(57)【要約】【課題】最高濃度部における画質の低下を確実に防ぎつつ、画像信号処理とプロセスコントローラとを連係させた良好な濃度補正を行い得る仕組みを提供すること。【解決手段】トナー像を画像読取部１６に読み取らせて得た濃度値群の最低濃度値を示す最低濃度値信号をコントロール部の現像制御コントローラ８５に供給し、その最低濃度値信号と現像制御コントローラ８５のメモリに記憶される最高濃度部の理想値との偏差を低減させるように画像形成条件を制御する。【選択図】図４
2007333954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体と、
帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動する手段であって、自身に供給される画像信号に応じたトナー像を前記像保持体に形成する手段である画像形成手段と、
前記形成されたトナー像の濃度を主走査ラインに平行な第１の読取幅に渡って離散的に読み取り、読み取った濃度を示す濃度値群を取得する第１の読取手段と、
前記形成されたトナー像の濃度を前記第１の読取幅よりも狭い第２の読取幅に渡って読み取り、読み取った濃度を示す濃度値を取得する第２の読取手段と、
主走査ラインを成す各画素アドレスの画像信号の補正内容を決定付ける補正パラメータを記憶するメモリと、
画像信号を前記画像形成手段へ複数回に渡って供給する供給手段と、
画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第２の読取手段が取得するたびに、指定された濃度許容範囲にその濃度値が収まっているか否か判断し、濃度許容範囲に収まっていないと判断したとき、当該濃度値を濃度許容範囲に収めるべく前記画像形成手段の駆動内容を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール手段と、
前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、第１の画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第１の読取手段が取得すると、取得された濃度値に応じて前記プロセスコントロール手段におけるトナー像の濃度値を切り替える濃度値切替手段と、
前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、前記第１の画像信号よりも後の第２の画像信号に前記メモリの補正パラメータを用いた補正信号処理を施した上で前記画像形成エンジンへ供給させる画像信号補正手段と
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記供給手段は、
前記第１の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号と、前記第２の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号とを供給する
画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、
像保持体を帯電させる帯電手段、画像信号に応じて変調した光を帯電した像保持体へ露光して潜像を形成する露光手段、及び潜像の形成された像保持体へトナーを現像する現像手段を有し、
前記プロセスコントロール手段は、
前記帯電手段の帯電電位、前記露光手段の露光量、前記現像手段のトナー供給量、または、当該現像手段の現像バイアスのうちの１つまたは複数を決定付ける物理量を制御する
画像形成装置。
【請求項４】
像保持体と、
帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動する手段であって、自身に供給される画像信号に応じたトナー像を前記像保持体に形成する手段である画像形成手段と、
前記形成されたトナー像の濃度を主走査ラインに平行な第１の読取幅に渡って離散的に読み取り、読み取った濃度を示す濃度値群を取得する第１の読取手段と、
前記形成されたトナー像の濃度を前記第１の読取幅よりも狭い第２の読取幅に渡って読み取り、読み取った濃度を示す濃度値を取得する第２の読取手段と、
主走査ラインを成す各画素アドレスの画像信号の補正内容を決定付ける補正パラメータを記憶するメモリと、
前記第２の読取幅に相当する主走査ラインの各画素アドレスを像形成位置とする、指定された網点面積率の画像信号を、前記画像形成手段へ複数回に渡って供給し、画像信号の供給を受けた前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第２の読取手段が取得するたびに、予め設定された濃度許容範囲にその濃度値が収まっているか否か判断し、濃度許容範囲に収まっていないと判断したときは、当該濃度値を濃度許容範囲に収めるべく前記画像形成手段の駆動内容を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール手段と、
画像信号を前記画像形成手段へ複数回に渡って供給する供給手段と、  
前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、第１の画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値群を前記第１の読取手段が取得すると、取得された濃度値群に応じて生成された前記メモリの前記第２の読み取り位置に相当する最高濃度部の網点面積率を前記プロセスコントロール手段が供給する画像信号の網点面積率に切り替える網点面積率切替手段と、
前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、前記第１の画像信号よりも後の第２の画像信号に前記メモリの補正パラメータを用いた補正信号処理を施した上で前記画像形成エンジンへ供給させる画像信号補正手段と
を備えた画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記供給手段は、
前記第１の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号と、前記第２の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号とを供給する
画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の画像形成装置において、
前記画像信号処理の施された画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の第１の読取幅の濃度値群を前記第１の読取手段が取得すると、取得された濃度値群を成す各濃度値と主走査ラインを成す各画素アドレスの濃度理想値の偏差を基に前記メモリの濃度補正パラメータを書き換える校正手段  
を更に備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって形成された画像は、濃淡ムラやスジが発生しやすく、濃度の均一性を保ち続けることが難しいとされている。そのため、電子写真方式を採用する画像形成装置には、濃度の不均一性を補正する装置や手段に関する種々の仕組みが搭載される。例えば、特許文献１に開示された画像形成装置は、主走査ラインの各画素位置ごとの濃度補正パラメータを収録したルックアップテーブルを搭載しており、ジョブを解釈して得た各画素位置ごとの一連の画像信号をこのルックアップテーブルのパラメータを用いて補正してから画像形成エンジンへ供給するようになっている。
【０００３】
一方、特許文献１のように画像信号処理によって濃度の均一性を確保するのではなく、現像電位（暗電位、明電位、現像バイアス電位）や現像器へのトナー供給量などといった画像形成エンジンの駆動状態を決定付ける物理量をコントロールすることによって濃度の均一性を保つ仕組みも提案されており、この仕組みは、「プロセスコントロール」と呼ばれている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平６−００３９１１号公報
【特許文献２】特開平５−３０３２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
濃度むらの発生を確実に防ぐためには、画像信号処理とプロセスコントロールとを組み合わせて搭載させることが最も望ましいとされている。しかしながら、これら両方式に従った仕組みを画像形成装置に搭載させて個別に駆動させた場合、いわゆる最高濃度部の画質が不安定になってしまうという問題があった。
この問題について、図１を参照して説明する。図に示す横軸は画像形成装置の主走査方向における画像形成位置を、縦軸は濃度をそれぞれ示している。また、鎖線ｘはプロセスコントロールを支援するセンサの濃度検出位置を、「○」の印はその位置について設定された濃度の理想値をそれぞれ示している。周知のように、画像形成エンジンに供給される画像信号は、画素の濃度を所定ビット列として表したものである。例えば、１つの画素の濃度を表すビット列が８ビット（１バイト）であれば、０〜２５５の２５６段階の濃度を表現可能である。そして、このことは、画像信号処理によると、いわゆる最高濃度部（濃度１００％）の濃度むらは濃度を薄くする方向でしか均一化し得ないことを意味する。上段のユニットから伝送されてくる画像信号により表し得る濃度には上限があるため、主走査ラインの全ての画素アドレスの濃度を均一化すためには、上限から下のある範囲でばらつきを持つことになる濃度の平均やその範囲の最も低い値を濃度の理想値として採らざるを得ないからである。一方、プロセスコントロールは、画像形成エンジンに形成させたパッチの濃度の検出結果を基にその駆動状況を決定付ける物理量を制御するような構造となっている。よって、最高濃度部の領域については、補正信号処理を経た画像信号を基に画像形成エンジンが形成するパッチの濃度がプロセスコントロールに設定された最高濃度部の許容範囲を下回ってしまうと、濃度補正のための更なる物理量制御が行われてしまうため、画像信号処理による濃度補正処理が出力結果にうまく反映されないこともあり得た。
本発明はこのような背景の下に案出されたものであり、最高濃度部における画質の低下を確実に防ぎつつ、画像信号処理とプロセスコントローラとを連係させた良好な濃度補正を行い得る仕組み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】
【０００５】
本発明の好適な態様である画像形成装置は、像保持体と、帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動する手段であって、自身に供給される画像信号に応じたトナー像を前記像保持体に形成する手段である画像形成手段と、前記形成されたトナー像の濃度を主走査ラインに平行な第１の読取幅に渡って離散的に読み取り、読み取った濃度を示す濃度値群を取得する第１の読取手段と、前記形成されたトナー像の濃度を前記第１の読取幅よりも狭い第２の読取幅に渡って読み取り、読み取った濃度を示す濃度値を取得する第２の読取手段と、主走査ラインを成す各画素アドレスの画像信号の補正内容を決定付ける補正パラメータを記憶するメモリと、画像信号を前記画像形成手段へ複数回に渡って供給する供給手段と、画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第２の読取手段が取得するたびに、指定された濃度許容範囲にその濃度値が収まっているか否か判断し、濃度許容範囲に収まっていないと判断したとき、当該濃度値を濃度許容範囲に収めるべく前記画像形成手段の駆動内容を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール手段と、前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、第１の画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第１の読取手段が取得すると、取得された濃度値に応じて前記プロセスコントロール手段におけるトナー像の濃度値を切り替える濃度値切替手段と、前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、前記第１の画像信号よりも後の第２の画像信号に前記メモリの補正パラメータを用いた補正信号処理を施した上で前記画像形成エンジンへ供給させる画像信号補正手段とを備える。
【０００６】
この態様において、前記供給手段は、前記第１の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号と、前記第２の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号とを供給するようにしてもよい。
【０００７】
また、前記画像形成手段は、像保持体を帯電させる帯電手段、画像信号に応じて変調した光を帯電した像保持体へ露光して潜像を形成する露光手段、及び潜像の形成された像保持体へトナーを現像する現像手段を有し、前記プロセスコントロール手段は、前記帯電手段の帯電電位、前記露光手段の露光量、前記現像手段のトナー供給量、または、当該現像手段の現像バイアスのうちの１つまたは複数を決定付ける物理量を制御するようにしてもよい。
【０００８】
本発明の別の好適な態様である画像形成装置は、像保持体と、帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動する手段であって、自身に供給される画像信号に応じたトナー像を前記像保持体に形成する手段である画像形成手段と、前記形成されたトナー像の濃度を主走査ラインに平行な第１の読取幅に渡って離散的に読み取り、読み取った濃度を示す濃度値群を取得する第１の読取手段と、前記形成されたトナー像の濃度を前記第１の読取幅よりも狭い第２の読取幅に渡って読み取り、読み取った濃度を示す濃度値を取得する第２の読取手段と、主走査ラインを成す各画素アドレスの画像信号の補正内容を決定付ける補正パラメータを記憶するメモリと、前記第２の読取幅に相当する主走査ラインの各画素アドレスを像形成位置とする、指定された網点面積率の画像信号を、前記画像形成手段へ複数回に渡って供給し、画像信号の供給を受けた前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第２の読取手段が取得するたびに、予め設定された濃度許容範囲にその濃度値が収まっているか否か判断し、濃度許容範囲に収まっていないと判断したときは、当該濃度値を濃度許容範囲に収めるべく前記画像形成手段の駆動内容を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール手段と、画像信号を前記画像形成手段へ複数回に渡って供給する供給手段と、前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、第１の画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値群を前記第１の読取手段が取得すると、取得された濃度値群に応じて生成された前記メモリの前記第２の読み取り位置に相当する最高濃度部の網点面積率を前記プロセスコントロール手段が供給する画像信号の網点面積率に切り替える網点面積率切替手段と、前記供給手段が複数回に渡って供給する一連の画像信号のうち、前記第１の画像信号よりも後の第２の画像信号に前記メモリの補正パラメータを用いた補正信号処理を施した上で前記画像形成エンジンへ供給させる画像信号補正手段とを備える。
【０００９】
この態様において、前記供給手段は、前記第１の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号と、前記第２の読取幅に相当する主走査ラインの画素アドレスを像形成位置とする、最高濃度の画像を含む画像の画像信号とを供給するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記画像信号処理の施された画像信号の供給を受けて前記画像形成手段が形成したトナー像の第１の読取幅の濃度値群を前記第１の読取手段が取得すると、取得された濃度値群を成す各濃度値と主走査ラインを成す各画素アドレスの濃度理想値の偏差を基に前記メモリの濃度補正パラメータを書き換える校正手段を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、最高濃度部における画質の低下を確実に防ぎつつ、画像信号処理とプロセスコントローラとを連係させた良好な濃度補正を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
本願発明の第１実施形態について説明する。
図２は、本実施形態にかかる画像形成装置のハードウェア概略構成図である。
図に示すように、この画像形成装置は、用紙トレイ１１、用紙搬送路１２、中間転写ベルト１３、転写ユニット１４、定着ユニット１５、画像読取部１６、画像形成エンジン３０、画像信号入力部５０、補正処理部６０、及びプロセスコントロール部８０を有する。
【００１３】
用紙トレイ１１は、Ａ４などの所定サイズにカットされた複数枚の用紙を収容し、収容された用紙は用紙トレイ１１から一枚ずつピッキングされ、転写ユニット１４、定着ユニット１５、画像読取部１６を経由して排紙口へと繋がる用紙搬送路１２上を順次搬送されるようになっている。
【００１４】
画像形成エンジン３０は、帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動するモジュールを集積させたユニットであり、イエロー（以下、「Ｙ」と記す）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す）、シアン（以下、「Ｃ」と記す）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す）の各色の画像信号に応じたトナー像を中間転写ベルト１３へ形成する。この画像形成エンジン３０とその駆動内容の詳細については後述する。
【００１５】
転写ユニット１４は、所定の電位に帯電された主動ロールとバックアップロールの周面同士で中間転写ベルト１３と用紙搬送路１２を挟み込むことによってニップ部を形成している。そして、画像形成エンジン３０により各色のトナー像が重畳形成された中間転写ベルト１３のベルト面が用紙搬送路１２の用紙と共にこのニップ部に搬入されると、主動ロールの作用を受けてトナー像が中間転写ベルト１３から用紙へと転写される。
【００１６】
定着ユニット１５は、内部に加熱源を持つ加熱ロールと加圧ロールの周面同士で用紙搬送路１２を挟み込むことによってニップ部を形成している。転写ユニット１４によるトナー像の転写を経た用紙がこのニップ部へ搬入されると、トナー像が加熱ロールによる加熱作用と加圧ロールによる加圧作用とを受けて用紙に定着する。    
【００１７】
画像読取部１６は、複数のセンサを並べてなるセンサアレイであり、定着ユニット１５の下流側に、その視野を用紙搬送路１２に向けて備え付けられている。この画像読取部１６をなす各センサは、各画像形成エンジン３０によって用紙に形成されるトナー像の主走査ラインと平行に並んでおり、また、その読み取り幅は、主走査ラインのライン幅と概ね同じである。よって、画像読取部１６は、センサの各々によりトナー像の濃度を主走査ライン幅に渡って読み取り、読み取った濃度をそれぞれ示す濃度値群を取得する。
【００１８】
画像信号入力部５０は、ジョブを解釈して得たＹＭＣＫの各色の画像信号ＹＭＣＫを補正処理部６０とプロセスコントロール部８０に供給する。
補正処理部６０は、補正演算回路６１、画像信号変換テーブル６２、選択器６３、及びテストパターン発生回路６４を内蔵する。
【００１９】
画像信号変換テーブル６２は、主走査方向の画素アドレスとその画素アドレスの濃度値とに応じて参照フィールドが一意に特定され得るようなマトリクス構造を成している。そして、画像信号変換テーブル６２をなす各フィールドには、濃度補正パラメータが記憶される。濃度補正パラメータは、画像信号入力部５０から入力される画像信号の信号処理時に作用させる係数を決定付けるパラメータである。
【００２０】
ジョブを解釈して得た各色のラスタデータの画像信号ＹＭＣＫが画像信号入力部５０から補正処理部６０へ供給されると、補正処理部６０の補正演算回路６１が、画像信号変換テーブル６２の各濃度補正パラメータを用いてその画像信号ＹＭＣＫへ濃度補正のための信号処理を施し、信号処理済みの画像信号Ｙ'Ｍ'Ｃ'Ｋ'が選択器６３を経由して画像形成エンジン３０へ供給される。画像信号Ｙ'Ｍ'Ｃ'Ｋ'の供給を受けた画像形成エンジン３０は、各々に供給された画像信号に応じたトナー像を中間転写ベルト１３へ形成し、更にそのトナー像が転写ユニット１４にて用紙へと転写されることになる。
【００２１】
図３は、画像信号変換テーブル６２とそのテーブル６２の濃度補正パラメータを用いた信号処理の例を示す図である。図に示す画像信号変換テーブル６２には、０乃至７０００の主走査方向の各画素アドレス毎に固有の濃度補正パラメータが準備されており、補正演算回路６１は、このテーブル６２の濃度補正パラメータが示す係数をそれぞれ作用させる信号処理を各画素アドレスの画像信号へ順次施していくことになる。
【００２２】
また、この補正処理部６０は、画像形成エンジン３０によるトナー像の形成の回数が予め設定された所定値（例えば、１０００回）に至るたび、もしくはユーザによるキャリブレーションモードへの遷移指示に基づいて、通常出力モードからキャリブレーションモードへ遷移する。キャリブレーションモードに遷移すると、画像形成エンジン３０により形成し得るトナー像と同じ主走査方向の幅を有し且つ各々の濃度が最高濃度から最低濃度へと段階的に遷移する複数の矩形画像を副走査方向に並べたラスタデータの画像信号（以下、この画像信号を適宜「テストパターン画像信号」と呼ぶ）がテストパターン発生部から選択器６３を経由して画像形成エンジン３０へ供給され、そのテストパターン画像信号を基に画像形成エンジン３０が形成したトナー像の濃度の実値と理想値の偏差に応じて画像信号変換テーブル６２の濃度補正パラメータが書き換えられる。
【００２３】
この濃度補正パラメータの書き換えは、補正演算回路６１によって執り行われる。具体的に説明すると、まず、補正演算回路６１は、画像読取部１６が用紙上のトナー像の濃度を主走査ライン幅に渡って読み取って得た濃度値群を取得する。そして、取得した濃度値群を基に各画素アドレス毎の濃度値を特定し、それらの濃度値と各画素アドレス毎の濃度の理想値の差分を計算した上で、その差分を吸収するような係数を新たな濃度補正パラメータとして画像信号変換テーブル６２へ順次収録していく。
【００２４】
図２において、プロセスコントロール部８０は、画像形成エンジン３０の駆動状態を決定付ける物理量を好適に制御するために備え付けられたユニットである。
図４は、画像形成エンジン３０とプロセスコントロール部８０の詳細な構成を示す図である。図に示すように、プロセスコントロール部８０は、ドットカウンタ８１、信号セレクタ８２、パッチ信号生成部８３、電位制御コントローラ８４、及び現像制御コントローラ８５を備える。また、画像形成エンジン３０は、周回する感光体ドラム３１を取り囲むように備え付けられた、帯電器３２、電位センサ３３、露光器３４、現像器３５、転写器３６、トナー濃度センサ３７、クリーナ３８、レーザドライバ３９、帯電器電源４０、現像バイアス電源４１のほか、ユニット内の温湿度を検出してその検出値を示す温湿度信号を電位制御コントローラ８４へ供給する環境センサ４２を有する。
【００２５】
画像形成エンジン３０は、ゼログラフィプロセスに従って駆動することにより、画像信号に応じたトナー像を中間転写ベルト１３に形成する。その駆動の手順を示せば以下のようになる。
まず、帯電器３２は帯電ローラを有しており、帯電器電源４０から電圧の供給を受けて帯電ローラを感光体ドラム３１と同方向に回転させることにより、感光体ドラム３１の表面をその帯電ローラと同じ電位まで一様に帯電させる。この際、電位センサ３３は、帯電器３２による帯電を経た感光体ドラム３１の表面の電位を検出し、検出した電位を示す表面電位信号をプロセスコントロール部８０の電位制御コントローラ８４へ供給するようになっている。
【００２６】
感光体ドラム３１の表面が帯電されると、レーザドライバ３９による制御の下に光強度が変調されたレーザ光が露光器３４から走査されて静電潜像が形成される。
静電潜像が形成されると、現像器３５が、その静電潜像にトナーを現像する。現像器３５は、現像ローラとトナーカートリッジとを有しており、トナーカートリッジに装填したトナーを現像器内に供給して現像剤と攪拌することによりトナーを摩擦帯電させ、現像バイアス電源４１から電圧の供給を受けて感光体ドラム３１と同方向に回転させた現像ローラへ帯電したトナーを供給することにより、その帯電したトナーが現像ローラを離れて感光体ドラム３１上の露光領域に付着し、静電潜像がトナー像として現像されるのである。
【００２７】
現像されたトナー像は、転写器３６によって中間転写ベルト１３へ転写される。転写器３６は、所定の電位に帯電させた転写ローラを有している。そして、この転写ローラと感光体の周面同士を当接させてなるニップ部へ中間転写ベルト１３が搬入されると、転写ローラと感光体ドラム３１の間の電位差の作用を受けてその中間転写ベルト１３の面にトナー像が転写されるのである。この際、トナー濃度センサ３７は、トナー像の主走査ラインの略中央の濃度検出点の濃度を読み取り、読み取った濃度を示すトナー濃度信号をプロセスコントロール部８０の現像制御コントローラ８５へ供給する。ここで、上述した画像読取部１６と比較すると、このトナー濃度センサ３７は複数のセンサを並べて構成しているわけでないため、当然ながらその読取幅は画像読取部１６よりも狭いものとなっている。
【００２８】
転写を終えた感光体ドラム３１は、クリーナ３８によって表面上の残留トナーが除去される。
トナー像の転写された中間転写ベルト１３の面は後段の画像形成エンジン３０などを経由して転写ユニット１４まで搬送され、転写ユニット１４にてトナー像が用紙へと転写される。トナー像の転写された用紙は、定着ユニット１５まで搬送され、定着ユニット１５にてトナー像が用紙へと定着される。
【００２９】
次に、プロセスコントロールを成す各部について詳述する。上述したように、このプロセスコントロール部８０は、画像形成エンジン３０の駆動状態を決定付ける物理量を制御するユニットであり、具体的には、露光器３４による露光量、帯電器電源４０より帯電器３２の帯電ローラへ供給する電圧、現像バイアス電源４１より現像器３５の現像ローラへ供給する電圧、及び現像器３５のトナーカートリッジから現像器へのトナーの供給量を制御する。そして、これら４つの物理量のうち前３者の制御は環境センサ４２と電位センサ３３とから供給される信号を基に電位制御コントローラ８４が執り行うのに対し、残りの１つの制御は、トナー濃度センサ３７から供給される信号を基に現像制御コントローラ８５が執り行う。これらの両コントローラの振る舞いの詳細について、順を追って説明する。
【００３０】
まず、電位制御コントローラ８４は、補正処理部６０の選択器６３から画像形成エンジン３０へ画像信号が供給されてゼログラフィプロセスに従ったトナー像の形成が行われるたびに、電位センサ３３から表面電位量信号を、環境センサ４２から温湿度信号をそれぞれ取得する。そして、取得した両信号を基に、露光器３４のレーザダイオードの露光量、帯電器３２の帯電ロールの電圧、及び現像バイアス電源４１の電圧の実値と理想値との偏差を割り出し、その偏差を埋め合わせるような制御信号を、レーザドライバ３９、帯電器電源４０、現像バイアス電源４１の各々へ供給する。
【００３１】
これに対し、現像制御コントローラ８５は、プロセスコントロール部８０のパッチ信号生成部８３が生成する画像信号（以下、この画像信号を適宜「パッチ画像信号」と呼ぶ）を画像形成エンジン３０に供給してそのトナー像を形成させた上で、トナー濃度センサ３７が検出するそのトナー像の濃度値を現像器３５のトナー供給量にフィードバックさせるようになっている。
【００３２】
具体的に説明すると、現像制御コントローラ８５は、ドットカウンタ８１から供給されるドットカウント値が自らに設定されたトリガー閾値に至ると、信号セレクタ８２へ画像選択信号を供給する。このトリガー閾値は、現像器３５のトナー供給量のキャリブレーションが必要となる出力枚数（例えば、３０枚）の画像形成面積のピクセル総数に相当する値である。
【００３３】
信号セレクタ８２へ画像選択信号が供給されると、パッチ信号生成部８３により生成されるパッチ画像信号がそのセレクタ８２を介して画像形成エンジン３０へと供給される。パッチ画像信号は、各々の濃度が最高濃度から最低濃度へと段階的に遷移する複数の矩形画像を副走査方向に並べたラスタデータの画像信号である。但し、上述したテストパターン画像信号と異なり、このパッチ画像信号のラスタデータが示す矩形画像の主走査方向の幅は、トナー濃度センサ３７の濃度検出点の周辺の狭小な範囲に止まる。
【００３４】
パッチ画像信号の供給を受けた画像形成エンジン３０は、ゼログラフィプロセスに従って駆動することにより、そのパッチ画像信号に応じた各濃度の矩形画像のトナー像を感光体ドラム３１に順次形成する。そして、それらのトナー像の濃度はトナー濃度センサ３７により読み取られ、トナー濃度信号として現像制御コントローラ８５へ供給される。現像制御コントローラ８５は、トナー濃度センサ３７から順次供給されるトナー濃度信号を基に濃度検出点の濃度の実値と自らのメモリに記憶されている濃度の理想値の偏差を割り出し、その偏差が予め設定された許容範囲に収まるか否か判断する。そして、許容範囲を超えたと判断するとその偏差を埋め合わせるような制御信号を現像器３５に供給し、トナーカートリッジから現像器に供給するトナー量を増減させる。例えば、濃度検出点の濃度の実値が許容範囲の下限を下回っていればトナー供給量を多くする制御信号を供給し、許容範囲を上回っていればトナー供給量を少なくする制御信号を供給する。
【００３５】
ここで、本実施形態にかかる画像形成装置は、キャリブレーションモードに遷移すると、テストパターン画像信号を２回に渡って画像形成エンジン３０へ連続して供給する。そして、１回目のテストパターン画像信号の供給を受けて画像形成エンジン３０が形成したトナー像を画像読取部１６に読み取らせて得た濃度値群の最低濃度値を示す最低濃度値信号を現像制御コントローラ８５へ供給し、現像制御コントローラ８５のメモリに最高濃度部用として記憶されている濃度の理想値をその最低濃度値信号が示す最低濃度値へと切り替える。その上で、２回目のテストパターン画像を画像形成エンジン３０へ供給し、そのテストパターン画像信号の供給を受けて画像形成エンジン３０が形成したトナー像を画像読取部１６に読み取らせて得た濃度値群を基に改めて濃度補正パラメータの書き換えを行うようになっている。このように濃度補正部とプロセスコントロール部８０とを連係させることにより、最高濃度部における濃度補正の精度が確保されるためである。
【００３６】
この原理について、図５を参照して具体的に説明する。図に示す横軸は画像形成装置の主走査方向における画像形成位置を、縦軸は濃度をそれぞれ示している。そして、鎖線ｘはトナー濃度センサ３７の濃度検出位置を、「○」の印は、現像制御コントローラ８５のメモリに記憶される最高濃度部（濃度１００％）の濃度の理想値を示している。
【００３７】
図において、現像制御コントローラ８５は、自らのメモリの濃度の理想値とトナー濃度検出センサの濃度検出位置の濃度の実値との偏差が許容範囲に収まるように現像器３５のトナー量を制御している。よって、１回目のテストパターン画像信号の供給を受けた画像形成エンジン３０が形成するトナー像については、濃度検出位置のトナー濃度は理想値と一致しているものの、主走査ラインの別の位置の濃度が理想値と一致しているとは限らない。図の例では、濃度検出位置の左側の濃度は理想値よりも低く傾いており、濃度検出位置の右側の濃度は理想値よりも高く傾いていることが分かる。
【００３８】
次に、１回目のテストパターン画像信号を画像形成エンジン３０へ供給した後、その画像信号を基に画像形成エンジン３０が形成したトナー像を画像読取部１６に読み込ませて得た濃度値群の最低値、図の例で言うところの主走査ラインの左端の「◎」により示される濃度値へ現像制御コントローラ８５のトナー濃度検出センサの濃度検出位置における濃度の実値を切り替える。すると、以降は、理想値と画像読取部１６が得た濃度値群の最低値との偏差が許容範囲に収まるように現像器３５のトナー量が制御されることになる。
【００３９】
この状態で、２回目のテストパターン画像信号を画像形成エンジン３０へ供給し、その画像信号を基に画像形成エンジン３０が形成したトナー像を画像読取部１６に読み込ませて得た濃度値群を基に濃度補正パラメータを書き換える。その後、通常モードにて、信号処理済みの画像信号Ｙ'Ｍ'Ｃ'Ｋ'の画像形成エンジン３０への供給を再開する。背景技術の項にも記したように、濃度補正信号処理によると、最高濃度部の濃度むらは濃度を薄くする方向でしか均一化し得ないが、１回目のテストパターン画像信号を供給した際に現像制御コントローラ８５におけるトナー濃度検出センサの濃度検出位置における最高濃度の実値を面内における最低濃度にしているので、画像信号Ｙ'Ｍ'Ｃ'Ｋ'を基に画像形成エンジン３０が形成したトナー像の最高濃度が理想値を下回る事態を回避でき、良好な補正の精度を確保できる。
【００４０】
本実施形態によると、濃度を補正すべく画像信号に信号処理を施す補正処理部６０と、画像形成エンジン３０の駆動状態を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール部８０を好適に連係させることにより、最高濃度部における濃度補正の精度を高めることができる。図６を参照して従来技術に比較した有利な効果を確認する。従来技術によると、補正処理部６０による信号処理を経た画像信号を基に画像形成エンジン３０が形成するトナー像の最高濃度部（濃度１００％）の濃度がプロセスコントロール部８０に設定された理想値とずれてしまっていたが（図６（ａ））、本実施形態によると、補正処理部６０による信号処理を経た画像信号を基に画像形成エンジン３０が形成するトナー像の最高濃度部の濃度とプロセスコントロール部８０に設定された理想値とを一致させた上で、プロセスコントロール部８０による濃度補正を行わせることができる（図６（ｂ））。
【００４１】
（第２実施形態）
本願発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態にかかる画像形成装置のハードウェア概略構成は図２に示したところと同様なので再度の説明を割愛する。
図７は、画像形成エンジン３０とコントロール部の詳細な構成を示す図である。図４に示す第１実施形態では、トナー像を画像読取部１６に読み取らせて得た濃度値群の最低濃度値を示す最低濃度値信号がプロセスコントロール部８０の現像制御コントローラ８５に供給されるようになっていた。これに対し、本実施形態では、プロセスコントロール部８０のパッチ信号生成部で生成される矩形画像の位置に相当する画像信号変換テーブル６２の最高濃度部に相当するテーブル値が画像信号変換テーブル信号としてプロセスコントロール部８０のパッチ信号生成部８３へ供給されるようになっている。
【００４２】
そして、本実施形態は、このパッチ信号生成部８３が生成するパッチ画像信号の最高濃度部の矩形画像の網点面積率を、その位置に相当する画像信号変換テーブル６２の最高濃度値に相当するテーブル値と一致させる。このように、補正処理部６０とプロセスコントロール部８０とを連係させることによっても最高濃度部における濃度補正の精度が確保される。
【００４３】
この原理について、図８を参照して具体的に説明する。図に示す横軸は画像形成装置の主走査方向における画像形成位置を、縦軸は濃度を、ｘはトナー濃度センサ３７の濃度検出位置をそれぞれ示し、○の印は、現像制御コントローラ８５の最高濃度部における濃度の実値を示している。
【００４４】
図において、現像制御コントローラ８５は、自らのメモリの理想値とトナー濃度検出センサの濃度検出位置の濃度の実値との偏差が許容範囲に収まるように現像器３５のトナー量を制御している。よって、１回目のテストパターン画像信号の供給を受けた画像形成エンジン３０が形成するトナー像については、濃度検出位置のトナー濃度は理想値と一致しているものの、主走査ラインの別の位置の濃度は理想値と一致しているとは限らない。図の例では、濃度検出位置の左側の濃度は理想値よりも低く傾いており、濃度検出位置の右側の濃度は理想値よりも高く傾いていることが分かる。
【００４５】
次に、１回目のテストパターン画像信号の供給を受けて画像形成エンジン３０が形成したトナー像を画像読取部１６に読み込ませて得た画像信号変換テーブル６２における矩形画像の記録位置に相当する最高濃度部の画像信号変換テーブル値へとパッチ画像信号の最高濃度部（濃度１００％）の矩形画像の網点面積率を切り替える。その後、２回目のテストパターン画像信号を供給して濃度補正パラメータの書き換えを行い、通常モードで稼働させると、現像制御コントローラ８５は、その切り替え後の濃度として形成されるトナー像と許容範囲の偏差を判断するような制御を行うことになるため、良好な補正の精度が確保される。
【００４６】
（他の実施形態）
本願発明は、種々の変形実施が可能である。
上記実施形態では、キャリブレーションモード時におけるプロセスコントロール部８０の制御回数が２回であったが、補正精度を向上させるためにこれを３回以上行わせてもよい。また、補正処理演算部による濃度補正パラメータの書き換えのためのテストパターン画像信号の供給の回数も２回であったが、これを３回以上行わせるようにしてもよい。
上記実施形態では、トナー濃度センサ３７がトナー像を読み取って得たトナー濃度信号が現像制御コントローラ８５に供給され、現像制御コントローラ８５がそのトナー濃度信号が示す濃度に応じてトナー供給量を制御するようになっていた。これに対し、このトナー濃度センサ３７のセンシング結果を、露光器３４による露光量、帯電器電源４０より帯電器３２の帯電ローラへ供給する電圧、現像バイアス電源４１より現像器３５の現像ローラへ供給する電圧などといった、画像形成エンジン３０の駆動状態を決定付ける他の物理量の制御へフィードバックさせてもよい。この変形例は、トナー濃度センサ３７のトナー濃度信号を電位制御コントローラ８４に供給することで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の問題点を示す図である。
【図２】画像形成装置のハードウェア概略構成図である。
【図３】画像信号変換テーブルを用いた信号処理を示す図である。
【図４】画像形成エンジンとプロセスコントロール部を示す図である（第１実施形態）。
【図５】第１実施形態の原理を示す図である。
【図６】従来技術に対する第１実施形態の効果を示す図である。
【図７】画像形成エンジンとコントロール部を示す図である（第２実施形態）。
【図８】第２実施形態の原理を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１…用紙トレイ、１２…用紙搬送路、１３…中間転写ベルト、１４…転写ユニット、１５…定着ユニット、１６…画像読取部、３０…画像形成エンジン、３１…感光体ドラム、３２…帯電器、３３…電位センサ、３４…露光器、３５…現像器、３６…転写器、３７…トナー濃度センサ、３８…クリーナ、３９…レーザドライバ、４０…帯電器電源、４１…現像バイアス電源、４２…環境センサ、５０…画像信号入力部、６０…補正処理部、６１…補正演算回路、６２…画像信号変換テーブル、６３…選択器、６４…テストパターン発生回路、８０…プロセスコントロール部、８１…ドットカウンタ、８２…信号セレクタ、８３…パッチ信号生成部、８４…電位制御コントローラ、８５…現像制御コントローラ
【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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