JP2005062244A

JP2005062244A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005062244A
Application number: JP2003207544A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Komiya; 義行小宮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2003-08-14
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】画像制御用の画像パターンを形成することに起因するゴーストの発生を防止する。
【解決手段】第２の制御系の制御時に階調パターン（第１の画像パターン）の形成に引き続き、フォトセンサで検知しない、現像スリーブ４ｂの現像剤コート領域と同等幅で、少なくとも現像スリーブ４ｂの１周分の周長と同等以上の長さをもつ帯状トナーパターン（第２の画像パターン）を現像することにより、現像スリーブ４ｂ上のトナーのトリボ分布を均一にならすことができるので、第２の制御系の制御実行後の次画像に発生するトースト、すなわち制御中に形成した階調パターンのゴーストの発生を防止できる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式のカラープリンタ，複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２９に従来のカラー画像形成装置の一例を示す。
【０００３】
同図に示す画像形成装置は、感光ドラム１と、その周囲に配設された一次帯電器２、露光装置３、現像手段４、転写ドラム５、クリーニング装置６と、記録材Ｐの搬送方向に沿っての感光ドラム１の下流側に配設された定着装置７とを備えている。
【０００４】
上述の現像手段４は、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）のトナーでそれぞれ現像を行う現像器４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋと、これらを搭載した回転自在なロータリ４ａとを備えている。この回転式の現像手段４は、現像に供される色の現像器が、ロータリ４ａの回転によって感光ドラム１に対向する現像位置に配置されて現像を行うようになっている。
【０００５】
上述の感光ドラム１は、所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電器（一次帯電器）８によって所定の極性・電位に一様に帯電される。
【０００６】
帯電後の感光ドラム１は、その表面が第１色目（例えばマゼンタ）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光装置３によってレーザビームＬを露光走査され、第１色目の静電潜像が形成される。この静電潜像は、第１色目のマゼンタの現像器４Ｍによって現像、可視化される。この可視化された第１のトナー像は、感光ドラム１に所定の押圧力を持って圧接されながら回転駆動される転写ドラム５表面に吸着された記録材Ｐに転写される。マゼンタのトナー像転写後の感光ドラム１は、表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６によって除去され、次に色の画像形成に供される。上述の帯電，露光，現像を他の色のトナー（シアン，イエロー，ブラック）についても同様に繰り返し、その都度、各現像器４Ｃ，４Ｙ，４Ｋに内包された各色トナーによるトナー像を転写ドラム５上に担持された記録材Ｐ上に順次転写、積層する。こうして４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置７によって表面にトナー像が定着された後、画像形成装置本体Ｍの外部に排出される。これにより、４色フルカラーのカラー画像が形成される。なお、図２９中の符合で、まだ説明していないものは、後述の実施の形態１の図１中で説明するものとする。
【０００７】
近年はオフィスユースなどへの対応から、モノクロ出力の高速化が要求されている。そこでこうした市場からの要求を満たすべく、次に示すような構成の画像形成装置も考案されている。
【０００８】
すなわち、図１に示すように、現像手段４は、回転式の現像装置４Ａと固定式の現像装置４Ｂとを備えており、前者の回転式現像装置４Ａは、回転自在なロータリ４ａに搭載されたマゼンタ，シアン，イエローの３個のカラーの現像器４Ｍ，４Ｙ，４Ｃを有しており、後者の固定式の現像装置４Ｂは、ブラックの現像器４Ｋによって構成されている。そして、フルカラー出力時には、現像器４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｋが順次、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。一方、モノクロ出力時にはカラーの現像器からなる回転式の現像装置４Ａは機能せずに、固定式の現像装置４Ｂであるブラックの現像器４Ｋで現像が行われるため、モノクロ出力時にはフルカラー画像形成装置でありながら、モノクロ専用の画像形成装置と同様のスループット（単位時間当たりの出力枚数）が得られる。
【０００９】
さらにはこうした固定式のブラックの現像器４Ｋを採用することにより、オフィスユースなどで一般的に消費量の多いブラックトナーの容量を大きくできるという利点を有する。
【００１０】
また、現像方式の最も優れたものの１つとして、一成分磁性トナーを用い非接触で交番電界を印加して現像させる一成分ジャンピング現像法が、既に出願されている。これは、二成分現像法のように現像剤のトナーとキャリヤの混合比を制御する煩雑さがない点、キャリヤの劣化と言う問題がない点、長期にわたって安定して画像が得られる点、などの大きな利点を有している。さらにその一成分磁性トナー中に配合する磁性体の色が一般的に黒色のために、上述の一成分ジャンピング現像法は、一成分磁性トナーとしてブラックトナーを使用する場合には非常に好適に適用できる。
【００１１】
しかしマゼンタ，シアン，イエローの着色トナー（カラートナー）を使用する場合は現在のところ適用が難しい。このため、マゼンタ，シアン，イエロー等の現像には、非磁性トナーとキャリヤとを混合させた二成分現像剤を用い、現像スリーブ上にその現像剤薄層の磁気ブラシを形成して感光ドラム１に接触させ、交番電界を印加して現像させる現像法（ジャンピング＆ブラシ現像法）の方が適している。
【００１２】
またオフィスユースに代表されるように、フルカラーの画像形成装置であってもモノクロを兼用させて使用する場合は、ブラックの現像器４Ｋの使用頻度が非常に高くなることから、ブラックの現像器４Ｋに一成分ジャンピング現像法を用いることが特に有効になるため、従来から、マゼンタ，シアン，イエロー等の現像には非磁性二成分現像、ブラックには磁性一成分ジャンピング現像を用いる画像形成装置が提案されている。
【００１３】
近年、このような電子写真方式を利用した複写機やフルカラープリンタがオフィスなどに導入され、需要が高まっている。
【００１４】
さらに近年、特にフルカラー出力の増大とともに、出力画像の濃度安定性、階調安定性が求められてきている。こうしたことから、電子写真方式を利用した複写機やプリンタなどの画像形成装置の画像制御法として次のような手法が知られている（例えば、特許文献１）。
【００１５】
まず、画像形成装置を起動して、そのウォームアップ動作の終了後に、特定パターンを形成し、その特定パターンの濃度を読み取り、その読み取った濃度値に基づいて、γ補正回路などの画像形成条件を決定する回路の動作を変更することにより、形成される画像の品質を安定させている。
【００１６】
また、環境条件の変動により、その階調特性が変化した場合にも、再度、特定パターンを形成して読み取り、再びγ補正回路などの画像形成条件を決定する回路にフィードバックすることにより、その環境条件の変動量に応じて画像品質を安定させることができる。
【００１７】
さらに、画像形成装置が、長期にわたって使用された場合、感光ドラム上の特定パターンを読み取った濃度と、実際にプリントアウトされた画像の濃度が一致しなくなるケースが生じてくる。このため、記録材上に特定パターンを形成し、その濃度値によって画像形成条件を補正する方法も知られている。
【００１８】
さらにまた、画像形成動作中に非画像領域に特定パターンを形成し、その特定パターンの濃度を読み取り、その読み取った濃度値に基づいて、画像形成動作毎にγ補正回路などの画像形成条件を決定する回路の動作を変更することにより、刻々と変化する画像特性に対して精度よく補正を行う方法も知られている。
【００１９】
【特許文献１】
特開平５−８０６２５号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような構成の画像形成装置において、特に一成分磁性トナーを使用するブラックの現像器４Ｋで画像制御用の特定パターンを現像して画像制御を行った後に０．３〜０．８程度のハーフトーン画像が作像された場合、現像画像には現像方向に対して前画像である画像制御用の特定パターンの跡（以下「ゴースト」という。）がハーフトーン部分に現像スリーブ周期、厳密には現像スリーブ周期／現像スリーブ周速で発生するという問題点がある。
【００２１】
現像剤は、種々の単位質量当たりの帯電量（以下「トリボ」という。）を有したトナー粒子を含有し、図３０に示すようなトリボ分布を示す。そして、適正なトリボのトナー（現像適正領域のトナー）が現像に供される。
【００２２】
また、現像剤には帯電量の立ち上がりがあり、現像スリーブが１回転したときの現像領域におけるトリボ分布と、現像しないで２回転したときのトリボ分布は異なり、２回目の方がトリボが高い方へシフトする、いわゆるチャージアップ現象がある。
【００２３】
すなわち、現像スリーブの１回転目にて画像制御用の特定パターンを現像する現像スリーブ上のトナーのトリボ分布は、図３０にて実線の曲線（ａ）で示すものであり、現像スリーブの２回転目においては、画像補正用の特定パターンを現像する現像スリーブ上のトナートリボ分布は（ｂ）である。これは特定パターン部分の現像剤は現像スリーブ上からなくなり、新しいトナーが再び同様に帯電されるためである。一方、画像補正用の特定パターン周辺の白地部分においては、現像スリーブ上のトナーは現像に供されることがないために、現像スリーブ上に残り、現像スリーブの２回転目にはチャージアップし、図３０の点線の曲線（ｂ）に示すようなトリボ分布となる。
【００２４】
したがって、現像スリーブの２回転目においては、現像スリーブに担持された現像剤に、図３０に示すようなトリボ分布（ａ），（ｂ）の差を生じるために、特定パターンの部分に比べ白地部の現像適正領域にあるトリボが少なくなる。このため、特定パターンの部分の後方では濃度が濃くなり、白地部の後方の濃度が薄くなる。この現象は特に負極のトナーのときに著しい。
【００２５】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、通紙幅方向の寸法が第１の画像パターンよりも長く設定された第２の画像パターンを形成することにより、第１の画像パターンに起因するゴーストの発生を防止し、長期にわたって安定した画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に画像情報に基づく静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーによって現像する複数色の現像器を有する現像手段と、前記像担持体表面に形成されたトナー像を記録材担持体上に担持された記録材に転写する転写手段とを備え、帯電、露光、現像、転写の各画像形成プロセスを繰り返して前記記録材担持体上の記録材に複数色のトナー像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上に形成された所定のトナー像である画像パターンを読み取る光学検出手段と、前記光学検出手段が読み取った前記画像パターンの画像情報と基準画像情報との差異に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備え、前記補正手段による補正時に形成される画像パターンが、前記光学検出手段によって読み取られる第１の画像パターンと、前記第１の画像パターンによるゴーストを除去すべく記録材の通紙幅方向の寸法が前記第１の画像パターンよりも長く設定された第２の画像パターンとを有する、ことを特徴とする。
【００２７】
請求項３に係る発明は、像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に画像情報に基づく静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーによって現像する複数色の現像器を有する現像手段と、前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写する転写手段とを備え、帯電、露光、現像、転写の各画像形成プロセスを繰り返して前記記録材上に複数色のトナー像を形成する画像形成装置において、前記中間転写体上に形成された所定のトナー像である画像パターンを読み取る光学検出手段と、前記光学検出手段が読み取った前記画像パターンの画像情報と基準画像情報との差異に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備え、前記補正手段による補正時に形成される画像パターンが、前記光学検出手段によって読み取られる第１の画像パターンと、前記第１の画像パターンによるゴーストを除去すべく記録材の通紙幅方向の寸法が前記第１の画像パターンよりも長く設定された第２の画像パターンとを有する、ことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００２９】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタ（以下「画像形成装置」という。）であり、同図はその構成を模式的に示す縦断面図である。
【００３０】
同図に示す画像形成装置は、リーダ部（読み取り手段）Ａと、プリンタ部Ｂとを備えている。まず、リーダ部Ａについて説明し、つづいてプリンタ部Ｂについて説明する。
【００３１】
リーダ部Ａにおいて、原稿１０１は、その画像（画像面）を下方に向けた状態で、原稿台ガラス１０２上に載置される。この原稿１０１の画像は、光源１０３によって照射され、光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は、３列に配列されたレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）のＣＣＤラインセンサ群により、ラインセンサ毎にレッド，グリーン，ブルーの色成分信号を生成する。
【００３２】
これらの読み取り光学系ユニット（光源１０３，光学系１０４，ＣＣＤセンサ１０５）は、矢印Ｒ１０３方向に走査することにより、原稿１０１をライン毎の電気信号データ列に変換する。
【００３３】
また原稿台ガラス１０２上には、原稿１０１を突き当てることにより、原稿１０１が原稿台ガラス１０２に対して斜めに載置されることを防止するための突き当て部材１０７と、その原稿台ガラス１０２面にＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定し、またＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディングを行うための基準白色板１０６とが配置してある。
【００３４】
ＣＣＤセンサ１０５によって得られた画像信号は、リーダ画像処理部１０８において画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部（プリンタ画像処理部）１０９で画像処理される。
【００３５】
次にリーダ画像処理部１０８について説明する。
【００３６】
図２は、本実施の形態に係るリーダ画像処理部１０８における画像信号の流れを示すブロック図である。同図に示すように、ＣＣＤセンサ１０５から出力される画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力され、ここでゲイン調整，オフセット調整をされた後、Ａ／Ｄコンバータ２０２で、各色信号毎に８ｂｉｔのデジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換される。その後、シェーディング補正部２０３に入力され、色ごとに基準白色板１０６の読み取り信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。
【００３７】
クロック発生部２１１は、１画素単位のクロックを発生する。また、主走査アドレスカウンタ２１２では、クロック発生部２１１からのクロックを計数し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、デコーダ２１３は、主走査アドレスカウンタ２１２からの主走査アドレスをデコードして、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号や、ＣＣＤからの１ライン読み取り信号中の有効領域を表すＶＥ信号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。なお、主走査アドレスカウンタ２１２はＨＳＹＮＣ信号でクリアされ、次のラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００３８】
ＣＣＤセンサ１０５の各ラインセンサは、相互に所定の距離を隔てて配置されているため、図２のラインディレイ回路２０４において、副走査方向の空間的ずれを補正する。具体的には、Ｂ信号に対して副走査方向で、Ｒ，Ｇの各信号を副走査方向にライン遅延させてＢ信号に合わせる。
【００３９】
入力マスキング部２０５は、ＣＣＤセンサのＲ，Ｇ，Ｂのフィルタの分光特性で決まる読み取り色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する部分であり、次式のようなマトリックス演算を行う。
【００４０】
【数１】

【００４１】
光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６はルックアップテーブルＲＯＭにより構成され、Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４の輝度信号がＭ０，Ｃ０，Ｙ０の濃度信号に変換される。ライン遅延メモリ２０７は、黒文字判定部（不図示）で、Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４信号から生成されるＵＣＲ，ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮ等の判定信号までのライン遅延分だけ、Ｍ０，Ｃ０，Ｙ０の画像信号を遅延させる。
【００４２】
マスキング及びＵＣＲ回路２０８は、入力されたＭ１，Ｃ１，Ｙ１の３原色信号により黒信号（Ｋ）を抽出し、さらにプリンタ部Ｂでの記録色材の色濁りを補正する演算を施して、Ｍ２，Ｃ２，Ｙ２，Ｋ２の信号を各読み取り動作の度に順次、所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力する。
【００４３】
γ補正回路２０９は、リーダ部Ａにおいて、プリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく濃度補正を行う。また、空間フィルタ処理部（出力フィルタ）２１０は、エッジ強調又はスムージング処理を行う。
【００４４】
このように処理されたＭ４，Ｃ４，Ｙ４，Ｋ４の面順次の画像信号は、プリンタ制御部１０９に送られ、プリンタ部ＢでＰＷＭによる濃度記録が行われる。
【００４５】
また、同図中の符合２１４はリーダ部Ａ内の制御を行うＣＰＵ、符合２１５はＲＡＭ、符合２１６はＲＯＭである。符合２１７は操作部であり、表示器２１８を有している。
【００４６】
図３は、図２に示すリーダ画像処理部１０８における各制御信号のタイミングを示す図である。同図において、ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において、画像読み取り（スキャン）を行って、順次（Ｍ），（Ｃ），（Ｙ），（Ｋ）の出力信号を形成する。また、ＶＥ信号は、主走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において主走査開始位置のタイミングをとり、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。そして、ＣＬＯＣＫ信号は画素同期信号であり、“０”→“１”の立ち上がりタイミングで画像データを転送するのに用いられる。
【００４７】
つづいて、プリンタ部Ｂについて説明する。
【００４８】
プリンタ部Ｂには、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に駆動回転される像担持体として、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）が配設されている。
【００４９】
感光ドラム１の周囲には、その回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿ってほぼ順に、一次帯電器２、露光装置３、現像手段４、転写ドラム（記録材担持体）５、クリーニング装置６等が配設されており、また記録材Ｐの搬送方向（同図中のほぼ右から左）に沿っての感光ドラム１の下流側には定着装置７が配設されている。
【００５０】
一次帯電器２は、コロナ帯電器であり、帯電バイアス印加電源（不図示）によって帯電バイアスが印加されることで、感光ドラム１表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。本実施の形態では、負極性の帯電させている。
【００５１】
露光装置３は、帯電後の感光ドラム１表面を露光して静電潜像を形成する。原稿１０１に基づいて前述のリーダ部Ａで形成された画像信号は、プリンタ制御部１０９に含まれるレーザドライバに送られ、露光装置３のレーザ光源３ａを介してレーザ光Ｌに変換され、そのレーザ光Ｌはポリゴンミラー３ｂ及びミラー３ｃにより反射され、一様に帯電されている感光ドラム１表面に照射される。そして照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００５２】
現像手段４は、上述の露光装置３によって形成された静電潜像を現像する。図４に、現像手段４の拡大図を示す。同図に示すように、現像手段４は、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に沿っての下流側に配置された回転式（切り換え式）の現像装置４Ａと、上流側に配置された固定式の現像装置４Ｂとを備えている。回転式の現像装置４Ａは、カラーの現像器、すなわちマゼンタ，イエロー，シアンの各色の現像器４Ｍ，４Ｙ，４Ｃと、これらを搭載して矢印Ｒ４Ａ方向に回転するロータリ４ａとを有しており、一方、固定式の現像装置４Ｂは、ブラックの現像器４Ｋによって構成されている。いずれの現像器４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ，４Ｋも、表面に現像剤を担持して感光ドラム１表面に対応する位置まで搬送する回転自在な現像スリーブ（現像剤担持体）４ｂを備えている。また、各現像スリーブ４ｂ内には、円柱状のマグネット（不図示）が固定的に配置されている。なお、現像スリーブ４ｂ、マグネット、後述の現像剤のコート領域、現像剤規制ブレードについては、現像スリーブ４ｂの軸に沿った方向（記録材Ｐの通紙幅方向：記録材Ｐの搬送方向に対して直交する方向）の長さを幅というものとする。すなわち現像スリーブ幅、マグネット幅、現像剤コート幅、現像剤規制ブレード幅となる。本実施の形態では、ブラックの現像剤は、磁性一成分トナーにより、また他の３色（マゼンタ，イエロー，シアン）は、磁性キャリヤと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を採用している。
【００５３】
上述の回転式の現像装置４Ａは、ロータリ４ａの矢印Ｒ４Ａ方向に回転により、現像に供される現像器が順次に感光ドラム１に対向する現像位置ＤＡに配置され、つまり現像器４Ｍ、４Ｙ、４Ｃがこの順に現像位置ＤＡに配置されて、感光ドラム１上の静電潜像を各色のトナーで現像するようになっている。回転式の現像装置４Ａは、全体として画像形成装置本体Ｍに対して着脱自在なユニットとして構成されており、各現像器４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ内のトナーがなくなったときに現像装置４Ａ全体を交換することによって再び画像形成が可能になるように構成されている。
【００５４】
これに対して、固定式の現像装置４Ｂ、つまりブラックの現像器４Ｋは、トナーの消費量が多いので、画像形成装置本体Ｍに対して個別に着脱できるようにユニット化されている。このブラックの現像器４Ｋは、画像形成装置本体Ｍに装着された状態では、図４に示すように、回転可能な現像スリーブ４ｂが感光ドラム１と微少間隙（本実施の形態では５０〜５００μｍ）を隔てて保持され、現像スリーブ４ｂ表面に担持されているトナーを感光ドラム１に向けて供給するための現像領域（現像位置ＤＢ）が形成されている。
【００５５】
さらに、トナー容器４ｃ内にはトナーを現像スリーブ４ｂ側へ送り出すための送り手段４ｄが設けられており、この送り手段４ｄによって送り出されたトナーを現像スリーブ４ｂに供給するための供給ローラ４ｅが収容されている。この供給ローラ４ｅは現像スリーブ４ｂへの安定供給、均一なトナー塗布を達成するために、ポリウレタン，シリコーン等のゴム発泡材質が好ましく用いられる。さらには、現像スリーブ４ｂは、供給ローラ４ｅを現像スリーブ４ｂに当接させるとともに、周速差をもたせながら矢印Ｒ４Ｂ方向へ回転させることが好ましい。また、現像スリーブ４ｂの上方には、現像スリーブ４ｂに担持されているトナーの層厚を規制する規制部材としての現像剤規制ブレード（現像ブレード）４ｆが設けられている。
【００５６】
上述の構成において、感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動される。そして、本実施の形態では、その表面が一次帯電器２によって、５００Ｖに一様に帯電される。次に、第１色目（例えばマゼンタ）の画像データ（画像信号）に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光装置３による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像（本実施の形態にあっては約１５０Ｖ）が感光ドラム１に形成される。この第１色目の静電潜像は、第１色目のマゼンタトナー（負極性）を内包したマゼンタの現像器４Ｍによって現像、可視像化される。そして、この可視像化された第１のトナー像は、図１に示すように、感光ドラム１に所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム１の周速度とほぼ等速（本実施の形態にあっては２６５ｍｍ／ｓｅｃ）をもって矢印Ｒ５方向へ回転駆動される転写ドラム５との間の転写ニップ部（圧接部：転写部）Ｎにおいて、転写ドラム５上に担持されている記録材Ｐ上に転写される。
【００５７】
転写工程の際に記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残ったトナー（残留トナー）は、感光ドラム１に圧接された、クリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって掻き取られ、廃トナー容器６ｂに回収される。
【００５８】
そして、上述の帯電，露光，現像，転写，クリーニングの各画像形成プロセスを、マゼンタ以外の他の３色（イエロー，シアン，ブラック）についても同様に繰り返し、その都度、それぞれの現像器４Ｙ，４Ｃ，４Ｋに内包された色の異なるトナーによるトナー像を転写ドラム５上に担持された記録材Ｐ上に順次転写、積層される。
【００５９】
前記各工程によって４色のトナー像が表面に転写された記録材Ｐは、転写ドラム５上から剥離された後、搬送手段（不図示）によって定着装置７に搬送され、ここで定着ローラ７ａ及び加圧ローラ７ｂによって加熱・加圧されて表面に４色のトナー像が溶融固着される。こうして４色のトナー像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置本体Ｍ外部に排出され、これにより１枚の記録材Ｐに対する４色フルカラーのカラー画像の形成が終了する。
【００６０】
上述の画像形成装置において、モノクロ単色の画像形成を行う場合は、固定式の現像装置４Ｂとしてのブラックの現像器４Ｋを使用し、回転式の現像装置４Ａは使用しない（動作しない）ので、連続して高速の画像形成を行うことが可能である。
【００６１】
また本実施の形態における画像形成装置では、感光ドラム１上に形成されたトナーによるパッチパターン（画像パターン）の反射光量を検出するために、ＬＥＤ８（約９６０ｎｍに主波長をもつ）とフォトダイオード９とを有するフォトセンサ（光学読み取り装置：光学検出手段）１０を設けている。このフォトセンサ１０は、感光ドラム１の回転方向に沿っての、回転式の現像装置４Ａの下流側で、転写ニップ部Ｎの上流側に配置されている。
【００６２】
図５は、本実施の形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【００６３】
プリンタ制御部１０９は、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）２５、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路２６、ＬＤ（レーザダイオード）ドライバ２７、ＣＰＵ２８、パターンジェネレータ２９、ＲＯＭ３０、テストパターン３１、ＲＡＭ３２、濃度換算回路４２等を有している。そして、プリンタ制御部１０９は、リーダ部Ａ，プリンタエンジン部１００と通信ができるようになっている。なお、本発明の補正手段は、このプリンタ制御部１０９に組み込まれている。
【００６４】
プリンタエンジン部１００において、感光ドラム１の周囲に配置されている、ＬＥＤ８とフォトダイオード９からなるフォトセンサ１０、一次帯電器２、レーザ光源３ａ、このレーザ光源３ａによる露光位置とブラックの現像器Ｋとの間に配置された表面電位センサ１２、現像手段４を制御している。また、画像形成装置本体Ｍ内には、空気中の水分量を測定する環境センサ３３が配設されている。表面電位センサ１２は、感光ドラム１の回転方向に沿っての露光装置３のレーザ光源３ａよりも下流側でかつブラックの現像器４Ｋの上流側に配置されており、一次帯電器２のグリッド電位、現像器３の現像バイアスは後述のようにＣＰＵ２８により制御される。
【００６５】
図６に、本実施の形態による階調画像を得る画像信号処理回路を示す。
【００６６】
画像の輝度信号がＣＣＤ１０５で得られ、リーダ画像処理部１０８において面順次の画像信号に変換される。この画像信号は、初期設定時の画像形成装置のγ特性が入力された画像信号によって表される、原画像の濃度と出力画像の濃度が一致するように、ＬＵＴ２５にて濃度特性が変換される。
【００６７】
図７に、階調が再現されるようすを４限チャートで示す。
【００６８】
第Ｉ象限は、原稿濃度を濃度信号に変換するリーダ部Ａの読み取り特性を示し、第ＩＩ象限は濃度信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ２５の変換特性を示し、第ＩＩＩ象限はレーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタ部Ｂの記録特性を示し、第ＩＶ象限は原稿濃度から出力濃度の関係を示すこの画像形成装置のトータルの階調再現特性を示している。階調数は８ｂｉｔのデジタル信号で処理しているので、２５６階調である。この画像形成装置では、第ＩＶ象限の階調特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ特性がリニアでない分を第ＩＶ象限のＬＵＴ２５によって補正している。ＬＵＴ２５は後に述べる演算結果により生成される。
【００６９】
ＬＵＴ２５にて濃度変換された後、ＰＷＭ回路２６により信号がドット幅に対応した信号に変換され、レーザ光源３ａのＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザドライバ２７に送られる。本実施の形態では、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの全色とも、パルス幅変調処理による階調再現方法を用いた。
【００７０】
そして、レーザ光源３ａの走査により感光ドラム１上にはドット面積の変化により、所定の階調特性を有する静電潜像が形成され、現像、転写、定着という過程をへて階調画像が再生される。
【００７１】
ここで、本実施の形態で用いた画像形成装置の画像制御手段（補正手段）を詳しく説明する。
【００７２】
本実施の形態で用いた画像形成装置は画像制御（画像調整）の手段として第１の制御系と第２の制御系とを有している。なお、画像制御を行うことを目的として、第１の制御系の実行時に形成されるトナーのパッチパターン（画像パターン）が画像パターンＡに相当し、第２の制御系の実行時に形成されるトナーのパッチパターン（画像パターン）が画像パターンＢに相当することになる。例えば、画像パターンＡとしては、後述の図１２に示す帯状パターン６１、色パターン６２、図１３に示す階調パターン７１，７２があり、画像パターンＢとしては、図２６に示す階調パターン７４がある。
【００７３】
まず、リーダ部Ａ、プリンタ部Ｂの双方を含む系の画像再現特性の安定化に関する第１の制御系について説明する。リーダ部Ａを用いてプリンタ部Ｂのキャリブレーションについて、図８のフローチャートを参照して説明する。このフローは、リーダ部Ａを制御するＣＰＵ２１４（図２参照）とプリンタ部Ｂを制御するＣＰＵ２８（図５，図６参照）により実現される。
【００７４】
操作部２１７上に設けられた、自動階調補正というモード設定ボタンを押すことで、本制御がスタートする。なお、本実施の形態では、表示器２１８は図９〜図１１に示すようなプシュセンサつきの液晶の操作パネル（タッチパネルディスプレイ）で構成されている。
【００７５】
図８中のステップＳ１（以下単に「Ｓ１」のように記す。）において表示器２１８上に、テストプリント１のプリントスタートボタン８１が現れ（図９（ａ））、それを押すことで図１２に示すテストプリント１の画像がプリンタ部Ｂによりプリントアウトされる。
【００７６】
このとき、テストプリント１を形成するための記録材Ｐ（用紙）の有無をＣＰＵ２１４が判断し、ない場合は図９（ｂ）に示すような警告表示を行う。
【００７７】
このテストプリント１の形成時にはコントラスト電位（後述）は、環境に応じた標準状態のものを初期値として登録しておき、これを用いる。
【００７８】
また、本実施の形態に用いた画像形成装置は、複数の給紙カセット（用紙カセット）を備えており、Ｂ４，Ａ３，Ａ４，Ｂ５等複数種の記録材サイズが選択可能となっている。
【００７９】
しかし、この制御で使用する記録材Ｐは、後の読み取り作業時に、縦置き、横置きの間違えによるエラーを避けるために、一般で言われているラージサイズ紙を用いている。すなわち、Ｂ４，Ａ３，１１×１７，ＬＧＲを用いるように、設定されている。
【００８０】
図１２のテストプリント１には、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋ４色分の中間階調濃度によるトナー像である帯状パターン６１を形成する。この帯状パターン６１を目視で検査することにより、スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラがないことを確認する。この帯状パターン６１はスラスト方向（主走査方向）に、色パターン６２（トナー像）、及び階調パターン７１，７２（トナー像：後述の図１３参照）をカバーするようにＣＣＤセンサ１０５の主走査方向のサイズが設定されている。異常が認められる場合には、再度、テストプリント１のプリントを行い、再度異常が認められた場合にはサービスマンコールとする。
【００８１】
なお、この帯状パターン６１をリーダ部Ａで読み取り、そのスラスト方向の濃度情報により、以後の制御を行うかどうかの可否判断を自動で下すことも可能である。一方、色パターン６２は、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの各色の最大濃度パッチの集合であり、濃度信号値で２５５レベルを用いる。
【００８２】
図８中のＳ２では、このテストプリント１の画像を、原稿台ガラス１０２上に図１４に示すように載置して、図１０（ａ）に示される読み取りスタートボタン９１を押す。このとき、図１０（ａ）に示す操作者用のガイダンス表示が現れる。図１４は、テストプリント１の出力を原稿台ガラス１０２上に置いた状態を上方から見た模式図である。同図中の左上の楔（くさび）型マークＴが原稿台ガラス１０２の原稿突き当て用のマークであり、帯状パターン６１が、突き当てマークＴ側に位置するようにして、なおかつ、表裏を間違えないように、操作パネル上で上述のようなメッセージを表示する（図１０（ａ））。このようにすることで、置き間違えによる制御エラーを防ぐようにした。
【００８３】
リーダ部Ａにより、色パターン６２を読み取る際に、突き当てマークＴから徐々に走査し、１番最初の濃度ギャップ点Ａが帯状パターン６１の角で得られるので、その座標ポイントから、相対座標で、色パターン６２の各パッチの位置を割り出して、色パターン６２の濃度値を読み取る。
【００８４】
読み取り中は図１０（ｂ）に示す表示が行われ、テストプリント１の向きや位置が不正確で読み取り不能のときは図１０（ｃ）に示すメッセージを表し、操作者が置き直して、読み込みキー９２を押すことにより再度、読み取りを行う。
【００８５】
得られたＲＧＢ値より、光学濃度の換算をするためには、下式（２）を用いる。市販の濃度計と同じ値にするために、補正係数（ｋ）で調整している。
【００８６】
【数２】

【００８７】
なお、別にＬＵＴを用いてＲＧＢの輝度情報からＭＣＹＫの濃度情報に変換してもよい。
【００８８】
次に、得られた濃度情報から、最大濃度を補正する方法を説明する。
【００８９】
図１５に相対ドラム表面電位（横軸）と上述の演算により得られた画像濃度（縦軸）の関係を示す。その時点で用いたコントラスト電位、すなわち現像バイアス電位と一次帯電された後レーザ光を用いて最大レベルを打ったときの感光ドラム１の表面電位との差が、Ａという設定で得られた最大濃度Ｄ_Ａであった場合、最大濃度の濃度域では、相対ドラム表面電位に対して画像濃度が実線Ｌに示すように、ほぼリニアに対応することがほとんどである。
【００９０】
ただし、二成分現像系では、現像器内のトナー濃度が変動して、下がってしまった場合、破線Ｎで示すように、最大濃度の濃度域で、非線形特性になってしまう場合もある。
【００９１】
したがって、ここでは、最終的な最大濃度の目標値を１．６としているが、０．１のマージンを見込んで、１．７を最大濃度を合わせる制御の目標値に設定して制御量を決定する。
【００９２】
ここでのコントラスト電位Ｂは、次式（３）を用いて求める。
【００９３】
Ｂ＝（Ａ＋Ｋａ）×１．７／Ｄ_Ａ……（３）
ここで、Ｋａは補正係数であり、現像方式の種類によって、値を最適化するのが好ましい。
【００９４】
実際には、電子写真方式では、コントラスト電位Ａの設定は、環境に応じて変えないと画像濃度が合わないため、先に説明した、画像形成装置本体Ｍ内の水分量をモニタする環境センサ３３の出力によって、図１６に示すように設定を変えている。
【００９５】
したがって、コントラスト電位を補正する方法として次式の補正係数Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを、バックアップされたＲＡＭに保存しておく。
【００９６】
Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌ＝Ｂ／Ａ
【００９７】
画像形成装置が３０分毎に、環境（水分量）の推移を、モニタし、その検知結果に基づいてＡの値を決定する度に、Ａ×Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを算出して、コントラスト電位を求める。
【００９８】
コントラスト電位から、グリッド電位と現像バイアス電位を求める方法を簡単に説明する。
【００９９】
図１７に、一次帯電器２のグリッド電位（横軸）と感光ドラム１の表面電位（縦軸）との関係を示す。グリッド電位を−２００Ｖにセットして、レーザ光のレベルを最低にして走査したときの表面電位Ｖ_Ｌ及びレーザ光のレベルを最高にしたときの表面電位Ｖ_Ｈを表面電位センサ１２で測定する。同様にグリッド電位を−４００ＶにしたときのＶ_ＬとＶ_Ｈを測定する。−２００Ｖのデータと−４００Ｖのデータを、補間、外挿することで、グリッド電位と表面電位との関係を求めることができる。この電位データを求めるための制御を電位測定制御とよぶ。Ｖ_Ｌから画像上にカブリトナーが付着しないように設定されたＶｂｇ（ここでは１００Ｖに設定）の差を設けて、現像バイアスＶ_ＤＣを設定する。コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは、現像バイアスＶ_ＤＣとＶ_Ｈの差分電圧であり、このＶｃｏｎｔが大きいほど、最大濃度が大きくとれるのは、上述した通りである。計算で求めたコントラスト電位Ｂにするためには、図１７の関係より、何ボルトのグリッド電位が必要か、そして何ボルトの現像バイアス電位が必要かは、計算で求めることができる。
【０１００】
図８中のＳ３では最大濃度を最終的な目標値より、０．１高くなるようにコントラスト電位を求め、このコントラスト電位が得られるように、グリッド電位及び現像バイアス電位をＣＰＵ２８がセットする。
【０１０１】
Ｓ４にて、求めたコントラスト電位が、制御範囲にあるかどうかを判断して、制御範囲からはずれている場合（Ｓ４のＮｏ）には、現像器等に異常があるものと判断して、対応する色の現像器をチェックするように、サービスマンにわかるように、エラーフラグを立てておき、所定のサービスモードでそのエラーフラッグをサービスマンが見られるようにする。
【０１０２】
ここでは、そのような異常時には制御範囲ぎりぎりの値にリミッターをかけて、修正制御して（Ｓ５）、制御は継続させる。
【０１０３】
以上のように、Ｓ３で求めたコントラスト電位になれるように、ＣＰＵ２８によりグリッド電位と現像バイアス電位の設定を行う。
【０１０４】
図１８に、濃度変換特性図を示す。本実施の形態での最大濃度を最終目標値より高めに設定する最大濃度制御により第ＩＩＩ象限のプリンタ特性図は実線Ｊで示すようになる。もし仮に、このような制御を行わないときには、破線Ｈに示すような濃度１．６に達しないプリンタ特性になる可能性もある。破線Ｈの特性の場合ＬＵＴ２５をどのように設定しても、ＬＵＴ２５は最大濃度を上げる能力は持ち合わせていないので、濃度Ｄ_Ｈと濃度１．６の間の濃度は再現不可能となる。実線Ｊのように最大濃度をわずかに越える設定になっていれば、確実に、第ＩＶ象限のトータル階調特性で、濃度再現域は保証することができる。
【０１０５】
次に、図１１（ａ）のように操作パネル上に、テストプリント２の画像のプリントスタートボタン１５０が現れ、それを押すことで図１３のテストプリント２の画像がプリントアウトされる（Ｓ６）。プリント中は図１１（ｂ）のような表示となる。
【０１０６】
テストプリント２は図１３に示すように、それぞれＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの４色のパッチパターンからなる階調パターン７１，７２を有している。各色のパッチパターンは、Ｋ（ブラック）のパッチパターンで例示するように、４列１６行の全部で６４階調分のグラデーションのパッチ７３の集合（パッチ群）により成り立っている。ここで、６４階調分は、全部で２５６階調あるうちの、濃度の低い領域を重点的にレーザ出力レベルを割り当ててあり、高濃度領域は、レーザ出力レベルを間引いてある。このようにすることにより、特にハイライト部における階調特性を良好に調整することができる。
【０１０７】
図１３において、階調パターン７１は解像度２００ｌｐｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）で、また階調パターン７２は解像度４００ｌｐｉで形成されている。各解像度の階調パターン７１，７２を形成を行うためには、ＰＷＭ回路２６において、処理の対象となっている画像データとの比較に用いられる三角波の周期を複数用意することによって実現できる。
【０１０８】
なお、本画像形成装置は、階調画像は２００ｌｐｉの解像度で、文字等の線画像は４００ｌｐｉの解像度で、作成している。この２種類の解像度で同一の階調レベルのパッチパターンを出力しているが、解像度の違いで、階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じて先の階調レベルを設定するのがより好ましい。
【０１０９】
また、テストプリント２は、ＬＵＴ２５を作用させずに、パターンジェネレータ２９から発生させる。
【０１１０】
図１９は、テストプリント２の出力を原稿台ガラス１０２上に置いた状態を上方から見た模式図である。左上の楔（くさび）型マークＴが原稿台ガラス１０２の原稿突き当て用のマークであり、Ｋ（ブラック）のパッチパターンが、突き当てマークＴ側にくるように配置して、なおかつ表裏を間違えないように操作パネル上でメッセージを表示した（図１１（ｃ））。このようにすることで、置き間違えによる制御エラーをふせぐようにした。リーダ部Ａにて、パッチパターンを読み取る際に、突き当てマークＴから徐々に走査し、１番最初の濃度ギャップ点Ｂが得られるので、その座標ポイントから、相対座標で各階調パターン７１，７２の各色パッチパターンの位置を割り出して、読み取るようにした（図８のＳ７）。１つのパッチ７３当たりの読むポイントは、図２０に示すように、パッチ７３の内部に読み取りポイント（ｘ）を１６ポイント取り、各ポイントにおいて得られた信号を平均する。なお、ポイント数は読み取り装置、画像形成装置によって最適化するのが好ましい。
【０１１１】
各パッチ７３毎に１６ポイントの値が平均された、ＲＧＢ信号を、前述した光学濃度への変換方法により、濃度値に直し、それを出力濃度（左側の縦軸）として、横軸にレーザ出力レベルをプロットしたのが、図２１である。さらに、図２１中の右側の縦軸に示すように、記録材Ｐのベース濃度（濃度レベル）、本実施の形態では、０．０８を０レベルに、この画像形成装置の最大濃度として設定している１．６０を２５５レベルに正規化している。こうして各色のパッチパターン毎に６４階調分のレーザ出力レベルと出力濃度（濃度レベル）との関係をえることができる。
【０１１２】
得られたデータがＣ点のように、特異的に濃度が高かったり、Ｄ点のように、低かったりした場合には、原稿台ガラス１０２上に汚れがあったり、テストプリント１，２上に不良があったりすることがあるので、データ列に連続性が保存されるように、傾きにリミッターをかけ、補正を行う。ここでは具体的には傾きが３以上の時は、３に固定し、マイナス値の時は、その前のレベルと同じ濃度レベルにしている。
【０１１３】
ＬＵＴ２５の内容は前述したように、図２１の濃度レベルを入力レベル（図７の濃度信号軸）に、レーザ出力レベルを出力レベル（図７のレーザ出力信号軸）に座標を入れ換えるだけで、簡単に作成できる。パッチ７３に対応しない濃度レベルについては、補間演算により値を求める。このときに、入力レベル０レベルに対して、出力レベルは０レベルになるように、制限条件を設けている。そして、図８中のＳ８で上述のように作成した変換内容をＬＵＴ２５に設定する。
【０１１４】
以上で、読取装置を用いた第１の制御系によるコントラスト電位制御とγ変換テーブル作成が完了する。上述の処理中には、図１１（ｄ）のような表示が行われ、完了すると図１１（ｅ）のように表示される。
【０１１５】
次に、通常画像形成中に行う画像制御として、プリンタ部Ｂ単独の画像再現特性の安定化に関する第２の制御系について説明する。
【０１１６】
本制御は、感光ドラム１上のパッチパターンの濃度を検出し、前述のＬＵＴ２５を補正することにより、画像安定化を達成するものである。
【０１１７】
図２２に、感光ドラム１に相対するＬＥＤ８とフォトダイオード９からなるフォトセンサ１０からの信号を処理する処理回路を示す。フォトセンサ１０に入射された感光ドラム１からの近赤外光は、フォトセンサ１０により電気信号に変換され、電気信号はＡ／Ｄ変換回路４１により０〜５Ｖの出力電圧を０〜２５５レベルのデジタル信号に変換される。そして、濃度換算回路４２により濃度に変換される。本実施の形態で使用したフォトセンサ１０は、感光ドラム１からの正反射光のみを検出するよう構成されている。
【０１１８】
図２３に、感光ドラム１上の濃度を各色の面積階調により段階的に変えていったときの、フォトセンサ１０出力と出力画像濃度との関係を示す。トナーが感光ドラム１に付着していない状態におけるフォトセンサ１０の出力を５Ｖ、すなわち、２５５レベルに設定した。図２３からわかるように、各トナーによる面積被覆率が大きくなり画像濃度が大きくなるに従って、感光ドラム１単体よりフォトセンサ１０出力が小さくなる。これらの特性から、各色専用の、センサ出力信号から濃度信号に変換するテーブル４２ａを持つことにより、各色とも精度良く濃度信号を読み取ることができる。
【０１１９】
第２の制御系は第１の制御系により達成された色再現性の安定維持が目的であるため、第１の制御系による制御の終了直後の状態を目標値として設定する。目標値設定のフローを図２４に示す。第１の制御系による制御の終了した時点（Ｓ１１）で、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの各色毎のパッチを感光ドラム１上に形成して、フォトセンサ１０で検知し（Ｓ１２）、濃度変換する（Ｓ１３）。ここで、パッチのレーザ出力は、各色とも濃度信号（図７の濃度信号軸）で１２８レベルを用いる。この際、ＬＵＴ２５の内容、及びコントラスト電位の設定は、第１の制御系で得たものを用いる。このときの濃度値Ｄ１２８を第２の制御系の目標値として設定し（Ｓ１４）、バックアップしておく。目標値は第１の制御系による制御が行われるごとに更新される。
【０１２０】
第２の制御系は、感光ドラム１上に形成したパッチの濃度を検出し、第１の制御系で得たγＬＵＴを随時補正していく制御である。パッチのレーザ出力は、目標値設定時と同様であることが重要であり、各色とも濃度信号（図７の濃度信号軸）で１２８レベルを用いる。この際、ＬＵＴ２５の内容、及びコントラスト電位の設定は、その時点での通常画像形成時と同様とする。すなわち、第１の制御系で得たものを、前回までの第２の制御系により補正したものを用いる。
【０１２１】
濃度信号１２８は、濃度１．６を２５５に正規化した濃度スケールでパッチ出力濃度がＤ１２８になるように制御されているが、画像形成装置の画像特性は不安定であり、常に変化を起こす可能性をもつため、測定した結果がＤ１２８になるわけではなく、ΔＤだけずれている場合がある。
【０１２２】
このΔＤに基づき、第２の制御系では第１の制御系で作成したＬＵＴ２５（γＬＵＴ）を補正する。
【０１２３】
図２５に、本実施の形態の場合の、濃度信号１２８において出力濃度がΔＤｘずれた場合の、一般的な濃度信号０〜２５５までにおける出力濃度の変化に対応するγＬＵＴ補正テーブルを示す。この補正テーブルを予めもっておき、制御時には、γＬＵＴ補正テーブルの濃度信号１２８での値がΔＤになるようγ補正テーブルを規格化し、これを打ち消すように形成したＬＵＴを、ＬＵＴ２５に足すことでＬＵＴ２５を補正する。ＬＵＴ２５を書き換えるタイミングは各色ごとに異なり、書き換え準備ができた段階で、その色のレーザ書き込みが行われていない間のＴＯＰ信号により行う。
【０１２４】
ここで、本実施の形態で用いた構成の画像形成装置において、固定式のブラックの現像器Ｋで、上述の第２の制御系が実行された後に、通常の画像形成動作が行われた場合、第２の制御系の制御中に形成されたフォトセンサ１０での検知用のパッチパターンによるゴーストが次画像中に発生してしまう。これは前述したように、特定パターンの画像形成を行った場合に現像スリーブ４ｂ上の現像剤のトリボが特定パターン部分と特定パターン周辺の白地部分のトリボ差により濃度が薄くなってしまう現象によるものである。特に第２の制御系におけるフォトセンサ１０での検知用の特定のパッチパターンが連続して多数作像された場合に本現象は顕著に現れる。しかし本現象は、現像スリーブ４ｂの幅方向（軸方向）に沿って均一に現像剤を消費させることで画像形成領域と非画像形成領域トリボ差を無くすことにより改善することが可能である。
【０１２５】
ここで、本実施の形態では、第２の制御系におけるフォトセンサ１０での検知用の特定のパッチパターン（第１の画像パターン：特定パターン）に続いて、現像スリーブ４ｂ全域幅の帯状画像（第２の画像パターン）を作像することで上述のゴーストを改善するようにした。なお、ここで「帯状」とは、少なくとも現像スリーブ４ｂの幅方向（軸に沿った方向）に長いという意味である。したがって、記録材Ｐの搬送方向に沿っての長さ（現像スリーブ４ｂの回転方向の長さ）については、短い場合（例えば、スリーブ１周分）も長い場合（Ａ４サイズ）もある。このゴースト防止用の帯状画像は第２の制御系の制御に引き続き画像形成が行われ、フォトセンサ１０による検知は行わずに記録材Ｐへの転写も行われずにクリーニング装置６によって回収される。
【０１２６】
図３２に第１の画像パターン、第２の画像パターンの形状を示す。
【０１２７】
以下、実験について説明する。
【０１２８】
本実験では、第２の制御系におけるフォトセンサ１０での検知用の特定のパッチパターン（第１の画像パターン）としては、図２６に示すような９段階の階調パターン７４を使用した。また、本実験では、第２の制御系におけるフォトセンサ１０で検知する特定のパッチパターン（第１の画像パターン）を作像後に、第２の画像パターンとして下記のような帯状画像（帯状トナーパターン）を作像し、さらにその後に１２８レベルの全面ハーフトーンを作像して、ゴースト領域とそれ以外の領域の濃度差を測定した。なお、以下の▲１▼〜▲６▼における階調パターン７４とは、特定のパッチパターン（第１の画像パターン）のことである。したがって▲１▼は第１の画像パターンのみ、また▲６▼は第１の画像パターンも形成しないということである。さらに、▲２▼〜▲５▼においては、それぞれプラスした分が第２の画像パターンである。
【０１２９】
▲１▼ 階調パターン７４のみ
▲２▼ 階調パターン７４＋スリーブ周長（１周分）べた黒
▲３▼ 階調パターン７４＋スリーブ周長（１周分）１２８レベル（８０Ｈ）ハーフトーン
▲４▼ 階調パターン７４＋スリーブ周長（１周分）べた白
▲５▼ 階調パターン７４＋Ａ４サイズべた黒
▲６▼ 階調パターン７４なし
【０１３０】
図２７に実験結果を示す。
【０１３１】
図２７より、第２の制御系を実行後の次画像に発生するゴーストのレベルは、階調パターン７４に続いて作像する第２の画像パターンに依存することが明らかであり、濃度レベルが濃い方がその効果は大きく、１２８レベル以上の濃度レベルであれば好ましい結果が得られた。また、第２の画像パターンの搬送方向の長さに依存して効果が上がることも確認された。すなわち、第２の画像パターンが、現像スリーブ４ｂの１周の周長以上の搬送方向長さを有していればゴースト現象は第２の画像パターンの長さに比例して良化する。さらに現像スリーブ４ｂの現像剤がコートされているコート領域（現像剤コート幅）のトリボ分布を均一に均すことを目的とすることから、図３１に示すように、第２の画像パターンは現像スリーブ４ｂのコート領域と同等以上の幅を有し、現像スリーブ４ｂの軸方向に対して均一なパターンであることが望ましい。
【０１３２】
以上より、第２の制御系の制御時に階調パターン（第１の画像パターン）７４の形成に引き続き、フォトセンサ１０で検知しない、現像スリーブ４ｂの現像剤コート領域と同等幅で、少なくとも現像スリーブ４ｂの１周分の周長と同等以上の長さをもつ第２の画像パターンである帯状トナーパターンを現像することにより、第２の制御系の制御実行後の次画像に発生するゴースト、すなわち制御中に形成した階調パターン７４のゴーストを防止することが可能となり、長期にわたって安定した画像を維持することができる。
【０１３３】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、本発明を、中間転写体を用いた画像形成装置に適用した例を示す。本実施の形態における画像制御は、中間転写体５１上にフォトセンサ１０を設け、中間転写体５１上のトナー像によるパッチパターンの濃度を検知して行うようにしている。
【０１３４】
図２８に、本実施の形態の画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、現像手段４として、マゼンタ，シアン，イエローの現像器４Ｍ，４Ｃ，４Ｙを有する回転式の現像装置４Ａと、ブラックの現像器３Ｋによって構成された固定式の現像装置４Ｂとを有している。なお、適時必要時に、各現像器が、現像位置で感光ドラム１上の静電潜像の現像を行う構成は、前述の実施の形態１と同様である。
【０１３５】
各色の画像情報に応じて感光ドラム１上に形成されたトナー像は、順次、中間転写体５１（本実施の形態では、中間転写ベルト。なお、中間転写ドラムであってもよい。）上に転写され、フルカラーの場合には、４色トナー像が中間転写体５１上に順次に一次転写された後、給紙ユニット（不図示）から給紙された記録材Ｐに一括で二次転写し、定着装置７による定着工程を経て画像形成装置本体Ｍ外部に排出され、フルカラープリントとなる。
【０１３６】
前述の実施の形態１で示した構成の場合、画像制御に用いるパッチパターントナーを感光ドラム１上に形成するが、感光ドラム１の表面は耐久時に削れや傷といった劣化要因によって、パッチパターンの読み込みの変動要因が著しく、長期的な安定性という観点ではあまり好ましくない。
【０１３７】
そこで本実施の形態では、感光ドラム１に比べて劣化要因が少なく、一層の安定性が得られると思われる中間転写体５１上にフォトセンサ１０を設けることを特徴としている。
【０１３８】
その他の構成については実施の形態１と同様である。
【０１３９】
以上、本実施の形態においても、第２の制御系の制御時に階調パターン（第１の画像パターン）の形成に引き続き、フォトセンサ１０で検知しない、現像スリーブ４ｂの現像剤コート領域と同等幅で、少なくとも現像スリーブ４ｂの１周分の周長と同等以上の長さをもつ帯状トナーパターン（第２の画像パターン）を現像することにより、第２の制御系の制御実行後の次画像に発生する制御中に形成したトナーパターンのゴーストを防止することが可能となり、長期にわたって安定した画像を維持することができる。
【０１４０】
なお、本実施の形態の画像形成装置では、中間転写体５１上でパッチパターンの読み込みを行ったが、これに代えて、図１に示す転写ドラム５や記録材Ｐを搬送する転写ベルト（不図示）などに同様の構成のフォトセンサ１０からなる、トナーパターンを読込む構成を設ければ、別の構成の画像形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【０１４１】
さらには、本実施の形態では、フォトセンサ１０として、反射型のセンサを設けたが、転写ドラム５や転写ベルトなどに、透過性の高い材料を用いれば、透過型センサによる構成も適用可能である。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、通紙幅方向の寸法が第１の画像パターンよりも長く設定された第２の画像パターンを形成することにより、第１の画像パターンに起因するゴーストの発生を防止し、長期にわたって安定した画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】リーダ画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】リーダ画像処理部の信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】現像手段の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図５】画像形成装置全体の構成を示すブロック図である。
【図６】階調画像を得るための画像信号処理回路を示すブロック図である。
【図７】階調再現特性を示す４限チャートである。
【図８】第１の制御系の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】表示器の表示内容を示す図である。
【図１０】表示器の表示内容を示す図である。
【図１１】表示器の表示内容を示す図である。
【図１２】テストプリント１の例を示す図である。
【図１３】テストプリント２の例を示す図である。
【図１４】原稿台ガラス上へのテストプリント１の置き方を示す上面図である。
【図１５】相対ドラム表面電位と画像濃度との関係を示す図である。
【図１６】絶対水分量とコントラスト電位との関係を示す図である。
【図１７】一次帯電器のグリッド電位と感光ドラムの表面電位との関係を示す図である。
【図１８】濃度変換特性を示す図である。
【図１９】原稿台ガラス上へのテストプリント２の置き方を示す上面図である。
【図２０】パッチパターンの読み取りポイントを示す図である。
【図２１】レーザ出力レベルと出力濃度との関係を示す図である。
【図２２】フォトセンサから濃度変換までの流れを示す図である。
【図２３】フォトセンサ出力と画像濃度との関係を示す図である。
【図２４】目標値設定の流れを示す図である。
【図２５】γＬＵＴ補正テーブルの一例を示す図である。
【図２６】第２の制御系のパッチパターンを示す図である。
【図２７】実施の形態１の実験結果を示す図である。
【図２８】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２９】従来の画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３０】現像剤のトリボ分布を示す図である。
【図３１】画像形成装置の長手配置を模式的に示す図である。
【図３２】画像パターンを示す図である。
【符号の説明】
１像担持体（感光ドラム）
２帯電手段（一次帯電器）
３露光手段（露光装置）
４現像手段
４ｂ現像剤担持体（現像スリーブ）
４Ｃカラーの現像器（シアンの現像器）
４Ｋブラックの現像器
４Ｍカラーの現像器（マゼンタの現像器）
４Ｙカラーの現像器（イエローの現像器）
５記録材担持体（転写ドラム）
１０光学検出手段（フォトセンサ）
５１中間転写体（中間転写ベルト）
６１第１の画像パターン（帯状パターン）
６２第１の画像パターン（色パターン）
７１，７２第１の画像パターン（階調パターン）
７４第２の画像パターン（階調パターン）
１０９補正手段（プリンタ制御部）
Ａ読み取り手段（リーダ部）
Ｐ記録材

Claims

像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に画像情報に基づく静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーによって現像する複数色の現像器を有する現像手段と、前記像担持体表面に形成されたトナー像を記録材担持体上に担持された記録材に転写する転写手段とを備え、帯電、露光、現像、転写の各画像形成プロセスを繰り返して前記記録材担持体上の記録材に複数色のトナー像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上に形成された所定のトナー像である画像パターンを読み取る光学検出手段と、
前記光学検出手段が読み取った前記画像パターンの画像情報と基準画像情報との差異に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段による補正時に形成される画像パターンが、前記光学検出手段によって読み取られる第１の画像パターンと、前記第１の画像パターンによるゴーストを除去すべく記録材の通紙幅方向の寸法が前記第１の画像パターンよりも長く設定された第２の画像パターンとを有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記補正手段は、通常画像形成時とは異なるシーケンスにおいて画像特性を判断するための少なくとも１つ以上の画像パターンＡを前記記録材上に形成し、形成された前記画像パターンＡを読み取り手段によって読み取り、その読み取った画像情報に基づいて画像形成条件を制御する第１の制御系と、
前記第１の制御系による画像制御を終了した時点で、前記像担持体上に少なくとも１つ以上の画像パターンＢを形成し、形成された前記画像パターンＢの画像情報を前記光学検出手段によって読み取り、その画像情報を基準として通常画像形成中又はスタンバイ時に、前記画像パターンＢを前記像担持体上に形成し、形成された前記画像パターンＢを、前記光学検出手段によって読み取り、その読み取った画像情報と基準画像情報との差異に基づいて第１の制御系による画像制御により補正した画像形成条件をさらに補正する第２の制御系と、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体表面に画像情報に基づく静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーによって現像する複数色の現像器を有する現像手段と、前記像担持体表面に形成されたトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に転写する転写手段とを備え、帯電、露光、現像、転写の各画像形成プロセスを繰り返して前記記録材上に複数色のトナー像を形成する画像形成装置において、
前記中間転写体上に形成された所定のトナー像である画像パターンを読み取る光学検出手段と、
前記光学検出手段が読み取った前記画像パターンの画像情報と基準画像情報との差異に基づいて画像形成条件を補正する補正手段と、を備え、
前記補正手段による補正時に形成される画像パターンが、前記光学検出手段によって読み取られる第１の画像パターンと、前記第１の画像パターンによるゴーストを除去すべく記録材の通紙幅方向の寸法が前記第１の画像パターンよりも長く設定された第２の画像パターンとを有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記補正手段は、通常画像形成時とは異なるシーケンスにおいて画像特性を判断するための少なくとも１つ以上の画像パターンＡを前記記録材上に形成し、形成された前記画像パターンＡを読み取り手段によって読み取り、その読み取った画像情報に基づいて画像形成条件を制御する第１の制御系と、
前記第１の制御系による画像制御を終了した時点で、前記中間転写体上に少なくとも１つ以上の画像パターンＢを形成し、形成された前記画像パターンＢの画像情報を前記光学検出手段によって読み取り、その画像情報を基準として通常画像形成中又はスタンバイ時に、前記画像パターンＢを前記中間転写体上に形成し、形成された前記画像パターンＢを、前記光学検出手段によって読み取り、その読み取った画像情報と基準画像情報との差異に基づいて第１の制御系による画像制御により補正した画像形成条件をさらに補正する第２の制御系と、を備える、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記現像手段は、ブラック画像を形成するブラックの現像器と、ブラック以外のカラー画像を形成する少なくとも１つ以上のカラーの現像器とを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第２の画像パターンは、画像形成条件を補正するために前記光学検出手段によって読み取られる前記第１の画像パターンが形成された後に形成される、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第１の画像パターンとして、カラー画像の各色成分を含む階調パターンを形成する、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第２の画像パターンは、前記現像手段の現像剤が担持されている領域と同等以上の幅を持つ、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第２の画像パターンは、前記現像手段の現像剤担持体の軸方向に対して、均一なパターンである、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記第２の画像パターンは、前記現像手段の現像剤担持体の周方向の長さと同等以上の搬送方向長さを持つ、
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記カラーの現像器は、画像形成動作時以外は前記像担持体表面から離間されている、
ことを特徴とする請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記ブラックの現像器は磁性一成分現像剤によって現像を行い、前記カラーの現像器は非磁性トナーと磁性粒子とを混合してなる二成分現像剤によって現像を行う、
ことを特徴とする請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記光学検出手段は、正反射型センサである、
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。