(57)【要約】      （修正有）【課題】濃度安定化制御が実行されている間に温度や湿度などの環境条件が変化しても、高精度に画像の濃度を補正できる画像形成装置を提供する。【解決手段】環境センサ１１６と、濃度センサ２００と、シートに画像を形成するステーションと、湿度に応じたレーザパワーＬＰＷ０に基づいてシート上に形成された測定用画像の濃度センサ２００の測定結果に基づいて補正係数αを決定するパスカルゲイン決定部８０３と、湿度と補正係数αとに基づいてレーザパワーＬＰＷ２を決定すると共にレーザパワーＬＰＷ２に基づいてシート上に形成された測定用画像の濃度センサ２００の測定結果に基づいて階調補正テーブルを生成するγＬＵＴ生成部８０４とを有する。【選択図】図２
2017032720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを変換条件に基づいて変換する変換手段と、
感光体と、前記感光体を帯電する帯電部と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記帯電された前記感光体を露光する露光部と、前記静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、を有し、前記変換手段により変換された前記画像データに基づいてシートに画像を形成する画像形成手段と、
環境を測定するセンサと、前記センサにより測定された前記環境から前記露光部の露光条件を決定するための条件制御情報に基づき、前記露光条件を決定する第１決定手段と、
前記画像形成手段により前記シートに形成された測定用画像を測定する測定手段と、
前記センサによって第１の環境を測定し、前記第１決定手段に、前記条件制御情報に基づいて前記第１の環境に対応する第１露光条件を決定させ、前記画像形成手段に、前記第１露光条件に基づいて前記シートに第１測定用画像を形成させ、前記測定手段による前記第１測定用画像の測定結果に基づいて、基準露光条件を決定する第２決定手段と、
前記第２決定手段により決定された前記基準露光条件と、前記第１決定手段により決定された前記第１露光条件とに基づいて、前記条件制御情報を補正する補正データを決定する第３決定手段と、
前記測定手段により前記第１測定用画像が測定された後に、前記センサによって第２の環境を測定し、前記第１決定手段に、前記第３決定手段により決定された前記補正データに基づいて補正された前記条件制御情報に基づいて前記第２の環境に対応する第２露光条件を決定させ、前記画像形成手段に、前記第２露光条件に基づいて前記シートに第２測定用画像を形成させ、前記測定手段による前記第２測定用画像の測定結果に基づいて、前記変換条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成手段は、前記第１測定用画像を形成する場合、前記第１の環境に対応する前記帯電部の帯電条件、前記第１の環境に対応する前記現像部の現像条件、及び、前記第１露光条件に基づいて制御され、
前記画像形成手段は、前記第２測定用画像を形成する場合、前記第１の環境に対応する前記帯電部の帯電条件、前記第１の環境に対応する前記現像部の現像条件、及び、前記第２露光条件に基づいて制御され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】
前記第３決定手段は、前記第１露光条件と前記基準露光条件との比に基づいて前記補正データを決定す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】
前記画像形成手段により前記感光体に形成された測定用潜像の電位を測定する電位センサをさらに有し、
前記第２決定手段は、前記画像形成手段に、前記測定用潜像を形成させ、前記電位センサにより前記測定用潜像の電位を測定し、前記電位センサの測定結果と前記第１の環境とに基づいて前記第１露光条件を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記画像形成手段に、他の測定用潜像を形成させ、前記電位センサにより前記他の測定用潜像の電位を測定し、前記他の静電潜像の測定結果、前記第２の環境、及び、前記補正された前記条件制御情報に基づいて前記第２露光条件を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記露光条件は、前記露光部が前記感光体を露光する光の強度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記帯電条件は、前記帯電部が前記感光体を帯電するために前記帯電部に印加される帯電バイアスであ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８】
前記現像条件は、前記現像部が前記静電潜像を現像するために前記現像部に印加される現像バイアスであ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９】
前記画像形成手段が前記画像データに基づいて画像を形成する場合、前記露光部は前記第２の露光条件に基づいて制御されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
画像形成装置によって形成される画像の濃度安定化制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体を帯電する帯電器、感光体に静電潜像を形成するためにレーザ光によって感光体を露光する露光装置、静電潜像を現像する現像器を有する。現像器が現像剤を用いて静電潜像を現像することによって画像が顕像化される。画像形成装置は更に転写装置と定着器とを有する。転写装置は感光体上の画像をシートに転写する。そして、定着器がシート上の画像を当該シートに定着させる。これにより、シート上に画像が形成される。
【０００３】
画像形成装置によってシートに形成された画像の濃度を調整するため、画像形成装置は濃度安定化制御を実行する。濃度安定化制御は、最大濃度を補償するための最大濃度調整制御と、画像形成装置によって形成される中間調の画像の濃度を目標濃度に補正するための階調調整制御とを含む。
【０００４】
最大濃度調整制御では、最大濃度を補償するために帯電条件、現像条件、露光条件などが補正される。階調調整制御では、画像形成装置の階調特性が理想的な階調特性となるように、入力された画像データを変換するための変換条件が補正される。
【０００５】
特許文献１に記載の画像形成装置は、最大濃度調整制御を実行して最大濃度の画像を形成するための帯電条件、現像条件、及び露光条件を決定し、階調調整制御を実行して画像形成装置の階調特性を理想的な階調特性に補正するための変換条件を生成する。この画像形成装置は、最大濃度調整制御が実行されたときの環境情報に適した帯電条件と現像条件とを決定し、露光条件が異なる複数の測定用画像をシート上に形成し、リーダによって読み取られた複数の測定用画像の測定結果に基づいて露光条件を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−７５０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、濃度安定化制御が実行されている間に温度や湿度などの環境条件が変化してした場合には高精度に画像の濃度を補正できない可能性がある。つまり、最大濃度調整制御が実行されたときの環境条件に適した帯電条件、現像条件、及び露光条件が、階調調整制御を実行されたときの環境条件に適した帯電条件、現像条件、及び露光条件と異なっている可能性があった。そのため、濃度安定化制御が実行されたにも拘らず、最大濃度を補正できない可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、濃度安定化制御中に環境条件が変化した場合であっても高精度に画像の濃度を調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、画像データを変換条件に基づいて変換する変換手段と、感光体と、前記感光体を帯電する帯電部と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記帯電された前記感光体を露光する露光部と、前記静電潜像をトナーを用いて現像する現像部と、を有し、前記変換手段により変換された前記画像データに基づいてシートに画像を形成する画像形成手段と、環境を測定するセンサと、前記センサにより測定された前記環境から前記露光部の露光条件を決定するための条件制御情報に基づき、前記露光条件を決定する第１決定手段と、前記画像形成手段により前記シートに形成された測定用画像を測定する測定手段と、前記センサによって第１の環境を測定し、前記第１決定手段に、前記条件制御情報に基づいて前記第１の環境に対応する第１露光条件を決定させ、前記画像形成手段に、前記第１露光条件に基づいて前記シートに第１測定用画像を形成させ、前記測定手段による前記第１測定用画像の測定結果に基づいて、基準露光条件を決定する第２決定手段と、前記第２決定手段により決定された前記基準露光条件と、前記第１決定手段により決定された前記第１露光条件とに基づいて、前記条件制御情報を補正する補正データを決定する第３決定手段と、前記測定手段により前記第１測定用画像が測定された後に、前記センサによって第２の環境を測定し、前記第１決定手段に、前記第３決定手段により決定された前記補正データに基づいて補正された前記条件制御情報に基づいて前記第２の環境に対応する第２露光条件を決定させ、前記画像形成手段に、前記第２露光条件に基づいて前記シートに第２測定用画像を形成させ、前記測定手段による前記第２測定用画像の測定結果に基づいて、前記変換条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、濃度安定化制御中に環境条件が変化した場合であっても高精度に画像の濃度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の概略断面図
【図２】画像形成装置の制御ブロック図
【図３】濃度安定化制御のフローチャート図
【図４】電位制御のフローチャート図
【図５】測定用潜像の模式図と、電位とレーザパワーとの対応関係を示した図
【図６】最大濃度調整制御のフローチャート図
【図７】テストチャートＡの模式図と、レーザパワーとテストチャートＡの濃度との対応関係を示した図
【図８】階調調整制御のフローチャート図
【図９】テストチャートＢの模式図と、画像信号とテストチャートＢの濃度との対応関係を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（画像形成装置の構成）
画像形成装置を図１に基づいて説明する。画像形成装置１００は、色成分毎の画像を形成する４つのステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３を有する。ステーション１２０はイエローの画像を形成し、ステーション１２１はマゼンタの画像を形成し、ステーション１２２はシアンの画像を形成し、ステーション１２３はブラックの画像を形成する。ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３は、トナーを用いて画像を形成する画像形成手段である。
【００１３】
各ステーションは同一の構成であるので、以下ではイエローの画像を形成するステーション１２０の構成について説明する。感光ドラム１０５は、表面に感光層を有する感光体であり、帯電器１１１により帯電される。画像データに基づいて制御された露光装置１０８のレーザが感光ドラム１０５を走査することによって、感光ドラム１０５には静電潜像が形成される。現像器１１２は、トナーと、磁性を有するキャリアとを含む現像剤を用いて静電潜像を現像してトナー像を形成する。感光ドラム１０５上のトナー像は、中間転写ベルト１０６上に転写される。感光ドラム１０５には、感光ドラム１０５の表面電位を計測する電位センサ１１５が配置されている。また、ステーション１２３には、画像形成装置１００内の湿度を検知するための環境センサ１１６が配置されている。
【００１４】
帯電器１１１は感光ドラム１０５を帯電する帯電部として機能し、露光装置１０８は、静電潜像を形成するために感光ドラム１０５を露光する露光部として機能し、現像器１１２は静電潜像をトナーを用いて現像する現像部として機能する。
【００１５】
続いて、収容庫１１３に収容されたシート１１０は、中間転写ベルト１０６に担持されたトナー像とタイミングが合うように、転写ローラ１１４へ向けて搬送される。転写ローラ１１４は、転写ローラ１１４に転写電圧が印加され、中間転写ベルト１０６に担持されたトナー像をシート１１０に転写する。そして、トナー像が転写されたシート１１０は定着器１５０、及び１６０へと搬送される。
【００１６】
定着器１５０、及び１６０は、シート１１０に転写されたトナー像を加熱および加圧してシート１１０に定着させる。定着器１５０は、シート１１０に熱を加えるための定着ローラ１５１、シート１１０を定着ローラ１５１に圧接させるための加圧ベルト１５２、シート１１０が定着器１５０の定着位置を通過したことを検知するためのセンサ１５３を備える。定着ローラ１５１は、内部にヒータを有している。定着器１６０は、定着器１５０よりもシート１１０の搬送方向で下流に配置されている。定着器１６０は、定着器１５０を通過したシート１１０上のトナー像に対してグロス（光沢）を付与する。定着器１６０は、ヒータを有する定着ローラ１６１、加圧ローラ１６２、シート１１０が定着器１６０の定着位置を通過したことを検知するためのセンサ１６３を備える。
【００１７】
グロスを付与するモードにおいてシート１１０に画像を定着させる場合や、厚紙などの定着に必要な熱量が大きなシート１１０に画像を定着させる場合には、定着器１５０を通過したシート１１０を定着器１６０へと搬送する。
【００１８】
一方、普通紙や薄紙などのシート１１０に画像を定着させる場合には、定着器１５０を通過したシート１１０は定着器１６０を迂回する搬送経路１３０に沿って搬送される。これによって、薄紙などのシート１１０は定着器１６０へ搬送されることなく、画像形成装置１００から排紙される。
【００１９】
定着器１６０にシート１１０を搬送するか、定着器１６０を迂回してシート１１０を搬送するかは、モータ制御部９１０によって制御されるフラッパ１３１の切り替えにより制御される。
【００２０】
フラッパ１３２は、シート１１０を搬送経路１３５へと誘導するか、外部への搬送経路１３９に誘導するかを切り替える誘導部材である。搬送経路１３５に沿って搬送されたシート１１０反転部１３６へ搬送される。搬送経路１３５に設けられた反転センサ１３７がシート１１０の後端を検出すると、シート１１０の搬送方向が反転される。フラッパ１３２はモータ制御部９１０によって制御される。
【００２１】
また、フラッパ１３３は、シート１１０を両面画像形成用の搬送経路１３８へと誘導するか、搬送経路１３５に誘導するかを切り替える誘導部材である。フラッパ１３３はモータ制御部９１０によって制御される搬送経路１３８に沿って搬送されたシート１１０は再び転写ローラ１１４へと搬送される。なお、両面印刷モードが実行された場合には、シート１１０の第１面に画像が定着された後、当該シート１１０が搬送経路１３６においてスイッチバックされ、搬送経路１３８に沿って転写ローラ１１４へと搬送され、シート１１０の第２面に画像が形成される。
【００２２】
搬送経路１３５には、シート１１０上の測定用画像の濃度を測定する濃度センサ２００が配置されている。濃度センサ２００は、シート１１０の搬送方向に直交する方向に４つ並べて配置されており、４列の測定用画像を検知できる。画像形成装置１００は、操作部１８０、もしくは、外部のコンピュータ９０５から濃度安定化制御の実行が指示された場合には、濃度センサ２００を用いて最大濃度調整制御、階調調整制御を実行する。
【００２３】
フラッパ１３４は、シート１１０を搬送経路１３９に誘導する誘導部材である。例えば、シート１１０をフェイスダウン排紙する場合には、反転部１３６においてスイッチバックされたシートをフラッパ１３４が搬送経路１３９へと誘導する。搬送経路１３９に沿って搬送されたシート１１０は、画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００２４】
（制御部の構成）
画像形成装置１００の制御ブロック図を図２に基づいて説明する。ＣＰＵ９０１は画像形成装置１００の各部を制御する制御回路である。ＲＯＭ９０２は、ＣＰＵ９０１により実行される、後述のフローチャートの各種処理等を実行するために必要な制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ９０３はＣＰＵ９０１が動作するためのシステムワークメモリである。画像形成部１０は、ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３、転写ローラ１１４、定着器１５０、及び、定着器１６０に対応する。
【００２５】
操作部１８０は、ユーザインタフェースの一例である。操作部１８０は、表示部と、キー入力部とを有する。操作部１８０は、表示部やキー入力部を介して、濃度安定化制御の実行を指示する信号などを受け付ける機能を有する。反転センサ１３７は、反転部１３６に搬送されたシート１１０の後端を検知するセンサである。モータ１４０は、搬送経路に設けられ、シート１１０を搬送するために回転するローラ等を駆動させる。
【００２６】
プロセス条件制御部９０６は、帯電器１１１に供給される帯電電位、現像器１１２に供給される現像バイアス、露光装置１０８のレーザの強度（レーザパワー）を制御する。プロセス条件制御部９０６は、環境センサ１１６により取得された環境情報に基づいて、測定用画像や測定用潜像を形成するための帯電電位と現像バイアスとを設定する。ここで、環境情報は、例えば、画像形成装置１００の内部の湿度とした。しかし、環境情報は、例えば、画像形成装置１００の内部の温度であってもよく、或いは、画像形成装置１００の内部の温度と湿度の両方であってもよい。
【００２７】
プロセス条件制御部９０６は、実験によって予め決定された、湿度と帯電電位、及び現像バイアスとの対応関係のデータを参照することによって、現在の環境条件に適した帯電条件と現像条件とを決定する。
【００２８】
階調補正部９０７は、外部装置としてのコンピュータ９０５から外部Ｉ／Ｆ９０４を介して入力された画像データに種々の画像処理を施して、画像データを変換する。階調補正部９０７は、画像形成装置１００の階調特性が理想的な階調特性となるように、階調補正テーブル（γＬＵＴ）に基づいて画像データを変換する。階調補正部９０７は、ＡＳＩＣなどの集積回路によって実現されてもよく、或いは、ＣＰＵ９０１が予め記憶されたプログラムに基づいて画像データを変換することによって実現されてもよい。
【００２９】
階調補正部９０７により変換された画像データは画像形成部１０に入力される。画像形成部１０は、階調補正部９０７により変換された画像データに基づく画像をシート１１０上に形成する。
【００３０】
パターンジェネレータ９０８は、最大濃度調整制御においてシート１１０上に形成される測定用画像用の測定用画像データＰＡと、階調調整制御においてシート１１０上に形成される測定用画像用の測定用画像データＰＢとを出力する。また、測定用潜像を形成するための測定用潜像データも出力する。画像形成部１０は、パターンジェネレータ９０８から出力された測定用画像データＰＡに基づいてテストチャートＡ（図７（ａ））を印刷する。また、画像形成部１０は、パターンジェネレータ９０８から出力された測定用画像データＰＢに基づいてテストチャートＢ（図９（ａ））を印刷する。
【００３１】
目標電位決定部８０１は、環境センサ１１６により取得された環境情報に基づいて、測定用潜像の電位の目標値を決定する。なお、環境情報は、例えば、画像形成装置１００の内部の湿度とした。さらに、目標電位決定部８０１は、最大濃度調整制御が実行された後、パスカルゲイン決定部８０３により決定された係数に基づいて電位の目標値を補正する。電位の目標値を補正する処理は電位制御において説明する。
【００３２】
ＬＰＷ決定部８０２は、電位制御が実行された場合には、電位センサ１１５により測定された測定用潜像の電位に基づいて露光装置１０８のレーザの強度（レーザパワー）を決定する。一方、ＬＰＷ決定部８０２は、最大濃度調整制御が実行された場合には、濃度センサ２００により測定されたテストチャートＡの濃度に基づいて、最大濃度を補償するためのレーザパワーを決定する。
【００３３】
パスカルゲイン決定部８０３は、測定用潜像の電位が目標値となるレーザパワーと、最大濃度調整制御においてＬＰＷ決定部８０２が決定したレーザパワーとの比率から係数を決定する。パスカルゲイン決定部８０３が係数を決定する処理については、電位制御の説明において詳細を説明する。
【００３４】
γＬＵＴ生成部８０４は、濃度センサ２００により測定されたテストパターンＢの濃度と、テストパターンＢの目標濃度とに基づいて階調補正テーブル（γＬＵＴ）を生成する。ここで、テストパターンＢの目標濃度は予め決まっている。
【００３５】
（濃度安定化制御）
図３は、画像形成装置１００のＣＰＵ９０１が実行する濃度安定化制御のフローチャートである。操作部１８０、又は、コンピュータ９０５から外部ＩＦ９０４を介して、濃度安定化制御の実行を指示する信号が入力されると、ＣＰＵ９０１は濃度安定化制御の実行を開始する（Ｓ３０１）。
【００３６】
ＣＰＵ９０１は、最大濃度調整制御を実行したかどうかを示す最大濃度調整実行フラグを０に設定する（Ｓ３０２）。最大濃度調整実行フラグが０の場合は、濃度安定化制御を実行中に、最大濃度調整制御を実行していないことを示し、最大濃度調整実行フラグが１の場合は、濃度安定化制御を実行中に、最大濃度調整制御が既に実行されていることを示す。
【００３７】
続いて、ＣＰＵ９０１は、現在の環境において目標濃度の画像を形成するために必要な帯電バイアス、現像バイアス、レーザパワーＬＰＷ０を決定する電位制御を実行する（Ｓ３０３）。ステップＳ３０３の電位制御においては、目標電位決定部８０１が、環境センサ１１６により取得された現在の環境（第１の環境）において、目標濃度の画像を形成するために必要な潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１を予測する。そして、プロセス条件制御部９０６が、画像形成部１０を、環境センサ１１６により取得された現在の環境（第１の環境）に適した帯電電位と現像バイアスとに制御し、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１の静電潜像を形成できるレーザパワーＬＰＷ０を決定する。電位制御の詳細は図４と図５とを用いて後述する。
【００３８】
次いで、ＣＰＵ９０１は、最大濃度調整制御を実行し（Ｓ３０４）、シート１１０上に目標濃度の画像を形成できるレーザパワーＬＰＷ１を決定する。これによって、ＣＰＵ９０１は、シート１１０に目標濃度の画像を形成できるレーザパワーＬＰＷ１と、現在の環境に基づいて予測されたレーザパワーＬＰＷ０との変化率（補正係数α）を求めることができる。なお、最大濃度調整制御は図６と図７を用いて後述する。
【００３９】
続いて、ＣＰＵ９０１は、再度、電位制御を実行し（Ｓ３０５）、目標濃度の画像を形成するために必要なレーザパワーＬＰＷ２を決定する。ステップＳ３０５の電位制御においては、目標電位決定部８０１が、環境センサ１１６により取得された現在の環境（第２の環境）に対応するターゲット潜像コントラスト電位ＶｃｏｎｔＴｇｔを決定する。続いて、目標電位決定部８０１が第２の環境でのターゲット潜像コントラスト電位と補正係数αとに基づいて、シート１１０に目標濃度の画像を形成するために必要な潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２を決定する。そして、プロセス条件制御部９０６が、画像形成部１０を、ステップＳ３０３において決定した帯電電位と現像バイアスとに制御し、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２の静電潜像を形成できるレーザパワーＬＰＷ２を決定する。
【００４０】
ここで、環境条件に基づいて予測されたレーザパワーと、シート上に最大濃度の画像を形成できるレーザパワーとが異なっている場合、現在の環境において目標濃度の画像を形成するためのレーザパワーを補正する必要がある。そのため、ステップＳ３０５の電位制御においては、シート上に目標濃度の画像を形成できるレーザパワーと環境条件に基づいて予測されたレーザパワーとの変化率を維持するために、帯電電位と現像バイアスとは変更せずに、レーザパワーだけを補正する。もし、ステップＳ３０５の電位制御において帯電電位と現像バイアスとを変更してしまうと、実測値と予測値との変化率が補償できず、シート上に目標濃度の画像を形成できるレーザパワーを高精度にシミュレーションできないのである。
【００４１】
次いで、ＣＰＵ９０１は、階調調整制御を実行し（Ｓ３０６）、画像形成装置１００の階調特性を理想的な階調特性に補正するための階調補正テーブル（γＬＵＴ）を生成する。なお、階調調整制御は図８と図９とを用いて後述する。ＣＰＵ９０１は、最大濃度調整実行フラグを０に設定し（Ｓ３０７）、濃度安定化制御を終了する。
【００４２】
（電位制御）
電位制御について図４と図５を用いて説明する。図４は、ＣＰＵ９０１が実行する電位制御のフローチャート図である。
【００４３】
電位制御が実行された場合、ＣＰＵ９０１は、最大濃度調整実行フラグが０かどうかを判定する（Ｓ４０１）。つまり、ＣＰＵ９０１は、濃度調整制御において最大濃度調整制御が既に実行されたか否かを判定する。ステップＳ４０１において、最大濃度調整制御が未だ実行されていない場合、最大濃度調整実行フラグは０である。ＣＰＵ９０１は、最大濃度調整実行フラグが０である場合、環境センサ１１６により取得された環境情報から、環境区分テーブル（表１）を参照して環境区分を決定する（Ｓ４０２）。ここで、環境情報は、例えば、画像形成装置１００の内部の湿度とする。なお、環境情報は、画像形成装置１００の内部の温度であってもよく、或いは、画像形成装置１００の内部の温度と湿度との両方であってもよい。また、表１に示した環境区分テーブルは、ＲＯＭ９０２に予め記憶されている。
【００４４】
次いで、プロセス条件制御部９０６は、ステップＳ４０２において決定された環境区分から、環境区分と作像条件の関係を示すテーブル（表２）を参照して、帯電電位を決定し（Ｓ４０３）、現像バイアスを決定する（Ｓ４０４）。また、目標電位決定部８０１は、ステップＳ４０２において決定された環境区分から、環境区分と作像条件の関係を示すテーブル（表２）を参照して、目標濃度に対応する潜像コントラスト電位を決定する（Ｓ４０５）。
【００４５】
【表１】
2017032720.tif 000003
【００４６】
【表２】
2017032720.tif 000004
【００４７】
例えば、湿度が３０％の場合、環境区分４が決定され、帯電電位、現像バイアス、及び潜像コントラスト電位は以下のように決定される。
帯電電位：７５０Ｖ
現像バイアス：６００Ｖ
潜像コントラスト電位：２２０Ｖ
ＣＰＵ９０１は、Ｓ４０５で決定した潜像コントラスト電位と、前回の最大濃度調整制御において決定された補正係数αとを用いて、ターゲット潜像コントラスト電位ＶｃｏｎｔＴｇｔを算出する（Ｓ４０６）。ＶｃｏｎｔＴｇｔは以下の式１を用いて算出される。
ＶｃｏｎｔＴｇｔ＝環境潜像コントラスト×α    …（式１）
ステップＳ４０２からステップＳ４０６において、表１、表２、及び式１は、条件制御情報に相当する。なお、ステップＳ３０３の電位制御においては、補正係数αは初期値（α＝１）を用いてターゲット潜像コントラスト電位ＶｃｏｎｔＴｇｔを算出する。
【００４８】
一方、ステップＳ３０５の電位制御においては、補正係数αは式２に基づいて算出される。
α＝（シート上の画像が最大濃度となるレーザパワー）／（環境潜像コントラスト）      …（式２）
なお、ステップＳ３０３において決定されたターゲット潜像コントラスト電位ＶｃｏｎｔＴｇｔは潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１と称す。さらに、ステップＳ３０５において決定されたターゲット潜像コントラスト電位ＶｃｏｎｔＴｇｔは潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２と称す。
【００４９】
また、ステップＳ３０３の電位制御において決定されるターゲット潜像コントラスト電位と、ステップＳ３０５の電位制御において決定されるターゲット潜像コントラスト電位とは異なる可能性がある。例えば、最大濃度調整制御が実行され、定着器１５０、及び１６０のヒータが発熱することによって、画像形成装置１００の内部の温度が急激に上昇することに伴って内部の湿度が低下するからである。
【００５０】
続いて、ＣＰＵ９０１は、画像形成部１０を制御し、レーザパワーを段階的に変更して測定用潜像を感光ドラム１０５に形成し、電位センサ１１５を用いて感光ドラム１０５上の測定用潜像の電位を測定する（Ｓ４０７）。
【００５１】
図５（ａ）は、電位制御において感光ドラム１０５に形成される測定用潜像Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、及びＥ５の模式図である。図中、実線の矢印方向は感光ドラム１０５の回転方向を示し、破線の矢印方向は電位センサ１１５の測定位置を示す。また、図５（ｂ）は、電位センサ１１５により測定された測定用潜像の電位と、測定用潜像を形成したときのレーザパワーとの対応関係を示す図である。
【００５２】
ステップＳ３０３の電位制御において、ＬＰＷ決定部８０２は、ステップＳ４０６において決定された潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１となるレーザパワーＬＰＷ０を算出する（Ｓ４０８）。ステップＳ４０８において、ＬＰＷ決定部８０２は、測定用潜像の電位を線形補間することによって、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１となるレーザパワーＬＰＷ０を決定する。レーザパワーＬＰＷ０は、第１の露光条件に相当する。
【００５３】
また、ステップＳ４０１において、最大濃度調整実行フラグが１である場合、ＣＰＵ９０１は、環境区分を変更せずにステップＳ４０３へ移行する。つまり、最大濃度調整制御が実行された後に実行されるステップＳ３０５の電位制御である場合には、以下のように制御される。ステップＳ３０５の電位制御においては、帯電電位と現像バイアスとが変更されない。最大濃度調整制御を実行した後のステップＳ３０５の電位制御において、帯電電位と現像バイアスとを変更してしまうと、最大濃度を補償できない可能性がある。そのため、最大濃度調整制御が実行された後のステップＳ３０５の電位制御においては、帯電電位と現像バイアスは変更されずに、レーザパワーだけが変更される。
【００５４】
そして、ステップＳ４０７において、ＣＰＵ９０１は、画像形成部１０を制御し、レーザパワーを段階的に変更して測定用潜像を感光ドラム１０５に形成し、電位センサ１１５を用いて感光ドラム１０５上の測定用潜像の電位を測定する。続いて、ステップＳ４０８において、ＬＰＷ決定部８０２がステップＳ４０６において決定された潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２となるレーザパワーＬＰＷ２を算出する。レーザパワーＬＰＷ２は、第２の露光条件に相当する。
【００５５】
なお、ステップＳ３０５の電位制御においてもステップＳ４０７において測定用潜像を形成する構成としたが、測定用潜像の電位と測定用潜像を形成したときのレーザパワーとの対応関係は変化しないので、測定用潜像を改めて形成する必要はない。この場合、ステップＳ３０３の電位制御において取得された測定用潜像の電位と測定用潜像を形成したときのレーザパワーとの対応関係に基づいて、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２となるレーザパワーＬＰＷ２が算出される構成としてもよい。
【００５６】
ステップＳ３０３の電位制御において決定される潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１は、現在の環境情報において最大濃度の画像を形成できると予測される静電潜像の電位である。最大濃度調整において決定される補正係数αは、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ１となる静電潜像を現像し、シートに形成された画像の濃度が最大濃度に対して変化している変化率を表わしている。
【００５７】
一方、ステップＳ３０５の電位制御において決定される潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２は、シートに最大濃度の画像を形成できる静電潜像の電位に相当する。そして、ステップＳ３０５の電位制御が実行されることによって、感光ドラム１０５上に形成された測定用潜像の電位に基づいて、シート１１０上に形成される画像の最大濃度を補償するレーザパワーＬＰＷ２を高精度に求めることができる。
【００５８】
（最大濃度調整制御）
最大濃度調整制御について図６と図７を用いて説明する。図６は、ＣＰＵ９０１が実行する最大濃度調整制御のフローチャート図である。
【００５９】
最大濃度調整制御が実行された場合、ＣＰＵ９０１は、モータ１４０によってローラを回転駆動させ、収容庫１１３からシート１１０を給紙し（Ｓ６０１）、画像形成部１０を制御してシート１１０上にテストチャートＡを形成する（Ｓ６０２）。画像形成部１０がシート１１０上にテストチャートＡを形成する場合、パターンジェネレータ９０８は測定用画像データＰＡを画像形成部１０に転送する。そして、プロセス条件制御部９０６が帯電電位と現像バイアスとをステップＳ３０３の電位制御において決定された値に制御し、レーザパワーを５段階に替える。プロセス条件制御部９０６は、テストチャートＡを形成する場合、ステップＳ３０３の電位制御において決定されたレーザパワーＬＰＷ０に対して所定値だけ強度を変化させたレーザパワーを用いる。例えば、ＬＰＷ０−１０、ＬＰＷ０−５、ＬＰＷ０、ＬＰＷ０＋５、ＬＰＷ０＋１０の５つのレーザパワーを用いる。これによって、画像形成部１０はシート１１０にテストチャートＡを形成する。
【００６０】
続いて、ＣＰＵ９０１は、濃度センサ２００により、シート１１０上のテストチャートＡの濃度を測定する（Ｓ６０３）。ステップＳ６０３において、ＣＰＵ９０１は、搬送経路に設けられたローラをモータ１４０によって回転駆動させ、テストチャートＡが形成されたシート１１０を搬送経路１３５に沿って搬送させる。そして、シート１１０が反転部１３６へ搬送されて反転センサ１３７によりシート１１０の後端が検知されると、ＣＰＵ９０１は、シート１１０をスイッチバックさせ、搬送経路１３５を介して搬送経路１３９へと搬送させる。反転部１３６においてシート１１０の搬送方向が反転された後、濃度センサ２００が搬送経路１３５に沿って搬送されるシート１１０上のテストチャートＡの濃度を測定する。テストチャートＡの形成されたシート１１０が濃度センサ２００の測定位置を通過した後、テストチャートＡが形成されたシート１１０は搬送経路１３９を通って画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００６１】
図７（ａ）は、最大濃度調整制御において印刷されるテストチャートＡの模式図である。テストチャートＡは、異なるレーザパワーに基づいて形成された５つの測定用画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５を含む。図中、実線の矢印はシート１１０の搬送方向を示し、破線の矢印は濃度センサ２００の測定位置をシート１１０が通過したときの軌跡を示す。
【００６２】
図７（ｂ）は、濃度センサ２００により測定されたテストチャートＡ上の測定用画像Ｐ１〜Ｐ５の濃度と、レーザパワーとの対応関係を示す図である。なお、目標濃度とは、画像形成装置１００により形成される画像の最大濃度の目標値に相当する。ここで、最大濃度の目標値は、例えば、１．６の濃度値とする。
【００６３】
図６の最大濃度調整制御の説明に戻る。ステップＳ６０３においてテストチャートＡの濃度が測定された後、ＬＰＷ決定部８０２が目標濃度となるレーザパワーＬＰＷ１を決定し、パスカルゲイン決定部８０３が補正係数αを算出する（Ｓ６０４）。ステップＳ６０４において、ＬＰＷ決定部８０２は、テストチャートＡに含まれる測定用画像Ｐ１〜Ｐ５の濃度を線形補間し、テストチャートＡの濃度とレーザパワーとの対応関係を示すデータを求める。そして、ＬＰＷ決定部８０２は、テストチャートＡの濃度とレーザパワーとの対応関係を示すデータから、目標濃度となるレーザパワーＬＰＷ１を決定する。さらに、パスカルゲイン決定部８０３は、前述の式２を用いて、補正係数α（α＝ＬＰＷ１／ＬＰＷ０）を算出する。ここで、レーザパワーＬＰＷ１は基準露光条件に相当する。さらに、補正係数αは補正データに相当する。
【００６４】
補正係数αは、シート１１０上のトナーの載り量を調整するための係数である。テストチャートＡの濃度に基づいて、現在の環境に適したレーザパワーＬＰＷ０を用いてシート１１０上に形成される画像の濃度が最大濃度よりも低いと判定された場合には、補正係数αの値が１よりも大きい値になる。補正係数αの値が１よりも大きい値に設定された場合、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２が上昇する。そのため、ステップＳ３０５の電位制御において決定されるレーザパワーＬＰＷ２はステップＳ３０３の電位制御において決定されたレーザパワーＬＰＷ０よりも大きくなる。
【００６５】
一方、テストチャートＡの濃度に基づいて、現在の環境に適したレーザパワーＬＰＷ０を用いてシート１１０上に形成される画像の濃度が最大濃度よりも高いと判定された場合には、補正係数αの値が１よりも小さい値になる。補正係数αの値が１よりも小さい値に設定された場合、潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ２が低下する。そのため、ステップＳ３０５の電位制御において決定されるレーザパワーＬＰＷ２はステップＳ３０３の電位制御において決定されたレーザパワーＬＰＷ０よりも小さくなる。
【００６６】
図６の最大濃度調整制御の説明に戻る。ＣＰＵ９０１は、補正係数αを算出した後、最大濃度調整実行フラグを１に設定し（Ｓ６０５）、最大濃度調整制御を終了させる。
【００６７】
（階調調整制御）
階調調整制御について図８と図９を用いて説明する。図８は、実施形態における画像形成装置１００のＣＰＵ９０１の階調調整制御のフローチャートである。
【００６８】
ＣＰＵ９０１は、モータ１４０によってローラを回転駆動させ、収容庫１１３からシート１１０を給紙し（Ｓ７０１）、画像形成部１０を制御してシート１１０上にテストチャートＢを形成する（Ｓ７０２）。画像形成部１０がシート１１０上にテストチャートＡを形成する場合、パターンジェネレータ９０８は測定用画像データＰＢを画像形成部１０に転送する。そして、プロセス条件制御部９０６が帯電電位と現像バイアスとをステップＳ３０３の電位制御において決定された値に制御し、レーザパワーを５段階に替える。これによって、画像形成部１０はシート１１０にテストチャートＢを形成する。
【００６９】
続いて、ＣＰＵ９０１は、濃度センサ２００により、シート１１０上のテストチャートＢの濃度を測定する（Ｓ７０３）。ステップＳ７０３において、ＣＰＵ９０１は、搬送経路に設けられたローラをモータ１４０によって回転駆動させ、テストチャートＢが形成されたシート１１０を搬送経路１３５に沿って搬送させる。そして、シート１１０が反転部１３６へ搬送されて反転センサ１３７によりシート１１０の後端が検知されると、ＣＰＵ９０１は、シート１１０をスイッチバックさせ、搬送経路１３５を介して搬送経路１３９へと搬送させる。反転部１３６においてシート１１０の搬送方向が反転された後、濃度センサ２００が搬送経路１３５に沿って搬送されるシート１１０上のテストチャートＢの濃度を測定する。テストチャートＢの形成されたシート１１０が濃度センサ２００の測定位置を通過した後、テストチャートＢの形成されたシート１１０は搬送経路１３９を通って画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００７０】
図９（ａ）は、階調調整制御において印刷されるテストチャートＢの模式図である。図中、実線の矢印はシート１１０の搬送方向を示し、破線の矢印は濃度センサ２００の測定位置をシート１１０が通過したときの軌跡を示す。
【００７１】
テストチャートＢは、画像信号値の異なる１０階調の測定用画像Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、及びＱ１０を含む。各測定用画像を形成するための画像信号値は予め決まっており、Ｑ１＞Ｑ２＞Ｑ３＞Ｑ４＞Ｑ５＞Ｑ６＞Ｑ７＞Ｑ８＞Ｑ９＞Ｑ１０の関係を満たす。さらに、画像信号値に対応する目標濃度も予め決まっている。
【００７２】
図８の階調調整制御の説明に戻る。ステップＳ７０３においてテストチャートＢの濃度が測定された後、γＬＵＴ生成部８０４が階調補正テーブルを生成する（Ｓ７０４）。ステップＳ７０４において、γＬＵＴ生成部８０４は、濃度センサ２００により測定されたテストチャートＢの濃度と目標濃度とに基づいて、画像信号値（入力値）を画像信号値（出力値）に変換する階調補正テーブルを生成する。
【００７３】
図９（ｂ）は、濃度センサ２００により測定されたテストチャートＢ上の測定用画像Ｑ１〜Ｑ１０の濃度と、画像信号値との対応関係を示す図である。実線Ｔは画像形成装置１００の階調特性を示している。テストチャートＢ上の測定用画像は１０階調しかないので、画像信号と他の画像信号との間の領域は線形補間によって求める。また、実線Ｒは理想的な階調特性を示している。破線ＬＵＴは画像形成装置１００の階調特性Ｔを理想的な階調特性Ｒに補正するための階調補正テーブルを示す。なお、階調補正テーブルを生成する方法は既知の技術であるので、ここでの説明を省略する。
【００７４】
そして、γＬＵＴ生成部８０４が階調補正テーブルを生成した後、ＣＰＵ９０１は階調調整制御を終了する。
【００７５】
上記説明の電位制御において、測定用潜像は、ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３の各々の感光ドラムに形成される。また、上記説明の最大濃度調整制御において、測定用画像Ｐ１〜Ｐ５は、ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３によって色毎に形成され、１枚のシート１１０に転写、定着される構成としてもよい。同様に、上記説明の階調調整制御においても、測定用画像Ｑ１〜Ｑ１０は、ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３によって色毎に形成され、１枚のシート１１０に転写、定着される構成としてもよい。
【００７６】
また、上記説明の電位制御において、目標電位決定部８０１が環境センサ１１６により測定された環境に対応するターゲット潜像コントラスト電位ＶｃｏｔＴｇｔを決定する。そして、ＬＰＷ決定部８０２が、電位センサ１１５により測定された測定用潜像の電位に基づいて、ターゲット潜像コントラスト電位となるレーザパワーを決定する。
【００７７】
しかしながら、目標電位決定部８０１を用いずに、ＬＰＷ決定部８０２が、環境センサ１１６により測定された環境から、予め記憶されたテーブルを参照することによって環境区分に対応するレーザパワーを決定してもよい。この場合、測定用潜像を形成することなく、補正係数αに基づいて予め記憶されたテーブルを更新すればよい。
【００７８】
本発明によれば、最大濃度制御が実行される前に電位制御が実行され、最大濃度調整制御が実行された後であって、階調調整制御が実行される前に再び電位制御が実行される。これによって、最大濃度調整制御が実行されたときの環境条件と階調調整制御が実行されたときの環境条件とが異なってしまった場合であっても、シートに形成される画像の最大濃度が低下してしまうことを抑制できる。さらに、最大濃度制御が実行される前の電位制御においては、環境条件に基づいて帯電電位と現像バイアスとが決定され、最大濃度調整制御が実行された後であって、階調調整制御が実行される前の電位制御においては、帯電電位と現像バイアスとが変更されない。これによって、電位制御において感光ドラム１０５上に形成される測定用潜像の電位に基づいて、シート上に最大濃度の画像を形成することができるレーザパワーを高精度に決定することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１１６  環境センサ
１２０  ステーション
１２１  ステーション
１２２  ステーション
１２３  ステーション
２００  濃度センサ
８０１  目標電位決定部
８０２  ＬＰＷ決定部
８０３  パスカルゲイン決定部
８０４  γＬＵＴ生成部
９０７  階調補正部
【図１】
2017032720.tif 000005
【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】
2017032720.tif 000011
【図８】
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【図９】
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