JP3591177B2 - Method and apparatus for controlling toner density of image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザプリンタや複写機など電子写真方式により画像形成処理を行う画像形成装置において、感光体上に形成された潜像をトナーにより可視像化する際に、そのトナーの濃度を一定に保つためのトナー濃度制御方法に関するものであり、さらには、トナーの濃度を一定に保つために画像形成装置に搭載されたトナー濃度制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式の画像形成装置では、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いて感光体上の静電潜像を可視画像化するが、その現像剤中のトナー濃度を常に一定にするために、感光体上に形成したトナーパッチ画像(テスト用トナー像)の濃度を測定し、これを所定の目標パッチ濃度と比較して、その比較結果に応じてトナー濃度の補正(制御)を行うようになっている。
ただし、画像形成装置では、通常、トナーパッチ画像の濃度を、反射型の光電センサを用いて光学的に測定するようになっている。つまり、反射型の光電センサにより、トナーパッチ画像からの反射光と感光体の地肌表面からの反射光とを検出し、それぞれの反射光の光量(反射率)を基にトナーパッチ画像の濃度を測定するようになっている。
【0003】
このような画像形成装置としては、例えば特開平64−25174号公報に開示されたものがある。この装置においては、1つのトナーパッチ画像について、その濃度の測定(サンプリング)を複数回行ってその平均値を算出することにより、測定ばらつきを抑えるようになっている。
また、例えば特開平4−146459号公報には、トナーパッチ画像からの反射光と地肌表面からの反射光とを、感光体上の同一位置で検出することにより、感光体表面に汚れや傷があった場合でもこれらによって生じる影響を受けることのない画像形成装置が開示されている。
さらには、例えば特開平4−39679号公報に開示されているように、感光体上において、地肌表面からの反射光の検出回数を、トナーパッチ画像からの反射光の検出回数よりも少なくし、地肌表面からの反射光については統計処理を行って、測定ばらつきを減らすようにしたものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、感光体は、その表面状態や機械的精度等の影響によって、地肌表面の反射率に「ムラ(斑)」が生じてしまう可能性がある。例えば、感光体がドラム形状である場合に、地肌表面からの反射光を感光体1周分について検出すると、光電センサの出力値には、図6に示すように、ある一定周期のばらつきが生じてしまう。これは、感光体の回転駆動時の振動や、感光体表面に対するホーニング加工などの影響によるものである。なお、ここでいうホーニング加工とは、露光による干渉縞模様の発生を防止するために、感光体表面を荒くする加工のことである。
これは、トナーパッチ画像の反射率についても同様のことがいえる。
【0005】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置では、このようなある一定周期のばらつき、すなわち感光体地肌表面の反射率のムラに対する考慮を一切していない。
例えば特開平64−25174号公報に開示された装置では、サンプリングを複数回行う際の時間間隔(以下、サンプリング間隔と称す)と、反射率のムラの周期(以下、反射率ムラ周期と称す)とが、同期してしまう可能性がある。この場合には、複数回のサンプリングにより得られた結果が、あるばらつきの幅の中で偏ったものになってしまう可能性があるので、その結果から平均値を算出しても正確な結果が得られなくなってしまう。具体的には、ばらつきの幅の頂部付近(図3中A)に同期したサンプリングと、底部付近(図3中B)に同期したサンプリングとでは、得られる結果が異なるものになってしまう。
【0006】
サンプリング間隔を十分に短くすればそのようなことは避けられるが、これは画像形成に必要な他の処理を並行して実行する関係から非常に困難であり、さらにはトナー濃度の測定に多くの時間を費やしてしまうことになってしまう。
なお、これらは、特開平4−146459号公報及び特開平4−39679号公報に開示された装置についても同様である。
【0007】
つまり、従来の画像形成装置では、サンプリング間隔と反射率ムラ周期とが同期した場合に、トナーパッチ画像の濃度の測定が正しく行われなくなってしまう可能性があり、結果としてトナー濃度を常に一定にすることが困難になってしまう。
そこで、本発明は、トナーパッチ画像の濃度を測定する際に、サンプリング間隔と感光体表面の反射率ムラ周期とを同期させないことにより、トナー濃度の制御を正しく行うことのできるトナー濃度制御方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、サンプリング間隔と感光体表面の反射率ムラ周期とを同期させないことにより、トナー濃度の制御を正しく行うことのできるトナー濃度制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出された方法であり、感光体上に形成された潜像を、トナーを用いて可視像化する画像形成装置で用いられ、前記潜像を可視像化する際のトナーの濃度を一定に保つためのトナー濃度制御方法であって、前記潜像を可視像化するのに先立ち、当該可視像化が行われていない非画像形成時に、前記感光体表面の反射率を検出し、その検出結果から、ある一定周期でばらつく前記感光体表面の反射率のムラの周期を解析し、解析したムラの周期に所定値若しくはランダム値を加えて得た周期または乱数を利用して得た周期を、当該ムラの周期と同期しない周期のサンプリング間隔として決定し、トナー濃度補正を実行するモードになると、前記感光体上の潜像をトナーにより現像して当該感光体上にトナーパッチ画像を形成するとともに、決定したサンプリング間隔にて1つのトナーパッチ画像の濃度を複数回検出し、検出したトナーパッチ画像の濃度に基づいて前記潜像を可視像化する際のトナーの濃度を補正することを特徴とする。
【0009】
上記手順のトナー濃度制御方法によれば、画像形成装置が潜像を可視像化するのに先立ち、先ず、感光体表面の反射率のムラの周期を解析するとともに、そのムラの周期と同期しない周期をサンプリング間隔として決定する。そして、サンプリング間隔を決定すると、そのサンプリング間隔にて、感光体上に形成されたトナーパッチ画像の濃度を検出する。
つまり、このトナー濃度制御方法を用いてトナーパッチ画像の濃度を検出すれば、トナーパッチ画像の濃度を検出する間隔と、感光体表面の反射率のムラの周期とが、同期してしまうことがない。したがって、感光体表面に反射率のムラが発生していても、トナーパッチ画像の濃度の検出結果がその影響を受けてしまうことがなく、画像形成装置では、トナーの濃度の補正が正しく行われるようになる。
【0010】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、感光体上に形成された潜像を、トナーを用いて可視像化する画像形成装置に搭載され、前記潜像を可視像化する際のトナーの濃度を一定に保つためのトナー濃度制御装置であって、前記感光体表面の反射率を検出し、その検出結果から、ある一定周期でばらつく前記感光体表面の反射率のムラの周期を解析する周期解析手段と、前記周期解析手段が解析したムラの周期に所定値若しくはランダム値を加えて得た周期または乱数を利用して得た周期を、当該ムラの周期と同期しない周期のサンプリング間隔として決定する決定手段と、前記感光体上の潜像をトナーにより現像して当該感光体上にトナーパッチ画像を形成するパッチ形成手段と、前記決定手段が決定したサンプリング間隔にて、前記パッチ形成手段が形成した1つのトナーパッチ画像について、当該トナーパッチ画像の濃度を複数回検出する濃度検出手段と、前記濃度検出手段が検出した濃度に基づいて前記潜像を可視像化する際のトナーの濃度を補正する補正手段とを備え、前記周期解析手段による反射率のムラの周期の解析、及び、前記決定手段によるサンプリング間隔の決定を、前記可視像化が行われていない非画像形成時に行い、トナー濃度補正を実行するモードになると、前記パッチ形成手段が前記トナーパッチ画像を形成し、前記決定手段が決定したサンプリング間隔にて前記濃度検出手段が前記トナーパッチ画像の濃度を検出することを特徴とするものである。
【0011】
上記構成のトナー濃度制御装置によれば、周期検出手段が感光体表面の反射率のムラの周期を解析すると、そのムラの周期と同期しない周期を、決定手段がサンプリング間隔として決定する。そして、濃度検出手段は、決定手段が決定したサンプリング間隔にて、パッチ形成手段が感光体上に形成したトナーパッチ画像の濃度を検出する。
つまり、このトナー濃度制御装置では、濃度検出手段がトナーパッチ画像の濃度を検出する間隔と、感光体表面の反射率のムラの周期とが、同期してしまうことがない。したがって、感光体表面に反射率のムラが発生していても、濃度検出手段による検出結果がその影響を受けてしまうことがなく、補正手段によるトナーの濃度の補正が正しく行われるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係わるトナー濃度制御方法及びトナー濃度制御装置について説明する。ただし、ここでは、本発明をカラー複写機に適用した場合を例に挙げて説明する。
図1は本実施の形態のカラー複写機におけるトナー濃度制御の手順を示すフローチャートであり、図2はこのカラー複写機の全体構成図である。
【0013】
本実施の形態のカラー複写機は、大きく分けると、図2に示すように、原稿から画像データを読み取るスキャナー部1と、このスキャナー部1で読み取った画像データを処理する画像処理部2と、この画像処理部2で処理された画像データに従ってレーザーを駆動して感光体に光ビームを照射するROS(Raster Output Scanner)光学部3と、最終的に画像を形成する画像形成部4とから構成されている。
【0014】
これらのうち、画像形成部4には、感光体11と、帯電装置12と、ロータリー現像装置13と、トナーディスペンス装置14と、用紙トレイ15と、用紙搬送装置16と、転写ドラム17と、定着装置18と、光電センサ19と、画像形成部4全体を制御するCPU(Central Processing Unit ;ただし不図示)と、このCPUのワークエリアとして用いられるRAM(Random Access Memory;ただし不図示)とが設けられている。
【0015】
そして、画像形成部4では、周知のゼログラフィープロセスに従って画像形成を行うようになっている。すなわち、回転する感光体11は帯電装置12によって一様にマイナス帯電され、ROS光学部3からのレーザー光により潜像が形成される。潜像が形成されると、ロータリー現像装置13は、トナーディスペンス装置14から第1色目(Black)のトナーを受け取り、そのトナーにより感光体11上の潜像を現像する。現像された画像は、用紙トレイ15から用紙搬送装置16に搬送され転写ドラム17に巻き付けられた用紙に転写される。第1色目の画像の転写が終わると、続いて、第2色目(Yellow)について同様に画像形成を行い、これを第3色目(Magenta)、第4色目(Cyan)についても繰り返す。そして、全色のトナーの転写が完了すると、定着装置18は、転写ドラム17から剥離された用紙に対してトナーの定着処理を行う。
このようにして、画像形成部4は、用紙上にカラーコピー像を形成する。
【0016】
また、この画像形成部4に設けられている光電センサ19は、図3に示すように、発光ダイオード19aとフォトトランジスタ19bとを備えた反射型のセンサであり、発光ダイオード19aからの照射光が、感光体11表面若しくは感光体11上に形成されたトナー像によって正反射されると、その正反射光がフォトトランジスタ19bに入射するように構成されている。そして、フォトトランジスタ19bが受光した反射光の光量に光電変換を行って、その結果をCPUに通知するようになっている。つまり、光電センサ19は、感光体11上に形成されたトナー像のトナー濃度を測定するためのものである。
【0017】
なお、この光電センサ19では、照射光または正反射光の光軸を絞るために、発光ダイオード19aまたはフォトトランジスタ19bの径(例えば3mm)に比べて、これらのための開孔19cの径が小さく(例えば1mm)なっている。また、開孔19c内部での光の乱反射を抑えるために、開孔19c内面が黒色となっている。これにより、直接フォトトランジスタ19bに到達する光以外は吸収されてしまい、センサ感度の向上が期待できる。
【0018】
さらに、図2において、この画像形成部4では、周知のトナー濃度制御プロセスに従って、感光体11上の潜像を現像する際のトナー濃度を補正するようになっている。すなわち、トナー濃度補正を実行するモードになると、感光体11上には、ROS光学部3からの露光、及び、ロータリー現像装置13による現像によって、トナーパッチ画像が形成される。このトナーパッチ画像は、通常、感光体11上の非画像部に形成される。トナーパッチ画像が形成されると、光電センサ19は、そのトナーパッチ画像の反射率及び感光体11の地肌表面の反射率をそれぞれ検出し、その検出結果を基にトナーパッチ画像の濃度を測定する。ここで、CPUは、トナーパッチ画像の濃度の測定結果と予め設定されている目標パッチ濃度とを比較する。そして、その比較結果に従って、CPUは、ロータリー現像装置13及びトナーディスペンス装置14に対して、感光体11上の潜像を現像する際のトナー量を増減するように指示を与える。
【0019】
このようにして、画像形成部4は、トナー濃度が常に一定になるように、トナー濃度の補正を行う。つまり、画像形成部4は、本発明におけるトナー濃度制御装置としての機能も有しているものである。
【0020】
ところで、以上のような構成のカラー複写機では、トナー濃度を補正するのに先立ち、光電センサ19がトナーパッチ画像の濃度を測定するようになっている。ただし、この測定、すなわちサンプリングは、1つのトナーパッチ画像について複数回行われ、その周期(サンプリング間隔)が画像形成部4のCPUによって決定されるようになっている。
なお、トナーパッチ画像の濃度測定の際において、トナーパッチ画像の反射率の検出位置と、感光体11の地肌表面の反射率の検出位置とは、感光体11上の同一位置であっても、あるいは異なる位置であってもよい。また、トナーパッチ画像の反射率の検出回数と、感光体11の地肌表面の反射率の検出回数とは、同一回数であっても、あるいは異なる回数であってもよい。
【0021】
ここで、このカラー複写機において、サンプリング間隔を決定する手順について、図1のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【0022】
このカラー複写機では、サンプリング間隔の決定を、CPUが非画像形成時に行うようになっている。非画像形成時とは、例えばカラー複写機の電源投入直後や、画像形成処理の開始を指示するためのスタートボタンが押下されてからスキャナー部1が画像データの読み取りを開始するまでの間といった、画像形成が行われていないときのことである。
CPUは、カラー複写機の電源が投入されるか、あるいはスタートボタンが押下されると、その直後は非画像形成時であると判断し(ステップ101、以下ステップをSと略す)、サンプリング間隔を決定するための処理を開始する。
【0023】
CPUがサンプリング間隔決定のための処理を開始すると、先ず、光電センサ19は、感光体11の地肌表面の反射率を検出する(S102)。このときの反射率検出は、予め設定されている所定間隔(例えば1msec毎)で行う。これは、この時点ではCPUが画像形成に必要な他の処理を行う必要がないので、十分短い間隔であっても対応可能なためである。
【0024】
光電センサ19が感光体11地肌表面の反射率を検出すると、RAMは、その検出結果を順次記憶する。ただし、このとき、CPUでは、光電センサ19により検出結果、すなわち光電センサ19からの出力値が正常範囲(例えば1.9±0.3V)にあるか否かを判断し(S103)、正常範囲になければ異常表示及び処理中止を行う(S104)。また、光電センサ19からの出力値が正常範囲にあれば、感光体11の全周について地肌表面の反射率を検出したか否かを判断し(S105)、全周についての検出が終了するまで上述のステップ(S102〜S105)を繰り返す。
【0025】
感光体11の全周についての検出が終了し、その検出結果がRAMに記憶されると、CPUは、その検出結果に対して、周知技術である周波数分析を行って、これら検出結果のばらつきの周期を算出(解析)し、この結果を感光体11地肌表面の反射率ムラ周期とする(S106)。
【0026】
感光体11地肌表面の反射率ムラ周期を求めると、続いて、CPUは、その反射率ムラ周期に予め設定された所定値を加え、その結果を反射率ムラ周期とは同期しないサンプリング間隔として決定する(S107)。例えば、周波数分析の結果、反射率ムラ周期が10msec毎であると、CPUは、これに3msecを加え、反射率ムラ周期とは同期しない13msec毎という周期をサンプリング間隔として決定する。決定されたサンプリング間隔は、RAMに記憶される。
【0027】
このようにして、このカラー複写機では、トナーパッチ画像の濃度を測定する際のサンプリング間隔を決定する。
そして、CPUによって決定されたサンプリング間隔がRAMに記憶された後に、CPUが非画像形成時ではなく画像形成時になったと判断すると(S101)、CPUは、RAMに記憶されたサンプリング間隔に従って、既に説明したようにトナーパッチ画像の濃度を測定し(S108)、その結果に基づいてトナー濃度が常に一定になるようトナー濃度の補正を行う。
ただし、RAMに記憶されたサンプリング間隔は、感光体11地肌表面の反射率を検出する際の所定間隔(例えば1msec)に比べれば十分に大きい値(例えば13msec)である。よって、CPUにとっては、画像形成時にサンプリングを行っても、負担の少ないものとなる。
【0028】
以上のように、本実施の形態のカラー複写機では、光電センサ19による検出結果を基に感光体11地肌表面の反射率ムラ周期を求めるとともに、その反射率ムラ周期と同期しないサンプリング間隔をCPUが決定し、そしてそのサンプリング間隔にて、感光体11上に形成されたトナーパッチ画像の濃度を検出するようになっている。つまり、このカラー複写機では、トナーパッチ画像の濃度を検出するサンプリング間隔と、感光体11地肌表面の反射率ムラ周期とが、同期してしまうことがない。したがって、感光体11の地肌表面に反射率のムラが発生していても、トナーパッチ画像の濃度検出結果がその影響を受けてしまうことがなく、結果として感光体11上の潜像を現像する際のトナーの濃度が常に一定に保たれるようになる。
【0029】
具体的には、反射率ムラ周期とサンプリング間隔とが同期する場合(以下、単に同期の場合と称す)と、これらが非同期の場合とを比べてみると、トナーパッチ画像の濃度の検出を繰り返して20回行った際の検出結果のばらつきの大きさが、図4に示すように大幅に異なっていることが分かる。これは、非同期の場合には、同期の場合のように検出結果がある幅の中で偏ってしまい、しかも検出の度に異なる偏りかたをする(図6参照)といったことがなくなるためである。
【0030】
また、通常、感光体11における反射率ムラ周期は、例えば図5(a)に示すように、感光体製造時のロットによっても異なるものである。つまり、反射率ムラ周期は、感光体11毎に個別の値となる可能性が高い。さらに、反射率ムラ周期は、図5(b)に示すように、感光体11の径年的な変化、例えば傷や汚れの発生等によっても異なってくるものである。
これに対し、本実施の形態のカラー複写機では、ロータリー現像装置13が感光体11上の潜像を可視像化するのに先立ち、先ず、感光体11の反射率ムラ周期を求め、その後に求めた反射率ムラ周期を基にサンプリング間隔を決定する。よって、感光体11の反射率ムラ周期がロット毎に異なっていても、あるいは径年的な変化が生じても、これらによってトナーパッチ画像の濃度検出結果が影響されることない。
【0031】
さらに、本実施の形態のカラー複写機は、反射率ムラ周期の検出とサンプリング間隔の決定とを、非画像形成時に行うようになっている。つまり、このカラー複写機では、CPUが他の処理を行う必要がないときに反射率ムラ周期の解析を行うので、十分短い間隔で感光体11地肌表面の反射率を検出することが可能になり、反射率ムラ周期をより正確に検出できるようになる。また、画像形成時にはサンプリング間隔が既に決定されているので、画像形成を迅速に行うことができるようになる。
【0032】
なお、本実施の形態では、反射率ムラ周期(10msec毎等)に所定値(3msec等)を加えることにより、サンプリング間隔(13msec毎等)を決定する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射率ムラ周期にランダムな値(2、3、4…msec等)を順次加え、これをサンプリング間隔(12、13、14…msec等)としてもよく、この場合であってもサンプリング間隔が反射率ムラ周期と同期することはなくなる。
【0033】
さらに、反射率ムラ周期にランダムな値を順次加えるのではなく、ある一定範囲内(例えば10〜20msec)で発生する乱数を利用して、サンプリング間隔を決定することも考えられる。この場合には、サンプリング間隔が、例えば15、18、13…msecといったように順次異なる値となり、反射率ムラ周期と同期することがなくなるとともに、予め反射率ムラ周期を求めていなくても対応可能になる。
【0034】
また、本実施の形態では、本発明をカラー複写機に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式により画像形成を行うものであれば、例えばレーザプリンタなどであっても適用可能であることはいうまでもない。
【0035】
また、ムラの影響をなくす別の方法として、CPUは、算出した周期を基に、周波数分析を行う際に用いるデジタルフィルタ、例えば高域フィルタ(High Pass Filter)や低域フィルタ(Low Pass Filter )などの係数を補正してもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、感光体表面の反射率のムラの周期と、感光体上のトナーパッチ画像の濃度を検出するためのサンプリング間隔とが、同期してしまうことがない。したがって、感光体表面に反射率のムラが発生していても、トナーパッチ画像の濃度検出結果がその影響を受けてしまうことがなく、結果として感光体上の潜像を現像する際のトナーの濃度が常に一定に保たれるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるカラー複写機におけるトナー濃度制御の手順を示すフローチャートである。
【図2】本発明が適用されるカラー複写機の全体構成図である。
【図3】光電センサの構成を説明する断面図である。
【図4】トナーパッチ画像の濃度検出結果のばらつきの大きさを示す説明図である。
【図5】感光体における反射率ムラ周期の相違を示す説明図であり、(a)は製造時のロットによる相違を示す図、(b)は径年的な変化による相違を示す図である。
【図6】感光体表面からの反射光を光電センサで検出した際の感光体表面における反射率のムラを示す説明図である。
【符号の説明】
2 画像処理部
3 ROS光学部
4 画像形成部
11 感光体
12 帯電装置
13 ロータリー現像装置
14 トナーディスペンス装置
17 転写ドラム
18 定着装置
19 光電センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that performs image forming processing by an electrophotographic method such as a laser printer or a copying machine, and when a latent image formed on a photoconductor is visualized with toner, the density of the toner is reduced. The present invention relates to a toner density control method for maintaining a constant toner density, and further relates to a toner density control device mounted on an image forming apparatus for maintaining a constant toner density.
[0002]
[Prior art]
Generally, in an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image on a photoconductor is visualized using a two-component developer composed of a toner and a carrier, but the toner concentration in the developer is always kept constant. For this purpose, the density of the toner patch image (test toner image) formed on the photoreceptor is measured, this is compared with a predetermined target patch density, and the toner density is corrected (controlled) according to the comparison result. It is supposed to do.
However, in the image forming apparatus, usually, the density of the toner patch image is optically measured using a reflection type photoelectric sensor. That is, the reflection type photoelectric sensor detects the reflected light from the toner patch image and the reflected light from the background surface of the photoconductor, and determines the density of the toner patch image based on the amount of each reflected light (reflectance). It is designed to measure.
[0003]
An example of such an image forming apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 64-25174. In this apparatus, the measurement variation (sampling) of one toner patch image is performed a plurality of times, and the average value is calculated, thereby suppressing the measurement variation.
Further, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-146559 discloses that by detecting reflected light from a toner patch image and reflected light from the background surface at the same position on the photoconductor, dirt and scratches on the photoconductor surface can be prevented. There is disclosed an image forming apparatus which is not affected by these even if it occurs.
Further, as disclosed in, for example, JP-A-4-39679, the number of times of detection of reflected light from the surface of the background on the photoreceptor is made smaller than the number of times of detection of reflected light from the toner patch image. In some cases, statistical processing is performed on light reflected from the surface of the ground to reduce measurement variations.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there is a possibility that "unevenness (reflection)" occurs in the reflectance of the surface of the photoreceptor due to the influence of the surface condition, mechanical accuracy and the like. For example, if the photoreceptor has a drum shape and the reflected light from the background surface is detected for one round of the photoreceptor, the output value of the photoelectric sensor has a certain periodical variation as shown in FIG. Would. This is due to the influence of vibration during the rotation of the photoconductor and honing processing on the surface of the photoconductor. Here, the honing process is a process of roughening the surface of the photoconductor in order to prevent the occurrence of interference fringe patterns due to exposure.
The same can be said for the reflectance of the toner patch image.
[0005]
However, in the above-described conventional image forming apparatus, no consideration is given to such a variation of a certain period, that is, the unevenness of the reflectance of the surface of the photoconductor background.
For example, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-25174, a time interval when sampling is performed a plurality of times (hereinafter, referred to as a sampling interval) and a period of reflectance unevenness (hereinafter, referred to as a reflectance unevenness period). May be synchronized. In this case, the result obtained by multiple samplings may be biased within a certain range of variation, so that even if the average value is calculated from the result, an accurate result is obtained. You won't get it. Specifically, the sampling result synchronized with the vicinity of the top (A in FIG. 3) of the variation width and the sampling synchronized with the vicinity of the bottom (B in FIG. 3) have different results.
[0006]
This can be avoided if the sampling interval is set short enough, but this is very difficult because other processes required for image formation are performed in parallel. You end up spending time.
The same applies to the devices disclosed in JP-A-4-146559 and JP-A-4-39679.
[0007]
That is, in the conventional image forming apparatus, when the sampling interval and the reflectance unevenness cycle are synchronized, the measurement of the density of the toner patch image may not be performed correctly, and as a result, the toner density may be always kept constant. Would be difficult to do.
Therefore, the present invention provides a toner density control method capable of correctly controlling the toner density by not synchronizing the sampling interval and the reflectance unevenness cycle of the photoconductor surface when measuring the density of the toner patch image. The purpose is to provide.
Still another object of the present invention is to provide a toner density control device capable of correctly controlling the toner density by not synchronizing the sampling interval and the reflectance unevenness cycle of the photoconductor surface.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method devised to achieve the above object, and is used in an image forming apparatus that visualizes a latent image formed on a photoreceptor using toner, and What is claimed is: 1. A toner density control method for maintaining a constant toner density at the time of visualization, wherein prior to visualizing the latent image, non-image forming is performed without performing the visualization. Sometimes, the reflectance of the photoreceptor surface is detected, and from the detection result, the period of the unevenness of the reflectance of the photoreceptor surface that varies at a certain fixed period is analyzed, and a predetermined value or a random value is set as the analyzed period of the unevenness. In addition, the cycle obtained by using the obtained cycle or the random number is determined as a sampling interval of a cycle that is not synchronized with the cycle of the unevenness, and when a mode for executing the toner density correction is set, the latent image on the photoconductor is transferred to the toner. And develop the toner on the photoreceptor. To form a pitch image, the concentration of one of the toner patch image in the determined sampling interval to detect a plurality of times, the latent image based on the concentration of the detected toner patch image toner when a visible image It is characterized in that the density is corrected.
[0009]
According to the toner density control method of the above procedure, before the image forming apparatus visualizes the latent image, first, the period of the unevenness of the reflectance of the photoreceptor surface is analyzed and synchronized with the period of the unevenness. The cycle that does not occur is determined as the sampling interval. When the sampling interval is determined, the density of the toner patch image formed on the photoconductor is detected at the sampling interval.
In other words, if the density of the toner patch image is detected using this toner density control method, the interval for detecting the density of the toner patch image and the period of the unevenness of the reflectance of the photoconductor surface may be synchronized. Absent. Therefore, even if the unevenness of the reflectance occurs on the surface of the photoconductor, the detection result of the density of the toner patch image is not affected, and the correction of the toner density is correctly performed in the image forming apparatus. Become like
[0010]
According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus which visualizes a latent image formed on a photoreceptor using toner, the latent image being formed on a photoreceptor. A toner density control device for maintaining a constant toner density when visualizing the surface of the photosensitive member, wherein the reflectance of the surface of the photosensitive member is detected, and the detection result indicates that the surface of the photosensitive member varies at a certain period. A period analyzing means for analyzing a period of the unevenness of the reflectance of the sample, and a period obtained by adding a predetermined value or a random value to the period of the unevenness analyzed by the period analyzing means or a period obtained by using a random number. Determining means for determining a sampling interval of a cycle not synchronized with the cycle of the image forming apparatus; patch forming means for developing a latent image on the photosensitive member with toner to form a toner patch image on the photosensitive member; and determining the determining means. Sampling made At intervals, for one toner patch images said patch forming means to form, soluble and concentration detection means for detecting a plurality of times the density of the toner patch images, the latent image on the basis of the density of the density detecting means detects Correction means for correcting the toner density at the time of visualization, wherein the analysis of the period of the unevenness of the reflectance by the period analysis means and the determination of the sampling interval by the determination means are performed by the visualization. In a mode in which toner density correction is performed when non-image formation is not performed and the toner density correction is performed, the patch forming means forms the toner patch image, and the density detecting means sets the toner toner at a sampling interval determined by the determining means. It is characterized in that the density of a patch image is detected .
[0011]
According to the toner density control device having the above-described configuration, when the period detecting unit analyzes the period of the unevenness of the reflectance on the surface of the photoconductor, the determining unit determines a period that is not synchronized with the period of the unevenness as the sampling interval. Then, the density detecting means detects the density of the toner patch image formed on the photoconductor by the patch forming means at the sampling interval determined by the determining means.
That is, in this toner density control device, the interval at which the density detection unit detects the density of the toner patch image does not synchronize with the period of the unevenness of the reflectance on the surface of the photoconductor. Therefore, even if the unevenness of the reflectance occurs on the surface of the photoreceptor, the detection result by the density detecting means is not affected by the unevenness, and the correction of the toner density by the correcting means can be performed correctly.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a toner density control method and a toner density control device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, here, the case where the present invention is applied to a color copying machine will be described as an example.
FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of toner density control in the color copying machine of the present embodiment, and FIG. 2 is an overall configuration diagram of the color copying machine.
[0013]
The color copying machine according to the present embodiment is roughly divided into a
[0014]
Of these, the
[0015]
The
In this manner, the
[0016]
As shown in FIG. 3, the photoelectric sensor 19 provided in the
[0017]
In this photoelectric sensor 19, in order to narrow the optical axis of the irradiation light or the specularly reflected light, the diameter of the
[0018]
Further, in FIG. 2, the
[0019]
In this way, the
[0020]
By the way, in the color copying machine having the above configuration, the photoelectric sensor 19 measures the density of the toner patch image before correcting the toner density. However, this measurement, that is, sampling, is performed a plurality of times for one toner patch image, and the cycle (sampling interval) is determined by the CPU of the
In measuring the density of the toner patch image, the detection position of the reflectance of the toner patch image and the detection position of the reflectance of the background surface of the
[0021]
Here, the procedure for determining the sampling interval in this color copying machine will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
[0022]
In this color copying machine, the CPU determines the sampling interval during non-image formation. The non-image forming time is, for example, immediately after turning on the power of the color copying machine or during a period from when a start button for instructing start of the image forming process is pressed to when the
When the power of the color copier is turned on or the start button is pressed, the CPU determines that a non-image formation is to be performed immediately after that (
[0023]
When the CPU starts the process for determining the sampling interval, first, the photoelectric sensor 19 detects the reflectance of the background surface of the photoconductor 11 (S102). The reflectance detection at this time is performed at predetermined intervals set in advance (for example, every 1 msec). This is because the CPU does not need to perform other processing required for image formation at this time, and can cope even with a sufficiently short interval.
[0024]
When the photoelectric sensor 19 detects the reflectance of the ground surface of the
[0025]
When the detection of the entire circumference of the
[0026]
After calculating the reflectance unevenness cycle of the background surface of the
[0027]
In this way, in this color copying machine, the sampling interval for measuring the density of the toner patch image is determined.
Then, after the sampling interval determined by the CPU is stored in the RAM, if the CPU determines that image formation is being performed instead of non-image formation (S101), the CPU performs the following according to the sampling interval stored in the RAM. As described above, the density of the toner patch image is measured (S108), and based on the result, the toner density is corrected so that the toner density is always constant.
However, the sampling interval stored in the RAM is a value (for example, 13 msec) sufficiently larger than a predetermined interval (for example, 1 msec) for detecting the reflectance of the surface of the
[0028]
As described above, in the color copying machine according to the present embodiment, based on the detection result of the photoelectric sensor 19, the reflectance unevenness cycle of the background surface of the
[0029]
Specifically, when the reflectance unevenness cycle and the sampling interval are synchronized (hereinafter, simply referred to as “synchronous case”) and when they are asynchronous, the detection of the density of the toner patch image is repeatedly performed. It can be seen that the magnitude of the variation in the detection results when the measurement was performed 20 times was significantly different as shown in FIG. This is because, in the case of the asynchronous, the detection result is biased within a certain width as in the case of the synchronization, and there is no need to make a different bias in each detection (see FIG. 6). .
[0030]
In addition, the reflectance unevenness period of the
On the other hand, in the color copying machine of the present embodiment, before the rotary developing device 13 visualizes the latent image on the
[0031]
Further, in the color copying machine of the present embodiment, the detection of the reflectance unevenness cycle and the determination of the sampling interval are performed during non-image formation. In other words, in this color copying machine, the reflectance nonuniformity cycle is analyzed when the CPU does not need to perform other processing, so that it is possible to detect the reflectance of the background surface of the
[0032]
In this embodiment, the case where the sampling interval (for example, every 13 msec) is determined by adding a predetermined value (for example, every 3 msec) to the reflectance unevenness cycle (for every 10 msec) has been described as an example. The invention is not limited to this. For example, a random value (2, 3, 4,... Msec, etc.) may be sequentially added to the reflectance unevenness cycle, and this may be used as a sampling interval (12, 13, 14,... Msec, etc.). Is no longer synchronized with the reflectance unevenness cycle.
[0033]
Further, instead of sequentially adding random values to the reflectance unevenness cycle, it is conceivable to determine the sampling interval using a random number generated within a certain range (for example, 10 to 20 msec). In this case, the sampling intervals become sequentially different values, for example, 15, 18, 13... Msec, so that they are not synchronized with the reflectance unevenness period, and can be handled even if the reflectance unevenness period is not determined in advance. become.
[0034]
Further, in the present embodiment, the case where the present invention is applied to a color copying machine has been described. However, the present invention is not limited to this. It goes without saying that the present invention can be applied to a printer or the like.
[0035]
As another method for eliminating the influence of unevenness, the CPU uses a digital filter, such as a high-pass filter (High Pass Filter) or a low-pass filter (Low Pass Filter), used for performing frequency analysis based on the calculated period. And the like may be corrected.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the period of the unevenness of the reflectance of the photoconductor surface and the sampling interval for detecting the density of the toner patch image on the photoconductor may be synchronized. Absent. Therefore, even if unevenness of the reflectance occurs on the surface of the photoreceptor, the density detection result of the toner patch image is not affected by the unevenness, and as a result, the toner is not developed when the latent image on the photoreceptor is developed. The concentration will always be kept constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a procedure of toner density control in a color copying machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a color copying machine to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a photoelectric sensor.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the magnitude of variation in the density detection result of a toner patch image.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing differences in reflectance unevenness periods in the photoconductor, in which FIG. 5A shows a difference between lots at the time of manufacturing, and FIG. .
FIG. 6 is an explanatory diagram showing unevenness of reflectance on the surface of the photoconductor when light reflected from the surface of the photoconductor is detected by a photoelectric sensor.
[Explanation of symbols]
2
Claims (2)
前記潜像を可視像化するのに先立ち、当該可視像化が行われていない非画像形成時に、前記感光体表面の反射率を検出し、その検出結果から、ある一定周期でばらつく前記感光体表面の反射率のムラの周期を解析し、
解析したムラの周期に所定値若しくはランダム値を加えて得た周期または乱数を利用して得た周期を、当該ムラの周期と同期しない周期のサンプリング間隔として決定し、
トナー濃度補正を実行するモードになると、前記感光体上の潜像をトナーにより現像して当該感光体上にトナーパッチ画像を形成するとともに、決定したサンプリング間隔にて1つのトナーパッチ画像の濃度を複数回検出し、
検出したトナーパッチ画像の濃度に基づいて前記潜像を可視像化する際のトナーの濃度を補正することを特徴とする画像形成装置のトナー濃度制御方法。Used in an image forming apparatus that visualizes a latent image formed on a photoreceptor by using toner, and toner density control for maintaining a constant toner density when the latent image is visualized. The method,
Prior to visualizing the latent image, at the time of non-image formation in which the visualization is not performed , the reflectance of the photoconductor surface is detected, and the detection result varies in a certain period. Analyze the period of the unevenness of the reflectance of the photoconductor surface,
A cycle obtained by adding a predetermined value or a random value to the cycle of the analyzed unevenness or a cycle obtained by using a random number is determined as a sampling interval of a cycle not synchronized with the cycle of the unevenness,
In a mode for executing the toner density correction, the latent image on the photoconductor is developed with toner to form a toner patch image on the photoconductor, and the density of one toner patch image is determined at the determined sampling interval. Detect multiple times ,
A toner density control method for an image forming apparatus, comprising: correcting a toner density when the latent image is visualized based on a detected density of the toner patch image.
前記感光体表面の反射率を検出し、その検出結果から、ある一定周期でばらつく前記感光体表面の反射率のムラの周期を解析する周期解析手段と、
前記周期解析手段が解析したムラの周期に所定値若しくはランダム値を加えて得た周期または乱数を利用して得た周期を、当該ムラの周期と同期しない周期のサンプリング間隔として決定する決定手段と、
前記感光体上の潜像をトナーにより現像して当該感光体上にトナーパッチ画像を形成するパッチ形成手段と、
前記決定手段が決定したサンプリング間隔にて、前記パッチ形成手段が形成した1つのトナーパッチ画像について、当該トナーパッチ画像の濃度を複数回検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段が検出した濃度に基づいて前記潜像を可視像化する際のトナーの濃度を補正する補正手段とを備え、
前記周期解析手段による反射率のムラの周期の解析、及び、前記決定手段によるサンプリング間隔の決定を、前記可視像化が行われていない非画像形成時に行い、トナー濃度補正を実行するモードになると、前記パッチ形成手段が前記トナーパッチ画像を形成し、前記決定手段が決定したサンプリング間隔にて前記濃度検出手段が前記トナーパッチ画像の濃度を検出することを特徴とするトナー濃度制御装置。Toner density control mounted on an image forming apparatus that visualizes a latent image formed on a photoreceptor using toner, and for maintaining a constant toner density when the latent image is visualized. A device,
Detecting the reflectance of the photoreceptor surface, from the detection result, a period analyzing means for analyzing a period of unevenness of the reflectance of the photoreceptor surface that varies at a certain period,
Determining means for determining a cycle obtained by adding a predetermined value or a random value to the cycle of unevenness analyzed by the cycle analyzing means or a cycle obtained by using a random number as a sampling interval of a cycle not synchronized with the cycle of unevenness; ,
Patch forming means for developing a latent image on the photoconductor with toner to form a toner patch image on the photoconductor,
Density detecting means for detecting the density of the toner patch image a plurality of times for one toner patch image formed by the patch forming means at the sampling interval determined by the determining means;
Correction means for correcting the density of toner when the latent image is visualized based on the density detected by the density detection means ,
Analysis of the cycle of the unevenness of the reflectance by the cycle analysis unit and determination of the sampling interval by the determination unit are performed at the time of non-image formation in which the visualization is not performed, and the toner density correction is performed. Wherein the patch forming means forms the toner patch image, and the density detecting means detects the density of the toner patch image at a sampling interval determined by the determining means .
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