JP2009053332A - 画像形成装置、画像処理装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゴースト補正量決定回路102は、感光体ドラム20が1回転する前後でそれぞれ露光装置19に入力される2つの画像データをそれぞれ第1の画像データおよび第2の画像データとし、1次元LUT201、202に記憶されている対応関係に基づいて、第1の画像データに含まれる画素値に合致する第1の画素値と、第2の画像データに含まれる画素値に合致する第2の画素値とに対応する補正量を決定し、この補正量を用いて第2の画像データを補正して出力する。ゴースト補正量演算回路105は、A.前記回転体に設けられている保護層の厚さ、B.前記回転体周辺の温度及び湿度、C.前記転写手段が発生する転写電流の電流値、D.最後に電源が切断されていた期間の長さ、のいずれか1以上に応じて1次元LUT201の補正量を書き換える。
【選択図】図3
Description
図1は、本実施形態における画像形成装置1のハードウェア構成を示す図である。
制御部4は、CPU(Central Processing Unit)44、ROM(Read Only Memory)45、RAM(Random Access Memory)46を有する。記憶部5は、ハードディスク装置等の不揮発性メモリであり、OS(Operating System)等のプログラムが記憶されている。また、記憶部5は、外部から画像形成装置1に入力されたデータを記憶するためにも使用される。ROM45にはIPL(Initial Program Loader)が記憶されており、画像形成装置1に電源が投入されるとCPU44がIPLを実行し、これによってOSがRAM46上に読み出される。そして、CPU44がOSを実行することによって画像形成装置1の制御が行われる。
通信I/F(Interface))48は、LAN(Local Area Network)等の通信ネットワーク(図示省略)に接続されており、画像形成装置1と他の装置との通信を仲介する。
画像形成エンジン7Yは、感光体ドラム20Yの周囲に、帯電装置21Y、露光装置19Y、現像装置22Y、転写装置25Y等を設けて構成されている。
感光体ドラム20Yの耐久性を高めるために、その表面には樹脂等からなる保護層が設けられている。
帯電装置21Yは、回転駆動される感光体ドラム20Yの表面を所定の電位に帯電させる。
感光体ドラム20Yの表面では、露光用ビームLBが照射された部分の電位が所定のレベルまで低下する。このようにして、感光体ドラム20Yの表面に画像データに基づいた静電潜像が形成される。
転写ベルト8は、ローラー26、27、28、29に張架されており、矢印Bの方向に循環駆動される。感光体ドラム20Yの下方には、転写ベルト8を挟むように転写装置25Yが設けられており、所定の電圧が印加される。感光体ドラム20Y表面に形成されたトナー像は、転写装置25Yに印加された電圧による電界の作用によって、転写ベルト8表面に転写される(1次転写)。
クリーナ24Yは、感光体ドラム20Yに残存したトナーを除去する。
トナー像が転写された記録媒体10は、ローラー対31によって定着装置11に導かれる。定着装置11は、記録媒体10に対して加熱および加圧を行うことによって、トナー像を記録媒体10表面に定着させる。
潜像ゴーストの原因はいくつか知られているが、その1つとして、転写電流の集中によるものがある。前述のとおり、感光体ドラム20上のトナー像を転写ベルト8に転写する際、転写装置25により転写ベルト8に対して所定の電圧が印加される。電圧の印加によって感光体ドラム20の表面に流れる電流を転写電流と呼ぶ。この転写電流は、感光体ドラム20の表面に一様に流れることが望ましいが、実際には一様に流れるわけではない。すなわち、感光体ドラム20上でトナーの付着している領域には転写電流が流れにくく、トナーの付着していない領域には転写電流が集中して流れる傾向がある。転写電流の集中した領域はそれ以外の領域よりも帯電電位が低くなるため、トナーの付着していない領域はトナーの付着している領域よりも帯電電位が低くなる。この帯電電位の分布は、トナー像の転写後も感光体ドラム20表面に残留する。
図2は、ネガゴーストが発生していない画像の例である。同図の領域Aは、白抜きの×印と黒の×印からなる画像である。領域Bは、各々均一な濃度で塗りつぶされた複数の矩形からなり、各矩形の画像面積率は、図中左からCin=20,40,60,80,100%である。領域A、領域Bの図中縦方向の長さは、ともに感光体ドラム20の円周の長さに等しい。
画像データKは、K色の画像を表すラスタ形式のデータであり、例えば、画像入力部12から供給された画像データである。なお、画像データKは、通信I/F48を介して受信された文書データ等をCPU44がラスタ形式に変換することによって得られた画像データ等でもよい。画像データKは、各画素の画像面積率Cinを0から255までの256階調で表したデータであり、K=0がCin=0%に対応し、K=255がCin=100%に対応する。
まず、ゴースト補正量決定回路102には、画像メモリ101に画像データKが入力されるのと同期して、これと同じ画像データKが入力される。前述のとおり、画像メモリ101は画像データKの入力と同期して画像データK1をゴースト補正量決定回路102に出力するから、ゴースト補正量決定回路102には、画像データKと画像データK1とが同期して入力されることになる。
補正量β、γを求めるには、まず、テスト画像を表すテスト画像データを画像出力部6に入力する(ステップA01)。ユーザが指示入力部41に所定の指示を入力すると、テスト画像データ発生回路105がテスト画像データを発生し、このテスト画像データが画像出力部6に入力される。
図6は、補正量β、γを求める際に用いるテスト画像の例である。色票A,Bの図中縦方向の長さは感光体ドラム20Kの円周の長さに等しい。色票Aは、各々が均一な濃度の複数のパッチからなり、上から画像面積率Cin=100,80,60%のパッチが並べられている。色票Bの各パッチは、色票Aにおける縦方向1列分のパッチとその一部が重なるように設けられた均一な濃度のパッチであり、図中左からCin=15,30,50,70,100%である。
以下の説明では、ネガゴーストの発生により濃度の低下した領域を「ゴースト発生部」と呼び、ゴーストが発生していない領域を「背景部」と呼ぶ。すなわち、上記の例では、色票Bにおいて色票Aのパッチに対応する領域がゴースト発生部であり、それ以外の領域が背景部である。
図9(a)は、上記の手順で求められた補正量β100と色票BのCinとの関係を表す図である。この例は、背景部がCin=15,30,50,70,100%である場合の補正量β100を求め、適宜、補間したものである。
なお、補正量γとして、β80、β60のβ100に対する比の平均値の代わりにそれぞれの最大値を用いてもよい。
以上が補正量β、γを求める手順である。
選択器104は、画像データK+αを画像出力部6に出力する。すると、画像出力部6は、画像データK+αに基づいて記録媒体10上に画像を形成する。。
潜像ゴーストは、時間の経過や画像形成装置1内の環境の変化等に応じて発生量が変化することがある。潜像ゴースト発生量の変化の原因を列挙すると、以下のとおりである。
クリーナ24が感光体ドラム20上に残存したトナーを除供する際、クリーナ24と感光体ドラム20との間に摩擦が生じるから、画像形成エンジン7の累積の動作時間が延びるにつれて保護層の磨耗が進行する。保護層の磨耗が進行すると潜像ゴーストの発生量が変化する。図11(a)は、保護層の厚さと潜像ゴースト発生量との関係を表す図である。図示されているように、保護層の厚さが減少するに連れて、潜像ゴーストの発生量が減少する。
感光体ドラム20周辺の温度・湿度が変化すると感光体ドラム20表面の電気抵抗が変化するので、潜像ゴーストの発生量が変化する。感光体ドラム20表面に保護層を有する場合、温度・湿度の変化による潜像ゴースト発生量の変化が顕著である。図11(b)は、感光体ドラム20周辺の温度・湿度と潜像ゴースト発生量との関係を表す図である。図示されているように、感光体ドラム20周辺の温度・湿度が高くなるに連れて、潜像ゴーストの発生量が増加する。
転写装置25は、現像装置22内の現像剤のトナー濃度や感光体ドラム20周辺の温度・湿度に応じて転写電流の電流値を調整している。転写電流値が変化すると潜像ゴーストの発生量が変化する。図11(c)は、転写電流値と潜像ゴースト発生量との関係を表す図である。図示されているように、転写電流値が高くなるに連れて、潜像ゴーストの発生量が増加する。
前述のとおり、潜像ゴーストの原因の一つとして光履歴によるものが知られている。また、光履歴の残留の程度は、画像形成装置1の電源が切断されていた期間(休止期間)の長さに依存することが判っている。従って、休止期間の長さによって光履歴に起因する潜像ゴーストの発生量が変化する。図11(d)は、電源投入直後に画像形成したページ数と潜像ゴースト発生量との関係を休止期間の長さ毎に表した図である。図示されているように、休止期間が長いほど潜像ゴーストの発生量が増加する。
第1実施形態は上記(1)の原因に対応する実施形態であり、感光体ドラムの保護層の厚さに応じて補正量β100を書き換えるように構成されている。図4に示すように、画像形成装置1には、サイクルカウンタ301と回転数記憶部302が設けられている。
サイクルカウンタ301は、画像形成装置1に最後に電源が投入されてからの感光体ドラム20の回転数を計数し、回転数を表す回転数データを回転数記憶部302に出力する。
保護層の厚さtと補正量βprとの関係は次式で表される。
βpr=A×β100 式(1)
ただし、A=t/t0である。
以上が第1実施形態についての説明である。
第2実施形態は上記(2)の原因に対応する実施形態であり、感光体ドラム20周辺の温度・湿度に応じて補正量β100を書き換えるように構成されている。図4に示しように、画像形成装置1には、温度・湿度センサ303が設けられている。
温度・湿度センサ303は、感光体ドラム20の近傍に設けられており、感光体ドラム20周辺の温度及び湿度を測定し、温度及び湿度を表す温度・湿度データをゴースト補正量演算回路106に出力する。
感光体ドラム20周辺の温度・湿度と補正量βhとの関係は次式で表される。
βh=B×β100 式(2)
ただし、Bは感光体ドラム20周辺の温度Teと湿度Huとの組み合わせから決まる係数であり、温度が高いほど、また、湿度が高いほどBが大きくなる。
以上が第2実施形態についての説明である。
第3実施形態は上記(3)の原因に対応する実施形態であり、転写電流の電流値に応じて補正量β100を書き換えるように構成されている。図4に示すように、画像形成装置1には、転写電流測定部304が設けられている。
転写電流測定部304は、感光体ドラム20表面に発生した転写電流の電流値を測定し、電流値を表す電流値データをゴースト補正量演算回路106に出力する。
転写電流値と補正量βjとの関係は次式で表される。
βj=C×β100 式(3)
ただし、C=j/j0である。
以上が第3実施形態についての説明である。
第4実施形態は上記(4)の原因に対応する実施形態であり、休止期間の長さに応じて補正量β100を書き換えるように構成されている。図4に示すように、画像形成装置1には、休止期間記憶部305が設けられている。
休止期間記憶部305は、最後に画像形成装置1の電源が切断された時刻を記憶し、この時刻と最後に電源が投入された時刻との差から画像形成装置1の休止期間の長さを求め、休止期間の長さを表す休止期間データを記憶する。
休止期間の長さと補正量βrとの関係は次式で表される。
βr=D×β100 式(4)
ただし、Dは休止期間の長さから決まる係数であり、休止期間が長いほどDが大きくなる。
以上が第4実施形態についての説明である。
<変形例1>
上記の実施形態では画像データKおよびK1に応じた補正量β100、γをそれぞれ1次元LUT201、202から読み出して補正量αを決定する例を示したが、2次元LUTを用いるように構成してもよい。すなわち、画像データK、K1の組み合わせに応じた補正量αを保持する2次元LUTを補正量決定回路102に備えておき、画素毎に画像データK、K1に応じた補正量αを2次元LUTから求めるように構成する。
また、1次元LUTの代わりに画像データKと補正量β100との対応関係を表す関数、および,画像データK1と補正量γとの対応関係を表す関数をメモリに記憶させておき、これらの関数を用いて補正量β、γを求めるように構成してもよい。
上記の実施形態ではユーザが補正量β100の書き換えが必要であると判断した場合にユーザが画像形成装置1に書き換えの指示を与える例を示したが、補正量β100の書き換えを以下の場合に行うように構成してもよい。例えば、画像形成装置1によって形成された画像のページ数が所定値に達する度にCPU44がゴースト補正部100に補正量β100の書き換えの実行を指示するようにしてもよい。また、第1実施形態において、保護層の厚さが所定値に達した場合にCPU44が補正量の書き換えを指示するようにしてもよい。また、第2実施形態において、温度・湿度が所定値に達した場合にCPU44が補正量の書き換えを指示するようにしてもよい。また、第3実施形態において、転写電流値が所定値に達した場合にCPU44が補正量の書き換えを指示するようにしてもよい。また、第4実施形態において、休止期間が所定値に達した場合にCPU44が補正量の書き換えを指示するようにしてもよい。
第1乃至第4実施形態のうち2つ以上の実施形態を組み合わせてもよい。例えば、画像形成装置1にサイクルカウンタ301、回転数記憶部302、温度・湿度センサ303、転写電流測定部304、休止期間記憶部305を設け、第1乃至第4実施形態として示したすべての態様で補正量の書き換えを行うようにしてもよい。
上記の実施形態では感光体ドラムの1回転前に対応する画像データに基づいて潜像ゴーストを補正する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、現像装置22は円筒形の部材である現像ローラーを備えている。現像ローラーは感光体ドラム20と逆極性に帯電され、所定の方向に回転駆動されている。トナーカートリッジ23から供給されたトナーが現像ローラーの表面に付着し、現像ローラーと静電潜像との電位差によってトナーが感光体ドラム20表面へ移動する。この際、トナーが移動した部分と残留した部分とで現像ローラー表面の電位に差が生じる。次の現像の際、現像ローラーは一様に帯電されていることが望ましいが、1回転前の現像の際に生じた電位の不均一の影響によって付着するトナーの量が不均一となり、その結果、潜像ゴーストが発生することがある。
このような場合にも、上記の実施形態の構成を用いて潜像ゴーストを抑制することができる。すなわち、現像ローラーの1回転分の画像データKを画像メモリ101に格納し、画像データKとこれに対して現像ローラーの1回転前に対応する画像データK1とに基づいて、上記の実施形態と同様の手順で補正量αを求めればよい。
上記の実施形態ではゴースト発生部のCinから背景部のCinを差し引いたものを補正量β100とする例を示したが、例えば、背景部のCinに対するゴースト発生部のCinの比を求めてこれを補正量β100としてもよい。この場合、β100にγを乗じたものを補正量αとし、画像データKに補正量αを乗じることによってゴースト発生部の濃度を背景部の濃度に一致させることができる。
上記の実施形態では補正量β、γが予め1次元LUT201、202に書き込まれている例を示したが、補正量β、γが予め書き込まれていなくてもよい。この場合、当該画像形成措置1における最初の潜像ゴーストの補正では、上述した手順によって補正量β、γを求め、この補正量β、γを1次元LUT201,202に書き込んで補正に用いればよい。
上記の実施形態では画像メモリ101としてFIFOメモリを用いる例を示したが、画像メモリ101はこの例に限定されるものではない。入力された画像データKを保持し、後続のビットが入力されるのと同期して、当該ビットと感光体ドラム20の1回転前に対応するビットとを補正量決定回路102に出力するように構成されていればよい。
上記の実施形態ではゴースト補正部100のゴースト補正量演算回路106以外をハードウェアで構成する例を示したが、コンピュータをゴースト補正部100として機能させるためのプログラムを記憶部5に記憶させておき、CPU44がこのプログラムを実行することによって上記実施形態の処理を実行するようにしてもよい。面内むら補正部300についても同様である。
また、このプログラムを光ディスク等の記録媒体に記録し、この記録媒体からプログラムを読み取って記憶部5に書き込むようにしてもよい。また、このプログラムを通信ネットワーク経由で受信し、受信したプログラムを記憶部5に書き込むようにしてもよい。
上記の実施形態では互いに異なる色に対応した4基の画像形成エンジンを有する画像形成装置に本発明を適用した例を示したが、3基以下または5基以上の画像形成エンジンを有する画像形成装置に本発明を適用してもよい。
Claims (7)
- 回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力手段と、
第1の画素値と、第2の画素値と、当該第2の画素値に対する補正量との対応関係を記憶する記憶手段と、
前記回転体が1回転する前後でそれぞれ前記露光手段に入力される2つの前記画像データをそれぞれ第1の画像データおよび第2の画像データとし、前記記憶手段に記憶されている対応関係に基づいて、前記第1の画像データに含まれる画素値に合致する前記第1の画素値と、前記第2の画像データに含まれる画素値に合致する前記第2の画素値とに対応する補正量を決定する補正量決定手段と、
前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて前記第2の画像データを補正して前記露光手段に出力する補正手段と、
A.前記回転体に設けられている保護層の厚さ、
B.前記回転体周辺の温度及び湿度、
C.前記転写手段が発生する転写電流の電流値、
D.最後に電源が切断されていた期間の長さ、
のいずれか1以上を検知し、検知の結果に応じて、前記記憶手段に記憶されている補正量を書き換える書換手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記書換手段は、前記保護層の厚さが減少するに連れて前記補正量を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記書換手段は、前記温度が高くなるに連れて前記補正量を大きくするとともに、前記湿度が高くなるに連れて前記補正量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記書換手段は、前記電流値が大きくなるに連れて前記補正量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記書換手段は、前記期間の長さが長くなるに連れて前記補正量を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 第1の画素値と、第2の画素値と、当該第2の画素値に対する補正量との対応関係を記憶する記憶手段と、
回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力装置における前記回転体が1回転する前後でそれぞれ前記露光手段に入力される2つの前記画像データをそれぞれ第1の画像データおよび第2の画像データとし、前記記憶手段に記憶されている対応関係に基づいて、前記第1の画像データに含まれる画素値に合致する前記第1の画素値と、前記第2の画像データに含まれる画素値に合致する前記第2の画素値とに対応する補正量を決定する補正量決定手段と、
前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて前記第2の画像データを補正して前記露光手段に出力する補正手段と、
A.前記回転体に設けられている保護層の厚さ、
B.前記回転体周辺の温度及び湿度、
C.前記転写手段が発生する転写電流の電流値、
D.最後に電源が切断されていた期間の長さ、
のいずれか1以上を検知し、検知の結果に応じて、前記記憶手段に記憶されている補正量を書き換える書換手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - コンピュータを、
第1の画素値と、第2の画素値と、当該第2の画素値に対する補正量との対応関係を記憶する記憶手段と、
回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力装置における前記回転体が1回転する前後でそれぞれ前記露光手段に入力される2つの前記画像データをそれぞれ第1の画像データおよび第2の画像データとし、前記記憶手段に記憶されている対応関係に基づいて、前記第1の画像データに含まれる画素値に合致する前記第1の画素値と、前記第2の画像データに含まれる画素値に合致する前記第2の画素値とに対応する補正量を決定する補正量決定手段と、
前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて前記第2の画像データを補正して前記露光手段に出力する補正手段と、
A.前記回転体に設けられている保護層の厚さ、
B.前記回転体周辺の温度及び湿度、
C.前記転写手段が発生する転写電流の電流値、
D.最後に電源が切断されていた期間の長さ、
のいずれか1以上を検知し、検知の結果に応じて、前記記憶手段に記憶されている補正量を書き換える書換手段
として機能させるためのプログラム。
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