JP4470406B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

Image forming apparatus and image forming method Download PDF

Info

Publication number
JP4470406B2
JP4470406B2 JP2003203517A JP2003203517A JP4470406B2 JP 4470406 B2 JP4470406 B2 JP 4470406B2 JP 2003203517 A JP2003203517 A JP 2003203517A JP 2003203517 A JP2003203517 A JP 2003203517A JP 4470406 B2 JP4470406 B2 JP 4470406B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
gradation
toner
density
carrier
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 - Lifetime
Application number
JP2003203517A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005049425A (en
Inventor
高志 ▲濱▼
英次 志村
健 井熊
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2003203517A priority Critical patent/JP4470406B2/en
Priority to US10/893,743 priority patent/US7680425B2/en
Publication of JP2005049425A publication Critical patent/JP2005049425A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4470406B2 publication Critical patent/JP4470406B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて装置の階調補正特性を制御する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置では、必要に応じて、所定の画像パターンを有するテスト用の小画像(パッチ画像)を形成するとともに、濃度センサによりその画像濃度を検出し、その検出結果に基づいて、装置各部の動作条件を調整することで、所定の画像品質を安定して得られるようにしている。
【0003】
例えば、本願出願人の出願にかかる特許文献1に記載の画像処理装置においては、パッチ画像の濃度検出結果に基づき装置の階調補正特性を制御している。すなわち、所定パターンのテスト画像の濃度をパッチセンサにより検出し、その検出結果に基づいて、階調補正のための補正変換テーブルを生成する。そして、こうして新たに生成された補正変換テーブルを参照しながら、画像信号をレーザ駆動パルス幅データに変換している。その結果、装置のガンマ特性の変動に対応して最適な印刷結果を得ることができる。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−333012号公報(第6頁、図7)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、画像品質に対する要求が高まっており、それに伴って、より高精度の階調補正技術の確立が求められている。そのためには、パッチ画像にできるだけ多くの階調レベルでの印刷結果を含ませるとともに、各階調レベルに対応した画像濃度を高精度に求める必要がある。
【0006】
このように多段階の階調レベルで形成したパッチ画像では、各階調レベル間の濃度差が小さいため、装置の特性ばらつきおよび周囲環境の変動に起因する濃度変動やノイズによって、検出結果が影響を受けやすいという問題がある。しかしながら、このような階調補正特性の制御を高精度に行うために、どのような態様のパッチ画像を用いるのが好ましいかについては、これまで十分に検討されていなかった。
【0007】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて階調補正特性の制御を行う画像形成装置および画像形成方法において、制御に好適なパッチ画像を形成し、その濃度検出結果に基づき良好な階調補正特性を得る技術を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、その表面に静電潜像を担持する像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体とを所定の対向位置において対向配置し、前記トナー担持体を所定の方向に周回移動させながら、前記トナー担持体に担持された前記トナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成装置および画像形成方法において、上記目的を達成するため、パッチ画像として形成した前記トナー像の濃度検出結果に基づいて装置の階調補正特性を制御し、しかも、前記パッチ画像として、前記対向位置における前記トナー担持体表面の移動方向に沿って階調レベルが次第に変化する階調画像部と、前記階調画像部の形成に先立って形成され、かつ、前記移動方向に沿った長さが前記トナー担持体の周長に対応する長さ以上で単一階調レベルを有するヘッダ部とを有するトナー像を形成し、前記ヘッダ部内および前記階調画像部内の各位置で濃度検出するとともに前記階調画像部内各位置における濃度検出結果を前記ヘッダ部内各位置の濃度検出結果を用いて補正し、該補正後の前記階調画像部内各位置における濃度検出結果に基づいて前記階調補正特性の制御を行うことを特徴としている。
【0009】
このように構成された発明では、階調画像部の形成に先立ってヘッダ部を形成し、しかも、このヘッダ部の長さを、トナー担持体の周長に対応した長さ以上となるようにしている。つまり、トナー担持体1周分に相当するトナーを用いてヘッダ部を形成した後に、階調レベルを変化させた階調画像部を形成する。このようにする理由は次の通りである。すなわち、この画像形成装置および画像形成方法では、トナー担持体表面のトナー層の不均質に起因して、形成された画像に濃度ムラを生じることがある。特に、画像形成を行わずに装置を長時間放置した後ではこのような濃度ムラを生じやすい。
【0010】
階調補正特性の制御を行う目的で階調レベルを変化させて形成したパッチ画像にこのような濃度ムラが生じると、その濃度検出結果から装置の階調特性を正しく把握することができなくなり、その結果、装置の階調再現性が低下してしまうこととなる。そこで、この発明では、トナー担持体1周分のトナーをヘッダ部の形成に消費させることによってトナー層の不均質を解消し、その後形成された均質なトナー層を用いて、階調レベルを変化させた階調画像部を形成している。そのため、階調画像部に濃度ムラが現れ難く、この階調画像部は装置の階調特性を高い忠実度で表したものとなる。また、階調画像部内の各位置に生じうる周期的な濃度ムラはヘッダ部にも現れているので、ヘッダ部内各位置の濃度検出結果を用いて補正することができる。こうして補正された濃度検出結果に基づき階調補正特性の制御を行うことによって、この画像形成装置および画像形成方法では、良好な階調補正特性を得ることができる。このように、本発明にかかる画像形成装置および画像形成方法において形成されるパッチ画像は、装置の階調補正特性の制御に供するパッチ画像として好適な態様を有している。
【0011】
上記において、「トナー担持体の周長に対応した長さ」とは、次のことを意味している。すなわち、上記長さは、トナー担持体をちょうど1回転させながら形成したトナー像が像担持体上において有する前記移動方向に沿った長さのことである。これは、トナー担持体と像担持体とが離隔配置された非接触現像方式の画像形成装置においては、トナー担持体が1回転する間に形成されるトナー像の長さが必ずしもトナー担持体の周長と一致するとは限らないことを考慮したものである。
【0012】
なお、再形成されるトナー層の均質性を高めるためには、前記ヘッダ部は均一な画像パターンを有する画像であることが望ましい。こうすることで、ヘッダ部形成後にトナー担持体上に残留するトナーの量がほぼ均一となり、その結果、その後に形成されるトナー層の均質性を得やすくなる。このようなヘッダ部の画像パターンとして、例えば、単一の階調レベルを有する画像を用いることができる。特に、前記ヘッダ部を階調レベル最大のベタ画像とすれば、トナー担持体上のより多くのトナーがヘッダ部の形成に消費されることとなり、濃度ムラを解消する効果が高くなる。
【0013】
また、このような均一な画像パターンのヘッダ部を形成した場合には、上記したトナー層の不均質やその他の原因によって生じる濃度ムラが、このヘッダ部に現れることとなる。そこで、ヘッダ部の濃度検出結果から濃度ムラの現れ方、すなわちヘッダ部における濃度変動周期および濃度変動量の少なくとも一方を求め、その結果に基づいて階調画像部における濃度検出結果を補正することで、装置の階調特性をより高精度に求めることも可能となる。
【0014】
特に、ヘッダ部を最大階調レベルのベタ画像とするとともに、前記階調画像部として、前記移動方向に沿って階調レベルが最大レベルから最小レベルまで変化する画像を形成すると、次のような効果が得られる。すなわち、このようなパッチ画像では、ヘッダ部から階調画像部にかけて階調レベルが連続的かつ滑らかに変化することとなり、これに伴って、形成される画像の濃度変化も滑らかとなる。このように滑らかな濃度変化の画像パターンを有するパッチ画像を形成すれば、その濃度検出結果に現れる濃度ムラの影響を判別しやすくなる。
【0015】
このことから、例えば、前記パッチ画像内において前記移動方向に互いに位置の異なる複数のサンプリング位置のそれぞれについて画像濃度をサンプリングするとともに、得られたサンプリングデータ列を平滑化し、その結果に基づいて前記階調補正特性の制御を行うようにすることができる。こうすることで、濃度ムラやノイズ等の影響を抑制しつつ、階調補正特性の制御を精度よく行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ10に設けられたCPU101がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートSに画像信号に対応する画像を形成する。この実施形態では、エンジンコントローラ10およびメインコントローラ11が一体として本発明の「制御手段」として機能する。
【0017】
このエンジン部EGでは、感光体22が図1の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体22の周りにその回転方向D1に沿って、帯電ユニット23、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部25がそれぞれ配置されている。帯電ユニット23は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体22の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部25は一次転写後に感光体22の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体22、帯電ユニット23およびクリーニング部25は一体的に感光体カートリッジ2を構成しており、この感光体カートリッジ2は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【0018】
そして、この帯電ユニット23によって帯電された感光体22の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームLを感光体22上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。このように、この実施形態では、感光体22が本発明の「像担持体」として機能している。
【0019】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット4は、図1紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、支持フレーム40に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kを備えている。この現像ユニット4は、エンジンコントローラ10により制御されている。そして、このエンジンコントローラ10からの制御指令に基づいて、現像ユニット4が回転駆動されるとともにこれらの現像器4Y、4C、4M、4Kが選択的に感光体22と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色のトナーを担持する「トナー担持体」である現像ローラ44が感光体22に対し対向配置され、その対向位置において現像ローラ44から感光体22の表面にトナーを付与する。これによって、感光体22上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【0020】
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72〜75に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向D2に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。そして、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体22上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット8から1枚ずつ取り出され搬送経路Fに沿って二次転写領域TR2まで搬送されてくるシートS上にカラー画像を二次転写する。
【0021】
このとき、中間転写ベルト71上の画像をシートS上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域TR2にシートSを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路F上において二次転写領域TR2の手前側にゲートローラ81が設けられており、中間転写ベルト71の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ81が回転することにより、シートSが所定のタイミングで二次転写領域TR2に送り込まれる。
【0022】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9、排出前ローラ82および排出ローラ83を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部89に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排出前ローラ82後方の反転位置PRまで搬送されてきた時点で排出ローラ83の回転方向を反転し、これによりシートSは反転搬送経路FRに沿って矢印D3方向に搬送される。そして、ゲートローラ81の手前で再び搬送経路Fに乗せられるが、このとき、二次転写領域TR2において中間転写ベルト71と当接し画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
【0023】
また、この装置1では、図2に示すように、メインコントローラ11のCPU111により制御される表示部12を備えている。この表示部12は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、CPU111からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【0024】
なお、図2において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリである。また、符号106はCPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROM、また符号107はCPU101における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するRAMである。
【0025】
また、ローラ75の近傍には、クリーナ76が配置されている。このクリーナ76は図示を省略する電磁クラッチによってローラ75に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ75側に移動した状態でクリーナ76のブレードがローラ75に掛け渡された中間転写ベルト71の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト71の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
【0026】
さらに、ローラ75の近傍には濃度センサ60が配置されている。この濃度センサ60は、中間転写ベルト71の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト71の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、露光ビームLの強度、さらには装置の階調補正特性などの調整を行っている。
【0027】
この濃度センサ60は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト71上の所定面積の領域の画像濃度に対応した信号を出力するように構成されている。そして、CPU101は、中間転写ベルト71を周回移動させながらこの濃度センサ60からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト71上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【0028】
なお、外部から入射する光の影響を抑えて濃度検出の精度向上を図るため、この濃度センサ60では、濃度センサ60から中間転写ベルト71に向けた照射光の光路上、および、中間転写ベルト71で反射して濃度センサ60に入射する反射光の光路上に、それぞれ偏光ビームスプリッタ(図示省略)が設けられている。こうして照射光の偏光成分を制限するとともに、反射光のうち特定の偏光成分のみを受光することで、出力信号のS/N比を高め、濃度検出を精度よく行うことができる。この実施形態の濃度センサ60では、単一の偏光成分(以下、「p偏光成分」という)を有する照射光を中間転写ベルト71に向けて照射するとともに、反射光のうち、照射光と同じp偏光成分およびこれと垂直な偏光成分(以下、「s偏光成分」という)を個別に受光し、それぞれの受光光量に応じた電圧を出力信号として出力する。以下では、pおよびs偏光成分に対応する濃度センサ60の出力電圧を、それぞれVpおよびVsと表すこととする。
【0029】
図3はこの画像形成装置の階調処理ブロックを示す図である。メインコントローラ11は、色変換部114、階調補正部115、ハーフトーニング部116、パルス変調部117、階調補正テーブル118および補正テーブル演算部119などの機能ブロックを備えている。
【0030】
また、エンジンコントローラ10は、図2に示すCPU101、ROM106、RAM107以外に、露光ユニット6に設けられたレーザ光源を駆動するためのレーザドライバ121と、濃度センサ60の検出結果に基づきエンジン部EGのガンマ特性を示す階調特性を検出する階調特性検出部123を備えている。
【0031】
ホストコンピュータ100から画像信号が与えられたメインコントローラ11では、色変換部114がその画像信号に対応する画像内の各画素のRGB成分の階調レベルを示したRGB階調データを、対応するCMYK成分の階調レベルを示したCMYK階調データへ変換する。この色変換部114では、入力RGB階調データは例えば1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階調を表す)であり、出力CMYK階調データも同様に1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階調を表す)である。色変換部114から出力されるCMYK階調データは階調補正部115に入力される。
【0032】
この階調補正部115は、色変換部114から入力された各画素のCMYK階調データに対し階調補正を行う。すなわち、階調補正部115は、不揮発性メモリに予め登録されている階調補正テーブル118を参照し、その階調補正テーブル118にしたがい、色変換部114からの各画素の入力CMYK階調データを、補正された階調レベルを示す補正CMYK階調データに変換する。この階調補正の目的は、上記のように構成されたエンジン部EGのガンマ特性変化を補償して、この画像形成装置の全体的ガンマ特性を常に理想的なものに維持することにある。こうして補正された補正CMYK階調データは、ハーフトーニング部116に入力される。このハーフトーニング部116は誤差拡散法、ディザ法、スクリーン法などのハーフトーニング処理を行い、1画素1色当たり8ビットのハーフトーンCMYK階調データをパルス変調部117に入力する。
【0033】
このパルス変調部117に入力されたハーフトーニング後のCMYK階調データは、各画素に付着させるべきCMYK各色のトナードットのサイズおよびその配列を示しており、かかるデータを受け取ったパルス変調部117は、そのハーフトーンCMYK階調データを用いて、エンジン部EGのCMYK各色画像の露光レーザパルスをパルス幅変調するためのビデオ信号を作成し、図示を省略するビデオインターフェースを介してエンジンコントローラ10に出力する。そして、このビデオ信号を受けたレーザドライバ121が露光ユニット6の半導体レーザをON/OFF制御して各色成分の静電潜像を感光体22上に形成する。このようにして通常の印刷を行う。
【0034】
また、この画像形成装置では、例えば電源投入直後などの適当なタイミングで実行され、階調補正用のパッチ画像を形成して階調補正テーブルを変更設定する階調補正モードを有している。この階調補正モードでは、各トナー色毎に、ガンマ特性を測定するために予め用意された階調補正用の階調パッチ画像がエンジン部EGによって中間転写ベルト71上に形成され、各階調パッチ画像の画像濃度を濃度センサ60が読取り、その濃度センサ60からの信号に基づき階調特性検出部123が各階調パッチ画像の階調レベルと、検出した画像濃度とを対応させた階調特性(エンジン部EGのガンマ特性)を作成し、メインコントローラ11の補正テーブル演算部119に出力する。
【0035】
なお、この実施形態では、階調パッチ画像のデータはメインコントローラ11の例えばROMなどにプログラムされており、この画像データに基づいて上記した画像形成動作を実行することで、中間転写ベルト71の表面に所定パターンの階調パッチ画像を形成する。
【0036】
図4は階調パッチ画像を示す図である。図4(a)に示すように、この実施形態における階調パッチ画像Ipは、中間転写ベルト71の移動方向D2に沿って延びる短冊形状で、しかも、その階調レベルは一様ではなく、移動方向D2に沿って最大レベル(レベル255)から最小レベル(レベル0)まで連続的に変化するように形成される。ただし、画像の先頭部(x=0〜x0)には、階調レベルを最大値255に保って形成したベタ画像である「ヘッダ部」Ihを階調レベルが変化する部分に接して設けている。このヘッダ部Ihの長さは、現像ローラ44の周長Ldr以上とするが、その理由については後述する。この階調パッチ画像Ipのうち、上記したヘッダ部Ihを除く部分Igが本発明の「階調画像部」に相当する。
【0037】
つまり、この階調パッチIpが形成される過程では、まず一定幅で方向D2に沿った長さLdr以上のベタ画像であるヘッダ部Ihが感光体22上に形成され、それに続いて、階調レベルが最大レベルから最小レベルまで次第に変化する同じ幅の(またはヘッダ部より幅の狭い)階調画像部Igが形成される。そして、こうして形成された画像が中間転写ベルト71に転写されたものが階調パッチ画像Ipである。なお、階調パッチ画像Ipとしては、その階調レベルが連続的に変化する図4(a)に示す画像のほか、階調レベルが階段状に変化する画像を用いることができる。
【0038】
後述するように、この画像形成装置では、濃度センサ60により階調パッチ画像Ipの画像濃度を検出する。すなわち、パッチ画像Ipを担持する中間転写ベルト71を周回移動させながら、CPU101が、濃度センサ60からの出力信号を一定周期でサンプリングする。これにより、図4(b)に示すように、パッチ画像Ip内の複数の領域(以下、「検出領域」という)Pそれぞれの画像濃度に対応するサンプリングデータ列が得られる。なお、各検出領域Pのうち互いに隣接するものについては、図4(b)に示すようにその一部が互いに重なり合っていてもよく、また互いに離隔していてもよい。
【0039】
図5は階調補正モードを示すフローチャートである。この階調補正モードは次のような特徴を有している:(1)濃度センサ出力信号から所定の計算式を用いて算出される評価値によりパッチ画像濃度を正規化して表し、これに基づき装置の階調補正特性を制御する;(2)パッチ画像を形成される下地である中間転写ベルト71の表面状態が濃度検出結果に及ぼす影響を考慮し、同一位置におけるパッチ画像形成の前後でのサンプリング結果に基づいて上記評価値を算出する;(3)サンプリング結果に濃度変動やノイズの影響が含まれる可能性のあることを考慮し、サンプリング結果に対し所定の補正処理を行う。以下、階調補正モードの各処理ステップについて詳しく説明する。
【0040】
なお、この実施形態では、カラートナーと無彩色のブラックトナーとで光学的特性が大きく相違していることに鑑み、カラートナーで形成したパッチ画像とブラックトナーで形成したパッチ画像との間で異なる計算式を用いて処理を行っている。しかしながら、その基本的な考え方は共通しているので、以下ではカラートナーによるパッチ画像に対する処理について主に説明し、ブラックトナーにおいて異なる計算式については後にまとめて示すこととする。
【0041】
ステップS1では、下地濃度の検出を行う。すなわち、トナー像を担持していない中間転写ベルト71を周回移動させながら、CPU101が濃度センサ60からの出力信号を一定間隔(この実施形態では8msec間隔)でサンプリングする。サンプリングは中間転写ベルト71のほぼ1周分について実行する。このときのサンプリング位置x(x=0,1,2,…)における濃度センサ出力Vp、VsをそれぞれTp1(x)、Ts1(x)と表すこととする。このうち、後に階調パッチ画像を形成されその濃度を検出される検出領域と同じ位置におけるサンプル値については、各位置ごとにサンプル値を個別に記憶しておく。
【0042】
また、中間転写ベルト71の1周分のサンプル値Tp1(x)、Ts1(x)については、下式(式1)、(式2)によりその平均値TaveおよびTpaveを求めて記憶しておく:
Tave=Sg・AVG(Tp1(x)−Vp0)−AVG(Ts1(x)−Vs0) …(式1)
Tpave=AVG(Tp1(x)−Vp0) …(式2)
ここで、AVG(f(x))は、xを変数とする関数f(x)についてxの全範囲においてその平均値を求める演算子として定義する。また、値Vp0およびVs0は、濃度センサ60の「暗出力」、つまり照射光量をゼロとしたときに濃度センサ60から出力される出力電圧VpおよびVsであり、濃度センサ60の出力回路の出力オフセットに相当する値である。
【0043】
また、係数Sgは、濃度センサ60のゲイン補正係数である。この実施形態では、反射光に含まれる偏光成分のうち、照射光と同じ偏光成分であるp偏光成分に比してs偏光成分の光量が少ないことを考慮して、信号のS/N比改善のため、濃度センサ60のs偏光成分受光部に、p偏光成分受光部より大きなゲインを与えている。このゲイン差を補償し両偏光成分の重みを同じにするための係数が、上記したゲイン補正係数Sgである。
【0044】
次いで、エンジン部EGを稼動させて、図4(a)に示すパッチ画像Ipを中間転写ベルト71上に形成する(ステップS2)。そして、こうして形成したパッチ画像Ip内の複数の検出領域P(図4(b))について、各検出領域の画像濃度に対応する濃度センサ60の出力信号をサンプリングする(ステップS3)。このときのサンプリング位置xにおける濃度センサ出力Vp、VsをそれぞれDp1(x)、Ds1(x)と表すこととする。
【0045】
続くステップS4では、パッチ画像についてのサンプリング結果から下地(中間転写ベルト71)の影響を差し引く下地補正を行う。この下地補正の基本的な考え方は次の通りである。すなわち、パッチ画像Ipのサンプリング結果には、パッチ画像Ipを透過して中間転写ベルト71表面で反射された光の影響が含まれている。特に、比較的低い階調レベルで形成した部分(図4(a)に示すパッチ画像Ipでは、右方ほど低い階調レベルで形成されている)ではその影響が大きい。そこで、パッチ画像Ipについてのサンプリング結果Dp1(x)、Ds1(x)を、下地についてのサンプリング結果Tp1(x)、Ts1(x)を用いてそれぞれ補正することで、パッチ画像の正味の画像濃度を求めることができる。
【0046】
具体的には、下記の計算式により、カラートナーによるパッチ画像についての補正後の濃度データFc(x)を得る:
Fc(x)=Sg・{Dp1(x)−Vp0}−{Ds1(x)−Vs0}×Tave/[Sg・{Tp1(x)−Vp0}−{Ts1(x)−Vs0}] …(式3)
ここで、左辺の添え字cは、カラートナーに対応した値であることを示し、計算式自体はシアン、マゼンタおよびイエローの各トナー色で共通であるが、濃度データFc(x)の値は各トナー色毎に異なった値となることは言うまでもない。このことは以下の計算においても同じである。
【0047】
次に、こうして求めた濃度データFc(x)を評価値G1c(x)に変換する(ステップS5)。この「評価値」は、パッチ画像濃度を0から1までの値で正規化して表現したものである。反射型フォトセンサを用いた濃度センサ60では、受光光量が多いほど出力電圧が低くなるため、上記した濃度データFc(x)の値は画像濃度が高いほど小さくなってしまい扱いにくい。そこで、画像濃度が高いほど大きな値を示す評価値G1c(x)を導入する。評価値G1c(x)は次式により算出する:
G1c(x)=1−Fc(x)/Tave … (式4)
ここで、サンプリングおよび計算処理の過程で生じる誤差のため、(式4)の結果が負の値または1を超える値となる場合がある。このような場合には、計算結果をそれぞれ0または1に丸めることとする。
【0048】
一方、ブラックトナーについても同様に考えることができる。この場合、上式(式3)および(式4)に代えて、それぞれ以下の計算式(式3A)および(式4A)を用いることができる:
Fk(x)={Dp1(x)−Vp0}×Tpave/{Tp1(x)−Vp0} … (式3A)
G1k(x)=1−Fk(x)/Tpave … (式4A)
ここで、左辺の添え字kはブラックトナーに対応した値であることを示している。
【0049】
こうして求めた評価値G1c(x)、G1k(x)に対する以後の扱いは、カラートナーとブラックトナーとで共通である。そこで、以後の記述においては、カラートナーに対応する評価値G1c(x)とブラックトナーに対応する評価値G1k(x)を特に区別せず、いずれもトナー色を示す添え字を省略したG1(x)と表すこととする。
【0050】
続いて、こうして求めた評価値G1(x)に対して補正処理を行う(ステップS6)。この補正処理は、現像ローラ44に起因して生じる周期的な濃度変動の影響をキャンセルするための補正処理である。現像ローラ44に起因する濃度変動は、例えば次のようにして生じる。
【0051】
現像ローラ44に偏心があると、現像ローラ44の回転に伴って周期的な濃度変動が生じる。現像ローラ44と感光体22とが当接した状態で現像が行われる接触現像方式の画像形成装置では、現像ローラ44の偏心により両者の当接圧が変動することで、現像ローラ44から感光体22へのトナー移動の確率が変動する。一方、現像ローラ44と感光体22とがギャップを隔てた状態で現像が行われる非接触現像方式の画像形成装置では、ギャップ部に形成される電界の強度が変動し、トナーの飛翔性が変化する。したがって、いずれの方式の装置においても、現像ローラ44の偏心は画像濃度の変動をもたらす。
【0052】
また、現像ローラ44上に担持されたトナーの量やその帯電量など、現像ローラ44表面のトナー層の不均一性も濃度変動の原因となる。というのは、現像ローラ44の表面に担持されたトナーの量や帯電量にばらつきがあると、感光体22に移動するトナーの量も部分的に異なることとなるからである。このようなばらつきは、現像ローラ44の表面状態の不均一性、例えば製造上のばらつきや現像ローラ表面に固着してしまったトナーの存在などによって生じるほか、装置が現像ローラ44の回転を停止した状態で長時間放置されることによっても生じる。
【0053】
なお、この実施形態では、パッチ画像Ipを形成する際に、階調補正特性の制御に供するデータ収集のための階調画像部Igの形成に先立って、ベタ画像であるヘッダ部Ihを設けている。そして、このヘッダ部Ihの方向D2に沿った長さを現像ローラ周長Ldr以上となるようにしている。したがって、パッチ画像Ipのうちヘッダ部Ihは、パッチ画像形成前に現像ローラ44の表面に担持されていたトナーを使用して形成される。そして、こうしてトナーを消費された現像ローラ44表面には、現像器内で新たなトナーが供給される。このとき、ヘッダ部Ihが一様なベタ画像であるため、現像ローラ44の1周分以上にわたり表面のトナーがほぼ均等に消費されている。したがって、現像ローラ44表面に新たに担持されるトナーは現像ローラ44の周方向で高い均一性を有している。
【0054】
一方、パッチ画像Ipの階調画像部Igは、こうして新たに現像ローラ44に供給された均一性の高いトナーを用いて形成されることとなる。そのため、この画像形成装置では、現像ローラ44表面でのトナー層の不均一による濃度ムラが現れにくくなっており、階調画像部Igにおける濃度検出結果から高精度に装置の階調特性を求めることが可能となっている。
【0055】
このように、この実施形態では、パッチ画像Ipにヘッダ部Ihを設け、しかもその長さを現像ローラ周長Ldr以上とすることによって、現像ローラ44表面のトナーの不均一性に起因する濃度ムラが階調画像部Igに及ぶのを抑制することができる。しかしながら、上記した現像ローラ44の偏心等、他の原因による濃度変動については除ききれない場合もある。
【0056】
このような現像ローラ44に起因する画像濃度の変動は、現像ローラ44の回転周期に同期して繰り返し現れることとなる。したがって、サンプリングデータに対しこの周期性を利用した補正を行うことで、濃度変動の影響の軽減を図ることが可能である。ここで、次のことに注意する必要がある。互いに回転移動する現像ローラ44および感光体22の表面の移動速度が同じである場合には、感光体22上における画像濃度の変動周期は現像ローラ44の周長と同じとなる。しかし、両者の移動速度が異なる場合には、その速度比に応じて、感光体22上における画像濃度の変動周期は現像ローラ44の周長より長くまたは短くなる。
【0057】
この実施形態では、現像ローラ44および感光体22の移動速度を同じにしている。したがって、画像濃度の変動は現像ローラ44の周長での繰り返しとして現れる。以下では、このような周期変動の影響を軽減するための補正処理としての2つの実施例、すなわち補正処理1および補正処理2について説明する。
【0058】
図6は補正処理1を説明するための原理図である。この補正処理1では、先に求めたパッチ画像Ipの各位置についての評価値に対し下記のスムージング処理を施すことによって、現像ローラ周長Ldrに対応した繰り返し周期で現れる変動をキャンセルする。
【0059】
図6の実線で示すように、パッチ画像Ipについての評価値は、ヘッダ部Ih(図4)に相当するサンプリング位置(0≦x≦x0)ではほぼ一定となり、階調画像部Igに相当するサンプリング位置(x>x0)では階調レベルの低下に伴い次第に低下するはずである。しかし、現像ローラ44に起因するパッチ画像Ipの濃度変動のため、図6の破線に示すように、先に求めた評価値G1(x)の計算結果(白丸印で示す)も現像ローラ周長Ldrに対応して周期的な変動を示す。そこで、この補正処理1では、1つのサンプリング位置において求めた評価値G1(x)を、当該位置を中心として現像ローラ周長Ldrの範囲に含まれる各サンプリング位置での評価値の平均値G2(x)に置き換える補正を行うことによって、このような周期的変動をキャンセルする。図6は、現像ローラ周長Ldrの範囲に11箇所のサンプリング位置が含まれる場合を示しており、例えば、サンプリング位置(x=x1)における補正後の評価値G2(x1)(黒丸印で示す)は次のように表される:
G2(x1)={G1(x1-5)+G1(x1-4)+…+G1(x1)+…+G1(x1+4)+G1(x1+5)}/11 … (式5)
ここで、G1(x1-5)、G1(x1-4)、…はそれぞれ、現在対象としているサンプリング位置(x=x1)に対して5サンプル前、4サンプル前、…の各サンプリング位置における評価値である。
【0060】
このスムージング処理は、一般に「移動平均処理」として知られている処理技術である。移動平均処理によるスムージング処理では、連続するサンプリングデータ列に含まれる変動分を平滑化することが可能である。そして、ここでは、処理に用いるサンプリングデータの範囲を現像ローラ周長Ldrに対応させているので、現像ローラ44の回転に伴って生じる周期的な濃度変動の影響をキャンセルすることができる。
【0061】
なお、移動平均処理によるスムージング処理では、データの急峻な変化が鈍ってしまうという問題がある。この実施形態の階調パッチ画像Ipでは、階調画像部Igの階調レベルを連続的に変化させているので、問題となるのは階調画像部Igの両端部のみである。このうち、階調レベル最大の先端部については、さらにその前方に接してベタ画像からなるヘッダ部Ihが設けられているため端部での評価値の変化は緩やかである。また、後端部については、階調レベルの低下に伴って評価値も次第にゼロに近づくため、やはり急激な値の変化は生じない。このように、パッチ画像Ipとして、最大階調レベルでのヘッダ部Ihと、ヘッダ部Ihの後端に接してその階調レベルが最大レベルから最小レベルまで順次変化する階調画像部Igとを有する画像として構成することによって、スムージング処理に伴うデータ変化の鈍りの問題を回避することができる。
【0062】
なお、階調画像部Igの後端部以降での所要個数のサンプリングデータを取ることができない場合には、後端部付近についてはスムージング処理に使用するデータ個数を適宜変更してもよい。例えば、当該サンプリング位置より後方側のデータがn個(nは10より小さい自然数)しかない場合に、当該サンプリング位置に対応するデータおよびその前後各n個のデータの計(2n+1)個のデータによるスムージング処理を行うことができる。
【0063】
図7は補正処理1を示すフローチャートである。この実施形態では、実際には現像ローラ周長Ldrに対応する長さの間で21回のサンプリングを行っているので、21個のサンプリングデータを用いた移動平均処理となる。すなわち、処理を開始するサンプリング位置を(x=x0)として(ステップS101)、当該位置およびその前後10箇所、計21箇所のサンプリング位置における評価値を抜き出し(ステップS102)、それらの平均値を算出する(ステップS103)。こうして求めた平均値を、当該位置における補正後の評価値G2(x)とする(ステップS104)。この処理を、位置xを移動させながら階調画像部Ig内の全てのサンプリング位置について終了するまで繰り返すことによって(ステップS105、S106)、現像ローラ44に起因する周期的変動が除去された新たな評価値G2(x)が得られる。
【0064】
この結果、階調画像部Igの先端部付近についてのデータ処理ではヘッダ部Ihでのサンプリング結果が用いられる一方、後端部付近についてのデータ処理では階調パッチ画像Ipの後端よりさらに後方位置でのサンプリング結果が用いられることとなる。前記の通り、これによるデータの鈍りは少ない。そのため、この補正処理1によって、最大階調レベルから最小階調レベルまで、各階調レベルごとの画像濃度を指標する評価値を、現像ローラ44に起因する周期的変動をキャンセルして精度よく算出することができる。なお、ヘッダ部Ihにおける補正後の評価値G2(x)(ただし、0≦x≦x0)が必要なときは、ヘッダ部Ih内の各位置における評価値G1(x)の平均値を各位置における補正後の評価値G2(x)とすればよい。というのは、ヘッダ部Ihでは本来画像濃度が一定のはずだからである。
【0065】
次に、現像ローラ44に起因する濃度変動の影響を除去するための補正処理の第2の実施例について、図8および図9を参照しながら説明する。
【0066】
図8は補正処理2を説明するための原理図である。また、図9は補正処理2を示すフローチャートである。この補正処理2では、ヘッダ部Ihにおけるサンプリング結果からパッチ画像Ipに現れる濃度変動の程度を割り出し、その結果を用いて階調画像部Igにおける濃度検出結果を補正することによって、現像ローラ周長Ldrに対応した評価値の周期変動を除去している。具体的には、次のようにして補正を行う。
【0067】
まず、ヘッダ部Ih内の各サンプリング位置における評価値G1(x)の平均値Gaveを求めておく。この平均値Gaveは、周期変動がない場合のヘッダ部Ihにおける評価値に相当する。そして、この平均値Gaveに対するヘッダ部Ih内の各サンプリング位置における評価値G1(x)の比率を各サンプリング位置ごとに求める。例えば、図8に示すように、サンプリング位置(x=x2)における評価値G1(x2)が、平均値GaveのA倍であったとする。すなわち、G1(x2)=A・Gaveである。これは、この位置における評価値G1(x2)が、濃度変動の影響により本来の値GaveのA倍となって現れていることを示している。
【0068】
評価値の変動は現像ローラ周長Ldrに対応した周期で生じているとすると、現像ローラ44のちょうど1周分後方に相当する位置(x=x2+Ldr)においても上記と同様の変動が現れているはずである。つまり、この位置における評価値G1(x2+Ldr)は、本来の値のA倍となっていると考えられる。したがって、この位置における評価値G1(x2+Ldr)に対して次式(式6)の補正を行うことにより、濃度変動の影響を受けない補正後の評価値G3(x2+Ldr)を求めることができる:
G3(x2+Ldr)=G1(x2+Ldr)/A … (式6)
また、サンプリング位置(x=x2)に対して現像ローラ44のN周分(ただし、Nは自然数)後方に相当する位置(x=x2+N・Ldr)における評価値G1(x2+N・Ldr)についても、同様に、これを比率Aで除することによって、補正後の評価値G3(x2+N・Ldr)を求めることができる。
【0069】
階調画像部Ig内の他のサンプリング位置における評価値についても、その位置に対応するヘッダ部Ih内の位置における評価値G1(x)と平均値Gaveとの比率に応じた補正を行うことによって、評価値の周期的変動は除去されることとなる。
【0070】
具体的な処理方法について図9を参照しながら説明する。まず、ヘッダ部Ihの各位置において求めた評価値G1(x)の平均値Gaveを算出する(ステップS201)。そして、ヘッダ部Ih内の各位置ごとに、平均値Gaveに対するその位置における評価値G1(x)の比率を求め、その比率から当該位置における補正係数を求める(ステップS202)。上記の例では、濃度変動の影響が現像ローラ44上の同一位置に相当する位置で同じ比率で現れるものとして、上で求めた比率自体を補正係数としているが、他の適宜な方法により補正係数を求めてもよい。
【0071】
そして、補正処理を開始する位置を(x=x0)として(ステップS203)、当該位置における評価値G1(x)を、その位置に対応するヘッダ部Ih内の位置について求めた補正係数により補正し、新たな評価値G3(x)を求める(ステップS204)。この処理を、位置xを移動させながら階調画像部Ig内の全てのサンプリング位置について終了するまで繰り返すことによって(ステップS205、S206)、現像ローラ44に起因する周期的変動が除去された新たな評価値G3(x)が得られる。
【0072】
これら2つの補正処理のいずれによっても、評価値データから周期変動成分を除去することができる。そして、これらの補正処理に供するデータを取得するため、および、階調画像部Igに生じる濃度変動を抑制するために、階調画像部Igの形成に先立って現像ローラ周長Ldr以上の長さを有するヘッダ部Ihを形成することが望ましい。
【0073】
図5に戻って、階調補正モードの説明を続ける。こうして得られた補正後の評価値G2(x)またはG3(x)に基づいて、この実施形態では、必要に応じて階調補正テーブル118の更新を行う(ステップS7)。すなわち、上記で求めた各サンプリング位置ごとの評価値の実測値から、各階調レベルごとの実際の画像濃度とその理想値とを比較することによって、必要な補正を行う。
【0074】
図10はエンジン部の階調特性およびその補正特性を例示する図である。上記のようにして階調パッチ画像Ip内の各点に対応して算出された評価値G2(x)またはG3(x)をその階調レベルに対応させてプロットすると、例えば図10の曲線aに示すように、この装置における階調特性を示す曲線が得られる。この実測による階調特性は、装置の個体差、経時変化や周囲環境の変化などに起因して、本来望まれる理想階調特性(例えば図10に示す曲線b)とは一致していない場合がある。そこで、例えば図10の曲線cに示すように、実測された上記階調特性の逆特性に基づく階調補正を予め画像信号に施すことによって、入力された画像信号の階調性を忠実に再現した画像を形成することが可能となる。
【0075】
具体的には、補正テーブル演算部119が、階調特性検出部123から与えられた階調特性に基づき、実測されたエンジン部EGの階調特性を補償して理想的な階調特性を得るための階調補正テーブルデータを計算し、階調補正テーブル118の内容をその計算結果に更新する。こうして階調補正テーブル118を変更設定する。
【0076】
このとき、実測された装置の階調特性データに現像ローラ44に起因する変動が含まれていると、そのデータに基づいて計算された階調補正テーブルデータも本来の値とは異なったものとなってしまい、結果として不自然な階調性を有する画像が形成されてしまうこととなる。これに対して、この実施形態では、補正処理により予めこのような変動成分を除去した上で計算に供しているので、このような問題は発生しない。
【0077】
そして、以後の画像形成動作では、こうして更新された階調補正テーブル118を参照しながら色変換部114からの各画素の入力CMYK階調データを補正し、その補正CMYK階調データに基づいて画像形成を行うことで階調性の優れた高画質の画像を形成することができる。また、このように階調補正テーブル118を随時更新することによって、経時的に変化するエンジン部EGのガンマ特性に対応して常に理想的な階調補正を行うことができ、画質の安定した画像形成を行うことができる。
【0078】
以上のように、この実施形態の画像形成装置では、階調補正モードのための階調パッチ画像Ipとして、階調レベルが最大レベルから最小レベルまで次第に変化する階調画像部Igと、この階調画像部Igの形成に先立って形成され、その長さが現像ローラ周長Ldr以上であるヘッダ部Ihとを有する画像を形成している。このようにヘッダ部Ihを形成することで現像ローラ1周分のトナーが消費され、新たに供給されたトナーを用いて階調画像部Igが形成されるので、階調画像部Igに濃度ムラが現れにくくなっている。
【0079】
そして、階調画像部Igの画像濃度検出結果に基づき装置の階調補正特性の制御を行っているが、このとき、現像ローラの回転周期で生じる濃度ムラを補正するスムージング処理を行っているので、装置の階調特性を精度よく求めることができ、常に理想的な階調補正特性を得ることができる。その結果、この画像形成装置では、優れた階調性で、画質の良好なトナー像を安定して形成することができる。
【0080】
さらに、ヘッダ部Ihを階調レベル一定のベタ画像とするとともに、階調画像部Igの階調レベルが最大から最小まで次第に変化するように構成しているので、階調画像部Igの端部での急激な画像濃度変化がなく、ヘッダ部Ihにおける濃度検出結果を利用しながらスムージング処理をより高精度に行うことができる。
【0081】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記した実施形態の階調画像部Igは、階調レベルが次第に低下するように構成しているが、これとは逆に、階調レベルが次第に増加するようにしてもよい。というのは、ヘッダ部を形成することによって現像ローラ上のトナーが均一化される効果は、階調画像部の画像パターンとは関係なく得られるからである。しかしながら、階調画像部の濃度検出結果に対しスムージング処理を行うという観点からは、ヘッダ部から階調画像部にかけて画像濃度が連続的に変化するようなパッチ画像とすることが望ましく、上記実施形態のように、階調レベルが次第に低下するような階調画像部とするのが好ましい。
【0082】
また、上記実施形態では、ヘッダ部Ihをベタ画像としているが、ヘッダ部の画像パターンはこれに限定されるものではなく他の画像パターンとしてもよい。例えば、階調画像部が最大階調レベル以外の階調レベルから始まるように構成した場合には、階調画像部の先頭部と同じ階調レベルを有する画像をヘッダ部とするとよい。ただし、ヘッダ部形成後に現像ローラに供給されるトナーの均一性を高める観点からは、ヘッダ部として、できるだけ高濃度で一様なパターンを有する画像を形成することが好ましい。また、ヘッダ部の濃度検出結果を階調画像部の検出結果の補正処理に用いるためには、ヘッダ部は一様な画像パターンを有していることが好ましい。
【0083】
また、上記した実施形態では、その階調レベルが最大レベルから最小レベルまで連続的に変化する階調画像部Igを形成するようにしているが、代表的に数段階の階調レベルで形成した階調画像部を形成するようにしてもよい。この場合において、1つの階調レベルで現像ローラ周長以上の長さを有するヘッダ部の濃度検出結果をその階調レベルでの画像濃度を表すデータとして用いてもよい。
【0084】
また、上記した実施形態では、中間転写ベルト71上に担持されたパッチ画像の濃度検出を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、感光体22上に担持されたパッチ画像の濃度検出を行うようにしてもよい。また、中間転写ベルト71に代えて、転写ドラムなど他の転写媒体を備えた装置では、それらの転写媒体上でパッチ画像の濃度検出を行うようにしてもよい。
【0085】
また、上記各実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のトナーを用いて画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく任意である。また、本発明のようなロータリー現像方式の装置のみでなく、各トナー色に対応した現像器がシート搬送方向に沿って一列に並ぶように配置された、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に対しても本発明を適用可能である。さらに、本発明は、上記実施形態のような電子写真方式の装置に限らず、画像形成装置全般に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。
【図2】 図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図3】 この画像形成装置の階調処理ブロックを示す図である。
【図4】 階調パッチ画像を示す図である。
【図5】 階調補正モードを示すフローチャートである。
【図6】 補正処理1を説明するための原理図である。
【図7】 補正処理1を示すフローチャートである。
【図8】 補正処理2を説明するための原理図である。
【図9】 補正処理2を示すフローチャートである。
【図10】 エンジン部の階調特性およびその補正特性を例示する図である。
【符号の説明】
10…エンジンコントローラ(制御手段)、 11…メインコントローラ(制御手段)、 22…感光体(像担持体)、 44…現像ローラ(トナー担持体)、 Ig…階調画像部、 Ih…ヘッダ部、 Ip…パッチ画像、 Ldr…(現像ローラ44の)周長
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for controlling tone correction characteristics of an apparatus based on a density detection result of a patch image.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile machine, a small test image (patch image) having a predetermined image pattern is formed as needed, and the image density is adjusted by a density sensor. A predetermined image quality can be stably obtained by detecting and adjusting the operating condition of each part of the apparatus based on the detection result.
[0003]
For example, in the image processing apparatus described in Patent Document 1 according to the application of the present applicant, gradation correction characteristics of the apparatus are controlled based on the density detection result of the patch image. That is, the density of the test image of a predetermined pattern is detected by the patch sensor, and a correction conversion table for tone correction is generated based on the detection result. The image signal is converted into laser drive pulse width data while referring to the correction conversion table newly generated in this way. As a result, it is possible to obtain an optimum printing result corresponding to the variation of the gamma characteristic of the apparatus.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-333012 A (Page 6, FIG. 7)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the demand for image quality has increased, and accordingly, establishment of a more accurate gradation correction technique is required. For this purpose, it is necessary to include the print results at as many gradation levels as possible in the patch image and to obtain the image density corresponding to each gradation level with high accuracy.
[0006]
In patch images formed with multiple gradation levels in this way, the density difference between each gradation level is small, so the detection results are affected by density fluctuations and noise caused by variations in device characteristics and fluctuations in the surrounding environment. There is a problem that it is easy to receive. However, in order to perform such gradation correction characteristic control with high accuracy, what kind of patch image is preferably used has not been sufficiently studied so far.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems. In an image forming apparatus and an image forming method for controlling gradation correction characteristics based on a density detection result of a patch image, a patch image suitable for control is formed. It is an object of the present invention to provide a technique for obtaining good gradation correction characteristics based on the density detection result.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface and a toner carrier that carries toner on its surface are arranged to face each other at a predetermined facing position, and the toner carrier is circulated in a predetermined direction. In an image forming apparatus and an image forming method for forming a toner image by developing the electrostatic latent image with the toner by moving the toner carried on the toner carrier to the image carrier while moving the toner. In order to achieve the above object, the tone correction characteristics of the apparatus are controlled based on the density detection result of the toner image formed as a patch image, and the patch image is the surface of the toner carrier surface at the facing position. A gradation image portion whose gradation level gradually changes along the moving direction, and a gradation image portion formed prior to the formation of the gradation image portion, and having a length along the moving direction. Above the length corresponding to the circumference of the carrier Has a single gray level A toner image having a header portion Forming and detecting the density at each position in the header part and the gradation image part, and correcting the density detection result at each position in the gradation image part by using the density detection result at each position in the header part. The gradation correction characteristic is controlled based on the density detection result at each position in the gradation image portion. It is characterized by that.
[0009]
In the invention configured as described above, the header portion is formed prior to the formation of the gradation image portion, and the length of the header portion is set to be equal to or longer than the length corresponding to the peripheral length of the toner carrier. ing. That is, after the header portion is formed using the toner corresponding to one round of the toner carrier, the gradation image portion with the gradation level changed is formed. The reason for this is as follows. That is, in this image forming apparatus and image forming method, density unevenness may occur in the formed image due to non-uniformity of the toner layer on the surface of the toner carrier. In particular, such density unevenness is likely to occur after leaving the apparatus for a long time without image formation.
[0010]
If such density unevenness occurs in a patch image formed by changing the gradation level for the purpose of controlling the gradation correction characteristics, the gradation characteristics of the device cannot be correctly grasped from the density detection result, As a result, the gradation reproducibility of the apparatus is degraded. Therefore, according to the present invention, the toner layer non-uniformity is eliminated by consuming the toner for one round of the toner carrying member for the formation of the header portion. Re Using the formed uniform toner layer, a gradation image portion in which the gradation level is changed is formed. Therefore, density unevenness hardly appears in the gradation image portion, and this gradation image portion represents the gradation characteristics of the apparatus with high fidelity. Further, since the periodic density unevenness that can occur at each position in the gradation image portion also appears in the header portion, it can be corrected using the density detection result at each position in the header portion. This was corrected By controlling the tone correction characteristics based on the density detection result, this image forming apparatus and image forming method can obtain good tone correction characteristics. As described above, the patch image formed in the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention has an aspect suitable as a patch image used for controlling the gradation correction characteristics of the apparatus.
[0011]
In the above description, the “length corresponding to the circumferential length of the toner carrier” means the following. That is, the length is the length along the moving direction that the toner image formed while rotating the toner carrier just once has on the image carrier. In a non-contact development type image forming apparatus in which a toner carrier and an image carrier are spaced apart from each other, the length of a toner image formed during one rotation of the toner carrier is not necessarily the same as that of the toner carrier. This is because it does not always coincide with the circumference.
[0012]
In order to improve the homogeneity of the re-formed toner layer, the header portion is preferably an image having a uniform image pattern. By doing so, the amount of toner remaining on the toner carrier after formation of the header portion becomes substantially uniform, and as a result, it becomes easy to obtain uniformity of the toner layer formed thereafter. As such an image pattern of the header part, for example, an image having a single gradation level can be used. In particular, if the header portion is a solid image with the maximum gradation level, more toner on the toner carrier is consumed for forming the header portion, and the effect of eliminating density unevenness is enhanced.
[0013]
Further, when the header portion having such a uniform image pattern is formed, density unevenness caused by the above-described inhomogeneity of the toner layer and other causes appears in the header portion. Therefore, the density detection result in the header part is obtained from the density detection result, that is, at least one of the density fluctuation period and the density fluctuation amount in the header part, and the density detection result in the gradation image part is corrected based on the result. It is also possible to obtain the gradation characteristics of the apparatus with higher accuracy.
[0014]
In particular, when the header portion is a solid image of the maximum gradation level and an image in which the gradation level changes from the maximum level to the minimum level along the moving direction is formed as the gradation image portion, An effect is obtained. That is, in such a patch image, the gradation level changes continuously and smoothly from the header portion to the gradation image portion, and accordingly, the density change of the formed image also becomes smooth. If a patch image having a smooth density change image pattern is formed in this way, it becomes easier to determine the influence of density unevenness appearing in the density detection result.
[0015]
From this, for example, the image density is sampled at each of a plurality of sampling positions that are different from each other in the moving direction in the patch image, and the obtained sampling data string is smoothed, and the level is calculated based on the result. It is possible to control the tone correction characteristics. In this way, it is possible to accurately control the tone correction characteristics while suppressing the influence of density unevenness, noise, and the like.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This apparatus forms a full color image by superposing four color toners (developers) of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or only black (K) toner. The image forming apparatus forms a monochrome image using In this image forming apparatus, when an image signal is given to the main controller 11 from an external device such as a host computer, the CPU 101 provided in the engine controller 10 controls each part of the engine unit EG in response to a command from the main controller 11. Then, a predetermined image forming operation is executed, and an image corresponding to the image signal is formed on the sheet S. In this embodiment, the engine controller 10 and the main controller 11 integrally function as the “control unit” of the present invention.
[0017]
In the engine unit EG, the photosensitive member 22 is provided to be rotatable in the arrow direction D1 in FIG. A charging unit 23, a rotary developing unit 4 and a cleaning unit 25 are arranged around the photosensitive member 22 along the rotation direction D1. The charging unit 23 is applied with a predetermined charging bias, and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 22 to a predetermined surface potential. The cleaning unit 25 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive member 22 after the primary transfer, and collects it in a waste toner tank provided inside. The photosensitive member 22, the charging unit 23, and the cleaning unit 25 integrally constitute the photosensitive member cartridge 2, and the photosensitive member cartridge 2 is detachably attached to the apparatus main body as a whole.
[0018]
Then, the light beam L is irradiated from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 22 charged by the charging unit 23. The exposure unit 6 exposes the light beam L onto the photosensitive member 22 in accordance with an image signal given from an external device, and forms an electrostatic latent image corresponding to the image signal. Thus, in this embodiment, the photoconductor 22 functions as the “image carrier” of the present invention.
[0019]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 4. That is, in this embodiment, the developing unit 4 is configured as a support frame 40 that is rotatably provided about a rotation axis center orthogonal to the paper surface of FIG. A yellow developing device 4Y, a cyan developing device 4C, a magenta developing device 4M, and a black developing device 4K are provided. The developing unit 4 is controlled by the engine controller 10. Based on the control command from the engine controller 10, the developing unit 4 is driven to rotate, and the developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively brought into contact with the photoreceptor 22 or have a predetermined gap. When positioned at a predetermined development position that is opposed to each other, a developing roller 44 that is a “toner carrier” that is provided in the developing unit and carries toner of a selected color is disposed to face the photoreceptor 22. At the facing position, toner is applied from the developing roller 44 to the surface of the photoreceptor 22. As a result, the electrostatic latent image on the photosensitive member 22 is visualized with the selected toner color.
[0020]
The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer region TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched between a plurality of rollers 72 to 75, and a drive unit (not shown) that rotates the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction D2 by rotationally driving the roller 73. It has. When a color image is transferred to the sheet S, each color toner image formed on the photosensitive member 22 is superimposed on the intermediate transfer belt 71 to form a color image and taken out from the cassette 8 one by one. The color image is secondarily transferred onto the sheet S conveyed to the secondary transfer region TR2 along the conveyance path F.
[0021]
At this time, in order to correctly transfer the image on the intermediate transfer belt 71 to a predetermined position on the sheet S, the timing of feeding the sheet S to the secondary transfer region TR2 is managed. Specifically, a gate roller 81 is provided on the transport path F on the front side of the secondary transfer region TR2, and the gate roller 81 rotates in accordance with the timing of the circumferential movement of the intermediate transfer belt 71. S is sent to the secondary transfer region TR2 at a predetermined timing.
[0022]
Further, the sheet S on which the color image is thus formed is conveyed to the discharge tray portion 89 provided on the upper surface portion of the apparatus main body via the fixing unit 9, the pre-discharge roller 82 and the discharge roller 83. Further, when images are formed on both sides of the sheet S, when the rear end portion of the sheet S on which the image is formed on one side as described above is conveyed to the reversal position PR behind the pre-discharge roller 82. The rotation direction of the discharge roller 83 is reversed, whereby the sheet S is conveyed in the direction of the arrow D3 along the reverse conveyance path FR. Then, the sheet is again placed on the transport path F before the gate roller 81. At this time, the surface of the sheet S to which the image is transferred by contacting the intermediate transfer belt 71 in the secondary transfer region TR2 is first transferred. It is the opposite surface. In this way, images can be formed on both sides of the sheet S.
[0023]
In addition, the apparatus 1 includes a display unit 12 controlled by the CPU 111 of the main controller 11 as shown in FIG. The display unit 12 is constituted by, for example, a liquid crystal display, and in accordance with a control command from the CPU 111, the operation guidance to the user, the progress of the image forming operation, the occurrence of an abnormality in the apparatus, the replacement timing of any unit, etc. A predetermined message for notification is displayed.
[0024]
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like. Reference numeral 107 is a RAM for temporarily storing calculation results in the CPU 101 and other data. is there.
[0025]
A cleaner 76 is disposed in the vicinity of the roller 75. The cleaner 76 can be moved toward and away from the roller 75 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, the blade of the cleaner 76 abuts on the surface of the intermediate transfer belt 71 that is stretched over the roller 75 while moving to the roller 75 side, and the toner that remains on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Remove.
[0026]
Further, a density sensor 60 is disposed in the vicinity of the roller 75. The density sensor 60 is provided to face the surface of the intermediate transfer belt 71 and measures the image density of the toner image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 as necessary. Based on the measurement results, this apparatus uses the operating conditions of each part of the apparatus that affect the image quality, such as the developing bias applied to each developing device, the intensity of the exposure beam L, and the tone correction characteristics of the apparatus. Adjustments are being made.
[0027]
The density sensor 60 is configured to output a signal corresponding to the image density of a region of a predetermined area on the intermediate transfer belt 71 using, for example, a reflection type photosensor. The CPU 101 can detect the image density of each part of the toner image on the intermediate transfer belt 71 by periodically sampling the output signal from the density sensor 60 while rotating the intermediate transfer belt 71.
[0028]
In order to improve the accuracy of density detection by suppressing the influence of light incident from the outside, the density sensor 60 uses an optical path of irradiation light from the density sensor 60 toward the intermediate transfer belt 71 and the intermediate transfer belt 71. Polarized beam splitters (not shown) are respectively provided on the optical paths of the reflected light that is reflected by and incident on the density sensor 60. Thus, while limiting the polarization component of the irradiation light and receiving only a specific polarization component of the reflected light, the S / N ratio of the output signal can be increased, and the density detection can be performed with high accuracy. In the density sensor 60 of this embodiment, irradiation light having a single polarization component (hereinafter referred to as “p-polarization component”) is irradiated toward the intermediate transfer belt 71, and the same p as the irradiation light among the reflected light. A polarization component and a polarization component perpendicular to the polarization component (hereinafter referred to as “s-polarization component”) are individually received, and a voltage corresponding to each received light amount is output as an output signal. In the following, the output voltage of the density sensor 60 corresponding to the p and s polarization components will be expressed as Vp and Vs, respectively.
[0029]
FIG. 3 is a diagram showing a gradation processing block of the image forming apparatus. The main controller 11 includes functional blocks such as a color conversion unit 114, a gradation correction unit 115, a halftoning unit 116, a pulse modulation unit 117, a gradation correction table 118, and a correction table calculation unit 119.
[0030]
In addition to the CPU 101, ROM 106, and RAM 107 shown in FIG. 2, the engine controller 10 includes a laser driver 121 for driving a laser light source provided in the exposure unit 6 and a detection result of the engine unit EG based on the detection result of the density sensor 60. A gradation characteristic detecting unit 123 that detects a gradation characteristic indicating a gamma characteristic is provided.
[0031]
In the main controller 11 to which the image signal is given from the host computer 100, the color conversion unit 114 converts the RGB gradation data indicating the gradation level of the RGB component of each pixel in the image corresponding to the image signal into the corresponding CMYK. Conversion into CMYK gradation data indicating the gradation level of the component. In this color conversion unit 114, the input RGB gradation data is, for example, 8 bits per pixel per color component (that is, representing 256 gradations), and the output CMYK gradation data is similarly 8 bits per pixel per color component ( That is, it represents 256 gradations). The CMYK gradation data output from the color conversion unit 114 is input to the gradation correction unit 115.
[0032]
The gradation correction unit 115 performs gradation correction on the CMYK gradation data of each pixel input from the color conversion unit 114. That is, the gradation correction unit 115 refers to the gradation correction table 118 registered in advance in the nonvolatile memory, and in accordance with the gradation correction table 118, the input CMYK gradation data of each pixel from the color conversion unit 114. Is converted into corrected CMYK gradation data indicating the corrected gradation level. The purpose of the gradation correction is to compensate for the change in the gamma characteristic of the engine unit EG configured as described above, and to keep the overall gamma characteristic of the image forming apparatus always ideal. The corrected CMYK gradation data corrected in this way is input to the halftoning unit 116. The halftoning unit 116 performs halftoning processing such as an error diffusion method, a dither method, and a screen method, and inputs halftone CMYK gradation data of 8 bits per pixel to the pulse modulation unit 117.
[0033]
The CMYK gradation data after halftoning input to the pulse modulation unit 117 indicates the size and arrangement of toner dots of CMYK colors to be attached to each pixel, and the pulse modulation unit 117 that has received such data receives the data. The halftone CMYK gradation data is used to create a video signal for pulse width modulation of the exposure laser pulses of the CMYK color images of the engine unit EG and output to the engine controller 10 via a video interface (not shown). To do. Upon receiving this video signal, the laser driver 121 controls ON / OFF of the semiconductor laser of the exposure unit 6 to form an electrostatic latent image of each color component on the photosensitive member 22. In this way, normal printing is performed.
[0034]
In addition, this image forming apparatus has a gradation correction mode that is executed at an appropriate timing, for example, immediately after the power is turned on, and forms a patch image for gradation correction to change and set the gradation correction table. In this gradation correction mode, a gradation patch image for gradation correction prepared in advance for measuring the gamma characteristic is formed on the intermediate transfer belt 71 by the engine unit EG for each toner color. The density sensor 60 reads the image density of the image, and based on the signal from the density sensor 60, the gradation characteristic detection unit 123 associates the gradation level of each gradation patch image with the detected image density ( The gamma characteristics of the engine unit EG are created and output to the correction table calculation unit 119 of the main controller 11.
[0035]
In this embodiment, the data of the gradation patch image is programmed in the ROM of the main controller 11, for example, and the surface of the intermediate transfer belt 71 is executed by executing the above-described image forming operation based on this image data. A gradation patch image having a predetermined pattern is formed on the substrate.
[0036]
FIG. 4 is a diagram showing a gradation patch image. As shown in FIG. 4A, the gradation patch image Ip in this embodiment has a strip shape extending along the moving direction D2 of the intermediate transfer belt 71, and its gradation level is not uniform and is moving. It is formed so as to continuously change from the maximum level (level 255) to the minimum level (level 0) along the direction D2. However, a “header portion” Ih, which is a solid image formed with the gradation level maintained at the maximum value 255, is provided in contact with the portion where the gradation level changes at the head portion (x = 0 to x0) of the image. Yes. The length of the header portion Ih is not less than the circumferential length Ldr of the developing roller 44, and the reason will be described later. Of the gradation patch image Ip, the portion Ig excluding the header portion Ih described above corresponds to the “gradation image portion” of the present invention.
[0037]
That is, in the process of forming the gradation patch Ip, first, a header portion Ih, which is a solid image having a constant width and a length Ldr or more along the direction D2, is formed on the photoconductor 22, and subsequently, the gradation is patched. A gradation image portion Ig having the same width (or narrower than the header portion) whose level gradually changes from the maximum level to the minimum level is formed. A tone patch image Ip is a transfer of the image formed in this way onto the intermediate transfer belt 71. As the gradation patch image Ip, in addition to the image shown in FIG. 4A whose gradation level continuously changes, an image whose gradation level changes stepwise can be used.
[0038]
As will be described later, in this image forming apparatus, the density sensor 60 detects the image density of the gradation patch image Ip. That is, the CPU 101 samples the output signal from the density sensor 60 at a constant period while rotating the intermediate transfer belt 71 carrying the patch image Ip. Thereby, as shown in FIG. 4B, a sampling data string corresponding to the image density of each of a plurality of regions (hereinafter referred to as “detection regions”) P in the patch image Ip is obtained. In addition, as shown in FIG. 4B, the detection areas P that are adjacent to each other may partially overlap each other or may be separated from each other.
[0039]
FIG. 5 is a flowchart showing the gradation correction mode. This gradation correction mode has the following characteristics: (1) The patch image density is normalized by the evaluation value calculated from the density sensor output signal using a predetermined calculation formula, and based on this (2) In consideration of the influence of the surface state of the intermediate transfer belt 71, which is the base on which the patch image is formed, on the density detection result, the patch image is formed before and after the patch image formation at the same position. The evaluation value is calculated based on the sampling result; (3) A predetermined correction process is performed on the sampling result in consideration of the possibility that the sampling result includes the influence of density fluctuation and noise. Hereinafter, each processing step in the gradation correction mode will be described in detail.
[0040]
In this embodiment, in view of the great difference in optical characteristics between the color toner and the achromatic black toner, the patch image formed with the color toner differs from the patch image formed with the black toner. Processing is performed using a calculation formula. However, since the basic concept is common, the processing for patch images with color toner will be mainly described below, and different calculation formulas for black toner will be collectively shown later.
[0041]
In step S1, the background density is detected. That is, the CPU 101 samples the output signal from the density sensor 60 at regular intervals (8 msec intervals in this embodiment) while rotating the intermediate transfer belt 71 that does not carry a toner image. Sampling is performed for approximately one turn of the intermediate transfer belt 71. The density sensor outputs Vp and Vs at the sampling position x (x = 0, 1, 2,...) At this time are expressed as Tp1 (x) and Ts1 (x), respectively. Among these, for the sample value at the same position as the detection area where the gradation patch image is formed and the density is detected later, the sample value is stored separately for each position.
[0042]
For the sample values Tp1 (x) and Ts1 (x) for one turn of the intermediate transfer belt 71, the average values Tave and Tpave are obtained and stored according to the following expressions (Expression 1) and (Expression 2). :
Tave = Sg.AVG (Tp1 (x) -Vp0) -AVG (Ts1 (x) -Vs0) (Formula 1)
Tpave = AVG (Tp1 (x) −Vp0) (Formula 2)
Here, AVG (f (x)) is defined as an operator for obtaining an average value of the function f (x) having x as a variable in the entire range of x. The values Vp0 and Vs0 are the “dark output” of the density sensor 60, that is, the output voltages Vp and Vs output from the density sensor 60 when the irradiation light quantity is zero, and the output offset of the output circuit of the density sensor 60. Is a value corresponding to.
[0043]
The coefficient Sg is a gain correction coefficient of the density sensor 60. In this embodiment, the S / N ratio of the signal is improved in consideration of the fact that the amount of the s-polarized light component is smaller than the p-polarized light component that is the same polarization component as the irradiated light among the polarized light components included in the reflected light. Therefore, the s-polarized component light receiving unit of the density sensor 60 is given a larger gain than the p-polarized component light receiving unit. The above-mentioned gain correction coefficient Sg is a coefficient for compensating for this gain difference and making the weights of both polarization components the same.
[0044]
Next, the engine unit EG is operated to form the patch image Ip shown in FIG. 4A on the intermediate transfer belt 71 (step S2). Then, for a plurality of detection areas P (FIG. 4B) in the patch image Ip formed in this way, the output signal of the density sensor 60 corresponding to the image density of each detection area is sampled (step S3). The density sensor outputs Vp and Vs at the sampling position x at this time are represented as Dp1 (x) and Ds1 (x), respectively.
[0045]
In subsequent step S4, background correction is performed by subtracting the influence of the background (intermediate transfer belt 71) from the sampling result of the patch image. The basic concept of this background correction is as follows. That is, the sampling result of the patch image Ip includes the influence of light that is transmitted through the patch image Ip and reflected from the surface of the intermediate transfer belt 71. In particular, the influence is large in a portion formed at a relatively low gradation level (in the patch image Ip shown in FIG. 4A, it is formed at a gradation level lower to the right). Therefore, the net image density of the patch image is obtained by correcting the sampling results Dp1 (x) and Ds1 (x) for the patch image Ip using the sampling results Tp1 (x) and Ts1 (x) for the background, respectively. Can be requested.
[0046]
Specifically, density data Fc (x) after correction for a color toner patch image is obtained by the following calculation formula:
Fc (x) = Sg · {Dp1 (x) −Vp0} − {Ds1 (x) −Vs0} × Tave / [Sg · {Tp1 (x) −Vp0} − {Ts1 (x) −Vs0}] ( Formula 3)
Here, the subscript c on the left side indicates a value corresponding to the color toner, and the calculation formula itself is common to cyan, magenta, and yellow toner colors, but the value of the density data Fc (x) is Needless to say, each toner color has a different value. The same applies to the following calculations.
[0047]
Next, the density data Fc (x) obtained in this way is converted into an evaluation value G1c (x) (step S5). This “evaluation value” is expressed by normalizing the patch image density with a value from 0 to 1. In the density sensor 60 using the reflection type photosensor, the output voltage decreases as the amount of received light increases, so that the value of the density data Fc (x) described above becomes smaller as the image density is higher and is difficult to handle. Therefore, an evaluation value G1c (x) indicating a larger value as the image density is higher is introduced. The evaluation value G1c (x) is calculated by the following formula:
G1c (x) = 1-Fc (x) / Tave (Formula 4)
Here, due to an error occurring in the process of sampling and calculation processing, the result of (Expression 4) may be a negative value or a value exceeding 1. In such a case, the calculation result is rounded to 0 or 1, respectively.
[0048]
On the other hand, the same can be considered for black toner. In this case, the following formulas (Formula 3A) and (Formula 4A) can be used instead of the above formulas (Formula 3) and (Formula 4), respectively:
Fk (x) = {Dp1 (x) −Vp0} × Tpave / {Tp1 (x) −Vp0} (Formula 3A)
G1k (x) = 1-Fk (x) / Tpave (Formula 4A)
Here, the subscript k on the left side indicates a value corresponding to black toner.
[0049]
The subsequent treatment for the evaluation values G1c (x) and G1k (x) thus obtained is common to the color toner and the black toner. Therefore, in the following description, the evaluation value G1c (x) corresponding to the color toner and the evaluation value G1k (x) corresponding to the black toner are not particularly distinguished, and in any case, G1 ( x).
[0050]
Subsequently, correction processing is performed on the evaluation value G1 (x) thus obtained (step S6). This correction process is a correction process for canceling the influence of periodic density fluctuations caused by the developing roller 44. The density fluctuation caused by the developing roller 44 occurs, for example, as follows.
[0051]
If the developing roller 44 is eccentric, periodic density fluctuations occur as the developing roller 44 rotates. In a contact development type image forming apparatus in which development is performed in a state where the developing roller 44 and the photosensitive member 22 are in contact with each other, the contact pressure between the developing roller 44 and the photosensitive member varies due to the eccentricity of the developing roller 44. The probability of toner movement to 22 fluctuates. On the other hand, in a non-contact development type image forming apparatus in which development is performed in a state where the developing roller 44 and the photosensitive member 22 are spaced apart from each other, the strength of the electric field formed in the gap portion varies and the flying property of the toner changes. To do. Therefore, in any type of apparatus, the eccentricity of the developing roller 44 causes fluctuations in image density.
[0052]
Further, non-uniformity of the toner layer on the surface of the developing roller 44 such as the amount of toner carried on the developing roller 44 and the charge amount thereof also causes density fluctuation. This is because if the amount of toner carried on the surface of the developing roller 44 or the amount of charge varies, the amount of toner moving to the photosensitive member 22 will also differ partially. Such variations are caused by unevenness of the surface condition of the developing roller 44, such as manufacturing variations and the presence of toner stuck to the developing roller surface, and the apparatus stops the rotation of the developing roller 44. It is also caused by being left in the state for a long time.
[0053]
In this embodiment, when the patch image Ip is formed, the header portion Ih, which is a solid image, is provided prior to the formation of the gradation image portion Ig for data collection used for controlling the gradation correction characteristics. Yes. The length along the direction D2 of the header portion Ih is set to be not less than the developing roller circumferential length Ldr. Therefore, the header portion Ih of the patch image Ip is formed using the toner carried on the surface of the developing roller 44 before the patch image is formed. Then, new toner is supplied to the surface of the developing roller 44 that has consumed the toner in the developing device. At this time, since the header portion Ih is a uniform solid image, the toner on the surface is consumed almost uniformly over one or more rotations of the developing roller 44. Therefore, the toner newly carried on the surface of the developing roller 44 has high uniformity in the circumferential direction of the developing roller 44.
[0054]
On the other hand, the gradation image portion Ig of the patch image Ip is formed by using the highly uniform toner thus newly supplied to the developing roller 44. Therefore, in this image forming apparatus, density unevenness due to non-uniformity of the toner layer on the surface of the developing roller 44 is difficult to appear, and the gradation characteristics of the apparatus can be obtained with high accuracy from the density detection result in the gradation image portion Ig. Is possible.
[0055]
As described above, in this embodiment, the header portion Ih is provided in the patch image Ip, and the length thereof is not less than the developing roller circumferential length Ldr, whereby density unevenness due to the non-uniformity of the toner on the surface of the developing roller 44 is achieved. Can be prevented from reaching the gradation image portion Ig. However, density fluctuations due to other causes such as the eccentricity of the developing roller 44 described above may not be completely removed.
[0056]
Such fluctuations in image density caused by the developing roller 44 appear repeatedly in synchronization with the rotation cycle of the developing roller 44. Therefore, it is possible to reduce the influence of density fluctuations by performing correction using the periodicity on the sampling data. Here, it is necessary to pay attention to the following. When the moving speeds of the developing roller 44 and the surface of the photosensitive member 22 that rotate with respect to each other are the same, the fluctuation cycle of the image density on the photosensitive member 22 is the same as the circumferential length of the developing roller 44. However, when the moving speeds of the two are different, the fluctuation cycle of the image density on the photosensitive member 22 is longer or shorter than the circumference of the developing roller 44 depending on the speed ratio.
[0057]
In this embodiment, the moving speeds of the developing roller 44 and the photosensitive member 22 are the same. Therefore, fluctuations in image density appear as repetitions at the circumference of the developing roller 44. In the following, two examples, ie, correction process 1 and correction process 2, will be described as correction processes for reducing the influence of such periodic fluctuations.
[0058]
FIG. 6 is a principle diagram for explaining the correction process 1. In this correction process 1, the following smoothing process is performed on the evaluation values for the respective positions of the previously obtained patch image Ip, thereby canceling fluctuations appearing at a repetition period corresponding to the developing roller circumferential length Ldr.
[0059]
As shown by the solid line in FIG. 6, the evaluation value for the patch image Ip is substantially constant at the sampling position (0 ≦ x ≦ x0) corresponding to the header portion Ih (FIG. 4), and corresponds to the gradation image portion Ig. At the sampling position (x> x0), it should gradually decrease as the gradation level decreases. However, because of the density fluctuation of the patch image Ip caused by the developing roller 44, as shown by the broken line in FIG. 6, the calculation result of the evaluation value G1 (x) obtained previously (shown by a white circle) is also the developing roller circumferential length. Periodic fluctuations are shown corresponding to Ldr. Therefore, in this correction process 1, the evaluation value G1 (x) obtained at one sampling position is used as an average value G2 () of the evaluation values at each sampling position included in the range of the developing roller circumferential length Ldr with the position as the center. Such a periodic variation is canceled by performing a correction to be replaced with x). FIG. 6 shows a case where eleven sampling positions are included in the range of the developing roller circumferential length Ldr. For example, the evaluation value G2 (x1) after correction at the sampling position (x = x1) (indicated by a black circle) ) Is expressed as:
G2 (x1) = {G1 (x1-5) + G1 (x1-4) + ... + G1 (x1) + ... + G1 (x1 + 4) + G1 (x1 + 5)} / 11 (Formula 5)
Here, G1 (x1-5), G1 (x1-4),... Are evaluations at the sampling positions (5 samples before, 4 samples before,. Value.
[0060]
This smoothing processing is a processing technique generally known as “moving average processing”. In the smoothing process by the moving average process, it is possible to smooth the variation included in the continuous sampling data string. Here, since the range of the sampling data used for processing corresponds to the developing roller circumferential length Ldr, it is possible to cancel the influence of the periodic density fluctuation caused by the rotation of the developing roller 44.
[0061]
Note that the smoothing process based on the moving average process has a problem that the steep change in data becomes dull. In the gradation patch image Ip of this embodiment, since the gradation level of the gradation image portion Ig is continuously changed, only the both ends of the gradation image portion Ig are problematic. Among these, the tip portion with the maximum gradation level is further provided with a header portion Ih made of a solid image in contact with the front thereof, so that the evaluation value at the end portion changes slowly. In addition, as for the rear end portion, the evaluation value gradually approaches zero as the gradation level is lowered, so that a rapid change in the value does not occur. Thus, as the patch image Ip, the header part Ih at the maximum gradation level and the gradation image part Ig whose gradation level sequentially changes from the maximum level to the minimum level in contact with the rear end of the header part Ih. By configuring as an image having, it is possible to avoid the problem of dull data change associated with the smoothing process.
[0062]
In addition, when the required number of sampling data after the rear end portion of the gradation image portion Ig cannot be obtained, the number of data used for the smoothing process in the vicinity of the rear end portion may be appropriately changed. For example, when there are only n data (n is a natural number smaller than 10) behind the sampling position, the data corresponding to the sampling position and each of n data before and after the data are (2n + 1) data. Smoothing processing can be performed.
[0063]
FIG. 7 is a flowchart showing the correction process 1. In this embodiment, since the sampling is actually performed 21 times within the length corresponding to the developing roller circumferential length Ldr, the moving average process using 21 sampling data is performed. That is, assuming that the sampling position at which the process is started is (x = x0) (step S101), the evaluation values at the sampling position at a total of 21 sampling positions are extracted (step S102), and the average value is calculated. (Step S103). The average value thus obtained is set as the corrected evaluation value G2 (x) at the position (step S104). By repeating this process until all sampling positions in the gradation image portion Ig are completed while moving the position x (steps S105 and S106), a new variation in which the periodic fluctuation due to the developing roller 44 has been removed is removed. An evaluation value G2 (x) is obtained.
[0064]
As a result, the sampling result at the header portion Ih is used in the data processing near the leading end of the gradation image portion Ig, while the rear position of the gradation patch image Ip is further behind in the data processing near the trailing end portion. The sampling result at is used. As described above, there is little data dullness due to this. Therefore, by this correction process 1, an evaluation value that indicates the image density for each gradation level from the maximum gradation level to the minimum gradation level is calculated with high accuracy by canceling the periodic fluctuation caused by the developing roller 44. be able to. When the corrected evaluation value G2 (x) (where 0 ≦ x ≦ x0) in the header part Ih is required, the average value of the evaluation values G1 (x) at each position in the header part Ih is used for each position. The corrected evaluation value G2 (x) may be used. This is because the image density should be constant in the header part Ih.
[0065]
Next, a second embodiment of the correction process for removing the influence of density fluctuation caused by the developing roller 44 will be described with reference to FIGS.
[0066]
FIG. 8 is a principle diagram for explaining the correction process 2. FIG. 9 is a flowchart showing the correction process 2. In this correction processing 2, the degree of density fluctuation appearing in the patch image Ip is determined from the sampling result in the header part Ih, and the density detection result in the gradation image part Ig is corrected using the result, thereby developing roller circumferential length Ldr. The periodic fluctuation of the evaluation value corresponding to is removed. Specifically, correction is performed as follows.
[0067]
First, an average value Gave of evaluation values G1 (x) at each sampling position in the header part Ih is obtained. This average value Gave corresponds to an evaluation value in the header part Ih when there is no period fluctuation. Then, the ratio of the evaluation value G1 (x) at each sampling position in the header part Ih to the average value Gave is obtained for each sampling position. For example, as shown in FIG. 8, it is assumed that the evaluation value G1 (x2) at the sampling position (x = x2) is A times the average value Gave. That is, G1 (x2) = A · Gave. This indicates that the evaluation value G1 (x2) at this position appears as A times the original value Gave due to the influence of density fluctuation.
[0068]
If the fluctuation of the evaluation value occurs at a cycle corresponding to the developing roller circumferential length Ldr, the same fluctuation as described above appears also at a position (x = x 2 + Ldr) corresponding to the rear of the developing roller 44 by exactly one turn. It should be. That is, the evaluation value G1 (x2 + Ldr) at this position is considered to be A times the original value. Therefore, by correcting the evaluation value G1 (x2 + Ldr) at this position by the following equation (Equation 6), a corrected evaluation value G3 (x2 + Ldr) that is not affected by the density fluctuation can be obtained:
G3 (x2 + Ldr) = G1 (x2 + Ldr) / A (Formula 6)
Further, the evaluation value G1 (x2 + N · Ldr) at the position (x = x2 + N · Ldr) corresponding to the N circumferences (where N is a natural number) of the developing roller 44 with respect to the sampling position (x = x2) Similarly, by dividing this by the ratio A, the corrected evaluation value G3 (x2 + N · Ldr) can be obtained.
[0069]
The evaluation values at other sampling positions in the gradation image portion Ig are also corrected by performing the correction according to the ratio between the evaluation value G1 (x) and the average value Gave at the position in the header portion Ih corresponding to the position. The periodic fluctuation of the evaluation value is eliminated.
[0070]
A specific processing method will be described with reference to FIG. First, an average value Gave of the evaluation values G1 (x) obtained at each position of the header part Ih is calculated (step S201). Then, for each position in the header part Ih, the ratio of the evaluation value G1 (x) at that position to the average value Gave is determined, and the correction coefficient at that position is determined from the ratio (step S202). In the above example, it is assumed that the influence of density fluctuation appears at the same ratio on the developing roller 44 at the same position, and the ratio itself obtained above is used as the correction coefficient. You may ask for.
[0071]
Then, the position where correction processing is started is set as (x = x0) (step S203), and the evaluation value G1 (x) at the position is corrected by the correction coefficient obtained for the position in the header portion Ih corresponding to the position. A new evaluation value G3 (x) is obtained (step S204). This process is repeated until the sampling is completed for all sampling positions in the gradation image portion Ig while moving the position x (steps S205 and S206), whereby a new variation in which the periodic fluctuation due to the developing roller 44 has been removed is removed. An evaluation value G3 (x) is obtained.
[0072]
By either of these two correction processes, the periodic variation component can be removed from the evaluation value data. In order to acquire data to be used for these correction processes and to suppress density fluctuations that occur in the gradation image portion Ig, the length is equal to or longer than the developing roller circumferential length Ldr prior to the formation of the gradation image portion Ig. It is desirable to form a header portion Ih having
[0073]
Returning to FIG. 5, the description of the gradation correction mode will be continued. Based on the corrected evaluation value G2 (x) or G3 (x) obtained in this way, in this embodiment, the gradation correction table 118 is updated as necessary (step S7). That is, the necessary correction is performed by comparing the actual image density for each gradation level with its ideal value from the actually measured evaluation value for each sampling position obtained above.
[0074]
FIG. 10 is a diagram illustrating the gradation characteristic of the engine unit and its correction characteristic. When the evaluation value G2 (x) or G3 (x) calculated corresponding to each point in the gradation patch image Ip as described above is plotted corresponding to the gradation level, for example, the curve a in FIG. As shown in the graph, a curve indicating the gradation characteristics in this apparatus is obtained. The actually measured gradation characteristics may not match the originally desired ideal gradation characteristics (for example, the curve b shown in FIG. 10) due to individual differences among devices, changes with time, changes in the surrounding environment, and the like. is there. Therefore, for example, as shown by a curve c in FIG. 10, the gradation of the input image signal is faithfully reproduced by applying gradation correction to the image signal in advance based on the inverse characteristic of the actually measured gradation characteristic. It is possible to form an image.
[0075]
Specifically, the correction table calculation unit 119 compensates the actually measured tone characteristic of the engine unit EG based on the tone characteristic given from the tone characteristic detection unit 123 to obtain an ideal tone characteristic. Tone correction table data is calculated, and the content of the tone correction table 118 is updated to the calculation result. Thus, the gradation correction table 118 is changed and set.
[0076]
At this time, if the measured gradation characteristic data of the apparatus includes a variation caused by the developing roller 44, the gradation correction table data calculated based on the data is also different from the original value. As a result, an image having an unnatural gradation is formed. On the other hand, in this embodiment, since such fluctuation components are removed in advance by correction processing and used for calculation, such a problem does not occur.
[0077]
In the subsequent image forming operation, the input CMYK gradation data of each pixel from the color conversion unit 114 is corrected with reference to the updated gradation correction table 118, and an image is generated based on the corrected CMYK gradation data. By performing the formation, a high-quality image with excellent gradation can be formed. In addition, by updating the gradation correction table 118 as needed, ideal gradation correction can always be performed in accordance with the gamma characteristic of the engine unit EG that changes over time, and an image with stable image quality can be obtained. Formation can be performed.
[0078]
As described above, in the image forming apparatus according to this embodiment, the gradation patch image Ip for the gradation correction mode includes the gradation image portion Ig whose gradation level gradually changes from the maximum level to the minimum level, and this level. Prior to the formation of the toned image portion Ig, an image having a header portion Ih having a length equal to or longer than the developing roller circumferential length Ldr is formed. By forming the header portion Ih in this way, the toner for one round of the developing roller is consumed, and the gradation image portion Ig is formed using the newly supplied toner. Is difficult to appear.
[0079]
The gradation correction characteristic of the apparatus is controlled based on the image density detection result of the gradation image portion Ig. At this time, a smoothing process is performed to correct density unevenness that occurs in the rotation cycle of the developing roller. Therefore, the gradation characteristics of the apparatus can be obtained with high accuracy, and ideal gradation correction characteristics can always be obtained. As a result, this image forming apparatus can stably form a toner image with excellent gradation and good image quality.
[0080]
Further, since the header portion Ih is a solid image having a constant gradation level and the gradation level of the gradation image portion Ig is gradually changed from the maximum to the minimum, the end portion of the gradation image portion Ig is configured. Therefore, the smoothing process can be performed with higher accuracy while using the density detection result in the header portion Ih.
[0081]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the gradation image portion Ig of the above-described embodiment is configured such that the gradation level gradually decreases, but conversely, the gradation level may gradually increase. This is because the effect of making the toner on the developing roller uniform by forming the header portion is obtained regardless of the image pattern of the gradation image portion. However, from the viewpoint of performing the smoothing process on the density detection result of the gradation image portion, it is desirable to obtain a patch image in which the image density continuously changes from the header portion to the gradation image portion. As described above, it is preferable to use a gradation image portion in which the gradation level gradually decreases.
[0082]
Moreover, in the said embodiment, although the header part Ih is made into the solid image, the image pattern of a header part is not limited to this, It is good also as another image pattern. For example, when the gradation image portion is configured to start from a gradation level other than the maximum gradation level, an image having the same gradation level as the head portion of the gradation image portion may be used as the header portion. However, from the viewpoint of increasing the uniformity of the toner supplied to the developing roller after forming the header portion, it is preferable to form an image having a uniform pattern with a density as high as possible as the header portion. Further, in order to use the density detection result of the header part for correction processing of the detection result of the gradation image part, the header part preferably has a uniform image pattern.
[0083]
In the above-described embodiment, the gradation image portion Ig whose gradation level continuously changes from the maximum level to the minimum level is formed. However, the gradation image portion Ig is typically formed at several gradation levels. A gradation image portion may be formed. In this case, the density detection result of the header portion having a length equal to or greater than the circumferential length of the developing roller at one gradation level may be used as data representing the image density at that gradation level.
[0084]
In the above embodiment, the density detection of the patch image carried on the intermediate transfer belt 71 is performed. However, the present invention is not limited to this. For example, the patch carried on the photosensitive member 22 is not limited thereto. Image density detection may be performed. Further, instead of the intermediate transfer belt 71, in an apparatus including another transfer medium such as a transfer drum, the density detection of the patch image may be performed on the transfer medium.
[0085]
In each of the above embodiments, the present invention is applied to an apparatus that forms an image using toners of four colors, yellow, magenta, cyan, and black. However, the types and number of toner colors are limited to those described above. It is optional. In addition to the rotary development type apparatus as in the present invention, the so-called tandem type image forming apparatus in which developing units corresponding to the respective toner colors are arranged in a line along the sheet conveying direction. The present invention is also applicable. Furthermore, the present invention is not limited to the electrophotographic apparatus as in the above embodiment, but can be applied to all image forming apparatuses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a gradation processing block of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a diagram illustrating a gradation patch image.
FIG. 5 is a flowchart showing a gradation correction mode.
FIG. 6 is a principle diagram for explaining correction processing 1;
FIG. 7 is a flowchart showing a correction process 1;
FIG. 8 is a principle diagram for explaining correction processing 2;
FIG. 9 is a flowchart showing correction processing 2;
FIG. 10 is a diagram illustrating tone characteristics and correction characteristics of an engine unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine controller (control means) 11 ... Main controller (control means) 22 ... Photoconductor (image carrier), 44 ... Developing roller (toner carrier), Ig ... Gradation image part, Ih ... Header part, Ip ... patch image, Ldr ... circumference of developing roller 44

Claims (6)

その表面に静電潜像を担持可能な像担持体と、
その表面にトナーを担持しながら所定方向に周回移動することで、前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体に担持された前記トナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成するとともに、パッチ画像として形成した前記トナー像の濃度検出結果に基づいて装置の階調補正特性を制御する制御手段と
を備え、
前記パッチ画像は、
前記対向位置における前記トナー担持体表面の移動方向に沿って形成され、しかも、
前記移動方向に沿って階調レベルが次第に変化する階調画像部と、
前記階調画像部の形成に先立って形成され、かつ、前記移動方向に沿った長さが前記トナー担持体の周長に対応する長さ以上で単一階調レベルを有するヘッダ部と
を有し、
前記制御手段は、前記ヘッダ部内および前記階調画像部内の各位置で濃度検出するとともに、前記階調画像部内各位置における濃度検出結果を当該位置からみて前記像担持体上で前記トナー担持体の周長に対応する長さのN倍(Nは自然数)だけ離れた前記ヘッダ部内の位置の濃度検出結果に基づいて補正し、該補正後の前記階調画像部内各位置における濃度検出結果に基づいて前記階調補正特性の制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier capable of carrying an electrostatic latent image on its surface;
A toner carrier that conveys the toner to a position facing the image carrier by moving around in a predetermined direction while carrying toner on the surface;
The toner carried on the toner carrier is moved to the image carrier to visualize the electrostatic latent image with the toner to form a toner image, and the density of the toner image formed as a patch image Control means for controlling the tone correction characteristics of the apparatus based on the detection result,
The patch image is
Formed along the direction of movement of the surface of the toner carrier at the facing position;
A gradation image portion whose gradation level gradually changes along the moving direction;
A header portion that is formed prior to the formation of the gradation image portion, and that has a length along the moving direction that is equal to or greater than the peripheral length of the toner carrier and has a single gradation level. And
The control means detects the density at each position in the header part and the gradation image part, and the density detection result at each position in the gradation image part as viewed from the position of the toner carrier on the image carrier. Correction is performed based on the density detection result at the position in the header portion separated by N times (N is a natural number) the length corresponding to the circumference, and based on the density detection result at each position in the gradation image portion after the correction. And controlling the gradation correction characteristics.
前記制御手段は、前記ヘッダ部内各位置の濃度検出結果から当該位置における濃度の前記ヘッダ部の平均濃度に対する比率を求め、その比率に基づいて前記階調画像部内各位置における濃度検出結果を補正する請求項1に記載の画像形成装置。  The control means obtains a ratio of the density at the position to the average density of the header part from the density detection result at each position in the header part, and corrects the density detection result at each position in the gradation image part based on the ratio. The image forming apparatus according to claim 1. その表面に静電潜像を担持可能な像担持体と、
その表面にトナーを担持しながら所定方向に周回移動することで、前記像担持体との対向位置に前記トナーを搬送するトナー担持体と、
前記トナー担持体に担持された前記トナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成するとともに、パッチ画像として形成した前記トナー像の濃度検出結果に基づいて装置の階調補正特性を制御する制御手段と
を備え、
前記パッチ画像は、
前記対向位置における前記トナー担持体表面の移動方向に沿って形成され、しかも、
前記移動方向に沿って階調レベルが次第に変化する階調画像部と、
前記階調画像部の形成に先立って形成され、かつ、前記移動方向に沿った長さが前記トナー担持体の周長に対応する長さ以上で単一階調レベルを有するヘッダ部と
を有し、
前記パッチ画像は、前記ヘッダ部と前記階調画像部との間で階調レベルが連続するように形成され、
前記制御手段は、前記トナー担持体の周長に対応する長さを処理範囲とする移動平均処理により前記階調画像部内各位置の濃度検出結果を補正することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier capable of carrying an electrostatic latent image on its surface;
A toner carrier that conveys the toner to a position facing the image carrier by moving around in a predetermined direction while carrying toner on the surface;
The toner carried on the toner carrier is moved to the image carrier to visualize the electrostatic latent image with the toner to form a toner image, and the density of the toner image formed as a patch image Control means for controlling the tone correction characteristics of the apparatus based on the detection result,
The patch image is
Formed along the direction of movement of the surface of the toner carrier at the facing position;
A gradation image portion whose gradation level gradually changes along the moving direction;
A header portion formed prior to the formation of the gradation image portion and having a single gradation level with a length along the moving direction equal to or longer than a peripheral length of the toner carrier;
Have
The patch image is formed such that gradation levels are continuous between the header portion and the gradation image portion,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit corrects the density detection result at each position in the gradation image portion by a moving average process in which a length corresponding to the circumference of the toner carrier is a processing range.
前記ヘッダ部がベタ画像である請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the header portion is a solid image. 前記階調画像部では、前記移動方向に沿って階調レベルが最大レベルから最小レベルまで変化する請求項4に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 4, wherein in the gradation image portion, a gradation level changes from a maximum level to a minimum level along the moving direction. その表面に静電潜像を担持する像担持体と、その表面にトナーを担持するトナー担持体とを所定の対向位置において対向配置し、前記トナー担持体を所定の方向に周回移動させながら、前記トナー担持体に担持された前記トナーを前記像担持体に移動させることで前記静電潜像を前記トナーにより顕像化してトナー像を形成する画像形成方法において、
パッチ画像として形成した前記トナー像の濃度検出結果に基づいて装置の階調補正特性を制御し、前記パッチ画像として、
前記対向位置における前記トナー担持体表面の移動方向に沿って階調レベルが次第に変化する階調画像部と、
前記階調画像部の形成に先立って形成され、かつ、前記移動方向に沿った長さが前記トナー担持体の周長に対応する長さ以上で単一階調レベルを有するヘッダ部と
を有するトナー像を形成し、
前記ヘッダ部内および前記階調画像部内の各位置で濃度検出するとともに前記階調画像部内各位置における濃度検出結果を当該位置からみて前記像担持体上で前記トナー担持体の周長に対応する長さのN倍(Nは自然数)だけ離れた前記ヘッダ部内の位置の濃度検出結果に基づいて補正し、該補正後の前記階調画像部内各位置における濃度検出結果に基づいて前記階調補正特性の制御を行う
ことを特徴とする画像形成方法。
An image carrier that carries an electrostatic latent image on its surface and a toner carrier that carries toner on its surface are arranged facing each other at a predetermined facing position, and the toner carrier is moved around in a predetermined direction, In the image forming method of forming the toner image by moving the toner carried on the toner carrier to the image carrier to visualize the electrostatic latent image with the toner,
Based on the density detection result of the toner image formed as a patch image, the gradation correction characteristic of the apparatus is controlled,
A gradation image portion whose gradation level gradually changes along the moving direction of the surface of the toner carrier at the facing position;
A header portion formed prior to the formation of the gradation image portion and having a single gradation level with a length along the moving direction equal to or longer than a peripheral length of the toner carrier. Forming a toner image,
The length corresponding to the circumference of the toner carrier on the image carrier when the density is detected at each position in the header part and the gradation image part and the density detection result at each position in the gradation image part is viewed from the position. Is corrected based on the density detection result at a position in the header portion separated by N times (N is a natural number), and the gradation correction characteristic is based on the density detection result at each position in the gradation image portion after the correction. An image forming method characterized by controlling the above.
JP2003203517A 2003-07-18 2003-07-30 Image forming apparatus and image forming method Expired - Lifetime JP4470406B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003203517A JP4470406B2 (en) 2003-07-30 2003-07-30 Image forming apparatus and image forming method
US10/893,743 US7680425B2 (en) 2003-07-18 2004-07-16 Image forming apparatus and method for controlling tone characteristics based on tone-control patch image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003203517A JP4470406B2 (en) 2003-07-30 2003-07-30 Image forming apparatus and image forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005049425A JP2005049425A (en) 2005-02-24
JP4470406B2 true JP4470406B2 (en) 2010-06-02

Family

ID=34262837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003203517A Expired - Lifetime JP4470406B2 (en) 2003-07-18 2003-07-30 Image forming apparatus and image forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4470406B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5092514B2 (en) * 2007-04-16 2012-12-05 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus
JP6115209B2 (en) 2013-03-14 2017-04-19 株式会社リコー Image forming apparatus and image forming method
JP6364809B2 (en) * 2014-02-24 2018-08-01 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus and program
JP2017098928A (en) * 2015-04-10 2017-06-01 株式会社リコー Image forming apparatus and image forming method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005049425A (en) 2005-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7680425B2 (en) Image forming apparatus and method for controlling tone characteristics based on tone-control patch image
JP4304936B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP5034232B2 (en) Image forming apparatus
JP2005062357A (en) Image forming apparatus and control method for image forming apparatus
JP2007041283A (en) Image forming apparatus
JP4470406B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2005275128A (en) Image correction method and image forming apparatus
JP2007292855A (en) Image correcting method and image forming apparatus
JP3874718B2 (en) Image processing apparatus and image forming apparatus
JP2005275251A (en) Image forming apparatus
JP2006309140A (en) Image forming apparatus and method
JP2007286460A (en) Image correction method and image forming apparatus
JP2004184583A (en) Image forming method and image forming apparatus
JP2007114596A (en) Image forming apparatus and image forming method
JP4403726B2 (en) Image forming apparatus and toner adhesion amount calculation method
JP4832150B2 (en) Image correction method and image forming apparatus
JP2005049426A (en) Image forming apparatus and control method for the same
JP4773616B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2005208585A (en) Image forming apparatus, toner counter, and calculating method of toner consumption
JP5225934B2 (en) Image forming apparatus and program
JP7406723B2 (en) Image forming apparatus, image forming method, and image forming program
JP2007225981A (en) Image forming apparatus and its control method
JP5089183B2 (en) Image forming apparatus
JP2005037574A (en) Image forming apparatus and control method of same
JP2008052128A (en) Image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090625

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090929

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20091007

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091019

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20091019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100118

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: 20100209

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100222

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150