JP2008203733A - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は画像形成装置に関し、特に、用紙等の表面に可視画像を形成するプリンタや複写機、複合機等の画像形成装置における、出力画像の補正方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a method for correcting an output image in an image forming apparatus such as a printer, a copier, or a multifunction peripheral that forms a visible image on a surface of a sheet or the like.
現在、電子写真プロセスを用いた複写機等の画像形成装置においては、装置の使用による経時変化や装置の置かれる環境の変化などに影響されずに安定した画像形成を行うことが求められている。そのための手段として、安定して画像を出力するために様々な自動調整制御が行われている。 Currently, in an image forming apparatus such as a copying machine using an electrophotographic process, it is required to perform stable image formation without being affected by a change with time due to use of the apparatus or a change in an environment where the apparatus is placed. . For this purpose, various automatic adjustment controls are performed in order to stably output an image.
電子写真プロセスでは、感光ドラム等の像担持体の表面を均一な帯電量の電荷を与えて均一に帯電し、レーザ等の露光手段によって走査することで静電潜像を形成する。そして、これにトナー等を用いた現像器を接触(または近接)回転させることにより可視トナー像を形成し、さらに用紙上に転写するというステップによって画像が形成される構成となっている。しかし、電子写真プロセスを用いるにあたり、帯電部材や現像剤、転写部材は温度や湿度を始めとするさまざまな要因によって影響を受ける。このため、形成されるトナー像を均一な状態に保つことは困難であるため、随時適切な画像安定化制御を講じる必要がある。 In the electrophotographic process, a surface of an image carrier such as a photosensitive drum is uniformly charged by applying a uniform charge amount, and an electrostatic latent image is formed by scanning with an exposure unit such as a laser. Then, a visible toner image is formed by rotating (or approaching) a developing device using toner or the like on the developing device, and an image is formed by transferring the image onto a sheet. However, in using the electrophotographic process, the charging member, the developer, and the transfer member are affected by various factors such as temperature and humidity. For this reason, it is difficult to keep the formed toner image in a uniform state, and therefore it is necessary to take appropriate image stabilization control as needed.
画像安定化制御のうち、なかでも画像濃度を一定に保つための制御は重要である。その手段のひとつとして、次のような制御が行われている。すなわち、感光ドラムや中間転写体等の像担持体にトナー像として特定のパターン画像を作像して、パターン画像に対してLED等の発光を照射して得られた反射光量を測定することで濃度情報を取得している。そして、これを可視トナー像を形成する際のトナーの制御量へとフィードバックする制御が行われている。特許文献1や特許文献2などはその一例である。 Among image stabilization controls, control for keeping the image density constant is important. As one of the means, the following control is performed. That is, by forming a specific pattern image as a toner image on an image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member, and measuring the amount of reflected light obtained by irradiating the pattern image with light emitted from an LED or the like. Concentration information is acquired. Then, control is performed to feed back this to a control amount of toner when forming a visible toner image. Patent Document 1 and Patent Document 2 are examples thereof.
これらのパターン画像(以下、パッチパターンと呼ぶ)の反射光量を測定するために用いられるセンサは受光部にフォトトランジスタ等の素子を使用している。しかし、入射される反射光量の変化に遅延無く追従して電気信号を出力するのではなく、材料として用いられる半導体材料や信号増幅を行う回路の構成に応じた遅延量を持って出力信号が変化するものである。また、入射光量の変化に対する出力信号変化の遅延量は、入射光量の変化量に依存している。 A sensor used to measure the amount of reflected light of these pattern images (hereinafter referred to as a patch pattern) uses an element such as a phototransistor in the light receiving portion. However, instead of following the change in the amount of incident reflected light without delay and outputting an electrical signal, the output signal changes with a delay that depends on the semiconductor material used as the material and the configuration of the signal amplification circuit. To do. Further, the delay amount of the output signal change with respect to the change of the incident light amount depends on the change amount of the incident light amount.
中間転写体上に作像されたパッチパターン部と、何も作像されていない中間転写体の下地部とでは反射光量が大きく違う。このため、反射光量を得るセンサの出力信号電圧が変化するには若干の時間が掛かるので、安定した濃度測定を行うためには出力信号変化の追従性に応じてパッチパターンの進行方向のサイズを拡大する必要があった。 The amount of reflected light is greatly different between the patch pattern portion formed on the intermediate transfer member and the base portion of the intermediate transfer member on which nothing is formed. For this reason, since it takes some time for the output signal voltage of the sensor that obtains the reflected light amount to change, the size of the patch pattern in the traveling direction is set according to the followability of the output signal change in order to perform stable density measurement. There was a need to expand.
また、電子写真プロセスによる画像形成は、中間階調の入力データに対する出力濃度の線形性にずれが生じることが多い。そのため、特許文献3や特許文献4などのように様々な中間階調を補正する手段が講じられている。例えば、複数の階調からなるグラデーションパターン(パッチパターン)を光学センサで読み取ることで、中間階調の入力データと出力濃度の相関関係を予め求めておき、通常の画像形成時に入力データを補正してから画像形成を行うことが提案されている。
しかしながら、複数の反射光量センサでの反射光量センサ間のばらつきを抑えるために、単一の反射光量センサで各色のグラデーションパターンを連続して読み取ろうとすると、隣接して配置されたパターン同士で濃度差が大きい部分が生じることが有り得る。これは、各グラデーションパターンは高濃度階調から低濃度階調へと推移するパターン(もしくはその逆でも構わない)であるためである。すなわち、例えばイエローからマゼンタに推移するときに、イエローの低濃度階調からマゼンタの高濃度階調へと推移し、この場合大きな濃度差が生じる。このような場合も、反射光量の差が大きく違うため、安定した濃度測定を行うためにも出力信号変化の追従性に応じて各階調レベルごとの、パッチパターンの進行方向のサイズを拡大する必要があった。 However, in order to suppress the variation among the reflected light quantity sensors among the plurality of reflected light quantity sensors, if the gradation pattern of each color is continuously read with a single reflected light quantity sensor, the density difference between adjacently arranged patterns is different. It is possible that a large portion will occur. This is because each gradation pattern is a pattern that transitions from a high density gradation to a low density gradation (or vice versa). That is, for example, when transitioning from yellow to magenta, the transition is from a low density gradation of yellow to a high density gradation of magenta, and in this case, a large density difference occurs. Even in such cases, the difference in the amount of reflected light is greatly different, so in order to perform stable density measurement, the size of the patch pattern in the direction of travel must be increased for each gradation level in accordance with the followability of the output signal change. was there.
しかし、パッチパターンは現在の作像条件下における出力濃度を測定するだけのために作像されるが、通常の用紙上への画像出力と同じプロセスユニットを用いて画像形成するために、通常の画像出力と同時にパッチパターンを形成することは不可能である。よって、パッチパターンを作像するためには通常の画像出力を一時中断しなければならない。 However, while the patch pattern is created only to measure the output density under the current imaging conditions, the normal pattern is used to form an image using the same process unit as the image output on normal paper. It is impossible to form a patch pattern simultaneously with image output. Therefore, normal image output must be temporarily interrupted in order to create a patch pattern.
また、パッチパターンは用紙上へは転写しないため、パッチパターンの反射光量の測定後は、クリーニングブレードなどを用いて廃トナーとして回収する必要がある。 Further, since the patch pattern is not transferred onto the paper, it is necessary to collect it as waste toner using a cleaning blade after measuring the amount of reflected light of the patch pattern.
このため、前述のように安定した濃度測定を行うためにパッチパターンの進行方向のサイズを増加させると、その分ユーザの画像形成ができない時間(つまりダウンタイム)が長くなり、かつ、廃トナーが増加してしまうという問題があった。 For this reason, if the size of the patch pattern in the advancing direction is increased in order to perform stable density measurement as described above, the time during which the user cannot form an image (that is, the down time) is increased correspondingly, and the waste toner is removed. There was a problem of increasing.
本発明は以上の点に着目して成されたものであり、画像濃度補正用や画像階調補正用のパッチパターンのサンプリング精度を落とすことなく安定した濃度測定を行いつつ、ダウンタイムを短縮し廃トナーを軽減できる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above points, and reduces downtime while performing stable density measurement without degrading the sampling accuracy of patch patterns for image density correction and image gradation correction. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing waste toner.
本発明の画像形成装置は、前記課題を解決するために、以下の特徴を有するものである。 The image forming apparatus of the present invention has the following features in order to solve the above problems.
すなわち、像担持体上に画像を形成する画像形成装置において、前記画像の濃度を制御するために、前記像担持体上にパターン像を形成させるパターン形成手段と、前記パターン形成手段により形成された前記パターン像に光を照射し反射光量を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記反射光量に基づいて、前記画像の濃度を補正する画像濃度補正手段とを有し、前記画像濃度補正手段で前記画像の濃度を補正する際に、前記パターン形成手段は、複数のパターン像を前記像担持体の進行方向に平行に順に形成し、前記複数のパターン像のうち前記進行方向に対して先頭に位置するパターン像は、他のパターン像よりも前記像担持体の進行方向に長く形成することを特徴とする。 That is, in an image forming apparatus for forming an image on an image carrier, the pattern forming unit for forming a pattern image on the image carrier and the pattern forming unit are used to control the density of the image. Measuring means for irradiating the pattern image with light and measuring the amount of reflected light; and image density correcting means for correcting the density of the image based on the amount of reflected light measured by the measuring means; When correcting the density of the image by the correcting unit, the pattern forming unit sequentially forms a plurality of pattern images in parallel with the traveling direction of the image carrier, and among the plurality of pattern images, The pattern image located at the head is formed longer in the traveling direction of the image carrier than the other pattern images.
本発明によれば、補正用のパッチパターンのサンプリング精度を落とすことなく、ダウンタイムの短縮と廃トナーの軽減との両立を実現することが可能である。 According to the present invention, it is possible to achieve both reduction of downtime and reduction of waste toner without reducing the sampling accuracy of the correction patch pattern.
以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 An embodiment of the present invention is shown below. Of course, the individual embodiments described below will be helpful in understanding various concepts, such as the superordinate concept, intermediate concept and subordinate concept of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments.
[第1の実施形態]
(1)画像形成装置の構成:図1
図1は、実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置は、原稿の複写動作を行う場合の原稿読み取り部1Rとプリンタ部1Pを有している。
[First Embodiment]
(1) Configuration of image forming apparatus: FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment. The image forming apparatus includes a
プリンタ部1Pは主に次の構成要素を有している。トナーボトル101y、101m、101c、101k(以下、101y〜101kのように記す)は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、YMCKと記す)の現像剤(トナー)が充填されている。プロセスユニット102y〜102k(パターン形成手段に相当)は、感光ドラムの外周面に対向してその回転方向に帯電ローラ(一次帯電器)、現像器、感光ドラムクリーナが配置されている。
The
帯電ローラは感光ドラムの表面に均一な帯電量の電荷を付与して感光ドラムを帯電させる。光走査部であるレーザスキャナユニット103y〜103kは、プロセスユニット102y〜102k内の一様に帯電された感光ドラム上に入力画像情報に従ってレーザ露光を行い、静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、プロセスユニット102y〜102k内の現像器によってトナー像(画像に相当)に現像される。
The charging roller applies a uniform charge amount to the surface of the photosensitive drum to charge the photosensitive drum.
中間転写体(像担持体に相当)104は、無端ベルトによって構成される。感光ドラム上に作像されたトナー像は、中間転写体104上に各色逐次重ね合わせて一次転写され、中間転写体104上に形成された画像は、様々な種類の用紙上に二次転写される。中間転写体104は作像動作時には、150mm/sの速度で回転駆動される。
The intermediate transfer member (corresponding to an image carrier) 104 is constituted by an endless belt. The toner image formed on the photosensitive drum is primary-transferred by sequentially superimposing each color on the
一次転写ローラ105y〜105kは、感光ドラムから中間転写体104に一次転写する際に安定した転写を実現するためのものである。
The
中間転写体104に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ106によって用紙上に二次転写される。二次転写ローラ106で転写しきれなかった残留トナーや、用紙上に転写することを意図しない調整用のトナー像(パッチパターン)は、中間転写体クリーナ107によって回収される。反射光量センサ(測定手段に相当)108は、中間転写体104上のトナー濃度を反射光量によって検知する。
The toner image primarily transferred to the
用紙は用紙カセット109から給紙ローラ110によって搬送され、レジストローラ112によって斜行を補正された後、二次転写ローラ106に送られる。用紙は、二次転写ローラ106で中間転写体104からトナー像を転写された後、定着ローラ113および加圧ローラ114によってトナー像を熱定着される。さらに排紙フラッパ115によってインナー排紙トレイ116もしくは排紙トレイ117に送られる。なお、111は手差しトレイである。
The sheet is conveyed from the
(2)反射光量センサの構成:図2
図2は、反射光量センサ108の構成を示した概略断面図である。
(2) Configuration of reflected light amount sensor: FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the reflected
反射光量センサ108は、LED等によって構成された発光部202と、フォトトランジスタ等によって構成された受光部203とによって構成されている。発光部202と受光部203とは、発光部202が発光した光が中間転写体104によって反射し、さらに反射光が受光部203に入射するような角度で取り付けられている。受光部203によって受光された反射光は、反射光量に応じた電気信号に変換される。出力される電気信号の電圧は、反射光量が少なければ電圧も低く、また反射光量が多ければ電圧が高くなる。一般的に中間転写体104上に載っているトナー量が多ければ多いほど反射光量は少なくなる。このため、反射光量センサ108の出力信号の電圧が高いほど作像されたトナー濃度は低く(薄く)、また出力信号の電圧が低いほど作像されたトナー濃度は高く(濃く)なり、出力信号の電圧とトナー濃度は比例の関係にある。205は中間転写体104上にトナー像205が載っている場合を示したものである。なお、図中矢印Fは中間転写体104の進行方向を示す。
The reflected
反射光量センサ108の出力信号は、背景技術の項で述べたとおり、入射する反射光に対して遅延を持って応答し、入射光量に対して出力信号の電圧レベルが一致するまで時間(つまり安定時間)は入射光量の変化量に応じて変化するものである。
As described in the background art section, the output signal of the reflected
(3)画像濃度補正用のパッチパターン:図3
次に、画像濃度補正用のパッチパターン(パターン像に相当)について図3を用いて説明する。図3は、中間転写体104を上面から見た図である。中間転写体104は無端ベルトであるため、図面に対して左右(矢印Fの前後方向)はループになっているものとする。反射光量センサ108は、中間転写体104に対し、図のような位置関係で配置されている。
(3) Patch pattern for correcting image density: FIG.
Next, a patch pattern for image density correction (corresponding to a pattern image) will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view of the
画像濃度補正用のパッチパターン303y〜303kは、プロセスユニット102y〜102kによって、所定のレーザ変調パターンを用いて複数色(YMCK各色)のトナー像を中間転写体104上(像担持体上)に形成したものである。パッチパターン303y〜303kのサイズは、進行方向Fに対して垂直方向、つまり主走査方向の長さは共通で20mmである。また進行方向F、つまり副走査方向の長さは、先頭に位置するパッチパターン303yは20mmであるが、後続のパッチパターン303m〜303kは15mmであり、先頭のパッチパターン303yだけ5mm余分に長い。
The image density
反射光量センサ108を複数設けるとコストアップにつながるため、1つの反射光量センサ108を用いて連続して各色のパッチパターン濃度を読み取る。このため、YMCK各色とも中間転写体104の進行方向Fに対して平行に順に配置し、単一の反射光量センサ108が連続して反射光量を読み取れるよう構成している。
Providing a plurality of reflected
形成されたパッチパターン303y〜303kのトナー像は、中間転写体104の回転に従って反射光量センサ108まで進み、反射光量を測定される。反射光量に応じて反射光量センサ108は各パッチパターンの濃度に比例した信号を出力する。この出力信号レベルに従って、プロセスユニット102y〜102kにおける帯電バイアス電圧や現像バイアス電圧を制御することによって、作像濃度を一定のレベルに保つよう補正している。なお、帯電バイアス電圧や現像バイアス電圧の制御、作像濃度を一定のレベルに保つ補正を行うのは後述の制御部704(画像濃度補正手段に相当)である。
The formed toner images of the
なお、パッチパターン303yは後続の303m〜303kに比べ5mm(差分量)長い20mmであるが、これは中間転写体104が150mm/sの速度で回転している場合についての例である。一般的に電子写真式のプリンタエンジン(画像形成部)は使用する用紙が厚紙の場合の厚紙モードを有しており、この厚紙モードの場合には画像形成部は通常時より低速で動作する。本実施形態のプリンタエンジンでは、厚紙モードにおいては中間転写体104の回転速度は90mm/sの速度で回転駆動するが、この時パッチパターン303yは後続の303m〜303kに比べ3mm(差分量)長い18mmである。
The
(4)制御ブロック図:図7
図7は、実施形態に係る画像形成装置を制御する制御ブロック図である。
(4) Control block diagram: FIG.
FIG. 7 is a control block diagram for controlling the image forming apparatus according to the embodiment.
CPU701、ROM702、RAM703、制御部704、スキャナ制御ASIC 705及びコントローラユニット706は制御ユニット700に搭載される。ROM702には、ファームウエアなどの制御プログラムが記憶されている。
The
CPU701は、プリンタ部1Pの駆動負荷を制御する制御マイコンである。CPU701は、ROM702、RAM703に格納されているプログラムを実行し、制御部704を介してプロセスユニット102y〜102kを制御する。CPU701は、スキャナ制御ASIC 705に駆動速度等のパラメータを指定することにより、レーザスキャナユニット103y〜103kを駆動制御する。
The
CPU701は、反射光量センサ108からの出力信号に基づきプロセスユニット102y〜102kを制御する。
The
コントローラユニット706は、操作パネルの複写開始ボタンの操作者(ユーザ)による押下で複写指令を受け付け(プリントジョブが投入、開始指示)、プリンタ部1Pに対してプリント指令を出し、画像データを送信する。同時に、原稿読み取り部1Rとの通信で原稿画像データを読み込む。
The
(5)反射光量センサの出力信号:図4
図4のグラフは、パッチパターン303y〜303kの反射光量を反射光量センサ108によって読み取った出力信号の波形を示したものである。横軸は時間軸(t[ms])であり、縦軸は出力信号の電圧(V[v])を示している。
(5) Output signal of reflected light amount sensor: FIG.
The graph of FIG. 4 shows a waveform of an output signal obtained by reading the reflected light amount of the
波形401は反射光量センサ108の出力信号電圧である。区間402は、中間転写体104の下地部からパッチパターン303yに達するまでの下地部を示す。区間403と区間404はパッチパターン303yがもたらす(パッチパターン303yからの反射光量)出力信号の部分、区間405はパッチパターン303mがもたらす信号出力の部分である。また、区間406はパッチパターン303cがもたらす出力信号の部分、区間407はパッチパターン303kがもたらす出力信号の部分、区間408はパッチパターン303kの後ろに続く中間転写体104の下地部である。
A
出力信号の各レベルの長さはパッチパターンのサイズに比例するため、パッチパターン303m〜303kの進行方向の長さは同じであるから、区間405〜407はそれぞれほぼ同じ時間である。また、パッチパターン303yの長さは他の色のパッチパターン303m〜303kより長い(パッチパターン303yだけ5mm余分に長い)ため、区間403と区間404を加算した長さは、区間405〜407のそれぞれよりも長い。
Since the length of each level of the output signal is proportional to the size of the patch pattern, the lengths in the traveling direction of the
区間402は中間転写体104の下地部であるため反射光量が多いので出力信号電圧が高く、パッチパターン303y〜303kが中間転写体104に載る区間403以降になると、急激に出力信号電圧は低下する。区間403は中間転写体104の下地部からパッチパターン303yの反射光量へと変化する際の安定待ち期間であり、この部分の信号のサンプリング値は画像濃度補正には用いない。出力信号のサンプリングを行った結果を実際に画像濃度補正に利用するのは区間404〜407上の出力信号値である。区間404と、区間405〜407のそれぞれの時間は等しい。
Since the
図3で示した先頭のパッチパターン303yが他のパッチパターンより余分に長い部分は区間403に該当する(つまり余分に長い5mm)。区間403では、反射光量センサ108が急激な反射光量の変化に追従しきれず緩やかな出力信号電圧の変化を示した分を吸収することで、先頭のパッチパターン303yを安定した状態で正しく濃度を読み取ること可能である。また、パッチパターンを長くするのは先頭のパッチパターン303yだけであるため、全てのパッチパターン303y〜303kを長くするのに比べて廃トナー量を削減することが可能であり、また作像にかかる時間を短縮することができる。
A portion where the
このような画像濃度補正用のパッチパターンは、プロセスユニット102y〜102kの動作パラメータを変えつつ、複数回連続で作像されることが多い。プロセスユニット102y〜102kの動作パラメータは帯電バイアスや現像バイアスの出力値などであり、これらを変化させるには100ms程度の安定化時間を要するため、画像濃度補正用のパッチパターン同士の間隔は数十mm程度開くことになる。パッチパターン同士が密接して作像されず、また複数回繰り返して画像濃度補正用のパッチパターンが作像される場合に、本発明のように先頭のパッチパターン303yのみを長いパターンとすることは、廃トナー量の削減と補正時間の短縮の観点から有効な手段である。また、廃トナー量の削減と補正時間の短縮の観点のみならず、感光ドラム等の消耗部材の寿命面からも有効な手段である。
Such a patch pattern for image density correction is often formed continuously a plurality of times while changing the operation parameters of the
なお、前述の厚紙モードにおいては、中間転写体104の速度は通常の3/5である90mm/sである。中間転写体104の速度が遅くなった場合、パッチパターンの長さが同じであれば各パッチパターンの読み取り時間は長くなる。しかし、反射光量センサ108(308)の受光部203に用いられているフォトトランジスタは、その入射光量の変化に対する出力信号の変化時間は変わらないため、出力信号値が入射光量に追従して安定するまでの時間は同じである。このため、出力信号値の安定化を図るために先頭のパッチパターン303yについて他のパッチパターン303m〜303kより余分に作像する時間は同じで良いため、中間転写体104の速度に応じてその最適な長さは異なることになる。
In the above-described thick paper mode, the speed of the
このプリンタエンジンの場合は、中間転写体104が150mm/sで回転する通常モード時は先頭のパッチパターン303yは後続のパッチパターン303m〜303kに比べ5mm長い。また中間転写体104の回転速度は90mm/sの速度で回転する厚紙モードでは先頭のパッチパターン303yは後続のパッチパターン303m〜303kに比べ3mm長い。この数値は通常モード時と厚紙モード時での中間転写体104の回転速度の比によって計算されたものである。
In the case of this printer engine, the leading
つまり、反射光量センサ108がパッチパターン303y〜303kを読み取る対象である中間転写体104の速度に応じて先頭のパッチパターン303yの長さを異ならしめることにより、次のようなことが可能である。すなわち、画像形成速度に応じたより安定したパッチパターン303y〜303kの濃度の読み取りと、廃トナー量の削減とを両立させることが可能である。
In other words, by changing the length of the leading
[第2の実施形態]
第1の実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明する。
[Second Embodiment]
The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
電子写真式のプリンタエンジンは、同じ階調レベルで作像を行っても、実際に中間転写体104上に作像される濃度は必ずしも比例するとは限らない。このため、所定の階調パターン(パッチパターン)を作像し、これを反射光量センサ108で読み取ることで、理想の階調レベルと実際の階調レベルとの濃度差を測定し、入力画像データに対する出力階調レベルを補正するといった制御が一般的に行われている。なお、これらの制御を行うのは図7で説明した制御部704(画像階調補正手段に相当)である。
Even if an electrophotographic printer engine performs image formation at the same gradation level, the density actually formed on the
図5は、階調補正用のパッチパターン(パターン像に相当)を作像した例で、中間転写体104を上面から見た形態である。また、図5の矢印Fは、中間転写体104の進行方向を示す。
FIG. 5 shows an example in which a patch pattern for gradation correction (corresponding to a pattern image) is formed, and the
階調補正用のパッチパターン503〜512は、それぞれの階調レベルは8ビットで示され、16進数で00h〜FFhまで5段階の階調レベルに従ったレーザPWM変調パターンにて複数階調のパッチパターンを作像している。階調レベルの値が高いほど可視トナー像の濃度は高く作像される。各パッチパターンは、プロセスユニット102y〜102kの動作パラメータである帯電バイアス電圧や現像バイアス電圧は変えず、レーザスキャナユニット103y〜103kのPWM変調パターンのみを階調レベルに応じて変えて作像したものである。
The gradation
パッチパターン503〜507まではYトナーで作像され、階調レベルが高い順に配置されている。パッチパターン503は階調レベルFFhのパッチパターンであり、パッチパターン504は階調レベルD0hのパッチパターン、パッチパターン505は階調レベルA0hのパッチパターンである。また、パッチパターン506は階調レベル60hのパッチパターン、パッチパターン507は階調レベル20hのパッチパターンである。
The
この階調レベルの5パターンを1セットとして扱い、各色YMCKに1セットのパッチパターンを作像している。 The five patterns of gradation levels are treated as one set, and one set of patch patterns is created for each color YMCK.
パッチパターン508〜512まではMトナーで作像され、階調レベルが高い順に配置されている。パッチパターン508は階調レベルFFhのパッチパターンであり、パッチパターン509は階調レベルD0hのパッチパターン、パッチパターン510は階調レベルA0hのパッチパターンである。また、パッチパターン511は階調レベル60hのパッチパターン、パッチパターン512は階調レベル20hのパッチパターンである。
The
図5では省略するが、同様にC、Kトナーにおいても同様のパッチパターンを1セットずつ作像している。 Although not shown in FIG. 5, similarly, the same patch pattern is imaged for each set of C and K toners.
パッチパターン503〜512の主走査方向の長さは共通で、それぞれ20mmである。また各色の階調の先頭にある、階調レベルFFhのパッチパターン503、パッチパターン508の副走査方向の長さは20mmであり、その他の階調レベルのパッチパターン504〜507、パッチパターン509〜512の副走査方向の長さは15mmである。図面にないC、Kトナーにおいても階調レベルFFhのパッチパターンは副走査方向の長さは20mmとする。その他の階調レベルのパッチパターンの副走査方向の長さは15mmである。
The lengths of the
階調レベルFFhで作像されているパッチパターン503の直前は、中間転写体104の下地部であり、同じくパッチパターン508の直前は前の色Yのパターン中で最も階調レベルが低い20hで作像される濃度の低いパッチパターン507である。なお、主走査方向は中間転写体104の進行方向Fに対して垂直である方向、副走査方向は進行方向Fに対して平行な方向である。
Immediately before the
図6のグラフは、パッチパターン503〜512の反射光量を反射光量センサ108によって読み取った出力信号波形を示したものである。横軸は時間軸(t[ms])であり、縦軸は出力信号の電圧(V[v])を示している。なお、601は反射光量センサ108の出力信号電圧の波形を示す。
The graph of FIG. 6 shows an output signal waveform obtained by reading the reflected light amount of the
区間602は、中間転写体104の下地部からパッチパターン503に達するまでの下地部である。
A
区間603と区間604はパッチパターン503がもたらす出力信号の部分、区間605はパッチパターン504がもたらす信号出力の部分、区間606はパッチパターン505がもたらす出力信号の部分である。また、区間607はパッチパターン506がもたらす出力信号の部分、そして区間608はパッチパターン507がもたらす出力信号の部分である。
An
引き続き、区間609と区間610はパッチパターン508がもたらす出力信号の部分、区間611はパッチパターン509がもたらす信号出力の部分、区間612はパッチパターン510がもたらす出力信号の部分である。また、区間613はパッチパターン511がもたらす出力信号の部分、そして区間614はパッチパターン512がもたらす出力信号の部分である。なお、区間615はパッチパターン512に続く次の色Cの階調レベルFFhで作像される濃度の高いパッチパターンがもたらす出力信号の部分となる。
Subsequently, a
出力信号の各レベルの長さはパッチパターンのサイズに比例するので、パッチパターン504〜507、パッチパターン509〜512は副走査方向の長さが同じであるから、区間605〜608、区間611〜614はそれぞれ同じ時間である。また、階調レベルFFhのパッチパターン503、508の長さは等しいので、区間603と区間604を加算した長さと、区間609と区間610を加算した長さとは等しい。
Since the length of each level of the output signal is proportional to the size of the patch pattern, since the
パッチパターン503、508の長さは他の色のパッチパターン504〜507、パッチパターン509〜512のそれぞれより長いため、区間603と区間604を足したものは、区間605〜608、区間611〜614のそれぞれよりも長い。
Since the lengths of the
ここで区間603に着目すると、区間603の前の区間602は中間転写体104の下地部であり出力信号電圧が高い。また区間603以降は階調レベルFFhで作像されたトナー像であるため、区間602から区間603へは、出力信号電圧が非常に低い値に向かって変化しており、続く区間604に達する頃には安定した値を示している。よって、同じ階調レベルFFhのパターン領域であっても区間604では区間603より安定した出力信号を読み取ることが可能である。
When attention is paid to the
同じく、区間609に着目すると、区間609の前の区間608はYトナーによって作像されたパッチパターンのうち階調レベルが最も低い20hのレベルで作像されたパッチパターン507の部分である。このため、区間608は、中間転写体104の下地部ほどではないが出力信号電圧が高い。また、区間609以降は次の色のMトナーによって階調レベルFFhで作像されたトナー像であるため出力信号電圧が非常に低い値に向かって変化しており、続く区間610に達する頃には安定した値を示している。よって、同じ階調レベルFFhのパッチパターン領域であっても区間610では区間609より安定した出力信号を読み取ることが可能である。
Similarly, when attention is paid to the
区間604は、後続する区間605〜608と同じ長さの時間であり、同じ読み取り間隔で出力信号電圧のサンプリングが可能である。同じく、区間610は、後続する区間611〜614と同じ長さの時間であり、同じ読み取り間隔で出力信号電圧のサンプリングが可能である。
The
この区間604〜608、および、区間610〜614の出力信号電圧をサンプリングし、各区間のサンプリング結果とパッチパターンを作像するときの各階調レベルとを演算してγテーブルを作成する。このようにすることで、通常のユーザ画像の作像時における入力データに対して階調レベルを補正することにより、線形に近い階調特性を持った画像形成を実現している。
The output signal voltages in the
以上示したとおり、複数の階調レベルが連続するよう配置された階調補正用のパッチパターンにおいて、先頭に位置する階調パターンだけ副走査方向の長さを他のパッチパターンより長くする。これにより、全体の階調補正用のパッチパターンを長くすること無く安定した反射光量の読み取りを実現することができる。 As described above, in the patch pattern for gradation correction arranged so that a plurality of gradation levels are continuous, the length in the sub-scanning direction is made longer than the other patch patterns by the gradation pattern located at the head. As a result, it is possible to realize stable reading of the reflected light amount without lengthening the entire tone correction patch pattern.
また、複数の階調レベルが連続するような階調パターンの配置で、かつ、配置の途中で階調レベル差が大きい場合には、階調レベル変化直後に配置されたパッチパターンだけ副走査方向の長さを他のパッチパターンより長くする。例えば、図5の階調レベル20hのパッチパターン507と階調レベルFFhのパッチパターン508に着目すると、この連続する2つのパッチパターン507、508では階調レベル差が大きい。このように、階調レベル差が大きい場合は後続のパッチパターン508の副走査方向の長さを他のパッチパターンより長くする。なお、階調レベル差の大小の判断は、例えば予め閾値を設定しておき、閾値と比較(閾値以上となるか否かを判断する)することで行う。これにより、同様に全体の階調補正用のパッチパターンを長くすること無く安定した反射光量の読み取りを実現することができる。
Also, when the gradation pattern is arranged such that a plurality of gradation levels are continuous and the gradation level difference is large in the middle of the arrangement, only the patch pattern arranged immediately after the gradation level change is in the sub-scanning direction. The length of is longer than other patch patterns. For example, when attention is paid to the
階調補正用のパッチパターンを短く収めることができると、階調補正動作中の廃トナー発生量を少なくすることができるとともに、階調補正動作によるダウンタイムを軽減することができ、ユーザの負担を減らすために有効であるといえる。 If the patch pattern for gradation correction can be kept short, the amount of waste toner generated during the gradation correction operation can be reduced, and the downtime due to the gradation correction operation can be reduced. It can be said that it is effective in reducing
101y,101m,101c,101k トナーボトルY,M,C,K
102y,102m,102c,102k プロセスユニットY,M,C,K(パターン形成手段に相当)
103y,103m,103c,103k レーザスキャナユニットY,M,C,K
104 中間転写体(像担持体に相当)
105y,105m,105c,105k 一次転写ローラY,M,C,K
106 二次転写ローラ
107 中間転写体クリーナ
108 反射光量センサ(測定手段に相当)
109 用紙カセット
110 給紙ローラ
112 レジストローラ
113 定着ローラ
114 加圧ローラ
115 排紙フラッパ
116 インナー排紙トレイ
117 排紙トレイ
202 反射光量センサの発光部
203 反射光量センサの受光部
303y,303m,303c,303k 画像濃度補正用のパッチパターンY,M,C,K
401 反射光量センサの出力信号電圧波形
402,408 中間転写体の下地部に対応する出力信号の区間
403、404 パッチパターン303yに対応する出力信号の区間
405〜407 パッチパターン303m〜303kに対応する出力信号の区間
503〜507 階調補正用のパッチパターン(Yトナー)
508〜512 階調補正用のパッチパターン(Mトナー)
601 反射光量センサの出力信号電圧波形
602 中間転写体の下地部に対応する出力信号の区間
603〜608 パッチパターン503〜507に対応する出力信号の区間
609〜614 パッチパターン508〜512に対応する出力信号の区間
704 制御部(画像濃度補正手段、画像階調補正手段に相当)
101y, 101m, 101c, 101k Toner bottles Y, M, C, K
102y, 102m, 102c, 102k Process units Y, M, C, K (corresponding to pattern forming means)
103y, 103m, 103c, 103k Laser scanner units Y, M, C, K
104 Intermediate transfer member (equivalent to an image carrier)
105y, 105m, 105c, 105k Primary transfer rollers Y, M, C, K
106
109
401 Output
508 to 512 Tone correction patch pattern (M toner)
601 Output signal voltage waveform of reflected
Claims (6)
前記画像の濃度を制御するために、前記像担持体上にパターン像を形成させるパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により形成された前記パターン像に光を照射し反射光量を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記反射光量に基づいて、前記画像の濃度を補正する画像濃度補正手段とを有し、
前記画像濃度補正手段で前記画像の濃度を補正する際に、
前記パターン形成手段は、複数のパターン像を前記像担持体の進行方向に平行に順に形成し、
前記複数のパターン像のうち前記進行方向に対して先頭に位置するパターン像は、他のパターン像よりも前記像担持体の進行方向に長く形成することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image on an image carrier,
Pattern control means for forming a pattern image on the image carrier in order to control the density of the image;
Measuring means for irradiating the pattern image formed by the pattern forming means with light and measuring the amount of reflected light;
Image density correction means for correcting the density of the image based on the amount of reflected light measured by the measurement means;
When correcting the density of the image by the image density correction means,
The pattern forming means sequentially forms a plurality of pattern images parallel to the traveling direction of the image carrier,
An image forming apparatus characterized in that a pattern image positioned at the head of the plurality of pattern images with respect to the traveling direction is formed longer in the traveling direction of the image carrier than other pattern images.
前記画像の階調を制御するために、前記像担持体上にパターン像を形成させるパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により形成された前記パターン像に光を照射し反射光量を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記反射光量に基づいて、前記画像の階調を補正する画像階調補正手段とを有し、
前記画像階調補正手段で前記画像の階調を補正する際に、
前記パターン形成手段は、複数のパターン像を前記像担持体の進行方向に平行に順に形成し、
前記複数のパターン像のうち前記進行方向に対して先頭に位置するパターン像は、他のパターン像よりも前記像担持体の進行方向に長く形成することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image on an image carrier,
Pattern forming means for forming a pattern image on the image carrier in order to control the gradation of the image;
Measuring means for irradiating the pattern image formed by the pattern forming means with light and measuring the amount of reflected light;
Image gradation correction means for correcting the gradation of the image based on the amount of reflected light measured by the measurement means;
When correcting the gradation of the image by the image gradation correcting means,
The pattern forming means sequentially forms a plurality of pattern images parallel to the traveling direction of the image carrier,
An image forming apparatus characterized in that a pattern image positioned at the head of the plurality of pattern images with respect to the traveling direction is formed longer in the traveling direction of the image carrier than other pattern images.
前記画像の階調を制御するために、前記像担持体上にパターン像を形成させるパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により形成された前記パターン像に光を照射し反射光量を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記反射光量に基づいて、前記画像の階調を補正する画像階調補正手段とを有し、
前記画像階調補正手段で前記画像の階調を補正する際に、
前記パターン形成手段は、複数のパターン像を前記像担持体の進行方向に平行に順に形成し、
前記複数のパターン像のうち、連続する2つのパターン像の階調レベル差が予め設定された閾値以上となる場合、前記連続する2つのパターン像のうち前記進行方向に対して後に配置されるパターン像は、他のパターン像よりも前記像担持体の進行方向に長く形成することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image on an image carrier,
Pattern forming means for forming a pattern image on the image carrier in order to control the gradation of the image;
Measuring means for irradiating the pattern image formed by the pattern forming means with light and measuring the amount of reflected light;
Image gradation correction means for correcting the gradation of the image based on the amount of reflected light measured by the measurement means;
When correcting the gradation of the image by the image gradation correcting means,
The pattern forming means sequentially forms a plurality of pattern images parallel to the traveling direction of the image carrier,
When the gradation level difference between two consecutive pattern images among the plurality of pattern images is greater than or equal to a preset threshold value, the pattern that is arranged later in the traveling direction among the two consecutive pattern images The image forming apparatus is characterized in that the image is formed longer in the traveling direction of the image carrier than the other pattern images.
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