JP4112917B2 - 濃度センサの較正方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置における感光体又は中間転写体等の像担持体に形成されたトナー画像の濃度を検出する濃度センサの較正方法、及び、その較正方法が適用される画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は静電気力を利用して画像形成を行うために、使用状況や周囲の環境状況によって画像形成部の電気的特性が変化し易く、形成される画像の濃度が変動して画質低下を招き易い。このため、従来の画像形成装置では、画像形成部の各部の制御条件(帯電出力、露光量、現像バイアス、転写バイアス等)を調整(プロセスコントロール)する画質調整を行い、常に良好な画質が得られるようにしている。
【0003】
この画質調整は、画像形成に関与しない所定のタイミングでテスト用のトナーパッチを感光体、中間転写体又は転写体等の像担持体に形成し、このトナーパッチの画像濃度を濃度センサにより測定した値に基づいて制御条件を調整する。濃度センサは、発光素子と受光素子とを有する光学式センサであり、発光素子からトナーパッチに向けて照射された光の反射光を受光素子によって受光する。
【0004】
ところで、最近では像担持体に無彩色(黒色)のトナー像だけでなく有彩色(カラー)のトナー像をも形成するカラー画像形成装置が広く使用されている。カラー画像形成装置の場合、現像装置によって像担持体表面に形成したカラーのトナーパッチを用いたカラー画質調整時には、トナー付着量を正確に測定すべく、黒色のトナーパッチからの正反射光を検出するモノクロ画質調整時と異なり、トナーパッチからの拡散反射を検出する方法が提案されている。
【0005】
このように、モノクロ画質調整時とカラー画質調整時とで異なる方式でトナーパッチの濃度を測定するカラー画像形成装置では、正反射光を受光するモノクロ用濃度センサと拡散反射光を受光するカラー用濃度センサとを別々に設けるか、又は、両者を一体化して設けるかに拘らず、濃度センサのセンサ性能の経時変化の影響を受けるセンサ出力の較正において、以下のような問題がある。
【0006】
即ち、正反射光を受光するモノクロ用濃度センサは、常に像担持体の表面の反射光量を基準としてトナーパッチの濃度を測定しているため、センサ性能に経時変化を生じてもセンサ出力の較正を行うことが可能である。これに対して、拡散反射光を受光するカラー用濃度センサは、トナーパッチの濃度に比例してセンサ出力が増加するので、既知のトナー付着量に対応したセンサ出力の基準値が存在しなければ、センサ性能に経時変化を生じた場合にセンサ出力変化を較正して正確なトナー付着量を測定することが困難になる。
【0007】
そこで、従来のカラー画像形成装置では、カラー画質調整時において、カラー用濃度センサの発光素子から像担持体の表面におけるトナーパッチの形成されていない部分に対して光を照射し、その拡散反射光を受光素子によって検出したときのセンサ出力に基づいて調整した照射光量で発光素子からトナーパッチに光を照射することにより、センサ出力を較正するようにしたものがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、像担持体の表面における拡散反射光の光量は非常に少ないため、カラー画質調整時に、像担持体の表面におけるトナーパッチの形成されていない部分における拡散反射光の受光量に基づいてカラー用濃度センサのセンサ出力を較正すると較正誤差が大きくなる虞がある。また、像担持体表面の汚損や損傷によっても較正誤差が大きくなる。
【0009】
このため、センサ出力の較正に用いる基準部材を設けることも考えられるが、濃度センサに対向する位置に基準部材を固定的に配置すると、基準部材自体に装置内部の浮遊トナー等が付着することによる汚損を生じ、基準部材の光学的な反射特性が変化してセンサ出力を正確に較正することができなくなる。
【0010】
一方、基準部材を露出位置と退避位置との間に進退自在に設け、センサ出力の較正を行う必要がある場合にのみ基準部材を露出位置で濃度センサに対向させるとともに、非使用時には退避位置に収納しておくようにしたものも提案されているが、露出位置と退避位置との間に基準部材を移動させる機構が必要になり、構造が複雑化及び大型化してコストの上昇を招くだけでなく、装置内に基準部材が配置される構成であるために長期使用時の浮遊トナーによる汚損を回避することができない。
【0011】
この発明の目的は、長期使用時に浮遊トナーによる汚損の影響を受ける基準部材を使用することなくカラー用濃度センサのセンサ出力の較正を行うようにし、センサ性能の劣化時におけるカラー用濃度センサのセンサ出力の較正を容易かつ高精度に行うことができる濃度センサの較正方法、及び、この較正方法が適用される画像形成装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【0013】
(1)第1の光学式センサによる所定濃度の無彩色画像からの正反射光量の検出結果、及び第2の光学式センサによる所定濃度の有彩色画像の拡散反射光量の検出結果が、所定の目標値となるように第1の光学式センサの発光手段及び第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する濃度センサの較正方法であって、
第1の光学式センサによって像担持体の素地の正反射光を検出し、この検出結果が濃度0に対応する値となるように第1の光学式センサの発光手段の発光出力を調整する第1の工程と、
像担持体に画像形成条件が段階的に異なる複数の第1の無彩色トナーパッチを形成し、第1の光学式センサによって複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量を検出する第2の工程と、
複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量の検出結果に基づいて、第1の光学式センサの検出結果が所定の正反射出力となるトナーパッチの濃度を実現するための画像形成条件を算出する第3の工程と、
算出した画像形成条件により第2の無彩色トナーパッチを形成し、第2の光学式センサによる第2の無彩色トナーパッチの検出結果が所定の拡散反射出力となるように第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する第4の工程と、をこの順に行うことを特徴とする。
【0014】
この構成においては、正反射光量を検出する第1の光学式センサを用いて第1の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第2の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第2の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の3原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第2の光学式センサのセンサ出力が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の3原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。
【0015】
(2)前記第4の工程は、第2の光学式センサの検出結果が所定の拡散反射出力のm倍の値となるように第2の光学式センサの発光手段に付与する電流値を調整した後に、その電流値を1/m倍にする工程であることを特徴とする。
【0016】
この構成においては、正反射光量を検出する第1の光学式センサを用いて第1の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第2の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第2の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の3原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第2の光学式センサの発光手段の発光量が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の3原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。また、第2の光学式センサの発光手段の発光量の較正により、容易かつ正確に画像濃度センサのセンサ出力が較正される。
【0017】
(3)第1の光学式センサによる正反射光量の検出結果に基づいて無彩色画像形成を行い、第2の光学式センサによる拡散反射光量の検出結果に基づいて有彩色画像形成を行う画像形成装置であって、
第1の光学式センサによる所定濃度の無彩色画像からの正反射光量の検出結果、及び第2の光学式センサによる所定濃度の有彩色画像の拡散反射光量の検出結果が、所定の目標値となるように第1の光学式センサの発光手段及び第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する濃度センサの較正時に、第1の光学式センサによって像担持体の素地の正反射光を検出し、この検出結果が濃度0に対応する値となるように第1の光学式センサの発光手段の発光出力を調整する第1の処理と、像担持体に画像形成条件が段階的に異なる複数の第1の無彩色トナーパッチを形成し、第1の光学式センサによって複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量を検出する第2の処理と、複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量の検出結果に基づいて、第1の光学式センサの検出結果が所定の正反射出力となるトナーパッチの濃度を実現するための画像形成条件を算出する第3の処理と、算出した画像形成条件により第2の無彩色トナーパッチを形成し、第2の光学式センサによる第2の無彩色トナーパッチの検出結果が所定の拡散反射出力となるように第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する第4の処理と、をこの順に行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【0018】
この構成においては、正反射光量を検出する第1の光学式センサを用いて第1の無彩色トナーパターンの画像濃度が測定されるとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整が実行され、画質調整された状態で形成された第2の無彩色トナーパターンの画像濃度が拡散反射光量を検出する第2の光学式センサを用いて測定され、この測定結果と減法混色の3原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第2の光学式センサのセンサ出力が較正される。したがって、無彩色、および、減法混色の3原色に対する所定の基準値を、予め測定しておくことにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサが較正される。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施形態に係る画像形成装置であるディジタルカラー複写機の構成を示す正面断面の略図である。この発明の実施形態に係る複写機本体1は、上面に原稿台111及び図示しない操作パネルを備え、内部に画像読取部110、画像形成部210及び用紙給紙部211を備えている。原稿台111の上面は、両面自動原稿送り装置(RADF:Reversing Automatic Document Feeder )112によって開閉自在に被覆されている。
【0022】
RADF112は、複写機本体1の操作パネルにおいて両面読取モードが設定された際に、原稿の第1面が原稿台111の所定位置において画像読取部110に対向するように原稿を搬送し、この一方の面についての画像読取が終了した後に原稿の表裏面を反転し、第2面が原稿台111の所定位置において画像読取部110に対向するように原稿を搬送し、両面の画像読取が終了した原稿を排出して次の原稿についての両面搬送動作を実行する。
【0023】
画像読取部110は、RADF112により原稿台111上の原稿から画像を読み取るために原稿台111の下方に配置されている。画像読取部110は、原稿台111の下面に沿って平行に往復移動する第1及び第2の走査ユニット113,114、光学レンズ115並びに光電変換素子(CCD)ラインセンサ116を備えている。
【0024】
第1の走査ユニット113は原稿画像表面を露光する露光ランプ、及び、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第1ミラーを有し、原稿台111の下面に平行に所定の走査速度で往復移動する。第2の走査ユニット114は、第1の走査ユニット113の第1ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第2及び第3ミラーを有し、第1の走査ユニット113の1/2の速度で原稿第111の下面に平行に往復移動する。
【0025】
光学レンズ115は、第2の走査ユニット114の第3ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し、縮小された光像をCCDラインセンサ116の受光面に結像させる。
【0026】
CCDラインセンサ116は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。CCDラインセンサ116は、白黒画像又はカラー画像を読み取り、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる3ラインのカラーCCDである。CCDラインセンサ116によって電気信号に変換された原稿画像情報は、ディジタルデータに変換された後に図示しない画像処理部で所定の画像処理を施され、画像データとして画像形成部210に供給される。
【0027】
画像形成部210には、下方に転写搬送ベルト機構213が配置されている。転写搬送ベルト機構213は、駆動ローラ214と従動ローラ215との間に無端状の転写搬送ベルト216を張架している。転写搬送ベルト216は、この発明の像担持体であり、循環ループにおける上側部分で外側面に用紙Pを静電吸着させて矢印Z方向に回転し、用紙Pを画像形成部210内において搬送する。転写搬送ベルト216において駆動ローラ214に接触する部分の外側面に対向する位置に、トナーパッチ検出ユニット300が設けられている。
【0028】
転写搬送ベルト機構213の下流側には、一対の加熱ローラ及び加圧ローラを有する定着装置217が配置されている。転写搬送ベルト216による搬送中にトナー像が転写された用紙Pは定着装置217において加熱及び加圧され、トナー像が溶融及び押圧されて用紙P上に堅牢に定着する。定着装置217を通過した用紙Pは、切換ゲート218を経て、排出ローラ219により複写機本体1の外壁に取り付けられている排紙トレイ220上に排出される。
【0029】
切換ゲート218は、定着装置217を通過後の用紙Pの搬送経路を、排紙トレイ220方向又はスイッチバック搬送路221方向に選択的に切り換える。用紙の両面に画像を形成する両面画像形成モードにおける用紙Pの第1面に対する画像形成時には、切換ゲート218は、定着装置217を通過後の用紙搬送路をスイッチバック搬送路221方向に切り換える。片面に画像が形成さた用紙Pは、スイッチバック搬送経路221において搬送方向の前後端を反転された後、表裏面を反転した状態で画像形成部210内に再度搬送される。
【0030】
画像形成部210における転写搬送ベルト機構213の上方には、用紙搬送経路の上流側から下流側に向って順に第1〜第4の画像形成ステーションPa〜Pdが並設されている。各画像ステーションPa〜Pdは、実質的に同一の構成を呈している。一例として、各画像ステーションPaは、感光体ドラム222aを矢印F方向に回転自在に備え、感光体ドラム222aの周囲に感光体ドラム222aの回転方向に沿って、感光体ドラム222aの表面を一様に帯電させる帯電器223a、感光体ドラム222aの表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置224a、感光体ドラム222aの表面に担持されたトナー像を用紙Pへ転写する転写器225a、及び、感光体ドラム222aの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置を配置して構成されている。感光体ドラム222aの上方には、レーザスキャニングユニット(LSU)227aが設けられている。LSU227aは、画像読取部110の画像処理部から供給された画像データに基づいて変調されたレーザ光を照射する半導体レーザ(図示せず。)、半導体レーザからのレーザ光を主走査方向に等角速度偏向するポリゴンミラー240a、ポリゴンミラー240aにより偏向されたレーザ光を等速度偏向するfθレンズ241a、及び、偏向後のレーザ光を感光体ドラム222aの表面に配光するミラー242,243等から構成されている。
【0031】
各画像ステーションPa〜Pdにおいて、各LSU227a〜227dには原稿画像情報の黒成分、シアン成分、マゼンタ成分及びイエロー成分の各画像データが供給され、各現像装置224a〜224dには黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各トナーが収納されている。したがって、各画像ステーションPa〜Pdにおいて、各感光体ドラム222a〜222dの表面に黒成分、シアン成分、マゼンタ成分及びイエロー成分の静電潜像が形成され、それぞれ黒、シアン、マゼンタ及びイエローのトナー像に現像される。
【0032】
また、用紙搬送路におけるレジストローラ212と第1の画像形成ステーションPaとの間には用紙吸着用帯電器228が設けられている。用紙吸着用帯電器228は、転写搬送ベルト216の表面を帯電させる。給紙機構211から供給された用紙Pは、静電気力によって転写搬送ベルト216の表面に吸着して第1の画像形成ステーションPaから第4の画像形成ステーションPdの間を安定した状態で搬送させる。
【0033】
用紙給紙部211は、各画像形成ステーションPa〜Pdにおける画像形成動作に先立って、給紙カセット内に積載収容されている用紙Pを1枚ずつ分離して画像形成部210に向かって用紙搬送路中に給紙する。給紙された用紙Pは、画像形成部210の手前において回転を停止している一対のレジストローラ212に前端部を当接させた状態で一旦停止する。レジストローラ212は、各画像形成ステーションPa〜Pdにおける画像形成動作に同期したタイミングで回転を開始し、用紙Pの前端部は各画像形成ステーションPa〜Pdにおける各感光体ドラム222a〜222dと各転写器225a〜225dとの間で各感光体ドラム222a〜222dの表面に担持されたトナー像の前端部に対向する。転写搬送ベルト216上に静電吸着して各画像ステーションPa〜Pdを通過する用紙Pの表面に、各色のトナー像が順次重ね合わされる。
【0034】
上記の構成では画像データによって変調されたレーザ光を照射して感光体ドラム222a〜222dの表面に静電潜像を形成する書込手段としてLSU227a〜227dを用いたが、これに代えて、例えば発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなるLEDヘッドを用いても良い。LEDヘッドはLSUに比べてサイズが小さく、可動部分がないために無音である。したがって、複数の書込手段を必要とするタンデム方式のディジタルカラー複写機などの画像形成装置では、好適に用いることができる。
【0035】
図1に示すようなタンデム型の電子写真方式のディジタルカラー複写機において高画質のフルカラー画像を得るためには、各色の画像濃度がそれぞれ適正で安定していることが要求される。このため、通常の画像形成モードの他に各色の画像濃度を適正に設定するためのモード(以下、プロセスコントロールモードという。)が設けられている。
【0036】
プロセスコントロールモードでは、像担持体(ここでは転写搬送ベルト2165であるが、感光体、中間転写ドラム若しくは中間転写ベルト等の中間転写体、又は、転写ドラム若しくは転写ベルト等の転写体を含む。)上に濃度の基準となるトナーパッチを形成し、このトナーパッチの濃度(トナー付着量)を光学的検出手段である画像濃度センサにより検出し、検出された濃度に基づいて、帯電電位、露光強度、現像バイアス電位、転写電圧及びトナー補給量(2成分現像剤の場合)等の画像濃度に影響を与えるパラメータ(画像形成条件)に対してフィードバックをかける。
【0037】
即ち、プロセスコントロールモード時には、感光体ドラム222a〜222dに、例えば、20mm四方程度の一定面積を有するパターンであるトナーパッチの静電潜像を形成し、これを所定の現像コントラスト電圧によって現像した後、得られたトナーパッチを転写搬送ベルト216の表面に各色ごとに転写し、転写搬送ベルト216上に形成した各色のトナーパッチの濃度を、トナーパッチ検出ユニット300により検出する。
【0038】
図2は、上記ディジタルカラー複写機における画像形成部の要部の構成を示す図である。上記のように、ディジタルカラー複写機1には、トナーパッチ検出ユニット300が、転写ベルト216の表面に対向し、かつその表面から所定の距離を隔てて配置されている。トナーパッチ検出ユニット300は、プロセスコントロールモード時に、転写ベルト216の表面に形成されたテスト用のトナー像であるトナーパッチTのトナー付着量を検出する。
【0039】
トナーパッチ検出ユニット300は、回路基板302上にこの発明の第1の光学式センサである正反射型の画像濃度センサ(正反射型センサ)301a及び同じく第2の光学式センサである拡散反射型の画像濃度センサ(拡散反射型センサ)301bを実装して構成されている。正反射型センサ301a及び拡散反射型センサ302bは、何れも、転写搬送ベルト216上のトナーパッチTに光を照射する発光素子である中心波長970nmのLEDとその反射光を受光する受光素子であるフォトダイオードとを有する公知の光学式センサである。
【0040】
正反射型センサ301aは、図3(A)に示すように、発光素子311aの光のトナーパッチTの画像濃度の増加にともなって減少する正反射光量を受光素子312aによって受光する。拡散反射型センサ301bは、図3(B)に示すように、発光素子311bの光のトナーパッチTの画像濃度の増加にともなって黒トナーの場合は減少し、カラートナーの場合は増加する拡散反射光量を受光素子312bによって受光して検出する。反射型センサ301a及び拡散反射型センサ302bのフォトダイオードに入射した光はその受光光量に依存した電流を生じ、フォトダイオードはこれに応じた電圧信号を出力する。
【0041】
なお、本実施の形態においては、転写搬送ベルトを用いてパッチ画像の濃度検出を行っているが、これに限定されるものではなく、中間転写方式の画像形成装置にも適用できる。また、転写搬送ベルトの代わりに、感光体ドラム(像担持体)において、パッチ画像の濃度検出を行ってもよい。
【0042】
また、トナーパッチ検出ユニット300を構成する光学センサとして、図3(C)に示すように、トナーパッチTに光を照射する発光素子311c、正反射光量を検出する受光素子312c、及び、拡散反射光量を検出する受光素子313cとを一体にした単一の光学センサ301cを用いることもできる。
【0043】
図4は、トナーパッチの画像濃度と画像濃度センサの出力との関係を示す図である。図4(A)は、正反射型の画像濃度センサ(正反射型センサ)の素子出力に基づく正反射光成分濃度Da及び拡散反射型の画像濃度センサの素子出力に基づく拡散反射光成分濃度Dbとトナーパターンの画像濃度(トナー付着量)との関係を示している。図中実線で示す正反射光成分濃度Daは、トナー付着量が増加するにともなって低下し、トナー付着量が所定量以上になると飽和する傾向が見られる。
【0044】
図4(B)は、Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)及びK(黒)の各色のトナーパッチの正反射光に基づく素子出力の飽和特性を示したものである。いずれの色についても、トナー付着量が増加すると正反射光の素子出力が飽和するため、正反射光成分濃度だけに基づいてトナー付着量を検出しようとすると、ダイナミックレンジが小さくなることを示している。
【0045】
図4(C)は、トナーパッチ検出ユニット上の画像濃度センサの出力における受光面の汚損の影響を示している。トナーパッチ検出ユニット300の画像濃度センサは、未定着トナー像の濃度を検出するものであるため、画像濃度センサの受光面が浮遊トナー等によって汚損する可能性が高い。画像濃度センサの受光面が汚損すると、正反射型の画像濃度センサの素子出力はDaからDa′に低下し、拡散反射型の画像濃度センサの素子出力はDbからDb′に低下する。
【0046】
図5(A)及び(B)は、カラートナーパッチ及び黒トナーパッチについて、画像濃度(トナーパッチへのトナー付着量)と正反射型画像濃度センサ及び拡散反射型センサのセンサ出力との関係を示す図である。図5(A)に示すように、正反射型画像濃度センサでは、カラートナーパッチについて、トナー付着量がある程度以上増加するとセンサ出力に変化が現れなくなる。また、図5(B)に示すように、拡散反射型センサでは、黒トナーパッチについて、トナー付着量に拘らずセンサ出力の変化が少ない。
【0047】
図6は、上記ディジタルカラー複写機の制御部のブロック図である。ディジタルカラー複写機1の制御部2は、濃度演算部31、現像器制御部32、画像濃度制御部35、光量コントローラ36、基準パターン信号発生器38及び信号処理部39を含む。濃度演算部31は、トナーパッチ検出ユニット300の正反射型センサ301a及び拡散反射型センサ301bから出力される濃度信号を所定の演算により誤差を含まない補正濃度信号を算出する。
【0048】
現像器制御部32は、濃度演算部31が出力する補正濃度信号に基づいてトナー像の現像条件を制御する制御信号を作成し、現像装置6の現像ローラを所定の回転数で回転させる現像ローラ駆動モータ33、及び、未使用のトナーを収納したディスペンサから現像装置6へのトナー供給量を所定の量にするディスペンサ用モータ34に出力する。
【0049】
画像濃度制御部35は、濃度演算部31が出力する補正濃度信号に基づいて静電潜像の形成条件を制御する制御信号を作成し、光量コントローラ36、グリット電源37及び基準パターン信号発生器38に出力する。光量コントローラ36は、画像濃度制御部35が出力する制御信号に基づいてLSU242a〜242dから出射されるレーザ光の光量を制御する。グリット電源37は、画像濃度制御部36が出力する制御信号に基づいて帯電器223a〜223dのグリットに電圧を印加する。基準パターン信号発生器38は、画像濃度制御部35が出力する制御信号に基づいて感光体ドラム222a〜222dに一例として20mm×20mmのトナーパッチを形成するための基準パターン信号を発生する。
【0050】
なお、制御部2は、通常の画像形成処理モード時には、入力される画像データに対して信号処理部39において所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データをLSU242a〜242dに供給する。
【0051】
図7は、上記ディジタルカラー複写機の制御部の処理手順を示すフローチャートである。ディジタルカラー複写機1の制御部2は、電源投入後における所定の初期化処理が完了すると、画像形成プロセス実行の指示入力を待機し、この待機中においてプロセスコントロールの実行タイミングであるか否かの判別を行う(s1,s2)。プロセスコントロールの実行タイミングとは、電源投入後から最初の画像形成プロセスの開始前、及び、所定枚数分の画像形成プロセスの完了時や画像形成プロセスにおける現像ローラの回転回数が所定回数に達した時等の予め定められたタイミングである。
【0052】
プロセスコントロールの実行タイミングである場合、制御部2は、先ず、黒色画像に関するプロセスコントロールのプログラムを起動し(s3)、正反射型センサ301aによって転写搬送ベルト216の表面を読み取った際の出力レベルに基づいてを正反射型センサ301aの出力信号の較正を行った後(s4)、黒色のトナーパッチを転写搬送ベルト216上に形成する(s5)。制御部2は、転写搬送ベルト216上に形成した黒色のトナーパッチの正反射光量を正反射型センサ301aによって検出し(s6)、このときの正反射型センサ301aのセンサ出力に基づいて画像形成条件を調整する(s7)。
【0053】
次に、制御部2は、調整後の画像形成条件で拡散反射型センサ301bのセンサ出力の較正に用いる黒色のトナーパッチを形成し(s8)、このトナーパッチにおける拡散反射光量を拡散反射型センサ301bによって検出する(s9)。制御部2は、このときの拡散反射型センサ301bのセンサ出力が、減法混色の3原色に対してそれぞれ予め設定された基準値に近づくように拡散反射型センサ301bの動作条件を調整する(s10)。
【0054】
なお、s9におけるセンサ出力と減法混色の3原色に対する基準値との関係付け、即ち、黒色のトナーパッチについての正反射型センサ301aによる検出結果と、黒色を用いて画像形成条件が調整された後における拡散反射型センサでの検出との関係付けは、予め測定などを繰り返すことによって決定される。
【0055】
この関係付けは、次の第1乃至第4の手順によって行われる。第1の手順である正反射センサ301aの調整として、正反射型センサ301aによって転写搬送ベルト216の素地の正反射光を検出し、このときのセンサ出力が濃度0に対応する値となるように、正反射型センサ301a内の発光素子311aの電流値を制御して正反射型センサ301aの発光出力を調整する。
【0056】
第2の手順である黒色画像に対するプロセスコントロールとして、転写搬送ベルト216上に現像バイアス電圧及び/又は帯電グリッド電圧等の画像形成条件が段階的に異なる状態で複数個の黒色のトナーパッチを形成し、第1の手順で決定した発光出力の正反射型センサ301aによってトナーパッチからの正反射光量を検出する。
【0057】
第3の手順として、第2の手順において複数個の黒色のトナーパッチを作成した画像形成条件に基づいて、転写搬送ベルト216の素地からのセンサ出力に対して所定比率のセンサ出力(目標反射出力)となるトナーパッチを作成するための画像形成条件を演算により算出する。即ち、図8(A)において、トナーパッチの濃度が“0”の場合(転写搬送ベルト216の素地)のセンサ出力V0と目標反射出力Vn(n=1,2,3)とは所定比率を持つので、目標反射出力Vnを得るためのトナーパッチの濃度IDnを実現するのに必要な現像バイアス電圧VBn及び/又は帯電グリッド電圧VGnが算出される。
【0058】
第2の手順において複数個のトナーパッチから得られるセンサ出力は、目標反射出力Vnの近似値に過ぎず、必ずしも正確な目標反射出力とはならない。しかし、その近似値となるトナーパッチの濃度と現像バイアス電圧及び/又は帯電グリッド電圧等の画像形成条件との間には相関関係があるので、目標反射出力に対応する画像形成条件を逆算して求めることができる。例えば、図8(B)のデータテーブルから目標反射出力がV1〜V3の何れかの近傍に出現することが予めわかっているので、これに対応する帯電グリッドVG及び/又は現像バイアス電圧VBを比例配分等によって求めることができる。
【0059】
第4の手順である拡散反射型センサ301bのセンサ出力の調整として、第3の手順で決定した画像形成条件で、黒色のトナーパッチを転写搬送ベルト216上に形成し、拡散反射型センサ301bで拡散反射光量を検出し、目標の拡散反射出力が得られるように、拡散反射型センサ301b内の発光素子311bの電流値を調整して拡散反射型センサ301bの発光出力を制御する。実際に拡散反射型センサ301bが検出すべき黒色のトナーパッチの拡散反射光量は非常に小さく、得られる情報量が少ない。このため、読取誤差が発生するのを防止する目的で、発光素子311bに付与する電流値をm倍(例えば3倍程度)に増加し、カラー画像に対するプロセスコントロールを実行する場合には、得られた電流値の(1/m)倍の電流を発光素子311bに供給して拡散反射型センサ301bによる拡散反射光量の検出を行う。
【0060】
この後、制御部2は、減法混色の3原色であるカラー画像のプロセスコントロールのプログラムを起動(s11)し、減法混色の3原色のトナーパッチを形成する(s12)。制御部2は、転写搬送ベルト216上に形成された減法混色の3原色のトナーパッチの拡散反射光光量を、拡散反射型センサ301bによって検出し(s13)、そのセンサ出力に基づいて減法混色の3原色の画像形成条件を調整(s14)する。
【0061】
以上の処理によって黒色画像及びカラー画像についてのプロセスコントロールが完了すると、制御部2は、画像形成プロセスの実行命令の入力を待機する状態に戻り(s14→s1)、画像形成プロセスの実行命令が入力されると画像形成プロセスを実行する(s15)。
【0062】
上記のように、正反射型センサ301aを用いた黒色のプロセスコントロールによって黒色画像の画像形成条件を調整した後、再度作成した黒色のトナーパッチの濃度を拡散反射型センサ301bを用いて検出し、この検出結果と正反射型センサ301aを用いて検出した黒色のトナーパッチの濃度との関係とにより拡散反射型センサ301bの動作条件(具体的には拡散反射型センサ301bの発光素子311bの発光光量)を調整(拡散反射型センサ301bを較正)し、その後、カラーのトナーパッチを作成してその濃度を拡散型センサ301bで検出することによりカラーの画像形成条件を調整することにより、経時的に較正(校正)誤差が大きくなる拡散反射型センサ301bの較正を、較正板を用いることなく行うことができる。
【0063】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【0064】
(1)正反射光量を検出する第1の光学式センサを用いて第1の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定するとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整を実行し、画質調整した状態で形成した第2の無彩色トナーパターンの画像濃度を拡散反射光量を検出する第2の光学式センサを用いて測定し、この測定結果と減法混色の3原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第2の光学式センサのセンサ出力を較正することにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサのセンサ出力を較正することができ、画像形成状態を常に良好にして高画質の画像を安定して得ることができる。
【0065】
(2)正反射光量を検出する第1の光学式センサを用いて第1の無彩色トナーパターンの画像濃度を測定するとともに、この測定結果を無彩色に対する所定の基準値と比較して無彩色画像用の画質調整を実行し、画質調整した状態で形成した第2の無彩色トナーパターンの画像濃度を拡散反射光量を検出する第2の光学式センサを用いて測定し、この測定結果と減法混色の3原色に対する所定の基準値との比較結果に基づいて第2の光学式センサの発光手段の発光量を較正することにより、拡散反射光量を検出するセンサのセンサ出力を較正するための較正板を必要とせず、像担持体の表面状態に左右されることもなく、正確に画像濃度センサを較正して画像形成状態を常に良好にして高画質の画像を安定して得ることができる。また、第2の光学式センサの発光手段の発光量を較正することにより、容易かつ正確に画像濃度センサのセンサ出力を較正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る画像形成装置であるディジタルカラー複写機の構成を示す正面断面の略図である。
【図2】上記ディジタルカラー複写機における画像形成部の要部の構成を示す図である。
【図3】上記ディジタルカラー複写機のトナーパッチ検出ユニットに用いられる画像濃度センサの構成を示す図である。
【図4】トナーパッチの画像濃度と画像濃度センサの出力との関係を示す図である。
【図5】カラートナーパッチ及び黒トナーパッチについて、画像濃度(トナーパッチへのトナー付着量)と正反射型画像濃度センサ及び拡散反射型センサのセンサ出力との関係を示す図である。
【図6】上記ディジタルカラー複写機の制御部のブロック図である。
【図7】上記ディジタルカラー複写機の制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図8】トナーパッチ濃度と拡散反射型センサのセンサ出力との関係、及び、拡散反射型センサのセンサ出力と画像形成条件との関係を示す図である。
【符号の説明】
1−ディジタルカラー複写機(画像形成装置)
2−制御部(制御手段)
216−転写搬送ベルト(像担持体)
300−トナーパッチ検出ユニット
301a−正反射型センサ(第1の光学式センサ)
301b−拡散反射型センサ(第2の光学式センサ)
Claims (3)
- 第1の光学式センサによる所定濃度の無彩色画像からの正反射光量の検出結果、及び第2の光学式センサによる所定濃度の有彩色画像の拡散反射光量の検出結果が、所定の目標値となるように第1の光学式センサの発光手段及び第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する濃度センサの較正方法であって、
第1の光学式センサによって像担持体の素地の正反射光を検出し、この検出結果が濃度0に対応する値となるように第1の光学式センサの発光手段の発光出力を調整する第1の工程と、
像担持体に画像形成条件が段階的に異なる複数の第1の無彩色トナーパッチを形成し、第1の光学式センサによって複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量を検出する第2の工程と、
複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量の検出結果に基づいて、第1の光学式センサの検出結果が所定の正反射出力となるトナーパッチの濃度を実現するための画像形成条件を算出する第3の工程と、
算出した画像形成条件により第2の無彩色トナーパッチを形成し、第2の光学式センサによる第2の無彩色トナーパッチの検出結果が所定の拡散反射出力となるように第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する第4の工程と、をこの順に行うことを特徴とする濃度センサの較正方法。 - 前記第4の工程は、第2の光学式センサの検出結果が所定の拡散反射出力のm倍の値となるように第2の光学式センサの発光手段に付与する電流値を調整した後に、その電流値を1/m倍にする工程である請求項1に記載の濃度センサの較正方法。
- 第1の光学式センサによる正反射光量の検出結果に基づいて無彩色画像形成を行い、第2の光学式センサによる拡散反射光量の検出結果に基づいて有彩色画像形成を行う画像形成装置であって、
第1の光学式センサによる所定濃度の無彩色画像からの正反射光量の検出結果、及び第2の光学式センサによる所定濃度の有彩色画像の拡散反射光量の検出結果が、所定の目標値となるように第1の光学式センサの発光手段及び第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する濃度センサの較正時に、第1の光学式センサによって像担持体の素地の正反射光を検出し、この検出結果が濃度0に対応する値となるように第1の光学式センサの発光手段の発光出力を調整する第1の処理と、像担持体に画像形成条件が段階的に異なる複数の第1の無彩色トナーパッチを形成し、第1の光学式センサによって複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量を検出する第2の処理と、複数の第1の無彩色トナーパッチの正反射光量の検出結果に基づいて、第1の光学式センサの検出結果が所定の正反射出力となるトナーパッチの濃度を実現するための画像形成条件を算出する第3の処理と、算出した画像形成条件により第2の無彩色トナーパッチを形成し、第2の光学式センサによる第2の無彩色トナーパッチの検出結果が所定の拡散反射出力となるように第2の光学式センサの発光手段の発光量を調整する第4の処理と、をこの順に行う制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
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