JP2013104957A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which is capable of reducing a toner consumption amount in an image stabilization control, and performing the appropriate image stabilization control even when a ghost is generated in the image stabilization control.SOLUTION: An image forming apparatus according to the present invention comprises: an image forming part; a density detection part which detects a density of a patch constituting a toner pattern formed on an image carrier; and a gradation correction part which generates gradation correction data based on a detection result by the density detection part, and performs a gradation correction using the gradation correction data. The toner pattern is constituted to include a plurality of gradation patches whose density gradually vary along the traveling direction of the image carrier, and reference patches in the same density arranged having at least one of the plurality of gradation patches therebetween. The gradation correction part corrects detection densities of the gradation patches according to detection densities of the reference patches by the density detection part, and generates gradation correction data according to the corrected detection densities.

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.

一般に、電子写真方式の画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)は、帯電した感光体ドラムに対して、画像データに基づくレーザー光を照射(露光)することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に着色粒子であるトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着器において加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。   In general, an electrophotographic image forming apparatus (printer, copying machine, facsimile, etc.) forms an electrostatic latent image by irradiating (exposing) laser light based on image data to a charged photosensitive drum. Then, the electrostatic latent image is visualized by attaching toner as colored particles to the electrostatic latent image to form a toner image. Then, the toner image is transferred directly or indirectly to the paper, and then heated and pressed in a fixing device to be fixed, thereby forming an image on the paper.

このような画像形成装置では、感光体ドラム、現像剤等の経時的な劣化や、装置周辺の環境(温湿度の変動)等によって、出力画像(用紙に形成された画像)の画質が低下するという問題がある。具体的には、入力画像の階調が出力画像に忠実に再現されないという現象が生じる。そこで、従来の画像形成装置では、入力画像の階調等を出力画像に安定して再現させるための画像安定化制御が行われるようになっている(例えば特許文献1、2)。
画像安定化制御としては、例えば、像担持体としての中間転写ベルトに形成されたCMYKの各色トナーパターンの濃度を光センサーで検出し、この検出結果(階調特性)に基づいて階調補正データ(いわゆるガンマ補正曲線)を生成し、帯電電位、現像電位、露光量等の画像形成条件にフィードバックさせる階調補正等がある。
In such an image forming apparatus, the image quality of the output image (image formed on the paper) is deteriorated due to deterioration over time of the photosensitive drum, developer, etc., environment around the apparatus (temperature and humidity fluctuations), and the like. There is a problem. Specifically, a phenomenon occurs in which the gradation of the input image is not faithfully reproduced in the output image. Therefore, in a conventional image forming apparatus, image stabilization control is performed to stably reproduce the gradation of an input image on an output image (for example, Patent Documents 1 and 2).
As image stabilization control, for example, the density of each CMYK toner pattern formed on an intermediate transfer belt as an image carrier is detected by a photosensor, and tone correction data is based on the detection result (tone characteristics). There is a gradation correction that generates a (so-called gamma correction curve) and feeds it back to image forming conditions such as a charging potential, a developing potential, and an exposure amount.

特許文献1には、階調レベルが次第に変化する階調画像部の前に、トナー担持体(現像ローラー)の周長以上で黒ベタ画像からなるヘッダ部を形成し、ヘッダ部における各位置の濃度検出結果を用いて階調画像部における各位置の濃度検出結果を補正し、補正後の濃度検出結果に基づいて階調補正を行う画像形成装置が開示されている。
また、特許文献2には、ハイライト部階調パッチとシャドウ部階調パッチを形成し、これら二つの階調パッチの濃度検出結果を、前回の階調補正における二つの階調パッチの濃度検出結果と比較し、階調補正用に形成する階調パッチの個数、階調を比較結果に応じて選択し、階調補正を行う画像形成装置が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228688, a header portion made of a solid black image is formed in front of the gradation image portion where the gradation level gradually changes, and the circumference of the toner carrier (developing roller) is longer than the circumference. An image forming apparatus is disclosed that corrects the density detection result at each position in the gradation image portion using the density detection result, and performs gradation correction based on the corrected density detection result.
In Patent Document 2, a highlight part gradation patch and a shadow part gradation patch are formed, and the density detection results of these two gradation patches are used as the density detection of the two gradation patches in the previous gradation correction. An image forming apparatus that performs gradation correction by selecting the number of gradation patches to be formed for gradation correction and the gradation in accordance with the comparison result in comparison with the result is disclosed.

特開2005−49425号公報JP 2005-49425 A 特開2010−262243号公報JP 2010-262243 A

上述した画像安定化制御においては、像担持体上に形成されたトナーパターンの濃度を正確に検出し、現在の階調特性を正確に把握する必要がある。しかしながら、画像形成装置で繰り返し画像形成を行うと、現像剤の耐久度合いが低下することに伴い、副走査方向の下流(先に画像形成される側)から上流(後に画像形成される側)に向かって濃度が低下していくような、いわゆるゴーストが発生しやすくなる。そして、画像安定化制御時にゴーストが生じると、トナーパターンの濃度検出結果にゴーストの影響が含まれることとなるため、濃度検出結果から算出された階調特性は正確ではなく、この階調特性に基づいて階調補正を行っても、適切な画像安定化制御とならない。   In the image stabilization control described above, it is necessary to accurately detect the density of the toner pattern formed on the image carrier and accurately grasp the current gradation characteristics. However, when image formation is repeatedly performed by the image forming apparatus, the durability of the developer decreases, and accordingly, from the downstream (first image forming side) to the upstream (later image forming side) in the sub-scanning direction. A so-called ghost in which the concentration decreases toward the surface tends to occur. If a ghost occurs during image stabilization control, the influence of the ghost is included in the density detection result of the toner pattern. Therefore, the gradation characteristic calculated from the density detection result is not accurate. Even if tone correction is performed based on this, appropriate image stabilization control is not achieved.

例えば、現像剤の主成分としてトナーとキャリアー(磁性体)を用いる2成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置では、現像剤中のトナー濃度が低下する(キャリアリッチとなる)ことによりゴーストが生じる。また例えば、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる1成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置では、現像ローラーへのトナーの供給能力が不足することによりゴーストが生じる。   For example, in an image forming apparatus equipped with a two-component developing type developing device that uses toner and a carrier (magnetic material) as the main components of the developer, the toner concentration in the developer decreases (becomes carrier rich), resulting in ghosting. Occurs. Further, for example, in an image forming apparatus including a one-component developing type developing device that uses only toner as a main component of a developer, a ghost is generated due to insufficient supply capability of toner to a developing roller.

このゴーストは、特に、濃度の高い画像(例えば黒ベタ画像)を形成した後に発生しやすい。特許文献1のように、トナーパターンの一部としてトナー担持体の周長以上で黒ベタ画像を形成する場合には、ゴーストが発生する可能性が高くなるので注意を要する。また、特許文献1に記載の画像安定化制御では、像担持体の周長以上で黒ベタ画像からなるヘッダ部を形成するため、トナー消費量が増大してしまう。   This ghost is particularly likely to occur after an image having a high density (for example, a black solid image) is formed. When a black solid image is formed as a part of the toner pattern with a circumference equal to or longer than the circumference of the toner carrier as in Patent Document 1, there is a high possibility that a ghost will occur. In addition, in the image stabilization control disclosed in Patent Document 1, a header portion made of a solid black image is formed with a length equal to or longer than the circumference of the image carrier, and thus toner consumption increases.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the amount of toner consumed in the image stabilization control, and can perform appropriate image stabilization control even when a ghost occurs during the image stabilization control. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be used.

本発明に係る画像形成装置は、入力画像データに基づいて、露光装置により感光体に静電潜像を形成させ、現像装置により前記感光体にトナーを付着させることにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、前記感光体に形成された前記トナー像を像担持体に転写させる画像形成部と、
前記像担持体上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部と、を備える画像形成装置であって、
前記トナーパターンは、前記像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチと、前記複数の階調パッチの少なくとも一つを挟んで配置される同一濃度の基準パッチと、を含んで構成され、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による前記基準パッチの検出濃度に基づいて、当該トナーパターンにゴーストが生じているか否かを判定し、ゴーストが生じていると判定した場合に、前記階調パッチの検出濃度を補正し、補正後の検出濃度に基づいて前記階調補正データを生成することを特徴とする。
The image forming apparatus according to the present invention develops the electrostatic latent image by forming an electrostatic latent image on the photosensitive member by an exposure device based on input image data, and attaching toner to the photosensitive member by a developing device. An image forming unit for forming a toner image and transferring the toner image formed on the photoconductor to an image carrier;
A density detector for detecting the density of a patch constituting the toner pattern formed on the image carrier;
A gradation correction unit that generates gradation correction data based on a detection result by the density detection unit and performs gradation correction using the gradation correction data;
The toner pattern includes a plurality of gradation patches whose density changes stepwise along the traveling direction of the image carrier, and a reference patch having the same density arranged across at least one of the plurality of gradation patches. And comprising
The gradation correction unit determines whether a ghost has occurred in the toner pattern based on the detected density of the reference patch by the density detection unit. The gradation correction data is generated based on the corrected detection density after correcting the detection density of the tone patch.

本発明によれば、画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置が実現される。   According to the present invention, it is possible to realize an image forming apparatus that can reduce the amount of toner consumed in image stabilization control and can perform appropriate image stabilization control even when a ghost is generated during image stabilization control.

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of a control system of the image forming apparatus according to the embodiment. 濃度検出センサーと階調補正用のトナーパターンの位置関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a positional relationship between a density detection sensor and a tone correction toner pattern. 実施の形態で用いるトナーパターンのパッチ構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a patch configuration of a toner pattern used in an embodiment. トナーパターンにゴーストが発生していた場合の各パッチのセンサー出力値の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of sensor output values of patches when a ghost is generated in a toner pattern. トナーパターンにゴーストが発生していない場合の各パッチのセンサー出力値の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of sensor output values of patches when a ghost is not generated in a toner pattern. 階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a gradation correction data generation process. パッチ位置とゴーストの影響の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a patch position and the influence of a ghost. 実施の形態で採用される階調補正曲線を示す図である。It is a figure which shows the gradation correction curve employ | adopted by embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図2は、実施の形態に係る画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。
図1、2に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に転写(一次転写)し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写(二次転写)することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置1には、CMYKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of a control system of the image forming apparatus 1 according to the embodiment.
An image forming apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an intermediate transfer type color image forming apparatus using electrophotographic process technology. That is, the image forming apparatus 1 transfers the toner images of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black) formed on the photosensitive drum 413 to the intermediate transfer belt 421 (primary transfer). Then, after superposing four color toner images on the intermediate transfer belt 421, the toner images are transferred (secondary transfer) to a sheet to form an image.
In the image forming apparatus 1, the photosensitive drums 413 corresponding to the four colors of CMYK are arranged in series in the running direction of the intermediate transfer belt 421, and the respective color toner images are sequentially transferred to the intermediate transfer belt 421 in one procedure. Tandem system is adopted.

図1、2に示すように、画像形成装置1は、制御部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、搬送部50、及び定着部60を備える。   As illustrated in FIGS. 1 and 2, the image forming apparatus 1 includes a control unit 10, an operation display unit 20, an image processing unit 30, an image forming unit 40, a conveyance unit 50, and a fixing unit 60.

制御部10は、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13等を備える。CPU11は、ROM12から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM13に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。   The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, and the like. The CPU 11 reads a program corresponding to the processing content from the ROM 12 and develops it in the RAM 13, and centrally controls the operation of each block of the image forming apparatus 1 in cooperation with the developed program. At this time, various data stored in the storage unit 72 is referred to. The storage unit 72 includes, for example, a nonvolatile semiconductor memory (so-called flash memory) or a hard disk drive.

制御部10は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピュータ)との間で各種データの送受信を行う。制御部10は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ(入力画像データ)に基づいて用紙に画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。   The control unit 10 transmits and receives various data to and from an external device (for example, a personal computer) connected to a communication network such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network) via the communication unit 71. Do. For example, the control unit 10 receives image data transmitted from an external device, and forms an image on a sheet based on the image data (input image data). The communication unit 71 is composed of a communication control card such as a LAN card, for example.

操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部10から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部10に出力する。   The operation display unit 20 is configured by, for example, a liquid crystal display (LCD) with a touch panel, and functions as a display unit 21 and an operation unit 22. The display unit 21 displays various operation screens, an image status display, an operation status of each function, and the like according to a display control signal input from the control unit 10. The operation unit 22 includes various operation keys such as a numeric keypad and a start key, receives various input operations by the user, and outputs an operation signal to the control unit 10.

画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザ設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備えている。例えば、画像処理部30は、制御部10の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。すなわち、本発明に係る階調補正部は、制御部10と画像処理部30により構成される。
また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施されたデジタル画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
The image processing unit 30 includes a circuit that performs digital image processing on input image data according to initial settings or user settings. For example, the image processing unit 30 performs gradation correction based on the gradation correction data (gradation correction table) under the control of the control unit 10. In other words, the gradation correction unit according to the present invention includes the control unit 10 and the image processing unit 30.
Further, the image processing unit 30 performs various correction processes such as color correction and shading correction, a compression process, and the like on the input image data in addition to the gradation correction. The image forming unit 40 is controlled based on the digital image data subjected to these processes.

画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42、及び濃度検出センサー43等を備えている。   The image forming unit 40 is based on the input image data, and image forming units 41Y, 41M, 41C, 41K, and an intermediate transfer unit 42 for forming an image using colored toners of Y component, M component, C component, and K component. And a concentration detection sensor 43 and the like.

Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号を付し、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号を省略している。   The Y component, M component, C component, and K component image forming units 41Y, 41M, 41C, and 41K have the same configuration. For convenience of illustration and explanation, common constituent elements are denoted by the same reference numerals, and Y, M, C, or K are added to the reference numerals when distinguished from each other. In FIG. 1, only the components of the image forming unit 41Y for the Y component are denoted by reference numerals, and the components of the other image forming units 41M, 41C, and 41K are omitted.

画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光体ドラム413、帯電装置414、及びドラムクリーニング装置415等を備える。   The image forming unit 41 includes an exposure device 411, a developing device 412, a photosensitive drum 413, a charging device 414, a drum cleaning device 415, and the like.

感光体ドラム413は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。   The photosensitive drum 413 has, for example, an undercoat layer (UCL), a charge generation layer (CGL), a charge transport layer (CGL) on the peripheral surface of an aluminum conductive cylinder (aluminum tube). It is a negatively charged organic photoreceptor (OPC: Organic Photo-conductor) in which CTL (Charge Transport Layer) is sequentially laminated.

帯電装置414は、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413にレーザー光を照射すると、感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送される。そして、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
The charging device 414 uniformly charges the surface of the photoconductive drum 413 to a negative polarity.
The exposure device 411 is composed of, for example, a semiconductor laser, and irradiates the photosensitive drum 413 with laser light corresponding to the image of each color component. When the photosensitive drum 413 is irradiated with laser light, a positive charge is generated in the charge generation layer of the photosensitive drum 413 and is transported to the surface of the charge transport layer. Then, the surface charge (negative charge) of the photosensitive drum 413 is neutralized. An electrostatic latent image of each color component is formed on the surface of the photosensitive drum 413 due to a potential difference from the surroundings.

現像装置412は、各色成分の現像剤(例えば、小粒径のトナーとキャリアーとからなる二成分現像剤)を収容しており、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置412の詳細な構成については後述する。   The developing device 412 contains a developer of each color component (for example, a two-component developer composed of a toner having a small particle diameter and a carrier), and the toner of each color component is attached to the surface of the photosensitive drum 413. The electrostatic latent image is visualized to form a toner image. The detailed configuration of the developing device 412 will be described later.

ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有する。一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーは、ドラムクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。   The drum cleaning device 415 includes a drum cleaning blade that is in sliding contact with the surface of the photosensitive drum 413. Transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 413 after the primary transfer is scraped off and removed by a drum cleaning blade.

中間転写ユニット42は、中間転写体となる中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、二次転写ローラー423、駆動ローラー424、従動ローラー425、及びベルトクリーニング装置426等を備える。   The intermediate transfer unit 42 includes an intermediate transfer belt 421 serving as an intermediate transfer member, a primary transfer roller 422, a secondary transfer roller 423, a driving roller 424, a driven roller 425, a belt cleaning device 426, and the like.

中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、駆動ローラー424及び従動ローラー425に張架される。中間転写ベルト421は、駆動ローラー424の回転により矢印A方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー422によって、中間転写ベルト421が感光体ドラム413に圧接されると、中間転写ベルト421に各色トナー像が順次重ねて一次転写される。そして、中間転写ベルト421が二次転写ローラー423によって用紙Sに圧接されると、中間転写ベルト421に一次転写されたトナー像が用紙Sに二次転写される。
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
The intermediate transfer belt 421 is an endless belt, and is stretched around a driving roller 424 and a driven roller 425. The intermediate transfer belt 421 travels at a constant speed in the direction of arrow A by the rotation of the driving roller 424. When the intermediate transfer belt 421 is pressed against the photosensitive drum 413 by the primary transfer roller 422, the toner images of the respective colors are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 421 and primarily transferred. When the intermediate transfer belt 421 is pressed against the sheet S by the secondary transfer roller 423, the toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt 421 is secondarily transferred to the sheet S.
The belt cleaning device 426 includes a belt cleaning blade that is in sliding contact with the surface of the intermediate transfer belt 421. Transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 421 after the secondary transfer is scraped off and removed by a belt cleaning blade.

濃度検出センサー43は、トナー像が用紙Sに二次転写される二次転写位置よりも中間転写ベルト421の走行方向(副走査方向)上流側に、中間転写ベルト421に対向して配置される。濃度検出センサー43は、例えば中間転写ベルト421の幅方向(中間転写ベルト421の走行方向と直交する方向、主走査方向)の両側部のそれぞれに対向して2つ配置される(図3参照)。濃度検出センサー43は、階調補正データを生成する際に用いられ、中間転写ベルト421の非画像形成領域(中間転写ベルト421の幅方向両側部)に形成された階調補正用のトナーパターンの濃度を検出する。   The density detection sensor 43 is disposed opposite to the intermediate transfer belt 421 on the upstream side in the running direction (sub-scanning direction) of the intermediate transfer belt 421 from the secondary transfer position where the toner image is secondarily transferred to the paper S. . For example, two density detection sensors 43 are arranged opposite to both sides in the width direction of the intermediate transfer belt 421 (the direction perpendicular to the traveling direction of the intermediate transfer belt 421, the main scanning direction) (see FIG. 3). . The density detection sensor 43 is used when generating gradation correction data, and is used for the gradation correction toner pattern formed in the non-image forming area of the intermediate transfer belt 421 (both sides in the width direction of the intermediate transfer belt 421). Detect concentration.

濃度検出センサー43には、例えば発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの発光素子と、フォトダイオード(PD:Photodiode)などの受光素子を備え、トナーパターンの反射濃度を検出する反射型の光センサーを適用することができる。トナーパターンの反射濃度は、測定対象物への入射光量をI0、測定対象物からの反射光量をIとしたとき、−log(I/I0)で表される。
中間転写ベルト421上に形成されたトナー像の濃度が高い(例えば黒ベタ画像)ほど反射光量Iは小さく、反射濃度、すなわち濃度検出センサー43から出力されるセンサー出力値は大きくなる。逆に、中間転写ベルト421上に形成されたトナー像の濃度が低い(例えばトナー像が形成されないベース面)ほど反射光量Iは大きく、反射濃度、すなわち濃度検出センサー43から出力されるセンサー出力値は小さくなる。
The density detection sensor 43 includes, for example, a light emitting element such as a light emitting diode (LED) and a light receiving element such as a photodiode (PD), and is a reflective optical sensor that detects the reflection density of the toner pattern. Can be applied. The reflection density of the toner pattern, the amount of light incident on the measurement object I 0, when the amount of reflected light from the measuring object was I, represented by -log (I / I 0).
The higher the density of the toner image formed on the intermediate transfer belt 421 (for example, a black solid image), the smaller the reflected light amount I, and the greater the reflection density, that is, the sensor output value output from the density detection sensor 43. Conversely, the lower the density of the toner image formed on the intermediate transfer belt 421 (for example, the base surface on which the toner image is not formed), the greater the reflected light amount I, the reflected density, that is, the sensor output value output from the density detection sensor 43. Becomes smaller.

なお、濃度検出センサー43の数、配置は上述した態様に限定されず、中間転写ベルト421に形成されたトナーパターンの濃度を検出できるようになっていればよい。
また、中間転写ベルト421が透光性の材料で構成されている場合には、濃度検出センサー43として、発光素子と受光素子が中間転写ベルト421を挟んで対向配置される透過型の光センサーを適用することができる。
The number and arrangement of the density detection sensors 43 are not limited to the above-described mode, and it is sufficient that the density of the toner pattern formed on the intermediate transfer belt 421 can be detected.
Further, when the intermediate transfer belt 421 is made of a translucent material, a transmission type optical sensor in which a light emitting element and a light receiving element are opposed to each other with the intermediate transfer belt 421 interposed therebetween is used as the density detection sensor 43. Can be applied.

定着部60は、用紙Sを狭持して搬送するためのニップ部(定着ニップ)を形成する加圧部(例えば定着面(画像形成面)側の定着ローラーと裏面側の加圧ローラー)と、トナー像が転写された用紙Sに接触して定着温度で加熱する加熱部(例えば定着ローラー)等を備える。定着部60には、公知の技術を適用することができる。定着部60は、搬送されてきた用紙Sをニップ部で加熱、加圧することにより、用紙Sにトナー像を定着させる。   The fixing unit 60 includes a pressure unit (for example, a fixing roller on the fixing surface (image forming surface) side and a pressure roller on the back surface side) that forms a nip portion (fixing nip) for nipping and conveying the paper S. And a heating unit (for example, a fixing roller) that contacts the sheet S on which the toner image is transferred and heats the sheet at a fixing temperature. A known technique can be applied to the fixing unit 60. The fixing unit 60 fixes the toner image on the paper S by heating and pressurizing the conveyed paper S at the nip portion.

搬送部50は、給紙部51、搬送機構52、及び排紙部53等を備える。給紙部51を構成する2つの給紙トレイユニット51a、51bには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙(規格用紙、特殊用紙)Sが予め設定された種類ごとに収容される。   The transport unit 50 includes a paper feed unit 51, a transport mechanism 52, a paper discharge unit 53, and the like. In the two paper feed tray units 51a and 51b constituting the paper feed unit 51, paper (standard paper, special paper) S identified based on the basis weight, size, etc. of the paper is stored for each preset type. Is done.

給紙トレイユニット51a、51bに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラー52a等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構52により画像形成部40に搬送される。このとき、レジストローラー52aが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Sの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面(画像形成面)に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙Sは、排紙ローラー53aを備えた排紙部53により機外に排紙される。
The sheets S accommodated in the sheet feed tray units 51a and 51b are sent out one by one from the top, and are conveyed to the image forming unit 40 by a conveyance mechanism 52 having a plurality of conveyance rollers such as registration rollers 52a. At this time, the registration section provided with the registration rollers 52a corrects the inclination of the fed paper S and adjusts the conveyance timing.
In the image forming unit 40, the toner image on the intermediate transfer belt 421 is secondarily transferred to one side (image forming surface) of the sheet S at a time, and a fixing process is performed in the fixing unit 60. The sheet S on which the image has been formed is discharged out of the apparatus by a discharge unit 53 having a discharge roller 53a.

このように、画像形成装置1は、入力画像データに基づいて、露光装置411により感光体ドラム413(感光体)に静電潜像を形成させ、現像装置412により感光体ドラム413にトナーを付着させることにより静電潜像を現像してトナー像を形成し、感光体ドラム413に形成されたトナー像を中間転写ベルト421(像担持体)に転写させる画像形成部40を備えている。
また、中間転写ベルト421上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出センサー43(濃度検出部)と、濃度検出センサー43による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部(画像処理部30、制御部10)を備えている。
As described above, the image forming apparatus 1 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 413 (photosensitive member) by the exposure device 411 based on the input image data, and attaches toner to the photosensitive drum 413 by the developing device 412. Thus, the electrostatic latent image is developed to form a toner image, and the image forming unit 40 is provided to transfer the toner image formed on the photosensitive drum 413 to the intermediate transfer belt 421 (image carrier).
In addition, a density detection sensor 43 (density detection unit) that detects the density of a patch that forms a toner pattern formed on the intermediate transfer belt 421, and tone correction data are generated based on the detection result of the density detection sensor 43. A gradation correction unit (image processing unit 30 and control unit 10) that performs gradation correction using the gradation correction data is provided.

図3は、濃度検出センサー43と階調補正用のトナーパターンTPの位置関係を示す図である。図3において、画像形成領域は画像形成ユニット41によりトナー像が形成され得る領域であり、非画像形成領域は画像形成ユニット41によりトナー像が形成されない領域である。
図3に示すように、CMYK各色のトナーパターンTPは、中間転写ベルト421の非画像形成領域、すなわち中間転写ベルト421の幅方向両側部に形成される。トナーパターンTPを構成するパッチの幅は、各パッチの濃度が濃度検出センサー43で精度良く検出されるように、濃度検出センサー43の検出幅以上に設定される。
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between the density detection sensor 43 and the tone correction toner pattern TP. In FIG. 3, an image forming area is an area where a toner image can be formed by the image forming unit 41, and a non-image forming area is an area where a toner image is not formed by the image forming unit 41.
As shown in FIG. 3, the toner patterns TP for CMYK colors are formed on the non-image forming area of the intermediate transfer belt 421, that is, on both sides in the width direction of the intermediate transfer belt 421. The width of the patch constituting the toner pattern TP is set to be equal to or larger than the detection width of the density detection sensor 43 so that the density of each patch is accurately detected by the density detection sensor 43.

図4は、実施の形態で用いるトナーパターンTPのパッチ構成を示す図である。
図4に示すように、トナーパターンTPは、中間転写ベルト421の走行方向に沿って、12個のパッチP0〜P11が連続して配列された構成を有する。パッチP0〜P11は、先頭のパッチP0から順に中間転写ベルト421上に形成され、順次、濃度検出センサー43により濃度(実際に形成されたトナー像の濃度、出力階調値)を検出される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a patch configuration of the toner pattern TP used in the embodiment.
As shown in FIG. 4, the toner pattern TP has a configuration in which twelve patches P <b> 0 to P <b> 11 are continuously arranged along the traveling direction of the intermediate transfer belt 421. The patches P0 to P11 are formed on the intermediate transfer belt 421 in order from the first patch P0, and the density (the density of the actually formed toner image, the output gradation value) is sequentially detected by the density detection sensor 43.

パッチP0〜P4、P6〜P10は、階調補正データを生成するための階調パッチであり、濃度(各パッチを形成するための入力画像の濃度、入力階調値)が段階的に変化する。パッチP0〜P4、P6〜P10の入力階調値は、例えば、濃淡変化を256階調で表現したとき、255から0に段階的に変化する。   The patches P0 to P4 and P6 to P10 are gradation patches for generating gradation correction data, and the density (the density of the input image for forming each patch, the input gradation value) changes stepwise. . The input gradation values of the patches P0 to P4 and P6 to P10 change stepwise from 255 to 0 when, for example, the gradation change is expressed by 256 gradations.

トナーパターンTPの先端に配置されるパッチP0、トナーパターンTPの中間に配置されるP5、トナーパターンTPの後端に配置されるP11は、ゴーストの発生を検出するための基準パッチであり、同一の濃度(入力階調値)で形成される。また、トナーパターンTPにゴーストが発生している場合に、基準パッチP0、P5、P11の検出濃度(出力階調値、センサー出力値)に基づいて、各階調パッチP0〜P4、P6〜P10の検出濃度が補正される。   A patch P0 arranged at the front end of the toner pattern TP, P5 arranged in the middle of the toner pattern TP, and P11 arranged at the rear end of the toner pattern TP are reference patches for detecting the occurrence of a ghost, and are the same. Are formed (input gradation value). Further, when a ghost is generated in the toner pattern TP, the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10 are detected based on the detected densities (output gradation values and sensor output values) of the reference patches P0, P5, and P11. The detected density is corrected.

本実施の形態では、基準パッチP0、P5、P11として、最高濃度(入力階調値が255)の黒ベタ画像を用い、パッチP0に基準パッチと階調パッチを兼用させている。これにより、トナーパターンTPを形成するために消費されるトナー量を抑制することができる。   In the present embodiment, a black solid image having the highest density (input gradation value is 255) is used as the reference patches P0, P5, and P11, and the reference patch and the gradation patch are used for the patch P0. Thereby, the amount of toner consumed to form the toner pattern TP can be suppressed.

また、トナーパターンTPの先端及び後端に基準パッチP0、P11が配置されている。これにより、トナーパターンTPに全体としてゴーストが発生しているか否かを容易に判定することができる。
さらには、トナーパターンTPの中間に基準パッチP5が配置されている。これにより、トナーパターンTPに発生したゴーストの影響を精度よく推測することができる。
Further, reference patches P0 and P11 are arranged at the front and rear ends of the toner pattern TP. Thereby, it can be easily determined whether or not a ghost is generated as a whole in the toner pattern TP.
Further, a reference patch P5 is arranged in the middle of the toner pattern TP. Thereby, the influence of the ghost generated in the toner pattern TP can be accurately estimated.

図5は、トナーパターンTPにゴーストが発生していた場合の各パッチP0〜P11のセンサー出力値の一例を示す図である。図6は、トナーパターンTPにゴーストが発生していない場合の各パッチP0〜P11のセンサー出力値の一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of sensor output values of the patches P0 to P11 when a ghost is generated in the toner pattern TP. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of sensor output values of the patches P0 to P11 when no ghost is generated in the toner pattern TP.

図6に示すように、トナーパターンTPにゴーストが発生していない場合は、入力階調値が同じである基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11はほぼ同様になる。また、入力階調値が段階的に低くなる階調パッチP0〜P4、P6〜P10のセンサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10は、段階的に大きくなる。この場合、各階調パッチP0〜P4、P6〜P10の入力階調値と、センサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10から算出された出力階調値を対応付けることで、所望の階調特性曲線が生成される。 As shown in FIG. 6, when no ghost is generated in the toner pattern TP, the sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 of the reference patches P0, P5, and P11 having the same input gradation value are almost the same. become. Further, the sensor output values V P0 to V P4 and V P6 to V P10 of the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10 in which the input gradation values are decreased stepwise increase. In this case, the input gradation values of the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10 and the output gradation values calculated from the sensor output values V P0 to V P4 and V P6 to V P10 are associated with each other to obtain a desired level. A tonal characteristic curve is generated.

これに対して、図5に示すように、トナーパターンTPにゴーストが発生している場合は、中間転写ベルト421に後から形成されたパッチほど濃度が薄くなるため、基準パッチP0、P5、P11の入力階調値が同じであるにも関わらず、基準パッチP0、P5、P11の順にセンサー出力値VP0、VP5、VP11は大きくなる。 On the other hand, as shown in FIG. 5, when a ghost is generated in the toner pattern TP, since the density of the patch formed later on the intermediate transfer belt 421 becomes lighter, the reference patches P0, P5, and P11 are used. Sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 increase in the order of the reference patches P0, P5, and P11.

また、図5において、階調パッチP0〜P4、P6〜P10のセンサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10が段階的に大きくなる点は、ゴーストが発生していない場合と同様であるが、それぞれのセンサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10にはゴーストの影響が含まれることとなる。 Further, in FIG. 5, the sensor output values V P0 to V P4 and V P6 to V P10 of the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10 increase in a stepwise manner, as in the case where no ghost occurs. Although there are sensor output values V P0 to V P4 and V P6 to V P10 , the influence of ghost is included.

そこで、本実施の形態では、基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11を比較することにより、トナーパターンTPにゴーストが発生しているか否かを判定する。そして、ゴーストが発生している場合には、ゴーストの影響(ゴーストによるセンサー出力値の増分)を考慮して、階調パッチP0〜P4、P6〜P10のセンサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10を補正し、適切な階調補正データを生成する(階調補正データ生成処理)。具体的には、図7に示すフローチャートに従って、階調補正データ生成処理が行われる。 Therefore, in the present embodiment, it is determined whether or not a ghost has occurred in the toner pattern TP by comparing the sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 of the reference patches P0, P5, and P11. When a ghost is generated, the sensor output values V P0 to V P4 , V of the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10 are considered in consideration of the influence of the ghost (increase of the sensor output value due to the ghost). correcting the P6 ~V P10, generate an appropriate tone correction data (gradation correction data generation process). Specifically, gradation correction data generation processing is performed according to the flowchart shown in FIG.

図7は、階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。図7に示す階調補正データ生成処理は、例えば画像形成装置1の電源が投入されることに伴い、CPU11がROM12に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
また、この階調補正データ生成処理は、前回の階調補正データ生成後、所定時間経過したとき、所定枚数の画像形成が完了したとき、又は現像装置412のトナーが交換されたとき等、定期的に行われるのが望ましい。また、階調補正データ生成処理時は、二次転写ローラー423と駆動ローラー424を離間させておく。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the gradation correction data generation process. The gradation correction data generation process shown in FIG. 7 is realized by the CPU 11 executing a predetermined program stored in the ROM 12 when the image forming apparatus 1 is turned on, for example.
The gradation correction data generation process is performed periodically when a predetermined time has elapsed after the previous gradation correction data generation, when a predetermined number of image formations have been completed, or when the toner in the developing device 412 has been replaced. It is desirable that this is done. Further, during the gradation correction data generation processing, the secondary transfer roller 423 and the driving roller 424 are separated from each other.

図7のステップS101において、制御部10は、階調補正用の画像データに基づいて、各色のトナーパターンTPを画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kにより中間転写ベルト421上に形成させる(図3、4参照)。階調補正用の画像データは、例えばROM12に記憶されている。   In step S101 in FIG. 7, the control unit 10 forms toner patterns TP of the respective colors on the intermediate transfer belt 421 by the image forming units 41Y, 41M, 41C, and 41K based on the image data for gradation correction (FIG. 7). 3 and 4). Image data for gradation correction is stored in the ROM 12, for example.

ステップS102において、制御部10は、濃度検出センサー43によるベース面(トナー像が形成されていない領域)の検出結果(センサー出力値Vbase、階調値0(白ベタ画像)に対応)を取得する。取得されたセンサー出力値Vbaseは、一時的にRAM13に記憶される。 In step S102, the control unit 10 acquires the detection result (corresponding to the sensor output value Vbase and the gradation value 0 (white solid image)) of the base surface (the area where the toner image is not formed) by the density detection sensor 43. To do. The acquired sensor output value V base is temporarily stored in the RAM 13.

ステップS103において、制御部10は、濃度検出センサー43による各パッチP0〜P11の検出結果(センサー出力値VP0〜VP11)を取得する。取得されたセンサー出力値VP0〜VP11は、一時的にRAM13に記憶される。ステップS102、S103により、図5又は図6に示す関係が得られる。中間転写ベルト421上に形成されたトナーパターンTPは、濃度検出センサー43の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置426で除去される。 In step S103, the control unit 10 acquires the detection results (sensor output values V P0 to V P11 ) of the patches P0 to P11 by the density detection sensor 43. The acquired sensor output values V P0 to V P11 are temporarily stored in the RAM 13. The relationship shown in FIG. 5 or 6 is obtained by steps S102 and S103. The toner pattern TP formed on the intermediate transfer belt 421 is removed by the belt cleaning device 426 after passing through the detection area of the density detection sensor 43.

ステップS104において、制御部10は、基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11を比較して、トナーパターンTPにゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部10は、例えば、基準パッチP0、P11のセンサー出力値VP0、VP11の差(図5におけるΔV)が所定値を超えていた場合にトナーパターンTPにゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部10は、トナーパターンTPにゴーストが発生していると判定した場合にはステップS105の処理に移行し、ゴーストが発生していないと判定した場合にはステップS107の処理に移行する。
In step S104, the control unit 10 compares the sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 of the reference patches P0, P5, and P11 to determine whether or not a ghost has occurred in the toner pattern TP. For example, when the difference (ΔV in FIG. 5) between the sensor output values V P0 and V P11 of the reference patches P0 and P11 exceeds a predetermined value, the control unit 10 determines that a ghost has occurred in the toner pattern TP. To do.
If the controller 10 determines that a ghost has occurred in the toner pattern TP, the process proceeds to step S105. If the controller 10 determines that no ghost has occurred, the controller 10 proceeds to step S107. .

ステップS105において、制御部10は、階調パッチP0〜P4、P6〜P10について補正量を算出する。トナーパターンTPにゴーストが発生している場合、基準パッチP5、P11のセンサー出力値VP5、VP11も、当然にゴーストの影響分だけ大きくなる。基準パッチP0のセンサー出力値VP0と基準パッチP5のセンサー出力値VP5の差分が基準パッチP5におけるゴーストの影響に相当し、基準パッチP0のセンサー出力値VP0と基準パッチP11のセンサー出力値VP11の差分が基準パッチP11におけるゴーストの影響に相当する。 In step S105, the control unit 10 calculates correction amounts for the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10. When the ghost is generated in the toner pattern TP, the sensor output values V P5 and V P11 of the reference patches P5 and P11 are naturally increased by the influence of the ghost. The difference between the sensor output value V P0 of the reference patch P0 and the sensor output value V P5 of the reference patch P5 corresponds to the influence of the ghost in the reference patch P5, and the sensor output value V P0 of the reference patch P0 and the sensor output value of the reference patch P11. The difference of V P11 corresponds to the ghost effect in the reference patch P11.

したがって、基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11を用いて近似演算を行うことにより、パッチ位置とゴーストの影響(ゴーストによるセンサー出力値の増分)の関係を求めることができる(図8参照)。そして、この関係より、階調パッチP0〜P4、P6〜P10におけるゴーストの影響、すなわち補正量Vref(P0)〜Vref(P4)ref(P6)〜Vref(P10)を算出することができる。 Therefore, by performing approximate calculation using the sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 of the reference patches P0, P5, and P11, the relationship between the patch position and the influence of the ghost (increment of the sensor output value due to the ghost) is obtained. (See FIG. 8). From this relationship, the influence of the ghost in the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10 , that is, correction amounts V ref (P0) to V ref (P4) V ref (P6) to V ref (P10) are calculated. Can do.

なお、図8では、基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11に基づいて一次近似を行った場合について示しているが、画像形成装置1のプロセス特性に最適な近似方法を採用するのが望ましい。例えば、高次式近似、対数近似、累乗近似、又はその他の近似演算によって、パッチ位置とゴーストの影響(補正量)の関係を算出するようにしてもよい。 Although FIG. 8 shows a case where linear approximation is performed based on the sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 of the reference patches P 0, P 5, and P 11 , it is optimal for the process characteristics of the image forming apparatus 1. It is desirable to use an approximation method. For example, the relationship between the patch position and the influence (correction amount) of the ghost may be calculated by high-order equation approximation, logarithmic approximation, power approximation, or other approximation calculation.

図7のステップS106において、制御部10は、ステップS105で算出された補正量Vref(Pn)を用いて、階調パッチP0〜P4、P6〜P10のセンサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10を補正する。便宜上、階調パッチPn(n=0〜4、6〜10)の補正後のセンサー出力値をVPn’とする。なお、階調パッチP0における補正量Vref(P0)は0なので、VP0=VP0’となる。 In step S106 of FIG. 7, the control unit 10 uses the correction amount V ref (Pn) calculated in step S105 to output the sensor output values V P0 to V P4 , V of the gradation patches P0 to P4 and P6 to P10. Correct P6 to V P10 . For convenience, the sensor output value after correction of the gradation patch Pn (n = 0 to 4, 6 to 10) is assumed to be V Pn ′. Since the correction amount V ref (P0) in the gradation patch P0 is 0, V P0 = V P0 ′.

ステップS107において、制御部10は、各階調パッチP0〜P4、P5〜P10の出力階調値を算出する。具体的には、制御部10は、各階調パッチP0〜P4、P5〜P10のセンサー出力値VPn(VP0〜VP4、VP6〜VP10)を、基準パッチP0の規格化値が0、ベース面の規格化値が255で表されるように、下式(1)に従って8ビットで規格化し、この規格化値を出力階調値に変換する。
規格化値={(V Pn −VP0)/(Vbase−VP0)}×255 ・・・(1)
In step S107, the control unit 10 calculates output gradation values of the gradation patches P0 to P4 and P5 to P10. Specifically, the control unit 10 uses the sensor output values V Pn (V P0 to V P4 , V P6 to V P10 ) of the gradation patches P0 to P4 and P5 to P10 , and the normalized value of the reference patch P0 is 0. Then, the standardized value of the base surface is normalized by 8 bits according to the following equation (1) so that the normalized value is represented by 255, and this normalized value is converted into an output gradation value.
Normalized value = {(V Pn −V P0 ) / (V base −V P0 )} × 255 (1)

このとき、トナーパターンTPにゴーストが発生している場合(ステップS104で“YES”)は、センサー出力値VPnとして、ステップS106で算出された補正後のセンサー出力値VPn’が用いられる。すなわち、ゴーストの影響を排除したセンサー出力値に基づいて、出力階調値が算出される。一方、トナーパターンTPにゴーストが発生していない場合は、センサー出力値VPnとして実際に検出されたセンサー出力値VPnが用いられる。 At this time, if the ghost occurs in the toner pattern TP ( "YES" in step S104), as the sensor output value V Pn, the sensor output value V Pn after correction calculated 'is used in step S106. That is, the output gradation value is calculated based on the sensor output value from which the influence of the ghost has been eliminated. On the other hand, when no ghost is generated in the toner pattern TP, the sensor output value V Pn actually detected is used as the sensor output value V Pn .

なお、上式(1)において、最高濃度のパッチP0のセンサー出力値VP0には、画像形成装置1のプロセス特性に応じて、基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11の平均値、最大値、又は最小値を採用するようにしてもよい。 Incidentally, in the above equation (1), the sensor output value V P0 of the highest concentration of patches P0, depending on the process characteristics of the image forming apparatus 1, the reference patch P0, P5, P11 sensor output value V P0, V P5 , VP11 average value, maximum value, or minimum value may be adopted.

ステップS108において、制御部10は、各階調パッチP0〜P4、P5〜P10の入力階調値と、ステップS107で算出された出力階調値を対応付けて、階調特性曲線を生成する。この階調特性曲線は、例えば図9の曲線L1で表される。   In step S108, the control unit 10 generates a tone characteristic curve by associating the input tone values of the tone patches P0 to P4 and P5 to P10 with the output tone value calculated in step S107. This gradation characteristic curve is represented, for example, by a curve L1 in FIG.

ステップS109において、制御部10は、ステップS108で生成された階調特性曲線L1に基づいて、入力画像の階調を出力画像に忠実に再現させる、すなわち図9に示す目標階調特性L0が得られるように入力画像の階調値を補正するための階調補正曲線(ガンマ補正曲線)L2を生成する。この階調補正曲線L2は、目標階調特性L0に関して階調特性曲線L1と線対称な曲線で表される。入力階調値をx、出力階調値をyとし、階調特性曲線L1をy=f(x)で表した場合、目標階調特性L0はy=xとなるので、階調補正曲線L2は階調特性曲線L1の逆関数(y=f-1(x))となる。 In step S109, the control unit 10 faithfully reproduces the gradation of the input image on the output image based on the gradation characteristic curve L1 generated in step S108, that is, the target gradation characteristic L0 shown in FIG. 9 is obtained. Thus, a tone correction curve (gamma correction curve) L2 for correcting the tone value of the input image is generated. The gradation correction curve L2 is represented by a curve that is line-symmetric with the gradation characteristic curve L1 with respect to the target gradation characteristic L0. When the input gradation value is x, the output gradation value is y, and the gradation characteristic curve L1 is represented by y = f (x), the target gradation characteristic L0 is y = x, and therefore the gradation correction curve L2 Is an inverse function (y = f −1 (x)) of the gradation characteristic curve L1.

ステップS110において、制御部10は、ステップS109で生成された階調補正曲線L2に基づいて、入力階調値と、この入力階調値が補正されるべき補正階調値を対応付けた階調補正データ(階調補正テーブル)を生成し、更新する。生成された階調補正データは、例えばRAM13に記憶される。
以降の画像形成時には、更新された階調補正データを参照して階調補正が行われ、補正階調値に基づいて画像形成条件が決定されることとなる。
In step S110, the control unit 10 determines, based on the gradation correction curve L2 generated in step S109, a gradation in which the input gradation value is associated with the correction gradation value for which the input gradation value is to be corrected. Correction data (tone correction table) is generated and updated. The generated gradation correction data is stored in the RAM 13, for example.
In subsequent image formation, gradation correction is performed with reference to the updated gradation correction data, and the image formation conditions are determined based on the corrected gradation value.

このように、画像形成装置1においては、階調補正データの生成に用いられるトナーパターンTPが、中間転写ベルト421(像担持体)の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチP0〜P4、P6〜P10と、複数の階調パッチP0〜P4、P6〜P10の少なくとも一つを挟んで配置される同一濃度の基準パッチP0、P5、P11と、を含んで構成される。
そして、制御部10(階調補正部)は、濃度検出センサー43(濃度検出部)による基準パッチP0、P5、P11のセンサー出力値VP0、VP5、VP11(検出濃度)に基づいて、当該トナーパターンTPにゴーストが生じているか否かを判定し(図7のステップS104)、ゴーストが生じていると判定した場合に(図7のステップS104で“YES”)、階調パッチP0〜P4、P6〜P10のセンサー出力値VP0〜VP4、VP6〜VP10(検出濃度)を補正し(図7のステップS105、S106)、補正後のセンサー出力値VP0’〜VP4’、VP6’〜VP10’(検出濃度)に基づいて階調補正データを生成する(図7のステップS107〜S110)。
As described above, in the image forming apparatus 1, the toner pattern TP used to generate the gradation correction data has a plurality of levels whose density changes stepwise along the traveling direction of the intermediate transfer belt 421 (image carrier). Tone patches P0 to P4 and P6 to P10, and reference patches P0, P5, and P11 having the same density arranged with at least one of the plurality of tone patches P0 to P4 and P6 to P10 interposed therebetween. The
Then, the control unit 10 (tone correction unit) is based on the sensor output values V P0 , V P5 , and V P11 (detected densities) of the reference patches P0, P5, and P11 by the density detection sensor 43 (density detection unit). It is determined whether or not a ghost has occurred in the toner pattern TP (step S104 in FIG. 7), and if it is determined that a ghost has occurred (“YES” in step S104 in FIG. 7), the gradation patches P0 to P0. The sensor output values V P0 to V P4 and V P6 to V P10 (detected concentrations) of P4 and P6 to P10 are corrected (steps S105 and S106 in FIG. 7), and the corrected sensor output values V P0 'to V P4 ' , Tone correction data is generated based on V P6 ′ to V P10 ′ (detected density) (steps S107 to S110 in FIG. 7).

画像形成装置1によれば、階調補正データを生成するためのトナーパターンTPにゴーストが発生していても、ゴーストの影響を排除した所望の階調特性曲線L1を得ることができ、適切な階調補正データを生成することができる。したがって、適切な画像安定化制御が行われ、入力画像を忠実に再現した画像を形成することができる。
また、特許文献1のように、トナー担持体(現像ローラー)の周長以上で黒ベタ画像を形成する必要はないので、画像安定化制御におけるトナー消費量を抑制することができる。
According to the image forming apparatus 1, even if a ghost is generated in the toner pattern TP for generating the gradation correction data, a desired gradation characteristic curve L1 excluding the influence of the ghost can be obtained, and an appropriate value can be obtained. Tone correction data can be generated. Therefore, appropriate image stabilization control is performed, and an image that faithfully reproduces the input image can be formed.
Further, unlike Patent Document 1, it is not necessary to form a solid black image with a circumferential length of the toner carrying member (developing roller) or more, so that it is possible to suppress toner consumption in image stabilization control.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、トナーパターンTPを構成する基準パッチの数、配置態様は、実施の形態で示したもの(図4参照)に限定されず、階調パッチの少なくとも一つを挟むように同一濃度の基準パッチが配置されていればよい。ただし、ゴーストの有無を精度よく判定するためには、高濃度のパッチ画像で基準パッチを構成するのが望ましい。
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
For example, the number and arrangement of the reference patches constituting the toner pattern TP are not limited to those shown in the embodiment (see FIG. 4), and the reference patches having the same density so as to sandwich at least one of the gradation patches. Should just be arranged. However, in order to accurately determine the presence / absence of a ghost, it is desirable to configure the reference patch with a high density patch image.

また、実施の形態では、本発明における像担持体が中間転写ベルト421で構成される場合について説明したが、本発明は、中間転写ドラム、又は用紙が像担持体となる場合にも適用することができる。
また、本発明は、単色画像を形成するモノクロの画像形成装置や、CMYK4色が一体となった画像形成ユニットを利用したロータリー方式(4サイクル方式)の画像形成装置に適用することもできる。
In the embodiment, the case where the image carrier in the present invention is configured by the intermediate transfer belt 421 has been described. However, the present invention is also applicable to the case where the intermediate transfer drum or the sheet is the image carrier. Can do.
The present invention can also be applied to a monochrome image forming apparatus that forms a single-color image or a rotary (4-cycle) image forming apparatus that uses an image forming unit in which four CMYK colors are integrated.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 画像形成装置
10 制御部(階調補正部)
20 操作表示部
21 表示部
22 操作部
30 画像処理部(階調補正部)
40 画像形成部
41、41Y、41M、41C、41K 画像形成ユニット
411 露光装置
412 現像装置
413 感光体ドラム
414 帯電装置
415 ドラムクリーニング装置
42 中間転写ユニット
421 中間転写ベルト
422 一次転写ローラー
423 二次転写ローラー
424 駆動ローラー
425 従動ローラー
426 ベルトクリーニング装置
43 濃度検出センサー(濃度検出部)
50 搬送部
51 給紙部
51a、51b 給紙トレイユニット
52 搬送機構
52a レジストローラー
53 排紙部
53a 排紙ローラー
60 定着部
71 通信部
72 記憶部
S 用紙
TP トナーパターン
P0、P5、P11 基準パッチ
P0〜P4、P6〜P10 階調パッチ
1 Image forming apparatus 10 Control unit (tone correction unit)
20 operation display unit 21 display unit 22 operation unit 30 image processing unit (gradation correction unit)
40 Image forming unit 41, 41Y, 41M, 41C, 41K Image forming unit 411 Exposure device 412 Developing device 413 Photoconductor drum 414 Charging device 415 Drum cleaning device 42 Intermediate transfer unit 421 Intermediate transfer belt 422 Primary transfer roller 423 Secondary transfer roller 424 Driving roller 425 Driven roller 426 Belt cleaning device 43 Concentration detection sensor (concentration detection unit)
50 transport unit 51 paper feed unit 51a, 51b paper feed tray unit 52 transport mechanism 52a registration roller 53 paper discharge unit 53a paper discharge roller 60 fixing unit 71 communication unit 72 storage unit S paper TP toner pattern P0, P5, P11 reference patch P0 ~ P4, P6 ~ P10 gradation patch

Claims (5)

入力画像データに基づいて、露光装置により感光体に静電潜像を形成させ、現像装置により前記感光体にトナーを付着させることにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、前記感光体に形成された前記トナー像を像担持体に転写させる画像形成部と、
前記像担持体上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部と、を備える画像形成装置であって、
前記トナーパターンは、前記像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチと、前記複数の階調パッチの少なくとも一つを挟んで配置される同一濃度の基準パッチと、を含んで構成され、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による前記基準パッチの検出濃度に基づいて、当該トナーパターンにゴーストが生じているか否かを判定し、ゴーストが生じていると判定した場合に、前記階調パッチの検出濃度を補正し、補正後の検出濃度に基づいて前記階調補正データを生成することを特徴とする画像形成装置。
Based on the input image data, an exposure device forms an electrostatic latent image on the photoconductor, and a developing device attaches toner to the photoconductor to develop the electrostatic latent image to form a toner image. An image forming unit for transferring the toner image formed on the photoconductor to an image carrier;
A density detector for detecting the density of a patch constituting the toner pattern formed on the image carrier;
A gradation correction unit that generates gradation correction data based on a detection result by the density detection unit and performs gradation correction using the gradation correction data;
The toner pattern includes a plurality of gradation patches whose density changes stepwise along the traveling direction of the image carrier, and a reference patch having the same density arranged across at least one of the plurality of gradation patches. And comprising
The gradation correction unit determines whether a ghost has occurred in the toner pattern based on the detected density of the reference patch by the density detection unit. An image forming apparatus, wherein the gradation correction data is generated based on a corrected detected density of a tone patch and a corrected detected density.
前記基準パッチが、前記トナーパターンの先端及び後端に配置されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reference patch is disposed at a front end and a rear end of the toner pattern. 前記基準パッチが、前記トナーパターンの中間に配置されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the reference patch is disposed in the middle of the toner pattern. 前記基準パッチが、前記階調パッチの一部を兼用することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reference patch also serves as a part of the gradation patch. 前記基準パッチが、最高濃度の黒ベタ画像であることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reference patch is a black solid image having the highest density.
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