JP2012022196A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】露光部のレーザ光量を異ならせて、規定の線幅となるべき画像データにより線幅検出用パターンを形成し(ステップS4)、その検出値から形成された線幅が狙いの線幅となるときのレーザ光量の中央値、および許容範囲の上限となるときのレーザ光量の上限値を取得する(ステップS5、S6)。そして、まず、中央値のレーザ光量でγ補正用パターンを形成して(ステップS7、S8)、そのハイライト部の濃度変動量が所定値以下であるか否かを判定することによりガサツキの有無を判断する(ステップS10、S11)。もし、濃度変動量が所定値を超える場合には、レーザ光量を上限値に変更し(ステップS11:NO、ステップS14)、再度γ補正用パターンを作成して、γ補正カーブを作成する(ステップS12)。
【選択図】図3
Description
このようなガサツキの発生の有無は、主に現像器内のトナーの帯電量の分布の不均一に起因すると解される。
(a)現像剤の新旧混合比
新旧のトナー間で、トナー後処理材(外添材)の残量に差があり、その結果、流動性の差、帯電性の差が生じる。
(b)環境履歴
トナーは一般に低湿環境では帯電量が高めで、高湿環境では、低めになるが、トナーの補給された時期によってその履歴が異なり、これが帯電量の不均一の原因となる。
画像形成装置を長時間放置したままにすると、現像器内のトナーの嵩が低下して、画像形成動作を頻繁に実行している場合に比べ、トナーが締まった状態になり、流動性が低下して攪拌性が悪くなる。
上記のような要因により生じた現像器内のトナーの帯電量のむらにより、レーザ光で露光した感光体のドット部分に付着するトナー量に差が生じ、これが出力画像の濃度平坦部にガサツキを引き起こす原因となっている。
すなわち、レーザ光量の増大により1ドットあたりのトナーの付着面積が大きくなれば、それはそのまま細線の幅の拡大に繋がり、繊細な細線部分の再現に支障が生じ、再現画像の質の劣化を招く。
ここで、前記レーザ光量制御手段により、レーザ光量を第2の光量に設定しても、前記濃度変動検出手段により検出された濃度変動量が所定値を超える場合において、前記現像器内のトナーを強制的に排出させて新トナーを補給するトナー強制入替手段を備えることとしてもよい。
ここで、また、前記レーザ光量制御手段が、前記濃度変動検出手段により検出された濃度変動量が所定値以下の場合に、前記レーザ光量を第1の光量に設定するようにするとしてもよい。
また、ここで、前記第1のレーザ光量は、前記線幅がその誤差の許容範囲内の中央の値となるときのレーザ光量であることが望ましい。
ここで、前記第2のレーザ光量が、前記上限値であるとしてもよい。
を備えるとしてもよい。
(1)プリンタの全体構成
図1は、本実施の形態に係るプリンタ1の全体構成を示す概略図である。
プリンタ1は、公知の電子写真方式により記録シート上に画像を形成するものであり、画像プロセス部10と、転写部20と、給紙部30と、定着部40および制御部45を備え、ネットワーク(例えばLAN)を介して外部の端末装置(不図示)から受け付けたプリントジョブに基づき、カラーおよびモノクロのプリントを選択的に実行する。
作像部10Yは、感光体ドラム11と、その周囲に配された帯電器12、露光部13、現像部14、一次転写ローラ15、クリーナ16などを備えている。
帯電器12は、矢印Aで示す方向に回転する感光体ドラム11の周面を帯電させる。
現像部14は、内部にトナーを含む現像剤が収容され、感光体ドラム11上の静電潜像をトナーで現像し、これにより感光体ドラム11上にY色のトナー像が作像される。
現像部14の現像方式は、トナーのみの一成分現像方式、トナーとキャリアを有する二成分現像方式のどちらでも構わない。
また、転写部20は、駆動ローラ24と従動ローラ25に張架されて矢印方向に循環走行される中間転写ベルト21を備える。
二次転写ローラ22に搬送されたシートSが二次転写ローラ22と中間転写ベルト21の間を通過する際に、中間転写ベルト21の上に形成された各色トナー像が二次転写ローラ22の静電作用によりシートSに一括して二次転写される。
上記では、カラーモードを実行する場合の動作を説明したが、モノクロ、例えばブラック色のプリント(モノクロモード)を実行する場合には、ブラック色用の作像部10Kだけが駆動され、上記と同様の動作によりブラック色に対する帯電、露光、現像、転写、定着の各工程を経て記録シートSにブラック色の画像形成(プリント)が実行される。
また、作像部10Kの、中間転写ベルト21の走行方向の下流側には、例えば、反射型の光電センサからなる濃度検出センサ23が配されており、後述の画像安定化処理において、中間転写ベルト21に形成されたトナーパターンの濃度を検出する。
中間転写ベルト21の上方には、機内の温湿度を検出する環境センサ27が配設されており、この検出結果に基づき、画像安定化処理の実行の要否が決定される。
制御部45は、ネットワークを介して外部の端末装置から受け付けたプリントジョブのデータに基づき各部を制御して円滑なプリント動作を実行させる。
図2は、制御部45の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部45は、CPU451、通信I/F(インターフェース)部452、画像メモリ453、画像処理部454、RAM457、ROM458、およびEEPROM459などからなる。
画像メモリ453には、受信したプリントジョブの画像データがRGBごとに格納される。
このディザ法は、特定の画素の階調値を、濃度が2値化またはそれ以上に多値化された複数のドットの集合により疑似階調表現する公知の手法である。
画像メモリ453は、揮発性メモリであって、CPU451におけるプログラム実行時のワークエリアや、画像処理された画像データを一時保持するためのページメモリとなる。
EEPROM459は、記録可能な不揮発性メモリであって、プリント枚数などを累積して記憶する。
(3)画像安定化処理
本実施の形態における画像安定化処理では、主に(a)現像電位決定処理、(b)細線再現性確保処理(LD光量範囲決定処理)、(c)ガサツキレベル検出処理、(d)γ補正処理の4つを行う。
図3は、制御部45で実行される画像安定化処理の制御内容を示すフローチャートであり、プリンタ1の全体の動作を制御するメインフローチャート(不図示)におけるサブルーチンとして実行される。
まず、画像安定化処理の実行のタイミングになっているか否かについて判定する(ステップS1)。
このタイミング判定は、画像安定化処理の実行を必要とする所定の条件(以下、「画像安定化処理実行条件」という。)が満たされているか否かを判定することによって実行される。
ステップS1において、画像安定化処理実行のタイミングと判定された場合には(ステップS1:YES)、RAM457内のフラッグFを「0」に設定して、現像電位決定処理を実行する(ステップS2、S3)。
図4は、この現像電位決定処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
制御部45は、このマーク21aが検出された後、所定のタイミングで現像特性用パターン211、212、213・・・・を形成する際に、それぞれ現像電位が異なる電位V1〜V4となるように、画像プロセス部10、中間転写部20を制御する。
そして、現像特性用パターン群210の各パターン211、212、213・・を形成したときの現像電位と検出値から、双方の相関関係を取得する(ステップS23)。
同図に示すように現像電位の絶対値が大きくなるほど、感光体ドラム11の静電潜像の電位との差が大きくなり、トナーが感光体ドラム11に付着し易くなって現像特性用パターンの濃度が濃くなり、センサ検出値の値が小さくなる関係にあるので、これらを例えば、公知の最小二乗法により線形近似することにより近似直線Ldevを、現像電位と、濃度検出センサ23の検出値との相関関係として取得することができる。
すなわち、現像特性用パターン群210の階調データが正しく中間転写ベルト21現像特性用パターン群210のトナー画像に反映されておれば得られるであろう濃度検出センサ23の検出値の値(ターゲット値)が予めROM458内に格納されており、図6の近似直線Ldevに基づき、ターゲット値を得るための現像電位のあるべき設定値を求めることができる(ステップS25)。
そして、図3のステップS4〜S7において、細線再現性確保処理を実行する。
この細線再現性確保処理は、トナー像として中間転写ベルト21上に形成された線幅検出用パターンの反射濃度より変換された細線の幅が所定の許容範囲を超えて太くならないようにレーザ光量の適正範囲を決定することを目的として実行される。
まず、ステップS4において、レーザ光量(LD光量)を異ならせながら複数の線幅検出用パターンを中間転写ベルト21上に形成する。
本例では、各パターンは、同図下方の部分拡大図221に示すように、それぞれ主走査方向に3個の白画素(トナーを付着させない画素)をおいて1個の黒画素(トナーを付着させる画素)が来るようにして、45°右下がり斜めに延びる細線の集合として形成される。
以下、具体的に、LD光量の上限値と中央値を取得する方法を説明する。
図8は、横軸にLD光量の大きさ、縦軸に濃度検出センサ23の検出値をそれぞれ示し、曲線Lldは、上記ステップS5で得られた各LD光量ごとの検出値をプロットした点(不図示)を近似する曲線であり、公知の曲線近似法に基づいて求められる。
このようにLD光量としてその中央値を設定するのは、できるだけ画像データ通り忠実に細線の幅を再現することを第1目標とするためである。
<ガサツキレベル検出処理>
次に、ハイライト部のベタパッチを形成して、その濃度変動量をガサツキの程度を示すレベル(以下、「ガサツキレベル」という。)として検出する処理を行うが、本実施の形態では、γ補正用パターンのハイライトの部分を当該ガサツキレベル検出用のベタパッチに兼用するようにしている。
図9は、γ補正用パターンの例を示すものであり、中間転写ベルト21の走行方向Yに沿って、Kのγ補正用パターン301Kに続いて、C、M、Yのγ補正用パターン301C〜301Y(301M、Yは図示を省略)を形成する。
)。
一方、上記γ補正用パターンのベタパッチのうち、特定のハイライト部のベタパッチ(出力画像においてガサツキが目立ちやすい濃度領域の階調データに基づき形成されたベタパッチ)をサンプリング検出値に基づき、その変動量を取得する。
本実施の形態では、30階調の階調データに対応するベタパッチについてガサツキレベルを求めるようにしている。なお、各ベタパッチの特定は、例えば、CPU451の発する基準クロックを、マーク21aを検出してからのカウント数で行うことができるようになっている。
ステップS10に移って、上記取得した変動量が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS11)。
そして、ステップS11で濃度検出値の変動量が、所定値以下と判定されれば、上記ステップS9で求められたγ補正用パターンの濃度検出値に基づき、γ補正カーブを作成して、これをEEPROM459に格納し(ステップS12)、メインフローチャートにリターンする。
、階調変換するための曲線である。
図11(a)(b)は、このγ補正曲線の作成の様子を示すものである。
まず、図11(a)は、曲線Laは、入力された階調データに対する出力画像の濃度検出値の相関関係を示しており、直線Laは、これらの相関関係がリニアである場合の目標値を示す。
そして、形成されたベタパッチを濃度検出センサ23で検出して得られた濃度値が、「110」であったとすれば、本来の濃度値よりも「10」だけ高いことになるので、画像データの入力信号値の濃度値が「100」のときに、出力信号が、約9.1%(10/110=0.0909・・・)減少するように設定する。
図3に戻り、ステップS11において「NO」の場合には、フラッグF=0であるか否かを判定して、そうであれば(ステップS13:YES)、LD光量を上記ステップS6で求めた上限値に設定し(ステップS14)、フラッグFをLD光量変更済みであることを示す「1」に設定した後(ステップS15)、上記ステップS8〜S10を繰り返す。
そして、ステップS11で所定値以下と判定されれば、上記ステップS9で求められたγ補正用パターンの濃度検出値に基づき、γ補正カーブを作成して、これをEEPROM459に格納し(ステップS12)、メインフローチャートにリターンする。
例えば、特定の階調データが、図12のドットパターン613で示されていた場合に、
上記階調補正を受けることにより、ドットパターン611もしくは612が選択されることになり、適正な濃度に調整される。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態における画像安定化処理では、図3のステップS7において、まず、狙いの線幅となるようにLD光量として図8で求めた中央のLD光量Lmidに設定した。これは、できるだけ画像データ通り忠実に細線の幅を再現するためであるが、このステップS7において、必ずしも、厳密に中央値Lmidに設定する必要はなく、少なくとも上限値Lmaxと下限値Lminの間の適当な値であってもよい。
(2)また、上記実施の形態では、ガサツキレベルを検出するため、まず、γ補正用パターンを形成して、そのハイライト部のベタパッチの濃度の変動量を取得するようにしたが(図3のステップS8〜S10)、γ補正用パターンを形成する前に、ガサツキレベル検出専用のベタパッチを形成して、この検出値からステップS11の判定を行い、その結果に応じてγ補正用パターンを形成してγ補正カーブを作成するようにしてもよい。
(4)また、上記実施の形態では、ステップS14でLD光量を上限値Lmaxに設定して、ステップS8でγ補正用パターンを形成した後、ステップS11で、再度ハイライト部のベタパッチの濃度検出値の変動量が所定値以下ではないと判定された場合には、やむなく、そのままγ補正用パターンを作成したが(ステップS12)、例えば、ステップS13で「NO」と判定された後、現像部14内のトナー帯電量の不均一を是正するため、所定の前処理を実行してから、再度ステップS8に戻って、それ以降のステップを繰り返すようにしてもよい。
(a)のトナーの強制排出は、例えば、高濃度のベタ画像を所定ページ分形成することにより達成される。すなわち、給紙をしない状態で、強制排出が必要な作像部の感光体ドラム11にベタ画像を形成し、中間転写ベルト21に転写する。
これを予め設定されたページ分実行することにより、現像部14内の旧トナーが強制的に消費され、不図示のトナーカートリッジから新たなトナーが補給されるので、トナーの帯電分布が大幅に改善される。なお、現像部14内部のトナー量が少なくなったことを検出してトナーカートリッジからの現像部14へトナーを補給する構成自体は従来から公知であり、特にここで説明しない。
ただし、(a)の場合には、トナーを無駄に消費することになるし、(b)の場合には、強制攪拌に時間を要するので、上記実施の形態のように、まず、画像安定化処理の一環としてLD光量の制御を優先するのが望ましいものである。
例えば、中間転写体として中間転写ドラムを備え、当該中間転写ドラムを4回転させて、その周面にCMYKのトナー像を順次重ねて転写するような構成であってもよい。
さらに、カラーやモノクロの画像形成に関わらず、また、複写機、ファクシミリ装置、複合機(MFP:Multiple Function Peripheral)等にも適用できる。
10 画像プロセス部
11 感光体ドラム
12 帯電器
13 露光部
14 現像部
15 一時転写ローラ
16 クリーナ
20 中間転写部
21 中間転写ベルト
22 二次転写ローラ
23 濃度検出センサ
24 駆動ローラ
25 従動ローラ
26 クリーニングブレード
27 環境センサ
30 給紙部
31 搬送路
32 排紙ローラ
33 排紙トレイ
35 操作パネル
40 定着部
45 制御部
451 CPU
452 通信I/F部
453 画像メモリ
454 画像処理部
455 γ補正部
456 ディザ処理部
457 RAM
458 ROM
459 EEPROM
S 記録シート
Claims (8)
- 画像処理部で疑似階調変換処理された画像データに基づき感光体表面を露光部から射出されるレーザ光で露光走査して静電潜像を形成し、これを現像器から供給されるトナーで顕像化し、被転写材に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
露光部から射出されるレーザ光量を制御するレーザ光量制御手段と、
規定の線幅となるべき画像データにより線画像を形成したときに、その形成された線幅の前記規定の線幅との誤差が許容範囲内となるように、露光部におけるレーザ光量の上限値と下限値を決定する決定手段と、
濃度平坦部となるべき画像データに基づき、前記下限値を超えかつ前記上限値未満である第1のレーザ光量で感光体表面に描画された静電潜像に基づいてトナーパターンを形成し、その濃度の変動量を検出する濃度変動検出手段と、
を備え、
前記レーザ光量制御手段は、
前記濃度変動検出手段により検出された濃度変動量が所定値を超える場合に、前記レーザ光量を第1の光量よりも前記上限値に向けて増加した第2のレーザ光量に設定する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記レーザ光量制御手段により、レーザ光量を第2の光量に設定しても、前記濃度変動検出手段により検出された濃度変動量が所定値を超える場合において、前記現像器内のトナーを強制的に排出させて新トナーを補給するトナー強制入替手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記レーザ光量制御手段により、レーザ光量を第2の光量に設定しても、前記濃度変動検出手段により検出された濃度変動量が所定値を超える場合において、前記現像器内の現像剤を強制的に攪拌する強制攪拌手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記レーザ光量制御手段は、
前記濃度変動検出手段により検出された濃度変動量が所定値以下の場合に、前記レーザ光量を第1の光量に設定する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記規定の線幅は、250μm〜350μmであって、前記誤差の許容範囲は、当該規定の線幅に対して±20%以内である
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記第1のレーザ光量は、前記線幅がその誤差の許容範囲内の中央の値となるときのレーザ光量である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記第2のレーザ光量は、前記上限値である
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記画像処理部は、
入力された画像データの階調値と、出力画像の階調値が所定の関係になるように階調変換曲線を生成する階調変換曲線生成手段と、
前記生成された階調変換曲線に基づき、入力された画像データを疑似階調変換処理する疑似階調変換手段と
を備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。
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