JP2006301405A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主走査方向のムラ、例えば、レーザー光量の端部落ち等を検出し、主走査方向のムラの補正を行えるようにする。
【解決手段】定着後の画像を濃度センサで読み取り、その読み取り値からレーザー光量を調整する。レーザー光量は主走査方向に対して、Ｎブロック分の設定が可能である。濃度センサは主走査方向に対して、少なくとも２点を読み取り、その２点から主走査方向全体のムラを推測し、光量を調整する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真方式を利用して画像形成を行うデジタル方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に定着後の記録媒体の画像濃度を検知し画像濃度調整や露光するためのレーザー光量の調整を行える画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用した画像形成装置にあっては、感光体上あるいは転写体状に担持されている可視像を普通紙等の記録媒体に転写して記録画像を得るようになっている。このため、感光体あるいは転写体から可視像を転写された記録媒体は、定着装置に搬送されて可視像の定着を受けた後に排出される。

ところで、近年高画質化、高安定化と言った要求が強まる中、画像形成装置により形成される画像の濃度を常に適正な状態に保つため、所定の濃度からなる基準の画像を形成した後にその基準画像の濃度を測定し、得られた濃度測定値と濃度目標値とを比較して変換テーブルを作成し、その作成された変換テーブルを用いて画像データの濃度特性を変換することによって画像の濃度制御を行う技術が提案されている。

このような濃度制御を行う際に必要な基準画像の濃度測定は、基準画像として形成されるトナー像を記録媒体に転写する前に行うものや転写後かつ定着前に行うものも多くあるが、これらの濃度測定方法ではトナーの記録媒体への転移量や定着度合いなどの変動により、実際に得られる画像と測定した画像の濃度に差異が生じてしまい、高精度な濃度制御を行うことができなかった。

このため、定着した後の出力画像を自らの画像読取装置に読み取らせ、その読み取り結果に基づいて、濃度制御を行う方法もある。しかし、これでは出力画像をあらためて画像読取装置にセットしなければならないので、その作業が煩わしく、また、プリンタのような画像読取装置を備えていないものにあっては、濃度調整を行うことができなかった。

そこで、従来の画像形成装置では、定着直後の記録媒体搬送路に濃度センサを設け、定着後の画像により濃度調整を行っているもの（特許文献１参照）や、定着後の反転パス部に濃度センサを設け濃度調整を行う方法が提案されている。（特許文献２参照）。
特開２０００−１３２０１３号公報 特開平１０−２６８５８９号公報

しかしながら、定着後の濃度センサにより濃度の調整を行う特許文献１の技術においては、主走査方向に発生する濃度ムラについては考慮されておらず、一律に濃度の調整を行うだけでは、充分な画像品質を確保することは困難である。

そこで、本発明では、定着後の画像により、主走査方向のムラ、例えば、レーザー光量の端部落ち等を検出し、最低限の構成でも主走査方向のムラの補正を行うことを目的とする。

本発明の目的は上記問題に鑑みたものであり、上記目的を達成する為に、本発明では、入力される画像情報に基づいて像坦持体を走査する走査手段を備えた画像形成装置において、前記走査手段に対して、主走査方向をｎ分割し、その分割されたそれぞれに対して光量を設定できる光量設定手段と、記録媒体上に転写されるトナー像を定着させる定着手段と、前記定着手段により定着された記録媒体上の基準パッチを読み取る濃度センサとを有し、前記濃度センサは、少なくとも主走査方向の２点を読み取ることができるように配置され、前記光量設定手段は、前記濃度センサの出力に基づいて前記ｎ分割されたそれぞれに対して光量を設定することを特徴とする。

本発明によれば、定着後の記録媒体の画像濃度を検知することで、レーザー光量の端部落ちのレベルを検出して補正することができるので、画質の劣化を低減させることが可能となる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

［第一の実施形態］
図１は、この発明が適用されたの画像形成装置の断面図である。図１において、像担持対である感光ドラム１は回転自在に担持され、感光ドラム１の周りに、前露光ランプ、コロナ耐電器、レーザー露光光学系２、電位センサ、中間転写体３、クリーニング器４及び回転型現像体５を配置する。

回動可能な回転型現像体５は、ブラック用現像器５Ｋ、イエロー用現像器５Ｙ、マゼンタ用現像器５Ｍ、シアン用現像器５Ｃの４色の現像器を有している。回転型現像体５は、回転型現像体の中心に設けられた円筒状の回転軸の周りを図中矢印ａの反時計方向に回転し、必要時に所望の色の現像器を感光ドラム１と対向する現像位置へと移動させることが可能である。

レーザー露光光学系２においてリーダ部からの画像信号は、レーザー出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム１の面に投影される。

プリンタ部画像形成時には感光ドラム１を回転させ、前露光ランプで除電した後の感光ドラムを帯電器により一様に帯電させて、１色目の光像Ｅを照射し、感光ドラム上に潜像を形成する。次に現像器により感光ドラム上の潜像を現像し、感光ドラム上に樹脂と顔料を基体としたトナーの画像を形成する。

その後、感光ドラム上に形成されたトナー画像は中間転写体３に一次転写される。１色目の現像が終わると回転型現像体５は図中矢印ａの方向に９０°回転し２色目の現像器が感光ドラム１と対向する現像位置に移動され、１次転写が終わりクリーニング器４によりクリーニングされた感光ドラム１は、１色目同様、２色目、３色目、４色目と潜像、現像、１次転写を繰り返し、中間転写体３上に各色のトナー画像を順次重ねていく。ここで、現像器内のトナーはトナー収納部から現像器内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。

一方記録媒体は各収納部６１、６２、６３、６４から各々の給紙手段７１、７２、７３、７４によって１枚ずつ搬送され、レジストローラ７５にて斜行を補正し、所望のタイミングにて２次転写部７６に搬送される。２次転写部７６にてトナー像が転写された記録媒体は搬送部７７を通り、熱ローラ定着器８にてトナー像を定着され、排紙トレイ６５或いは用紙後処理装置に排紙される。

また、記録媒体の両面に画像を形成する場合には、熱ローラ定着器８を記録材が通過後、すぐに搬送パス切換ガイドを駆動し、記録媒体を反転パス６６に一端導いた後、反転ローラ７８の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス６７へと送られる。その後、両面搬送パス６７を通過し両面搬送ローラ７９にて斜行補正とタイミング取りのため一旦停止し、所望のタイミングにてレジストローラ７５へと搬送され、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像を転写する。

ここで、本発明の特徴である画像濃度調整時について詳しく説明する。

図２には、本発明の実施例の記録媒体搬送路における濃度センサ配置の断面図を、図３には本発明実施例の濃度センサ及び記録媒体の断面図を示す。画像濃度調整時も前述した通常の両面画像形成時同様、潜像、現像、１次転写を繰り返し、２次転写部に搬送されてきた記録媒体にトナー画像を２次転写する。２次転写された記録媒体は熱ローラ定着器８にて定着され、搬送パス切換ガイドを駆動し、反転パス６６を経由し反転ローラ７８にて反転され、両面搬送パス６７へと送られる。

ここで形成される画像は、所定の濃度からなる基準画像であり、搬送されてきた記録媒体上の基準画像に濃度センサ９内の照射手段９１より参照光を照射し、その参照光からの反射光を受光手段９２にて受光し、受光した光量に応じた信号を出力し、その出力値から得られる濃度測定値と濃度目標値とを比較して変換テーブルを作成し、その作成された変換テーブルを用いて画像データの濃度特性を変換し濃度調整を行う。

図６は濃度センサ９の主走査方向の配置と、紙面上の濃度レベル、そして、レーザーの光量を制御できる分割ブロックの関係を示す図である。濃度センサ９．ｂを主走査方向の中央に配置し、濃度センサ９．ａを画像領域の端部に配置させる。上述のように配置させることにより、主走査方向の中央と主走査方向の端部における濃度センサの出力を読み取ることができる。レーザーの光量はレンズの特性等により、端部が落ち込むので、このような配置にすることで、中央部と端部の差分を簡易的に算出することができる。なお、分割ブロックは主走査方向にｎ分割されていて、それぞれのブロック毎にレーザー光量を設定できるような構成になっている。

図４に画像形成装置のプリンタ部の制御系の概略構成を示すブロック図である。プリンタ部を制御するＣＰＵ１０１、制御に必要なシーケンス等が保存されたＲＯＭ１０２、制御に必要な設定値等を保持するＲＡＭ１０３、紙搬送に関わるモータ１２０やセンサ１２１を制御する紙搬送制御部、現像、帯電、転写等の高圧を制御する高圧制御部１０５、レーザーの光量や、ポリゴンモータを制御するレーザードライバ制御部１０６、定着後の画像を読み取りとる定着後濃度センサ９の制御を行う定着後濃度センサ制御部１０７、感光体ドラムや中間転写体を駆動するためのモータを制御したり、画像先端の基準となるセンサの制御をする作像制御部１０８からなる。

そして、図５にはレーザー制御部１０６をより詳細に示すブロック図である。ブロック１光量設定２００（１）は図６に示したブロック１部分のレーザー光量を設定できる。同様に、主走査方向にｎ分割分のレーザー光量の設定ができるように、ブロック１光量設定ブロック１光量設定２００（１）、ブロック２光量設定２００（２）、・・・、ブロックｎ光量設定２００（ｎ）を備えている。そして、画像制御部２０１により主走査方向のブロックの切り替わりタイミングの信号を出力し、セレクタ２０３でブロックの切り替わりタイミングによりブロックの光量設定を次々と切り替え、レーザードライバ１２２を制御する。

レーザーのブロック（ｎ）光量設定値のデフォルト値はＲＯＭに保持されていて、濃度センサ９．ａ、９．ｂの出力値に応じて、その都度、設定値を変更することが可能である。２つの濃度濃度センサの出力値から、単純にオフセットさせて、理想的な紙面上の濃度レベルになるようにブロック光量設定をしてもよいし、中央部の端部の２点の出力値から一次式を算出し、レーザーの光量を設定してもよい。もちろん、主走査方向のテーブルを保持しておき、そこからレーザーの光量設定値を算出してもよい。

図７は濃度調整時の基準パッチを示した図である。本発明の制御を行う時は、パッチのない紙面を読み取っても良いし、濃度センサ９．ａと濃度センサ９．ｂに同一濃度のパッチを形成して、パッチを読み取っても良い、なお、濃度センサが主走査方向に増えるほど、精度良くレーザーの光量を補正することができる。よって、濃度センサはラインセンサでも良い。

［第二の実施形態］
図８は第二の実施形態におけるレーザー制御部１０６をより詳細に示すブロック図である。ブロック１光量設定２００（１）は図６に示したブロック１部分のレーザー光量を設定できる。同様に、主走査方向にｎ分割分のレーザー光量の設定ができるように、ブロック１光量設定ブロック１光量設定２００（１）、ブロック２光量設定２００（２）、・・・、ブロックｎ光量設定２００（ｎ）を備えている。そして、その後段に一律でゲイン設定をすることができるゲイン設定部２０４、オフセット設定のできるオフセット設定部２０５をそなえ、濃度センサ９の出力値の差分のレベルによっては、ゲイン設定部２０４、オフセット設定部２０５の設定値を変更することにより、レーザーの光量を制御してもよい。画像制御部２０１により主走査方向のブロックの切り替わりタイミングの信号を出力し、セレクタ２０３でブロックの切り替わりタイミングによりブロックの光量設定を次々と切り替え、レーザードライバ１２２を制御する。

本発明の実施形態の一例である画像形成装置の主断面図 図１の画像形成装置において、記録媒体搬送路における濃度センサ配置部の断面図 図１の画像形成装置において、濃度センサ及び記録媒体の断面図 図１の画像形成装置において、制御系の概略構成を示すブロック図 図４の概略構成ブロック図において、レーザー制御部の詳細を示すブロック図 本発明の濃度センサの位置関係を示す図 本発明の基準パッチパターンを示す図 本発明の第２の実施例のレーザー制御部の詳細を示すブロック図

符号の説明

２ レーザー露光光学系
３ 中間転写体
８ 熱ローラ定着器
９ 濃度センサ
６６ 反転パス
６７ 両面搬送パス
７６ ２次転写部
７７ 搬送部
９１ 照射手段
９２ 受光手段

Claims (6)

1. 入力される画像情報に基づいて像坦持体を走査する走査手段を備えた画像形成装置において、
   前記走査手段に対して、主走査方向をｎ分割し、その分割されたそれぞれに対して光量を設定できる光量設定手段と、
   記録媒体上に転写されるトナー像を定着させる定着手段と、
   前記定着手段により定着された記録媒体上の基準パッチを読み取る濃度センサとを有し、
   前記濃度センサは、少なくとも主走査方向の２点を読み取ることができるように配置され、
   前記光量設定手段は、前記濃度センサの出力に基づいて前記ｎ分割されたそれぞれに対して光量を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度センサは、画像領域の主走査方向の中央部付近と主走査方向の端部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度センサの出力に基づいて、前記光量設定手段は、主走査方向全体に一律のゲインを設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記濃度センサの出力に基づいて、前記光量設定手段は、主走査方向全体に一律のオフセットを設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記光量設定手段は、前記濃度センサの出力に基づいて一次式を算出して前記一次式から値を算出して光量を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 主走査方向の光量分布特性テーブルを保持するための保持手段をさらに備え、
   前記濃度センサの出力と前記光量分布特性テーブルに基づいて、前記光量設定手段に光量を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。