JP2017201383A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。図1を参照すると、本実施形態の画像形成装置1は、装置本体(プリンタ部)100と、その装置本体が載せられた記録媒体供給部である給紙テーブル200と、装置本体100上に取り付けられた画像読取装置としてのスキャナ300とを備える。更に、本実施形態の画像形成装置1は、スキャナ300の上に取り付けられた原稿自動搬送装置(ADF)400を備える。
画像形成装置1は、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータ装置で構成された制御部500を備えている。制御部500は、入力される画像情報に応じて、各画像形成部18(Y,M,C,K)の駆動制御を行うとともに、出力画像の画質を調整する画質調整制御を行う制御手段として機能する。本実施形態の画質調整制御には、少なくとも、各画像形成部18(Y,M,C,K)における回転体である感光体40及び現像ローラ61aの回転周期で発生する周期的な画像濃度ムラを低減させる画像形成条件を決定する画像形成条件決定制御が含まれる。
図5は、本実施形態の実施例1に係る画像形成装置1における周期的な濃度ムラを補正する画像濃度補正制御の一例を示すフローチャートである。本実施形態の実施例1の画像形成装置1は、中間転写ベルト10の表面移動方向と直交する主走査方向に複数のトナー付着量センサ310を配設し、これら複数のトナー付着量センサ310の検出結果に基づいて周期的な濃度ムラを補正する。
図6は、図5で説明した画像濃度補正制御で用いる画像パターンの一例について説明する図である。
図6に示すような画像パターンを用いてトナー付着量の副走査方向の周期的な変動を主走査方向の複数の位置で検知する。図示の例では、中間転写ベルト10上のトナー付着量を検知する3つのトナー付着量センサ310F,C,Rが中間転写ベルト10の幅方向(主走査方向)における前側部(F)、中央部(C)及び後側部(R)の3箇所に対向するように配置されている。中間転写ベルト10上の3つのトナー付着量センサ310F,C,Rの検知領域それぞれに、ベルト移動方向Vに延在する各色の帯状の単一濃度の画像パターン320(Y,M,C,K)のトナー像が順次形成される。そして、各色の帯状の単一濃度の画像パターン320(Y,M,C,K)の濃度に対応するトナー付着量がトナー付着量センサ310F,C,Rで検知される。この濃度の検知結果から、各色(Y,M,C,K)ごとに、中間転写ベルト10の幅方向(主走査方向)における前側部(F)、中央部(C)及び後側部(R)の3箇所での副走査方向(ベルト移動方向V)の周期的な濃度ムラがわかる。
中央部トナー付着量=中央部平均付着量+A(C)×sin(ωt+θ(C))・・(2)
後部トナー付着量=後部平均付着量+A(R)×sin(ωt+θ(R))・・・・(3)
(2)「複数位置で検知した振幅・位相を平均する方式」
(3)「複数位置で検知したトナー付着量の変動の振幅・位相を極座標にプロットしたとき、それらの点に対する最小包含円の中心を補正すべき振幅・位相として選ぶ方式」(以下、「最小包含円方式」ともいう)
このように、補正前のトナー付着量変動の位相が前部、中央部、後部で大きく変わらない場合は、上述した1か所(中央部)のみを検知する従来方式や複数位置で検知した振幅・位相を平均する方式で、付着量変動を大きく抑えることができる。
図9(a)に示すように、主走査方向の検知位置ごとの位相差が小さい場合は、従来方式の1か所検知方式でも十分に改善効果が得られている。しかし、主走査方向の検知位置ごとの位相差が大きい場合は、図9(a)に示すように、1か所検知方式では、補正制御がかえって濃度ムラを悪化させてしまうという副作用がある。これに対して、本実施形態の最小包含円方式では、位相差が大きい場合、小さい場合を問わず安定した改善効果が得られる。
次に、トナー像の濃度(トナー付着量)の変動の振幅情報及び位相情報の算出について、他の実施例2について説明する。
図12は、図6で例示した画像パターンを検知したときの複数のトナー付着量センサ310の出力信号と感光体回転位置信号の測定結果から、補正すべき振幅情報と位相情報とを決定する手順の説明図である。なお、本実施例2では、図6で示す各画像パターン320(Y,M,C,K)のベルト移動方向Vにおける長さは、具体的には、例えば、感光体40の周長ピッチ190[mm]に対して、3周分以上に相当する600[mm]の帯状の画像パターンを作成した。
(態様A)
所定方向に表面が移動する中間転写ベルト10などの像担持体と、像担持体上にトナー像を形成する現像装置61などのトナー像形成手段と、トナー像形成手段で像担持体上に形成した画像パターンの濃度を検知するトナー付着量センサ310などの画像濃度検知手段と、画像濃度検知手段の検知結果に基づいて、トナー像形成手段で形成する出力画像の濃度が所定の目標濃度になるように出力画像の画像形成時に用いられる画像形成条件を決定する制御部500などの画像濃度制御手段と、を備えた画像形成装置1であって、像担持体の表面移動方向と直交する幅方向(主走査方向)における複数箇所の位置それぞれに対向するように画像濃度検知手段を複数設け、画像濃度制御手段は、像担持体における複数の画像濃度検知手段それぞれに対応する位置に同一濃度の画像パターンのトナー像を形成し、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅を低減するように、出力画像の画像形成時に用いる画像形成条件を決定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、像担持体の表面移動方向と直交する幅方向(主走査方向)の複数箇所に設けられた複数の画像濃度検知手段によって検知された同一濃度の画像パターンの複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅を低減するように画像形成条件を決定する。このように決定した画像形成条件に基づいて出力画像を形成することにより、出力画像の記録媒体搬送方向と直交する幅方向の複数の位置それぞれにおける記録媒体搬送方向の周期的な濃度ムラを全体として抑制することができる。
(態様B)
上記態様Aにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅を低減するように、画像形成条件を周期的に変化させる制御データの振幅及び位相を決定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅を低減することができ、幅方向における複数の位置で生じる周期的な濃度ムラを全体として抑制することができる。
(態様C)
上記態様Bにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅及び位相を極座標上に表し、極座標上における前記複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置のすべてを包含する最小包含円の中心座標を算出し、算出された中心座標の振幅及び位相を、画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相として設定する。
これによれば、上記実施形態の実施例1について説明したように、極座標上の最小包含円の中心座標は、検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅及び位相との間の残差が最小となる座標である。従って、この中心座標の振幅及び位相を、画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相として設定することで、幅方向における複数の位置で生じる周期的な濃度ムラを全体として最小となるように抑制することができる。
(態様D)
上記態様Bにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅及び位相を極座標上に表し、極座標上における複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置の重心座標を算出し、算出された重心座標の振幅及び位相を、画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相として設定する。
これによれば、上記実施形態の実施例1について説明したように、極座標上における複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置の重心座標は、上記態様Cにおける中心座標位置に比べて容易に算出することができる。トナー付着量の変動の残差は上記態様Cに比べて若干劣る場合があるものの、画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相を算出するための処理時間、すなわち画像形成条件を補正するための調整動作にかかる時間の一部の短縮化を図ることができる。ここで、重心座標の算出について、具体的には、検知した複数の周期的な濃度ムラをそれぞれベクトルP、Q、Rとすると、補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相のベクトルSは、S=(P+Q+R)÷3となる。
(態様E)
上記態様A乃至Dのいずれかにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの波形を平均化処理して各濃度ムラの振幅及び位相を求める。
これによれば、上記実施形態で説明したように、上記周期的な濃度ムラを全体として抑制する濃度ムラ抑制の精度を高めることができる。特に、前記極座標上における複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置のすべてを包含する最小包含円の中心座標の算出又は極座標上における複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置の重心座標の算出を行う態様において、検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの波形を平均化処理することは、各波形の振幅及び位相の重心を求めることに相当する。従って、波形を平均化処理することで、例えば直交検波が1回で済み、画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相を算出するための演算処理時間をより短縮することができる。
(態様F)
上記態様Eにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段のそれぞれについて、周期的な濃度ムラの波形を複数回測定し、その複数回測定した複数の周期的な濃度ムラの波形いずれか1つの波形と他の波形との間の位相差を求め、その位相差が所定の閾値以上である前記他の波形を除外して前記平均化処理を行う。
これによれば、上記実施形態の実施例2で説明したように、複数の画像濃度検知手段それぞれによって検知される周期的な濃度ムラの波形の精度を向上させることができる。また、画像濃度検知手段の誤検知や画像パターンの形成不良などの影響を防ぐことが可能となる。
(態様G)
上記態様A乃至Dのいずれかにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの波形を、波形の平均値を基準にした変動率の波形に変換し、その変換された複数の変動率に基づいて複数の周期的な濃度ムラの振幅及び位相を算出する。
これによれば、上記実施形態の実施例2で説明したように、複数の画像濃度検知手段のそれぞれによって検知される周期的な濃度ムラの波形の平均値が複数の画像濃度検知手段の間で互いに異なり平均値に差があっても、その平均値の差の影響が低減され、上記周期的な濃度ムラを全体として抑制する濃度ムラ抑制の精度を更に高めることができる。
(態様H)
上記態様Gにおいて、画像濃度制御手段は、変換後の複数の変動率それぞれの波形を平均化処理して各濃度ムラの振幅及び位相を求める。
これによれば、上記実施形態の実施例2で説明したように、上記周期的な濃度ムラを全体として抑制する濃度ムラ抑制の精度を更に高めることができる。
(態様I)
上記態様Hにおいて、画像濃度制御手段は、複数の画像濃度検知手段のそれぞれについて、前記周期的な濃度ムラの波形を複数回測定し、その複数回測定した複数の周期的な濃度ムラから変換された複数の変動率の波形のいずれか1つの波形と他の波形との間の位相差を求め、その位相差が所定の閾値以上である他の波形を除外して複数の変動率の平均化処理を行う。
これによれば、上記実施形態の実施例2で説明したように、複数の画像濃度検知手段それぞれによって検知される周期的な濃度ムラの波形の精度を向上させることができる。また、画像濃度検知手段の誤検知や画像パターンの形成不良などの影響を防ぐことが可能となる。
(態様J)
上記態様A乃至Iのいずれかにおいて、トナー像形成手段は、回転駆動される感光体40などの潜像担持体と、潜像担持体上に潜像を形成する露光装置21などの手段と、潜像担持体上の潜像を現像する回転駆動される現像ローラ61aなどの現像剤担持体を有する現像装置61などの現像手段と、を備え、潜像担持体及び現像剤担持体の少なくとも一方の回転位置を検知するフォトインタラプタ71,72などの回転位置検知手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体や現像剤担持体の回転駆動で生じる周期的な濃度ムラを抑制することができる現像を行うことができる。
(態様K)
上記態様Jにおいて、回転位置検知手段で回転位置が検知される潜像担持体及び又は現像手段のうち少なくとも一方は装置本体に対して着脱可能に構成され、回転位置検出手段は装置本体側に設けられている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体又は現像手段のうち少なくとも一方は装置本体に対して着脱可能に構成することにより、メンテナンスの作業性を向上させることができる。また、回転位置検出手段を装置本体側に設けることで、回転位置検出手段を潜像担持体や現像手段などのメンテナンス部品に含めないことができ、ランニングコストの低減が図れる。
(態様L)
上記態様Kにおいて、画像濃度制御手段は、潜像担持体及び現像手段のうち少なくとも一方の着脱を検知したときに、画像形成装置の次の起動時に、画像形成条件を更新する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体又は現像手段の現像剤担持体のような回転体を着脱すると、これらの回転体と装置本体側の駆動軸との噛み合わせの角度が変わる可能性がある。さらに潜像担持体又は現像剤担持体のような回転体が新品に交換されたときには画像濃度の特性が変わる。従って、このような場合であっても、画像形成条件を自動的に更新することで、周期的な濃度ムラをより確実に抑制することができる。
(態様M)
上記態様A乃至Lのいずれかにおいて、像担持体における複数の画像濃度検知手段それぞれに対応する位置に形成する複数の画像パターンはそれぞれ、高濃度のベタパターンである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、出力画像の記録媒体搬送方向と直交する幅方向の複数の位置それぞれにおける記録媒体搬送方向の高濃度の周期的な濃度ムラを全体として抑制することができる。
(態様N)
上記態様A乃至Lのいずれかにおいて、像担持体における前記複数の画像濃度検知手段それぞれに対応する位置に形成する複数の画像パターンはそれぞれ、中間濃度のハーフトーンパターンである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、出力画像の記録媒体搬送方向と直交する幅方向の複数の位置それぞれにおける記録媒体搬送方向の中間濃度の周期的な濃度ムラを全体として抑制することができる。
10 中間転写ベルト
18(Y,M,C,K) 画像形成部
20 タンデム画像形成部
21 露光装置
40(Y,M,C,K) 感光体
60(Y,M,C,K) 帯電装置
61(Y,M,C,K) 現像装置
61(Y,M,C,K)a 現像ローラ
62(Y,M,C,K) 一次転写装置
100 装置本体(プリンタ部)
310(F,C,R) トナー付着量センサ
500 制御部
Claims (14)
- 所定方向に表面が移動する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段で前記像担持体上に形成した画像パターンの濃度を検知する画像濃度検知手段と、
前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて、前記トナー像形成手段で形成する出力画像の濃度が所定の目標濃度になるように該出力画像の画像形成時に用いられる画像形成条件を決定する画像濃度制御手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記像担持体の表面移動方向と直交する幅方向における複数箇所の位置それぞれに対向するように前記画像濃度検知手段を複数設け、
前記画像濃度制御手段は、
前記像担持体における前記複数の画像濃度検知手段それぞれに対応する位置に同一濃度の画像パターンのトナー像を形成し、
前記複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅を低減するように、前記出力画像の画像形成時に用いる画像形成条件を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅を低減するように、前記画像形成条件を周期的に変化させる制御データの振幅及び位相を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、
前記複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅及び位相を極座標上に表し、
前記極座標上における前記複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置のすべてを包含する最小包含円の中心座標を算出し、
前記算出された中心座標の振幅及び位相を、前記画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相として設定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、
前記複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの振幅及び位相を極座標上に表し、
前記極座標上における前記複数の周期的な濃度ムラそれぞれの位置の重心座標を算出し、
前記算出された重心座標の振幅及び位相を、前記画像形成条件の補正に用いる目標濃度ムラの振幅及び位相として設定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれかの画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの波形を平均化処理して各濃度ムラの振幅及び位相を求めることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記複数の画像濃度検知手段のそれぞれについて、前記周期的な濃度ムラの波形を複数回測定し、その複数回測定した複数の周期的な濃度ムラの波形いずれか1つの波形と他の波形との間の位相差を求め、その位相差が所定の閾値以上である前記他の波形を除外して前記平均化処理を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれかの画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記複数の画像濃度検知手段によって検知された複数の周期的な濃度ムラそれぞれの波形を、該波形の平均値を基準にした変動率の波形に変換し、その変換後の複数の変動率に基づいて各濃度ムラの振幅及び位相を求めることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記変換後の複数の変動率それぞれの波形を平均化処理して各濃度ムラの振幅及び位相を求めることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記複数の画像濃度検知手段のそれぞれについて、前記周期的な濃度ムラの波形を複数回測定し、その複数回測定した複数の周期的な濃度ムラから変換された前記複数の変動率の波形のいずれか1つの波形と他の波形との間の位相差を求め、その位相差が所定の閾値以上である前記他の波形を除外して前記複数の変動率の平均化処理を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9のいずれかの画像形成装置において、
前記トナー像形成手段は、回転駆動される潜像担持体と、前記潜像担持体上に潜像を形成する手段と、前記潜像担持体上の潜像を現像する回転駆動される現像剤担持体を有する現像手段と、を備え、
前記潜像担持体及び前記現像剤担持体の少なくとも一方の回転位置を検知する回転位置検知手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10の画像形成装置において、
前記回転位置検知手段で回転位置が検知される前記潜像担持体及び前記現像手段のうち少なくとも一方は装置本体に対して着脱可能に構成され、
前記回転位置検出手段は装置本体側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置において、
前記画像濃度制御手段は、前記潜像担持体及び前記現像手段のうち少なくとも一方の着脱を検知したときに、当該画像形成装置の次の起動時に、前記画像形成条件を更新することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至12のいずれかの画像形成装置において、
前記像担持体における前記複数の画像濃度検知手段それぞれに対応する位置に形成する複数の画像パターンはそれぞれ、高濃度のベタパターンであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至12のいずれかの画像形成装置において、
前記像担持体における前記複数の画像濃度検知手段それぞれに対応する位置に形成する複数の画像パターンはそれぞれ、中間濃度のハーフトーンパターンであることを特徴とする画像形成装置。
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