JP6149706B2 - 画像形成装置およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置およびプログラムに関する。
公報記載の従来技術として、用紙に対して画像を形成する画像形成部と、画像形成部により形成される画像の階調を補正する補正部と、所定枚数の用紙に対する画像の形成を1単位の印刷出力として管理し、所定単位数の印刷出力が完了するたびに補正部に階調の補正を行わせる制御部とを備えた画像形成装置が存在する(特許文献1参照)。
また、他の公報記載の従来技術として、画像の濃度を調整するためのパラメータであって、前回の画像安定化処理にて決定されたパラメータを記憶する第1の記憶手段と、前々回の画像安定化処理にて決定されたパラメータを記憶する第2の記憶手段と、第1の記憶手段と第2の記憶手段とに記憶されているパラメータを比較して、その差が所定の閾値を超えているか否かを判定するパラメータ判定手段と、パラメータ判定手段の判定結果が、肯定的ならば画像安定化処理を実行して新たなパラメータを決定し第1の記憶手段に記憶させる一方、否定的ならば画像安定化処理を不要とする制御手段とを備えた画像形成装置が存在する(特許文献2参照)。
本発明は、第1設定動作により設定される第1飛翔電位差と第2設定動作により設定される第2飛翔電位差との差分の絶対値が閾値を超える場合に、画像の濃度の変動を抑制することを目的とする。
請求項1記載の発明は、像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像を、現像バイアスを用いてトナーで現像する現像部とを含む画像形成手段と、前記画像形成手段を用いて入力階調値が異なる複数の画像を含む第1設定用画像を形成させ、当該第1設定用画像に基づいて、前記現像バイアスと前記像保持体のうち前記トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差を第1飛翔電位差に設定するとともに階調特性を補正するための第1階調補正データを作成する第1設定動作を実行する第1設定手段と、前記第1設定動作が実行された後に、前記画像形成手段を用いて前記第1設定用画像よりも少ない数の画像を含む第2設定用画像を形成させ、当該第2設定用画像に基づいて、前記飛翔電位差を第2飛翔電位差に設定するとともに前記階調特性を補正するための第2階調補正データを作成する第2設定動作を実行する第2設定手段と、前記第1飛翔電位差と前記第2飛翔電位差との差分の絶対値が予め決められた閾値を超えた場合、前記第1設定動作を再度実行させると判定する判定手段とを含む画像形成装置である。
請求項2記載の発明は、前記第2設定手段は、前記第2飛翔電位差を予め決められた範囲内に制限し、前記判定手段は、前記第1飛翔電位差と、前記第2設定手段により範囲が制限される前の前記第2飛翔電位差とに基づいて、前記第1設定動作を再度実行させるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項3記載の発明は、前記第2設定手段によって実行される前記第2設定動作は、前記第1設定手段によって実行される前記第1設定動作よりも頻度が高いことを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置である。
請求項4記載の発明は、コンピュータに、像保持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像を、現像バイアスを用いてトナーで現像する現像部とを含む画像形成手段を用いて入力階調値が異なる複数の画像を含む第1設定用画像を形成させ、当該第1設定用画像に基づいて、当該現像バイアスと当該像保持体のうち当該トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差を第1飛翔電位差に設定するとともに階調特性を補正するための第1階調補正データを作成する第1設定動作を実行させる機能と、前記第1設定動作が実行された後に、前記画像形成手段を用いて前記第1設定用画像よりも少ない数の画像を含む第2設定用画像を形成させ、当該第2設定用画像に基づいて、前記飛翔電位差を第2飛翔電位差に設定するとともに前記階調特性を補正するための第2階調補正データを作成する第2設定動作を実行させる機能と、前記第1飛翔電位差と前記第2飛翔電位差との差分の絶対値が予め決められた閾値を超えた場合、前記第1設定動作を再度実行させると判定する機能とを実現させるプログラムである。
請求項2記載の発明は、前記第2設定手段は、前記第2飛翔電位差を予め決められた範囲内に制限し、前記判定手段は、前記第1飛翔電位差と、前記第2設定手段により範囲が制限される前の前記第2飛翔電位差とに基づいて、前記第1設定動作を再度実行させるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項3記載の発明は、前記第2設定手段によって実行される前記第2設定動作は、前記第1設定手段によって実行される前記第1設定動作よりも頻度が高いことを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置である。
請求項4記載の発明は、コンピュータに、像保持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像を、現像バイアスを用いてトナーで現像する現像部とを含む画像形成手段を用いて入力階調値が異なる複数の画像を含む第1設定用画像を形成させ、当該第1設定用画像に基づいて、当該現像バイアスと当該像保持体のうち当該トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差を第1飛翔電位差に設定するとともに階調特性を補正するための第1階調補正データを作成する第1設定動作を実行させる機能と、前記第1設定動作が実行された後に、前記画像形成手段を用いて前記第1設定用画像よりも少ない数の画像を含む第2設定用画像を形成させ、当該第2設定用画像に基づいて、前記飛翔電位差を第2飛翔電位差に設定するとともに前記階調特性を補正するための第2階調補正データを作成する第2設定動作を実行させる機能と、前記第1飛翔電位差と前記第2飛翔電位差との差分の絶対値が予め決められた閾値を超えた場合、前記第1設定動作を再度実行させると判定する機能とを実現させるプログラムである。
請求項1記載の発明によれば、第1設定動作により設定される第1飛翔電位差と第2設定動作により設定される第2飛翔電位差との差分の絶対値が閾値を超えるにも関わらず第1設定動作を再度実行しない場合と比較して、画像の濃度の変動を抑制することができる。
請求項2記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、飛翔電位差に制限がかかる場合であっても画像の濃度の変動を抑制することができる。
請求項3記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、画像の生産性の低下を抑制することができる。
請求項4記載の発明によれば、第1設定動作により設定される第1飛翔電位差と第2設定動作により設定される第2飛翔電位差との差分の絶対値が閾値を超えるにも関わらず第1設定動作を再度実行しない場合と比較して、画像の濃度の変動を抑制することができる。
請求項2記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、飛翔電位差に制限がかかる場合であっても画像の濃度の変動を抑制することができる。
請求項3記載の発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、画像の生産性の低下を抑制することができる。
請求項4記載の発明によれば、第1設定動作により設定される第1飛翔電位差と第2設定動作により設定される第2飛翔電位差との差分の絶対値が閾値を超えるにも関わらず第1設定動作を再度実行しない場合と比較して、画像の濃度の変動を抑制することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。
この画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色トナー像を形成する複数(本実施の形態では4つ)の画像形成ユニット10(具体的には10Y、10M、10C、10K)と、各画像形成ユニット10で形成された各色トナー像を転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20に一次転写された重ねトナー像を用紙に二次転写する二次転写装置30と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置50と、画像形成装置を構成する各部の動作を制御する制御装置100とを有している。
図1は、実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。
この画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色トナー像を形成する複数(本実施の形態では4つ)の画像形成ユニット10(具体的には10Y、10M、10C、10K)と、各画像形成ユニット10で形成された各色トナー像を転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト20と、中間転写ベルト20に一次転写された重ねトナー像を用紙に二次転写する二次転写装置30と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置50と、画像形成装置を構成する各部の動作を制御する制御装置100とを有している。
各画像形成ユニット10すなわちイエロー(Y)の画像形成ユニット10Y、マゼンタ(M)の画像形成ユニット10M、シアン(C)の画像形成ユニット10Cおよび黒(K)の画像形成ユニット10Kは、使用されるトナーの色を除き、共通の構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット10Yを例に説明を行う。
イエローの画像形成ユニット10Yは、矢印A方向に回転可能に設けられた感光体ドラム11を具備している。また、イエローの画像形成ユニット10Yは、この感光体ドラム11の周囲に矢印A方向に沿って設けられた、帯電ロール12、露光部13、現像器14、一次転写ロール15およびドラムクリーナ16を有している。
本実施の形態において、像保持体の一例としての感光体ドラム11は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層(図示せず)を形成してなり、ここでは有機感光層が負極性に帯電する材料で構成されている。また、感光体ドラム11は接地されている。
帯電ロール12は、感光体ドラム11に接触して回転可能に配置されており、感光体ドラム11の回転に従動して回転する。また、帯電ロール12には、感光体ドラム11を負の電位に帯電するための帯電バイアスが印加される。
露光部13は、帯電ロール12によって負の電位に帯電された感光体ドラム11に、レーザ光等を用いて選択的に光書き込みを行うことで静電潜像を形成する。ここで、本実施の形態の露光部13は、トナー像(画像)となる部位(画像部)に対して光を照射し、背景となる部位(背景部)に対しては光を照射しない、所謂画像部露光方式にて露光を行う。なお、露光部13における光源としては、レーザ光源以外に、LED(Light Emitting Diode)光源を用いることも可能である。また、本実施の形態では、帯電ロール12および露光部13の両者が、静電潜像形成部の一例としての機能を有している。
現像部の一例としての現像器14は、感光体ドラム11に対向して回転可能に配置される現像ロール14aを備えており、その内部には、対応する色のトナー(イエローの画像形成ユニット10Yではイエローのトナー)を含む現像剤を収容している。ここで、本実施の形態の現像器14では、現像剤として、磁性を有するキャリアと、予め決められた色(イエローの画像形成ユニット10Yの場合はイエロー)に着色されたトナーとを含む、所謂2成分現像剤を用いている。また、この現像剤において、キャリアは正の帯電極性を有しており、トナーは負の帯電極性を有している。現像ロール14aは磁石(図示せず)を内蔵しており、静電気力によってトナーを付着させたキャリアすなわち現像剤を、磁力によって現像ロール14aの表面に保持する。現像器14では、現像ロール14a上に保持させた現像剤(トナー)によって、感光体ドラム11上の静電潜像を現像する。この現像器14は、現像ロール14aを負の電位とするための現像バイアスを供給することで、静電潜像のうち負極性に帯電している画像部に、負極性に帯電したトナーを転移させる、所謂反転現像方式にて現像を行う。なお、本実施の形態では、感光体ドラム11、帯電ロール12、露光部13および現像器14が、画像形成手段の一例としての機能を有している。
一次転写ロール15は、中間転写ベルト20を挟んで感光体ドラム11に対向するとともに、中間転写ベルト20に接触して配置され、中間転写ベルト20の回転に従動して回転する。そして、一次転写ロール15には、トナーの帯電極性とは逆極性(この例では正極性)の一次転写バイアスが印加される。
ドラムクリーナ16は、一次転写後且つ帯電前の感光体ドラム11上の付着物(トナー等)を除去する。
ドラムクリーナ16は、一次転写後且つ帯電前の感光体ドラム11上の付着物(トナー等)を除去する。
中間転写ベルト20は、複数(本実施の形態では6つ)の支持ロールに回転可能に掛け渡されている。これら複数の支持ロールのうち、駆動ロール21は、中間転写ベルト20を張架するとともに、中間転写ベルト20を矢印B方向に回転駆動する。また、従動ロール22、23、26は、中間転写ベルト20を張架するとともに、駆動ロール21によって駆動される中間転写ベルト20に従動して回転する。補正ロール24は、中間転写ベルト20を張架するとともに、中間転写ベルト20の搬送方向に交差する幅方向の蛇行を規制するステアリングロール(軸方向一端部を支点として傾動自在に配設される)として機能する。さらに、バックアップロール25は、中間転写ベルト20を張架するとともに、後述する二次転写装置30の構成部材として機能する。そして、中間転写ベルト20を挟んで駆動ロール21と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト20上の付着物(トナー等)を除去するベルトクリーナ27が配置される。
二次転写装置30は、中間転写ベルト20のトナー像転写面側に接触して配置される二次転写ロール31と、中間転写ベルト20の裏面側に配置されて二次転写ロール31の対向電極をなすバックアップロール25とを備えている。このバックアップロール25には、トナーの帯電極性と同極性(この例では負極性)の二次転写バイアスが印加される。一方、二次転写ロール31は接地されている。
また、画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送系をさらに備えている。この用紙搬送系は、用紙収容部40、搬送ロール41、レジストレーションロール42、搬送ベルト43、および排出ロール44を備える。用紙搬送系では、用紙収容部40に積載された用紙を搬送ロール41にて搬送した後、レジストレーションロール42で一旦停止させ、その後予め決められたタイミングで二次転写装置30へと送り込む。また、二次転写装置30を通過した用紙を、搬送ベルト43を介して定着装置50へと搬送し、定着装置50から排出された用紙を、排出ロール44によって機外へと送り出す。
定着装置50は、ハロゲンランプ等の加熱源51aを内蔵するとともに、矢印C方向に回転駆動される加熱ロール51と、加熱ロール51に接触して回転可能に配置され、加熱ロール51の回転に従動して回転するとともに、加熱ロール51に圧力を付与する加圧ロール52とを有している。ここで、加熱ロール51は、用紙におけるトナー像転写面と対向する側に配置され、加圧ロール52は、用紙におけるトナー像転写面とは反対となる側に配置される。
そして、本実施の形態の画像形成装置は、黒の画像形成ユニット10Kよりも中間転写ベルト20の移動方向(B方向)下流側且つ二次転写装置30よりも中間転写ベルト20の移動方向上流側となる部位にて中間転写ベルト20の外周面に対向して配置され、中間転写ベルト20に向けて光を照射するとともに中間転写ベルト20からの反射光を検出する光量検出部60をさらに備えている。
図2は、本実施の形態の画像形成装置における制御系の構成を説明するためのブロック図である。
第1設定手段、第2設定手段および判定手段の一例としての機能を有する制御装置100は、プログラムを読み出して実行するCPU(Central Processing Unit)101と、CPU101が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するROM102(Read Only Memory)と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するRAM103(Random Access Memory)と、プログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するとともに、その内容を書き換え可能であって、電源を供給しなくてもその記憶内容を保持することが可能なEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)104とを備えている。
第1設定手段、第2設定手段および判定手段の一例としての機能を有する制御装置100は、プログラムを読み出して実行するCPU(Central Processing Unit)101と、CPU101が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するROM102(Read Only Memory)と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するRAM103(Random Access Memory)と、プログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するとともに、その内容を書き換え可能であって、電源を供給しなくてもその記憶内容を保持することが可能なEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)104とを備えている。
なお、CPU101が実行するプログラムは、予めROM102に記憶させておく形態の他、例えばCD−ROM等の記憶媒体に格納してCPU101に提供したり、あるいは、図示しないネットワークを介してCPU101に提供したりすることも可能である。
制御装置100は、感光体ドラム11を回転駆動するドラム駆動部111、帯電ロール12に帯電バイアスを供給する帯電電源112、露光部13に設けられた光源を駆動する光源駆動部113に、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置100は、現像器14に設けられた現像ロール14aに現像バイアスを供給する現像電源114a、現像ロール14aを回転駆動する現像駆動部114b、そして、現像器14にトナーを補給するトナー補給部114cに、それぞれ制御信号を出力する。さらに、制御装置100は、一次転写ロール15に一次転写バイアスを供給する一次転写電源115、中間転写ベルト20を回転駆動するベルト駆動部120、そして、二次転写装置30のバックアップロール25に二次転写バイアスを供給する二次転写電源130に、それぞれ制御信号を出力する。さらにまた、制御装置100は、搬送ロール41、レジストレーションロール42、搬送ベルト43および排出ロール44を回転駆動する搬送駆動部140、定着装置50の加熱ロール51に加熱用電力を供給する定着電源150a、定着装置50の加熱ロール51を回転駆動する定着駆動部150b、光量検出部60に設けられた発光部(図示せず)を駆動する検出駆動部160に、それぞれ制御信号を出力する。また、制御装置100には、光量検出部60に設けられた受光部(図示せず)からの受光データが入力される。
なお、ドラム駆動部111、帯電電源112、光源駆動部113、現像電源114a、現像駆動部114b、トナー補給部114cおよび一次転写電源115は、イエローの画像形成ユニット10Y、マゼンタの画像形成ユニット10M、シアンの画像形成ユニット10C、黒の画像形成ユニット10Kのそれぞれに設けられる。
この例において、各帯電電源112は、負の値に設定された直流成分に交流成分(矩形波)を重畳させた帯電バイアスを、対応する帯電ロール12に供給する。なお、以下の説明においては、帯電バイアスにおける直流成分を直流帯電バイアスと呼び、帯電バイアスにおける交流成分を交流帯電バイアスと呼ぶ。ここで、直流帯電バイアスは、感光体ドラム11に設けられた有機感光層を目標とする電位(帯電電位と呼ぶ)に帯電させるためのものであり、交流帯電バイアスは、直流帯電バイアスによる有機感光層の帯電を補助するためのものである。
また、各現像電源114aは、負の値に設定された直流成分に交流成分(矩形波)を重畳させた現像バイアスを、対応する現像ロール14aに供給する。なお、以下の説明においては、現像バイアスにおける直流成分を直流現像バイアスと呼び、現像バイアスにおける交流成分を交流現像バイアスと呼ぶ。ここで、直流現像バイアスは、現像ロール14aから感光体ドラム11に設けられた有機感光層(より具体的には画像部)に、トナーを転移させるためのものであり、交流現像バイアスは、直流現像バイアスによる現像ロール14aから有機感光層へのトナーの転移を補助するためのものである。
そして、本実施の形態では、制御装置100が、一次転写電源115から一次転写ロール15に供給される一次転写バイアスを定電流制御しており、二次転写電源130から二次転写装置30(より具体的にはバックアップロール25)に供給する二次転写バイアスを定電圧制御している。
次に、図1に示す画像形成装置を用いた、用紙に対する画像形成動作(以下では、出力用画像形成動作という)について説明する。
例えばイエローの画像形成ユニット10Yでは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11が、接触する帯電ロール12に供給される帯電バイアスによって帯電電位に帯電される。次に、露光部13による露光が開始され、帯電電位に帯電された状態で矢印A方向に回転する感光体ドラム11は、露光部13から出射される光によって画像部が選択的に露光される。その結果、帯電および露光が行われた有機感光層には、背景部が帯電電位となり、画像部が露光電位となる、イエロー用の静電潜像が形成される。
例えばイエローの画像形成ユニット10Yでは、矢印A方向に回転する感光体ドラム11が、接触する帯電ロール12に供給される帯電バイアスによって帯電電位に帯電される。次に、露光部13による露光が開始され、帯電電位に帯電された状態で矢印A方向に回転する感光体ドラム11は、露光部13から出射される光によって画像部が選択的に露光される。その結果、帯電および露光が行われた有機感光層には、背景部が帯電電位となり、画像部が露光電位となる、イエロー用の静電潜像が形成される。
続いて、感光体ドラム11に形成されたイエロー用の静電潜像は、感光体ドラム11の矢印A方向への回転に伴って、現像器14に設けられた現像ロール14aとの対向部(以下では現像領域と呼ぶ)に到達する。このとき、現像ロール14aは、表面にキャリアおよびトナーを含む現像剤(2成分現像剤)を保持した状態で回転しており、しかも現像ロール14aには、現像バイアスが供給されている。このため、現像ロール14aから感光体ドラム11に対し、イエロー用の静電潜像のうち露光電位となっている画像部に、選択的にトナーが転移する。その結果、現像領域を通過した感光体ドラム11上には、静電潜像に対応したイエローのトナー像が現像される。
それから、感光体ドラム11上に現像されたイエローのトナー像は、感光体ドラム11の矢印A方向への回転に伴って、中間転写ベルト20を挟んで一次転写ロール15と対向する一次転写位置に到達する。このとき、一次転写ロール15に一次転写バイアスが供給されることにより、矢印A方向に回転する感光体ドラム11上に形成されたイエローのトナー像は、矢印B方向に回転する中間転写ベルト20上に一次転写(静電転写)される。なお、一次転写後に感光体ドラム11上に残存するトナー等の付着物は、感光体ドラム11のさらなるA方向への回転に伴ってドラムクリーナ16との対向部に到達し、ドラムクリーナ16によってクリーニングされる。
また、他のマゼンタの画像形成ユニット10M、シアンの画像形成ユニット10Cおよび黒の画像形成ユニット10Kにおいても、イエローの画像形成ユニット10Yと同じく、帯電、露光、現像、一次転写およびクリーニングが行われる。このとき、それぞれにおける画像形成タイミングをずらすことで、中間転写ベルト20上には、これらイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各色トナー像を重ね合わせた重ねトナー像が形成される。
このようにして中間転写ベルト20上に一次転写された重ねトナー像は、中間転写ベルト20の矢印B方向への回転に伴って、中間転写ベルト20を挟んで二次転写ロール31とバックアップロール25とが対向する二次転写位置に向かう。
一方、用紙収容部40から取り出された用紙は、搬送ロール41およびレジストレーションロール42により、中間転写ベルト20上の重ねトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて、二次転写位置へと搬送される。
一方、用紙収容部40から取り出された用紙は、搬送ロール41およびレジストレーションロール42により、中間転写ベルト20上の重ねトナー像が二次転写位置に到達するタイミングに合わせて、二次転写位置へと搬送される。
このとき、二次転写位置では、二次転写装置30を構成するバックアップロール25に二次転写バイアスが供給されている。そして、二次転写位置において、二次転写ロール31とバックアップロール25との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト20上の重ねトナー像が用紙に二次転写(静電転写)される。
その後、重ねトナー像が二次転写された用紙は、搬送ベルト43により定着装置50へと搬送される。そして、用紙上の重ねトナー像は、定着装置50の加熱ロール51より供給された熱と、加熱ロール51および加圧ロール52から受ける圧力とによって加熱・加圧定着され、排出ロール44によって画像形成装置の機外に排出される。なお、二次転写後に中間転写ベルト20上に残存するトナー等の付着物は、中間転写ベルト20のさらなる矢印B方向への回転に伴ってベルトクリーナ27との対向部に到達し、ベルトクリーナ27によってクリーニングされる。
図3は、感光体ドラム11における帯電電位VHおよび露光電位VLと、現像器14(より具体的には現像ロール14a)における現像電位VBとの関係を説明するための図である。なお、図3における横軸は感光体ドラム11上の位置であり、図3における縦軸は電位(ただし、下方がグランド(GND)であり、上方ほど負の電位が高い)である。ここで、帯電電位VHは、上述した帯電バイアス(直流帯電バイアスおよび交流帯電バイアス)における直流帯電バイアスの大きさによって決まり、露光電位VLは、帯電バイアスと露光部13による露光エネルギーとによって決まる。また、現像電位VBは、上述した現像バイアス(直流現像バイアスおよび交流現像バイアス)における直流現像バイアスの大きさによって決まる。
本実施の形態では、帯電電位VHおよび露光電位VLがともに負極性となっているが、露光電位VLの大きさは、絶対値で帯電電位VHよりも小さい値となる(|VL|<|VH|)。そして、本実施の形態における現像電位VBすなわち直流現像バイアスの値は、負極性であって、その絶対値が帯電電位VHと露光電位VLとの間の大きさに設定される(|VL|<|VB|<|VH|)。
帯電電位VHと露光電位VLと現像電位VBとが上述した関係を有している場合、感光体ドラム11と現像ロール14aとが対向する現像領域を通過する現像ロール14a上のトナー(負極性に帯電)は、感光体ドラム11上で相対的に正の電位となる露光電位VL(画像部)の領域には転移(飛翔)しやすくなる一方、感光体ドラム11上で相対的に負の電位となる帯電電位VH(背景部)の領域には転移(飛翔)しにくくなる。また、現像領域を通過する現像ロール14a上のキャリア(正極性に帯電)は、トナーとは逆に、感光体ドラム11上で相対的に正の電位となる露光電位VL(画像部)の領域には転移(飛翔)しにくくなる一方、感光体ドラム11上で相対的に負の電位となる帯電電位VH(背景部)の領域には転移(飛翔)しやすくなる。ただし、現像剤におけるキャリアは現像ロール14aに磁気的に保持されていることから、実際には、キャリアの転移は殆ど生じない。ここで、以下の説明においては、トナーの飛翔しやすさを基準として考え、露光電位VLを基準とする露光電位VLと現像電位VBとの差を飛翔電位差Vdeveと呼び、現像電位VBを基準とする現像電位VBと帯電電位VHとの差を逆飛翔電位差Vcfと呼ぶ。また、露光電位VLを基準とする露光電位VLと帯電電位VHとの差を、潜像電位差Viと呼ぶ。この潜像電位差Viは、飛翔電位差Vdeveと逆飛翔電位差Vcfとの和として表現することもできる。
ここで、本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式を採用していることから、上述した飛翔電位差Vdeveの大きさが、得られる画像の濃度に影響を与える。例えば飛翔電位差Vdeveが小さすぎる場合には、得られる画像の濃度が目的とする濃度に対して低く(薄く)なってしまい、例えば飛翔電位差Vdeveが大きすぎる場合には、得られる画像の濃度が目的とする濃度に対して高く(濃く)なってしまう。また、適正な飛翔電位差Vdeveの大きさは、トナーの帯電量によっても変わる。したがって、電子写真方式を採用した画像形成装置では、上記出力用画像形成動作において飛翔電位差Vdeveを適正な値に設定しておくことが重要となる。
また、本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式を採用していることから、階調の入出力特性が非線形となりやすい。したがって、電子写真方式を採用した画像形成装置では、上記出力用画像形成動作において、入力階調値Cinに対応した出力濃度で画像が形成されるように、露光部13に供給する画像信号の入力階調値Cinを適正に補正しておくことが重要となる。
そこで、本実施の形態の画像形成装置では、出力用画像形成動作において良好な画像を得るために、出力用画像形成動作に連動して、飛翔電位差Vdeveの設定および画像信号の入力階調値Cinに階調補正を施すためのLUT(Look Up Table)の作成を含む濃度補正処理を行っている。
ここで、飛翔電位差Vdeveの大きさは、露光電位VLおよび/または現像電位VBの値を変更することによって調整することができる。飛翔電位差Vdeveの大きさを変更する際、露光電位VLおよび現像電位VBと帯電電位VHとの関係を調整することにより、飛翔電位差Vdeveと逆飛翔電位差Vcfとの比率であるVdeve/Vcfの値を一定の範囲に維持しておくことが、中間調における階調の変動を抑制するという観点からは望ましい。ただし、飛翔電位差Vdeveには許容範囲が存在し、この許容範囲に基づいて上限値と下限値とが決められていることから、Vdeve/Vcfの値が上記一定の範囲から外れることもあり得る。
図4は、図1に示す画像形成装置における濃度補正処理の手順を説明するためのフローチャートである。
制御装置100が画像形成装置の外部から出力用画像の形成指示を受け付けると(ステップ10)、制御装置100は、画像形成装置による第1セットアップ動作を実行させる(ステップ20)。また、制御装置100は、第1セットアップ動作を実行した結果に基づいて飛翔電位差Vdeveを第1飛翔電位差Vdeve1に設定し(ステップ30)、且つ、LUTとして第1階調補正データの一例としての第1LUTを作成する(ステップ40)。
制御装置100が画像形成装置の外部から出力用画像の形成指示を受け付けると(ステップ10)、制御装置100は、画像形成装置による第1セットアップ動作を実行させる(ステップ20)。また、制御装置100は、第1セットアップ動作を実行した結果に基づいて飛翔電位差Vdeveを第1飛翔電位差Vdeve1に設定し(ステップ30)、且つ、LUTとして第1階調補正データの一例としての第1LUTを作成する(ステップ40)。
次に、制御装置100は、ステップ10で受け付けた指示に基づき、画像形成装置による出力用画像の形成動作を実行させ(ステップ50)、出力用画像形成動作と並行して、画像形成装置による第2セットアップ動作を実行させる(ステップ60)。また、制御装置100は、第2セットアップ動作を実行した結果に基づいて飛翔電位差Vdeveを第2飛翔電位差Vdeve2に設定し(ステップ70)、且つ、LUTとして第2階調補正データの一例としての第2LUTを作成する(ステップ80)。
それから、制御装置100は、ステップ70で設定した第2飛翔電位差Vdeve2とステップ30で設定した第1飛翔電位差Vdeve1との差分の絶対値である電位差変更量ΔVdeve(=|Vdeve2−Vdeve1|)を計算し(ステップ90)、計算により得られた電位差変更量ΔVdeveが、予め決められた閾値Vthを超えたか否か(ΔVdeve>Vth)を判断する(ステップ100)。
ステップ100において肯定の判断(YES)を行った場合、制御装置100は、実行中の出力用画像形成動作および第2セットアップ動作を中断させ(ステップ110)、ステップ20に戻って処理を続行する。すなわち、この場合は、第1セットアップ動作と、第1飛翔電位差Vdeve1の設定および第1LUTの作成とが再度実行された後に、出力用画像形成動作が再開されることになる。
一方、ステップ100において否定の判断(NO)を行った場合、制御装置100は、ステップ50で実行を開始した出力用画像の形成が完了したか否かを判断する(ステップ120)。ステップ120で肯定の判断(YES)を行った場合、制御装置100は、一連の処理を完了する。一方、ステップ120で否定の判断(NO)を行った場合、制御装置100は、ステップ50に戻り、次の出力用画像形成動作および第2セットアップ動作を実行する。
ここで、本実施の形態では、ステップ20〜40が第1設定動作に対応しており、また、ステップ60〜80が第2設定動作に対応している。
では、図4のステップ20に示す第1セットアップ動作について説明を行う。
図5は、濃度補正処理における第1セットアップ動作で作成される第1設定用画像群P1の構成例を説明するための図である。なお、図5は、各画像形成ユニット10によって作成された各色のトナー像を含む第1設定用画像群P1が、中間転写ベルト20上に一次転写された状態を示している。また、図5には、中間転写ベルト20上に一次転写された第1設定用画像群P1と、光量検出部60との位置関係を併せて示している。ここで、第1設定用画像群P1は、二次転写装置30によって用紙に二次転写されることなく、そのままベルトクリーナ27によって除去される。
図5は、濃度補正処理における第1セットアップ動作で作成される第1設定用画像群P1の構成例を説明するための図である。なお、図5は、各画像形成ユニット10によって作成された各色のトナー像を含む第1設定用画像群P1が、中間転写ベルト20上に一次転写された状態を示している。また、図5には、中間転写ベルト20上に一次転写された第1設定用画像群P1と、光量検出部60との位置関係を併せて示している。ここで、第1設定用画像群P1は、二次転写装置30によって用紙に二次転写されることなく、そのままベルトクリーナ27によって除去される。
この例において、第1設定用画像群P1は、イエローのトナー像で構成された第1設定用イエロー画像P1Yと、マゼンタのトナー像で構成された第1設定用マゼンタ画像P1Mと、シアンのトナー像で構成された第1設定用シアン画像P1Cと、黒のトナー像で構成された第1設定用黒画像P1Kとを含んでいる。本実施の形態では、中間転写ベルト20の移動方向に沿って、第1設定用イエロー画像P1Y、第1設定用マゼンタ画像P1M、第1設定用シアン画像P1Cおよび第1設定用黒画像P1Kが、この順で配置されている。
ここで、第1設定用イエロー画像P1Yは、イエローの画像形成ユニット10Yにおける第1飛翔電位差Vdeve1の設定(図4に示すステップ30参照)およびイエロー用の第1LUTの作成(図4に示すステップ40参照)に用いられる。また、第1設定用マゼンタ画像P1Mは、マゼンタの画像形成ユニット10Mにおける第1飛翔電位差Vdeve1の設定(図4に示すステップ30参照)およびマゼンタ用の第1LUTの作成(図4に示すステップ40参照)に用いられる。さらに、第1設定用シアン画像P1Cは、シアンの画像形成ユニット10Cにおける第1飛翔電位差Vdeve1の設定(図4に示すステップ30参照)およびシアン用の第1LUTの作成(図4に示すステップ40参照)に用いられる。さらにまた、第1設定用黒画像P1Kは、黒の画像形成ユニット10Kにおける第1飛翔電位差Vdeve1の設定(図4に示すステップ30参照)および黒用の第1LUTの作成(図4に示すステップ40参照)に用いられる。
第1設定用イエロー画像P1Yは、イエロー用の第1飛翔電位差Vdeve1の設定で使用される第1電位用イエロー画像P11Yと、イエロー用の第1LUTの作成で使用される第1階調用イエロー画像P12Yとを有している。ここで、第1電位用イエロー画像P11Yは1個のパッチ画像で構成され、第1階調用イエロー画像P12Yは入力階調値Cinが異なる20個のパッチ画像で構成される。
第1設定用マゼンタ画像P1Mは、マゼンタ用の第1飛翔電位差Vdeve1の設定で使用される第1電位用マゼンタ画像P11Mと、マゼンタ用の第1LUTの作成で使用される第1階調用マゼンタ画像P12Mとを有している。ここで、第1電位用マゼンタ画像P11Mは1個のパッチ画像で構成され、第1階調用マゼンタ画像P12Mは入力階調値Cinが異なる20個のパッチ画像で構成される。
第1設定用シアン画像P1Cは、シアン用の第1飛翔電位差Vdeve1の設定で使用される第1電位用シアン画像P11Cと、シアン用の第1LUTの作成で使用される第1階調用シアン画像P12Cとを有している。ここで、第1電位用シアン画像P11Cは1個のパッチ画像で構成され、第1階調用シアン画像P12Cは入力階調値Cinが異なる20個のパッチ画像で構成される。
第1設定用黒画像P1Kは、黒用の第1飛翔電位差Vdeve1の設定で使用される第1電位用黒画像P11Kと、黒用の第1LUTの作成で使用される第1階調用黒画像P12Kとを有している。ここで、第1電位用黒画像P11Kは1個のパッチ画像で構成され、第1階調用黒画像P12Kは入力階調値Cinが異なる20個のパッチ画像で構成される。
なお、この例において、第1電位用イエロー画像P11Y、第1電位用マゼンタ画像P11M、第1電位用シアン画像P11Cおよび第1電位用黒画像P11Kのそれぞれを構成する1個のパッチ画像を作成する際の入力階調値Cinは、80%に設定されているものとする。また、この例において、第1階調用イエロー画像P12Y、第1階調用マゼンタ画像P12M、第1階調用シアン画像P12Cおよび第1階調用黒画像P12Kのそれぞれを構成する20個のパッチ画像を作成する際の入力階調値Cinは、0%〜100%の範囲で順次変化するように設定されているものとする。
第1セットアップ動作では、各画像形成ユニット10における帯電電位VH、露光電位VLおよび現像電位VBが、デフォルトとなる基準値に設定されている。したがって、第1セットアップ動作においては、現像電位VBと露光電位VLとに基づいて決まる飛翔電位差Vdeveも、デフォルトとなる基準値(=Vdeve0)に設定される。また、第1セットアップ動作では、露光部13に供給する画像信号の入力階調値Cinの補正(LUTを用いた補正)を行わない。
次に、図4のステップ30に示す第1飛翔電位差Vdeve1の設定について説明を行う。なお、ここでは、イエローの画像形成ユニット10Yにおける第1飛翔電位差Vdeve1の設定を例として説明を行うが、マゼンタの画像形成ユニット10M、シアンの画像形成ユニット10Cおよび黒の画像形成ユニット10Kで使用する第1飛翔電位差Vdeve1も、同様の手順にて設定が行われる。
イエローの画像形成ユニット10Yで作成され、中間転写ベルト20上に一次転写された第1電位用イエロー画像P11Y(1個のパッチ画像)を、中間転写ベルト20の矢印B方向への移動に伴って光量検出部60が検出する。そして、制御装置100は、光量検出部60から取得した第1電位用イエロー画像P11Yの検出値(1個)と、EEPROM104から読み出した第1電位用イエロー画像P11Yの目標値(1個)との差に基づいて、イエローの画像形成ユニット10Yで使用する第1飛翔電位差Vdeve1を設定する。
続いて、図4のステップ40に示す第1LUTの作成について説明を行う。なお、ここでは、イエロー用の第1LUTの作成を例として説明を行うが、マゼンタ用、シアン用および黒用の第1LUTも、同様の手順にて作成が行われる。
イエローの画像形成ユニット10Yで作成され、中間転写ベルト20上に一次転写された第1階調用イエロー画像P12Y(20個のパッチ画像)を、中間転写ベルト20の矢印B方向への移動に伴って光量検出部60が順次検出する。そして、制御装置100は、光量検出部60から取得した第1階調用イエロー画像P12Yの各検出値(20個)と、EEPROM104から読み出した第1階調用イエロー画像P12Yの各目標値(20個)との差に基づき、20個の実測点(入力階調値)に対応する20個の補正入力階調値を作成し、さらに、作成した20個の補正入力階調値に基づく線形補間を行うことで、イエロー用の第1LUTを作成する。
そして、このようにして得られたYMCK各色用の第1飛翔電位差Vdeve1および第1LUTは、図4のステップ50に示す出力用画像形成動作において、初期値として使用される。
今度は、図4のステップ50に示す出力用画像形成動作およびステップ60に示す第2セットアップ動作について説明を行う。
図6は、濃度補正処理における第2セットアップ動作で作成される第2設定用画像群P2の構成例を説明するための図である。なお、図6は、各画像形成ユニット10によって作成された各色のトナー像を含む第2設定用画像群P2が、中間転写ベルト20上に一次転写された状態を示している。また、図6には、中間転写ベルト20上に一次転写された第1設定用画像群P1と、光量検出部60との位置関係を併せて示している。ここで、本実施の形態では、上述したように、ステップ50の出力用画像形成動作と並行してステップ60の第2セットアップ動作を実行していることから、図6には、第2セットアップ動作によって中間転写ベルト20上に形成される第2設定用画像群P2とともに、出力用画像形成動作によって中間転写ベルト20上に形成される複数(この例では5つ)の出力用画像Gも示している。
図6は、濃度補正処理における第2セットアップ動作で作成される第2設定用画像群P2の構成例を説明するための図である。なお、図6は、各画像形成ユニット10によって作成された各色のトナー像を含む第2設定用画像群P2が、中間転写ベルト20上に一次転写された状態を示している。また、図6には、中間転写ベルト20上に一次転写された第1設定用画像群P1と、光量検出部60との位置関係を併せて示している。ここで、本実施の形態では、上述したように、ステップ50の出力用画像形成動作と並行してステップ60の第2セットアップ動作を実行していることから、図6には、第2セットアップ動作によって中間転写ベルト20上に形成される第2設定用画像群P2とともに、出力用画像形成動作によって中間転写ベルト20上に形成される複数(この例では5つ)の出力用画像Gも示している。
本実施の形態において、中間転写ベルト20の外周面には、例えばA4サイズの用紙(A4LEF)の場合で8枚分の出力用画像Gが形成されるようになっている。ここで、中間転写ベルト20の移動方向(矢印B方向)において、出力用画像Gが存在する領域をイメージ領域201と呼び、イメージ領域201と次のイメージ領域201との間の領域をインターイメージ領域202という。そして、本実施の形態では、イメージ領域201には出力用画像Gが形成される一方、インターイメージ領域202には第2設定用画像群P2が形成されるようになっている。ここで、出力用画像Gは二次転写装置30によって用紙に二次転写されるが、第2設定用画像群P2は用紙に二次転写されることなく、そのままベルトクリーナ27によって除去される。
この例において、第2設定用画像群P2は、イエローのトナー像で構成された第2設定用イエロー画像P2Yと、マゼンタのトナー像で構成された第2設定用マゼンタ画像P2Mと、シアンのトナー像で構成された第2設定用シアン画像P2Cと、黒のトナー像で構成された第2設定用黒画像P2Kとを含んでいる。本実施の形態では、中間転写ベルト20の移動方向に沿って、第2設定用イエロー画像P2Y、第2設定用マゼンタ画像P2M、第2設定用シアン画像P2Cおよび第2設定用黒画像P2Kが、この順で配置されている。また、本実施の形態では、図中最も左側となるインターイメージ領域202に第2設定用イエロー画像P2Yが、その図中右側となるインターイメージ領域202に第2設定用マゼンタ画像P2Mが、その図中右側となるインターイメージ領域202に第2設定用シアン画像P2Cが、その図中右側であって図中最も左側となるインターイメージ領域202に第2設定用黒画像P2Kが、それぞれ配置されている。
ここで、第2設定用イエロー画像P2Yは、イエローの画像形成ユニット10Yにおける第2飛翔電位差Vdeve2の設定(図4に示すステップ70参照)およびイエロー用の第2LUTの作成(図4に示すステップ80参照)に用いられる。また、第2設定用マゼンタ画像P2Mは、マゼンタの画像形成ユニット10Mにおける第2飛翔電位差Vdeve2の設定(図4に示すステップ70参照)およびマゼンタ用の第2LUTの作成(図4に示すステップ80参照)に用いられる。さらに、第2設定用シアン画像P2Cは、シアンの画像形成ユニット10Cにおける第2飛翔電位差Vdeve2の設定(図4に示すステップ70参照)およびシアン用の第2LUTの作成(図4に示すステップ80参照)に用いられる。さらにまた、第2設定用黒画像P2Kは、黒の画像形成ユニット10Kにおける第2飛翔電位差Vdeve2の設定(図4に示すステップ70参照)および黒用の第2LUTの作成(図4に示すステップ80参照)に用いられる。
第2設定用イエロー画像P2Yは、イエロー用の第2飛翔電位差Vdeve2の設定で使用される第2電位用イエロー画像P21Yと、イエロー用の第2LUTの作成で使用される第2階調用イエロー画像P22Yとを有している。ここで、第2電位用イエロー画像P21Yは1個のパッチ画像で構成され、第2階調用イエロー画像P22Yは入力階調値Cinが異なる2個のパッチ画像で構成される。
第2設定用マゼンタ画像P2Mは、マゼンタ用の第2飛翔電位差Vdeve2の設定で使用される第2電位用マゼンタ画像P21Mと、マゼンタ用の第2LUTの作成で使用される第2階調用マゼンタ画像P22Mとを有している。ここで、第2電位用マゼンタ画像P21Mは1個のパッチ画像で構成され、第2階調用マゼンタ画像P22Mは入力階調値Cinが異なる2個のパッチ画像で構成される。
第2設定用シアン画像P2Cは、シアン用の第2飛翔電位差Vdeve2の設定で使用される第2電位用シアン画像P21Cと、シアン用の第2LUTの作成で使用される第2階調用シアン画像P22Cとを有している。ここで、第2電位用シアン画像P21Cは1個のパッチ画像で構成され、第2階調用シアン画像P22Cは入力階調値Cinが異なる2個のパッチ画像で構成される。
第2設定用黒画像P2Kは、黒用の第2飛翔電位差Vdeve2の設定で使用される第2電位用黒画像P21Kと、黒用の第2LUTの作成で使用される第2階調用黒画像P22Kとを有している。ここで、第2電位用黒画像P21Kは1個のパッチ画像で構成され、第2階調用黒画像P22Kは入力階調値Cinが異なる2個のパッチ画像で構成される。
なお、この例において、第2電位用イエロー画像P21Y、第2電位用マゼンタ画像P21M、第2電位用シアン画像P21Cおよび第2電位用黒画像P21Kのそれぞれを構成する1個のパッチ画像を作成する際の入力階調値Cinは、80%に設定されているものとする。また、この例において、第2階調用イエロー画像P22Y、第2階調用マゼンタ画像P22M、第2階調用シアン画像P22Cおよび第2階調用黒画像P22Kのそれぞれを構成する2個のパッチ画像を作成する際の入力階調値Cinは、20%、80%に設定されているものとする。
ここで、第1セットアップ動作で使用される第1設定用画像群P1(図5参照)と、第2セットアップ動作で使用される第2設定用画像群P2(図6参照)とを比較する。
まず、第1設定用画像群P1では、第1電位用イエロー画像P11Y、第1電位用マゼンタ画像P11M、第1電位用シアン画像P11Cおよび第1電位用黒画像P11Kがそれぞれ1個のパッチ画像(入力階調値Cin=80%)で構成されており、第2設定用画像群P2では、第2電位用イエロー画像P21Y、第2電位用マゼンタ画像P21M、第2電位用シアン画像P21Cおよび第2電位用黒画像P21Kがそれぞれ1個のパッチ画像(入力階調値Cin=80%)で構成されている点で共通する。
まず、第1設定用画像群P1では、第1電位用イエロー画像P11Y、第1電位用マゼンタ画像P11M、第1電位用シアン画像P11Cおよび第1電位用黒画像P11Kがそれぞれ1個のパッチ画像(入力階調値Cin=80%)で構成されており、第2設定用画像群P2では、第2電位用イエロー画像P21Y、第2電位用マゼンタ画像P21M、第2電位用シアン画像P21Cおよび第2電位用黒画像P21Kがそれぞれ1個のパッチ画像(入力階調値Cin=80%)で構成されている点で共通する。
一方、第1設定用画像群P1では、第1階調用イエロー画像P12Y、第1階調用マゼンタ画像P12M、第1階調用シアン画像P12Cおよび第1階調用黒画像P12Kがそれぞれ20個のパッチ画像(入力階調値Cin=0〜100%)を含んで構成されているのに対し、第2設定用画像群P2では、第2階調用イエロー画像P22Y、第2階調用マゼンタ画像P22M、第2階調用シアン画像P22Cおよび第2階調用黒画像P22Kがそれぞれ2個のパッチ画像(入力階調値Cin=20%、80%)を含んで構成されている点で相違する。
第2セットアップ動作では、各画像形成ユニット10における帯電電位VH、露光電位VLおよび現像電位VBが、第1セットアップ動作で用いた基準値ではなく、今回の第2セットアップ動作の直前に設定された飛翔電位差Vdeve(第1飛翔電位差Vdeve1あるいは第2飛翔電位差Vdeve2)に基づく値に設定されている。また、第2セットアップ動作では、今回の第2セットアップ動作の直前に設定されたLUT(第1LUTあるいは第2LUT)を用いて、露光部13に供給する画像信号の入力階調値を補正している。
次に、図4のステップ70に示す第2飛翔電位差Vdeve2の設定について説明を行う。なお、ここでは、イエローの画像形成ユニット10Yにおける第2飛翔電位差Vdeve2の設定を例として説明を行うが、マゼンタの画像形成ユニット10M、シアンの画像形成ユニット10Cおよび黒の画像形成ユニット10Kで使用する第2飛翔電位差Vdeve2も、同様の手順にて設定が行われる。
イエローの画像形成ユニット10Yで作成され、中間転写ベルト20上に一次転写された第2電位用イエロー画像P21Y(1個のパッチ画像)を、中間転写ベルト20の矢印B方向への移動に伴って光量検出部60が検出する。そして、制御装置100は、光量検出部60から取得した第2電位用イエロー画像P21Yの検出値(1個)と、EEPROM104から読み出した第2電位用イエロー画像P21Yの目標値(1個)との差に基づいて、イエローの画像形成ユニット10Yで使用する第2飛翔電位差Vdeve2を設定する。
続いて、図4のステップ80に示す第2LUTの作成について説明を行う。なお、ここでは、イエロー用の第2LUTの作成を例として説明を行うが、マゼンタ用、シアン用および黒用の第2LUTも、同様の手順にて作成が行われる。
イエローの画像形成ユニット10Yで作成され、中間転写ベルト20上に一次転写された第2階調用イエロー画像P22Y(2個のパッチ画像)を、中間転写ベルト20の矢印B方向への移動に伴って光量検出部60が検出する。そして、制御装置100は、光量検出部60から取得した第2階調用イエロー画像P22Yの各検出値(2個)と、EEPROM104から読み出した第2階調用イエロー画像P22Yの各目標値(2個)との差に基づき、現在使用しているLUT(第1LUTあるいは第2LUT)と、目標とするLUTとの差分である全階調変更量ΔLUTを得る。その後、制御装置100は、現在使用しているLUT(第1LUTあるいは第2LUT)に全階調変更量ΔLUTを加味して、新たな第2LUTを作成する。
図7は、第2LUTの作成において使用される全階調変更量ΔLUTの算出手順を示す図である。図7において、横軸は入力階調値Cin(%)であり、縦軸は全階調変更量ΔLUTである。
上述したように、第2セットアップ動作では、第2階調用イエロー画像P22Yとして、入力階調値Cin=20%のときのパッチ画像と、入力階調値Cin=80%のときのパッチ画像とが用いられる。このため、制御装置100は、これらの実測値に基づき、入力階調値Cin=20%における階調変更量ΔLUT_20と、入力階調値Cin=80%における階調変更量ΔLUT_80とを算出する(図中に●で示す)。続いて、制御装置100は、得られた2つの階調変更量ΔLUT_20およびΔLUT_80に係数掛けを行うことで、入力階調値Cin=40%におけるLUTの階調変更量ΔLUT_40と、入力階調値Cin=60%におけるLUTの階調変更量ΔLUT_60と、入力階調値Cin=100%におけるLUTの階調変更量ΔLUT_100とを算出する(図中に○で示す)。その後、制御装置100は、得られた5つの階調変更量ΔLUT_20、ΔLUT_40、ΔLUT_60、ΔLUT_80、ΔLUT_100の間を線形補間して、LUTの全階調変更量ΔLUTを得る。
このように、本実施の形態では、出力用画像形成動作において現在使用しているLUT(第1LUTあるいは第2LUT)を、全階調変更量ΔLUTを用いて修正することにより、第2LUTを作成している。
ここで、第1セットアップ動作に基づいて得られる第1LUTは、20個のパッチ画像の実測値に基づいて求められているのに対し、第2セットアップ動作に基づいて得られる第2LUTは、2個のパッチ画像の実測値とこれら2個のパッチ画像の実測値から得られる3個の予測値とに基づいて求められている。それゆえ、第2セットアップ動作に基づいて得られる第2LUTは、第1セットアップ動作に基づいて得られる第1LUTに比べて、補正の精度が低下しやすくなっている。
本実施の形態では、第1セットアップ動作で得られた第1飛翔電位差Vdeve1と、第1セットアップ動作の後に実行される第2セットアップ動作で得られた第2飛翔電位差Vdeve2との差分の絶対値である電位差変更量ΔVdeveに基づいて、再度第1セットアップを実行するか否かの判断を行っているが、これは次の理由によるものである。
まず、複数の用紙に対し連続して出力用画像Gを形成する出力用画像形成動作において、最初は画像密度の低い画像(低密度画像と呼ぶ)の形成を連続して行い、途中からは画像密度の高い画像(高密度画像と呼ぶ)の形成を連続して行う場合について考えてみる。
低密度画像が連続して形成されている場合、トナーの消費量が少ないことに起因して現像器14内でのトナーの滞留時間が長くなる分、現像器14内でのトナーの帯電量が上昇し、これに伴って現像性が低下する。このため、第2セットアップ動作において形成される第2電位用イエロー画像P21Y等の濃度が低下し、結果として、第2飛翔電位差Vdeve2の値を大きくする制御が行われる。したがって、連続して形成する低密度画像の数が増加するほど、第2飛翔電位差Vdeve2の値は大きくなっていく。
その後、低密度画像に代えて高密度画像が連続して形成されるようになると、トナーの消費量が増加することに起因して現像器14内でのトナーの滞留時間が短くなる分、現像器14内でのトナーの帯電量が低下し、これに伴って現像性が向上する。このため、第2セットアップ動作において形成される第2電位用イエロー画像P21Y等の濃度が上昇し、結果として、第2飛翔電位差Vdeve2の値を小さくする制御が行われる。したがって、連続して形成する高密度画像の数が増加するほど、第2飛翔電位差Vdeve2の値は小さくなっていく。
図8は、飛翔電位差Vdeveをパラメータとしたときの、入力階調値Cin(%)と出力濃度Doutとの関係(階調カーブ)の一例を示した図である。ここで、図8は、飛翔電位差Vdeveが300Vに設定された場合の階調カーブと250Vに設定された場合の階調カーブとを例示している。なお、上述した例に対応付けると、低密度画像が連続して形成されている場合の飛翔電位差Vdeve(第2飛翔電位差Vdeve2)は300Vとなり、これに続いて、高密度画像が連続して形成されている場合の飛翔電位差Vdeve(第2飛翔電位差Vdeve2)は250Vとなる。なお、図8において、飛翔電位差Vdeve=300Vのときの階調カーブと、飛翔電位差Vdeve=250Vのときの階調カーブとが、入力階調値Cin=80%のところで交差しているのは、この例では、第2セットアップ動作で用いる電位用画像(例えば第2電位用イエロー画像P21Y)の入力階調値Cinが80%に設定されているためである。
図8に示すように、飛翔電位差Vdeveが変更されると、特にVdeve/Vcfの値を一定の範囲内に制御できないような画像形成装置では、入出力特性の形状(階調カーブと呼ぶ)に変動が生じてしまう。ここで、本実施の形態の第2セットアップ動作では、入力階調値Cinが20%および80%のパッチ画像を用いているため、入力階調値Cinが20%および80%のときについては、各パッチ画像の実測値に基づいて階調の補正が適正に行えるものの、この他の入力階調値Cinについては、すべて推定値(予測値および線形補間)に基づく階調の補正を行うこととなるため、階調の補正にずれが生じ、結果として、得られる出力用画像Gの色味が変化してしまうことになる。
そこで、本実施の形態では、第1セットアップ動作に基づいて得られた第1飛翔電位差Vdeve1に対し、その後の第2セットアップ動作に基づいて得られた第2飛翔電位差Vdeve2が大きくずれてしまうような場合(ΔVdeve>Vth)に、再度、第1セットアップ動作に基づく第1飛翔電位差Vdeve1の設定および第1LUTの作成を実行させるようにした。
これにより、常に第1セットアップ動作を実行する場合と比較して、設定用画像の形成等に要する時間を短くできる分、出力用画像Gの生産性の低下を抑制することが可能になる。また、第1セットアップ動作に比べて階調補正用のパッチ画像の数が少ない第2セットアップ動作を実行することに伴って生じる、出力用画像Gにおける階調のずれを抑制することが可能になる。
これにより、常に第1セットアップ動作を実行する場合と比較して、設定用画像の形成等に要する時間を短くできる分、出力用画像Gの生産性の低下を抑制することが可能になる。また、第1セットアップ動作に比べて階調補正用のパッチ画像の数が少ない第2セットアップ動作を実行することに伴って生じる、出力用画像Gにおける階調のずれを抑制することが可能になる。
なお、本実施の形態では、出力用画像形成動作と並行して第2セットアップ動作を実行する場合を例として説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、第1セットアップ動作と同じく、出力用画像形成動作とは異なる時期に実行するようにしてもかまわない。ただし、この場合においても、本実施の形態と同じく、第2セットアップ動作で形成する階調用画像(例えば第2階調用イエロー画像P22Y)を構成するパッチ画像の数は、第1セットアップ動作で形成する階調用画像(例えば第1階調用イエロー画像P12Y)の数よりも少ないことになる。
ここで、本実施の形態では、飛翔電位差Vdeveに許容範囲が存在することに伴って、飛翔電位差Vdeveには上限値と下限値とが設けられている。このため、図4に示すステップ70において第2飛翔電位差Vdeve2を設定する場合に、実際に設定すべき第2飛翔電位差Vdeve2の値が、上記上限値を上回ったりあるいは上記下限値を下回ったりすることがあり得る。このような場合には、これら上限値あるいは下限値によって第2飛翔電位差Vdeve2の値が制限されることになる。ただし、このような場合にあっても、図4に示すステップ90において電位差変更量ΔVdeveを求める場合には、上記許容範囲によって制限された第2飛翔電位差Vdeve2の値ではなく、実際に設定すべき第2飛翔電位差Vdeve2の値を使用することが、階調補正における誤差を低減するという観点から望ましい。
10(10K、10Y、10M、10C)…画像形成ユニット、20…中間転写ベルト、30…二次転写装置、50…定着装置、60…光量検出装置、100…制御装置、G…出力用画像、P1…第1設定用画像群、P2…第2設定用画像群、VH…帯電電位、VL…露光電位、VB…現像電位、Vi…潜像電位差、Vdeve…飛翔電位差、Vcf…逆飛翔電位差
Claims (4)
- 像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像を、現像バイアスを用いてトナーで現像する現像部とを含む画像形成手段と、
前記画像形成手段を用いて入力階調値が異なる複数の画像を含む第1設定用画像を形成させ、当該第1設定用画像に基づいて、前記現像バイアスと前記像保持体のうち前記トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差を第1飛翔電位差に設定するとともに階調特性を補正するための第1階調補正データを作成する第1設定動作を実行する第1設定手段と、
前記第1設定動作が実行された後に、前記画像形成手段を用いて前記第1設定用画像よりも少ない数の画像を含む第2設定用画像を形成させ、当該第2設定用画像に基づいて、前記飛翔電位差を第2飛翔電位差に設定するとともに前記階調特性を補正するための第2階調補正データを作成する第2設定動作を実行する第2設定手段と、
前記第1飛翔電位差と前記第2飛翔電位差との差分の絶対値が予め決められた閾値を超えた場合、前記第1設定動作を再度実行させると判定する判定手段と
を含む画像形成装置。 - 前記第2設定手段は、前記第2飛翔電位差を予め決められた範囲内に制限し、
前記判定手段は、前記第1飛翔電位差と、前記第2設定手段により範囲が制限される前の前記第2飛翔電位差とに基づいて、前記第1設定動作を再度実行させるか否かの判定を行うこと
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記第2設定手段によって実行される前記第2設定動作は、前記第1設定手段によって実行される前記第1設定動作よりも頻度が高いこと
を特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。 - コンピュータに、
像保持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、当該像保持体に形成された当該静電潜像を、現像バイアスを用いてトナーで現像する現像部とを含む画像形成手段を用いて入力階調値が異なる複数の画像を含む第1設定用画像を形成させ、当該第1設定用画像に基づいて、当該現像バイアスと当該像保持体のうち当該トナーを現像する対象となる画像部の電位との差である飛翔電位差を第1飛翔電位差に設定するとともに階調特性を補正するための第1階調補正データを作成する第1設定動作を実行させる機能と、
前記第1設定動作が実行された後に、前記画像形成手段を用いて前記第1設定用画像よりも少ない数の画像を含む第2設定用画像を形成させ、当該第2設定用画像に基づいて、前記飛翔電位差を第2飛翔電位差に設定するとともに前記階調特性を補正するための第2階調補正データを作成する第2設定動作を実行させる機能と、
前記第1飛翔電位差と前記第2飛翔電位差との差分の絶対値が予め決められた閾値を超えた場合、前記第1設定動作を再度実行させると判定する機能と
を実現させるプログラム。
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