JP2006145612A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 濃淡混合画像データの出力濃度補正をなるべく少ないパッチ画像形成数で行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】 同一色系の淡トナーと濃トナーにより現像を行う画像形成手段、淡トナーと濃トナーの混合により現像される画像を形成する混合画像領域、淡トナーの階調特性を理想にする階調制御、階調制御で設定された淡トナーで形成する画像濃度を検出する画像濃度検出手段、淡トナーの理想の出力濃度である理想出力濃度テーブル、画像濃度検出手段により検出された画像濃度が理想出力濃度に達しているか否かを判別する濃度判別手段、濃度判別手段により、検出した画像濃度が理想出力濃度に達していないと判別されたとき、混合画像領域を変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、同色系の濃淡トナーを用いて、電子写真により画像形成するデジタル複写機・プリンタなどに適用できる画像形成装置に関する。

従来の濃トナーのみの場合、画像濃度のハイライト部は、トナー量が少なくなり、階調の再現性に難があった。本発明では、濃トナーと同一色の淡トナーを採用することによりハイライト部の階調再現性を向上させることが可能となる。この淡トナーを用いた電子写真装置が提案されている。また、液体のインクを吹き付けて画像を作像するインクジェット方式を用いたプリンタにおいては、濃インクと淡インクを用いた作像方式が採用されている機種もあり、写真画質の向上に大きく貢献している（特許文献１参照）。
特開平１０―０４４４７２号公報

しかしながら、感光体上に静電潜像し、電荷を帯びたトナーにより、現像する電子写真方式においては、濃淡トナーを用いた画像形成方法の提案はされているが、感光体の特性が変化する可能性が高いため、製品化には至っていない。電子写真方式では、ハイライト部の中間調を左右する淡トナーの出力濃度が理想的な出力濃度とならない場合が多いのである。また、濃淡混合画像を形成するために、淡色のみ、あるいは濃色のみの階調制御を行ったとしても、混合画像を形成したときに画像データの出力濃度の変動が発生してしまうため、混合画像データの出力濃度補正を行う必然性がある。しかしながら、混合画像領域全体にわたって、出力濃度補正に必要なサンプリング画像であるパッチ画像を形成し、その各パッチ画像の濃度を読み取り、変動を検知するのは、時間的な制約により、現実的な補正制御になりえない。より現実的な制御とするには、形成するパッチ画像数をなるべく少なくすることが望ましい。変動の大きな混合画像データ領域は、経験的にある程度決めることができる。その一方で、濃淡混合画像データを形成する画像形成装置の設置環境による環境変動、使いつづけることによって感光体などの画像形成プロセスの条件変動などがあるため、混合画像データ領域を予め狭められた領域のみにすると高い階調性を維持することが困難となってしまう。また、ハイライト部の階調性を高くする淡トナーの最高出力濃度を決定する制御（ＤＭＡＸ制御）において、最高濃度が出ない場合も出てくる。このときに、濃トナーとの混合画像データ領域で変動が大きく発生してしまうのである。

そこで、本発明において、濃淡混合画像データの出力濃度補正をなるべく少ないパッチ画像形成数で行う方法を提案する。

経験値に基づいた領域で行い、淡トナーの最高出力濃度が所望の値とならなくなった場合にも階調性を保証するように、濃淡混合画像データの出力濃度補正を行うためのパッチ画像を作像する領域を広げ、階調性を維持しつつ、生産性の高い階調制御を行う。

つまり、本発明は、濃淡混合画像データの出力濃度補正をなるべく少ないパッチ画像形成数で行う画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、同一色系の淡トナーと濃トナーにより現像を行う画像形成手段、淡トナーと濃トナーの混合により現像される画像を形成する混合画像領域、淡トナーの階調特性を理想にする階調制御、階調制御で設定された淡トナーで形成する画像濃度を検出する画像濃度検出手段、淡トナーの理想の出力濃度である理想出力濃度テーブル、画像濃度検出手段により検出された画像濃度が理想出力濃度に達しているか否かを判別する濃度判別手段、濃度判別手段により、検出した画像濃度が理想出力濃度に達していないと判別されたとき、混合画像領域を変更する。

本発明によれば、濃淡トナーにより、ハイライト部分の画像データの階調性を確保すると共に、感光体の劣化による淡トナーの最高濃度が求める濃度に達しないときでも、濃淡混合画像の出力濃度変動がある画像領域への補正を適切に行うため、中間調の再現性を一定に保つことが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１に本発明が適用される６色トナーにより、静電潜像された画像形成装置の構成断面図を示す。

図中、１００は画像形成装置本体であり、リーダー１０１で読み取られた原稿１４１の画像を１２０から１２３の給紙段から給紙される用紙に画像を形成する。

このリーダー１０１は、原稿１４１を照射するランプを含む照射ユニット１３８と、照射ユニット１３８により、照射された原稿１４１の反射光をレンズ１４０を通して、光を画像データに変換する光電変換ユニット１５０まで到達させるためのミラーユニット１３９などから、構成される。リーダー１０１の光電変換ユニット１５０読み取られた原稿画像データは、後述の図３記載のリーダー画像Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）３０９を経由して、画像形成装置本体１００の画像制御回路へと送られる。

１０２から１０７は、静電潜像し、トナーにより感光体上に画像を現像する各色の現像ステーションである。本実施例においては、１０２はブラック、１０３はイエロー、１０４は淡色マゼンダ、１０５は濃色マゼンダ、１０６は淡色シアン、１０７は濃色シアンのトナーの現像ステーションとなっている。

各現像ステーションの構成を代表して、ブラックの現像ステーション１０２で説明する。リーダー１０１で読み取られた原稿画像を図３で後述される回路により、色分解されたブラックの画像データがレーザースキャナユニット１０９のレーザーによる光ビームでミラー１１０を反射され、感光体１１１へと照射される。このとき感光体１１１は、一次帯電器１０８により、一様に所定の電位に帯電しており、画像データに応じて光ビームが照射されることにより、静電潜像された画像が形成される。この感光体１１１上に静電潜像された画像を現像器１１２のブラックトナーで現像される。そして現像された画像は、一次転写ローラ１１３により、感光体１１１から中間転写ベルト１１５へと転写される。他の各現像ステーションにおいても、同様に各色に対応して色分解された画像データが各感光体上に現像され、一次転写ローラによって、中間転写ベルト１１５上へ転写される。このとき、リーダー１０１からの原稿画像や、不図示であるがＰＣなどからプリントアウトされるＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）画像を現像するときには、各現像ステーションで現像される画像データを中間転写ベルト上で画像位置を一致させるようなタイミングで各レーザースキャナユニットから照射されるレーザーで書き込みを行い、各色を重ね合わせた画像を形成する。

一方、リーダー１０１からの原稿画像やＰＤＬ画像以外に、より高品位の画像を得るために各現像ステーションや一次転写ローラの高圧値を調整する自動調整モードを備え、このモードのときには、所定の濃度とサイズのパッチ画像（図５で詳述）を読み取るパッチ検知センサ１１６を備えている。各自動調整モードにおいて、パッチ画像が作像されたときには、このセンサで各色の濃度を読み取り、最適なトナー濃度になるように調整される。

さて、中間転写ベルト１１５上に形成された画像が用紙上に転写される方法について述べる。例えば給紙段１２０に積載されている用紙に転写される場合には、ピックアップローラ１２４によってピックアップされ、引き抜きローラ１２５により、縦パス搬送路１１９上にある縦パスローラ１２６へと送られた用紙がレジストローラ１１８まで搬送され、そこで一時停止する。そして、中間転写ベルト１１５上の画像先端が所定の位置に達したら、レジストローラ１１８を駆動し、二次転写ローラ１１７により、転写バイアスをかけて、用紙に画像を転写する。さらに画像が転写された用紙は、搬送路１２７により、定着器１２８へと送り込まれる。定着器１２８はトナーが溶融する温度まで不図示のヒータで暖められた上部の定着ローラ１２９と下部の定着ベルト１３０により、用紙を挟み込みつつ、用紙上に転写されたトナー画像を溶融し、用紙に定着させる。そして、フラッパ１３１により、外排紙搬送路１３２、または両面／反転搬送路１３３に送り込まれる。どちらに送出するかは、図２で説明される操作部２００やＰＤＬ画像のプリントドライバ上での搬送モードの設定（片面／両面、ソート／ノンソートなど）や両面／反転搬送路１３３に送ることができない用紙の設定に応じた搬送モードで決定される。外排紙搬送路１３２に送出される場合には、外排紙ローラ１３７へ送り込まれ、画像形成装置本体１００の機外へと排紙される。両面／反転搬送路１３３に送出された場合には、両面反転パス１３５へと用紙が送り込まれ、両面／反転切替フラッパ１３４により、用紙を反転させて機外へ排出する反転排紙モードの場合には、再び両面／反転搬送路１３３へと戻され、外排紙ローラ１３７へと送出される。また両面モードの場合には、両面／反転切替フラッパ１３４は両面／反転パス１３５にある用紙を両面搬送路１３６へと送出されるように切り替えられる。両面搬送路１３６の用紙は、再び裏面に画像を転写するために、縦パス搬送路１１９へと送り込まれるように図３のプリント制御部３１１で制御される。

図２は、図１の画像形成装置１００と図３で後述する回路構成に含まれる画像形成システムの操作部パネル２００である。２０１は、画像形成システムのモード設定や状態表示などを行うタッチパネル式にＬＣＤ表示部である。２０２は、１０キーであり、０から９までの数字の入力と設定をデフォルト値に戻すためのクリアキーがある。２０９は、ユーザーモードキーであり、画像形成装置１００の各機能のデフォルト値やユーザーが任意に行いたい調整項目を実行する調整モードを含み、さらにＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）など各種ネットワークのアドレス設定などを行う。２０３は、スタートキーであり、コピー機能やスキャン機能などを実行するときに押下する。２０４は、ストップキーであり、コピー機能やプリント機能、スキャン機能などのジョブを中止したいときに押下するキーである。２０５は、ソフト電源キーであり、画像形成システムのモーターなどの各負荷を落としたいが、ＣＰＵやネットワークなどは起動しておきたいときに使用するキーである。２０６は、節電モードキーであり、定着器１２８の温調制御をユーザーモードで設定されたレベルで温調制御するためにユーザーが押下するためのキーである。２０７は、リセットキーであり、ＬＣＤ表示部２０１や１０キー２０２などで設定された機能をデフォルト値にリセットするためのキーである。２０８は、ガイドキーであり、ＬＣＤ表示部２０１において設定される各コピー機能やプリント機能、スキャン機能、ユーザーモードキー２０９で表示され、設定／実行される各ユーザーモードの説明を表示するためのキーである。

この操作部パネル２００により、画像形成装置１００をユーザーが使用することが可能となる。

図３は、画像形成装置１００の回路構成を示した回路ブロック図である。図中３００は、操作部であり、図２の２００を制御するための回路である。これは、画像形成装置１００を制御するためのプログラムが書き込まれたＲＯＭやプログラムが展開されるＲＡＭ、またそのプログラムを実行するＣＰＵなどを含む回路であるジョブ制御部３０１に接続され、操作部２００で指示される内容を３００の回路からジョブ制御部３０１へと通知される。ジョブ制御部３０１のプログラムにより、通知された操作モードに応じてコピージョブやスキャンジョブなどが生成される。また、ジョブ制御部３０１は、原稿画像を読み取るリーダー１０１を制御する不図示のＣＰＵ回路との通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であるリーダー制御通信Ｉ／Ｆ３０６、不図示のパソコンなどから送られてくるＰＤＬ画像データをビットマップ画像に展開する不図示のＰＤＬ画像制御部のＣＰＵ回路との通信Ｉ／ＦであるＰＤＬ制御通信Ｉ／Ｆ、ＰＤＬ画像やリーダー画像を図１で説明した画像形成装置１００の各現像ステーションに送出するための画像データを生成するまでの画像データを制御する画像制御部３０２、各負荷を駆動制御して画像を形成するプリント制御部３１１、などと接続される。すなわち、画像形成装置１００の全体の制御を司っている。

画像制御部３０２は、ジョブ制御部３０１で生成されたジョブに従った各画像関連回路の設定を行う回路である。本実施例においては、この画像制御部３０２に、ＰＤＬ画像Ｉ／Ｆ３０８から送られるＰＤＬ画像データとリーダー画像Ｉ／Ｆ３０９から送られるリーダー画像を揮発性のメモリからなる画像メモリ３０３にどちらの画像データを有効にするかを決める画像セレクタ３１０を設定し、また、画像メモリ３０３に対して、画像セレクタ３１０からの画像データをどの領域に記憶するかを設定する。さらにＨＤＤに代表されるような不揮発性のメモリで構成される画像蓄積部３０５の設定や画像メモリ３０３からのビットマップ画像データを圧縮して画像蓄積部３０５へ送り込む設定や画像蓄積部３０５からの圧縮画像データを伸長して再び画像メモリ３０３へと戻す画像圧縮伸長部３０４の設定も行う。また、実際に画像データを現像し、印字するために画像メモリ３０３からカラー画像データを読み出し、画像処理部３１２で所望の画像処理を行った後、ブラック、淡色マゼンダ、濃色マゼンダ、淡色シアン、濃色シアン、イエローの６色に色分解する色分解部３１３の設定も行う。

プリント制御部３１１では、ジョブ制御部３０１から指示された内容で設定される画像制御部３０２の各設定にしたがって、最終的に色分解部３１３によって送出されてくる各色の画像データを受け取り、各色のレーザー３２２〜３２７へと送出するようにプリント画像制御部３１５に指示を出す。また、プリント画像制御部３１５では、プリント制御部３１１からの指示にしたがって、各色の画像データを対応する各色現像ステーションの感光体の感度特性が反映されているＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）３１６〜３２１の設定を行う。このＬＵＴ３１６〜３２１は、感光体上の感度特性が変化や、レーザー路光量、一次帯電器からの帯電量などが変化することによって、前出のパッチ画像の濃度が所望の濃度にならない場合に、入力される画像データに対して画像濃度を変化させ、所望の濃度が出るように変換する働きを兼ね備えている。この各色のＬＵＴ３１６〜３２１を経由した画像データが、対応する各色のレーザー３２２〜３２７に出力され、各現像ステーション１０２〜１０７のレーザーを含むレーザースキャナユニットにより、各色の感光体上に潜像形成される。

さらにプリント制御部３１１は、用紙搬送制御部３１４に対してプリント画像制御部３１５と同期させて、各給紙段１２０〜１２３から給紙した用紙に対して、中間転写ベルト１１５上に結像された全色のトナー画像を転写し、印字を行い、定着器１２８を通して、用紙上に画像を作像するように制御を行う。

次に本発明の課題とする同一色系の濃淡トナーを用いて、再現する色をどのように生成するかを図４を用いて説明する。

図４（ａ）には、色分解部３１３によって淡トナー用の画像データに色分解された画像データの例が４０１で表されている。また同様に色分解部３１３によって濃トナー用の画像データに色分解された画像データの例が４０２として表されている。各現像ステーションでは、この淡トナー画像データ４０１と濃トナー画像データ４０２によって、濃淡トナーが混合された色の画像データが生成される。すなわち図４（ａ）は濃淡画像データの比率を補正するための濃淡画像データマッピングテーブルである。このとき、濃淡画像データは、４０３の領域に示すように、淡トナーと濃トナーを合わせて、その画像データが２５５であるものを上限としている。この理由は、画像データの大きさは、そのままトナー量に反映されるので、２５５を超えると、一色のトナー（本実施例では、ブラックとイエロー）に対して、トナーの載り量が多くなってしまい、中間転写ベルト１１５から用紙上へトナー画像を二次転写ローラ１１７によって転写する際の転写性や、仮に中間転写ベルト１１５上のトナー画像全てが用紙に転写されたとしても、トナーを溶融して用紙に定着させる際の定着性に影響を及ぼす可能性が高くなるためであり、またトナーを消費しすぎてしまう可能性もある。このような理由から、濃淡トナーの画像比率を合わせて２５５までとする必要があり、濃淡画像データマッピングテーブルに４０３のように上限を設けている。

さらに、図４（ａ）の濃淡画像データマッピングテーブルによる濃淡の混合画像データの濃度を表したものが図４（ｂ）の濃淡画像濃度テーブルである。本実施例では、説明を簡略化するために、（淡トナー濃度）＝（濃トナー濃度の１／２）としている。このため、淡トナー画像データ４０１において画像データが２５５のときの淡トナー画像濃度４０４では１２８であるのに対し、濃トナー画像データ４０２において画像データが２５５のとき濃トナー画像濃度４０５では、２５５の濃度が出ていることを表している。

このとき、淡トナーの最高濃度が１２８まで出ている理想の出力のときに、どのように淡トナーと濃トナーの混合画像データが作られているかを示しているのが、図４（ｃ）の矢印部分４０６、４０７である。４０６の矢印は、淡トナーのみで現像されることを示しており、淡トナーの画像データで２５５、濃度で１２８に達したとき、不図示であるが濃度で１２９から濃トナーによる画像データが現像され始め、濃度２５５に至るまで淡トナーと濃トナーの混合により、画像データが現像されることを４０７の矢印が示している。

このように４０６と４０７による淡トナーと濃トナーの画像データの関係をグラフ化したものが図４（ｄ）である。同一色としての濃度が１２８まで淡トナーで現像され、１２９以降は、淡トナーと濃トナーを混合して、現像していることがわかる。

この濃淡画像濃度テーブルと濃淡画像データマッピングテーブルは、本実施例においてはシアンの濃淡分解を行うＣ濃淡分解部３２９とマゼンダの濃淡色分解を行うＭ濃淡分解部３３０に含まれる濃淡画像分解テーブルに反映される。

図４では、淡トナーが理想的な濃度を出力しているときの濃淡トナーの混合画像濃度について述べたが、画像形成装置１００の設置環境や耐久により、現像ステーションの耐久による感光体の変化により、必ずしも淡トナーの濃度が濃トナーの濃度の１／２であっても画像データで２５５のとき、濃度が１２８出るとは限らない。そこで、一般的に、最高濃度が出るようにＤＭＡＸ（Ｄｅｎｓｉｔｙ ＭＡＸ）制御により、各高圧値を所定範囲内で変化させ、最高濃度の画像濃度がでるように制御を行っている。

しかしながら、濃色、淡色ともにＤＭＡＸ制御を行ったとしても、画像形成装置本体１００が設置された環境の温度や湿度などの環境変動による画像形成プロセス条件の変動が発生してしまう。このため、濃淡トナー混色の画像濃度は図４（ｄ）の理想的な混合画像出力を得ることができず、図４（ｅ）に示すように理想曲線４１０に対して、４１１のように変動した混合画像出力特性となってしまう。そこで、経験的に変動の大きくなる混合画像領域を決めておく。その混合画像のパッチ画像を作像する領域を図４（ｆ）に示す。全ての階調にわたってパッチ画像を検知するのは、生産性に影響を及ぼすため、所定のステップ幅をもたせ、４１２〜４１６のように、画像データで１２８から１９２間で１６ステップごとの画像データを用いる。図４（ｆ）の４１２〜４１６に相当する画像データによる濃淡トナーの混合画像パッチを作像し、その画像パッチをリーダー１０１で読み取ることによって、濃トナーと淡トナーのそれぞれの画像出力特性テーブルであるＬＵＴ３１６〜３２１の補正を行う。以上のような制御を行うことにより環境変動による混合画像出力の変動を補正する。

次に、図５で最高濃度の画像出力濃度を出すための画像形成プロセス条件を決定するＤＭＡＸ制御について説明する。

ＤＭＡＸ制御では、最高階調（２５５）の画像データを所定のサイズのパッチ画像として各色で現像し、中間転写ベルト１１５上の主走査方向で同一の位置、副走査方向で異なる位置に作像する。これを表したのが、図５（ａ）である。５０１は、図１の中間転写ベルト１１５と同一であり、これを上面から参照したときの断面となっている。主走査方向で同一であるのは、図１のパッチ検知センサー１１６により、パッチ画像を読み取るためで、副走査方向で異なるのは、画像が各色で重ならないようにするためである。図１のパッチ検知センサー１１６が図５（ａ）では５０２に相当する。また、このパッチ検知センサー５０２は、図３の回路ブロック図のパッチ検知センサー３２８と同一であり、そこで検知されるパッチ画像の濃度は、プリント画像濃度制御部３１５へ反映される。各色のパッチ画像５０３〜５０８（５０３：Ｍｐ：淡色マゼンダ、５０４：Ｍ：濃色マゼンダ、５０５：Ｙ：イエロー、５０６：Ｃｐ：淡色シアン、５０７：Ｃ：濃色シアン、５０８：Ｋ：ブラック）の配置で中間転写ベルト５０２上に作像され、その上部に位置するパッチ検知センサー５０２で順次読み取られる。ここで読み取られた各色の画像データ（２５５）のパッチ画像による出力濃度が２５５に達していない、或いは超えているとき、図５（ｂ）に表すような各現像ステーション１０２〜１０７に含まれる一次帯電器とレーザーによる感光ドラムの濃度が薄いＶＬ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｌｉｇｈｔ）と濃度が濃いＶＤ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄａｒｋ）の電位を変化させ、所望の濃度になるように制御するのがＤＭＡＸ制御である。

このＤＭＡＸ制御の制御フローを図５（ｃ）に示す。これは、各色の現像ステーション１０２〜１０７ごとに実施されるため、ある一色についてのみのフローを示してある。

Ｓ５００でＤＭＡＸ制御が開始され、まず最初にＳ５０１で基準となるＶＬであるＶＬ［０］とＶＤ［０］を電位制御により、決定する。この電位制御は、一般的に行われているため、詳述しないが、複数ポイントで電位のサンプリングを行い、基準となる一次帯電器の帯電量とレーザー光量を決定する制御である。次にＳ５０２において、Ｓ５０１の電位制御により決定したＶＬ［０］とＶＤ［０］を用いて、感光体から中間転写ベルト１１５上へトナーで現像した画像を転写する際の１次転写電圧を決定する１転ＡＴＶＣ（Ａｕｔｏ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御であるが、ここで詳述は行わない。この１転ＡＴＶＣを行って、トナーを中間転写ベルト１１５上に確実に転写できる１次転写の電圧が決定したところで、ＤＭＡＸの制御に入る。Ｓ５０３で実際に測定した回数を計るインデックスであるｉを０として初期化する。このとき、電位制御によるＶＬ［０］もＶＤ［０］もデフォルト値であり、１転ＡＴＶＣもデフォルト値であったとすると、図５（ｂ）のｉ＝０のＶＤ［０］とＶＬ［０］がそのまま使用され、ＶＤ［０］＝５００Ｖ、ＶＬ［０］＝２０００Ｖからスタートする。もしデフォルト値でなければ、図５（ｂ）の値に電位制御で測定されたＶＬ［０］とＶＤ［０］との差分を加えた図５（ｂ）相当のテーブルを作成し、ｉ＝０の値として、セットする。

次にＳ５０４において、ＶＬ［ｉ］、ＶＤ［ｉ］を設定し、再度一次帯電器の出力を設定する。次にＳ５０５において、画像データで２５５（ＦＦＨ）で濃度も２５５となるパッチ画像を出力し、Ｓ５０６において、パッチ検知センサー（１１６／３２８／５０２）でその画像濃度を読み取り、Ｄ［ｉ］とする。このＤ［ｉ］が所望の濃度Ｄｔと等しい場合には、Ｓ５０８に行き、ＤＭＡＸ成功したので、ＤＭＡＸＮＧフラグをＦＡＬＳＥとする。

Ｄ［ｉ］とＤｔが等しくない場合には、設定電位を変えるためにＳ５０９へと進む。Ｓ５０９では、インデックスｉが−５より大きく５未満であることを判断し、その中に収まっている場合（電圧を制御できる範囲内）には、Ｓ５１０へと進み、Ｄ［ｉ］がＤｔより大きいか小さいかを判断する。Ｄ［ｉ］がＤｔより大きい場合には、Ｓ５１１において、インデックスｉをデクリメントし、設定電圧を下げて、Ｓ５０４へと戻る。Ｓ５１０でＤ［ｉ］よりＤｔが小さいと判断された場合には、インデックスｉをインクリメントして、設定電圧を上げて、Ｓ５０４へと戻る。Ｓ５０９において、電位による制御が不可能な領域に達した場合には、電位だけで濃度の補正を行うＤＭＡＸ制御は失敗しているので、Ｓ５１３に進み、ＤＭＡＸＮＧフラグをＴＲＵＥとし、失敗した濃度であるＤ［４］またはＤ［−４］をＤｎｇとして保存しておく。

これがＤＭＡＸ制御であり、Ｓ５１４において、ＤＭＡＸ制御を終了する。
このＤＭＡＸ制御が終了した時点で、ＤＭＡＸＮＧフラグがＴＲＵＥまたはＦＡＬＳＥとなり、ＦＡＬＳＥの場合にはＤｎｇにそのときの濃度が保存されている。

ＤＭＡＸ制御が失敗したときのシアンの画像データと淡色シアンの濃度の関係を示したのが、図６である。

ＤＭＡＸ制御において、求められるのは淡色のＦＦＨの画像で最高濃度（淡色なので１２８）が出力される一次帯電器の電圧であるが、その電圧で制御できない状態であるＤＭＡＸ制御が失敗した場合には、最高濃度が出ない。ここでは、その濃度がＤｎｇ＝１１２までしか出力されなかったことを示している。

このようにＤＭＡＸ制御が失敗したときには、画像濃度が１２９から始まる濃トナーの画像を少し低いレベルの画像データから混合させる必要がある。このため、濃トナーのＬＵＴを変更する必要があるが、濃淡トナーの混合画像データを作像して、そのＬＵＴを決定しなければならない。そこで、図６の淡トナーの画像データと画像濃度の理想曲線において、ＤＭＡＸで得られた現在の最高画像濃度Ｄｎｇを出力する画像データを包含するように図４（ｆ）で定義した混合画像パッチ作像領域の開始画像データを決定し、混合画像出力の変動を補正する。

ここで、混合画像パッチについて、図７を用いて説明する。混合画像パッチは、濃淡独立で制御を行うＤＭＡＸ制御と異なり、図７（ａ）のように、７０１のように濃トナーが中間転写ベルト７００に転写されたあと、７０２のように淡トナーが中間転写ベルト７００に転写された濃トナー上に転写される。つまり、図５のＤＭＡＸ制御で用いられた中間転写ベルト５０１上のパッチ検センサー５０２（図１では１１６）では、淡トナーの濃度しか読み取ることができない。このため、用紙に転写し、図１の定着器１２９を通して、濃淡トナーと溶融して、用紙に定着させた後の濃度を読み取る必要がある。そこで、本実施例では、リーダー１０１を用いて、用紙に定着させた混合パッチ画像を読み取る。この他の方法としては、用紙搬送路上で定着器１２９より下流側に画像濃度を読み取るセンサを配置し、そこで混合画像パッチを読み取ることも可能である。

ところで、形成される混合画像パッチであるが、淡色のＤＭＡＸ制御が成功、すなわち淡色の最高濃度が１２８まで出ているときの混合パッチ作像領域は、経験値に基づく範囲内であるため、図７（ｂ）のように用紙７０３上に混合パッチ画像７０４〜７０８が形成される。７０４は、図４（ｆ）の混合画像パッチ作像領域においての画像データで１９２である４１２に対応した混合パッチ作像領域の終了にあたる混合画像濃度のパッチ画像である。同様に７０５は４１３、７０６は４１４、７０７は４１５、に対応しており、７０８は４１６に対応した混合パッチ作像領域の開始にあたる画像データ１２８の混合画像濃度のパッチ画像である。

一方で、淡色のＤＭＡＸ制御が失敗、すなわち淡色の最高濃度が１１３（＝Ｄｎｇ）までしかでなかった場合には、図７（ｃ）のように作像される混合画像濃度のパッチ画像が作成される。７０９が新しく追加されたＤｎｇ＝１１３を包含する新しい混合パッチ作像領域の開始にあたる混合画像濃度のパッチ画像である。７０４’〜７０８’は、図７（ｂ）の７０４から７０８と同じ図４（ｆ）の混合パッチ作像領域内の画像データである。

この図７（ｃ）のＤＭＡＸ制御が失敗したときの新しい混合パッチ作像領域と元の図４（ｆ）の混合パッチ作像領域を対比して示したのが図８である。４１２’〜４１８’は、図４（ｆ）の４１２〜４１８と同じ混合パッチ作像領域内の画像データの出力濃度を得るが、８０２が図７（ｃ）の７０９に相当する画像データであり、Ｄｎｇ＝１１３を混合パッチ作像領域に包含するために、画像データのステップ数に対応した画像データの値は１１２である。さらに、４１０’’は、図４（ｅ）と同じ理想的な混合画像の出力濃度であり、ＤＭＡＸ制御が失敗しているため、実際の出力濃度は８０１のように変動していることを図８は示している。

以上の混合パッチ作像領域を広げることによって、図７（ｃ）のように用紙に印字したパッチ画像をリーダー１０１で読み込むことにより、淡色、濃色のそれぞれのＬＵＴを補正することにより、図８の８０１のような混合画像の変動を理想的な出力濃度４１０’’に補正する。

では、どこまで混合パッチ作像領域を広げるかについて、図９にその広げられる領域（＝画像データ）を定義する。図９のｉは、広げる画像データのインデックスであり、０から４までの整数値で表される。このデフォルト値は、経験値に基づいた最初の混合パッチ作像領域の開始である画像データ１２８（＝ＰＩ［４］）のインデックス値４に設定されている。各インデックス値に対する画像データＰＩ［ｉ］は、本実施例において１６ステップであるため、画像データ１２８（＝ＰＩ［４］）から１６ステップずつのものを対象とし、最低をインデックス値０で、画像データ６４（＝ＰＩ［０］）とする。

この図９のテーブルを用いて、ＤＭＡＸ制御の結果による混合パッチ作像領域拡大の実施に対する制御フローを図１０に示す。

Ｓ１００１で、淡色のＤＭＡＸ制御と同一色の濃トナーとの混合画像である混合画像領域の補正を行う階調制御を開始する。ただし、詳述はしないが、同一色の濃色トナーのＤＭＡＸ制御は、終了している。まずＳ１００２において、図５で説明したＤＭＡＸ制御を行い、ＤＭＡＸが成功したか否かのフラグであるＤＭＡＸＮＧを得る。まＤＭＡＸ制御が失敗したときには、そのときの最高出力濃度であるＤｎｇを得る。

次にＳ１００３に進み、混合パッチ作像領域内のパッチ画像を作成するためのパラメータの初期化を行う。本実施例においては、図４（ｆ）で説明したように、開始を画像データ１２８（＝Ｉｓｔａｒｔ）、終了を１９２（＝Ｉｅｎｄ）、ステップ数を１６（＝Ｉｓｔｅｐ）としている。

Ｓ１００４において、ＤＭＡＸ制御が失敗したか否かを判別し、成功している場合にはＳ１００８へと進み、混合画像パッチを作像し、実際の混合画像補正モードに入る。失敗している場合には、Ｓ１００５へと進み、図９の混合パッチ作像領域の開始値となる画像データテーブルＰＩ［ｉ］をＤｎｇと比較して、Ｄｎｇと等しい、または大きい場合には、混合パッチ作像領域にＤｎｇが包含されるため、Ｓ１００６でＩｓｔａｒｔ＝ＰＩ［ｉ］とする。ＰＩ［ｉ］よりＤｎｇが小さい場合には、混合パッチ作像領域にＤｎｇが包含されないため、さらに低いレベルの画像データを選択できるようにＳ１００７へと進む。

Ｓ１００７において、ｉが０より大きいことを判断し、０より大きければ、まだ混合パッチ作像領域を広げることができるため、Ｓ１０１０へと進み、ｉをデクリメントして、Ｓ１００５へと戻る。

Ｓ１００７において、ｉが０である場合には、Ｓ１００９へ進み、ユーザーに淡トナーの現像ステーションを交換するようにＬＣＤ２０１に「淡トナーのユニットを交換してください」とのメッセージを表示を行い、その後Ｓ１０１５へ進み、階調制御動作を完了する。

Ｓ１００４において、Ｓ１００２の淡トナーのＤＭＡＸ制御が成功、或いはＳ１００６において、新しいＩｓｔａｒｔが決定した後、Ｓ１００８において、図７で説明したようなパッチ画像を出力する。そして、Ｓ１０１１において、画像形成装置本体１００の画像形成動作を停止する。画像形成動作が停止したあと、Ｓ１０１２において、ユーザーにパッチ画像が形成された用紙を原稿台に載置し、リーダー１０１で読み込み動作を行うように「出力用紙を原稿台にセットし、スタートキーを押下してください」という表示を行う。

そして、ユーザーがスタートキー２０３を押下したら、出力した濃淡混合パッチ画像を読み取り、図３に示すような対応するＬＵＴに反映できるように画像メモリ３０３上の混合パッチ画像を画像制御部３０２で読み取り、ＬＵＴデータを変更し、ジョブ制御部３０１に通知し、プリント制御部３１１、プリント画像制御部３１５へＬＵＴデータを通知し、対応するＬＵＴ３１６〜３１９に反映する。

本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の本体装置断面図である。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の操作パネルの図面である。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の回路のブロック図面である。 濃淡画像比率補正テーブルを示す図ある。 濃淡画像濃度テーブルを示す図である。 淡トナー濃度１２８までの理想的な画像濃度テーブルを示す図である。 理想の濃淡画像比率を示す図である。 混合画像濃度の変動を示す図である。 混合画像パッチ作像領域を示す図である。 パッチ画像と検知を示す図である。 感光ドラム電位テーブルを示す図である。 ＤＭＡＸ制御のフローチャートを示す図である。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合のＤＭＡＸ制御が失敗したときを説明した図である。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の混合パッチを作像したときについて説明した図である。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の混合パッチ作像領域について説明した図である。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の混合パッチの作像領域開始用のデータテーブルである。 本発明の一実施例である画像形成装置へ適用した場合の混合画像パッチ作像領域を変更するフローを説明したフローチャートである。

符号の説明

１００ 画像形成装置本体
１０１ リーダー
１０２ ブラックのトナーの現像ステーション
１０３ イエローのトナーの現像ステーション
１０４ 淡色マゼンダのトナーの現像ステーション
１０５ 濃色マゼンダのトナーの現像ステーション
１０６ 淡色シアンのトナーの現像ステーション
１０７ 濃色シアンのトナーの現像ステーション
１０８ 一次帯電器
１０９ レーザースキャナユニット
１１０ ミラー
１１１ 感光体
１１２ 現像器
１１３ 一次転写ローラ
１１５ 中間転写ベルト
１１６ パッチ検知センサ
１１７ 二次転写ローラ
１１８ レジストローラ
１１９ 縦パス搬送路
１２０〜１２３ 各給紙段
１２４ ピックアップローラ
１２５ 引き抜きローラ
１２６ 縦パスローラ
１２７ 搬送路
１２８ 定着器
１２９ 定着ローラ
１３０ 定着ベルト
１３１ フラッパ
１３２ 外排紙搬送路
１３３ 両面／反転搬送路
１３４ 両面／反転切替フラッパ
１３５ 両面／反転パス
１３６ 両面搬送路
１３７ 外排紙ローラ
１３８ 照射ユニット
１３９ ミラーユニット
１４０ レンズ
１４１ 原稿

Claims (2)

1. 同一色系の淡トナーと濃トナーにより現像を行う画像形成手段、
   淡トナーと濃トナーの混合により現像される画像を形成する混合画像領域、
   淡トナーの階調特性を理想にする階調制御、
   前記階調制御で設定された淡トナーで形成する画像濃度を検出する画像濃度検出手段、
   淡トナーの理想の出力濃度である理想出力濃度、
   前記画像濃度検出手段により検出された画像濃度が前記理想出力濃度に達しているか否かを判別する濃度判別手段、
   を備え、前記濃度判別手段により検出した画像濃度が、前記理想出力濃度に達していないと判別されたとき、前記混合画像領域を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記混合画像領域で混合画像の濃度補正を行う混合画像濃度補正モードを備え、前記混合画像濃度の階調を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。