JP2009230145A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】階調補正の準備に要する時間を短縮できるようにする。
【解決手段】画像形成装置は一方向へ移動する転写ベルト57と、転写ベルト57の移動経路に沿って所定間隔で並び複数色のトナー画像を転写ベルト57上にそれぞれ形成する複数の感光体ドラム51と、転写ベルト57上に形成された複数色のトナー画像の濃度を検知するトナー付着量センサ62と、一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように転写ベルト57を区画し、複数の色パッチ画像を複数色のトナー画像として複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して、転写ベルト57上に形成させ、トナー付着量センサ62から得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正するメインCPUを備える。
【選択図】図5
【解決手段】画像形成装置は一方向へ移動する転写ベルト57と、転写ベルト57の移動経路に沿って所定間隔で並び複数色のトナー画像を転写ベルト57上にそれぞれ形成する複数の感光体ドラム51と、転写ベルト57上に形成された複数色のトナー画像の濃度を検知するトナー付着量センサ62と、一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように転写ベルト57を区画し、複数の色パッチ画像を複数色のトナー画像として複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して、転写ベルト57上に形成させ、トナー付着量センサ62から得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正するメインCPUを備える。
【選択図】図5
Description
本発明は、プリントエンジンの経時変化を補償する画像形成装置および画像形成方法に関する。
複合機(MFP: multifunction peripheral) やプリンタ等の画像形成装置は、一般にプリントエンジンの経時変化による濃度の変動やカラーバランスの崩れを解消するために紙ベースでのキャリブレーションを行う。このキャリブレーションでは、色パッチ画像が用紙に印刷され、プリントエンジンの画像形成条件がスキャナ等で用紙から読み取られた色パッチ画像の濃度情報に基づいて最適化される。紙ベースのキャリブレーション後、画像情報の階調は最適化された画像形成条件でプリントエンジンの階調特性を維持する階調補正データに従って補正される。
従来、積算通紙枚数が所定数に到達したタイミング等を起動条件として転写ベルトのような像担持体に色パッチ画像を形成し、この色パッチ画像の濃度情報を反映した階調補正データを用いて画像情報の階調を自動的に補正する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。この技術は、紙ベースのキャリブレーションで最適化された画像形成条件で最大階調値に対応して得られる濃度を自動階調補正用の濃度目標値として設定し、トナー付着量センサにより検知される色パッチ画像の濃度情報をこの濃度目標値と比較し、この比較結果に従って階調補正データを変更する。
ところで、画像形成装置は例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒(K)用に4つの独立なプリント部を備える。従来、これらプリント部はYMCKの色パッチ画像を転写ベルト上に順次1ページずつ転写する。この結果として、YMCKの色パッチ画像を用いた自動階調補正の準備に多くの時間を要している。
本発明の目的は、階調補正の準備に要する時間を短縮できる画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
本発明の第1観点によれば、一方向へ移動する像担持体と、像担持体の移動経路に沿って所定間隔で並び複数色のトナー画像を像担持体上にそれぞれ形成する複数の感光体ドラムと、像担持体上に形成された複数色のトナー画像の濃度を検知するセンサと、一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように像担持体を区画し、複数の色パッチ画像を複数色のトナー画像として複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して像担持体上に形成させ、センサから得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正する制御部を備える画像形成装置が提供される。
本発明の第2観点によれば、一方向へ移動する像担持体、および像担持体の移動経路に沿って所定間隔で並び複数色のトナー画像を像担持体上にそれぞれ形成する複数の感光体ドラムを用いて複数色のトナー画像を像担持体から用紙に転写する画像形成装置であって、一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように像担持体を区画し、複数の色パッチ画像を複数色のトナー画像として複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して像担持体上に形成させ、センサから得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正する画像形成方法が提供される。
これら画像形成装置および画像形成方法では、一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように像担持体が区画される。この場合、複数の色パッチ画像をこれら画像形成用領域内に配置する位置ずれの補正を行ってほぼ一緒に複数の色パッチ画像を形成できるようになる。従って、階調補正の準備として行われるこれら色パッチ画像の形成の繰り返しに要する時間を短縮できる。
以下、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について添付図面を参照して説明する。
図1は画像形成装置の回路構成を概略的に示す。図1では、画像形成装置が画像読取、印刷および複写のための画像形成、および画像通信のような様々な機能を有するデジタル複合機10として構成されている。このデジタル複合機10は、画像読取用のスキャナ11、画像形成用のプリンタ12、および画像通信用のファクシミリ回路13を備える。
デジタル複合機10は、さらにメインCPU20、ROM21、DRAM22、SRAM23、および制御回路(PRNC)24を備える。メインCPU20は、上述の機能を実現するために複合機10全体の制御を行う。ROM21は複合機10においてメインCPU20の主制御プログラムや固定データを格納する不揮発性メモリである。DRAM22はメインCPU20に対して入出力される様々なデータを一時的に格納する揮発性メモリである。SRAM23はデジタル複合機10のハードウェア構成および基本パラメータを含むセットアップ環境を定義するデータを格納する不揮発性メモリである。制御回路24は外部コンピュータのような装置からプリントデータを受け取るためのプ口トコル制御、並びにデータ転送、圧縮、および伸張制御を行う。加えて、デジタル複合機10は、画像処理回路25、共有RAM26、ページメモリ(PM)27、量子化ページメモリ(QNR/PM)28、外部インタフェース(外部IF)29を備える。画像処理回路25は記録媒体に適した高画質化や拡大縮小、画素の間引き、マーカ検出による指定領域の白抜きのような画像の編集を画像処理として行う。共有RAM26は複数のデジタル複合機間で参照可能なデータを格納する。ページメモリ27は各画素が複数ビットの多値形式で表される複数ページ分の画像データを格納する。量子化ページメモリ28は画像データを記録用および再生用に処理する画像処理ASIC、多値形式から2値形式への画素データの圧縮および2値形式から多値形式への画素データの伸張を行う圧縮伸張回路、および2値形式の画像データを格納する2値化ページメモリ(ページバッファ)を含む。外部インタフェース29はオプションとして追加されるファクシミリ回路(FAXC)13や無線LAN/Bluetooth(登録商標)回路のような外部回路を接続するためのインタフェースである。
画像処理回路25には、スキャナ11がスキャナインタフェース(SIF)32を介して接続され、さらにプリンタ12がプリンタインタフェース(PIF)33を介して接続される。スキャナインタフェース(SIF)32はスキャナ11から得られる画像情報を画像処理回路25に入力し、プリンタインタフェース33は画像処理回路25から得られる画像情報をプリンタ12に出力する。
メインCPU20は制御用のシステムバスSBによりROM21、DRAM22、SRAM23、画像処理回路25、共有RAM26、ページメモリ27、量子化ページメモリ28、外部インタフェース29、ファクシミリ回路13、スキャナ11、スキャナインタフェース32、プリンタ12、プリンタインタフェース33に接続される。また、画像処理回路25、ページメモリ27、量子化ページメモリ28、外部インタフェース29、ファクシミリ回路13は画像情報用の画像バスGBにより相互接続される。ちなみに、画像バスGBは、スキャナインタフェース32がスキャナ11から画像情報を取り込む動作、画像処理回路25がスキャナインタフェース32からの画像情報に対して画像処理を行う動作、プリンタインタフェース33が画像処理回路25で処理された画像情報をプリンタ12に出力する動作を並列的に行って複写機能のリアルタイム性を保証するために設けられている。例えば量子化ページメモリ28は単なる複写動作の際に処理の実行を必要としないため画像情報を通過する状態となる。但し、この複写動作において複数の複写画像の編集が必要である場合には、画像情報が量子化ページメモリ28に格納される。
また、システムバスSBには、さらにLAN用ネットワーク制御回路(LANC)34が接続される。ネットワーク制御回路34はさらに外部に設けられるルータやリピータ等のLAN制御機器にケーブルを介して接続され、LAN上でこのLAN制御機器により管理される他のデジタル複合機あるいはコンピュータと通信を行う。
さらに、デジタル複合機10はメインCPU20にそれぞれ接続される操作パネル31、ハードディスクドライブ(HDD)35、および光ディスクドライブ(ODD)36を備える。操作パネル31はメインCPU20に対するユーザインタフェースであり、タッチパネルディスプレイおよびハードウェアキーを有する。ハードウェアキーは電源キー、スタートキー、ポーズキー、クリアキー、置数キー、モード選択キー等を含む。ハードディスクドライブ35および光ディスクドライブ36は画像情報のような大容量のデータを主に格納するために用いられる。また、ハードディスクドライブ35には、作業フォルダが設けられる。
図2はスキャナ11で読み取られる画像情報およびプリンタ12で印刷される画像情報の処理システムを示す。図2に示すスキャナ系画像処理部25Aおよびプリンタ系画像処理部25Bは画像処理回路25に設けられ、ページメモリ制御部20A、プリンタ制御部20B、FAX制御部20C、およびスキャナ制御部20DはメインCPU20に設けられる。スキャナ系画像処理部25Aはスキャナ11で読み取られた画像情報に対して画像処理を行い、この処理結果の画像情報をページメモリ(PM)制御部20Aへ送る。ページメモリ制御部20Aはスキャナ系画像処理部25Aから受け取った画像情報をページメモリ27に保存したり、ページメモリ27に保存された画像情報をプリンタ系画像処理部25Bに送ったりする。また、プリンタ制御部20B、FAX制御部20C、およびスキャナ制御部20Dは、それぞれプリンタ12、ファクシミリ回路13、およびスキャナ11の制御においてページメモリ27の内容を参照する。
図3はスキャナ系画像処理部25Aで行われる画像処理を示す。この画像処理として、スキャナ系画像処理部25Aは動作A11でスキャナ11からの画像情報を取得し、動作A12で画像情報を色変換処理し、動作A13で画像情報を鮮鋭化処理し、動作A14で画像情報を圧縮処理し、動作A15で処理結果の画像情報をページメモリ制御部20Aへ送ってページメモリ27へ保存させる。
図4はプリンタ系画像処理部部25Bで行われる画像処理を示す。この画像処理として、プリンタ系画像処理部部25Bは動作A21でページメモリ27内の画像情報を取得し、動作A22でこの画像情報を伸張処理し、動作A23で画像情報を鮮鋭化処理し、動作A24で画像情報を階調補正処理し、動作A25で画像情報をディザ処理し、動作A26で処理結果をプリンタ12へ出力する。
図5はプリンタ12の内部構造を概略的に示す。このプリンタ12は、電子写真方式で印刷を行うプリントエンジンとしてイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒(K)の色で画像をそれぞれ形成するプリント部50Y,50M,50Cおよび50Kを備える。プリント部50Y,50M,50Cおよび50Kの各々は、感光体ドラム51、帯電器52、露光装置53、現像装置54、クリーニング装置55、および除電ランプ56を含む。さらに、プリンタ12は転写ベルト57、給電ローラ58、従動ローラ59、給紙装置60、定着装置61、およびトナー付着量センサ62を備える。
プリント部50Y,50M,50Cおよび50Kの各々では、感光体ドラム51が回転自在な像担持体として設けられている。帯電器52は感光体ドラム51を一様に帯電させる。露光装置53は帯電器52の下流側に配置され、画像情報に対応する静電潜像を形成するように帯電後の感光体ドラム51を露光する。現像装置54は露光装置53の下流側に配置され、対応色の現像剤(トナー)を収容し、この現像剤を静電潜像に対応して選択的に感光体ドラム51に付着させることにより静電潜像を反転状態のトナー画像として可視像化する。このトナー画像は転写ベルト57に転写される。クリーニング装置55はこの転写後に残る不要トナーを除去するために感光体ドラム51をクリーニングする。除電ランプ56は、再び一様に帯電可能にするために感光体ドラム51のクリーニング表面を除電する。
転写ベルト57は、転写給電ローラ58および従動ローラ59間に張設されて図5において矢印で示す一方向に回動する中間像担持体である。給電ローラ58には、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧(+)が印加されている。転写材である用紙63は、給紙装置60から転写ベルト57の下面に接触して搬送される。トナー画像は転写給電ローラ58の作用により感光体ドラム51から転写ベルト57に転写され、続いてこの転写タイミングに合わせて供給される用紙63に転写ベルト57から転写される。用紙63上のトナー画像は、定着装置61により用紙63に定着される。
ちなみに、プリント部50Y,50M,50Cおよび50Kの感光体ドラム51は転写ベルト57の移動経路に沿って所定間隔で並び、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒(K)という4色のトナー画像を転写ベルト57上にそれぞれ形成する。尚、上述の所定間隔は、各感光体ドラム51が転写ベルト57に接触する転写位置とこの感光ドラム51に隣接する別の感光体ドラム51が転写ベルト57に接触する転写位置との距離が一定であることに相当する。プリントエンジンの経時変化は転写ベルト57上にトナーパッチ画像形成されるYMCKのトナー画像の各々を用いて確認される。トナー付着量センサ62は、図6に示すように色パッチ画像に光を照射し、この色パッチ画像で反射される光を検出することによりこれらトナー画像の濃度情報を取得する光センサである。メインCPU20は転写ベルト57の移動(進行)方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように転写ベルト57を区画し、複数の色パッチ画像を複数色のトナー画像として複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して転写ベルト57上に形成し、トナー付着量センサ62から得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正する。
尚、SRAM23は、紙ベースのキャリブレーション用に予め保存される目標階調特性、第1および第2階調変換データを保持する。第1階調変換データはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒(K)という4つの色に関連して用意される。第2階調変換データは転写材として利用可能な全ての用紙の種類、例えば普通紙,再生紙,厚紙1,厚紙2,厚紙3,厚紙4,厚紙5および特殊紙に関連して用意される。また、SRAM23は自動階調補正用に保存される積算通紙枚数等を保持する。この積算通紙枚数は各用紙に対する印刷を行う毎にメインCPU20によりチェックされ更新される。
プリントエンジンの経時変化に対処するため、この画像形成装置のメインCPU20は紙ベースのキャリブレーション処理を行う。このキャリブレーションのタイミングで、メインCPU20が、YMCKの色パッチ画像を転写ベルト57や用紙63に形成し、例えば現像コントラスト電位のようなプリントエンジンのプロセス条件を画像形成条件としてYMCKの色パッチ画像から得られる濃度情報に基づいて最適化する制御を行う。その後、画像情報の階調は最適化されたプロセス条件でプリントエンジンの階調特性を維持する階調補正データに従って補正される。また、メインCPU20は階調補正に関する画像情報処理条件を最適化したプロセス条件に加えた画像形成条件で印刷対象の用紙種類に適合する目標濃度範囲を前記の濃度情報から決定し、目標階調特性としてSRAM23に保存する。これにより、目標階調特性が更新される。このような動作は、他の用紙種類についても行われる。
次に、図7に示す階調補正データ更新処理について説明する。この更新処理は積算通紙枚数が所定数に到達したタイミング等を起動条件として設定される自動階調補正モードで実行される。
階調補正データ更新処理が上述の起動条件で開始されると、メインCPU20は動作A52〜A55で4つの画像形成用領域を得るように転写ベルト57を区画し、YMCKの色パッチ画像をトナー画像としてこれら画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して転写ベルト57上に形成させる。これら画像形成用領域は転写ベルト57の移動方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ。このため、YMCKの色パッチ画像がプリント部50Y,50M,50Cおよび50Kの感光体ドラム51によってほぼ同時に形成されても、この形成中に後段側で隣接する感光ドラム51の転写位置に到達することがない。尚、色パッチ画像の画像情報にも図4に示す動作A25が適用され、基準となるスクリーンでディザ処理される。また、色パッチ画像は最大濃度部分と中間濃度部分とを含む。最大濃度部分は最大階調値に対する濃度補正に用いられ、中間濃度部分は中間階調値に対する濃度補正のために用いられる。
続く動作A56において、メインCPU20はトナー付着量センサ62で転写ベルト57上の各色パッチ画像の濃度範囲を濃度情報として取得する。濃度情報の取得後、転写ベルト57上の色パッチ画像は図示しないクリーニング手段により除去され、転写ベルト57から用紙63への色パッチ画像の転写動作は省略される。
続く動作A57において、メインCPU20は全ての色パッチ画像の濃度範囲が適正であるかチェックする。ここでは、各色パッチ画像の濃度範囲が目標濃度特性、具体的には最大階調値に対応する濃度である濃度目標値を含む所定の濃度幅である場合に適正であると判断される。目標濃度特性は先行する紙ベースのキャリブレーションで設定された画像形成条件で印刷対象の用紙種類に適合するように決定されたものである。いずれかの色パッチ画像の濃度範囲が適正でない場合、メインCPU20は動作A58で色パッチ画像の濃度範囲が適正でない色について少なくとも現像コントラスト電圧を含むプリントエンジンのプロセス条件を画像形成条件として調整し、この後動作A52〜A57を再度実行する。
動作A58および動作A52〜A57は、全ての色パッチ画像の濃度範囲が適正であることが検出されるまで繰り返し実行され、これによりプリントエンジンのプロセス条件が最適化される。図8に示す例は、YMCKの色パッチ画像の形成動作が3回に渡って繰り返されたものである。この方式は、YMCKの色パッチ画像を1ページ単位に形成する動作をプロセス条件の最適化のために繰り返す従来の場合に比べて効果的に動作時間を短縮できる。
全ての色パッチ画像の濃度範囲が適正であることが検出されると、メインCPU20は動作A59で最終的なプロセス条件をプリンタ12に設定する。これに続く動作A60では、メインCPU20が設定プロセス条件でプリントエンジンの階調特性を維持するYMCKの階調補正データを生成し、動作A51で選択された印刷対象の用紙種類に関連付けてSRAM23に保存する。階調補正データの生成では、メインCPU20がYMCKの色パッチ画像についてトナー付着量センサ62で取得された濃度情報をSRAM23に保持される第1階調変換データに基づいて第1の物理量階調情報に変換し、この第1の物理量階調情報をSRAM23に保持される第2階調変換データに基づいて第2の物理量階調情報に変換し、この第2の物理量階調情報に対して逆変換処理を施してディザ処理用スクリーンの種類分の階調補正データを生成する。この後、階調補正データ更新処理が終了する。上述のように自動的に行われる更新処理の結果、画像情報の階調が図4において動作A24で示す階調補正処理で適切に補正されることになる。
上述の実施形態では、一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように転写ベルト57が区画される。この場合、複数の色パッチ画像をこれら画像形成用領域内に配置する位置ずれの補正を行ってほぼ一緒に複数の色パッチ画像を形成できるようになる。従って、階調補正の準備として行われるこれら色パッチ画像の形成の繰り返しに要する時間を短縮できる。
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
本実施の形態では装置内部に発明を実施する機能が予め記録されている場合で説明をしたが、これに限らず同様の機能をネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、CD−ROM等プログラムを記憶でき、かつ装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態はいずれの形態であっても良い。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のOS(オペレーティング・システム)等と協働してその機能を実現させるものであってもよい。
10…複合機、11…スキャナ、12…プリンタ、20…メインCPU、21…ROM、22…DRAM、23…SRAM、50Y,50M,50C,50K…プリント部、51…感光体ドラム、57…転写ベルト、62…トナー付着量センサ。
Claims (5)
- 一方向へ移動する像担持体と、
前記像担持体の移動経路に沿って所定間隔で並び複数色のトナー画像を前記像担持体上にそれぞれ形成する複数の感光体ドラムと、
前記像担持体上に形成された複数色のトナー画像の濃度を検知するセンサと、
前記一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように前記像担持体を区画し、複数の色パッチ画像を前記複数色のトナー画像として前記複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して前記像担持体上に形成させ、前記センサから得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正する制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、所定の起動条件で前記複数の色パッチ画像を形成させ、前記センサから得られた複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて前記パッチ画像の濃度範囲を印刷対象用紙に関して目標階調特性に対して適正にするように画像形成条件を調整し、調整後の画像形成条件に適合するように画像情報の階調を補正する階調補正データを生成するように構成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。
- 前記所定の起動条件は積算通紙枚数が所定数に到達したタイミングであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記複数の色パッチ画像はイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒という4色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。
- 一方向へ移動する像担持体、および前記像担持体の移動経路に沿って所定間隔で並び複数色のトナー画像を前記像担持体上にそれぞれ形成する複数の感光体ドラムを用いて複数色のトナー画像を像担持体から用紙に転写する画像形成装置であって、
一方向において互いに重ならずに隣接し各々所定間隔よりも短い長さを持つ複数の画像形成用領域を得るように前記像担持体を区画し、
複数の色パッチ画像を前記複数色のトナー画像として前記複数の画像形成用領域内に配置するように位置ずれを補正して前記像担持体上に形成させ、
前記センサから得られる複数の色パッチ画像の濃度情報に基づいて画像情報の階調を補正することを特徴とする画像形成方法。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120424 |
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