JP2009014997A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】定着器の温度情報を利用することで、より正確で安定した色再現を行い、かつ一定の速度で印刷を行う画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着器を有する画像形成装置であって、前記定着器の表面の温度情報を取得する温度取得手段と、画像形成時に画像データの濃度階調を補正する濃度階調補正手段とを有し、前記濃度階調補正手段は、前記温度取得手段において取得された定着時の温度情報に基づいて濃度階調補正のパラメータを決定することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、定着器によりトナーを定着させて印刷処理を行う電子写真方式の画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

近年、プリンタ（画像形成装置）の小型化及び低価格化が進んでいる。それに伴い、プリンタは急速に普及している。従来は、印刷するデータに応じて、出力するプリンタを選択していた。例えば、写真調データの印刷は表現可能な色空間が豊かであるインクジェット方式プリンタを使用していた。また、文書系データの印刷は高速印刷可能な電子写真方式プリンタを使用するのが一般的とされてきた。

しかしながら、最近ではレーザービームプリンタを代表とする電子写真方式の画像形成装置は、高解像度化及びカラー化の進展や、更なる高速化等プリンティング技術の目覚しい発展により、用途を問わず様々な種類の印刷に使用されている。そのため、高画質かつ安定した印刷を行うことへの要求が高まってきている。特に、印刷画像における色の再現性については、使用環境の変化や構成部品の経時変化、プリンタの個体差による変動を極力抑え、安定した出力を得られるような技術が求められている。

電子写真方式の画像形成装置は、環境等の変動により印刷画像の濃度が変動しやすい性質を持っており、わずかな濃度変動によってもカラーバランスを崩してしまう恐れがあり、常に一定の濃度特性を保つことが必要である。そのため、電子写真方式の画像形成装置では、キャリブレーションと呼ばれる濃度階調補正処理を実行している。キャリブレーションは、まず所定のパターンを印刷等によって出力し、その出力結果を、濃度計、スキャナや、センサ等の読み取り装置を用いて読み取る。そして、その読み取り結果とそのパターンを出力する際に用いた所定のデータとを比較することによりキャリブレーションデータを算出し、そのデータに基づいて濃度階調補正パラメータ（例えばγ補正テーブル）の内容を更新するものである。このキャリブレーションは、定期的又は任意のタイミングで実行されている。そして、画像形成する際に濃度階調補正パラメータを用いて濃度階調補正を行う。これにより、印刷画像の画質（濃度特性）は一定に保たれる。また、その特性は予め設定されているターゲット濃度特性に合致している。

特開２００３−３１６２００号公報

上述した通り、印刷画像の画質変動の要因は、使用環境や構成部品の経時変化等が挙げられる。そして、その要因の中の一つに、トナーの定着時における定着器の温度がある。図４は、印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着器の表面温度の推移を示す図である。定着器は、設計上のターゲットである設定温度を保つように、定着器に設けられたヒータによって温度制御を行っており、図４に示すように設定温度を中心にオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返しながら印刷ジョブを待機している状態が続く。

すなわち、定着器は印刷が実行される瞬間に常に一定の設定温度であるとは限られず、若干ではあるが定着温度にバラツキが出てしまうことになる。そのため、キャリブレーションにより取得した正常な濃度階調補正パラメータを基に濃度階調補正を行ったとしても、定着時における定着器の温度の違いにより、出力される濃度階調に濃淡差が出てしまう。従って、一定な出力結果を得ることができないという問題がある。

図５は、定着温度の違いによる出力濃度のブレ具合を示す図である。図５に示すように、定着温度が設定温度よりも低い場合は、実際の出力濃度が理想濃度（目標出力：実際出力＝１：１）よりも薄くなる。一方、定着温度が設定温度よりも高い場合は、実際の出力濃度が理想濃度よりも濃くなる。なお、定着器の温度センサを監視し、設定温度になった時に印刷を実行すれば、濃淡差は目立たなくなり前記温度の変化による濃淡のブレはなくなる。しかし、定着器が前記設定温度になるまで印刷を待機しなければならないため、印刷実行までに時間がかかってしまうという問題がある。

このような問題に対し、特許文献１では定着器の温度によって定着速度（プロセス速度）を変更することで、効率の良い印刷を行っている。しかしながら、定着速度を変更することで、出力濃度に影響が出てしまい画質変動してしまう恐れがある。また、定着速度の違いにより、印刷用紙上での濃度ムラ（バンディング）が発生する可能性もあり、安定した色再現を行うことは難しい。

本発明は、以上のような問題を解決するためになされるものであって、定着器の表面の温度の温度情報を利用することで、より正確で安定した色再現を行い、かつ一定の速度で印刷を行う画像形成装置を提供することにある。

上記問題を解決するために本発明は、印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着器を有する画像形成装置であって、前記定着器の表面の温度の温度情報を取得する温度取得手段と、画像形成時に画像データの濃度階調を補正する濃度階調補正手段とを有し、前記濃度階調補正手段は、前記温度取得手段において取得された定着時の温度情報に基づいて濃度階調補正のパラメータを決定することを特徴とする。

本発明によれば、通常とほぼ同等の印刷時間で、印刷直前の定着器の温度に合致した濃度階調補正を実行することが可能となり、より正確で安定した色再現に基づく印刷を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成システムの構成を示す図である。
画像形成システムは、外部装置１０１と、印刷装置（画像形成装置）１０２とから構成されている。印刷装置１０２は、コントローラ部１０３とプリンタエンジン部１０４とを備えている。コントローラ部１０３とプリンタエンジン部１０４との間は、エンジンインタフェース部１０５によって接続されている。

外部装置１０１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等であり、印刷装置１０２に対してページ記述言語で記述された印刷データを送信する。
印刷装置１０２は、プリンタや複合機等である。コントローラ部１０３は、外部装置１０１から送信された印刷データを受け取り解析し、そのデータに基づいてプリンタエンジン部１０４が印刷可能な形式へデータを変換する。変換したデータは順次、エンジンインタフェース部１０５を通じてプリンタエンジン部１０４へ送られ、印刷が実行される。

図２は、コントローラ部１０３内で実行される印刷処理の流れを示す図である。
コントローラ部１０３は、外部装置１０１からプリンタドライバ経由で送られてくる印刷データを、プリンタエンジン部１０４が印字可能な色へ変換する色変換処理２０１を行う。次に、コントローラ部１０３は、プリンタエンジン部１０４に固有の濃度調整制御のためのガンマ（γ）補正処理２０２を行う。次に、コントローラ部１０３は、プリンタエンジン部１０４が出力可能な階調へデータを変換する２値化処理（ハーフトーン）２０３を行う。

図３は、プリンタエンジン部１０４内で実行される印刷処理の流れを示す図である。
印刷実行時の処理の流れは以下のようになる。
まず、帯電装置３０１において、感光ドラムに電荷を与える。次に、露光装置３０２において、レーザーを照射しイメージ部分の電荷を消去する。次に、現像装置３０３において、電荷がない部分にトナーを付着させる。次に、転写装置３０４において、用紙に感光ドラム上のトナーを付着させる。最後に、定着装置（定着器）３０５において、熱と圧力を加えトナーを用紙に定着させる。以上の処理を経て、印刷完了した用紙が排紙トレイへ出力される。なお、図３に示す温度検出装置３０６は、定着装置３０５のローラの温度を常時監視しており、その温度情報は、コントローラ部１０３へと送られている。

次に、印刷ジョブが与えられ印刷処理が実行される場合について説明する。なお、印刷装置１０２本体のキャリブレーションは正常に行われていて、濃度制御処理（ガンマ補正処理）を行うためのガンマ補正テーブルが用意されているものとする。

図６は、本実施形態における印刷処理のフローチャートを示す図である。以下、フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
まず、コントローラ部１０３は、印刷ジョブが与えられ印刷命令の実行を検出する（ステップＳ６０１）。次に、ステップＳ６０２において、コントローラ部１０３は、定着器の温度情報を取得する（温度取得手段）。コントローラ部１０３は、取得した温度情報に基づいて、定着可能な温度範囲内にあるかどうかを判定する（ステップＳ６０３）。定着可能範囲内になければ、印刷命令の実行を中断し、定着器の温度が定着可能範囲内になるまで待機する。定着器の温度が定着可能範囲内であれば、コントローラ部１０３は、設定温度との比較を行う（ステップＳ６０４）。なお、ここでの設定温度とは、開発時の事前調査によって予め定められている値であり、その状態においては印刷結果がもっとも高画質になることが保証されている温度のことである。

ここで、定着器の温度と設定温度がほぼ同じであれば、コントローラ部１０３は、用意されているガンマ補正テーブルをそのまま選択して（ステップＳ６０５）、色変換処理後の印刷データに対してガンマ補正処理を行う。次に、コントローラ部１０３は、さらに２値化処理を行い印刷データを作成する（ステップＳ６０６）。コントローラ部１０３は、そのデータをプリンタエンジン部１０４へ送り、プリンタエンジン部１０４において印刷処理が実行される（ステップＳ６０７）。

ステップＳ６０４において、定着器の温度と設定温度が異なる場合、ガンマ補正テーブルをそのまま使用することはできない。これは、上述した通り、定着温度の違いによって出力される濃度階調に濃淡差が出てしまい、設定温度の状態時に出力した結果と同等の出力を得ることができないからである。従って、定着器の温度と設定温度の関係を基に、コントローラ部１０３は、ガンマ補正テーブルを変更するためのガンマ補正変更パラメータを算出し、決定する（ステップＳ６０８）。ここで、パラメータとは、設定温度の状態時に出力した結果と同等の出力を得るために、ガンマ補正テーブルをどの程度変更するかといった調整加減を示している。例えば、定着器が設定温度よりも低ければ、ガンマ補正により濃度が濃く出力されるように調整し、また反対に、定着器が設定温度よりも高ければ、濃度が薄く出力されるように調整を行う。

コントローラ部１０３は、算出したパラメータに基づいて、ガンマ補正テーブルを作成し直す（ステップＳ６０９）。なお、ステップＳ６０８、ステップＳ６０９において画像形成時に画像データの濃度階調を補正する濃度階調補正手段が構成される。次に、コントローラ部１０３は、定着器の温度に対応した印刷データを作成する（ステップＳ６０６）。コントローラ部１０３は、そのデータをプリンタエンジン部１０４へ送り、プリンタエンジン部１０４において印刷処理が実行される（ステップＳ６０７）。

このように、制御を行うことにより定着器の温度が定着可能温度範囲内であれば、いつ印刷を行っても一定の濃度階調による安定した出力が得られ、その濃度階調は設定温度の状態時に出力した結果と同等になる。また、印刷実行の際、定着器の温度が設定温度になるまで待機する必要がないため、通常とほぼ同等の印刷時間で印刷が可能である。

上述した本発明の実施形態における画像形成装置を構成する各手段、並びに画像形成方法の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記録媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム又は装置に直接、又は遠隔から供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。更に、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

更に、その他の方法として、まず記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。そして、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

画像形成システムの構成を示す図である。 コントローラ部内で実行される印刷処理の流れを示す図である。 プリンタエンジン部内で実行される印刷処理の流れを示す図である。 定着器の表面温度の推移を示す図である。 定着温度の違いによる出力濃度のブレ具合を示す図である。 印刷処理のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１０１ 外部装置
１０２ 画像形成装置
１０３ コントローラ部
１０４ プリンタエンジン部
１０５ エンジンインタフェース部
２０１ 色変換処理部
２０２ ガンマ補正処理部
２０３ ２値化処理部（ハーフトーン）
３０１ 帯電装置
３０２ 露光装置
３０３ 現像装置
３０４ 転写装置
３０５ 定着装置
３０６ 温度検出装置

Claims (4)

1. 印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着器を有する画像形成装置であって、
   前記定着器の表面の温度の温度情報を取得する温度取得手段と、
   画像形成時に画像データの濃度階調を補正する濃度階調補正手段とを有し、
   前記濃度階調補正手段は、前記温度取得手段において取得された定着時の温度情報に基づいて濃度階調補正のパラメータを決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度階調補正手段は、ガンマ補正による濃度階調の補正を行い、
   前記パラメータは、ガンマ補正テーブルであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着器を有する画像形成装置における画像形成方法であって、
   前記定着器の表面の温度の温度情報を取得する温度取得ステップと、
   画像形成時に画像データの濃度階調を補正する濃度階調補正ステップとを有し、
   前記濃度階調補正ステップでは、前記温度取得ステップにおいて取得された定着時の温度情報に基づいて濃度階調補正のパラメータを決定することを特徴とする画像形成方法。
4. 印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着器の表面の温度の温度情報を取得する温度取得ステップと、
   画像形成時に画像データの濃度階調を補正する濃度階調補正ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記濃度階調補正ステップでは、前記温度取得ステップにおいて取得された定着時の温度情報に基づいて濃度階調補正のパラメータを決定することを特徴とするプログラム。

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