JP3722785B2 - Image quality detection apparatus and image forming apparatus - Google Patents

Image quality detection apparatus and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP3722785B2
JP3722785B2 JP2002211502A JP2002211502A JP3722785B2 JP 3722785 B2 JP3722785 B2 JP 3722785B2 JP 2002211502 A JP2002211502 A JP 2002211502A JP 2002211502 A JP2002211502 A JP 2002211502A JP 3722785 B2 JP3722785 B2 JP 3722785B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
light
pattern
image quality
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002211502A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004053944A (en
Inventor
秀二 平井
武雄 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2002211502A priority Critical patent/JP3722785B2/en
Priority to US10/448,029 priority patent/US6975338B2/en
Publication of JP2004053944A publication Critical patent/JP2004053944A/en
Priority to US11/255,870 priority patent/US7193642B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3722785B2 publication Critical patent/JP3722785B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Color, Gradation (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Facsimiles In General (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームによって書き込みを行った場合の画質、特に画質の劣化を検出する画質検出装置、この画質検出装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置、特に、画像形成された画像の粒状性の検知および評価によって画像形成プロセスを制御可能な画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
像担持体上に形成されたパッチパターンに対して比較的大きなスポット光(スポット径は数ミリメートル以上)を照射した時の反射光量を検知することによって、そのパッチパターンに付着しているトナー量を検知可能であることは広く知られている。そして、前記トナー量の検知結果に応じて静電潜像条件や現像条件などの画像形成条件を制御する方法も広く知られており、実際の商品においても適用されている。この検知方法を用いる場合には、階調パターンの各濃度パッチにおけるトナー付着量を検知することにより、そのときの画像形成条件における階調性並びにベタ濃度を知ることができる。そのため、もしこれらの値が規定範囲から外れている場合には、その結果に応じて適切な階調性を得るように、また、適切なベタ濃度になるように画像形成条件の制御を行って、前記階調性およびベタ濃度を修正することができる。
【0003】
一方、画質を構成するものには、前記階調性およびベタ濃度だけでなくその他の多くの要素があることが知られている。その中でも特に画質を大きく左右してしまう要素として「粒状性(人間の視覚に訴える画像ざらつき感)」が挙げられる。電子写真プロセスにおける高画質化実現のためには、この粒状性を低い状態で維持する技術が必須となっている。この粒状性は初期的な画像形成条件によって決定されるところも大きいが、それに加えて経持的に変化(悪化)してしまうことが知られている。この経時変化の原因としては、温湿度などの環境変動に起因するものもあれば、現像剤や感光体などの劣化に起因するものもある。したがって、経持に渡って高画質の画像を維持し続けるためには、何らかの手段により粒状性もしくは粒状性と強い相関のある画質を検知し、その検知結果に基づいて画像形成条件を変更することが必要である。
【0004】
しかし、粒状性に注目して画質検知を行えるような手段に関してはこれまでに報告がなされていない。粒状性は画像の形成されている平面空間における濃度ムラであり、人間の視覚特性を考慮した場合には
約1[cycle/mm]
をピークとして
0[cycle/mm]〜約10[cycle/mm]
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラにより粒状性が決定され、特に、
約1[cycle/mm]
をピークとして
約0.2[cycle/mm]〜約4[cycle/mm]
の範囲の空間周波数を有する濃度ムラが、特に問題となる。
【0005】
したがって、このような人間の視覚特性に関連のある粒状性情報を得るには、前述の空間周波数で存在する濃度ムラを検出する手段と、この手段によって検出された濃度ムラ信号を空間周波数特性に変換する手段とが必要となる。
【0006】
一方、パッチパターン内の微細な濃度ムラを検出する手段として、特開平6−27776号公報に開示された発明が公知である。この発明は、パッチパターンの広い領域に照明光を照射し、そこからの反射光を高解像度のCCDによって読み取り、読み取ったパッチパターンからの反射光に基づいて微細な画像欠陥に関わる信号を得ようとしている。また、特開平6−27776号公報開示の発明においては、演算処理過程で空間伝達関数(MTF)を演算する工程を備えてはいるが、この演算においては画像ムラの空間周波数特性に関わる情報を得ることができないために粒状性もしくは粒状性と大きな相関のある情報を得ることができない。さらに、この公知例では、「転写中抜け」といった微細な異常画像の検出あるいは鮮鋭性の検出に基づいて画像形成条件を制御するようにはしているが、粒状性を考慮して画像形成条件を制御しているわけでない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来例においては、トナーの粒状性を考慮して画像形成条件を制御するように構成されていないので、粒状性が悪化した場合に対処することができない。すなわち、従来はこのような画質検知の手段及び制御による画質の復元手段が存在しなかったために、開発段階で画質が劣化すると予め予測されたある稼動時間に到達した時に現像剤や感光体などは必然的に交換される必要があり、この交換時期は安全率を見て短めの設定とせざるを得なかった。しかし、実際にはユーザによって稼動条件は異なり、それに応じて画質を保証できる現像剤や感光体などの交換時期は大きく異なるはずである。
【0008】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、画質劣化の要因である粒状性の劣化を検出することができる画質検出装置を提供することにある。
【0009】
また、他の目的は、粒状性に代表される画像ムラを検出し、この検出結果に基づいて画像形成条件を制御することができる画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第1の手段は、像担持体上に形成された所定の画像パターンに基づいて画像の粒状性を測定し、画質を検出する画質検出装置において、前記画像パターンおよび前記画像パターンが形成されている前記像担持体に対してスポット光を照射する発光手段と、前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、前記走査手段による走査過程で前記画像パターンおよび前記像担持体を介して反射もしくは透過する光量を検知する受光手段とを備え、前記画像パターンが中間調画像であり、前記中間調画像が、ドットの規則的な配列により形成されており、走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1(空間周波数 f1=1/z1)に関して、
z1<250 [μm]
あるいは
f1>4 [cycle/mm]
を満足するとともに、前記スポット光の走査方向における径寸法が、人間の視覚感度が最大となる空間周波数の逆数以下に設定されていることを特徴とする。
【0012】
前記目的を達成するため第2の手段は、前記第1の手段における径寸法に代えて、照射面における該スポット光の単位面積当たりのパワーが最大値の1/eに低下する光ビームの両側の点の間の距離で定義されるビーム径の少なくとも走査方向における径寸法が、人間の視覚感度が最大となる空間周波数の逆数以下に設定されていることを特徴とする。
【0013】
第3の手段は、前記第1の手段における径寸法に代えて、スポット径の径寸法が1000μm以下であることを特徴とする。
【0014】
これらの各手段のように構成すると、粒状性を決定する空間周波数領域での濃度ムラを画質検出装置によって検出可能であるため、画質を大きく支配してしまう粒状性に関わる情報が得られ、その結果に基づいて適切な画像形成条件を決定できる。従来はこのような画質検知の手段及び制御による画質の復元手段が存在しなかったために、開発段階で画質が劣化すると予め予測されたある稼動時間に到達した時に現像剤や感光体などは必然的に交換される必要があり、この交換時期は安全率を見て短めの設定とせざるを得なかった。しかし、実際にはユーザによって稼動条件は異なり、それに応じて画質を保証できる現像剤や感光体などの交換時期は大きく異なるはずである。そこで本発明のように画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を行うことができれば、交換部品の本当の寿命まで品質を維持した使い方が可能になる。その結果、従来に比べて現像剤寿命や感光体の交換時期を大幅に遅らせることが可能となる。その結果、廃棄される現像剤や感光体の量を削減でき、環境対応面においても非常に優れた画像形成装置を実現できる。
さらに、このように中間調画像で画質検知を行うことにより、感度の高い画質検知を行える。ベタ画像などの非常に高濃度の画像に関しては粒状性が出現し難いため、画像形成条件を反映した粒状性等の画質検知は困難である。
加えて、中間調画像を、ドットの規則的な配列により形成することによって画質検知に適した理想的且つ均一な中間調画像の静電潜像を形成することができる。この時、走査方向におけるドット配列の繰り返しによる濃度ムラが空間周波数特性として出現し、画質検知時のノイズとなる可能性が生じるが、前記条件式が成立するようなパターンとすることによって前記ノイズを回避することが可能である。このような中間調画像を利用することにより、非常に感度の良い画質検知を行うことができる。
【0015】
また、このように径寸法を設定すると、スポット光の面積が小さいために、必要な検知パターンの面積も小さくすることができ、検知パターン作像に伴うトナーの消費量を大幅に低減することも可能である。
【0016】
第4の手段は、第1ないし第3の手段において、前記受光手段より出力される受光量変動値を演算解析する演算手段と、前記演算手段により演算解析された結果に基づいて画像形成条件を変更するための信号を生成する信号生成手段とをさらに備えていることを特徴とする。
【0017】
第5の手段は、第3の手段において、前記演算手段は、時系列的な受光量変動値を画像の空間周波数特性に変換することを特徴とする。
【0018】
この第4および第5の手段では、画質を大きく支配してしまう粒状性に関わる正確な情報が得られ、その結果に基づいて適切な画像形成条件を決定することができる。
【0019】
第6の手段は、第4または第5の手段において、演算手段が演算された画像の空間周波数特性を視覚の空間周波数特性によって重み付けすることを特徴とする。このように構成すると、演算過程で人間の視覚の空間周波数特性による重み付けを行うため、プリントされた画像を人間が目視した時に感じる画像のざらつき感と非常に強い相関をもった画質情報を得ることができる。これにより、誤動作無く非常に理想的な画像形成条件の制御を行うことが可能となる。
【0020】
第7の手段は、第4ないし第6の手段において、演算手段が、演算された画像の空間周波数特性を適当な空間周波数区間で積分することを特徴とする。
【0021】
第8の手段は、第6の手段において、演算手段が、視覚の空間周波数特性によって重み付けすることにより演算された空間周波数特性を適当な空間周波数区間で積分することを特徴とする。
【0022】
この第7または第8の手段では、適当な空間周波数区間での積分演算を行うことにより、あるいは、視覚の空間周波数特性によって重み付けすることにより演算された空間周波数特性を適当な空間周波数区間で積分することにより、特定の空間周波数情報のみから画質を判断するのではなく、視覚に訴える空間周波数領域全てを考慮することができるため、プリントされた画像を人間が目視した時に感じる画像のざらつき感と非常に強い相関をもった画質情報を得ることができる。これにより、誤動作無く非常に理想的な画像形成条件の制御を行うことができる。
【0030】
の手段は、第1ないし第3の手段において、前記像担持体表面を移動することにより走査することを特徴とする。このように構成すると、画像形成過程において像担持体は必然的に移動するものであるから、スポット光の走査を行うことに関して特に付加的な手段を必要とせず、最も簡易な構成とすることができる。
【0031】
10の手段は、第の手段において、前記走査が該像担持体の移動方向と交差する方向であることを特徴とする。このように構成すると、画像幅方向に関して広範囲の画質情報を得ることができるため、局所的な異状画像による画質検知エラーを回避することができる。もしくは、画質情報に加えてスジ等の局所的な異状画像を検知することも可能である。
【0032】
11の手段は、第または第10の手段において、前記スポット位置の移動を伴って走査することを特徴とする。このように構成すると、スポット位置を任意の方向に走査することが可能なため、濃度ムラに関して方向性があるような場合には非常に有効である。また、該受光手段や増幅器などの能力的な制約から十分に遅い走査速度が要求される場合や、像形成手段の駆動系に起因するバンディングの効果を取り除きたい場合にも有効である。
【0033】
12の手段は、第ないし第11の手段において、単一の光源によるスポット光の照射位置を機械的に移動させて前記走査を実行することを特徴とする。
【0034】
このように構成すると、1つの光源のみでも、スポット位置の変更手段として利用する場合には非常に広範囲の移動を容易とし、またスポット光の走査を行う場合には連続的且つ滑らかな走査により高精度の画質検知が可能とある。
【0035】
13の手段は、第ないし第11の手段において、空間配列された複数の光源の点灯及び消灯をシーケンシャルに行って前記走査を実行することを特徴とする。このように構成すると、駆動機構を持たずにコンパクトな構成でスポット位置の変更及びスポット光の走査を行うことができる。
【0036】
14の手段は、第1ないし第3の手段において、発光手段から各走査部位への光搬送を光ファイバによって行うことを特徴とする。このように構成すると、1つの発光素子による投光を容易に複数の箇所に分岐し誘導することができ、新たな光源を用意することなく、安価かつ省スペースな構成にて広範囲での画質検知が可能となる。
【0037】
15の手段は、第1ないし第3の手段において、各走査部位から受光手段への光搬送を光ファイバによって行うことを特徴とする。このように構成すると、複数の個所から受光を容易に1つの受光素子に誘導し集合させることが可能となる。
【0038】
16の手段は、第4ないし第15の画質検出装置と、前記信号生成手段により生成された信号に基づいて画像形成条件を設定する制御手段と、像担持体上に静電潜像を形成するための光書き込みを行う光書き込み手段と、前記光書き込み手段によって書き込まれた静電潜像及び前記制御手段によって設定された画像形成条件に基づいて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成手段とを備えていることを特徴とする。
【0039】
このように構成すると、第4ないし第15の手段に係る画質検出装置の検出結果に基づいて画像の粒状性を考慮した画像形成が可能になる。また、制御手段により画像の粒状性を考慮して画像形成プロセスを制御することから、画質の低下を抑制することができる。
【0040】
17の手段は、第16の手段において、前記画質検出装置の投光手段と前光書き込み手段を同一の手段によって構成したことを特徴とする。このように構成すると、画質検出装置の投光手段と光書き込み手段とが兼用でき、その分の構成が簡単になる。
【0041】
18の手段は、第17の手段において前記担持体が静電潜像担持体であり、当該静電潜像担持体を通常の作像時とは逆方向に移動させることを特徴とする。
【0042】
現像工程の終了した潜像担時体上の画像を、通常の作像方向に移動させることで書き込み露光部に搬送させるためには、転写部にて転写体に画像が転写しないようにバイアスを印加したり転写体を潜像担時体から離間させたりする必要があり、さらに潜像担持体に接触しているクリーナの離間などが必要となる。しかし、本手段のように潜像担持体を逆方向に移動させると、複雑な手続きを踏まずに、現像された画像を書き込み露光部に誘導することが可能となる。しかも、画質検出装置の投光手段と光書き込み手段とが兼用されるので、画質検出のための構成が複雑化することもない。
【0043】
19の手段は、第17の手段において、制御手段は、画像形成条件の制御では画質の劣化を抑制することができない場合には、前記画像形成手段を構成する部品および/または現像剤の交換を指示することを特徴とする。すなわち、本手段によれば、作像条件の制御のみでは画質維持が困難であると判断された場合には、現像剤や感光体などの交換によって復元することができる。
【0048】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0049】
1.第1の実施形態
1.1 全体構成
図1は本発明の第1の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図、図2は全体を示す図である。
【0050】
図2において、本実施形態に係るタンデム型のカラー画像形成装置MFPの略中央に画像形成部1が配置され、この画像形成部1のすぐ下方には給紙部2が配置され、給紙部2には各段に給紙トレイ21が設けられている。また、画像形成部1の上方には、原稿を読み取る読み取り部3が配設されている。画像形成部1の用紙搬送方向下流側(図示左側)には排紙収納部、所謂排紙トレイ4が設けられ、排紙された画像形成済みの記録紙が積載される。
【0051】
画像形成部1では、図1に示すように無端状のベルトからなる中間転写ベルト5の上方に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)用の複数の作像部6が並置されている。各々の作像部6では、各色毎に設けられたドラム状の感光体(感光体ドラム)61の外周に沿って、帯電装置62、露光部65、現像装置63、クリーニング装置64などが配置されている。帯電装置62は、感光体61の表面に帯電処理を行い、露光部65では、画像情報を感光体61表面にレーザ光で照射する露光装置7からのレーザ光が照射される。現像装置63は、感光体61の表面に露光されて形成された静電潜像をトナー現像して可視化し、クリーニング装置64は転写後に感光体61の表面に残留したトナーを除去回収する。
【0052】
作像プロセスとしては、中間転写ベルト5上に各色毎の画像が作像され、中間転写ベルト5上に4色が重畳されて1つのカラー画像が形成される。その際、最初に、イエロー(Y)の作像部で、イエロー(Y)のトナーを現像し、中間転写ベルト5に1次転写装置66によって転写する。次に、マゼンタ(M)の作像部で、マゼンタのトナーを現像し、中間転写ベルト5に転写する。次に、シアン(C)の作像部で、シアンのトナーを現像し、中間転写ベルト5上に転写し、最後に、ブラック(K)のトナーを現像し、中間転写ベルト5上に転写し、4色が重畳されたフルカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト5上に転写された4色のトナー像は、給紙部2から給紙されてきた記録紙20に2次転写装置51で転写され、定着装置8によって定着された後、排紙ローラ41によって排紙トレイ4に排紙され、あるいは両面装置9に搬送される。両面印刷時は、搬送経路は分岐部91で分岐され、両面装置9を経由して、記録紙20は反転される。そして、レジストローラ23で用紙のスキューが補正され、表面への画像形成動作と同様にして裏面への画像形成動作が行われる。一方、フルカラーのトナー像が転写された後、中間転写ベルト5の表面に残留したトナーはクリーニング装置52によって除去回収される。なお、符号92は両面装置9からの反転排紙経路である。また、図1では、各部の符号の後ろに色を表すY,M,C,Kを付けて各色の作像部を区別している。
【0053】
給紙部2は、給紙トレイ21に未使用の記録紙20が収容されており、最上位の記録紙20がピックアップローラ25に当接する位置まで、一端が給紙トレイ21の底部に揺動可能に支持された底板24の他端を上昇させる。そして、給紙ローラ26の回転により、最上位の記録紙20はピックアップローラ25によって給紙トレイ21から引き出され、給紙ローラ26によって縦搬送路27を介してレジストローラ23側へと搬送される。レジストローラ23は記録紙20の搬送を一時止め、中間転写ベルト5上のトナー像と記録紙20の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって記録紙20を送り出す。レジストローラ23は前記縦搬送路27からの記録紙20の他に、手差しトレイ84から搬送されてくる記録紙20に対しても同様に機能する。なお、図2中、符号81は分岐爪、符号82は排紙トレイであり、縦搬送路27の下流側でジャムが生じたときに分岐爪81が作動して排紙トレイ82に用紙を導出する機能を有する。
【0054】
読み取り部3では、コンタクトガラス31上に載置される原稿(不図示)の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第1および第2の走行体32、33が往復移動する。この走行体32、33により走査された画像情報は、レンズ34によって後方に設置されているCCD35の結像面に集光され、CCD35によって画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。そして、画像処理された信号に基づいて、露光装置7内のレーザダイオードLD(不図示)の発光により感光体61の表面に光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。LDからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体61に至る。また読み取り部3の上部には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置36が取り付けられている。
【0055】
なお、本実施形態に係るカラー画像形成装置は、前述のように光走査して原稿を読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能の他に、図示せぬ制御装置により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能を有する多機能の画像形成装置である。どの機能によって形成された画像も同様の画像形成プロセスによって記録紙20上に画像が形成され、すべて1つの排紙トレイ4に排紙され、収納される。画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を自動的に行うことができるために、現像剤や感光体などを即座に交換する必要が無く、現像剤や感光体などの寿命を極限まで長くすることができる。
【0056】
1.2 画質
図3及び図4は600dpi書き込み系を有する前記図1及び図2の画像形成装置によって記録媒体20上に形成された網点画像(1つの網点の大きさは「2ピクセル×2ピクセル」)の拡大写真(記載上の都合により便宜上、写真撮影時に2値化処理を施している)であり、図3は初期の画像PT1を、図4はある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像PT2を示す。図3に示すように初期的には均一であったハーフトーン画像PT1が、長期の作像過程における現像剤や感光体の劣化などの諸要素により、ざらつき感のあるハーフトーン画像PT2となってしまっている。このようなざらつき感は微細な濃度ムラの空間周波数特性として数値化することができ、例えば「粒状度」といった特性値として表現される。
【0057】
すなわち粒状度の高い(粒状性の悪い)画像はざらつき感の大きな画像を示し、粒状度の低い(粒状性の良い)画像はざらつき感の少ない均一な画像を示す。しかし、濃度ムラの全てが視覚に訴えるざらつき感となる訳ではなく、プリント画像の画質に関しては人間が目視した時にざらつき感を感じなければ良い。濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を図5に示す。このように、人間の視覚により濃度ムラを感じる空間周波数は、前述のように約1[cycle/mm]をピークとして
0[cycle/mm]〜約10[cycle/mm]
の範囲の空間周波数領域に限定されることが知られている。
【0058】
1.3 画質測定装置
図6は画像の微細な濃度ムラを測定する画質測定装置の概略構成を示す図である。同図において、画質測定装置100は、光反射型センサ(フォトリフレクタ)110と、この光反射型センサ110からの電気信号を増幅する増幅回路120と、この増幅回路120によって増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う演算手段としての演算回路130と、この演算回路130からの演算出力に基づいて光書き込み制御のための信号を生成する信号生成手段としての信号生成回路140とからなる。前記光反射型センサ110は、光源としてのLED(発光ダイオード)101と、LED101からの出射光を所定のビーム径の光ビームに集光する集光レンズ102と、像担持体150上の画像パターン151からの反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子103と、光電変換素子103の結像面に前記画像パターン151からの反射光を結像させる結像レンズ104とからなる。光反射型センサ110は、図7の走査方向の距離(ビーム径)と光量との関係を示す特性図から分かるように照射ビーム径を絞ってスポット光SPとした光反射型センサを用いる。
【0059】
光反射型センサ110は、LED101からなる光源からの照射ビームを集光レンズ102によって集光し、像担持体150上に形成された画像パターン151面における円形ビーム径がおおよそ400[μm]になるようにしている。ここから反射する光はフォトダイオードなどの光電変換素子103によって検出され、画像パターン151内のトナー粒子152の付着ムラは光電変換素子103へ入射する光量変動として捕らえることができる。
【0060】
トナー付着量に応じた光量変動を捕らえる方法としては、トナー粒子と像担持体表面における正反射特性もしくは乱反射特性の違いによって検出する方法や、トナー粒子と像担持体表面の反射分光特性の違いによって検出する方法などがあり、これらを組み合わせることでより感度の高い検出を行うこともできる。正反射特性もしくは乱反射特性の違いを利用する場合には、一般にトナー像は乱反射特性が強いことから、像担持体150表面は光沢度が高く正反射特性の強い材質とするのが好ましい。また、反射分光特性の違いによって検出する場合には、トナー粒子52の反射分光特性と像担持体150表面の反射分光特性とが大きく異なる光源波長を用いることが好ましい。図6の測定装置は、870[nm]の発光波長を有するLED101を用い、トナー粒子152と像担持体150表面との乱反射特性の違いを利用した検知方法を実施する例である。ビーム径に関しては図5に示したような人間の視覚の空間周波数特性において最も感度の高い約1[cycle/mm]の濃度ムラが検知できるように、少なくともスポット光SPの走査方向に関するビーム径(図7のd1)は1[mm]以下とする必要がある。このビーム径d1は、図5における空間周波数が最大となる値1[cycle/mm]の逆数である1[mm]から導かれ、この実施形態では、ビーム径(d1)は、およそ400[μm]としている。前記ビーム径d1は、ビーム照射面における前記スポット光SPの単位面積当たりのパワーが最大値の1/eに低下する光ビームの両側の点の間の距離でここでは定義している。
【0061】
図8は図6の光反射型センサ110を現像工程直後の感光体表面に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。この例では、感光体61Y,61M,61C,61Kの回転軸方向の中央部付近に光反射型センサ10Y,10M,10C,10Kを固定して設置してある。スポット光SPによる感光体61Y,61M,61C,61K上の画像の走査は感光体61Y,61M,61C,61Kの回転駆動によってなされ、図3または図4に示したような画像PT1,PT2を用紙搬送方向(図においては長手方向)に走査したときの反射光の出力を検出する。この反射光の前記増幅回路20からの光量(電圧)変動の状態を図9に示す。このときのスポット光SPの走査条件は、走査速度が200[mm/s]、走査距離が約11[mm]、データのサンプリング周期が75[μs]、すなわち、画像上でのサンプリング間隔は約15[μm]ピッチであり、平均処理工程などを含まない1回の走査のみである。なお、図9の光量平均値を求めることによってパターンに付着するトナー粒子152の平均付着量を算出することもできる。
【0062】
1.4 制御
1.4.1 ノイズ量の算出
図9に示した時間をパラメータとして光量を出力する出力状態のままでは、画像濃度ムラの空間周波数特性が読み取れないため、前記演算回路130によって空間周波数特性を算出する。空間周波数特性の算出においては、高速フーリエ変換(FFT)等の公知の手法を適用するのが処理速度的にも好ましい。高速フーリエ変換による変換結果を図10に示す。なお、図10の6[cycle/mm]に見られるピークは図3および図4のドットパターンの繰り返し周波数によるものである。
【0063】
図5から分かるように視覚特性は1[cycle/mm]付近の空間周波数をもつ濃度ムラに非常に敏感であることから、例えば図10における1[cycle/mm]付近のノイズ量を比較することにより、図4に示したパターン(画像PT2)の図3のパターン(画像PT1)に対する画質低下度を知ることができる。このように画質の低下が検知された場合には、適切な画像形成条件の制御を促すよう図6の測定装置における信号生成回路40により信号の生成を行う。この信号を受けて、図6に示した画像形成装置MFPの制御回路CONによって画像形成条件を自動的に制御し、可能な限り正常な画質に復元できるような自動制御を行う。画像の形成条件の変更としては、例えば現像条件に関しては、
▲1▼現像ローラの回転速度を高める。
【0064】
▲2▼現像ローラと感光体とのギャップとを狭める。
【0065】
▲3▼現像ローラ上の現像剤量を規制するドクタブレードと現像ローラとのギャップを広げる。
【0066】
▲4▼現像ローラに印加する直流バイアス成分の絶対値を小さくして、現像ローラ電位と感光体画像部電位との差を小さくする。
【0067】
▲5▼現像ローラに印加する交番バイアス成分の電圧振幅や振動数を大きくする(但し交番バイアスが重畳されている場合)。
【0068】
▲6▼現像剤のトナー濃度を高くする。
【0069】
▲7▼現像剤中の劣化したトナーを強制的に消費して新しいトナーを補給する。
【0070】
などといった個々の制御もしくはこれらの適当な組み合わせによって行うことができる。また、転写条件においては、
▲1▼転写バイアスを最適化する。
【0071】
▲2▼転写工程において対向している像担持体間の速度差を最適化する。
【0072】
などによっても画質の回復が可能となる場合もある。
【0073】
自動制御のみでは画質の復元が不可能と判断された場合には、制御回路CONは、図示しない表示装置に現像剤や感光体等のパーツの交換を指示し、前記パーツの交換を促す。これらの手続きにより現像剤や感光体などの寿命を最大限に延ばすことができる。また、最低限必要なパターンの大きさが、約1[mm]×約10[mm]程度であるため、パターン画像形成によって消費されてしまうトナー量も最小レベルに抑えることができる。
【0074】
なお、図8の例では感光体61Y,61M,61C,61K表面の画質を検知するようにスポット光SPが照射されているが、中間転写ベルト5や記録媒体20に形成された画像に対してスポット光SPを照射するように構成しても良いことは言うまでもない。また、感光体61Y,61M,61C,61K上にスポット光SPを照射する際にはスポット光SP自身による静電潜像の破壊に起因した画質低下を防ぐために、スポット光SPの波長と感光体61Y,61M,61C,61Kの分光感度波長領域とは異なっていることが好ましい。
【0075】
1.4.2 視覚ノイズ量の算出
図10の空間周波数特性を得た後に、前記演算回路130によって前記空間周波数特性に対して図5に示した視覚空間周波数特性の重み付けを行い、視覚ノイズ量を求める。図11は、この視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図で、演算回路130の視覚ノイズ量の出力状態を示している。この重み付けは図10の特性に対して図5の特性を乗算することによって行う。この演算により、視覚に訴える空間周波数特性のみを抽出することができるため、狙いとする画質の検知が容易に行える。また、本実施形態では6[cycle/mm]付近に出現していた画像パターン構造による信号分を除去することが可能となるので、注目している画質に関係のない情報を除去することもできる。このように画質に関係のない情報を除去することができると、誤検知の発生をほとんどなくすことができる。
【0076】
1.4.3 視覚ノイズの総量
図11に示した視覚ノイズ量を演算回路130を用いて0.2[cycle/mm]〜4[cycle/mm]の空間周波数領域に関して積分すると、図12に示すように視覚ノイズの総量が算出される。この値により視覚に訴えるほぼ全ての空間周波数領域において総合的な画質変化を知ることができる。
【0077】
1.4.4 処理手順
図13は図8に示したように各色感光体61上に形成された画質を検知できるような画像形成装置MFPに関して、画質測定装置100が検知した画質情報に基づいて画像形成条件の自動制御を行う制御手順を示すフローチャートである。説明を簡略にするために、4つある感光体ステーションのうち1つのみを取り上げた場合に関して説明する。なお、この制御は画質検知装置100の信号生成回路140からの出力信号に基づいて画像形成装置MFPの制御回路CONのCPUが実行する。CPUは、図示しないROMに格納されたプログラムに基づいて図示しないRAMをワークエリアとして使用しながら以下の処理を実行する。
【0078】
図8において、あるタイミングでプロコン開始命令信号が生成される。このタイミングとは、例えば画像形成装置MFPの電源投入時の立ち上げ時や、プリントされたカウンタ情報などに基づいて適当(任意)に設定される。プロコン開始命令を受けて、感光体61上に検知用の画像パターン(特定のハーフトーン画像)51を作像する(ステップS1)。LED1で発光した光束を画像パターン151に当て、反射光を光電変換素子103に導いて検知し、光電変換素子103の受光量変動が電圧に変換され、増幅されて出力される(ステップS2)。このときの出力電圧を図14に示す。図14には、画像形成装置MFPの出荷直後の出力状態(出荷時)と、長期間画像形成装置MFPが使用された結果、現像剤等が劣化した時の出力状態(状態α)とを比較して示している。
【0079】
一方、光電変換素子103の出力電圧(センサ出力電圧)と実際のトナー付着量との間には図15に示すような電圧とトナー付着量との関係があるので、この変換テーブルT1を参照して電圧変動をトナー付着量の変動に変換することによりトナー付着量変動信号(図16)を得る(ステップS3)。出荷時及び状態αでのトナー付着量平均値をそれぞれD0及びDとすると、これらの差分ΔDは平均トナー付着量の変動分を示す(ステップS9,S10)。
【0080】
そして、トナー付着量変動信号X(x)に対して高速フーリエ変換(FFT)を施し(ステップS4)、その結果得られる変換信号Y(f)(これは複素数)の絶対値を演算することにより図17に示すようなパワースペクトルA(f)を得る(ステップS5)。このパワースペクトルを空間周波数の視覚特性(図5)により重み付けを行い(図18−ステップS6)、特定の空間周波数区間(例えば、0.1[cycle/mm]以上5.0[cycle/mm]以下の区間)での積分を行うと、粒状性指標Cを得る(図19−ステップS7)。そして、出荷時の粒状性指標C0と状態αでの粒状性指標Cとの差分ΔCを求める(ステップS8)。この差分ΔCが粒状性の変動分を表す。ここまでで得られたΔD及びΔCがマシンの仕様値範囲内であれば、特別な制御を施すことなくプリント動作を実行する(ステップS11,ステップS14)。しかし、これらが仕様値範囲外の場合は、例えば現像条件を変更することにより制御を行う。
【0081】
現像条件の制御手続きを以下に説明する。
図20は検知対象としている画像パターンに関して、出荷時状態において、現像バイアス電位と現像ローラの回転速度を変更させた場合に粒状性指標Cと平均トナー付着量Dとがどのように変化するかを示す図である。現像バイアスの増加に伴って平均トナー付着量は増加するが同時に粒状性も大きくなってしまい、また、現像ローラ線速増加に伴って平均トナー付着量が増加するが粒状性は小さくなることが示されている。すなわち、この関係は、現像バイアスと現像ローラ回転速度を適当に制御することにより、平均トナー付着量と粒状性とを独立に任意に制御できることを示している。
【0082】
例えばこの実施形態に係る画像形成装置MFPの場合、出荷時には現像バイアス360[V]、現像ローラ線速比1.6に設定されている。画像形成装置MFPを使用し続け、現像剤劣化等が生じた結果、現像バイアス360[V]及び現像ローラ線速比1.6のままでは図21の「状態α1」で示される粒状性指標及び平均トナー付着量になったとする。このような場合には、図20の現像条件制御テーブルT2を参照し、平均トナー付着量が少なくなったので現像バイアスを高くし(工程a1)、「状態β1」に移行させる(ステップS12)。この時点で現像バイアスは360[V]から400[V]に変更された。次に、現像ローラ線速を1.6から2.0に変更することにより(工程b1−ステップS13)、出荷時の状態に復元することができた。
【0083】
このように現像バイアスと現像ローラ線速との両者を現像条件制御テーブルT2を参照して適当に調整することにより、現像剤劣化等により変動してしまった粒状性及び平均トナー付着量を出荷時状態に復元することが可能である。尚、「状態α1」からの画質復元の手順は、図22に示すように工程a1’及び工程b1’を経由しても良いことは言うまでもない。また、図22のような「状態α2」からの画質復元に関しては、例えば工程a2及び工程b2を経由することで実現できる。
【0084】
1.5 画質検知用パターン
画質を検知するためのパターンは前述の図3に示すようなパターン以外に図23ないし図30に示すようなパターンを使用することができる。図3のような画像パターン以外の画質検知用パターンの例を示す。
【0085】
図23は図3に示した画像パターンを模式的に示したものであり、ドットの最小単位は600dpiの2ピクセル×2ピクセルから構成されている。図23において、スポット光SPの走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1はおよそ170[μm](空間周波数f1はおよそ5.9[cycle/mm])であり、前述のように400[μm]程度のビーム径を有するスポット光SPによって走査を行った場合には、図10のように5.9[cycle/mm]付近の空間周波数にスペクトルが現れる。この画像パターンそのものに起因するスペクトルが画質検知信号検知領域と重複してしまうのを避けるためには、走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1は250[μm]よりも小さく、好ましくは200[μm]よりも小さくする必要がある。よってz1=170[μm]である図23のパターンは画質検知性に適したパターンである。
【0086】
z1=170[μm]となる図23以外のパターン例として図24(網点ディザ)、図25(万線ディザ)、及び図26(万線ディザ)などが挙げられる。また、ドット配列の繰り返し周期が定義できない図27(万線ディザ)や図28(ランダムディザ)も挙げられ、これらのパターンに関しては図10のように画像パターンそのものに起因するスペクトルが現れない。図24や図27の様なパターンを利用する場合に関して、走査方向と直行する方向におけるビーム径d2が数10[μm]程度に小さい時には走査する位置によって画質情報が得られる場合と得られない場合とがある(図29、図30)。よって、図24や図27の様なパターンを利用する場合には、走査方向と直行する方向におけるビーム径d2を十分に大きくしておくことが好ましい。
【0087】
図23ないし図28に挙げられたパターンのいずれもが、前述の手段を利用して、良好な画質検知を行うことができるパターンである。こういった複数のパターンによって画質を検知し、パターンに依存した画質特性を知ることにより、その作像装置を構成する複数の作像条件の中から画質低下に大きく寄与している条件を絞り込むことも可能となり、画質制御ルーチンを高速で行うことができる。
【0088】
なお、これまでに説明した例では、図8に示したように画質センサ10Y,10M,10C,10Kを感光体61Y,61M,61C,61Kの回転軸方向における中央部に固定設置してあったために、感光体61Y,61M,61C,61Kの中央部の画質のみしか検知できなかった。これに対して、図示しない画質センサ10Y,10M,10C,10Kを平行させる平行移動手段を設ければ、画質センサ10Y,10M,10C,10Kを感光体61Y,61M,61C,61Kの回転軸方向に平行移動させることが可能となり、感光体61Y,61M,61C,61Kの中央部のみならず、両端部もしくは任意の場所における画質検知が可能となる。その結果、広範囲における画質の検知が可能なため、局所的ではなく総合的な画質評価が可能となる。
【0089】
また、感光体61Y,61M,61C,61Kの駆動を止めて、この平行移動手段によりスポット光SPの走査を行うことにより、像担持体の移動方向と交差(ここでは直交)する方向に関する濃度ムラを検知することも可能である。特に、異常画像として発生し易いいわゆる縦スジ(像担持体の傷やクリーニングブレードの欠陥等によって発生し、像担持体の移動方向に長い線状の画像欠陥のことで、像担持体の移動方向と直交する方向に複数本出現する場合も有る)などの検知を行うことができる。
【0090】
2.第2の実施形態
第1の実施形態では、図6に示したように集光レンズ102によって画像パターン151上にスポットを集光し、反射光を結像レンズ104を介して光電変換素子103の結像面に集光する例を挙げたが、図20に示すように光ファイバを利用して光を誘導することも可能である。図31は、この第2の実施形態に係る画質測定装置を示す概略構成図である。この図31に示した例では、図6に示した第1の実施形態に対して第1及び第2の光ファイバ105,106と対物レンズ107を配置した点が異なるだけであるので、異なる点についてのみ説明する。
【0091】
すなわち、この実施形態では、集光レンズ102の集光部に第1の光ファイバ105の一端を配置し、他端を画像パターン151の前面に配置された対物レンズ107に配置する。対物レンズ107では、ファイバ105によって導かれた光束を第1の実施形態と同様に少なくとも1000μm以下、600dpiの書き込み密度であれば、400μm程度に絞って画像パターン151に照射する。照射された光ビームは画像パターン151を形成するトナー粒子152で反射し、対物レンズ107を介して第2の光ファイバ106に導かれ、結像レンズ104から光電変換素子103に入射する。その他の各部は第1の実施形態と同等に構成されている。
【0092】
このように構成すると、光学系の配置を自由に設定できることから、図6に示した第1の実施形態ではスペース上設置不可能な検知部位においてもこの画質測定装置を設置でき、画質検知が可能となる。
【0093】
図32は、図31に示した画質測定装置の変形例を示す図で、LED(発光素子)101と光電変換素子(受光素子)103と、集光レンズ102及び結像レンズ103をセンサユニット112として1つのユニットとして構成し、一方、複数のパターン検知部位151a,151b・・・との光路を構成する第1のファイバユニット111aや第2のファイバユニット111bなどの複数のファイバユニットを構成し、1つのセンサユニット112を複数の各ファイバユニット111a,111b・・・と時分割で順次結合させることにより、各部位のパターン151a,151b・・・を検知するようにした例を示す図である。このようにセンサユニット112このため少なくとも発光素子101と受光素子103を一対有するセンサユニット112があれば、このような方法により複数部位での画質検知が実現でき、検知領域が非常に多い場合などは大幅なコストダウンが可能となる。
【0094】
その他、特に説明しない各部は第1の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0095】
3.第3の実施形態
この実施形態は、第2の実施形態における画質測定装置を前述の図1に示したタンデム方式の画像形成装置に適用した例である。
【0096】
この実施形態では、図33に示すように各感光体上の画質及び中間転写ベルト上の画質を一対の発光素子101と受光素子103を備えたセンサユニット112によって検知できるように構成した例である。この実施形態では、図示しない移動手段によりLED(発光素子)101、集光レンズ102、結像レンズ104及び光電変換素子(受光素子)103からなる1つのセンサユニット112が各ファイバユニット111a〜111e間を時分割で移動することが可能となっている。図示していないが、図32において像担持体150に対向している各ファイバ105,106の先端は、像担持体150の幅方向に可動に構成することもでき、また、像担持体150の幅方向に複数設置していても良い。また、各感光体61間の中間転写ベルト5領域の画質や、記録媒体20上の画質や、二次転写ローラ51上の画質などが検知できる位置に設置することもできる。
【0097】
図34は図33の変形例で、この例では、第1および第2のファイバユニット111a,111bに1つのセンサユニット112から同時に光を入射し、反射光を導いて画質測定を行うことができるようにしたものである。このように構成すると、光源は複数必要となるが、受光素子1031つで且つ駆動部分が不要となる。これらのスポット設置位置に関しては光ファイバ105,106を利用する場合だけでなく、図6に示したように光ファイバを利用しない場合にでも適用することができる。
【0098】
その他、特に説明しない各部は、前述の第1および第2の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0099】
4.第4の実施形態
第1ないし第3の実施形態では、光源としてLED1を使用し、1本のレーザビームを画像パターン151に照射するように構成していたが、LED1に代えてLEDアレイ113を使用することもできる。図35は光源としてLEDアレイ113を使用した場合の発光素子と受光素子の状態を示す図である。
【0100】
このように図6に代表される画質測定装置の光学系においてLED101に代えてLEDアレイ113を使用した場合、LEDアレイ113の各LEDの点灯及び消灯をシーケンシャルに行うことによって画像パターン151上に対してスポット光SPを走査させることができる。LEDアレイ113としては600dpiでLED発光面の配列した素子を使い、図示しない結像素子を介して画像パターン151上に400[μm]程度のビーム径を有するスポットを形成する。また、LEDアレイ113の配列長を10[mm]とすると、これを利用することによりおよそ42[μm]間隔で10[mm]の長さの走査が可能となる。受光素子103もアレイ状としても良いが、本実施形態のようにLEDアレイ113の配列長が短い場合には1つの光電変換素子103によって検出することも可能であり、このようにすると安価な構成とすることができる。
【0101】
LEDアレイ113の配列方向は、像担持体150の移動方向に設置しても、これと直交する方向に設置しても構わない。また、LEDアレイ113による時分割的なスポット光走査と像担持体150の移動によって行われるスポット光走査を併用しても良い。さらに、像担持体幅と同程度の長さを有するLEDアレイ113を設置することで像担持体幅全域の画質を検知するように構成することもできる。
【0102】
また、感光体61上にスポット光SPを照射する際には、スポット光SP自身による静電潜像の破壊に起因した画質低下を防ぐために、スポット光SPの波長と感光体の分光感度波長領域とは異なっていることが好ましい。
【0103】
その他、特に説明しない各部は、前述の第1および第2の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0104】
5.第5の実施形態
図36は図1の作像装置における書き込み露光装置7がLD光源を用いたポリゴンスキャン方式であることを想定した場合の例である(図示しないが、LEDアレイを用いた書き込み露光方式に関しても、同様である)。通常の作像条件におけるポリゴンミラー71の回転数は非常に早いため光電変換素子103及び前述の増幅回路120の応答速度が対応しない。そこで、画質検知時にはポリゴンミラー71の回転数が十分に低い状態で検知を行う。この検知方法によれば、通常の作像装置6に対して光電変換素子(受光素子)103を付加するだけで画質の検知が可能である。
【0105】
ただし、本実施形態の場合には感光体61上のアナログハーフトーンに関する画質検知に限られるため、転写工程による画質劣化や網点画像などのデジタル画像での画質劣化は検知することができない。しかし、この制約を有効に利用することが可能である。つまりこのようなプロセスで作像されるアナログハーフトーンに出現する粒状性は、現像剤の劣化あるいは感光体の劣化であると特定できるため、適切な作像条件の変更の指示が容易となるのである。
【0106】
アナログハーフトーン画像を作成する場合には、図1の作像装置において、帯電バイアス、転写バイアス及び書き込み露光をOFFとし、現像ポテンシャル(現像スリーブ電位と感光体表面電位との差)が通常のベタ画像作像時における現像ポテンシャルよりも小さめに設定した状態で、現像スリーブを通常の画像形成時の回転方向と同方向に回転させ、且つ感光体61を通常の画像形成時の回転方向とは逆方向に回転させることによって、感光体幅全域に渡りアナログハーフトーン画像による検知パターン153を形成しながら書き込み部に搬送させることができる。そして、アナログハーフトーン画像が書き込み部に搬送された時点で感光体61の駆動並びに現像スリーブの駆動を停止する。これでパターン画像の作成は完了し、その後、このアナログハーフトーン画像からなる検知パターン153部分をポリゴンミラー71で走査し、検知領域153aからの反射光を受光素子103で読み、画像の粒状性を評価する。
【0107】
その他、特に説明しない各部は、前述の第1および第2の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0108】
なお、図36の様な特別な検知方式を採用した場合に限らず、前記第1ないし第3の実施形態における検知パターン画像をアナログハーフトーンとしても画質の検知を行うことが可能であることは言うまでもない。
【0109】
6.第6の実施形態
この実施形態は画質測定装置の他の実施形態を示すもので、前述の各実施形態と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0110】
図37ないし図39は、この実施形態に係る画質測定装置のセンサ部分を示す図である。以下、上記パターンの微小領域濃度を検出するための光センサの構成例について説明する。
【0111】
図37は、パターン画像を検出する光センサとして、反射型センサの一例を示す側面図である。この図に示す反射型センサ300は、投光部302と受光部303が一体型となったセンサヘッド301を有するものである。この図に示すセンサ300は、正反射型の光センサである。センサヘッド301の投光部302から投光された光は、トナー像を担持した測定対象媒体(像担持体150)上でのスポット光の直径が0.5mm未満に集光され、反射した光が受光部303で検出される。この図では正反射光を検知するように描かれているが、拡散光を検出するように構成することもできる。
【0112】
図38は、パターン画像を検出する光センサとして、反射型センサの他の例を示す側面図である。この図に示す反射型センサ310は、センサアンプ311とそれに付随する光ファイバ312及びレンズ313等から構成されるものである。投受光部はセンサアンプ311に内蔵されており、センサアンプ311から投光された光は光ファイバ312内を通り、レンズ313によってスポットを絞られ、トナー像を担持する測定対象媒体(像担持体150)上で直径が0.5mm未満に集光される。測定対象媒体から反射されてきた光はレンズ313で受光され、光ファイバ132を通ってセンサアンプ311内の受光部で受光される。この図では正反射光を検知するように描かれているが、拡散光を検出するように構成することもできる。
【0113】
図39は、パターン画像を検出する光センサとして、透過型センサの一例を示す側面図である。この図に示す透過型センサ320は、投光ユニット321と受光ユニット322を有しており、透明な測定対象媒体(像担持体150)を挟んで配置される。投光ユニット321から照射されたスポット光は、初めから直径0.5mm未満に絞られており、この直径を維持したままで測定対象媒体に照射されて通過した光が、受光ユニット322によって検知される。これにより、測定対象媒体上のトナー像(パターン画像)で遮蔽された量だけ光が減衰して検知されることになる。
【0114】
図40は、パターン画像の一例と、そのパターン画像を検知領域の大きさが異なる光センサで検出した場合の出力を示すグラフとを対比して示すものである。人の視覚感度には2〜3(cycle/mm)の濃度ムラが最もよく目立つということが言われている。よって、画像品質を検知すべき光センサはこの領域の画像ムラを検知できなければならない。図40(a)には、典型的な2(cycle/mm)の濃度ムラとして0.5mm毎に0.1mm幅の縦線Tを描いてあるパターン画像が示されている。このパターンをそれぞれφ0.5mm、0.4mm、0.1mmのスポット光で検知した場合の出力を(b)〜(c)のグラフに示してある。なお、図5(a)のパターン画像において、一点鎖線の縦線は0.1mmを表す補助線である。
【0115】
まず、φ0.5mmの場合であるが、パターン画像を左から右へスキャンしていった場合に、必ずいずれかの縦線Tがスポット光内に含まれてしまう。ただし、含まれる縦線の幅は常に一定なので、センサの出力としては常に一定となり出力を示す(b)のグラフが直線状になる。したがって、φ0.5mmのスポット光では濃度ムラが測定できていないことが分かる。
【0116】
次に、φ0.4mmの場合であるが、同様に左から右へパターン画像をスキャンしていった時、縦線Tと縦線Tの間にスポット光がすっぽりはまるタイミングが存在する。このタイミングが、(c)のグラフにおいて出力が0になる時である。その前後は徐々に縦線から外れたり乗ったりしていく領域なので、出力としては過渡状態となる。この様にφ0.4mm光であれば、有意な出力波形が得られることが分かる。(b)の場合と比較して考えると、φ0.5mm未満のスポット光であれば、有意な出力波形が得られるであろうことがここで理解できる。
【0117】
さらに、φ0.1mmにおいては、(d)のグラフに示されるように、より原パターンに近い出力波形が得られていることが分かる。原理的には小スポットであればあるほど原パターンに近い出力波形が得られることになる。しかし、小スポット光の光センサを作るのは技術的にも難しいし、コストにも影響してくる。そのため、むやみにスポット径を絞るのは現実的ではない。
【0118】
よって、本発明においては2(cycle/mm)の画像から有意な情報を得られるφ0.5mm未満のスポット光を使用するものとした。なお、上述のように、φ0.1mmのスポット光で原パターンに近似の出力が得られることから、スポット光の直径が0.1mm以上で0.5mm未満の光センサであれば確実な検知とコストの両立を図ることができると考えられる。余裕を見て、スポット光の直径を50μm(0.05mm)以上0.5mm未満としても良い。これにより、ミクロン単位の微小領域を検知できる高価なセンサを使用することなく、低コストで“画像のざらつき”補正に有効な大きさの微小領域の濃度ムラを検知することが可能となる。
【0119】
なお、スポット光の直径の定義に関してであるが、第1の実施形態で図7に示したように一般的なビーム径の定義の仕方“最大光量の1/eの光量値における径”とする。これを正確に測定しようとしたら、光センサをビームプロファイラ等の外部測定器で測定する必要がある。しかし簡易的には、実機内においてファイバースコープ等のフレキシブルなレンズを使用して、光センサの検知光が集光している様子をPC等に取り込み、ソフト上で直径を計測する等の手段が考えられる。
【0120】
図41は、本実施形態における上記光センサの設置位置を示すものである。上述のように、感光体61上でパターン画像の微小領域濃度を検出する場合は、現像装置64と1次転写部(感光体61と転写ローラ66とが対向する領域)の間のS1の位置に光センサを配置する。このS1位置に配置する光センサとしては、図37に示した光センサ300または図38に示した光センサ310を使用することができる。光センサ310の場合は、そのレンズ313をS1位置に配置してやればよい。本実施形態のカラー画像形成装置では4色分の作像ユニットを備えているので、各作像ユニットのドラム状の感光体61Y,61M,61C,61Kの全てに対して光センサを配置するのが理想的である。なお、センサ配置位置を示す三角印S1は、その鋭角の向きがセンサ検出面の向きを示している。また、各光センサは、そのセンサが配置された作像ユニットで使用される色に対して感度を有していれば良い。
【0121】
感光体61上でパターン画像の微小領域濃度を検出する場合、検知された画像(パターン)の情報は、現像装置から静電潜像に現像材が付与されて顕像化された直後の情報である。すなわち、ここで検知されたパターン画像には現像工程以前の影響しかないと考えることができる。静電潜像に不備がない場合には、ここで検知された情報によるパターン画像の品質に問題があったら現像条件を変更して対応する必要がある。そこで、感光体61上でパターン画像の微小領域濃度を検出する場合には、フィードバックする制御対象として現像条件のパラメータを制御することにより、画像品質の向上(もしくは回復)を図ることができる。
【0122】
中間転写ベルト5上でパターン画像の微小領域濃度を検出する場合は、各作像ユニットにおける1次転写部の直後であるS2の位置に光センサを配置する。このS2位置に配置する光センサとしては、図37に示した光センサ300または図38に示した光センサ310あるいは図39に示した光センサ320を使用することができる。反射型の光センサ300,310は、トナー像が転写される中間転写ベルト5上面のS2の位置に、三角印S2の鋭角が示す向きにセンサ検出面を向けて配置する。また、透過型の光センサ320の場合は、中間転写ベルト5を透明なベルトで構成し、その透明ベルトをS2の位置で上下から挟むように光センサ320を配置する。この場合、光センサ320の投光部321及び受光部322の配置は、どちらを上または下にしても構わない。
【0123】
本実施形態のカラー画像形成装置では4色分の作像ユニットを備えているので、各作像ユニットの1次転写部の直後に光センサをそれぞれ配置するのが理想的である。ただし、最終色(最下流)の作像ユニット(図では感光体61Kの作像ユニット)の1次転写部直後のみに光センサを1つだけ配置する構成も可能である。その場合、1つの光センサで全色の濃度ムラを検出することになる。このような構成では、最初の(1色目の)パターン画像は後段の色のパターン画像の影響を受けることになり、また、センサ自体も各色(全トナー色)に対して感度を有している必要がある。一方、各作像ユニットに対応して光センサを配置する場合には、そのセンサが配置された作像ユニットで使用される色に対して感度を有していれば良く、技術的にも容易になるし、後段の1次転写の前に濃度ムラを検出してしまうので他色のパターンの影響を受けないというメリットがある。その反面、センサの数が増えてコストが増加することが考えられる。1つの光センサで全色の濃度ムラを検出するか、各作像ユニット毎に光センサを配置するかは、各装置において選択すべき問題である。
【0124】
記録紙20上でパターン画像の微小領域濃度を検出する場合は、対向ローラ51aと転写ローラ51とが接する2次転写部の直後であるS3の位置に光センサを配置する。このS3位置に配置する光センサとして、図37に示した光センサ300または図38示した光センサ310を使用することができる。なお、センサ配置位置を示す三角印S3は、その鋭角の向きがセンサ検出面の向きを示している。
【0125】
ところで、画像形成装置に搭載されている感光体は、それぞれの装置に採用されている感光体によって感度特性が異なっている。図42に、2種類の感光体の感度特性をグラフにて示す。このグラフの横軸は波長(nm)で、縦軸は感度(任意単位)である。このように、感光体によって感度特性が異なるため、それぞれの装置で採用している感光体によって書込光の波長を変えている(設定している)のが普通である。つまり、装置に搭載している感光体において感度の良い部分で使用しようという訳である(そうでない場合もあるが)。
【0126】
感光体上でパターン画像の濃度を検出する構成においては、もし、光センサが感光体の感度領域の光を用いて反射濃度を測定するとした場合、感光体上の電荷を散らしてしまう虞がある。感光体上でパターン画像を検出する場合のセンサ位置は、図41に示すようにS1位置、すなわち、現像後の位置であるので、静電潜像を消去してしまって画像が変になってしまうということは考えられないが、現像されたトナー像の下にある電荷に影響を与えることは考えられ、その場合にはトナー像の保持力が低下し、トナーが散ってしまって画像品質が低下する可能性がある。そこで、感光体上でパターン画像の濃度を検出する構成の場合、パターン画像を検出する光センサは、感光体の感度外の領域の発光波長を採用することが好ましい。
【0127】
また、図42に感光体感度の例を2種類あげたが、感光体の感度は多かれ少なかれ赤外領域に向かって減少していく。したがって、感光体上でパターン画像を検出する光センサとして赤外領域の波長を採用しておけば、大部分の種類の感光体の感度からは外れていると考えてよい。そこで、感光体上でパターン画像の濃度を検出する構成において使用する光センサは、赤外領域の発光波長を持つセンサとする。このような発光波長を持つ光センサで感光体上のパターン画像の微小領域濃度を検知することにより、画像品質を劣化させることなく、大部分の感光体において濃度ムラを検出できることになる。
【0128】
さて、画像形成装置において使用される中間転写ベルトは、トナー像を担持できる抵抗値を持たせるため、カーボン等を混入させて形成することが多く、不透明でかつ黒色である場合が多い。もちろん、黒色以外の色にすることも可能であるし、透明な素材で形成することも可能である。図43は、不透明な黒色の中間転写ベルト5上に赤色のパターン画像Pt−redが載っており、このパターン画像に向けて光センサから白色光もしくは赤色成分を含んだ光を照射した様子を示す模式図である。この中間転写ベルト5は少なくともパターン画像を担持する領域が不透明な黒色に形成されたものである。
【0129】
この図に示すように、赤色のパターン画像Pt−redに向けて白色光もしくは赤色成分を含んだ光を照射すると、中間転写ベルト5の表面からは反射成分が返ってこないが、赤色パターン部からは赤色成分の反射光が返ってくる。赤色パターンに濃淡のムラがあれば、反射光成分の強度が変化するため光センサの出力が変化し、濃度ムラを検出することができる。パターンの濃度が薄い部分には基材(ベルト)の黒色の影響が出てくるので、赤色反射成分が弱くなるためである。ここでは赤色を例に挙げて説明したが、他の色の場合(他の色のパターン画像及びそれと同色成分を含んだ光あるいは白色光を照射する場合)でも考え方は同じである。また、図43では、正反射光を検知するもので説明したが、拡散光を検知するようにしても良い。
【0130】
このように、パターン画像を担持する基材の色が黒色の場合は光を吸収して反射してこない、そのため、可視光領域の波長の光を当てた場合には反射光量はほとんどなくなる。これにより、黒色の基材の上にあるパターン画像の検知には、パターン画像(トナー像)自体からの反射光を検知できるような波長の光(を用いる光センサ)を選択する必要がある。つまり、パターン画像の色と同じ波長の光を使用すればパターン画像自体からの反射光が効果的に返ってくることになる。そこで、パターン画像を検知する光センサとして、パターン画像と同色の領域もしくはその領域を含む発光波長のものを採用することにより、効果的にパターン画像の濃度ムラを検知することができる。
【0131】
図44は、不透明な白色の中間転写ベルト5上にシアン色のパターン画像Pt−cyanが載っており、このパターン画像に向けて光センサよりシアン色の捕色である赤色光を含んだ光を照射した様子を示す模式図である。この中間転写ベルト5は少なくともパターン画像を担持する領域が不透明な白色に形成されたものである。この図に示すように、シアン色のパターン画像Pt−cyanに向けて赤色光を含んだ光を照射すると、白色のベルト5表面では全体域の光が反射されて返ってくるのに対して、パターン画像Pt−cyan上では赤色帯域の光が吸収され、それ以外の波長の光しか戻ってこない。パターン画像の濃淡によって基材である白色ベルトの影響が異なってくるので、シアン色が薄い場合には基材で反射された赤色成分がパターン上からも戻ってくることになる。このようにして、赤色(補色)成分の反射光の強さによってパターン画像の濃淡を検知することが可能となる。光センサから照射する光は、補色成分を含んでいれば検知可能であるが、補色成分のみからなる光が最も検知し易いことは言うまでもない。ここではシアン色のパターンとその補色(赤色)成分を含んだ光を例に挙げて説明したが、他の色の場合(他のトナー色のパターン画像及びその補色成分を含む光を照射する場合)でも考え方は同じである。また、図44では、正反射光を検知するもので説明したが、拡散光を検知するようにしても良い。
【0132】
このように、パターン画像を担持する基材の色が白色の場合は、可視光領域の光を照射した場合には全帯域の光を反射してくることになる。そのため、パターン画像からも光が反射されてくると、どこが基材でどこがパターンなのか検知できなくなってしまう。そこで、基材からの反射光をパターンがどれだけ遮蔽しているかによってパターン画像の濃淡を検知できるように、トナー粒子が反射又は透過させない領域の波長の光を使用する。つまり、基材が白色の場合は、計測したいトナー像の色の補色の発光波長もしくは補色を含んだ発光波長を採用することにより、パターン画像の濃度ムラを検知することができる。
【0133】
ところで、中間転写ベルト5としては、白でも黒でもない、ある特定の色の素材を使用することもできる。この場合、中間転写ベルト5と同じ色のパターン画像を形成すると、当然ながら、そのパターン濃度の検知は不可能となる。しかし、中間転写ベルト5の色がトナー色(シアン、マゼンタ、あるいはイエロー)の何れかと全く同じであることはまずないと言って良い。そのため、中間転写ベルト5に特定色が用いられている場合に、そのベルト上のパターン画像からの反射光を効率的に検知する方法としては、中間転写ベルト5から反射を得られる波長か、逆に全く反射を得られない波長の光を用いるかである。前者の場合、中間転写ベルト5上のパターン画像は中間転写ベルト5からの反射光を遮る形で中間転写ベルト5からの反射光量を落としていくような色とする。後者の場合は、中間転写ベルト5からは反射しない波長の光を用いるので、その波長の光を反射するようなパターン画像の色とする。
【0134】
図45に示した例は、上記前者の場合の構成を説明するもので、不透明なある特定色の中間転写ベルト5を使用し、その中間転写ベルト5から反射を得られる波長の光センサを使用する場合の様子を示す模式図である。この中間転写ベルト5は少なくともパターン画像を担持する領域が不透明な特定色に形成されたものである。
【0135】
一例として、中間転写ベルト5を不透明な緑色とし、その緑色の補色であるマゼンタ色でパターン画像を形成するものとする。図示しない光センサから照射される光は、緑色または緑色に近い領域の波長の光である。光センサから照射された緑色光は緑色の中間転写ベルト5上で効率よく反射され、反射光量としては最大値となる。しかし、補色であるマゼンタ色のパターンPt−magentaからは反射光が得られず、また、マゼンタ色パターンのベタ濃度が濃い場合には中間転写ベルト5からの反射光を完全に遮るので反射光量としては最小値となる。パターンが薄くなると、徐々に基材である緑色の影響が出始めて反射光量が増えていく。これにより、パターン画像に濃淡がある場合はその検出が可能となる。パターンがマゼンタ色でない場合も、センサ出力は小さくなる方向ではなるが同様な理屈によりパターンの濃淡を検知することはできる。ただし、パターン色に緑色成分が増えていくにつれて上手く検知できなくなる。
【0136】
ここでは、特定色のベルトとして緑色を、光センサの発光色を緑色または緑色に近い領域の波長とし、パターン画像の色を緑色の補色であるマゼンタ色で説明したが、他の特定色のベルトの場合も同様な考え方で対応できる。また、この図では正反射光を検知するもので説明したが、拡散光を検知するようにしても良い。
【0137】
図46に示した例は、前記後者の場合の構成を説明するもので、不透明なある特定色の中間転写ベルト5を使用し、その中間転写ベルト5から反射しない波長の光センサを使用する場合の様子を示す模式図である。この中間転写ベルト5は少なくともパターン画像を担持する領域が不透明な特定色に形成されたものである。一例として、中間転写ベルト5を不透明な緑色とし、光センサは緑色の補色の領域または補色に近い領域の発光波長のもの(ここでは、マゼンタ色とする)を採用する。また、パターン画像は、緑色の補色であるマゼンタ色で形成するものとする。図45で説明した場合とは、ベルト色及びパターン色は同じであるが、光センサの発光色が異なっている。
【0138】
図46の例の場合、光センサから照射されたマゼンタ光は、緑色の中間転写ベルト5では全く反射されず、反射光量としては最小となる。一方、ベタ濃度の濃いマゼンタ色のパターンPt−magenta上では効率よく反射されるため反射光量としては最大値となる。パターンが薄くなると、徐々に基材である緑色の影響が出始めて反射光量が減っていく。これにより、パターン画像に濃淡がある場合はその検出が可能となる。パターンがマゼンタ色でない場合も、センサ出力は小さくなる方向ではなるが同様な理屈によりパターンの濃淡を検知することはできる。ただし、パターン色に緑色成分が増えていくにつれて上手く検知できなくなる。
【0139】
ここでは、特定色のベルトとして緑色を、光センサの発光色をマゼンタまたはマゼンタに近い領域の波長とし、パターン画像の色を緑色の補色であるマゼンタ色で説明したが、他の特定色のベルトの場合も同様な考え方で対応できる。また、この図では正反射光を検知するもので説明したが、拡散光を検知するようにしても良い。
【0140】
図47は、中間転写ベルト5が透明体である場合に透過型光センサを用いてパターンの濃度を検知する様子を示す模式図である。この中間転写ベルト5は少なくともパターン画像を担持する領域が透明体に形成されたものである。一例として、パターン画像はシアン色、光センサの発光色はシアンの補色である赤色光を含むものとする。この図に示すように、透明な中間転写ベルト5上に載っているシアン色のパターン画像Pt−cyanに向けて発光部321から赤色光を含む光が照射されると、透明な中間転写ベルト5では全帯域の光が透過するのに対して、シアン色のパターン部では赤色帯域の光が吸収されて透過せず、それ以外の波長の光しか受光部322で検知できない。パターンが薄い場合には吸収しきれない赤色帯域の光が通過してくるので、受光部322である程度の赤色光を検知できることになる。このようにして、赤色(パターン色の補色)成分の透過光強度によってパターン画像(シアン色)の濃度を検知することができる。照射する光は補色成分を含んでいれば検知可能であるが、補色成分のみからなる光が最も検知しやすいことは言うまでもない。ここでは、パターン画像はシアン色、光センサの発光色は赤色光で説明したが、他の色のパターン画像の場合も同様な考え方で対応できる。
【0141】
図48は、記録媒体上でパターン画像の濃淡を検知する様子を示す模式図である。記録媒体(用紙)は通常白色であるので、反射型光センサの発光波長としては、検知すべきパターン画像の補色領域または補色に近い領域あるいは補色を含む領域の発光波長とする。考え方としては、図44で説明した白色(不透明)の中間転写ベルトの場合と全く同様である。白色である記録紙20は可視光帯域の光に対しては全帯域において反射するので、検知すべきパターン画像で反射しない発光波長を選ぶようにする。すなわち、光センサとしては、パターン画像の補色の発光波長のものを選択する。例えば、パターン画像Ptがシアン色であれば光センサの発光波長は赤色光とする。これにより、パターンPtからの反射光量を最小限に抑えることができる。パターン画像のベタ濃度が充分な場合はパターンからの反射光量が最小限となり、パターン濃度が薄くなると徐々に基材である記録紙20からの反射光の影響が出始めて反射光量が増えていく。このようにして、パターン画像Ptの濃淡を検知することができる。
【0142】
なお、記録媒体上でパターン画像を検知する光センサは、各色(各トナー色の)パターン専用に1個ずつ配置してもよいし、各色(各トナー色の)パターン共用に1個のみ配置してもよい。1個のみ配置する場合は、光センサの発光波長として白色光を採用するのが妥当であろう(白色光も各トナー色の補色は含んでいる)。また、この図では正反射光を検知するもので説明したが、拡散光を検知するようにしても良い。
【0143】
このように本実施形態によれば、パターン画像の濃度を検出する検出手段は、検知領域が直径0.5mm未満の光センサであるので、画像の微小領域濃度を低コストに検知することができ、検知結果に基づいて画像のザラツキを抑えることが可能となる。
【0144】
なお、特に説明しない各部は前述の第1の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0145】
また、光センサが感光体の感度外の領域の発光波長であるので、パターン画像の検出に際して感光体を露光することがなく、感光体上の画像を乱すことがない。
【0146】
また、光センサの発光波長が赤外領域であるので、パターン画像の検出に際して感光体を露光することがなく、感光体上の画像を乱すことがない。
【0147】
また、中間転写体が不透明な黒色の場合にパターン画像の色と同色の領域または前記パターン画像の色に近い領域もしくは前記パターン画像の色を含む領域の発光波長の反射型光センサを用いることで、不透明な黒色の中間転写体上にあるパターン画像の濃度ムラを確実に検知することができる。
【0148】
また、中間転写体が不透明な白色の場合にパターン画像の色の補色の領域または前記パターン画像の補色に近い領域もしくは前記パターン画像の補色を含む領域の発光波長の反射型光センサを用いることで、不透明な白色の中間転写体上にあるパターン画像の濃度ムラを確実に検知することができる。
【0149】
また、中間転写体が不透明な特定色の場合にその特定色と同色の領域またはその特定色に近い領域の発光波長の反射型光センサを用いることで、不透明な特定色の中間転写体上にあるパターン画像の濃度ムラを確実に検知することができる。
【0150】
また、中間転写体が不透明な特定色の場合にその特定色の補色の領域またはその特定色の補色に近い領域の発光波長の反射型光センサを用いることで、不透明な特定色の中間転写体上にあるパターン画像の濃度ムラを確実に検知することができる。
【0151】
さらに、中間転写体が透明体である場合にパターン画像の色の補色の領域または前記パターン画像の補色に近い領域もしくは前記パターン画像の補色を含む領域の発光波長の透過型光センサを用いることで、透明な中間転写体上にあるパターン画像の濃度ムラを確実に検知することができる。
【0152】
7.第7の実施形態
前述の第6の記実施形態では、パターン画像をドラム状の感光体61上、または中間転写ベルト5上、あるいは記録紙20上で検出するものであったが、この第7の実施形態では、パターン画像を複数の担持体上で検出して画像形成条件にフィードバックするようにしている。すなわち、パターン画像を感光体61上及び中間転写ベルト5上で検出し、各検出情報を比較して画像形成条件を補正するようにしている。
【0153】
中間転写ベルト5上で検出したパターン画像の情報は1次転写(感光体61から中間転写ベルト5への転写)後の情報である。したがって、1次転写工程による外乱が付加されていることになる。そこで、中間転写ベルト5上で検出したパターン画像の情報と、一段階前の感光体61上で検出したパターン画像の情報とを比較することにより、1次転写工程における画像劣化量が判断できることになる。つまり、本実施形態では、感光体61上で検出したパターン画像の情報と中間転写ベルト5上で検出したパターン画像の情報とを比較して得られた1次転写工程における画像劣化量を極力少なくするように、1次転写条件のパラメータを補正する。
【0154】
本実施形態におけるパターン画像検出用の光センサの配置場所は、図41におけるS1及びS2である。本例のように複数の作像ユニットを有する画像形成装置においては、各作像ユニット毎に、感光体61上で検出したパターン画像の情報と中間転写ベルト5上で検出したパターン画像の情報とを比較することによって、各作像ユニットでの1次転写工程における画像劣化量を最小限に抑えることができる。
【0155】
その他、特に説明しない各部は前述の第1の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0156】
このように本実施形態によれば、検出手段によるパターン画像の1次転写前後の検出出力を比較するので、1次転写工程による画像劣化量を判断することができ、これを最小限に抑えるよう画像形成条件を制御することによって高品質な出力画像を得ることができる。
【0157】
8.第8の実施形態
前述の第7の実施形態では、パターン画像を感光体61上及び中間転写ベルト5上で検出し、各検出情報を比較して画像形成条件を補正するようにしているが、この実施形態では、パターン画像を中間転写ベルト5上及び記録媒体(記録紙20)上で検出し、各検出情報を比較して画像形成条件を補正するようにしたものである。
【0158】
記録媒体上、すなわち記録紙20上で検出したパターン画像の情報は2次転写(中間転写ベルト5から記録紙20への転写)後の情報である。したがって、2次転写工程による外乱が付加されていることになる。そのため、記録紙20上で検出したパターン画像の情報と、一段階前の中間転写ベルト5上で検出したパターン画像の情報とを比較することにより、2次転写工程における画像劣化量が判断できる。すなわち、本実施形態では、中間転写ベルト5上で検出したパターン画像の情報と記録紙20上で検出したパターン画像の情報とを比較して得られた2次転写工程における画像劣化量を極力少なくするように、2次転写条件のパラメータを補正する。
【0159】
本実施形態におけるパターン画像検出用の光センサの配置場所は、図41におけるS2及びS3である。各色毎に比較する場合、複数の作像ユニットのS2位置に光センサを配置し、また、S3位置には、各色パターン用に1個ずつの光センサを配置するか共用の1個の光センサを配置する。また、代表色で比較する場合は、複数の作像ユニットのうちのどれか1つのユニットのS2位置に配置した光センサと、そのユニットで使用する色に対応する光センサをS3位置に配置すればよい。ただし、代表色で比較する場合、次段の色の1次転写の影響を受けることを考慮して、なるべく下流側の(2次転写位置に近い)作像ユニットを利用するのが良い。
【0160】
なお、本実施形態で使用する各光センサは、図43〜図48に示した例と同様に、中間転写ベルト5の色及びパターン画像の色に応じて、それぞれ適切なものを使用すればよい。
【0161】
その他、特に説明しない各部は前述の第1の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0162】
このように本実施形態によれば、検出手段によるパターン画像の2次転写前後の検出出力を比較することにより、2次転写工程による画像劣化量を判断することができ、これを最小限に抑えるよう画像形成条件を制御することで高品質な出力画像を得ることができる。
【0163】
以上、本発明について各実施形態を例示し、図を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。複写機をはじめプリンタ、ファクシミリ、印刷機等、画像を出力するあらゆる画像形成装置に本発明を適用することができる。また、画像形成装置における光センサの配置位置も一例であり、装置構成に応じた適切な個所に配置してやればよい。フルカラーの装置だけでなく、モノクロあるいは複数(2色、3色等の)カラーの装置にも本発明を適用することができる。もちろん、現像装置や転写装置などの構成も限定されるものではない。電子写真装置における感光体はドラム状に限らず、ベルト状であっても良い。また、中間転写体もベルト状に限らず、ドラム状であっても良い。さらに、本発明は、1つの感光体に複数の現像装置を備えるカラー画像形成装置にも適用することができる。
【0164】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、画質劣化の要因である粒状性の劣化を検出することができる画質検出装置を提供することが可能となり、これにより画質優位の画像形成条件制御を行うことが可能できる。
【0165】
また、本発明によれば、画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を行うことができる画像形成装置を提供することが可能となり、これにより交換部品の本当の寿命まで品質を維持した使い方ができる。その結果、従来に比べて現像剤寿命や感光体換時期を大幅に遅らせることが可能となり、廃棄される現像剤や感光体の量を削減でき、環境対応面においても非常に優れた画像形成装置を実現できる。
【0166】
さらに本発明によれば、画質劣化を検知して画質の劣化が確認された場合には適切な作像条件制御を行うことができる画質制御装置及び画質制御方法を提供できるので、これにより交換部品の本当の寿命まで品質を維持した使い方ができる。その結果、従来に比べて現像剤寿命や感光体換時期を大幅に遅らせることが可能となり、廃棄される現像剤や感光体の量を削減でき、環境対応面においても非常に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラー作像装置の画像形成部を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る潜像担持体としての感光体ドラムをタンデム配列した乾式二成分現像方式のフルカラーの画像形成装置全体を示す図である。
【図3】600dpi書き込み系を有する図2の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像の初期の画像を示す図である。
【図4】600dpi書き込み系を有する図2の画像形成装置によって記録媒体上に形成された網点画像のある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像を示す図である。
【図5】濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を示す図である。
【図6】第1の実施形態における画像の微細な濃度ムラを測定する画質測定装置の概略構成及び画像形成装置の制御回路を示す図である。
【図7】走査方向の距離(ビーム径)と光量との関係を示す特性図である。
【図8】図6の光反射型センサ10を図1の画像形成部の現像工程直後の感光体表面に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。
【図9】図6反射光の増幅回路からの光量(電圧)変動を示す図である。
【図10】図9の測定結果から高速フーリエ変換(FFT)により算出された空間周波数特性を示す図である。
【図11】視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図である。
【図12】算出された視覚ノイズの総量を示す図である。
【図13】画質測定装置が検知した画質情報に基づいて画像形成条件の自動制御を行う制御手順を示すフローチャートである。
【図14】LEDで発光した光束を画像パターンに当て、反射光を光電変換素子に導いて検知した出力電圧を示す図である。
【図15】センサ出力電圧と実際のトナー付着量との間の関係を示す図である。
【図16】電圧変動をトナー付着量の変動に変換して得られるトナー付着量変動信号の出力状態を示す図である。
【図17】トナー付着量変動信号に対して高速フーリエ変換(FFT)を施し、その結果得られる変換信号の絶対値を演算することにより得られるパワースペクトルを示す図である。
【図18】図17のパワースペクトルを空間周波数の図5の視覚特性により重み付けされた視覚ノイズ量を示す図である。
【図19】図18で得られた視覚ノイズ量を特定の空間周波数区間で積分して得られた粒状性指標を示す図である。
【図20】検知対象としている画像パターンについて、現像バイアス電位と現像ローラの回転速度を変更させた場合に粒状性指標Cと平均トナー付着量Dとが出荷時状態においてどのように変化するかを示す図である。
【図21】経時劣化により図20の状態から変化したとき、図20の出荷時の状態に復元する方法を示す図である。
【図22】経時劣化により図20の状態から変化したとき、図20の出荷時の状態に復元する他の方法を示す図である。
【図23】図3のパターンに対応する画質を検知するためのパターンの例を示す図である。
【図24】画質を検知するための網点ディザパターンの例を示す図である。
【図25】画質を検知するための万線ディザパターンの例を示す図である。
【図26】画質を検知するための万線ディザパターンの他の例を示す図である。
【図27】画質を検知するためのドット配列の繰り返し周期が定義できない万線ディザパターンの例を示す図である。
【図28】画質を検知するためのドット配列の繰り返し周期が定義できないランダムディザパターンの例を示す図である。
【図29】走査方向と直交する方向におけるビーム径が小さい時には走査する位置によって画質情報が得られる場合と得られない場合とがあることを示す図である。
【図30】走査方向と直行する方向におけるビーム径が小さい時には走査する位置によって画質情報が得られる場合と得られない場合とがあることを示す図である。
【図31】第2の実施形態に係る画質測定装置を示す概略構成図である。
【図32】図31に示した画質測定装置の変形例を示す図である。
【図33】各感光体上の画質及び中間転写ベルト上の画質を一対の発光素子と受光素子によって検知できる構成した画像形成装置の作像部を示す図である。
【図34】図33に示した画像形成部と画質検知部の変形例を示す図である。
【図35】第4の実施形態を説明するためのもので、光源としてLEDアレイを使用した場合の発光素子と受光素子の状態を示す図である。
【図36】第5の実施形態を説明するためのもので、図1の作像装置における書き込み露光手段がLD光源を用いたポリゴンスキャン方式である場合にポリゴンミラーを発光素子に代えて使用することができることを示す図である。
【図37】第6の実施形態におけるパターン画像を検出する反射型センサの一例を示す側面図である。
【図38】第6の実施形態におけるパターン画像を検出する反射型センサの他の例を示す側面図である。
【図39】第6の実施形態におけるパターン画像を検出する透過型センサの一例を示す側面図である。
【図40】第6の実施形態におけるパターン画像の一例を示す平面図及びその検知出力を示すグラフである。
【図41】第6の本実施形態における光センサの設置位置を示す部分断面図である。
【図42】第6の実施形態における2種類の感光体の感度特性を示すグラフである。
【図43】第6の実施形態における黒色の中間転写ベルト上にある赤色のパターン画像を検出する様子を示す模式図である。
【図44】第6の実施形態における白色の中間転写ベルトにあるシアン色のパターン画像を検出する様子を示す模式図である。
【図45】第6の実施形態における特定色の中間転写ベルトにあるパターン画像をベルトから反射を得られる波長の光で検出する様子を示す模式図である。
【図46】第6の実施形態における特定色の中間転写ベルトにあるパターン画像をベルトから反射を得られない波長の光で検出する様子を示す模式図である。
【図47】第6の実施形態における透明体の中間転写ベルト上にあるパターン画像を透過型光センサで検出する様子を示す模式図である。
【図48】第6の実施形態における記録媒体上でパターン画像を検知する様子を示す模式図である。
【符号の説明】
1 画像形成部
5 中間転写ベルト
6 作像部
7 露光装置
10,S1,S2,S3 センサ
20 記録紙
61 感光体(感光体ドラム)
71 ポリゴンミラー
101 LED(発光素子)
102 集光レンズ
103 光電変換素子(受光素子)
104 結像レンズ
105 第1の光ファイバ
106 第2の光ファイバ
107 対物レンズ
110 画質センサ
111,111a,111b ファイバユニット
112,112a,112b センサユニット
113 LEDアレイ
120 増幅回路
130 演算回路
140 信号生成回路
150 像担持体
151,151a,151b 検知パターン
152 トナー粒子
153 検知パターン(アナログハーフトーン)
153a 検知領域
CON 制御回路
MFP 画像形成装置
SP スポット光
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image quality detection apparatus for detecting image quality when writing is performed with a laser beam, particularly image quality deterioration, and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile equipped with the image quality detection apparatus, in particular, image formation. Image forming apparatus capable of controlling the image forming process by detecting and evaluating graininessIn placeRelated.
[0002]
[Prior art]
By detecting the amount of reflected light when a relatively large spot light (spot diameter of several millimeters or more) is applied to the patch pattern formed on the image carrier, the amount of toner adhering to the patch pattern can be determined. It is well known that it can be detected. A method for controlling image forming conditions such as an electrostatic latent image condition and a developing condition according to the detection result of the toner amount is widely known and applied to actual products. When this detection method is used, by detecting the toner adhesion amount in each density patch of the gradation pattern, it is possible to know the gradation and solid density in the image forming conditions at that time. Therefore, if these values are out of the specified range, the image forming conditions are controlled so as to obtain an appropriate gradation according to the result and an appropriate solid density. The gradation and solid density can be corrected.
[0003]
On the other hand, it is known that what constitutes image quality includes not only the gradation and solid density but also many other factors. Among them, “graininess (image roughness that appeals to human vision)” can be cited as an element that greatly affects image quality. In order to achieve high image quality in the electrophotographic process, a technique for maintaining this granularity in a low state is essential. This graininess is largely determined by the initial image forming conditions, but in addition to this, it is known that the graininess changes (deteriorates) continually. The cause of this change over time may be due to environmental fluctuations such as temperature and humidity, or may be due to deterioration of the developer or the photoreceptor. Therefore, in order to continue to maintain high-quality images over time, it is necessary to detect the image quality that has a strong correlation with graininess or graininess by some means, and change the image formation conditions based on the detection result. is necessary.
[0004]
However, no report has been made so far regarding means capable of detecting image quality by paying attention to graininess. Graininess is density unevenness in a plane space where an image is formed.
About 1 [cycle / mm]
As a peak
0 [cycle / mm] to about 10 [cycle / mm]
The graininess is determined by density unevenness having a spatial frequency in the range of
About 1 [cycle / mm]
As a peak
About 0.2 [cycle / mm] to about 4 [cycle / mm]
Density unevenness having a spatial frequency in the range is particularly problematic.
[0005]
Therefore, in order to obtain such granularity information related to human visual characteristics, the means for detecting density unevenness existing at the spatial frequency described above and the density unevenness signal detected by this means are used as the spatial frequency characteristics. And means for conversion.
[0006]
On the other hand, as a means for detecting fine density unevenness in a patch pattern, an invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-27776 is known. This invention irradiates illumination light over a wide area of a patch pattern, reads reflected light from the patch pattern with a high resolution CCD, and obtains a signal related to a fine image defect based on the reflected light from the read patch pattern. It is said. In addition, the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-27776 has a step of calculating a spatial transfer function (MTF) in the calculation process. In this calculation, information relating to the spatial frequency characteristics of image unevenness is obtained. Since it cannot be obtained, it is impossible to obtain graininess or information having a large correlation with graininess. Further, in this known example, the image forming conditions are controlled based on the detection of a minute abnormal image such as “transfer omission” or the detection of sharpness. Is not controlling.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional example is not configured to control the image forming conditions in consideration of the granularity of the toner, and therefore cannot cope with the deterioration of the granularity. In other words, since there has been no such image quality detection means and image quality restoration means by control in the past, when a predetermined operation time is reached when the image quality deteriorates in the development stage, the developer, the photoconductor, etc. Inevitably, it must be replaced, and the replacement period had to be set shorter due to the safety factor. In practice, however, the operating conditions differ depending on the user, and the replacement timing of the developer and the photoconductor that can guarantee the image quality should differ greatly.
[0008]
The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and an object of the present invention is to provide an image quality detection apparatus capable of detecting deterioration of graininess that is a cause of image quality deterioration.
[0009]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of detecting image unevenness typified by graininess and controlling image forming conditions based on the detection result.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the object, the first means is based on a predetermined image pattern formed on the image carrier.Measure the granularity of the image,In an image quality detection apparatus for detecting image quality, the image pattern and the image patternImage patternA light emitting means for irradiating the image carrier with spot light, a scanning means for scanning the image pattern with the spot light, and the image pattern and the image carrier in the scanning process by the scanning means. A light receiving means for detecting the amount of light reflected or transmitted throughThe image pattern is a halftone image, and the halftone image is formed by a regular arrangement of dots. With respect to a repetition period z1 (spatial frequency f1 = 1 / z1) of the dot arrangement in the scanning direction,
z1 <250 [μm]
Or
f1> 4 [cycle / mm]
As well asA diameter dimension in the scanning direction of the spot light is set to be equal to or less than a reciprocal of a spatial frequency that maximizes human visual sensitivity.
[0012]
In order to achieve the above object, the second means replaces the diameter of the first means with both sides of the light beam where the power per unit area of the spot light on the irradiation surface is reduced to 1 / e of the maximum value. The beam size defined by the distance between these points is set to be equal to or less than the reciprocal of the spatial frequency at which the human visual sensitivity is maximized.
[0013]
The third means is characterized in that the diameter of the spot diameter is 1000 μm or less instead of the diameter of the first means.
[0014]
  By configuring each of these means, the density unevenness in the spatial frequency region that determines the graininess can be detected by the image quality detection device, so that information relating to the graininess that largely governs the image quality can be obtained. Appropriate image forming conditions can be determined based on the results. Conventionally, there has been no such image quality detection means and image quality restoration means by control, so that a developer or a photoconductor is inevitable when an operation time that has been predicted in advance is reached when the image quality deteriorates in the development stage. It was necessary to replace it with a new one, and the replacement period had to be set shorter due to the safety factor. In practice, however, the operating conditions differ depending on the user, and the replacement timing of the developer and the photoconductor that can guarantee the image quality should differ greatly. Therefore, if image quality deterioration is detected and image quality deterioration is confirmed as in the present invention, it is possible to maintain the quality until the real life of the replacement part if appropriate image formation condition control can be performed. . As a result, it is possible to significantly delay the developer life and the replacement time of the photoreceptor as compared with the conventional case. As a result, the amount of developer and photoreceptor to be discarded can be reduced, and an image forming apparatus that is extremely excellent in terms of environment can be realized.
  Furthermore, by performing image quality detection on a halftone image in this way, high-sensitivity image quality detection can be performed. For very high density images such as solid images, it is difficult for graininess to appear, so it is difficult to detect image quality such as graininess reflecting image forming conditions.
  In addition, by forming a halftone image with a regular arrangement of dots, an ideal and uniform electrostatic latent image of a halftone image suitable for image quality detection can be formed. At this time, density unevenness due to repeated dot arrangement in the scanning direction appears as a spatial frequency characteristic, which may become noise at the time of image quality detection, but the noise is reduced by using a pattern that satisfies the conditional expression. It is possible to avoid it. By using such a halftone image, it is possible to detect image quality with very high sensitivity.
[0015]
In addition, when the diameter is set in this way, the area of the spot light is small, so that the area of the necessary detection pattern can be reduced, and the consumption of toner accompanying the detection pattern imaging can be greatly reduced. Is possible.
[0016]
According to a fourth means, in the first to third means, a calculation means for calculating and analyzing a received light amount fluctuation value output from the light receiving means, and an image forming condition based on a result of the calculation analysis by the calculation means. And a signal generating means for generating a signal for changing.
[0017]
The fifth means is characterized in that, in the third means, the calculation means converts the time-series received light amount fluctuation value into a spatial frequency characteristic of an image.
[0018]
In the fourth and fifth means, accurate information related to graininess that largely controls the image quality can be obtained, and appropriate image forming conditions can be determined based on the result.
[0019]
The sixth means is characterized in that, in the fourth or fifth means, the spatial frequency characteristics of the image calculated by the calculating means are weighted by the visual spatial frequency characteristics. With this configuration, weighting is performed according to the spatial frequency characteristics of human vision during the calculation process, so that image quality information that has a very strong correlation with the roughness of the image that humans feel when viewing the printed image is obtained. Can do. As a result, it is possible to control very ideal image forming conditions without malfunction.
[0020]
The seventh means is characterized in that, in the fourth to sixth means, the calculating means integrates the calculated spatial frequency characteristics of the image in an appropriate spatial frequency section.
[0021]
The eighth means is characterized in that, in the sixth means, the calculating means integrates the spatial frequency characteristic calculated by weighting with the visual spatial frequency characteristic in an appropriate spatial frequency section.
[0022]
In the seventh or eighth means, the integration is performed in an appropriate spatial frequency section, or the spatial frequency characteristic calculated by weighting the visual spatial frequency characteristic is integrated in the appropriate spatial frequency section. This makes it possible to consider the entire spatial frequency region appealing to the eye, rather than judging the image quality only from specific spatial frequency information. Image quality information having a very strong correlation can be obtained. This makes it possible to control very ideal image forming conditions without malfunction.
[0030]
  First9The means is characterized in that in the first to third means, scanning is performed by moving the surface of the image carrier. With this configuration, the image carrier is inevitably moved during the image forming process, so that no additional means is required for scanning the spot light, and the simplest configuration can be obtained. it can.
[0031]
  First10Means9In this means, the scanning is in a direction crossing the moving direction of the image carrier. With this configuration, since a wide range of image quality information can be obtained in the image width direction, image quality detection errors due to local abnormal images can be avoided. Alternatively, it is possible to detect local abnormal images such as streaks in addition to the image quality information.
[0032]
  First11Means9Or second10In this means, scanning is performed with the movement of the spot position. With this configuration, the spot position can be scanned in an arbitrary direction, which is very effective when there is directionality with respect to density unevenness. It is also effective when a sufficiently slow scanning speed is required due to the capability restrictions of the light receiving means and amplifier, or when it is desired to remove the banding effect caused by the drive system of the image forming means.
[0033]
  First12Means9No.11In this means, the scanning is executed by mechanically moving the spot light irradiation position by a single light source.
[0034]
With this configuration, even when only one light source is used as a spot position changing means, a very wide range of movement is facilitated, and when spot light scanning is performed, the scanning is performed continuously and smoothly. Accurate image quality detection is possible.
[0035]
  First13Means9No.11In this means, the scanning is executed by sequentially turning on and off a plurality of light sources arranged in space. With this configuration, it is possible to change the spot position and scan the spot light with a compact configuration without having a drive mechanism.
[0036]
  First14The means is characterized in that, in the first to third means, light is conveyed from the light emitting means to each scanning portion by an optical fiber. With this configuration, light projection by a single light emitting element can be easily branched and guided to a plurality of locations, and a wide range of image quality detection can be achieved with an inexpensive and space-saving configuration without preparing a new light source. Is possible.
[0037]
  First15The means is characterized in that in the first to third means, light is conveyed from each scanning portion to the light receiving means by an optical fiber. If comprised in this way, it will become possible to guide | invade and gather light-receiving from several places to one light receiving element easily.
[0038]
  First16The fourth to fourth means15Image quality detection apparatus, control means for setting image forming conditions based on the signal generated by the signal generation means, and optical writing means for performing optical writing for forming an electrostatic latent image on the image carrier. And an image forming means for forming a visible image on a recording medium based on the electrostatic latent image written by the optical writing means and the image forming conditions set by the control means.
[0039]
  If comprised in this way, the 4th thru | or 4th15Based on the detection result of the image quality detection apparatus according to the means, it is possible to form an image in consideration of the granularity of the image. In addition, since the image forming process is controlled in consideration of the granularity of the image by the control means, it is possible to suppress a decrease in image quality.
[0040]
  First17Means16In the above-mentioned means, the light projecting means and the front light writing means of the image quality detecting device are constituted by the same means. If comprised in this way, the light projection means and optical writing means of an image quality detection apparatus can be combined, and the structure for the part becomes simple.
[0041]
  First18Means17In this means, the carrier is an electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image carrier is moved in a direction opposite to that during normal image formation.
[0042]
In order to transfer the image on the latent image carrier after the development process to the writing exposure unit by moving it in the normal image forming direction, a bias is applied so that the image is not transferred to the transfer unit at the transfer unit. It is necessary to apply or separate the transfer member from the latent image carrier, and further, it is necessary to separate the cleaner in contact with the latent image carrier. However, if the latent image carrier is moved in the opposite direction as in this means, the developed image can be guided to the writing exposure unit without following a complicated procedure. In addition, since the light projecting unit and the optical writing unit of the image quality detection apparatus are used in common, the configuration for image quality detection is not complicated.
[0043]
  First19Means17In the above-mentioned means, the control means gives an instruction to replace the components and / or the developer constituting the image forming means when the deterioration of the image quality cannot be suppressed by the control of the image forming conditions. . That is, according to this means, when it is determined that it is difficult to maintain the image quality only by controlling the image forming conditions, it can be restored by replacing the developer or the photoconductor.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0049]
1. First embodiment
1.1 Overall configuration
FIG. 1 is a diagram showing an image forming unit of a dry two-component development type full-color image forming apparatus in which photosensitive drums as latent image carriers according to the first embodiment of the present invention are arranged in tandem, and FIG. FIG.
[0050]
In FIG. 2, an image forming unit 1 is disposed substantially at the center of the tandem type color image forming apparatus MFP according to the present embodiment, and a sheet feeding unit 2 is disposed immediately below the image forming unit 1. 2 is provided with a paper feed tray 21 at each stage. A reading unit 3 for reading a document is disposed above the image forming unit 1. On the downstream side (left side in the figure) of the image forming unit 1 in the paper conveyance direction, a paper discharge storage unit, a so-called paper discharge tray 4 is provided, on which the discharged image-formed recording paper is stacked.
[0051]
In the image forming unit 1, as shown in FIG. 1, a plurality of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) prints are formed above the intermediate transfer belt 5 formed of an endless belt. The image part 6 is juxtaposed. In each image forming unit 6, a charging device 62, an exposure unit 65, a developing device 63, a cleaning device 64, and the like are arranged along the outer periphery of a drum-shaped photoconductor (photosensitive drum) 61 provided for each color. ing. The charging device 62 performs a charging process on the surface of the photosensitive member 61, and the exposure unit 65 irradiates the laser light from the exposure device 7 that irradiates the surface of the photosensitive member 61 with image information with laser light. The developing device 63 visualizes the electrostatic latent image formed by exposing the surface of the photoconductor 61 with toner, and the cleaning device 64 removes and collects the toner remaining on the surface of the photoconductor 61 after the transfer.
[0052]
As an image forming process, an image for each color is formed on the intermediate transfer belt 5, and four colors are superimposed on the intermediate transfer belt 5 to form one color image. At that time, first, yellow (Y) toner is developed in the yellow (Y) image forming section, and transferred to the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer device 66. Next, magenta toner is developed and transferred to the intermediate transfer belt 5 in the magenta (M) image forming section. Next, in the cyan (C) image forming unit, cyan toner is developed and transferred onto the intermediate transfer belt 5, and finally black (K) toner is developed and transferred onto the intermediate transfer belt 5. A full-color toner image in which four colors are superimposed is formed. The four-color toner images transferred onto the intermediate transfer belt 5 are transferred by the secondary transfer device 51 to the recording paper 20 fed from the paper feeding unit 2 and fixed by the fixing device 8. The paper is discharged onto the paper discharge tray 4 by the paper discharge roller 41 or is conveyed to the double-sided device 9. During double-sided printing, the conveyance path is branched by the branching unit 91, and the recording paper 20 is reversed via the double-sided device 9. Then, the skew of the paper is corrected by the registration roller 23, and the image forming operation on the back surface is performed in the same manner as the image forming operation on the front surface. On the other hand, after the full-color toner image is transferred, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 5 is removed and collected by the cleaning device 52. Reference numeral 92 denotes a reverse paper discharge path from the duplex device 9. In FIG. 1, Y, M, C, and K representing colors are added after the symbols of the respective parts to distinguish the image forming parts of the respective colors.
[0053]
In the paper feeding unit 2, unused recording paper 20 is stored in the paper feeding tray 21, and one end of the paper feeding unit 2 swings to the bottom of the paper feeding tray 21 until the uppermost recording paper 20 contacts the pickup roller 25. The other end of the bottom plate 24 that is supported is raised. As the paper feed roller 26 rotates, the uppermost recording paper 20 is pulled out from the paper feed tray 21 by the pickup roller 25 and is transported to the registration roller 23 side by the paper feed roller 26 via the vertical transport path 27. . The registration roller 23 temporarily stops the conveyance of the recording paper 20, and sends out the recording paper 20 at a timing so that the positional relationship between the toner image on the intermediate transfer belt 5 and the leading edge of the recording paper 20 is a predetermined position. The registration roller 23 functions similarly to the recording paper 20 conveyed from the manual feed tray 84 in addition to the recording paper 20 from the vertical conveyance path 27. In FIG. 2, reference numeral 81 denotes a branching claw and reference numeral 82 denotes a paper discharge tray. When a jam occurs on the downstream side of the vertical conveyance path 27, the branching claw 81 operates to lead the paper to the paper discharge tray 82. It has the function to do.
[0054]
In the reading unit 3, the first and second traveling bodies 32 and 33 mounted with a document illumination light source and a mirror reciprocate in order to perform scanning scanning of a document (not shown) placed on the contact glass 31. To do. The image information scanned by the traveling bodies 32 and 33 is collected on the imaging surface of the CCD 35 installed behind by the lens 34 and read by the CCD 35 as an image signal. The read image signal is digitized and subjected to image processing. Then, based on the image-processed signal, optical writing is performed on the surface of the photosensitive member 61 by light emission of a laser diode LD (not shown) in the exposure device 7 to form an electrostatic latent image. The optical signal from the LD reaches the photosensitive member 61 via a known polygon mirror or lens. Further, an automatic document feeder 36 for automatically feeding the document onto the contact glass is attached to the upper part of the reading unit 3.
[0055]
The color image forming apparatus according to the present embodiment has a control device (not shown) in addition to a function as a so-called digital color copying machine that scans an original by optical scanning, digitizes it, and copies it on paper as described above. This is a multi-function image forming apparatus having a facsimile function for exchanging image information of a document with a remote place and a so-called printer function for printing image information handled by a computer on paper. An image formed by any function forms an image on the recording paper 20 by a similar image forming process, and is discharged to one discharge tray 4 and stored. When image quality deterioration is detected and image quality deterioration is confirmed, appropriate image forming condition control can be performed automatically, so there is no need to immediately replace the developer or photoconductor. And the lifetime of the photoconductor can be extended to the limit.
[0056]
1.2 Image quality
3 and 4 are halftone dot images formed on the recording medium 20 by the image forming apparatus of FIGS. 1 and 2 having a 600 dpi writing system (the size of one halftone dot is “2 pixels × 2 pixels”). Fig. 3 shows an initial image PT1 and Fig. 4 shows a very long-term print under certain conditions for convenience of description. A later image PT2 is shown. As shown in FIG. 3, the halftone image PT1 which was initially uniform becomes a halftone image PT2 having a rough feeling due to various factors such as the deterioration of the developer and the photoreceptor in the long-term image forming process. I'm stuck. Such a feeling of roughness can be quantified as a spatial frequency characteristic of fine density unevenness, and is expressed as a characteristic value such as “granularity”, for example.
[0057]
That is, an image with a high degree of granularity (poor graininess) shows an image with a large roughness, and an image with a low degree of granularity (good graininess) shows a uniform image with little feeling of roughness. However, not all of the density unevenness gives a sense of roughness that appeals to the eye, and the image quality of the printed image need not be felt when a human visually observes it. FIG. 5 shows visual spatial frequency characteristics of an average subject regarding density unevenness. As described above, the spatial frequency at which density unevenness is perceived by human vision has a peak of about 1 [cycle / mm] as described above.
0 [cycle / mm] to about 10 [cycle / mm]
It is known that it is limited to the spatial frequency region of the range.
[0058]
1.3 Image quality measuring device
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an image quality measuring apparatus that measures fine density unevenness of an image. In the figure, an image quality measuring apparatus 100 is based on a light reflection type sensor (photo reflector) 110, an amplification circuit 120 for amplifying an electric signal from the light reflection type sensor 110, and a signal amplified by the amplification circuit 120. And an arithmetic circuit 130 as arithmetic means for performing predetermined arithmetic processing, and a signal generation circuit 140 as signal generation means for generating a signal for optical writing control based on the arithmetic output from the arithmetic circuit 130. The light reflection sensor 110 includes an LED (light emitting diode) 101 as a light source, a condensing lens 102 that condenses the light emitted from the LED 101 into a light beam having a predetermined beam diameter, and an image pattern on the image carrier 150. The photoelectric conversion element 103 that receives reflected light from the light 151 and converts it into an electrical signal, and the imaging lens 104 that forms an image of the reflected light from the image pattern 151 on the imaging surface of the photoelectric conversion element 103. As the light reflection type sensor 110, a light reflection type sensor that uses the spot light SP by narrowing the irradiation beam diameter is used as can be seen from the characteristic diagram showing the relationship between the distance (beam diameter) in the scanning direction and the amount of light in FIG.
[0059]
The light reflection sensor 110 condenses the irradiation beam from the light source composed of the LED 101 by the condenser lens 102, and the circular beam diameter on the surface of the image pattern 151 formed on the image carrier 150 becomes approximately 400 [μm]. I am doing so. The light reflected from this is detected by the photoelectric conversion element 103 such as a photodiode, and the uneven adhesion of the toner particles 152 in the image pattern 151 can be captured as fluctuations in the amount of light incident on the photoelectric conversion element 103.
[0060]
As a method of capturing the light amount fluctuation according to the toner adhesion amount, a method of detecting by a difference in regular reflection characteristics or irregular reflection characteristics between the toner particles and the surface of the image carrier, or a difference in reflection spectral characteristics of the toner particles and the surface of the image carrier. There are detection methods and the like, and by combining these, detection with higher sensitivity can be performed. When utilizing the difference between regular reflection characteristics or irregular reflection characteristics, since the toner image generally has strong irregular reflection characteristics, the surface of the image carrier 150 is preferably made of a material having high glossiness and strong regular reflection characteristics. Further, when detecting based on the difference in reflection spectral characteristics, it is preferable to use a light source wavelength in which the reflection spectral characteristics of the toner particles 52 and the reflection spectral characteristics of the surface of the image carrier 150 are greatly different. The measurement apparatus of FIG. 6 is an example in which an LED 101 having an emission wavelength of 870 [nm] is used, and a detection method using a difference in irregular reflection characteristics between the toner particles 152 and the surface of the image carrier 150 is implemented. With respect to the beam diameter, at least the beam diameter (in the scanning direction of the spot light SP (see FIG. 5) so that density unevenness of about 1 [cycle / mm] having the highest sensitivity can be detected in the spatial frequency characteristics of human vision. In FIG. 7, d1) needs to be 1 [mm] or less. The beam diameter d1 is derived from 1 [mm] which is the reciprocal of the value 1 [cycle / mm] at which the spatial frequency is maximum in FIG. 5. In this embodiment, the beam diameter (d1) is approximately 400 [μm]. ]. The beam diameter d1 is defined here as a distance between points on both sides of the light beam at which the power per unit area of the spot light SP on the beam irradiation surface is reduced to 1 / e of the maximum value.
[0061]
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of an image forming process of the image forming apparatus in which the light reflection type sensor 110 of FIG. 6 is installed to face the surface of the photoconductor immediately after the developing process. In this example, the light reflection sensors 10Y, 10M, 10C, and 10K are fixedly installed in the vicinity of the center of the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K in the rotation axis direction. Scanning of the images on the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K by the spot light SP is performed by rotating the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K, and images PT1 and PT2 as shown in FIG. The output of the reflected light when scanning in the transport direction (longitudinal direction in the figure) is detected. FIG. 9 shows the state of fluctuation of the amount of light (voltage) of the reflected light from the amplifier circuit 20. The scanning condition of the spot light SP at this time is that the scanning speed is 200 [mm / s], the scanning distance is about 11 [mm], and the data sampling period is 75 [μs], that is, the sampling interval on the image is about The pitch is 15 [μm], and only one scan does not include an average processing step. The average amount of toner particles 152 attached to the pattern can also be calculated by obtaining the average amount of light in FIG.
[0062]
1.4 Control
1.4.1 Calculation of noise amount
Since the spatial frequency characteristic of the image density unevenness cannot be read in the output state in which the amount of light is output with the time shown in FIG. 9 as a parameter, the arithmetic circuit 130 calculates the spatial frequency characteristic. In calculating the spatial frequency characteristics, it is preferable in terms of processing speed to apply a known method such as fast Fourier transform (FFT). The conversion result by the fast Fourier transform is shown in FIG. Note that the peak seen at 6 [cycle / mm] in FIG. 10 is due to the repetition frequency of the dot patterns in FIGS.
[0063]
As can be seen from FIG. 5, the visual characteristic is very sensitive to density unevenness having a spatial frequency near 1 [cycle / mm]. For example, the noise amount around 1 [cycle / mm] in FIG. 10 is compared. Thus, the degree of image quality deterioration of the pattern (image PT2) shown in FIG. 4 with respect to the pattern (image PT1) shown in FIG. 3 can be known. When a decrease in image quality is detected in this way, a signal is generated by the signal generation circuit 40 in the measurement apparatus of FIG. 6 so as to prompt control of appropriate image forming conditions. In response to this signal, the image forming conditions are automatically controlled by the control circuit CON of the image forming apparatus MFP shown in FIG. 6, and automatic control is performed so that the image quality can be restored to the normal image quality as much as possible. As a change in image formation conditions, for example, regarding development conditions,
(1) Increase the rotation speed of the developing roller.
[0064]
(2) The gap between the developing roller and the photosensitive member is narrowed.
[0065]
(3) The gap between the doctor blade and the developing roller that regulates the amount of developer on the developing roller is widened.
[0066]
(4) The absolute value of the DC bias component applied to the developing roller is reduced to reduce the difference between the developing roller potential and the photoreceptor image portion potential.
[0067]
(5) Increase the voltage amplitude and frequency of the alternating bias component applied to the developing roller (when the alternating bias is superimposed).
[0068]
(6) Increase the developer toner concentration.
[0069]
(7) A new toner is replenished by forcibly consuming the deteriorated toner in the developer.
[0070]
It can be performed by individual control such as, or an appropriate combination thereof. In the transfer conditions,
(1) Optimize transfer bias.
[0071]
{Circle around (2)} The speed difference between the opposing image carriers in the transfer process is optimized.
[0072]
In some cases, the image quality can be recovered.
[0073]
When it is determined that the image quality cannot be restored only by automatic control, the control circuit CON instructs a display device (not shown) to replace parts such as a developer and a photoreceptor, and prompts replacement of the parts. These procedures can maximize the life of the developer and the photoconductor. Further, since the minimum required pattern size is about 1 [mm] × about 10 [mm], the amount of toner consumed by pattern image formation can be suppressed to the minimum level.
[0074]
In the example of FIG. 8, the spot light SP is irradiated so as to detect the image quality of the surfaces of the photoreceptors 61Y, 61M, 61C, and 61K, but an image formed on the intermediate transfer belt 5 or the recording medium 20 is applied. Needless to say, the spot light SP may be irradiated. In addition, when the spot light SP is irradiated onto the photoreceptors 61Y, 61M, 61C, and 61K, the wavelength of the spot light SP and the photoreceptor are prevented in order to prevent image quality degradation due to the destruction of the electrostatic latent image by the spot light SP itself. It is preferable that the spectral sensitivity wavelength region of 61Y, 61M, 61C, 61K is different.
[0075]
1.4.2 Calculation of visual noise
After obtaining the spatial frequency characteristics of FIG. 10, the arithmetic circuit 130 weights the visual spatial frequency characteristics shown in FIG. 5 with respect to the spatial frequency characteristics to obtain the visual noise amount. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the visual noise amount and the spatial frequency, and shows the output state of the visual noise amount of the arithmetic circuit 130. This weighting is performed by multiplying the characteristic of FIG. 10 by the characteristic of FIG. This calculation makes it possible to extract only the spatial frequency characteristics that appeal to the eye, so that the desired image quality can be easily detected. Further, in the present embodiment, it is possible to remove a signal component due to an image pattern structure that has appeared in the vicinity of 6 [cycle / mm], and therefore it is possible to remove information not related to the image quality of interest. . If information that is not related to image quality can be removed in this way, the occurrence of false detection can be almost eliminated.
[0076]
1.4.3 Total amount of visual noise
When the visual noise amount shown in FIG. 11 is integrated with respect to the spatial frequency region of 0.2 [cycle / mm] to 4 [cycle / mm] using the arithmetic circuit 130, the total visual noise amount is calculated as shown in FIG. Is done. With this value, it is possible to know the overall image quality change in almost all spatial frequency regions appealing to the eye.
[0077]
1.4.4 Processing procedure
FIG. 13 shows an image forming apparatus MFP that can detect the image quality formed on each color photoconductor 61 as shown in FIG. 8, and automatically controls the image forming conditions based on the image quality information detected by the image quality measuring apparatus 100. It is a flowchart which shows the control procedure to perform. For the sake of simplicity, a case will be described where only one of the four photoreceptor stations is taken up. This control is executed by the CPU of control circuit CON of image forming apparatus MFP based on the output signal from signal generation circuit 140 of image quality detection apparatus 100. The CPU executes the following processing using a RAM (not shown) as a work area based on a program stored in a ROM (not shown).
[0078]
In FIG. 8, a process control start command signal is generated at a certain timing. This timing is set to be appropriate (arbitrary) based on, for example, start-up when the image forming apparatus MFP is turned on or printed counter information. In response to the process control start command, a detection image pattern (specific halftone image) 51 is formed on the photosensitive member 61 (step S1). The luminous flux emitted from the LED 1 is applied to the image pattern 151 and the reflected light is guided to the photoelectric conversion element 103 and detected, and the variation in the amount of light received by the photoelectric conversion element 103 is converted into voltage, amplified and output (step S2). The output voltage at this time is shown in FIG. FIG. 14 compares the output state immediately after shipment of image forming apparatus MFP (at the time of shipment) with the output state when the developer or the like deteriorates as a result of long-term use of image forming apparatus MFP (state α). As shown.
[0079]
On the other hand, since there is a relationship between the voltage and the toner adhesion amount as shown in FIG. 15 between the output voltage (sensor output voltage) of the photoelectric conversion element 103 and the actual toner adhesion amount, the conversion table T1 is referred to. Thus, a toner adhesion amount fluctuation signal (FIG. 16) is obtained by converting the voltage fluctuation into the toner adhesion quantity fluctuation (step S3). Assuming that the average value of the toner adhesion amount at the time of shipment and in the state α is D0 and D, respectively, the difference ΔD indicates the fluctuation amount of the average toner adhesion amount (steps S9 and S10).
[0080]
Then, fast Fourier transform (FFT) is performed on the toner adhesion amount fluctuation signal X (x) (step S4), and the absolute value of the conversion signal Y (f) (which is a complex number) obtained as a result is calculated. A power spectrum A (f) as shown in FIG. 17 is obtained (step S5). This power spectrum is weighted according to the visual characteristics of spatial frequency (FIG. 5) (FIG. 18—Step S6), and a specific spatial frequency interval (for example, 0.1 [cycle / mm] to 5.0 [cycle / mm]). When integration is performed in the following section), the granularity index C is obtained (FIG. 19—Step S7). And the difference (DELTA) C of the granularity parameter | index C0 at the time of shipment and the granularity parameter | index C in the state (alpha) is calculated | required (step S8). This difference ΔC represents the variation in graininess. If ΔD and ΔC obtained so far are within the specification range of the machine, the printing operation is executed without performing any special control (step S11, step S14). However, when these are out of the specification value range, the control is performed by changing the development conditions, for example.
[0081]
The development condition control procedure will be described below.
FIG. 20 shows how the granularity index C and the average toner adhesion amount D change when the development bias potential and the rotation speed of the development roller are changed in the shipping state with respect to the image pattern to be detected. FIG. As the developing bias increases, the average toner adhesion amount increases, but at the same time, the graininess also increases, and as the developing roller linear velocity increases, the average toner adhesion amount increases, but the graininess decreases. Has been. That is, this relationship indicates that the average toner adhesion amount and the graininess can be arbitrarily controlled independently by appropriately controlling the developing bias and the developing roller rotation speed.
[0082]
For example, in the image forming apparatus MFP according to this embodiment, the developing bias 360 [V] and the developing roller linear speed ratio 1.6 are set at the time of shipment. As a result of continuing to use the image forming apparatus MFP and developing the developer and the like, the granularity index indicated by “state α1” in FIG. 21 and the developing bias 360 [V] and the developing roller linear speed ratio 1.6 remain unchanged. Assume that the average toner adhesion amount is reached. In such a case, the development condition control table T2 in FIG. 20 is referred to, and since the average toner adhesion amount has decreased, the development bias is increased (step a1) and the state is shifted to “state β1” (step S12). At this time, the developing bias was changed from 360 [V] to 400 [V]. Next, by changing the developing roller linear velocity from 1.6 to 2.0 (step b1-step S13), it was possible to restore the state at the time of shipment.
[0083]
As described above, by appropriately adjusting both the developing bias and the developing roller linear speed with reference to the developing condition control table T2, the graininess and the average toner adhering amount that have fluctuated due to the deterioration of the developer or the like can be reduced. It is possible to restore the state. Needless to say, the image quality restoration procedure from the “state α1” may pass through the steps a1 ′ and b1 ′ as shown in FIG. Further, the image quality restoration from the “state α2” as shown in FIG. 22 can be realized through the process a2 and the process b2, for example.
[0084]
1.5 Image quality detection pattern
As a pattern for detecting the image quality, patterns as shown in FIGS. 23 to 30 can be used in addition to the patterns as shown in FIG. An example of an image quality detection pattern other than the image pattern as shown in FIG. 3 is shown.
[0085]
FIG. 23 schematically shows the image pattern shown in FIG. 3, and the minimum dot unit is composed of 2 pixels × 2 pixels of 600 dpi. In FIG. 23, the dot array repetition period z1 in the scanning direction of the spot light SP is approximately 170 [μm] (spatial frequency f1 is approximately 5.9 [cycle / mm]), and as described above, approximately 400 [μm]. When scanning is performed with spot light SP having a beam diameter of λ, a spectrum appears at a spatial frequency near 5.9 [cycle / mm] as shown in FIG. In order to avoid that the spectrum caused by the image pattern itself overlaps the image quality detection signal detection region, the dot arrangement repetition period z1 in the scanning direction is smaller than 250 [μm], preferably 200 [μm]. It is necessary to make it smaller. Therefore, the pattern of FIG. 23 where z1 = 170 [μm] is a pattern suitable for image quality detectability.
[0086]
Examples of patterns other than FIG. 23 in which z1 = 170 [μm] include FIG. 24 (halftone dither), FIG. 25 (line dither), and FIG. 26 (line dither). In addition, FIG. 27 (line dither) and FIG. 28 (random dither) in which the repetition period of the dot arrangement cannot be defined are included, and regarding these patterns, the spectrum caused by the image pattern itself does not appear as shown in FIG. 24 and 27, when the beam diameter d2 in the direction orthogonal to the scanning direction is as small as several tens [μm], image quality information may or may not be obtained depending on the scanning position. (FIGS. 29 and 30). Therefore, when using patterns such as those shown in FIGS. 24 and 27, it is preferable to sufficiently increase the beam diameter d2 in the direction orthogonal to the scanning direction.
[0087]
Any of the patterns listed in FIG. 23 to FIG. 28 is a pattern capable of performing good image quality detection using the above-described means. By detecting the image quality with these multiple patterns and knowing the image quality characteristics depending on the patterns, the conditions that greatly contribute to the image quality degradation can be narrowed down from the multiple image forming conditions that make up the image forming device. The image quality control routine can be performed at high speed.
[0088]
In the example described so far, the image quality sensors 10Y, 10M, 10C, and 10K are fixedly installed at the center in the rotation axis direction of the photoreceptors 61Y, 61M, 61C, and 61K as shown in FIG. In addition, only the image quality at the center of the photoreceptors 61Y, 61M, 61C, 61K could be detected. On the other hand, if parallel movement means for paralleling the image quality sensors 10Y, 10M, 10C, and 10K (not shown) is provided, the image quality sensors 10Y, 10M, 10C, and 10K are moved in the rotational axis direction of the photosensitive members 61Y, 61M, 61C, and 61K. Thus, it is possible to detect image quality not only in the central portion of the photoconductors 61Y, 61M, 61C, and 61K but also at both ends or at any place. As a result, since image quality can be detected in a wide range, comprehensive image quality evaluation is possible instead of local.
[0089]
Further, the driving of the photosensitive members 61Y, 61M, 61C, 61K is stopped, and the spot light SP is scanned by this parallel moving means, whereby density unevenness in the direction intersecting (in this case, orthogonal) with the moving direction of the image carrier. Can also be detected. In particular, so-called vertical streaks that are likely to occur as abnormal images (linear image defects that occur due to scratches on the image carrier, defects on the cleaning blade, etc., and are long in the direction of movement of the image carrier. In some cases, a plurality of lines may appear in a direction orthogonal to each other).
[0090]
2. Second embodiment
In the first embodiment, as shown in FIG. 6, the spot is condensed on the image pattern 151 by the condenser lens 102 and the reflected light is collected on the imaging surface of the photoelectric conversion element 103 via the imaging lens 104. Although an example of light emission was given, it is also possible to guide light using an optical fiber as shown in FIG. FIG. 31 is a schematic configuration diagram showing an image quality measuring apparatus according to the second embodiment. The example shown in FIG. 31 differs from the first embodiment shown in FIG. 6 only in that the first and second optical fibers 105 and 106 and the objective lens 107 are arranged. Only will be described.
[0091]
That is, in this embodiment, one end of the first optical fiber 105 is disposed in the condensing portion of the condensing lens 102 and the other end is disposed in the objective lens 107 disposed in front of the image pattern 151. The objective lens 107 irradiates the image pattern 151 with the light beam guided by the fiber 105 as narrow as about 400 μm if the writing density is at least 1000 μm or less and 600 dpi, as in the first embodiment. The irradiated light beam is reflected by the toner particles 152 forming the image pattern 151, guided to the second optical fiber 106 through the objective lens 107, and enters the photoelectric conversion element 103 from the imaging lens 104. The other parts are configured in the same way as in the first embodiment.
[0092]
With this configuration, since the arrangement of the optical system can be freely set, the image quality measuring device can be installed even in a detection part that cannot be installed in the space in the first embodiment shown in FIG. 6, and image quality detection is possible. It becomes.
[0093]
FIG. 32 is a diagram showing a modification of the image quality measuring apparatus shown in FIG. 31. The LED (light emitting element) 101, the photoelectric conversion element (light receiving element) 103, the condensing lens 102, and the imaging lens 103 are connected to the sensor unit 112. As a single unit, on the other hand, a plurality of fiber units such as a first fiber unit 111a and a second fiber unit 111b constituting an optical path with a plurality of pattern detection portions 151a, 151b. Is a diagram showing an example in which a pattern 151a, 151b,... Of each part is detected by sequentially coupling one sensor unit 112 to a plurality of fiber units 111a, 111b,. Thus, if there is a sensor unit 112 having at least a pair of the light emitting element 101 and the light receiving element 103 as described above, image quality detection at a plurality of parts can be realized by such a method, and the detection area is very large. Significant cost reduction is possible.
[0094]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as in the first embodiment and function in the same manner.
[0095]
3. Third embodiment
This embodiment is an example in which the image quality measuring apparatus according to the second embodiment is applied to the tandem image forming apparatus shown in FIG.
[0096]
In this embodiment, as shown in FIG. 33, the image quality on each photoconductor and the image quality on the intermediate transfer belt are configured to be detected by a sensor unit 112 including a pair of light emitting elements 101 and light receiving elements 103. . In this embodiment, one sensor unit 112 comprising an LED (light emitting element) 101, a condensing lens 102, an imaging lens 104, and a photoelectric conversion element (light receiving element) 103 is moved between the fiber units 111a to 111e by a moving means (not shown). Can be moved in a time-sharing manner. Although not shown, the tips of the fibers 105 and 106 facing the image carrier 150 in FIG. 32 can be configured to be movable in the width direction of the image carrier 150. A plurality may be installed in the width direction. Further, it can be installed at a position where the image quality of the intermediate transfer belt 5 region between the photosensitive members 61, the image quality on the recording medium 20, the image quality on the secondary transfer roller 51, and the like can be detected.
[0097]
FIG. 34 is a modification of FIG. 33. In this example, light can be simultaneously incident on the first and second fiber units 111a and 111b from one sensor unit 112, and the reflected light can be guided to perform image quality measurement. It is what I did. With this configuration, a plurality of light sources are required, but a single light receiving element 1031 and a driving portion are not required. These spot installation positions can be applied not only when the optical fibers 105 and 106 are used, but also when the optical fibers are not used as shown in FIG.
[0098]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as the first and second embodiments described above, and function in the same manner.
[0099]
4). Fourth embodiment
In the first to third embodiments, the LED 1 is used as the light source and the image pattern 151 is irradiated with one laser beam. However, the LED array 113 can be used instead of the LED 1. . FIG. 35 is a diagram showing a state of the light emitting element and the light receiving element when the LED array 113 is used as a light source.
[0100]
As described above, when the LED array 113 is used instead of the LED 101 in the optical system of the image quality measuring apparatus typified by FIG. 6, each LED of the LED array 113 is sequentially turned on and off to the image pattern 151. Thus, the spot light SP can be scanned. As the LED array 113, an element having an LED light emitting surface arranged at 600 dpi is used, and a spot having a beam diameter of about 400 [μm] is formed on the image pattern 151 via an imaging element (not shown). Further, when the array length of the LED array 113 is 10 [mm], by using this, scanning with a length of 10 [mm] can be performed at intervals of about 42 [μm]. The light receiving element 103 may also be in the form of an array, but when the array length of the LED array 113 is short as in the present embodiment, it can be detected by one photoelectric conversion element 103. In this way, an inexpensive configuration It can be.
[0101]
The arrangement direction of the LED array 113 may be set in the moving direction of the image carrier 150 or in a direction orthogonal to the moving direction. Further, time-division spot light scanning by the LED array 113 and spot light scanning performed by moving the image carrier 150 may be used in combination. Furthermore, an LED array 113 having a length similar to the width of the image carrier can be installed to detect the image quality over the entire width of the image carrier.
[0102]
Further, when the spot light SP is irradiated onto the photosensitive member 61, the wavelength of the spot light SP and the spectral sensitivity wavelength region of the photosensitive member are prevented in order to prevent deterioration in image quality due to the destruction of the electrostatic latent image by the spot light SP itself. Is preferably different.
[0103]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as the first and second embodiments described above, and function in the same manner.
[0104]
5. Fifth embodiment
FIG. 36 shows an example in which it is assumed that the writing exposure device 7 in the image forming apparatus of FIG. 1 is a polygon scanning method using an LD light source (not shown, but also with respect to a writing exposure method using an LED array, The same). Since the rotation speed of the polygon mirror 71 under a normal image forming condition is very fast, the response speeds of the photoelectric conversion element 103 and the amplifying circuit 120 do not correspond. Therefore, at the time of image quality detection, detection is performed in a state where the rotation speed of the polygon mirror 71 is sufficiently low. According to this detection method, image quality can be detected simply by adding the photoelectric conversion element (light receiving element) 103 to the normal image forming apparatus 6.
[0105]
However, in the case of the present embodiment, the image quality detection related to the analog halftone on the photoconductor 61 is limited, and therefore image quality deterioration due to the transfer process and image quality deterioration in a digital image such as a halftone image cannot be detected. However, this constraint can be used effectively. In other words, since the graininess appearing in the analog halftone image formed by such a process can be specified as the deterioration of the developer or the deterioration of the photosensitive member, it is easy to instruct to change the appropriate image forming conditions. is there.
[0106]
In the case of creating an analog halftone image, the charging bias, transfer bias, and writing exposure are turned off in the image forming apparatus of FIG. 1, and the development potential (the difference between the development sleeve potential and the photoreceptor surface potential) is a normal solid image. The developing sleeve is rotated in the same direction as the rotation direction at the time of normal image formation, and the photosensitive member 61 is opposite to the rotation direction at the time of normal image formation with the developing potential set smaller than that at the time of image formation. By rotating in the direction, the detection pattern 153 based on the analog halftone image can be formed and conveyed to the writing unit over the entire width of the photosensitive member. When the analog halftone image is conveyed to the writing unit, the driving of the photosensitive member 61 and the driving of the developing sleeve are stopped. This completes the creation of the pattern image, and then scans the detection pattern 153 portion comprising this analog halftone image with the polygon mirror 71, reads the reflected light from the detection region 153a with the light receiving element 103, and determines the graininess of the image. evaluate.
[0107]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as the first and second embodiments described above, and function in the same manner.
[0108]
It should be noted that the image quality can be detected not only when a special detection method as shown in FIG. 36 is employed but also when the detection pattern image in the first to third embodiments is an analog halftone. Needless to say.
[0109]
6). Sixth embodiment
This embodiment shows another embodiment of the image quality measuring device, and the same reference numerals are given to the same parts as those of the above-described embodiments, and the duplicated explanation is omitted.
[0110]
37 to 39 are diagrams showing a sensor portion of the image quality measuring apparatus according to this embodiment. Hereinafter, a configuration example of an optical sensor for detecting the minute region density of the pattern will be described.
[0111]
FIG. 37 is a side view showing an example of a reflective sensor as an optical sensor for detecting a pattern image. The reflective sensor 300 shown in this figure has a sensor head 301 in which a light projecting unit 302 and a light receiving unit 303 are integrated. The sensor 300 shown in this figure is a regular reflection type optical sensor. The light projected from the light projecting section 302 of the sensor head 301 is reflected by the spot light having a diameter of less than 0.5 mm on the measurement target medium (image carrier 150) carrying the toner image and reflected. Is detected by the light receiving unit 303. In this figure, it is drawn so as to detect specularly reflected light, but it can also be configured to detect diffused light.
[0112]
FIG. 38 is a side view showing another example of a reflective sensor as an optical sensor for detecting a pattern image. The reflection type sensor 310 shown in this figure is composed of a sensor amplifier 311 and an optical fiber 312 and a lens 313 associated therewith. The light projecting / receiving unit is built in the sensor amplifier 311, and the light projected from the sensor amplifier 311 passes through the optical fiber 312, is spotted by the lens 313, and is a measurement target medium (image carrier) that carries a toner image. 150) the light is condensed to a diameter of less than 0.5 mm. The light reflected from the measurement target medium is received by the lens 313, passes through the optical fiber 132, and is received by the light receiving unit in the sensor amplifier 311. In this figure, it is drawn so as to detect specularly reflected light, but it can also be configured to detect diffused light.
[0113]
FIG. 39 is a side view showing an example of a transmissive sensor as an optical sensor for detecting a pattern image. The transmissive sensor 320 shown in this figure has a light projecting unit 321 and a light receiving unit 322, and is arranged with a transparent measurement target medium (image carrier 150) interposed therebetween. The spot light emitted from the light projecting unit 321 is initially narrowed to a diameter of less than 0.5 mm, and the light passing through the measurement target medium while maintaining this diameter is detected by the light receiving unit 322. The As a result, the light is attenuated and detected by the amount shielded by the toner image (pattern image) on the measurement target medium.
[0114]
FIG. 40 shows an example of a pattern image and a graph showing an output when the pattern image is detected by optical sensors having different detection area sizes. It is said that density unevenness of 2 to 3 (cycle / mm) is most noticeable in human visual sensitivity. Therefore, the optical sensor that should detect the image quality must be able to detect image unevenness in this region. FIG. 40A shows a pattern image in which vertical lines T having a width of 0.1 mm are drawn every 0.5 mm as a typical density unevenness of 2 (cycle / mm). The graphs (b) to (c) show the outputs when this pattern is detected with spot lights of φ0.5 mm, 0.4 mm, and 0.1 mm, respectively. In the pattern image of FIG. 5A, the vertical line of the alternate long and short dash line is an auxiliary line representing 0.1 mm.
[0115]
First, in the case of φ0.5 mm, when the pattern image is scanned from the left to the right, one of the vertical lines T is always included in the spot light. However, since the width of the included vertical line is always constant, the output of the sensor is always constant, and the graph of (b) indicating the output is linear. Therefore, it can be seen that the density unevenness cannot be measured with the spot light of φ0.5 mm.
[0116]
Next, in the case of φ0.4 mm, when the pattern image is similarly scanned from the left to the right, there is a timing at which the spot light completely fits between the vertical line T and the vertical line T. This timing is when the output becomes 0 in the graph of (c). Since the area before and after that gradually deviates from or rides on the vertical line, the output is in a transient state. Thus, it can be seen that a significant output waveform can be obtained with φ0.4 mm light. When compared with the case of (b), it can be understood here that a significant output waveform will be obtained if the spot light is less than φ0.5 mm.
[0117]
Further, it can be seen that an output waveform closer to the original pattern is obtained at φ0.1 mm, as shown in the graph of (d). In principle, the smaller the spot, the closer the output waveform is to the original pattern. However, it is technically difficult to make a light sensor for small spot light, and it also affects the cost. For this reason, it is not realistic to narrow the spot diameter.
[0118]
Therefore, in the present invention, spot light having a diameter of less than φ0.5 mm that can obtain significant information from an image of 2 (cycle / mm) is used. As described above, an output approximate to the original pattern can be obtained with a spot light of φ0.1 mm. Therefore, if the spotlight has a diameter of 0.1 mm or more and less than 0.5 mm, reliable detection can be achieved. It is thought that both costs can be achieved. The diameter of the spot light may be 50 μm (0.05 mm) or more and less than 0.5 mm with a margin. Accordingly, it is possible to detect density unevenness in a micro area having a size effective for correcting “image roughness” at a low cost without using an expensive sensor capable of detecting a micro area in units of microns.
[0119]
In addition, regarding the definition of the diameter of the spot light, as shown in FIG. 7 in the first embodiment, a general method of defining the beam diameter “1 / e of the maximum light amount”.2In order to accurately measure this, it is necessary to measure the optical sensor with an external measuring instrument such as a beam profiler. It is conceivable to use a lens to capture a state where the detection light of the optical sensor is collected into a PC or the like and measure the diameter on software.
[0120]
FIG. 41 shows the installation position of the photosensor in the present embodiment. As described above, when the minute area density of the pattern image is detected on the photoconductor 61, the position of S1 between the developing device 64 and the primary transfer unit (the area where the photoconductor 61 and the transfer roller 66 face each other). An optical sensor is disposed on the side. As the optical sensor disposed at the S1 position, the optical sensor 300 shown in FIG. 37 or the optical sensor 310 shown in FIG. 38 can be used. In the case of the optical sensor 310, the lens 313 may be disposed at the S1 position. Since the color image forming apparatus of this embodiment includes image forming units for four colors, the photosensors are arranged for all of the drum-shaped photoreceptors 61Y, 61M, 61C, 61K of each image forming unit. Is ideal. In the triangle mark S1 indicating the sensor arrangement position, the direction of the acute angle indicates the direction of the sensor detection surface. Moreover, each optical sensor should just have a sensitivity with respect to the color used with the image forming unit in which the sensor is arrange | positioned.
[0121]
When detecting the minute area density of the pattern image on the photoreceptor 61, the information of the detected image (pattern) is information immediately after the developer is applied to the electrostatic latent image from the developing device and visualized. is there. That is, it can be considered that the pattern image detected here has only an influence before the development process. When there is no defect in the electrostatic latent image, if there is a problem with the quality of the pattern image based on the information detected here, it is necessary to change the development condition to cope with it. Therefore, when detecting the minute area density of the pattern image on the photoconductor 61, image quality can be improved (or recovered) by controlling the parameters of the development condition as a control target to be fed back.
[0122]
When detecting the minute area density of the pattern image on the intermediate transfer belt 5, an optical sensor is disposed at the position S2 immediately after the primary transfer portion in each image forming unit. As the optical sensor arranged at the S2 position, the optical sensor 300 shown in FIG. 37, the optical sensor 310 shown in FIG. 38, or the optical sensor 320 shown in FIG. 39 can be used. The reflection-type optical sensors 300 and 310 are arranged at the position S2 on the upper surface of the intermediate transfer belt 5 onto which the toner image is transferred with the sensor detection surface facing the direction indicated by the acute angle of the triangle mark S2. In the case of the transmissive optical sensor 320, the intermediate transfer belt 5 is formed of a transparent belt, and the optical sensor 320 is disposed so as to sandwich the transparent belt from above and below at the position S2. In this case, the arrangement of the light projecting unit 321 and the light receiving unit 322 of the optical sensor 320 may be either up or down.
[0123]
Since the color image forming apparatus of the present embodiment includes image forming units for four colors, it is ideal to dispose optical sensors immediately after the primary transfer portion of each image forming unit. However, a configuration in which only one photosensor is disposed only immediately after the primary transfer portion of the final color (most downstream) image forming unit (the image forming unit of the photosensitive member 61K in the drawing) is also possible. In that case, density unevenness of all colors is detected by one optical sensor. In such a configuration, the first (first color) pattern image is affected by the pattern image of the subsequent color, and the sensor itself has sensitivity to each color (all toner colors). There is a need. On the other hand, when an optical sensor is arranged corresponding to each image forming unit, it is only necessary to have sensitivity to the color used in the image forming unit in which the sensor is arranged, which is technically easy. In addition, since density unevenness is detected before the subsequent primary transfer, there is an advantage that it is not affected by the patterns of other colors. On the other hand, the number of sensors increases and the cost may increase. Whether to detect density unevenness of all colors with one optical sensor or to arrange an optical sensor for each image forming unit is a problem to be selected in each apparatus.
[0124]
When detecting the minute area density of the pattern image on the recording paper 20, an optical sensor is disposed at a position S3 immediately after the secondary transfer portion where the opposing roller 51a and the transfer roller 51 are in contact with each other. As the optical sensor arranged at the S3 position, the optical sensor 300 shown in FIG. 37 or the optical sensor 310 shown in FIG. 38 can be used. In the triangle mark S3 indicating the sensor arrangement position, the direction of the acute angle indicates the direction of the sensor detection surface.
[0125]
By the way, the photoconductor mounted on the image forming apparatus has different sensitivity characteristics depending on the photoconductor used in each apparatus. FIG. 42 is a graph showing the sensitivity characteristics of the two types of photoconductors. The horizontal axis of this graph is wavelength (nm), and the vertical axis is sensitivity (arbitrary unit). As described above, since the sensitivity characteristic varies depending on the photoconductor, the wavelength of the writing light is usually changed (set) by the photoconductor used in each apparatus. In other words, the photosensitive member mounted on the apparatus is intended to be used in a sensitive part (although it may not be).
[0126]
In the configuration for detecting the density of the pattern image on the photoconductor, if the optical sensor measures the reflection density by using the light in the sensitivity region of the photoconductor, there is a possibility that the charge on the photoconductor is scattered. . When the pattern image is detected on the photosensitive member, the sensor position is the S1 position, that is, the position after development as shown in FIG. 41. Therefore, the electrostatic latent image is erased and the image is changed. However, it is possible that the charge under the developed toner image will be affected. In this case, the toner image holding power is reduced, and the toner is scattered, resulting in poor image quality. May be reduced. Therefore, in the case of a configuration in which the density of the pattern image is detected on the photoconductor, it is preferable that the light sensor for detecting the pattern image adopts a light emission wavelength in a region outside the sensitivity of the photoconductor.
[0127]
FIG. 42 shows two examples of the photoreceptor sensitivity. The sensitivity of the photoreceptor decreases more or less toward the infrared region. Therefore, if the wavelength in the infrared region is employed as an optical sensor for detecting a pattern image on the photoconductor, it may be considered that the sensitivity of most types of photoconductors is deviated. Therefore, the optical sensor used in the configuration for detecting the density of the pattern image on the photoconductor is a sensor having an emission wavelength in the infrared region. By detecting the minute area density of the pattern image on the photoconductor with the optical sensor having such an emission wavelength, density unevenness can be detected in most photoconductors without deteriorating the image quality.
[0128]
An intermediate transfer belt used in an image forming apparatus is often formed by mixing carbon or the like in order to have a resistance value capable of supporting a toner image, and is often opaque and black. Of course, it is possible to use a color other than black, and it is also possible to form it with a transparent material. FIG. 43 shows a state in which a red pattern image Pt-red is placed on the opaque black intermediate transfer belt 5, and light containing white light or a red component is irradiated from the optical sensor toward the pattern image. It is a schematic diagram. The intermediate transfer belt 5 is formed such that at least a region carrying a pattern image is formed in opaque black.
[0129]
As shown in this figure, when the red pattern image Pt-red is irradiated with white light or light containing a red component, the reflection component does not return from the surface of the intermediate transfer belt 5, but from the red pattern portion. Returns the reflected red component. If the red pattern has shading unevenness, the intensity of the reflected light component changes, so the output of the optical sensor changes, and the density unevenness can be detected. This is because the effect of the black color of the base material (belt) appears in the portion where the pattern density is low, and the red reflection component becomes weak. Here, red has been described as an example, but the concept is the same for other colors (when a pattern image of another color and light containing the same color component or white light is irradiated). Further, while FIG. 43 has been described with reference to detecting regular reflection light, diffused light may be detected.
[0130]
As described above, when the color of the substrate carrying the pattern image is black, the light is not absorbed and reflected. For this reason, when light having a wavelength in the visible light region is applied, the amount of reflected light is almost eliminated. Thereby, in order to detect the pattern image on the black substrate, it is necessary to select light having a wavelength that allows detection of reflected light from the pattern image (toner image) itself. That is, if light having the same wavelength as the color of the pattern image is used, the reflected light from the pattern image itself is effectively returned. Therefore, by adopting an optical sensor for detecting a pattern image having an area of the same color as the pattern image or an emission wavelength including the area, the density unevenness of the pattern image can be detected effectively.
[0131]
In FIG. 44, a cyan pattern image Pt-cyan is placed on the opaque white intermediate transfer belt 5, and light containing red light, which is a cyan color, is captured by the photosensor toward the pattern image. It is a schematic diagram which shows a mode that it irradiated. The intermediate transfer belt 5 is formed such that at least a region carrying a pattern image is formed in opaque white. As shown in this figure, when the light containing red light is irradiated toward the cyan pattern image Pt-cyan, the light of the whole area is reflected and returned on the surface of the white belt 5, whereas On the pattern image Pt-cyan, light in the red band is absorbed, and only light of other wavelengths returns. Since the influence of the white belt as the base material varies depending on the density of the pattern image, when the cyan color is light, the red component reflected by the base material also returns from the pattern. In this way, the density of the pattern image can be detected based on the intensity of the reflected light of the red (complementary color) component. The light emitted from the optical sensor can be detected as long as it includes a complementary color component, but it goes without saying that light consisting only of the complementary color component is most easily detected. In this example, light including a cyan pattern and its complementary color (red) component has been described as an example. However, in the case of other colors (in the case of irradiating light including other toner color pattern images and their complementary color components) ) But the idea is the same. In addition, while FIG. 44 has been described with reference to detecting regular reflection light, diffused light may be detected.
[0132]
Thus, when the color of the substrate carrying the pattern image is white, light in the entire band is reflected when light in the visible light region is irradiated. Therefore, when light is reflected from the pattern image, it becomes impossible to detect where the substrate is and what is the pattern. Therefore, light having a wavelength in a region that the toner particles do not reflect or transmit is used so that the density of the pattern image can be detected depending on how much the pattern blocks the reflected light from the substrate. That is, when the substrate is white, the density unevenness of the pattern image can be detected by adopting the emission wavelength of the complementary color of the toner image to be measured or the emission wavelength including the complementary color.
[0133]
By the way, as the intermediate transfer belt 5, a material of a specific color which is neither white nor black can be used. In this case, when a pattern image having the same color as that of the intermediate transfer belt 5 is formed, it is naturally impossible to detect the pattern density. However, it can be said that the color of the intermediate transfer belt 5 is not exactly the same as any of the toner colors (cyan, magenta, or yellow). Therefore, when a specific color is used for the intermediate transfer belt 5, as a method for efficiently detecting the reflected light from the pattern image on the belt, the wavelength at which reflection can be obtained from the intermediate transfer belt 5 or the reverse is possible. In this case, light having a wavelength at which no reflection can be obtained is used. In the former case, the pattern image on the intermediate transfer belt 5 has a color that reduces the amount of reflected light from the intermediate transfer belt 5 while blocking the reflected light from the intermediate transfer belt 5. In the latter case, since light having a wavelength that does not reflect from the intermediate transfer belt 5 is used, the color of the pattern image reflects light having that wavelength.
[0134]
The example shown in FIG. 45 explains the configuration of the former case, and uses an opaque intermediate transfer belt 5 of a specific color, and uses a photosensor with a wavelength that can obtain reflection from the intermediate transfer belt 5. It is a schematic diagram which shows the mode in the case of doing. The intermediate transfer belt 5 has at least a region carrying a pattern image formed in a specific color that is opaque.
[0135]
As an example, it is assumed that the intermediate transfer belt 5 is opaque green and a pattern image is formed in magenta which is a complementary color of the green. Light emitted from an optical sensor (not shown) is light having a wavelength in the green region or a region close to green. The green light emitted from the optical sensor is efficiently reflected on the green intermediate transfer belt 5, and the reflected light amount becomes the maximum value. However, no reflected light is obtained from the magenta pattern Pt-magenta which is a complementary color, and when the solid density of the magenta color pattern is high, the reflected light from the intermediate transfer belt 5 is completely blocked, so that the amount of reflected light is Is the minimum value. As the pattern becomes thinner, the influence of green, which is the base material, gradually begins to appear and the amount of reflected light increases. As a result, if the pattern image is shaded, it can be detected. Even when the pattern is not magenta, the density of the pattern can be detected by the same reasoning, although the sensor output is in the direction of decreasing. However, it cannot be detected well as the green component increases in the pattern color.
[0136]
Here, green has been described as the belt of the specific color, the emission color of the photosensor is set to green or a wavelength in the region close to green, and the pattern image color is described as magenta which is a complementary color of green. In the case of, the same approach can be used. Further, in this figure, the description has been made on the case of detecting specularly reflected light. However, diffused light may be detected.
[0137]
The example shown in FIG. 46 is for explaining the configuration in the latter case, where an opaque intermediate transfer belt 5 of a specific color is used and an optical sensor having a wavelength that does not reflect from the intermediate transfer belt 5 is used. It is a schematic diagram which shows the mode of. The intermediate transfer belt 5 has at least a region carrying a pattern image formed in a specific color that is opaque. As an example, the intermediate transfer belt 5 is made opaque green, and the light sensor has a light emission wavelength in a green complementary color region or a region close to the complementary color (here, magenta color). The pattern image is formed in magenta which is a complementary color of green. In the case described with reference to FIG. 45, the belt color and the pattern color are the same, but the emission color of the optical sensor is different.
[0138]
In the case of the example in FIG. 46, the magenta light emitted from the optical sensor is not reflected at all by the green intermediate transfer belt 5, and the amount of reflected light is minimized. On the other hand, since the light is efficiently reflected on the magenta pattern Pt-magenta having a high solid density, the reflected light amount becomes the maximum value. As the pattern becomes thinner, the influence of green, which is the base material, gradually begins to appear and the amount of reflected light decreases. As a result, if the pattern image is shaded, it can be detected. Even when the pattern is not magenta, the density of the pattern can be detected by the same reasoning, although the sensor output is in the direction of decreasing. However, it cannot be detected well as the green component increases in the pattern color.
[0139]
Here, the specific color belt is described as green, the light emission color of the photosensor is set to magenta or a wavelength in a region close to magenta, and the color of the pattern image is described as magenta which is a complementary color of green. In the case of, the same approach can be used. Further, in this figure, the description has been made on the case of detecting specularly reflected light. However, diffused light may be detected.
[0140]
FIG. 47 is a schematic diagram showing how the density of a pattern is detected using a transmission type optical sensor when the intermediate transfer belt 5 is a transparent body. This intermediate transfer belt 5 has at least a region for carrying a pattern image formed on a transparent body. As an example, it is assumed that the pattern image includes cyan and the light emission color of the optical sensor includes red light that is a complementary color of cyan. As shown in this figure, when light including red light is irradiated from the light emitting unit 321 toward the cyan pattern image Pt-cyan placed on the transparent intermediate transfer belt 5, the transparent intermediate transfer belt 5. However, light in the entire band is transmitted, whereas light in the red band is absorbed and not transmitted through the cyan pattern portion, and only the light of other wavelengths can be detected by the light receiving unit 322. If the pattern is thin, light in the red band that cannot be absorbed passes through, so that the light receiving unit 322 can detect a certain amount of red light. In this way, the density of the pattern image (cyan) can be detected based on the transmitted light intensity of the red (complementary color of the pattern color) component. Irradiation light can be detected as long as it contains complementary color components, but it goes without saying that light consisting only of complementary color components is most easily detected. Here, the pattern image is described as cyan, and the light emission color of the photosensor is described as red light. However, pattern images of other colors can be handled in the same way.
[0141]
FIG. 48 is a schematic diagram showing how a pattern image is detected on a recording medium. Since the recording medium (paper) is usually white, the light emission wavelength of the reflective photosensor is the light emission wavelength of the complementary color region, the region close to the complementary color, or the region including the complementary color to be detected. The concept is exactly the same as that of the white (opaque) intermediate transfer belt described in FIG. Since the recording paper 20 that is white reflects light in the visible light band in all bands, an emission wavelength that is not reflected by the pattern image to be detected is selected. That is, a light sensor having a light emission wavelength of a complementary color of the pattern image is selected. For example, if the pattern image Pt is cyan, the light emission wavelength of the photosensor is red. Thereby, the amount of reflected light from the pattern Pt can be minimized. When the solid density of the pattern image is sufficient, the amount of reflected light from the pattern is minimized, and when the pattern density is reduced, the influence of the reflected light from the recording paper 20 as the substrate gradually starts to increase and the amount of reflected light increases. In this way, the density of the pattern image Pt can be detected.
[0142]
One optical sensor for detecting a pattern image on the recording medium may be arranged for each color (each toner color) pattern, or only one for each color (each toner color) pattern. May be. When only one is arranged, it is appropriate to adopt white light as the light emission wavelength of the optical sensor (white light also includes complementary colors of each toner color). Further, in this figure, the description has been made on the case of detecting specularly reflected light. However, diffused light may be detected.
[0143]
As described above, according to the present embodiment, the detection means for detecting the density of the pattern image is an optical sensor having a detection area with a diameter of less than 0.5 mm. Therefore, the density of the minute area of the image can be detected at low cost. The roughness of the image can be suppressed based on the detection result.
[0144]
In addition, each part which is not demonstrated especially is comprised equivalent to the above-mentioned 1st Embodiment, and functions equivalently.
[0145]
Further, since the light sensor has a light emission wavelength in a region outside the sensitivity of the photoconductor, the photoconductor is not exposed when detecting the pattern image, and the image on the photoconductor is not disturbed.
[0146]
Further, since the light emission wavelength of the photosensor is in the infrared region, the photoconductor is not exposed when detecting the pattern image, and the image on the photoconductor is not disturbed.
[0147]
Further, when the intermediate transfer member is opaque black, a reflection type optical sensor having a light emission wavelength in a region having the same color as the color of the pattern image, a region close to the color of the pattern image, or a region including the color of the pattern image is used. Further, it is possible to reliably detect density unevenness of the pattern image on the opaque black intermediate transfer member.
[0148]
Further, when the intermediate transfer member is opaque white, a reflection type photosensor having a light emission wavelength in a complementary color region of the pattern image, a region close to the complementary color of the pattern image, or a region including the complementary color of the pattern image is used. Thus, density unevenness of the pattern image on the opaque white intermediate transfer member can be reliably detected.
[0149]
In addition, when the intermediate transfer body is an opaque specific color, a reflection type photosensor having a light emission wavelength in the same color area as the specific color or in an area close to the specific color is used. It is possible to reliably detect density unevenness of a certain pattern image.
[0150]
Further, when the intermediate transfer body is an opaque specific color, an opaque specific color intermediate transfer body can be obtained by using a reflection type photosensor having a light emission wavelength in a complementary color area of the specific color or an area close to the complementary color of the specific color. It is possible to reliably detect density unevenness of the upper pattern image.
[0151]
Further, when the intermediate transfer body is a transparent body, a transmission type optical sensor having an emission wavelength in a complementary color region of the pattern image, a region close to the complementary color of the pattern image, or a region including the complementary color of the pattern image is used. Therefore, it is possible to reliably detect density unevenness of the pattern image on the transparent intermediate transfer member.
[0152]
7). Seventh embodiment
In the sixth embodiment described above, the pattern image is detected on the drum-shaped photoconductor 61, the intermediate transfer belt 5, or the recording paper 20, but in the seventh embodiment, Pattern images are detected on a plurality of carriers and fed back to image forming conditions. That is, a pattern image is detected on the photoreceptor 61 and the intermediate transfer belt 5, and each detection information is compared to correct the image forming condition.
[0153]
The pattern image information detected on the intermediate transfer belt 5 is information after the primary transfer (transfer from the photoreceptor 61 to the intermediate transfer belt 5). Therefore, a disturbance due to the primary transfer process is added. Therefore, by comparing the information of the pattern image detected on the intermediate transfer belt 5 with the information of the pattern image detected on the photoreceptor 61 in the previous stage, the image deterioration amount in the primary transfer process can be determined. Become. That is, in the present embodiment, the amount of image degradation in the primary transfer process obtained by comparing the pattern image information detected on the photoreceptor 61 with the pattern image information detected on the intermediate transfer belt 5 is minimized. Thus, the parameters of the primary transfer conditions are corrected.
[0154]
The arrangement locations of the photosensors for pattern image detection in this embodiment are S1 and S2 in FIG. In an image forming apparatus having a plurality of image forming units as in this example, for each image forming unit, information on the pattern image detected on the photoreceptor 61 and information on the pattern image detected on the intermediate transfer belt 5 By comparing these, the amount of image deterioration in the primary transfer process in each image forming unit can be minimized.
[0155]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as the first embodiment and function in the same manner.
[0156]
As described above, according to the present embodiment, since the detection outputs before and after the primary transfer of the pattern image by the detection unit are compared, it is possible to determine the image deterioration amount due to the primary transfer process, and to minimize this. A high-quality output image can be obtained by controlling the image forming conditions.
[0157]
8). Eighth embodiment
In the seventh embodiment described above, the pattern image is detected on the photoreceptor 61 and the intermediate transfer belt 5, and each detection information is compared to correct the image forming condition. In this embodiment, The pattern image is detected on the intermediate transfer belt 5 and the recording medium (recording paper 20), and the detection information is compared to correct the image forming conditions.
[0158]
Information on the pattern image detected on the recording medium, that is, on the recording paper 20, is information after secondary transfer (transfer from the intermediate transfer belt 5 to the recording paper 20). Therefore, a disturbance due to the secondary transfer process is added. Therefore, the amount of image deterioration in the secondary transfer process can be determined by comparing the pattern image information detected on the recording paper 20 with the pattern image information detected on the intermediate transfer belt 5 in the previous stage. That is, in the present embodiment, the amount of image deterioration in the secondary transfer step obtained by comparing the pattern image information detected on the intermediate transfer belt 5 with the pattern image information detected on the recording paper 20 is minimized. In this way, the parameters of the secondary transfer conditions are corrected.
[0159]
The arrangement locations of the photosensors for pattern image detection in this embodiment are S2 and S3 in FIG. When comparing for each color, a photo sensor is arranged at the S2 position of the plurality of image forming units, and one photo sensor is arranged for each color pattern at the S3 position or a common photo sensor. Place. When comparing with representative colors, a photosensor arranged at the S2 position of any one of the plurality of image forming units and a photosensor corresponding to the color used in the unit are arranged at the S3 position. That's fine. However, when comparing with representative colors, it is preferable to use an image forming unit on the downstream side (close to the secondary transfer position) as much as possible in consideration of the influence of the primary transfer of the next color.
[0160]
In addition, as for each optical sensor used in the present embodiment, an appropriate sensor may be used according to the color of the intermediate transfer belt 5 and the color of the pattern image, as in the examples shown in FIGS. 43 to 48. .
[0161]
Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as the first embodiment and function in the same manner.
[0162]
As described above, according to the present embodiment, by comparing the detection outputs before and after the secondary transfer of the pattern image by the detection unit, it is possible to determine the image deterioration amount due to the secondary transfer process, and to minimize this. By controlling the image forming conditions, a high-quality output image can be obtained.
[0163]
As mentioned above, although each embodiment has been illustrated and described with reference to the drawings, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to all image forming apparatuses that output images, such as copying machines, printers, facsimiles, and printing machines. The arrangement position of the optical sensor in the image forming apparatus is also an example, and it may be arranged at an appropriate location according to the apparatus configuration. The present invention can be applied not only to a full-color apparatus but also to a monochrome or plural (two-color, three-color, etc.) color apparatus. Of course, the configuration of the developing device and the transfer device is not limited. The photoreceptor in the electrophotographic apparatus is not limited to a drum shape, and may be a belt shape. Further, the intermediate transfer member is not limited to a belt shape, and may be a drum shape. Furthermore, the present invention can also be applied to a color image forming apparatus provided with a plurality of developing devices on one photoconductor.
[0164]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image quality detection apparatus capable of detecting deterioration in graininess that is a cause of image quality deterioration, thereby enabling image formation condition control with superior image quality. Possible.
[0165]
Further, according to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of performing appropriate image forming condition control when image quality deterioration is detected and image quality deterioration is confirmed. It can be used while maintaining the quality until the real life. As a result, the developer life and photoconductor replacement time can be greatly delayed compared to conventional ones, the amount of developer and photoconductor to be discarded can be reduced, and the image forming apparatus is also excellent in terms of environment. Can be realized.
[0166]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an image quality control apparatus and an image quality control method capable of performing appropriate image forming condition control when image quality deterioration is detected and image quality deterioration is confirmed. It can be used while maintaining the quality until the real life. As a result, the developer life and photoconductor replacement time can be greatly delayed compared to the conventional case, the amount of developer and photoconductor to be discarded can be reduced, and the environment is extremely excellent. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an image forming unit of a dry two-component development type full-color image forming apparatus in which photosensitive drums as a latent image carrier according to a first embodiment of the present invention are arranged in tandem.
FIG. 2 is a diagram showing an entire full-color image forming apparatus of a dry two-component development system in which photosensitive drums as latent image carriers according to the first embodiment of the present invention are arranged in tandem.
3 is a diagram showing an initial halftone image formed on a recording medium by the image forming apparatus of FIG. 2 having a 600 dpi writing system. FIG.
4 is a diagram showing an image after printing for a very long time under certain conditions of a halftone image formed on a recording medium by the image forming apparatus of FIG. 2 having a 600 dpi writing system. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing visual spatial frequency characteristics of an average subject regarding density unevenness.
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image quality measuring apparatus that measures fine density unevenness of an image and a control circuit of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance in the scanning direction (beam diameter) and the amount of light.
8 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image forming process of an image forming apparatus in which the light reflection type sensor 10 of FIG. 6 is installed to face the surface of the photoreceptor immediately after the developing process of the image forming unit of FIG.
9 is a diagram showing fluctuations in the amount of light (voltage) from the amplifier circuit for reflected light. FIG.
10 is a diagram showing a spatial frequency characteristic calculated by a fast Fourier transform (FFT) from the measurement result of FIG.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between visual noise amount and spatial frequency.
FIG. 12 is a diagram showing a calculated total amount of visual noise.
FIG. 13 is a flowchart showing a control procedure for performing automatic control of image forming conditions based on image quality information detected by the image quality measuring device.
FIG. 14 is a diagram illustrating an output voltage detected by applying a light beam emitted from an LED to an image pattern and guiding reflected light to a photoelectric conversion element;
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a sensor output voltage and an actual toner adhesion amount.
FIG. 16 is a diagram illustrating an output state of a toner adhesion amount variation signal obtained by converting voltage variation into toner adhesion amount variation;
FIG. 17 is a diagram illustrating a power spectrum obtained by performing fast Fourier transform (FFT) on a toner adhesion amount variation signal and calculating an absolute value of a conversion signal obtained as a result.
18 is a diagram showing the amount of visual noise obtained by weighting the power spectrum of FIG. 17 by the visual characteristics of FIG. 5 in spatial frequency.
19 is a diagram showing a granularity index obtained by integrating the visual noise amount obtained in FIG. 18 in a specific spatial frequency section.
FIG. 20 shows how the granularity index C and the average toner adhesion amount D change in the shipping state when the development bias potential and the rotation speed of the development roller are changed for the image pattern to be detected. FIG.
21 is a diagram showing a method for restoring the state at the time of shipment in FIG. 20 when the state of FIG. 20 is changed due to deterioration with time.
22 is a diagram showing another method for restoring the state at the time of shipment in FIG. 20 when the state is changed from the state in FIG. 20 due to deterioration over time.
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a pattern for detecting image quality corresponding to the pattern of FIG. 3;
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a halftone dither pattern for detecting image quality.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a line dither pattern for detecting image quality.
FIG. 26 is a diagram illustrating another example of a line dither pattern for detecting image quality.
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a line dither pattern in which the repetition period of the dot arrangement for detecting the image quality cannot be defined.
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a random dither pattern in which a repetition period of dot arrangement for detecting image quality cannot be defined.
FIG. 29 is a diagram showing that image quality information may or may not be obtained depending on the scanning position when the beam diameter in the direction orthogonal to the scanning direction is small.
FIG. 30 is a diagram showing that image quality information may or may not be obtained depending on the scanning position when the beam diameter in the direction orthogonal to the scanning direction is small.
FIG. 31 is a schematic configuration diagram showing an image quality measuring apparatus according to a second embodiment.
32 is a diagram showing a modification of the image quality measuring device shown in FIG. 31. FIG.
FIG. 33 is a diagram illustrating an image forming unit of an image forming apparatus configured to detect the image quality on each photoconductor and the image quality on an intermediate transfer belt by a pair of light emitting elements and light receiving elements.
34 is a diagram illustrating a modification of the image forming unit and the image quality detection unit illustrated in FIG. 33. FIG.
FIG. 35 is a diagram for explaining the fourth embodiment and is a diagram illustrating states of a light emitting element and a light receiving element when an LED array is used as a light source.
36 is a diagram for explaining a fifth embodiment, and uses a polygon mirror instead of a light emitting element when the writing exposure means in the image forming apparatus of FIG. 1 is a polygon scanning method using an LD light source. It is a figure which shows that it can do.
FIG. 37 is a side view showing an example of a reflective sensor for detecting a pattern image in the sixth embodiment.
FIG. 38 is a side view showing another example of a reflective sensor for detecting a pattern image in the sixth embodiment.
FIG. 39 is a side view showing an example of a transmissive sensor for detecting a pattern image in the sixth embodiment.
FIG. 40 is a plan view showing an example of a pattern image in the sixth embodiment and a graph showing its detection output.
FIG. 41 is a partial cross-sectional view showing an installation position of an optical sensor according to the sixth embodiment.
FIG. 42 is a graph showing sensitivity characteristics of two types of photoconductors according to the sixth embodiment.
FIG. 43 is a schematic diagram showing how a red pattern image on a black intermediate transfer belt is detected in the sixth embodiment.
FIG. 44 is a schematic diagram showing how a cyan pattern image on a white intermediate transfer belt is detected in the sixth embodiment.
FIG. 45 is a schematic diagram illustrating a state in which a pattern image on an intermediate transfer belt of a specific color in the sixth embodiment is detected with light having a wavelength that allows reflection from the belt.
FIG. 46 is a schematic diagram showing a state where a pattern image on the intermediate transfer belt of a specific color in the sixth embodiment is detected with light having a wavelength at which reflection from the belt cannot be obtained.
FIG. 47 is a schematic diagram showing a state in which a pattern image on a transparent intermediate transfer belt according to a sixth embodiment is detected by a transmissive optical sensor.
FIG. 48 is a schematic diagram showing how a pattern image is detected on a recording medium in a sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Image forming unit
5 Intermediate transfer belt
6 Imaging Department
7 Exposure equipment
10, S1, S2, S3 sensor
20 Recording paper
61 Photoconductor (Photoconductor drum)
71 polygon mirror
101 LED (light emitting element)
102 Condensing lens
103 Photoelectric conversion element (light receiving element)
104 Imaging lens
105 First optical fiber
106 Second optical fiber
107 Objective lens
110 Image quality sensor
111, 111a, 111b Fiber unit
112, 112a, 112b Sensor unit
113 LED array
120 Amplifier circuit
130 arithmetic circuit
140 Signal generation circuit
150 Image carrier
151, 151a, 151b Detection pattern
152 toner particles
153 Detection pattern (analog halftone)
153a Detection area
CON control circuit
MFP image forming apparatus
SP spot light

Claims (19)

像担持体上に形成された所定の画像パターンに基づいて画像の粒状性を測定し、画質を検出する画質検出装置において、
前記画像パターンおよび前記画像パターンが形成されている前記像担持体に対してスポット光を照射する発光手段と、
前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、
前記走査手段による走査過程で前記画像パターンおよび前記像担持体を介して反射もしくは透過する光量を検知する受光手段と、
を備え、
前記画像パターンが中間調画像であり、前記中間調画像が、ドットの規則的な配列により形成されており、
走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1(空間周波数 f1=1/z1)に関して、
z1<250 [μm]
あるいは
f1>4 [cycle/mm]
を満足するとともに、
前記スポット光の走査方向における径寸法が、人間の視覚感度が最大となる空間周波数の逆数以下に設定されていることを特徴とする画質検出装置。
In an image quality detection device that measures the granularity of an image based on a predetermined image pattern formed on an image carrier and detects image quality,
A light emitting means for irradiating the image carrier on which the image pattern and the image pattern are formed with spot light;
Scanning means for scanning the image pattern with the spot light;
A light receiving means for detecting an amount of light reflected or transmitted through the image pattern and the image carrier in a scanning process by the scanning means;
With
The image pattern is a halftone image, and the halftone image is formed by a regular arrangement of dots;
Regarding the repetition period z1 (spatial frequency f1 = 1 / z1) of the dot arrangement in the scanning direction,
z1 <250 [μm]
Or
f1> 4 [cycle / mm]
As well as
An image quality detection apparatus, wherein a diameter dimension of the spot light in a scanning direction is set to be equal to or less than a reciprocal of a spatial frequency that maximizes human visual sensitivity.
像担持体上に形成された所定の画像パターンに基づいて画像の粒状性を測定し、画質を検出する画質検出装置において、
前記画像パターンおよび前記画像パターンが形成されている前記像担持体に対してスポット光を照射する発光手段と、
前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、 前記走査手段による走査過程で前記画像パターンおよび前記像担持体を介して反射もしくは透過する光量を検知する受光手段と、
を備え、
前記画像パターンが中間調画像であり、前記中間調画像が、ドットの規則的な配列により形成されており、
走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1(空間周波数 f1=1/z1)に関して、
z1<250 [μm]
あるいは
f1>4 [cycle/mm]
を満足するとともに、
照射面における前記スポット光の単位面積当たりのパワーが最大値の1/eに低下する光ビームの両側の点の間の距離で定義されるビーム径の少なくとも走査方向における径寸法が、人間の視覚感度が最大となる空間周波数の逆数以下に設定されていることを特徴とする画質検出装置。
In an image quality detection device that measures the granularity of an image based on a predetermined image pattern formed on an image carrier and detects image quality,
A light emitting means for irradiating the image carrier on which the image pattern and the image pattern are formed with spot light;
Scanning means for scanning the image pattern with the spot light; and light receiving means for detecting the amount of light reflected or transmitted through the image pattern and the image carrier in the scanning process by the scanning means;
With
The image pattern is a halftone image, and the halftone image is formed by a regular arrangement of dots;
Regarding the repetition period z1 (spatial frequency f1 = 1 / z1) of the dot arrangement in the scanning direction,
z1 <250 [μm]
Or
f1> 4 [cycle / mm]
As well as
The diameter of the beam defined by the distance between points on both sides of the light beam at which the power per unit area of the spot light on the irradiation surface is reduced to 1 / e of the maximum value is at least in the scanning direction. An image quality detection apparatus characterized in that the sensitivity is set to be equal to or less than the reciprocal of the spatial frequency at which the sensitivity is maximized.
像担持体上に形成された所定の画像パターンに基づいて画像の粒状性を測定し、画質を検出する画質検出装置において、
を検出する画質検出装置において、
前記画像パターンおよび前記画像パターンが形成されている前記像担持体に対してスポット光を照射する発光手段と、
前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、
前記走査手段による走査過程で前記画像パターンおよび前記像担持体を介して反射もしくは透過する光量を検知する受光手段と、
を備え、
前記画像パターンが中間調画像であり、前記中間調画像が、ドットの規則的な配列により形成されており、
走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1(空間周波数 f1=1/z1)に関して、
z1<250 [μm]
あるいは
f1>4 [cycle/mm]
を満足するとともに、
前記スポット光の走査方向における径寸法が1000μm以下に設定されていることを特徴とする画質検出装置。
In an image quality detection device that measures the granularity of an image based on a predetermined image pattern formed on an image carrier and detects image quality,
In the image quality detection device for detecting
A light emitting means for irradiating the image carrier on which the image pattern and the image pattern are formed with spot light;
Scanning means for scanning the image pattern with the spot light;
A light receiving means for detecting an amount of light reflected or transmitted through the image pattern and the image carrier in a scanning process by the scanning means;
With
The image pattern is a halftone image, and the halftone image is formed by a regular arrangement of dots;
Regarding the repetition period z1 (spatial frequency f1 = 1 / z1) of the dot arrangement in the scanning direction,
z1 <250 [μm]
Or
f1> 4 [cycle / mm]
As well as
An image quality detection apparatus, wherein a diameter dimension of the spot light in a scanning direction is set to 1000 μm or less.
前記受光手段より出力される受光量変動値を演算解析する演算手段と、
前記演算手段により演算解析された結果に基づいて画像形成条件を変更するための信号を生成する信号生成手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画質検出装置。
A calculation means for calculating and analyzing a received light amount fluctuation value output from the light receiving means;
Signal generating means for generating a signal for changing the image forming condition based on the result of the operation analysis by the operation means;
The image quality detection apparatus according to claim 1, further comprising:
前記演算手段は、時系列的な受光量変動値を画像の空間周波数特性に変換することを特徴とする請求項4記載の画質検出装置。  5. The image quality detection apparatus according to claim 4, wherein the calculation means converts a time-series variation in received light amount into a spatial frequency characteristic of an image. 前記演算手段は、演算された画像の空間周波数特性を視覚の空間周波数特性によって重み付けすることを特徴とする請求項4または5記載の画質検出装置。  6. The image quality detection apparatus according to claim 4, wherein the calculation means weights the calculated spatial frequency characteristic of the image by a visual spatial frequency characteristic. 前記演算手段は、演算された画像の空間周波数特性を適当な空間周波数区間で積分することを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項に記載の画質検出装置。  The image quality detection apparatus according to claim 4, wherein the calculation unit integrates the calculated spatial frequency characteristics of the image in an appropriate spatial frequency section. 前記演算手段は、視覚の空間周波数特性によって重み付けすることにより演算された空間周波数特性を適当な空間周波数区間で積分することを特徴とする請求項6記載の画質検出装置。  7. The image quality detection apparatus according to claim 6, wherein the calculating means integrates the spatial frequency characteristic calculated by weighting with the visual spatial frequency characteristic in an appropriate spatial frequency section. 前記走査手段は、前記像担持体表面を移動することにより走査することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画質検出装置。The image quality detection apparatus according to claim 1, wherein the scanning unit performs scanning by moving the surface of the image carrier . 前記走査が該像担持体の移動方向と交差する方向であることを特徴とする請求項9記載の画質検出装置。The image quality detection apparatus according to claim 9, wherein the scanning is a direction intersecting a moving direction of the image carrier . 前記走査手段は、前記スポット位置の移動を伴って走査することを特徴とする請求項9または10記載の画質検出装置。The image quality detection apparatus according to claim 9, wherein the scanning unit performs scanning with movement of the spot position . 前記走査手段は、単一の光源によるスポット光の照射位置を機械的に移動させることにより走査することを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載の画質検出装置。The image quality detection apparatus according to claim 9, wherein the scanning unit performs scanning by mechanically moving a spot light irradiation position by a single light source . 前記走査手段は、空間配列された複数の光源の点灯及び消灯をシーケンシャルに走査することを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載の画質検出装置。 12. The image quality detection apparatus according to claim 9, wherein the scanning unit sequentially scans lighting and extinguishing of a plurality of light sources arranged in space . 前記発光手段から各走査部位への光搬送を行う光ファイバを備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画質検出装置。The image quality detection apparatus according to claim 1, further comprising an optical fiber that carries light from the light emitting unit to each scanning portion . 各走査部位から前記受光手段への光搬送を行う光ファイバを備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画質検出装置。 4. The image quality detection apparatus according to claim 1, further comprising an optical fiber that carries light from each scanning part to the light receiving means . 請求項4ないし15のいずれか1項に記載の画質検出装置と、An image quality detection apparatus according to any one of claims 4 to 15,
前記信号生成手段により生成された信号に基づいて画像形成条件を設定する制御手段と、  Control means for setting image forming conditions based on the signal generated by the signal generating means;
入力された画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成するための光書き込みを行う光書き込み手段と、  An optical writing means for performing optical writing for forming an electrostatic latent image on the image carrier based on the input image information;
前記光書き込み手段によって書き込まれた静電潜像及び前記制御手段によって設定された画像形成条件に基づいて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成手段と、  Image forming means for forming a visible image on a recording medium based on the electrostatic latent image written by the optical writing means and the image forming conditions set by the control means;
を備えていることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising:
前記画質検出装置の投光手段と、前記光書き込み手段が同一の手段によって構成されていることを特徴とする請求項16記載の画像形成装置 The image forming apparatus according to claim 16, wherein the light projecting unit and the optical writing unit of the image quality detection apparatus are configured by the same unit . 前記担持体が静電潜像担持体であり、当該静電潜像担持体を通常の作像時とは逆方向に移動させることを特徴とする請求項17記載の画像形成装置。18. The image forming apparatus according to claim 17, wherein the carrier is an electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image carrier is moved in a direction opposite to that during normal image formation. 前記制御手段は、画像形成条件の制御では画質の劣化を抑制することができない場合には、前記画像形成手段を構成する部品および/または現像剤の交換を指示することを特徴とする請求項16記載の画像形成装置 17. The control unit according to claim 16, wherein when the image forming condition control cannot suppress deterioration of image quality, replacement of components and / or developer constituting the image forming unit is instructed. The image forming apparatus described .
JP2002211502A 2001-11-22 2002-07-19 Image quality detection apparatus and image forming apparatus Expired - Fee Related JP3722785B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002211502A JP3722785B2 (en) 2001-11-22 2002-07-19 Image quality detection apparatus and image forming apparatus
US10/448,029 US6975338B2 (en) 2002-05-31 2003-05-30 Image quality detecting apparatus, image forming apparatus and method, and image quality controlling apparatus and method
US11/255,870 US7193642B2 (en) 2002-05-31 2005-10-24 Image quality detecting apparatus, image forming apparatus and method, and image quality controlling apparatus and method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001357783 2001-11-22
JP2002160013 2002-05-31
JP2002211502A JP3722785B2 (en) 2001-11-22 2002-07-19 Image quality detection apparatus and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004053944A JP2004053944A (en) 2004-02-19
JP3722785B2 true JP3722785B2 (en) 2005-11-30

Family

ID=31950405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002211502A Expired - Fee Related JP3722785B2 (en) 2001-11-22 2002-07-19 Image quality detection apparatus and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3722785B2 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4520181B2 (en) * 2003-06-12 2010-08-04 株式会社リコー Image forming apparatus
US7203431B2 (en) 2003-12-26 2007-04-10 Ricoh Company, Ltd. Abnormality determining method, abnormality determining apparatus, and image forming apparatus
JP4431415B2 (en) 2004-02-12 2010-03-17 株式会社リコー Abnormality diagnosis method, state determination apparatus, and image forming apparatus
JP4580666B2 (en) * 2004-03-16 2010-11-17 株式会社リコー Image forming apparatus, image quality management method, computer program, and recording medium
JP4672275B2 (en) * 2004-03-25 2011-04-20 株式会社リコー Image forming apparatus
JP4543796B2 (en) * 2004-07-12 2010-09-15 セイコーエプソン株式会社 Calibration apparatus, calibration program, and calibration method
JP4543795B2 (en) * 2004-07-12 2010-09-15 セイコーエプソン株式会社 Calibration apparatus, calibration program, and calibration method
US7869099B2 (en) 2005-05-10 2011-01-11 Xerox Corporation Method and apparatus for image quality diagnosis
JP5262496B2 (en) 2008-03-18 2013-08-14 株式会社リコー Toner concentration detection method, reflection type optical sensor device, and image forming apparatus
JP2013156274A (en) * 2008-03-18 2013-08-15 Ricoh Co Ltd Toner density detection method, reflective optical sensor, reflective optical sensor device, and image forming device
JP5316003B2 (en) * 2008-07-09 2013-10-16 株式会社リコー Toner position detection method, reflection type optical sensor, and image forming apparatus
JP5369571B2 (en) * 2008-09-17 2013-12-18 株式会社リコー Electrostatic latent image evaluation method and electrostatic latent image evaluation apparatus
JP5413579B2 (en) * 2009-04-20 2014-02-12 株式会社リコー Image forming apparatus and toner concentration detection method
JP5418100B2 (en) * 2009-09-15 2014-02-19 株式会社リコー Reflective optical sensor array and image forming apparatus
JP5371904B2 (en) * 2010-01-27 2013-12-18 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image forming apparatus
JP5775294B2 (en) * 2010-12-15 2015-09-09 キヤノン株式会社 Image forming apparatus, image processing apparatus, image processing method, and program
JP6827718B2 (en) * 2016-05-31 2021-02-10 キヤノン株式会社 Image forming device
JP7317594B2 (en) * 2019-06-28 2023-07-31 キヤノン株式会社 image forming device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145266A (en) * 1985-12-20 1987-06-29 Canon Inc Correcting method for image density irregularity
JPS6356645A (en) * 1986-08-28 1988-03-11 Ricoh Co Ltd Original information detecting device for copying machine
JPH05165295A (en) * 1991-05-13 1993-07-02 Canon Inc Image forming device
US5376956A (en) * 1992-01-06 1994-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP3072018B2 (en) * 1995-03-24 2000-07-31 株式会社東芝 Image forming device
JPH0968872A (en) * 1995-09-04 1997-03-11 Konica Corp Image forming device
JP3594052B2 (en) * 1996-02-08 2004-11-24 富士ゼロックス株式会社 Total color image quality score prediction method, total color image quality score prediction device, and total color image score control device
JPH09233235A (en) * 1996-02-21 1997-09-05 Fuji Xerox Co Ltd Image evaluation method and image formation device using the method
JP3473304B2 (en) * 1997-01-08 2003-12-02 富士ゼロックス株式会社 Image forming device
JPH1184914A (en) * 1997-09-12 1999-03-30 Toshiba Corp Image forming device
JP2001136314A (en) * 1999-11-10 2001-05-18 Ricoh Co Ltd Color image evaluation method
JP2002040724A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Minolta Co Ltd Printing system, printing device, and method therefor
JP3472257B2 (en) * 2000-10-24 2003-12-02 キヤノン株式会社 Image processing method, recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004053944A (en) 2004-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3722785B2 (en) Image quality detection apparatus and image forming apparatus
US7193642B2 (en) Image quality detecting apparatus, image forming apparatus and method, and image quality controlling apparatus and method
US9195198B2 (en) Image forming apparatus
US8355643B2 (en) Toner image height measurement apparatus and image forming apparatus having the same
JP5787217B2 (en) Optical sensor unit and image forming apparatus
JP5265248B2 (en) Image forming apparatus
JP3997668B2 (en) Image position detection apparatus and image forming apparatus
JP4363974B2 (en) Image forming apparatus, process cartridge, image forming method, computer program, and recording medium
JP2012042884A (en) Image detection device and image forming apparatus using the same
JP2011107524A (en) Optical device, displacement detection sensor, and image forming apparatus
JP4580666B2 (en) Image forming apparatus, image quality management method, computer program, and recording medium
JP4978078B2 (en) Image forming apparatus control method and image forming apparatus
JP4523253B2 (en) Image granularity deterioration detection apparatus, image forming apparatus, image granularity deterioration determination method, image granularity deterioration determination program, and recording medium
JP2004302167A (en) Image quality detecting device, image forming apparatus, image quality detecting method, computer program, and recording medium
JP5558970B2 (en) Method and system for synchronizing variations in components or subsystems of an image printing system
JP2004537438A (en) Method of controlling a printing or copying machine using a toner mark belt and a reflection sensor operating according to trigonometry
JP6245152B2 (en) Toner amount detection sensor and image forming apparatus
JP3770088B2 (en) Image forming apparatus
JP6569586B2 (en) Toner amount detection sensor and image forming apparatus
JP6669383B2 (en) Measuring device, image forming device and image measuring device
US8005385B2 (en) Electrophotographic system to enable direct sensing of toner quantity
JP7163787B2 (en) Image forming apparatus, paper characteristics detection method, and paper characteristics detection program
JP2003084508A (en) Image forming apparatus
JP2002268480A (en) Image forming device
JPH10217539A (en) Method for inspecting light amount characteristic of scan light beam of image-recording apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20040330

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20040419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040511

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050621

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050913

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080922

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130922

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees