は紙粉等の付着物は、定着ローラ１１４ａに当接されたクリーニングウェブ９８によって定着ローラ１１４ａ上から除去される。クリーニングウェブ９８は、供給ローラ９７ａと巻き取りローラ９７ｂとの間に掛け渡され、押圧ローラ９７ｃによって定着ローラ１１４ａ表面に押し付けられている。
【００７５】
さて、本実施の形態において、クリーニングウェブ９８は不織布をベースとしたものであり、その表面はクリーニング効果を得るために平滑なものではない。このため定着ローラ１１４ａのクリーニングに対しては効果があるものの、定着ローラ１１４ａの表面に塗布された定着オイル９２の均一性の低下は避けられない。この均一性の低下も、前述のように、記録材Ｓ上に形成されたトナー像Ｔを観察する限りにおいては画像品質に大きく影響を及ぼすことは無い。
【００７６】
しかしながら、上述したようにキャリブレーションを実行する際に、テストパターンの濃度又は色度といった画像情報を画像読取り手段にて光学的に読み取ってキャリブレーションを実施する際には問題が生じた。
【００７７】
すなわち、キャリブレーションを実行する際に、テストパターン上に転移付着した定着オイル９２は、画像読取り手段にて光学的にテストパターンの濃度又は色度等を読み取る際に入射光の正反射成分が増加する一方、乱反射成分が減少することになる。この結果、本来の検出部に入射するべき光量が減少し、テストパターンが濃く又は暗く読み込まれてしまうことになる。
【００７８】
本実施の形態においては、キャリブレーション実行時に上述の不具合を生じること無くテストパターンを出力するために、クリーニングウェブ９８が定着ローラ１１４ａから離間可能な構成となっている。図１４において９９はソレノイドであり、このソレノイド９９が作動することによりクリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させることができる。ソレノイド９９はＣＰＵ２１４（図３参照）からの信号により動作可能であり、所望のタイミングで定着ローラ１１４ａから離間し、また定着ローラ１１４ａに当接するようになっている。
【００７９】
本実施の形態では、上述したキャリブレーションを実行する際に、テストプリント１及びテストプリント２の画像形成時にテストプリント１及びテストプリント２の画像が転写された記録材Ｓが定着器１１４に達する時間に対して、定着ローラ１１４ａの約１周分先立って上述のソレノイド９９を駆動し、クリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させるようにしている。この結果、テストプリント１及びテストプリント２が形成された記録材Ｓが定着ニップ部Ｎに到達する際には定着ローラ１１４ａ上にはムラのない均一なオイル塗布を行うことができる。
【００８０】
一方、キャリブレーションを実行する頻度はまれであるため、上述のようにキャリブレーション実行時のみクリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させても、定着ローラ１１４ａへのトナー付着、紙粉等の付着は極軽微なものにとどまり、画像品質を低下させるものではない。
【００８１】
上述したように、本実施の形態においてはキャリブレーションを実行する際に、テストプリント１及びテストプリント２の定着を行うにあたり、あらかじめ、クリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させることにより、均一なオイル塗布を行うことができ、この結果、均一なテストパターンの読取りが実現され、さまざまな要因に起因する短期的・長期的な、画像濃度・階調再現性の変動を有効に補正し、かつ、一方、長期にわたって記録材Ｓと定着ローラ（定着部材）１１４ａとの離型性が維持されることにより安定な画像形成を実現することが可能である。
【００８２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、外部コントローラを介して接続されたコンピュータにより、上述の前記実施の形態１と同様のキャリブレーションが実施可能な構成となっている。
【００８３】
本実施の形態に係る画像形成装置の構成例は実施の形態１の画像形成装置と同様である。また、４色フルカラーの画像形成方法についても実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００８４】
本実施の形態の画像形成装置には、外部コントローラ（不図示）を介してコンピュータ（不図示）が接続されている。外部接続したコンピュータから送られた画像データは、コントローラへ送られ、ラスタライズされる。ラスタライズされた画像データは、図２，図３に示される外部入出力部２１３へ送られる。その後プリンタ制御部１０９へ送られ実施の形態１と同様に画像形成が行われる。
【００８５】
本実施の形態においても、短期的、長期的、その他さまざまな画像濃度、階調再現性の変動を有効に補正し安定したフルカラー画像を形成することを目的として、記録材上に特定の画像パターンを形成し、前記パターン形成手段により記録材上に形成された画像パターンを読み取り、読み取られた画像パターンの特性に基づいて画像形成条件を制御している。
【００８６】
本実施の形態においては画像形成条件を制御する第１のキャリブレーション機能と、画像データの補正条件を制御する第２のキャリブレーション機能を有し、それぞれ独立に実施可能な構成となっている。
【００８７】
第１のキャリブレーション及び第２のキャリブレーション工程に関しては、前述の実施の形態１と同様であるが、さらに本実施の形態においては前述の階調特性の目標値を複数有し、コンピュータを介して任意に設定できるようになっている。実施の形態１と同様の線形な階調特性のみならず例えば各種標準インク特性に合わせたなオフセット印刷の網点％に対応した画像濃度が得られるような階調特性や、使用者が任意にカスタマイズした階調特性を登録し、これらを目標値として設定可能となっている。
【００８８】
前述のように本実施の形態においても、第１のキャリブレーションと第２のキャリブレーションをシーケンシャルに動作する構成となっている。実際の操作とキャリブレーション動作の構成を以下に説明する。
【００８９】
キャリブレーションは外部コントローラを介して接続されたコンピュータにより、任意に実施可能である。
【００９０】
本実施の形態においても前述の実施の形態１と同様、第１のキャリブレーションと第２のキャリブレーションをシーケンシャルに自動的に実施するオートキャリブレーション工程を有している。本実施の形態においては接続されたコンピュータにて起動されるプリンタドライバソフト上で前述の「オートキャリブレーション」を操作可能であり、それぞれのコマンドを実行することにより、上述したオートキャリブレーションが実行される。同時に前述した階調特性の目標値も前記プリンタドライバソフト上で選択可能となっている。これらの実行コマンド信号や目標値の選択信号はコントローラ１２０２から外部入出力部２１３に入力されＣＰＵ２１４に送られる。ＣＰＵ２１４は前記信号に応じて、前記キャリブレーションを実施する。
【００９１】
本実施の形態における定着器の構成は、前述の実施の形態１と同様である。
【００９２】
本実施の形態においても、キャリブレーション実行時に上述の不具合を生じること無くテストパターンを出力するために、クリーニングウェブ９８が定着ローラ１１４ａから離間可能な構成となっている。図１４において９９はソレノイドであり、このソレノイド９９が作動することによりクリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させることができる。ソレノイド９９はＣＰＵ２１４（図３参照）からの信号により動作可能であり、所望のタイミングで定着ローラ１１４ａから離間し、また定着ローラ１１４ａに当接するようになっている。
【００９３】
本実施の形態でも、上述したキャリブレーションを実行する際に、テストプリント１及びテストプリント２の画像形成時にテストプリント１及びテストプリント２の画像が転写された記録材Ｓが定着器１１４に達する時間に対して、定着ローラ１１４ａの約１周分先立って上述のソレノイド９９を駆動し、クリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させるようにしている。この結果、テストプリント１及びテストプリント２が形成された記録材Ｓが定着ニップ部Ｎに到達する際には定着ローラ１１４ａ上にはムラのない均一なオイル塗布を行うことができる。
【００９４】
一方、キャリブレーションを実行する頻度はまれであるため、上述のようにキャリブレーション実行時のみクリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させても、定着ローラ１１４ａへのトナー付着、紙粉等の付着は極軽微なものにとどまり、画像品質を低下させるものではない。
【００９５】
上述したように、本実施の形態においても、キャリブレーションを実行する際に、テストプリント１及びテストプリント２の定着を行うにあたり、あらかじめ、クリーニングウェブ９８を定着ローラ１１４ａから離間させることにより、均一なオイル塗布を行うことができ、この結果、均一なテストパターンの読取りが実現され、さまざまな要因に起因する短期的・長期的な、画像濃度・階調再現性の変動を有効に補正し、かつ、一方、長期にわたって記録材Ｓと定着ローラ１１４ａ（定着部材）との離型性が維持されることにより安定な画像形成を実現することが可能である。
【００９６】
＜実施の形態３＞
本実施の形態においては、定着ローラ１１４ａのクリーニング部材として前述の実施の形態１のクリーニングウェブ９８に代えて、弾性を有する板状のクリーニングブレード（不図示）を使用している。このクリーニングブレードのブレードエッジ部を定着ローラ１１４ａ表面に当接させている。
【００９７】
本実施の形態における画像形成装置の動作、キャリブレーションの動作は、前述の実施の形態１と同様である。
【００９８】
クリーニングブレードを用いた場合においても、定着ローラ１１４ａとの当接部であるブレードエッジ部に次第にトナー又は紙粉等が徐々に固着して行き、前述の実施の形態１と同様、オイル塗布の均一性が低下してしまう。
【００９９】
本実施の形態においても、キャリブレーション実行時上記不具合を生じること無くテストパターンを出力するために、前記クリーニングブレードがソレノイド９９により定着ローラ１１４ａから離間可能な構成となっている。
【０１００】
本実施の形態では、上述したキャリブレーションを実行する際に、テストプリント１及びテストプリント２の画像形成時にテストプリント１及びテストプリント２の画像が転写された記録材Ｓが定着器１１４に達する時間に対して、定着ローラ１１４ａの約１周分先立ってソレノイド９９を駆動し、クリーニングブレードを定着ローラ１１４ａから離間する。この結果テストプリント１及びテストプリント２が形成された記録材Ｓが定着ニップ部Ｎに到達する際には定着ローラ１１４ａ上にはムラのない均一なオイル塗布を行うことができる。
【０１０１】
一方、キャリブレーションを実行する頻度はまれであるため、上述のようにキャリブレーション実行時のみクリーニングブレードを定着ローラ１１４ａから離間させても、定着ローラ１１４ａへのトナー付着、紙粉等の付着は極軽微なものにとどまり、画像形成装置の品質を低下させるものではない。
【０１０２】
本実施の形態においてもキャリブレーションを実行する際に、テストプリント１及び２の定着を行うにあたり、あらかじめ、クリーニングブレードを定着ローラ１１４ａから離間させることにより、均一なオイル塗布を行うことができ、この結果、均一なテストパターンの読取りが実現され、さまざまな要因に起因する短期的・長期的な、画像濃度・階調再現性の変動を有効に補正し、かつ一方、長期にわたって記録材と定着部材との離型性が維持されることにより安定な画像形成を実現することが可能である。
【０１０３】
前述の実施の形態１〜３においては、本発明を、４個の感光ドラムを有する、いわゆる４ドラム方式フルカラー複写機について適用した例を説明したが、本発明に係る画像形成装置は、これに限定されるものではない。例えば、感光ドラムが１つの４色フルカラー又はモノカラーのもの、感光ドラムに代えて感光ベルトを使用するもの、電子写真方式以外のもの（例えば、静電記録方式のもの）であってもよい。さらに、複写機以外のプリンタやファクシミリであってもよい。
【０１０４】
以上説明した実施の形態においては、定着部材が定着ローラである場合を例に説明したが、本発明においては、定着部材はこの定着ローラに限定されるものではなく、例えば、ベルト形状の定着ベルトや、フィルム形状の定着フィルムなどを使用することもできる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、像担持体上に所定パターンの検知用トナー像を形成し、検知用トナー像を像担持体上から記録材上に転写し、検知用トナー像を記録材上に定着させ、定着後の検知用トナー像を読取り手段によって読み取り、読取り結果に基づいて制御手段により画像形成条件を制御するとともに、検知用トナー像を記録材上に定着させる際には、定着部材表面に対する、クリーニング部材と塗布部材とのうちの少なくとも一方の当接を解除することにより、離型剤が不均一になることに起因するキャリブレーションの精度の悪化を防止して、キャリブレーションの精度を向上させることができるので、画像品質を安定させることができる。すなわち、短期的・長期的な、画像濃度・階調再現性の変動を有効に補正し、かつ長期にわたって記録材と定着部材との良好な離型性を維持することができるので、長期にわたって安定な画像形成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】リーダ画像処理部のブロック図である。
【図３】リーダ画像処理部のブロック図である。
【図４】プリンタ制御部のブロック図である。
【図５】最大濃度補正制御用の画像パターンの一例を示す図である。
【図６】階調補正制御用の画像パターンの一例を示す図である。
【図７】第１のキャリブレーション（最大濃度補正制御）のフローチャートである。
【図８】第２のキャリブレーション（階調補正制御）のフローチャートである。
【図９】相対感光ドラム表面電位と画像濃度との関係を示す図である。
【図１０】グリッド電位と感光ドラム表面電位との関係を示す図である。
【図１１】階調補正特性変換図である。
【図１２】オートキャリブレーションのフローチャートである。
【図１３】操作パネルを示す図である。
【図１４】実施の形態１における定着器の構成を示す図である。
【符号の説明】
９２　　　　離型剤（定着オイル）
９５　　　　塗布部材（オイル塗布ローラ）
９８　　　　クリーニング部材（繊維状部材、クリーニングウェブ）
１１４ａ　　定着部材（定着ローラ）
１２１，１３１，１４１，１５１
像担持体（感光ドラム）
１２２　　　帯電手段（一次帯電器）
１２３　　　現像手段（現像器）
１２４　　　転写手段（転写ブレード）
２１４　　　制御手段（ＣＰＵ）
Ｐ　　　　　記録材
Ｒ　　　　　読取り手段（読取り光学ユニット）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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