JP2017111376A - Image formation device and image density adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真プロセスを用いる画像形成装置及び画像形成装置における画像濃度調整方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic process and an image density adjusting method in the image forming apparatus.
一般に、電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、印刷画像(現像剤像)の濃度を調整する機能を備えている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の装置では、画像濃度調整に際して、媒体上に濃度検出用の基準パターンを形成し、基準パターンの濃度を濃度検出部により検出し、濃度検出部で生成される濃度検出値と予め定められた目標濃度を示す目標値(基準値)との差分を算出し、この差分に基づいて現像ローラの現像バイアス電圧(現像エネルギー)及び露光手段の露光量(露光エネルギー)のいずれかを調整する。
In general, an image forming apparatus using an electrophotographic process has a function of adjusting the density of a printed image (developer image) (see, for example, Patent Document 1). In the apparatus of
しかしながら、電子写真プロセスを用いる画像形成装置においては、印刷枚数、印字率(印刷デューティ)、及び、印刷環境(例えば、温度及び湿度)などの現在より前の期間の印刷条件によっては、基準パターンが適正な濃度に形成されない(例えば、適正値よりも濃度が高い基準パターンが形成される)ことがあった。この適正ではない基準パターンについての濃度検出値と予め定められた目標値との差分に基づいて現像バイアス電圧又は露光光量を調整すると、入力画像データに基づく印刷画像の実濃度が適正な濃度からずれることがあった。 However, in an image forming apparatus using an electrophotographic process, the reference pattern may be different depending on printing conditions in a period before the present such as the number of printed sheets, a printing rate (printing duty), and a printing environment (for example, temperature and humidity). In some cases, the density is not formed at an appropriate density (for example, a reference pattern having a density higher than the appropriate value is formed). If the development bias voltage or the exposure light amount is adjusted based on the difference between the density detection value for the reference pattern that is not appropriate and a predetermined target value, the actual density of the printed image based on the input image data deviates from the appropriate density. There was a thing.
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、現在より前の期間の印刷条件に係わらず、印刷画像の実濃度を適正な濃度にすることができる画像形成装置及び画像濃度調整方法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 of the prior art, and an image forming apparatus capable of setting an actual density of a printed image to an appropriate density regardless of printing conditions in a period prior to the present, and An object is to provide an image density adjustment method.
本発明に係る画像形成装置は、電子写真プロセスによって画像を印刷する画像形成装置であって、媒体上に現像剤像を形成する画像形成部と、印刷枚数を検出する印刷枚数検出部と、印刷における印字率を検出する印字率検出部と、温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む環境検出値を検出する環境検出部と、前記画像形成部によって形成された前記現像剤像の濃度を検出し、検出された濃度を示す濃度検出値を出力する濃度検出部と、装置全体を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記印刷枚数、前記印字率、及び前記環境検出値に応じて、前記濃度検出部から出力された前記濃度検出値の補正を行うことを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that prints an image by an electrophotographic process, an image forming unit that forms a developer image on a medium, a print number detection unit that detects the number of prints, and a print A print rate detection unit for detecting a print rate in the printer, an environment detection unit for detecting an environment detection value including at least one of temperature and humidity, and a density of the developer image formed by the image forming unit. A density detection unit that outputs a density detection value indicating the detected density, and a control unit that controls the entire apparatus, the control unit according to the number of printed sheets, the printing rate, and the environment detection value The density detection value output from the density detection unit is corrected.
本発明に係る画像濃度調整方法は、電子写真プロセスによって媒体上に画像を形成する画像形成部と、前記画像の濃度を検出する濃度検出部と、を有する画像形成装置における画像濃度調整方法であって、前記画像形成部が、媒体(133)上に現像剤からなる基準パターンを形成するステップと、印刷枚数を取得するステップと、印字率を検出するステップと、温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む環境検出値を取得するステップと、前記濃度検出部が、前記基準パターンの濃度を検出し、検出された濃度を示す濃度検出値を出力するステップと、前記印刷枚数、前記印字率、及び前記環境検出値に応じて、前記濃度検出部から出力された前記濃度検出値の補正を行うステップと、前記濃度検出値の補正によって生成された補正濃度検出値に基づいて、前記画像形成部によって形成される画像の濃度を調整するステップとを有することを特徴とする。 An image density adjustment method according to the present invention is an image density adjustment method in an image forming apparatus including an image forming unit that forms an image on a medium by an electrophotographic process, and a density detection unit that detects the density of the image. The image forming unit forms at least one of a step of forming a reference pattern made of a developer on the medium (133), a step of acquiring the number of printed sheets, a step of detecting a printing rate, and temperature and humidity. An environment detection value including: a step in which the density detection unit detects a density of the reference pattern and outputs a density detection value indicating the detected density; the number of printed sheets; the print rate; and Correcting the density detection value output from the density detection unit according to the environment detection value; and a correction density generated by correcting the density detection value Based on the detection value, characterized by a step of adjusting the density of the image formed by the image forming unit.
本発明によれば、現在より前の期間の印刷条件に応じて濃度検出部から出力された濃度検出値を適切に補正することで、現在より前の期間の印刷条件に係わらず、印刷画像の実濃度を適正な濃度にすることができる。 According to the present invention, by appropriately correcting the density detection value output from the density detection unit in accordance with the printing conditions in the period prior to the present, the print image can be printed regardless of the printing conditions in the period prior to the present. The actual density can be set to an appropriate density.
《1》画像形成装置100
以下に、図1から図5を参照して本発明の実施の形態に係る画像形成装置100を説明する。画像形成装置100は、本発明の実施の形態に係る画像濃度調整方法を実施することができる装置である。
<1>
Hereinafter, an
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置100を示す概略構成図である。画像形成装置100は、タンデム直接転写方式のプリンタである。図1に示されるように、画像形成装置100は、主要な構成として、電子写真プロセスにより用紙などの記録媒体10上に現像剤(トナー)像を形成する画像形成部110K,110Y,110M,110Cと、画像形成部110K,110Y,110M,110Cに記録媒体10を供給する媒体供給部(給紙部)120と、記録媒体10を搬送する搬送部(転写ベルトユニット)130と、画像形成部110K,110Y,110M,110Cの各々に対応するように配置された転写部としての転写ローラ140と、記録媒体10上に転写されたトナー像を記録媒体10上に定着させる定着装置としての定着器150と、定着器150を通過した記録媒体10を画像形成装置100の外部に排出する媒体排出部としての排出ローラ対125とを有する。なお、図1には、4つの画像形成部110K,110Y,110M,110Cを有するプリンタが示されているが、画像形成装置100が有する画像形成部の数は、3以下又は5以上であってもよい。また、図1には、画像形成装置100がカラープリンタである場合が示されているが、本発明は、電子写真プロセスによって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、画像形成部の数が1つであるモノクロプリンタにも適用可能である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an
図1に示されるように、媒体供給部120は、媒体カセット(用紙カセット)121と、媒体カセット121内に積載された記録媒体10を1枚ずつ繰り出す給紙ローラ(ホッピングローラ)122と、媒体カセット121から繰り出された記録媒体10を搬送するローラ123と、記録媒体10を画像形成部110K,110Y,110M,110Cに向けて搬送するローラ対124とを有する。
As shown in FIG. 1, the
画像形成部110K,110Y,110M,110Cは、記録媒体10上にブラック(K)のトナー像、イエロー(Y)のトナー像、マゼンタ(M)のトナー像、及びシアン(C)のトナー像をそれぞれ形成する。画像形成部110K,110Y,110M,110Cは、媒体搬送路に沿って媒体搬送方向(図1において、右から左に向かう矢印方向)の上流側から下流側に向けて並んで配置されている。画像形成部110K,110Y,110M,110Cは、着脱自在に形成された各色用の画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cをそれぞれ有している。直列に配列された画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cは、画像形成部110K,110Y,110M,110Cの各色に対応して備えられ、画像形成ユニット112Cはシアンのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット112Mはマゼンタのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット112Yはイエローのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット112Kはブラックのトナーにより画像を形成する。画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cは、トナーの色が異なる点以外は、基本的に互いに同じの構造を有する。
The
画像形成部110K,110Y,110M,110Cは、各色用の露光用光学ユニットとしての露光装置(露光部)111K,111Y,111M,111Cをそれぞれ有している。
The
画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cの各々は、回転中心軸を中心にして回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム113と、感光体ドラム113の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ114と、露光装置(111K,111Y,111M,111Cのいずれか)による露光によって感光体ドラム113の表面に静電潜像を形成した後に、感光体ドラム113の表面にトナーを供給して静電潜像に対応するトナー像を形成する現像装置115と、感光体ドラム113の表面の清掃部材としてのクリーニングブレード119a(図2に示される)とを有する。
Each of the
図2は、図1の画像形成部110Cを拡大して示す概略構成図である。画像形成部110M,110Y,110Kは、基本的に画像形成部110Cと同じ構造を持つ。図2に示されるように、クリーニングブレード119aは、回転する感光体ドラム113の表面に残留するトナー及びトナーから剥離した外添剤などの残留物を掻き落として、残留物を回収容器119b内に回収する。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the
図2に示されるように、現像装置115は、トナーを収容する現像剤収容スペースを形成する現像剤収容部としてのトナー収容部と、感光体ドラム113の表面にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ116と、トナー収容部内に収容されたトナーを現像ローラ116に供給する現像剤供給部材としての供給ローラ117と、現像ローラ116の表面のトナー層の厚さを規制するトナー規制部材としての現像ブレード118とを有する。また、画像形成装置100は、現像ローラ116にバイアス電圧を印加する電源ユニット173と、供給ローラ117にバイアス電圧を印加する電源ユニット174と、帯電ローラ114にバイアス電圧を印加する電源ユニット171と、転写ローラ140にバイアス電圧を印加する電源ユニット172とを有する。
As shown in FIG. 2, the developing
本実施の形態においては、トナーの帯電量は平均して−23[μC/g]程度であり、トナーがマイナスに帯電する。また、帯電ローラ114、現像ローラ116、供給ローラ117には、マイナスのバイアス電圧が印加される。本実施の形態では、例えば、帯電ローラ114には、−1000[V]、現像ローラ116には、−200[V]、供給ローラ117には、−300[V]のバイアス電圧が印加される。
In the present embodiment, the toner charge amount is about −23 [μC / g] on average, and the toner is negatively charged. Further, a negative bias voltage is applied to the charging
露光装置111K,111Y,111M,111Cの各々による露光は、一様に帯電した感光体ドラム113の表面に印刷用の画像データに基づいて実行される。露光装置111K,111Y,111M,111Cの各々は、感光体ドラム113の軸線方向に複数のLED(発光ダイオード)素子が配列されたLEDアレイを含むLEDヘッドである。ただし、露光装置として、LEDヘッドの代わりに、レーザ照射部とポリゴンミラー(走査用の回転多面鏡)とを有するレーザスキャニングユニットを採用してもよい。
Exposure by each of the
図1に示されるように、搬送部(転写ベルトユニット)130は、記録媒体10を静電吸着して搬送する転写ベルト(搬送ベルト)133と、駆動部により回転されて転写ベルト133を駆動する駆動ローラ131と、駆動ローラ131と対を成して転写ベルト133を張架するテンションローラ(従動ローラ)132とを有する。
As shown in FIG. 1, the transport unit (transfer belt unit) 130 is driven by the transfer unit (transport belt) 133 that electrostatically attracts and transports the
図1に示されるように、転写ローラ140は、転写ベルト133を挟んで画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cの各々の感光体ドラム113に対向して配置されている。転写ローラ140によって、画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cの各々の感光体ドラム113の表面に形成された現像剤像(トナー像)は、媒体搬送路に沿って矢印方向に搬送される記録媒体(印刷用の媒体)10の上面に順に転写されて、複数のトナー像が重ねられたカラー画像が形成される。転写ベルト133の下部には、移動(開閉)可能なセンサシャッタ354と濃度検出部(濃度センサー)350、及び転写クリーニング装置134とが備えられている。印刷画像の濃度を検出する際には、画像形成ユニット112K,112Y,112M,112Cは、転写ベルト(濃度調整用の媒体)133上に予め決められた濃度のパッチパターン(基準パターン)のトナー像を形成し、濃度検出部350によって転写ベルト133上の画像の濃度を検出する。
As shown in FIG. 1, the
定着器150は、互いに圧接し合う1対のローラ151,152を有する。ローラ151は、加熱ヒータを内蔵するヒートローラであり、ローラ152はローラ151に向けて押し付けられる加圧ローラ(バックアップローラ)である。未定着の現像剤像(トナー像)を有する記録媒体10は、定着器150の1対のローラ151,152間を通過する。このとき、未定着のトナー像は、加熱及び加圧されて記録媒体10上に定着される。
The fixing
本実施の形態に係る画像形成装置100における画像形成に際しては、まず、マイナス電圧を印加した帯電ローラ114によって感光体ドラム113の表面を、一様に帯電させる。次に、印刷する画像に対応した光を、露光装置としてのLEDヘッドから感光体ドラム113に照射して、感光体ドラム113上に静電潜像を形成する。トナー収容部内のトナーは、例えば、約−200[V]の電圧が印加された現像ローラ116と、例えば、約−300[V]の電圧を印加された供給ローラ117との摩擦によってマイナスに帯電し、現像ローラ116と供給ローラ117との電位差と、ローラの物理的な搬送力によって現像ローラ116へ供給され、現像ブレード118によってトナーの層圧を整えて感光体ドラム113に接触させる。感光体ドラム113に接触したトナーは、感光体ドラム113の電位と現像ローラ116の電位との差により発生する電界により力を受け、露光領域では、トナーは感光体ドラム113に移動し、非露光領域では、トナーは、現像ローラ116に留まる。このようにして、静電潜像を可視像に変更する現像が行われる。
When forming an image in the
次に、記録媒体10は、転写ベルト133によって搬送され、記録媒体10が画像形成部110K,110Y,110M,110Cと転写ローラ140間を通過する際、転写ローラ140には、電圧制御部310からプラスのバイアス電圧が印加され、感光体ドラム113の表面のトナー像は、媒体(記録媒体10又は転写ベルト133)に転写される。記録媒体10は、定着器150に搬送され、回転する発熱ローラによって、両面から挟み込まれて、加熱されながら加圧される。発熱ローラの熱によってトナー像を構成するトナーが融解し、融解したトナーが加圧されて記録媒体10の繊維間に浸透して、トナー像の定着が行われる。その後、記録媒体10は、排出ローラ対125によって画像形成装置100の外へ排出される。転写工程後に感光体ドラム113上に残留したトナーは、クリーニングブレード119aによって掻き取られ、回収される。
Next, the
《2》濃度検出部350
図3(a)及び(b)は、本実施の形態に係る画像形成装置100の濃度検出部350を示す概略構成図である。図3(a)は、センサシャッタ354が開いた状態を示す図であり、図3(b)は、センサシャッタ354が閉じた状態を示す図である。濃度検出部350は、光を発光する発光素子351と、正反射光を受光する受光素子352(ブラック用センサ)と、拡散反射光を受光する受光素子353(カラー用センサ)とによって構成されている。カラー用センサとは、ブラック以外のシアン、マゼンタ、イエロー用のセンサである。発光素子351は、例えば、LEDである。発光素子351が発光すると、転写ベルト133による正反射光が受光素子352(ブラック用センサ)によって受光され、転写ベルト133による拡散反射光が受光素子353(カラー用センサ)により受光される。
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3A and 3B are schematic configuration diagrams illustrating the
濃度検出部350は、転写ベルト133に対向して設けられており、発光素子351が転写ベルト133上に形成されたトナー像に対して光(例えば、赤外線)を照射して、その反射光を受光素子352,353で検知することにより転写ベルト133上のトナー濃度を検知する。
The
図3(a)に示されるように、センサシャッタ354が開状態のときには、濃度検出部350は、発光素子351を発光させ、転写ベルト133からの正反射光を受光素子352で受光する。また、図3(b)に示されるように、センサシャッタ354が閉状態のときには、濃度検出部350は、例えば、ABS樹脂により形成されたセンサシャッタ354の裏面の拡散反射光を受光素子353で受光する。
As shown in FIG. 3A, when the
図4は、本実施の形態に係る画像形成装置100の濃度検出部350の駆動回路の回路図である。受光素子352の出力は、抵抗素子R3,R4とオペアンプ363と抵抗素子R5を通ってA/D(アナログ・デジタル)コンバータ365の入力端子に入力される。同様に、受光素子353の出力は、抵抗素子R6,R7とオペアンプ364と抵抗素子R8を通ってA/Dコンバータ365の他の入力端子に入力される。A/Dコンバータ365は、アナログデータをデジタルデータに変換する回路からなり、濃度検出部350からアナログデータが入力される入力端子を有する。受光素子352の出力は、オペアンプ363を通って10bitのA/Dコンバータ365の入力端子に入力される。受光素子353の出力は、オペアンプ364を通って10bitのA/Dコンバータ365の入力端子に入力される。
FIG. 4 is a circuit diagram of a drive circuit of the
D/Aコンバータ361は、デジタルデータをアナログデータに変換する回路からなり、濃度検出部350へアナログデータを出力する出力端子を有する。D/A(デジタル・アナログ)コンバータ361は、出力端子の出力レベルを.0〜3.3[V]の範囲に可変可能で、FET(電界効果トランジスタ)362と抵抗R1,R3によって構成される回路によって発光素子351の発光電流を制御する。FET362を流れる電流が制御され、発光素子351に流れる電流が制御されることによって、発光レベルが可変となる。
The D /
発光素子が点灯すると、図3(a)及び(b)に示されるように、転写ベルト133上に発光素子による光が照射される。発光素子により照射された光は、正反射及び拡散反射する。ここで、正反射光の光量は、転写ベルト133上に形成されたブラックのトナー像のトナー濃度に応じて減衰する。したがって、受光素子352により受光される正反射光の光量からブラックのトナー像の濃度を検出することができる。
When the light emitting element is turned on, light from the light emitting element is irradiated onto the
また、拡散反射光の光量は、転写ベルト133上に形成されたカラー(シアン、マゼンタ、イエロー)のトナー濃度の厚みに応じて増加する。したがって、受光素子353により受光される拡散反射光の光量により、カラー(シアン、マゼンタ、イエロー)のトナー濃度を検出することができる。
Further, the amount of diffuse reflected light increases according to the toner density thickness of the color (cyan, magenta, yellow) formed on the
転写ベルト133は、表面に光沢を持つ黒色をしている。転写ベルト133は、濃度補正動作時以外は、センサシャッタ354によって画像形成装置内に飛散するトナーの汚れから保護されている。濃度検出部350は、図3(a)に示されるように、センサシャッタ354が開いた状態でトナー像の形成されていないベルトの表面を用いてブラックトナー用のキャリブレーションを行う。また、図3(b)に示されるようにセンサシャッタ354が閉じた状態でセンサシャッタ354の裏面を用いてシアン、イエロー、マゼンタのトナー像検知用のキャリブレーションを行う。
The
キャリブレーションは、発光素子351が消灯している状態でのセンサ出力電圧を暗電位として受光素子352及び受光素子353の値をそれぞれ測定する。受光素子352の暗電位出力をVie2d、受光素子353の暗電位出力をVie3dとして記憶部に保持する。この暗電位は、センサの固体差によって異なるが概ね0.5[V]〜1.0[V]である。
The calibration measures the values of the
次に発光素子351の照射レベルを段階的に上げていき、その時の受光素子352及び受光素子353の出力をオペアンプ363,364で増幅された電圧にて暗電位との電位差が2.0[V]となるように調整する。この所定の電圧2.0[V]は、A/Dコンバータ365の入力端子の電圧をA/Dコンバータ365によって変換された値と前記Vie3d、Vie2dの検出時のA/Dコンバータ365によって変換された値の差分にて判断する。
Next, the irradiation level of the
A/Dコンバータ365は、3.3[V]のレンジを保持している。この時の発光素子351に流す電流を制御したD/Aコンバータ361の制御値を保持し、以降の濃度検知動作時に用いる。この制御値は、シアン、マゼンタ、イエローのトナー像検知時とブラックのトナー像検知時では異なる値となる。
The A /
キャリブレーション動作によって常に安定してトナー像の濃度を検知することが可能となる。さらに、トナー像の検知時には、センサ出力電圧から暗電位を差し引いた値を用いる。以降の説明において濃度検出部から出力される濃度検出値と記載するのは、センサ出力電圧をオペアンプで増幅した電圧であって、キャリブレーションによって決められた発光素子351の照射レベルでのセンサ出力電圧から発光素子351を消灯した状態でのセンサ出力電圧を差し引いた値である。
The density of the toner image can always be detected stably by the calibration operation. Further, when the toner image is detected, a value obtained by subtracting the dark potential from the sensor output voltage is used. In the following description, the concentration detection value output from the concentration detection unit is a voltage obtained by amplifying the sensor output voltage with an operational amplifier, and the sensor output voltage at the irradiation level of the
《3》画像形成装置100の制御系
図5は、本実施の形態に係る画像形成装置100の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。画像形成装置100は、制御部301と、上位装置200から画像データを受信するインターフェイス部302と、画像データを信号処理して印刷用イメージデータを得る画像信号処理部303と、制御パラメータを格納する記憶部304と、印字率の算出を行う計算部305と、時間を計測するタイマー306と、画像形成部110K,110Y,110M,110Cを制御する印刷制御部307とを有する。また、画像形成装置100は、画像形成部110K,110Y,110M,110Cの各ローラに供給する電圧を制御する電圧制御部310と、印刷枚数をカウントする印刷カウンタ(印刷枚数検出部)320と、印刷用イメージデータのドットをカウントするドットカウンタ(印字率検出部)330と、画像形成装置100の周辺又は内部の環境の温度T及び湿度hの少なくとも一方を含む環境検出値(T,h)の計測を行う環境検出部340と、画像形成部(110C,…)によって形成された現像剤像の濃度を検出し、検出された濃度を示す濃度検出値(検出電圧値)Gを出力する濃度検出部350とを有する。制御部301は、画像形成装置100全体の制御を行う。制御部301は、予め決められた期間(例えば、所定時間)における印刷枚数J、予め決められた期間(例えば、前回の印刷停止から今回の印刷開始までの期間)における印字率としての平均印刷デューティ(Duty)d、及びある時点における環境検出値(温度T、湿度h)に応じて、濃度検出部350から出力された濃度検出値Gの補正を行う。環境検出値は、1回の測定であってもよいが、複数回の検出値の平均値であることが望ましい。なお、図5における制御系の一部(例えば、制御部)は、ソフトウェアとしてのプログラムを格納する記憶装置(記憶部)としてのメモリと、このメモリに格納されたプログラムを実行する情報処理装置としてのプロセッサとを用いて(例えば、コンピュータにより)実現されてもよい。
<< 3 >> Control System of
本実施の形態に係る画像形成装置100における画像濃度調整方法は、画像形成部(110C,…)が、媒体としての転写ベルト133上に現像剤からなるパッチパターン(基準パターン)を形成するステップと、印刷カウンタ320が予め決められた期間(現在よりも前の期間)における印刷枚数Jを取得するステップと、ドットカウンタ330が予め決められた期間(現在よりも前の期間)における印字率である印刷デューティdを検出するステップと、環境検出部340が予め決められた期間(現在よりも前の期間)における温度T及び湿度hのうちの少なくとも一方を含む環境検出値(T,h)を取得するステップと、濃度検出部350が、基準パターンの濃度を検出し、検出された濃度を示す濃度検出値Gを出力するステップとを有する。さらに、画像濃度調整方法は、制御部301が、印刷枚数J、印刷デューティd、及び環境検出値(T,h)に応じて、濃度検出部350から出力された濃度検出値Gの補正を行うステップと、制御部301が、濃度検出値Gの補正によって生成された補正濃度検出値Gaに基づいて、画像形成部(110C,…)によって形成される画像の濃度を調整するステップとを有する。画像の濃度を調整するステップにおいては、画像形成部(110C,…)の感光体ドラム113上に静電潜像を形成する露光部(111C,…)による露光量の制御、及び、感光体ドラム113にトナーを供給する現像ローラ116におけるバイアス電圧の制御、のうちの少なくとも一方が行われる。
In the image density adjustment method in the
《4》濃度検出値と実濃度(OD値)との関係(γカーブ)の補正
図6は、本実施の形態に係る画像形成装置100の転写ベルト133上に形成されたトナー像からなるパッチパターン(基準パターン)の例を示す図である。画像形成装置100は、濃度調整を実行する際に、各色の画像形成部110K,110Y,110M,110Cに所定のバイアス電圧が印加され、図6に示されるように、転写ベルト133上に、濃度検出用のパッチパターン371,372,373を形成する。ここで、転写ベルト133上には、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のベタ画像からなるパッチパターン371,372,373が印刷デューティ毎に形成される。パッチパターン371は、印刷デューティが100%であるベタ画像K1,Y1,M1,C1を有する。パッチパターン372は、印刷デューティが70%であるベタ画像K2,Y2,M2,C2を有する。パッチパターン373は、印刷デューティが30%であるベタ画像K3,Y3,M3,C3を有する。
<4> Correction of Relationship (γ Curve) Between Detected Density Value and Actual Density (OD Value) FIG. 6 is a patch composed of a toner image formed on the
センサシャッタ354が開き、パッチパターン371,372,373を濃度検出部350の対向位置に移動させ、濃度検出部350でパッチパターン371,372,373を検出して、そのときの濃度検出値(検出電圧値)Gを計測する。ここで、濃度検出部350が出力する濃度検出値Gとパッチパターン371,372,373の実濃度(OD値)との関係を示す濃度検出値情報は、予め記憶部304に格納されている。したがって、記憶部304に格納されている濃度検出値情報を参照することにより、濃度検出部350が検出した濃度検出値Gから、パッチパターン371,372,373の実濃度(OD値)を算出することができる。そして、目標濃度と算出された濃度との差分を0に近づけるように、画像形成部110K,110Y,110M,110Cの現像バイアス及び露光装置111Cの光量の少なくとも一方を調整することで濃度補正を行う。
The
図7は、媒体上のブラック(K)トナーによる画像の実濃度(OD値)と濃度検出部350から出力される濃度検出値(実測値)G[V]との関係を白丸で示す図である。また、図8は、媒体上のカラートナー(すなわち、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー)による画像の実濃度(OD値)と濃度検出部350から出力された濃度検出値(実測値)G[V]との関係を白丸で示す図である。図7及び図8において、横軸は濃度検出値G[V]を示し、縦軸は実濃度(OD値)を示す。実濃度(OD値)はX−rite社製の分光濃度計「X−rite 528」で測定された。使用された媒体は「Hammermill 241b」紙である。なお、OD値は、光学濃度(Optical Density)値である。なお、図7及び図8において、濃度検出値を示す白丸の分布を代表する曲線がγ特性を示すγカーブと呼ばれる。OD値と濃度検出値G[V]とは、γをガンマ値としたときに、概ね指数関数(OD=Gγ)で近似することができる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the actual image density (OD value) of the black (K) toner on the medium and the density detection value (actual measurement value) G [V] output from the
図7に示されるように、ブラックトナーの場合には、濃度検出値G[V]が低いほどOD値が高い傾向を示す。また、図8に示されるように、カラートナー(すなわち、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー)の場合には、濃度検出値G[V]が高いほどOD値が高い傾向を示す。 As shown in FIG. 7, in the case of black toner, the OD value tends to be higher as the density detection value G [V] is lower. Further, as shown in FIG. 8, in the case of color toner (that is, yellow toner, magenta toner, cyan toner), the higher the density detection value G [V], the higher the OD value tends to be.
図9は、媒体上のマゼンタトナーによる画像の実濃度(OD値)と濃度検出部350から出力された濃度検出値(実測値)G[V]との関係(γカーブ)を白丸及び黒三角で示す図である。図9において、横軸は濃度検出値G[V]を示し、縦軸は実濃度(OD値)を示す。図9において、白丸は、前回の印刷実行から8時間印刷動作を実行していないとき(長時間放置後)における濃度検出値G[V]の実測値を示す。また、黒三角は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚(すなわち、2k枚)の印刷を実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示す。図9のデータは、印刷デューティが0.5%であり、中温中湿環境(NN環境)(温度23℃、湿度55%)である印刷環境で実測された。なお、図9は、マゼンタトナーについての実測値を示しているが、他のカラートナーであるイエロートナー及びシアントナーについての実測値は、マゼンタトナーについての実測値と同様の傾向を示す。また、ブラックトナーによる画像のOD値と濃度検出値Gとの関係(γカーブ)は、概ね、マゼンタトナーについての関係(γカーブ)と左右を反転させた形状となる。
FIG. 9 shows the relationship (γ curve) between the actual image density (OD value) of magenta toner on the medium and the density detection value (actual measurement value) G [V] output from the
図9に示されるように、長時間放置後の実測値(白丸)が示すγカーブに比べ、大量印刷後の実測値(黒三角)が示すγカーブは変化しており、大量印刷後は、長時間放置後に比べ、実濃度が濃くなっている(OD値が上昇している)。この原因は、トナー消費量が少ない低デューティ(印字率0.5%)の大量印刷を行うと、現像ローラ116の周辺において、ダメージを受けた劣化トナーが増え、その後の印刷に劣化トナーが使用されるためと考えられる。言い換えれば、この原因は、劣化トナーは、外添剤が剥がれやすく、その結果、トナーの凝集が起こってトナーの付着量が増えるために濃度が濃くなることが原因と考えられる。また、劣化トナーは、帯電量が上昇するため、転写効率が良くなることにより濃度が濃くなることも原因と考えられる。
As shown in FIG. 9, the γ curve indicated by the actual measurement value (black triangle) after mass printing changes compared to the γ curve indicated by the actual measurement value after standing for a long time (white circle). The actual concentration is higher than that after standing for a long time (OD value is increased). The cause of this is that when high-volume printing with a low toner consumption and a low duty (printing rate 0.5%) is performed, damaged toner increases around the developing
図10は、媒体上のマゼンタトナーによる画像の実濃度(OD値)と濃度検出部350から出力された濃度検出値(実測値)G[V]との関係(γカーブ)を白三角、白丸、及び黒丸で示す図である。図10において、横軸は濃度検出値G[V]を示し、縦軸は実濃度(OD値)を示す。図10において、白三角は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚の印刷を低デューティ(印字率0.5%)で実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示し、白丸は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚の印刷を中デューティ(印字率10%)で実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示し、黒丸は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚の印刷を高デューティ(印字率60%)で実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示す。図10のデータは、NN環境(温度23℃、湿度55%)である印刷環境で実測された。なお、図10は、マゼンタトナーについての実測値を示しているが、他のカラートナーであるイエロートナー及びシアントナーについての実測値は、マゼンタトナーについての実測値と同様の傾向を示す。
FIG. 10 shows the relationship (γ curve) between the actual image density (OD value) of magenta toner on the medium and the density detection value (actual measurement value) G [V] output from the
図10に示されるように、低デューティで大量印刷後の実測値(白三角)が示すγカーブは中デューティ及び高デューティで大量印刷後の実測値(白丸が示すγカーブ及び黒丸が示すγカーブ)に比べ変化しており、低デューティの大量印刷後は、実濃度が濃くなっている(OD値が上昇している)ことがわかる。この原因としては、トナー消費量が少ない低デューティ(印字率0.5%)の大量印刷を行うと、現像ローラ116の周辺において、ダメージを受けた劣化トナーが増え、その後の印刷に劣化トナーが使用されるためと考えられる。言い換えれば、劣化トナーは、外添剤が剥がれやすく、その結果、トナーの凝集が起こってトナーの付着量が増えるために濃度が濃くなることが原因と考えられる。これに対して、中デューティ及び高デューティでの印刷では、現像ローラ116の周辺のトナーが比較的大量に消費されるため、劣化トナーが残留し難く、劣化トナーが印刷に使用され難いことが原因と考えられる。
As shown in FIG. 10, the γ curve indicated by the low-duty measured value after large-scale printing (white triangle) indicates the measured value after medium-duty and high-duty mass printing (γ curve indicated by white circles and γ curve indicated by black circles). It can be seen that the actual density increases (OD value increases) after mass printing with low duty. The reason for this is that when a large amount of printing with a low toner consumption and a low duty (printing rate of 0.5%) is performed, damaged toner increases around the developing
図11は、媒体上のマゼンタトナーによる画像の実濃度(OD値)と濃度検出部350から出力された濃度検出値(実測値)G[V]との関係(γカーブ)を黒丸、白丸、及び白三角で示す図である。図11において、横軸は濃度検出値G[V]を示し、縦軸は実濃度(OD値)を示す。図11において、黒丸は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚の低デューティ(印字率0.5%)の印刷を低温低湿環境(LL環境)で実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示し、白丸は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚の低デューティ(印字率0.5%)の印刷をNN環境で実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示し、白三角は、長時間放置後の状態から印刷枚数2000枚の低デューティ(印字率0.5%)の印刷を高温高湿環境(HH環境)で実行したとき(大量印刷後)における濃度検出値G[V]の実測値を示す。ここで、LL環境は、温度10℃且つ湿度20%であり、NN環境は、温度23℃且つ湿度55%であり、LL環境は、温度28℃且つ湿度80%である。なお、図11は、マゼンタトナーについての実測値を示しているが、他のカラートナーであるイエロートナー及びシアントナーについての実測値は、マゼンタトナーについての実測値と同様の傾向を示す。
FIG. 11 shows the relationship (γ curve) between the actual density (OD value) of the image of magenta toner on the medium and the density detection value (actual measurement value) G [V] output from the
図11に示されるように、HH環境で大量印刷後の実測値(白三角が示すγカーブ)は、LL環境で大量印刷後の実測値(黒丸が示すγカーブ)及びNN環境で大量印刷後の実測値(白丸が示すγカーブ)に比べ、実濃度が濃くなっている(OD値が上昇している)ことがわかる。この原因としては、HH環境では、NN環境及びLL環境の場合よりも、画像形成装置100内の温度及び湿度が高くなるため、現像容器内のトナーが損傷を蓄積しやすく、トナーの凝集が起こり、付着量が増えることであると考えられる。
As shown in FIG. 11, the actual measurement value after mass printing in the HH environment (γ curve indicated by white triangles) is the actual measurement value after mass printing in the LL environment (γ curve indicated by black circles) and after mass printing in the NN environment. It can be seen that the actual density is higher (the OD value is higher) than the actually measured value (γ curve indicated by the white circle). This is because, in the HH environment, the temperature and humidity in the
図9から図11に示される実測結果から、現在を基準とした現在より前の期間の装置の印刷条件である印刷枚数、印刷デューティ、及び印刷環境によって、濃度検出部350から出力される濃度検出値G[V]と実濃度(OD値)との関係(γカーブ)が変化することがわかる。このように、現在より前の期間の印刷条件によってγカーブが変化すると、印刷濃度(実濃度)の調整(濃度補正)を実行した際に、γカーブが変化した分だけ実濃度(OD値)が目標濃度からずれることになる。そこで、本実施の形態においては、現在より前の期間の印刷条件(印刷枚数、印刷デューティ、印刷環境)によってγカーブが変化した場合であっても、現在より前の期間の印刷条件に起因するγカーブの変化量に応じた量だけ、すなわち、現在より前の期間の印刷条件に起因するγカーブの変化を相殺するように、γカーブを補正することによって、印刷濃度が目標濃度からずれないようにする。
From the actual measurement results shown in FIG. 9 to FIG. 11, the density detection output from the
γカーブの補正は、例えば、以下の手順で行われる。制御部301が、現在を基準とする予め決められた期間(例えば、直前の所定時間)内に印刷された印刷枚数から印刷枚数係数Pxを算出し(後述の図12)、予め決められた期間内の印字率の平均値(平均印刷デューティd)から平均印刷デューティ係数Dxを算出し(後述の図13)、環境検出部340で検出された環境検出値(T,h)に基づく環境値Fxから環境係数Exを算出し(後述の図14及び図15)、印刷枚数係数Px、平均印刷デューティ係数Dx、及び環境係数Exからγカーブ補正係数Aを算出し(後述の式1)、このγカーブ補正係数Aを補正値(後述の図16)で補正して得られた、“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を用いてγカーブの補正を行う。
The correction of the γ curve is performed by the following procedure, for example. The
図12は、本実施の形態における印刷枚数係数Pxの算出処理を示すフローチャートである。ここでは、印刷枚数係数Pxの初期値は、例えば、0である。図12に示されるように、画像形成装置100の電源がONされると、時間の計測が始まり(ステップS1)、印刷枚数のカウントが開始される(ステップS2)。予め設定された時間(例えば、30分)が経過すると(ステップS3)、この30分間に実行された印刷の印刷枚数がカウントされ(ステップS4)、制御部301は、印刷枚数が200枚以上であるか、200枚未満であるかを判定する(ステップS4)。
FIG. 12 is a flowchart showing a calculation process of the print number coefficient Px in the present embodiment. Here, the initial value of the print number coefficient Px is, for example, 0. As shown in FIG. 12, when the power of the
カウントされた印刷枚数が200枚以上である場合は(ステップS4において200以上)、印刷枚数係数Pxに1が加算される(ステップS5)。ここで、印刷枚数係数Pxが4以上であるかを判断し(ステップS6)、印刷枚数係数Pxが4以上の場合には(ステップS6においてYES)、印刷枚数係数Pxを4として(ステップS7)記憶部に書き込む(ステップS8)。印刷枚数係数Pxが4より小さい場合には(ステップS6においてNO)、印刷枚数係数Pxをそのまま記憶部304に書き込む(ステップS8)。 If the counted number of printed sheets is 200 sheets or more (200 or more in step S4), 1 is added to the printed sheet number coefficient Px (step S5). Here, it is determined whether the print number coefficient Px is 4 or more (step S6). If the print number coefficient Px is 4 or more (YES in step S6), the print number coefficient Px is set to 4 (step S7). Write to the storage unit (step S8). If the print number coefficient Px is smaller than 4 (NO in step S6), the print number coefficient Px is directly written in the storage unit 304 (step S8).
ステップS4においてカウントされた印刷枚数が200枚未満である場合には(ステップS4において200未満)、印刷枚数係数Pxから0.5を減算して、更新後のPxを算出する(ステップS9)。ここで、印刷枚数係数Pxが0以下であるかを判断し(ステップS10)、印刷枚数係数Pxが0以下である場合には(ステップS10においてYES)、印刷枚数係数Pxを0として(ステップS11)、記憶部304に書き込む(ステップS8)。印刷枚数係数Pxが0より大きい場合には(ステップS10においてNO)、印刷枚数係数Pxをそのまま記憶部304に書き込む(ステップS8)。ステップS8の処理が終わるとまたステップS1に戻り、以上の処理を繰り返し行う。 If the number of printed sheets counted in step S4 is less than 200 (less than 200 in step S4), 0.5 is subtracted from the printed sheet number coefficient Px to calculate updated Px (step S9). Here, it is determined whether the print number coefficient Px is 0 or less (step S10). If the print number coefficient Px is 0 or less (YES in step S10), the print number coefficient Px is set to 0 (step S11). ), And writes in the storage unit 304 (step S8). If the print number coefficient Px is greater than 0 (NO in step S10), the print number coefficient Px is directly written in the storage unit 304 (step S8). When the process of step S8 ends, the process returns to step S1 and the above process is repeated.
図12の処理によれば、印刷枚数係数Pxは、0から4の範囲で定められ、予め決められた時間当たりの印刷枚数が多いほど4に近づき、予め決められた時間当たりの印刷枚数が少ないほど0に近づく。したがって、印刷枚数係数Pxは、予め決められた時間当たりの印刷枚数の多寡を示す指標となる。印刷枚数係数Pxが4に近づくほどγカーブに与える影響が大きく、印刷枚数係数Pxが0に近づくほどγカーブに与える影響が小さい。 According to the processing of FIG. 12, the print number coefficient Px is determined in the range of 0 to 4, and approaches 4 as the number of prints per predetermined time increases, and the number of prints per predetermined time decreases. It approaches 0. Therefore, the print number coefficient Px is an index indicating the number of prints per predetermined time. The closer the printed sheet number coefficient Px is to 4, the greater the influence on the γ curve, and the closer the printed sheet number coefficient Px is to 0, the smaller the influence on the γ curve.
平均印刷デューティdとは、予め決められた期間における印刷デューティの平均値である。印刷デューティとは、用紙1枚あたりのドットカウント、例えば、露光装置(111C,…)の発光数のカウント値、から計算される。予め決められた期間とは、例えば、濃度補正の指示を受けてから次の濃度補正の指示を受けるまでの期間である。用紙1枚に全面ベタ黒印刷した場合の印刷デューティを100%とし、白紙印刷した場合の印刷デューティを0%とする。 The average print duty d is an average value of the print duty in a predetermined period. The print duty is calculated from a dot count per sheet, for example, a count value of the number of light emission of the exposure device (111C,...). The predetermined period is, for example, a period from receiving a density correction instruction to receiving a next density correction instruction. The printing duty when printing a solid black on one sheet is 100%, and the printing duty when printing a blank sheet is 0%.
図13は、平均印刷デューティdと平均印刷デューティ係数Dxとの関係を表形式で示す図である。平均印刷デューティ係数Dxは、平均印刷デューティdに応じて算出される。平均印刷デューティ係数Dxは、例えば、−0.15から0の範囲で定められる。平均印刷デューティdが5%以上であるときは、平均印刷デューティ係数Dxは、0である。平均印刷デューティdが3%以下であるときは、平均印刷デューティdが0に近づくほど平均印刷デューティ係数Dxは、小さくなる。ここで、平均印刷デューティ係数Dxが小さい(−0.15に近い)値であるほどγカーブに与える影響が大きく、平均印刷デューティ係数Dxが大きい(0に近い)値であるほどγカーブに与える影響が小さい。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the average print duty d and the average print duty coefficient Dx in a tabular format. The average print duty coefficient Dx is calculated according to the average print duty d. The average printing duty coefficient Dx is determined in the range of −0.15 to 0, for example. When the average print duty d is 5% or more, the average print duty coefficient Dx is zero. When the average print duty d is 3% or less, the average print duty coefficient Dx decreases as the average print duty d approaches zero. Here, the smaller the average print duty coefficient Dx (closer to −0.15) is, the greater the influence on the γ curve is. The larger the average print duty coefficient Dx (closer to 0) is, the greater the influence is given to the γ curve. The impact is small.
環境値Fxは、環境検出部340により検出された画像形成装置100の周囲又は内部の温度T及び湿度hにより決定される。図14は、検出された温度T及び湿度hと、環境値Fxとの関係を表形式で示す図である。図14に示されるように、温度を6段階、湿度を10段階に区分して、環境値Fxを1から8の範囲で決定する。温度T及び湿度hが高いほど環境値Fxは、1に近い数値となり、温度T及び湿度hが低いほど環境値Fxは、8に近い数値となる。
The environmental value Fx is determined by the temperature T and humidity h around or inside the
環境係数Exは、環境値Fxに応じて算出される。図15は、環境値Fxと環境係数Exとの関係を表形式で示す図である。環境係数Exは、環境値Fxにより0.80から1.20の範囲で算出される。環境値Fxが大きいほど環境係数Exは、大きく、環境値Fxが小さいほど環境係数Exは、小さい。環境係数Exが1.0に近いほどγカーブに与える影響が小さく、環境係数Exが0.80あるいは、1.20に近いほどγカーブに与える影響が大きい。環境値Fxが4及び5(NN環境)を基準として、環境値Fxが1(HH環境)では、濃度が薄くなるようにγカーブを補正し、環境値Fxが8(LL環境)では、濃度が濃くなるようにγカーブを補正することを示している。 The environmental coefficient Ex is calculated according to the environmental value Fx. FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the environmental value Fx and the environmental coefficient Ex in a tabular format. The environmental coefficient Ex is calculated in the range of 0.80 to 1.20 based on the environmental value Fx. The larger the environmental value Fx, the larger the environmental coefficient Ex, and the smaller the environmental value Fx, the smaller the environmental coefficient Ex. The closer the environmental coefficient Ex is to 1.0, the smaller the influence on the γ curve is. The closer the environmental coefficient Ex is 0.80 or 1.20, the larger the influence on the γ curve is. With the environmental value Fx being 4 and 5 (NN environment) as a reference, when the environmental value Fx is 1 (HH environment), the γ curve is corrected so that the density becomes light, and when the environmental value Fx is 8 (LL environment), the density It shows that the γ curve is corrected so that becomes darker.
制御部301は、以上のようにして求めた印刷枚数係数Px、平均印刷デューティ係数Dx、及び環境係数Exからγカーブ補正係数Aを計算し、記憶部304に保存する。γカーブ補正係数Aは、基準であるγカーブからのズレを補正するための係数であり、例えば、次式1により計算する。
A = Ex + (Dx × Px/4) 式1
本実施の形態においては、Pxは、0から4の範囲内の値を持ち、Dxは、−0.15から0の範囲内の値を持ち、Exは、0.80から1.20の範囲内の値を持ち、Aは、0.1から1.0の範囲内の値を持つ。この式から、本実施の形態においては、Ex=0.80、Dx=−0.15、Px=4のときに、A=0.65(最小値)であり、Ex=1.20、Dx=0又はPx=0のときに、A=1.20(最大値)である。
The
A = Ex + (Dx * Px / 4)
In the present embodiment, Px has a value in the range of 0 to 4, Dx has a value in the range of −0.15 to 0, and Ex is in the range of 0.80 to 1.20. And A has a value in the range of 0.1 to 1.0. From this equation, in this embodiment, when Ex = 0.80, Dx = −0.15, and Px = 4, A = 0.65 (minimum value), and Ex = 1.20, Dx When = 0 or Px = 0, A = 1.20 (maximum value).
γカーブ補正係数Aが1.0である場合は、基準γカーブからの補正を行わないことを意味する。γカーブ補正係数Aが1.0よりも大きな値となる場合、例えば、1.2であれば、濃度が20%濃くなるようにγカーブを補正することを意味する。γカーブ補正係数Aが1.0よりも小さくなる場合、例えば、0.8であれば、濃度が20%薄くなるようにγカーブを補正することを意味する。 When the γ curve correction coefficient A is 1.0, it means that correction from the reference γ curve is not performed. When the γ curve correction coefficient A is a value larger than 1.0, for example, 1.2, it means that the γ curve is corrected so that the density becomes 20% higher. When the γ curve correction coefficient A is smaller than 1.0, for example, 0.8, it means that the γ curve is corrected so that the density is 20% thinner.
また、γカーブ補正係数Aは、パッチパターンの濃度に応じた補正値B(図16)よって補正される。図16は、濃度検出用のパッチパターンの濃度に対するγカーブ補正係数Aの補正値Bを示している。パッチパターンの濃度とは、濃度補正時に転写ベルト133上に形成される印字率(印刷デューティ)100%、85%、70%、50%、30%、15%のパッチパターンの濃度である。γカーブ補正係数Aは、図16に示されるパッチパターンの濃度毎の補正値Bによって補正される。
The γ curve correction coefficient A is corrected by a correction value B (FIG. 16) corresponding to the density of the patch pattern. FIG. 16 shows the correction value B of the γ curve correction coefficient A with respect to the density of the patch pattern for density detection. The density of the patch pattern is the density of the patch pattern having a printing rate (print duty) of 100%, 85%, 70%, 50%, 30%, 15% formed on the
図17は、本実施の形態に係る画像形成装置100における濃度検出値Gごとの各色の“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を表形式で示す図である。“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)は、例えば、図16の補正値(B)を用いて次式2で算出される。
Ax = 1 + (A − 1)×B 式2
FIG. 17 is a table of “corrected γ curve correction coefficients” Ax (= A100, A85, A70, A50, A30, A15) for each color for each density detection value G in the
Ax = 1 + (A−1) ×
一例として、マゼンタトナーについて、A=AM=0.9とし、図16の補正値Bを用いて、“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を求めると以下のような値となる。
A100=1+(AM−1)×1.0=1+(0.9−1)×1.0=0.90
A85 =1+(AM−1)×0.8=1+(0.9−1)×0.8=0.92
A70 =1+(AM−1)×0.6=1+(0.9−1)×0.6=0.94
A50 =1+(AM−1)×0.4=1+(0.9−1)×0.4=0.96
A30 =1+(AM−1)×0.2=1+(0.9−1)×0.2=0.98
A15 =1+(AM−1)×0.1=1+(0.9−1)×0.1=0.99
このように、図16の補正値Bを用いて、“補正されたγカーブ補正係数”Axを求め、この“補正されたγカーブ補正係数”AxをOD値(=Gγ)に掛けることによって、濃度が高い領域では“補正されたγカーブ補正係数”Axによる補正量を大きくし、濃度が低い領域では“補正されたγカーブ補正係数”Axによる補正量を小さくしている。
As an example, for magenta toner, A = AM = 0.9, and using the correction value B in FIG. 16, “corrected γ curve correction coefficient” Ax (= A100, A85, A70, A50, A30, A15) Is obtained as follows.
A100 = 1 + (AM-1) * 1.0 = 1 + (0.9-1) * 1.0 = 0.90
A85 = 1 + (AM−1) × 0.8 = 1 + (0.9−1) × 0.8 = 0.92
A70 = 1 + (AM−1) × 0.6 = 1 + (0.9−1) × 0.6 = 0.94
A50 = 1 + (AM-1) * 0.4 = 1 + (0.9-1) * 0.4 = 0.96
A30 = 1 + (AM−1) × 0.2 = 1 + (0.9−1) × 0.2 = 0.98
A15 = 1 + (AM−1) × 0.1 = 1 + (0.9−1) × 0.1 = 0.99
In this way, by using the correction value B of FIG. 16, the “corrected γ curve correction coefficient” Ax is obtained, and this “corrected γ curve correction coefficient” Ax is multiplied by the OD value (= G γ ). In the high density region, the correction amount by the “corrected γ curve correction coefficient” Ax is increased, and in the low density region, the correction amount by the “corrected γ curve correction coefficient” Ax is decreased.
図18は、本実施の形態に係る画像形成装置100における“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を用いたγカーブの補正を示す図である。図18は、例えば、マゼンタトナーの場合を示している。図17で説明したように、本実施の形態においては、複数の濃度検出値Gごとに各色についての、“補正されたγカーブ補正係数”Ax(A100,A85,A70,A50,A30,A15)を算出し、これらの値を用いて、γカーブ(OD=Gγ)を補正している。“補正されたγカーブ補正係数”Ax(A100,A85,A70,A50,A30,A15)は、濃度が高いほど大きく、濃度が低いほど小さい値になっており、図18に下向き矢印の長さで示されるγカーブ補正係数Axによる補正量は、濃度が低くなるほど小さい。この理由は、図9、図10、及び図11からわかるように、濃度検出値Gが大きいほど、大量印刷が実濃度に与える影響、低い印字率が実濃度に与える影響、環境検出値(HH環境)が実濃度に与える影響が大きく、濃度検出値Gが小さいほど、大量印刷が実濃度に与える影響、低い印字率が実濃度に与える影響、環境検出値(HH環境)が実濃度に与える影響が小さいからである。したがって、“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を用いることによって、図18に示されるように、実測されたγカーブを補正した補正後のγカーブを、目標のγカーブに近づけることができる。なお、イエロートナー及びシアントナーについても、マゼンタトナーの場合と同様である。また、ブラックトナーによる画像のOD値と濃度検出値Gとの関係(γカーブ)は、概ね、マゼンタトナーについての関係(γカーブ)と左右を反転させた形状となる。
FIG. 18 is a diagram illustrating correction of a γ curve using “corrected γ curve correction coefficient” Ax (= A100, A85, A70, A50, A30, A15) in the
図19は、比較例の画像形成装置における各色のγカーブ補正係数A(=AK,AY,AM,AC)を表形式で示す図である。この比較例では、γカーブ補正係数Aは各色について一定値である。図20は、図19のγカーブ補正係数A(=AK,AY,AM,AC)を用いた比較例のγカーブの補正を示す図である。図20は、例えば、マゼンタトナーの場合を示している。図19で説明したように、比較例においては、各色についてγカーブ補正係数Aを算出し、これらの値を用いて、図20に示されるように、測定されたγカーブを補正して、補正後のγカーブ(破線)としている。この場合、濃度検出値Gの高い領域では、測定されたγカーブを目標のγカーブに近づけることができるが、濃度検出値Gの低い領域では、補正量が大きすぎて、ずれが発生することがある。この理由は、図9、図10、図11からわかるように、濃度検出値Gが大きいほど、大量印刷が実濃度に与える影響、低い印字率が実濃度に与える影響、環境検出値(HH環境)が実濃度に与える影響が大きく、濃度検出値Gが小さいほど、大量印刷が実濃度に与える影響、低い印字率が実濃度に与える影響、環境検出値(HH環境)が実濃度に与える影響が小さいからである。 FIG. 19 is a table showing the γ curve correction coefficients A (= AK, AY, AM, AC) of the respective colors in the image forming apparatus of the comparative example. In this comparative example, the γ curve correction coefficient A is a constant value for each color. FIG. 20 is a diagram illustrating correction of the γ curve of the comparative example using the γ curve correction coefficient A (= AK, AY, AM, AC) of FIG. FIG. 20 shows the case of magenta toner, for example. As described with reference to FIG. 19, in the comparative example, the γ curve correction coefficient A is calculated for each color, and the measured γ curve is corrected using these values as shown in FIG. The later γ curve (broken line) is used. In this case, in the region where the density detection value G is high, the measured γ curve can be brought close to the target γ curve, but in the region where the density detection value G is low, the correction amount is too large and deviation occurs. There is. As can be seen from FIGS. 9, 10, and 11, the larger the density detection value G is, the larger the effect of mass printing on the actual density, the lower print rate on the actual density, and the environmental detection value (HH environment). ) Has a greater effect on the actual density, and the smaller the density detection value G, the greater the effect of mass printing on the actual density, the effect of the low printing rate on the actual density, and the effect of the environmental detection value (HH environment) on the actual density. Is small.
このように、本実施の形態に係る画像形成装置100においては、パッチパターンを構成するベタ画像の濃度が濃い領域については、γカーブの補正量を大きくし、パッチパターンを構成するベタ画像の濃度が低い領域については、γカーブの補正量を小さくして、γカーブを適切に補正している。
As described above, in the
《5》印刷濃度の調整
図21は、本実施の形態に係る画像形成装置100における濃度補正動作を示すフローチャートである。濃度補正においては、まず、制御部301は、印刷枚数Jから、図12に示される処理によって印刷枚数係数Pxを算出する(ステップS21)。
<< 5 >> Print Density Adjustment FIG. 21 is a flowchart showing the density correction operation in the
次に、濃度補正の指示があった場合には(ステップS22においてYES)、制御部301は、環境検出値(温度T及び湿度h)から図14に示される環境値Fxを求め、環境値Fxから図15に示される環境係数Exを算出する(ステップS23)。
Next, when there is an instruction for density correction (YES in step S22), the
次に、制御部301は、印刷デューティdから図13に示される平均印刷デューティ係数Dxを算出する(ステップS24)。
Next, the
次に、制御部301は、図12の印刷枚数係数Pxと、図15の環境係数Exと、図13の平均印刷デューティ係数Dxとから、濃度検出値Gごとの各色のγカーブ補正係数A(=AK,AY,AM,AC)を決定する(ステップS25)。
Next, the
次に、制御部301は、γカーブ補正係数Aについて補正値B(図16)を用いて補正し、濃度ごとに各色の“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を算出する(ステップS26)。
Next, the
次に、制御部301は、濃度ごとに各色の“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を用いて、γカーブを補正し、補正されたγカーブ(補正された濃度検出値Ga)に基づいて、印刷濃度を調整する(ステップS27)。
Next, the
なお、ステップS21〜S24の順番は、図21に示される順番に限定されず、ステップS21〜S24の順番は他の順番であってもよい。 Note that the order of steps S21 to S24 is not limited to the order shown in FIG. 21, and the order of steps S21 to S24 may be other orders.
《6》効果
以上のように、本実施の形態によれば、印刷枚数、印刷デューティ、印刷環境の過去の印刷条件に応じてγカーブ補正係数Aを算出し、このγカーブ補正係数Aを濃度ごと各色についての補正値Bで補正し、この“補正されたγカーブ補正係数”Ax(=A100,A85,A70,A50,A30,A15)を用いて、γカーブを補正するので、濃度検出部350から出力される濃度検出値Gから濃度への変換を正確に行うことができる。このため、現在より前の期間の印刷条件に係わらず、印刷濃度を目標濃度に近づける濃度調整を行うことができる。
<6> Effect As described above, according to the present embodiment, the γ curve correction coefficient A is calculated according to the number of printed sheets, the print duty, and the past printing conditions of the printing environment, and this γ curve correction coefficient A is used as the density. Each of the colors is corrected with the correction value B for each color, and the “corrected γ curve correction coefficient” Ax (= A100, A85, A70, A50, A30, A15) is used to correct the γ curve. Conversion from the density detection value G output from 350 to the density can be performed accurately. For this reason, it is possible to perform density adjustment that brings the print density close to the target density regardless of the printing conditions in the period before the present time.
《7》変形例
上記実施の形態では、本発明を画像形成装置としてのプリンタに適用した例を説明したが、本発明は、MFP(多機能周辺装置)、ファクシミリ、及び複写機のような印刷機能を備えた他の装置にも適用可能である。
<< 7 >> Modifications In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a printer as an image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to printing such as an MFP (multifunctional peripheral device), a facsimile, and a copying machine. The present invention can be applied to other devices having functions.
上記実施の形態では、感光体ドラム上の現像剤像を記録媒体としての用紙に直接転写するタンデム直接転写方式の画像形成装置を説明したが、本発明は、感光体ドラム上の現像剤像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルト上の現像剤像を記録媒体としての用紙に転写するタンデム中間転写方式などのような、他の方式の画像形成装置にも適用可能である。 In the above embodiment, the tandem direct transfer type image forming apparatus that directly transfers the developer image on the photosensitive drum to the paper as the recording medium has been described. The present invention can also be applied to other types of image forming apparatuses such as a tandem intermediate transfer system that transfers to an intermediate transfer belt and transfers a developer image on the intermediate transfer belt to a sheet as a recording medium.
上記実施の形態では、パッチパターンとして30%、70%、及び100%の3種類の印字率のベタ画像を含むパターンを使用した場合を説明したが、パッチパターンに含まれるベタ画像の種類は3種類に限定されない。パッチパターンに含まれる異なる印字率を持つベタ画像の数を増やすことにより、より高精度な濃度検出を行うことができる。 In the above-described embodiment, the case where a pattern including three types of solid images of 30%, 70%, and 100% is used as the patch pattern. However, there are three types of solid images included in the patch pattern. It is not limited to the type. By increasing the number of solid images having different printing rates included in the patch pattern, it is possible to perform density detection with higher accuracy.
上記実施の形態では、図16に示されるように、各色について6種類の濃度における補正値Bを用いたが、各色のトナーごとの補正値Bの個数は6個に限定されない。また、補正値Bの濃度は100%、85%、70%、50%、30%、15%に限定されない。 In the above embodiment, as shown in FIG. 16, the correction values B at six different densities are used for each color. However, the number of correction values B for each color toner is not limited to six. Further, the density of the correction value B is not limited to 100%, 85%, 70%, 50%, 30%, and 15%.
上記実施の形態では、印刷枚数係数Pxを算出する際のカウント時間及びカウント数をそれぞれ30分及び200カウントとしたが、これらは一例であって、これら以外のカウント時間及びカウント数を採用してもよい。これらは、画像形成装置の特性に応じて適切な値を選択することが望ましい。 In the above embodiment, the count time and the count number when calculating the printed sheet number coefficient Px are 30 minutes and 200 counts, respectively, but these are only examples, and other count times and count numbers are adopted. Also good. It is desirable to select appropriate values according to the characteristics of the image forming apparatus.
10 記録媒体(媒体)、 100 画像形成装置、 110K,110Y,110M,110C 画像形成部、 111K,111Y,111M,111C 露光装置、 112K,112Y,112M,112C 画像形成ユニット、 113 感光体ドラム(像担持体)、 114 帯電ローラ、 115 現像装置、 116 現像ローラ(現像剤担持体)、 117 供給ローラ、 118 現像ブレード、 119a クリーニングブレード、 119b 回収容器、 120 給紙装置、 130 転写ベルトユニット(搬送部)、 133 転写ベルト(媒体)、 140 転写ローラ、 150 定着器、 171 帯電ローラ用電源ユニット、 172 転写ローラ用電源ユニット、 173 現像ローラ用電源ユニット、 174 供給ローラ用電源ユニット、 200 上位装置、 301 制御部、 302 インターフェイス部、 303 画像信号処理部、 304 記憶部、 305 計算部、 306 タイマー、 307 印刷制御部、 310 電圧制御部、 320 印刷カウンタ(印刷枚数検出部)、 330 ドットカウンタ(印字率検出部)、 340 環境検出部、 350 濃度検出部、 351 発光素子、 352 受光素子(ブラック用センサ)、 353 受光素子(カラー用センサ)、 354 センサシャッタ、 361 D/Aコンバータ、 362 FET、 363,364 オペアンプ、 365 A/Dコンバータ。 10 recording medium (medium), 100 image forming apparatus, 110K, 110Y, 110M, 110C image forming unit, 111K, 111Y, 111M, 111C exposure apparatus, 112K, 112Y, 112M, 112C image forming unit, 113 photoconductor drum (image) Carrier), 114 charging roller, 115 developing device, 116 developing roller (developer carrier), 117 supply roller, 118 developing blade, 119a cleaning blade, 119b collection container, 120 paper feeding device, 130 transfer belt unit (conveying unit) 133, transfer belt (medium), 140 transfer roller, 150 fixing device, 171 power supply unit for charging roller, 172 power supply unit for transfer roller, 173 power supply unit for developing roller, 174 power supply for supply roller Unit, 200 host device, 301 control unit, 302 interface unit, 303 image signal processing unit, 304 storage unit, 305 calculation unit, 306 timer, 307 print control unit, 310 voltage control unit, 320 print counter (print number detection unit) , 330 dot counter (print rate detection unit), 340 environment detection unit, 350 density detection unit, 351 light emitting element, 352 light receiving element (black sensor), 353 light receiving element (color sensor), 354 sensor shutter, 361 D / A converter, 362 FET, 363, 364 operational amplifier, 365 A / D converter.
Claims (8)
媒体上に現像剤像を形成する画像形成部と、
印刷枚数を検出する印刷枚数検出部と、
印刷における印字率を検出する印字率検出部と、
温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む環境検出値を検出する環境検出部と、
前記画像形成部によって形成された前記現像剤像の濃度を検出し、検出された濃度を示す濃度検出値を出力する濃度検出部と、
装置全体を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記印刷枚数、前記印字率、及び前記環境検出値に応じて、前記濃度検出部から出力された前記濃度検出値の補正を行う
ことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that prints an image by an electrophotographic process,
An image forming unit for forming a developer image on the medium;
A print number detection unit for detecting the number of prints;
A print rate detector for detecting a print rate in printing;
An environment detection unit for detecting an environment detection value including at least one of temperature and humidity;
A density detection unit that detects a density of the developer image formed by the image forming unit and outputs a density detection value indicating the detected density;
A control unit for controlling the entire apparatus;
With
The image forming apparatus, wherein the control unit corrects the density detection value output from the density detection unit according to the number of printed sheets, the printing rate, and the environment detection value.
前記印刷制御部は、前記濃度検出値の補正によって生成された補正濃度検出値に基づいて、前記露光部による露光量の制御及び前記現像剤担持体におけるバイアス電圧の制御のうちの少なくとも一方を行う
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming unit controls an image carrier, an exposure unit that forms an electrostatic latent image on the image carrier, a developer carrier that visualizes the electrostatic latent image with a developer, and a printing operation. A printing control unit that
The print control unit performs at least one of exposure amount control by the exposure unit and bias voltage control in the developer carrier based on the corrected density detection value generated by correcting the density detection value. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記画像形成部が、媒体上に現像剤からなる基準パターンを形成するステップと、
印刷枚数を取得するステップと、
印字率を検出するステップと、
温度及び湿度のうちの少なくとも一方を含む環境検出値を取得するステップと、
前記濃度検出部が、前記基準パターンの濃度を検出し、検出された濃度を示す濃度検出値を出力するステップと、
前記印刷枚数、前記印字率、及び前記環境検出値に応じて、前記濃度検出部から出力された前記濃度検出値の補正を行うステップと、
前記濃度検出値の補正によって生成された補正濃度検出値に基づいて、前記画像形成部によって形成される画像の濃度を調整するステップと
を有することを特徴とする画像濃度調整方法。 An image density adjustment method in an image forming apparatus, comprising: an image forming unit that forms an image on a medium by an electrophotographic process; and a density detection unit that detects the density of the image,
The image forming unit forming a reference pattern made of a developer on a medium; and
Obtaining the number of prints;
Detecting the printing rate; and
Obtaining an environmental detection value including at least one of temperature and humidity;
The density detector detects the density of the reference pattern and outputs a density detection value indicating the detected density;
Correcting the density detection value output from the density detection unit according to the number of printed sheets, the printing rate, and the environment detection value;
Adjusting the density of an image formed by the image forming unit based on the corrected density detection value generated by correcting the density detection value.
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