JP2003084505A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

画像形成装置及び画像形成方法

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JP2003084505A
JP2003084505A JP2001277447A JP2001277447A JP2003084505A JP 2003084505 A JP2003084505 A JP 2003084505A JP 2001277447 A JP2001277447 A JP 2001277447A JP 2001277447 A JP2001277447 A JP 2001277447A JP 2003084505 A JP2003084505 A JP 2003084505A
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photoconductor
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density unevenness
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Naoko Yamagishi
奈穂子 山岸
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体駆動機構の振動などがあっても、安定
した良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 テストパターン像発生手段11ではテス
トパターン信号が生成され、その信号が書き込み手段1
2へ送られる。書き込み手段12では、入力された信号
に基づいて感光体13に潜像が形成され、現像手段14
によりトナー像が形成される。濃度ムラ検出部15で
は、感光体回転方向の濃度ムラの検出が行なわれ、この
濃度ムラ情報が画像処理法選択手段16に送られる。画
像処理法選択手段16では、検出された濃度ムラに応じ
て最適な処理法が選択され、その情報が画像処理手段1
7に送られる。画像入力手段18には、端末などから出
力された画像データなどのデジタル信号が入力され、選
択された処理法が画像処理手段17によって、前記入力
された画像データに施される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機や
プリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置及
び、画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子写真方式のデジタル複写機
やプリンタ等の画像形成装置において、感光体の回転速
度が一定でない場合、バンディングと呼ばれる帯状の濃
度ムラが発生する。感光体上に形成される画像を劣化さ
せる前記濃度ムラの要因としては、感光体回転・移動機
構の振動、感光体製作用部品のばらつきなどが挙げられ
る。
【0003】前記濃度ムラの原因となるこれらの影響を
最小限にするために、一般的には、部品の精度を高めた
り、振動の共振を防止したりする方策が取られる。例え
ば、特開平8−115038号公報には、装置内に感光
体の回転状態を検出するエンコーダを設け、感光体の速
度変動値を検出し、その値に基づき感光体の駆動装置な
どを制御することで、感光体の速度変動を緩和する画像
形成装置が提案されている。この画像形成装置では、回
転ムラ等の発生を防止して、濃度ムラの少ない良質な画
像を得ることが可能になる。
【0004】また、特開2000−122508号公報
に開示された技術では、転写ベルト上に等間隔からなる
線分の画像パターンを形成し、その画像パターンを光学
センサ等で検出した結果に基づいて、感光体や転写ベル
ト駆動モータ等の回転に発生する周期変動を算出し、回
転速度の補正を行なっている。
【0005】上記従来技術においては、感光体の速度変
動値から、発生するであろう濃度ムラを計測して感光体
の駆動装置等を制御し、速度変動を緩和しているが、濃
度ムラを計測、制御しているわけではないため、画像劣
化防止の効果は、あくまで間接的なものであり、精密さ
に欠けるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、顕像化されたトナー像を計測して直接感光体回転
方向の濃度ムラを検出することにより、従来技術の上記
問題点を解決し、振動あるいは部品精度不良等のメカニ
カルな要因があっても、より安定した良好な画像を得る
ことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
電子写真プロセスを用いて感光体上にトナー画像を形成
する画像形成装置において、前記感光体上に所定のテス
トパターン像を形成する手段と、感光体上に形成された
前記テストパターン像の感光体回転方向の濃度ムラを検
出する手段とを有することを特徴とする画像形成装置で
ある。
【0008】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
画像形成装置において、前記テストパターン像は複数の
異なる中間調画像から成り、これらの感光体回転方向の
濃度ムラ検出結果に基づき、中間調処理方法を選択する
ように構成したことを特徴とする画像形成装置である。
【0009】請求項3に係る発明は、請求項2に記載の
画像形成装置において、前記テストパターン像は線数の
異なる複数種類の中間調画像から成り、感光体回転方向
の濃度ムラの許容値以下で最も高い線数の中間調処理方
法を選択するように構成したことを特徴とする画像形成
装置である。
【0010】請求項4に係る発明は、請求項1〜3のい
ずれかに記載の画像形成装置において、前記テストパタ
ーン像は実印字時間外に形成するように構成したことを
特徴とする画像形成装置である。
【0011】請求項5に係る発明は、請求項1〜3のい
ずれかに記載の画像形成装置において、前記テストパタ
ーン像は感光体の実画像形成領域外に形成するように構
成したことを特徴とする画像形成装置である。
【0012】請求項6に係る発明は、電子写真プロセス
を用いて感光体上にトナー画像を形成する画像形成方法
において、前記感光体上に複数の異なる中間調画像から
成るテストパターン像を形成し、前記テストパターン像
の感光体回転方向の濃度ムラを検出し、検出された濃度
ムラに応じて中間調処理方法を選択することを特徴とす
る画像形成方法である。
【0013】請求項7に係る発明は、請求項6に記載の
画像形成方法において、前記テストパターン像は線数の
異なる複数種類の中間調画像から成り、濃度ムラの許容
値以下で最も高い線数の中間調処理方法を選択すること
を特徴とする画像形成方法である。
【0014】請求項8に係る発明は、請求項6又は7に
記載の画像形成方法において、前記テストパターン像は
実印字時間外に形成することを特徴とする画像形成方法
である。
【0015】請求項9に係る発明は、請求項6又は7に
記載の画像形成方法において、前記テストパターン像は
感光体の実画像形成領域外に形成することを特徴とする
画像形成方法である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
画像形成装置を、図面を参照しながら説明する。図1
は、この画像形成装置の構成を説明するブロック図であ
る。この画像形成装置はテストパターン像発生手段1
1、書き込み手段12、感光体13、現像手段14、濃
度ムラ検出部15、画像処理法選択手段16、画像処理
手段17、画像入力手段18及び画像出力手段19を備
えている。
【0017】テストパターン像発生手段11ではテスト
パターン信号が生成され、その信号が書き込み手段12
へ送られる。書き込み手段12では、入力された信号に
基づいて感光体13に潜像が形成され、現像手段14に
より、トナー像が形成される。濃度ムラ検出部15で
は、感光体回転方向の濃度ムラの検出が行なわれ、その
濃度ムラ情報が画像処理法選択手段16に送られる。な
お、濃度ムラ検出部15は濃度分布計測手段151と濃
度ムラ算出手段152から構成されている。
【0018】画像処理法選択手段16では、検出された
濃度ムラに応じて最適な処理法が選択され、その情報が
画像処理手段17に送られる。画像入力手段18には、
端末などから出力された画像データなどのデジタル信号
が入力され、選択された処理法が画像処理手段17によ
って、前記入力された画像データに施される。そして再
び書き込み手段12、感光体13、現像手段14を介し
て、画像出力手段19で転写、定着などの一連の処理が
行なわれ画像が出力される。
【0019】図2は、この画像形成装置による処理手順
を示すフローチャートである。まず、テストパターン像
発生手段により、所定の画像処理が施されたパッチであ
るテストパターン像(以下、テストパッチ)の信号が書
き込み手段に送られる(S21)。次いで書き込み手段
により、入力されたテストパッチ信号に沿って発光され
たレーザ光によって感光体上に潜像が形成され、現像手
段によって、テストパッチのトナー像が形成される(S
22)。次いで、濃度分布計測手段(後述)により感光
体上のテストパッチトナー像の濃度等の物理特性量分布
データ(以下、濃度分布データ)が計測され、この濃度
分布データが濃度ムラ算出手段に送られる(S23)。
濃度ムラ算出手段は、送られた濃度分布データをもとに
感光体回転方向の濃度ムラを算出する(S24:後
述)。
【0020】画像処理法選択手段では、算出された濃度
ムラに応じて最適な中間調処理法が選択され、その情報
を画像処理手段に送る(S25)。そして、画像処理手
段において画像入力手段から送られた画像データ(S2
6)に画像処理法選択手段で選択された中間調処理法が
施され(S27)、画像出力手段によって画像が出力さ
れる(S28)。
【0021】ここで、濃度分布計測手段151について
図面を参照して説明する。本発明で用いた濃度分布計測
手段151は、例えば図3に示した光学センサ30であ
る。感光体13に近接して設けられた光学センサ30は
発光素子31と、受光素子32から構成されている。感
光体13上に形成された各テストパッチに、発光素子3
1からの出射光が照射され、その反射光が受光素子32
で受光されることにより、テストパッチのトナー像の濃
度分布が計測され、計測された一次元もしくは二次元の
濃度分布データが濃度ムラ算出手段152へ送られる。
【0022】次に、濃度ムラの算出について説明する。
濃度ムラ算出手段152では、まず、濃度分布計測手段
151から送られた濃度分布データを記憶し、濃度ムラ
を算出するが、感光体回転方向の濃度ムラの算出では、
例えば、特開2000−4313号公報に提案された方
法を用いる。
【0023】図6に感光体回転方向の濃度ムラ算出の処
理フローを示す。まず濃度分布計測手段から送られた濃
度分布データが感光体回転方向の一次元の明度分布に変
換され(物理特性量変換)(S42)、さらにフーリエ
変換により、空間周波数空間に変換される(S43)。
その後、視覚特性補正として視覚の空間周波数特性が乗
じられ(S44)、平均明度による補正が行なわれる
(S45)ことにより、感光体回転方向の濃度ムラが算
出される(S46)。
【0024】なお、感光体回転方向の濃度ムラの算出式
の一例を示すと、つぎのとおりである。 (Visual Banding)=(2.372ΔL + 0.331)exp(0.0144L*)ex
p(-0.208u)×[1-exp{(0.0176L*-0.176)u}]-0.0133
【0025】上記算出式において、 ΔL:各周波数の明度振幅 L*平均明度 u:空間周波数[c/deg] である。
【0026】ここで、例えば、テストパッチは線数の異
なる複数種類の中間調画像とし、光学センサ30で濃度
分布を計測し、濃度ムラ算出手段152で濃度ムラの算
出を行う。画像処理法選択手段16では、濃度ムラが許
容値以下で最も高い線数の中間調処理方法を選択し、そ
の情報が画像処理手段17に送られ、選択された画像処
理が施された画像データが書き込み手段12に送られ感
光体13、現像手段14を介し画像出力手段19で出力
される。
【0027】ここで、線数と感光体回転方向の濃度ムラ
との関係について調べた実験結果を図7に示す。2種類
のマシンA,Bについて、3種類の線数(106,14
1,212[lpi]の中間調画像における感光体回転
方向の濃度ムラ測定を行なった。濃度ムラの値は、これ
が低いほど目立ち難く、高いほど目立ちやすいことを意
味する。図7からもわかるように、感光体回転方向の濃
度ムラは、一般に低線数ほど目立ちにくくなり、高線数
ほど目立ちやすくなる傾向がある。従って、濃度ムラ許
容値以下で最も高線数の中間調処理方法を選択すること
により、許容範囲内の濃度ムラで最も高解像度の画質を
得ることが出来る。
【0028】また、テストパッチは中間調処理法の異な
る複数種類の、例えばディザ法、誤差拡散法、ブルーノ
イズ法よる画像のそれぞれ一種類または複数種類のパッ
チとし、光学センサで各テストパッチの濃度分布を計測
し、濃度ムラ算出手段で濃度ムラの算出を行うようにし
てもよい。算出された濃度ムラ情報は画像処理法選択手
段に送られ、そこで濃度ムラの最も少ない中間調処理方
法が選択され、画像処理手段によって選択された中間調
処理が施されるようにしてもよい。
【0029】図4には、テストパッチを感光体上の複数
カ所に形成し、それに伴い光学センサ30を複数カ所に
設けた場合を示す。先述と同様に、各テストパッチの濃
度分布を測定し、その濃度分布データが濃度ムラ算出手
段に送られる。濃度ムラ算出手段では各テストパッチの
濃度ムラの算出を行ない、算出された複数種類の濃度ム
ラの平均濃度ムラを算出し、その値を最終的な濃度ムラ
としてもよい。これにより、より正確な濃度ムラの検出
が可能となる。
【0030】また、感光体回転方向の濃度ムラの要因と
しては、先に述べたように感光体回転機構に関わる振
動、製作上の部品のばらつきなどであるが、それらは経
時的に変化することが考えられるので、本発明で述べた
濃度ムラ検出による一連の処理は定期的に行なわれるこ
とが望ましい。定期的に一連の処理を行なうにあたっ
て、実印字時間外に、例えば初期設定に基づいて行なわ
れるようにしてもよい。それによって自動的に最適な画
像処理が画像データに施され、常に良好な画質を得るこ
とが可能になる。
【0031】また、図5に示すように、感光体の実画像
形成領域外にテストパターン像を形成し、濃度ムラの検
出を行なってもよい。これにより、実印字時間であって
も、濃度ムラの検出による一連の処理が可能になり、常
に良好な画質を得ることが出来る。また、感光体の実画
像形成領域外にテストパターン像を形成することは、感
光体への余計な負担を軽減し、感光体の劣化を防ぐこと
にもつながる。さらに、検出された濃度ムラが許容値を
超えた場合は、マシンが故障していることも考えられる
ので、印刷を中止し使用者へ警告を発してもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、顕像されたテストパターン像の濃度を計測
し、感光体回転方向の濃度ムラを直接的に検出すること
で、実画像により忠実な画質の劣化を検出することがで
きる。また、その結果に基づき適切な処理を行なうこと
も可能になる。
【0033】請求項2,3及び請求項6,7に記載の発
明によれば、検出された感光体回転方向の濃度ムラに応
じて中間調処理法が選択されるので、常に最適な画像処
理が施され、より安定した良好な画像を得ることが出来
る。
【0034】請求項4及び請求項8に記載の発明によれ
ば、テストパターン像を実印字時間外に形成し、感光体
回転方向の濃度ムラを検出するので、使用者の負担にな
ることなく、より安定した良好な画像を得ることが出来
る。
【0035】請求項5及び請求項9に記載の発明によれ
ば、感光体の実画像形成領域外にテストパターン像を形
成し、感光体回転方向の濃度ムラを検出するので、実印
字時間においても、より安定した良好な画像を得ること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】図1の画像形成装置による処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図3】感光体上のテストパターン像(テストパッチ)
の濃度分布測定方法の一例を示す説明図である。
【図4】感光体上のテストパターン像の濃度分布測定方
法の別例を示す説明図である。
【図5】感光体上のテストパターン像の濃度分布測定方
法の更に別の例を示す説明図である。
【図6】感光体回転方向の濃度ムラ算出の処理方法を示
すフローチャートである。
【図7】線数と、感光体回転方向の濃度ムラとの関係に
ついての実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
11 テストパターン像発生手段 12 書き込み手段 13 感光体 14 現像手段 15 濃度ムラ検出部 16 画像処理法選択手段 17 画像処理手段 18 画像入力手段 19 画像出力手段 30 光学センサ 31 発光素子 32 受光素子 151 濃度分布計測手段 152 濃度ムラ算出手段

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真プロセスを用いて感光体上にト
    ナー画像を形成する画像形成装置において、前記感光体
    上に所定のテストパターン像を形成する手段と、感光体
    上に形成された前記テストパターン像の感光体回転方向
    の濃度ムラを検出する手段とを有することを特徴とする
    画像形成装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の画像形成装置におい
    て、前記テストパターン像は複数の異なる中間調画像か
    ら成り、これらの感光体回転方向の濃度ムラ検出結果に
    基づき、中間調処理方法を選択するように構成したこと
    を特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の画像形成装置におい
    て、前記テストパターン像は線数の異なる複数種類の中
    間調画像から成り、濃度ムラの許容値以下で最も高い線
    数の中間調処理方法を選択するように構成したことを特
    徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形
    成装置において、前記テストパターン像は実印字時間外
    に形成するように構成したことを特徴とする画像形成装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の画像形
    成装置において、前記テストパターン像は感光体の実画
    像形成領域外に形成するように構成したことを特徴とす
    る画像形成装置。
  6. 【請求項6】 電子写真プロセスを用いて感光体上にト
    ナー画像を形成する画像形成方法において、前記感光体
    上に複数の異なる中間調画像から成るテストパターン像
    を形成し、前記テストパターン像の感光体回転方向の濃
    度ムラを検出し、検出された濃度ムラに応じて中間調処
    理方法を選択することを特徴とする画像形成方法。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の画像形成方法におい
    て、前記テストパターン像は線数の異なる複数種類の中
    間調画像から成り、濃度ムラの許容値以下で最も高い線
    数の中間調処理方法を選択することを特徴とする画像形
    成方法。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7に記載の画像形成方法に
    おいて、前記テストパターン像は実印字時間外に形成す
    ることを特徴とする画像形成方法。
  9. 【請求項9】 請求項6又は7に記載の画像形成方法に
    おいて、前記テストパターン像は感光体の実画像形成領
    域外に形成することを特徴とする画像形成方法。
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