JP5578823B2 - 画像形成装置、及び濃度ムラ検出方法 - Google Patents
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Description
[画像形成装置の断面図]
図1はカラー画像形成装置断面の一実施形態を示す図である。該カラー画像形成装置においては、まず、画像処理部(図1には不図示)より供給される画像情報に基づいて点滅される露光光(レーザビーム等)により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。そして、各色の単色トナー像を形成し、これらを重ね合わせ、それらを転写材11へ転写し、その転写材11上の多色トナー像を定着させる。以下、詳細に説明する。
次に、濃度センサ41の詳細について図2を用いて説明する。濃度センサ41は、図2(a)に示すように、波長950nmのLED発光素子41a、フォトダイオード等からなる受光素子41b、41c及びホルダーから構成されている。そして、発光素子41aからの赤外光を中間転写体127自体や、中間転写体127上のテストパッチに照射させ、そのときの反射光を受光素子41b、41cで検出する。ここで、テストパッチからの反射光には正反射成分と乱反射成分が含まれているが、受光素子41bでは、正反射成分と乱反射成分の両方を検出し、受光素子41cは、乱反射成分のみを検出する構成となっている。尚、本実施形態では、一例として、中間転写体上における受光素子41bの光検出領域(図中斜線部分)の直径は2.09mmとなっている。また受光素子41cのそれは5.7mmとなっている。そして、検出された正反射成分及び乱反射成分の双方に基づいたり、乱反射成分のみに基づき、中間転写体127の状態や、トナー像の濃度を求めることができる。
以下、バンディングの発生源であるモータの構成について説明する。まず、図3の(a)乃至(d)を用いて、モータ6の一般的構成を説明し、その後に図3の(e)等を用い、モータ6で発生する周期的な回転ムラのメカニズムについて説明する。
まず、図3の(a)に、モータ6の断面図を、図3の(b)に正面図を、また、図3の(c)に回路基板303を取り出した図を夫々一例として示す。尚、モータ6とは、例えば上に説明した感光ドラム122を駆動するモータ6a〜dや、駆動ローラ42を駆動するモータ6e等、画像形成部に含まれる様々なモータに相当させることができる。
一般的に、モータ1回転周期の回転ムラの態様は、モータの構造に起因する。代表例として、ロータマグネット302の着磁具合(ロータ1周での着磁バラツキ)と、ロータマグネット302とステータ308の中心位置のずれとの2つにより、モータ1回転周期の回転ムラの態様が決まる。これは、該2つの要因により、各ステータ308全体とロータマグネット302全体とで発生している総合モータ駆動力が、モータ6の1周期の中で変化することに起因する。
図4は本実施形態における主要なハードウェア構成に係る全体ブロック図を示す。
図5(a)は、カラー画像形成装置の一部の部材、及び図4に示した一部のブロック図、及び制御部21が司る機能ブロック図を示す。尚、図1や図4と同一のものを指すときは、同じ符号を付してあり、ここでの詳しい説明は省略する。
露光出力補正テーブル作成処理の一実施形態を、図6のフローチャートに示す。この図6のフローチャートにより、モータの回転ムラの位相情報と濃度ムラの位相情報との対応を取り、更に濃度ムラの位相情報と濃度補正情報との対応関係から、モータの位相情報と濃度補正情報との対応テーブルを作成する。そして、ここで作成されたテーブルが、プリント実行時にバンディング軽減の為に用いられる。尚、図6のフローチャートは感光ドラム23を駆動する為の各モータの夫々に対して行われるものとする。また、複数の感光ドラム23を駆動するモータ6が1つの場合には、一のモータに対してのみ行われる。以下、具体的に説明する。
図7は、図6のステップS602〜S610の処理の詳細を説明する為の図であり、モータFGカウンタ値のリセット処理及びテストパッチ露光の一実施形態を示すタイミングチャートである。この図7に示されるタイミングチャートにより、モータ6のある速度変動状態を、ある位相(例では位相零(FG0))に相当させることが出来る。図7の例では、モータの速度が、平均よりも高い速度の状態から、低い状態に向かう途中の、正に平均値を横切る状態を位相零(FG0)に割り当てた。尚、図7は一例であり、モータ6の任意或いは所定の速度変動状態を何れかの位相(例えば位相零(FG0))にしても良い。要は、再現性を前提に、モータ6の任意或いは所定の速度状態(モータの回転ムラ位相に対応)を、モータ6の何れの位相(任意或いは所定位相)に割り当て、後々の処理で、所定の速度状態をもとに、それに割り当てられた位相を特定できるようにすればよい。こすることで、後の任意のタイミングにおいて、モータ6の位相をパラメータにして各種処理を行うことができる。以下、具体的に説明する。
図8のようなテストパッチ群を形成するのは、そもそも受光素子の光検出領域の直径が、濃度ムラの1周期の長さよりも長い場合に、濃度ムラ位相、振幅等の検出結果精度が低下することにある。以下、濃度センサ41によって、副走査方向に発生している濃度ムラを読み込んだ場合の、濃度検知センサの検出値について、濃度変動の振幅が小さくなり、また濃度変動の位相が変化してしまうメカニズムを図10を用いて説明する。
図12は、図6のフローチャートのステップS611及びS612の詳細を説明する為のフローチャートである。そして各ステップの処理を、補正情報生成部36が実行することで、後述にて詳しく説明する露光出力補正テーブルを作成できる。以下、順次説明していく。
図14は、補正情報生成部36がθmaxに従い作成した露光出力補正テーブルの一例である。この図14に示される情報は、EEPROMに格納されており、画像形成時に、該テーブルを制御部21が参照し、モータ6の回転ムラ位相に応じたバンディング補正(露光制御による濃度補正)が行われる。
図15(a)は、モータ6の回転ムラの位相に応じた画像データ補正処理を示すタイミングチャートであり、1ページ分の画像データ補正処理を示す。この図15に示されるタイミングチャートにより、モータ6の回転ムラ位相に応じた濃度補正情報(図14の補正テーブル)を用い、画像のバンディング補正を行うことができる。また、図15の(b)は、図15の(a)に関連した主要ブロック図を示す。図5と同じものには同じ符号を付してある。以下、具体的に説明を行う。
図17の(a)は、モータの回転ムラの位相に応じた画像データ補正処理を、図17の(b)は、露光処理の一実施形態を示すフローチャートである。この図17に示されるフローチャートにより、モータ6の回転ムラの位相に応じた濃度補正情報(図14の補正テーブル)を用いた画像のバンディング補正が行われる。尚、図17に示される処理は、図1の画像形成装置において、一の駆動モータ6により全ての感光ドラム23を駆動するような場合に有用である。
以下、図18を用いて、上の図12のフローチャートで説明したステップS1001〜S1007のテストパッチの解析処理とは、他の形態の解析処理を説明する。尚、第二の実施形態においても、図6のフローチャートの処理はステップS612(図12のステップS1001〜S1007)の処理を除いては同様の処理であり、その詳しい説明は省略する。
上述の各実施形態では、モータ6における着目周波数成分のある位相を基準に、図8に示すようなテストパッチを形成するように説明してきた。この第三の実施形態では、テストパッチを形成する基準に関して他の形態を説明する。
図21に示される情報はEEPROMに格納されたものであり、画像形成時に、該テーブルを制御部21が参照し、モータの回転ムラ位相に応じたバンディング補正(露光制御による濃度補正)が行われる。
〇補正方法について
上述の実施形態では、モータの回転ムラに起因した濃度ムラを打ち消すように、濃度ムラとは逆の濃度特性で補正を行っていた。例えば、濃度ムラにより濃度が高くなっていれば、濃度を低くする補正を画像形成部に行わせるよう説明してきた。しかし、この形態に限定される訳ではない。バンディングの走査ラインの理想位置からのずれを打ち消すように、各走査ライン画像の重心位置を濃度で補正し、擬似的に走査ラインの位置を補正するようにしても良い。この場合には、まず濃度センサ41で上述したW1成分、W4成分の濃度ムラを検出する。このとき、濃度ムラとモータ6の回転ムラの位相関係との対応付けについては上述した通りである。そして、CUP21は、変換テーブルを用い、濃度の大小応じた、走査ラインのピッチ間隔を算出する。即ち、走査ラインのピッチ間隔と、モータ6の回転ムラの位相と、の対応関係を求めることができる。そして、ピッチムラを擬似的に理想的な間隔にすべく、画像の重心を各走査ラインの濃度変動により補正する。
また、上述の説明では、露光時のモータ回転ムラ位相と、濃度ムラ補正情報と、を関連付けEEPROMに記憶するよう説明を行ってきた。しかし、露光時に予測される転写時のモータ回転ムラ位相や、露光時に予測される露光後且つ転写前の任意のタイミングにおけるモータ回転ムラ位相と、濃度ムラ補正情報と、を関連付けるようにしても良い。但し、この場合には、図16のステップS1704で決定される走査ラインLnに対する位相や、ステップS1708で、露光トリガーとなる位相に、その位相が採用される。
尚、図16のステップS1713では、モータ6の回転ムラの位相変化を、制御部21が、逐次FGカウント値(FG信号相当)をカウントする例で説明したが、それに限定されない。例えば、図7のタイミングチャートにおけるt3において、再現性を前提に、モータ6の任意又は所定の速度状態を、モータ6のある位相に割り当て、その時点からの経過時間に基づき、先のある位相からのモータ6の位相変化を特定しても良い。これは、モータ6が、1回転する時間が一定或いは略一定とすると、経過時間にFGカウント値を対応付けることができるからである。また、このことは、上に説明した、FFT解析部を設け、FG信号の周波数解析を行った場合に特定される、ある時点におけるモータ6の位相を基準にした場合にも同様である。このように、モータ6の任意或いは所定の速度状態に、任意或いは所定の位相を割り当て、位相が割り当てられた速度状態から、プリンタ稼動パラメータがどれだけ進んだ(カウントされた)かで、制御部21により、モータ6の位相変化を特定させてもよい。
ここで、モータ6の回転ムラに起因した濃度ムラの位相に対し、相対的に異なる位相差を持たせた濃淡ムラ画像を含むテストパッチを形成する方法としては、今説明した形態に限定されない。今説明してきたテストパッチの濃淡ムラ画像の位相を順次変化させていく形態に替え次のような実施も想定される。即ち、テストパッチ生成部35により、テストパッチの濃淡ムラ画像の位相を所定の位相に固定し、各テストパッチの形成を開始するモータ6の回転ムラを、先の説明のテストパッチの濃淡ムラ画像の位相変化と同様に変化させても良い。尚、このようにして形成された各テストパッチの検出・及び解析についても、上述の実施形態と同様なので、ここでの詳しい説明は省略する。
上述の説明では、濃度センサ41から出力されるVout(Vout1、Vout2)を制御部21に入力し所定の演算を施した情報を濃度情報とし、その濃度情報を基に各種処理を行うよう説明してきた。しかし、濃度情報としてはその形態に限定されない。例えば、光量の大小そのものを示す図2のVoutを濃度情報としても良い。
41 濃度センサ
6 モータ
Claims (11)
- モータの駆動により回転する感光ドラムに画像を形成する画像形成手段と、画像の副走査方向において前記モータの所定周期の回転ムラに起因して発生する濃度ムラに対応した前記所定周期の濃度ムラを有し、且つ前記所定周期の濃度ムラの開始位相が異なる複数のテストパッチを形成するための画像データに基づき、複数のテストパッチを前記画像形成手段に形成させるテストパッチ形成手段と、
前記画像形成手段により形成された前記複数のテストパッチに光を照射し、反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記複数のテストパッチの検出結果に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させる制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - モータの駆動により回転する感光ドラムに画像を形成する画像形成手段と、
画像の副走査方向において前記モータの所定周期の回転ムラに起因して発生する濃度ムラに対応した前記所定周期の濃度ムラを有する画像データに基づき、複数のテストパッチを前記画像形成手段に形成させる際に、前記モータの回転位相が異なる状態において前記複数のテストパッチの形成を開始させるテストパッチ形成手段と、
前記画像形成手段により形成された前記複数のテストパッチに光を照射し、反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記複数のテストパッチの検出結果に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させる制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記複数のテストパッチの検出結果のうち、最も出力値が大きいテストパッチの濃度ムラの位相に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記複数のテストパッチの検出結果のうち、最も出力値が小さいテストパッチの濃度ムラの位相に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記複数のテストパッチの検出結果のうち、最も出力値が大きいテストパッチと最も出力値が小さいテストパッチの中間値のテストパッチの濃度ムラの位相に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 濃度ムラの周期が前記検出手段の光検出領域の略直径以下であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記感光ドラムに露光を行う露光手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記複数のテストパッチの検出結果に基づき補正した露光量で前記露光手段に露光を行わせることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記複数のテストパッチの検出結果に基づき、濃度補正又は位置補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記モータの所定周期の回転ムラに起因して発生する画像の副走査方向の濃度ムラの周期に対応した濃度ムラを有するテストパッチの濃度ムラに対し、前記モータの回転ムラに起因する濃度ムラが干渉した状態の濃度ムラを検出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- モータの駆動により回転する感光ドラムに画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置における濃度ムラ検出方法であって、
画像の副走査方向において前記モータの所定周期の回転ムラに起因して発生する濃度ムラに対応した前記所定周期の濃度ムラを有し、且つ前記所定周期の濃度ムラの開始位相が異なる複数のテストパッチを形成するための画像データに基づき、複数のテストパッチを前記画像形成手段に形成させるテストパッチ形成工程と、
前記画像形成手段により形成された前記複数のテストパッチに光を照射し、反射光を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記複数のテストパッチの検出結果に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させる制御工程と、有することを特徴とする濃度ムラ検出方法。 - モータの駆動により回転する感光ドラムに画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置における濃度ムラ検出方法であって、
画像の副走査方向において前記モータの所定周期の回転ムラに起因して発生する濃度ムラに対応した前記所定周期の濃度ムラを有する画像データに基づき、複数のテストパッチを前記画像形成手段に形成させる際に、前記モータの回転位相が異なる状態において前記複数のテストパッチの形成を開始させるテストパッチ形成工程と、
前記画像形成手段により形成された前記複数のテストパッチに光を照射し、反射光を検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記複数のテストパッチの検出結果に基づき、補正を行った画像を前記画像形成手段に形成させる制御工程と、有することを特徴とする濃度ムラ検出方法。
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