JP2008020818A

JP2008020818A - 画像形成装置および画像安定化方法

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Publication number: JP2008020818A
Application number: JP2006194254A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Ogawa; 嘉子小川; Akihiro Kawasaki; 明博河▲崎▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-31

Abstract

【課題】ユーザに負担をかけることなく、１ドット孤立画像のトナー濃度を安定させることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像のトナー濃度検知結果に基づいて、１ドット孤立画像のトナー濃度を予測し、予測した１ドット孤立画像のトナー濃度に基づいて、１ドット孤立画像が所定のトナー濃度になるように画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する。これにより、トナー濃度検知手段が検知した、１画素以上基準トナー像のトナー濃度から、１ドット孤立画像のトナー濃度を所定の濃度にすることができる。よって、１ドット孤立画像を安定化するためにユーザに負担をかけることがない。
【選択図】図９

Description

本発明は、画像形成装置および画像安定化方法に関するものである。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、トナーのみからなる１成分現像剤や、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて、感光体等の潜像担持体に担持される潜像を現像する画像形成手段を備えたものが知られている。ユーザが使用する環境によるトナー帯電量の変化、感光体の劣化や、現像ローラ表面のフィルミング等、複数の要因が複雑に変化すると、それに伴って、トナー濃度が変化してしまう。その結果、例えば、カラー画像では、色味が変化したり、階調再現特性γが変化して、高階調部の画像がつぶれたり、逆に、低階調の画像が出ない、いわゆる階調とびが生じたりするなどの不具合が発生する。

上記不具合を解決するために、耐久による変動や環境変化を検知して、規定値以上の環境変化が生じた場合は、帯電バイアス、現像バイアス、露光量などの画像形成プロセス条件を再度最適化するための制御が行われている。具体的には、ベタのテストパッチを印字して、トナー濃度をトナー濃度検知手段たる光学式センサで読み取り、ベタのテストパッチが目標濃度になるように、画像形成プロセス条件を変更している。しかし、これだけでは、ベタ濃度は、安定するものの、階調再現特性γが安定しない。このため、中間階調のトナー像を形成し、そのトナー濃度も測定して、形成した中間階調のトナー像濃度を安定化することで階調再現特性γを安定化している（例えば、特許文献１）。

しかし、これでは、中間調の濃度を安定化させることはできるものの、低階調の濃度を安定化させることができなかった。特に、誤差拡散法を用いた画像処理を行う場合、最も低階調の１ドット孤立画像（１画素トナー像）濃度の安定は、画像を作成する上では重要である。これは、１ドット孤立画像濃度を安定させることで、ドット抜けを抑制し、なめらかで、画像欠損の無い画像を提供することができるからである。

特開２００２−２１１０２９号公報

しかし、１ドット孤立画像（１画素トナー像）を作成して光学式センサで測定しても１ドット孤立画像を作成する素地の光沢ノイズの影響をセンサが大きく受けてしまい、正確に測定できない。しかも、従来のベタ濃度を測定するセンサでは、感度が不足し、孤立１ドット画像濃度を直接センサで測定することは困難であった。その結果、１ドット孤立画像を光学式センサで検知して、その検知結果に基づいて１ドット孤立画像の濃度を安定化することができないという問題があった。

このため、従来においては、用紙上に孤立１ドットの画像を含んだ階調パターンを印字し、ユーザに印字した用紙をスキャナーにセットしてもらい、スキャナーで読み込んで、孤立１ドット画像を含んだ階調パターンのトナー濃度を検知する。そして、スキャナーで検知した階調パターンのトナー濃度に基づいて、画像形成プロセス条件を補正することで孤立１ドットの濃度を安定化させていた。また、スキャナーの無い機種では、画像形成プロセス条件を変更して、複数の階調パターンを印字し、複数の階調パターンが印字された用紙からユーザに最適な階調再現特性γとなっている階調パターンを判定してもらい、ユーザの操作によって画像形成プロセス条件を補正して、孤立１ドットの濃度を安定化させていた。このため、孤立１ドットの濃度を安定化させるためにユーザに多大な負担をかけていた。

本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ユーザに負担をかけることなく、孤立１ドット画像のトナー濃度を安定させることのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段とを有し、潜像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写体の表面へ転写した後に中間転写体上のトナー像を記録材に転写するかして、記録材に画像を形成する画像形成装置において、前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像を形成し、前記トナー濃度検知手段が前記１画素以上の基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて、１画素のトナー像のトナー濃度を予測し、予測した１画素のトナー像のトナー濃度に基づいて、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する処理を実行するプロセス条件変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、同一の画像形成プロセス条件における基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係が記憶された記憶手段を有し、前記プロセス条件変更手段は、前記トナー濃度検知手段が前記基準トナー像を検知したときのトナー濃度と、前記記憶手段に記憶されている前記基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係から、１画素のトナー像を予測することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、装置内の環境を検知する環境検知手段を備え、前記プロセス条件変更手段は、前回画像形成プロセス条件変更処理を実行したときに前記環境検知手段が検知した検知結果から一定以上変動していた場合に、画像形成プロセス条件変更処理を実行することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、前記プロセス条件変更手段は、前記潜像担持体の使用状態に基づいて、画像形成プロセス条件変更処理を実行することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、前記プロセス条件変更手段は、前記現像装置の使用状態に基づいて、画像形成プロセス条件変更処理を実行することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、前記記憶手段には、装置の使用環境に応じた同一の画像形成プロセス条件における基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係が複数記憶されており、前記プロセス条件変更手段は、装置の使用環境に応じて１画素のトナー像のトナー濃度を予測するときに用いる前記基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係を変更することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段とを有し、潜像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写体の表面へ転写した後に中間転写体上のトナー像を記録材に転写するかして、記録材に画像を形成する画像形成装置において、前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像を形成し、前記トナー濃度検知手段が前記１画素以上の基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて、１画素のトナー濃度が所定のトナー濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する処理を実行するプロセス条件変更手段とを備え、前記プロセス条件変更手段は、装置の使用状況、および、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度と装置の使用状況との相関関係から、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度を特定し、前記基準トナー像が特定したトナー濃度となるように、前記トナー濃度検知手段が基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて画像形成プロセス条件を変更することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、前記装置の使用状況が、装置の使用環境であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７の画像形成装置において、前記装置の使用状況が、前記潜像担持体の使用状態であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項７の画像形成装置において、前記装置の使用状況が、前期現像装置の使用状態であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、前記画像形成手段を複数備え、各画像形成手段の潜像担持体に担持されたトナー像が順次前記中間転写体に中間転写されるタンデム型カラー画像形成装置であって、前記トナー濃度検知手段は、前記中間転写体上に転写されたトナー像のトナー濃度を検知することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段と、前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置における画像安定化方法において、前記画像濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準画像を形成する工程と、前記画像濃度検知手段が前記１画素以上の基準画像を検知したときの検知結果に基づいて、１画素の画像濃度を予測する工程と、予測した１画素の画像濃度に基づいて、１画素の画像濃度が所定の画像濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する工程とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段と、前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置における画像安定化方法において、装置の使用状況、および、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの前記画像濃度検知手段が検知可能な１画像以上の基準トナー像のトナー濃度と装置の使用状況との相関関係から、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度を特定する工程と、前記画像濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像を形成する工程と、前記画像濃度検知手段が前記１画素以上の基準画像を検知したときの検知結果に基づいて、前記基準トナー像が前記特定した基準トナー像のトナー濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する工程とを有することを特徴とするものである。

請求項１乃至１３の発明によれば、トナー濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像のトナー濃度検知結果に基づいて、１画素のトナー像のトナー濃度を予測し、予測した１画素のトナー像のトナー濃度に基づいて、１画素のトナー像が所定のトナー濃度になるように画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更するので、次の効果を得ることができる。すなわち、トナー濃度検知手段で、１画素のトナー像が所定のトナー濃度になるように画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更することができ、用紙に階調パターンを印刷することなく、孤立１ドットの濃度を安定化させることができる。これにより、ユーザに負担をかけることなく孤立１ドットの濃度を安定化させることができるという効果である。

以下、本発明を、画像形成装置であるプリンタ１００に適用した実施形態１について説明する。
まず、実施形態１に係るプリンタ１００全体の構成及び動作について説明する。
このプリンタ１００は、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段を斜めに並べて配置してタンデム画像形成部を構成する。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段であるトナー像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋが、図中左上から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々トナー像形成部２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのまわりに、帯電装置１３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、感光体クリーニング装置等を備えている。

また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット９を設ける。この光書込ユニット９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム２１の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。

また、斜めに配置されたタンデム画像形成部に沿うように、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１を設けている。この中間転写ベルト１は、支持ローラ１ａ、１ｂ、１ｃに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ１ａの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１ｂ、１ｃが回転する。中間転写ベルト１の内側には、感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に転写するための一次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを設ける。

また、中間転写ベルト表面に対向する位置には、トナー濃度検知手段としての反射型の光学センサ１５が設置されている。この光学センサ１５で中間転写ベルト上のトナー像における光学的反射率を検出し、この検出結果からトナー付着量を求めて帯電バイアス、現像バイアス、露光量などの画像形成プロセス条件を変更する。

また、１次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋより中間転写ベルト１の駆動方向下流に２次転写装置としての２次転写ローラ５を設ける。この２次転写ローラ５と中間転写ベルト１を挟んで反対の側には、支持ローラ１ｂが配置されており、押部材としての機能を果たしている。また、給紙カセット８、給紙コロ７、レジストローラ６等を備えている。さらに、２次転写ローラ５によりトナー像を転写された記録媒体としての転写紙Ｐの進行方向に関して２次転写ローラ５の下流部には、転写紙Ｐ上の画像を定着する定着装置４、排紙ローラ３を備えている。

つぎに、プリンタ１００の動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを回転し、感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転とともに、まず帯電装置１７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット９からのレーザによる書込み光を照射して感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ド２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ１ａを回転駆動して他の従動ローラ１ｂおよび１ｃ、２次転写ローラ５を従動回転し、中間転写ベルト１を回転搬送して、その可視像を一次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで中間転写ベルト１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。

また、画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット８からは転写紙Ｐ先端が給紙コロ７により繰り出され、レジストローラ６まで搬送され、一旦停止する。そして、画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ５と中間転写ベルト１の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト１と２次転写対向ローラ５とは転写紙Ｐを挟んでいわゆる２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ５にて中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙Ｐ上に２次転写する。

画像転写後の記録媒体Ｓは定着装置４へと送り込まれ、定着装置４で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して機外へ排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１は、中間転写体クリーニング装置１２で、画像転写後に中間転写ベルト１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。

なお、上述の各色のトナー像形成部２０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋが、一体的に形成され、本体に脱着可能な着脱可能なプロセスカートリッジとなっている。そして、これらの一体的なプロセスカートリッジは、プリンタ１００本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、プリンタ本体の手前側に引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジをプリンタ１００本体の奥側に押し込むことによって、トナー像形成部を所定の位置に装填することができる。

図２は、現像装置１０の概略構成を示す図である。現像装置１０は、感光体ドラム２１に接触対向して配置され、トナーを感光体ドラム上に現像する現像ローラ１０７と、現像ローラ１０７に当接して設けられた供給ローラ１０８およびトナー層規制部材１１０と、一成分現像剤（トナー）３００を収容するトナー収容室１０１から成る。

トナー収容室１０１内の１成分現像剤（トナー）３００は、トナー搬送部材１０２によってトナー供給室１０３へと移動せしめられる。トナー供給室１０３に移動したトナー３００は、供給ローラ１０６の表面に付着して、現像ローラ１０７の表面に塗布供給される。現像ローラ１０７に供給されたトナーは、トナー層規制部材１１０によってトナー層を一定量の薄層とされる。現像ローラ１０７の表面上でトナー層規制部材１１０によって薄層化されたトナーは、現像ローラ１０７の回転によって感光体ドラム２１と対向する現像位置へ搬送され、現像ローラ１０７に印加された現像バイアスと感光体ドラム２１上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム２１表面に移動し現像される。

本実施形態の現像装置１０は、一成分現像剤を使用し、現像ローラ１０７上にトナー層を形成し、現像ローラ１０７上のトナー層を感光体ドラム１と接触させるように搬送することにより、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する接触一成分現像を行うものであるが、これに限定されない。非接触１成分現像剤、非接触２成分現像剤の場合にも同様に適用出来る。

次に、本実施形態１の特徴点である画像を安定化するプロセスコントロールモードについて説明する。
図３は、画像形成装置を制御する制御部の機能ブロック図である。この制御部２００は、実際には本複写機全体の制御を統括して行なうものであるが、図示ではプロセスコントロールモードを実行するときに必要な機能のみ表示している。
図に示すように、制御部２００は、複写機全体の制御を司る制御手段であり、ＣＰＵなどから構成されている。制御部２００は、光学センサ１５で検知された中間転写ベルト上に形成されたトナー濃度に基づいて、現像装置の現像バイアス、光書き込みユニットの露光量（レーザーパワー・露光時間）、帯電装置の帯電バイアスなどを変更するプロセス条件変更手段としての機能を有している。
記憶手段２０１には、１ドット孤立画像（１画素トナー像）のトナー濃度と露光量（レーザーパワー）の調整量とを関連付けたルックアップテーブや、プロセスコントロールを実行したときのに湿度センサなどの環境検知手段２０２が検知した環境状態（温度・湿度など）などが記憶されている。
また、制御部２００は、感光体ドラム２１の回転数や現像ローラ１０７の回転数、画像形成枚数などをカウントし、感光体ドラム２１および現像装置１０の使用状態を検知する。そして、感光体ドラム２１の回転数や現像ローラ１０７の回転数、画像形成枚数などのカウント数が前回プロセスコントロールモードを実行してから、所定値以上となったら、プロセスコントロールモードを実行するようにしている。また、制御部２００は、温湿度センサなどの環境検知手段２０１の検知結果に基づいて、プロセスコントロールモードを実行するようにしている。具体的には、制御部２００は、プロセスコントロールを実行したときに、環境検知手段２０２で環境を検知して、その検知結果を記憶手段２０１に記憶する。そして、制御部２００は、所定のタイミングの環境検知手段で環境を検知し、検知結果が記憶手段２０１に記憶されている検知結果から規定値量以上変化している場合は、プロセスコントロールモードを実行する。

図４は、プロセスコントロールモード実行時の制御フローである。
制御部２００は、上述したように感光体ドラム２１や現像装置の使用状態、環境変化が所定値以上となったら、プロセスコントロールモード実行する（Ｓ１）。
制御部２００は、プロセスコントロールモードが実行されると、まず、トナー濃度検知手段たる光学センサ１５の出力値の調整を行う（Ｓ２）。

具体的には、光学センサ１５は、中間転写ベルト１のおもて面に向けて発光する発光素子たる図示しないＬＥＤと、ベルトおもて面での拡散反射光を受光して受光量に応じた電圧を出力する図示しない拡散反射型の受光素子とを有している。受光素子は、中間転写ベルト１のおもて面の単位面積あたりのトナー付着量を横軸にとり、且つその出力電圧値を縦軸にとると、図５に示すように、トナー付着量の増加に従って出力電圧値を小さくする線形特性を発揮する。光学センサ１５の校正においては、中間転写ベルト１を基準板と見立て、ＬＥＤによる発光をＯＮにした状態で中間転写ベルト１から反射した光を検知したときの受光素子の出力電圧値Ｖｒｅｆが、基準（ベース）電圧Ｖｂａとなるように、ＬＥＤの発光量を調整する。基準電圧Ｖｂａは、予め記憶手段２０２に記憶されており、ＬＥＤの発光量は、ＬＥＤに流す電流Ｉｆを調整することにより行う。

光学センサ１５の出力値の調整を行ったら、次に、制御部２００は、ベタ画像を安定化させるプロセスコントロールを実行する（Ｓ３）。このベタ画像を安定化させるプロセスコントロールは、露光量（レーザーパワー）および帯電バイアスを固定して、現像バイアス電圧出力を多段階に変化させて、トナー付着量の異なる複数個のトナーパターン像を作像する。そして、光学センサ１５で検出したトナー付着量がそれぞれ目標値となるように現像バイアス電圧を調整する。

ベタ画像の安定化が終わったら、次に、制御部２００は低階調についてのプロセスコントロールを実行し、画像形成プロセス条件たる露光量（レーザーパワー）を調整する（Ｓ４）。

本実施形態の低階調のプロセスコントロールモードは、１ドット孤立画像濃度の安定化させる処理を行うものである。１ドット孤立画像のトナー濃度を安定させることで、ドット抜けを抑制し、なめらかで、画像欠損の無い画像を提供することができる。しかし、１ドット孤立画像は、光学センサ１５で検知することができない。
図６は、中間転写ベルト１からの反射光を検知したときにおける光学センサ１５の受光素子の出力電圧値Ｖｒｅｆの変化について示す図である。図に示すように、出力電圧Ｖｒｅｆは、中間転写ベルト１に付着したチリ・ゴミなどにより、定常的なノイズが発生している。このため、図７（ａ）に示した１ドット孤立画像（パターン１）の検知結果（｜Ｖｒｅｆ−Ｖｂａ｜）が、定常的なノイズ範囲（Ｖｂａノイズ幅）に入ってしまい、１ドット孤立画像のトナー濃度を検知することができない。

そこで、本実施形態の低階調のプロセスコントロールモードは、光学センサの検知結果（｜Ｖｒｅｆ−Ｖｂａ｜）がＶｂａノイズ幅以上の検知結果となる、１画素の以上の基準トナー像である図７（ｂ）に示す２ｂｙ２画像（パターン２）の基準トナー像を作像し、光学センサ１５でこの基準トナー像のトナー濃度（単位面積あたりのトナー付着量：ｇ／ｍ^２）を検知する。そして、その検知結果に基づいて、１ドット孤立画像のトナー濃度を安定させるように画像形成プロセス条件を調整するものである。なお、１ドット孤立画像を予測するために用いる基準トナー像は、２ｂｙ２画像に限られないが、低階調のトナー像であることが好ましい。
以下に、実施例１、２に基づいて、具体的に説明する。

[実施例１]
以下に、実施例１の低階調のプロセスコントロールモードについて説明する。
実施例１の低階調プロセスコントロールモードは、予め実験で、図８に示すような２ｂｙ２の基準トナー像（パターン２）と１ドット孤立のトナー像（パターン１）との相関関係を求めておき、この図８に示す相関関係と、光学センサ１５が検知した２ｂｙ２画像（パターン２）のトナー濃度とに基づいて、１ドット孤立画像（パターン１）のトナー濃度を予測し、１ドット孤立画像のトナー濃度を安定させるものである。

図９は、実施例１の低階調プロセスコントロールモードの制御フローである。
図に示すように、制御部２００は、１画素の以上の基準トナー像である図７（ｂ）に示す２ｂｙ２画像（パターン２）の基準トナー像を作像する（Ｓ１１）。次に、光学センサ１５で、中間転写ベルト１に転写された基準トナー像のトナー濃度（単位面積あたりのトナー付着量：ｇ／ｍ^２）を検知する（Ｓ１２）。次に、制御部２００は、図８に示す相関関係と、光学センサ１５が検知した２ｂｙ２画像（パターン２）のトナー濃度とに基づいて、１ドット孤立画像（パターン１）のトナー濃度を予測する（Ｓ１３）。制御部２００は、このようにして予測されたパターン１（１ドット孤立）のトナー濃度と、記憶手段２０１に記憶されている予め実験により求めたパターン１のトナー濃度が露光量（レーザーパワー）の調整量と関連付けたルックアップテーブルとから、露光量の調整量を見つけ出す（Ｓ１４）。制御部２００は、見つけ出した調整量分、画像形成プロセス条件たる露光量（レーザーパワー）を調整する（Ｓ１５）。なお、画像形成プロセス条件として露光量を挙げたが、帯電装置を制御して、１ドット孤立画像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるように、感光体表面の初期帯電電位を変更してもよい。

これにより、１ドット孤立画像濃度を所定の値に調整することができ、１ドット孤立画像濃度を安定化することができる。その結果、ドット抜けを抑制し、なめらかで、画像欠損の無い画像を提供することができる。

[変形例]
次に、実施例１の変形例について説明する。
図１０に示すように画像形成装置の使用環境条件によって、パターン１（１ドット孤立）のトナー濃度とパターン２（２ｂｙ２）のトナー濃度との関係が異なってくる。なお、図１０の条件１は、高温高湿環境におけるパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係を示すグラフであり、条件２は、中温中湿環境のけるパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係を示すグラフである。また、条件３は、低温低湿環境のけるパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係を示すグラフである。

図１１は、実施例１の変形例の低階調プロセスコントロールモードの制御フローである。
実施例１の変形例の低階調のプロセスコントロールモードにおいては、記憶手段２０１に条件１（高温高湿環境）におけるパターン１とパターン２との相関関係、条件２（中温中湿環境）におけるパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係、条件３（低温低湿）におけるパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係をそれぞれ記憶しておく。そして、図に示すように、光学センサ１５で基準トナー像のトナー濃度を検知したら（Ｓ２２）、制御部２００は、環境検知手段２０２で環境を検知して（Ｓ２３）、装置の使用環境が条件１〜３のどの条件に該当するか判定する（Ｓ２４）。次に、制御部２００は、判定した条件に該当するパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係を記憶手段２０１から読出し（Ｓ２５）、この読み出したパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係に基づいて、パターン１のトナー濃度を予測する（Ｓ２６）。
そして、上述同様の処理を実行して、画像形成プロセス条件たる露光量（レーザーパワー）を調整する（Ｓ２７〜Ｓ２８）。
これにより、環境条件に応じたパターン１の濃度が予測でき、より精度の高い１ドット孤立の予測を行うことができる。

[実施例２]
次に、実施例２のプロセスコントロールモードについて説明する。
上述したように、パターン１（１ドット孤立画像）のトナー濃度と、パターン２（２ｂｙ２画像）のトナー濃度との相関関係は、装置の環境条件などの装置の使用状況によって変動する。実施例１の変形例に示した方法では、装置の使用状況毎にパターン１とパターン２との相関関係を記憶しておく必要があり、記憶手段の記憶容量を大きくする必要があった。

そこで、実施例２のプロセスコントロールモードにおいては、１ドット孤立（パターン１）のトナー濃度が所定トナー濃度のときの２ｂｙ２画像（パターン２）のトナー濃度と、装置の使用状態との相関関係に基づいて、パターン１のトナー濃度を所定の濃度にする。パターン１のトナー濃度は、所定値に調整されるので、パターン１のトナー濃度が所定トナー濃度のときのパターン２のトナー濃度と、装置の使用状況との相関関係がわかれば、１ドット孤立画像を所定のトナー濃度に調整することができる。

図１２は、実施例２の、プロセスコントロールモード実行時の制御フローである。
まず、制御部２００は、環境検知手段２０２によって、装置の使用状況である装置の絶対湿度を検知する（Ｓ３１）。次に、制御部２００は、検知した絶対湿度と、記憶手段２０１に記憶されている図１３に示す装置の絶対湿度およびパターン１のトナー濃度が所定トナー濃度のときのパターン２のトナー濃度（パターン２設定濃度）の相関関係と基づいて、パターン２の設定濃度を特定する（Ｓ３２）。次に、制御部２００は、パターン２が特定された設定濃度となるように露光量を調整して（Ｓ３３）、パターン２の画像（基準トナー像）を形成する（Ｓ３４）。そして、この形成されたパターン２（基準トナー像）のトナー濃度を検知（Ｓ３５）し、検知結果が、設定されたトナー濃度となっているか否かをチェックする（Ｓ３６）。検知結果が設定されたトナー濃度の場合（Ｓ３６のＹＥＳ）は、パターン１（１ドット孤立画像）が所定の濃度となっていると予測できるので、処理を終了する。
一方、設定されたトナー濃度となっていない場合（Ｓ３６のＮＯ）は、パターン１（１ドット孤立画像）が所定の濃度となっていないと予測されるので、パターン２の濃度が設定濃度となるように露光量を調整する（Ｓ３７）。

このように、パターン１が所定濃度のときのパターン２のトナー濃度と絶対湿度との相関関係に基づいて、パターン２の濃度を調整することで、パターン１のトナー濃度を所定の濃度にすることができる。これにより、より精度の高い１ドット孤立画像の予測を行うことができる。また、図１３に示すパターン１が所定濃度のときのパターン２のトナー濃度と絶対湿度との相関関係を記憶しておけばよいので、実施例１の変形例のように装置の使用状況毎にパターン１とパターン２とのトナー濃度相関関係を記憶するものに比べて、記憶手段の容量を低減することができる。

上記においては、装置の使用状況として装置の使用環境（絶対湿度）に基づいて、パターン２の設定濃度を調整するものであるが、感光体の膜厚に応じても、環境変化同様に、パターン１とパターン２との相関関係が変化する。よって、パターン１（１ドット孤立）のトナー濃度が所定トナー濃度のときのパターン２（２ｂｙ２画像）のトナー濃度と、感光体の膜厚との相関関係を示す図１４に基づいて、パターン２の設定濃度を調整することで、パターン１を所定濃度に調整するようにしてもよい。

また、現像装置内のトナーは、画像形成を行うたびに攪拌され劣化していき、パターン１とパターン２との相関関係が変化する。よって、パターン１（１ドット孤立画像）のトナー濃度が所定トナー濃度のときのパターン２（２ｂｙ２画像）のトナー濃度と、画像形成枚数との相関関係を示す図１５に基づいて、パターン２の設定濃度を調整して、パターン１を所定濃度に調整するようにしてもよい。

以上、本実施形態の画像形成装置によれば、トナー濃度検知手段たる光学センサが検知した、光学センサ１５が検知可能な１画素以上基準トナー像のトナー濃度から、１画素のトナー像たる１ドット孤立画像のトナー濃度を所定の濃度にすることができる。よって、１ドット孤立画像を安定化するためにユーザに負担をかけることがない。

また、同一の画像形成プロセス条件における基準トナー像のトナー濃度と１ドット孤立画像のトナー濃度との相関関係を記憶手段２０１に記憶しておき、光学センサが基準トナー像を検知したときのトナー濃度と、上記基準トナー像のトナー濃度と１ドット孤立画像のトナー濃度との相関関係から、１ドット孤立画像を予測する。これにより、光学センサが基準トナー像を検知したときのトナー濃度から、１画素のトナー像を予測することができる。

また、前回画像形成プロセス条件変更処理を実行したときに環境検知手段が検知した検知結果から一定以上変動していた場合に、画像形成プロセス条件変更を実行するので、環境変動によって孤立１ドットの画像が所定のトナー濃度から外れてしまうのを抑制することができる。これにより、孤立１ドットの画像濃度を安定化することができる。

また、潜像担持体たる感光体の使用状態に基づいて、画像形成プロセス条件変更を実行することで、感光体の劣化によって１ドット孤立の画像が所定のトナー濃度から外れてしまうのを抑制することができる。これにより、１ドット孤立画像濃度を安定化することができる。

また、現像装置の使用状態に基づいて、画像形成プロセス条件変更を実行することで、現像装置内のトナーの劣化によって、１ドット孤立画像が所定のトナー濃度から外れてしまうのを抑制することができる。これにより、１ドット孤立画像濃度を安定化することができる。

また、装置の使用環境に応じて基準トナー像のトナー濃度と１ドット孤立画像との相関関係を変更するので、基準トナー像のトナー濃度から１ドット孤立画像のトナー濃度を正しく予測することができる。これにより、装置の使用環境が変動しても、予測した１ドット孤立画像のトナー濃度から、１ドット孤立画像のトナー濃度を所定の濃度となるように画像形成プロセス条件を調整することができる。

また、実施例２に示すように、装置の使用状況、および、１ドット孤立画像のトナー濃度が所定トナー濃度のときの基準トナー像のトナー濃度と装置の使用状況との相関関係から、１ドット孤立画像濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度を特定する。そして、前記トナー濃度検知手段が基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて基準トナー像が特定したトナー濃度となるように、画像形成プロセス条件を変更する。このように、実施例２においても、トナー濃度検知手段たる光学センサ１５が検知した、１画素以上基準トナー像のトナー濃度から、１ドット孤立画像のトナー濃度を所定の濃度にすることができる。よって、１ドット孤立画像を安定化するためにユーザに負担をかけることがない。

また、１ドット孤立画像と基準トナー像との相関関係は、装置の使用環境によって変るので、装置の使用状況として装置の使用環境に基づいて、基準トナー像の設定濃度を調整することで、１ドット孤立画像を安定化することができる。

また、１ドット孤立画像と基準トナー像との相関関係は、感光体の使用状態によっても変るので、装置の使用状況として感光体の使用状態に基づいて、基準トナー像の設定濃度を調整することで、１ドット孤立画像を安定化することができる。

さらに、１ドット孤立画像と基準トナー像との相関関係は、現像装置の使用状態によっても変るので、装置の使用状況として現像装置の使用状態に基づいて、基準トナー像の設定濃度を調整することで、１ドット孤立画像を安定化することができる。

また、上記トナー濃度検知手段たる光学センサ１５は、中間転写体たる中間転写ベルト上に転写されたトナー像のトナー濃度を検知するので、ひとつの光学センサ１５で、各画像形成手段たるトナー像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋで形成された基準トナー像のトナー濃度を検知することができる。よって、各トナー像形成部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋの感光体上の基準トナーのトナー濃度を検知するようにしたものに比べて、低コストで装置を製造することができる。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。現像装置の概略構成図。画像形成装置を制御する制御部の機能ブロック図。プロセスコントロールモード実行時の制御フロー図。光学センサからの出力電圧値と、光学センサが検知した基準トナー像のトナー濃度との関係を示す図。中間転写ベルトを検知したときにおける光学センサの出力電圧値の変化について示す図。（ａ）は、１ドット孤立画像（パターン１）を示す図。（ｂ）は、２ｂｙ２画像（パターン２）を示す図。１ドット孤立画像の濃度（パターン１濃度）と２ｂｙ２画像の濃度（パターン２濃度）との相関関係を示す図。実施例１の低階調プロセスコントロールモードの制御フロー図。各環境下における、１ドット孤立画像（パターン１）のトナー濃度と２ｂｙ２画像（パターン２）のトナー濃度との関係を示す図。実施例１の変形例における低階調プロセスコントロールモードの制御フロー図。実施例２の低階調プロセスコントロールモードの制御フロー図。１ドット孤立画像（パターン１）のトナー濃度が所定トナー濃度のときの２ｂｙ２画像（パターン２）のトナー濃度と絶対湿度との相関関係を示す図。１ドット孤立画像（パターン１）のトナー濃度が所定トナー濃度のときの２ｂｙ２画像（パターン２）のトナー濃度と感光体膜厚との相関関係を示す図。１ドット孤立画像（パターン１）のトナー濃度が所定トナー濃度のときの２ｂｙ２画像（パターン２）のと画像形成枚数との相関関係を示す図。

符号の説明

１中間転写ベルト
３排紙ローラ
４定着装置
５２次転写ローラ
６レジストローラ
７給紙コロ
８給紙カセット
９光書込ユニット
１０現像装置
１１１次転写装置
１２中間転写体クリーニング装置
２１感光体ドラム
２２感光体ベルト
１００プリンタ

Claims

潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段とを有し、潜像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写体の表面へ転写した後に中間転写体上のトナー像を記録材に転写するかして、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像を形成し、前記トナー濃度検知手段が前記１画素以上の基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて、１画素のトナー像のトナー濃度を予測し、予測した１画素のトナー像のトナー濃度に基づいて、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する処理を実行するプロセス条件変更手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
同一の画像形成プロセス条件における基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係が記憶された記憶手段を有し、前記プロセス条件変更手段は、前記トナー濃度検知手段が前記基準トナー像を検知したときのトナー濃度と、前記記憶手段に記憶されている前記基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係から、１画素のトナー像を予測することを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２の画像形成装置において、
装置内の環境を検知する環境検知手段を備え、前記プロセス条件変更手段は、前回画像形成プロセス条件変更処理を実行したときに前記環境検知手段が検知した検知結果から一定以上変動していた場合に、画像形成プロセス条件変更処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
前記プロセス条件変更手段は、前記潜像担持体の使用状態に基づいて、画像形成プロセス条件変更処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
前記プロセス条件変更手段は、前記現像装置の使用状態に基づいて、画像形成プロセス条件変更処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
前記記憶手段には、装置の使用環境に応じた同一の画像形成プロセス条件における基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係が複数記憶されており、前記プロセス条件変更手段は、装置の使用環境に応じて１画素のトナー像のトナー濃度を予測するときに用いる前記基準トナー像のトナー濃度と１画素のトナー像のトナー濃度との相関関係を変更することを特徴とする画像形成装置。
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段とを有し、潜像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写体の表面へ転写した後に中間転写体上のトナー像を記録材に転写するかして、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像を形成し、前記トナー濃度検知手段が前記１画素以上の基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて、１画素のトナー濃度が所定のトナー濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する処理を実行するプロセス条件変更手段とを備え、前記プロセス条件変更手段は、装置の使用状況、および、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度と装置の使用状況との相関関係から、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度を特定し、前記トナー濃度検知手段が基準トナー像を検知したときの検知結果に基づいて前記基準トナー像が特定したトナー濃度となるように画像形成プロセス条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
請求項７の画像形成装置において、
前記装置の使用状況が、装置の使用環境であることを特徴とする画像形成装置。
請求項７の画像形成装置において、
前記装置の使用状況が、前記潜像担持体の使用状態であることを特徴とする画像形成装置。
請求項７の画像形成装置において、
前記装置の使用状況が、前期現像装置の使用状態であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、
前記画像形成手段を複数備え、各画像形成手段の潜像担持体に担持されたトナー像が順次前記中間転写体に中間転写されるタンデム型カラー画像形成装置であって、前記トナー濃度検知手段は、前記中間転写体上に転写されたトナー像のトナー濃度を検知することを特徴とする画像形成装置。
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段と、前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置における画像安定化方法において、
前記画像濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準画像を形成する工程と、前記画像濃度検知手段が前記１画素以上の基準画像を検知したときの検知結果に基づいて、１画素の画像濃度を予測する工程と、予測した１画素の画像濃度に基づいて、１画素の画像濃度が所定の画像濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する工程とを有することを特徴とする画像安定化方法。
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の潜像を現像して前記潜像担持体上にトナー像を形成する現像装置とを有する画像形成手段と、前記トナー像のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段とを備えた画像形成装置における画像安定化方法において、
装置の使用状況、および、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの前記画像濃度検知手段が検知可能な１画像以上の基準トナー像のトナー濃度と装置の使用状況との相関関係から、１画素のトナー像のトナー濃度が所定のトナー濃度となるときの基準トナー像のトナー濃度を特定する工程と、前記画像濃度検知手段が検知可能な１画素以上の基準トナー像を形成する工程と、前記画像濃度検知手段が前記１画素以上の基準画像を検知したときの検知結果に基づいて、前記基準トナー像が前記特定した基準トナー像のトナー濃度となるように前記画像形成手段の画像形成プロセス条件を変更する工程とを有することを特徴とする画像安定化方法。