(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、該露光装置により形成された静電潜像を現像する現像装置とを含む画像形成部と、
該画像形成部により形成された濃度補正パターンの濃度を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に基づいて前記露光装置の露光量及び前記現像装置に印加される現像バイアスの印加条件を調整して濃度補正を行う制御手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記露光装置の露光量を一定とし、前記現像装置に印加される現像バイアスの印加条件を段階的に変更して高濃度のソリッドパターンと低濃度のハーフトーンパターンから成る２種類の濃度補正パターンを複数組形成するとともに、前記制御手段は、各濃度補正パターンの濃度検知結果に基づいていずれか一方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度となる第１現像バイアスレベルを仮設定し、該第１現像バイアスレベルにおける他方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度範囲である場合は現像バイアスを第１現像バイアスレベルに設定し、他方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度範囲でない場合は現像バイアスを２種類の濃度補正パターンのうちソリッドパターンが目標濃度となる第２現像バイアスレベルに再設定した後、前記露光装置の露光量を段階的に変更してハーフトーンパターンを複数形成し、該ハーフトーンパターンの濃度検知結果に基づいてハーフトーンパターンが目標濃度となる露光量を設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、現像バイアスが前記第１現像バイアスレベルに設定された場合は、前記第２現像バイアスレベルを再設定したと仮定したときの露光量の最適値を推定し、推定された最適値を次回の濃度補正時の初期露光量に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、露光量と画像濃度との関係が現像バイアスレベル毎に記憶された露光量設定テーブルを用いて前記初期露光量を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記露光装置の露光量を段階的に変更して形成されたハーフトーンパターンの濃度検知結果を用いて前記露光量設定テーブルを上書き補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１現像バイアスレベルは、２種類の濃度補正パターンのうちハーフトーンパターンの濃度が目標濃度となるように設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか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、電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特に画像形成装置における出力画像の濃度補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、装置起動時或いは画像濃度を適正に設定するためのモード（キャリブレーションモード）が設定されたとき、トナー担持体上に直接トナーを転写して濃度補正パターン（基準画像）を形成し、その濃度を検出して濃度補正を行うのが一般的である。例えばカラー画像形成装置の場合、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各画像形成部により像担持体上に各色の基準画像が形成され、中間転写ベルト等のトナー担持体上に転写された基準画像の濃度を検知手段により検知して濃度補正を行う。
【０００３】
画像濃度の調整方法としては、検知された画像濃度に基づいて感光体の帯電電位、現像バイアス電位、露光装置による露光量等を調整する方法が挙げられるが、カラー画像形成装置においては、キャリブレーションは色味を合わせる重要な役割を果たしており、高濃度部（ソリッド領域）とハーフトーン濃度部（中間調領域）とを含む画像を安定して高品質に出力するためには、高濃度及びハーフトーンの両方の補正精度を向上させることが必要である。
【０００４】
そこで、高濃度及びハーフトーンの濃度補正の精度を高める方法が提案されており、例えば特許文献１には、第１のサンプル画像の濃度測定結果を用いて露光量を決定するとともに、第２のサンプル画像の濃度測定結果を用いて現像バイアスの印加条件を決定する画像形成装置が開示されている。また、特許文献２には、１種類のパッチ画像（基準画像）の濃度検知結果と、予め記憶されたベタ画像とハーフトーン画像の濃度特性の関係とを用いて現像バイアスと露光量を制御する濃度調整方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４０４１１公報
【特許文献２】特開２００６−１１１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、常に露光量及び現像バイアスの印加条件の両方が調整されるため、濃度調整時間が長くなって画像形成効率が低下するという問題点があった。また、特許文献２の方法では、画像形成効率の低下は抑制されるものの、ベタ画像とハーフトーン画像の濃度特性の関係は常に一定であるとは限らないため、環境条件や現像剤の劣化等により濃度特性の関係が変化した場合は高精度の濃度補正が困難であった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、濃度補正時間を極力短くすることにより画像形成効率を低下させず、且つ高濃度及びハーフトーンの濃度補正の精度も維持可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、該露光装置により形成された静電潜像を現像する現像装置とを含む画像形成部と、該画像形成部により形成された濃度補正パターンの濃度を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて前記露光装置の露光量及び前記現像装置に印加される現像バイアスの印加条件を調整して濃度補正を行う制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記露光装置の露光量を一定とし、前記現像装置に印加される現像バイアスの印加条件を段階的に変更して濃度の異なる２種類の濃度補正パターンを複数組形成するとともに、前記制御手段は、各濃度補正パターンの濃度検知結果に基づいていずれか一方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度となる第１現像バイアスレベルを仮設定し、該第１現像バイアスレベルにおける他方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度範囲である場合は現像バイアスを第１現像バイアスレベルに設定し、他方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度範囲でない場合は現像バイアスを２種類の濃度補正パターンのうち高濃度パターンが目標濃度となる第２現像バイアスレベルに再設定した後、前記露光装置の露光量を段階的に変更して低濃度パターンを複数形成し、該低濃度パターンの濃度検知結果に基づいて低濃度パターンが目標濃度となる露光量を設定することを特徴としている。
【０００８】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、現像バイアスが前記第１現像バイアスレベルに設定された場合は、前記第２現像バイアスレベルを再設定したと仮定したときの露光量の最適値を推定し、推定された最適値を次回の濃度補正時の初期露光量に設定することを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、露光量と画像濃度との関係が現像バイアスレベル毎に記憶された露光量設定テーブルを用いて前記初期露光量を設定することを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、前記露光装置の露光量を段階的に変更して形成された低濃度パターンの濃度検知結果を用いて前記露光量設定テーブルを上書き補正することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第１現像バイアスレベルは、２種類の濃度補正パターンのうち低濃度パターンの濃度が目標濃度となるように設定されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の構成によれば、高濃度及び低濃度の濃度補正パターンの濃度検知結果を用いて現像バイアスの印加条件及び露光量が最適値に設定されるため、高濃度及びハーフトーン画像の濃度補正精度を高いレベルに維持することができる。また、現像バイアスレベルの調整だけでは不十分な場合のみ露光量が調整されるため、濃度補正時間を極力短縮して画像形成効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像バイアスが第１現像バイアスレベルに設定された場合は、第２現像バイアスレベルを再設定したと仮定したときの露光量の最適値を推定し、推定された最適値を次回の濃度補正時の初期露光量に設定することにより、次回の濃度補正時に第１現像バイアスレベルが仮設定されたとき、高濃度パターンも目標濃度と一致し易くなる。従って、露光量の調整が実行されにくくなるため濃度補正時間をより短縮することができる。
【００１４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、露光量と画像濃度との関係が現像バイアスレベル毎に記憶された露光量設定テーブルを用いて初期露光量を設定することにより、より迅速かつ高精度な初期露光量の設定が可能となる。
【００１５】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、露光装置の露光量を段階的に変更して形成された低濃度パターンの濃度検知結果を用いて露光量設定テーブルを上書き補正することにより、濃度と露光量との関係が装置の使用環境等に応じた最新の情報に更新されるため、常に正確な露光量を推定可能となる。
【００１６】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、濃度補正パターンのうち低濃度パターンの濃度が目標濃度となるように第１現像バイアスレベルを設定することにより、高濃度に比べて使用頻度の高い低濃度パターンを目標濃度に一致させてカラー画像の出力色をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１８】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転しながら各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写（一次転写）された後、二次転写ローラ９において用紙Ｓ上に一度に転写（二次転写）され、さらに、定着部７において用紙Ｓ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１９】
トナー像が転写される用紙Ｓは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。
【００２０】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２１】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ（現像剤担持体）を備え、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２２】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２３】
中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｓがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において用紙Ｓ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部７へと搬送される。
【００２４】
定着部７に搬送された用紙Ｓは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｓの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｓは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｓの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２５】
一方、用紙Ｓの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した用紙Ｓの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｓは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｓの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２６】
画像形成部Ｐｄの下流側且つ二次転写ローラ９の上流側直近には濃度検知センサ２１が配置されている。濃度検知センサ２１は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて中間転写ベルト８上に形成される濃度補正パターンに測定光を照射し、濃度補正パターンを構成する各パッチ画像からの反射光量を検出する。検出結果は受光出力信号として後述する制御部３２に送信される。濃度検知センサ２１としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。濃度補正パターンの濃度を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上の各パッチ画像に対し順次測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、及びベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。
【００２７】
トナーの付着量が多い場合には、ベルト表面からの反射光がトナーによって遮光されるので、受光素子の受光量が減少する。一方、トナーの付着量が少ない場合には、逆にベルト表面からの反射光が多くなる結果、受光素子の受光量が増大する。従って、受光した反射光量に基づく受光信号の出力値により各色のパッチ画像のトナー付着量（画像濃度）を検知し、予め定められた基準濃度と比較して露光量や現像バイアスの特性値などを調整することにより、各色について濃度補正が行われる。
【００２８】
濃度検知センサ２１は、測定対象物までの距離を厳密に規定しておく必要があるため、図１に示すように、中間転写ベルト８表面までの距離変動の少ない駆動ローラ１１に対抗するような位置に配置されており、中間転写ベルト８上の濃度補正パターンの形成位置に合わせて中間転写ベルト８の幅方向に位置決めされている。
【００２９】
なお、濃度検知センサ２１は中間転写ベルト８上の濃度補正パターンを検知可能な他の位置に配置しても良いが、例えば二次転写ローラ９よりも下流側に配置した場合、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにより濃度補正パターンが形成されてから濃度検知が行われるまでの時間が長くなり、さらに濃度補正パターンが二次転写ローラ９と接触することにより濃度補正パターンの表面状態が変化するおそれもある。そのため、図１のように画像形成部Ｐｄよりも下流側且つ二次転写ローラ９の接触位置よりも上流側に配置することが好ましい。
【００３０】
図２は、本発明のカラー画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、制御部３２、記憶部３３、操作パネル３４、定着部７、中間転写ベルト８及び濃度検知センサ２１等を含む構成である。
【００３１】
画像入力部３０は、画像形成装置１００がカラー複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００が図１に示すようなカラープリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３０より入力された画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、記憶部３３内の画像メモリ４０に送出される。
【００３２】
記憶部３３は、画像入力部３０から入力されＡＤ変換部３１においてデジタル変換された印刷画像データをページ単位で記憶する画像メモリ４０、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される読み書き自在のＲＡＭ（Random Access Memory）４１、及び画像形成装置１００の制御用プログラムや制御上の必要な数値等の画像形成装置１００の使用中に変更されることがないデータ等が収められる読み出し専用のＲＯＭ（Read Only Memory）４２を備えている。
【００３３】
また、ＲＡＭ４１には、濃度入力値と実際の濃度出力値（センサ出力値）とを関連づけて記憶したγテーブルや、各濃度補正パターンの濃度と露光装置４の露光量レベルとの関係を、現像装置３ａ〜３ｄに印加される現像バイアスレベル毎に記憶した露光量設定テーブル等も格納されている。
【００３４】
操作パネル３４は、画像形成装置１００の状態や画像形成状況や印刷部数を表示するとともに、タッチパネルとして両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行う液晶表示部、印刷部数の設定や画像形成装置１００がＦＡＸ機能を有する場合に相手方のＦＡＸ番号を入力等するためのテンキー、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられており、ユーザは操作パネル３４を操作して指示を入力することで、画像形成装置１００の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。
【００３５】
制御部３２は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７、及び用紙カセット１６（図１参照）からの用紙Ｓの搬送等を全般的に制御するとともに、画像入力部３０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光装置４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に潜像を形成する。
【００３６】
さらに制御部３２は、操作パネル３４のキー操作等によりキャリブレーションモードが設定されると、濃度検知センサ２１からの出力信号を受信し、濃度補正パターンの各パッチ画像のセンサ出力値を目標値と比較する機能、比較結果に応じて現像バイアスレベル、露光量レベルを調整することにより、各色について濃度補正を行う機能を有している。なお、キャリブレーションモードは、ユーザによるマニュアル設定の他、装置の電源ＯＮ時や所定枚数の画像形成処理が終了した時にも自動的に設定されるようにしてもよい。
【００３７】
次に、本発明のカラー画像形成装置における濃度補正制御について説明する。図３は、第１実施形態の濃度補正制御を示すフローチャートである。図１及び図２を参照しながら、図３のステップに沿って現像バイアス及び露光量の設定手順について説明する。
【００３８】
先ず、ユーザの操作により、若しくは所定枚数印字後にキャリブレーションモードが設定されると、制御部３２は濃度補正パターンの形成を指示する（ステップＳ１）。本発明の濃度補正制御に用いられる濃度補正パターンの一例を図４に示す。本発明では、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色について、濃度の異なる２種類（ここでは１００％と３０％）の濃度補正パターンを１組とし、現像装置に印加される現像バイアスの印加条件を段階的に変更して複数組形成する。露光装置４の露光量レベルは前回のキャリブレーション時に設定されている露光量を用いる。
【００３９】
現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラには直流バイアスＶｄｃに交流バイアスＶａｃを重畳した現像バイアスが印加される。本実施形態では、直流バイアス値が２５０Ｖの場合を中心として、低電圧側に２００Ｖ、１５０Ｖ、高電圧側に３００Ｖ、３５０Ｖの計５段階に変更するものとし、説明の便宜上、直流バイアス値の低い側から現像バイアスレベルを−２、−１、０、１、２とする。なお、ここでは直流バイアス値を段階的に変更したが、直流バイアス値に代えて、或いは直流バイアス値と共に、交流バイアスのピークツーピーク値、周波数、Ｄｕｔｙ比の少なくとも１つを段階的に変更した現像バイアスレベルを設定しても良い。
【００４０】
図４では、所定の現像バイアスレベル（例えば−２）における各色の濃度補正パターンを示しており、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの４色について１００％と３０％の２種類ずつ、計８個のパターンが形成されている。なお、現像バイアスレベルが−１、０、１、２の場合も図４と同様の濃度補正パターンが形成されるので、トータルで８×５＝４０個のパターンが中間転写ベルト８上に形成されることになる。濃度補正パターンの濃度設定は１００％と３０％に限らず、高濃度側を６０〜１００％、低濃度側を１０〜５０％の範囲内で設定しても良い。
【００４１】
次に、ステップＳ１で形成された濃度補正パターンの濃度を濃度検知センサ２１により検知し（ステップＳ２）、低濃度パターン（３０％）の画像濃度が目標濃度となるような現像バイアスレベル（以下、第１現像バイアスレベルという）を各色について仮設定する（ステップＳ３）。
【００４２】
一例として、マゼンタにおける現像バイアスレベルと濃度補正パターンの濃度検知結果との関係を図５に示す。横軸に現像バイアスレベル、縦軸に画像濃度（ＩＤ；イメージデンシティ）をとってプロットすると、マゼンタの低濃度パターン（３０％）の目標濃度（図の一点鎖線で表示）を０．５（ＩＤ）とした場合、図５から低濃度パターンの画像濃度（黒丸のデータ系列で表示）が０．５となる現像バイアスレベルは０であることがわかる。よって、マゼンタの第１現像バイアスレベルを０に仮設定する。
【００４３】
なお、図５では低濃度パターンの目標濃度が測定値と一致しているため、低濃度パターンを形成した現像バイアスレベル（０）をそのまま第１現像バイアスレベルに仮設定したが、目標濃度が測定値と一致しない場合は、各測定値を通る曲線と目標濃度との交点における現像バイアスレベルを第１現像バイアスレベルに仮設定する。
【００４４】
次に、仮設定された第１現像バイアスレベルにおいて、各色の高濃度パターン（１００％）の画像濃度が目標濃度範囲に入っているか否かを判断する（ステップＳ４）。例えば高濃度パターン（１００％）の目標濃度（図の破線で表示）を１．３（ＩＤ）とし、上下限範囲を±０．１とすると、図５から高濃度パターンの画像濃度（黒四角のデータ系列で表示）のうち現像バイアスレベル０における画像濃度（以下、画像濃度Ａとする）は１．３２であるため、マゼンタの高濃度パターンは目標濃度範囲に入っていることになる。そこで、マゼンタについては露光量を変更せずに、第１現像バイアスレベル（０）を本設定値とする（ステップＳ５）。同様に、他の色についても画像濃度Ａが目標濃度範囲に入っている場合は、仮設定した第１現像バイアスレベルを本設定値として濃度補正制御を終了する。
【００４５】
一方、ステップＳ４で画像濃度Ａが目標濃度範囲に入っていない場合の例として、シアンにおける現像バイアスレベルと濃度補正パターンの濃度検知結果との関係を図６に示す。低濃度パターン（３０％）の目標濃度を０．５とすると、図６から低濃度パターンの画像濃度が０．５となる現像バイアスレベルは０であることがわかる。そこで、第１現像バイアスレベルを０に仮設定して高濃度パターン（１００％）の画像濃度Ａが目標濃度範囲（１．３±０．１）に入っているか否かを判断すると、図６からＡは１．１５であり目標濃度範囲に入っていないことになる。
【００４６】
この場合（ステップＳ４でＮＯ）は、高濃度パターンが目標濃度１．３となる現像バイアスレベル（以下、第２現像バイアスレベルという）を再設定する（ステップＳ６）。例えば図６ではＡが１．３になる現像バイアスレベルは１．５であるから、第２現像バイアスレベルとして１．５（直流バイアス値で３２５Ｖ）を再設定する。
【００４７】
次に、露光装置の露光量（レーザ出力レベル）を変化させて、再設定された第２現像バイアスレベルでシアンについて図４に示すような濃度補正パターンを形成し（ステップＳ７）、濃度検知センサ２１により濃度を検知する（ステップＳ８）。本実施形態では、半減光量（ドラム表面電位が１／２に減衰する光量）の３倍となるレーザ出力レベルを中心として、低出力側を２．８倍、２．６倍、高出力側を３．２倍、３．４倍とした計５段階に変更するものとし、説明の便宜上、低出力側から露光量レベルを−２、−１、０、１、２とする。
【００４８】
露光量レベルと濃度補正パターンの濃度検知結果との関係を図７に示す。図７から低濃度パターンの濃度が目標濃度となる露光量レベルは−１．５（半減光量の２．７倍）であることがわかる。そこで、シアンについては現像バイアスレベルを１．５（第２現像バイアスレベル）、露光量レベルを−１．５に本設定する（ステップＳ９）。
【００４９】
同様に、他の色についても画像濃度Ａが目標濃度範囲に入っていない場合は、現像バイアスを第２現像バイアスレベルに再設定し、第２現像バイアスレベルで露光量レベルを５段階に変化させて濃度補正パターンを形成して濃度を検知するとともに、低濃度パターンが目標値となる露光量レベルを設定して濃度補正制御を終了する。
【００５０】
上記手順で濃度補正を行うことにより、高濃度及び低濃度の濃度補正パターンの濃度検知結果を用いて現像バイアスレベル及び露光量レベルが最適値に設定されるため、高濃度及びハーフトーン画像の濃度補正精度を高いレベルに維持することができる。また、現像バイアスレベルの調整だけでは不十分な場合のみ露光量レベルが調整されるため、キャリブレーション時間を極力短縮して画像形成効率を向上させることができる。
【００５１】
なお、上記の制御例では、ステップＳ７において高濃度パターンと低濃度パターンからなる図４のような濃度補正パターンを形成したが、再設定された第２現像バイアスレベルでは高濃度パターンは目標濃度と一致しており、図７から明らかなように高濃度パターンは露光量の変動による濃度変化が僅かであるため、ステップＳ７では低濃度パターンのみ形成するようにしても良い。
【００５２】
次に、本発明の画像形成装置における第２実施形態の濃度補正制御について説明する。図８は、第２実施形態の濃度補正手順を示すフローチャートである。図１、図２及び図４〜図７を参照しながら、図８のステップに従いキャリブレーションの実行手順について説明する。
【００５３】
本実施形態においては、第１実施形態の図３と同様に、ステップＳ４において高濃度パターン（１００％）が目標濃度範囲に入っている場合、露光量を変更せずに第１現像バイアスレベルを本設定値とする（ステップＳ５）。例えばマゼンタの場合、ここまでに設定された状況は、図５から低濃度パターン（３０％）が目標濃度０．５となる第１現像バイアスレベル（０）が仮設定され、このときの高濃度パターン（１００％）の画像濃度Ａは１．３２であり、目標濃度範囲（１．３±０．１）の範囲内であったため第１現像バイアスレベルが本設定値とされている。なお、露光量は前回の設定値と同様である。
【００５４】
ここで、第２現像バイアスレベルを再設定して露光量を調整する制御を行ったと仮定する。図５から高濃度パターンが目標濃度１．３と一致する現像バイアスレベルは−１であるため、第２現像バイアスレベルを−１とし、露光量レベルを−２、−１、０、１、２の５段階に変化させた場合、露光量レベルと画像濃度との関係は図９のようになる。従って、低濃度パターンが目標濃度０．５と一致する露光量レベルは１となり、本来は露光量レベルが高めの設定である１の方が良かったことになる。
【００５５】
そこで、第２現像バイアスレベルを設定したと仮定したときの最適な露光量レベル（図９の例では１）を推定してＲＡＭ４１等に記憶しておく（ステップＳ６）。そして、次回の濃度補正時には初期露光量レベルを１に設定して濃度補正パターンを形成し、同様に濃度補正制御を行う。
【００５６】
これにより、次回の濃度補正時には低濃度パターンが目標濃度０．５となる第１現像バイアスレベル−１が仮設定され、初期露光量レベルが１であるため高濃度パターンも目標濃度１．３と一致する。従って、第１実施形態に比べて露光量レベルの調整が実行されにくくなるため、補正精度は維持しつつ濃度補正時間をより短縮することができる。なお、ステップＳ７以降の制御手順は第１実施形態のステップＳ６〜Ｓ９と同様であるため説明は省略する。
【００５７】
露光量レベルの推定は、各色の濃度補正パターンの濃度と露光量レベルとの関係を現像バイアスレベル毎に記憶した露光量設定テーブルを用いて行うことができる。また、露光量レベルを段階的に変更した濃度補正パターンを実際に形成し、その濃度を検知して露光量レベルの調整が行われた場合、検知結果を用いて露光量設定テーブルを上書き補正することにより、濃度と露光量レベルとの関係が装置の使用環境等に応じた最新の情報に更新されるため、常に正確な露光量レベルを推定可能となる。
【００５８】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては低濃度パターンの目標濃度（０．５）及び高濃度パターンの目標濃度範囲（１．３±０．１）を各色について同一としたが、目標濃度及び目標濃度範囲は各色に対し個別に設定されていても良い。また、現像バイアスレベル及び露光量レベルは５段階に限らず、複数段階であれば４段階以下としても良いし、６段階以上としても良い。現像バイアスレベル又は露光量レベルが多段階になるにつれて、対応する画像濃度との関係を精確に把握できる反面、形成される濃度補正パターンの数も多くなるため濃度補正に要する時間も長くなる。従って、上記実施形態のように５段階程度が好ましい。
【００５９】
また、ここでは第１現像バイアスレベルを仮設定する際、低濃度パターン（３０％）を目標濃度に合わせ、高濃度パターン（１００％）を目標濃度範囲内に入れる制御としたが、高濃度パターンを目標濃度に合わせ、低濃度パターンを目標濃度範囲内に入れるようにしても良い。しかし、一般にカラー画像の出力においては高濃度（１００％）に比べて低濃度（ハーフトーン）の使用頻度の方が高いため、出力色をより安定させるためには低濃度パターンを目標濃度に合わせる制御が好ましい。
【００６０】
また本発明は、図１に示したような中間転写ベルト８上に各色のトナー像を順次積層して形成されたフルカラー画像を用紙上に一度に転写するタンデム型カラー画像形成装置に限らず、ロータリー方式のカラー画像形成装置、モノクロ複写機及びモノクロプリンタ、ファクシミリ等の種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、露光装置の露光量を一定とし、現像装置に印加される現像バイアスの印加条件を段階的に変更して濃度の異なる２種類の濃度補正パターンを複数組形成するとともに、各濃度補正パターンの濃度検知結果に基づいていずれか一方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度となる第１現像バイアスレベルを仮設定し、該第１現像バイアスレベルにおける他方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度範囲である場合は現像バイアスを第１現像バイアスレベルに設定し、他方の濃度補正パターンの濃度が目標濃度範囲でない場合は現像バイアスを２種類の濃度補正パターンのうち高濃度パターンが目標濃度となる第２現像バイアスレベルに再設定した後、露光装置の露光量を段階的に変更して低濃度パターンを複数形成し、該低濃度パターンの濃度検知結果に基づいて低濃度パターンが目標濃度となる露光量を設定する画像形成装置である。
【００６２】
これにより、高濃度及びハーフトーン画像の濃度補正精度を高いレベルに維持するとともに、露光量の調整を必要最低限に抑えることで濃度補正時間を極力短縮して画像形成効率を向上させた画像形成装置を提供することができる。
【００６３】
また、現像バイアスが第１現像バイアスレベルに設定された場合、第２現像バイアスレベルを再設定したと仮定したときの露光量の最適値を推定し、推定された最適値を次回の濃度補正時の初期露光量に設定することで、次回の濃度補正時に露光量の調整が実行されにくくなるため濃度補正時間をより短縮することができる。
【００６４】
初期露光量を設定する場合、露光量と画像濃度との関係が現像バイアスレベル毎に記憶された露光量設定テーブルを用い、露光量の調整が実際に行われたときに露光量設定テーブルを上書き補正するようにしたので、迅速且つ正確な初期露光量の設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】は、本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明のカラー画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。
【図３】は、第１実施形態の濃度補正手順を説明するフローチャートである。
【図４】は、本発明に用いられる濃度補正パターンの一例を示す図である。
【図５】は、マゼンタにおける現像バイアスレベルと濃度補正パターンの濃度検知結果との関係を示すグラフである。
【図６】は、シアンにおける現像バイアスレベルと濃度補正パターンの濃度検知結果との関係を示すグラフである。
【図７】は、シアンにおける第２現像バイアスレベルでの露光量レベルと濃度補正パターンの濃度検知結果との関係を示すグラフである。
【図８】は、第２実施形態の濃度補正手順を説明するフローチャートである。
【図９】は、第２現像バイアスレベルを再設定して露光量を調整する制御を行ったと仮定したときの、露光量レベルと画像濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６６】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ      帯電器
３ａ〜３ｄ      現像装置
４              露光装置
６ａ〜６ｄ      一次転写ローラ
７              定着部
８              中間転写ベルト
９              二次転写ローラ
２１            濃度検知センサ（検知手段）
３２            制御部（制御手段）
３３            記憶部
３４            操作パネル
４１            ＲＡＭ
４２            ＲＯＭ
１００          画像形成装置
【図１】
0005222623.tif 000002
【図２】
0005222623.tif 000003
【図３】
0005222623.tif 000004
【図４】
0005222623.tif 000005
【図５】
0005222623.tif 000006
【図６】
0005222623.tif 000007
【図７】
0005222623.tif 000008
【図８】
0005222623.tif 000009
【図９】
0005222623.tif 000010