JP3421220B2 - ドット寸法測定方法及び画像形成装置の画像安定化装置 - Google Patents

ドット寸法測定方法及び画像形成装置の画像安定化装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機や
レーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装
置に備えられる、画像を安定化させるべく画像形成部の
作像条件を制御する画像安定化装置、及び画像安定化の
ための処理を行うために好適に用いられるドット寸法測
定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、デジタル複写機やレーザービ
ームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、階
調性を出すために基本画素(1ドット)の大きさを変化
させる方法が用いられている。しかしながら、感光体を
用いる電子写真方式では、感光体や、感光体上に露光に
より形成された静電潜像を顕像化する現像剤、感光体を
帯電させる帯電器等の特性が温湿度等の環境要因によっ
て変化するため、作像条件を一定に保っても形成される
画素の大きさが変化してしまい、安定した階調性を出す
ことが難しい。
【0003】そこで、従来より、帯電や露光、現像等の
画像形成部の作像条件を制御することにより、温湿度等
の環境変化や経時変化による画質劣化を防ぎ、画像の安
定化を図る『画像安定化装置』が開発されている。以
下、画像を安定化させるべく画像形成部の作像条件を制
御することをプロセス制御と称する。
【0004】その一つとして、感光体上、或いは感光体
と接して配された転写体や中間転写体等の転写媒体上
に、所定の条件でテスト用のトナー像を形成し、数mm
四方程度の面積からの反射光量を反射型の光学センサで
読み取り、読み取った値と基準値との差等からプロセス
制御を実施する方式がある。この方式を用いた例とし
て、例えば、明暗2種類の濃度のトナー像を形成し、2
つの反射型センサで読み取る例がある。
【0005】しかしながら、この方式では、反射型セン
サによって平均的な濃度を読んでいるために、読み取っ
た値と基準値とのずれの原因が、画素サイズの変化によ
るものか、或いは、単位面積あたりのトナー付着量の増
減によるものか、区別がつかない。その結果、今一つ的
確なプロセス制御が行えず、必ずしも効果的な画像の安
定化を図り得るものではなかった。
【0006】そこで、このような不具合を解決するもの
として、例えば特開昭63−280275号公報には、
転写ベルト上に主走査方向(レーザー光の走査方向であ
り、転写ベルトの回転方向と直交する方向)に延びるラ
イン状のトナー像を作成し、反射型センサによってこの
トナー像の副走査方向(主走査方向に直交する)の寸
法、つまり線幅を読み取り、これを基にプロセス制御を
実行するものが記載されている。
【0007】また、この他、CCD(Charge Coupled D
evice)ラインセンサを用い、転写ベルト上に形成したト
ナー像の位置等を読み取る方式も実用化されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、デジ
タル複写機などではレーザー光による走査によって静電
潜像の形成を行うが、画像データをパルス幅変調させ
て、1画素内での点灯時間を制御することで階調性を出
している。このため、形成される画素の大きさは、階調
に応じて主走査方向には大きく変化するが、副走査方向
にはほぼ変化せず、副走査方向の大きさは、レーザー光
のビーム径でほぼ決定される。
【0009】したがって、上記の特開昭63−2802
75号公報に記載されているように、基本画素の副走査
方向の寸法を測定し、これを基にプロセス制御を行って
も、必ずしも満足なプロセス制御を実現し得るとは言い
難い。
【0010】しかも、上記の公報では、反射型センサで
転写ベルト上に形成されたトナー像の線幅を測定する旨
が記載されているが、その反射型センサの構成について
は、詳しく記載されていない。一般的な反射型センサで
は、一度に読み取られる領域は数mm四方程度に及び、
数百dpiの解像度を持つデジタル複写機やプリンタの
画素の大小を検出することは不可能であると思料され
る。
【0011】一方、CCDラインセンサをパターンの読
み取りに用いる構成では、数百dpiの解像度を持つデ
ジタル複写機やプリンタの画素の大小を検出することは
可能であるが、CCDラインセンサは比較的大きいため
に空間的な配置に制限がある上、反射型センサ等に比べ
て高価でもある。また、CCDラインセンサは、複数の
受光素子が集積されているために各素子のばらつき補正
が必要であり、そのために駆動回路が複雑なものとな
り、さらなるコストアップを招来する。
【0012】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、書込み光の点灯時間を制御して基本画
素の大きさを決定する画像形成装置におけるプロセス制
御を効果的に実施できる画像安定化装置を提供すること
であり、また、画像安定化のための処理を行うために好
適に備えられるパターン像読取装置を提供することも目
的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のドット寸法測定
方法は、1回で読み取れる領域がドット像よりも小さい
光学センサを主走査方向に移動させてドット像の主走査
方向の寸法を測定するにあたり、ドット像と共に、ドッ
ト像よりも先んじて光学センサにて読み取られる位置
に、主走査方向に延びる直線パターン像であって、該直
線パターン像の主走査方向に沿う中央線と上記ドット像
の中心とが副走査方向に予め定められた距離隔たる直線
パターン像を形成し、上記光学センサにて該直線パター
ン像の副走査方向の先端と後端とを検出し、該検出結果
を用いて上記光学センサにて上記ドット像を読み取る際
の副走査方向の位置を決定することを特徴としている。
【0014】静電潜像を書き込む光としては通常レーザ
ー光が使用されるが、レーザー光はスポットが楕円形の
ために、形成されるドット像も楕円形に近い形となって
しまう。そのため、主走査方向に光学センサを移動させ
ながらドット像の大きさを読み取るにおいては、ドット
像の中心部分を読み取るように光学センサを移動する必
要がある。
【0015】しかしながら、光学センサの取り付け位置
とドット像を形成する画像形成位置との距離にはばらつ
きがあるために、画像パターンの書き込みから一定の時
間で光学センサを駆動しても、必ずしも最適なタイミン
グで光学センサがドット像の上を通過するとは限らず、
ドット像の中心から副走査方向に離れた位置を読み取っ
た場合には、本来のドット径よりも小さな値が得られて
しまう。
【0016】そこで、上記構成では、ドット像よりも先
んじて光学センサにて読み取られる位置に、主走査方向
に延びる直線パターン像であって、該直線パターン像の
主走査方向に沿う中央線と上記ドット像の中心とが副走
査方向に予め定められた距離隔たる直線パターン像を形
成し、上記光学センサにて該直線パターン像の副走査方
向の先端と後端とを検出し、該検出結果を用いて上記光
学センサにて上記ドット像を読み取る際の副走査方向の
位置を決定する構成としている。
【0017】これにより、ドット像の中心部分を読み取
ることができ、正確なドット径を測定することができ
る。
【0018】また、さらに、直線パターン像よりも先ん
じて読み取られる位置に、副走査方向に延びる矩形のベ
タパターン像であって、該ベタパターン像の上記光学セ
ンサの読み取り開始側のエッジと上記ドット像の中心と
が主走査方向に予め定められた距離隔たるベタパターン
像を形成し、上記光学センサにて該ベタパターン像の読
み取り開始側のエッジを検出し、該検出結果を用いて上
記光学センサの読み取り開始位置を決定するようにして
もよい。
【0019】これにより、光学センサが主走査方向に移
動して読み取りを開始する主走査方向の位置を正確にド
ット像に合わせることができる。
【0020】本発明の画像形成装置の画像安定化装置
は、感光体上に光を照射して静電潜像を書き込み、該静
電潜像を現像して可視化することで画像を形成する画像
形成部を有した、上記の書込み光の照射時間を変更して
基本画素の大きさを変更する構成の画像形成装置に備え
られる、画像形成部の作像条件を制御して画像の安定化
を図る画像安定化装置において、像担持体上に1ドット
の可視像であるドット像を形成するドット像形成手段
と、1回で読み取れる領域が上記ドット像よりも小さい
光学センサと、該光学センサを主走査方向に沿って移動
させる駆動手段と、該駆動手段にて上記光学センサを主
走査方向に移動させ、上記ドット像形成手段にて形成さ
れたドット像の主走査方向の寸法を、該光学センサと上
記像担持体との位置変化に伴う該光学センサの出力変化
に基づいて求め、該ドット像の主走査方向の寸法を基
に、作像条件を制御する制御手段とを備え、さらに、上
記ドット像形成手段は、ドット像と共に、ドット像より
も先んじて上記光学センサにて読み取られる位置に、主
走査方向に延びる直線パターン像であって、該直線パタ
ーン像の主走査方向に沿う中央線と上記ドット像の中心
とが副走査方向に予め定められた距離隔たる直線パター
ン像を形成し、上記制御手段は、上記光学センサにて上
記直線パターン像の副走査方向の先端と後端とを検出さ
せ、該検出結果を用 いて上記光学センサがドット像を読
み取る際の副走査方向の位置を決定することを特徴とし
ている。
【0021】上記の構成によれば、ドット像形成手段
が、像担持体上に1ドットの可視像を形成し、該ドット
像形成手段にて形成されたドット像の主走査方向の寸法
を、制御手段が、光学センサを駆動手段にて主走査方向
に移動させ、光学センサと感光体或いは転写媒体との位
置変化に伴う光学センサの出力変化に基づいて求める。
そして、制御手段は、求めたドット像の主走査方向の寸
法を基に、作像条件を制御して、画像の安定化を図る。
【0022】したがって、例えば、書込み光の照射時間
を変更して基本画素の大きさを変化させて多階調表示を
行う画像形成装置に用いられた場合、特に、効果的に作
像条件を制御することが可能となり、効果的にプロセス
制御が実施できる。
【0023】しかも、上記構成では、ドット像よりも先
んじて光学センサにて読み取られる位置に、主走査方向
に延びる直線パターン像であって、該直線パターン像の
主走査方向に沿う中央線と上記ドット像の中心とが副走
査方向に予め定められた距離隔たる直線パターン像を形
成し、上記光学センサにて該直線パターン像の副走査方
向の先端と後端とを検出し、該検出結果を用いて上記光
学センサにて上記ドット像を読み取る際の副走査方向の
位置を決定する構成としているので、ドット像の中心部
分を読み取ることができ、正確な主走査方向のドット径
を測定することができる。
【0024】さらに、上記画像安定化装置においては、
上記ドット像形成手段が、ドット像及び直線パターン像
と共に、さらに、直線パターン像よりも先んじて読み取
られる位置に、副走査方向に延びる矩形のベタパターン
像であって、該ベタパターン像の上記光学センサの読み
取り開始側のエッジと上記ドット像の中心とが主走査方
向に予め定められた距離隔たるベタパターン像を形成
し、上記制御手段が、上記光学センサにて上記ベタパタ
ーン像の読み取り開始側のエッジを検出させ、該 検出結
果を用いて上記光学センサの読み取り開始位置を決定す
ることを特徴とすることもできる。
【0025】これによれば、光学センサが主走査方向に
移動して読み取りを開始する主走査方向の位置を、正確
にドット像に合わせることができる。
【0026】また、上記画像安定化装置では、上記制御
手段が、上記光学センサを主走査方向に移動させる間
、複数の異なるポイントで上記光学センサの各出力を
サンプリングし、これを基に寸法を求める構成とするこ
とができ、また、この場合、上記制御手段は、サンプリ
ングした上記光学センサの出力のうちの所定レベル以上
の出力を基に寸法を求めることが好ましい。
【0027】光学センサの出力の変化から、光学センサ
の変位方向のドット像の寸法を求めるような場合、細か
く光学センサを変位させながら、各ポイントで出力をサ
ンプリングすることで、ドット像の寸法を正確に求める
ことができる。そして、例えばトナー飛散等でドット径
よりも十分小さなトナー像がドット像の近傍に存在した
りすると、光学センサは、このトナー像も読み取ってし
まい、出力が正確でなくなる虞れがあるが、サンプリン
グした光学センサの出力のうちの所定レベル以上の出力
を基にドット径を求めることで、このような問題を回避
し、ドット像の寸法をより正確に求めることができる。
【0028】また、上記光学センサとしては、パターン
像が形成される像担持体に対して光を発する半導体レー
ザー、該半導体レーザーからの光を上記像担持体に集光
させるレンズ、及び像担持体からの反射光を受光し、受
光量に応じた電気信号を出力する受光素子を備えてなる
構成とできる。そして、この場合、半導体レーザーに、
レーザーパワーを安定化させるためのパワー安定化手段
を設け、レーザーパワーが安定した後、読み取りに用い
る構成とすることが好ましく、このような構成とするこ
とで、光量変化し易いレーザー光を用いた場合でも、パ
ターン像の寸法や位置を正確に求めることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕 本発明の実施の一形態について図1ないし図8に基づい
て説明すれば、以下の通りである。
【0030】本実施の形態の画像形成装置としてのデジ
タルカラー複写機は、図2に示すように、複写機本体1
の上面に、原稿台11が設けられ、複写機本体1の内部
に、画像読取部10及び画像形成部20が設けられてい
る。
【0031】上記の原稿台11の上面には、原稿台11
に対して開閉可能な状態で支持され、かつ原稿台11の
上面に対して所定の位置関係を有する自動原稿送り装置
12が装着されている。
【0032】自動原稿送り装置12は、両面原稿に対応
した両面自動原稿送り装置(RADF:Recirculating
Automatic Document Feeder )であって、原稿の一方の
面が原稿台11の所定位置において画像読取部10に対
向するように原稿を搬送する一方、この一方の面につい
ての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台1
1の所定位置において画像読取部10に対向するよう原
稿を反転して原稿台11に向けて搬送する。そして、1
枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後に原
稿を排出し、次の原稿についての両面搬送動作を実行す
る。以上の原稿の搬送及び表裏反転の動作は、デジタル
カラー複写機全体の動作に関連して制御されるものとな
っている。
【0033】上記の画像読取部10は、自動原稿送り装
置12にて原稿台11上に搬送されてきた原稿画像を読
み取るために、原稿台11の下方に設けられているもの
であり、この画像読取部10には、原稿台11の下面に
沿って平行に往復移動する原稿走査体13、光学レンズ
16、及び3ラインのCCDラインセンサ17が配設さ
れている。
【0034】原稿走査体13は、第1の走査ユニット1
4と第2の走査ユニット15とから構成されている。第
1の走査ユニット14は、原稿画像面を露光する露光ラ
ンプ14aと原稿からの反射光像を所定の方向に向かっ
て偏向する第1ミラー14bとを有しており、上記原稿
台11の下面において一定の距離を保ちながら所定の走
査速度で平行往復移動するものである。第2の走査ユニ
ット15は、第1の走査ユニット14の第1ミラー14
bにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の
方向に向かって偏向する第2ミラー15a及び第3ミラ
ー15bを有しており、第1の走査ユニット14と一定
の速度関係をもって平行往復移動するものである。
【0035】上記第2の走査ユニット15の第3ミラー
15bにより偏向された原稿からの反射光像は、光学レ
ンズ16にてCCDラインセンサ17へ縮小して結像さ
れ、この結像された光像は、CCDラインセンサ17に
て順次光電変換されて電気信号として出力される。そし
て、CCDラインセンサ17にて電気言号に変換された
原稿画像情報は、さらに後述する画像処理部に転送され
て画像データとして所定の処理が施されるようになって
いる。
【0036】一方、画像形成部20における下部には、
給紙機構21が設けられており、この給紙機構21は、
用紙トレイ内に積載収容されている用紙Pを1枚ずつ分
離して記録部側に向かって供給する。そして、1枚ずつ
分離供給された用紙Pは、画像形成部20の手前に配置
されたレジストローラ対22によりタイミング制御搬送
され、表裏反転複写のため画像形成部20とタイミング
をとって再供給搬送される。
【0037】また、画像形成部20における給紙機構2
1の上側には、略平行に延びた転写搬送ベルト機構23
が配置されており、この転写搬送ベルト機構23は、駆
動ローラ24及び従動ローラ25等の複数のローラ間に
張架された転写搬送ベルト26に用紙Pを静電吸着させ
て搬送する構成となっている。
【0038】上記転写搬送ベルト機構23の下流側に
は、用紙P上に転写形成されたトナー像を用紙P上に定
着させるための定着装置27が配置されており、この定
着装置27の定着ローラニップ間を通過した用紙Pは搬
送方向切換ゲート28を経て排出ローラ29にて複写機
本体1の外壁に取り付けられている排紙トレイ30上に
排出される。
【0039】尚、切換ゲート28は定着後の用紙Pを複
写機本体1外へと排出するか、又は再び画像形成部20
に向かって再供給するかの用紙搬送経路を選択的に切り
換えるものであって、この切換ゲート28にて再び画像
形成部20に向かって搬送方向を切り換えられた用紙P
は、スイッチバック搬送経路31を通して表裏反転の
後、画像形成部20へと再度供給される。
【0040】また、画像形成部20における転写搬送ベ
ルト26の上側には、この転写搬送ベルト26に近接し
て用紙搬送経路の上流側から順に第1、第2、第3、第
4の画像形成ステーションPa・Pb・Pc・Pdが並
設されている。上記の転写搬送ベルト26は、駆動ロー
ラ24にて、同図において矢印Zで示す方向に摩擦駆動
され、前述したように上記給紙機構21を通して給送さ
れる用紙Pを担持し、上記各画像形成ステーションPa
・Pb・Pc・Pdへと順次搬送する。
【0041】各画像ステーションPa〜Pdは、実質的
に同一の構成を有し、同図に示す矢印方向に回転駆動さ
れる感光体ドラム32a・32b・32c・32dを含
んでいる。各感光体ドラム32a〜32dの周辺には、
各感光体ドラム32a〜32dを一様に帯電する帯電器
33a・33b・33c・33dと、各感光体ドラム3
2a〜32d上に形成された静電潜像を現像する現像器
34a・34b・34c・34dと、現像されたトナー
像を用紙Pへ転写する転写用放電器35a・35b・3
5c・35dと、各感光体ドラム32a〜32d上に残
留するトナーを除去するクリーニング装置36a・36
b・36c・36dとが各感光体ドラム32a〜32d
の回転方向に沿って順次配置されている。
【0042】また、各感光体ドラム32a〜32dの上
方には、画像データに応じて変調されたドット光を発す
る図示しない書込み用の半導体レーザーと、この半導体
レーザーからの光を主走査方向に偏向させるための偏向
装置と、偏向装置により偏向されたレーザー光を各感光
体ドラム表面に結像させるためのfθレンズ等から構成
されるレーザービームスキャナユニット(以下、LS
U)37a・37b・37c・37dがそれぞれ設けら
れている。
【0043】上記LSU37aにはカラー原稿画像のイ
エロー成分像に対応する画素データが入力されると共
に、LSU37bにはカラー原稿画像のマゼンタ成分像
に対応する画素データが、LSU37cにはカラー原稿
画像のシアン成分像に対応する画素データが、そして、
LSU37dにはカラー原稿画像のブラック成分像に対
応する画素データがそれぞれ入力される。
【0044】これにより、各記録部の感光体ドラム32
a〜32d上には色変換された原稿画像情報に対する静
電潜像が形成されると共に、各記録部の上記現像器34
aにはイエローのトナーが、現像器34bにはマゼンタ
のトナーが、現像器34cにはシアンのトナーが、及び
現像器34dにはブラック色のトナーがそれぞれ収容さ
れているので、各記録部において色変換された原稿画像
情報が各色のトナー像として再現される。
【0045】また、第1の画像形成ステーションPaと
給紙機構21との間にはブラシからなる用紙吸着用帯電
器38が設けられており、この用紙吸着用帯電器38に
て転写搬送ベルト26の表面を帯電させる。これによっ
て、給紙機構21から供給される用紙Pが、転写搬送ベ
ルト26上に確実に吸着された状態で第1の画像形成ス
テーションPaから第4の画像形成ステーションPdの
間をずれることなく搬送される。
【0046】一方、第4の画像ステーションPdと定着
装置27との間における駆動ローラ24の略真上部には
図示しない除電用放電器が設けられており、この除電放
電器には転写搬送ベルト26に静電吸着されている用紙
Pを分離するための交流電流が印加されている。
【0047】さらに、上記除電用放電器の近傍で、上記
駆動ローラ24と対向する位置には、転写搬送ベルト2
6上に形成された測定用の画像パターンのトナー像を読
み取るためのパターン像読取装置100が配設されてい
る。このパターン像読取装置100は、後述する画像安
定化プロセスに用いられるもので、ここでは複写機本体
1においての全体的な配設位置を説明するに止め、構成
等についは後述する。
【0048】上記構成のデジタルカラー複写機において
は、用紙Pとしてカットシート状のものが使用され、こ
の用紙Pが給紙カセットから送り出されて給紙機構21
の給紙搬送経路のガイド内に供給されると、その用紙P
の先端部分が図示しないセンサにて検知され、このセン
サから出力される検知信号によって一旦用紙はレジスト
ローラ対22により停止する。
【0049】そして、各画像ステーションPa・Pb・
Pc・Pdとタイミングをとって、同図の矢印Z方向に
回転している転写搬送ベルト26側に送られる。このと
き、転写搬送ベルト26は吸着用帯電器38にて所定の
帯電が施されているので、各画像ステーションPa・P
b・Pc・Pdを通過する間、安定搬送供給されること
となる。
【0050】各画像ステーションPa・Pb・Pc・P
dでは、各色のトナー像がそれぞれ形成され、転写搬送
ベルト26により静電吸着搬送される用紙Pの支持面上
に重ね合わされ、第4の画像ステーションPdによる画
像の転写が完了すると、用紙Pの先端部分から除電用放
電器により転写搬送ベルト26上から剥離され定着装置
27へと導かれる。そして最後に、トナー画像が定着さ
れた用紙Pは転写材排出口から排紙トレイ30上へと排
出される。
【0051】以上の工程が、本デジタルカラー複写機に
おける、通常の画像形成プロセスであり、この画像形成
プロセスは、図3に示す制御手段としてのCPU(Cent
ralProcessing Unit)によって制御される。
【0052】図3に示すように、上記CPU(Central
Processing Unit)48は、バス50を通じて、制御プロ
グラム等を格納したROM51、制御の際の値等を保持
するためのRAM53、時間に関する処理を効率的に実
行するためのタイマー52に接続されると共に、パラレ
ルI/O54を介して、本カラーデジタル複写機を構成
する負荷回路55に接続されている。これにより、CP
U48は、ROM51に格納されている画像形成プロセ
スの制御プログラムに従って、負荷回路55のオン/オ
フ制御や動作状態の設定を行い、上述した画像形成プロ
セスを実施する。
【0053】そして、本カラーデジタル複写機において
は、上記CPU48は、画像形成プロセス以外に画像安
定化プロセスも実施する。この画像安定化プロセスは、
感光体ドラム32a〜32dや現像器34a〜34d等
が経時変化による劣化や温湿度等による環境特性によっ
てその表面の帯電特性等が不安定になっているのを作像
条件を制御して補正するものである(プロセス制御)。
【0054】この画像安定化プロセスの詳細な説明は、
図1のフローチャートを用いて後述するが、簡単に言え
ば、上記の転写搬送ベルト26上に直接、図4に示すよ
うな8つの階調のドット像(1ドットのトナー像)D31
・D63・D95・D127 ・D159 ・D191 ・D223 ・D
255 を測定用のパターン像として形成し、各ドット像の
主走査方向の寸法(ドット径)を測定し、その結果を基
に、作像条件を補正するものである。ここでは、図3に
示す、後述するルックアップテーブル45a〜45dを
書き換えるようになっている。
【0055】ここで、上記ルックアップテーブル45a
〜45dの機能を説明するために、まず、図2に示した
画像読取部10のCCDラインセンサ17にて読み取ら
れた原稿の画像情報が、画像処理等のデータ処理が施さ
れて、各色のLSU37a〜37dから変調されたレー
ザ光として出力されるまでの処理の流れを説明する。
【0056】図3に示すように、CCDラインセンサ1
7にてライン単位で読み取られたカラー原稿画像の画像
情報は、赤(R)・緑(G)・青(B)の成分に色分解
されたRGB画像信号として、A/D変換器41へと出
力される。このとき、RGB画像信号は、アナログ値で
ある。
【0057】A/D変換器41は、色分解されたRGB
信号をアナログ値から8bitのデジタル信号に変換し
てスキャナ画像処理部42へと送る。スキャナ画像処理
部42は、RGB画像信号に対して種々の演算を施し
て、前述の画像読取部10におけるミラー等の光学系や
CCDラインセンサ17に起因する画像の劣化を補正し
た後、RGB画像信号をRGB→YMCK色変換部43
へと送る。
【0058】RGB→YMCK色変換部43は、RGB
画像信号に対してカラー画像処理を施し、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(B
k又はK)の各色の画像データに変換して、各色毎に設
けられた画像メモリ44a〜44dに書き込む。画像メ
モリ44aがイエローの画像データを、画像メモリ44
bがマゼンタの画像データを、画像メモリ44cがシア
ンの画像データを、画像メモリ44dがブラックの画像
データをそれぞれ格納するようになっている。
【0059】なお、図3には、RGB→YMCK色変換
部43しか記載されていないが、この他、変倍処理等の
他の画像処理を行う画像処理部もこの位置に配置され、
各色の画像メモリ44a〜44dには、画像処理が総て
終了された状態の画像データが格納される。
【0060】各画像メモリ44a〜44dは、例えばダ
イナミックRAMで構成され、各画像メモリ44a〜4
4dに一旦書き込まれたイエロー、マゼンタ、シアン、
及びブラックの各色の画像データは、各画像メモリ44
a〜44dからそれぞれ時間差を持って読み出される。
【0061】ここで、各色の画像データが時間差を持っ
て読み出されるのは、カラー画像処理では、画素単位で
の処理が必要であるから、RGB→YMCK色変換部4
3から出力される各色画像データには時間差は無く、同
時に書き込まれるのに対し、各色の感光体ドラム32a
〜32dは、転写搬送ベルト26上に順に並べられてい
るため、各感光体ドラム32a〜32dに画像を形成す
るタイミングは感光体各32a〜32dの配置ピッチだ
けの時間差が必要となるためである(図2参照)。
【0062】各画像メモリ44a〜44dから時間差を
持って読み出された8bitの各色の画像データは、各
色毎に設けられた前述の各ルックアップテーブル45a
〜45dに入力され、各ルックアップテーブル45a〜
45dにより、次段の色毎に設けられたパルス幅変調器
46a〜46dに適した画像データにそれぞれ変換さ
れ、各パルス幅変調器46a〜46dへと出力される。
各ルックアップテーブル45a〜45dは、例えば高速
なスタティックRAMで構成される。また、ルックアッ
プテーブル45a〜45d及びパルス幅変調器46a〜
46dは、何れもアルファベット順にイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックに対応する。
【0063】各パルス幅変調器46a〜46dは、入力
された8bitの画像データをパルス幅変調して、各L
SU37a〜37dに入力する出力信号のオン時間を制
御する。
【0064】各LSU37a〜37dは、各々対応する
パルス幅変調器46a〜46dより入力されたPWM信
号に応じた時間で、ユニット内部の半導体レーザーから
光を出力し、各感光体ドラム32a〜32dを露光す
る。各LSU37a〜37dには、レーザー光を検知し
てオンするレーザービーム検知センサ49a・49b・
49c・49dがそれぞれ設けられており、レーザー光
が1ラインの走査を行う毎に該センサ49a・49b・
49c・49dにビームが入射し、LSU同期コントロ
ーラ47に1ラインの開始信号が与えられる。
【0065】各パルス幅変調器46a〜46dは、入力
された8bitの画像データに応じて、各LSU37a
〜37dが各感光体ドラム32a〜32dを露光走査す
る際の1画素時間の1/255の時間刻みでオン時間を
制御するため、各感光体ドラム32a〜32d上には、
入力された画像データに応じて階調性を持った静電潜像
が形成される。
【0066】但し、各パルス幅変調器46a〜46d
は、1画素時間を255等分割するため、形成されるト
ナー像の濃度は作像系の特性によって特定のガンマ特性
を持ち、画像データをそのままパルス幅変調しても望む
ガンマ特性は得られない。そのため、各画像メモリ44
a〜44dから読み出された画像データの値をそのまま
パルス幅変調器46a〜46dに入力するのではなく、
実際に形成されるトナー像濃度が所望のガンマ特性とな
るように各パルス幅変調器46a〜46dへの入力値を
補正するために、上記の各ルックアップテーブル45a
〜45dが設けられている。
【0067】そして、前述の如く、本カラーデジタル複
写機では、各ルックアップテーブル45a〜45dの内
容を画像安定化プロセスにより書き換えることで、画像
の安定化を図る。そのため、上記CPU48は、バス5
0を通じて、各ルックアップテーブル45a〜45dに
接続されると共に、また、各画像メモリ44a〜44d
にも接続されており、画像安定化プロセスにあたり上述
した8つの階調のドット像D31・D63・D95・D127
159 ・D191 ・D223 ・D255 (図4参照)が形成さ
れるような画像パターンを書き込むようになっている。
即ち、CPU48は、ドット像形成手段としての機能を
有している。
【0068】さらに、CPU48は、上記したパターン
像読取装置100にもバス50を通じて接続されてお
り、パターン像読取装置100の計測手段としての機能
も担っている。ここで、CPU48とパターン像読取装
置100との接続関係を説明する前に、まず、パターン
像読取装置100の構成を図8(a)(b)を用いて説明
する。
【0069】パターン像読取装置100は、図8(a)
に示すように、読取ユニット(パターン像読取センサ,
第1の光学センサ)2と、この読取ユニット2を主走査
方向に駆動する駆動部(駆動手段)7とから構成されて
いる。このうち、読取ユニット2は、同図(b)にその
内部構造を示すように、筐体内に、半導体レーザー3、
集光用レンズ6、フォトセンサ(受光素子)5、光学系
8、及びAPC(AutoPower Controller :パワー安定
化手段)4を備えている。
【0070】上記半導体レーザー3は、トナー像を読み
取るためのレーザー光を発生するもので、集光用レンズ
6は、この半導体レーザー3からの光を転写搬送ベルト
26上に絞り込むものである。フォトセンサ5は、転写
搬送ベルト26からの反射光を受光してその光量に応じ
た電気信号をCPU48へと出力するもので、光学系8
は、半導体レーザー3から発生したレーザー光を集光用
レンズ6に導く一方、転写搬送ベルト26からの反射光
をフォトセンサ5に導くものである。
【0071】また、APC4は、半導体レーザー3の光
量を常に一定に保つように、半導体レーザー3に流れる
電流を制御するものであり、転写搬送ベルト26からの
反射光量を上記フォトセンサ5でモニターし、光量が一
定レベルに収まったことを判定基準としている。
【0072】なお、ここでは、APC4を読取ユニット
2の筐体内に設けた構成としたが、例えば上記半導体レ
ーザー3にAPC用として一体にフォトセンサ等を設け
ておき、該フォトセンサからの光量を、上記のCPU4
8にてモニターするような構造とすることもできる。
【0073】一方、読取ユニット2を駆動する駆動部7
は、同図(a)に示すように、読取ユニット2と一体に
取り付けられたコイル部7aと、主走査方向に軸方向を
有する案内軸7bとからなる。コイル部7a内には、駆
動コイル7c(図8(a)では図示せず)が備えられて
おり、駆動コイル7cに流れる電流にて発生する磁力に
よってコイル部7aを案内軸7bに沿って移動させ、ひ
いては読取ユニット2を案内軸7bに沿って移動させる
ようになっている。
【0074】そして、図3に示すように、上記CPU4
8は、バス50を通じて上記パターン像読取装置100
における半導体レーザー3に、前述のI/O54を介し
て接続されており、半導体レーザー3のオン/オフを制
御する。また、CPU48はフォトセンサ5にA/D変
換器58を介して接続されており、フォトセンサ5の受
光光量に応じた電気信号をデジタル値で読み取るように
なっている。さらに、CPU48は、駆動部7の駆動コ
イル7cへの電流量を制御するD/A変換器59にも接
続されており、これによって、読取ユニット2の移動量
を制御するようになっている。
【0075】このような構成により、このパターン像読
取装置100は、CPU48の制御下、主走査方向に移
動しながら、半導体レーザー3のレーザー光を集光用レ
ンズ6にて絞り込んで転写搬送ベルト26の表面に照射
し、その反射光をフォトセンサ5にて受光することで、
転写搬送ベルト26の表面に形成されたトナー像の主走
査方向の大きさを、ミクロンオーダで計測できるように
なっている。
【0076】また、上記CPU48はI/O54を介し
て、可変高圧電源56にも接続されている。上記の可変
高圧電源56は、各感光体ドラム32a〜32d毎の現
像器34a〜34dに電圧を印加するものである。した
がって、CPU48は、現像特性を変化させることによ
って、形成されるトナー像の濃度や線幅を変化させるこ
とも可能となっている。
【0077】次に、本カラーデジタル複写機における、
画像安定化プロセスを、図1のフローチャートを参照し
ながら、図2ないし図6、図8を用いて詳細に説明す
る。
【0078】ここでは、測定用の画像パターンとして、
図4に示すような、階調数『31』,『63』,『9
5』,『127』,『159』,『191』,『22
3』,『255』の8つの階調のドット像D31・D63
95・D127 ・D159 ・D191 ・D223 ・D255 を副走
査方向に並設して形成し、これらのドット像D(階調は
任意)の主走査方向の寸法であるドット径を、上述した
パターン像読取装置100にて読み取り、その結果に応
じて各ルックアップテーブル45a〜45dの内容を書
き換える。但し、図4に示すドット像D31・D63・D95
・D127 ・D159 ・D191 ・D223 ・D255 の形(主走
査方向の寸法)は、ガンマ特性が補正された理想的なも
のを表し、また、左側に階調数と一緒に示す画像パター
ンは、画素イメージを表現したものである。
【0079】また、本カラーデジタル複写機において
は、転写搬送ベルト26の回転速度は100mm/sに
設定され、解像度は400dpi(ドット/インチ)で
あるので、400dpiの1ドットの大きさを有するド
ット像Dが、読取ユニット2の対向位置を通過するのに
要する時間は、約635μsである。
【0080】したがって、本カラーデジタル複写機で
は、読取ユニット2がドット像Dを斜め読みすることの
影響を低減するために、1ドット分の距離を約100μ
sで主走査方向に移動するように、読取ユニット2を6
35mm/sの速度で移動させるようになっている。
【0081】また、読取ユニット2が主走査方向に移動
する距離であるが、解像度は400dpiであるが、実
際にはベタ画像形成時のためにレーザー光のビーム径は
400dpiの1ドットよりも大きく広がっており、形
成されるドット像Dの最大径は80μm程度まで大きく
成り得る。したがって、ここでは、読取ユニット2を速
度635mm/sで100μm移動させる間に、10ポ
イントで反射光量を読み取るようにしている。
【0082】そのため、後述するS13では、速度63
5mm/sで10μmを移動するのに要する時間である
16μsを上記タイマー52に設定し、16μs毎に、
割込信号を発生させ、CPU48は、割込信号が発生さ
れる毎に、フォトセンサ5からの出力値を読み取り、合
計10ポイントで反射光量の計測を行うようになってい
る。また、このとき、割込信号が発生される16μs毎
にD/A変換器59への設定値dを10ずつ上げて、読
取ユニット2を主走査方向に定速635mm/sで移動
させるようになっている。
【0083】以下、CPU48を動作中心として、順を
追って説明する。画像安定化プロセスの開始に当たり、
まず、RGB→YMCK色変換部43等の画像処理部に
関する回路を停止する(S1)。
【0084】次に、図4に示す8つの階調のドット像D
31・D63・D95・D127 ・D159 ・D191 ・D223 ・D
255 からなる測定用のパターン像を書き込むための画像
パターンを各色の画像メモリ44a〜44dに直接書き
込む(S2)。
【0085】また、S2における各画像メモリ44a〜
44dへの画像パターンの書き込みと共に、各色のルッ
クアップテーブル45a〜45dを、入出力が1対1の
関係、即ち、各画像メモリ44a〜44dからの入力値
がそのまま各パルス幅変調器46a〜46dへ出力され
るように設定する(S3)。
【0086】続いて、パターン像読取装置100を構成
する読取ユニット2の半導体レーザー3を点灯し、AP
C4により、自動パワー制御を開始する(S4)。その
後、半導体レーザー3の安定を確認すると(S5)、読
取ユニット2を基準位置に戻すために、D/A変換器5
9への設定値記憶エリアdに『0』を設定する(S
6)。この設定値記憶エリアdは、RAM53に設けら
れている。実際のD/A変換器59への値設定は、後述
するS11で実施する。
【0087】続いて、作像系を駆動開始し(S7)、ま
ず、ブラックの画像メモリ44dから測定用のパターン
像の画像データを読み出し、感光体ドラム32dへの露
光を実行し、感光体ドラム32d上に静電潜像を形成す
る(S8)。次いで、感光体ドラム32d上に形成され
た静電潜像を現像して上述の8つのドット像D31・D63
・D95・D127 ・D159 ・D191 ・D223 ・D255 を形
成し、これを転写搬送ベルト26上に転写する(S1
0)。なお、通常の複写動作では、現像されたトナー像
は転写搬送ベルト26上の用紙Pに転写されるが、作像
系の特性を補正するための本動作では、転写搬送ベルト
26上に直接、ドット像D(階調は任意)を転写して、
ドット像Dの読み取りを行う。
【0088】また、S8における露光開始と共に、タイ
マー52に、レーザー露光位置から読取ユニット2の位
置までの像移動時間、つまり、8つのドット像のうちの
第1番目のドット像D31が読取ユニット2の読取位置ま
で到達するのに要する時間を設定する(S9)。これに
より、第1番目のドット像D31が読取ユニット2の対向
位置まで搬送されたタイミングで、割込信号が発生する
ようになる。
【0089】次に、S6にて設定した設定値記憶エリア
dの値である『d=0』を、D/A変換器59に設定す
る(S11)。これにて、読取ユニット2は、読み取り
開始位置に戻る。ここで言う読み取り開始位置とは、図
4に破線にて示す位置であり、ドット像Dの出発端より
もやや主走査方向の矢尻側である。
【0090】その後、割込信号を検出すると(S1
2)、タイマー52に次回の読取タイミングである『1
6μs』を設定すると共に(S13)、読取ユニット2
のフォトセンサ5の出力を変換するA/D変換器58の
値を読み取り、RAM53に格納する(S14)。
【0091】同時に、設定値記憶エリアdの値を『d=
d+10』とし(S15)、続いて『d=100』かど
うかを判定し(S16)、『d=100』でない場合
は、S11に戻って、S15の設定したdの値を、D/
A変換器59に設定し、S11〜S16までの処理を繰
り返す。
【0092】S12にて始めて割込信号を検出して読取
ユニット2の駆動を開始するのは、S9でタイマー52
に設定した時間経過したとき、即ち、第1番目のドット
像D31が、読取ユニット2の対向位置に到達したときで
あり、このとき、読取ユニット2のフォトセンサ5の出
力の第1回目の読み取りを行う。そして、読み取りと同
時に、S15→S16→S11にて、読取ユニット2を
主走査方向へ移動させる。
【0093】そして、S11〜S16を繰り返す間に、
読取ユニット2を100μm、速度635mm/sで移
動させ、約10μmの移動毎に、フォトセンサ5の出力
値を読み取り、10ポイントでデータを読み取りRAM
53に格納する。
【0094】その後、10ポイントでの読み取りが終了
し、S16にて『d=100』を検出すると、S17に
移行し、RAM53に格納された10個のデータから、
第1番目のドット像D31のドット径を求め、この値をR
AM53に色(ここではブラック)と階調数(ここでは
31)に対応付けて格納する(S17)。
【0095】読取ユニット2によって得られた10ポイ
ントの読み取り値である反射光量(トナー像濃度値)
は、一般には読み取り時のノイズやトナー飛散等によっ
てきれいな分布とはならない。そこで、ここでは、図5
に示すように、読み取り値の最大値を1.0とし、その
1/10に相当する横線と、各点を結んだ直線とが交わ
るポイントP1 ・P2を求め、その間の距離をドット径
としている。
【0096】こうして第1のドット像D31の径が求まる
と、続いて、転写搬送ベルト26上に形成された第2〜
第8番目のドット像D63・D95・D127 ・D159 ・D
191 ・D223 ・D255 の径を、同様にして求める。
【0097】つまり、全ドット像Dについてドット径の
測定が終了したかどうかを判定し(S18)、全ドット
像Dについて終了していないと判定した場合は、S19
に移行し、タイマー52に、ドット像間の距離相当の時
間、つまり、次のドット像D(ここではD63)が読取ユ
ニット2の読取位置まで到達するのに要する時間を設定
する。これにより、次のドット像Dが読取ユニット2に
よる読み取りが可能な対向位置まで搬送されたタイミン
グで、割込信号が発生するようになる。
【0098】続いて、読取ユニット2を読み取り開始位
置に戻すために、D/A変換器59への設定値記憶エリ
アdに『0』を設定し(S20)、S11に戻り、『d
=0』をD/A変換器59に設定する。これにて、読取
ユニット2は、読み取り開始位置に戻る。その後、S1
8にて全ドット像Dについて、ドット径の測定が終了し
たと判定するまで、S19→S20→S11〜S18を
繰り返す。
【0099】そして、S18にて全ドット像Dについて
測定が終了したことを検出すると、残りの色である、シ
アン、マゼンタ、イエローについても、この色順に、同
様にして測定用のパターン像を形成して、全ドット像D
についてそのドット径を測定して求める。
【0100】つまり、イエロー、マゼンタ、シアン、及
びブラックの4色について、8つのドット像Dのドット
径の測定が終了したかどうかを判定し(S21)、終了
していないと判定した場合は、S6に戻り、次の色(こ
こではシアン)について、S6〜S21までの処理を繰
り返す。
【0101】そして、S21にて全色についてドット像
のドット径の測定が終了したと判定すると、各色のルッ
クアップテーブル45a〜45dヘの設定値を次のよう
にして求め(S22)、各色のルックアップテーブル4
5a〜45dを設定する(S23)。これにて、画像安
定化プロセスが終了する。
【0102】S2にて、画像メモリ44a〜44dに展
開される測定用のパターン像の画像パターンは、図4に
示されるようにすべて1ドットの大きさであるが、それ
ぞれに画像濃度値が変えてあり、パルス幅変調によって
レーザ点灯時間が変化し、その結果形成されるドット像
31・D63・D95・D127 ・D159 ・D191 ・D223
255 の主走査方向のドット径が変化する。
【0103】ここでは、8bitの画像濃度の可変範
囲、すなわち0〜255の255階調に対して、『3
1』,『63』,『95』,『127』,『159』,
『191』,『223』,『255』の8階調に対して
ドット径の測定を各色毎に実施する。この測定よって、
図6の右半分に示すような、各色毎に、各パルス幅変調
器46a〜46dの入力値と主走査方向のドット径との
関係が得られる。
【0104】通常、パルス幅変調器46a〜46dの入
力値と得られるドット径との関係は、ある色を例示して
示すと、図6の右半分に示すような関係であり、理想的
な関係にはなっていない。このため、パルス幅変調器4
6の入力値と最終的に得られる画像濃度との関係も理想
的にはならない。
【0105】そこで、上記CPU48は、測定されたデ
ータから画像データに対してリニアなドット径が得られ
るように、ルックアップテーブル45の内容を変更す
る。すなわち、図6の左半分に示されるように、0〜2
55のルックアップテーブル45への入力値を想定し、
これに対してドット径が0〜70μmとなるように、直
線75を想定する。そして、この直線75に対して、実
際に得られた図6右半分の特性76を照らし合わせ、必
要なドット径に対するパルス幅変調器46への入力値を
求める。
【0106】具体的に説明すると、例えば、ルックアッ
プテーブル45の入力値『127』に対してはパルス幅
変調器46の入力値として『115』が、またルックア
ップテーブル45の入力値『255』に対してはパルス
幅変調器46の入力値として『182』がそれぞれ得ら
れる。この処理によって、画像データに対して常に最適
なドット径が得られ、よって最適な画像濃度が得られる
こととなる。
【0107】尚、ここでは画像データに対するドット径
の理想的な大きさを直線としたが、作像系の種々の特性
を考慮した曲線でもよい。また、このような画像安定化
プロセスを実施するタイミングは、複写機本体の電源が
投入された時や、一定時間の放置状態の後の画像形成プ
ロセス開始時に行えばよい。
【0108】以上のように、本実施の形態のカラーデジ
タル複写機では、転写搬送ベルト26上に形成された測
定用のパターン像を読み取るパターン像読取装置100
は、半導体レーザー3、集光用レンズ6、及び反射光量
を読み取るフォトセンサ5を少なくとも備えた読取ユニ
ット2と、この読取ユニット2を主走査方向に移動させ
る移動部7とからなり、CPU48の制御下、主走査方
向に移動しながら、転写搬送ベルト26の表面に形成さ
れたトナー像の主走査方向の大きさを、ミクロンオーダ
で計測できるものである。そして、このパターン像読取
装置100を用いて、8つの階調のドット像(1ドット
のトナー像)D31・D63・D95・D127・D159 ・D
191 ・D223 ・D255 を形成し、各ドット像の主走査方
向のドット径を測定し、その結果を基に、作像条件を補
正する。
【0109】このような構成により、書込み光の照射時
間を変更して基本画素の大きさを変化させて多階調表示
を行う本カラーデジタル複写機の場合、効果的に作像条
件を制御することが可能となり、効果的にプロセス制御
が実施され、良質の画像を得ることができる。
【0110】なお、本カラーデジタル複写機では、ドッ
ト径の測定結果を基に、各ルックアップテーブル45a
〜45dの内容だけを変更するものであるが、例えば以
下に述べるように、各現像器34a〜34dへの印加電
圧を変えるような処理を併用してもよい。
【0111】一般に、デジタル複写機等では、あらかじ
め所定電位に帯電された感光体が露光され、電位が低下
した部分に対して、現像器へ印加される電圧との差でト
ナーが感光体に付着する。また、露光に使用されるレー
ザービームの光量分布は一般的にガウス分布をしてお
り、形成される静電潜像はドット周辺から中心に向って
電位が低下する形となる。したがって、現像器への印加
電圧が変われば、形成されるトナー像のドット径も変化
する。
【0112】図6では、パルス幅変調器46への入力値
が『180』程度でドット径が70μmに達しており、
『180』以上の入力値は使用されないことになる。そ
こで、現像器34への印加電圧を低下させれば、パルス
幅変調器46への入力値に対して形成されるドット径が
全体的に小さくなり、『180』以上の入力値に対して
も70μm以下のドット径となる。
【0113】図7は、現像器34への印加電圧を下げた
場合に、図6の特性76がどのように変化するかを示し
たもので、先述のルックアップテーブル45の内容変更
と共に、このような処理を施してもよい。
【0114】また、上記のパターン像読取装置100で
は、読取ユニット2を移動する構成としたが、読取ユニ
ット2を固定し、読み取られるパターンを移動させるこ
とでも、同様の10μmオーダのパターンの寸法を計測
することができる。
【0115】さらに、パターンの寸法だけでなく、読取
ユニット2或いはパターンを移動させながら、読取ユニ
ット2による読み取りを行うことで、基準位置からの移
動方向の距離を、上記と同様の手法で計測することもで
きる。
【0116】例えば、カラー複写機のように各色のトナ
ー像を重ね合わせてカラー画像を形成する場合、重畳す
べき各トナー像が予定した位置よりずれて形成される
と、色ズレが起こる。
【0117】そこで、従来より、例えばイエロー、マゼ
ンタ、シアン、及びブラックについてライン状の測定用
パターン像をそれぞれ転写搬送ベルト26上に形成し、
これらの各ラインが予定した間隔で並設されているかど
うかを、それらの相互間の距離を計測することで判定
し、位置ズレを補正するように露光タイミング等を制御
する画像形成プロセスが実施されているが、このような
補正においても、本発明に係る上記したパターン像読取
装置100を用いることで、相互間の距離を精度良く検
出して正確な位置ズレ量を算定できるので、より効果的
なプロセス制御が実施でき、色ズレのない良好な画像を
得ることができる。
【0118】つまり、上記したパターン像読取装置は、
画像形成装置に備えられる、感光体や転写ベルト等の像
担持体上に形成されたパターン像を読み取り、該パター
ン像の寸法或いは位置を求めるパターン像読取装置であ
って、上記像担持体に対して光を発する半導体レーザ
ー、該半導体レーザーからの光を上記の像担持体上に集
光させるレンズ、及び上記像担持体からの反射光を受光
して受光量に応じた電気信号を出力する受光素子からな
るパターン像読取センサと、該パターン像読取センサと
上記の像担持体との相対的な位置変化に伴う受光素子出
力の変化に基づいて、位置変化方向のパターン像の大き
さ或いは位置を求める計測手段(上記制御手段)とを備
えた構成であり、計測手段が、パターン像読取センサと
上記の像担持体との相対的な位置変化に伴う受光素子出
力の変化に基づいて、位置変化方向のパターン像の大き
さ或いは位置を求めるようになっている。
【0119】上記のパターン像読取センサは、半導体レ
ーザーからのレーザー光をレンズにて絞りこんで像担持
体上に照射し、その反射光を受光素子にて受光して、受
光量に応じた電気信号を出力する構成であるので、その
読み取り領域は、従来の反射型センサよりも十分に小さ
く、パターン像読取センサを像担持体に対して移動させ
る、或いは反対に像担持体をパターン像読取センサに対
して移動させ、その間のパターン像読取センサの出力を
モニターすることで、その出力変化から、位置変化方向
のパターン像の大きさ、或いは、パターン像の位置を求
めることができる。
【0120】このようなパターン像読取装置によれば、
数百dpiの解像度を持つデジタル複写機やプリンタの
基本画素の大小を検出することが可能となるので、基本
画素の大きさを変更して階調性を付与する画像形成装置
の画像を安定化するためのプロセス制御等に用いること
で、効果的なプロセス制御が実施できる。
【0121】〔実施の形態2〕 本発明の第2の実施の形態について図9ないし図12に
基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便
宜上、前記の実施の形態にて示した部材と同一の機能を
有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略
する。
【0122】前述した実施の形態1のパターン読取装置
100のように、読取ユニット2の出力サンプリングを
一定時間毎に行い、そのサンプリング結果と、一定時間
毎に読取ユニット2が移動した距離とから、ドット像D
の寸法を求める場合、読取ユニット2の移動速度にむら
があれば、一定時間毎の移動距離が不正確なものとな
り、正確なドット像Dの寸法を求めることができない。
そのため、駆動部7には、高い能力が要求され、必然的
にコストアップが伴う。
【0123】そこで、本実施の形態では、移動中の読取
ユニット2の位置を検出し、その検出結果を基に、CP
U48が読取ユニット2の出力をサンプリングするタイ
ミングを制御し、たとえ駆動部7の能力が低く、読取ユ
ニット2の移動速度にむらがあっても、サンプリング
(読み取り)位置の正確な認識により、ドット像の寸法
を正確に求められるような構成となっている。
【0124】図9は、本実施の形態の画像形成装置とし
てのカラーデジタル複写機に備えられた、パターン像読
取装置101の構成を示すブロック図である。なお、パ
ターン像読取装置101の構成が異なるのみで、その他
の構成は前述の実施の形態1のカラーデジタル複写機と
ほぼ同じである。
【0125】パターン像読取装置101は、前述の図8
のパターン像読取装置100に対して、白黒の縞パター
ンを備えた位置基準板(位置基準パターン)66が備え
られると共に、読取ユニット61内に、この位置基準板
66の縞パターンを読み取るための半導体レーザー6
3、集光用レンズ64、及びフォトセンサ65が追加さ
れ、さらに、半導体レーザー63の光量を制御するAP
C62が新たに設けられた構成である。以下、転写搬送
ベルト26上に形成された測定用のパターン像を読み取
るための半導体レーザー3やフォトセンサ5等の部材と
区別するために、測定用のパターン像読み取り用を第1
の読取部と称し、位置基準板66の縞パターンを読み取
るための半導体レーザー63やフォトセンサ65等につ
いては、第2の読取部と称する。本発明の位置検出手段
は、上記の基準位置板66と第2の読取部とから構成さ
れている。
【0126】上記の位置基準板66は、転写搬送ベルト
26上に形成される測定用のパターン像の形成位置に対
応して配設されている。そして、位置基準板66の縞パ
ターンは、実施の形態1での読取間隔に合わせて、白色
領域と黒色領域の各幅が10μmとなっている。
【0127】また、上記読取ユニット61の主走査方向
への移動は、前述の読取ユニット2と同様に、駆動コイ
ル7cを備えた駆動部7によって駆動され、このとき同
時に、第2の読取部にて、位置基準板66の縞パターン
が読み取られ、フォトセンサ65から出力される反射光
量に応じた信号は、A/D変換器67に入力される。A
/D変換器67は前述のA/D変換器58と同様に、C
PU48にバス50を通して接続されており(図3参
照)、これにて、CPU48は、位置基準板66の縞パ
ターンを読み取れるようになっている。
【0128】本カラーデジタル複写機における、画像安
定化プロセスを、CPU48を動作中心として、図11
及び図12のフローチャートを参照しながら、図9及び
図10を用いて説明する。
【0129】画像安定化プロセスの開始にあたり、まず
は、S31〜S42までの処理を行う。S31〜S42
までの処理は、図1のフローチャートにおけるS1〜S
12までの処理と同じであり、これにより、第1のドッ
トであるD31(図4参照)が、読取ユニット61の第1
の読取部の対向位置に到達した時点で、割込信号が発生
する。
【0130】割込信号の発生を検出すると(S42)、
位置基準板66を基にして、測定ポイントをカウントす
るための読み取り回数確認用記憶エリアEを0に初期化
する(S43)。読み取り回数確認用記憶エリアEは、
RAM53に設けられている。
【0131】続いて、読取ユニット61における第2の
読取部により位置基準板66を現在読んでいる状態が、
縞パターンの白色領域であるか黒色領域であるかを、第
2の読取部のフォトセンサ65の出力が入力されている
A/D変換器67の値が、『127(8bitの半
分)』以下がどうかで判定する(S44)。
【0132】S44で、A/D変換器67の値が『12
8』以上、即ち現在読んでいる部分が白色領域であれ
ば、S47にてA/D変換器67の値が『127』以
下、すなわち黒色領域に到達したと判定されるまで、D
/A変換器59への設定値dを上げていき、駆動コイル
7cへの通電量を上げる(S45・S46)。S45〜
S47を繰り返し実施してD/A変換器59への設定値
を上げることで、読取ユニット61は少しずつ移動し、
位置基準板66の縞パターンの白色領域と黒色領域の境
界ヘ到達する。
【0133】一方、S44で、A/D変換器67の値が
『127』以下、すなわち黒色領域であれば、S50に
てA/D変換器67の値が『128』以上、すなわち白
色領域に到達したと判定されるまで、D/A変換器59
への設定値を上げる(S48・S49)。S48〜S5
0を繰り返し実施してD/A変換器59への設定値を上
げることで、読取ユニット61は少しずつ移動し、位置
基準板66の縞パターンの白色領域と黒色領域の境界ヘ
到達する。
【0134】こうして、位置基準板66の縞パターンに
おける白色領域と黒色領域との境界を検出すると、転写
搬送ベルト26上の第1番目のドット像D31を読み取っ
ている第1の読取部のフォトセンサ5に接続されたA/
D変換器58の値を読み取り、RAM53に格納する
(S51)。
【0135】次いで、読み取り回数確認用記憶エリアE
の値をカウントアップし(S52)その後、10回の読
み取りが終了して、S53にて『E=10』と判定され
るまで、S44〜S53の処理を繰り返す。これにて、
10ポイントでの読み取りが行われる。
【0136】S53にて『E=10』と判定されると、
S54に移行して、前述の図1のフローチャートのS1
7〜S23と同じ処理であるS54〜S60を行って、
各ルックアップテーブル45a〜45dヘの設定値を変
更する。
【0137】但し、ここでは、S55にて全ドット像D
のドット径の計測が終了していないと判定した場合は、
S56に移行して、タイマー52に、ドット像間の距離
相当の時間、つまり、次のドット像D(ここではD63
が読取ユニット61の第1の読取部の読取位置まで到達
するのに要する時間を設定し、読取ユニット61を読み
取り開始位置に戻すために、D/A変換器59への設定
値記憶エリアdに『0』を設定した後(S57)、S4
1に戻る。そして、その後、S55にて全ドット像Dに
ついて、ドット径の測定が終了したと判定するまで、S
56→S57→S41〜S55を繰り返す。
【0138】また、ここでは、S58にて全色について
ドット像Dの計測が終了していないと判定した場合は、
S36に移行して、S36〜S58までの処理を繰り返
し行う。
【0139】以上のように、本実施の形態のカラーデジ
タル複写機では、位置基準板66を配設し、この位置基
準板66を、第1の読取部と一体に読取ユニット61内
に取り付けた第2の読取部にて読み取りながら、測定用
のパターン像の読み取りを実施するため、実施の形態1
のカラーデジタル複写機に比べて、パターン像読取装置
101の駆動部7の駆動コイル7cの精度が低くても正
確な読み取り結果が得られるといった利点がある。
【0140】つまり、パターン像読取センサが移動する
場合、パターン像読取センサからの出力のサンプリング
を一定時間毎に行い、そのサンプリング結果と、一定時
間毎にパターン像読取センサが移動した距離とから、た
とえばパターン像の寸法を求めることができるが、その
場合、パターン像読取センサの移動速度にむらがあれ
ば、一定時間毎の移動距離が不正確なものとなり、正確
なパターン像の寸法や位置を求めることができない。
【0141】ここでは、パターン像読取センサを所定の
方向に移動させる駆動手段と、移動中の上記パターン像
読取センサの位置を検出する位置検出手段と、該位置検
出手段の検出結果を基に、受光素子の出力を計測手段が
サンプリングするタイミングを制御する制御手段とをさ
らに備えることで、上記のように、位置検出手段にて移
動中の上記パターン像読取センサの位置を検出し、その
検出結果を基に、制御手段がパターン像読取センサの出
力をサンプリングするタイミングを制御するようになっ
ているので、パターン像読取センサの移動速度にむらが
あっても、サンプリング(読み取り)位置は正確に認識
できるので、パターン像の寸法や位置を正確に求めるこ
とができる。
【0142】位置検出手段の構成の一例としては、ここ
で述べたように、上記像担持体上のパターン像形成位置
に対応して配置された位置基準パターンと、該位置基準
パターンに対して光を発する半導体レーザー、該半導体
レーザーからの光を上記の位置基準パターン上に集光さ
せるレンズ、及び上記位置基準パターンからの反射光を
受光して受光量に応じた電気信号を出力する受光素子を
備え、上記のパターン像読取センサと一体的に移動する
位置基準パターン読取センサとからなる構成とできる。
【0143】これによれば、像担持体上のパターン像形
成位置に対応して配置された位置基準パターンを、パタ
ーン像読取センサと同様の構成を有し、同一に駆動され
る位 置基準パターン読取センサにて読み取ることで、パ
ターン像読取センサの位置を確実に把握できる。
【0144】〔実施の形態3〕 本発明の第3の実施の形態について図13ないし図16
に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の
便宜上、前記の実施の形態にて示した部材と同一の機能
を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省
略する。
【0145】静電潜像を書き込む光としては通常レーザ
ー光が使用されるが、レーザー光はスポットが楕円形の
ために、形成されるドット像も楕円形に近い形となって
しまう。そのため、主走査方向に読取ユニット2を移動
させながら測定用のドット像Dの大きさを読み取るに
は、形成されたドット像Dの中心部分を読み取るように
読取ユニット2を移動する必要がある。
【0146】しかしながら、読取ユニット2の取り付け
位置とドット像Dを形成する画像形成位置との距離には
ばらつきがあるために、画像パターンの書き込みから一
定の時間で読取ユニット2を駆動しても、必ずしも最適
なタイミングで読取ユニット2がドット像Dの上を通過
するとは限らず、ドット像Dの中心から副走査方向に離
れた位置を読み取った場合には、本来のドット径よりも
小さな値が得られてしまい、正確な補正ができなくな
る。
【0147】また、これを避けるために副走査方向に伸
びる直線を形成し、この線幅を読み取る方法も考えられ
る。しかし、副走査方向に直線を形成した場合には、書
込み光が点灯するタイミングはジッタを含んでおり、読
取ユニット2がジッタによる線の痩せ細りまで検出する
可能性がある。
【0148】そこで、本実施の形態では、ドット像Dを
形成する際、読取ユニット2によるドット像Dの読み取
り開始のタイミングを決定するためのタイミング用パタ
ーン像も併せて形成し、読取ユニット2によるこのタイ
ミング用パターン像の検出結果を基に、読取ユニット2
を移動させる移動開始タイミングをCPU48にて制御
する構成としている。以下に詳述する。
【0149】本実施の形態のカラーデジタル複写機は、
前述の実施の形態1と同じパターン像読取装置100を
備えており、異なるのは、ROM51に格納されている
画像安定化プロセスの制御プログラムであり、より詳細
に言えば、パターン像読取装置100を用いたドット像
の径を計測する手順が異なる。
【0150】ここでは、図13に示すような測定用のパ
ターン像を転写搬送ベルト26上に形成するようになっ
ている。即ち、ドット径を測定するための8つのドット
像D31・D63・D95・D127 ・D159 ・D191 ・D223
・D255 の各々に先だって、主走査方向に延びる8本の
直線パターン像(タイミング用パターン像)P2 が、パ
ターン像読取装置100の読取ユニット2で検出される
ように配置されている。そしてさらに、第1のドット像
31及びその直線パターン像P2 に先だって、副走査方
向に延びる矩形のベタパターン像(タイミング用パター
ン像)P1 が配置されている。
【0151】上記の測定用のドット像D31・D63・D95
・D127 ・D159 ・D191 ・D223・D255 の構成は、
実施の形態1にて図4に示したものと同じである。矩形
のベタパターン像P1 は副走査方向に20mmの長さを
有している。
【0152】図14に、第1のドット像D31を例に挙げ
て、ドット像D31、直線パターン像P2 、及び矩形のベ
タパターン像P1 の位置関係を示す。図14に示すよう
に、主走査方向の直線パターン像P2 の中心と、それに
続く第1のドット像D31との位置関係は、副走査方向に
一定の距離L3 を有している。また、矩形のベタパター
ン像P1 の右側エッジ60とドット像D31の中心も主走
査方向に一定の距離L1 を有している。
【0153】本カラーデジタル複写機における、画像安
定化プロセスを、図15及び図16のフローチャートを
参照しながら、図13及び図14を用いて説明する。
【0154】画像安定化プロセスの開始にあたり、S7
1〜S75の処理を行う。但し、S71〜S75の処理
は、図1のフローチャートにおけるS1〜S5までの処
理と同じである。
【0155】そして、S75にて、読取ユニット2の半
導体レーザー3の安定が確認されると、読取ユニット2
を読み取り開始位置に戻すために、D/A変換器59に
『d=0』を設定し、読取ユニット2を読み取り開始位
置に移動させる(S76・S77)。但し、ここでの読
み取り開始位置は、実施の形態1にて説明した読み取り
開始位置とは異なり、図13に示した矩形パターンP2
の右側エッジ60よりも更に右側となるように設定され
た位置であり、常に非トナー像形成域となる。以下、
『d=0』とされた時の読み取り開始位置をゼロ位置と
呼び、後述するドット像Dの10ポイントでの測定を開
始する位置を読み取り開始位置と呼ぶ。
【0156】次いで、前述の図1のフローチャートにお
けるS7〜S10と同じS78〜S82の処理行う。但
し、S80でタイマー52に設定するタイマー値は、図
1のフローチャートのS9で設定されるタイマー値より
も200ms短くなっている。
【0157】これは、図13に示した矩形のベタパター
ン像P1 が、副走査方向に20mmの長さを持ってお
り、矩形のベタパターン像P1 の後端部61とドット像
31との距離は20mmに比べて短いこと、及び転写搬
送ベルト26が100mm/sで回転駆動されることか
ら決定されている。
【0158】これによって、S82で検出される初めの
割込信号の発生タイミングは、矩形のベタパターン像P
1 の先端部64が読取ユニット2の対向位置を通過した
直後となる。
【0159】S82にて割込信号を検出すると、D/A
変換器59への設置値dを次第に上げていく(S83・
S84)。そして、S85にて、読取ユニット2におけ
るフォトセンサ5が接続されたA/D変換器58の値が
『127』以下、すなわち矩形のベタパターン像P1
よって、転写搬送ベルト26からの反射光が散乱され、
反射光が低下したことを検出すると、この位置を矩形の
ベタパターン像P1 の右側エッジ60の位置とし、この
位置に読取ユニット2を戻すための値d’をRAM53
に記憶する(S86)。この位置が、読み取り開始位置
となる。
【0160】そして、この位置で、再度、A/D変換器
58の値が『127』より大きくなり、矩形のベタパタ
ーン像P1 が無くなったと判定すると(S87)、続い
て第1のドット像D31に付随して作成された直線パター
ン像P2 の先端62を検出し(S88)、タイマー52
を0からフリーランカウンタとしてスタートさせる(S
89)。
【0161】続いて、直線パターン像P2 の後端63を
検出した時点で(S90)、タイマー52の値を読み出
し、図14で示される距離相当の時間をタイマー52に
設定する(S91)。
【0162】つまり、図14に示される直線パターン像
2 の中心と、ドット像D31の中心との距離は予め決ま
っているが、直線パターン像P2 の幅はその時の作像条
件などで変化するため、直線パターン像P2 の先端62
と後端63を検出することでその幅を求め、直線パター
ン像P2 とドット像Dとの中心間距離L3 からタイマー
52の値の1/2を差し引くことで、実際にドット像D
31の中心が読取ユニット2の対向位置を通過する時間が
正確に判明する。
【0163】ただし、読み取りには若干の時間がかかる
ので、予め求めた必要読み取り時間(実施の形態1では
100μs)を考慮に入れてタイマー52に、図14の
4に相当する時間を設定する。
【0164】また、S91にてタイマー52に値を設定
すると共に、読み取り回数確認用記憶エリアGを0に初
期化し(S92)、割込信号の発生と共にドット像D31
の読み取りを開始し、実施の形態1と同様に16μs毎
に割り込みをかけてドット径を読み取る(S93〜S9
9)。
【0165】即ち、駆動コイル7cを実施の形態1と同
様に10ステップずつ移動させ(S96・S97)、ま
た、10ポイントでの読み取りを行うために、回数記憶
用記憶エリアGを順次増加させ(S98)、10ポイン
トでの読み取りを行う。
【0166】その後、S99にて『G=10』と判定さ
れると、S100に移行して、前述の図1のフローチャ
ートのS17と同じ処理を行って、ドット径を求めて、
RAM53に格納する。
【0167】その後、S101にて、全ドット像Dのド
ット径の計測が終了したかどうかを判定し、終了してい
ないと判定した場合は、S102に移行して、設定値記
憶エリアdに、前述のS86で格納した値『d‘』を設
定し、D/A変換器59にこれを設定する(S10
3)。これにて、読取ユニット2は、再び、矩形のベタ
パターン像P1 の右側エッジ60の位置である読み取り
開始位置に復帰する。
【0168】そして、S101にて、全ドット像Dのド
ット径の計測が終了したと判定されるまで、S102→
S103→S17〜S101までの処理を繰り返し行
う。
【0169】その後、S101にて、全ドット像Dのド
ット径の計測が終了したと判定されると、S104に移
行し、前述した図1のフローチャートにおけるS21〜
S23と同じ処理であるS104〜S106を行って、
ルックアップテーブル45a〜45dヘの設定値を変更
する。
【0170】但し、ここでは、S104にて全色につい
てドット径の測定が終了していないと判定した場合は、
S76に戻り、S76〜S104までの処理を繰り返し
行う。
【0171】本実施の形態によれば、予め矩形のベタパ
ターン像P1 の右側エッジ60を使用して読取ユニット
2の主走査方向の位置を正確にドット像Dに合わせ、ま
た、副走査方向の位置を、ドット像Dに先んじて形成し
た直線パターン像P2 の両縁62・63を用いて合わせ
ているので、カラーデジタル複写機の各部品の取り付け
ばらつき等による影響を考慮しての調整等を行うことな
く、正確にドット像Dの中心部を読み取ることができ
る。
【0172】つまり、上記構成では、ドット像形成手段
が、感光体上にドット像を形成する際、光学センサによ
るドット像の読み取り開始のタイミングを決定するため
のタイミング用パターン像も併せて形成し、光学センサ
によるこのタイミング用パターン像の検出結果を基に、
光学センサを移動させる移動開始タイミングを制御する
制御手段を備えているので、光学センサを、読み取り開
始に先立って正確に読み取り開始位置へと移動させられ
る。したがって、画像形成装置の各部品の取り付けばら
つき等による影響を考慮しての調整等を行うことなく、
正確にドット像の寸法を読み取ることができる。
【0173】〔実施の形態4〕 本発明の第4の実施の形態について図17及び図18に
基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便
宜上、前記の実施の形態にて示した部材と同一の機能を
有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略
する。
【0174】駆動部7の読取ユニット2を移動させる速
度が、転写搬送ベルト26の移動速度よりも十分に速く
なければ、読み取られる軌跡は斜めとなり、正確な速度
判定ができなくなる。しかしながら、読取ユニット2を
高速に移動させるには、駆動部7の能力を大きくする必
要があり、また、移動速度が速くなる程、加速時間と加
速距離が必要となって、更に駆動部7に要求される能力
が高くなる。
【0175】そこで、本実施の形態では、読取ユニット
2が、ドット像D(図4参照)が形成されている転写搬
送ベルト26の移動速度とほぼ同じ速度で、副走査方向
にも移動する構成としている。
【0176】本実施の形態のカラーデジタル複写機に備
えられた、パターン像読取装置102の構成を図17に
示す。
【0177】このパターン像読取装置102と、図8に
示した実施の形態1のパターン像読取装置100との違
いは、パターン像読取装置102では、読取ユニット2
が副走査方向にも移動されるように構成されている点で
ある。
【0178】つまり、パターン像読取装置100と同様
に、読取ユニット2は、駆動部7のコイル部7aに内蔵
された駆動コイル7c(図17では図示せず)を電流が
流れることで発生する磁力により、コイル部7aごと案
内軸7bに沿って主走査方向に移動する。勿論、電流の
正負を変えることで、反主走査方向にも駆動可能であ
る。
【0179】一方、このパターン像読取装置102の場
合、読取ユニット2には規制ピン73が取り付けられて
おり、この規制ピン73が、コイル部7aに立設された
縦案内板74に設けられた上下方向(副走査方向)に延
びる案内穴74aに、縦案内板74の背面側より挿入さ
れている。これにより、読取ユニット2は、縦案内板7
4の背面側を上下動可能となっている。
【0180】そして、さらに、上記縦案内板74の前面
には、スリット75aが形成された規制板75が配設さ
れており、読取ユニット2に取り付けられた規制ピン7
3がこのスリット75aにも挿入されている。上記のス
リット75aは、予め駆動コイル7cの加速特性を求
め、これを元に転写搬送ベルト26が回転してもほぼ転
写搬送ベルト26上の同じラインを読取ユニット2が読
み取るように設計されている。
【0181】これにより、読取ユニット2は、コイル部
7aが、案内軸7bに沿って主走査方向に移動する際、
主走査方向への移動と共に、副走査方向にも移動するよ
うになる。図18に、転写搬送ベルト26上を走査した
際の読取ユニット2の走査軌跡70を模式的に示す。
【0182】このような構成により、本カラーデジタル
複写機のパターン像読取装置102の場合、読取ユニッ
ト2の駆動立ち上がりが比較的緩やかでも転写搬送ベル
ト26上のドット像Dを斜め読みするようなことなく、
ドット像Dの主走査方向の寸法を正確に読み取ることが
可能となる。
【0183】
【発明の効果】以上のように、本発明のドット寸法測定
方法は、1回で読み取れる領域がドット像よりも小さい
光学センサを主走査方向に移動させてドット像の主走査
方向の寸法を測定するにあたり、ドット像と共に、ドッ
ト像よりも先んじて光学センサにて読み取られる位置
に、主走査方向に延びる直線パターン像であって、該直
線パターン像の主走査方向に沿う中央線と上記ドット像
の中心とが副走査方向に予め定められた距離隔たる直線
パターン像を形成し、上記光学センサにて該直線パター
ン像の副走査方向の先端と後端とを検出し、該検出結果
を用いて上記光学センサにて上記ドット像を読み取る際
の副走査方向の位置を決定することを特徴としている。
【0184】静電潜像を書き込む光としては通常レーザ
ー光が使用されるが、レーザー光はスポットが楕円形の
ために、形成されるドット像も楕円形に近い形となって
しまうため、主走査方向に光学センサを移動させながら
ドット像の大きさを読み取るにおいては、ドット像の中
心部分を読み取るように光学センサを移動する必要があ
る。
【0185】上記構成では、ドット像よりも先んじて光
学センサにて読み取られる位置に、 主走査方向に延びる
直線パターン像であって、該直線パターン像の主走査方
向に沿う中央線と上記ドット像の中心とが副走査方向に
予め定められた距離隔たる直線パターン像を形成し、上
記光学センサにて該直線パターン像の副走査方向の先端
と後端とを検出し、該検出結果を用いて上記光学センサ
にて上記ドット像を読み取る際の副走査方向の位置を決
定する構成としているので、ドット像の中心部分を読み
取ることができ、正確なドット径を測定することができ
る。
【0186】また、さらに、直線パターン像よりも先ん
じて読み取られる位置に、副走査方向に延びる矩形のベ
タパターン像であって、該ベタパターン像の上記光学セ
ンサの読み取り開始側のエッジと上記ドット像の中心と
が主走査方向に予め定められた距離隔たるベタパターン
像を形成し、上記光学センサにて該ベタパターン像の読
み取り開始側のエッジを検出し、該検出結果を用いて上
記光学センサの読み取り開始位置を決定するようにして
もよく、これにより、光学センサが主走査方向に移動し
て読み取りを開始する主走査方向の位置を正確にドット
像に合わせることができる。
【0187】本発明の画像形成装置の画像安定化装置
は、感光体上に光を照射して静電潜像を書き込み、該静
電潜像を現像して可視化することで画像を形成する画像
形成部を有した、上記の書込み光の照射時間を変更して
基本画素の大きさを変更する構成の画像形成装置に備え
られる、画像形成部の作像条件を制御して画像の安定化
を図る画像安定化装置において、像担持体上に1ドット
の可視像であるドット像を形成するドット像形成手段
と、1回で読み取れる領域が上記ドット像よりも小さい
光学センサと、該光学センサを主走査方向に沿って移動
させる駆動手段と、該駆動手段にて上記光学センサを主
走査方向に移動させ、上記ドット像形成手段にて形成さ
れたドット像の主走査方向の寸法を、該光学センサと上
記像担持体との位置変化に伴う該光学センサの出力変化
に基づいて求め、該ドット像の主走査方向の寸法を基
に、作像条件を制御する制御手段とを備え、さらに、上
記ドット像形成手段は、ドット像と共に、ドット像より
も先んじて上記光学センサにて読み取られる位置に、主
走査方向に延びる直線パターン像であって、該直線パタ
ン像の主走査方向に沿う中央線と上記ドット像の中心
とが副走査方向に予め定められた距離隔たる直線パター
ン像を形成し、上記制御手段は、上記光学センサにて上
記直線パターン像の副走査方向の先端と後端とを検出さ
せ、該検出結果を用いて上記光学センサがドット像を読
み取る際の副走査方向の位置を決定することを特徴とし
ている。
【0188】これにより、計測されたドット像の主走査
方向の寸法を基に、制御手段が作像条件を制御して、画
像の安定化を図るので、書込み光の照射時間を変更して
基本画素の大きさを変更させる構成の画像形成装置にお
いて、効果的に作像条件を制御することが可能となり、
確実なプロセス制御が実施され、画質を向上できるとい
う効果を奏する。
【0189】しかも、上記構成では、ドット像よりも先
んじて光学センサにて読み取られる位置に、主走査方向
に延びる直線パターン像であって、該直線パターン像の
主走査方向に沿う中央線と上記ドット像の中心とが副走
査方向に予め定められた距離隔たる直線パターン像を形
成し、上記光学センサにて該直線パターン像の副走査方
向の先端と後端とを検出し、該検出結果を用いて上記光
学センサにて上記ドット像を読み取る際の副走査方向の
位置を決定する構成としているので、ドット像の中心部
分を読み取ることができ、正確な主走査方向のドット径
を測定することができる。
【0190】さらに、上記画像安定化装置においては、
上記ドット像形成手段が、ドット像及び直線パターン像
と共に、さらに、直線パターン像よりも先んじて読み取
られる位置に、副走査方向に延びる矩形のベタパターン
像であって、該ベタパターン像の上記光学センサの読み
取り開始側のエッジと上記ドット像の中心とが主走査方
向に予め定められた距離隔たるベタパターン像を形成
し、上記制御手段が、上記光学センサにて上記ベタパタ
ーン像の読み取り開始側のエッジを検出させ、該検出結
果を用いて上記光学センサの読み取り開始位置を決定す
ることを特徴とすることもできる。
【0191】これによれば、光学センサが主走査方向に
移動して読み取りを開始する主走査方向の位置を、正確
にドット像に合わせることができる。
【0192】また、上記画像安定化装置では、上記制御
手段が、上記光学センサを主走査方向に移動させる間
、複数の異なるポイントで上記光学センサの各出力を
サンプリングし、これを基に寸法を求める構成とするこ
とができる。
【0193】これにより、細かく光学センサを変位させ
ながら、各ポイントで出力をサンプリングすることで、
ドット像の寸法を正確に求めることができるという効果
を奏する。
【0194】また、この場合、上記制御手段は、サンプ
リングした上記光学センサの出力のうちの所定レベル以
上の出力を基に寸法を求めることが好ましい。
【0195】これにより、光学センサの移動速度にむら
があっても、サンプリング(読み取り)位置を正確に認
識できるので、ドット像の寸法を正確に求めることがで
きるという効果を奏する。
【0196】また、上記光学センサとしては、パターン
像が形成される像担持体に対して光を発する半導体レー
ザー、該半導体レーザーからの光を上記像担持体に集光
させるレンズ、及び像担持体からの反射光を受光し、受
光量に応じた電気信号を出力する受光素子を備えてなる
構成とできる。
【0197】そして、この場合、半導体レーザーに、レ
ーザーパワーを安定化させるためのパワー安定化手段を
設け、レーザーパワーが安定した後、読み取りに用いる
構成とすることが好ましく、このような構成とすること
で、光量変化し易いレーザー光を用いた場合でも、パタ
ーン像の寸法や位置を正確に求めることができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像安定化装置の第1の実施の形態に
おける、画像安定化プロセスの動作手順を示すフローチ
ャートである。
【図2】上記画像安定化装置を備えたデジタルカラー複
写機の全体概要を示す構成図である。
【図3】上記デジタルカラー複写機の画像処理部と、画
像安定化装置に備えられた測定用のパターン像を読み取
るパターン像読取装置の構成を示すブロック図である。
【図4】上記画像安定化プロセスにおいて用いられる測
定用のパターン像の画像パターンを示す説明図である。
【図5】パターン像読取装置を用いて読み取られたデー
タから、ドット径を求める方法を示す説明図である。
【図6】パターン像読取装置を用いて読み取られたデー
タから求められたドット径を基に、ルックアップテーブ
ルの設定値を求める方法を示す説明図である。
【図7】現像器への印加電圧低下時の、パターン像読取
装置を用いて読み取られたデータから求められたドット
径を基に、ルックアップテーブルの設定値の求め方を示
す説明図である。
【図8】(a)は測定用のパターン像を読み取るパター
ン像読取装置の構成を示す斜視図であり、(b)は、パ
ターン像読取装置に備えられた読取ユニットの構成図で
ある。
【図9】本発明の画像安定化装置の第2の実施の形態に
おける、測定用のパターン像を読み取るパターン像読取
装置の構成を示すブロック図である。
【図10】図9のパターン像読取装置に備えられた位置
基準板の平面図である。
【図11】図9のパターン像読取装置を備えた第2の実
施の形態における、画像安定化プロセスの動作手順を示
すフローチャートである。
【図12】図10の続きを示すフローチャートである。
【図13】本発明の画像安定化装置の第3の実施の形態
における、画像安定化プロセスにおいて用いられる測定
用のパターン像の画像パターンを示す説明図である。
【図14】図13に示した画像パターンの各パターンの
位置関係を要部を拡大して示す説明図である。
【図15】図13の測定用のパターン像を用いる、第3
の実施の形態における、画像安定化プロセスの動作手順
を示すフローチャートである。
【図16】図15の続きを示すフローチャートである。
【図17】本発明の画像安定化装置の第4の実施の形態
における、測定用のパターン像を読み取るパターン像読
取装置の構成を示す斜視図である。
【図18】図17のパターン像読取装置にて、転写搬送
ベルト上を走査した際の読取ユニットの走査軌跡を模式
的に示す説明図である。
【符号の説明】
2 読取ユニット(光学センサ) 3 半導体レーザー 4 APC(パワー安定化手段) 5 フォトセンサ(受光素子) 6 集光レンズ(レンズ) 7 駆動部(駆動手段) 20 画像形成部 26 転写搬送ベルト(転写媒体,像担持
) 32a〜32d 感光体ドラム(感光体,像担持体) 48 CPU(制御手段,ドット像形成手
段) 63 半導体レーザー 64 集光レンズ 65 フォトセンサ 66 基準位置板 100〜102 パターン像読取装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−114204(JP,A) 特開 平7−43114(JP,A) 特開 平9−148403(JP,A) 特開 平5−257353(JP,A) 特開 昭57−198476(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1回で読み取れる領域がドット像よりも小
    さい光学センサを主走査方向に移動させてドット像の主
    走査方向の寸法を測定するにあたり、ドット像と共に、
    ドット像よりも先んじて光学センサにて読み取られる位
    置に、主走査方向に延びる直線パターン像であって、該
    直線パターン像の主走査方向に沿う中央線と上記ドット
    像の中心とが副走査方向に予め定められた距離隔たる直
    線パターン像を形成し、上記光学センサにて該直線パタ
    ーン像の副走査方向の先端と後端とを検出し、該検出結
    果を用いて上記光学センサにて上記ドット像を読み取る
    際の副走査方向の位置を決定することを特徴とするドッ
    ト寸法測定方法。
  2. 【請求項2】上記直線パターン像よりも先んじて読み取
    られる位置に、副走査方向に延びる矩形のベタパターン
    像であって、該ベタパターン像の上記光学センサの読み
    取り開始側のエッジと上記ドット像の中心とが主走査方
    向に予め定められた距離隔たるベタパターン像をさらに
    形成し、上記光学センサにて該ベタパターン像の読み取
    り開始側のエッジを検出し、該検出結果を用いて上記光
    学センサの読み取り開始位置を決定することを特徴とす
    る請求項1に記載のドット寸法測定方法。
  3. 【請求項3】感光体上に光を照射して静電潜像を書き込
    み、該静電潜像を現像して可視化することで画像を形成
    する画像形成部を有した、上記の書込み光の照射時間を
    変更して基本画素の大きさを変更する構成の画像形成装
    置に備えられる、画像形成部の作像条件を制御して画像
    の安定化を図る画像安定化装置において、 像担持体上に1ドットの可視像であるドット像を形成す
    るドット像形成手段と、 1回で読み取れる領域が上記ドット像よりも小さい光学
    センサと、 該光学センサを主走査方向に沿って移動させる駆動手段
    と、 該駆動手段にて上記光学センサを主走査方向に移動さ
    せ、上記ドット像形成手 段にて形成されたドット像の主
    走査方向の寸法を、該光学センサと上記像担持体との位
    置変化に伴う該光学センサの出力変化に基づいて求め、
    該ドット像の主走査方向の寸法を基に、作像条件を制御
    する制御手段とを備え、さらに、 上記ドット像形成手段は、ドット像と共に、ドット像よ
    りも先んじて上記光学センサにて読み取られる位置に、
    主走査方向に延びる直線パターン像であって、該直線パ
    ターン像の主走査方向に沿う中央線と上記ドット像の中
    心とが副走査方向に予め定められた距離隔たる直線パタ
    ーン像を形成し、 上記制御手段は、上記光学センサにて上記直線パターン
    像の副走査方向の先端と後端とを検出させ、該検出結果
    を用いて上記光学センサがドット像を読み取る際の副走
    査方向の位置を決定することを特徴とする画像形成装置
    の画像安定化装置。
  4. 【請求項4】上記ドット像形成手段は、ドット像及び直
    線パターン像と共に、さらに、直線パターン像よりも先
    んじて読み取られる位置に、副走査方向に延びる矩形の
    ベタパターン像であって、該ベタパターン像の上記光学
    センサの読み取り開始側のエッジと上記ドット像の中心
    とが主走査方向に予め定められた距離隔たるベタパター
    ン像を形成し、 上記制御手段は、上記光学センサにて上記ベタパターン
    像の読み取り開始側のエッジを検出させ、該検出結果を
    用いて上記光学センサの読み取り開始位置を決定するこ
    とを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置の画像安
    定化装置。
  5. 【請求項5】上記制御手段は、上記光学センサを主走査
    方向に移動させる間に、複数の異なるポイントで上記光
    学センサの各出力をサンプリングし、これを基に寸法を
    求めることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形
    成装置の画像安定化装置。
  6. 【請求項6】上記制御手段は、さらに、サンプリングし
    た上記光学センサの出力のうちの所定レベル以上の出力
    を基に寸法を求めることを特徴とする請求項5に記載の
    画像形成装置の画像安定化装置。
  7. 【請求項7】上記光学センサは、像担持体に対して光を
    発する半導体レーザー、該半導体レーザーからの光を上
    記の像担持体に集光させるレンズ、及び像担持体からの
    反射光を受光し、受光量に応じた電気信号を出力する受
    光素子を備えてなることを特徴とする請求項3〜6の何
    れかに記載の画像形成装置の画像安定化装置。
  8. 【請求項8】上記半導体レーザーに、レーザーパワーを
    安定化させるためのパワー安定化手段を設け、レーザー
    パワーが安定した後、読み取りに用いることを特徴とす
    る請求項7に記載の画像形成装置の画像安定化装置。
  9. 【請求項9】書込み光の照射時間を変更して基本画素の
    大きさを変化させ、多階調表示を行う画像形成装置に用
    いられることを特徴とする請求項3〜8の何れかに記載
    の画像形成装置の画像安定化装置。
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