JP2005164922A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエイトアップ時の階調制御パッチ数を減らした簡易階調制御を行う事により、画像の階調性があまり要求されないような画像データのプリントに対してウエイト立ち上げ時間を短縮する。
正式な階調制御は、ジョブの空き時間等に行う。
【解決手段】 自動階調補正を簡易化する制御を示すと共に、簡便化が必要だと判断した時のみ、前記簡便化された自動階調制御を行い、画像形成装置のアイドル時間を利用して改めて本来の自動階調制御を行う事により、画像形成装置の立上げを素早くすると共に画像形成装置の階調性を損なわない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、本体立上げ時における、画像濃度レベル調整に代表される画像自動調整を必要とする画像形成装置において、調整時間を短縮する事により、本体立上げから画像形成可能になるまでの待ち時間を短縮し、操作者の使い勝手を改善する事を可能にする事を特徴とする画像形成装置に関するものである。

近年、カラー複写機に代表される画像形成装置の高画質化に伴い、常にその高画質を保つためには、電源投入直後や長時間の放置等、装置の画像形成ユニットの状態が大きく変化し得る要因がある時には画像出力の濃度レベルが最適に補正される様に、自動階調補正等のキャリブレーション制御を適宜行う事が必須になっている。図１は、カラー複写機を表している。画像出力部1Pは大別して、画像形成部10（4つのステーションa、b、c、dが並設されており、その構成は同一である。）、給紙ユニット20、中間転写ユニット30、定着ユニット40及び、後述する制御ユニットから構成される。

さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。画像形成部10は次に述べるような構成になっている。像担持体としての感光ドラム11a、11b、11c、11dがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの外周面に対向してその回転方向に一次帯電器12a、12b、12c、12d、光学系13a、13b、13c、13d、現像装置14a、14b、14c、14dが配置されている。一次帯電器12a〜12dにおいて感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで光学系13a〜13dにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービームなどの光線を感光ドラム11a〜11d上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった4色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置14a〜14dによって上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域Ta、Tb、Tc、Tdの下流側では、クリーニング装置15a、15b、15c、15dにより転写材に転写されずに感光ドラム11a〜11d上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット20は，記録材Pを収納するためのカセット21a・bおよび手差しトレイ27、カセット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ22a・bおよび26、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対23及び給紙ガイド24、そして画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写領域Teへ送り出すためのレジストローラ25a、25bから成る。

中間転写ユニット30について詳細に説明する。中間転写ベルト31(その材料として例えば、PET[ポリエチレンテレフタレート]やPVdF[ポリフッ化ビニリデン]などが用いられる)は、中間転写ベルト31に駆動を伝達する駆動ローラ32、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト31に適度な張力を与えるテンションローラ33、ベルトを挟んで二次転写領域Teに対向する従動ローラ34に巻回させる。これらのうち駆動ローラ32とテンションローラ33の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ32は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ32はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト31が対向する一次転写領域Ta〜Tdには、中間転写ベルト31の裏に一次転写ブレード35a〜35dが配置されている。従動ローラ34に対向して二次転写ローラ36が配置され、中間転写ベルト31とのニップによって二次転写領域Teを形成する。二次転写ローラ36は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト上、二次転写領域Teの下流には中間転写ベルト31の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置50が配され、前記クリーニング装置50は、クリーナーブレード51（材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる）および廃トナーを収納する廃トナーボックス52から成る。

定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aとそのローラに加圧される41b（このローラにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対のニップ部へ転写材Pを導くためのガイド43、また、上記ローラ対から排出されてきた転写材Pをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ44、外排紙ローラ45などから成る。

制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板70や、モータドライブ基板（不図示）などから成る。次に装置の動作に即して説明を加える。

画像形成動作開始信号が発せられると、まずピックアップローラ22aにより、カセット21aから転写材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ対23によって転写材Ｐが給紙ガイド24の間を案内されてレジストローラ25a、25bまで搬送される。その時レジストローラは停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラは回転を始める。この回転時期は、転写材Pと画像形成部より中間転写ベルト上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Teにおいてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト31の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器35dによって一次転写領域Tdにおいて中間転写ベルト31に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Tcまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上にレジストを合わせて次のトナー像が転写される事になる。以下も同様の工程が繰り返され、結局4色のトナー像が中間転写ベルト31上において一次転写される。

その後記録材Pが二次転写領域Teに進入、中間転写ベルト31に接触すると、記録材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧を印加させる。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト上に形成された4色のトナー画像が記録材Pの表面に転写される。その後記録材Pは搬送ガイド43によって定着ローラニップ部まで正確に案内される。そしてローラ対41A、41Bの熱及びニップの圧力によってトナー画像が紙表面に定着される。その後、内外排紙ローラ44、45により搬送され、紙は機外に排出される。

図２は従来例における画像形成装置の自動階調補正用パターン画像を検知する為のパターン画像検知手段60付近の概要図である。検知手段60はLEDとPDを含む構成であり、複数の感光ドラムのうち、ベルト進行方向において最下流に位置する感光ドラム11aよりも下流側に位置し、中間転写ベルト31上の位置Saにおいて、中間転写ベルト上に形成された階調補正用パターン画像を読み取るようになっている。この検知手段６０により検出した階調補正量に基づき補正を行っている。また図３に示すように検知手段６０は、中間転写ベルトの中央部に配置されている。この検知手段６０により検出した階調補正量に基づき補正を行っている。

図４は、従来例における画像形成装置の自動階調補正用パターン画像を示している。自動階調補正用パターン４０１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４原色のパッチ列が連続して配置されている。また、４０２、４０３で示すようにそれぞれの色のパッチは、パッチ先頭から後端にかけて最高濃度(d=255)から最低濃度レベル(d=0)のパッチが連続して配置されている。なお、従来例における画像形成装置の濃度解像度は２５６レベルであるため、パッチは１色につき２５６個が並んでいる。検知手段６０は、中間転写ベルト上に作像された前記パッチを読み取り、各パッチの濃度に対する検知手段６０からの出力信号S255〜S0を得る。ここで、図示しないが、検知手段６０は、反射型センサであり、出力信号は、センサ出力値をディジタル値に変換した信号である。

図５は、従来例における、自動階調補正パッチの出力信号を元に、画像形成装置の出力画像濃度を補正するためのパラメータ生成について述べている。特性曲線５０１は、図４でサンプリングした出力信号S255〜S0をプロットして生成されている。曲線から明らかなように、特性曲線５０１は、理想的な濃度出力曲線５０２に比べて差が大きく、本特性曲線のままでは画像読取装置1Rで読み取った原稿に対して、正しい階調の画像を出力する事は不可能である。そこで、特性曲線５０１の階調−濃度特性を打ち消すようなルックアップテーブル５０３を生成し、各濃度レベルの入力画像濃度信号に対して補正を行う事により、理想的な出力曲線５０２に出力濃度を近づけることが可能になる。（例えば、特許文献１参照。）
特開２０００―２３８３４１号公報

ところが、画像が高画質になると共に、前述した自動階調補正パッチの長さは長くなるため、パッチ読み取りに要する時間も多くかかるため、画像形成装置を立上げ後、直ちに画像形成を行いたい様な操作者に対する操作性を損なう要因となっていた。また、近年オフィス文章のカラー化が増加しているが、一般的にカラーのオフィス文書では、グラフや色文字等、必ずしも厳密な階調再現性を要求しない画像を出力する機会が多くあり、そのような操作者に対しては、画像形成装置を立ち上げる度に、自動階調補正のために多くの待ち時間が発生することは、迅速性を要求されるオフィスにおいては、問題となっていた。

そこで本発明では、自動階調補正を簡易化する制御を示すと共に、簡便化が必要だと判断した時のみ、前記簡便化された自動階調制御を行い、画像形成装置のアイドル時間を利用して改めて本来の自動階調制御を行う事により、画像形成装置の立上げを素早くすると共に画像形成装置の階調性を損なわない事を特徴とする。

本発明により、操作者が望む程度の階調性を損なうことなく、電源投入からプリント開始までの待ち時間を短縮する事が可能になった。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態で述べる画像形成装置は、図１と同等であるため説明を省略する。また、本実施形態で述べる画像形成装置の自動階調補正用パターン画像を検知する為のパターン画像検知手段は、図２、図３と同等であるため、説明を省略する。図６は、本実施形態で述べる画像形成装置における操作パネルを表している。まず操作パネルは、プリント枚数、倍率、色モード等の高い頻度で入力する情報に対するハードキー部６０１と、情報を表示し、なおかつ各種の設定モードを入力する事ができるタッチパネル機能を備えたディスプレイ部６０２から構成される。ディスプレイ部６０２では、本画像形成装置における立上げモードが、クイックとノーマルの２段階から選択する事ができる。なお、ノーマルモードを選択すると、次回からの画像形成装置立上げ時には、従来例で述べた自動会長補正が行われる。また、クイックモードを選択すると、次回からの画像形成装置立上げ時には、図７以降で述べる簡易化された自動階調補正が行われ、ノーマルモードに比べて短時間で、画像形成装置をコピー可能状態にする事ができる。操作者は、自分の出力する画像のタイプに合わせて、立上げモードを決定する。すなわち、写真等の階調性が重要視される画像を出力する場合は、ノーマルモードを選択し、文書等の階調性が重要視されず、なおかつ画像形成装置立上げ開始後、少しでも早く出力を得たい場合はクイックモードを選択する。

図７は、本実施形態における画像形成装置の自動階調補正用パターン画像を示している。自動階調補正用パターン７０１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４原色のパッチ列が連続して配置されている。また、７０２で示すようにそれぞれの色のパッチは、パッチ先頭から後端にかけて最高濃度(d=255)と、中間の２濃度のパッチと、最低濃度レベル(d=0)の合計４つのパッチが連続して配置されている。すなわち、パッチの数は従来例に比べて1/64個に減っている。検知手段６０は、中間転写ベルト上に作像された前記パッチを読み取り、７０３で示すように、各パッチの濃度に対する検知手段６０からの出力信号S255、S169、S84、S0を得る。

図８は、本実施形態における、簡易化した自動階調補正パッチの出力信号を元に、画像形成装置の出力画像濃度を補正するためのパラメータ生成について述べている。特性近似曲線８０１は、図８でサンプリングした出力信号S255、S169、S84、S0をプロットし、中間濃度を線形補完した折れ線で構成されている。次に、特性近似曲線８０１の階調−濃度特性を打ち消すようなルックアップテーブル８０３を生成し、各濃度レベルの入力画像濃度信号に対して補正を行う事により、近似された中間濃度に対しては、必ずしも理想的ではないが、理想的な出力曲線８０２にある程度出力濃度を近づけることが可能になる。

図９は、本実施形態における特性近似曲線８０１の生成ルーチンについて述べたフローチャートである。９０２から９０５にかけて、全ての濃度レベルにおいて補間ルーチン９０６、９０７、９０８のいずれかを適用する事により、近似する２つのサンプリング濃度の出力信号値を元に、サンプリングしていない濃度に対する近似出力信号値を容易に求める事ができる。

図１０は、本実施形態で述べる自動階調補正が実行されるスケジュールについて述べている。１００２で電源投入後、図６で示したウォームアップモードがクイックモードかノーマルモードかを判断する（１００３）。ノーマルモードの場合は、従来例で述べた自動階調補正を１００５で行い、スタンバイ状態になる（１００６）。一方、クイックモードが選択されている場合は、１００４で、本実施形態で述べている簡易自動階調補正を行い、スタンバイ状態になる（１００６）。次に、スタンバイ状態になると、コピースタートキーが押下され、コピーが開始されたかどうかを判断する（１００７）。コピーが開始されない時は、図示しないがスタンバイ状態になってからの経過時間（アイドル時間）を検出し、電源投入後、簡易自動階調補正しか行っておらず、なおかつアイドル時間が一定時間に達したと判断した時には、画像形成装置に対するコピー要求頻度は他なくないと判断し（１００９）、遊休時間を利用して、従来例で述べている自動階調制御を行う（１１００）。一方、コピー動作が行われている（１００８）、もしくはアイドル時間が一定時間に達していない時には、画像形成装置に対するプリント要求が多いと判断し、操作者を待たせない観点から従来例で述べた自動階調制御を行わない。また、特に図示しないが、図１０で述べた簡易自動階調補正しか行われず、なおかつアイドル時間に達しない場合でも、操作者がより階調が正しく補正された画像を出力したい場合には、図６で述べた操作パネルより、直ちに自動階調補正を行うキーを設けても良い。

なお、本実施形態では、操作者が簡易自動階調補正を行うかどうかの判断をしているが、例えば電源投入時に、操作者が予約コピーを望んでいると判断した時は、操作画面に多少階調性が落ちる旨の警告を出した上で、簡易自動階調補正を行って予約コピースタートする様に自動的に判断しても良い。更に、予約コピーのコピーモードがモノクロであると判断した時のみ、厳密な階調性が必要ないと判断し、簡易自動階調補正を行って予約コピースタートする様に自動的に判断しても良い。

従来例及び本実施形態における画像形成装置について述べた図である。 従来例及び本実施形態における自動階調補正パターンを検知するセンサ60付近の概略図である。 従来例及び本実施形態における、図２で示した概略図の上視図である。 従来例における自動階調補正パッチについて述べた図である。 従来例における階調補正テーブルについて述べた図である。 本実施形態における操作パネルについて述べた図である。 本実施形態における階調補正テーブルついて述べた図である。 本実施形態における近似された特性近似曲線について述べた図である。 本実施形態における特性近似曲線の近似ルーチンについて述べた図である。 本実施形態における簡易自動階調補正および自動階調補正の実施タイミングについて述べた図である。

Claims (9)

1. 電子写真方式により転写ベルト上に、転写材を転写する事によりトナー像による複数濃度レベルの連続したパッチ列を作像するパッチ作像手段と、上記ベルト上に作像されたパッチ列の各パッチの濃度を読み取るパッチ読み取り手段と、上記パッチ読み取り手段によるパッチの読み取り値に応じて画像の濃度パラメータを決定するパラメータ決定手段とを有する階調制御を行う事を特徴し、画像形成装置において、前記パッチ列におけるパッチ数は、階調制御が行われるタイミングにより異なる事を特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１における画像形成装置において、前記パッチ数は画像形成装置が電源投入した後のウォームアップ動作時に、最も少ない事を特徴とする。
3. 請求項１における画像形成装置において、階調制御において作像されなかった濃度レベルのパッチに対応する濃度パラメータは、パッチを元に決定された他の濃度パラメータを元に補完する事を特徴とする。
4. 請求項１における画像形成装置において、階調制御において作像されなかった濃度レベルのパッチは、前記画像形成装置が画像形成ジョブを処理しないアイドル時間に行う事を特徴とする。
5. 請求項４におけるアイドル時間は、画像形成装置がウォームアップを完了した後、最初の画像形成ジョブが入力されるまでの時間である事を特徴とする。
6. 請求項１における画像形成装置において、階調制御を行うパッチ数を切り替えるかどうかを操作者が選択するための選択手段を有する事を特徴とする。
7. 請求項１における画像形成装置において、ウォームアップ中の階調制御を行うパッチ数を切り替えるかどうかを、ウォームアップ開始時の定着装置の温度により決定する事を特徴とする。
8. 請求項１における画像形成装置において、ウォームアップ中の階調制御をパッチ数を切り替えるかどうかを、階調制御開始時にプリント予約がされているかどうかにより決定する事を特徴とする。
9. 請求項項１における画像形成装置において、ウォームアップ中の階調制御をパッチ数を切り替えるかどうかを、階調制御開始時にプリント予約されている画像データのデータ内容に依存する事を特徴とする。
   

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