JP2006139089A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 濃度又は色度の補正が確実になされたかの確認を行ない、高画質のカラー画像を提供する。
【解決手段】 定着後の紙搬送路内にカラーセンサを設置し、紙上のテストパターンを読込み、そのデータを元に補正すべき各種の情報を作成し、同じ紙の裏面に補正後の画像を定着させ、ユーザの目視、又は、再度そのテストパターンをカラーセンサで読込み、適切なる補正がなされたかチェックを行う。カラーセンサでチェックを行う場合は、適切なる補正がなされていなければ、その旨の表示を行うか、再度一連のキャリブレーション動作を繰り返す。
【選択図】 図１

Description

本発明は感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、記録媒体にトナー転写、定着して記録を行なう電子写真方式のカラー画像形成装置の構成に関するものである。

特に複写機、プリンタ等の機能を有する画像記録装置やそれ等の機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられるカラー画像形成装置で用いられる。

感光体の周囲に帯電装置、現像装置を配置した複数の電子写真プロセスユニットを装置内に並置させ、各プロセスユニット内の感光体表面にレーザ、ＬＥＤ光等を用いた露光装置により光学像を結像させることで感光体表面に潜像を形成し、その潜像を現像装置によりトナーを用いて可視化した後、中間転写ベルトに順次トナー転写した後、記録媒体に一括して定着し、カラー画像を形成する画像形成装置は、近年実用化されている。

また、カラープリンタ、カラー複写機等の電子写真方式を採用したカラー画像形成装置は出力画像の更なる高画質化が求められている。

ところが、カラー画像形成装置は、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の色が変動する。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変動でも色の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがあるので、色及び色の階調性を安定して再現するための手段を有している。

例えば、各色のトナーに対して、絶対湿度に応じた数種類の露光量や現像バイアスなどのプロセス条件、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）などの階調補正手段をもち、温湿度センサによって測定された絶対湿度に基づいて、その時のプロセス条件や階調補正の最適値を選択している。

また、装置各部の変動が起こっても一定の色及び色の階調性が得られるように、各色のトナー単色で濃度検出用トナーテストパターンを中間転写体や感光体等の上に形成し、その未定着単色トナーテストパターンの濃度を未定着トナー用濃度検出センサ（以下濃度センサとする）で検出し、その検出結果より露光量、現像バイアスなどのプロセス条件やＬＵＴなどの階調補正手段にフィードバックをかけて濃度制御を行うことで、安定した色及び色の階調性を得るように構成している（例えば、特許文献１参照）。

ただし、前記濃度センサを用いた濃度制御はテストパターンを中間転写体やドラム等の上に形成し検出するもので、その後に行われる記録媒体への転写及び定着による画像のカラーバランスの変化については制御していない。記録媒体へのトナー画像の転写における転写効率や、定着による加熱及び加圧によってもカラーバランスが変化する。この変化には、前記濃度センサを用いた濃度制御では対応できない。

そこで記録媒体上にシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の単色の階調テストパターンや、Ｃ，Ｍ，Ｙ混色のテストパターンを形成し、定着後に記録媒体上のテストパターンの濃度又は色度を検出するセンサ（以下カラーセンサという）を設置したカラー画像形成装置もある（例えば、特許文献２参照）。

このカラー画像形成装置では、検出した結果を画像形成部の露光量やプロセス条件、濃度−階調特性を補正するためのキャリブレーションテーブルなどへフィードバックすることで、記録媒体上に形成した最終出力画像の濃度又は色度制御を行うことができる。カラー画像形成装置の出力画像を外部の画像読取装置又は濃度計・色度計で検出し、同様の制御を行うことも可能であるものの、本方式はカラー画像形成装置内で制御が完結する点で優れている。

このカラーセンサは、例えば発光素子として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の発光スペクトルが異なる３種以上の光源を用いるか、又は発光素子は白色（Ｗ）を発光する光源を用いて、受光素子上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の分光透過率が異なる３種以上のフィルタを形成したもので構成する。このことによりＲＧＢ出力等の異なる３種以上の出力が得られる。

ここで従来におけるカラーＬＢＰの構成を示す断面図を図７に示し、それを用いて具体的な動作機能を説明する。

これらのプリンタの動作として、通常プリントモード、テストモードがある。

まず通常プリントモードの動作について説明する。

図示したＬＢＰは４ドラムフルカラー方式のＬＢＰであり、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは感光ドラムで、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の現像材（トナー）を備えた各画像形成ステーションに設けられている。

各感光ドラム５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの表面には、それぞれに対応したレーザスキャナ装置５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋから、画像データ入力部（図示せず）からの画像データに基づいて発せられたレーザ光により露光され潜像が形成され、さらにそれぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の現像材によって現像されトナー画像が形成される。

５２は中間転写ベルトで、各感光ドラム５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで形成された各色毎のトナー画像が一次転写される。給紙カセット５３には記録媒体であるシートＰが積載されており、給紙ローラ５４により給紙され、フィード・リタードローラ対５５、搬送ローラ対５６により搬送され、駆動停止しているレジストローラ対５７に搬送される。

またマルチ給紙部４０からの給紙が指定された場合は、マルチ給紙トレー４１に記録媒体であるシートＰが積載されており、マルチ給紙ローラ対４２により給紙され、マルチ搬送ローラ対４３により搬送され、駆動停止しているレジストローラ対５７に搬送される。

上記シートＰは、レジストローラ対５７により斜行が補正された後、所定のタイミングで二次転写部６０へ搬送されて中間転写ベルト５２上のトナー画像が転写され、次いで二次転写部６０の二次転写ローラ６０ａと中間転写ベルト５２により、定着器６１に搬送されてトナー画像の定着が行なわれる。

シートＰへの画像形成が片面のみと指定された場合、フラッパ６４を制御手段及び駆動手段（図示せず）により実線で示す位置に動かす事により、前記定着器６１を通過したシートＰは、フラッパ６４の左下側を通過し、排紙ローラ対６５に搬送され排紙トレー６６上に画像形成面を下にして排出積載される。

また、シートＰの裏面にも画像を形成するように指定された場合、フラッパ６４を制御手段及び駆動手段（図示せず）により破線で示す位置に動かす事により、搬送ローラ対７０を経由して反転ローラ対７１を用いてシートＰの搬送方向を前後反転させ、両面搬送経路７２に導く。シートＰは両面搬送ローラ対７３、７４、７５を用いて再びレジストローラ対５７へと搬送され、斜行が補正された後、所定のタイミングで二次転写部６０へ搬送されて中間転写ベルト５２上のトナー画像がシートＰの裏面に転写される。次いで二次転写部６０の二次転写ローラ６０ａと中間転写ベルト５２により、定着器６１に搬送されてシートＰの裏面へのトナー画像の定着が行なわれ、排紙トレー６６に搬送・排紙される。

次に、テストモードの動作について説明する。

プリンタ上の操作パネル（図示せず）、またはプリンタに接続されたパーソナルコンピュータ等でテストモードが指定された時、あるいは制御部（図示せず）が環境の変化、装置各部の変動等の検出結果により自動的にテストモードを行う場合、信号発生回路（図示せず）からテストパターン信号を発生し、テストパターン信号データに基づいて発せられたレーザ光により各感光ドラム５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの表面が露光され潜像が形成される。以下通常プリントモードの動作と同じプロセスにてシートＰ上にテストパターントナー画像が形成され定着器６１に搬送されてトナー画像の定着が行なわれる。

ここで、シートＰ上に形成したテストパターン８２の一例を図８に示す。濃度又は色度制御用テストパターン８２は、色再現域の中心であり、カラーバランスを取る上で非常に重要な色であるグレーの階調テストパターンである。ブラック（Ｋ）のみのグレー階調テストパターン８０と、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）を混色したプロセスグレー階調テストパターン８１で構成されており、８０ａと８１ａ、８０ｂと８１ｂ、８０ｃと８１ｃといったように、標準の画像形成装置において色度が同じ又は最も近いブラック（Ｋ）のみのグレー階調テストパターン８０とプロセスグレー階調テストパターン８１が対をなして並んでいる。

前記定着器６１を通過しテストパターン８２が形成されたシートＰは、搬送路６２に至る。この搬送路６２内にはカラーセンサ６３が配置されており、カラーセンサ６３はシートＰ上に形成されたテストパターン８２をテストパターン８０ａから順次検出し、検出した結果を画像形成部（図示せず）へフィードバックし、記録媒体上に形成するトナー画像の濃度又は色度制御を行う。その時、搬送路６２の下流にあるフラッパ６４は、制御手段及び駆動手段（図示せず）により実線で示す位置にあり、前記カラーセンサ６３を通過したシートＰは、フラッパ６４の左下側を通過し、排紙ローラ対６５に搬送され排紙トレー６６上に画像形成面を下にして排出積載される。
特開平９−１８５２０９号公報（１０頁、図１５） 特開平８−１５９４３号公報（７頁、図２）

しかしながら、従来例においては以下のような問題点があった。

定着によって記録媒体上に固定されたトナー画像のテストパターンのデータ検出を１回しか行わないので、その検出の際に、記録媒体の汚れやカラーセンサ出力のノイズといった偶発的な事故が発生した場合、その検出データに誤りが生じ、その誤った検出データで校正されたカラー画像は、本来のカラーバランス適正値からのズレが生じる。つまり、最適なカラー画像が得られないまま、ユーザが印刷を行ってしまうという問題が生じる。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、最適化した画像を２面目に記録することにより、ユーザがその画像を容易に確認でき、紙を無駄にせず画像品質の高い原稿を形成することが可能となるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

前記問題を解決するため、本出願に係る発明は、
記録媒体上に形成されたテストパターンの濃度を検出する濃度検出手段又は色度を検出する色度検出手段を有し、記録媒体の１面目のテストパターンの濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化した画像を２面目に記録することにある。

なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。

（１）１つ以上の露光装置と１つ以上の電子写真プロセスユニットを用いて順次画像形成を行ない、記録媒体上に転写されたトナー画像に定着器を用いて所望の熱と圧力を与えることにより記録媒体上へトナー画像を定着させた後に、再び同様な画像形成プロセスを同一記録媒体の反対面に実施し、記録媒体の両面に画像を形成する事が可能なカラー画像形成装置において、記録媒体上に形成された所定のテストパターンの濃度を検出する濃度検出手段又は色度を検出する色度検出手段を有し、記録媒体の１面目の所定のテストパターン画像の濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化した画像を２面目に記録することを特徴とする、カラー画像形成装置。

（２）１つ以上の露光装置と１つ以上の電子写真プロセスユニットを用いて順次画像形成を行ない、記録媒体上に転写されたトナー画像に定着器を用いて所望の熱と圧力を与えることにより記録媒体上へトナー画像を定着させた後に、再び同様な画像形成プロセスを同一記録媒体の反対面に実施し、記録媒体の両面に画像を形成する事が可能なカラー画像形成装置において、記録媒体上に形成された所定のテストパターンの濃度を検出する濃度検出手段又は色度を検出する色度検出手段を有し、記録媒体の１面目の所定のテストパターン画像の濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化した所定のテストパターン画像を２面目に記録し、その所定のテストパターン画像の濃度又は色度を再度検出することを特徴とする、カラー画像形成装置。

本発明によれば、最適化した画像を２面目に記録することにより、ユーザがその画像を容易に確認でき、紙を無駄にせず画像品質の高い原稿を形成することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下、本発明を画像記録装置に適用した第一実施例について図１を用いて説明する。従来例と装置内構成は同様であるので詳細説明は省略する。

図１は、前記従来例と同様な画像形成経路を用いて１面目にテストパターン画像を形成されたシートＰが所定の紙搬送経路を通過し、搬送路６２へと搬送され、搬送路６２内に設置されたカラーセンサ６３を用いてシートＰ上に形成されたテストパターン８２をテストパターン８０ａから順次検出を行っている時の図である。この検出した結果を画像形成部（図示せず）へフィードバックし、次からの記録媒体上に形成するトナー画像の濃度又は色度制御を行う。

また、搬送路６２の下流に設置されたフラッパ６４を制御手段及び駆動手段（図示せず）により図１に示す位置に動かす事により、搬送ローラ対７０を経由して図中矢印６７の方向にシートＰを搬送させ、反転ローラ対７１を用いてシートＰの搬送方向を図中矢印６８の方向に前後反転させ、両面搬送経路７２に導く。シートＰは両面搬送ローラ対７３、７４、７５を用いて再びレジストローラ対５７へと搬送され、斜行が補正された後、所定のタイミングで二次転写部６０へ搬送されて中間転写ベルト５２上の濃度又は色度補正されたトナー画像がシートＰの裏面に転写される。

ここで、２面目に転写される濃度又は色度補正されたトナー画像は、ユーザが目視上画像品質をチェックできる画像であればテストパターン８２でなくてもよい。

次いで二次転写部６０の二次転写ローラ６０ａと中間転写ベルト５２により、定着器６１に搬送されてシートＰの裏面へのトナー画像の定着が行なわれ、その後、搬送路６２の下流に設置されたフラッパ６４を制御手段及び駆動手段（図示せず）により図中破線で示す位置に動かす事により、シートＰはフラッパ６４の左下側を通過し、排紙ローラ対６５に搬送され排紙トレー６６上に画像形成面を下にして排出積載される。

以上、図１を用いて説明した一連の動作の主要部分をフローチャートに示したのが図２である。

以上説明したように、記録媒体の１面目のテストパターン画像の濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化した画像を２面目に記録することにより、ユーザがその画像を容易に確認でき、紙を無駄にせず画像品質の高い原稿を形成することが可能となる。

実施例１においては、２面目の画像をユーザが確認することにより本発明の効果が得られるが、その画像を、１面目と同様、カラーセンサを用いて濃度又は色度を検出し最適な補正がなされているか確認することでも同様の効果が得られる。

以下、本発明を画像記録装置に適用した第２実施例について図３を用いて説明する。第１実施例と装置内構成は同様であるので詳細説明は省略する。また、２面目へのテストパターン８２の形成前までは、第１実施例と同じであるので詳細説明は省略する。

第１実施例と同様の動作により、２面目の画像形成のためにシートＰは両面搬送ローラ対７３、７４、７５を用いてレジストローラ対５７へと搬送される。その後、濃度又は色度補正されたテストパターン８２のトナー画像がシートＰの裏面に転写される。

次いで二次転写部６０の二次転写ローラ６０ａと中間転写ベルト５２により、定着器６１に搬送されてシートＰの裏面へのテストパターン８２のトナー画像の定着が行なわれ、再び、搬送路６２内に設置されたカラーセンサ６３を用いてシートＰ上の２面目に形成されたテストパターン８２をテストパターン８０ａから順次検出を行ない、テストパターン８２に適切な補正がかかっており、目標の濃度又は色度に達しているか確認し、もし、濃度又は色度が目標に達していないとＣＰＵ（図示せず）が判断したときは、プリンタ上の表示パネル（図示せず）等にそのことの表示を行うものである。

前述のシートＰ上の２面目に形成されたテストパターン８２をテストパターン８０ａから順次検出を行っているところを説明したのが図３である。この時、搬送路６２の下流に設置されたフラッパ６４を制御手段及び駆動手段（図示せず）により図３に示す位置に動かす事により、シートＰはフラッパ６４の左下側を通過し、排紙ローラ対６５に搬送され排紙トレー６６上に画像形成面を下にして排出積載される。

以上図３を用いて説明した一連の動作の主要部分をフローチャートに示したのが図４である。

以上説明したように、記録媒体の１面目のテストパターン画像の濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化したテストパターン画像を２面目に記録し、そのテストパターン画像の濃度又は色度を再度検出し、チェックすることにより高品位な画像を有するカラー原稿を作成することができる。

実施例１乃至、実施例２において、カラーセンサは定着器６１の下流の搬送路６２内に設置していたが、２面目の画像形成を行うための再給紙路内に設けても同様の効果が得られる。

図５に示したのが、本発明を画像記録装置に適用した第３の実施例で、カラーセンサ６３を２面目の画像形成を行うための再給紙路７２内に設置している。その他の構成及び動作は、実施例１乃至、実施例２と同様であるので詳細説明は省略する。

実施例２においては、２面目のテストパターン画像８２が目標の濃度又は色度に達しているか確認し、もし、濃度又は色度が目標に達していないとＣＰＵ（図示せず）が判断したときは、プリンタ上の表示パネル（図示せず）等にそのことを表示させると説明したが、そのことを表示させるのではなく、新しい記録媒体で一連の動作を繰り返すことにより、より高品位な画像を有するカラー原稿を作成することが可能となる。

このときの動作を説明したのが図６のフローチャートであり、２面目のテストパターン画像８２が目標の濃度又は色度に達していないとＣＰＵ（図示せず）が判断したときは、新しい記録媒体で一連の動作を繰り返す以外の動作は、実施例２と同様であるので詳細説明は省略する。

本発明の第１の実施例に係る断面図である。 本発明の第１の実施例に係る、一連の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施例に係る断面図である。 本発明の第２の実施例に係る、一連の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施例に係る断面図である。 本発明の第４の実施例に係る、一連の動作を説明するフローチャートである。 従来例を説明する図である。 テストパターン構成を示す図である。

符号の説明

４０ マルチ給紙部
４１ マルチ給紙トレー
４２ マルチ給紙ローラ対
４３ マルチ搬送ローラ対
５０ 感光ドラム
５１ レーザスキャナ装置
５２ 中間転写ベルト
５３ 給紙カセット
５４ 給紙ローラ
５５ フィード・リタードローラ対
５６ カセット搬送ローラ対
５９ レジストローラ対
６０ 二次転写部
６０ａ 二次転写ローラ
６１ 定着器
６２ 搬送路
６３ カラーセンサ
６４ フラッパ
６５ 排紙ローラ対
６６ 排紙トレー
６７ 搬送方向を示す矢印
６８ 搬送方向を示す矢印
７０ 反転前部搬送ローラ対
７１ 反転ローラ対
７２ 再給紙路
７３，７４，７５ 両面搬送ローラ対
８０ ブラックのみのグレー階調テストパターン
８１ プロセスグレー階調テストパターン
８２ テストパターン
Ｐ シート

Claims (4)

1. １つ以上の露光装置と１つ以上の電子写真プロセスユニットを用いて順次画像形成を行ない、記録媒体上に転写されたトナー画像に定着器を用いて所望の熱と圧力を与えることにより記録媒体上へトナー画像を定着させた後に、再び同様な画像形成プロセスを同一記録媒体の反対面に実施し、記録媒体の両面に画像を形成する事が可能なカラー画像形成装置において、記録媒体上に形成された所定のテストパターンの濃度を検出する濃度検出手段又は色度を検出する色度検出手段を有し、記録媒体の１面目の所定のテストパターン画像の濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化した画像を２面目に記録することを特徴とする、カラー画像形成装置。
2. １つ以上の露光装置と１つ以上の電子写真プロセスユニットを用いて順次画像形成を行ない、記録媒体上に転写されたトナー画像に定着器を用いて所望の熱と圧力を与えることにより記録媒体上へトナー画像を定着させた後に、再び同様な画像形成プロセスを同一記録媒体の反対面に実施し、記録媒体の両面に画像を形成する事が可能なカラー画像形成装置において、記録媒体上に形成された所定のテストパターンの濃度を検出する濃度検出手段又は色度を検出する色度検出手段を有し、記録媒体の１面目の所定のテストパターン画像の濃度又は色度を検出し、その情報を元に最適化した所定のテストパターン画像を２面目に記録し、その所定のテストパターン画像の濃度又は色度を再度検出することを特徴とする、カラー画像形成装置。
3. 記録媒体上に形成された所定のテストパターンの濃度を検出する濃度検出手段又は色度を検出する色度検出手段を、２面目の画像形成を行うための再給紙路内に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
4. 所定の指示操作により、濃度又は色度ムラ補正作業を機内で自動的に実施できることを特徴とする請求項２または３に記載のカラー画像形成装置。

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