JP2010113007A - 画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明トナーを使用する場合においても、定着後の画像を基に濃度、階調情報をフィードバックして高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、濃度及び階調を補正するための画像として、複数の色のトナーのパッチと透明トナーに他の色のトナーを混ぜたパッチとをシートに形成する画像形成手段（ステップＳ１０２）と、画像形成手段によりシートに形成された前記トナー画像を該シートに定着させる定着手段（ステップＳ１０２）と、定着手段によりシートに定着された前記トナー画像を読み取る読取手段（ステップＳ１０３）と、読取手段により読み取られた画像情報に基づいて、濃度及び階調を補正する補正手段（ステップＳ１０５）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｋ（ブラック）の４色のカラートナーに補色トナーや透明トナーを追加することで、画像に特殊効果を付与するものがある（特許文献１）。

ところで、感光体ドラムや中間転写ベルトに濃度補正用パッチを形成し、そのパッチ情報をフィードバックして濃度補正を行う技術が一般に知られている。また、シートへのトナー像の転写、定着等の画像形成プロセスを経ることによって生じる色味の変動を吸収するために、定着後の画像を読取り、濃度や階調を補正する技術が知られている。

図６は、定着したトナー画像に対して濃度、階調補正を行うための階調パッチの一例を示す図である。

この階調パッチの例では、ＹとＫ、ＭとＣを読み取るための２つの読取センサＣＳ１，ＣＳ２を設け、階調パッチの定着後のシートを図の矢印方向に搬送することで４色分の階調パッチを読取センサＣＳ１，ＣＳ２で読み取る。

読取センサは、シートの先端などを基準タイミングとして階調パッチの特定ポイントでサンプリングを行う。そして、目標濃度情報に対して、読取センサで読み取った画像情報と、実際に使用したトナー量や感光体ドラムのコントラスト設定などの情報とを比較して濃度、階調を補正する。

また、原稿読取装置を設けてコピー機として用いられる画像形成装置にも場合も多いことから、読取センサを使わずに原稿読取装置によってプリント出力された階調パッチを読み込んで濃度、階調を補正することも可能である。
特開２００６−１８９７９５号公報

しかし、上記従来の画像形成装置では、シートに透明トナーのみを定着させた後の画像では、読取センサは濃度差を正確に識別することができず、従って、透明トナーの濃度補正を定着後の画像に対して行うことができないという問題がある。

そこで、本発明は、透明トナーを使用する場合においても、定着後の画像を基に濃度、階調情報をフィードバックして高画質な画像を得ることができる画像形成装置、画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、濃度及び階調を補正するための画像として、複数の色のトナーの画像と透明トナーに他の色のトナーを混ぜた画像とをシートに形成する画像形成手段と、該画像形成手段によりシートに形成された前記トナー画像を該シートに定着させる定着手段と、該定着手段によりシートに定着された前記トナー画像を読み取る読取手段と、該読取手段により読み取られた画像情報に基づいて、濃度及び階調を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置の制御方法は、濃度及び階調を補正するための画像として、複数の色のトナーの画像と透明トナーに他の色のトナーを混ぜた画像とをシートに形成する画像形成ステップと、該画像形成ステップでシートに形成された前記トナー画像を該シートに定着させる定着ステップと、該定着ステップでシートに定着された前記トナー画像を読み取る読取ステップと、該読取ステップで読み取られた画像情報に基づいて、濃度及び階調を補正する補正ステップと、備えることを特徴とする。

本発明によれば、透明トナーを使用する場合においても、定着後の画像を基に濃度、階調情報をフィードバックすることが可能となり、高画質な画像を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像形成装置を説明するための概略断面図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、画像形成部に像担持体としての感光体ドラム（以下、感光体という）１が設けられ、感光体１は、不図示のモータにより矢印Ａ方向に回転駆動される。感光体１の周囲には、１次帯電器７、露光装置８、回転現像体１３、転写装置１０、及びクリーナ装置１２が配置されている。

回転現像体１３は、フルカラー現像のための４色分の現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋが内蔵され、ステッピングモータ等の駆動モータ４２により回転駆動される。駆動モータ４２の近傍には、回転現像体１３の位置を固定するロック機構を動作させるソレノイド４３及びロック機構の動作を検出するフォトインタラプタ等のロック検知センサ７２が配置されている。また、回転現像体１３には、位置検出フラグ７３が取り付けられ、位置検出フラグ７３の位置は、ＨＰ（ホームポジション）センサ６０により検知される。

現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、感光体１上の潜像をそれぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、駆動モータ４２の駆動によって回転現像体１３を矢印Ｒ方向に回転させる。

そして、回転現像体１３に取り付けられた位置検出フラグ７３をＨＰセンサ６０で検知することで、回転現像体１３の基準位置を検知する。その後、回転現像体１３を所定の位置まで回転させることで、該当色の現像装置が感光体１に当接するように位置合わせがなされる。

感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写装置１０によって中間転写体としてのベルト２に順次転写されて、ベルト２に４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト２は、ローラ１７，１８，１９に張架されている。ローラ１７は、不図示の駆動源に結合されてベルト２を駆動する駆動ローラとして機能し、ローラ１８は、ベルト２の張力を調節するテンションローラとして機能し、ローラ１９は、２次転写装置としての転写ローラ２１のバックアップローラとして機能する。

ベルト２を挟んでローラ１７と対向する位置には、ベルトクリーナ２２がベルト２に対して当接／離間可能に配置されており、２次転写後のベルト２上の残留トナーがクリーナブレードで掻き落とされる。

画像形成装置内の下部には、給紙カセット２３が配置され、給紙カセット２３内に配置されたシートは、リフタモータ４０の動作によりピックアップローラ２４に当接する位置まで引き上げられて搬送路に引き出される。搬送路に引き出されたシートは、搬送ローラ対２５，２６によってニップ部、つまり転写ローラ２１とベルト２との当接部に給送される。

ベルト２上に形成されたトナー像は、このニップ部でシートに２次転写され、トナー像が２次転写されたシートは、定着装置５に搬送されて未定着のトナー像が熱定着された後、装置外へ排出される。

なお、両面に画像を形成する場合は、フラッパ３２を動作させて、搬送ローラ２７側へシートを搬送し、搬送ローラ２８でフラッパ３３を越えるまでシートを搬送する。その後、搬送ローラ２８を逆回転するとともにフラッパ３３を動作させることで、シートを搬送ローラ２９，３０，３１を介して給紙カセット２３からの搬送路まで搬送し、上記同様にして、シートの裏面に画像を形成する。

上記構成の画像形成装置では、次のようにして画像が形成される。まず、１次帯電器７に電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体１の画像部分が予定の露光部電位になるようにレーザースキャナからなる露光装置８で露光を行い、潜像を形成する。露光装置８は、不図示の画像制御部で生成される画像信号に基づいて露光をオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。

画像形成タイミングは、ベルト２の所定位置を基準とする信号ＩＴＯＰを基準に制御される。ベルト２は、ローラ１８によって所定の張力が与えられ、ローラ１８とローラ１９との間には、基準位置を検知する反射型位置センサ３６が配置されている。

現像装置１３Ｙ等の現像ローラには、各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、前記潜像は現像ローラの位置を通過時にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は、転写装置１０でベルト２に１次転写され、さらに転写ローラ２１でシートに２次転写される。トナー像が２次転写されたシートは、定着装置５に搬送されて未定着のトナー像が熱定着された後、装置外へ排出される。

また、感光体１に残留したトナーは、クリーナ装置１２で除去・回収され、感光体１は、不図示の除電装置によって一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。

シート面高さセンサ５０は、給紙カセット２３内でのシート面の高さを検知する。搬送センサ５１〜５８は、搬送路の所定位置に配置され、各位置でのシート有無またはシートの搬送タイミングを検知する。カセット着脱センサ７０は、給紙カセット２３の着脱を検知する。ドア開閉スイッチ７１は、ドア４１の開閉に応じて動作する。

容器８０，８１，８２，８３は、現像装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋのトナーが減少した際に補給するトナーを保存する。容器８０，８１，８２，８３からは、それぞれ不図示のモータの駆動により、それぞれの色に対応したトナー補給経路８４，８５，８６，８７を介してトナー補給経路８８の位置に達している現像装置に対して該当する色のトナーが補給される。

ここで、本実施形態では、回転現像体１３の内部に透明トナーの現像装置（不図示）が設けられている。また、定着装置５の下流側には、定着したトナー画像に対して濃度、階調補正を行うための階調パッチを検出する３つのカラーセンサＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３（図３参照）が配置されている。

図２は透明トナー使用時の濃度、階調補正処理を説明するためのフローチャート図、図３は階調パッチとカラーセンサＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３との位置関係を説明するための説明図である。なお、図２での各処理は、画像形成装置内の不図示のＲＯＭやハードディスク等に記憶されたプログラムがＲＡＭにロードされて、ＣＰＵにより実行される。

まず、ユーザは、通常の４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）モードで濃度、階調補正を行うか、透明トナーを使用した５色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ＋透明トナー）モードで濃度、階調補正を行うかを指定する。この指定は、画像形成装置の不図示の操作部、又は画像形成装置に接続されたＰＣ等にインストールされているプリンタドライバを用いて行われる。

ステップＳ１０１では、ＣＰＵは、前記指定か４色モードか５色モードかを判断し、４色モードの場合は、ステップＳ１１０に進み、５色モードの場合は、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１１０では、ＣＰＵは、通常の４色モードの場合の濃度、階調補正を行う。なお、通常の濃度、階調補正は、既に背景技術の欄で説明しているので、ここでは省略する。

ここで、５色モードで濃度、階調補正を行う場合、透明トナーは熱定着後に透明になってしまうため、通常の補正で使用していたカラーセンサでは透明トナー単独の画像を正確に読み取ることができない。

そこで、本実施形態では、透明トナー用の階調パッチに、黒トナーを混ぜることで擬似的にカラーセンサでの読取を可能としている。なお、透明トナーに混ぜるトナーの色は、黒色以外の他色トナーであってもよい。

黒単色のトナーの階調パッチと、透明トナーに黒色トナーを混ぜた階調パッチとでは、同じ黒トナー量でも見栄えが異なり、カラーセンサの読取値にも差が生じるため、この読取値の差を利用して透明トナーの濃度、階調補正を行う。

例えば、一定濃度の黒色トナーと、濃度、階調を変化させた透明トナーとの混色階調パッチを複数読み取れば、カラーセンサの読取値の変化を見た目の違いとして認識し、濃度目標値を制御することが可能となる。

但し、必ずしも黒色トナー量を一定にする必要は無い。黒色トナー量と透明トナー量の配分については、予めカラーセンサで違いを認識し易い比率になるよう設定テーブルを作成して不図示の記憶手段に格納しておき、センサ読取値からの演算結果により濃度目標値を制御するようにしてもよい。このようにすると、センサ読取値のダイナミックレンジを広げることが可能となり、より精度の高い補正が可能となる。

以上より、ステップＳ１０２では、ＣＰＵは、シートにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の階調パッチとＴ（透明トナー）＋Ｋの階調パッチを、図３に示すように、並べて画像形成し、５色モード用のテストプリントシートを作成する。

この場合、３つのカラーセンサＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３は、主走査方向（シート幅方向）に略等間隔で配置される。そして、カラーセンサＣＳ１をＹパッチとＫパッチの位置に配置し、カラーセンサＣＳ２をＭパッチとＣパッチの位置に配置し、カラーセンサＣＳ３をＴ＋Ｋパッチの位置に配置することにより、一度の通紙で全ての階調パッチを読み取ることができる。

次に、ステップＳ１０３では、ＣＰＵは、３つのカラーセンサＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３で読み取られた全ての階調パッチの画像情報を取得し、ステップＳ１０４で読取後のテストプリントシートを装置外に排紙する。

次に、ステップＳ１０５では、ＣＰＵは、ステップＳ１０３で取得した全ての階調パッチの画像情報と、設定した濃度、階調の目標値との差分を演算し、この差分がなくなるように画像形成用の濃度、階調のルックアップテーブルを補正し、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、熱定着後の透明トナー像を擬似的に読み取って認識することが可能となり、この読取結果をフィードバックして濃度、階調補正を行うことで、透明トナー量を精度良く制御することが可能となる。

なお、上記実施形態では、３つのカラーセンサを用いて制御を行う場合を例示したが、階調パッチの並べ方によってはカラーセンサの数を２つ、または１つでも本発明を実施することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施形態である画像形成装置について説明する。

本実施形態では、図１に示す画像形成装置が不図示の画像読取装置を搭載し、実際に使用するシートの種類による透明トナーの見た目の違いを考慮した濃度、階調補正を実施する場合を例に採る。

図４は、透明トナー使用時に濃度、階調補正を行うための階調パッチの一例を示す図である。

図４に示すように、本実施形態では、シートに対して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の階調パッチ、Ｔ（透明トナー）＋Ｋの階調パッチ、及びトナーが載っていない下地読取エリアを並べて画像形成し、５色モード用のテストプリントシートを作成する。

このテストプリントシートは、上記第１の実施形態のようにカラーセンサによる階調パッチの読み取りは行わず、定着装置５で階調パッチを定着した後、装置外に排出し、画像形成装置に搭載した画像読取装置により階調パッチの読み取りを行う。

図５は、透明トナー使用時の濃度、階調補正処理を説明するためのフローチャート図である。なお、図５での各処理は、画像形成装置内の不図示のＲＯＭやハードディスク等に記憶されたプログラムがＲＡＭにロードされて、ＣＰＵにより実行される。

まず、上記第１の実施形態と同様に、ユーザは、通常の４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）モードで濃度、階調補正を行うか、透明トナーを使用した５色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ＋透明トナー）モードで濃度、階調補正を行うかを指定する。この指定は、画像形成装置の不図示の操作部、又は画像形成装置に接続されたＰＣ等にインストールされているプリンタドライバを用いて行われる。

ステップＳ２０１では、ＣＰＵは、前記指定か４色モードか５色モードかを判断し、４色モードの場合は、ステップＳ２１０に進み、５色モードの場合は、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２１０では、ＣＰＵは、通常の４色モードの場合の濃度、階調補正を行う。なお、通常の濃度、階調補正は、既に背景技術の欄で説明しているので、ここでは省略する。

ステップＳ２０２では、ＣＰＵは、シートにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の階調パッチとＴ（透明トナー）＋Ｋの階調パッチと下地読取エリアとを並べて画像形成して５色モード用のテストプリントシートを作成し（図４）、定着装置５で定着後、装置外に排紙する。

次に、ステップＳ２０３では、ＣＰＵは、ユーザによる画像読取装置の操作により読み取られたテストプリントシートの全ての階調パッチ及び下地読取エリアの画像情報を取得する。

次に、ステップＳ２０４では、ＣＰＵは、ステップＳ２０３で取得した全ての階調パッチの画像情報と、設定した濃度、階調の目標値との差分を演算し、この差分がなくなるように画像形成用の濃度、階調のルックアップテーブルを補正する。

ここで、本実施形態では、下地読取エリアでトナーが全く載っていない状態のシート表面の色を読み取っている。これにより、下地色に応じて人間の目が感じる色味の変化を加味した補正テーブルを予め設定しておけば、濃度、階調の補正量に下地色に応じた微調整を加えることが可能となり、更に自然な色味への補正が可能となる。その他の構成及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、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コードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、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。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、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または全部を行う場合である。

本発明の第１の実施形態である画像形成装置を説明するための概略断面図である。 透明トナー使用時の濃度、階調補正処理を説明するためのフローチャート図である。 階調パッチとカラーセンサとの位置関係を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態である画像形成装置において、透明トナー使用時に濃度、階調補正を行うための階調パッチの一例を示す図である。 透明トナー使用時の濃度、階調補正処理を説明するためのフローチャート図である。 従来の濃度、階調補正を行うための階調パッチの一例を示す図である。

符号の説明

１ 感光体
２ ベルト
５ 定着装置
７ １次帯電器
８ 露光装置
１０ 転写装置
１２ クリーナ装置
１３ 回転現像体
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 現像装置
２１ 転写ローラ
２３ 給紙カセット
ＣＳ１，ＣＳ，ＣＳ３ カラーセンサ

Claims (5)

1. 濃度及び階調を補正するための画像として、複数の色のトナーの画像と透明トナーに他の色のトナーを混ぜた画像とをシートに形成する画像形成手段と、
   該画像形成手段によりシートに形成された前記トナー画像を該シートに定着させる定着手段と、
   該定着手段によりシートに定着された前記トナー画像を読み取る読取手段と、
   該読取手段により読み取られた画像情報に基づいて、濃度及び階調を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 予め設定された前記透明トナー量と前記他の色のトナー量との比率を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記読取手段は、シートの下地の色を読み取り、前記補正手段は、前記読取手段により読み取られた前記下地の画像情報に基づいて濃度及び階調の補正量を調整する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 濃度及び階調を補正するための画像として、複数の色のトナーの画像と透明トナーに他の色のトナーを混ぜた画像とをシートに形成する画像形成ステップと、
   該画像形成ステップでシートに形成された前記トナー画像を該シートに定着させる定着ステップと、
   該定着ステップでシートに定着された前記トナー画像を読み取る読取ステップと、
   該読取ステップで読み取られた画像情報に基づいて、濃度及び階調を補正する補正ステップと、備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
5. 前記読取ステップは、シートの下地を読み取り、前記補正ステップは、前記読取ステップで読み取られた前記下地の画像情報に基づいて濃度及び階調の補正量を調整する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置の制御方法。