JP2020046473A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真プロセス方式の画像形成装置に関し、特に色ずれ補正機能を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus having a color misregistration correction function.
画像形成装置は濃度センサによりテスト画像を検知することで様々な制御パラメータを調整する。そのため、濃度センサの検知結果は高精度でなければならない。特許文献1によれば、正反射光を受光する受光部と乱反射光を受光する受光部とを備え、正反射光の受光量を乱反射光の受光量で補正してセンサ出力を生成することが記載されている。これにより、テスト画像が形成される中間転写体の反射率の変動の影響が軽減されるという。
The image forming apparatus adjusts various control parameters by detecting a test image with a density sensor. Therefore, the detection result of the density sensor must be highly accurate. According to
正反射光を受光する受光部と乱反射光を受光する受光部との両方をもつ濃度センサでは、正反射光の受光量が目標光量となるように、発光部の発光量が調整される。一般に中間転写体により形成された画像の数が増加するにつれて中間転写体の反射率が低下して行く。この場合、正反射光の受光量が目標光量となるように発光部の発光量を増加させると、乱反射光を受光する受光部の出力が飽和してしまうことがある。このような飽和が発生すると、濃度センサの検知結果の精度が低下する。一方で、乱反射光を受光する受光部の出力が飽和しないように発光部の駆動電流を低下させると、正反射光の受光量が目標光量よりも少なくなってしまう。そこで、本発明は、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力を飽和させにくい画像形成装置を提供することを目的とする。 In a density sensor having both a light receiving unit for receiving specularly reflected light and a light receiving unit for receiving irregularly reflected light, the light emission amount of the light emitting unit is adjusted so that the light reception amount of the regular reflected light becomes the target light amount. Generally, as the number of images formed by the intermediate transfer member increases, the reflectance of the intermediate transfer member decreases. In this case, if the light emission amount of the light emitting unit is increased so that the light reception amount of the regular reflection light becomes the target light amount, the output of the light reception unit that receives the irregular reflection light may be saturated. When such saturation occurs, the accuracy of the detection result of the density sensor decreases. On the other hand, if the drive current of the light-emitting unit is reduced so that the output of the light-receiving unit that receives the irregularly-reflected light does not saturate, the received light amount of the specularly-reflected light becomes smaller than the target light amount. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that maintains the light reception amount of specularly reflected light at a target light amount and hardly saturates the output of a light receiving unit that receives irregularly reflected light.
本発明は、たとえば、
像担持体と、
前記像担持体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に担持されているトナー画像の濃度を検知する検知手段と、
前記検知手段を制御する制御手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記像担持体に担持されているトナー画像に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段に駆動電流を供給する駆動手段と、
前記トナー画像からの正反射光を受光し、当該正反射光の光量に応じた第一検知信号を出力する第一受光手段と、
前記第一検知信号を増幅する増幅手段と、
前記トナー画像からの乱反射光を受光し、当該乱反射光の光量に応じた第二検知信号を出力する第二受光手段と、を有し、
前記制御手段は、前記照射手段の発光量の調整を開始すると、前記駆動手段の前記駆動電流を変えながら前記駆動電流と前記第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得し、当該相関関係に基づき前記正反射光の光量が目標光量となるような前記駆動電流を決定するように構成されており、
さらに、前記制御手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流を前記照射手段に供給すると、前記トナー画像の濃度に対して前記第二検知信号の出力レベルが飽和してしまう場合に、前記第二検知信号の出力レベルが飽和しなくなるまで前記増幅手段のゲインを増加させつつ前記駆動電流を減少させることを特徴とする画像形成装置を提供する。
The present invention provides, for example,
An image carrier;
Image forming means for forming a toner image on the image carrier,
Detecting means for detecting the density of the toner image carried on the image carrier;
Control means for controlling the detection means,
The detection means,
Irradiation means for irradiating light toward the toner image carried on the image carrier,
Driving means for supplying a driving current to the irradiation means;
A first light receiving unit that receives regular reflection light from the toner image and outputs a first detection signal according to the amount of the regular reflection light,
Amplifying means for amplifying the first detection signal,
A second light receiving unit that receives irregularly reflected light from the toner image and outputs a second detection signal according to the amount of the irregularly reflected light,
When the control unit starts adjusting the light emission amount of the irradiation unit, the control unit obtains a correlation between the drive current and the output level of the first detection signal while changing the drive current of the drive unit, and obtains the correlation. It is configured to determine the drive current such that the light amount of the regular reflection light becomes a target light amount based on
Further, the control unit supplies the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount to the irradiation unit, and outputs the second detection signal with respect to the density of the toner image. When the level becomes saturated, the drive current is decreased while increasing the gain of the amplifying means until the output level of the second detection signal is not saturated.
本発明によれば、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力を飽和させにくい画像形成装置が提供される。 According to the present invention, there is provided an image forming apparatus that maintains the light reception amount of specularly reflected light at a target light amount and hardly saturates the output of a light receiving unit that receives irregularly reflected light.
<画像形成装置>
図1は画像形成装置10の前面側から見た画像形成装置10の模式的な断面図である。図1によれば、画像形成装置10は、原稿を読み取る読取部16と画像形成エンジン15とを有している。画像形成エンジン15はイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)といった4色のトナーを重畳して多色画像を形成する4つの像形成ステーション(画像形成部)を有している。参照符号の末尾に付与されたymckの文字はトナーの色を示しているが、四色に共通する事項が説明されるときはymckの文字が省略される。感光体1は静電潜像やトナー画像を担持するドラム状の像担持体である。帯電装置の帯電ローラ2は感光体1に対して帯電電圧を印加し、感光体1の表面を一様に帯電させる。帯電電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳させて生成される。露光装置3はレーザ光源と回転多面鏡を有する走査光学装置である。露光装置3は、画像データに応じてレーザ光を変調して出力し、回転多面鏡でレーザ光を偏向する。これにより、レーザ光が感光体1の表面を走査し、画像データに対応した静電潜像が形成される。このように、露光装置3は静電潜像を形成するために一様に帯電した感光体の表面を露光する露光手段として機能する。現像器4はトナーを収容しており、現像スリーブを介して静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する。一次転写ローラ6は感光体1と協働して中間転写ベルト5を挟持しており、感光体1に担持されているトナー画像を中間転写ベルト5に転写する。4色それぞれのトナー画像が順番に中間転写ベルト5に転写されることで多色画像が形成される。中間転写ベルト5はトナー画像を二次転写部に搬送する。二次転写部では二次転写ローラ7が中間転写ベルト5と、カセット9から給送されたシートPとを挟持しながら搬送する。これにより、中間転写ベルト5に担持されている多色のトナー画像がシートPに転写される。定着装置8は、シートPとトナー画像に熱と圧力を加えることで、トナー画像をシートPに定着させる。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic sectional view of the
濃度センサ20は中間転写ベルト5に形成されたトナーパターンを検出する光学センサである。濃度センサ20は、ブラックとのトナー画像を形成するための像形成ステーションKと二次転写ローラ7との間に設けられている。
The
<濃度センサの詳細>
図2は中間転写ベルト5の搬送方向において上流側から下流側を見たときの濃度センサの断面図である。LED21は中間転写ベルト5の表面に対して所定の入射角(例:15°)で光が入射するように配置されている。LED21は、たとえば、赤外光を発光する発光素子であってもよい。LEDは発光ダイオードの略称である。PD22aは、LED21から出力され、中間転写ベルト5の表面または当該表面に形成されたトナー画像29において反射された光(正反射光)を受光するように配置された受光素子である。PDはフォトダイオードの略称である。PD22aの光軸と中間転写ベルト5の表面とのなす角度は、LED21の光軸と中間転写ベルト5の表面とのなす角度と、基本的には、同一である。PD22bは、LED21から出力され、中間転写ベルト5の表面に形成されたトナー画像29において反射された光(乱反射光)を受光するように配置された受光素子である。シャッター23はレンズ24の汚れを軽減するために濃度センサ20と中間転写ベルト5の間に配置されている。中間転写ベルト5およびトナー画像を検出する場合、シャッター23が実線で示した位置に移動する。中間転写ベルト5およびトナー画像を検出しない場合、シャッター23は破線で示した位置に移動する。
<Details of concentration sensor>
FIG. 2 is a cross-sectional view of the density sensor when viewing the downstream side from the upstream side in the transport direction of the
図3が示すように、電気基板27には、LED21に駆動電流を供給する駆動回路30などが設けられている。IV変換回路31aはPD22aが出力する光電流を電圧に変換する回路である。増幅回路32aはIV変換回路31aが出力する電圧を増幅する回路である。増幅回路32aは、出力電圧を1倍、1.2倍、2.2倍、3.5倍に増幅するように構成されている。このような増幅率を切り替えるために、増幅回路32aは複数の抵抗を有していてもよい。どの抵抗がCPUによって選択されるかによって増幅率が変更される。IV変換回路31bはPD22bが出力する光電流を電圧に変換する回路である。増幅回路32bはIV変換回路31bが出力する電圧を増幅する回路である。増幅回路32bも増幅回路32aと同様の回路構成を有している。ただし、増幅回路32bはIV変換回路31bが出力する電圧を減衰させる減衰回路であってもよい。
As shown in FIG. 3, a
図2が示すようにレンズ24は、LED21からの照射光の経路と、PD22a、PD22bに入射する光の経路とを形成する光学部品である。レンズ24は、たとえば、エポキシ樹脂などから成形される。遮蔽部材25aは、LED21から出力された光が直接的にPD22aに入射することを低減する部材である。遮蔽部材25bは、LED21から出力された光が直接的にPD22bに入射することを低減する部材である。遮蔽部材25a、25bは、たとえば、黒い樹脂部材である。
As shown in FIG. 2, the
濃度センサ20は正反射光と乱反射光との両方を計測可能である。PD22aは正反射光を受光する。トナー画像が中間転写ベルト5に形成されると、PD22aの受光量はトナー画像の光学濃度(トナー載り量)に応じて低下する。PD22bは乱反射光を受光する。中間転写ベルト5および中間転写ベルト5上に形成されたブラックトナー画像から散乱してPD22bに入射する乱反射光は極めて少ない。一方で、イエロー、マゼンダ、シアンの各トナー画像から散乱してPD22bに入射する乱反射光は相対的に多い。Y、M、Cといったカラートナーの面積密度が高くなるにつれて散乱光も増えるため、PD22bでの受光量が増加する。画像形成装置10は、正反射光と乱反射光を用いてカラーのトナー濃度を計測し、計測結果に基づき露光装置3のレーザ光の強度を調整し、トナー濃度補正を実行する。
The
<コントローラ>
図4は画像形成装置10を制御するコントローラのブロック図である。コントローラはCPU41とメモリ42を有している。メモリ42のROMには制御プログラムが記憶されている。メモリ42のRAMには画像データや制御パラメータが記憶される。モータ33はシャッター23を開閉するためのモータである。CPU41は、光量調整とトナー画像の濃度補正(階調補正)を実行する。CPU41は、像形成ステーションY、M、C、Kを制御し、光量調整用のトナーパターンを中間転写ベルト5に形成したり、濃度補正用のトナーパターンを中間転写ベルト5に形成したりする。
<Controller>
FIG. 4 is a block diagram of a controller that controls the
<濃度センサの出力変動>
画像形成装置10の稼働時間が長くなるにつれて中間転写ベルト5に付着する紙粉等が増加する。そのため、中間転写ベルト5の表面の反射率が徐々に低下する。つまり、濃度センサ20により検知される、中間転写ベルト5の表面からの正反射光の受光量が徐々に低下する。その結果、濃度センサ20のダイナミックレンジが小さくなる。そこで、画像形成装置10は光量調整を実行する。光量調整とは、正反射光の受光量が所定値(目標光量)となるようにLED21に流れる駆動電流を調整する処理である。
<Output fluctuation of density sensor>
As the operation time of the
図5(A)は光量調整における濃度センサ20の出力を示している。縦軸は濃度センサ20の出力を示す。ここで、濃度センサ20の出力とは、正反射光の受光量であり、より具体的には増幅回路32aの出力電圧である。横軸は時間を示す。図5(B)は発光量の設定値(駆動電流)に対する濃度センサ20の出力の目標値を示している。縦軸は濃度センサ20の出力を示す。横軸は発光量(駆動電流)を示す。図5(B)が示すように、CPU41は、それぞれ異なる三つの駆動電流I1、I2、I3をLED21に流して、それぞれに対応する受光量P11〜P18、P21〜P28、P31〜P38を測定する。CPU41は、受光量P11〜P18、P21〜P28、P31〜P38についてそれぞれの平均値P1ave、P2ave、P3aveを求める。これにより、CPU41は、駆動電流と濃度センサ20の出力との関係を示す直線の方程式L1を決定する。この例では、P2ave < PT < P3aveであるため、I2、P2ave、I3、P3aveを用いて直線の方程式L1が決定される。さらに、CPU41は、直線の方程式L1と目標値Ptとから目標値Ptに対応する駆動電流の設定値Itを求める。なお、駆動電流を設定可能な最大値に設定したとしても、濃度センサ20の出力が目標値に達しないことがある。この場合、CPU41は、増幅回路32aのゲインGを一段階増加させ、光量調整をやり直す。最終的に、目標値Ptを達成するための、駆動電流Itと増幅回路32aのゲインGが決定される。このようにして、中間転写ベルト5の表面状態の変化に応じて、濃度センサ20における発光量と正反射光の受光量が調整される。
FIG. 5A shows the output of the
ところで、乱反射光はトナー画像からの乱反射光である。そのため、乱反射光の受光量は中間転写ベルト5の表面状態の変化の影響を受けにくい。よって、LED21の発光量が増加すると、乱反射光の受光量も増加する。
Incidentally, irregularly reflected light is irregularly reflected light from a toner image. Therefore, the amount of the irregularly-reflected light received is less affected by the change in the surface state of the
図6(A)は中間転写ベルト5がほとんど劣化していないときの三つのトナー濃度と、それに対応する正反射出力および乱反射出力を示している。正反射出力は増幅回路32aの出力である。乱反射出力は増幅回路32bの出力である。パッチi〜iiiは中間転写ベルト5に形成されたトナーパターンである。パッチiのトナー濃度は相対的に低い。パッチiiのトナー濃度は中程度である。パッチiiiのトナー濃度は相対的に高い。トナー濃度が上昇すると、正反射出力は減少するが、乱反射出力は増加する。Ps1はパッチiからの正反射光についての濃度センサ20の出力の初期値を示している。Pd1はパッチiからの乱反射光についての濃度センサ20の出力の初期値を示している。
FIG. 6A shows three toner densities when the
図6(B)は中間転写ベルト5が中程度に劣化したときの三つのトナー濃度と、それに対応する正反射出力および乱反射出力を示している。中間転写ベルト5の劣化に伴い、正反射出力は図6(A)に示された初期値Ps1から低下する。一方で、中間転写ベルト5が劣化しても、乱反射出力は低下しない。
FIG. 6B shows three toner densities when the
図6(C)は中間転写ベルト5が中程度に劣化したときに正反射出力を回復させるために実行された光量調整の結果を示している。パッチiからの正反射光についての濃度センサ20の出力は、LED21の発光量を増加させることで初期値Ps1まで回復している。一方で、LED21の発光量の増加により、乱反射出力も増加している。しかし、パッチiiiについての乱反射出力Pd3'は飽和してしまい、本来の出力Pd3よりも低くなっている。本来の出力Pd3とは、飽和しなかったときの乱反射出力である。
FIG. 6C shows the result of the light amount adjustment executed to restore the regular reflection output when the
図6(A)ないし図6(C)からわかるように、光量調整を実行することで正反射出力は初期値Ps1に回復するが、乱反射出力は初期値よりも増加してしまう。とりわけ、パッチiiiについての乱反射出力は飽和してしまうため、濃度センサ20の検知精度が低下する。
As can be seen from FIGS. 6A to 6C, the regular reflection output is restored to the initial value Ps1 by executing the light amount adjustment, but the diffuse reflection output is increased from the initial value. In particular, the diffuse reflection output of the patch iii is saturated, and the detection accuracy of the
<フローチャート>
図7はCPU41により実行される光量調整と濃度補正とを示すフローチャートである。図8はCPU41が制御プログラムを実行することで実現される機能を示している。これらの機能の一部またはすべてはASICやFPGAなどのハードウエア回路によって実現されてもよい。ASICは特定用途集積乖離の略称である。FPGAはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。CPU41は開始条件が満たされると、以下の処理を実行するように構成されている。開始条件は、画像形成装置10に電源が投入されたこと、画像形成枚数が所定枚数に到達したこと、または、ユーザーにより実行を指示されたことなどである。
<Flow chart>
FIG. 7 is a flowchart showing the light amount adjustment and the density correction executed by the
S701でCPU41(光量調整部44)はトナーパターンを形成して検知する。図5(A)や図5(B)に示したように、電流量調整部45のパターン形成部46は、ブラックの像形成ステーションKを制御し、ブラックのトナーパターンを中間転写ベルト5に形成する。電流量調整部45のパターン検知部47は、濃度センサ20の駆動回路30を制御し、LED21に流れる駆動電流をI1からI3まで順番に切り替えながら、増幅回路32aが出力する正反射出力Psをサンプリングし、メモリ42に書き込む。なお、ゲインGa(増幅率)の初期値は1倍である。
In S701, the CPU 41 (light amount adjusting unit 44) forms and detects a toner pattern. As shown in FIGS. 5A and 5B, the
S702でCPU41(電流決定部48)は正反射出力Psの目標値Ptに対応する駆動電流Itを決定する。上述されたように、電流決定部48は、正反射出力Psのサンプリング値から平均値P1ave〜P3aveを求め、目標値Ptに対応する駆動電流Itnを決定する。上述したように、電流決定部48は、データ群(I1,P1ave)、(I2,P2ave)、(I3,P3ave)から、駆動電流と正反射出力との相関関係を示す方程式L1を決定し、方程式L1から目標値Ptに対応する駆動電流Itnを決定する。nはインデックスである。
In S702, the CPU 41 (current determining unit 48) determines the drive current It corresponding to the target value Pt of the regular reflection output Ps. As described above, the
S703でCPU41(予想部51)は、決定された駆動電流Itnに対応する乱反射出力Pdnを予想する。たとえば、予想部51は、以下の式を用いて乱反射出力Pdnを演算してもよい。乱反射出力Pdnは、パッチi〜iiiのうちで最大濃度となるパッチiiiについての乱反射出力である。
S703 in CPU 41 (anticipator 51), to predict the diffuse reflection output Pd n corresponding to the determined drive current It n. For example, the expected
Pdn = Itn × cn−1・・・(2)
係数cn−1は以下の式から求められてもよい。
Pd n = It n × c n -1 ··· (2)
The coefficient cn -1 may be obtained from the following equation.
cn−1 = Pdn−1 / Itn−1・・・(3)
ここで、Pdn−1は前回の光量調整によって確定した乱反射出力Pdnの値である。Itn−1は前回の光量調整によって確定した目標値Ptに対応する駆動電流である。これらはメモリ42に記憶されている。
cn -1 = Pdn -1 / Itn -1 (3)
Here, Pd n-1 is the value of the diffuse reflection output Pd n were determined by a previous light amount adjustment. It n-1 is a drive current corresponding to the target value Pt determined by the previous light amount adjustment. These are stored in the
S704でCPU41(判定部52)は、予想された乱反射出力Pdnが飽和閾値Pdm以下かどうかを判定する。予想された乱反射出力Pdnが飽和閾値Pdm以下であれば、CPU41は処理をS707に進める。S707でCPU41(更新部55)は、今回の光量調整により確定した駆動電流Itnおよび乱反射出力Pdnなどを更新する。つまり、更新部55は、メモリ42に記憶されている駆動電流Itn−1および乱反射出力Pdn−1を駆動電流Itxおよび乱反射出力Pdnで上書きする。一方で、予想された乱反射出力Pdnが飽和閾値Pdmを超えていれば、CPU41は処理をS705に進める。
S704 in CPU 41 (judging unit 52), the expected diffuse output Pd n determines whether below the saturation threshold value Pdm. If the expected diffuse output Pd n is below the saturation threshold value Pdm,
S705でCPU41(ゲイン調整部53、電流演算部54)は、その時点で増幅回路32aに設定されているゲインGan−1を増加させ、増加したゲインGan−1に応じて駆動電流Itnを減少させる。たとえば、ゲイン調整部53はゲインGan−1を所定値だけ増加させることで、新たなゲインGanを決定する。また、電流演算部54は新たなゲインGanに対応する新たな駆動電流It'nを演算する。
In S705, the CPU 41 (the
It'n = Itn / Gan・・・(4)
S706でCPU41(予想部51)は、減少した新たな駆動電流It'nに対応する乱反射出力Pdnを予測する。予想部51は以下の式を用いて新たな乱反射出力Pdnを演算してもよい。
It 'n = It n / Ga n ··· (4)
S706 in CPU 41 (expected 51) predicts the diffuse reflection output Pd n corresponding to the new drive current It 'n with reduced. The
Pdn = It'n × cn−1・・・(5)
その後、CPU41は処理をS704に進め、S704の判定処理を再び実行する。CPU41は、乱反射出力Pdnが飽和閾値Pdm以下となるまで、S704ないしS706を繰り返し実行する。最終的に、正反射出力Psが目標値Ptに維持され、かつ、乱反射出力Pdnが飽和閾値Pdm以下となるような、駆動電流Itn、正反射ゲインGanが確定する。
Pd n = It 'n × c n-1 ··· (5)
After that, the
S707でCPU41(更新部55)は、今回の光量調整により確定した駆動電流Itn、正反射ゲインGanおよび乱反射出力Pdnを用いてメモリ42に保持されている値を更新する。
S707 in CPU 41 (update unit 55), the driving current It n was determined by this light amount adjustment, to update the value held in the
S708で、CPU41(濃度ずれ補正部43)は、光量調整の完了した濃度センサ20を用いて濃度ずれ補正を実行する。たとえば、CPU41は、画像形成エンジン15によって中間転写ベルト5にパッチ画像を形成させ、濃度センサ20によりパッチ画像からの反射光を測定する。そして、CPU41は、PD22aの出力電圧とPD22bの出力電圧とからパッチ画像の濃度(付着量)を検知し、検知結果に基づいて画像形成条件を制御する。画像形成条件は、たとえば、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアス、レーザーパワー、階調補正テーブルなどである。
In S708, the CPU 41 (density deviation correction unit 43) executes the density deviation correction using the
<実施例から導き出される技術思想>
中間転写ベルト5はトナー画像を担持して搬送する像担持体の一例である。像形成ステーションY、M、C、Kは像担持体にトナー画像を形成する画像形成手段の一例である。濃度センサ20は像担持体に担持されているトナー画像の濃度を検知する検知手段の一例である。CPU41は検知手段を制御する制御手段の一例である。LED21は像担持体に担持されているトナー画像に向けて光を照射する照射手段の一例である。LED21からトナー画像または中間転写ベルト5までには、ミラーなどの光学部品が配置されてもよい。駆動回路30は、照射手段に駆動電流を供給する駆動手段の一例である。PD22aやIV変換回路31aはトナー画像からの正反射光を受光し、当該正反射光の光量に応じた第一検知信号を出力する第一受光手段の一例である。正反射出力Psは第一検知信号の一例である。増幅回路32aは第一検知信号を増幅する増幅手段の一例である。PD22bはトナー画像からの乱反射光を受光し、当該乱反射光の光量に応じた第二検知信号を出力する第二受光手段の一例である。乱反射出力Pdは第二検知信号の一例である。S701およびS702に関して説明されたように、CPU41は、照射手段の発光量の調整を開始すると、駆動手段の駆動電流を変えながら駆動電流と第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得する。さらにCPU41は当該相関関係に基づき正反射光の光量が目標光量となるような駆動電流を決定する。CPU41は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流を照射手段に供給すると、トナー画像の濃度に対して第二検知信号の出力レベルが飽和してしまうことがある。この場合に、CPU41は、第二検知信号の出力レベルが飽和しなくなるまで増幅手段のゲインを増加させつつ駆動電流を減少させる。これにより、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力を飽和させにくい画像形成装置10が提供される。
<Technical ideas derived from the examples>
The
判定部52は正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流を照射手段に供給すると、第二検知信号の出力レベルが飽和閾値以下になるどうかを判定する判定手段の一例である。CPU41は、第二検知信号の出力レベルが飽和閾値以下とならない場合に、増幅手段のゲインを増加させるとともに駆動電流を減少させる。これにより、正反射光の受光量を目標光量に維持しつつ、かつ、乱反射光を受光する受光部の出力が飽和しないようになる。
The determining
電流演算部54は、正反射光の光量が目標光量に維持されるように、増加されたゲインに対応する駆動電流を決定する決定手段の一例である。電流演算部54は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流の値を、増加されたゲインで除算することで、増加されたゲインに対応する駆動電流を決定してもよい。
The
予想部51は、照射手段に供給される駆動電流と第二検知信号の出力レベルとの関係を示す数式またはテーブルを用いて、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流に対応する第二検知信号の出力レベルの予想値を予想してもよい。このような数式として、たとえば、(2)式や(5)式がある。(2)式や(5)式はテーブル化されてもよいし、プログラム化されてもよい。
The
判定部52は予想値が飽和閾値以下となるかどうかを判定する判定手段の一例である。CPU41は、予想値が飽和閾値以下とならない場合に、増幅手段のゲインを増加させるとともに駆動電流を減少させる。とりわけ、CPU41は、予想値が飽和閾値以下となるまで、増幅手段のゲインを増加させるとともに駆動電流を減少させる。これにより、LED21の発光量が減少するため、乱反射出力Pdが飽和閾値Pdm以下に制御される。
The
係数cn−1は、飽和閾値より小さい第二検知信号の出力レベルと、当該出力レベルに対応した駆動電流との比を示す係数の一例である。予想部51は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流を係数cn−1に乗算することで、予想値を求めてもよい。第二検知信号の出力レベルである乱反射出力Pdはトナーパターンからの反射光に相関しているため、発光量(駆動電流)が増加すると、乱反射出力Pdも増加する。よって、駆動電流と乱反射出力Pdとの関係は単純な係数cn−1により表現可能である。
The coefficient cn -1 is an example of a coefficient indicating a ratio between the output level of the second detection signal smaller than the saturation threshold and the drive current corresponding to the output level. The estimating
(4)式が示すように、電流演算部54は、正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流の値を増加されたゲインで除算することで、増加されたゲインに対応する駆動電流を決定してもよい。
As indicated by the expression (4), the
メモリ42は正反射光の光量が目標光量となるように決定された駆動電流と、第二検知信号の出力レベルとを記憶する記憶手段の一例である。CPU41は、目標光量を達成でき、かつ、第二検知信号の出力レベルを飽和させない駆動電流と増幅手段のゲインとが確定すると、記憶手段に記憶されている駆動電流と第二検知信号の出力レベルとを更新する。
The
パターン形成部46は、画像形成手段を制御し、駆動電流を異ならしめることでそれぞれ濃度の異なる第一のテスト画像と第二のテスト画像とを像担持体に形成する。パッチiないしパッチiiiは第一のテスト画像や第二のテスト画像の一例である。濃度センサ20やパターン検知部47は、第一のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルと第二のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルとを検知する。電流決定部48は、第一のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルと第二のテスト画像についての第一検知信号の出力レベルとに基づき、駆動電流と第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得してもよい。
The
濃度ずれ補正部43は、目標光量を達成でき、かつ、第二検知信号の出力レベルを飽和させない駆動電流と増幅手段のゲインとが確定すると、トナー画像の階調特性を目標階調特性へ補正する階調補正処理を実行する。これにより、精度よく濃度ずれが補正されるようになる。階調補正処理では、いわゆる階調補正テーブルが作成される。作成された階調補正テーブルは、入力画像の階調特性と出力画像の階調特性とが一致するように、入力画像の画像データを変換し、露光装置3へ出力する。これにより、中間転写体上でのトナー載り量が目標載り量に制御される。
When the drive current that does not saturate the output level of the second detection signal and the gain of the amplifier are determined, the density
5...中間転写ベルト、YMCK...像形成ステーション、20...濃度センサ、21...LED、30...駆動回路、22a、22b...PD、32a...増幅回路、41...CPU 5 ... Intermediate transfer belt, YMCK ... Image forming station, 20 ... Density sensor, 21 ... LED, 30 ... Drive circuit, 22a, 22b ... PD, 32a ... Amplification circuit , 41 ... CPU
Claims (11)
前記像担持体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に担持されているトナー画像の濃度を検知する検知手段と、
前記検知手段を制御する制御手段と、を有し、
前記検知手段は、
前記像担持体に担持されているトナー画像に向けて光を照射する照射手段と、
前記照射手段に駆動電流を供給する駆動手段と、
前記トナー画像からの正反射光を受光し、当該正反射光の光量に応じた第一検知信号を出力する第一受光手段と、
前記第一検知信号を増幅する増幅手段と、
前記トナー画像からの乱反射光を受光し、当該乱反射光の光量に応じた第二検知信号を出力する第二受光手段と、を有し、
前記制御手段は、前記照射手段の発光量の調整を開始すると、前記駆動手段の前記駆動電流を変えながら前記駆動電流と前記第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得し、当該相関関係に基づき前記正反射光の光量が目標光量となるような前記駆動電流を決定するように構成されており、
さらに、前記制御手段は、前記正反射光の光量が前記目標光量となるように決定された前記駆動電流を前記照射手段に供給すると、前記トナー画像の濃度に対して前記第二検知信号の出力レベルが飽和してしまう場合に、前記第二検知信号の出力レベルが飽和しなくなるまで前記増幅手段のゲインを増加させつつ前記駆動電流を減少させることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Image forming means for forming a toner image on the image carrier,
Detecting means for detecting the density of the toner image carried on the image carrier;
Control means for controlling the detection means,
The detection means,
Irradiation means for irradiating light toward the toner image carried on the image carrier,
Driving means for supplying a driving current to the irradiation means;
A first light receiving unit that receives regular reflection light from the toner image and outputs a first detection signal according to the amount of the regular reflection light,
Amplifying means for amplifying the first detection signal,
A second light receiving unit that receives irregularly reflected light from the toner image and outputs a second detection signal according to the amount of the irregularly reflected light,
When the control unit starts adjusting the light emission amount of the irradiation unit, the control unit obtains a correlation between the drive current and the output level of the first detection signal while changing the drive current of the drive unit, and obtains the correlation. It is configured to determine the drive current such that the light amount of the regular reflection light becomes a target light amount based on
Further, the control unit supplies the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount to the irradiation unit, and outputs the second detection signal with respect to the density of the toner image. When the level is saturated, the drive current is decreased while increasing the gain of the amplifying means until the output level of the second detection signal is not saturated.
前記制御手段は、前記第二検知信号の出力レベルが前記飽和閾値以下とならない場合に、前記増幅手段のゲインを増加させるとともに前記駆動電流を減少させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 When the drive current determined so that the light amount of the specular reflection light becomes the target light amount is supplied to the irradiation unit, a determination unit that determines whether an output level of the second detection signal is equal to or less than a saturation threshold is further provided. Have
2. The image according to claim 1, wherein when the output level of the second detection signal does not fall below the saturation threshold, the control unit increases the gain of the amplification unit and decreases the drive current. 3. Forming equipment.
前記予想値が飽和閾値以下となるかどうかを判定する判定手段と、をさらに有し、
前記制御手段は、前記予想値が前記飽和閾値以下とならない場合に、前記増幅手段のゲインを増加させるとともに前記駆動電流を減少させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Using a mathematical expression or a table indicating a relationship between the drive current supplied to the irradiation unit and the output level of the second detection signal, the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light becomes the target light amount Prediction means for predicting an expected value of the output level of the second detection signal corresponding to
Determining means for determining whether the expected value is equal to or less than a saturation threshold,
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit increases the gain of the amplifying unit and decreases the drive current when the expected value does not fall below the saturation threshold. 3.
前記制御手段は、前記目標光量を達成でき、かつ、前記第二検知信号の出力レベルを飽和させない前記駆動電流と前記増幅手段のゲインとが確定すると、前記記憶手段に記憶されている前記駆動電流と前記第二検知信号の出力レベルとを更新することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の画像形成装置。 Further comprising a storage means for storing the drive current determined so that the light amount of the regular reflection light is the target light amount, and the output level of the second detection signal,
When the drive current and the gain of the amplifying unit that can achieve the target light amount and do not saturate the output level of the second detection signal are determined, the drive current stored in the storage unit is determined. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an output level of the second detection signal is updated.
前記検知手段は、前記第一のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルと前記第二のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルとを検知し、
前記制御手段は、前記第一のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルと前記第二のテスト画像についての前記第一検知信号の出力レベルとに基づき、前記駆動電流と前記第一検知信号の出力レベルとの相関関係を取得するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The control unit controls the image forming unit, and forms a first test image and a second test image having different densities on the image carrier by respectively varying the drive current,
The detection means detects an output level of the first detection signal for the first test image and an output level of the first detection signal for the second test image,
The control unit is configured to control the driving current and the first detection signal based on an output level of the first detection signal for the first test image and an output level of the first detection signal for the second test image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is configured to acquire a correlation with a signal output level.
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