JP4635716B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、感光体ドラム及び中間転写ベルトを有し、かつ、画像濃度補正モードを有するタンデム型のカラープリンタやカラー複写機、これらのカラー複合機等に適用して好適な画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。

近年、タンデム型のカラープリンタやカラー複写機、これらのカラー複合機等が使用される場合が多くなってきた。これらのカラー画像形成装置ではイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）色用の各々のレーザ書込みユニット、現像ユニット、感光体ドラムと、中間転写ベルト及び定着装置とを備えている。

例えば、Ｙ色用のレーザ書込みユニットではカラー画像形成用の情報に基づいて感光体ドラムに静電潜像を描くようになされる。現像ユニットでは感光体ドラムに描かれた静電潜像にＹ色用のトナー剤を付着してカラートナー像を形成する。感光体ドラムはトナー像を中間転写ベルトに転写する。他のＭ、Ｃ、ＢＫ色についても同様の処理がなされる。中間転写ベルトに転写されたカラートナー像は用紙に転写された後に定着装置によって定着される。

この画像形成装置によれば、最適なカラー画像形成品質を維持するために、原稿画像のＲ色、Ｇ色、Ｂ色を再現するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）色の所定の画像濃度が得られるように画像形成手段を補正することが必須となっている（以下画像濃度補正モードという）。画像濃度補正モードに関しては、中間転写ベルトまたは搬送材転写ベルト上に形成された濃度検知マークを反射型センサなどの画像濃度検知用の検出手段（以下画像濃度センサという）により検出し、各色毎に基準画像濃度（制御目標値）に対する当該濃度検知マークの画像濃度の差を算出し、この画像濃度差を無くすように現像バイアスや、レーザ駆動回路等を制御して、画像濃度を補正するようになされる。

この種のカラー画像形成装置に関して、特許文献１には、カラー画像記録方法及びその装置が記載されている。このカラー画像記録装置によれば、カラーバランス調整時に、感光体ドラム上にＹＭＣ色用の静電潜像を形成し、各色の静電潜像を各色用の現像器で現像して、感光体ドラム上でＹＭＣ色のトナー像を重ね合わせ、ここに重ね合わされたカラートナー像をトナー濃度センサにて検出する。カラーバランス手段は、トナー濃度センサから得られるトナー濃度検知値と予め設定された画像濃度基準値とを入力して比較し、画像濃度の異常又は正常を判別する。カラーバランス手段によって、異常と判断された色のトナー剤については、強制的に感光体ドラム上に該当色用の静電潜像を形成し、当該静電潜像を該当色用の現像器で現像して該当色のトナー剤を消費するようになされる。

このようにカラー画像記録装置を構成すると、トナー濃度がほぼ所定値であるにも拘わらず、各色現像剤間で画像濃度が低下した場合であっても、適正な画像濃度で、かつ、カラーバランスの良好なカラー画像を再現できるというものである。

特許文献２には、電子写真方式の画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、画像濃度情報に基づいて画像比率の大小を判断し、この判断に基づいてトナー剤を強制的に消費するモードを制御する制御手段が備えられるものである。このような制御手段を構成すると、消費トナー量が少ない画像を多量に出力した場合でも長期的かつ安定的に高品質の画像を出力できるというものである。

特開平 ０５−３２３７８０号公報（第５頁 図１） 特開平 ０９−０３４２４３号公報（第３頁 図１）

ところで、従来例に係るカラー用の画像形成装置によれば、次のような問題がある。
ｉ．特許文献１に見られるようなカラー画像記録装置で画像濃度補正モードを実行する場合であって、何らの原因で濃度検知マークに白抜け（ホタル）現象が発生した場合に、画像濃度を正確に算出できなくなるおそれがある。ここに、白抜け現象とは、低印字率の画像形成出力が続いた場合や、現像器内のトナーが劣化して形状変化したり、現像器内やトナーボトル内に異物が混入したことを原因として、次の帯電・露光・現像・クリーニングサイクル時に、その微量の残留トナー剤や、紙カス微粉等が関与して正常な露光を妨げる。その結果、濃度検知マークの一部が白く抜けて現像される形態である。

この濃度検知マークの白抜け部分が画像濃度センサにより検出されると、マーク設計時の基準画像濃度とは異なった画像濃度が検出されてしまう。その結果、濃度検出値に誤差を含むようになり、正確な画像濃度差分値等が算出できなくなるおそれがある。

ii．特許文献２によれば、トナー消費量を画像データを計測してトナー消費比率を予測して、消費率が低いと判断された場合は、強制的にトナー消費モードを実行することで、白抜けを防止している。しかし、従来方式であると、現像器内やトナーボトル内の異物混入等予測外の白抜けに対して依然としてｉの問題が残ってしまう。

そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、画像濃度補正モード実行時、何らかの原因で印画像中に白抜け（ホタル）が発生した場合であっても、正常な画像形成系で画像濃度補正モードを実行できるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る画像形成装置は、像担持体に色画像を形成する画像形成装置において、像担持体に画像濃度補正用の印画像を形成し、当該印画像の画像濃度を読み取って、印画像の基準画像濃度に対する画像濃度差を算出し、当該画像濃度差に基づいて画像濃度を補正する動作を画像濃度補正モードとし、画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、当該像担持体に形成された印画像を除去する動作を画像形成系回復モードとしたとき、印画像を像担持体に形成する画像形成手段と、この画像形成手段によって像担持体に形成された印画像の画像濃度を検出する画像検出手段と、この画像検出手段によって検出された印画像の画像濃度と当該画像濃度の判別基準値とを比較して異常又は正常を判別し、当該判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モードを実行する制御手段とを備えることを特徴とするものである。

本発明に係る画像形成装置によれば、像担持体に色画像を形成する場合であって、画像濃度補正モードを実行する場合に、画像形成手段は、画像濃度補正用の印画像を像担持体に形成する。画像検出手段は、画像形成手段によって像担持体に形成された印画像の画像濃度を検出する。これを前提にして、制御手段は、画像検出手段によって検出された印画像の画像濃度と予め準備された画像濃度の判別基準値とを比較して異常を判別し、当該判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モードを実行する。

従って、画像濃度補正モード実行時、「異常」と判別された場合、画像濃度補正モードを中止して、画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、その後、当該像担持体に形成された印画像を除去することで、画像形成手段を正常な状態に回復させることができる。

請求項５に係る画像形成方法は、像担持体に色画像を形成する画像形成方法において、像担持体に画像濃度補正用の印画像を形成し、当該印画像の画像濃度を読み取って、印画像の基準画像濃度に対する画像濃度差を算出し、該画像濃度差に基づいて画像濃度を補正する動作を画像濃度補正モードとし、画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、当該像担持体に形成された印画像を除去する動作を画像形成系回復モードとしたとき、画像濃度補正用の印画像を像担持体に形成する工程と、像担持体に形成された印画像の画像濃度を検出する工程と、検出された印画像の画像濃度と当該画像濃度の判別基準値とを比較して異常又は正常を判別する工程と、判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モードを実行する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る画像形成方法によれば、像担持体に色画像を形成する場合であって、画像濃度補正モードの実行時、「異常」と判別された場合、画像濃度補正モードを中止して、画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、その後、当該像担持体に形成された印画像を除去することで、画像形成手段を正常な状態に回復させることができる。

本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、画像濃度補正用の印画像の画像濃度と予め準備された画像濃度の判別基準値とを比較して異常又は正常を判別し、当該判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モードを実行するものである。

この構成によって、画像濃度補正モード実行時、「異常」と判別された場合、画像濃度補正モードを中止して、画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、その後、当該像担持体に形成された印画像を除去することで、画像形成手段を正常状態に回復させることができる。従って、画像濃度補正モード実行時、何らかの原因で印画像中に白抜け（ホタル）が発生した場合であっても、画像形成系回復モード実行後の正常な画像形成手段で画像濃度補正モードを実行できるようになる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施例に係る画像形成装置及び画像形成方法について説明をする。

図１は、本発明の実施例としてのカラー複写機１００の構成例を示す概念図である。
図１に示すカラー複写機１００は、画像形成装置の一例を構成するものであり、画像情報に基づいて像担持体に色を重ね合わせて色画像を形成する装置である。この例で、カラー複写機１００は、画像濃度補正モード及び画像形成系回復モードを備えている。ここに、画像濃度補正モードとは、像担持体に画像濃度補正用の印画像（以下濃度検知マークＭｄという）を形成し、当該濃度検知マークＭｄの画像濃度を読み取って、基準画像濃度に対する差分を算出し、該差分に基づいて画像濃度を補正する動作をいう。また、画像形成系回復モードとは、像担持体に画像濃度補正用の画像を形成し、当該像担持体に形成された画像濃度補正用の画像を除去する動作をいう。

カラー複写機１００は、複写機本体１０１と画像読取装置１０２とから構成される。複写機本体１０１の上部には、自動原稿給紙装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置１０２が設置されている。自動原稿給紙装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは、図示しない搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、原稿画像を反映する入射光がラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ画像信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正及び画像圧縮処理等がなされ、デジタルの画像情報となる。画像情報は画像形成手段を構成するレーザ書込みユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋへ送られる。

複写機本体１０１は、タンデム型のカラー画像形成装置と称せられるものである。画像形成手段は各色毎に像担持体を有する複数組の画像形成ユニット（以下画像形成系IIともいう）１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無終端状の中間転写ベルト６（以下画像転写系Ｉともいう）と、再給紙機構（ＡＤＵ機構）を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着装置１７とを備えている。

この例で、画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙ、帯電器２Ｙ、レーザ書込みユニット３Ｙ、現像ユニット４Ｙ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｙを有して、イエロー（Ｙ）色の画像を形成するようになされる。例えば、中間転写ベルト６の右側上部に近接して感光体ドラム１Ｙが回転自在に設けられ、Ｙ色のトナー像を形成するようになされる。この例で、感光体ドラム１Ｙは、図示しない駆動機構によって、反時計方向に回転される。感光体ドラム１Ｙの斜め右側下方には、帯電器２Ｙが設けられ、感光体ドラム１Ｙの表面を所定の電位に帯電するようになされる。

感光体ドラム１Ｙのほぼ真横に対峙してレーザ書込みユニット３Ｙが設けられ、事前に帯電された感光体ドラム１Ｙに対して、Ｙ色用の画像データに基づく所定の強度を有したＹ色用のレーザビーム光を走査するようになされる。このレーザビーム光は、例えば、Ｙ色用のポリゴンミラーを回転して偏向走査される。いわゆるＹ色画像データの主走査方向への書込みである。主走査方向は、感光体ドラム１Ｙの回転軸に平行する方向である。感光体ドラム１Ｙは、副走査方向に回転する。副走査方向は、感光体ドラム１Ｙの回転軸に対して直交する方向である。この感光体ドラム１Ｙが副走査方向に回転し、かつ、レーザビーム光の主走査方向への偏向走査によって、感光体ドラム１ＹにはＹ色用の静電潜像が形成される。

レーザ書込みユニット３Ｙの上方には現像ユニット４Ｙが設けられ、感光体ドラム１Ｙに形成されたＹ色用の静電潜像を現像するように動作する。現像ユニット４Ｙは、図示しないＹ色用の現像ローラを有しており、その内部には磁石が配置され、現像ユニット４Ｙ内でキャリアとＹ色トナー剤を攪拌して 得られる２成分現像剤を感光体ドラム１Ｙの対向部位に回転搬送し、Ｙ色のトナー剤により静電潜像を現像するようになされる。

現像ユニット４Ｙには補正手段５Ｙが接続され、制御手段１５から供給される現像補正信号Ｓｙに基づいて感光体ドラム１Ｙへのトナー剤の付着量を調整するようになされる。例えば、感光体ドラム１Ｙと現像ユニット４Ｙとの間のバイアス電圧を調整し、このバイアス電圧が調整された現像ユニット４Ｙから感光体ドラム１Ｙへ、Ｙ色用の２成分現像剤を搬送付着するようになされる。

この感光体ドラム１Ｙに形成されたＹ色のトナー像は、１次転写ローラ７Ｙを動作させて中間転写ベルト６に転写される（一次転写）。感光体ドラム１Ｙの左側下方には、クリーニング手段８Ｙが設けられ、前回の書込みで感光体ドラム１Ｙに残留したトナー剤を除去（クリーニング）するようになされる。

この例で、画像形成ユニット１０Ｙの下方には画像形成ユニット１０Ｍが設けられる。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍ、帯電器２Ｍ、レーザ書込みユニット３Ｍ、現像ユニット４Ｍ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｍを有して、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成するようになされる。現像ユニット４Ｍには補正手段５Ｍが接続され、制御手段１５から供給される現像補正信号Ｓｍに基づいて感光体ドラム１Ｍへのトナー剤の付着量を調整するようになされる。

画像形成ユニット１０Ｍの下方には画像形成ユニット１０Ｃが設けられる。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃ、帯電器２Ｃ、レーザ書込みユニット３Ｃ、現像ユニット４Ｃ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｃを有して、シアン（Ｃ）色の画像を形成するようになされる。現像ユニット４Ｃには補正手段５Ｃが接続され、制御手段１５から供給される現像補正信号Ｓｃに基づいて感光体ドラム１Ｃへのトナー剤の付着量を調整するようになされる。

画像形成ユニット１０Ｃの下方には画像形成ユニット１０Ｋが設けられる。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋ、帯電器２Ｋ、レーザ書込みユニット３Ｋ、現像ユニット４Ｋ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｋを有して、ブラック（ＢＫ）色の画像を形成するようになされる。現像ユニット４Ｋには補正手段５Ｋが接続され、制御手段１５から供給される現像補正信号Ｓｋに基づいて感光体ドラム１Ｋへのトナー剤の付着量を調整するようになされる。画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋや、その内部の補正手段５Ｃ〜５Ｋの構成及び機能については、画像形成ユニット１０Ｙを参照されたい。

上述の感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには有機感光体（Organic Photo Conductor；ＯＰＣ）ドラムが使用される。帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにはスコロトロン帯電極が使用され、数百［Ｖ］単位の直流電圧が印加される。一次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ及び７Ｋには、使用するトナー剤と反対極性（本実施例においては正極性）の一次転写バイアス電圧が印加される。

中間転写ベルト６は像担持体の一例であり、１次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ及び７Ｋによって転写されたトナー像を重合してカラートナー像（カラー画像）を形成する。中間転写ベルト６上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト６が時計方向に回転することで、２次転写ローラ７Ａに向けて搬送される。２次転写ローラ７Ａは中間転写ベルト６の下方に位置しており、中間転写ベルト６に形成されたカラートナー像を、図示しない給紙手段から搬送されてきた用紙に転写するようになされる（２次転写）。

２次転写ローラ７Ａの左側には定着装置１７が設けられ、カラー画像を転写された用紙を定着処理するようになされる。定着装置１７は、定着ローラ、加圧ローラ及び加熱ヒータを有している。定着処理は、加熱ヒータによって加熱される定着ローラ及び加圧ローラの間に用紙を通過させることで、当該用紙が加熱・加圧される。定着後の用紙は、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。

この例で、中間転写ベルト６の左側上方にはクリーニング手段８Ａが設けられ、転写後の中間転写ベルト６上に残存するトナー剤をクリーニングするように動作する。クリーニング手段８Ａは、中間転写ベルト６の電荷を除電する除電部や中間転写ベルト６に残留するトナー等を除去するパッドを有している。このクリーニング手段８Ａによってベルト面がクリーニングされ、除電部で除電された後の中間転写ベルト６は、次の画像形成サイクルに入る。

この複写機本体１０１のクリーニング手段８Ａの上流側であって、中間転写ベルト６上面を見通せる領域には、画像検出手段の一例となる画像濃度センサ１２が設けられており、上述した画像形成ユニット１０Ｙ，１０，１０Ｃ，１０Ｋによって中間転写ベルト６に形成された各色毎の画像濃度補正用の濃度検知マークＭｄを検出するようになされる。

図２は、画像濃度センサ１２による濃度検知マークＭｄの検知例を示す斜視図である。図２に示す画像濃度センサ１２は、中間転写ベルト面を見通せる領域であって、中間転写ベルト６のどちらか一方の端上に設けられ、画像濃度補正モード実行時、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋによって中間転写ベルト６の両側に形成された濃度検知マークＭｄを検出するようになされる。

画像濃度補正モードでは、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に、各色毎に、画像濃度補正用の複数の濃度検知マークＭｄを形成し、当該濃度検知マークＭｄの画像濃度を読み取って、基準画像濃度に対する濃度検知マークＭｄの画像濃度の差分を算出し、当該差分に基づいて画像濃度を補正するようになされる。

この例では、画像濃度センサ１２は、各濃度検知マークＭｄ毎に複数の検出ポイントで画像濃度を検知するようになされる。画像濃度とは、画像データに基づくカラー画像を中間転写ベルト６上に再現する場合に、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、ＢＫ色等の各々のトナー像付着量をいう。この画像濃度は、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対するトナー像付着量を調整することで補正される。

また、画像形成系回復モード（トナー強制消費モード）では、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、中間転写ベルト６に画像濃度補正用の濃度検知マークＭｄに基づくトナー像を形成し、当該感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋから中間転写ベルト６に転写された画像濃度補正用のトナー像をクリーニング手段８Ａによって除去するようになされる。

図３はカラー複写機１００の画像転写系Ｉ及び画像形成系IIの構成例を示すブロック図である。図２に示すカラー複写機１００は、図１に示した中間転写ベルト６や画像濃度センサ１２等を含む処理系を画像転写系Ｉとし、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを画像形成系IIとして抜き出したものである。

図３において、カラー複写機１００は、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、画像濃度センサ１２、不揮発メモリ１４、制御手段１５、操作手段１６、表示手段１８、画像処理手段７０を有している。

制御手段１５には画像濃度センサ１２が接続され、画像濃度補正モード実行時、中間転写ベルト６上に形成された濃度検知マークＭｄを検出して濃度検出信号Ｓ２を出力する。画像濃度センサ１２には、反射型の光学センサやイメージセンサ等が使用される。これらのセンサには、発光素子及び受光素子が備えられ、光が発光素子から濃度検知マークＭｄへ照射され、その反射光を受光素子で検知するようになされる。

複写機本体１０１内には、制御手段１５が設けられ、画像濃度センサ１２によって検出された濃度検出信号Ｓ２を入力し、この濃度検出信号Ｓ２に基づいて濃度検知マークＭｄの画像濃度と、当該画像濃度の判別基準値Ｌthとを比較して異常又は正常を判別する。ここに判別基準値Ｌthとは、濃度検知マークＭｄの画像濃度レベルの中に、白抜け等により生じた異常レベル（以下白抜けレベルという）が含まれているか否かを判別するための基準値をいう。

この例で、判別基準値Ｌthは、予め校正された各色毎の濃度検知マークＭｄの基準画像濃度の最大値（Ｌmax）と最小値（Ｌｍin）との差分（Ｌmax−Ｌmin）に重み係数α（０＜α＜１）を演算した値Ｌth＝α（Ｌmax−Ｌmin）から選択されて設定される。

制御手段１５は、画像濃度センサ１２から得られる濃度検出信号Ｓ２をサンプリングして、当該濃度検知マークＭｄにおける複数の検出ポイントでの画像濃度を示すレベル（以下パッチ検出レベルＬ１ｘという）を検出する。その後、濃度検知マークＭｄにおける複数のパッチ検出レベルＬ１ｘ（ｘ＝１〜ｎ）の中から最大値と最小値とを検出する。そして、濃度検知マークＭｄにおける最大値Ｌmaxと最小値Ｌminとの差分Ｌεを算出する。制御手段１５は、この差分Ｌεと、判別基準値Ｌthとを比較して、大小関係を判別する。

例えば、差分Ｌεが判別基準値Ｌthを越える場合は、当該濃度検知マークＭｄは異常であると判別される。差分Ｌεが判別基準値Ｌthを下回っている場合は、当該濃度検知マークＭｄは正常であると判別される。制御手段１５は、この比較処理による異常又は正常の判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モード（トナー強制消費モード）を実行する。

なお、画像濃度補正モードを実行する場合は、各色毎に同一濃度検知マークＭｄ内を複数の検出ポイントで濃度検知をして得られた濃度検出値の平均値を算出し、この平均値を濃度検知マークＭｄの画像濃度（パッチ検出レベルＬ１）とするようになされる。

制御手段１５は、画像濃度補正モード時、画像濃度センサ１２から得られる濃度検出信号Ｓ２をアナログ・デジタル変換した後の画像濃度データＤｇに基づいて現像ユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃのトナー剤付着量を制御する。制御手段１５には操作手段１６が接続され、通常のプリントモード時にユーザによって画像形成条件等の操作データＤ３１が入力される。操作はユーザによってなされる。制御手段１５には操作手段１６の他に表示手段１８が接続され、例えば、表示データＤｖに基づいて画像濃度補正モード内容を表示するようになされる。表示手段１８には液晶ディスプレイが使用され、液晶ディスプレイは、操作手段１６を構成する図示しないタッチパネルと組み合わせて使用される。

制御手段１５には更に不揮発メモリ１４が接続されており、画像濃度補正モード実行時に参照するための判定基準値Ｌthが格納される。不揮発メモリ１４には、画像濃度データＤｇや判定基準値Ｌth等の他に、画像濃度補正モード実行時に得られた画像濃度補正データＤεが記憶される。不揮発メモリ１４にはハードディスクやＥＥＰＲＯＭ等が使用される。

制御手段１５には画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが接続されており、画像形成ユニット１０Ｙでは、画像処理手段７０から出力されるＹ色用の書込みデータＷｙに基づいて感光体ドラム１Ｙを介して中間転写ベルト６にＹ色のトナー像を形成する。書込みデータＷｙには、通常の画像形成モード時の画像データＤｙや、画像濃度補正モード時の濃度検知マークＭｄ形成用の画像データＤｙ’、画像形成系回復モード時の画像濃度補正用の画像データＤｙ”が含まれる。他の画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋの構成及び機能については、画像形成ユニット１０Ｙを参照されたい。

制御手段１５は、画像濃度補正用の所定の画像濃度を有する濃度検知マークＭｄを感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に形成するように画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを制御する。

また、制御手段１５は、中間転写ベルト６に形成された濃度検知マークＭｄの画像濃度を検出するように画像濃度センサ１２を制御し、画像濃度センサ１２によって検出された濃度検知マークＭｄの画像濃度と、その判定基準値とを比較し、画像濃度が判定基準値以下である場合は、画像濃度補正モードを継続する。

制御手段１５は、画像濃度がその判別基準値を越える場合は、画像濃度補正モードを中止して感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１+Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に画像濃度補正用のトナー像を形成して画像形成系回復モードを実行し、その後、画像濃度補正モードを実行する。

制御手段１５は、画像形成系回復モードにおいて、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に画像濃度補正用の全ての色のトナー像を形成し、当該中間転写ベルト６に形成された全ての色のトナー像をクリーニング手段８Ａで除去するように画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを制御する。この制御によって、前回の帯電・露光・現像・クリーニングサイクル時に、感光体ドラムに残留した微量のトナー剤の固まりや、不本意に付着した紙カス微粉等の異物を強制的に排出（除去）することができ、画像転写系Ｉ及び画像形成系IIを正常状態に回復させることができる。

これに限られることはなく、制御手段１５は、画像形成系回復モードにおいて、異常と判別された、例えば、感光体ドラム１Ｙを介して中間転写ベルト６に画像濃度補正用のＹ色画像のみを形成し、中間転写ベルト６に形成されたＹ色画像をクリーニング手段８Ａで除去するように画像形成ユニット１０Ｙを制御するようにしてもよい。他の色用の画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ又は１０Ｋで異常と判別された場合も同様にして、感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に画像濃度補正用のＭ色、Ｃ色又はＢＫ色の画像のみを形成し、当該感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に形成された該当Ｍ色、Ｃ色又はＢＫ色の画像をクリーニング手段８Ａで除去するように画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを制御するようにしてもよい。

図４及び図５は、画像濃度センサ１２による濃度検知マークＭｄの検知例（その１、２）を示す図である。図４Ａは、濃度検知マークＭｄ正常時の検知例を示す上面図である。
図４Ａに示す濃度検知マークＭｄは、図示しない中間転写ベルト６が副走査方向（紙面の右側から左側に）に搬送されることで、画像濃度センサ１２の配置領域下を通過する。このとき、濃度検知マークＭｄは、画像濃度センサ１２によって読み取られる。例えば、画像濃度センサ１２の発光素子から光が濃度検知マークＭｄへ照射され、その反射光を受光素子で検知するようになされる。

図４Ｂは、濃度検出信号Ｓ２の波形例を示す図である。図４Ｂにおいて、縦軸は、濃度検出信号Ｓ２の振幅レベル（以下濃度検出レベルともいう）である。横軸は時間（時刻）ｔである。図４Ｂに示す濃度検出レベルによれば、濃度検知マークＭｄが正常に形成されていると、ベルト検出レベルＬ２とパッチ検出レベルＬ１とが明確に区分されて検出される。特に、同一濃度検知マークＭｄ内に複数の検出ポイントを設定して、サンプリングした場合であって、濃度検知マークＭｄが正常な場合は、パッチ検出レベルＬ１内にベルト検出レベルＬ２やそれに近似するレベルが入り混じって検出されることがない。

この例で、図４Ｂに示す濃度検出信号波形に８個のサンプル点を設定し、制御手段１５は一定の間隔でサンプリングし、このサンプリング結果から濃度検出レベルを算出する。図４Ｂにおいて、時刻ｔ１でパッチ検出レベルＬ１１を示すデータＤ１が得られ、同様にして、時刻ｔ２〜ｔ８でパッチ検出レベルＬ１２〜Ｌ１８を示すデータＤ２〜Ｄ８が得られる。これらのデータＤ１〜Ｄ８によるパッチ検出レベルＬ１１〜Ｌ１８の平均値（Ｌ１１＋Ｌ１２＋Ｌ１３＋Ｌ１４＋Ｌ１５＋Ｌ１６＋Ｌ１７＋Ｌ１８）／８を算出すると、この平均値から当該濃度検知マークＭｄの画像濃度レベル（＝パッチ検出レベルＬ１）を得ることができる。

図５Ａは、白抜けを生じた濃度検知マークＭｄ’の検知例を示す図である。図５Ａに示す濃度検知マークＭｄ’は、トナー剤の劣化や異物混入等により、白抜け部分を生じたものである。このような白抜け部分を生じた濃度検知マークＭｄ’を画像濃度センサ１２で検出すると、図５Ｂに示すような濃度検出信号Ｓ２’が得られる。

図５Ｂは、濃度検出信号Ｓ２’の波形例を示す図である。図５Ｂに示す濃度検出レベルによれば、濃度検知マークＭｄ’に白抜けが生じていると、パッチ検出レベルＬ１中にベルト検出レベルＬ２又は当該レベルＬ２に近似する白抜けレベルＬｗが検出される。

この例では、時刻ｔ１〜ｔ４でパッチ検出レベルＬ１１〜Ｌ１４を示すデータＤ１’〜Ｄ４’が得られ、時刻ｔ５で白抜けレベルＬｘを示すデータＤ５’が得られる。その後、時刻ｔ６〜ｔ８でパッチ検出レベルＬ１６〜Ｌ１８を示すデータＤ６’〜Ｄ８’が得られる。制御手段１５は、データＤ６’〜Ｄ８’に基づいて濃度検知マークＭｄ’に白抜けパターンＬｗが含まれているか否かを判別するようになされる。制御手段１５は、この判別処理による異常又は正常の判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モード（トナー強制消費モード）を実行する。

続いて、本発明に係る画像形成方法について、カラー複写機１００の画像濃度補正例を説明する。図６はカラー複写機１００における画像濃度補正例を示すフローチャートである。

この実施例では、画像濃度補正モードと画像形成系回復モードとが備えられ、画像濃度補正用の濃度検知マークＭｄを感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に形成し、この中間転写ベルト６に形成された濃度検知マークＭｄを検出し、ここに検出された濃度検知マークＭｄの画像濃度と予め準備された判別基準値とを比較して異常を判別し、この判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モードを実行する場合を例に挙げる。

この例では、濃度検知マークＭｄ’に白抜けパターンＬｗが含まれているか否かを判別する際に、判別基準値Ｌthとして、予め校正された各色毎の濃度検知マークＭｄの基準画像濃度の最大値（Ｌmax）と最小値（Ｌｍin）との差分（Ｌmax−Ｌmin）に重み係数α（０＜α＜１）を演算した値Ｌth＝α（Ｌmax−Ｌmin）から選択されて設定される。例えば、αには０．５が選択される。

これらを画像形成条件にして、図６に示すフローチャートのステップＡ１で動作モードを設定する。この動作モード設定において、画像濃度補正モードが設定される。更に、画像形成系回復モード時の全部画像形成モード又は部分画像形成モードのいずれか一方を選択可能なようになされる。全部画像形成モードとは、画像形成系回復モードにおいて、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して、中間転写ベルト６に画像濃度補正用の全ての色のトナー像を形成し、当該中間転写ベルト６に形成された全色トナー像をクリーニング手段８Ａで全て除去する動作をいう。

部分画像形成モードとは、画像形成系回復モードにおいて、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ又は１Ｋを介して中間転写ベルト６に、異常と判別されたＹ色，Ｍ色，Ｃ色又はＢＫ色のみ画像濃度補正用のトナー像を形成し、当該中間転写ベルト６に形成された該当色（Ｙ色，Ｍ色，Ｃ色又はＢＫ色）のトナー像を除去する動作をいう。これらの動作モードは操作手段１６を使用して設定される。

その後、ステップＡ２に移行して、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト６上に濃度検知マークＭｄを作成する。このとき、図２に示した画像処理回路７１では、画像処理制御信号Ｓ４に基づいて、図示しないメモリから画像濃度補正用の画像データＤｙ’を読み出してＹ−信号切換部７２Ｙに出力する。Ｙ−信号切換部７２Ｙは、画像データＤｙ’を書込選択信号Ｓ５に基づいて選択し、この画像データＤｙ’をレーザ書込みユニット３Ｙに出力する。

画像形成ユニット１０Ｙでは、画像処理手段７０から出力されるＹ色用の書込みデータＷｙ＝画像データＤｙ’に基づいて感光体ドラム１Ｙに画像濃度補正用の静電潜像を形成するようになされる。この静電潜像は、現像ユニット４Ｙによって現像される。現像ユニット４Ｙにより現像されたＹ色の画像濃度補正用のトナー像は、１次転写ローラ７Ｙを動作させて中間転写ベルト６に転写される（一次転写）。画像形成ユニット１０Ｍ〜１０Ｋでも、画像形成ユニット１０Ｙと同様にして処理される。

その後、ステップＡ３で画像濃度センサ１２は、濃度検知マークＭｄを読み取って画像検出信号Ｓ２を出力する。このとき、図２に示した画像濃度センサ１２は、一定線速で副走査方向に移動する中間転写ベルト６上に、図示しない発光素子から光を照射し、濃度検知マークＭｄ等から反射されてくる反射光を受光素子で検知する。画像濃度センサ１２は、中間転写ベルト６上の濃度検知マークＭｄを検出して濃度検出信号Ｓ２を出力する。濃度検出信号Ｓ２は、制御手段１５で二値化され、画像濃度データＤｇとなる。画像濃度データＤｇは、濃度検知マークＭｄの異常判別に使用するために、不揮発メモリ１４に格納される。

そして、ステップＡ４で制御手段１５はＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色の全ての濃度検知マークＭｄについて画像濃度の最大−最小差分を算出する。このとき、制御手段１５では、画像濃度センサ１２から得られた画像濃度データＤｇ、図５Ｂに示した例でいうと、データＤ１〜Ｄ８から、当該濃度検知マークＭｄにおける８カ所の検出ポイントでの画像濃度レベルを検出する。そして、濃度検知マークＭｄにおける８カ所のパッチ検出レベルＬ１ｘ（ｘ＝１〜８）の中から最大値と最小値とを検出する。そして、濃度検知マークＭｄにおける最大値Ｌmaxと最小値Ｌminとの差分Ｌεを算出する。

その後、ステップＡ５で制御手段１５はＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色の濃度検知マークＭｄの画像濃度の異常又は正常を判別する。このとき、制御手段１５は、この差分Ｌεと、判別基準値Ｌthとを比較して大小関係を判別する。例えば、先のステップＡ４で算出された差分Ｌεが判別基準値Ｌthを下回っている場合は、当該濃度検知マークＭｄは正常であると判別される。この判別結果によって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色の濃度検知マークＭｄの画像濃度は全て「正常」であると判断された場合は、ステップＡ６に移行して、画像濃度補正モードを継続するべく、これら画像濃度を算出する。

そして、ステップＡ６で制御手段１５は、画像濃度が許容範囲内に有るか否かを判別する。この際に、制御手段１５は、不揮発メモリ１４から画像濃度補正データＤεと、画像濃度閾値データＤth（画像濃度設計許容値）とを読み出して比較する。画像濃度が許容範囲内に有ると判別された場合は、ステップＡ１２で画像濃度補正データＤεを保存して画像濃度補正モードを終了する。

ステップＡ７で、画像濃度が許容範囲外であると判別された場合は、画像濃度補正の再処理が必要であるので、ステップＡ８に移行して、再度、画像濃度補正モードを設定した後に、ステップＡ２に戻り、上述した画像濃度補正処理を繰り返すようになされる。

なお、先に算出された差分Ｌεが判別基準値Ｌthを越える場合は、ステップＡ５で当該濃度検知マークＭｄは異常であると判別されるので、この場合は、画像形成系回復モードを実行するべく、ステップＡ９に移行する。ステップＡ９では、当該画像濃度補正モードに作成された、中間転写ベルト６のＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各々の色のトナー像をクリーニング手段８Ａで除去するようになされる。また、感光体ドラム１Ｙに残留したＹ色トナー像は、クリーニング手段８Ｙにより除去され、感光体ドラム１Ｍに残留したＭ色用のトナー像は、クリーニング手段８Ｍにより除去され、感光体ドラム１Ｃに残留したＣ色トナー像は、クリーニング手段８Ｃにより除去され、感光体ドラム１Ｋに残留したＢＫ色トナー像は、クリーニング手段８Ｋにより各々除去される。

その後、ステップＡ１０に移行して、制御手段１５は、先に設定された動作モードに基づいて制御を分岐する。ステップＡ１０で全部画像形成モードが設定されている場合は、ステップＡ１１に移行して全部画像形成モードを実行する。全部画像形成モードでは、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して、中間転写ベルト６に画像濃度補正用のＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの全てのトナー像を形成する。

例えば、図２に示した画像処理回路７１では、画像処理制御信号Ｓ４に基づいて、図示しないメモリから画像濃度補正用の画像データＤｙ”を読み出してＹ−信号切換部７２Ｙに出力する。Ｙ−信号切換部７２Ｙは、画像データＤｙ”を書込選択信号Ｓ５に基づいて選択し、この画像データＤｙ”をレーザ書込みユニット３Ｙに出力する。

画像形成ユニット１０Ｙでは、画像処理手段７０から出力されるＹ色用の書込みデータＷｙ＝画像データＤｙ”に基づいて感光体ドラム１Ｙに画像濃度補正用の静電潜像を形成するようになされる。これ以降の処理については、ステップＡ２に示した画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおける濃度検知マークＭｄに準ずるのでそちらを参照されたい。

その後、当該中間転写ベルト６に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各々の色のトナー像をクリーニング手段８Ａで全て除去するようになされる。もちろん、感光体ドラム１Ｙに残留したＹ色トナー像は、クリーニング手段８Ｙにより除去され、感光体ドラム１Ｍに残留したＭ色用のトナー像は、クリーニング手段８Ｍにより除去され、感光体ドラム１Ｃに残留したＣ色トナー像は、クリーニング手段８Ｃにより除去され、感光体ドラム１Ｋに残留したＢＫ色トナー像は、クリーニング手段８Ｋにより各々除去される。これにより、白抜け等を生じさせた原因が除去され、ＹＭＣＫ用の全ての画像形成系が正常状態に回復する。

また、ステップＡ１０で部分画像形成モードが設定されている場合は、ステップＡ１２に移行して部分画像形成モードを実行する。部分画像形成モードでは、例えば、「Ｙ色の濃度検知マークＭｄの画像濃度は異常である」と判別されたＹ色用の感光体ドラム１Ｙを介して中間転写ベルト６に画像濃度補正用のＹ色トナー像のみを形成する。その説明についてはステップＡ２を参照されたい。

これにより、Ｙ色用画像形成系で白抜け等を生じさせた原因が除去され、Ｙ色用画像形成系を正常状態に回復させることができる。他色の濃度検知マークＭｄの画像濃度が異常であると判別された場合も、同様な動作がなされ、他色用画像形成系を正常状態に回復させることができる。その後、ステップＡ２に戻って画像濃度補正モードを再開するようになされる。

なお、ステップＡ７で画像濃度が許容範囲に有ると判別された場合は、ステップＡ１２に移行して画像濃度補正データＤεを不揮発メモリ１４等に保存して画像濃度補正処理を終了する。通常の画像形成モードには、画像濃度補正データＤεに基づいて画像データＤｙ，Ｄｍ、Ｄｃ等の画像濃度が補正される。これにより、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで各色毎に画像濃度を調整することができる。

このように、本発明に係る実施例としてのカラー複写機及びその画像形成方法によれば、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に色画像を形成する場合であって、画像濃度補正モードを実行する場合に、制御手段１５は、画像濃度センサ１２によって検出された画像濃度と予め準備された判別基準値Ｌthとを比較して異常を判別し、当該判別結果に基づいて画像濃度補正モードを継続し、又は、画像濃度補正モードを中止して画像形成系回復モードを実行する。

従って、画像濃度補正モード実行時、「異常」と判別された場合、画像濃度補正モードを中止して、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを介して中間転写ベルト６に画像濃度補正用の全色あるいは該当色のトナー像を形成し、その後、当該中間転写ベルト６等に形成された画像濃度補正用の全色あるいは該当色のトナー像を除去することで、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを正常な状態に回復させることができる。

これにより、画像濃度補正モード実行時、何らかの原因で濃度検知マークＭｄ中に白抜け（ホタル）が発生した場合であっても、画像形成系回復モード実行後、画像濃度補正モードを再開するので、正常な画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで画像濃度補正モードを実行できるようになる。

この発明は、感光体ドラム及び中間転写ベルトを有し、かつ、画像濃度補正モードを有するタンデム型のカラープリンタやカラー複写機、これらのカラー複合機等に適用して好適である。

本発明の実施例としてのカラー複写機１００の構成例を示す概念図である。 画像濃度センサ１２による濃度検知マークＭｄの検知例を示す斜視図である。 カラー複写機１００の画像転写系Ｉ及び画像形成系IIの構成例を示すブロック図である。 画像濃度センサ１２による濃度検知マークＭｄの検知例（その１）を示す図である。 画像濃度センサ１２による濃度検知マークＭｄの検知例（その２）を示す図である。 カラー複写機１００における画像濃度補正例を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体ドラム（像担持体）
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ レーザ書込みユニット
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像ユニット
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 補正手段
６ 中間転写体（画像転写手段）
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成ユニット（画像形成手段）
１２ 画像濃度センサ（画像検出手段）
１４ 不揮発メモリ（記憶手段）
１５ 制御手段
１６ 操作手段
１８ 表示手段
１００ カラー複写機
１０１ 複写機本体
１０２ 画像読取装置
２０１ 自動原稿給紙装置
２０２ 原稿画像走査露光装置

Claims (5)

1. 像担持体に色画像を形成する画像形成装置において、
   前記像担持体に画像濃度補正用の印画像を形成し、当該印画像の画像濃度を読み取って、印画像の基準画像濃度に対する画像濃度差を算出し、当該画像濃度差に基づいて画像濃度を補正する動作を画像濃度補正モードとし、
   前記画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を前記像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、当該像担持体に形成された印画像を除去する動作を画像形成系回復モードとしたとき、
   前記印画像を像担持体に形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によって像担持体に形成された前記印画像の画像濃度を検出する画像検出手段と、
   前記画像検出手段によって検出された前記印画像の画像濃度と当該画像濃度の判別基準値とを比較して異常又は正常を判別し、当該判別結果に基づいて前記画像濃度補正モードを継続し、又は、前記画像濃度補正モードを中止して前記画像形成系回復モードを実行する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判別基準値は、
   予め校正された各色毎の前記印画像の画像濃度の最大値と最小値との差分に重み係数α（０＜α＜１）を演算した値から選択されて設定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。
3. 前記制御手段は、
   前記画像形成系回復モードにおいて、
   前記像担持体に全ての色画像を形成し、当該像担持体に形成された全ての色画像を除去するように前記画像形成手段を制御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。
4. 前記制御手段は、
   前記画像形成系回復モードにおいて、
   前記像担持体に異常と判別された色のみの印画像を形成し、当該像担持体に形成された該当色の印画像を除去するように前記画像形成手段を制御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。
5. 像担持体に色画像を形成する画像形成方法において、
   前記像担持体に画像濃度補正用の印画像を形成し、当該印画像の画像濃度を読み取って、印画像の基準画像濃度に対する画像濃度差を算出し、該画像濃度差に基づいて画像濃度を補正する動作を画像濃度補正モードとし、
   前記画像濃度補正モードの実行時の画像濃度補正用の印画像を前記像担持体から除去すると共に、当該像担持体に印画像を形成し、当該像担持体に形成された印画像を除去する動作を画像形成系回復モードとしたとき、
   前記画像濃度補正用の印画像を像担持体に形成する工程と、
   前記像担持体に形成された前記印画像の画像濃度を検出する工程と、
   検出された前記印画像の画像濃度と当該画像濃度の判別基準値とを比較して異常又は正常を判別する工程と、
   判別結果に基づいて前記画像濃度補正モードを継続し、又は、前記画像濃度補正モードを中止して前記画像形成系回復モードを実行する工程とを有することを特徴とする画像形成方法。

Images