JP2011043819A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像を保持する保持体の速度の変化に依存する画像領域内の画像濃度の変動を抑止する。
【解決手段】実施形態において、画像形成装置は、シート体が保持する画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部がシート体に形成する画像の画像領域内の速度を検出する速度検出部と、前記速度検知部が検出した速度信号から現在の画像領域内の速度を算出する制御部と、前記制御部が算出した速度と基準値とを比較して差信号を得る演算部と、前記演算部からの差信号に基づき、前記画像形成部が形成する画像の濃度を補正する画像処理部と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、画像形成装置に関する。

画像形成装置（ＭＦＰ，Multi-Functional Peripheral，マルチファンクショナルプリフェラル、以下単にＭＦＰと称する）は、画像信号に応じ、用紙もしくは樹脂シート等であるシート体に画像を形成する。ＭＦＰの一つの実施形態は、シート体に、可視化材（インク）を直接提供する装置を含む。ＭＦＰの別の一つの実施形態は、像担持体（感光体）に形成した像を可視化材（トナー）で現像（可視化）して得た可視像を、シート体に転写し、熱融着により、可視像の可視化材をシート体に固定（定着）する装置を含む。

特開２００４−６９９４９号公報 特開２００８−７０８０２号公報

ＭＦＰにおいては、シート体が移動する速度すなわちシート体を搬送する系のいずれかの要素において速度が変動することで、シート体が保持する画像に部分的な濃度の変化が生じることがある。また、シート体が保持する画像を形成する系のいずれかの要素において速度が変動することによっても、同様に濃度の変化が生じる。

実施形態において、画像形成装置は、シート体が保持する画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部がシート体に形成する画像の画像領域内の速度を検出する速度検出部と、前記速度検知部が検出した速度信号から現在の画像領域内の速度を算出する制御部と、前記制御部が算出した速度と基準値とを比較して差信号を得る演算部と、前記演算部からの差信号に基づき、前記画像形成部が形成する画像の濃度を補正する画像処理部と、を具備する。

実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。 実施形態の一例を示す概略図。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

図１に示す画像形成装置（ＭＦＰ，Multi-Functional Peripheral，マルチファンクショナルプリフェラル、以下単にＭＦＰと称する）１は、電子写真方式を例とすると、画像を保持する感光体１１を有する。

ＭＦＰ１においては、帯電装置１２が帯電した感光体１１に、露光装置１３からのレーザービームにて像露光を行い、感光体１１に潜像を形成する。感光体１１が保持する潜像は、現像装置１４が、トナーにより現像する。感光体１１上に作られたトナー像が、転写装置１５により、搬送系（転写ベルト）１６により移動するシート体、例えば用紙に移動する。用紙に移動したトナー像すなわち出力画像は、定着装置１７が、用紙に定着する。感光体１１は、円筒状であってもよいし、ベルト状であってもよい。感光体１１に変えて、感熱紙と称する発色加工されたシート体を用いることもできる。その場合、現像装置１４を感熱ヘッドに置き換えればよい。

ＭＦＰ１においては、円筒状である感光体１１の外周上の任意の位置が移動する速度、すなわち感光体１１を回転するモータの回転数が変動すると、ジッタと呼ばれるトナー像の濃度の差が生じる。ジッタは、図２（ａ）に一例を示すように、感光体１１の回転数が遅くなる場合、用紙上のトナー像の濃度を部分的に高める（出力画像の濃度が部分的に、濃くなる）。ジッタは、図２（ｂ）に一例を示すように、感光体１１の回転数が速くなる場合、用紙上のトナー像の濃度を部分的に低下する（出力画像の濃度が部分的に、薄くなる）。

上述のジッタによる濃度の変化を抑止するため、図３に示すように、感光体１１を回転するモーター１８のシャフトに、ギヤ部１９を用いて取り付けたロータリーエンコーダー等のセンサ（検知部）２０にて感光体１１の回転状態を検知する。検知部（センサ）２０の出力は、制御部２１、ＣＰＵ（演算部）２２、画像処理部２３、レーザー駆動部２４を通じ、露光装置１３が出力するレーザービームの一走査毎のタイミングを制御する。

検知の際にはまず、図４に一例を示す、ロータリーエンコーダー２０の出力パルス波形を制御部２１に入力し、レーザーの走査時間（露光装置１３における一走査）ごとにカウントする。

カウントされた値（パルス数）は、ＣＰＵ２２により、予め用意される基準となる回転速度（基準パルス数）と比較される。すなわち、現在の感光体１１の回転速度との差分を算出する。

求めた差分は、図５に一例を示すテーブルを用いるテーブル変換ののち、速度差情報として、画像処理部２３へ、出力する。画像処理部２３は、ＣＰＵ２２からの速度差情報に従い、露光装置１３からのレーザービームの主走査（一走査）の１ライン分ごとに、図６に示すテーブル値（濃度補正値）の割合で、画像データ値を補正する。画像処理部２３で補正された画像データは、レーザー駆動部２４に入力され、露光装置１３のレーザー素子の出力光量の増減に反映される。なお、濃度補正値すなわち露光装置１３のレーザー素子が出力するレーザービームの光量は、レーザービームの主走査（一走査）である露光装置１３が含むポリゴナルミラーの反射面の切り替わり、すなわち走査ラインの書き出しまたは終端から次の走査ラインの書き出しまたは終端の間で定義でき、主走査と直交する副走査方向、すなわち感光体１１の回転（外周面の移動）の１ライン分を単位として設定可能である。なお、図５及び図６に示すテーブルは、ＣＰＵ２２のファームウエアとして保持するものであってもよいし、独立に設けるメモリが保持してもよい。

なお、感光体１１の回転数すなわち感光体１１の外周上の任意の位置が移動する速度が速い場合、図２（ａ）に示したようにその部分の画像濃度は濃くなり、遅い場合には薄くなる（図２（ｂ））ため、図５及び図６に示したテーブルを用い、速度差の比率に応じ、画像データ値を増減させて濃度を調整することで、回転速度のムラによる濃度変化を補正することができる。すなわち、出力画像にジッタが生じることが低減される。

すなわち、図７に示すように、感光体１１を回転するモーター１９の回転数（感光体１１の外周面の移動速度）を検出し［０１］、検出したモーター１９の回転数（感光体１１の外周面の移動速度）と基準値（回転数／移動速度）を比較し［０２］、比較結果を得る［０３］。

比較結果として、モーター回転数が大／移動速度が速い場合［０３−ＹＥＳ］、露光装置が出力するレーザービームの出力光の光量を大きく（増加）するよう、画像信号を補正する［０４］。

比較結果として、モーター回転数が小／移動速度が遅い場合［０３−ＮＯ］、露光装置が出力するレーザービームの出力光の光量を小さく（減少）するよう、画像信号を補正する［０５］。

これにより、出力画像に、感光体１１の回転数（外周面の移動速度）の基準値との差に起因する画像濃度の変動が生じることが防止できる。

また、図３に示した例は、ロータリーエンコーダー２０により得たパルスをカウントする例であるが、図８に一例を示すように、得られたパルス波形をＦ−Ｖ（周波数−電圧）変換装置２５にて電圧に変換し、Ａ−Ｄ（アナログ−デジタル）変換装置２６でデジタル信号に変換して、ＣＰＵ２２に入力し、基準となる速度と比較することもできる。

なお、図９に一例を示すように、ＭＦＰ１において画像にジッタが生じるような速度が変動する要素として、感光体１１以外に転写ベルト（搬送系）１６について考慮することも重要である。

従って、図９に示す通り、転写ベルト１６を回転するモーター２７のシャフトに、ギヤ部２８を用いて取り付けたロータリーエンコーダー等のセンサ（検知部）２８にてベルト１６の回転状態を検知し、検知部（センサ）２８の出力を、制御部２１、ＣＰＵ（演算部）２２、画像処理部２３、レーザー駆動部２４を通じ、露光装置１３が出力するレーザービームの一走査毎のタイミングの制御に反映することが好ましい。

なお、転写ベルト１６を回転するモーター２６においても、図４に説明したと同様に、ロータリーエンコーダー２８の出力パルス波形を制御部２１に入力し、レーザーの走査時間（露光装置１３における一走査）ごとにカウントし、カウントされた値（パルス数）をＣＰＵ２２により、予め用意される基準となる回転速度（基準パルス数）と比較することで、ベルト１６の任意の位置を移動するモーター２６の回転速度との差分が得られる。

求めた差分は、図５に一例を示したと同様のテーブルを用いるテーブル変換ののち、速度差情報として、画像処理部２３へ、出力する。画像処理部２３は、ＣＰＵ２２からの速度差情報に従い、露光装置１３からのレーザービームの主走査（一走査）の１ライン分ごとに、図１０に示すテーブル値（濃度補正値）の割合で、画像データ値を補正する。なお、図１０から明らかなように、図６に示した感光体への露光時の濃度補正と加減率が、速度差に対して逆であることを考慮することが重要である。

また、図１１に一例を示すように、得られたパルス波形をＦ−Ｖ（周波数−電圧）変換装置２９にて電圧に変換し、Ａ−Ｄ変換装置３０でデジタル信号に変換して、基準となる速度と比較することもできる。

なお、転写ベルト１６を駆動するモーター２６の回転速度、すなわち転写ベルト１６の任意の位置の移動速度が遅い場合には、その部分の画像濃度は濃くなり（図２（ａ））、速い場合には薄くなる（図３（ｂ））ため、図１１に示したテーブルに従い、画像データ値を増減させて濃度を調整することで、転写ベルト１６の移動速度のムラによる濃度変化を補正することができる。

なお、転写ベルト１６の回転を検知する場合、図１２に一例を示すが、転写ベルト１６そのものに回転体（ローラー）３１を接触させ、ローラー（回転体）３１を介して、例えばスリットを設けた回転体（パルス板）３２を回転させ、一定時間内にスリットから得られるパルスを、検出器例えばフォトインタラプタ３３により検出し、制御部３４を利用して回転速度を検知してもよい。もちろん、図８あるいは図１１に一例を示したと同様に、フォトインタラプタ３３にて取得したパルス波形をＦ−Ｖ変換し、さらにＡ／Ｄ変換して、周波数をデジタル信号として求め、基準となる速度と比較する方法も可能である。

また、図１３に一例を示すが、感光体１１から受け取った画像（トナー像）を、さらに転写ベルト１６によりさらに搬送し、（２次）転写ローラー３５により用紙に転写する方式においても、同様の制御により、ジッタを低減できる。

また、図９に示した例において、感光体１１と感光体１１の周りに位置される帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４及び転写装置１５に変えて、例えばインクジェット方式を採る記録ヘッドを用意することで、転写ベルト（搬送系）１６の移動速度を変化する方法は、電子写真方式によらないＭＦＰにも利用可能である。

このように、本実施形態によれば、画像を保持する感光体、あるいは画像が定着されるシート体の移動速度を規定する搬送系の移動速度（駆動源の回転数）の変動に起因して、出力画像にジッタが生じ、出力画像の画像濃度が局所的に変動することを防止できる。

また、出力画像の画像濃度は、露光装置の１走査ライン毎に制御可能であり、出力画像の全域において（副走査方向の僅かな間隔の）画像濃度の変動が、抑制できる。従って、品質の高い出力画像を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ＭＦＰ（画像形成装置）、１１…感光体、１２…帯電装置、１３…露光装置、１４…現像装置、１５…転写装置、１６…搬送系（転写ベルト）、１７…定着装置、１８…モーター、１９…ギヤ部、２０…センサ（検知部）、２１…制御部、２２…ＣＰＵ、２３…画像処理部、２４…レーザー駆動部、２５…Ｆ−Ｖ（周波数−電圧）変換装置、２６…Ａ−Ｄ（アナログ−デジタル）変換装置、２７…モーター、２８…センサ（検知部）、２９…Ｆ−Ｖ（周波数−電圧）変換装置、３０…Ａ−Ｄ変換装置、３１…回転体（ローラー）、３２…回転体（パルス板）、３３…フォトインタラプタ（検出器）、３４…制御部、３５…転写ローラー。

Claims (9)

1. シート体が保持する画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部がシート体に形成する画像の画像領域内の速度を検出する速度検出部と、
   前記速度検知部が検出した速度信号から現在の画像領域内の速度を算出する制御部と、
   前記制御部が算出した速度と基準値とを比較して差信号を得る演算部と、
   前記演算部からの差信号に基づき、前記画像形成部が形成する画像の濃度を補正する画像処理部と、
   を具備する画像形成装置。
2. 前記速度検出部は、前記画像形成部が含む感光体の画像保持部の移動速度を検出する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記速度検出部は、前記感光体を回転する駆動機構の回転数を検出する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記速度検出部は、前記画像形成部が含むシート体搬送系の移動速度を検出する請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記速度検出部は、前記シート体搬送系に推力を与える駆動機構の回転数を検出する請求項４記載の画像形成装置。
6. 画像領域中の画像形成速度を検出し、
   検出した画像形成速度の変動分を求め、
   求めた変動分に従い、画像領域中の画像信号の濃度値を補正する
   画像形成方法。
7. 画像形成速度は、画像形成部が形成する画像を保持する保持体の画像領域の移動速度である請求項６記載の画像形成方法。
8. 画像形成速度は、画像形成部が形成する画像を支持するシート体の移動速度である請求項６記載の画像形成方法。
9. 移動速度は、保持体あるいはシート体の画像保持領域を移動する推力を発生するモーターの回転数を含む請求項７または８記載の画像形成方法。

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