JP2008008966A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 色度調整の為の光学的検知を高精度に実施する。
【解決手段】 色度検知時に、基準となる白色もしくは有色箇所を同一記録紙内で複数の領域もしくは色度校正用パッチを有する記録紙以外の記録紙で複数箇所設置し、色度基準となる記録紙の地色の変動分を平均化し、色度校正用パッチに影響する記録紙地色の基準値変動の影響を分散化することにより、色度校正精度を向上させる。
【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画像形成装置の色度補正方法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場合がある。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知用トナーパッチ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パッチの濃度を未定着トナー用濃度検知センサ（以下濃度センサとする）で検知し、その検知結果より露光量、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。

ただし、前記濃度センサを用いた濃度制御はパッチを中間転写体や感光ドラム等の上に形成し検知するもので、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）の単色の階調パッチや、Ｃ，Ｍ，Ｙ混色のパッチを形成し、定着後に記録媒体上のパッチの濃度又は色度を検知するセンサ（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が考案されている。（特許文献１、特許文献２参照）
これらのカラー画像形成装置では、検知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・色度計で検知し、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。

また、特許文献３、特許文献４として、カラー画像の画質を高めるための校正を高精度に実施できる画像形成装置が示されているが、これら従来例を実施するには、補正を実施するための所望のカラーパッチ列長が長くなり実現が困難であったり、もしくは、カラーパッチを所定の紙面上に設定するためには高速な校正処理を実現しなければならず、コストがかかり実現が困難であるといった問題があった。

ここで従来におけるカラー画像形成装置の断面構成を図４に示し、こ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。

図示した画像形成装置は４ドラムフルカラー方式のカラー画像形成装置であり、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、図示しない画像データ入力部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、給紙ローラー54により給紙され、フィード・リタードローラー対55、搬送ローラー対56、57、により搬送され、駆動停止しているレジストローラー対59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、マルチ給紙ローラー42により給紙され、搬送ローラー対57により搬送され、駆動停止しているレジストローラー対59に搬送される。

上記シートＰは、レジストローラー対59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上のトナー像が転写され、次いで二次転写装置60の二次転写ローラー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像の定着が行なわれる。

画像形成面を下にして排紙するＦＤ排紙が指定された場合、フラッパ67を図示しない制御手段及び駆動手段により動かす事により、前記定着器61を通過したシートＰは、フラッパ67の上側を通過し、排紙ローラー対62に搬送され搬送路69に搬送される。搬送路69に搬送されたシートPは排紙ローラー対68、62によって搬送され排紙トレー64上に画像形成面を下にして排出積載される。

また、画像形成面を上にして排紙するＦＵ排紙が指定された場合、フラッパ67を図示しない制御手段及び駆動手段により動かす事により、前記定着器61を通過したシートＰは、フラッパ67の下側を通過し、排紙ローラー対65によって搬送され排紙トレー66上に画像形成面を上にして排出積載される。

次に、テストモードの動作について説明する。

プリンタ上の図示しない操作パネル、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、あるいは図示しない制御部が環境の変化、装置各部の変動等の検知結果により自動的にテストモードを行う場合、図示しない信号発生回路からテストパターン（パッチ）信号を発生し、テストパターン（パッチ）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中間転写ベルト52上にテストパターンが形成された後、2次転写ローラ６０ａ部にて別途搬送されたシートＰ上にテストパターントナー像が転写された後、更に定着器へ搬送されてテストパターントナー像が記録シートＰ上に定着される。

図５中にシートＰ上に形成されたパッチパターン80a、ｂ、ｃ・・・によって構成されるパッチ列80を示す。また、装置のカラーセンサＳ１周辺部の断面図６に示すようにカラーセンサＳ１はシートP上の表面となるP1側に形成されたパッチ80をパッチ80ａから順次検知し、検知した結果を図示しない画像形成部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色度制御を行う。この時の、各パッチの色度に対応したセンサー出力を図７（ａ）、（ｂ）に示す。図７（ｂ）でシートＰが上向き矢印方向に送られる時の先頭パッチ部80aをトリガーとして、そのパッチ部相当で白基準値を取り込み、設定された色度80ｂ、80ｃ・・・と色パッチを読み、その時々の出力を図７（ａ）に時系列に表示する。
特開2003-076077号公報 特開2004-245931号公報 特開平10-63045号公報 特開平10-186744号公報

しかしながら、従来例の色度検査動作時に以下のような問題点があった。

カラーセンサーを用いてカラーパッチが設置された記録紙を計測する場合、記録紙の白色が一定であれば問題無いが、実際のところ記録紙の白色度が１枚の紙面内においては一様ではなく紙面上場所場所によって僅かながらであるが異なる白色度を示す。また、これらの異なる白色度は記録紙上でまったくのランダムに変化するのではなく、なだらかに変化する事が特徴でもある。また、同一種の記録紙であっても、ロットや経年変化によってその白色度は異なる。

これらの状態を図を用いて説明する。

従来例で示したと同様のパッチ読取構成で記録紙の白色度を計測した場合の理想的な場合を、図８に示す。図８（ｂ）の各パッチ相当位置（81ａ、81ｂ、・・）で色度を計測すると図８（ａ）にように、各センサー出力値は同等の値を示すのが理想的である。しかしながら、実際の白色度を示すと図９（ａ）に示すように一定の値を示さず、理想の値（図中一点鎖線で示す）からばらついた値を示す。また、図７で従来例として示したパッチの色度に出力値も実際には、計測時に地色の白色度のバラツキの影響を受け図１０（ａ）に示すように、理想の値（図中斜め一点鎖線で示す）よりも変動した色度値を示す。

このように、面内で異なる白色度を有するの記録紙上に形成される色度補正用トナーパッチの色度が地色の白色度の影響を受けて変化してしまうという問題があり色度補正が精度良く実施できない事が判明した。

上記課題を解決するため、本出願に係る第１の手段は、
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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上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へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列を設定するとともに、それぞれの色度を検出する手段を有した装置において、
各パッチ色度の基準色設定部を記録媒体搬送方向上パッチ列中を複数の領域に分割し、それぞれの領域を代表する値として設定した、
ことを特徴とする。

また、本出願に係る第２の手段は、
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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上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へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を複数有した装置において、
各パッチ色度の基準色設定部を記録媒体搬送方向上パッチ列外に複数箇所設置した、
ことを特徴とする。

また、本出願に係る第３の手段は、
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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上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へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を有した装置において、
該検知手段を用いて各パッチの色度を検知する際に
パッチ列中の複数の領域に設置された各パッチ色度の基準色設定部を検出し、
その検出値の平均値を色度の基準値として用いて色度補正を実施した
ことを特徴とする。

上記課題を解決するため、本出願に係る第４の手段は、
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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上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へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を複数有した装置において、
該複数の検知手段を用いて各パッチの色度を検知する際に
パッチ列とは別に複数箇所設置された各パッチ色度の基準色設定部を検出し、
その検出値の平均値を色度の基準値として用い、
パッチ列での色度補正を実施した
ことを特徴とする。

また、本出願に係る第５の手段は、
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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上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へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を有した装置において、
第一の記録媒体上で色度の基準を複数箇所設定し、
第二の記録媒体上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列を設置した、
ことを特徴とする。

また、本出願に係る第６の手段は、
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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上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へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を有した装置において、
該検知手段を用いて各パッチの色度を検知する際に
第一の記録媒体上で色度の基準を複数回検知し、その検出値の平均値を色度の基準値として設定し、
第二の記録媒体上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列を検知し、第一の記録媒体上で決定した検出値の平均値を色度の基準値として用いて色度補正を実施した
ことを特徴とする。

また、本出願に係る第７の手段は、第１〜第６の手段を記録媒体に白色紙を用いて実施していることを特徴とする。

また、本出願に係る第８の手段は、第１〜第６の手段を記録媒体に有色紙を用いて実施していることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、複数の電子写真プロセスユニットを用いて以下のような効果が挙げられる。

前記第１〜４の手段により、記録媒体上の色度校正用パッチ列の色度の基準となる白色基準平均値を色度校正用パッチ列同一媒体上で複数の領域に設定することにより、適当な色度補正を実施することが可能となる。

前記第５〜７の手段により、一つの記録媒体上の色度校正用パッチ列の色度基準値を別に用意された記録媒体で設定することにより、適当な色度補正を実施することが可能となる。

前記第８の手段により、最も一般的に使用される白色紙に対して適当な色度補正を実施することが可能となる。

前記第９の手段により、有色紙に対しても適当な色度補正を実施することが可能となる。

（実施例１）
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を用いて具体的に示す。従来例で説明したような色度テストモードにおいて、以下に示すテストパッチを設定し、それを用いた色度補正方法を説明する。

図１（ｂ）に本実施例一を採用したパッチ列82、（ａ）にそれぞれのパッチ列に対応した色度出力を示す。従来は１回だけであった白色度検知箇所を図中82ａ、82ｅ、82ｉの３ヶ所設定している。この３点の平均値を本記録紙の白色度基準として採用することにより、面内全体に渡る白色度の代表値として色度補正計算を実施した場合、先頭１箇所のみで白色基準を設定した場合よりも、記録紙面の場所による白色度の誤差の影響を緩和することが可能となる。

（実施例２）
以下、本発明を画像記録装置に適用した第二の実施例について図２を用いて具体的に示す。従来例で説明したような色度テストモードにおいて、以下に示すテストパッチを設定し、それを用いた色度補正方法を説明する。

まず、第一の記録紙を通紙する。第一の記録紙上には色度パッチを何ら設けてはいない。その状態を図２（ｂ）に示す。本来のパッチ位置を破線で81ａ、81ｂ、・・・・で示す。この本来の色度パッチを有さない記録紙上の白色度を複数回計測することにより図２（ａ）に示すような、第一の記録紙上の複数の位置での白色度を得ることができる。これらの値を平均化したものが（ｃ）である。次に、第二の記録紙を通紙する。この時、本来と同様の色度パッチ列図２（ｅ）が形成されるが、本来のパッチでの白色度基準となるパッチ部相当箇所を設定していないことを図２（ｄ）での先頭部の2点鎖線で示している。この2点鎖線部相当の白色度を図２（ｃ）で求められた平均白色度を用いて、色度補正計算を実施することにより、記録紙面の場所による白色度の誤差の影響を緩和することが可能となる。

（実施例３）
以下、本発明を画像記録装置に適用した第三の実施例について図３を用いて具体的に示す。従来例で説明したような色度テストモードにおいて、以下に示すテストパッチを設定し、それを用いた色度補正方法を説明する。

本実施例を採用するにあたり、従来例で示したカラーセンサーを記録紙搬送方向に対して直交方向に２箇所設定することが前提となる。そして、色度パッチ列80（80ａ、80ｂ、・・・）と白色度計測位置81（81ａ、81ｂ、・・・・）を一つの記録紙上に平行に設置する。複数のカラーセンサーを用いて、記録紙を搬送しながら同時に２箇所の色度を計測する。

この状態を詳細に説明する。図３（ｂ）で示した白色度計測箇所での計測結果を図３（ｃ）に示す。これによって得られた１紙面内の平均白色度を図３（ｄ）に示す。同一紙面内に設けられた本来の色度パッチ列を図３（ａ）に示すとともに、これらのパッチ列から得られた色度を図３（ｅ）に示す。この中で基準となる仮想の白色度を2点鎖線で示す。この、仮想白色度を図３（ｄ）で示した平均白色度で置き換え、色度補正を実施することにより、記録紙の場所による白色度の誤差の影響を緩和することが可能となる。

各実施例においての、記録紙は無彩色であるとして説明しているが、これが有彩色であっても当然構わない。

各実施例においての形態は、中間転写ベルトを用いたもので説明したが、これはいわゆる転写搬送ベルトを用いた系であっても当然構わない。

各実施例においての形態は、中間転写ベルトを用いたもので説明したが、これはいわゆる感光体ベルトを用いた系であっても当然構わない。

各実施例においての形態は、定着後の搬送経路がいわゆる重力方向に対して平行である縦方向の経路において説明しているが、実施形は定着後の紙搬送経路内であれば重力方向に対して直交もしくは斜め方向であっても構わない。

実施例１ 実施例２ 実施例３ 従来例 本体 従来例 パッチ列 従来例 カラーセンサー部断面 従来例 理想のパッチ色度 従来例 理想の白色度 従来例 実際の白色度 従来例 実際のパッチ色度

符号の説明

P 記録媒体
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
56、57、70 搬送ローラ対
59 レジストローラ対
60 2次転写部
60a 2次転写ローラ
61 定着器
62、63、65、68 排紙ローラ対
64、66 排紙トレー
67 フラッパ
69 搬送路
80、81、82 色度パッチ

Claims (9)

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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列を設定するとともに、それぞれのパッチ色度を検出する手段を有した装置において、
   各パッチ色度の基準色設定部を、記録媒体上を複数の領域に分割し、それぞれの領域を代表する値として設定した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   各パッチ色度の基準色設定部を記録媒体搬送方向上の所定色度設定パッチ列中を複数の領域に分割し、それぞれの領域を代表する値として設定した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   各パッチ色度の基準色設定部を記録媒体搬送方向上の所定色度設定パッチ列外に複数箇所設置した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置。
4. 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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を有した装置において、
   該検知手段を用いて各パッチの色度を検知する際に
   パッチ列中の複数の領域に設置された各パッチ色度の基準色設定部を検出し、
   その検出値の平均値を色度の基準値として用いて色度補正を実施した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置の色度補正方法。
5. 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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を複数有した装置において、
   該複数の検知手段を用いて各パッチの色度を検知する際に
   パッチ列とは別に複数箇所設置された各パッチ色度の基準色設定部を検出し、
   その検出値の平均値を色度の基準値として用い、
   パッチ列での色度補正を実施した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置の色度補正方法。
6. 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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を有した装置において、
   第一の記録媒体上に色度の基準を複数箇所設定し、
   第二の記録媒体上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列を設置した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置。
7. 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トナー画像形成を行ない、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するとともに、定着後の記録媒体搬送方向上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列色度をそれぞれ検出する手段を有した装置において、
   該検知手段を用いて各パッチの色度を検知する際に
   第一の記録媒体上で色度の基準を複数回検知し、その検出値の平均値を色度の基準値として設定し、
   第二の記録媒体上に所定の色度を有する複数のパッチで構成されるパッチ列を検知し、第一の記録媒体上で決定した検出値の平均値を色度の基準値として用いて色度補正を実施した
   ことを特徴としたカラー画像形成装置の色度補正方法。
8. 請求項１〜７に記載の画像形成装置において、色度の基準色が無彩色（白色）であることを特徴としたカラー画像形成装置の色度補正方法。
9. 請求項１〜７に記載の画像形成装置において、色度の基準色が有彩色である
   ことを特徴としたカラー画像形成装置の色度補正方法。

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