JP6459413B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真技術を利用した複写機、プリンタ、ファックスなどの画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、画像濃度や色といった画像品質を安定させるため、作像条件の調整を行っている。例えば所定の間隔で像担持体上に調整用画像を作像し、これを光学センサで検知することで画像濃度や色ずれを検知し、検知結果を基に作像条件（帯電電位、現像電位、露光量、作像位置、画像処理パターンなど）を変更する方法が知られている。

またダウンタイム低減のため、こうした調整用画像を印刷中の非画像領域（記録材に転写されない領域）に作像し、作像条件を調整する方法も知られている。

しかし、従来の作像条件調整方法では、予め決まった調整用画像を作像し、その検知結果を基に作像条件を設定するため、ユーザーが印刷前の印刷に用いる画像（以下、印刷画像ともいう）では必要としない色や濃度の領域まで考慮して調整動作を行っていた。その結果、調整時間が長くなったり、不要なトナーを消費したりしていた。

また、装置が搭載するＣＰＵやメモリのスペックに制約があるため、全体の濃度領域で作像条件設定を行うと、局所的な作像条件の補正が困難であり、局所的な画像品質が低下することもあった。

特許文献１には、作像条件の調整時間を低減するために、ベタ濃度（最高濃度）の調整を行う電位制御と、階調特性を補正する階調制御が連続して行われる場合に、電位制御で用いた調整用画像の情報を活用することで、階調制御に用いる調整用画像の数を制限する技術が開示されている。

調整時間の低減のために調整用画像が制限されるが、ユーザーが印刷画像では必要でない色や濃度の領域まで考慮して調整動作を行っている。そのため、調整時間の長時間化、不要なトナーの消費、局所的な画像品質の低下などの点で改良の余地がある。

そこで、本発明は、調整時間を低減し、不要なトナー消費を低減し、画像品質を向上させる画像形成装置の実現を課題とする。

この課題を解決するため、本発明は、印刷に用いる画像の濃度情報を取得する画像情報取得手段、該画像情報取得手段により取得した濃度情報を基に、作像条件調整用に作像する調整用画像を変化させる調整用画像設定手段、像担持体上に画像を作像する作像手段、該作像手段により作像された画像を検知する画像検知手段、該画像検知手段による検知結果を基に作像条件を調整する作像条件調整手段、を有する画像形成装置であって、前記画像情報取得手段により取得された前記濃度情報の最高濃度と最低濃度を用いて、予め設定された「電位―濃度」関係あるいは「画像処理パターン―濃度」関係から、前記最高濃度から前記最低濃度までをカバーする範囲内のパッチ画像を、調整用画像として選択することを特徴とする画像形成装置を提案する。

予めユーザーが指定した印刷前の印刷画像の情報から、該印刷画像で用いている画像濃度や画像処理パターンなどの画像情報を取得し、取得した画像情報を基に調整用画像を変化させる。このため、作像条件の調整時間を低減し、不要なトナー消費を低減し、画像品質を向上させることができる。

実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。 同装置における現像装置の例を示す概略図である。 転写ローラの転写ベルトへの当接と離間を示す概略図である。 コントローラの構成を示すブロック図である。 作像条件調整の一つである電位制御の調整動作を説明する概略図である。 本発明の実施形態による作像条件調整動作のフローチャートである。 電位と濃度の関係を示すグラフである。 濃度階調方式を用いた調整用画像の設定方法（実施形態１）を示すフローチャートである。 このようにして調整用画像として選択したパッチ画像を含むパッチ画像を示す図である。 別な調整用画像の設定方法（実施形態２）を示すフローチャートである。 図１０のステップ２３における調整用画像に対応する電位の選択方法を示す図である。 別な調整用画像の設定方法（実施形態３）を示すフローチャートである。 図１１のステップ３３における調整用画像に対応する電位の選択方法を示す図である。 代表的な面積階調パターンの模式図である。 実施形態４に係る「パターン−濃度」関係を示す図である。 実施形態４に係る面積階調方式を用いた調整用画像の設定方法のフローチャートである。 面積階調方式を用いた調整用画像の設定方法（実施形態５）のフローチャートである。 図１７のステップ５４における予め定めた階調ステップ毎のパターンを調整用画像として選択する方法を示す図である。 面積階調方式を用いた調整用画像の設定方法（実施形態６）のフローチャートである。 面積階調方式を用いた調整用画像の設定方法（実施形態７）のフローチャートである。 印刷中の作像条件調整動作が可能な画像形成装置（実施形態８）を示す図である。 実施形態８の画像形成装置における調整用画像の設定方法のフローチャートである。 実施形態８における更新分調整用画像の設定と更新分調整動作を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は実施形態に係る画像形成装置、図２は同装置における現像装置を示している。画像形成装置１は、現像装置２、現像装置の上方に配置された転写ベルト３、転写ベルトを張架する張架ローラ１１〜１４、転写ベルトの上方に配置された濃度センサ４、転写ベルトに接触するブレード６を備えたベルトクリーニング手段５、張架ローラ１１に対向してニップ部を形成する転写ローラ７等を有する。

図２において、感光体８の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、光走査装置の一部を構成するミラー２０と、現像ローラ２２ａを備えた現像器２２と、転写手段１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段２４等が配置されている。

この画像形成装置１における画像形成動作は従来と同様に行われる。先ず、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと言う）、スキャナー、ファクシミリ等から、出力画像に対応する画像信号がコントローラ３０に伝送される。コントローラ３０は、この画像信号を適正な出力画像信号に変換し、光走査装置に伝送する。図２において、光走査装置からの露光光Ｌｂがミラー２０を介して感光体８上の露光部２６に照射されて走査され、感光体８上に潜像が形成される。形成された潜像は、トナーなどの現像剤を有する現像器２２の現像ローラ２２ａを介してトナー像として現像され、転写部Ｎで転写手段１０による転写バイアス印加により転写ベルト３上に転写される。転写部Ｎで転写されずに感光体８上に残った残留トナーはクリーニングブレード２４ａにより掻き取られる。その後、感光体８上の残留電位が除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。

この現像装置２は色の異なる現像剤に応じて複数個（本実施形態では４個）備えられる。例えばそれぞれの現像装置は黒、シアン、マゼンタ、イエローの現像剤を有し、各色の画像の重ね合わせにより最終的に転写ベルト３上へフルカラー画像を形成することができる。

このようにして転写ベルト３上に現像された画像は、転写ローラ７と張架ローラ１１で形成されるニップ部で記録媒体Ｐへと転写される。その後、記録媒体Ｐは搬送方向下流側にある定着装置にて加熱・加圧を受け、画像が記録媒体Ｐ上に定着される。最終的に、記録媒体Ｐは画像形成装置１の排紙部に排出・スタックされる。一方、ニップ部で転写されなかった転写ベルト３上の残留トナーはベルトクリーニング手段５のブレード６によってクリーニングされる。

また転写ベルト３上のトナー画像を測定する１又は複数の濃度センサ４が支持部材によって配置されている。図１の例では、濃度センサ４は転写ベルト３の上方であって張架ローラ１１とベルトクリーニング手段５の間に配置されているが、この位置に限られない。濃度センサ４としては、特許文献１に開示されているような従来のセンサを用いることができる。

図３は転写ローラの転写ベルトへの当接と離間を示す概略図である。
転写ローラ７は、バネ部材９とバネ部材の駆動手段によって転写ベルト３に対して当接したり（図３（ａ））、離間したり（図３（ｂ））できる。これにより、後述する測定パターンのような印刷の必要がないトナー画像は記録媒体Ｐに転写されず、濃度センサ４のある測定位置へ移動することができる（図３（ｂ））。

画像形成装置としては、他にも感光体から記録媒体Ｐへ画像を直接転写するもの、単色の現像装置のみを有するもの、５つ以上の現像装置を有するものなどが存在する。本実施形態では図１〜３の構成を例に説明したが、本発明はこの構成の画像形成装置に限定されるものではない。

図４に示すように、画像形成装置１内に設けられたコントローラ３０は、調整用画像設定手段３１、印刷前の印刷に用いる画像（以下、印刷画像ともいう）の濃度情報を取得する画像情報取得手段３２、濃度センサ４による検知結果を基に作像条件を調整する作像条件調整手段３３、更新分調整用画像設定手段３４を有する。各手段は、トナー像作成装置を構成する、感光体８や光走査装置等と電気的に接続されている。

図５は、作像条件調整の一つである電位制御の調整動作を説明する概略図である。
画像形成に用いられるトナーは周囲の環境や経時劣化等の影響を受けるため、帯電量が変化する。また感光体８の特性も経時劣化により変化する。結果、画像形成装置１において常に同じ電位を用いても同じ量のトナーが現像されるとは限らない。そのため、濃度調整動作が必要となる。

電位制御は濃度調整動作の一つである。電位制御に際して、まず、現像装置２により調整用画像５０を、像担持体である転写ベルト３上に作像する。次いで、画像検知手段である濃度センサ４により調整用画像５０を検知する。
調整用画像５０は、例えば図５に示すように電位を変化させることで複数濃度を有して作像された、複数（本例では４つ）のパッチ画像である。これらのパッチ画像を濃度センサ４で検知し、それぞれのパッチ画像の濃度情報を取得する。

図５（ａ）に示すように、画像形成装置１は濃度センサ４を１個有してもよい。この場合、パッチ画像は単色画像に限られず、これら４つのパッチ画像に続いて他の色のパッチ画像を作像し、検知してもよい。
図５（ｂ）に示すように、複数色の現像剤を用いる画像形成装置は、調整動作時間の短縮のため濃度センサ４を複数個（本例では３つ）有し、複数色のパッチ画像を同時に作像・検知してもよい。

こうした調整動作は、前回調整動作からの印刷枚数が予め設定した一定数を超えた場合や、温湿度等の環境が急変した場合、一定時間以上印刷が行われなかった場合などのタイミングで実施される。

図６は、本発明の実施形態による作像条件調整動作のフローチャートである。
前記のようなタイミングで作像条件調整動作が行われるとき、まず、調整用画像設定手段３１によって作像する調整用画像を選択する（Ｓ１）。次に、選択された調整用画像を作像手段である現像装置２により作像し（Ｓ２）、作像した調整用画像を画像検知手段である濃度センサ４で検知する（Ｓ３）。最後に、作像条件調整手段３３により、濃度センサ４による検知結果を基に作像条件の調整を行う（Ｓ４）。
以下では、作像すべき調整用画像の設定方法（Ｓ１）の実施形態を説明する。

図７を用いて、電位制御における電位設定方法について説明する。図７は、電位と濃度の関係を示すグラフである。
パッチ画像作成時の電位と、濃度センサ４によるパッチ画像の濃度測定値とから、図７のような直線で表される「電位−濃度」関係を得ることができる。この「電位−濃度」関係から、印刷において得たい濃度に対する設定電位を算出し、以降の作像条件を変更することができる。これにより、トナーや感光体８の経時的な特性変化が生じた場合でも、安定した画像濃度を維持することができる。

なお、濃度センサ４の測定結果にはノイズが混在している可能性があるため、「電位−濃度」関係の算出のために測定結果に対して近似式等を用いる。本実施形態では「電位−濃度」関係がほぼ線形であるとみなして１次近似を用いるが、この関係は厳密には線形ではないため、より高い精度が必要な場合には２次以上の近似を用いて表現してもよい。また、ノイズの影響を低減するためパッチ画像数を増やしたり、同じ電位でパッチ画像を複数回作像したりして、それぞれの測定結果の平均値を用いるなどしてもよい。

図８は、濃度階調方式を用いた調整用画像の設定方法（実施形態１）を示すフローチャートである。
本実施形態１では、調整用画像設定手段３１は、印刷前の印刷に用いる画像情報を取得する画像情報取得手段３２から得られた情報を基に、予め定めた複数の電位水準に対応するパッチ画像の中から印刷画像に必要な調整用画像を決定する。

先ず、画像情報取得手段３２が、これから印刷される画像情報から最高濃度及び最低濃度の情報を取得する（Ｓ１１）。この際、画像情報取得手段３２は予め定めた所定枚数分の印刷画像情報を取得する。所定枚数の印刷画像情報が存在しない場合は、画像情報取得手段３２は存在する分の印刷画像情報を取得する。濃度階調方式を用いる場合、画像情報取得手段３２は印刷画像の濃度情報として、光走査装置における１ドットあたりの発光量、発光時間を取得する。

次に、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「電位−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した電位を算出し、それぞれの電位を最高電位及び最低電位とする（Ｓ１２）。そして調整用画像設定手段３１は、最高電位以上であって最高電位に最も近い電位に対応するパッチ画像から、最低電位以下であって最低電位に最も近い電位に対応するパッチ画像までの範囲内にあるパッチ画像を、調整用画像５０として選択する（Ｓ１３）。調整用画像５０の選択後は、調整用画像５０の作像（図６、Ｓ２）、測定（Ｓ３）、作像条件の調整（Ｓ４）を行えばよい。

図９は、このようにして調整用画像として選択したパッチ画像を含むパッチ画像を示す図である。
本例では、１０階調のパッチ画像の内、最低濃度のパッチ画像５０ａから最高濃度のパッチ画像５０ｂまでの５階調のパッチ画像を作像、検知する。これら５階調のパッチ画像の濃度はこれから印刷される画像の全ての濃度を含んでいる。一方、パッチ画像５０ａよりも低濃度のパッチ画像とパッチ画像５０ｂよりも高濃度のパッチ画像は作像しない。このように、画像情報取得手段３２により取得した濃度情報を基に、調整用画像５０のための濃度、電位又はパッチ数を変化させる。よって、印刷画像に必要な濃度範囲以外のパッチ画像を作像しないため、不要なトナー消費を低減し、また調整時間を低減することができる。

なお、最低濃度には白地（書き込みの無い部分）の濃度は含まれず、白地以外の画像の最低濃度を想定している。例えば、印刷画像がプリンタ画像であって文字原稿はベタ濃度しか有しない場合、白地を除いて考慮するため、最低濃度と最高濃度は等しくなる。このとき、作像するパッチとして、最高濃度以上であって最高濃度に最も近いものから、最低濃度以下であって最低濃度に最も近いものまでを選択するため、結果的にベタパッチ１つのみが選択される。
ベタ濃度以外の単一濃度の場合も、最低濃度と最高濃度は等しくなる。この場合、作像濃度とパッチ濃度が一致する場合は単一のパッチが選択され、一致しない場合は前後２つのパッチが選択される。

図１０は、別な調整用画像の設定方法（実施形態２）を示すフローチャートである。
本実施形態２では、調整用画像設定手段３１は、印刷に用いる画像情報を取得する画像情報取得手段３２から得られた情報と、予め定めた１又は複数のパッチ数を基に、調整用画像の作像に用いる電位を決定する。
先ず、画像情報取得手段３２が、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度の情報を取得する（Ｓ２１）。次に、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「電位−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した最高電位及び最低電位を算出する（Ｓ２２）。

次に、調整用画像設定手段３１は、算出した最高電位と最低電位の範囲内から予め定めたパッチ数分の電位を選択する（Ｓ２３）。電位の選択のために、例えば最高電位と最低電位の間隔をパッチ数分で均等分割すればよい。そして調整用画像設定手段３１は、選択した電位に対応するパッチ画像を、調整用画像５０として選択する（Ｓ２４）。調整用画像５０の選択後は、調整用画像５０の作像（図６、Ｓ２）、測定（Ｓ３）、作像条件の調整（Ｓ４）を行えばよい。

図１１は、図１０のステップ２３における調整用画像に対応する電位の選択方法を示す図である。
図示のように、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「電位−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した最高電位及び最低電位を算出する（図１０、Ｓ２２）。その後、調整用画像設定手段３１は、最高電位と最低電位の間隔をパッチ数分で均等分割し、予め定めたパッチ数分の電位を選択する（図１０、Ｓ２３）。本例では、当該間隔を４等分しており、全部で５つの電位を選択しているが、この個数に限られない。このように、画像情報取得手段３２により取得した濃度情報を基に、調整用画像５０のための濃度又は電位を変化させる。

作像するパッチ数はダウンタイムの許容時間を考慮して決定したり、画像形成装置が複数の濃度センサを有している場合はその個数に応じて決定したりすればよい。または、要求される濃度の精度を満たすように決定してもよい。例えば、予め実験等により得られる「電位−濃度」関係が一次の線形に近い装置ではパッチ数を少なく、そうでない場合はパッチ数を多くすればよい。

またこのパッチ数としては、印刷される画像の最低濃度が白地、最高濃度がベタ画像とした場合に、必要な補正精度が得られるパッチ数を決定する。この点は従来と同様である。しかし、最低濃度が濃くなり又は最高濃度が薄くなって最低濃度と最高濃度の差が小さくなると、同じパッチ数でも精密な補正が可能になる（濃度の分解能が上がる）ため、補正精度が向上する。

この手法では、パッチ数を予め決定しているため、パッチ画像の低減によるダウンタイム低減は行えないが、印刷に必要な濃度範囲近傍で近似を行うため、「電位−濃度」関係の近似精度を向上することができる。

図１２は、別な調整用画像の設定方法（実施形態３）を示すフローチャートである。
本実施形態３では、調整用画像設定手段３１は、印刷に用いる画像情報を取得する画像情報取得手段３２から得られた情報と、予め定めた１又は複数の電位ステップとによって、調整用画像の作像に用いる電位を決定する。
実施形態２と同様に、先ず、画像情報取得手段３２が、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度の情報を取得する（Ｓ３１）。次に、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「電位−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した最高電位及び最低電位を算出する（Ｓ３２）。

次に、調整用画像設定手段３１は、算出した最低電位から最高電位以上であって最高電位に最も近い電位までの、予め定めた電位ステップ毎の電位を、パッチ作成時の電位とする（Ｓ３３）。逆に、算出した最高電位から最低電位以下であって最低電位に最も近い電位まで、予め定めた電位ステップ毎の電位をパッチ作成時の電位としてもよい。そして調整用画像設定手段３１は、選択した電位に対応するパッチ画像を調整用画像５０として選択する（Ｓ３４）。調整用画像５０の選択後は、調整用画像５０の作像（図６、Ｓ２）、測定（Ｓ３）、作像条件の調整（Ｓ４）を行えばよい。

図１３は、図１２のステップ３３における調整用画像に対応する電位の選択方法を示す図である。
図示のように、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「電位−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した最高電位及び最低電位を算出する（図１２、Ｓ３２）。その後、調整用画像設定手段３１は、算出した最低電位又は最高電位から、予め定めた電位ステップ毎の電位をパッチ作成時の電位とする（図１２、Ｓ３３）。本例における所定幅の電位ステップによれば全部で５つの電位を選択しているが、この所定幅とこれに対応する電位（パッチ数）に限られない。このように、画像情報取得手段３２により取得した濃度情報を基に、調整用画像５０のための濃度、電位又はパッチ数を変化させる。

電位ステップの幅は、ダウンタイムの許容時間を考慮して決定したり、画像形成装置が複数の濃度センサ４を有している場合はその個数に応じて決定したりすればよい。または、要求される濃度の精度を満たすよう決定してもよい。例えば、予め実験等により得られる「電位−濃度」関係が一次の線形に近い装置ではパッチ数を少なく、そうでない場合はパッチ数を多くすればよい。

この手法では、電位ステップを予め決定しているため、特に印刷される画像の濃度範囲が狭い場合に作像されるパッチ画像の数を低減でき、ダウンタイムの低減と不要なトナー消費を抑えることができる。

次に、図１４〜１６を用いて面積階調方式を用いた調整用画像の設定方法（実施形態４）を説明する。図１４は、代表的な面積階調パターンの模式図である。
デジタル化された画像形成装置では、図７に示したような「電位−濃度」関係を用いた濃度調整ではなく、図１４のような、網点などの画像処理を用いた面積階調方式による濃度調整を行っている。図１４（ａ）はドット状の面積階調パターン、図１４（ｂ）はライン状の面積階調パターンである。このような面積階調方式を用いる画像形成装置では、印刷画像の濃度を、予め設定した複数の画像処理パターンに対応させることで画像を形成している。そこで、面積階調方式を用いる場合、印刷画像の濃度情報として、光走査装置の発光量ではなく、印刷画像に用いられる画像処理パターンを取得する。

ただし、前述したトナーや感光体特性の経時的変化によって、同じ電位を用いても所望の濃度を得るための画像処理パターンは変化することがある。そのため、面積階調方式の画像形成装置においても濃度調整が必要となる。

図１５は、実施形態４に係る「パターン−濃度」関係を示す図である。
本実施形態における画像形成装置では、調整用画像設定手段３１は、所望の濃度を実現する画像処理パターンを決定するパターン決定手段を有している。パターン決定手段は、予め用意された複数の画像処理パターンを有している。
階調制御では、先ず、調整用画像設定手段３１のパターン決定手段がこれら複数の画像処理パターンから幾つかのパターンを選択する。このステップは図６のステップ１に相当する。次に、選択されたパターンをパッチ画像として現像装置２により転写ベルト３上に作像し（図６、Ｓ２）、作像したパッチ画像の濃度を濃度センサ４で測定する（図６、Ｓ３）。

測定結果を基に、図１５のような「パターン−濃度」関係を得ることができる。この「パターン−濃度」関係は線形ではなく、また環境によって変化する。そのため階調制御による補正が必要となる。この「パターン−濃度」関係から、目標濃度に対応する階調を選択することで、目標濃度の画像を印刷することができる。ただし、階調は予め定められたものから選択する。例えば、本実施形態４では画像形成装置１は２５６パターンの階調を備えている。実際の印刷時には、この中から目標濃度に最も近い濃度を得られるパターンを使用して作像を行うこととなる。

なお、濃度センサ４の測定結果にはセンサノイズが存在する可能性があるため、「パターン−濃度」関係の算出のために、「電位−濃度」関係の算出と同様に、測定結果に対して近似式等を用いる。本実施形態では「パターン−濃度」関係がほぼ４次の関係にあるとみなして４次近似を用いるが、この関係は厳密には線形ではないため、より高い精度が必要な場合には５次以上の近似を用いて表現してもよい。逆にＣＰＵやメモリに制約があり、処理負荷を低減したい場合は、２次近似などのより低次の近似を用いてもよい。

またノイズの影響を低減するためパッチ数を増やしたり、同じ電位のパッチ画像を複数回作像したりして、それぞれの測定結果の平均値を用いるなどしてもよい。

図１６は、実施形態４に係る面積階調方式を用いた調整用画像の設定方法のフローチャートである。
本実施形態４では、調整用画像設定手段３１は、印刷に用いる画像情報を取得する画像情報取得手段３２から得られた情報を基に、予め定めた幾つかの画像処理パターンのパッチ画像の中から印刷画像に必要な調整用画像を決定する。
先ず、画像情報取得手段３２がこれから印刷される画像の情報を取得し（Ｓ４１）、調整用画像設定手段３１がこの印刷画像情報から、印刷画像に用いられる最高濃度及び最低濃度の情報を取得する（Ｓ４２）。この際、調整用画像設定手段３１は、予め定めた所定枚数分の印刷画像情報を取得する。所定枚数の印刷画像情報が存在しない場合は、調整用画像設定手段３１は存在する分の印刷画像情報を取得する。

次に、調整用画像設定手段３１のパターン決定手段は、前回調整時に設定された「パターン−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した画像処理パターンを算出し、それぞれの画像処理パターンを最高濃度パターン及び最低濃度パターンとする（Ｓ４３）。そしてパターン決定手段は、最高濃度パターン以上の濃度であって最高濃度パターンに最も近いパッチ画像から、最低濃度パターン以下の濃度であって最低濃度パターンにもっとも近いパッチ画像までを、調整用画像５０として選択する（Ｓ４４）。このように、画像情報取得手段３２により取得した濃度情報を基に、調整用画像５０のための濃度、パッチ数又は画像処理パターンを変化させる。その後は、選択されたパッチ画像を現像装置２により転写ベルト３上に作像し（図６、Ｓ２）、作像したパッチ画像の濃度を濃度センサ４で測定し（図６、Ｓ３）、作像条件の調整（図６、Ｓ４）を行えばよい。

これにより、印刷画像に必要な濃度範囲以外のパッチ画像を作像しないため、不要なトナー消費を低減し、また調整時間を低減することができる。

図１７は、面積階調方式を用いた別の調整用画像の設定方法（実施形態５）のフローチャートである。
本実施形態５では、調整用画像設定手段３１は、印刷に用いる画像情報を取得する画像情報取得手段３２から得られた情報と、予め定めた階調ステップによって、調整用画像の作像に用いる画像処理パターンを決定する。
先ず、画像情報取得手段３２が、これから印刷される画像の情報を取得し（Ｓ５１）、調整用画像設定手段３１は、この印刷画像情報から、印刷画像に用いられる最高濃度及び最低濃度の情報を取得する（Ｓ５２）。次に、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「パターン−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した最高濃度パターン及び最低濃度パターンを算出する（Ｓ５３）。

次に、調整用画像設定手段３１は、算出した最低濃度パターンから、予め定めた階調ステップ毎に最高濃度パターンまで刻み、これら画像処理パターンを調整用画像５０として選択し、パッチ作成時の画像処理パターンとする（Ｓ５４）。調整用画像５０の選択後は、調整用画像５０の作像（図６、Ｓ２）、測定（Ｓ３）、作像条件の調整（Ｓ４）を行えばよい。

図１８は、図１７のステップ５４における予め定めた階調ステップ毎のパターンを調整用画像として選択する方法を示す図である。
図示のように、調整用画像設定手段３１は、前回調整時に設定された「パターン−濃度」関係から、これから印刷される画像の最高濃度及び最低濃度に対応した最高濃度パターン及び最低濃度パターンを算出する（図１７、Ｓ５３）。そして、算出した最低濃度パターンから予め定めた階調ステップ毎のパターンをパッチ作成時のパターンとする（図１７、Ｓ５４）。本例における所定幅の階調ステップによれば全部で３つのパターンを選択しているが、この所定幅とこれに対応するパッチ数に限られない。このように、画像情報取得手段３２により取得した濃度情報を基に、調整用画像５０のための濃度、パッチ数又は画像処理パターンを変化させる。

階調ステップの幅は、ダウンタイムの許容時間を考慮して決定したり、画像形成装置が複数の濃度センサ４を有している場合はその個数に応じて決定したりすればよい。または、要求される濃度の精度を満たすよう決定すればよい。例えば、予め実験等により得られる「パターン−濃度」関係が一次の線形に近い装置ではパッチ数を少なく、そうでない場合はパッチ数を多くすればよい。

この手法では、階調ステップを予め決定しているため、特に印刷される画像の濃度範囲が狭い場合に作像されるパッチ画像の数が低減し、ダウンタイムの低減と不要なトナー消費を抑えることができる。

なお、本実施形態５では最低濃度パターンから階調ステップ毎のパターンをパッチ作成時のパターンとしたが、逆に最高濃度パターンから階調ステップだけ減少させたパターンをパッチ作成時のパターンとしてもよい。

図１９は、面積階調方式を用いた別の調整用画像の設定方法（実施形態６）のフローチャートである。
本発明では、印刷する画像情報を基に作像条件を決定するため、設定されている画像情報の枚数が少ない場合、予め設定された印刷枚数毎に行われる一般の調整動作に比べ、調整動作の頻度が上昇する可能性がある。そのため、所定枚数以上の画像情報が存在する場合のみ、前記実施形態４又は５に従い選択された調整用画像を用い、それ以外では予め定めた調整用画像を用いる方法を用いてもよい。

具体的には、先ず、画像情報取得手段３２がこれから印刷される画像の情報を取得し（Ｓ６１）、調整用画像設定手段３１がこの印刷画像情報から、印刷枚数がＮ枚以上かどうかを判定する（Ｓ６２）。Ｎ枚未満の場合（Ｓ６２、ＮＯ）、調整動作を行わない。Ｎ枚以上の場合（Ｓ６２、Ｙｅｓ）、調整用画像設定手段３１は、印刷画像に用いられる最高濃度及び最低濃度の情報を取得し（Ｓ６３）、調整用画像５０を選択する（Ｓ６４）。

この方法であれば、作像条件調整手段３３による作像条件の調整はＮ枚以上の印刷が要求された場合に限定されるものの、トナー消費量やダウンタイムを低減することができる。

図２０は、面積階調方式を用いた別の調整用画像の設定方法（実施形態７）のフローチャートである。
本例では、図１９の実施形態６と異なり、ユーザーが調整モードを選択できるようになっている。例えば、ユーザーは画像形成装置１のパネルから通常調整モード又は短縮調整モードを選択できる。ゆえに、短縮調整モードが設定されている場合のみ（Ｓ７２，Ｙｅｓ）、調整用画像設定手段３１により選択された調整用画像を用い（Ｓ７４）、通常調整モード（Ｓ７２，Ｎｏ）では予め定めた調整用画像を用いる。

図２１は、印刷中の作像条件調整動作が可能な画像形成装置（実施形態８）を示す図である。
本実施形態８における画像形成装置１は、印刷画像５２の領域外に相当する位置に濃度センサ４を有している。なお図２１では印刷画像領域の両端部に濃度センサ４が配置されているが、どちらか一方に濃度センサ４が配置されていても良い。

この画像形成装置１では、調整用画像５０は印刷画像領域外に形成され、濃度センサ４によってその濃度が測定され（図６、Ｓ３）、作像条件調整手段３３によって条件が調整される（図６、Ｓ４）。
本実施形態によれば、画像形成装置１はユーザーの印刷を中断することなく、印刷中に画像情報取得手段３２による画像情報取得（新たな印刷画像の濃度情報）を行い、調整動作を行うことができる。

図２２は、実施形態８の画像形成装置における調整用画像の設定方法のフローチャートである。
本実施形態における画像形成装置１では、印刷中に取得した画像情報に対して、更新分調整用画像を設定する更新分調整用画像設定手段３４も有している。先ず、画像形成装置１よる印刷が要求されると、画像情報取得手段３２は予め定めたＭ枚の印刷画像情報を取得する（Ｓ８１）。このとき、要求された印刷枚数がＭ枚未満であれば、画像情報取得手段３２は全画像情報を取得する。

枚数Ｍは画像情報から最高濃度及び最低濃度の情報を取得するのに必要な処理時間を考慮して決定すれば良い。また処理能力が十分であれば、そのときに要求されている全印刷情報を取得しても良い。

次に、調整用画像設定手段３１は、取得した画像情報を用いて調整用画像５０を選択する（Ｓ８２）。前回調整動作からの印刷枚数が予め定めたＡ枚以上であった場合（Ｓ８３、Ｙｅｓ）、ここで作像条件調整手段３３は作像条件の調整動作を実施する（Ｓ８４）。一方、Ａ枚未満であった場合は濃度変動はある程度小さいことを想定し、作像条件調整手段３３は調整動作を行わない（Ｓ８３、Ｎｏ）。

調整動作を行わなかった場合は、更新分調整用画像設定手段３４は、後述する更新分調整用画像が設定されているかを判定する（Ｓ８５）。更新分調整用画像が設定されている場合は（Ｓ８５，Ｙｅｓ）、作像条件調整手段３３は更新分作像条件調整動作を行う（Ｓ８６）。更新分作像条件調整方法の詳細は後述する。更新分調整用画像が設定されていない場合は（Ｓ８５，Ｎｏ）、調整動作なしで印刷動作を行う（Ｓ８７）。

印刷後、画像情報取得手段３２は、新たな印刷画像情報があるか（新たな印刷要求が行われたかどうか）を判定する（Ｓ８８）。新たな印刷画像情報が無い場合は（Ｓ８８，Ｎｏ）、印刷終了かを判定する（Ｓ８９）。印刷終了でない場合は（Ｓ８９，Ｎｏ）、印刷枚数がＡ枚以上になったかどうかの判定へ戻る（Ｓ８３）。

新たな印刷画像情報が存在した場合は（Ｓ８８，Ｙｅｓ）、画像情報取得手段３２は印刷画像情報を取得し（Ｓ９０）、更新分調整用画像設定手段３４は最高濃度と最低濃度が更新されるかどうかを判定する（Ｓ９１）。更新されない場合は（Ｓ９１，Ｎｏ）、印刷枚数がＡ枚以上になったかどうかの判定へ戻る（Ｓ８３）。

最高濃度と最低濃度が更新された場合は（Ｓ９１，Ｙｅｓ）、更新分調整用画像設定手段３４は更新分調整用画像を設定する（Ｓ９２）。更新分の調整用画像の選択方法についての詳細は後述する。作像条件調整が終了したら、印刷枚数がＡ枚以上になったかの判定へ戻る（Ｓ８３）。

本実施形態８では、前回調整動作（Ｓ８４）からの印刷枚数が予め定めたＡ枚以上となった場合に調整動作を行うのであって、「更新分作像条件調整」（Ｓ８６）は「前回調整動作」には含まれない。Ａ枚毎に調整するのは、Ａ枚内での濃度変動がある程度小さいことを想定しているからである。本実施形態では、Ａ枚毎の補正ではその際に必要なパッチしか作像しないため（Ｓ８４）、その他の濃度の印刷が必要になった場合は（Ｓ９１，Ｙｅｓ）、Ａ枚毎の作像条件調整（Ｓ８４）の間に行われる更新分作像条件調整（Ｓ９２）で補正する。

図２３は、実施形態８における更新分調整用画像の設定と更新分調整動作を示す図である。
図２３（ａ）のように、新たな画像５４の濃度が調整用画像５０として作像したパッチの濃度範囲外であった場合に、更新分調整用画像設定手段３４、作像手段及び作像条件調整手段３３により更新分の調整用画像５６の設定・作成と調整動作を実行する。本例では、図２３（ｂ）のように調整用画像５０として、１０階調のパッチ画像の内、最低濃度のパッチ画像５０ａから最高濃度のパッチ画像５０ｂまでの５階調のパッチ画像を作像していた。そして、更新分の調整用画像５６として、２階調のパッチ画像をさらに作像する。このとき、作像するパッチ画像は、更新された最高濃度又は最低濃度を用いて前記実施形態１〜７に従って選択し、図示のように、そのうち前回の調整動作で作像していない分のみを作像する。

これにより、不要なトナー消費を防止しつつ、印刷される画像の濃度範囲が変動した場合でも、安定した画質を維持することができる。

本実施形態によれば、印刷中に新たに印刷要求された分の画像情報を取得し、必要があれば更新分の調整動作を実施するので、予め定められた全てのパッチを作成する従来の調整動作に比べてトナー消費を低減することができる。また、前記実施形態１〜７と異なり、印刷開始時に取得できる画像情報が少なくてもよい。

以上のように、本発明は作像条件を調整するための調整用画像の作成方法に特徴を有する。すなわち、予めユーザーが指定した印刷画像の情報から、印刷画像で用いている色、画像濃度、画像処理パターンなどの画像情報を取得し、取得した画像情報を基に調整用画像を変化させるものである。

なお、本発明において、像担持体として感光体８を用い、作像手段として現像器２２を用い、画像検知手段として感光体８に対向配置された濃度センサ４を用いてもよい。

１ 画像形成装置
２ 現像装置（作像手段）
４ 濃度センサ（画像検知手段）
３１ 調整用画像設定手段
３２ 画像情報取得手段
３３ 作像条件調整手段
５０ 調整用画像

特開２０１１−１６４２４０号公報

Claims (9)

1. 印刷に用いる画像の濃度情報を取得する画像情報取得手段、
   該画像情報取得手段により取得した濃度情報を基に、作像条件調整用に作像する調整用画像を変化させる調整用画像設定手段、
   像担持体上に画像を作像する作像手段、
   該作像手段により作像された画像を検知する画像検知手段、
   該画像検知手段による検知結果を基に作像条件を調整する作像条件調整手段、
   を有する画像形成装置であって、
   前記画像情報取得手段により取得された前記濃度情報の最高濃度と最低濃度を用いて、予め設定された「電位―濃度」関係から、前記最高濃度から前記最低濃度までをカバーする範囲内のパッチ画像を、調整用画像として選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 印刷に用いる画像の濃度情報を取得する画像情報取得手段、
   該画像情報取得手段により取得した濃度情報を基に、作像条件調整用に作像する調整用画像を変化させる調整用画像設定手段、
   像担持体上に画像を作像する作像手段、
   該作像手段により作像された画像を検知する画像検知手段、
   該画像検知手段による検知結果を基に作像条件を調整する作像条件調整手段、
   を有する画像形成装置であって、
   前記画像情報取得手段により取得された前記濃度情報の最高濃度と最低濃度を用いて、予め設定された「画像処理パターン―濃度」関係から、前記最高濃度から前記最低濃度までをカバーする範囲内の濃度パターンのパッチ画像を、調整用画像として選択することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記画像情報取得手段により取得された前記濃度情報の最高濃度から最低濃度までをカバーする範囲内から、予め定めたパッチ数分の電位を選択し、該選択した電位に対応するパッチ画像を、調整用画像として選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像情報取得手段により取得された前記濃度情報の最高濃度から最低濃度までをカバーする範囲内から、予め定めた電位ステップ毎の電位を選択し、該選択した電位に対応するパッチ画像を、調整用画像として選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像情報取得手段により取得された前記濃度情報の最高濃度から最低濃度までをカバーする範囲内から、予め定めた階調ステップ毎の画像処理パターンを選択し、該選択した画像処理パターンのパッチ画像を、調整用画像として選択することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 所定枚数以上の印刷に用いる画像の情報が存在する場合のみ、選択された調整用画像を用いることを特徴とする請求項２又は５に記載の画像形成装置。
7. 印刷中に、前記画像情報取得手段により新たな印刷に用いる画像の濃度情報の取得を行い、前記作像条件調整手段により作像条件の調整を実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 印刷中に取得した新たな印刷に用いる画像の濃度情報に対して、更新分調整用画像を設定する更新分調整用画像設定手段を備え、前記作像条件調整手段により更新分作像条件の調整を実行することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. ユーザーは通常調整モード又は短縮調整モードを選択でき、短縮調整モードが設定されている場合のみ、前記調整用画像設定手段により選択される調整用画像を用い、通常調整モードでは予め定めた調整用画像を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。