JP2009143188A - Image-forming apparatus and calibration method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、画像形成装置に係り、特に画像形成装置における画質を向上させるための校正方法に関する。 The present invention generally relates to an image forming apparatus, and more particularly to a calibration method for improving image quality in an image forming apparatus.
電子写真方式やインクジェット方式を採用したプリンタや複写機等の画像形成装置が普及している。その普及とともに、年々、出力画像に対する品質の要求が厳しくなっている。ところが、出力画像の品質を向上させるのは容易ではない。なぜなら、環境の変化や長時間の使用によって、画像形成装置の各部の状態が変動するため、出力画像の濃度や色も変動してしまうからである。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変化でも色の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがある。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as printers and copiers that employ an electrophotographic method or an ink jet method have become widespread. With the widespread use, quality requirements for output images have become stricter year by year. However, it is not easy to improve the quality of the output image. This is because the state of each part of the image forming apparatus fluctuates due to environmental changes and long-term use, so that the density and color of the output image also fluctuate. In particular, in the case of an electrophotographic color image forming apparatus, even a slight environmental change may cause a color variation, which may result in a loss of color balance.
従来、一定の色及び色の階調性を得ることで画像の品質を向上させる発明が提案されている。特許文献1は、中間転写体や感光体に各色のトナー単色でトナーパッチを形成し、トナーパッチの濃度に応じてプロセス条件やLUT(ルックアップテーブル)にフィードバックをかけて濃度を制御する発明を提案している。特許文献2は、濃度検出用画像の濃度測定方法を提案している。 Conventionally, an invention for improving the quality of an image by obtaining a certain color and gradation of color has been proposed. Patent Document 1 discloses an invention in which a toner patch is formed with a single color toner on an intermediate transfer member or a photosensitive member, and the density is controlled by feeding back process conditions and a LUT (look-up table) according to the density of the toner patch. is suggesting. Patent Document 2 proposes a density measurement method for density detection images.
ところで、記録媒体へトナー画像を転写する際の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。特許文献1に記載された発明では、未定着のトナー画像の濃度を検知するため、記録媒体への転写及び定着によるカラーバランスの変化については対応できない。 By the way, the color balance also changes depending on the transfer efficiency when transferring the toner image to the recording medium and the heating and pressurization by fixing. In the invention described in Patent Document 1, since the density of an unfixed toner image is detected, it is impossible to cope with a change in color balance due to transfer to a recording medium and fixing.
特許文献3は、記録媒体上に定着したシアン(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混色のパッチの濃度又は色度を検知するカラーセンサを備えたカラー画像形成装置を提案している。このカラー画像形成装置は、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へ検知結果をフィードバックする。
特許文献3に記載の発明によれば、定着した画像から濃度又は色度をカラーセンサにより検知するため、転写や定着による変動も加味して露光量やプロセス条件を制御できる利点がある。しかし、カラーセンサの特性は変化することがあり、さらにカラーセンサには個体間の特性の違いも存在する。特性の変化や違いの原因には、カラーセンサを構成する発光素子の分光特性のばらつき、発光素子の経時変化や周囲温度変化、紙粉やトナー又はインクが付着することによるセンサ出力の低下などがある。このような特性の変化や違いは、濃度階調やカラーバランスの制御精度の低下を招くため好ましくない。 According to the invention described in Patent Document 3, since density or chromaticity is detected from a fixed image by a color sensor, there is an advantage that exposure amount and process conditions can be controlled in consideration of fluctuation due to transfer or fixing. However, the characteristics of the color sensor may change, and there are also differences in characteristics among individuals in the color sensor. Causes of changes and differences in characteristics include variations in the spectral characteristics of the light-emitting elements that make up the color sensor, changes in the light-emitting elements over time and changes in ambient temperature, and a decrease in sensor output due to adhesion of paper dust, toner, or ink. is there. Such a change or difference in characteristics leads to a decrease in density gradation and color balance control accuracy, which is not preferable.
なお、白色基準板を用いてカラーセンサの出力を校正すれば、濃度階調や色再現性を向上させることができるだろう。しかし、白色基準板は高価であるため、画像形成装置のコストアップを招く。また、白色基準板にも紙粉やトナーが付着すれば、校正の精度が低下してしまうだろう。 If the output of the color sensor is calibrated using a white reference plate, the density gradation and color reproducibility can be improved. However, since the white reference plate is expensive, the cost of the image forming apparatus is increased. Also, if paper dust or toner adheres to the white reference plate, the calibration accuracy will be reduced.
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも1つを解決することを目的とする。本発明は、例えば、校正用の白色基準板を不要とすることでコストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響を回避し、かつ、センサの色検出精度を向上させることで、良好な画像濃度制御(階調制御)を実現することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。 Therefore, an object of the present invention is to solve at least one of such problems and other problems. The present invention, for example, eliminates the effect of fluctuations in the white reference plate while reducing the cost increase by eliminating the need for a white reference plate for calibration, and improves the color detection accuracy of the sensor. The object is to realize image density control (tone control). Other issues can be understood throughout the specification.
本発明の画像形成装置は、画像の濃度又は色度を検知する検知部と、検知された濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部とを備える。検知部は、光を発光する発光部と、発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第1受光部とを備え、第1受光部から出力される信号により画像の濃度又は色度を検知する。とりわけ、画像形成装置は、第1受光部とは別に設けられ、発光部から発光された光のうち反射光でない光を受光する第2受光部と、第2受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正部とを含むことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes a detection unit that detects the density or chromaticity of an image, and a control unit that controls image forming conditions based on the detected density or chromaticity. The detection unit includes a light emitting unit that emits light and a first light receiving unit that receives reflected light from an image fixed on the recording medium among the emitted light, and a signal output from the first light receiving unit. Detect the density or chromaticity of the image. In particular, the image forming apparatus is provided separately from the first light receiving unit, and is based on a second light receiving unit that receives light that is not reflected light out of light emitted from the light emitting unit, and a signal output from the second light receiving unit. And a calibration unit that calibrates the detection unit.
本発明によれば、第1受光部とは別に設けられた第2受光部から出力された信号に基づいて検知部を校正するため、校正用の白色基準板が不要となる。よって、コストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響を回避することが可能となる。さらに、センサの色検出精度が向上するため、良好な画像濃度制御を実現できるようになる。 According to the present invention, since the detection unit is calibrated based on the signal output from the second light receiving unit provided separately from the first light receiving unit, a white reference plate for calibration is not necessary. Therefore, it is possible to avoid the influence due to the fluctuation of the white reference plate while reducing the cost increase. Furthermore, since the color detection accuracy of the sensor is improved, good image density control can be realized.
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 An embodiment of the present invention is shown below. The individual embodiments described below will help to understand various concepts, such as the superordinate concept, intermediate concept and subordinate concept of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、実施形態に係るカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。画像形成装置100は、タンデム方式を採用しているが、ロータリー方式を採用してもよい。ここでは、電子写真方式の画像形成装置について説明するが、インクジェット方式など他の画像形成方式を採用した画像形成装置にも本発明を適用してもよい。なお、画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機又はファクシミリとして実現される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a color image forming apparatus according to an embodiment. The
給紙部21は、記録媒体11を搬送経路へと給紙するユニットである。記録媒体は、例えば、記録材、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。給紙された記録媒体は、搬送経路に沿って転写ローラ28まで搬送される。
The
一方、画像形成部は、感光ドラム22、注入帯電器23、スキャナ部24、トナーカートリッジ25、現像器26、中間転写体27、転写ローラ28などを備えている。通常、多色の画像形成装置では、現像剤(例:トナー)の色ごとに画像形成ステーションが形成されている。本実施形態では、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)といった4色のトナーが使用されるため、画像形成ステーションの数も4台となる。
On the other hand, the image forming unit includes a
感光ドラム22は、静電潜像やトナー画像を担持し、感光体や像担持体と呼ばれることもある。注入帯電器23は、感光ドラム22の表面を一様に帯電させるユニットである。スキャナ部24は、一様に帯電した感光ドラム22の表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するユニットである。なお、スキャナ部は、露光器、走査光学装置、光走査装置、光学スキャナ装置と呼ばれることも有る。トナーカートリッジ25は、現像器26にトナーを供給するユニットである。現像器26は、トナーを用いて静電潜像をトナー画像へと現像するユニットである。
The
中間転写体27は、各画像形成ステーションの感光ドラム22から順次単色トナー画像が一次転写されて形成された多色トナー画像を担持するユニットである。中間転写体27に担持された多色トナー画像は、転写ローラ28によって記録媒体11へと二次転写される。次に、記録媒体11は、定着部30へ搬送される。
The
定着部30は、記録媒体11を搬送しながら、未定着のトナー画像を溶融定着させるユニットである。定着部30は、定着ローラ31と加圧ローラ32を備えている。定着ローラ31と加圧ローラ32は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ33、34が内蔵されている。トナー画像が定着した記録媒体11は、外部に排出される。
The
未定着トナー用の濃度検知センサ41は、中間転写体27に担持されている未定着の多色トナー画像の濃度を検知するセンサである。カラーセンサ42は、定着部30よりも搬送方向で下流に配置されており、定着したトナー画像の色度を検知するセンサである。未定着トナー用の濃度検知センサ41は、本発明にとって必須のユニットではないため、省略されてもよい。
The
画像処理部43は、入力された画像データに対して各種の画像処理を実行するユニットである。画像処理部43は、カラーマッチングテーブル44、色分解テーブル45、キャリブレーションルックアップテーブル46及びハーフトーン処理部47を備えている。
The
画像処理部43は、予め用意されているカラーマッチングテーブル44を用いて、画像の色を表すRGB信号を画像形成装置100の色再現域に合わせたデバイスRGB信号(以下DevRGBとする)に変換する。画像処理部43は、予め用意されている色分解テーブル45を用いて、DevRGB信号を画像形成装置100のトナー色材色であるCMYK信号に変換する。次に、画像処理部43は、画像形成装置に固有の濃度−階調特性を補正するためのキャリブレーションルックアップテーブル46を用いて、CMYK信号をC’M’Y’K’信号へ変換する。最後に、ハーフトーン処理部47は、C’M’Y’K’信号に対してディザ等のハーフトーン処理を施す。
The
図2、図3は、実施形態に係る濃度検知センサ41の一例を示す図である。濃度検知センサ41は、中間転写体27へ向けて配置されており、中間転写体27の表面上に形成されたトナーパッチの濃度を測定する。
2 and 3 are diagrams illustrating an example of the
発光素子51は、赤外LEDなどの光源である。受光素子52は、フォトダイオードやCds等の受光素子である。光学素子53、54は、発光素子51と受光素子52とを結合するために用いられる光学部品である。すなわち、発光素子51が発光した光は、トナーパッチ29により反射される。反射光は、光学素子54を経由して受光素子52により受光される。なお、図示については省略するが、濃度検知センサ41は、受光データを処理するICとこれらの部品を収容するホルダーにより構成されている。
The
図2と図3とを比較すると、受光素子52の位置が異なっている。図2に示した受光素子52は、発光素子51が発光した光のうち、正反射成分と乱反射成分との和を検知する。一方、図3に示した受光素子52は、発光素子51が発光した光のうち、乱反射成分のみを検知する。図2に示した構成と図3に示した構成のどちらを用いるべきかは、トナーや中間転写体の光学反射特性に依存して適宜決定すればよい。
Comparing FIG. 2 and FIG. 3, the position of the
濃度検知センサ41から出力された検知結果(濃度信号)は、画像処理部43に送出される。画像処理部43は、受信した検知結果をキャリブレーションルックアップテーブル46にフィードバックすることにより、濃度補正を行う。
The detection result (density signal) output from the
図4は、実施形態に係るカラーセンサ42の一例を説明するための図である。図2や図3で説明した部分には同一の参照符号を付与することで説明を簡潔にする。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the
カラーセンサ42は、記録媒体11の画像形成面へ向けて配置されている。カラーセンサ42は、記録媒体に定着した単色パッチの濃度又は混色パッチの色度を検知し、その検知結果(濃度信号や色度信号)を画像処理部43へ出力する。カラーセンサ42は、発光部と受光部とを備え、受光部から出力される信号により画像の濃度又は色度を検知する検知部の一例である。
The
画像処理部43は、入力された検知結果に応じてキャリブレーションルックアップテーブル46を補正することで、濃度又は色度の制御を行う。画像処理部43は、検知された濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部の一例である。カラーセンサ42は、記録媒体上に形成されたトナー画像の実際の濃度を測定できるだけでなく、2色以上の混色の色度も測定できる。そのため、カラーセンサ42は、濃度検知センサ41と比較し、より精度の高い補正を実現できる。
The
カラーセンサ42に用いられる発光素子51は、色度を検知するために、白色光(W)を発光する光源(LED等)である。発光素子51は、光を発光する発光部の一例である。出力された白色光は、パッチ60が定着した記録媒体11に対して斜め45度より入射する。入射した光のうち、0度の方向への乱反射した乱反射光の強度を、検知用の受光部56によって検知する。受光部56は、受光素子52とRGBフィルタ55によって構成される。受光部56は、発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第1受光部の一例である。なお、入射角や反射角についての具体的な数値は単なる例示にすぎない。なお、受光素子52は、RGBフィルタ55に対応して、R素子、G素子及びB素子に分かれている。
The
校正用の受光部57も受光素子52及びRGBフィルタ55を備えており、記録媒体11の搬送経路に対して、発光素子51と同じ側に配置されている。例えば、図4において、搬送経路を境界として上側と下側とに分けた場合に、校正用の受光部57と発光素子51とが同一の側に配置されている。校正用の受光部57は、第1受光部とは別に設けられ、発光部から発光された光のうち反射光ではない光を受光する第2受光部の一例である。また受光部57は、光学素子53により、紙粉やトナー又はインクの飛び散りによるセンサ汚れが発生しにくくなっている。なお、受光部56の受光特性のばらつきと、受光部57の受光特性のばらつきとは無視できる程度に同様であるものとする。また、受光部56の経時変化や周囲温度変化も、受光部57のそれと同程度であり、両者の違いは無視できるものとする。
The
<カラーセンサの校正に使用される出力補正係数の算出方法>
図5は、カラーセンサに使用される白色光を発光する光源の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は発光光量を示している。なお、発光光量は、最大値を1として正規化されている。発光素子51の分光特性は、図5に示された平均的な特性に対してある程度のばらつきを持つ。
<Calculation method of output correction coefficient used for color sensor calibration>
FIG. 5 is a diagram showing average spectral characteristics of a light source that emits white light used in a color sensor. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the amount of emitted light. The amount of emitted light is normalized with the maximum value being 1. The spectral characteristics of the
図6は、カラーセンサに使用される受光素子の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は受光光量を示している。なお、受光光量は、R素子の受光光量の最大値を1として、R素子、G素子、B素子の各受光光量が正規化されている。 FIG. 6 is a diagram showing an average spectral characteristic of a light receiving element used in the color sensor. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the amount of received light. The received light quantity is normalized with the maximum value of the received light quantity of the R element being 1, and the received light quantities of the R element, G element, and B element are normalized.
ここで、図5に示された平均的な分光特性を有する発光素子と、図6に示された平均的な分光特性を有する受光素子とを用いて構成された平均的なカラーセンサについて考察する。発光素子が出力する白色光を受光素子が直接検知したときにカラーセンサの各素子が出力するセンサ出力値は、以下のようになる。 Here, an average color sensor configured using the light emitting element having the average spectral characteristic shown in FIG. 5 and the light receiving element having the average spectral characteristic shown in FIG. 6 will be considered. . The sensor output value output by each element of the color sensor when the light receiving element directly detects the white light output by the light emitting element is as follows.
R素子の出力値=Σ(発光素子の分光特性 × R素子の分光特性)
G素子の出力値=Σ(発光素子の分光特性 × G素子の分光特性)
B素子の出力値=Σ(発光素子の分光特性 × B素子の分光特性)
ここで、Σは400〜700nmの波長域での積分を意味する。
Output value of R element = Σ (spectral characteristic of light emitting element × spectral characteristic of R element)
Output value of G element = Σ (spectral characteristic of light emitting element × spectral characteristic of G element)
Output value of B element = Σ (spectral characteristics of light emitting element × spectral characteristics of B element)
Here, Σ means integration in the wavelength region of 400 to 700 nm.
図5、図6に示した分光特性を用いて、各出力値を計算すると、
R素子:G素子:B素子=0.83:1.00:0.70
となる。
When each output value is calculated using the spectral characteristics shown in FIGS.
R element: G element: B element = 0.83: 1.00: 0.70
It becomes.
本実施形態では、発光素子51が出力した白色光を校正用の受光部57で検知したときに各素子の平均出力値がそれぞれR=2.07V、G=2.50V、B=1.74Vとなるように、カラーセンサ42が設定されている。これらの値を、カラーセンサの基準値と呼ぶことにする。
In this embodiment, when the white light output from the
しかし、前述したように、カラーセンサ42の発光素子51の特性は、個体固有のばらつきや径時変化を伴うため、カラーセンサ42の各素子からの出力値は前述した基準値と同じ値にはならない。
However, as described above, the characteristics of the
そこで、本実施形態では、以下のような手順によって、カラーセンサ42の校正を行う。まず、発光素子51からの白色光を校正用の受光部57によって検知する。このときの出力値を、R0、G0、B0とする。
Therefore, in this embodiment, the
次に、カラーセンサの出力補正係数を算出する。出力補正係数は、カラーセンサ42のR、G、Bの各出力値それぞれに対して定められている。各補正係数はそれぞれαR、αG、αBである。以下に出力補正係数の算出式を示す。
αR=2.07÷R0
αG=2.50÷G0
αB=1.74÷B0
算出された出力補正係数を用いて、カラーセンサ42の校正(出力補正)が実行される。実際の出力補正は、カラーセンサ42を使用した画像濃度制御時に行われることが好ましい。これは、画像形成を実行できない期間であるダウンタイムを極力減らすためである。
Next, an output correction coefficient of the color sensor is calculated. The output correction coefficient is determined for each of the R, G, and B output values of the
αR = 2.07 ÷ R0
αG = 2.50 ÷ G0
αB = 1.74 ÷ B0
Calibration (output correction) of the
<画像濃度制御に使用されるパッチ>
図7は、記録媒体に定着した濃度−階調特性制御用のパッチパターンの一例を示す図である。濃度−階調特性制御用のパッチパターン(以下、パッチ)は、例えば、グレーの階調パッチパターンである。グレーは、色再現域の中心となる色であるため、カラーバランスを取る上で非常に重要な色である。パッチ60は、ブラック(K)によるグレー階調パッチ64a,64bと、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)を混色したプロセスグレー階調パッチ65a、65bで構成されている。グレー階調パッチ64aとプロセスグレー階調パッチ65aとは、色度が相互に近い。同様に、グレー階調パッチ64bとプロセスグレー階調パッチ65bとは、色度が相互に近い。このように、色度の近い、ブラック(K)によるグレー階調パッチと混色によるグレー階調パッチとが対をなして記録媒体11上に並んでいる。各グレー階調パッチからの反射光を検知用の受光部56で検知することで、カラーセンサ42がRGBの各出力値を出力する。
<Patch used for image density control>
FIG. 7 is a diagram showing an example of a patch pattern for density-gradation characteristic control fixed on a recording medium. The patch pattern for density-gradation characteristic control (hereinafter referred to as patch) is, for example, a gray gradation patch pattern. Gray is a color that is the center of the color gamut, so it is a very important color for achieving color balance. The
<画像濃度制御(階調制御)>
図8は、画像形成装置を制御する制御部の一部を示すブロック図である。すでに説明した箇所には同一の参照符号が付されている。校正部801は、校正用の受光部57から出力された信号に基づいてカラーセンサ42を校正するユニットである。校正部801は、第2受光部から出力された信号に基づいて検知部を校正する校正部の一例である。補正部802は、校正用の受光部57から出力された信号に応じて検知用の受光部56から出力される信号を補正するユニットである。補正部802は、第2受光部から出力された信号に応じて第1受光部から出力される信号を補正する補正部の一例である。
<Image density control (tone control)>
FIG. 8 is a block diagram illustrating a part of a control unit that controls the image forming apparatus. The parts already described are given the same reference numerals. The
図9は、カラーセンサを用いた画像濃度制御及びカラーセンサの出力補正方法を示すフローチャートである。ステップS901で、校正用の受光部57は、発光素子51から発光された白色光を検知する。ステップS902で、校正部801に備えられた補正部802は、前述した算出式により、補正係数αR、αG、αBを算出する。よって、補正部802は、第2受光部から出力された信号の強度を予め定められた基準値によって除算することで補正係数を算出する算出部の一例である。
FIG. 9 is a flowchart showing an image density control using a color sensor and an output correction method of the color sensor. In step S <b> 901, the calibration
ステップS903で、画像処理部43は、予め用意されたキャリブレーションルックアップテーブル46を元にパッチ60を作成する。ステップS904で、検知用の受光部56は、記録媒体11に定着したパッチ60からの反射光を検知する。ここで、受光部56に備えられる受光素子52のうち、R素子の出力値をR1とし、G素子の出力値をG1とし、B素子の出力値をB1とする。
In step S903, the
ステップS905で、補正部802は、校正用の受光部57から出力された出力値に応じて、検知用の受光部56の各素子からの出力値を補正する。例えば、補正部802は、各素子からの出力値に対して補正係数αR、αG、αBを乗算する。補正後の各出力値をそれぞれR’、G’、B’とする。よって、補正部802は、算出された補正係数を第1受光部から出力された信号に乗算する乗算部の一例である。
In step S905, the
R’=R1×αR
G’=G1×αG
B’=B1×αB
ステップS906で、画像処理部43は、補正後の各出力値を標準色空間であるLabデータに変換する。ステップS907で、画像処理部43は、補正後の各出力値に対応したLabデータに応じて、キャリブレーションルックアップテーブル46を補正する。例えば、画像処理部43は、ブラック(K)によるグレー階調パッチのLabデータと、プロセスグレー階調パッチのLabデータとの差を元に、K=CMYとなるようにキャリブレーションルックアップテーブル46を補正する。
R ′ = R1 × αR
G ′ = G1 × αG
B ′ = B1 × αB
In step S906, the
本実施形態によれば、濃度や色度を検知するための受光部56に加え、校正用の受光部57を設け、受光部57から出力された信号に基づいて受光部56を校正することで、カラーセンサ42の色検出精度を向上させることができる。すなわち、紙粉やトナー又はインクの飛び散りによるセンサ汚れ、カラーセンサの分光特性のばらつき、及び、径時変化による影響が緩和され、カラーバランスが向上する。色検出精度が向上すれば、良好な画像濃度制御も実現できるようになる。濃度−階調特性は、環境の変化や長時間の使用により変化する。よって、適当なタイミングで校正することは、大変有効である。さらに、本実施形態では、校正用の白色基準板が不要なため、コストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響も回避できる。
According to the present embodiment, in addition to the
本実施形態では、受光部57は、発光素子51から発光された光のうち、反射光(間接光)ではない直接光を受光する。よって、間接光を受光する場合と比較し、他の光学部品の影響を低減することができる。
In the present embodiment, the
直接光を受光するために、本実施形態では、発光素子51と受光部57とが、記録媒体を搬送する搬送経路に対して同一の側に設けられている。これにより、受光部57は簡単な構成と配置によって直接光を受光できるようになる。
In order to receive direct light, in the present embodiment, the
カラーセンサ42を構成する方法も種々考えられる。そのうち、本実施形態では、受光部57から出力された信号に応じて受光部56から出力された信号を補正する補正部802について説明した。このような補正部802は、カラーセンサ42の内部に設けられるICに内蔵できるため、カラーセンサ42のサイズの増加やコストの増加を抑制しやすいだろう。補正部802は、受光部57から出力された信号の強度(R0、G0、B0)を、予め定められた基準値(例:2.07V、2.50V、1.74V)によって除算することで補正係数αR、αG、αBを算出する。さらに、補正部802は、算出した補正係数を受光部56から出力された信号(R1、G1、B1)に乗算することで、出力値を校正する。よって、比較的な簡単な演算により、校正を実現できる。
Various methods for configuring the
本実施形態では、精度の高い補正を可能とするため、グレー階調パッチを用いた補正方法について説明した。しかし、これは一例にすぎず、イエロー、マゼンダ、シアンの2色もしくは3色を混合してなる、グレー以外の混色の色度を測定してもよい。 In the present embodiment, a correction method using a gray tone patch has been described in order to enable highly accurate correction. However, this is only an example, and the chromaticity of a mixed color other than gray, which is a mixture of two or three colors of yellow, magenta, and cyan, may be measured.
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、発光部として白色光源を使用し、受光部57としてRGBフィルタ55と対応する3つの素子を備えた受光素子52とを使用した。第1の実施形態では、発光部と受光部の構成が第1の実施形態のものとは異なる。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a white light source is used as the light emitting unit, and the
図10は、本実施形態に係るカラーセンサ42を示す図である。発光部は、それぞれ発光スペクトルの異なる3つの発光素子が採用されている。発光素子1000Rは、レッド(R)のスペクトルの光を発光する。発光素子1000Gは、グリーン(G)のスペクトルの光を発光する。発光素子1000Bは、ブルー(B)のスペクトルの光を発光する。これらの発光素子は、例えば、LEDなどの光源により実現される。検知用の受光部56及び校正用の受光部57には、上述したRGBフィルタ55が用いられていない。また、検知用の受光部56及び校正用の受光部57に使用される受光素子52も単一の素子でよい。また、受光部57は、第1の実施形態と同様、光学素子53により、紙粉やトナー又はインクの飛び散りによるセンサ汚れが発生しにくくなっている。
FIG. 10 is a diagram illustrating the
図11は、カラーセンサに使用される各発光素子の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は発光光量を示している。なお、R、G、Bに対応した各発光光量は、それぞれの最大値を1として正規化されている。 FIG. 11 is a diagram showing an average spectral characteristic of each light emitting element used in the color sensor. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the amount of emitted light. The light emission amounts corresponding to R, G, and B are normalized with the maximum value being 1.
図12は、カラーセンサに使用される受光素子の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は受光光量を示している。受光光量は、最大値を1として正規化されている。 FIG. 12 is a diagram illustrating an average spectral characteristic of a light receiving element used in the color sensor. The horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the amount of received light. The amount of received light is normalized with a maximum value of 1.
第1の実施形態では、RGBに対応した3つの受光素子によって白色光を同時に受光した。しかし、本実施形態では、R、G、Bに対応した各発光素子を順番に点灯させることで、RGBフィルタを用いない単一の受光素子がそれぞれ異なるスペクトルの光を独立して受光できるようにしている。 In the first embodiment, white light is simultaneously received by three light receiving elements corresponding to RGB. However, in this embodiment, each light emitting element corresponding to R, G, and B is turned on in order so that a single light receiving element that does not use an RGB filter can independently receive light of different spectra. ing.
第1の実施形態では、Rの受光素子から出力された出力値をRの出力値とし、Gの受光素子から出力された出力値をGの出力値とし、Bの受光素子から出力された出力値をBの出力値としていた。一方、第2の実施形態では、発光素子1000Rを点灯させたときの受光素子からの出力値を、Rの出力値とする。また、発光素子1000Gを点灯させたときの受光素子からの出力値を、Gの出力値とする。発光素子1000Bを点灯させたときの受光素子からの出力値を、Bの出力値とする。発光素子1000R、1000G及び1000Bは、択一的に点灯する。
In the first embodiment, the output value output from the R light receiving element is set as the R output value, the output value output from the G light receiving element is set as the G output value, and the output output from the B light receiving element. The value was the output value of B. On the other hand, in the second embodiment, the output value from the light receiving element when the
本実施形態では、各発光素子から発光された光を校正用の受光部57で受光したときの平均的な出力値がいずれも2.50Vとなるようにカラーセンサ42が設定される。この2.50Vを、カラーセンサの基準値とする。例えば、出力値がいずれも2.50Vとなるように、受光素子から出力値を増幅する増幅回路の増幅度が調整されることになる。増幅度は、どの発光素子が点灯するかに依存して変更される。
In the present embodiment, the
図13は、実施形態に係る画像濃度制御及びカラーセンサの出力補正方法を示すフローチャートである。図9で説明した工程と共通する工程には同一の参照符号を付与している。 FIG. 13 is a flowchart illustrating an image density control and a color sensor output correction method according to the embodiment. Steps common to the steps described in FIG. 9 are given the same reference numerals.
ステップS1301で、校正部801は、発光素子1000R、1000G、1000Bを順番に発光させ、校正用の受光部57で光を検知する。ステップS1302で、補正部802は、RGBに対応した各出力値が基準値(例:2.50V)となるよう、発光素子1000R、1000G、1000Bの各発光光量を調整する。具体的には、各発光素子に通電される電流の値が調整される。補正部802は、第2受光部から出力された信号に応じて発光部から発光される光の光量を補正する補正部の一例である。また、補正部802は、第2受光部から出力された信号の強度が予め定められた基準値となるように、発光部の発光光量を調整する調整部の一例でもある。
In step S1301, the
その後は、上述したステップS903、S904、S906及びS907が実行される。本実施形態では、発光素子を校正するため、受光素子の出力値の校正(ステップS905)が不要となる。 Thereafter, steps S903, S904, S906, and S907 described above are executed. In the present embodiment, since the light emitting element is calibrated, the calibration of the output value of the light receiving element (step S905) becomes unnecessary.
このように、第2の実施形態は、それぞれ異なるスペクトルの光を発光する複数の発光素子と単一の受光素子とでカラーセンサを構成し、受光素子からの出力値が基準値となるように各発光素子の発光光量を調整するものである。よって、第2の実施形態も第1の実施形態と同様の効果を奏する。 As described above, in the second embodiment, a color sensor is configured by a plurality of light emitting elements that emit light of different spectra and a single light receiving element, and an output value from the light receiving element becomes a reference value. The light emission quantity of each light emitting element is adjusted. Therefore, the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.
なお、第2の実施形態と第1の実施形態とを組み合わせてもよい。例えば、第2の実施形態に係る発光部と受光部とを採用しつつ、第1の実施形態の校正方法を採用してもよい。この場合、ステップS1302に代えて、S902が採用され、S905もスキップされることなく実行される。ただし、各発光素子の発光光量の差があまりにも大きい場合には、この方法は、検知精度の低下を招くおそれがある。よって、各発光素子の発光光量の差があまりにも大きい場合は、第2の実施形態を採用することが好ましい。 Note that the second embodiment and the first embodiment may be combined. For example, the calibration method of the first embodiment may be employed while employing the light emitting unit and the light receiving unit according to the second embodiment. In this case, S902 is adopted instead of step S1302, and S905 is also executed without being skipped. However, if the difference in the amount of light emitted by each light emitting element is too large, this method may cause a decrease in detection accuracy. Therefore, when the difference between the light emission amounts of the light emitting elements is too large, it is preferable to adopt the second embodiment.
(第3の実施形態)
図14は、実施形態に係るカラーセンサの一例を示す図である。第1及び第2の実施形態と比較すると、校正用の受光部57を記録媒体の搬送経路1400に対し、発光素子51とは反対側に配置されている点が異なる。受光部57は、搬送経路1400の下側に位置するため、紙くずやトナーによって汚されにくくなる利点がある。
(Third embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a color sensor according to the embodiment. Compared with the first and second embodiments, the
しかし、発光素子51と校正用の受光部57との間には搬送経路1400が存在するため、発光素子51からの直接光が搬送経路によって遮光されてしまう。そこで、直接光を受光できるようにするために、発光素子51から受光部57への向かう光路と交差する部分に、搬送経路に開口1401が設けられている。なお、校正用の受光部57が発光素子51からの光を受光するときは、記録媒体が開口の上を通過しないように記録媒体の搬送が制御される。
However, since the
ただし、紙くずやトナーが開口1401を通じて受光部57に到達するおそれがある。そこで、開口1401には、シャッター1402が設けられている。シャッター1402は、受光部57が光を受光する必要がある場合(校正を行う際)に開き、受光部57が光を受光する必要がない場合(校正を行わないとき)に閉じる。これによって、紙くずやトナーが開口1401を通じて受光部57に到達する可能性を低減している。
However, waste paper or toner may reach the
なお、シャッター1402を設ける代わりに、透光性を有する素材によって開口1401を覆ってもよい。この場合、シャッターの開閉機構を省略できる利点がある。なお、シャッター1402や透光性を有する素材は、いずれも第2受光部を汚れから保護するための保護部材の一例である。
Note that instead of providing the
第1や第2実施形態では、発光素子51の指向性がそれほど狭くなく、十分に受光部57が直接光を受光できることを前提としていた。しかし、発光素子51の指向性が狭ければ、第1や第2実施形態に示した位置に配置された受光部57では、十分に光を受光できないだろう。それに対し、第3実施形態で説明した配置であれば、発光素子51の指向性が狭くとも(鋭くとも)、十分に光を受光できよう。
In the first and second embodiments, it is assumed that the directivity of the
なお、図14に示した発光部と受光部の構成は第1の実施形態に則しているが、第2の実施形態で示した発光部と受光部が採用されてもよい。 The configuration of the light emitting unit and the light receiving unit illustrated in FIG. 14 conforms to the first embodiment, but the light emitting unit and the light receiving unit illustrated in the second embodiment may be employed.
[他の実施形態]
第1から第3の実施形態では、画像形成装置の一例として多色の画像形成装置について説明した。しかし、本発明が単色の画像形成装置にも適用できる。階調制御の方法として、上記の実施形態では、キャリブレーションルックアップテーブル46を修正する方法を説明した。しかし、本発明なこれにのみ限定されるわけではない。本発明は、階調制御の方法によって制限を受ける発明ではないからである。例えば、階調制御の方法が、カラーマッチングテーブル44や色分解テーブル45を修正する方法であってもよい。さらに本発明は、電子写真方式の画像形成装置に限らず、インクジェット方式など、他の画像形成方式を採用した画像形成装置にも適用可能である。
[Other Embodiments]
In the first to third embodiments, a multicolor image forming apparatus has been described as an example of an image forming apparatus. However, the present invention can also be applied to a monochrome image forming apparatus. As a gradation control method, the method of correcting the calibration lookup table 46 has been described in the above embodiment. However, the present invention is not limited to this. This is because the present invention is not limited by the gradation control method. For example, the gradation control method may be a method of correcting the color matching table 44 or the color separation table 45. Furthermore, the present invention is not limited to an electrophotographic image forming apparatus, but can also be applied to an image forming apparatus that employs another image forming system such as an inkjet system.
11… 記録媒体
21… 給紙部
22… 感光ドラム(感光体)
23… 注入帯電器
23… スリーブ
24… スキャナ部
25… トナーカートリッジ
26… 現像器
27… 中間転写体
28… 転写ローラ
30… 定着部
31… 定着ローラ
32… 加圧ローラ
33、34… ヒータ
41… 未定着トナー用の濃度検知センサ
42… カラーセンサ(濃度又は色度検知センサ)
43 画像処理部(プリンタコントローラ)
44… カラーマッチングテーブル
45… 色分解テーブル
46… キャリブレーションルックアップテーブル
47… ハーフトーン処理部
51… 発光素子
52… 受光素子
53… 光学素子
54… 光学素子
55… RGBフィルタ
60… パッチ
64… ブラックによるグレー階調パッチ
65… YMCによるプロセスグレー階調パッチ
DESCRIPTION OF
23 ...
43 Image processing unit (printer controller)
44 ... Color matching table 45 ... Color separation table 46 ... Calibration lookup table 47 ...
Claims (12)
検知された前記濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部と、
前記第1受光部とは別に設けられ、前記発光部から発光された光のうち反射光ではない光を受光する第2受光部と、
前記第2受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正部と
を含むことを特徴とする画像形成装置。 A light-emitting unit that emits light; and a first light-receiving unit that receives reflected light from an image fixed on a recording medium out of the emitted light, and the image is output by a signal output from the first light-receiving unit. A detector for detecting the density or chromaticity of
A control unit that controls image forming conditions based on the detected density or chromaticity;
A second light receiving unit that is provided separately from the first light receiving unit and receives light that is not reflected light among the light emitted from the light emitting unit;
An image forming apparatus comprising: a calibration unit that calibrates the detection unit based on a signal output from the second light receiving unit.
前記第2受光部から出力された信号の強度を予め定められた基準値によって除算することで補正係数を算出する算出部と、
算出された前記補正係数を前記第1受光部から出力された信号に乗算する乗算部と
を含むことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 The correction unit is
A calculation unit that calculates a correction coefficient by dividing the intensity of the signal output from the second light receiving unit by a predetermined reference value;
The image forming apparatus according to claim 8, further comprising: a multiplication unit that multiplies the calculated correction coefficient by the signal output from the first light receiving unit.
前記第2受光部から出力された信号の強度が予め定められた基準値となるように、前記発光部の発光光量を調整する調整部
を含むことを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 The correction unit is
The image forming apparatus according to claim 10, further comprising an adjustment unit that adjusts a light emission amount of the light emitting unit so that an intensity of a signal output from the second light receiving unit becomes a predetermined reference value. apparatus.
検知された前記濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部と、
前記第1受光部とは別に設けられ、前記発光部から発光された光のうち反射光ではない光を受光する第2受光部と
を備えた画像形成装置における校正方法であって、
前記発光部が光を発光する発光工程と、
前記発光された光を前記第2受光部が受光する受光工程と、
前記第2受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正工程を含むことを特徴とする校正方法。 A light-emitting unit that emits light; and a first light-receiving unit that receives reflected light from an image fixed on a recording medium among the emitted light, and the image output by a signal output from the first light-receiving unit A detector for detecting the density or chromaticity of
A control unit that controls image forming conditions based on the detected density or chromaticity;
A calibration method in an image forming apparatus provided separately from the first light receiving unit, the second light receiving unit receiving light that is not reflected light among the light emitted from the light emitting unit,
A light emitting step in which the light emitting part emits light;
A light receiving step in which the second light receiving unit receives the emitted light;
A calibration method comprising a calibration step of calibrating the detection unit based on a signal output from the second light receiving unit.
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