JP2002202642A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像濃度の安定性を維持しつつ、トナー消費
を必要最小限に抑えることを可能とした画像形成装置を
提供する。 【解決手段】 濃度検出手段により現像濃度を検出する
ための濃度検出用現像を形成し、前記濃度検出用現像の
濃度を濃度検出手段によって検出し、その検出濃度に基
づいて画像形成条件を設定変更する画像形成条件制御手
段６を備える。この画像形成条件制御手段６は、前記濃
度検出手段によって検出された濃度検出用現像の検出濃
度と所定の参照濃度とを比較しその比較結果に応じた画
像形成条件を設定すると共に、前記比較結果に基づいて
次に実行すべき画像形成条件設定の時期を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、電子
写真方式、静電記録方式等のような静電潜像を形成し、
これを顕像化するような画像形成装置に適用可能であ
り、特に複数の現像装置等を有する種々のカラー複写
機、カラープリンタ等に具現化し得る画像形成装置及び
画像形成方法に関するものである。なお、本明細書にお
いては、多色電子写真装置に適用した場合を例にとり説
明するが、本発明の画像形成装置及び画像形成方法は上
記したように、これに限定されるものではない。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式、特に複数色のカ
ラートナーを用いたカラー複写機等は、濃度階調性を適
正のものとするために、画像信号をエンジンの特性にあ
った信号値に変換するルックアップテーブルを備えてい
る。このルックアップテーブルは、カラー複写機の場
合、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色につ
いてそれぞれ設けられており、それぞれの色毎に画像信
号を最適化することで、高画質なフルカラー画像を出力
できるようにしている。

【０００３】しかしながら、電子写真方式は、周囲の環
境、使用状況等によって、その特性が変化し易く、画像
形成条件を固定した場合には、常に色味の安定した画像
を出力することは難しい。そこで、感光体ドラム上など
にトナーなどの記録剤によって顕像化された画像の濃度
を検出し、その検出情報によって所望の階調特性が得ら
れるように画像形成条件などを制御することが行われて
いる。例えば、ルックアップデーブルを補正したり、静
電潜像を形成する感光体ドラムの帯電条件や現像条件を
変更したりすることが行われている。

【０００４】ここで、上記のような濃度検出手段を有す
る従来の画像形成装置を、電子写真方式のデジタル複写
機を例に採り説明する。図９は、このデジタル複写機の
全体構成例を概略的に示す図である。同機において、図
外の原稿台に載置された原稿Ｍの画像はＣＣＤ１によっ
て読み取られ、得られたアナログ画像信号は増幅器２で
所定のレベルまで増幅され、アナログ／デジタル変換器
（Ａ／Ｄ変換器)３により例えば、８ビット（０〜２５
５階調）のデジタル画像信号に変換される。

【０００５】次にこのデジタル画像信号は、γ変換器
(本例では２５６バイトのデータで構成され、ルックア
ップテーブル方式で濃度変換を行う変換器)５に供給さ
れ、ここでγ補正された後デジタル/アナログ変換器(Ｄ
／Ａ変換器)９に入力される。このＤ／Ａ変換器９で
は、デジタル画像信号は再びアナログ画像信号に変換さ
れてコンパレータ１１の一方の入力に供給される。

【０００６】コンパレータ１１の他方の入力には三角波
発生回路１０から発生される所定周期の三角波信号が供
給されており、上記コンパレータ１１の一方に供給され
たアナログ画像信号はこの三角波信号と比較されパルス
幅変調される。このパルス幅変調された２値化画像信号
は、レーザ駆動回路１２に入力され、レーザダイオード
１３の発光のオン／オフ制御信号として使用される。レ
ーザダイオード１３から放射されたレーザ光は周知のポ
リゴンミラー１４により主走査方向に走査され、fθレ
ンズ１５、及び反射ミラー１６を経て矢印方向に回転し
ている像担持体である感光体ドラム１７上に照射され、
静電潜像を形成することになる。

【０００７】一方、感光体ドラム１７は、露光器１８の
光が照射されて均一に除電された後、一次帯電器１９に
より均一に例えばマイナスに帯電される。その後、上述
したレーザ光の照射を受けて画像信号に応じた静電潜像
が形成される。この静電潜像は現像器２０によって顕像
化されて画像（トナー像）が形成される。このとき現像
器には静電潜像形成条件に応じたＤＣバイアス成分と現
像効率を向上させるためにＡＣバイアス成分が重畳され
印加される。

【０００８】この現像器２０によって感光体ドラム１７
上に形成されたトナー像は、２個のローラ２５，２６間
に張架されて図中の矢印方向に無端駆動される転写材担
待ベルト２７上に保持された転写材２３に転写帯電器２
２の作用によって転写される。また、転写後に感光体ド
ラム１７上に残った残留トナーはその後クリーナ２４で
かき落とされて回収される。なお、説明を簡単にするた
め、ここでは単一の画像形成ステーション(感光体ドラ
ム１７、露光器１８、一次帯電器１９、現像器２０等を
含む)のみを図示するが、カラー画像形成装置の場合に
は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック
の各色に対する画像形成ステーションが配置されてい
る。この場合、各画像形成ステーションは転写材担持ベ
ルト２７上にその移動方向に沿って順次配列したり、あ
るいは回転可能な筐体にイエロー、マゼンタ、シアン、
及びブラックの各色の現像器を配置し、所望の現像器を
感光体ドラム１７に対向させ所望の色の現像を行うよう
にしたりすることが可能である。

【０００９】さらに、濃度制御を行うための濃度検出用
の画像信号によって形成された静電潜像を顕像化するこ
とにより、パッチ状のトナー像（濃度検出用画像（以
下、パッチと称す)）を形成し、パッチの濃度を検出す
る。この濃度検出は、ＬＥＤ等の光源からパッチに光を
照射し、その反射光を光電素子で受光して出力し、その
出力値を濃度変換することによって行う。そして検出し
た濃度情報によってルックアップテーブルを新たに作成
するとか、あるいは補正をするなどの処理を実行し、所
望の階調特性を維持するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにパッチを形成し、その濃度に従って画像形成条件
を決定するようにした多色電子写真装置は、極めて良好
な濃度をもって画像を形成し得る反面、以下のような問
題も発生していた。

【００１１】すなわち、感光体ドラム上等にパッチを形
成しその濃度情報によって画像形城条件を決定する場
合、パッチの形成頻度(回数を多くすれば、それだけよ
り適正な濃度によって画像形成を行うことができるが、
パッチを形成するたびにトナーを消費することから、常
に一定の時間間隔でパッチの形成を行うとこれによって
非常に多くのトナーを消費することになり、ランニング
コストの増大を招くという問題があった。

【００１２】本発明は、上記従来技術の課題に着目して
なされたもので、階調特性等の画像安定性を維持しつ
つ、トナー消費を必要最小限に抑えることを可能とした
画像形成装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解消すべく本
願発明は、次のような構成を有するものとなっている。

【００１４】すなわち、本願の第１の発明は、画像信号
に応じて像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記静電潜像を顕像化して画像を形成する現像手段
と、前記現像手段により像担持体に形成された画像の濃
度を検出する濃度検出手段とを備え、前記画像濃度を検
出するための濃度検出用画像を形成し、前記濃度検出用
画像の濃度を濃度検出手段によって検出し、その検出濃
度に基づいて画像形成条件を設定変更する画像形成条件
制御手段を備えた画像形成装置において、前記画像形成
条件制御手段が、前記濃度検出手段によって検出された
濃度検出用画像の検出濃度と所定の参照濃度とを比較し
その比較結果に応じた画像形成条件を設定すると共に、
前記比較結果に基づいて次に実行すべき画像形成条件設
定の時期を設定することを特徴とするものである。

【００１５】また、本願の第２の発明は、前記画像形成
条件制御手段が、予め設定した前記濃度検出用画像の一
定の目標濃度を参照濃度とし、この参照濃度と前記濃度
検出手段によって検出された濃度検出用画像との比較結
果に基づいて画像形成条件を設定すると共に、前記比較
結果に基づいて次に実行すべき画像形成条件設定の時期
を設定することを特徴とするものである。

【００１６】本願の第３の発明は、前記画像形成条件制
御手段が、前記濃度検出手段によって検出された最新の
濃度検出用画像の少なくとも１回前に形成された濃度検
出用画像の検出濃度を参照濃度とし、この参照濃度と最
新の濃度検出用画像濃度とを比較してその比較結果に応
じた画像形成条件を設定すると共に、前記比較結果に基
づいて次に実行すべき画像形成条件設定の時期を設定す
ることを特徴とするものである。

【００１７】本願の第４の発明は、前記画像形成条件制
御手段が、濃度検出用画像の検出濃度と所定の参照濃度
とを比較し、参照濃度に対する濃度検出用画像の検出濃
度の差分を変化量とし、その変化量が所定の閾値以上で
あるとき前記画像形成条件を変化させることを特徴とす
るものである。

【００１８】本願の第５の発明は、前記画像形成条件制
御手段が、濃度検出用画像の検出濃度と所定の参照濃度
とを比較し、参照濃度に対する濃度検出用画像の検出濃
度の差分を変化量とし、その変化量の逆数に所定の定数
を乗算することによって画像形成時期を設定することを
特徴とするものである。

【００１９】本願の第６の発明は、前記参照画像が、形
成すべき画像の画像形成領域から逸脱する位置に形成し
たことを特徴とするものである。

【００２０】本願の第７の発明は、前記画像が、前記画
像形成条件設定手段によって設定された最新の画像形成
条件に従って形成されることを特徴とするものである。

【００２１】本願の第８の発明は、前記濃度検出手段
が、感光体上に形成された画像の濃度を検出することを
と特徴とするものである。

【００２２】本願の第９の発明は、前記濃度検出手段
が、中間転写体上に形成された画像の濃度を検出するこ
とを特徴とするものである。

【００２３】本願の第１０の発明は、前記濃度検出手段
が、転写担持体上に形成された画像の濃度を検出するこ
とを特徴とするものである。

【００２４】本願の第１１の発明は、画像信号に応じて
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静
電潜像を顕像化して画像を形成する現像ステップと、前
記現像手段により像担持体に形成された画像の濃度を検
出する画像濃度検出ステップと、前記画像濃度を検出す
るための濃度検出用画像を形成すると共に前記濃度検出
用画像の濃度を濃度検出ステップにおいて検出し、かつ
その検出濃度に基づいて画像形成条件を設定変更する画
像形成条件制御ステップを備えた画像形成方法におい
て、前記画像形成条件制御ステップでは、前記濃度検出
手段によって検出された濃度検出用画像の検出濃度と所
定の参照濃度とを比較しその比較結果に応じた画像形成
条件を設定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実
行すべき画像形成条件設定の時期を設定することを特徴
とする画像形成方法である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００２６】（第１の実施形態）図１は本発明の画像形
成装置に係る第１の実施形態の全体構成を概略的に示す
図である。本発明が適用できる画像形成装置としては、
例えば感光体、誘電体等の像把持体上に電子写真方式、
静電記録方式等によって画像情報信号に対応した潜像を
形成し、この潜像を現像装置によって顕像化して画像
(トナー画像)を形成し、このトナー像を直接的または間
接的に紙等の転写材上に転写し、定着手段によって永久
像にする構成であればよい。

【００２７】まず、図１を参照して本発明の第１の実施
形態の全体構成について説明する。

【００２８】図１において、６は後述の各部の制御およ
び画像形成条件の設定を行う制御手段としてのＣＰＵ、
６ａは種々のデータを格納するＲＡＭである。また、１
は複写されるべき原稿Ｍの画像を図示しない結像レンズ
を介して読み取るＣＣＤであり、このＣＣＤ１は画像を
多数の画素に分解し各画素の濃度に対応した光電変換信
号を発生する。ＣＣＤ１から出力されるアナログ画像信
号は増幅器２で所定のレベルまで増幅され、アナログ／
デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器)３により例えば８ビッ
ト(０〜２５５階調)のデジタル画像信号に変換される。

【００２９】次にデジタル画像信号は画像処理部１００
によって所定の信号処理を施された後、それぞれ最適な
γ補正を行うγ変換器(本例では各色２５６バイトのデ
ータで構成され、ルックアップテーブル方式で濃度変換
を行う変換器)５に供給され、ここでγ補正された後、
デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器)９に入力さ
れる。このＤ／Ａ変換器９にてデジタル信号に変換され
た画像信号は、再びアナログ画像信号に変換されてコン
パレータ１１の一方の入力に供給される。コンパレータ
１１の他方の入力には三角波発生回路１０からら発生さ
れる所定周期の三角波信号が供給されており、上記コン
パレータ１１の一方に供給されたアナログ画像信号はこ
の三角波信号と比較されパルス幅変調される。このパル
ス幅は画素画像信号毎に、そのレベルに対応した幅(時
間長)のレーザ駆動パルスを形成して出力する。

【００３０】形成されたレーザ駆動パルスは半導体レー
ザ１３に供給され、半導体レーザ１３をそのパルス幅に
対応する時間だけ発光させる。そして、半導体レーザ１
３から放射されたレーザ光は周知のポリゴンミラー１４
により主走査方向に走査され、ｆθレンズ１５、及び反
射ミラー１６を経て矢印方向に回転している像担持体で
ある感光体ドラム１７上に照射され、静電潜像を形成す
る。

【００３１】一方、感光体ドラム１７は、露光器１８か
ら照射される光によって均一に陰電された後、１次帯電
器１９により均一に例えばマイナス電圧に帯電される。
その後、上述したレーザ光の照射を受けて画像信号に応
じた静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器２０
によって顕像化された画像(トナー像)が形成される。こ
のとき、現像器２０には静電潜像形成条件に応じたＤＣ
バイアス成分と、現像効率を向上させるためにＡＣバイ
アス成分とが重畳された電圧が印加されている。このト
ナー像は、図示矢印方向に示すように２個のローラ２
５，２６間に張架された無端駆動される転写材担持ベル
ト２７上に保持された転写材２３に転写帯電器２２の作
用によって転写される。また、感光体ドラム１７上に残
った残留トナーはその後クリーナ２４でかき落とされて
回収される。

【００３２】さらに、画像によって現像器２０内の変化
したトナー濃度を補正するために、濃度制御用の画像信
号によって形成された静電潜像を現像したトナー像(パ
ッチ)の濃度を検出する。これはＬＥＤ等の光源から発
せられる光をパッチに照射し、その反射光を光電素子で
受光してその出力値を濃度変換することによって検出す
る。そして、予め設定された検出濃度と必要トナー補給
量の変換テーブルとに応じて、現像器２０内にトナーを
補給している。

【００３３】一方、電子写真方式による画像形成装置
は、周囲の環境や、使用枚数等により画像濃度のγ特性
に変化が生じる。特にカラー画像ではこのγ特性の変化
が色味の変化やハイライト部の階調変動として現れ、画
像形成の不安定要因となる。そのため、前述のように感
光体ドラム上にパッチを形成してその濃度を検出し、そ
の検出した濃度情報によってγ変換器５のルックアップ
テーブル(ＬＵＴ)を再度作成しそれに基づいて補正する
ことで所望の階調特性を維持している。

【００３４】なお、この実施形態においては、説明を簡
単にするために単一の画像形成ステーション(感光体ド
ラム１７、露光器１８、一次帯電器１９、現像器２０等
を含む)のみを図示するが、カラー画像形成装置の場合
には、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラッ
クの各色に対する画像形成ステーションが配置されてい
る。この場合、各画像形成ステーションは転写担持体ベ
ルト２７上にその移動方向に沿って順次配列したり、あ
るいは、回転可能な筐体にイエロー、マゼンタ、シア
ン、及びブラックの各色の現像器を配置し、所望の現像
器を感光体ドラム１７に対向させ所望の色の現像を行う
ようにしたりすることが可能である。

【００３５】次に感光体ドラム１７上に形成されたパッ
チ濃度の検出方法について図１を用いて説明する。この
実施形態においては、前記ＣＰＵ６によって制御される
参照画像発生回路７２が設けてあり、この発生回路７２
からは予め定められた濃度に対応するレベルの参照濃度
画像信号が発生する。参照濃度画像信号はパルス幅変調
回路３５に供給し、同回路３５は予め定められた濃度に
対応するパルス幅を有するレーザ駆動パルスを発生し、
このレーザ駆動パルスを半導体レーザ１３に供給し、こ
のレーザ１３をそのパルス幅に対応する時間だけ発光さ
せ、感光体ドラム１７を走査する。これによって、予め
定められた濃度に対応する参照静電潜像を感光体ドラム
１７上に形成し、この参照静電潜像を現像器２０によっ
て現像する。

【００３６】このようにして得られた参照トナー像（パ
ッチ）にＬＥＤ等の光源から光を照射し、その反射光を
光電変換素子７４で受光する。この光電変換素子７４の
出力信号は、図２に示す出力電圧(濃度検出出力電圧）
画像濃度の関係を示すグラフより求めた変換式によっ
て、上記参照トナー像の濃度に対応付けることができ
る。

【００３７】本実施形態における画像形成装置は、複数
のパッチによって構成されるパッチの形成モードを備え
ている。濃度制御は濃度検出用のパッチの現像濃度特性
カーブに基づいて変換器内にあるＬＵＴを書き換えて初
期の階調特性を維持するものである。

【００３８】ところで図３に示すように、初期状態に合
わせて作られたルックアップテーブルに基づいて出力さ
れる画像濃度特性は、使用枚数が進んだ状態では、初期
濃度特性から著しくずれてくる。その結果、使用者には
画像の色味の変化等として認識される。本実施形態にお
いて、ＬＵＴは画像信号に対してリニアな階調性となる
ように作成してあり、これによって所望の階調特性が得
られるようになっている。すなわち、図４に示すよう
に、規格化された濃度データを、濃度特性の理想線に対
して線対称で反転させることで、所望の特性を持ったＬ
ＵＴが得られるようになっている。フルカラーの場合
は、各色毎に同様のことを行う。

【００３９】本実施形態に示す画像形成装置のＬＵＴを
作るためのパッチは各色Ｎｏ．１からＮｏ．８までのパ
ッチでそれぞれ順に、３２，６４，９６，１２８，１６
０，１９２，２２４，２５５のデータレベルで形成され
ている。パッチ形成においてはＬＵＴを使用し、常に固
定のデータレベルで出力している。通常は５０枚間隔で
実施している。パッチの濃度検出（以下、パッチ検と称
す）によりＬＵＴは最適値に変更されるが、次に形成さ
れるパッチのパッチ検は変更された新しいＬＵＴで形成
されることになる。

【００４０】図５は１２８のデータレベルの画素におい
て使用枚数の進行に伴う画像濃度の推移を表すデータを
示している。図示のように、ここでは、パッチ検の実施
時期は５０枚毎である。図中の破線は、パッチ濃度の制
御目標値である。パッチの濃度検出（以下パッチ検と称
す）のパッチは毎回最新のＬＵＴで形成されていること
から、パッチ件実施時にパッチ濃度と濃度目標値との差
が小さくなっており、この差分が小さいほど濃度が安定
してきているといえる。

【００４１】図５では電源投入時から３００枚まで画像
出力した場合を示しているが、同図からわかるように電
源投入時から１００枚ぐらいまでの濃度変動が大きく、
それ以降の濃度変動は小さい。従って、１００枚目以降
は濃度変動が少なくＬＵＴを変更する必要性が低くなる
ことから、パッチ形成の頻度を低減させトナー消費も低
減させることができる。

【００４２】以下このパッチ形成頻度の変更制御につい
てより具体的に説明する。下記の式は、パッチ濃度の濃
度変化量ΔＤＮを求めるものである。△ＤＮ＝｜Ｄref
−ＤＮ｜ＤＮはＮ回目の画像補正制御のパッチ濃度デー
タ、Ｄrefはパッチ濃度の制御目標値である。上記式で
求められる濃度変化量ＤＮに基づいてＮ＋１回目の画像
補正制御のタイミングを決定する。本実施形態には、光
学濃度でＤＮを演算しているが、ＤＮ＜０．０３の条件
が成り立つ場合には次の画像補正制御までの間隔を１０
０枚分変更（増加）するようにしている。

【００４３】例えば図６に示すような濃度変動をした場
合、１５０枚目のパンチ濃度と濃度目標の差が０．０３
以下となるので、その次の画像補正制御の実施時期を、
５０枚毎で設定されていたものを１００枚に変更する。
つまり２５０枚目に実施することになる。

【００４４】このようにパッチ濃度データの変化量に基
づいて画像補正制御の実施時期を変更することで画像特
性の安定性を確保しつつ、パッチ形成によるトナー消費
を低減することが可能となった。つまり、濃度の変動の
大きい（枚数）範囲においてのみ濃度補正のためのパッ
チの形成と濃度検出、及びγ補正を行うようになってお
り、これによってパッチ形成回数を削減することが可能
となり、パッチ形成に伴うトナー消費量の低減を図るこ
とができる。

【００４５】なお、本実施形態では、８レベルの階調を
有するパッチの１つのパッチを用いて濃度変化量を求め
たが、複数のパッチを使用し平均変化量を求めるなどし
て行っても同様の効果が得られる。

【００４６】また、画像補正制御についで１レベルのパ
ッチで階調補正を行うなど、形成するパッチは８レベル
の階調を有するパッチに限定されるものではない。ま
た、本実施形態では画像濃度補正方法としてＬＵＴを変
更する場合を例にとり説明したが、パッチ濃度に応じ
て、帯電バイアス、現像バイアス電位などを制御し、濃
度補正を行う補正方法においても本発明は適用可能であ
る。さらにはパッチの濃度情報を検出する手段について
は、上記第１の実施形態にて述べたような光をパッチに
照射しその反射光のレベルを検出する反射型と、光をパ
ッチに照射しその透過光のレベルを検出する透過型等が
あるが本発明の検出手段は実施形態に記載された手段に
限定されるものではない。

【００４７】また、濃度検出器によって濃度検出を行う
位置は感光体上に限らず中間転写方式を採るものであれ
ば中間転写体上でも良く、さらにパッチを担持可能な構
成部分であれば転写材である転写ドラムや転写ベルト上
でも良い。

【００４８】（第２の実施形態）上記第１の実施形態に
おいては、予め設定した前記濃度検出用現像の一定の目
標濃度を参照濃度とし、この参照濃度と前記濃度検出手
段によって検出された濃度検出用画像との比較結果に基
づいて画像形成条件を設定し、さらに前記比較結果に基
づいて次に実行すべき画像形成条件設定の時期を設定す
るようにしたが、本発明の第２の実施形態では、濃度検
出手段によって検出された最新の濃度検出用画像の少な
くとも１回前に形成された濃度検出用画像の検出濃度を
参照濃度とし、この参照濃度と最新の濃度検出用画像濃
度とを比較してその比較結果に応じた画像形成条件を設
定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実行すべき
画像形成条件設定の時期を設定するようにしたものとな
っている。

【００４９】すなわち、本発明の第２の実施形態では、
次のようにして画像形成条件の設定及び画像形成条件の
設定時期の設定を行うものとなっている。この第２の実
施形態においても画像形成装置のＬＵＴを作るためのパ
ッチは各色Ｎｏ．１からＮｏ．８までのパッチでそれぞ
れ順に、３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，
２２４，２５５のデータレベルで形成されている。但
し、この第２の実施形態ではパッチ形成において、ＬＵ
Ｔを使用せず、常に固定のデータレベルで出力してい
る。通常は５０枚間隔で実施している。

【００５０】図７は１２８のデータレベルの画素におい
て使用枚数の進行に伴う画像濃度の推移を表すデータを
示している。図示のように、ここでは、パッチ検の実施
時期は５０枚毎である。図中の実線は、パッチ濃度の制
御目標値である。パッチの濃度検出（以下パッチ検と称
す）のパッチは毎回最新のＬＵＴで形成されていること
から、パッチ件実施時にパッチ濃度と制御目標値との差
が小さくなっており、この差分が小さいほど濃度が安定
してきているといえる。

【００５１】図では電源投入時から３００枚まで画像出
力したものだが、図からわかるように電源投入時から１
００枚ぐらいまでの濃度変動が大きく、それ以降の濃度
変動は小さい。従って、１００枚目以降は濃度変動が少
なくＬＵＴを変更する必要性が低くなることから、パッ
チ形成の頻度を低減させトナー消費も低減させることが
できる。

【００５２】以下、パッチ形成頻度の変更制御について
具体的に説明する。下記の式は、パッチ濃度の濃度変化
量ΔＤＮを求めるものである。 △ＤＮ＝｜Ｄ（Ｎ−１）−ＤＮ｜ ＤＮはＮ回目の画像補正制御のパッチ濃度データ、Ｄ
（Ｎ−１）は前回（（Ｎ−１）回目）の画像補正制御の
パッチ濃度データ（参照濃度データ）である。上記式で
求められる濃度変化量ΔＤＮに基づいて（Ｎ＋１）回目
の画像補正制御のタイミングを決定する。本実施形態で
は、光学濃度でΔＤＮを演算しており、ΔＤＮ＜０．０
５（閾値）の条件が成り立つ場合には次の画像補正制御
までの間隔を１００枚分変更（増加）するようにしてい
る。

【００５３】例えば図２に示すような濃度変動が生じた
場合、１００枚目のパッチ濃度と１５０枚目のパッチ濃
度の差分が０．０５以下となるので、その次の画像補正
制御の実施時期を、５０枚毎で設定されていたものを図
４に示すように１００枚に変更する。つまり２５０枚目
に実施することになる。

【００５４】このように前後のパッチ濃度データの変化
量に基づいて画像補正制御の実施時期を変更することに
より、画像特性の安定性を確保しつつ、パッチ形成によ
るトナー消費を低減することが可能となった。つまり、
前回と今回との検出濃度の変動の大きい（枚数）範囲に
おいてのみ濃度補正のためのパッチの形成と濃度検出、
及びγ補正を行うようになっている。このため、パッチ
形成回数を削減することが可能となり、パッチ形成に伴
うトナー消費量の低減を図ることができる。

【００５５】以上のように、この第２の実施形態におい
ては、 ΔＤＮ＝｜Ｄ（Ｎ−１）−ＤＮ｜ のように、1つ前の画像補正制御の濃度データとの比較
で実施時期を求めたが、例えば、 ΔＤＮ＝｜（Ｄ（Ｎ−２）＋Ｄ（Ｎ−１））／２−ＤＮ
｜ のように複数前の濃度データも含めた形でも適用可能で
あり、また、濃度データに重み付けをし、 ΔＤＮ＝｜（Ｄ（Ｎ−２）＋（２＊Ｄ（Ｎ−１））／３
−ＤＮ｜ のような演算を行って変化量を算出し、その変化量に従
って画像形成条件を設定変更するようにしても良く、こ
れらによって適宜要求に応じた適正な濃度設定を行うこ
とが可能となる。

【００５６】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態を説明する。

【００５７】上記第１及び第２の実施形態においては、
濃度制御用濃度検出手段によって検出された濃度変化量
が予め設定した一定の閾値を超えた場合に画像形成条件
として濃度変更制御時期を変更するものとしたが、本実
施形態では、濃度変化量に対して次の演算を施すことに
よって、パッチ濃度の変化量ΔＤＮを求めるものとなっ
ている。

【００５８】すなわち、この第３の実施形態において
は、まず、下記の式により第１の実施形態で示したパッ
チ濃度の濃度変化量ΔＤＮを求める。

【００５９】△ＤＮ＝｜Ｄref−ＤＮ｜ ここで、ＤＮはＮ回目の画像補正制御のパッチ濃度デー
タ、Ｄrefはパッチ濃度の制御目標濃度データである。

【００６０】次に、上記式にて求めた濃度変化量に基づ
き、下記の式で画像補正制御の実施時期Ｃ(枚)を演算す
る。

【００６１】Ｃ＝ｋ＊(１／ΔＤＮ） パッチ濃度の濃度変化量の逆数(１／ＤＮ)に、ｋ(画像
形成装置に依存する定数）を乗ずることで実施時期を求
める。この第３の実施形態において、ｋの値は、ｋ＝
３．０としている。また画像補正制御の実施時期の初期
設定値は５０枚である。さらにパッチ濃度検出手段の読
み取り分解能は、光学濃度２．０を１０bit分解してお
り０．００２０としている。

【００６２】これによれば、例えば、１００枚目の濃度
変化量ΔＤＮが０．０２だった場合、３．０＊（１／
０．０２）＝１５０枚となり、次の画像補正制御の実施
時期は１５０枚後の２５０枚目ということになる。

【００６３】以上述べたように、濃度変化量ＤＮに基づ
いて画像補正制御の実施時期を求めることが可能とっ
た。なお、その他の本体構成、濃度変化量の演算などは
前記第１の実施形態と同様である。また、適用可能な構
成については実施形態と同様である。

【００６４】（第４の実施形態）上記第３の実施形態で
は、予め設定した前記濃度検出用画像の一定の目標濃度
を参照濃度とし、この参照濃度と前記濃度検出手段によ
って検出された濃度検出用画像との比較結果に基づいて
画像形成条件を設定すると共に、前記比較結果に基づい
て次に実行すべき画像形成条件設定の時期を設定するよ
うにしたが、本発明の第４の実施形態では、濃度検出手
段によって検出された最新の濃度検出用画像の少なくと
も１回前に形成された濃度検出用画像の検出濃度を参照
濃度とし、この参照濃度と最新の濃度検出用画像の検出
濃度とを比較してその比較結果に応じた画像形成条件を
設定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実行すべ
き画像形成条件設定の時期を設定するようにするものと
なっている。

【００６５】すなわち、この第４の実施形態において
は、まず、下記の式により第１の実施形態で示したパッ
チ濃度の濃度変化量ＤＮを求める。

【００６６】△ＤＮ＝｜Ｄ（Ｎ−１）−ＤＮ｜ 次に、上記式にて求めた濃度変化量に基づいて下記の式
で画像補正制御の実施時期Ｃ(枚)を演算する。

【００６７】Ｃ＝ｋ＊(１／ΔＤＮ） パッチ濃度の濃度変化量の逆数(１／ＤＮ)に、ｋ(画像
形成装置に依存する定数）を乗ずることで実施時期を求
める。この第３の実施形態におけるｋの値は、ｋ＝３．
０としている。画像補正制御の実施時期の初期設定値は
５０枚である。またパッチ濃度検出手段の読み取り分解
能は、光学濃度２．０を１０bit分解しており０．００
２０である。

【００６８】これによれば、例えば、１００枚目の濃度
変化量ＤＮが０．０２だった場合、３．０＊（１／０．
０２）＝１５０枚となり、次の画像補正制御の実施時期
は１５０枚後の２５０枚目ということになる。

【００６９】以上述べたように、この第４の実施形態に
おいても、濃度変化量ＤＮに基づいて画像補正制御の実
施時期を求めることが可能となる。

【００７０】（第５の実施形態）この第５の本実施形態
は、図８に示すように、画像形成中に得ようとする画像
の形成領域Ｅi外の領域Ｅoにパッチ(以下、紙間パッチ
と称す)Ｐを形成し、画像補正を行うものとなってい
る。すなわち、上記第１ないし第４の実施形態では画像
補正制御に数１０秒オーダーの制御時間が必要なため、
その制御を頻繁に実施することは難しいが、この紙間パ
ッチは画像形成中にほぼリアルタイムに近い形で形成さ
れ、これに基づき画像補正制御を行うことが可能である
ことから、比較的頻繁に制御を行うことが可能である。
従って、リアルタイムに近い形で画像補正制御を行うこ
とができる紙間パッチＰは画像品質の安定性という観点
では好ましい構成といえるが、常にパッチ形成を行って
いることからパッチ形成によるトナー消費量が多くなっ
てしまうという問題がある。このような場合においても
この第５の実施形態を適用することで必要最小限のトナ
ー消費とすることができる。

【００７１】なお、図８では各紙間において１つのパッ
チを形成した場合を示しているが、通常フルカラーの場
合には各色毎にパッチを形成する。本実施形態では説明
を簡単にするため単色時について述べる。本実施例にお
ける紙間パッチよる画像補正制御は、パッチの濃度情報
によって帯電バイアスと現像バイアス電位とを制御し、
所望の画像特性を得られるようにしている。紙間パッチ
は画像形成領域外に形成されるが、パッチ形成に際して
は、直前の画像領域に形成された画像の画像形成条件と
同一である。すなわち直前の画像領域の画像形成条件
は、そのとき形成された紙間パッチの１つ前の紙間パッ
チに基づいて画像補正制御により決定された条件に等し
い。

【００７２】帯電バイアスと現像バイアスとの関係は常
に一定の間隔の電位差(Ｖback)を保つように設定されて
いる。このように帯電バイアス値を制御することでコン
トラスト電位を制御することが可能となっており、帯電
バイアス値と合わせて現像バイアス値を制御することで
画像濃度を補正することが可能となる。

【００７３】本実施形態においても濃度変化量ΔＤＮに
基づいて画像補正制御の実施時期を変更することで画像
安定性を確保しつつ、パッチによるトナー消費を最小限
にすることが可能となる。画像補正制御の実施時期Ｃ
（枚）の設定は、例えば上記第２の実施形態と同様にし
て設定することができる。すなわち、まず、パッチ濃度
の濃度変化量ＤＮを △ＤＮ＝｜Ｄref−ＤＮ｜ によって求める。

【００７４】次いで、上記式の濃度変化量ＤＮに基づい
て下記の式で画像補正制御の実施時期Ｃ(枚)を、 Ｃ＝ｋ＊（１／ＤＮ） によって設定する。

【００７５】なお、本実施例におけるｋ（画像形成装置
に依存する定数）の値は、ｋ＝０．１とし、画像補正制
御の実施時期の初期設定値は１枚としている。またパッ
チ濃度検出手段の読み取り分解能は、光学濃度２．０を
１０bit分解しており０．００２０としている。

【００７６】これにより、例えば、５０枚目の濃度変化
量Ｎが０．０１だった場合、０．１＊（１／０．０１）
＝１０枚となり、次の画像補正制御の実施時期は１０枚
後の６０枚目ということになる。

【００７７】以上のように紙間パッチを用いた場合にお
いても濃度変化量ＤＮに基づいて画像補正制御の実施時
期を変更することで、画像安定性を確保しつつ、パッチ
によるトナー消費を最小限にすることが可能となる。適
用可能な構成については上記各実施形態と同様である。

【００７８】（第６の実施形態）上記第５の実施形態で
は、上記第５の実施形態と同様に、画像形成中に得よう
とする画像の形成領域外にパッチ(紙間パッチ)を形成
し、画像補正を行うものとなっているが、画像形成条件
制御の時期の設定が上記第５の実施形態と異なる。

【００７９】すなわち、上記第５の実施形態では、予め
設定した前記濃度検出用画像の一定の目標濃度を参照濃
度とし、この参照濃度と前記濃度検出手段によって検出
された濃度検出用画像との比較結果に基づいて画像形成
条件を設定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実
行すべき画像形成条件設定の時期を設定するようにした
が、本発明の第６の実施形態では、濃度検出手段によっ
て検出された最新の濃度検出用画像の少なくとも１回前
に形成された濃度検出用画像の検出濃度を参照濃度と
し、この参照濃度と最新の濃度検出用画像濃度とを比較
してその比較結果に応じた画像形成条件を設定すると共
に、前記比較結果に基づいて次に実行すべき画像形成条
件設定の時期を設定するようにするものとなっている。

【００８０】すなわち、この第６の実施形態において
は、まず、濃度変化量ΔＤＮを、 △ＤＮ＝｜Ｄ（Ｎ−１）−ＤＮ｜ によって求め、上記式によって求めた濃度変化量ＤＮに
基づいて下記の式で画像補正制御の実施時期Ｃ(枚)を Ｃ＝ｋ＊（１／ＤＮ） によって設定する。

【００８１】本実施形態におけるｋ（画像形成装置に依
存する定数）の値は、ｋ＝０．１とし、画像補正制御の
実施時期の初期設定値は１枚としている。またパッチ濃
度検出手段の読み取り分解能は、光学濃度２．０を１０
bit分解しており０．００２０となっている。

【００８２】これにより、例えば、５０枚目の濃度変化
量Ｎが０．０１だった場合、画像補正制御時期は、 ０．１＊（１／０．０１）＝１０枚 となり、次の画像補正制御の実施時期は１０枚後の６０
枚目ということになる。

【００８３】なお、上記第２、第４、及び第６の実施形
態においては、濃度検出手段によって検出された最新の
濃度検出用画像の少なくとも１回前に形成された濃度検
出用画像の検出濃度を参照濃度としたが、参照濃度を２
回以上前に形成された濃度検出用画像の検出濃度として
も良く、本発明は特に上記各実施形態に限定されるもの
ではない。

【００８４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
濃度検出用画像の濃度を検出し、その検出濃度と所定の
参照濃度との比較を行い、その比較結果に基づき画像形
成条件を設定変更するようにしたため、階調特性等の画
像安定性を維持しつつ、濃度制御用検出画像の形成に伴
うトナー消費を必要最小限に抑えることができ、ランニ
ングコストを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施形態に適用される画像形成装置
の全体構成を概略的に示す図である。

【図２】濃度検出電圧に対する画像濃度の変化を示した
図である。

【図３】耐久による濃度特性変化を示す図である。

【図４】ＬＵＴの作成状態を示す模式図である。

【図５】同上実施形態において形成されるパッチの濃度
の変化を示す図である。

【図６】同上実施形態において図１に示すパッチ濃度に
基づき補正制御された後のパッチの濃度変化を示す図で
ある。

【図７】本発明の第３及び第４の実施形態におけるパッ
チの濃度変化を示す図である。

【図８】本発明の第５及び第６の実施形態において形成
される紙間パッチを模式的に示す図である。

【図９】従来の画像形成装置の一例の全体構成を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ ６ ＣＰＵ ５ γ変換器 １２ レーザ駆動回路 １３ レーザダイオード １４ ポリゴンミラー １７ 感光体ドラム １８ ２次帯電器 ２０ 現像器 ２２ 転写帯電器 ２３ 転写材 ２７ 転写材担持ベルト ２５，２６ ローラ ７２ 参照画像発生回路 Ｅi 形成すべき画像の形成領域 Ｅo パッチの形成領域 Ｐ 紙間パッチ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号に応じて像担持体に静電潜像を
   形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を顕像化した画
   像を形成する現像手段と、前記現像手段により像担持体
   に形成された画像の濃度を検出する濃度検出手段とを備
   え、前記画像の濃度を検出するための濃度検出用画像を
   形成し、前記濃度検出用画像の濃度を前記濃度検出手段
   によって検出し、その検出濃度に基づいて画像形成条件
   を設定変更する画像形成条件制御手段を備えた画像形成
   装置において、 前記画像形成条件制御手段は、前記濃度検出手段によっ
   て検出された濃度検出用画像の検出濃度と所定の参照濃
   度とを比較しその比較結果に応じた画像形成条件を設定
   すると共に、前記比較結果に基づいて次に実行すべき画
   像形成条件設定の時期を設定することを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記画像形成条件制御手段は、予め設定
   した前記濃度検出用画像の一定の目標濃度を参照濃度と
   し、この参照濃度と前記濃度検出手段によって検出され
   た濃度検出用画像との比較結果に基づいて画像形成条件
   を設定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実行す
   べき画像形成条件設定の時期を設定することを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記画像形成条件制御手段は、前記濃度
   検出手段によって検出された最新の濃度検出用画像の少
   なくとも１回前に形成された濃度検出用画像の検出濃度
   を参照濃度とし、この参照濃度と最新の濃度検出用画像
   の濃度とを比較してその比較結果に応じた画像形成条件
   を設定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実行す
   べき画像形成条件設定の時期を設定することを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記画像形成条件制御手段は、濃度検出
   用画像の検出濃度と所定の参照濃度とを比較し、参照濃
   度に対する濃度検出用画像の検出濃度の差分を変化量と
   し、その変化量が所定の閾値以上であるとき前記画像形
   成条件を変化させることを特徴とする請求項１ないし３
   いずれか記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成条件制御手段は、濃度検出
   用画像の検出濃度と所定の参照濃度とを比較し、参照濃
   度に対する濃度検出用画像の検出濃度の差分を変化量と
   し、その変化量の逆数に所定の定数を乗算することによ
   って画像形成時期を設定することを特徴とする請求項１
   ないし３いずれか記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像は、前記画像形成条件設定手段
   によって設定された最新の画像形成条件に従って形成さ
   れることを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記濃度検出手段は、感光体上に形成さ
   れた画像の濃度を検出することをと特徴とする請求項１
   ないし６いずれか記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記濃度検出手段は、中間転写体上に形
   成された画像の濃度を検出することを特徴とする請求項
   １ないし６いずれか記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記濃度検出手段は、転写担持体上に形
   成された画像の濃度を検出することを特徴とする請求項
   １ないし６いずれか記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 画像信号に応じて像担持体に静電潜像
    を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を顕像化して
    画像を形成する現像ステップと、前記現像手段により像
    担持体に形成された画像の濃度を検出する画像濃度検出
    ステップと、前記画像濃度を検出するための濃度検出用
    画像を形成すると共に前記濃度検出用画像の濃度を濃度
    検出ステップにおいて検出し、かつその検出濃度に基づ
    いて画像形成条件を設定変更する画像形成条件制御ステ
    ップを備えた画像形成方法において、 前記画像形成条件制御ステップでは、前記濃度検出手段
    によって検出された濃度検出用画像の検出濃度と所定の
    参照濃度とを比較しその比較結果に応じた画像形成条件
    を設定すると共に、前記比較結果に基づいて次に実行す
    べき画像形成条件設定の時期を設定することを特徴とす
    る画像形成方法。