JP2008233327A - Image forming apparatus and pattern image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式の画像形成装置、特に現像ユニットへのトナーの供給又は印刷条件の変更を行う画像形成装置、及び当該画像形成装置で実行されるパターン画像形成方法に係り、特にパターンの形状に特徴のある画像形成装置、及びパターン画像形成方法に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, particularly an image forming apparatus that supplies toner to a developing unit or changes printing conditions, and a pattern image forming method that is executed by the image forming apparatus. The present invention relates to an image forming apparatus having a characteristic shape and a pattern image forming method.
カラー画像形成装置では、各色の位置ずれを補正するために各色毎にトナーパターンを形成し、このトナーパターンを光学的読み取りセンサ(例えば、パターン濃度検知センサ)によって読み取って位置ずれ補正を行っていた。図10はこのときのトナーパターンと読み取りセンサのセンサスポット径(検出領域)との関係を示す説明図である。ところで、前記トナーパターンが形成されてからこのトナーパターンが読み取りセンサの読み取り位置に到達するまで所定の時間がかかり、読み取りセンサの取付位置、感光ドラムの取付位置、中間転写ベルトの周速、読み取りセンサの発光素子から発せられる照射光の照射位置等の各誤差を勘案して読み取りセンサのセンサスポット径よりも数倍の主走査対応方向の幅を持つパターンとしている。 In a color image forming apparatus, a toner pattern is formed for each color in order to correct a positional deviation of each color, and the positional deviation correction is performed by reading the toner pattern with an optical reading sensor (for example, a pattern density detection sensor). . FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the toner pattern and the sensor spot diameter (detection region) of the reading sensor at this time. By the way, after the toner pattern is formed, it takes a predetermined time until the toner pattern reaches the reading position of the reading sensor. The reading sensor mounting position, the photosensitive drum mounting position, the peripheral speed of the intermediate transfer belt, the reading sensor. Considering each error such as the irradiation position of irradiation light emitted from the light emitting element, the pattern has a width in the main scanning corresponding direction several times larger than the sensor spot diameter of the reading sensor.
図10は従来例に係るトナーパターンとスポット径との関係を示す図、図11は濃度設定値とトナー付着量との関係を示す特性図である。図10に示すように読み取りセンサや感光ドラム2などの取付位置の誤差を見込んでトナーパターン201のサイズを大きくし、確実にトナーパターン201の上を走査し、トナーパターン201の読み取りを担保していた。そして、このようにして読み取った濃度の出力値に基づいてトナー付着量を演算していた。図11は読み取った濃度の出力値に基づいて演算された付着量を示す特性図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a toner pattern and a spot diameter according to a conventional example, and FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a density setting value and a toner adhesion amount. As shown in FIG. 10, the size of the
しかし、このようにトナーパターン201のサイズを大きくすると、トナーを消費するばかりでなく、トナーパターンの形成位置が制限される。そこで、例えば特許文献1に開示された発明は、濃度制御によるトナーの消費量を低減し、更に、濃度の検知精度の向上を図ることができるようにすることを目的とし、検知センサで検知したレジスト位置検知情報から得られるレジスト制御用パッチの検知タイミングと予め算出されているレジスト制御用パッチの検知タイミングとの時間的な差である補正値を制御装置で求め、この補正値に基づいて転写材搬送ベルト上に形成される濃度制御用パッチの形成位置を補正するようにしている。これにより、最小限の大きさの濃度制御用パッチを使用することが可能となるので、濃度制御によるトナーの消費量が低減され、更に、濃度の検知精度の向上を図っている。
前記特許文献1の発明では、検知センサで検知したレジスト位置検知情報から得られるレジスト制御用パッチの検知タイミングと予め算出されているレジスト制御用パッチの検知タイミングとの時間的な差である補正値を制御装置で求め、この補正値に基づいて転写材搬送ベルト上に形成される濃度制御用パッチの形成位置を補正するようになっているが、前記補正値は実際に画像形成装置を1台々々駆動して求める必要があり、カラー画像形成装置では4色あり、そのそれぞれに同様の作業を繰り返さなければならず、効率が悪かった。 In the invention of Patent Document 1, a correction value that is a temporal difference between the detection timing of the registration control patch obtained from the registration position detection information detected by the detection sensor and the detection timing of the registration control patch calculated in advance. Is determined by the control device, and the formation position of the density control patch formed on the transfer material transport belt is corrected based on the correction value. However, the correction value is actually one image forming apparatus. The color image forming apparatus has four colors, and it is necessary to repeat the same operation for each of them, which is inefficient.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡単にパターン画像の小型化を図ることが可能で、トナー付着量検出に要するトナー消費量を低減できるようにすることにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to make it possible to easily reduce the size of the pattern image and to reduce the amount of toner consumption required for detecting the toner adhesion amount.
前記課題を解決するため、第1の手段は、像担持体上にトナーを供給してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記トナー画像を検出して検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に基づいて前記トナー画像に付着したトナー量あるいはトナー濃度を演算する演算手段と、前記トナー量あるいは前記トナー濃度に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を設定する条件設定手段と、を備える画像形成装置であって、前記トナー画像は、前記像担持体上に形成される第1のパターンと、前記像担持体の搬送方向について第1のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと同じ濃度であって、かつ前記像担持体の搬送方向(以下、副走査対応方向と称す)及び前記像担持体の搬送方向に直交する方向(以下、主走査対応方向と称す)に傾斜角を有する方向に延びた状態で形成される第2のパターンと、前記像担持体の搬送方向について第2のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと異なる濃度であって、かつ前記主走査対応方向の幅が前記第1のパターンのそれよりも狭い第3のパターンと、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the first means includes an image forming means for supplying toner onto an image carrier to form a toner image, a detection means for detecting the toner image and outputting a detection signal, Calculating means for calculating the toner amount or toner density attached to the toner image based on a detection signal; and condition setting means for setting an image forming condition of the image forming means based on the toner amount or toner density. The toner image is sequentially formed on the upstream side of the first pattern with respect to the first pattern formed on the image carrier and the conveyance direction of the image carrier, The same density as the first pattern, and the direction (hereinafter referred to as the sub-scanning direction) of the image carrier and the direction orthogonal to the direction of conveyance of the image carrier (hereinafter referred to as main running). A second pattern formed in a state extending in a direction having an inclination angle in a corresponding direction), and sequentially formed upstream of the second pattern in the transport direction of the image carrier. And a third pattern having a density different from that of the first pattern and having a width in the main scanning corresponding direction narrower than that of the first pattern.
第2の手段は、第1の手段において、前記第3のパターンの上流に形成されるパターンが、主走査対応方向幅が前記第3のパターンの主走査対応方向幅と同一で、濃度が前記第1のパターンの濃度と、前記第3のパターンの濃度と異なることを特徴とする。 According to a second means, in the first means, the pattern formed upstream of the third pattern has a main scanning corresponding direction width that is the same as a main scanning corresponding direction width of the third pattern, and the density is The density of the first pattern is different from the density of the third pattern.
第3の手段は、第1又は第2の手段において、前記第1のパターンの主走査対応方向幅が、前記検出手段の検知領域を1つ以上含む幅に設定されていることを特徴とする。 The third means is characterized in that, in the first or second means, the width in the main scanning direction of the first pattern is set to a width including one or more detection areas of the detection means. .
第4の手段は、第1又は第2の手段において、前記第1のパターンの副走査対応方向幅が、前記検出手段の検知領域を1つ以上含む幅に設定されていることを特徴とする。 The fourth means is characterized in that, in the first or second means, the width in the sub-scanning corresponding direction of the first pattern is set to a width including one or more detection areas of the detection means. .
第5の手段は、第1又は第2の手段において、前記第2のパターンの長手方向に直交する幅が、前記第1のパターンの主走査対応方向幅より狭い幅に設定されていることを特徴とする。 According to a fifth means, in the first or second means, the width orthogonal to the longitudinal direction of the second pattern is set to be narrower than the width corresponding to the main scanning direction of the first pattern. Features.
第6の手段は、第1又は第2の手段において、前記第2のパターンの長手方向に直交する幅が、前記濃度検出手段の検知領域を1つ以上含む幅に設定されていることを特徴とする。 A sixth means is characterized in that, in the first or second means, the width orthogonal to the longitudinal direction of the second pattern is set to a width including one or more detection regions of the density detection means. And
第7の手段は、第1又は第2の手段において、前記第2のパターンは、前記検出手段の検知領域を1つ以上含む領域が、主走査対応方向と副走査対応方向に傾斜角度を持つ方向に連なって形成されていることを特徴とする。 The seventh means is the first or second means, wherein the second pattern has an inclination angle in the main scanning corresponding direction and the sub-scanning corresponding direction in the region including one or more detection regions of the detecting means. It is characterized by being formed continuously in a direction.
第8の手段は、第1又は第2の手段において、前記第3のパターンの副走査対応方向幅が、前記第1のパターンの副走査対応方向幅よりも狭い幅に設定されていることを特徴とする。 According to an eighth means, in the first or second means, the sub-scan corresponding direction width of the third pattern is set to be narrower than the sub-scan corresponding direction width of the first pattern. Features.
第9の手段は、第1又は第2の手段において、前記第3のパターンの副走査対応方向幅が、前記検出手段の検知領域を1つ以上含む幅に設定されていることを特徴とする。 The ninth means is characterized in that, in the first or second means, the sub-scanning corresponding direction width of the third pattern is set to a width including one or more detection areas of the detection means. .
第10の手段は、第1又は第2の手段において、前記第3のパターンの主走査対応方向幅が、前記検出手段の検知領域を1つ以上含む領域を有する幅に設定されていることを特徴とする。 According to a tenth means, in the first or second means, the width in the main scanning corresponding direction of the third pattern is set to a width having an area including one or more detection areas of the detection means. Features.
第11の手段は、第1又は第2の手段において、前記画像形成手段が形成する前記パターン間の時間間隔が、前記条件設定手段の条件切替えに有する時間より長いことを特徴とする。 The eleventh means is characterized in that, in the first or second means, the time interval between the patterns formed by the image forming means is longer than the time for the condition switching of the condition setting means.
第12の手段は、第1又は第2の手段において、前記検出手段にて検出された前記第1のパターンの濃度値と、前記第2のパターンの濃度値とが等しくなる位置を、前記第3のパターンの主走査対応方向におけるパターン形成中心位置とすることを特徴とする。 In a twelfth means, in the first or second means, the position at which the density value of the first pattern detected by the detecting means is equal to the density value of the second pattern is The pattern formation center position in the direction corresponding to the main scan of the pattern 3 is characterized.
第13の手段は、第1又は第2の手段において、前記検出手段にて検出された前記第1のパターンの濃度値と、前記第2のパターンの濃度値とが等しくなる位置を、前記第3のパターンの上流に形成される前記パターンの主走査対応方向におけるパターン形成中心位置とすることを特徴とする。 In a thirteenth means, in the first or second means, the position at which the density value of the first pattern detected by the detection means is equal to the density value of the second pattern is The pattern formation center position in the main scanning corresponding direction of the pattern formed upstream of the third pattern is characterized in that
第14の手段は、第1又は第2の手段において、前記第1のパターン、前記第2のパターン、前記第3のパターン、及び前記第3のパターンの上流に形成される前記パターンは、前記検出手段から最も近い位置にある作像色から順に形成されることを特徴とする。 The fourteenth means is the first or second means, wherein the first pattern, the second pattern, the third pattern, and the pattern formed upstream of the third pattern are: It is characterized by being formed in order from the image forming color that is closest to the detection means.
第15の手段は、第1又は第2の手段において、前記第2のパターンの長手方向傾斜角度が前記像担持体の搬送方向に対して±45°であることを特徴とする。 A fifteenth means is characterized in that, in the first or second means, the inclination angle in the longitudinal direction of the second pattern is ± 45 ° with respect to the conveying direction of the image carrier.
第16の手段は、第1又は第2の手段において、前記画像形成手段によって決定される前記第1のパターンの濃度は、前記演算手段にて用いられる全パターンの濃度値の中心値とすることを特徴とする。 According to a sixteenth aspect, in the first or second means, the density of the first pattern determined by the image forming means is a central value of density values of all patterns used in the arithmetic means. It is characterized by.
第17の手段は、第1又は第2の手段において、前記検知手段が、前記像担持体上に形成される前記各パターンの位置に光を照射する発光部と、前記各パターンからの反射光を受光する受光部とを備えた光学センサからなることを特徴とする。 The seventeenth means is the first or second means, wherein the detection means irradiates the position of each pattern formed on the image carrier with light, and the reflected light from each pattern. It comprises an optical sensor provided with a light receiving portion for receiving light.
第18の手段は、第1又は第2の手段において、前記像担持体が中間転写ベルトあることを特徴とする。 An eighteenth means is characterized in that, in the first or second means, the image carrier is an intermediate transfer belt.
第19の手段は、第1又は第2の手段において、前記検出結果により主走査対応方向における各色の位置ずれを補正することを特徴とする。 A nineteenth means is characterized in that, in the first or second means, a positional deviation of each color in the main scanning correspondence direction is corrected based on the detection result.
第20の手段は、第1又は第2の手段において、印字対象となる画像データ内において、前記第3のパターンの領域及び、前記第3のパターンの上流に形成される前記パターンの領域を検知したとき、前記検知手段を用いて濃度検知を行うことを特徴とする。 In the twentieth means, in the first or second means, the area of the third pattern and the area of the pattern formed upstream of the third pattern are detected in the image data to be printed. Then, density detection is performed using the detection means.
第21の手段は、第1又は第2の手段において、前記各パターンを連続的に形成できない場所では、前記第3のパターン及び前記第3のパターンの上流に形成される前記パターンを形成することを特徴とする。 A twenty-first means forms the pattern formed upstream of the third pattern and the third pattern in a place where the respective patterns cannot be continuously formed in the first or second means. It is characterized by.
第22の手段は、第21の手段において、前記各パターンを連続的に形成できない場所が紙間であることを特徴とする。 A twenty-second means is characterized in that, in the twenty-first means, the place where the respective patterns cannot be formed continuously is between the sheets.
第23の手段は、像担持体上にトナーを供給してトナー画像を形成する工程と、前記トナー画像を検出して検出信号を出力する検出する工程と、前記検出信号に基づいて前記トナー画像に付着したトナー量あるいはトナー濃度を演算する工程と、前記トナー量あるいは前記トナー濃度に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を設定する工程と、を備えるパターン画像形成方法であって、前記トナー画像を形成する工程で、前記像担持体上に第1のパターンを、前記像担持体の搬送方向について前記第1のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと同じ濃度であって、かつ前記像担持体の副走査対応方向及び前記像担持体の主走査対応方向に傾斜角を有する方向に延びる第2のパターンを、前記像担持体の搬送方向について前記第2のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと異なる濃度であって、かつ前記主走査対応方向の幅が前記第1のパターンのそれよりも狭くなるように第3のパターンを、それぞれ形成するパターン画像形成方法を特徴とする。 A twenty-third means includes a step of supplying a toner on the image carrier to form a toner image, a step of detecting the toner image and outputting a detection signal, and a detection step based on the detection signal. A pattern image forming method comprising: a step of calculating a toner amount or a toner density adhered to a toner image; and a step of setting an image forming condition of the image forming unit based on the toner amount or the toner concentration. In the image forming step, the first pattern is sequentially formed on the image carrier on the upstream side of the first pattern in the transport direction of the image carrier, and the same density as the first pattern is formed. And a second pattern extending in a direction having an inclination angle in a sub-scanning direction of the image carrier and a main scanning direction of the image carrier, Are sequentially formed on the upstream side of the second pattern, the density is different from that of the first pattern, and the width in the main scanning corresponding direction is narrower than that of the first pattern. It is characterized by a pattern image forming method for forming each of the third patterns.
なお、後述の実施形態では、画像形成手段は現像ユニット105に、検出手段はパターン濃度検知センサ107に、演算手段及び条件設定手段は制御手段113に、像担持体は中間転写ベルト104に、第1のパターンは符号601に、第2のパターンは符号602に、第3のパターンは符号603に、それぞれ対応する。
In the embodiments described later, the image forming means is in the developing
本発明によれば、斜めのパターンを1個追加するだけで、パターン画像の小型化が可能となり、トナー消費量を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of the pattern image and reduce the amount of toner consumed by adding only one oblique pattern.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置100は、給紙カセット101、給紙ローラ102、搬送路103、中間転写ベルト104、K,C,M,Y各色毎に設けられた現像ユニット105K、105C、105M、105Y、感光体106K、106C、106M、106Y、パターン濃度検知センサ107、テンションローラ108、駆動ローラ109、クリーニング装置110、2次転写ローラ111、及び定着ユニット112から基本的に構成されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The
給紙カセット101は、印刷する前の用紙を積載する。給紙ローラ102は、給紙カセット101に積載された用紙を最も上にあるものから順に搬送路103へ給紙する。1枚ずつ分離されて給紙された用紙は、中間転写ベルト104上の画像が転写されるタイミングに合わせて2次転写ローラ111に搬送される。中間転写ベルト104は、駆動ローラ109と、テンションローラ108とに巻回されたベルトであり、駆動ローラ109によって駆動され、テンションローラ108によって所定の張力が付与されている。
The paper feed cassette 101 stacks paper before printing. The paper feed roller 102 feeds the paper stacked in the paper feed cassette 101 to the
図1における画像形成装置100は、中間転写ベルト104に沿って補色関係にある各色の現像ユニット105K、105M、105C、105Yが並べられた構成を備える、いわゆる、タンデムタイプといわれるものである。Kはブラック、Mはマゼンダ、Cはシアン、Yはイエローを示し、各現像ユニット105K、105M、105C、105YにはそれぞれKMCY色のトナーによるトナー画像を担持可能な感光体106K、106M、106C、106Yを備えている。
The
図1において、中間転写ベルト104は反時計回りに回転し、回転方向の上流側から順に、複数の現像ユニット105K、105M、105C、105Yが配列されている。これら複数の現像ユニット105K、105M、105C、105Yは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。以下の説明では、全ての現像ユニット、又は、全ての感光体に共通する内容の場合には現像ユニット105、又は、感光体106と表す。
In FIG. 1, the
画像形成に際し、感光体106の外周面は、暗中にて一様に帯電される。その後、それぞれの色の画像に対応したレーザ光を照射して一様に帯電した感光体106の外周面を露光する。これによって静電潜像が形成される。この静電潜像を可視像化することによって感光体106上にそれぞれの色のトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体106と中間転写ベルト104とが接する位置(1次転写位置)で、図示しない1次転写ローラにより中間転写ベルト104上に転写される。この転写により、中間転写ベルト104上にトナーによる画像が形成される。
When forming an image, the outer peripheral surface of the photoreceptor 106 is uniformly charged in the dark. After that, the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 106 is exposed by irradiating laser light corresponding to each color image. Thereby, an electrostatic latent image is formed. By making this electrostatic latent image visible, a toner image of each color is formed on the photoreceptor 106. This toner image is transferred onto the
以上のようにして現像ユニット105Kでブラックのトナー画像を転写された中間転写ベルト104は、カラー印刷要求がされた場合、次の現像ユニット105Mに搬送される。現像ユニット105Mでは、現像ユニット105Kでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体106M上にマゼンダのトナー画像が形成され、そのトナー画像が中間転写ベルト104上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。中間転写ベルト104は、更に次の現像ユニット105C、105Yに搬送され、同様の動作により、感光体106C上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体106Y上に形成されたイエローのトナー画像とが、中間転写ベルト104上に重畳されて転写される。こうして、中間転写ベルト104上にフルカラーの画像が形成される。
The
このフルカラーの重ね画像が形成された中間転写ベルト104は、2次転写ローラ111の位置まで搬送され、中間転写ベルト104上のフルカラーの画像が前記2次転写ローラ111の作用により給紙カセット101から搬送されてきた用紙に転写される。
The
図2は図1のパターン濃度検知センサ部分を拡大して示す図で、パターン濃度検知センサ107は、中間転写ベルト104上のパターン画像201の濃度を読み取る。また、パターン濃度検知センサ107は、発光素子202、受光素子203を備えた光反射式のセンサであり、1個設けられる。また、中間転写ベルト104の表面は、トナー画像の転写が終了した後、用紙に転写されずに残留した不要なトナーがクリーニング装置110により取り除かれ、次の画像形成のために待機する。
FIG. 2 is an enlarged view of the pattern density detection sensor portion of FIG. 1. The pattern
定着ユニット112は、用紙に転写されたトナー画像を熱融着し、トナー画像を用紙に固着する。定着ユニット112は、図示しない他の駆動源によってしきい値以上の温度に上げられた場合に、動作する。そして、定着ユニット112によってトナー画像を固着された用紙を印刷結果として画像形成装置100の外部に排出する。なお画像形成に際して、ブラックのみの印刷(モノクロ印刷)の場合は感光体106M、感光体106C、感光体106Yは、中間転写ベルト104から離間された位置に退避し、前述の画像形成プロセスをブラックの場合のみ実行する。
The fixing unit 112 thermally fuses the toner image transferred to the paper and fixes the toner image to the paper. The fixing unit 112 operates when the temperature is raised to a temperature equal to or higher than a threshold value by another driving source (not shown). Then, the sheet on which the toner image is fixed by the fixing unit 112 is discharged out of the
図3は前記トナー付着量検出回路の回路構成を示すブロック図である。検出回路は、前記パターン濃度検知センサ107と制御手段(CPUを含む制御回路)113とからなる。制御手段113は発光素子202から照明光を出射し、像担持体(ここでは、中間転写ベルト104)又はトナーのパターン画像201のからの反射光を受光素子203で受光し、制御手段113によって受光素子203から入力された検出信号の信号レベルに基づいて、中間転写ベルト104上に形成されたn個のパターン画像201のトナー付着量を演算する。なお、n個のパターン画像201は画像パターン形成手段としての現像ユニット105K、105M、105C、105Yによって中間転写ベルト104に形成される。パターン画像の形成制御も前記制御手段113によって行われる。この制御手段113は、パターン濃度検知センサ107がパターン画像201からの反射光を検出して得られた検出信号に基づいてトナー画像に付着したトナー量あるいはトナー濃度を演算する演算手段として機能し、また、前記トナー量あるいは前記トナー濃度に基づいて前記画像形成プロセスで形成される画像の画像形成条件を設定する条件設定手段としても機能する。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the toner adhesion amount detection circuit. The detection circuit includes the pattern
図4及び図5は本実施形態に係るトナー画像(パターン画像)形成の状態を示す説明図である。
図4及び図5に示すように前記トナー画像は、中間転写ベルト(像担持体)104上に形成される第1のパターン601と、中間転写ベルト104の搬送方向(以下、副走査対応方向とも称す)DFについて第1のパターン601の上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターン601と同じ濃度であって、かつ中間転写ベルト104の副走査対応方向DF及び前記中間転写ベルト104の搬送方向DFに直交する方向(以下、主走査対応方向とも称す)DLに傾斜角を有する方向に延びた状態で形成される第2のパターン602と、前記中間転写ベルト104の搬送方向DFについて第2のパターン602の上流側に順次形成されるとともに、第1のパターン601とは異なる濃度であって、かつ前記主走査対応方向DLの幅D3が前記第1のパターンの幅D1よりも狭い第3のパターン603と、を備える。これらのパターンは、第1のパターン601を形成した後、第2のパターン602を形成する。次いで、第1のパターン601におけるトナー量あるいはトナー濃度を制御回路113で演算した結果と、第2のパターン602におけるトナー量あるいはトナー濃度を制御回路113で演算手段にて演算した結果と比較する。比較結果よりパターン濃度検知センサ107の主走査対応方向DLの位置を算出する。第3のパターン603以降は、算出したパターン濃度検知センサ107の主走査対応方向位置に基づいてセンサスポットSPのセンサスポット径DSに合わせた幅D3の第3のパターン603を形成する。
4 and 5 are explanatory views showing the state of toner image (pattern image) formation according to this embodiment.
As shown in FIGS. 4 and 5, the toner image includes a
第3のパターン603の上流に形成されるパターン604は、主走査対応方向幅D4が前記第3のパターン601の主走査対応方向幅D3と同一で、濃度が前記第1のパターンの濃度及び前記第3のパターンの濃度とは異なるように設定されている。
The
第1のパターン601の主走査対応方向幅D1は、パターン濃度検知センサ107の検知領域が1つ以上含まれる幅に設定されている。前記第1のパターン601の副走査対応方向幅F1も、主走査対応方向幅D1と同様にパターン濃度検知センサ107の検知領域(センサスポット径DSに等しい)が1つ以上含まれる幅に設定されている。
The width D1 in the main scanning correspondence direction of the
また、第2のパターン602の長手方向に直交する幅D2は、前記第1のパターン601の主走査対応方向幅D1より狭い幅に設定され、かつ、パターン濃度検知センサ107の検知領域が1つ以上含まれる幅となっている。この場合、第2のパターン602は、前記パターン濃度検知センサ107の検知領域DSが1つ以上含まれる領域AR2が、主走査対応方向DLと副走査対応方向DFに傾斜角度を持つ方向に連なるように設定する。
The width D2 orthogonal to the longitudinal direction of the
更に、第3のパターン603の副走査対応方向幅F3は、前記第1のパターン601の副走査対応方向幅F1よりも狭く、パターン濃度検知センサ107の検知領域DSが1つ以上含まれる幅とする。また、第3のパターン603の主走査対応方向幅D3も副走査対応方向幅F3と同様に、パターン濃度検知センサ107の検知領域DSが1つ以上含まれる幅とする。
Furthermore, the sub-scan corresponding direction width F3 of the
中間転写ベルト104上に形成される各パターン間の時間間隔は、前記制御手段113によって設定されるが、当該制御手段113によって設定される画像形成条件の切替えに有する時間より長い間隔に設定される。
The time interval between the patterns formed on the
第3のパターン603の主走査対応方向におけるパターン形成中心位置は、パターン濃度検知センサ107によって検出された前記第1のパターン601の濃度値と、前記第2のパターン602の濃度値とが等しくなる位置を、前記第3のパターン603の主走査対応方向DLにおけるパターン形成中心位置としている。これにより、主走査対応方向DLに位置ずれが生じていても、その位置ずれを第2のパターン602を読み取った際に検知し、第3のパターン603はそのずれた位置に形成されるので、確実に第1ないし第3のパターン601,602,603から濃度情報を得ることができる。
The pattern formation center position of the
また、第3のパターン603の上流に形成されるパターン604の主走査対応方向DLにおけるパターン形成中心位置も第3のパターン603と同様に、パターン濃度検知センサ107によって検出された第1のパターン601の濃度値と、前記第2のパターン602の濃度値とが等しくなる位置を、前記第3のパターンの上流に形成される前記パターン604の主走査対応方向におけるパターン形成中心位置としている。これにより、主走査対応方向に位置ずれが生じていても、その位置ずれを第2のパターン602を読み取った際に検知し、第3のパターン603より上流側のパターン604もそのずれた位置に形成されるので、確実に第1ないし第3のパターン601,602,603及びそれよりも上流側に形成されるパターンの濃度情報を得ることができる。
The pattern formation center position in the main scanning correspondence direction DL of the
第1のパターン601、第2のパターン602、第3のパターン603、及び第3のパターン603の上流に形成される前記パターン604は、パターン濃度検知センサ107から最も近い位置にある作像色から形成する。
The
なお、第2のパターン602の長手方向傾斜角度は、中間転写ベルト104の搬送方向(副走査方向)に対して±45°としている。これにより、パターン濃度検知センサ107の主走査対応方向DLのずれ量の計算も容易となる。
The inclination angle in the longitudinal direction of the
また、前記第1のパターン601の濃度は、前記演算手段にて用いられる全パターンの濃度値の中心値としている。これにより、第1のパターン601の濃度を基準として濃度の評価が可能となる。
The density of the
図4に示したパターンと図5に示したパターンでは第3のパターン603と第3のパターン603の上流に形成されるパターン604の副走査対応方向DFの長さが異なっている。図4のように第3のパターン603以降の副走査対応方向DFの長さが長い場合には、その分、パターン画像から得る情報は多くなるが、消費するトナー量も多くなる。一方、図5のように長さが短い場合には、パターン画像から得る情報は少なくなるが、消費するトナー量は少なく、経済的になる。従って、これらの点を考慮して副走査対応方向DFの長さが決定される。
The pattern shown in FIG. 4 and the pattern shown in FIG. 5 differ in the length of the
主走査対応方向のずれ量は、図4あるいは図5に示した第3のパターン603以降のパターンを形成したときに第2のパターン602の検出位置から検出することができることは前述の通りである。図6及び図7はこの検出結果を示す図である。すなわち、各色毎にパターンを見ると各色のパターン毎に副走査対応方向にずれが生じる。そこで、同図から分かるように黒の画像パターンの形成位置を基準にしたときに、黒の主走査対応方向における中心位置を基準としてイエロー、シアン、マゼンダの各色における主走査対応方向における位置情報と比較し、基準位置からのずれ距離を算出し、算出結果に基づいて主走査対応方向における位置ずれ補正を行うことができる。この補正は制御手段113内のCPUによって実行される。
As described above, the shift amount in the main scanning direction can be detected from the detection position of the
また、図8に示すように印字データ(印字対象となる画像データD)内において、第3のパターン603の領域及び、前記第3のパターン603の上流に形成される前記パターン604の領域を前記制御手段113内に設定されたパターン領域制御部が検知したときに、前記トナー濃度検知センサ107によって前記パターン603,604の濃度検知を行い、データの補正を行うこともできる。この場合、トナー濃度検知センサ107で走査するスポット径の直径の範囲が新しいパターン(パッチ)の作像領域ARとなる。
Further, as shown in FIG. 8, the area of the
これにより、パターン画像の小型化、トナー付着量検出に要する作業時間の短縮化、及びトナー消費量の低減化を図ることができると共に印字品質を維持することが可能となる。 As a result, it is possible to reduce the size of the pattern image, shorten the work time required for detecting the toner adhesion amount, reduce the toner consumption amount, and maintain the print quality.
このようにパターン画像の小型化が可能であることから、紙間のようにパターンを連続的に生成できないような場合においても、図9に示すように紙間前記第3のパターン603及び前記第3のパターン603の上流に形成される前記パターン604を形成し、同様の検出及び補正が可能となる。これにより、従来のパターンでは難しかった紙間などの狭い領域であってもパターン形成とパターン検知が可能となり、紙間の短い高速機にも対応することができる。
Since the pattern image can be miniaturized as described above, even when the pattern cannot be continuously generated as between the sheets, the
100 画像形成装置
101 給紙カセット
102 給紙ローラ
103 搬送路
104 中間転写ベルト
105 現像ユニット(K、C、M、Y)
106 感光体(K、C、M、Y)
107 パターン濃度検知センサ
108 テンションローラ
109 駆動ローラ
110 クリーニング装置
111 2次転写ローラ
112 定着ユニット
113 制御部
201 トナー
202 発光素子
203 受光素子
601 第1のパターン
602 第2のパターン
603 第3のパターン
DS センサスポット径
SP センサスポット
DESCRIPTION OF
106 photoconductor (K, C, M, Y)
107 Pattern Density Detection Sensor 108
Claims (23)
前記トナー画像を検出して検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号に基づいて前記トナー画像に付着したトナー量あるいはトナー濃度を演算する演算手段と、
前記トナー量あるいは前記トナー濃度に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を設定する条件設定手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記トナー画像は、前記像担持体上に形成される第1のパターンと、
前記像担持体の搬送方向について第1のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと同じ濃度であって、かつ前記像担持体の搬送方向(以下、副走査対応方向と称す)及び前記像担持体の搬送方向に直交する方向(以下、主走査対応方向と称す)に傾斜角を有する方向に延びた状態で形成される第2のパターンと、
前記像担持体の搬送方向について第2のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと異なる濃度であって、かつ前記主走査対応方向の幅が前記第1のパターンのそれよりも狭い第3のパターンと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for forming a toner image by supplying toner onto the image carrier;
Detecting means for detecting the toner image and outputting a detection signal;
A calculation means for calculating the amount of toner or the toner density attached to the toner image based on the detection signal;
Condition setting means for setting an image forming condition of the image forming means based on the toner amount or the toner density;
An image forming apparatus comprising:
The toner image includes a first pattern formed on the image carrier,
The image carrier is sequentially formed on the upstream side of the first pattern in the transport direction, and has the same density as the first pattern, and the transport direction of the image carrier (hereinafter referred to as a sub-scanning corresponding direction). And a second pattern formed in a state extending in a direction having an inclination angle in a direction orthogonal to the conveyance direction of the image carrier (hereinafter referred to as a main scanning corresponding direction);
It is sequentially formed on the upstream side of the second pattern in the conveyance direction of the image carrier, has a density different from that of the first pattern, and the width in the main scanning corresponding direction is that of the first pattern. A narrower third pattern,
An image forming apparatus comprising:
前記トナー画像を検出して検出信号を出力する検出する工程と、
前記検出信号に基づいて前記トナー画像に付着したトナー量あるいはトナー濃度を演算する工程と、
前記トナー量あるいは前記トナー濃度に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を設定する工程と、
を備えるパターン画像形成方法であって、
前記トナー画像を形成する工程で、
前記像担持体上に第1のパターンを、
前記像担持体の搬送方向について前記第1のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと同じ濃度であって、かつ前記像担持体の副走査対応方向及び前記像担持体の主走査対応方向に傾斜角を有する方向に延びる第2のパターンを、
前記像担持体の搬送方向について前記第2のパターンの上流側に順次形成されるとともに、前記第1のパターンと異なる濃度であって、かつ前記主走査対応方向の幅が前記第1のパターンのそれよりも狭くなるように第3のパターンを、
それぞれ形成することを特徴とするパターン画像形成方法。 Supplying toner onto the image carrier to form a toner image;
Detecting the toner image and outputting a detection signal;
Calculating a toner amount or a toner concentration attached to the toner image based on the detection signal;
Setting image forming conditions of the image forming means based on the toner amount or the toner density;
A pattern image forming method comprising:
In the step of forming the toner image,
A first pattern on the image carrier,
The image carrier is sequentially formed on the upstream side of the first pattern with respect to the conveyance direction of the image carrier, and has the same density as the first pattern and corresponds to the sub-scanning direction of the image carrier and the image carrier. A second pattern extending in a direction having an inclination angle in the main scanning corresponding direction,
It is sequentially formed on the upstream side of the second pattern in the conveyance direction of the image carrier, has a density different from that of the first pattern, and has a width in the main scanning corresponding direction of the first pattern. The third pattern to be narrower than that,
A pattern image forming method comprising forming each of them.
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