(57)【要約】【課題】複数の動作モードを有する画像形成装置において、毎回、複数の動作モードにおいて濃度や階調の調整処理を実行する技術よりも、ダウンタイムや消耗材の消費量を削減する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体上に形成されたテスト画像の濃度を検出し、検出された濃度に基づいて濃度や階調に関するパラメータを調整する。とりわけ、画像形成装置は、第１の動作モード下で決定されたパラメータまたは検出された濃度のデータに応じて、第２の動作モード下でパラメータの調整を実行させるか否かを制御する。【選択図】図１０
2007178928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持する像担持体と、
プロセススピードがそれぞれ異なる複数の動作モードのいずれかにより、前記像担持体上にテスト画像を形成する画像形成部と、
前記像担持体上に形成された前記テスト画像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記検出された濃度に基づいて、濃度または階調の少なくとも一方に対応するパラメータを調整する調整部と、
前記複数の動作モードのうち、第１の動作モード下で調整された前記パラメータまたは前記検出された濃度のデータに応じて、さらに、第２の動作モード下でも前記テスト画像の形成、検出および前記パラメータの調整を実行させるかまたは省略するかを制御する制御部と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成部は、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像剤で顕像化する現像手段と
を含み、
前記制御部は、前記第２の動作モード下で前記テスト画像の形成、検出および前記パラメータの調整を実行させるときは、前記第１の動作モードで使用された前記帯電手段に関する帯電条件または前記現像手段に関する現像条件の少なくともひとつが調整された後で、前記第２の動作モード下で前記テスト画像の形成、検出および前記パラメータの調整を実行させ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】
前記制御部は、前記第２の動作モード下で前記テスト画像を形成するときの前記潜像形成手段の潜像形成条件を変化させながら複数のテスト画像を形成して、前記階調に対応するパラメータの調整を実行させ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】
前記制御部は、前記第２の動作モード下における濃度に関するパラメータの調整と階調に関するパラメータの調整とを一連の処理として前記調整部に実行させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１の動作モード下で濃度に関するパラメータを調整させるとともに、階調に関するパラメータを調整させ、該第１の動作モードから前記第２の動作モードへと切り替え、該第２の動作モード下で濃度に関するパラメータを調整させるとともに、階調に関するパラメータを調整させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の動作モード下で検出された前記テスト画像の濃度のデータを記憶する記憶部をさらに含み、
前記制御部は、前記濃度検出部により検出された今回の濃度データと前記記憶部に記憶されている前回の濃度のデータとの差が閾値を超える場合に、前記第２の動作モード下でも前記テスト画像の形成、検出および前記パラメータの調整を実行させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の動作モード下で調整された前記濃度に対応するパラメータを記憶する記憶部をさらに含み、
前記制御部は、前記決定部により調整された今回の濃度に対応するパラメータと前記記憶部に記憶されている前回の濃度に対応するパラメータとに有意な差が存在する場合に、前記第２の動作モード下でも前記テスト画像の形成、検出および前記濃度に対応するパラメータの調整を実行させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の動作モード下で調整された前記階調に対応するパラメータを記憶する記憶部をさらに含み、
前記制御部は、前記決定部により調整された今回の階調に対応するパラメータと前記記憶部に記憶されている前回の階調に対応するパラメータとに有意な差が存在する場合に、前記第２の動作モード下でも前記テスト画像の形成、検出および前記階調に対応するパラメータの調整を実行させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の動作モードにおけるプロセススピードは、前記第２の動作モードにおけるプロセススピードよりも高速であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成装置が設置された周囲の環境についての環境パラメータを検出する環境検出部をさらに備え、
前記調整部は、前記環境パラメータに応じて、前記濃度に対応するパラメータを決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１１】
画像形成装置の制御方法であって、
プロセススピードがそれぞれ異なる複数の動作モードのいずれかにより、像担持体上にテスト画像を形成するステップと、
前記像担持体上に形成された前記テスト画像の濃度を検出するステップと、
前記検出された濃度に基づいて、濃度または階調の少なくとも一方に対応するパラメータを調整するステップと、
前記複数の動作モードのうち、第１の動作モード下で調整された前記パラメータに応じて、さらに、第２の動作モード下でも前記テスト画像の形成、検出および前記パラメータの調整を実行させるかまたは省略するかを制御するステップと
を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置における濃度調整や階調調整などの画像制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置は、それぞれプロセススピードが異なる複数の動作モードを有している。これらの動作モードとしては、たとえば、標準的なプリントを行なう通常モードや、通常モードよりもプロセススピードの遅い低速モードなどがある。低速モードは、ＯＨＴ（オーバヘッド・トランスペアレンシー）シートや厚紙をプリントする際に使用される。
【０００３】
ところで、画像形成装置は、使用環境などに応じて、画像形成濃度や文字の幅などが所望の値から変動してしまうことがある。この変動に対処すべく、中間転写ベルトなどに形成されたパッチ画像の濃度に応じて、画像形成パラメータ（帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスなどの条件）と画像形成濃度との対応関係を調整する方法が提案されている（特許文献１、２）。
【０００４】
一方で、カラープリンタにおける各色の階調再現性が不安定な場合、色味が変化してしまうことが知られている。これに対処するには、それぞれ階調が異なる複数のパッチ画像を形成してその濃度を検出することで、階調に対応する画像処理パラメータと実際の階調との対応関係を調整することが好ましい。
【特許文献１】特開２００１−３４３８６７号公報
【特許文献２】特開２００２−０８２５００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、低速モードのプロセススピードは、一般に通常モードのプロセススピードの１／２〜１／４程度である。そのため、通常モード下で最適化されたパラメータは、低速モード下ではそのまま採用できない。もし採用してしまえば、通常モードと比べ、画像形成濃度や色味が不適切なものとなってしまう。よって、低速モード用のパラメータは、低速モード下で形成されたテスト画像の濃度を検出して調整する必要がある。
【０００６】
ただし、毎回、通常モードと低速モードの双方について、上述のパラメータの調整を実行すると、画像を形成できない時間（ダウンタイム）が増加してしまうため好ましくない。さらに、トナー等の消耗材も必要以上に多く消費されてしまうだろう。
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、プロセススピードがそれぞれ異なる複数の動作モードのいずれかにより、像担持体上に形成されたテスト画像の濃度を検出し、検出された濃度に基づいて濃度や階調に関するパラメータを調整する画像形成装置において好適に適用される。画像形成装置は、複数の動作モードのうち、第１の動作モード下で決定されたパラメータまたは検出された濃度のデータに応じて、第２の動作モード下でテスト画像の形成、検出およびパラメータの調整を実行させるか否かを制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、毎回、第１の動作モードと第２の動作モードの双方によりパラメータの調整が実行されるわけではない。すなわち、第２の動作モードによる調整処理が省略される場合がある。よって、毎回、第１の動作モードと第２の動作モードの双方により調整処理を実行する従来技術よりも、ダウンタイムや消耗材の消費量が削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１１】
図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。この多色画像形成装置１００は、画像形成部１０１に電子写真方式を採用している。
【００１２】
記録材カセット１０２は、複数の記録材Ｐを収納している。給紙ローラ１０３は、記録材カセット１０２から記録材Ｐを一枚づつピックアップして給紙する。給紙された記録材Ｐはレジストローラ対１０４まで搬送される。さらに、記録材Ｐは所定のタイミングでレジストローラ対１０４によって画像形成部１０１へ給送される。
【００１３】
なお、画像形成部１０１は、それぞれ色の異なる現像剤の像を記録材Ｐに形成する４つの画像形成ステーションからなる。この例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが現像剤として採用されている。
【００１４】
感光ドラム１０５は、像担持体の一種であり、高圧電源回路（図２）から給電を受ける帯電ローラ１０６によって表面が一様に帯電される。露光装置１０７は、光線Ｌを感光ドラム１０５表面に照射する。これにより、感光ドラム１０５の表面には、静電潜像が形成される。このように、露光装置１０７は、静電潜像を形成する機能を有している。
【００１５】
現像ローラ１０８は、トナーなどの現像剤を用いて静電潜像を顕像化し、トナー像を形成する。感光ドラム１０５上のトナー像は転写ローラ１０９によって記録材Ｐに転写される。
【００１６】
感光ドラム１０５と転写ローラ１０９の間には、静電吸着搬送ベルト（以下ＥＴＢと呼ぶ）１１０が介在している。ＥＴＢ１１０は、駆動ローラ１１１とテンションローラ１１２との間に張設されている。ＥＴＢ１１０はこの駆動ローラ１１１によって回動される。ＥＴＢ１１０は、記録材Ｐを吸着しつつ各画像形成ステーションへ搬送する。なお、ＥＴＢ１１０は、濃度調整や階調調整の際には、像担持体として機能する。
【００１７】
各画像形成ステーションにおいてそれぞれ色の異なるトナー像が順次転写された記録材Ｐは、加圧ローラ１１３と加熱装置１１４とにより構成される定着ニップ部に搬送される。この定着ニップ部で未定着のトナー像が加熱および加圧され、記録材Ｐ上に定着される。その後、記録材Ｐは、排紙ローラ１１５によって画像形成装置１００の外へと排紙される。
【００１８】
濃度検出センサ１２０は、ＥＴＢ１１０上に形成されたテスト画像の濃度を検出する。このように、濃度調整や階調調整の際に、ＥＴＢ１１０は、テスト画像を担持する像担持体としても機能する。なお、テスト画像は、テストパッチ、パッチパターン、パターン画像、パッチ画像などと呼ばれることもある。
【００１９】
画像形成装置１００は、プロセススピードがそれぞれ異なる複数の動作モードを備えている。このような動作モードには、たとえば、通常モードと低速モードがある。通常モードのプロセススピードは、低速モードのプロセススピードよりも高速である。
【００２０】
通常モードのプロセススピードは、一般に、最も使用頻度の高いＰＰＣ（プレーンペーパーコピー）用紙などの普通紙を基準に決定されている。一方、低速モードのプロセススピードは、ＯＨＴシートや厚紙を基準として決定されている。ＯＨＴシートでは、トナーの透過性を改善するために定着速度を遅くすることが好ましいからである。
【００２１】
また、厚紙の熱容量は、普通紙よりも大きい。すなわち、トナーを定着させるためには、厚紙は普通紙よりも多くの熱量を必要とする。よって、厚紙では、定着速度を遅くすることで、単位時間あたりに付与される熱量を増やすことが好ましい。
【００２２】
このような理由から、低速モードのプロセススピードは、一般に、通常モードのプロセススピードの１／２〜１／４程度の速度となっている。以下で説明する実験では、通常モードのプロセススピードを１００ｍｍ／ｓｅｃとし、低速モードのプロセススピード５０ｍｍ／ｓｅｃとしている。
【００２３】
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、装置が使用される温度や湿度などの環境条件や画像形成ステーションの消耗度合いにより、濃度特性や階調特性が変動してしまう。この変動を補正するために、濃度調整や階調調整が必要となる。
【００２４】
画像形成装置１００は、ＥＴＢ１１０上に各色のテスト画像を形成し、これを濃度検出センサ１２０により読み取る。画像形成装置１００は、取得した濃度のデータに基づいて、濃度に対応する帯電バイアスや階調に対応する露光光量といったパラメータを調整する。これにより各色の最大濃度特性や階調特性が好適化される。
【００２５】
図２は、実施形態に係る制御部の一例を示すブロック図である。画像形成コントローラ２００は、ＰＣ２２０から受信したジョブを処理するための制御部である。エンジンコントローラ２１０は、画像形成部１０１などを制御する制御部である。いずれのコントローラもＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭまたはＡＳＩＣなどから構成されうる。
【００２６】
ラスタ・イメージ・プロセッサ（ＲＩＰ）２０１は、ＰＣ２２０から受信したページ記述言語のデータをＲＧＢ形式のビットマップ画像に展開する。画像処理部２０２は、ビットマップ画像に対して、カラーマッチング処理や色分解処理を実行する。γ補正部２０３は、画像処理部から出力されたＣＭＹＫ形式のデータに対して、γ補正を実行する。一般に、画像形成部１０１のγ特性は、画像形成装置１００が使用される環境や印字枚数等に応じて変化することが知られている。よって、γ補正によって、所望の階調が得られるようになる。なお、γ補正部２０３は、γ補正テーブル２０５を利用してγ補正を実行する。
【００２７】
ハーフトーン処理部２０４は、γ補正後の画像データに対して網点処理等のハーフトーン処理を施す。ハーフトーン処理部２０４から出力される画像信号は、エンジンコントローラ２１０内の露光制御回路２１１に入力される。露光制御部２１１は、入力された画像信号に応じて露光装置１０７から出力される露光光量を制御する。このうようにして、露光装置１０７は、感光ドラム１０５の表面に静電潜像を形成する。
【００２８】
主制御部２１２は、エンジンコントローラ２１０の各部やエンジンコントローラ２１０に接続される各ユニットを統括的に制御する。調整部２１３は、形成される画像の濃度に対応するパラメータや画像の階調に対応するパラメータを調整する。たとえば、調整部２１３は、最適な作像パラメータを選択し、かぶり等の画像不良を防止する。また、調整部２１３は、ライン幅やラインへのトナー付着量等の作像パラメータに依存する特性を制御する。さらに、主制御部２１２は、後述の階調測定によって得られた階調特性（γ特性の情報）をγ補正部２０３に送出する。γ補正部２０３は、受信したγ特性の情報に基づいて、所望のγ特性が得られるようにγ補正テーブルを更新し、画像の階調特性と画像信号との対応関係が線形（リニア）となるように維持する。以下では、画像の濃度に対応するパラメータまたは画像の階調に対応するパラメータの少なくとも一方を調整することを画像制御と称する。
【００２９】
記憶部２１４は、制御プログラムや各種データを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭなどである。高圧電源回路２１５は、帯電ローラ１０６や現像ローラ１０８に調整部により決定された画像形成パラメータ（帯電条件や現像条件）に基づき、数１００Ｖの高圧を印加する。
【００３０】
搬送制御回路２１６は、感光ドラム１０５や駆動ローラ１１１を主制御部２１２により指定されたプロセススピードに応じて駆動する。環境センサ２１７は、環境パラメータ（例：温度や湿度）を測定するためのセンサである。
【００３１】
図３は、実施形態に係る濃度検出センサの一例を説明するための図である。ここでは、濃度検出センサ１２０の一例として光学センサが採用されている。ハウジング３００には、ＬＥＤなどの発光素子３０１と、フォトダイオードなどの受光素子３０２が取り付けられている。発光素子３０１による照射光は、測定対象物Ｂに対しθの角度で入射し、測定対象物Ｂによって反射される。受光素子３０２は角度ψで測定対象物Ｂに対向し、測定対象物Ｂからの正反射光、拡散反射光の双方を検出する。通常θとψは等しく、たとえば、３０°である。
【００３２】
この光学センサでのテスト画像の検出原理について説明する。発光素子３０１から出射された光線は下地となるＥＴＢ１１０で反射され、受光素子３０２で検出される。ＥＴＢ１１０にテスト画像が形成されると、トナーがある部分の下地が隠され、反射光量が減少する。したがってテスト画像のトナー量が増加すればするほど、反射光量は徐々に減少してゆく。このようなトナー濃度と反射光量との関係に基づいて、テスト画像の濃度を求めることができる。
【００３３】
図４は、ＥＴＢ上に試験的に形成されたテスト画像のトナー付着量と反射光量との関係の一例を示す図である。トナー付着量は、１平方ｃｍあたりの付着量をミリグラム単位で表したものである。反射光量は、ＥＴＢ１１０上にトナーがない状態（下地部）で受光素子３０２に入射された光量を基準（１００％）としている。
【００３４】
同色のトナーであれば、ＥＴＢ上でのトナー付着量と記録材上でのトナー濃度との関係はほぼ一定である。ＥＴＢ上でのトナー付着量と記録材上でのトナー濃度との相関関係をテーブル化し、このテーブルを記憶部２１４に記憶しておく。これにより、主制御部２１２または調整部２１３は、検出された反射光量を、テーブルにより濃度のデータへと換算できる。
【００３５】
図５は、反射光量と濃度との相関関係の一例を示す図である。この図からも、反射光量と濃度との間には相関関係が存在することを理解できよう。
【００３６】
＜濃度調整＞
電源投入時、トナーカートリッジ（ＣＲＧ）の交換時、または、前回の調整から画像形成枚数が所定枚数を越えたときなどに、主制御部２１２は、調整部２１３を起動する。調整部２１３は、まず、通常モード下で濃度調整処理を実行する。調整部２１３は、各色ごとに、それぞれ３つの異なる現像バイアスを用い、テスト画像をＥＴＢ１１０上に形成する。各テスト画像の画像形成パラメータ（帯電バイアスのＤＣ値や現像バイアスのＤＣ値など）は、それぞれ異なっている。整部２１３は、濃度検出センサ１２０を用いて複数のテスト画像の濃度を検出する。調整部２１３は、検出された濃度のデータに基づいて、所望の濃度を得るために必要となる画像形成パラメータ（例：現像バイアスのＤＣ値）を決定する。以下では、このような画像形成パラメータを濃度パラメータと呼ぶ。
【００３７】
図６は、ＥＴＢを周方向に展開した概略図である。Ｙ１〜Ｙ３は、ＥＴＢ１１０上に試験的に形成されたイエロートナーのテスト画像である。テスト画像を形成するための画像データは、たとえば、１ドットが１００％の階調、１ドットが０％の階調を繰り返す千鳥格子状（面積比率で５０％階調となる）の画像データである。使用されるテスト画像としては、現像バイアスや帯電バイアス等の濃度パラメータに敏感なものが好ましい。一般に、パターンの空間周波数が高ければ高いほど、これらの濃度パラメータに敏感となる。よって線数が多いパターンが好ましいといえる。また、コントラストが高いほど安定してテスト画像を形成できる。そのため、５０％近傍の面積比率で、高い潜像電位と低い潜像電位とが繰り返すようなパターンがテスト画像としては好ましい。
【００３８】
図６の例では、Ｙ１からＹ３まで、イエローの現像バイアスのＤＣ値を−１５０Ｖ、−２００Ｖ、−２５０Ｖの３段階にそれぞれ設定することで、テスト画像の濃度が順に変化している。同様の現像条件で、マゼンタトナーのテスト画像（Ｍ１〜Ｍ３）、シアントナーのテスト画像（Ｃ１〜Ｃ３）、ブラックトナーのテスト画像（Ｋ１〜Ｋ３）が形成される。
【００３９】
本実施形態では、テスト画像の数を各色ごとに３つとしている。しかしながら、本発明はこれに限定されることはない。一般に、テスト画像の数を増やせば、測定点数が増えることから精度が向上するメリットがある。しかしながら、１色あたりのパラメータの調整に要する時間が長くなるデメリットもある。よって、これらのメリットとデメリットとのトレードオフを考慮して、テスト画像の数を決定すればよいだろう。
【００４０】
また、テスト画像の大きさは、濃度検出センサ１２０から照射される光線のスポット径や、濃度検出センサ１２０の取り付け精度等によるバラツキを考慮して、十分な大きさとすることが望ましい。本実施形態では、１つあたりのテスト画像を２ｃｍ角の正方形としている。テスト画像の間隔は、現像バイアスが変更されてから安定するまでの時間、ＥＴＢ１１０の搬送速度や濃度検出センサ１２０の取り付け精度等のバラツキを考慮して、十分な間隔とすべきであろう。本実施形態では、テスト画像の間隔を１ｃｍとしている。
【００４１】
図７は、所望の濃度を得るための最適な現像バイアスを算出する方法を説明するため図である。図７には、異なる３つの現像バイアスを用いて形成された３つのテスト画像から検出された濃度がプロットされている。この例で、転写ムラの発生がなく、かつ、色再現範囲を満足するときの濃度は１．４である。そこで、濃度が１．４となるように、調整部２１３は、現像バイアスを調整および決定している。
【００４２】
図７によれば、−２００Ｖで形成されたテスト画像の濃度と、−２５０Ｖで形成されたテスト画像の濃度との間に、目標濃度である１．４が存在している。よって、調整部２１３は、検出された２つの濃度間を線形補間し、濃度が１．４となるときの現像バイアスを算出する。図７の例では、このときの現像バイアスは、−２２０Ｖである。
【００４３】
このように複数の異なる現像バイアスを用いてそれぞれ形成されたテスト画像の濃度を検出することで、所望の濃度となるような現像バイアスを取得できる。これにより、環境や消耗度合いに依らず安定した濃度を確保することが可能となる。
【００４４】
＜階調調整＞
図８は、階調調整に用いられるテスト画像の一例を示す図である。図８によれば、Ｙｈ１からＹｈ６にかけて徐々にトナー濃度が濃くなる（印字率が高くなる）６つのテスト画像が配列されている。たとえば、Ｙｈ１は、イエロートナーについて、最も濃度の低いテスト画像を示している。Ｙｈ６は、イエロートナーについて、最も濃度の高いテスト画像を示している。なお、同様にＭｈ１ないしＭｈ６はマゼンタトナーのテスト画像である。また、Ｃｈ１ないしＣｈ６はシアントナーのテスト画像である。Ｋｈ１ないしＫｈ６はブラックトナーのテスト画像である。
【００４５】
図８によれば、各色に対応する画像形成ステーションにより形成されたテスト画像群は、ＥＴＢ１１０上に１直線状に並べられている。濃度検出センサ１２０は、これらのテスト画像のトナー濃度を検出する。そして、調整部２１３は、画像データに対する濃度データの関係式（γ特性）を算出する。調整部２１３は、得られたγ特性の情報をγ補正部２０３に送出する。γ補正部２０３は、受信したγ特性の情報に基づいて、所望のγ特性が得られるようにγ補正テーブルを更新する。
【００４６】
なお、記録材上に再現されるγ特性を予測して補正することが階調調整の目的である。よって、各色のテスト画像を形成するときの濃度パラメータは、転写バイアスを除き、記録材に対して画像を形成するときの濃度パラメータと同一となっていなければならない。逆に、テスト画像の形成に用いられる転写バイアスと通常印刷時の転写バイアスとは異ならせなければならない。これは、記録材上に画像を転写させる場合とＥＴＢ１１０上に画像を転写させる場合とで同様の転写特性を確保するためである。
【００４７】
また、γ特性は、濃度パラメータ（例：帯電バイアス、現像バイアス、露光条件）の影響を強く受けることが知られている。よって、濃度調整によって濃度パラメータが変更されると、γ特性も変化してしまう。したがって、濃度調整を行った後は、引き続き直ちに階調調整を行なうことが好ましい。これは、濃度調整を行った後は、記録材への画像形成を行なうことなく、階調調整を行なうことを意味する。
【００４８】
＜低速モードでの画像制御＞
低速モードでは、感光ドラム１０５、帯電ローラ１０６、現像ローラ１０８、ＥＴＢ１１０等の主要な画像形成に関わる部材の回動速度が、通常モードの回動速度に比して遅くなる。このため、低速モードにおける各種の値が、通常モードの値とは若干異なる。これらの値としては、たとえば、摩擦帯電によりトナーに生じる電位や帯電された部材の電位の減衰特性などある。とりわけ、低速モードにおける現像特性（特にγ特性）が通常モードの現像特性とは異なってしまう。
【００４９】
仮に、通常モードにおける現像特性や階調特性と、低速モードにおける現像特性や階調特性とのそれぞれの差が常に一定であれば、この差を記憶しておくことで容易に各特性を補正できよう。しかしながら、温度や湿度などの環境パラメータや各画像形成ステーションの使用度合いによって、通常モードの特性と低速モードの特性との差（相関関係）が一定とならない。このような理由から、通常モードだけでなく、低速モードにおいても個別に画像制御が必要となる。すなわち、低速モードと通常モードとで、それぞれ固有の濃度や階調のパラメータ（画像形成条件やγ補正データ）を用意することが好ましい。
【００５０】
低速モードでの画像制御では、低速モードでテスト画像がＥＴＢ１１０上に形成され、かつ、低速モードでテスト画像の濃度が検出される。なお、テスト画像として用いられるパターンは、低速モードの特性に合わせて通常モードのパターンとは異ならせてもよい。しかしながら、シーケンスを単純化するために、双方のテスト画像のパターンが同一であってもよい。本実施形態では、双方のモードで同一のパターンが使用されるものとする。
【００５１】
図３において説明したように、テスト画像の濃度を計測する際は、テスト画像を形成する位置（下地）のＥＴＢ反射光量を予め測る必要がある。これは、下地の反射光量が測定基準となるためである。よって、濃度検出センサ１２０は、ＥＴＢ１１０の１周目で下地からの反射光量を測定し、２周目でテスト画像の濃度を測定することが好ましい。
【００５２】
なお、ＥＴＢ１１０を２周させる間は、ＥＴＢ１１０の搬送速度を一定とすることが好ましい。もし、１周目と２週目とで搬送速度を切り替えてしまうと、１周目に検出された下地の位置と２周目に検出されるテスト画像の濃度の位置とを一致させることが困難となる。その結果、検出精度が悪化してしまう。よって、ＥＴＢ１１０を２周させる間は、低速モードを維持することが好ましい。
【００５３】
このように、低速モード下で画像制御に費やされる時間は、通常モード下で画像制御に費やされる時間よりも増加することになる。よって、冒頭でも説明したように、通常モードでの画像制御と低速モードでの画像制御とを、毎回、実行することは、ダウンタイムの増加になるため好ましくない。
【００５４】
［比較例］
図９は、比較例における画像制御のフローチャートである。比較例の画像制御では、通常モードの画像制御と低速モードの画像制御との双方が毎回実行される。
【００５５】
ステップＳ９０１において、エンジンコントローラ２１０の主制御部２１２は、動作モードを通常モードに設定する。また、主制御部２１２は、調整部２１３を起動する。ステップＳ９０２において、調整部２１３は、通常モード下で濃度調整を実行する。ステップＳ９０３において、エンジンコントローラ２１０は、通常モード下で階調調整を実行する。この際に、調整部２１３は、検出された濃度のデータを画像形成コントローラ２００に返す。γ補正部２０３は、受信した濃度のデータに基づいて、通常モード用のγ補正テーブル２０５を更新する。
【００５６】
ステップＳ９０４において、主制御部２１２は、動作モードを低速モードに切り替える。これにより、搬送制御回路２１６は、プロセススピードを低下させる。ステップＳ９０５において、調整部２１３は、低速モード下で濃度調整を実行する。ステップＳ９０３において、調整部２１３は、低速モード下で階調調整を実行する。この際に、調整部２１３は、検出された濃度のデータを画像形成コントローラ２００に返す。γ補正部２０３は、受信した濃度のデータに基づいて、通常モード用のγ補正テーブル２０５を更新する。
【００５７】
このような比較例について実験を行なった。この実験では、感光ドラム１０５の帯電電位を−５００Ｖに固定している。また、ＹＭＣＫの各トナーについて、それぞれ異なる現像ＤＣバイアス（−１５０Ｖ、−２００Ｖ、−２５０Ｖ）を用いて３つのテスト画像が形成された。テスト画像としては、上述した濃度１００％のドットと０％の濃度とが繰り返される千鳥格子パターンが使用された。このような条件下で、濃度が１．４となるような現像バイアスが算出された。また、階調調整に関しては、濃度が５，１０，２０，３０，４０，７０％となる６種類のテスト画像がトナーごとに用いられた。なお、低速モードについては、濃度が１．４５となるような現像バイアスが算出された。
【００５８】
画像形成装置１００は、気温２３℃、湿度５０％の環境下で、約５０００枚の画像形成を実行した。また、画像形成装置１００は、１日あたり約５００枚を連続して画像形成した後、翌日まで電源がオフにされた。このような、サイクルが１０日間繰り返えされた。
【００５９】
また、画像制御を行なう前に通常モードで普通紙に、低速モードで光沢紙にそれぞれ写真画像が形成された。また、画像制御を行なわれた後で、同様に、通常モードで普通紙に、低速モードで光沢紙にそれぞれ写真画像が形成された。
【００６０】
各モードでの画像制御回数と画像制御に費やした時間とを測定した。その結果、通常モードでの画像制御回数は３０回であった。また、低速モードでの画像制御回数も３０回であった。画像制御に費やされた時間は、トータルで４５分であった。
【００６１】
画像制御の前後で若干の色味変動はあったが、画像制御後の印刷物は普通紙および光沢紙ともに色味が安定していた。また、画像制御後では、文字の飛び散りやライン幅の変動に関しての問題はなかった。
【００６２】
［第１の実施形態］
図１０は、第１の実施形態に係る画像制御を示すフローチャートである。なお、既に説明した箇所には同一の参照符号を付すことにより説明を簡略化する。
【００６３】
ステップＳ９０２において濃度調整が完了すると、ステップＳ１００１に進む。ステップＳ１００１において、主制御部２１２は、記憶部２１４に記憶されている前回調整された濃度パラメータと、今回調整された濃度パラメータとの間に有意な差があるか否かを判定する。濃度パラメータは、たとえば、帯電バイアスと現像バイアスのＤＣ値である。帯電バイアスを一定として画像を形成する場合、主制御部２１２は、現像バイアスのＤＣ値のみを比較すればよい。なお、濃度パラメータの代えて、実際に検出された濃度のデータが採用されてもよい。
【００６４】
たとえば、前回の現像バイアスのＤＣ値が−２１８Ｖであり、今回の現像バイアスのＤＣ値が−２２０Ｖであれば、両者の差は２Ｖとなる。たとえば、差が所定値（例：７Ｖ）未満の場合、主制御部２１２は、有意な差ではないと判定する。有意な差でなければ、ステップＳ１００３に進む。ステップＳ１００３において、主制御部２１２は、調整後のパラメータを記憶部２１４に書き込む。これにより、濃度パラメータが更新されることになる。
【００６５】
その後、ステップＳ１００４において、主制御部２１２は、調整部２１３を用いて階調調整を実行する。この階調調整の際には、更新された濃度パラメータが使用されることは言うまでもない。
【００６６】
一方、有意な差があれば、ステップＳ１００２に進み、主制御部２１２は、調整後の濃度パラメータを記憶部２１４に書き込む。その後は、上述したように、ステップＳ９０３ないしＳ９０６が実行される。
【００６７】
第１の実施形態に関して、比較例と同一の条件を用いて実験を行なった。その結果、通常モードでの画像制御回数は３０回であった。また、低速モードでの画像制御回数は８回であった。第１の実施形態では、比較例と比べると、低速モードでの画像制御回数が２２回も減少したことになる。さらに、画像制御に費やされた時間が、２２分も短縮された。なお、このように画像制御に費やされた時間が短縮されたにもかかわらず、色味、文字の飛び散りおよびライン幅に関して品質上の問題が生じなかった。
【００６８】
本実施形態によれば、画像形成装置１００は、複数の動作モードのうち、第１の動作モード下で調整されたパラメータまたは検出された濃度データに応じて、第２の動作モード下でテスト画像の形成、検出およびパラメータの調整を実行させるか否かを制御する。すなわち、第２の動作モード下での画像制御が抑制されるため、画像制御に費やされる時間が短縮されることになる。これにより、ダウンタイムが減少する。さらに、画像制御によって費やされる現像剤の消費量も削減される利点がある。また、画像制御に費やされる時間が短縮されるからといって、画像の品質が劣化することもない。
【００６９】
また、主制御部２１２は、まず、第１の動作モード下で濃度パラメータ（帯電条件や現像条件の少なくともひとつ）を調整部２１３により調整する（Ｓ９０２）。その後、主制御部２１２は、第２の動作モード下でテスト画像の形成、検出およびパラメータの調整を調整部２１３に実行させる（Ｓ９０５、Ｓ９０６）。なお、帯電条件を一定とする場合、調整部２１３は、現像条件だけを調整するだけでよい。そのため、調整処理が簡単なものとなる。
【００７０】
また、主制御部２１２は、第２の動作モード下でテスト画像を形成するときの潜像形成条件（例：露光装置の露光光量）を変化させながら、調整部２１３に階調パラメータの調整を実行させる。すなわち、複数の異なる潜像形成条件ごとにテスト画像が形成され、その濃度が検出されることになる。これにより、階調についてのパラメータを好適に調整できることになる。
【００７１】
また、制御部２１２は、調整部２１３により、第１の動作モード下で濃度パラメータを調整させるとともに、階調パラメータを調整させる。その後、制御部２１２は、第１の動作モードから第２の動作モードへと切り替える。さらに、主制御部２１２は、調整部２１３により、第２の動作モード下で濃度パラメータを調整させるとともに、階調パラメータも調整させる。このように、各モードについての濃度調整と階調調整とを一連の作業とすることで、動作モード（プロセススピード）の切り替えは１回だけで済む利点がある。
【００７２】
一般に、動作モードの切り替えに際して、露光装置１０７におけるポリゴンミラーの回転速度の切り替え、転写ローラへの印加バイアスの自動検出、ショック防止のための現像ローラの離間および当接が必要となる。そのため、相当の準備時間が必要となる。よって、動作モードの切り替えは必要最小限にとどめることが好ましい。本実施形態では、動作モードの切り替えが１回で済むため、非常に好ましいだろう。
【００７３】
また、第１の動作モード下で検出されたテスト画像の濃度データまたは濃度パラメータを記憶部２１４が記憶して保持してもよい。この場合、主制御部２１２は、検出された今回の濃度データ（または調整された濃度パラメータの値）と記憶部２１４に記憶されている濃度データとの差が閾値を超える場合、第２の動作モード下でも濃度調整を調整部２１３に実行させる。
【００７４】
このように、主制御部２１２は、第１の動作モード下での濃度データや濃度パラメータの変化に応じて、第２の動作モード下での濃度調整や階調調整の必要性を好適に判定できる。一般に、第１の動作モード下での濃度データや濃度パラメータに有意な変化が見られれば、第２の動作モード下でも濃度データや濃度パラメータにも有意な変化が生じる可能性が高い。よって、濃度データや濃度パラメータを判定の基準とすることは合理的であろう。有意な変化が生じているか否かは、前回の濃度データと今回の濃度データとの差が閾値を超えているか否かによ判定可能である。
【００７５】
なお、第１の動作モードのプロセススピードと第２の動作モードのプロセススピードはどちらが高速であってもよい。ただし、第１の動作モードを相対的に高速な通常モードとすれば、第１の動作モードを低速モードとするよりも、ダウンタイムの短縮効果が高まる。なぜなら、プロセススピードが速ければ速いほど、画像制御に必要となる時間が短縮されるからである。
【００７６】
［第２の実施形態］
図１１は、第２の実施形態に係る画像制御を示すフローチャートである。なお、既に説明した箇所には同一の参照符号を付すことにより説明を簡略化する。
【００７７】
図１０と比較すると、ステップＳ９０３とＳ９０４との間にステップＳ１１０１が追加されている。ステップＳ１１０１において、調整部２１３は、濃度検出センサ１２０により検出された各色ごとの濃度データを記憶部２１４に記憶する。ここでは、この階調（印字率）の異なるテスト画像についての各濃度データが階調パラメータに相当する。この濃度データは、テスト画像ごとに記憶される。たとえば、４色のトナーのそれぞれについて、濃度の異なる６つのテスト画像を形成する場合、全部で２４個の濃度データが記憶部２１４に記憶される。また、図１０と比較すると、ステップＳ１００４以降に、ステップＳ１１０２ないしＳ１１０６が追加されている。このように、階調パラメータを記憶部２１４に保持するのは、前回の階調パラメータと今回の階調パラメータとの間に有意な差があるか否かを判定するためである。この差が閾値を超えていれば、有意な差があることになろう。通常モード下での階調パラメータに有意な差が生じていれば、一般には、低速モード下での階調調整が必要となるからである。
【００７８】
ステップＳ１１０２において、主制御部２１２は、ステップＳ１００４で今回取得された階調パラメータと、記憶部２１４に記憶されている前回の階調パラメータとに有意な差がある否かを判定する。
【００７９】
たとえば、印字率が３０％未満の３つのテスト画像についての前回と今回の濃度の変化が平均で０．０５以上であれば、主制御部２１２は、有意な差があると判定する。あるいは、印字率が３０％以上の３つのテスト画像についての前回と今回の濃度の変化が平均で０．１０以上であれば、有意な差があると判定する。なお、これらの閾値は、画像形成装置の種類に応じて経験的に決定されることが望ましい。有意な差がなければ、ステップＳ１１０６に進み、調整部２１３は、濃度検出センサ１２０により検出された階調パラメータを記憶部２１４に記憶する。
【００８０】
一方、有意な差があれば、ステップＳ１１０３に進み、調整部２１３は、濃度検出センサ１２０により検出された階調パラメータを記憶部２１４に記憶する。ステップＳ１１０４において、主制御部２１２は、動作モードを低速モードに切り替える。ステップＳ１１０５において、主制御部２１２は、調整部２１３を用い、低速モード下で階調調整を実行する。
【００８１】
第２の実施形態に係る画像制御の効果を確かめるべく実験を行なった。実験環境は、温度が１７℃ないし２５℃で任意に変化し、湿度が４０％ないし７０％で任意に変化する環境であった。その他の条件は、比較例と同一の条件を採用した。
【００８２】
実験した結果、通常モードでの画像制御回数は３０回であった。また、低速モードでの濃度調整回数１２回であった。また、低速モードでの階調調整の回数は１８回であった。比較例に対して、低速モードでの濃度調整回数が１８回削減された。また、低速モードでの階調調整の回数は１２回削減された。さらに、画像制御に費やされたトータルの時間は、３０分であった。よって、比較例に対して、１５分短縮されたことになる。なお、このように画像制御に費やされた時間が短縮されたにもかかわらず、色味、文字の飛び散りおよびライン幅に関して品質上の問題が生じなかった。
【００８３】
本実施形態によれば、さらに、前回の階調パラメータと今回の階調パラメータとに有意な差がなければ、第２の動作モード下での階調調整を省略できる利点がある。とりわけ、本実施形態によれば、環境パラメータ（例：温度や湿度）が安定していないような厳しい環境下であっても、画像形成装置１００の画質を維持することができる。
【００８４】
［第３の実施形態］
図１２は、第３の実施形態に係る画像制御を示すフローチャートである。この例では、環境センサにより取得された環境パラメータに応じて濃度パラメータを決定するものとする。
【００８５】
ステップＳ１２０１において、主制御部２１２は、環境センサ２１７により画像形成装置１００が設定されている周囲環境についての環境パラメータを取得する。環境パラメータは、たとえば、温度や湿度などである。
【００８６】
ステップＳ１２０２において、主制御部２１２は、記憶部２１４に記憶されている参照テーブルを用いて、取得した環境パラメータに対応する濃度パラメータを決定する。たとえば、検出された温度が２３℃であり、湿度が５０％であった場合、参照テーブルにより、現像バイアスが−２２０Ｖに決定される。
【００８７】
ステップＳ１２０３において、主制御部２１２は、動作モードを通常モードに設定する。ステップＳ１２０４において、主制御部２１２は、調整部２１３を用いて、通常モード下で階調調整を実行する。このときの、濃度パラメータは、ステップＳ１２０２において決定された濃度パラメータが使用される。調整部２１３は、濃度検出センサ１２０により検出された階調パラメータ（複数の濃度データ）をγ補正部２０３に送出する。γ補正部２０３は、受信した階調パラメータに応じて、通常モード用のγ補正テーブル２０５を更新する。
【００８８】
ステップＳ１２０５において、主制御部２１２は、今回の階調パラメータまたは今回の環境パラメータ（もしくは濃度パラメータ）の少なくとも一方に有意な差があるか否かを判定する。すなわち、主制御部２１２は、低速モード下での画像制御が必要か否かを判定する。有意な差が否かは、閾値との比較により判定される。
【００８９】
たとえば、印字率が３０％未満の３つのテスト画像についての前回と今回の濃度の変化が平均で０．０５以上であれば、主制御部２１２は、有意な差があると判定する。あるいは、印字率が３０％以上の３つのテスト画像についての前回と今回の濃度の変化が平均で０．１０以上であれば、有意な差があると判定する。あるいは、前回の画像制御を実行したときの環境パラメータと、今回の環境パラメータとの差が閾値を超えるか否かが判定されてもよい。あるいは、前回の画像形成条件と今回の決定された画像形成条件との差が閾値を超えるか否かが判定されてもよい。たとえば、前回の現像バイアスと今回の現像バイアスとの差が７Ｖを超える場合は、有意な差が有ると判定される。
【００９０】
有意な差があれば、ステップＳ１２０６に進み、主制御部２１２は、今回の濃度パラメータを記憶部２１４に書き込む。その後は、上述したステップＳ１１０３ないしＳ１１０５を実行する。
【００９１】
一方、有意な差がなければ、ステップＳ１２０７に進み、主制御部２１２は、今回の濃度パラメータを記憶部２１４に書き込む。その後は、上述したステップＳ１１０６を実行する。
【００９２】
第３の実施形態に係る画像制御の効果を確かめるべく実験を行なった。実験環境は、温度が１７℃ないし２５℃で任意に変化し、湿度が４０％ないし７０％で任意に変化する環境であった。その他の条件は、比較例と同一の条件を採用した。
【００９３】
実験した結果、通常モードでの階調調整回数は、３０回であった。また、低速モードでの濃度調整回数は、１８回であった。比較例に対して、低速モードでの階調調整の回数は１２回も削減された。さらに、画像制御に費やされたトータルの時間は、１７分であった。よって、比較例に対して、２８分も短縮されたことになる。なお、このように画像制御に費やされた時間が短縮されたにもかかわらず、色味、文字の飛び散りおよびライン幅に関して品質上の問題が生じなかった。
【００９４】
本実施形態によれば、環境センサ２１７により検出された環境パラメータに応じて、調整部２１３は、濃度パラメータを決定できる。この場合、調整部２１２は、濃度パラメータを決定するためにテスト画像を形成する必要がないため、ダウンタイムがさらに短縮されよう。また、画像制御にともなう現像剤の消費も削減されよう。
【００９５】
［他の実施形態］
上述した実施形態では、静電吸着搬送ベルトを用いるカラー画像形成装置が一例として採用されている。しかし本発明は、これに限定されることはない。たとえば、中間転写体上に感光体上のトナー像を１次転写した後で、このトナー像を記録材上に２次転写するカラー画像形成装置にも、本発明は好適に採用できる。この場合、中間転写体上に形成されたテスト画像の濃度が濃度検出センサによって検出されることになる。
【００９６】
また、プロセススピードの変更に伴い、解像度やハーフトーン線数が異なるような複数の動作モードを有する画像形成装置にも、本発明は好適に適用可能である。たとえば、通常モードでは、通常のプロセススピードで低解像度の画像が形成される。一方、低速モードでは、相対的に低速プロセススピードで、高解像度の画像が形成される。
【００９７】
上述の実施形態で、調整部２１３は、濃度調整の際に、現像バイアスのＤＣ値を調整したが、調整部２１３は、他の画像形成パラメータを調整しても構わない。たとえば、テスト画像ごとに、帯電バイアス、転写バイアスまたはその他の画像形成に関わる高圧の値を変化させてもよい。
【００９８】
上述の実施形態では、光学式の濃度検出センサ１２０が採用されていたが、本発明はセンサの検出方式に左右されることはない。また、濃度データについては、反射光量に基づくトナーの付着量だけでなく、トナー重量そのものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】実施形態に係る制御部を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る濃度検出センサの一例を説明するための図である。
【図４】ＥＴＢ上に試験的に形成されたテスト画像のトナー付着量と反射光量との関係を示す図である。
【図５】反射光量と濃度との相関関係の一例を示す図である。
【図６】ＥＴＢを周方向に展開した概略図である。
【図７】所望の濃度を得るための最適な現像バイアスを算出する方法を説明するため図である。
【図８】階調調整に用いられるテスト画像の一例を示す図である。
【図９】比較例における画像制御のフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係る画像制御を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態に係る画像制御を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態に係る画像制御を示すフローチャートである。
【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７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007178928.tif 000011
【図１２】
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【図６】
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【図８】
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