(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準となる画像形成モードと他の画像形成モードとで画像形成プロセス速度を切り替える切替手段と、
前記切替手段にて前記画像形成プロセス速度が切り替えられる際に、前記基準となる画像形成モードでは、画像形成条件の設定値として基準値を設定し、前記他の画像形成モードでは、当該設定値として当該基準値に対し補正量を用いて算出された補正係数を加味した補正値を設定することで、得られる画像の濃度に関わる画像形成条件を変更する変更手段と、
前記変更手段にて変更された前記画像形成条件によって得られた画像の濃度が推測できる特性を検出する検出手段と、
前記切替手段にて前記画像形成プロセス速度が変更された後に、前記検出手段による前記特性の検出結果に応じて、得られる画像の濃度の変動が小さくなるように前記補正量を修正する修正手段と、
前記修正手段にて修正され、前記他の画像形成モードにおいて前記変更手段によって読み出される前記補正量を記憶する記憶手段と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記得られる画像の濃度に関わる画像形成条件は、像担持体を帯電するための帯電バイアスの大きさであり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記帯電バイアスの供給によって帯電される前記像担持体の帯電電位であ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】
前記得られる画像の濃度に関わる画像形成条件は、帯電された像担持体を露光するための露光バイアスの大きさであり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記露光バイアスの供給に伴って露光されることにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であ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４】
前記得られる画像の濃度に関わる画像形成条件は、像担持体に形成される静電潜像の階調であり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記像担持体上に形成された前記静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であ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５】
前記切替手段による前記画像形成プロセス速度の切り替えと前記検出手段による前記特性の検出とがそれぞれ独立して行われ、
前記修正手段は、
前記検出手段により前記特性が検出された場合に、前記基準値の修正を実行し、
前記検出手段により前記特性が検出され且つ当該特性が検出されたときの画像形成プロセス速度と当該特性に対する前回の特性が検出されたときの画像形成プロセス速度とが異なっていた場合に、前記補正量の修正を実行すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記得られる画像の濃度の画像に関わる画像形成条件は、像担持体に形成された静電潜像をキャリアおよびトナーからなる現像剤で現像する現像器中のトナー濃度であり、
前記画像の濃度が推測できる特性は、前記現像器中のトナー濃度であることを特徴とする請求項１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、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に、複数の画像形成プロセス速度で画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置として、例えば感光体ドラムを帯電装置によって所定の電位に帯電した後に露光装置で露光して静電潜像を形成し、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像装置によってトナーで現像してトナー像を形成し、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写装置で記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を定着装置で加熱定着するようにしたものが知られている。ここで記録材としては、例えば普通紙、厚紙、ＯＨＰシート等、広範囲にわたる汎用性を確保することが要請されている。これらのうち、例えば厚紙のように坪量が大きく、また熱容量の大きい記録材を使用する場合には、普通紙の場合と比較して定着装置における定着熱量を増大させ、トナー像を構成するトナーを十分に加熱溶融することが必要とされる。そこで、例えば普通紙の場合には通常の画像形成プロセス速度で画像形成を行うことで生産性を確保し、例えば厚紙やＯＨＰシートの場合にはこの通常の画像形成プロセス速度よりも遅い画像形成プロセス速度で画像形成を行うことで良好な画質を確保する、複数の画像形成プロセス速度(複数の出力速度モード)を有する画像形成装置が主流となりつつある。
【０００３】
ここで、出力速度モード毎に要求される生産性や画質は異なり、画像形成プロセス速度以外の画像形成条件を同一として画像形成を行うと、例えば普通紙の場合と厚紙の場合とで記録材上に形成されるトナー像の画像濃度が変動してしまい、所望とする画質が得られなくなってしまう。そこで、例えば設定された画像形成モードに応じて画像形成プロセス速度を切り替える手段と、設定された画像形成モードに応じて露光装置における発光源の発光量あるいは発光時間の少なくとも一方を切り替える技術が存在する(特許文献１参照)。また、画像形成速度の切り替えに応じて画像形成速度に対応付けて予め記憶されたトナー濃度の設定値を選択し、選択されたトナー濃度の設定値と実際に現像装置内で検出されたトナー濃度とに基づいて現像装置内のトナー濃度制御を行う技術も存在する(特許文献２参照)。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３４１６９９号公報(第３-５頁、図１、図４)
【特許文献２】
特開平７−２３０２１１号公報(第２頁、図１)
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、異なる画像形成プロセス速度に応じて発光源の発光量あるいは発光時間を予め設定された一定の補正係数分だけ増減させているため、画像形成装置の使用環境や使用条件、画像形成装置の個体差等により補正係数が実機と合わない場合には、補正を行っても所望の画像濃度が得られなくなってしまう。また、特許文献２に記載の画像形成装置では、異なる画像形成プロセス速度に応じて現像装置内のトナー濃度を予め設定された一定の設定値に設定しているため、画像形成装置の使用環境や使用条件、画像形成装置の個体差等により設定値が実機と合わない場合には、設定を行っても所望の画像濃度が得られなくなってしまう。
【０００６】
特に、最近の画像形成装置では、上述したように使用可能な記録材の種類が非常に多岐にわたるようになってきており、上述した特許文献１や特許文献２のように一定量の補正を行っただけでは、画像濃度の変動を抑えることが困難になってきている。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、複数の画像形成プロセス速度における画像濃度の変動を抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、切り替え手段によって画像形成プロセス速度を切り替え、この切替手段にて画像形成プロセス速度が切り替えられる際に、変更手段によって所定の画像形成条件を変更し、この変更手段にて変更された所定の画像形成条件によって得られた画像形成状態を検出手段で検出し、この検出手段にて検出された画像形成状態に基づいて、調整手段で所定の画像形成条件を調整する。
【０００９】
ここで、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、像担持体を帯電する帯電器に印加する帯電バイアスであり、検出手段にて検出される画像形成状態は、帯電器によって帯電された像担持体の帯電電位であることを特徴とすることができる。また、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、帯電された像担持体に静電潜像を形成する露光器に印加する露光バイアスであり、検出手段にて検出される画像形成状態は、露光器によって像担持体上に形成された静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であることを特徴とすることができる。さらに、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、像担持体に形成される静電潜像の階調であり、検出手段にて検出される画像形成状態は、像担持体上に形成された静電潜像を現像することで得られるトナー像の画像濃度であることを特徴とすることができる。さらにまた、変更手段にて変更される所定の画像形成条件は、像担持体に形成された静電潜像をキャリアおよびトナーからなる現像剤で現像する現像器中のトナー濃度であり、検出手段にて検出される画像形成状態は、現像器中のトナー濃度であることを特徴とすることができる。
【００１０】
また、他の観点から捉えると、本発明の画像形成装置は、設定された画像形成モードに応じて、速度変更手段により画像形成プロセス速度を変更し、この速度変更手段にて画像形成プロセス速度が変更される際に、条件設定手段により基準となる画像形成モードでは画像形成条件の設定値として基準値を設定し、他の画像形成モードでは画像形成条件の設定値として基準値に補正係数を加味した補正値を設定し、速度変更手段にて画像形成プロセス速度が変更された後に、修正手段により補正係数を修正し、この修正手段にて修正された補正係数を記憶手段に記憶する。
ここで、条件設定手段は、他の画像形成モードでは記憶手段に記憶された補正係数を読み出すことを特徴とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙Ｐ(シート)を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)５０とを備えている。
【００１２】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、この画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output Scanner)３０を備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙Ｐ(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙Ｐに定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。
【００１３】
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙Ｐに二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。ベルトクリーナ２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００１４】
ＲＯＳ３０は、図示しないレーザダイオード、変調器の他、レーザダイオードから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００１５】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙Ｐ(シート)を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙Ｐを取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙Ｐを１枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により１枚ずつに分離された記録用紙Ｐを画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙Ｐに対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙Ｐ上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。更に、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙Ｐを本体１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録紙を積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって定着された記録用紙Ｐを反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００１６】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。図２は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成および制御系を説明するための図である。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、例えばイエロー画像形成ユニット１１Ｙを例にすると、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２Ｙ、感光体ドラム１２Ｙを帯電させる帯電ロール１３Ｙ、帯電ロール１３Ｙによって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光ＬＢ-Ｙによって感光体ドラム１２Ｙ上に形成された静電潜像を現像する現像器１４Ｙ、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２Ｙに対向して設けられ、感光体ドラム１２Ｙ上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５Ｙ、転写後に感光体ドラム１２Ｙ上に残った残留トナーを除去するドラムクリーナ１６Ｙを備えている。また、帯電ロール１３Ｙには帯電バイアスを印加するための帯電バイアス電源(Power Supply:PS)１３ａＹが接続されており、感光体ドラム１２Ｙには感光体ドラム１２Ｙの表面電位を検出する検出手段の一つとしての感光体電位検出センサ１７Ｙが対向配置されている。さらに、本実施の形態では、現像剤としてキャリアおよびトナーを含有する所謂二成分現像剤が用いられており、現像器１４Ｙには、現像剤中のトナー濃度を検出する検出手段の一つとしてのトナー濃度検出センサ１８Ｙが設けられている。そして、トナーカートリッジ１９Ｙには、現像器１４Ｙに対して新たな現像剤を供給する際に駆動される供給駆動モータ１９ａＹが取り付けられている。なお、他の画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋも、イエロー画像形成ユニット１１Ｙと同じ構成を有している。
【００１７】
また、黒画像形成ユニット１１Ｋよりも中間転写ベルト２１の移動方向下流側には、中間転写ベルト２１上に転写されたトナー像の濃度を検出する検出手段の一つとしての画像濃度検出センサ２６が配設され、この画像濃度検出センサ２６に隣接して検出手段の一つとしての温度センサ２７および湿度センサ２８が配設されている。ＲＯＳ３０には、各色成分画像に対応したレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を出射するレーザダイオード(Laser Diode:LD)３４(３４Ｙ,３４Ｍ,３４Ｃ,３４Ｋ)が設けられており、各レーザダイオード３４(３４Ｙ,３４Ｍ,３４Ｃ,３４Ｋ)には、それぞれ、駆動電圧を印加するためのＬＤ駆動電源３５(３５Ｙ,３５Ｍ,３５Ｃ,３５Ｋ)が接続されている。また、各装置(各部)の動作を制御する変更手段(速度変更手段)、調整手段、条件設定手段、修正手段としての制御部６０が設けられている。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な画像形成動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００１９】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード３４(３４Ｙ,３４Ｍ,３４Ｃ,３４Ｋ)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。
【００２０】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。
【００２１】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙Ｐが供給される。フィードロール４３により１枚ずつ分離された記録用紙Ｐは、搬送路４４を経てレジストロール４５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙Ｐは、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙Ｐには、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。尚、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器２９によって定着された記録用紙Ｐを両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙Ｐをレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙Ｐの両面に画像を形成することが可能となる。
【００２２】
本実施の形態では、記録用紙Ｐの種類や要求される解像度等に応じて、画像形成プロセス速度の異なる複数の画像形成モードが選択されるようになっている。例えば、記録用紙Ｐとして普通紙を使用する普通紙モードでは画像形成プロセス速度が１０４ｍｍ/ｓｅｃに設定され、記録用紙Ｐとして厚紙やＯＨＰシートを使用する厚紙モードでは画像形成プロセス速度が半分の５２ｍｍ/ｓｅｃに設定される。このような画像形成プロセス速度の切り替えは、切替手段としての制御部６０によって行われる。そして、本実施の形態では、設定された画像形成プロセス速度に基づいて、帯電ロール１３に印加する帯電バイアスの大きさが調整されるようになっている。
【００２３】
図３は、画像形成条件の一つとしての帯電ロール１３に印加する帯電バイアスの大きさを制御する制御部６０の制御ブロックを示している。制御部６０のＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ６３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。また、ＣＰＵ６１は、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)６４に対するデータの書き込みおよび読み出し処理を実行する。そして、この制御部６０には、入力インターフェース６５を介して、各感光体電位検出センサ１７(１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋ)から各感光体ドラム１２(１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋ)の電位情報が、温度センサ２７から温度情報、湿度センサ２８から湿度情報が入力される。また、制御部６０は、出力インターフェース６６を介して、各帯電バイアス電源１３ａ(１３ａＹ,１３ａＭ,１３ａＣ,１３ａＫ)に制御信号を出力する。
【００２４】
次に、本実施の形態における帯電バイアスの設定動作について説明する。図４は、帯電バイアスの設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ１０１)。ここで、普通紙モードが選択されている場合(記録用紙Ｐとして普通紙を使用する場合)は、帯電ロール印加バイアスの速度補正オフセット量ＫVHを０に、速度モードを０(速度モード０：画像形成プロセス速度＝１０４ｍｍ/ｓｅｃ)に設定する(ステップ１０２)。
一方、ステップ１０１において、普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されている感光体帯電電位に対する速度補正量Ｋspvを読み出し(ステップ１０３)、補正係数としての帯電ロール印加バイアスの速度補正オフセット量ＫVHを計算すると共に、速度モードを１(速度モード１：画像形成プロセス速度＝５２ｍｍ/ｓｅｃ)に設定する(ステップ１０４)。ここで、速度補正量Ｋspvは、感光体ドラム１２を帯電する帯電ロール１３に印加する帯電バイアスのうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては０である。また、速度補正オフセット量ＫVHは、帯電ロール印加バイアスの基準補正オフセット量ＫVH1と、速度補正量Ｋspvおよび速度補正量の効き補正係数Ｒの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量ＫVH1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量ＫVHのリミット処理を行う(ステップ１０５)。これは、得られた速度補正オフセット量ＫVHの値が極端に大きくなったり小さくなったりした場合に、速度補正オフセット量ＫVHの値を許容される最大値あるいは最小値に変換する処理である。
【００２５】
次いで、ステップ１０２あるいはステップ１０４(１０５)で求められた速度補正オフセット量ＫVHに基づいて、帯電バイアス電源１３ａによって帯電ロール１３に印加する基準値あるいは補正値としての帯電ロール印加バイアスＶHの大きさを計算する(ステップ１０６)。この帯電ロール印加バイアスＶHは、帯電ロール印加バイアス基準値ＶH0と速度補正オフセット量ＫVHとを加算して得られる。したがって普通紙モードの場合には、帯電ロール印加バイアスＶH＝帯電ロール印加バイアス基準値ＶH0(基準値)となる。次に、感光体ドラム１２の電位を検出するタイミングであるか否かを判断する(ステップ１０７)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、記録用紙Ｐを５０枚出力する(記録用紙Ｐ５０枚に画像を形成する)毎に感光体ドラム１２の電位(暗電位:非画像形成部の電位)を検出するようになっている。ここで、電位検出タイミングでない場合には、ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。一方、電位検出タイミングである場合には、ステップ１０６で設定された帯電ロール印加バイアスＶHにて感光体ドラム１２を帯電する(ステップ１０８)。次いで、感光体電位検出センサ１７によって帯電後の感光体ドラム１２の帯電電位(感光体帯電電位)Ｖhを検出し(ステップ１０９)、所望とする感光体ドラム１２の帯電電位(感光体帯電電位目標値)Ｖh0との電位差ΔＶhを計算する(ステップ１１０)。そして、求められた電位差ΔＶhより、感光体帯電電位目標値Ｖh0に感光体帯電電位Ｖhを近づけるように帯電ロール印加バイアス基準値ＶH0を補正する(ステップ１１１)。
【００２６】
そして、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されている前回の電位検出タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ１１２)、前回速度モードが今回の電位検出タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ１１３)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、電位差ΔＶhより速度補正量Ｋspvを算出し(ステップ１１４)、算出した速度補正量ＫspvをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込む(ステップ１１５)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ１１６)、前回速度モードをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込み(ステップ１１７)、その後ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。
【００２７】
なお、本実施の形態では、このような制御が各画像形成ユニット１０毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ１１３において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Ｋspvを算出しているが、例えば温度センサ２７あるいは湿度センサ２８によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Ｋspvの算出を行わないかあるいは得られた速度補正量Ｋspvの値をＥＥＰＲＯＭ６４に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【００２８】
次に、上述した帯電バイアスの設定動作について、一例をあげて説明する。図５は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、帯電ロール印加バイアスＶH、帯電ロール印加バイアス基準値ＶH0、感光体帯電電位Ｖhとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印ａ,ｂ,ｃは、トータルの出力枚数が５０枚に達するタイミング、つまり感光体ドラム１２の電位を検出する電位検出タイミングを示している。初期段階においては、速度補正量Ｋspvの精度がまだ十分でないために、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、補正前の感光体帯電電位Ｖhは感光体帯電電位目標値Ｖh0から多少ずれてしまう。一方、図６は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、帯電ロール印加バイアスＶH、帯電ロール印加バイアス基準値ＶH0、感光体帯電電位Ｖhとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印ｅ,ｆ,ｇは、トータルの出力枚数が５０枚に達するタイミング、つまり感光体ドラム１２の電位を検出する電位検出タイミングを示している。この段階になると、速度補正量Ｋspvの精度が十分なものとなり、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じる誤差が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、補正前の感光体帯電電位Ｖhが感光体帯電電位目標値Ｖh0に近づくこと、すなわち常時感光体ドラム１２を略感光体帯電電位目標値Ｖh0の大きさに帯電できるようになることがわかる。
【００２９】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで帯電ロール印加バイアスＶHを予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図５に示したように、補正前の感光体帯電電位Ｖhが感光体帯電電位目標値Ｖh0から多少ずれた状態が維持されてしまう。
【００３０】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセス速度が変更される場合に、そのときの感光体ドラム１２の帯電電位(感光体帯電電位Ｖh)と感光体帯電電位目標値Ｖh0との偏差に基づいて帯電ロール１３に印加する帯電ロール印加バイアスＶHの補正量を最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、感光体ドラム１２の帯電電位の変化を小さくすることができる。その結果、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することが可能になる。また、本実施の形態では、各感光体ドラム１２毎に帯電電位の最適化を行っているため、色毎の相違も小さくすることができる。さらに、本実施の形態では、前回速度モードや速度補正量Ｋspvを不揮発性のＥＥＰＲＯＭ６４に格納しているので、電源を切った後も記憶内容が保持され、次に使用する際にも蓄積された情報を利用することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの２モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、３モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、感光体電位検出センサ１７にて感光体ドラム１２の暗電位を検出し、これに基づいて帯電ロール１３に印加する帯電ロール印加バイアスＶHを調整する例について説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、感光体電位検出センサ１７にてレーザ露光された感光体ドラム１２の電位(明電位)を検出し、これに基づいてレーザダイオード３４の露光量あるいは露光時間の補正を行うようにしてもよい。
【００３２】
―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、帯電ロール１３に印加する帯電ロール印加バイアスに代えて、レーザダイオード３４(以下、必要に応じてＬＤと省略する)の光量を制御して画像濃度を調整するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図７は、画像形成条件の一つとしてのレーザダイオード３４の光量、具体的にはレーザダイオード３４を駆動する駆動電圧の大きさを制御する制御部６０の制御ブロックを示している。この制御部６０には、入力インターフェース６５を介して、画像濃度検出センサ２６から画像濃度検知情報が、温度センサ２７から温度情報、湿度センサ２８から湿度情報が入力される。また、制御部６０は、出力インターフェース６６を介して、各ＬＤ駆動電源３５(３５Ｙ,３５Ｍ,３５Ｃ,３５Ｋ)に制御信号を出力する。
【００３３】
次に、本実施の形態におけるレーザダイオード３４の光量(ＬＤ光量)の設定動作について説明する。図８はＬＤ光量の設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ２０１)。ここで、普通紙モードが選択されている場合は、ＬＤ駆動電圧の速度補正オフセット量ＫLDを１００に、速度モードを０に設定する(ステップ２０２)。一方、ステップ２０１において普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されているＬＤ駆動電圧に対する速度補正量Ｋspldを読み出し(ステップ２０３)、ＬＤ駆動電圧の速度補正オフセット量ＫLDを計算すると共に、速度モードを１に設定する(ステップ２０４)。ここで、速度補正量Ｋspldは、レーザダイオード３４の駆動電圧のうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては０である。また、速度補正オフセット量ＫLDは、ＬＤ駆動電圧の基準補正オフセット量ＫLD1と、速度補正量Ｋspldおよび速度補正量の効き補正係数Ｒの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量ＫLD1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量ＫLDのリミット処理を行う(ステップ２０５)。
【００３４】
次いで、ステップ２０２あるいはステップ２０４(２０５)で求められた速度補正オフセット量ＫLDに基づいて、ＬＤ駆動電源３５によってレーザダイオード３４に印加するＬＤ駆動電圧ＶLDの大きさを計算する(ステップ２０６)。このＬＤ駆動電圧ＶLDは、ＬＤ駆動電圧基準値ＶLD0と速度補正オフセット量ＫLDとの積を１００で割って得られる。したがって普通紙モードの場合には、ＬＤ駆動電圧ＶLD＝ＬＤ駆動電圧基準値ＶLD0となる。
次に、画像形成パッチを作成するタイミングであるか否かを判断する(ステップ２０７)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、記録用紙Ｐを５０枚出力する毎に感光体ドラム１２上に画像パッチを作成し、中間転写ベルト２１上に転写するようになっている。ここで、画像パッチ作成タイミングでない場合は、ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。一方、画像パッチ作成タイミングである場合には、ステップ２０６で設定されたＬＤ駆動電圧ＶLDにて感光体ドラム１２上に画像パッチ用の静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像器１４で現像し、一次転写ロール１５で中間転写ベルト２１上に転写する(ステップ２０８)。次いで、画像濃度検出センサ２６によって中間転写ベルト２１上の画像パッチの画像濃度を検出し(ステップ２０９)、基準化を行ってパッチ画像濃度ＲADCを求め(ステップ２１０)、所望とするパッチ画像濃度目標値ＲADC0との濃度差ΔＲADCを計算する(ステップ２１１)。そして、求められた濃度差ΔＲADCに基づいて、パッチ画像濃度目標値ＲADC0にパッチ画像濃度ＲADCを近づけるようにLD駆動電圧基準値ＶLD0を補正する(ステップ２１２)。
【００３５】
そして、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されている前回の画像パッチ作成タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ２１３)、前回速度モードが今回の画像パッチ作成タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ２１４)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、濃度差ΔＲADCより速度補正量Ｋspldを算出し(ステップ２１５)、算出した速度補正量ＫspldをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込む(ステップ２１６)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ２１７)、前回速度モードをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込み(ステップ２１８)、その後ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。
【００３６】
なお、本実施の形態においても、このような制御が各画像形成ユニット１０毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ２１４において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Ｋspldを算出しているが、例えば温度センサ２７および湿度センサ２８によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Ｋspldの算出を行わないか、あるいは得られた速度補正量Ｋspldの値をＥＥＰＲＯＭ６４に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【００３７】
次に、上述したＬＤ駆動電圧の設定動作について、一例をあげて説明する。図９は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、レーザダイオード３４の光量(ＬＤ光量)、ＬＤ駆動電圧基準値ＶLD0、パッチ画像濃度ＲADCとの関係を示すタイミングチャートである。ここで、ＬＤ光量は、略ＬＤ駆動電圧に対応する。また、図中の矢印ａ,ｂ,ｃは、トータルの出力枚数が５０枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。初期段階においては、速度補正量Ｋspldの精度がまだ十分でないために、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、補正前のパッチ画像濃度ＲADCはパッチ画像濃度目標値ＲADC0から多少ずれてしまう。一方、図１０は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、レーザダイオード３４の光量(ＬＤ光量)、ＬＤ駆動電圧基準値ＶLD0、パッチ画像濃度ＲADCとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印ｅ,ｆ,ｇは、トータルの出力枚数が５０枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。この段階になると、速度補正量Ｋspldの精度が十分なものとなり、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じる誤差が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、補正前のパッチ画像濃度ＲADCがパッチ画像濃度目標値ＲADC0に近づくこと、すなわち画像濃度を所望とする濃度に設定できることがわかる。
【００３８】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとでＬＤ駆動電圧ＶLDを予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図９に示したように、補正前のパッチ画像濃度ＲADCがパッチ画像濃度目標値ＲADC0から多少ずれた状態が維持されてしまう。
【００３９】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセス速度が変更される場合に、中間転写ベルト２１に形成されるパッチ画像濃度ＲADCとパッチ画像濃度目標値ＲADC0との偏差に基づいてレーザダイオード３４の光量、具体的にはレーザダイオード３４を駆動するＬＤ駆動電圧ＶLDの補正量を最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの２モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、３モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、レーザダイオード３４の光量を調整するようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば、レーザダイオード３４の点灯時間を調整するようにしてもよい。さらに、レーザダイオード３４だけでなく、例えば帯電ロール１３に印加する帯電バイアス、現像器１４の現像ロールに印加する現像バイアス、あるいは一次転写ロール１５に印加する一次転写バイアス等を調整するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、中間転写ベルト２１上に形成された画像パッチを読み取ってレーザダイオード３４の光量を調整していたが、これに限られるものではなく、例えば形成した画像パッチを記録用紙Ｐに転写し、定着器２９で定着後の画像パッチを画像濃度センサで読み取り、この読み取り結果に基づいてレーザダイオード３４の光量や定着器２９の定着温度等を調整することも可能である。この場合は、画像の反射濃度だけでなく、例えば画像の光沢度に基づく調整を行うことも可能になる。さらに、感光体ドラム１２上に形成された画像パッチを画像濃度センサで読み取り、この読み取り結果に基づいてレーザダイオード３４の光量を調整することも可能である。
【００４１】
―実施の形態３―
本実施の形態は、実施の形態２と略同様であるが、さらに厚紙モードにおける階調補正を行うようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態２と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。また、本実施の形態における制御部６０の制御ブロックは、実施の形態２と同様である(図７参照)。さらに、階調補正を行う方式としては、本実施の形態で説明する露光光量の強度を変調する方式の他に、露光パルス時間を変調する方式がある。
ここで、階調補正について簡単に説明する。図１１(ａ)は、普通紙モード(通常速)あるいは厚紙モード(半速)における、入力信号Ｃinと得られる画像濃度Ｄoutとの関係を示している。ここで入力信号Ｃinは、例えば８bit(０〜２５５)階調である。入力信号Ｃinと得られる画像濃度Ｄoutとが破線で示す線形の関係にあることが理想的とされるが、実際には入力信号Ｃinに応じてある程度上下にずれてしまう。また、普通紙モードと厚紙モードとでは、そのずれ量も異なっていることが理解される。そこで、従来の画像形成装置では、ずれ量を補正するために入力信号Ｃinを予め所定量だけ増減させた出力信号ＰLUTを作成し、これに基づいて画像形成を行っている、図１１(ｂ)は、画像濃度Ｄoutのズレを補正するための入力信号Ｃinと出力信号ＰLUTとの関係を示している。ただし、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで予め決められた固定補正量で階調補正しているだけである。このため、画像形成装置の個体差や環境条件等によっては、誤差が大きくなってしまうこともあった。
【００４２】
次に、本実施の形態における階調補正の設定動作について説明する。図１２は、階調補正の設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ３０１)。ここで、普通紙モードが選択されている場合は、入力信号ＣinＡ(図１１参照、例えば３０％とする)における速度補正オフセット量ＫLUTAを０に、速度モードを０に設定する(ステップ３０２)。一方、ステップ３０１において普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されている階調補正に対する速度補正量Ｋspluを読み出し(ステップ３０３)、入力信号ＣinＡにおける速度補正オフセット量ＫLUTAを計算すると共に、速度モードを１に設定する(ステップ３０４)。ここで、速度補正量Ｋspluは、レーザダイオード３４の駆動電圧(露光光量強度変調方式の場合)またはパルス点灯幅(露光パルス時間変調方式の場合)のうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては０である。また、速度補正オフセット量ＫLUTAは、入力信号ＣinＡにおける基準補正オフセット量ＫLUTA1と、速度補正量Ｋspluおよび速度補正量の効き補正係数Ｒの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量ＫLUTA1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量ＫLUTAのリミット処理を行う(ステップ３０５)。
【００４３】
次いで、ステップ３０２あるいはステップ３０４(３０５)で求められた速度補正オフセット量ＫLUTAに基づいて、入力信号ＣinＡにおける出力信号ＰLUTAの大きさを計算する(ステップ３０６)。この出力信号ＰLUTAは、入力信号ＣinＡにおける出力信号基準値ＰLUTA0と速度補正オフセット量ＫLUTAとを加算して得られる。したがって普通紙モードの場合には、出力信号ＰLUTA＝出力信号基準値ＰLUTA0となる。
次に、画像形成パッチを作成するタイミングであるか否かを判断する(ステップ３０７)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、記録用紙Ｐを５０枚出力する毎に感光体ドラム１２に画像パッチを作成し、中間転写ベルト２１に転写するようになっている。ここで、画像パッチ作成タイミングでない場合は、ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。一方、画像パッチ作成タイミングである場合には、ステップ３０６で設定された出力信号ＰLUTAにて感光体ドラム１２上に画像パッチを作成し、一次転写ロール１５で中間転写ベルト２１上に転写する(ステップ３０８)。次いで、画像濃度検出センサ２６によって中間転写ベルト２１上の画像パッチの画像濃度を検出し(ステップ３０９)、基準化を行ってパッチ画像濃度ＲADCAを求め(ステップ３１０)、所望とするパッチ画像濃度目標値ＲADCA0との濃度差ΔＲADCAを計算する(ステップ３１１)。そして、求められた濃度差ΔＲADCAに基づいて、パッチ画像濃度目標値ＲADCA0にパッチ画像濃度ＲADCAを近づけるように出力信号基準値ＰLUTA0を補正する(ステップ３１２)。
【００４４】
そして、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されている前回の画像パッチ作成タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ３１３)、前回速度モードが今回の画像形成パッチ作成タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ３１４)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、濃度差ΔＲADCAより速度補正量Ｋspluを算出し(ステップ３１５)、算出した速度補正量ＫspluをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込む(ステップ３１６)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ３１７)、前回速度モードをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込み(ステップ３１８)、その後ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。
【００４５】
なお、本実施の形態においても、このような制御が各画像形成ユニット１０毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ３１４において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Ｋspluを算出しているが、例えば温度センサ２７および湿度センサ２８によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Ｋspluの算出を行わないか、あるいは得られた速度補正量Ｋspluの値をＥＥＰＲＯＭ６４に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【００４６】
次に、上述した階調補正の設定動作について、一例を挙げて説明する。図１３は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、出力信号ＰLUTA、出力信号基準値ＰLUTA0、パッチ画像濃度ＲADCAとの関係を示すタイミングチャートである。なお、図中の矢印ａ,ｂ,ｃは、トータルの出力枚数が５０枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。初期段階においては、速度補正量Ｋspluの精度がまだ十分でないために、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、補正前のパッチ画像濃度ＲADCAはパッチ画像濃度目標値ＲADCA0から多少ずれてしまう。一方、図１４は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、出力信号ＰLUTA、出力信号基準値ＰLUTA0、パッチ画像濃度ＲADCAとの関係を示すタイミングチャートである。また、図中の矢印ｅ,ｆ,ｇは、トータルの出力枚数が５０枚に達するタイミング、つまり画像パッチ作成タイミングを示している。この段階になると、速度補正量Ｋspluの精度が十分なものとなり、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じる誤差が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、補正前のパッチ画像濃度ＲADCAがパッチ画像濃度目標値ＲADCA0に近づくこと、すなわち画像濃度を所望とする濃度に設定できることがわかる。
【００４７】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで階調を予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図１３に示したように、補正前のパッチ画像濃度ＲADCAがパッチ画像濃度目標値ＲADCA0から多少ずれた状態が維持されてしまう。
【００４８】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセス速度が変更される場合に、中間転写ベルト２１に形成されるパッチ画像濃度ＲADCAとパッチ画像濃度目標値ＲADCA0との偏差に基づいて階調補正カーブの補正量を最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの２モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、３モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用可能である。
また、本実施の形態では、入力信号ＣinＡが３０％の場合における出力信号ＰLUTAの補正を行っていたが、他の入力信号ＣinＢ、ＣinＣ等に対して同様に出力信号ＰLUTB、ＰLUTC等の補正を行うようにしてもよい。
【００５０】
―実施の形態４―
本実施の形態は、実施の形態１、２と略同様であるが、帯電ロール１３に印加する帯電ロール印加バイアスや、レーザダイオード３４を駆動するＬＤ駆動電圧に代えて、現像器１４に供給するトナー補給の制御により画像濃度を調整するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
図１５は、画像形成条件の一つとしての現像器１４に対するトナー補給を制御する制御部６０の制御ブロックを示している。この制御部６０には、入力インターフェース６５を介して、各トナー濃度検出センサ１８(１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋ)から各現像器１４(１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋ)のトナー濃度情報が、また、温度センサ２７から温度情報、湿度センサ２８から湿度情報が入力される。また、制御部６０は、出力インターフェース６６を介して、各トナーカートリッジ１９(１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋ)に取り付けられた供給駆動モータ１９ａ(１９ａＹ,１９ａＭ,１９ａＣ,１９ａＫ)に制御信号を出力する。
【００５２】
次に、本実施の形態におけるトナー補給の設定動作について説明する。図１６は、トナー補給の設定動作における基本的な処理の流れを示すフローチャートである。
このプロセスでは、まず、普通紙モードが選択されているか否かを判断する(ステップ４０１)。ここで、普通紙モードが選択されている場合は、トナー濃度の速度補正オフセット量ＫATCを０に、速度モードを０に設定する(ステップ４０２)。
【００５３】
一方、ステップ４０１において普通紙モードが選択されていない場合、換言すれば、厚紙モードが選択されている場合は、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されているトナー濃度に対する速度補正量Ｋspatを読み出し(ステップ４０３)、トナー濃度の速度補正オフセット量ＫATCを計算すると共に、速度モードを１に設定する(ステップ４０４)。ここで、速度補正量Ｋspatは、トナー濃度のうち速度に関わる補正量を意味し、初期においては０である。また、速度補正オフセット量ＫATCは、トナー濃度の基準補正オフセット量ＫATC1と、速度補正量Ｋspatおよび速度補正量の効き補正係数Ｒの商とを加えたものであり、これらのうち基準補正オフセット量ＫATC1は予め設定された値である。そして、得られた速度補正オフセット量ＫATCのリミット処理を行う(ステップ４０５)。
【００５４】
次いで、ステップ４０２あるいはステップ４０４(４０５)で求められた速度補正オフセット量ＫATCに基づいて、トナー補給を開始する供給開始トナー濃度ＣATCの大きさを計算する(ステップ４０６)。この供給開始トナー濃度ＣATCは、供給開始トナー濃度基準値ＣATC0と速度補正オフセット量ＫATCとを加算することによって得られる。したがって、普通紙モードの場合は、供給開始トナー濃度ＣATC＝供給開始トナー濃度基準値ＣATC0となる。
【００５５】
次に、トナー濃度を検出するタイミングであるか否かを判断する(ステップ４０７)。本実施の形態では、どの画像形成モードが選択されているかとは無関係に、所定の間隔で現像器１４内のトナー濃度を検出するようになっている。ここで、トナー濃度検出タイミングでない場合は、ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。一方、トナー濃度検出タイミングである場合には、トナー濃度検出センサ１８により一定の間隔で３２回、現像器１４内のトナー濃度を検出する(ステップ４０８)。トナー濃度を複数回検出しているのは、現像器１４内でトナーおよびキャリアが攪拌搬送されていることから、トナーの分布ムラの影響をなくすためである。次いで、得られた３２個のトナー濃度検出データを平均化して平均トナー濃度Ｃを算出し(ステップ４０９)、ステップ４０６で求められたトナー供給開始濃度ＣATCとの濃度差ΔＣを計算する(ステップ４１０)。その後、求められた濃度差ΔＣに基づいてトナー補給時間Ｔdを算出し(ステップ４１１)、求められたトナー補給時間Ｔdだけ供給駆動モータ１９ａを駆動させてトナーカートリッジ１９から現像器１４にトナーを補給する(ステップ４１２)。
【００５６】
そして、ＥＥＰＲＯＭ６４に格納されている前回のトナー濃度検出タイミングにおける速度モード(前回速度モード)を読み出し(ステップ４１３)、前回速度モードが今回のトナー濃度検出タイミングにおける速度モード(今回速度モード)と同じかどうかを判断する(ステップ４１４)。ここで、今回速度モードが前回速度モードと異なる場合には、速度モードの変更順序に応じて、濃度差ΔＣより速度補正量Ｋspatを算出し(ステップ４１５)、算出した速度補正量ＫspatをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込む(ステップ４１６)。一方、今回速度モードが前回速度モードと同じ場合には、そのまま次のステップに進む。そして、前回速度モードを今回速度モードに置き換え(ステップ４１７)、前回速度モードをＥＥＰＲＯＭ６４に書き込み(ステップ４１８)、その後ＲＥＴＵＲＮして処理を続行する。
【００５７】
なお、本実施の形態においても、このような制御が各画像形成ユニット１０毎にそれぞれ独立して行われる。また、ステップ４１４において今回速度モードが前回速度モードと異なる場合に、速度補正量Ｋspatを算出しているが、例えば温度センサ２７および湿度センサ２８によって、前回速度モード実行時の使用環境と今回速度モード実行時の使用環境が著しく異なる(気温や湿度の急激な変化が発生する)ことが検出されるような場合には、速度補正量Ｋspatの算出を行わないか、あるいは得られた速度補正量Ｋspatの値をＥＥＰＲＯＭ６４に書き込まないことが好ましい。また、前回速度モード実行時と今回速度モード実行時とのインターバルが著しく長くなってしまった場合にも同様である。
【００５８】
次に、上述したトナー濃度の設定動作について、一例を挙げて説明する。図１７は、画像形成装置の使用初期段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、平均トナー濃度Ｃ、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。初期段階においては、速度補正量Ｋspatの精度がまだ十分でないために、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に、個体差や環境条件の相違等によって多少の誤差が生じ、その結果、画像形成プロセス速度を切り替えた直後にトナーが過剰に供給されたり、あるいは、不足したりする状況が生じて画像濃度の変動を招いてしまう。
【００５９】
一方、図１８は、画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙Ｐの出力枚数と、平均トナー濃度Ｃ、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。この段階になると、速度補正量Ｋspatの精度が十分なものとなり、記録用紙Ｐを普通紙から厚紙に変更した場合あるいは厚紙から普通紙に変更した場合に生じるトナーの過不足が非常に少なくなっていることがわかる。その結果、記録用紙Ｐの種類(画像形成プロセス速度の種類)に関係なく、画像濃度を略一定に設定できることがわかる。
【００６０】
なお、従来の画像形成装置では、普通紙モードと厚紙モードとで供給開始トナー濃度ＣATCを予め決められた固定補正量で補正しているだけである。したがって、画像形成装置をある程度使用した後においても、図１７に示したように、記録用紙Ｐの種類を変更した際にトナーの供給過剰あるいは供給不足を生じる状態が維持されてしまう。
【００６１】
本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードとで画像形成プロセスが変更される場合に、供給開始トナー濃度ＣATCを最適化するようにした。このため、普通紙モードから厚紙モードに切り替えられた場合、あるいは、厚紙モードから普通紙モードに切り替えられた場合に、形成される画像の画像濃度の変動を抑制することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、普通紙モードと厚紙モードの２モード(二つの画像形成プロセス速度)を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、３モード以上の画像形成プロセス速度を有する画像形成装置に対しても同様に適用できる。
【００６３】
また、実施の形態１〜４では、実際の画像形成プロセスの実行中において普通紙モードから厚紙モードあるいは厚紙モードから普通紙モードに変更される場合に、所定の測定値と目標値との偏差に基づいて画像形成条件に関わる速度補正量Ｋspv、Ｋspld、Ｋsplu、Ｋspat等の調整を行うようにしていたが、これに限られるものではなく、例えば、電源オン時、画像形成ジョブの開始時や終了時等の非画像形成時にセットアップサイクルを設け、その間に普通紙モードと厚紙モードとを実行させて、各画像形成条件の設定(各速度補正量の設定)を行うようにしてもよい。また、画像形成中であっても、所定枚数の記録用紙Ｐを出力した後、所定時間が経過した後、あるいは感光体ドラム１２が所定回数回転した後に非画像形成サイクルを設け、その間に普通紙モードと厚紙モードとでそれぞれ条件設定を行うことも可能である。
【００６４】
さらに、例えばユーザが画像形成条件の補正を指定することも可能である。ここで、図１９は、ユーザによる指定を行うためのユーザインターフェースの一例を示している。ここで、図１９(ａ)〜(ｅ)は、画像形成モードとして普通紙モード、厚紙モードが設けられる場合を示しており、図１９(ｆ)〜(ｊ)は、画像形成モードとして速度１モード(例えば通常速モード)、速度２モード(例えば半速モード)が設けられる場合を示している。ユーザーインターフェースとしては、例えば実施の形態１で説明した電位調整(図１９(ａ)(ｆ)参照)、実施の形態２で説明した画像濃度調整(図１９(ｂ)(ｇ)参照)、実施の形態３で説明した階調調整(図１９(ｃ)(ｈ)参照)、実施の形態４で説明したトナー濃度調整(図１９(ｄ)(ｉ)参照)をそれぞれ個別に指定できるようにしてもよいし、また、これらの各調整を一括した画像形成条件調整(図１９(ｅ)(ｊ))を指定できるようにしてもよい。また、普通紙モードと厚紙モードとが設けられている場合には、これら普通紙モードおよび厚紙モードにおける補正を個別に指定できると共に、これらを一括した全モード補正を指定できるようにすることが好ましい。一方、速度１モードと速度２モードとが設けられている場合にも、これら速度１モードおよび速度２モードにおける補正を個別に指定できると共に、これらを一括した全速度モード補正を指定できるようにすることが好ましい。
【００６５】
このような場合は、予め普通紙モードおよび厚紙モード毎(速度１モードおよび速度２モード毎)に画像形成条件(例えば帯電ロール帯電電位等)を最適化することができ、途中で画像形成モードが変更された場合であっても、最適な画像形成条件にて画像形成を行うことができることになる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の画像形成プロセス速度における画像濃度の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】  画像形成ユニットの構成および制御系を説明する図である。
【図３】  帯電バイアスの大きさを制御する制御部を説明する図である。
【図４】  帯電バイアス設定動作を説明するフローチャートである。
【図５】  画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、帯電ロール印加バイアス、帯電ロール印加バイアス基準値、感光体帯電電位との関係を示すタイミングチャートである。
【図６】  画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、帯電ロール印加バイアス、帯電ロール印加バイアス基準値、感光体帯電電位との関係を示すタイミングチャートである。
【図７】  レーザダイオード駆動電圧の大きさを制御する制御部を説明する図である。
【図８】  レーザダイオード駆動電圧設定動作を説明するフローチャートである。
【図９】  画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、レーザダイオードの光量(ＬＤ光量)、ＬＤ駆動電圧基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】  画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、レーザダイオードの光量(ＬＤ光量)、ＬＤ駆動電圧基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】  (ａ)は普通紙モードあるいは厚紙モードにおける、入力信号と得られる画像濃度との関係を示すグラフ図であり、(ｂ)は画像濃度のズレを補正するための入力信号と出力信号との関係を示すグラフ図である。
【図１２】  階調補正の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１３】  画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、出力信号、出力信号基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図１４】  画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、出力信号、出力信号基準値、パッチ画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図１５】  トナー補給を制御する制御部を説明する図である。
【図１６】  トナー補給の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１７】  画像形成装置の使用初期段階における記録用紙の出力枚数と、平均トナー濃度、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図１８】  画像形成装置をある程度使用した後の段階における記録用紙の出力枚数と、平均トナー濃度、トナー補給動作のオン/オフ、得られる画像濃度との関係を示すタイミングチャートである。
【図１９】  (ａ)〜(ｊ)は画像形成条件の補正を指定するためのユーザーインターフェースの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…本体、１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電ロール、１３ａ…帯電バイアス電源、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、１７…感光体電位検出センサ、１８…トナー濃度検出センサ、１９…トナーカートリッジ、１９ａ…供給駆動モータ、２０…転写ユニット、２１…中間転写ベルト、２６…画像濃度検出センサ、２７…温度センサ、２８…湿度センサ、２９…定着器、３０…ＲＯＳ(Raster Output Scanner)、３４…レーザダイオード、３５…ＬＤ駆動電源、４６…二次転写ロール、５０…ＩＰＳ、６０…制御部、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…ＥＥＰＲＯＭ、６５…入力インターフェース、６６…出力インターフェース
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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