JP5750850B2 - 画像読み取り装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、有彩色のスキャナ補正チャートと、このチャートを読み込でRGBスキャンデータを取得するスキャナ部と、このRGBスキャンデータに基づいてスキャナ部を補正する制御手段と、有彩色のプリンタ補正パターンを出力するプリンタ部とを備え、制御手段は、プリンタ補正パターンを補正後のスキャナ部で読み込んで(RGB)’スキャンデータを取得し、(RGB)’スキャンデータに基づいてプリンタ部のセンサの出力値を補正する画像形成装置が開示されている。
本発明は、光源から照射される光の分光放射特性等の変化に応じて読み取り値を補正することができる画像読み取り装置等を提供することを目的とする。
請求項2の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、光源から照射される光の分光放射特性の変化をより正確に把握することができる。
請求項3の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、読み取り値の装置間機差を抑制し、読み取り値を一致させやすくなる。
請求項4の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、装置の出荷前において装置間機差に起因する読み取り値の変化の補正を行なうことができる。
請求項5の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、形成される画像の色や濃度について、よりばらつきが少ない画像形成装置を提供することができる。
請求項6の発明によれば、本構成を採用しない場合に比較して、トナー像形成手段の調整をより精度よく行なうことができる。
図1は、本実施の形態に係る画像読み取り装置100が適用される画像形成装置1について説明した図である。
画像形成装置1は、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、画像データに基づき記録材の一例としての用紙に画像を形成する画像形成部10と、画像形成装置1全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ(PC)等との通信、画像データに対して行う画像処理等を実行する主制御部50と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース(UI)部90と、画像形成部10により用紙に形成された画像の調整を行なうために用紙の画像を読み取る読み取り手段の一例としての画像読み取り装置100と、を備えている。
画像形成部10は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての6つの画像形成ユニット11C,11M,11HC,11HM,11Y,11K(以下、「画像形成ユニット11」)と、各画像形成ユニット11の感光体ドラム12に形成された各色トナー像が転写される中間転写ベルト20と、各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト20に転写(一次転写)する一次転写ロール21と、を備えている。さらに、中間転写ベルト20上に重畳して転写された各色トナー像を用紙に一括転写(二次転写)する二次転写ロール22と、二次転写された各色トナー像を用紙に定着させる定着手段(定着装置)の一例としての定着ユニット60と、を備えている。なお二次転写ロール22が配置され、中間転写ベルト20上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Tr」という。
各画像形成ユニット11は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム12と、感光体ドラム12の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器13と、帯電器13により帯電された感光体ドラム12を画像データに基づいて露光する露光器14と、感光体ドラム12上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器15と、転写後の感光体ドラム12表面を清掃するクリーナ16と、を備えている。
各画像形成ユニット11の現像器15各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器17C,17M,17HC,17HM,17Y,17K(以下、「トナー容器17」)とトナー搬送路(不図示)で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー(不図示)によりトナー容器17から現像器15に各色トナーが補給されるように構成されている。
彩度マゼンタ)色、Y(イエロー)色、K(ブラック)色のトナー像を形成する。ここでのHC色は、シアン色系の色相を有し、C色よりも色調が明るく彩度が相対的に高いシアン色であり、HM色は、マゼンタ色系の色相を有し、M色よりも色調が明るく彩度が相対的に高いマゼンタ色である。
図2は、定着ユニット60の構成を説明するための断面構成図である。
この定着ユニット60は、用紙を加熱する定着ベルトモジュール61と、定着ベルトモジュール61に対して接離自在に構成された加圧ロール62とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール61は、定着ベルト610と、定着ベルト610を張架しながら回転動作し、定着ベルトモジュール61と加圧ロール62とが圧接(互いに押圧されながら接触)する領域であるニップ部Nにて定着ベルト610を内側から加熱する定着ロール611と、定着ベルト610を内側から張架しながら定着ベルト610を加熱する内部加熱ロール612、定着ベルト610を外側から張架しながら定着ベルト610を加熱する外部加熱ロール613と、を備えている。また、定着ベルトモジュール61は、定着ロール611と内部加熱ロール612との間(ニップ部Nの上流側)で定着ベルト610を張架する張架ロール614と、ニップ部N内の下流側領域であって定着ロール611の近傍位置に配置された剥離パッド64と、ニップ部Nの下流側において定着ベルト610を張架する張架ロール615と、を備えている。また定着ロール611、内部加熱ロール612、および外部加熱ロール613には、加熱源として内部にハロゲンヒータ71、ハロゲンヒータ72、ハロゲンヒータ73がそれぞれ配置されている。
また、画像形成部10は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数(本実施の形態では2個)の用紙収容容器40A,40Bと、この用紙収容容器40A,40Bに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール41A,41Bと、用紙収容容器40Aからの用紙を搬送する第1搬送路R1と、用紙収容容器40Bからの用紙を搬送する第2搬送路R2と、を備えている。さらに、画像形成部10は、用紙収容容器40Aおよび用紙収容容器40Bからの用紙を二次転写領域Trに向けて搬送する第3搬送路R3と、を備えている。加えて、画像形成部10は、二次転写領域Trにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット60、冷却ユニット80、カール矯正ユニット85、および画像読み取り装置100を通過するように搬送する第4搬送路R4と、画像読み取り装置100からの用紙を画像形成装置1の排出部に設けられた用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と、を備えている。
第1搬送路R1から第5搬送路R5は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。
また、画像形成部10は、両面搬送系として、定着ユニット60で第1面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器42と、画像読み取り装置100からの用紙を中間用紙収容容器42に向けて搬送する第6搬送路R6と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を上記の第3搬送路R3に向けて搬送する第7搬送路R7と、を備えている。さらに、画像形成部10は、画像読み取り装置100の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を用紙積載部44に向けて搬送する第5搬送路R5と中間用紙収容容器42に搬送する第6搬送路R6とに選択的に振り分ける振分機構部43と、中間用紙収容容器42に収容された用紙を繰り出して第7搬送路R7に向けて搬送する繰出しロール45と、を備えている。
次に、図1および図2を用いて、本実施の形態に係る画像形成装置1での基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部10の画像形成ユニット11各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりC色,M色,HC色,HM色,Y色,K色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット11にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール21により中間転写ベルト20上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト20上の合成トナー像は、中間転写ベルト20の移動(矢印方向)に伴って二次転写ロール22が配置された二次転写領域Trに搬送される。
二次転写領域Trでは、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。
そのため、ロールニップ部N1において定着ロール611の曲率のもとで加熱加圧された用紙は、剥離パッドニップ部N2において加圧ロール62による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙上のトナー像と定着ベルト610表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト610との付着力が弱められ、用紙は定着ベルト610から剥離され易い状態が形成される。このように、剥離パッドニップ部N2は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程にも位置付けられる。
なお、一次転写後に感光体ドラム12に付着しているトナー(一次転写残トナー)、および二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(二次転写残トナー)は、それぞれクリーナ16、およびベルトクリーナ26によって除去される。
二次転写領域Trでは、第1面の場合と同様にして、二次転写ロール22により形成された転写電界によって、中間転写ベルト20上に保持された第2面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。
このようにして、画像形成装置1での画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
図3は、本実施の形態の画像読み取り装置100について説明した図である。
本実施の形態において画像読み取り装置100は、定着ユニット60によりトナー像が定着された用紙の画像を読み取る読み取り手段の一例である。そして画像読み取り装置100は、画像が形成された用紙に対して光を照射する光源110と、画像読み取り装置100を調整するために種々の測定面を有する測定部の一例としての読み取り精度測定ユニット120と、用紙や読み取り精度測定ユニット120で反射した光を導く光学系130と、光学系130で導かれた光を光量データに変換するCCD(電荷結合素子:Charge Coupled Device)センサ140と、詳しくは後述するが、読み取り精度測定ユニット120の反射面に光源110からの光を照射したときに生成される光量値と予め定められた光量値との相関式を導出する処理部150とを備える。
本実施の形態において、光源110を一対のキセノン蛍光ランプ111a,111bにより構成することで、用紙が搬送面から傾いて搬送される場合でも用紙に照射される光の照度に変化が生じにくくなる。即ち、キセノン蛍光ランプが1つであると用紙が傾いたときに用紙に照射される光の照度に変化が生じやすく、この場合、画像を正常に読み取れないときがある。
本実施の形態において読み取り精度測定ユニット120は、側部に12の面を有する十二面柱ロールである。そしてこの面が画像読み取り装置100を調整するための種々の測定面となっている。読み取り精度測定ユニット120は、例えば、アルミニウムからなり、切削加工により12の面が加工される。そして測定誤差を抑制する観点から、表面を黒色アルマイト処理し、予め定められた面に測定用チャートを両面テープ等により貼り付けることにより作製される。そして読み取り精度測定ユニット120は、軸部121にステッピングモータ(図示せず)および減速ギヤ(図示せず)が接続されており、軸部121を中心に回転可能となっている。そしてこれにより画像読み取り装置100を調整するために必要な測定面を用紙の搬送面側に向けることができる。
待避面122は、読み取り精度測定ユニット120と用紙との干渉を避けるための面である。詳しくは後述するが、本実施の形態において画像読み取り装置100が動作するのは、例えば画像形成装置1の電源がONになったときなどに、画像読み取り装置100や画像形成ユニット11のキャリブレーションを行なう場合である。そのため通常の画像形成時は、画像読み取り装置100は、動作せず、用紙は画像読み取り装置100を通過するだけとなる。そのため通常の画像形成時は、読み取り精度測定ユニット120は、用紙と非接触の位置に待避することが好ましい。待避面122は、他の測定面に比較してより大きい面積の面を形成させた面であり、読み取り精度測定ユニット120の側部の12の面を作製する際に、他の面よりも、より多く切削加工を行なうことで作製することができる。そして、読み取り精度測定ユニット120を回転させ、この待避面122を用紙の搬送面側に向けた際には、待避面122は、用紙の搬送面より下側となり、用紙と待避面122とは、干渉しなくなる。これにより読み取り精度測定ユニット120は、通常の画像形成時は、用紙と非接触の位置に待避することができる。
次に読み取り精度測定ユニット120に設けられる測定面について更に詳しく説明を行なう。
図5は、白色の色校正を行なうための反射面の一例である白色基準板を設けた測定面124について説明した図である。
図5に示すように測定面124には、予め定められた白色のフィルムからなる白色基準板125が、設けられている。本実施の形態では、この白色基準板125として、株式会社東レ製のルミラーE22等を用いることができる。そして例えば、両面テープ等を用いて、測定面124に固定を行なう。
この白色基準板125を用いることで、本実施の形態では、例えば、シェーディング補正を行なうことができる。即ち、光源110であるキセノン蛍光ランプ111a,111bの管長方向(主走査方向)に対する光量分布のばらつきの補正を行なうことができる。
図6に示した測定面126には、測定面126の長尺方向に対し予め定められた異なる色からなる複数の色基準板が配される。
図6に示すように本実施の形態では、色基準板として14枚の異なる色からなるカラーパッチが用いられる。それぞれの色基準板は、例えば、10mm×20mmの大きさであり、主走査方向に対し1列となるように配列する。このうち測定面126の長手方向中央部に対して一方の側に配される7枚の色基準板127aC,127aM,127aY,127aR,127aG,127aB,127aPは、いわゆるハイライトの色基準板であり、反射率が20%に設定された色基準板である。本実施の形態では、それぞれC(シアン)色、M(マゼンタ)色、Y(イエロー)色、R(レッド)色、G(グリーン)色、B(ブルー)色、P(プロセスブラック)色となっている。一方、測定面126の長手方向中心部に対して他方の側に配される7枚の色基準板127bC,127bM,127bY,127bR,127bG,127bB,127bPは、いわゆるシャドーの色基準板であり、反射率が60%に設定されたに対応する色基準板である。そしてそれぞれの色は、ハイライトの色基準板と同様の順となっている。なお本実施の形態では、以上述べた色基準板127aC,127aM,127aY,127aR,127aG,127aB,127aP,127bC,127bM,127bY,127bR,127bG,127bB,127bPを総称して色基準板127と言うことがある。
次に読み取り精度測定ユニット120の白色基準板125と色基準板127に光源110からの光を照射したときに生成される光量データと予め定められた基準時に生成された光量データから光源110の経時変化を表す相関式である経時補正式を求める手順について説明する。
ここでは、基準時を光源110であるキセノン蛍光ランプ111a,111bの点灯開始時(T0)とし、その時に生成された光量データと、キセノン蛍光ランプ111a,111bの点灯開始から累積500時間後(T500)に生成された光量データから経時補正式を求める場合について説明を行なう。
そしてT500において同様に光量データとしてG信号を取得する。ここでは、この光量データをそれぞれxi(i=1,2,3)とする。
表1に示したyi,xiの場合では、a=0.978877、b=25.51111であるため、経時補正式は、y=0.978877x+25.51111となる。
また図7に、xi,yi(i=1,2,3)の各点、およびこの経時補正式のグラフを示す。このように反射率が異なる基準板である白色基準板125や色基準板127を使用することで、光源110の経時変化を表す経時補正式を求めることができる。そしてこの経時補正式を使用することで、光源110から照射される光の分光放射特性が変化しても読み取り値を補正することができる。
次に読み取り精度測定ユニット120の白色基準板125と色基準板127に光源110からの光を照射したときに生成される光量データと予め定められた光量データから光量データ読み取りの装置間機差を表す相関式である機差補正式を求める手順について説明する。
ここでは、標準的な部品で構成され、読み取る光量データに偏りがない画像読み取り装置100である標準機体を使用して求めた光量データを、予め定められた光量データとして設定する。そしてこの予め定められた光量データとの比較で補正を行ないたい画像読み取り装置100(以下、「機体A」と呼ぶ。)の装置間機差を表す機差補正式を求める。
そして同様にT0において、機体Aにおける標準機体の色基準板127のうちM色の色基準板127bM,127aMと白色基準板125を用いて光量データであるG信号を取得する。ここでは、この光量データをそれぞれxi(i=1,2,3)とする。
表1に示したyi,xiの場合では、a=1.007091、b=−8.61168であるため、機差補正式は、y=1.007091x−8.61168となる。
また図8に、xi,yi(i=1,2,3)の各点、およびこの機差補正式のグラフを示す。このように反射率が異なる基準板である白色基準板125や色基準板127を使用することで、画像読み取り装置100の装置間機差を表す機差補正式を求めることができる。そしてこの機差補正式を使用することで、装置間機差に起因する読み取り値の変化の補正を行なうことができる。
図9は、経時補正式を利用して画像読み取り装置100の読み取り値の経時補正を行なう第1の例について説明したフローチャートである。
まず画像形成装置1の主制御部50(図1参照)が画像読み取り装置100に対し、起動コマンドを送信する(ステップ101)。画像読み取り装置100に送られた起動コマンドは、画像読み取り装置100の処理部150(図3参照)により受信される。そして処理部150は、まず光源110が点灯状態であるか否かを判定する(ステップ102)。そして光源110が点灯状態でない場合は、光源110を点灯させる(ステップ103)。そして光源110が点灯状態のもとで処理部150は、CCDセンサ140のゲイン/オフセット調整を行なう(ステップ104)。次に処理部150は、読み取り精度測定ユニット120を回転させ、白色基準板125を設けた測定面124を用紙の搬送面側に向ける。そして光源110により白色基準板125に光を照射し、白色基準板125による光量データを取得し(ステップ105)、シェーディング補正を行なう(ステップ106)。次に処理部150は、再び読み取り精度測定ユニット120を回転させ、色基準板127を設けた測定面126を用紙の搬送面側に向ける。そして光源110により色基準板127に光を照射し、色基準板127による光量データを取得する(ステップ107)。
ここで、ステップ201〜ステップ207の処理は、図9で説明を行なったステップ101〜ステップ107の処理と同様である。
図10においては、色基準板127による光量データを取得した後、処理部150は、白色基準板125による光量データおよび色基準板127による光量データについて、T0における光量データとの差分を算出する(ステップ208)。そしてこの差分の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かの判定を行なう(ステップ209)。このとき差分の絶対値が予め定められた閾値未満であった場合は、ステップ210〜ステップ216の処理を行なう。このステップ210〜ステップ216の処理は、図9で説明を行なったステップ108〜ステップ114の処理と同様である。
ここで、ステップ301〜ステップ308の処理は、図9で説明を行なったステップ101〜ステップ108の処理と同様である。
図11においては、経時補正式を導出した後、処理部150は、経時補正式の傾き(a)および切片(b)が、予め定められた閾値の範囲内であるか否かの判定を行なう(ステップ309)。このとき傾きおよび切片が、予め定められた閾値の範囲内であった場合は、ステップ310〜ステップ315の処理を行なう。このステップ310〜ステップ315の処理は、図9で説明を行なったステップ109〜ステップ114の処理と同様である。
ここで、ステップ401〜ステップ407の処理は、図9で説明を行なったステップ101〜ステップ107の処理と同様である。
図12においては、色基準板127による光量データを取得した後、処理部150は、この光量データと前回経時補正式を導出したときの光量データとの差分を求める(ステップ408)。そして、この差分の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かの判定を行なう(ステップ409)。このとき差分の絶対値が予め定められた閾値以上であった場合は、経時補正式を導出する(ステップ410)。そして以後ステップ412〜ステップ417の処理を行なう。このステップ412〜ステップ417の処理は、図9で説明を行なったステップ109〜ステップ114の処理と同様である。
ここで、ステップ501〜ステップ508の処理は、図9で説明を行なったステップ101〜ステップ108の処理と同様である。
図13においては、経時補正式を導出した後、処理部150は、経時補正式の傾き(a)および切片(b)について、前回経時補正式を導出したときの傾きおよび切片との差分を求める(ステップ509)。そして、この差分の絶対値が予め定められた閾値以上であるか否かの判定を行なう(ステップ510)。このとき差分の絶対値が予め定められた閾値以上であった場合は、経時補正式を更新する(ステップ512)。そして以後ステップ513〜ステップ518の処理を行なう。このステップ513〜ステップ518の処理は、図9で説明を行なったステップ109〜ステップ114の処理と同様である。
図14は、機差補正式を利用して画像読み取り装置100の装置間機差で生ずる読み取り値の機差補正を行なう例について説明したフローチャートである。
ここで、ステップ601〜ステップ607の処理は、図9で説明を行なったステップ101〜ステップ107の処理と同様である。
図14においては、色基準板127による光量データを取得した後、処理部150は、白色基準板125および色基準板127により取得された光量データにより機差補正式を導出する(ステップ608)。そして以後、ステップ609〜ステップ614の処理を行なう。このステップ609〜ステップ614の処理は、図9で説明を行なったステップ109〜ステップ114の処理とほぼ同様であるが、ステップ612において処理部150は、読み取った光量データに対し、機差補正式を使用して画像読み取り装置100の装置機差の補正を行なう、という点で異なる。
Claims (6)
- 画像が形成された記録材に対して光を照射する光源と、
前記記録材により反射された光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した光から光量値を生成する生成部と、
白色の反射面、および少なくとも前記画像を形成するために使用する色を含みそれぞれの色毎に反射率が異なる少なくとも2つの反射面が配されたカラーの反射面が配された測定部と、
前記測定部の前記白色の反射面および前記カラーの反射面に前記光源からの光を照射したときに生成される光量値と予め定められた基準時に生成された光量値から当該光源の経時変化を表す相関式を前記カラーの反射面に配される色毎に導出する処理部と、
を備えることを特徴とする画像読み取り装置。 - 前記基準時は、前記光源の点灯開始時であることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
- 画像が形成された記録材に対して光を照射する光源と、
前記記録材により反射された光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した光から光量値を生成する生成部と、
白色の反射面、および少なくとも前記画像を形成するために使用する色を含みそれぞれの色毎に反射率が異なる少なくとも2つの反射面が配されたカラーの反射面が配された測定部と、
前記測定部の前記白色の反射面およびカラーの反射面に前記光源からの光を照射したときに生成される光量値と予め定められた光量値から光量値読み取りの装置間機差を表す相関式を前記カラーの反射面に配される色毎に導出する処理部と、
を備えることを特徴とする画像読み取り装置。 - 前記生成された光量値と前記予め定められた光量値とは、前記光源の点灯開始時のものであることを特徴とする請求項3に記載の画像読み取り装置。
- 記録材に画像を形成する画像形成部と、
画像が形成された前記記録材に対して光を照射する光源と、当該記録材により反射された光を受光する受光部と、当該受光部が受光した光から光量値を生成する生成部と、白色の反射面、および少なくとも当該画像を形成するために使用する色を含みそれぞれの色毎に反射率が異なる少なくとも2つの反射面が配されたカラーの反射面が配された測定部とを備え、当該画像形成部により当該記録材に形成される画像の調整を行なうために当該記録材の画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段の前記測定部の前記白色の反射面およびカラーの反射面に前記光源からの光を照射したときに生成される光量値と予め定められた光量値との相関式を前記カラーの反射面に配される色毎に導出する処理部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像形成部は、
トナー像を形成させるトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段により形成された前記トナー像を前記記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段により転写された前記トナー像を前記記録材に定着する定着手段と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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