JP2010271735A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トナー濃度が最大のベタパターンを搬送ベルト上に形成し、この最大濃度パターンに発光素子から光を照射して、拡散反射光受光素子で拡散反射光を検出し、検出された光量を基準時(プリント動作前)に検出されメモリに保存されている光量と比較し、検出された光量が基準時の光量と異なる場合には、基準時の光量と一致する拡散反射光量が得られるように発光素子の光量の補正値を算出する。次に、補正された光量を搬送ベルト上のトナー濃度0の領域に照射し、反射される正反射光量を正反射光受光素子で検出し、検出された光量を基準時に検出された光量(メモリに保存されている)と比較し、検出された光量が基準時の光量と一致するように正反射光補正ゲインGfを算出する。
【選択図】図7
Description
[本実施形態の概要]
本実施形態では、光学センサの出力が、用紙の紙粉などが付着して光学センサの汚れた場合、あるいは搬送ベルト(または像担持体)の光沢が低下する場合などにより変動した場合でも、以下に示す第1の方法により、正反射光特性と拡散反射光特性の比を常にほぼ一定となるように制御することができる。そのため、濃度測定用の濃度パターンを精度よく測定でので、色再現の安定性に優れた画像形成装置及びその制御方法を提供できる。
図1Bに、本発明の第1の実施形態の一例を示すカラー画像形成装置の全体構成を示す。本画像形成装置は、4色すなわち、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置であり、同図において、101は静電潜像を形成する感光ドラム(a、b、c、dは各々Black、Cyan、Magenta、Yellowに対応する)、102は画像データに基づいて感光ドラム101上を露光して静電潜像を形成するレーザスキャナ、103はプリント用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルト、104は図示しないモータとギアなどで構成される駆動手段と接続されて搬送ベルト103を駆動する駆動ローラ、105は搬送ベルト103の移動に伴なって回転し、かつ、搬送ベルト103に一定の張力を付与する従動ローラである。107は、搬送ベルト103上に形成されたパターンを検出する、搬送ベルト103の主走査方向中央に設けられた光学センサである。
光学センサ107の詳細を図1Cに示す。図1Cは、光学センサを説明する図である。501は検出するパターン、502はLEDからなる発光素子、503はフォトトランジスタからなる拡散反射光受光素子、504はフォトトランジスタからなる正反射光受光素子である。発光素子502は搬送ベルト表面の垂直方向に対して30度の角度で設置されており、赤外光を搬送ベルト上のパターンに照射させる。正反射光受光素子504は発光素子502に対して対称位置に設置されており、パターンからの正反射光を検出する。拡散反射光受光素子503は搬送ベルト表面の垂直方向に対して60度の角度で設置されており、パターンからの拡散反射光を検出する。
図1Dに、本画像形成装置の制御構成を示す。同図において、211はCPUであり、212は搬送ベルト、駆動ローラ、駆動部などを有する駆動制御部であり、213は光学センサ、光学センサ制御部などを有する検出部であり、214は各種の制御プログラムや各種データ、ルックアップテーブルなど有するROMであり、215はRAMであり、216は、感光ドラム、レーザスキャナ、濃度制御部などを有する画像形成部である。CPU211はROM214に格納されている制御プログラムに基づいてRAM215を作業領域に用いて各部を制御しながら後述する図5,7に示す処理などを行う。
図2は、Dmax制御の濃度検出パターンの一例を示す模式図である。図2において、103は、プリント用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトであり、107は、搬送ベルト103上に形成された濃度検出パターンを検出する、搬送ベルト103の主走査方向中央に設けられた光学センサである。
図3は、Dhalf制御の濃度検出パターンの一例を示す模式図である。図3において、103は、プリント用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトであり、107は、搬送ベルト103上に形成された濃度検出パターンを検出する、搬送ベルト103の主走査方向中央に設けられた光学センサである。
図4Aは搬送ベルト上に無彩色であるブラックトナーによるパターンを形成し、発光素子502から赤外光をパターンに照射し、そのパターンからの反射光を正反射光受光素子504及び拡散反射光受光素子503で検出した時の出力特性を示した図である。G721は正反射光受光素子504の出力特性を、G722は拡散反射光受光素子503の出力特性を、G723は正反射光受光素子504の検出出力と拡散反射光受光素子503の検出出力の差分値を示す。図4A中、縦軸は正反射光成分及び拡散反射光成分のセンサ出力値を示しており、横軸はパターンを紙上に転写し、定着した後の光学濃度から紙濃度を引いた濃度値である。
一方、有彩色であるカラートナーによるパターンを検出し、そのパターンによる反射光を正反射光受光素子504及び拡散反射光受光素子503で検出した時の出力特性を図4Bに示すが、図4Bに示すG711、G712、G713は図1Eで説明したG711、G712、G713と同様の特性を示すものである。搬送ベルト(または像担持体)上にトナーによるパターンを形成し、そのパターンによる反射光を正反射光受光素子504及び拡散反射光受光素子503で検出した時の出力特性を示した図である。G711は正反射光受光素子で検出した出力値を、G712は拡散反射光受光素子503で検出した出力値を、G713は正反射光受光素子504の出力値と拡散反射光受光素子503の出力値の差分値を示す。図1E中、縦軸は正反射光成分及び拡散反射光成分のセンサ出力値を示しており、横軸はパターンを紙上に転写し、定着した後の光学濃度から紙濃度を引いた濃度値である。
図5は、上記説明した本画像形成装置における濃度制御方法を説明するフローチャートである。この処理は、制御プログラムに基づいてCPUが各部を制御しながら実行するものである。
図6は、図5のステップS100011の光量制御シーケンス処理で用いられる最大濃度パターン(ベタパターン)の一例を示す模式図である。図6において、103は、プリント用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトであり、107は、搬送ベルト103上に形成された濃度検出パターンを検出する、搬送ベルト103の主走査方向中央に設けられた光学センサである。1701Yは最大濃度のイエロートナーのパッチ画像である。1701M、1701Cも、同様にそれそれ最大濃度のマゼンタトナー、ブラックトナーのパッチ画像である。
図7は、図5のステップS100011に対応する光量制御シーケンスの処理の詳細を説明するフローチャートである。
ここでLf0はプリント動作前(初期)の検出出力値であり、予めROM214などの記憶手段に記憶されている。
図8は、拡散反射光光量Ldと発光光量補正値とPrの関係を説明する図である。図7のステップS13005で算出された拡散反射光光量Ldが、所望の光量Ltgtになるような発光光量補正値Prを算出する。すなわち、図8で、Ld>Ltgtの場合には、所望の光量よりも拡散反射光光量が大きい(多い)と判断し、Pr(=f(Ld))<0となり、発光素子502の発光光量を減少させる。一方、Ld<Ltgtの場合には、所望の光量よりも拡散反射光光量が小さい(少ない)と判断し、Pr(=f(Ld))>0となり、発光素子502の発光光量を増加させる。
図1は本実施形態における、搬送ベルト上にトナーによるパターンを形成し、そのパターンによる反射光を正反射光受光素子504及び拡散反射光受光素子503で検出した時の出力特性を示した図であり、G711はプリント動作前(すなわち、基準時)の正反射光受光素子の出力特性、G712は基準時の拡散反射光受光素子503の出力特性、G713は基準時の正反射光受光素子504の検出出力と拡散反射光受光素子503の検出出力の差分値を示す。一方、G7111はプリント動作後(耐久後)(すなわち、所定時:像担持体或いは転写材担持体の光沢低下、センサの汚れ等により光学センサの感度が低下した時)の拡散反射光受光素子の出力特性、G7131は所定時の正反射光受光素子504の検出出力と拡散反射光受光素子503の検出出力の差分値を示す。なお、図1の横軸は形成されたトナーパターンを紙上に転写し、定着した後の光学濃度から紙濃度を引いた濃度値である。
以下、第2の実施形態について説明するが、以下説明する第2の実施形態の画像形成装置は第1の実施形態の画像形成装置と類似するものであるので、共通する点の説明は重複するのでその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、光学センサの出力が、用紙の紙粉などが付着して光学センサの汚れた場合、あるいは搬送ベルト(または像担持体)の光沢が低下する場合などにより変動した場合でも、以下に示す第2の方法により、正反射光特性と拡散反射光特性の比をほぼ一定となるように制御することができる。そのため、濃度測定用の濃度パターンを精度よく測定でので、色再現の安定性に優れた画像形成装置及びその制御方法を提供できる。
図9は、本実施形態の画像形成装置における濃度制御方法を説明するフローチャートである。この処理は、制御プログラムに基づいてCPUが各部を制御しながら実行するものである。
図10は、図9のステップS140011に対応するゲイン演算シーケンスの詳細を説明するフローチャートである。
図1に示すように、プリント動作前(基準時)では、得られる正反射光受光素子504の検出出力と拡散反射光受光素子503の検出出力との差分値G713を用いて、画像形成条件を精度よく設定することができる。しかしながら、図1に示すように、プリント動作後(所定時)では、得られる正反射光受光素子504の検出出力と拡散反射光受光素子503の検出出力の差分値G7131は、プリント動作前(基準時)に得られる差分値G713と異なるため、差分値G7131を用いると画像形成条件を精度よく設定することはできない。
以下、第3の実施形態について説明するが、以下説明する第3の実施形態の画像形成装置は第1または第2の実施形態の画像形成装置と類似するものであるので、共通する点の説明は重複するのでその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
[本実施形態の概要]
上記説明した第1の実施形態では濃度制御実行中に光量制御シーケンスとして最大濃度パターン(ベタパターン)を形成し、拡散反射光を検出していたが、本実施形態では、色ずれ補正制御において色ずれ検出パターンの拡散反射光光量から発光素子の光量制御を行う。そのため、本実施形態の画像形成装置では、第1の実施形態で説明した第1の方法の処理(発光素子の光量制御)を色ずれ補正制御の処理中に行うことができるので、第1の実施形態に比べて処理時間を短縮できる。以下、上記説明した内容について、具体的に説明する。
複数の画像形成部での各色毎の機械精度等の原因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むらや、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬送ベルトの移動量の関係等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれ(位置ずれ)を生じることが挙げられる。特に、レーザスキャナと感光ドラムを有する複数の画像形成部を有する装置では、各画像形成部でレーザスキャナと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレーザの走査幅に違いが発生し、色ずれが発生する。
図12は色ずれ検出用パターンの一例を示す模式図である。103は、プリント用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトであり、107は、搬送ベルト103上に形成された色ずれ検出パターンを検出する、搬送ベルト103の主走査方向に設けられた光学センサである。ここで309〜3020は用紙搬送方向及び走査方向の色ずれ量を検出する為のパターンであり、309〜3012の色ずれ検出用パターンをパターン1、3013〜3016の色ずれ検出用パターンをパターン2、3017〜3020の色ずれ検出用パターンをパターン3とする。またa、c、e、gは基準色であるKを表しており、b、d、fはそれぞれ検出色であるY、M、Cを表している。矢印は搬送ベルト103の移動方向を示す。各パターンの検出タイミングに応じて、各色毎の色ずれ量を算出し、所望の書き出しタイミングに補正し、色ずれを低減する。
図13は、上記説明した本画像形成装置における濃度制御方法を説明するフローチャートである。この処理は、制御プログラムに基づいてCPUが各部を制御しながら実行するものである。
図15は、上記説明した本画像形成装置における濃度制御方法を説明するフローチャートである。この処理は、制御プログラムに基づいてCPUが各部を制御しながら実行するものである。
ここで、Lf0はプリント動作前(初期)の検出出力値であり、予めROM214などの記憶手段に記憶されている。
図15は本発明の光学センサの構造の一例を説明する図である。501は検出するパターン、502a、502bはLEDからなる発光素子、505はフォトトランジスタからなる反射光受光素子である。本構成において発光素子502aのみを発光することで、反射光受光素子505は正反射光を検出する。発光素子502bのみを発光することで、反射光受光素子505は拡散反射光を検出する。これを各検出パターンにおいて時系列で発光素子502a、502bを交互に発光させることで正反射光光量と、拡散反射光光量を検出することが出来る。また、配置角度も30度、60度に限定するものではない。
本発明の目的は、前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録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録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を記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
102‥‥レーザスキャナ
103‥‥搬送ベルト
104‥‥ベルト駆動ローラ
105‥‥ベルト従動ローラ
107‥‥光学センサ
502‥‥発光素子
503‥‥拡散反射光受光素子
504‥‥正反射光受光素子
Claims (12)
- 像担持体上に形成された濃度測定用の基準トナー像の濃度を光学的検出手段を用いて検出することにより画像形成条件を制御する画像形成装置であって、
基準時に前記光学的検出手段から光を前記基準トナー像に照射し、前記基準トナー像によって拡散反射され、前記光学的検出手段の拡散反射光受光素子によって検出される基準拡散反射光量を記憶する記憶手段と、
所定時に前記光学的検出手段から光を前記基準トナー像に照射したときに検出される拡散反射光量が前記基準拡散反射光量と一致しない場合に、前記拡散反射光受光素子によって検出される拡散反射光量が前記記憶手段に記憶されている前記基準拡散反射光量と一致するように前記光学的検出手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記検出された拡散反射光量が前記記憶手段に記憶されている前記基準拡散反射光量と一致するように、前記光学的検出手段の発光素子の光量を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記検出された拡散反射光量が前記記憶手段に記憶されている前記基準拡散反射光量と一致するように、前記光学的検出手段の拡散反射光受光素子の出力を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記基準トナー像は、最大濃度のトナー像を含み、前記記憶手段には、前記基準時において前記最大濃度のトナー像によって拡散反射される光量が記憶されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記記憶手段には、各色ごとに前記基準拡散反射光量が記憶されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記濃度測定用の基準トナー像は、色ずれを検出するための色ずれ検出パターンであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体と対向し転写材を担持して搬送する転写材担持搬送体を有し、前記光学的検出手段は、前記像担持体上に形成された前記基準トナー像、または、前記像担持体上に形成され続いて前記転写材担持搬送体上に転写された前記基準トナー像、を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記記憶手段は、前記基準時において、前記光学的検出手段の発光素子から光を、前記像担持体上の前記基準トナー像が形成されていないトナー濃度0の部位、または、前記基準トナー像が転写されていない前記転写材担持搬送体上のトナー濃度0の部位に照射し、前記部位で正反射され、前記光学的検出手段の正反射光受光素子で検出されるトナー濃度0における基準正反射光量を更に記憶することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記補正された光量が前記像担持体上または前記転写材担持搬送体上の前記部位に照射されたときに、前記部分から正反射され、前記正反射光受光素子で検出される光量が前記基準正反射光量と一致しない場合に、前記基準正反射光量と一致するように前記正反射光受光素子の出力値を更に補正することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記所定時に前記光学的検出手段から光を前記像担持体上の前記部位または前記転写材担持搬送体上の前記部位に照射したときに、前記正反射光受光素子で検出される光量が前記基準正反射光量と一致しない場合に、前記正反射光受光素子の出力値を前記基準正反射光量と一致するように更に補正することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 像担持体上に形成された濃度測定用の基準トナー像の濃度を光学的検出手段を用いて検出することにより画像形成条件を制御する画像形成装置の制御方法であって、前記画像形成装置は、基準時に前記光学的検出手段から光を前記基準トナー像に照射し、前記基準トナー像によって拡散反射され、前記光学的検出手段の拡散反射光受光素子によって検出される基準拡散反射光量を記憶する記憶手段を有し、
所定時に前記光学的検出手段から光を前記基準トナー像に照射したときに検出される拡散反射光量が前記基準拡散反射光量と一致しない場合に、前記拡散反射光受光素子によって検出される拡散反射光量が前記記憶手段に記憶されている前記基準拡散反射光量と一致するように前記光学的検出手段を制御する制御工程を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 像担持体上に形成された濃度測定用の基準トナー像の濃度を光学的検出手段を用いて検出することにより画像形成条件を制御する画像形成装置を制御する制御プログラムであって、前記画像形成装置は、基準時に前記光学的検出手段から光を前記基準トナー像に照射し、前記基準トナー像によって拡散反射され、前記光学的検出手段の拡散反射光受光素子によって検出される基準拡散反射光量を記憶する記憶手段を有し、
所定時に前記光学的検出手段から光を前記基準トナー像に照射したときに検出される拡散反射光量が前記基準拡散反射光量と一致しない場合に、前記拡散反射光受光素子によって検出される拡散反射光量が前記記憶手段に記憶されている前記基準拡散反射光量と一致するように前記光学的検出手段を制御する制御工程のプログラムコードを有することを特徴とする画像形成装置を制御する制御プログラム。
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