JP2011043817A - 画像形成装置及び画像形成装置の画質維持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷面の特定の部位における印字濃度の補正にとどまらず、広範囲にわたる印刷面のドット形成状態を補正することができる画像形成装置、及び画像形成装置の画質維持方法を提供する。
【解決手段】画像形成された記録媒体に光を照射する発光素子と、この発光素子が照射した光を用いて記録媒体に画像形成されたドットを検知するセンサと、このドットの面積の度数分布を算出し、第１の閾値、第２の閾値とこのドットの面積とを比較することにより画質補正するかを判定して画質補正を行う制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、画質維持性能を向上させた画像形成装置及び画像形成装置の画質維持方法に関する。

画像形成装置は画像形成の枚数を重ねるにつれて画質が低下する場合がある。良好な画質を維持するためには画質維持のための装置が必要となる。

この点に関し、感光体ドラム上にパッチ画像を形成し、このパッチ画像をセンサによって濃度測定し、この測定結果に基づいて感光体ドラムへの帯電電位、感光体ドラムへの露光量、現像手段に与えられる現像バイアス電圧の少なくとも一つを変化させる画質維持手段を備える画像形成装置が提案されている。

特開２００１−９２２００号公報

従来の画像形成装置においては、印刷面の特定の部位における印字濃度の補正にとどまり、広範囲にわたる印刷面のドット形成状態は補正することができなかった。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は静電潜像を担持する静電潜像担持体と、静電潜像担持体を帯電圧に帯電させる帯電装置と、静電潜像担持体にレーザー光を照射するレーザー光照射ユニットと、静電潜像に現像材を供給して現像材像を生成する現像材供給ユニットと、現像材像を記録媒体に転写する転写部と、記録媒体に転写された現像材像を記録媒体に定着させて画像形成する定着装置と、画像形成された記録媒体に光を照射する発光素子と、発光素子から照射され、画像形成された記録媒体に反射した光を検知するセンサと、センサが検知した記録媒体上のドットの面積の度数分布を算出し、面積の閾値に基づいて画質補正の要否を判定する制御部と、を備える画像形成装置を提供する。

画像形成装置の構成を表す図である。 画像形成装置の画像処理にかかわるハードウエア構成を示す図である。 画像形成装置の画像処理の概要を示すフローチャートである。 画像形成装置が画像形成したドットの例を示す図である。 センサの出力を図式化した図である。 センサの出力を２値化した結果を図式化した図である。 面積Ｓの度数分布である。

以下、本発明による画像形成装置及び画像形成装置の画質維持方法の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ここで、画像形成装置はコピー機、ＭＦＰ（Multifunction Peripheral：多機能周辺装置）、プリンタを含む。

図１は、本実施形態の画像形成装置１の構成を表す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、自動原稿送り装置１１と、画像読取部１２と、画像形成部１３と、転写部１４と、シート搬送機構と、給紙ユニット１５と、を含む。

自動原稿送り装置１１は、画像形成装置１の本体上部に開閉可能に設置される。自動原稿送り装置１１は、原稿を一枚ずつ給紙トレイから取り出し、排紙トレイまで搬送する原稿搬送機構を備える。

自動原稿送り装置１１は、原稿搬送機構により原稿を一枚ずつ画像読取部１２の原稿読取部に搬送する。また、自動原稿送り装置１１を開けて画像読取部１２の原稿台の上に原稿を載置することも可能である。

画像読取部１２は、原稿に露光する露光ランプと第１の反射ミラーを備えるキャリッジと、画像形成装置１の本体フレームに設置された複数の第２の反射ミラーと、レンズブロックと、画像読取センサのＣＣＤ（Charge Coupled Device）と、を備える。

キャリッジは原稿読取部に静止して、あるいは原稿台の下を往復移動して、原稿が反射した露光ランプの光を第１の反射ミラーに反射させる。複数の第２の反射ミラーは第１の反射ミラーの反射光をレンズブロックに反射させる。レンズブロックはこの反射光をＣＣＤに出力する。ＣＣＤは入射光を電気信号に変換して画像信号として画像形成部１３に出力する。

画像形成部１３は、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、及びブラックＫごとに、プロセスユニットカートリッジ１０と、レーザー照射ユニットと、を備える。

プロセスユニットカートリッジ１０は、それぞれ静電潜像担持体である感光体ドラムと、現像材供給ユニットと、を備える。

レーザー照射ユニットは画像信号に基づいて感光体ドラムにレーザー光を照射し、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。現像材供給ユニットは現像材を感光体ドラムに供給し、静電潜像から現像材像を形成する。

より具体的には、帯電装置が感光体ドラムを予め定められた帯電圧に帯電させる。レーザー照射ユニットのレーザー光が照射された感光体ドラムの部位である静電潜像は帯電圧が下がる。一方、現像材にはバイアス電圧印加装置により現像バイアス電圧が印加される。従って、レーザー光が照射されていない部分は現像材が付着せず、静電潜像には現像材が付着し現像材像が形成される。

帯電圧、露光量、現像バイアス電圧の調整は後述の制御部によって制御される。

給紙ユニット１５は、給紙カセットから一枚ずつシートを取り出してシート搬送機構に引き渡す。シート搬送機構はシートを転写部１４に搬送する。

転写部１４は、転写ベルト１４Ｂと、転写装置である転写ローラと、定着装置１４Ａと、を備える。像担持体としての転写ベルト１４Ｂは、感光体ドラムの現像材像を転写して担持する。転写ローラは転写電圧又は圧力を印加して転写ベルトの現像材像を搬送されてきたシートに転写する。定着装置１４Ａは、現像材像を加熱及び加圧してシートに定着させる。

画像形成装置１は、定着装置１４Ａの記録媒体搬送方向下流に発光素子１７と、センサ１８とを備える。

発光素子１７は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの白色光を画像形成された記録媒体に照射する。

センサ１８は、ラインセンサでもエリアセンサでもよい。エリアセンサにはＣＭＯＳセンサを用いることができる。センサは、フルカラーセンサでもモノクロセンサでもよい。センサはレンズを備えていてもよい。

排紙口から排紙されたシートＰは排紙トレイ１６の上に積載される。

図２は、画像形成装置１の画像処理にかかわるハードウエア構成を示す図である。図２に示すように、画像形成装置１は、制御部であるＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１に接続するノースブリッジ２１２と、ノースブリッジ２１２に接続するシステムメモリ２１３と、を備える。

ノースブリッジ２１２にはさらに、ネットワークインターフェース２１４、入出力部２１５、ページメモリ２１６、データ記憶部２１７、システムＡＳＩＣ２１８、画像処理を行うＡＳＩＣである画像処理ＡＳＩＣ２１９が接続する。

図３は、画像形成装置１の画像処理の概要を示すフローチャートである。図３に示すように、画像形成装置１は、ステップ３０１においてパソコンなどの上位機器から印字するためのデータを受信する。

画像形成装置１は、ステップ３０２においてイメージ属性分析を行い、印字するためのデータをＴｅｘｔ，Ｇｒａｐｈｉｃｓ，ｐｈｏｔｏに分類する。画像形成装置１は、ステップ３０３においてラスター演算を行い、ステップ３０４においてガンマ変換を行い、ステップ３０５においてハーフトーン処理を行う。

ステップ３０２からステップ３０５までの処理はＣＰＵ２１１がソフトウエアを用いて行う。

画像形成装置１は、ステップ３０６においてデータを符号化し、データ記憶部２１７に順次格納する。画像形成装置１は、ステップ３０７において格納したデータを順次読みだして復号化する。ステップ３０６からステップ３０７までの処理はシステムＡＳＩＣ２１８が行う。

画像形成装置１は、ステップ３０８において細線化などの画像処理を行い、ステップ３０９において画像処理後のデータをＰＷＭエンジンに出力する。ステップ３０８の処理は画像処理ＡＳＩＣ２１９が行う。

図４は、画像形成装置１が画像形成したドットの例を示す図である。図４（Ａ）は正常に画像形成されたドットの例である。図４（Ａ）に示すように、正常に画像形成されたドットは真円に近い。図４（Ｂ）は画質が劣化したドットの例である。図４（Ｂ）に示すように、ドットは画質が劣化するに従って円が崩れてゆく。

図５は、センサ１８の出力を図式化した図である。図５（Ａ）は正常なドットを、図５（Ｂ）は画質が劣化したドットを示す。

図６は、センサ１８の出力を２値化した結果を図式化した図である。図６（Ａ）は正常なドットを、図６（Ｂ）は画質が劣化したドットを示す。

画像形成装置１は制御部を用いてセンサ１８の出力を２値化する。さらに、画像形成装置１は黒い部分、すなわち２値化した値が「１」の部分をカウントすることにより面積Ｓを求める。図６（Ａ）においては面積が「２４」、図６（Ｂ）においては面積Ｓが「１７」である。

図７は、面積Ｓの度数分布である。図７に示すように、画像形成装置１は面積Ｓの度数分布７０１を算出する。

画像形成装置１は面積に関する第１の閾値ｔｈ１と、第２の閾値ｔｈ２とをデータ記憶部２１７に予め格納する。第２の閾値ｔｈ２は第１の閾値ｔｈ１より大きい。第１の閾値ｔｈ１より面積Ｓが小さい場合そのドットはかすれ気味である。第２の閾値ｔｈ２より面積Ｓが大きい場合、そのドットはつぶれ気味である。面積Ｓが第１の閾値ｔｈ１以上第２の閾値ｔｈ２以下の場合、そのドットは正常範囲内である。

画像形成装置１はデータ記憶部２１７から第１の閾値ｔｈ１と、第２の閾値ｔｈ２とを読み出し、面積Ｓが第１の閾値ｔｈ１より小さいドットの度数Ｓ_Ａと、面積Ｓが第１の閾値ｔｈ１以上であり、第２の閾値ｔｈ２以下のドットの度数Ｓ_Ｂと、面積Ｓが第２の閾値ｔｈ２より大きいドットの度数Ｓ_Ｃと、を算出する。

α×Ｓ_Ａ＞Ｓ_Ｂ＋Ｓ_Ｃのとき、すなわちドットの面積が第１の閾値ｔｈ１より小さいドットの度数Ｓ_Ａに係数αを積算した値が、第１の閾値ｔｈ１以上のドットの度数を上回った場合、画像形成装置１はドットの画質がかすれ気味であると判定する。ここで、係数αの値はパラメータとして調整することができる。なお、上記の式はＳ_Ａ＞α×（Ｓ_Ｂ＋Ｓ_Ｃ）とすることも可能である。

この場合、画像形成装置１は、画質補正としてＣＰＵ２１１が、レーザーのパルス幅を広げる調整を行い、画像処理ＡＳＩＣ２１９に引き渡す濃度変換、ハーフトーン処理などの画質処理に関するレジスタパラメータを調整する。この調整を行ってもさらに画質補正を行う必要があると判定された場合にはドットの形成を網点処理からスクリーン処理に切り替える。

また、画像形成装置１は画質補正としてＣＰＵ２１１がレーザー照射ユニットに引き渡すレーザーパワーのパラメータ、現像バイアス電圧、及び転写電圧の一つ以上を調整する。

α×Ｓ_Ｃ＞Ｓ_Ａ＋Ｓ_Ｂのとき、ドットの面積が第２の閾値ｔｈ２より大きいドットの度数Ｓ_Ｃに係数αを積算した値が、第２の閾値ｔｈ２以下のドットの度数を上回った場合、画像形成装置１はドットの画質がつぶれ気味であると判定する。ここで、係数αの値はパラメータとして調整することができる。なお、上記の式はＳ_Ｃ＞α×（Ｓ_Ａ＋Ｓ_Ｂ）とすることも可能である。

この場合、画像形成装置１は、画質補正としてＣＰＵ２１１が、レーザーのパルス幅を狭める調整を行い、画像処理ＡＳＩＣ２１９に引き渡す濃度変換、ハーフトーン処理などの画質処理に関するレジスタパラメータを調整する。

また、画像形成装置１は画質補正としてＣＰＵ２１１がレーザー照射ユニットに引き渡すレーザーパワーのパラメータ、現像バイアス電圧、及び転写電圧の一つ以上を調整する。

なお、センサ１８が検知するドットは、通常印刷において画像形成された画像のドットでも、予めシステムメモリ２１３に格納されたテストパターンのドットでもよい。

以上述べたように、本実施形態の画像形成装置１は、画像形成された記録媒体に光を照射する発光素子１７と、この発光素子１７が照射した光を用いて記録媒体に画像形成されたドットを検知するセンサ１８と、このドットの面積の度数分布を算出し、第１の閾値ｔｈ１、第２の閾値ｔｈ２とこのドットの面積Ｓとを比較することにより画質補正するかを判定して画質補正を行う制御部と、を備える。

従って、画像形成装置１はドットの劣化を防止する画質補正を行うことが可能となるという効果がある。

１４：転写部、
１４Ａ：定着装置、
１７：発光素子、
１８：センサ。

Claims (6)

1. 静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
   前記静電潜像担持体を帯電圧に帯電させる帯電装置と、
   前記静電潜像担持体にレーザー光を照射するレーザー光照射ユニットと、
   前記静電潜像に現像材を供給して現像材像を生成する現像材供給ユニットと、
   前記現像材像を記録媒体に転写する転写部と、
   前記記録媒体に転写された前記現像材像を前記記録媒体に定着させて画像形成する定着装置と、
   前記画像形成された記録媒体に光を照射する発光素子と、
   前記発光素子から照射され、前記画像形成された記録媒体に反射した前記光を検知するセンサと、
   前記センサが検知した前記記録媒体上のドットの面積の度数分布を算出し、面積の閾値に基づいて画質補正の要否を判定する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   第１の閾値と、前記第１の閾値より大きい第２の閾値とに基づいて、
   前記ドットの面積が第２の閾値より大きいドットの度数が、前記第２の閾値以下のドットの度数を上回った場合、前記ドットがつぶれ気味であると判定し、
   前記ドットの面積が第１の閾値より小さいドットの度数が、前記第１の閾値以上のドットの度数を上回った場合、前記ドットがかすれ気味であると判定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   ドットの画質がかすれ気味であると判定した場合、レーザーのパルス幅を広げる調整を行い、画像処理に関するパラメータであるレジスタパラメータ、前記帯電圧、前記レーザー光、前記現像材供給ユニットの現像バイアス電圧、前記転写部の転写電圧、のうち少なくとも一つの調整を行うことにより画質補正を行い、
   前記調整を行ってもさらに画質補正を行う必要があると判定された場合、ドットの形成を網点処理からスクリーン処理に切り替え、
   ドットの画質がつぶれ気味であると判定した場合、レーザーのパルス幅を狭める調整を行い、画像処理に関するパラメータであるレジスタパラメータ、前記帯電圧、前記レーザー光、前記現像材供給ユニットの現像バイアス電圧、前記転写部の転写電圧、のうち少なくとも一つの調整を行うことにより画質補正を行う、
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 静電潜像担持体が静電潜像を担持し、
   帯電装置が前記静電潜像担持体を帯電圧に帯電させ、
   レーザー光照射ユニットが前記静電潜像担持体にレーザー光を照射し、
   現像材供給ユニットが前記静電潜像に現像材を供給して現像材像を生成し、
   転写部が前記現像材像を記録媒体に転写し、
   定着装置が前記記録媒体に転写された前記現像材像を前記記録媒体に定着させて画像形成し、
   発光素子が前記画像形成された記録媒体に光を照射し、
   センサが前記画像形成された記録媒体に反射した前記光を検知し、
   制御部が、前記センサが検知した前記記録媒体上のドットの面積の度数分布を算出し、面積の閾値に基づいて画質補正の要否を判定する、
   ことを特徴とする画像形成装置の画質維持方法。
5. 前記制御部は、
   第１の閾値と、前記第１の閾値より大きい第２の閾値とに基づいて、
   前記ドットの面積が第２の閾値より大きいドットの度数が、前記第２の閾値以下のドットの度数を上回った場合、前記ドットがつぶれ気味であると判定し、
   前記ドットの面積が第１の閾値より小さいドットの度数が、前記第１の閾値以上のドットの度数を上回った場合、前記ドットがかすれ気味であると判定する、
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置の画質維持方法。
6. 前記制御部は、
   ドットの画質がかすれ気味であると判定した場合、レーザーのパルス幅を広げる調整を行い、画像処理に関するパラメータであるレジスタパラメータ、前記帯電圧、前記レーザー光、前記現像材供給ユニットの現像バイアス電圧、前記転写部の転写電圧、のうち少なくとも一つの調整を行うことにより画質補正を行い、
   前記調整を行ってもさらに画質補正を行う必要があると判定された場合、ドットの形成を網点処理からスクリーン処理に切り替え、
   ドットの画質がつぶれ気味であると判定した場合、レーザーのパルス幅を狭める調整を行い、画像処理に関するパラメータであるレジスタパラメータ、前記帯電圧、前記レーザー光、前記現像材供給ユニットの現像バイアス電圧、前記転写部の転写電圧、のうち少なくとも一つの調整を行うことにより画質補正を行う、
   ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置の画質維持方法。

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