JP5806527B2 - 画像形成装置、およびその制御方法 - Google Patents
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Description
[機器構成]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態を説明する。図2は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例である、電子写真方式を採用したカラー画像形成装置を示す。画像形成装置1は、供給部(不図示)から供給された記録材9を、供給部搬送ローラ12、15で搬送する。メディアセンサ14は、供給部搬送路13上の検知位置13aにて搬送される記録材9の種類を検知する。また、画像形成装置1は、中間転写体4と、画像形成ユニット3Y、3M、3C、3Kと、二次転写器5と、定着器6と、カラーセンサ7とを有する。画像形成ユニット3Y、3M、3C、3Kはそれぞれ、中間転写体4上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー(色剤)を用いてトナー像を形成する。二次転写器5は、搬送された記録材9上に中間転写体4上のトナー像を転写する。定着器6は、記録材9上のトナー像を定着する。カラーセンサ7は、色検知手段であり、記録材9上に形成された定着後のトナー像を定着部搬送路2上の検出位置2aにて測色する。
図3は、本実施形態に係る画像形成装置1の制御構成を簡略化して示したブロック図である。画像形成装置1は、画像形成装置1に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ(PC)等の外部機器80からの画像信号(RGB信号)を受信する。画像処理部81は、受信したRGB信号をCMYK信号に変換し、補正テーブル生成部87により濃度、階調特性の補正を加えた後に、図2に示す露光ユニット32用の画像信号を生成する。ここで用いられる補正値により、色剤量(トナー量)を調整することとなる。
図4は、本実施形態に係るカラーセンサ7に対する図2に示す検出位置2aの拡大図、及びカラーセンサ7の構成を示す。また、図5は、カラーセンサ7で検出したあるパッチの分光分布の一例を示す。カラーセンサ7は、定着されたトナー像の分光分布を検出できるように記録材9の画像形成面に対向して配置されている。そして記録材9上に形成された定着後の色補正用パッチパターン10の分光分布を、記録材9を搬送させながら検出できるように構成されている。また、検出位置2aのカラーセンサ7から見た対向面には白色基準板11が設けられている。すなわち、カラーセンサ7と白色基準板11とが対向し、その間を記録材9が搬送されることとなる。
図6は、色剤量の補正時における白色基準板11を用いたカラーセンサ出力値校正方法を説明するための図である。カラーセンサ7を用いて記録材9上の色補正用パッチパターン10の色値を算出する場合、まず、カラーセンサ7で検知した白色基準板11の分光分布を白基準とする。そして、この白基準とカラーセンサ7で検知した色補正用パッチパターン10の分光分布とから、色補正用パッチパターン10の色値を算出する。この白色基準板11の分光分布の検知は、色補正の実行時に毎回行う必要がある。これは、カラーセンサ7の発光部や受光部の経時劣化、周囲温度の変化、記録材9がセンサ付近を通過することに起因した紙粉やトナー等がセンサ表面への付着等により、同じ色補正用パッチパターン10を用いてもカラーセンサ7の出力が異なってしまうからである。
よって、経時劣化やトナー付着等がないカラーセンサ7で検知した場合のパッチの分光分布V(λ)patch_modifyは、V(λ)white、V(λ)white_ref、V(λ)patchを用いて以下の式(2)のように算出できる。
この算出したV(λ)patch_modifyに対し、更に白色基準板11の色値と、検知された白の色値との差を補正することで、経時劣化やトナー付着等がないカラーセンサ7にて検出された場合のパッチの色値を算出できる。このように、色補正実行毎に白色基準板11の分光分布を検知することで、経時劣化やトナー付着等が発生したカラーセンサ7を用いても正しく色補正を行うことができる。
図8を用いて本実施形態における白色基準板11の汚れ検出方法、及び色補正方法を説明する。図8(a)に示すV(λ)white_ref、及びV(λ)Ypatch_refは、画像形成装置の出荷時に記憶したカラーセンサ7で検知した白色基準板11、及び2回転写Yパッチ23の分光分布である。この情報は、予め画像形成装置1内の記憶部であるROM100にて記憶されているものとする。
本実施形態では、この白色基準板11の推定分光分布V(λ)white_estimateと、カラーセンサ7で検知した白色基準板11の分光分布V(λ)whiteとを波長帯毎に比較する。そして、その差が予め設定された所定値である汚れ有無判定閾値Terrより大きい波長帯は、白色基準板11の汚れの影響を受けていると判定する。従って、推定分光分布と、カラーセンサ7で検知した白色基準板の分光分布とで波長帯毎の差があれば、推定分光分布から算出する色値と、カラーセンサ7で検知した白色基準板の分光分布から算出する色値との間にも差が生じることになる。この色値の差がカラーセンサ7の色値検知精度以上に大きければ、白色基準板11は汚れていると判断することができる。
Σ(V(λ)white_estimate−V(λ)white)≦Terr_low
レベル2:
Terr_low<Σ(V(λ)white_estimate−V(λ)white)<Terr_high
レベル3:
Terr_high≦Σ(V(λ)white_estimate−V(λ)white)
・・・(4)
ここで用いられる汚れレベル判定閾値には、波長帯毎の差の合計値が、V(λ)white_estimateから算出した色値と、V(λ)whiteから算出した色値との差に与える影響を考慮した値が設定されている。なお、本実施形態において、汚れ有無判定閾値Terrおよび汚れレベル判定閾値Terr_high、Terr_lowは、メモリ35に予め記憶されているものとする。
この算出した色補正用パッチパターン10の補正分光分布V(λ)patch_modifyに対し、白色基準板11の色値と、白の色値との差を補正することで色補正用パッチパターン10の色値を算出する。このような制御を行うことで、白色基準板11が大きく汚れている場合、2回転写Yパッチ23の分光分布を用いることで、汚れている白色基準板11を用いるよりも精度の良い色補正を行うことができる。
図1に本実施形態に係る色補正システムの構成例となるブロック図を示す。画像形成制御部82におけるCPU60は、図3における情報入力部88を介してユーザから色補正の開始を指示されると、画像形成ユニット3、及び搬送モータ84を制御し、2回転写Yパッチ23、及び色補正用パッチパターン10を記録材9上に形成する。またCPU60は、メディアセンサ14が検知した記録材9の種類に応じて、最適な量のトナーを定着できるように記録材9の搬送速度を制御している。
図9に本実施形態に係る色補正シーケンスを示す。CPU60は、ユーザから色補正の開始を指示されたら(S1001にてYES)、ASIC101に色補正の開始を指示し、2回転写Yパッチ23、色補正用パッチパターン10を記録材9へ転写する(S1002)。ASIC101内の白色基準板汚れ検知部102は、CPU60から色補正の開始を指示されるとカラーセンサ7を用いて、白色基準板11、2回転写Yパッチ23、および色補正用パッチパターン10それぞれの分光分布を取得する(S1003)。白色基準板汚れ検知部102は、取得した2回転写Yパッチ23の分光分布と、ROM100に記憶されている出荷時における白色基準板11、2回転写Yパッチ23の分光分布から、白色基準板11の推定分光分布を算出する(S1004)。
本発明に係る第二実施形態を説明する。本実施形態に係る画像形成装置の構成、及びカラーセンサの構成は第一実施形態と同様であるため説明を省略する。本実施形態では、YパッチとCパッチの2種類のパッチを用いて白色基準板の汚れ検知、及び色補正を行う点と、用紙の両面にパッチを転写する点が第一実施形態と異なる。
図11を用いて本実施形態における白色基準板11の汚れ検知方法、及び色補正方法を説明する。本実施形態では、両面転写Yパッチ24、両面転写Cパッチ25の2種類のパッチを用いて白色基準板11の汚れ検知、及び色補正を行う。図11(a)に示すV(λ)white_ref、V(λ)Ypatch_ref、及びV(λ)Cpatch_refはそれぞれ、画像形成装置の出荷時の白色基準板11、両面転写Yパッチ24、及び両面転写Cパッチ25の分光分布である。
V(λ)white_estimate=V(λ)Cpatch×(V(λ)white_ref/V(λ)Cpatch_ref)
・λ:“C光強度<Y光強度”の波長帯
V(λ)white_estimate=V(λ)Ypatch×(V(λ)white_ref/V(λ)Ypatch_ref)
・・・(6)
光強度の大きなパッチ、つまりカラーセンサ7が検知する光強度のダイナミックレンジが広いパッチを用いた方が、白色基準板の推定分光分布における推定誤差を小さくできる為、本実施形態では波長帯毎に光強度の大きいパッチを選択している。例えば、白色基準板11がトナーの付着等によって汚れてしまった場合は、分光分布の一部の波長帯のみ光強度が低下してしまう可能性がある。このような場合、波長帯毎に光強度の大きなパッチを選択できるようにしておけば、汚れによってどの波長帯の光強度が低下したとしても、誤差の少ない白色基準板の推定分光分布を推定することができる。
(V(λ)white_estimate−V(λ)white)>Tc_err → 白色基準板に汚れあり
(V(λ)white_estimate−V(λ)white)≦Tc_err → 白色基準板に汚れなし
・λ:“C光強度<Y光強度”の波長帯
(V(λ)white_estimate−V(λ)white)>Ty_err → 白色基準板に汚れあり
(V(λ)white_estimate−V(λ)white)≦Ty_err → 白色基準板に汚れなし
本実施形態では、1つの波長帯の差により、白色基準板11の推定分光分布から算出した色値と白色基準板11のカラーセンサ7による検知分光分布から算出した色値との差が、カラーセンサ7の色値検知精度以上に大きくなる波長帯差の値を汚れ有無判定閾値として設定する。更に、Cパッチ用汚れ有無判定閾値Tc_err、Yパッチ用汚れ有無判定閾値Ty_errには、Cパッチ、Yパッチの記録材9への定着性の製造ばらつきを考慮し、現像器毎に異なる値が設定されている。これらの閾値は、本実施形態において、メモリ35にて記憶されているものとする。
≦(Tc_err_low+Ty_err_low)
レベル2:(Tc_err_low+Ty_err_low)
<Σ(V(λ)white_estimate−V(λ)white)
<(Tc_err_high+Ty_err_high)
レベル3:(Tc_err_high+Ty_err_high)
≦Σ(V(λ)white_estimate−V(λ)white)
・・・(7)
この汚れレベル判定閾値には、波長帯毎の差の合計値が、白色基準板の推定分光分布から算出した色値と、カラーセンサ7で検知した白色基準板の分光分布から算出した色値との差に与える影響を考慮した値が設定される。また、汚れレベル判定閾値は、Tc_err_low+Ty_err_low、及びTc_err_high+Ty_err_highの値が最適な閾値となるように設定される。具体的には、汚れレベル判定閾値は、“C光強度≧Y光強度”の波長帯と、“C光強度<Y光強度”の波長帯との比を考慮した値が設定される。例えば、“C光強度≧Y光強度”の波長帯と、“C光強度<Y光強度”の波長帯との比率が1:3の場合、Tc_err_lowとTy_err_lowとの比率、及びTc_err_highとTy_err_highとの比率もおよそ1:3となる値が設定される。
この算出した色補正用パッチパターン10の分光分布V(λ)patch_modifyに対して、白色基準板11の色値と、白の色値との差を補正することで色補正用パッチパターン10の色値を算出する。上記制御により、白色基準板11が大きく汚れている場合、両面転写Yパッチ24および両面転写Cパッチ25の分光分布を用いることで、汚れている白色基準板11を用いるよりも精度の良い色補正を行うことができる。
図12に本実施形態における色補正システムブロック図を示す。画像形成制御部282のCPU260は、情報入力部88を介して色補正の開始を指示されると、画像形成ユニット3及び搬送モータ84を制御し、両面転写Yパッチ24、両面転写Cパッチ25、及び色補正用パッチパターン10を記録材9上に形成する。
図13に本実施形態における色補正シーケンスを示す。CPU260は、ユーザから色補正の開始を指示されたら(S2001にてYES)、ASIC2101に色補正の開始を指示し、両面転写Yパッチ24、両面転写Cパッチ25、色補正用パッチパターン10を記録材9へ転写する(S2002)。ASIC2101内の白色基準板汚れ検知部2102は、CPU260から色補正の開始を指示されるとカラーセンサ7を用いて、白色基準板11、両面転写Yパッチ24、両面転写Cパッチ25、色補正用パッチパターン10の分光分布を取得する(S2003)。
本発明に係る第三実施形態を説明する。本実施形態に係る画像形成装置の構成、及びカラーセンサの構成は第一、第二実施形態と同様であるため説明を省略する。本実施形態では、記録材9の種類に応じて転写する汚れ検知用パッチのトナーの種類、転写回数、汚れ検知用パッチを転写する記録材の表裏を変更して、白色基準板の汚れ検知、及び色補正を行う。
図15に本実施形態における色補正システムのブロック図を示す。画像形成制御部382におけるCPU360は、図3に示す情報入力部88を介してユーザから色補正の開始を指示されると、メディアセンサ14を用いて記録材9の種類を取得し、形成するパッチNoを図14に示すテーブルに従って決定する。CPU360は、画像形成ユニット3、及び搬送モータ84を制御し、決定したパッチNoに応じたパッチ、及び色補正用パッチパターン10を記録材9上に形成する。CPU360から色補正の開始、及び形成パッチNoを指示されると、ASIC3101内の白色基準板汚れ検知部3102がカラーセンサを制御し、白色基準板11、パッチNoに応じたパッチ、及び色補正用パッチパターン10の分光分布を順次取得する。
図17に本実施形態における色補正シーケンスを示す。CPU360は、ユーザから色補正の開始を指示されたら(S3001にてYES)、ASIC3101に色補正の開始を指示し、メディアセンサ14を用いて記録材9の種類を取得する(S3002)。CPU360は、取得した記録材9の種類に基づいて形成するパッチNoを決定する(S3003)。このとき、CPU360は、図14に示すテーブルを用いてパッチNoを決定する。そして、CPU360は、決定したパッチNoのパッチ、及び色補正用パッチパターン10を記録材9へ転写させる(S3004)。ASIC3101の白色基準板汚れ検知部3102は、CPU360から色補正の開始を指示されるとカラーセンサ7を用いて、白色基準板11、決定されたNoのパッチ、色補正用パッチパターン10の分光分布を取得する(S3005)。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (19)
- 記録材上の色剤および基準板に光を反射し、前記色剤からの反射光および前記基準板からの反射光を検知する色検知手段を備え、前記色検知手段の検知結果に基づき画像形成を行う際の色剤量の補正を行う画像形成装置であって、
予め前記色検知手段が検知した前記色剤および前記基準板それぞれの検知結果を基準値として記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記色剤および前記基準板それぞれの基準値と前記色検知手段による前記色剤の検知結果との関係に基づき前記基準板に対する検知結果を推定し、当該推定された検知結果と前記色検知手段による前記基準板の検知結果との差が、所定値より大きい場合、前記基準板に汚れがあるとして検知する汚れ検知手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記汚れ検知手段は、前記基準板に汚れがあるとして検知した場合に、前記差に対する複数の閾値を用いて、前記基準板の汚れ度合いを検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記汚れ検知手段は、単一種類の色剤を用いて汚れの検知を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記汚れ検知手段は、複数種類の色剤を用いて汚れの検知を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記汚れ検知手段は、複数種類の色剤を用いて汚れの検知を行う際に、前記複数種類の色剤それぞれの基準値および前記色検知手段による検知結果を用いて前記基準板に対する検知結果を推定し、当該推定された検知結果と前記色検知手段による前記基準板の検知結果との差が所定値より大きい色剤が1以上ある場合、前記基準板に汚れがあるとして検知することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記所定値は、前記複数種類の色剤それぞれに設定されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記色検知手段は、前記記録材上の色剤の波長帯毎の光強度を検知し、
前記汚れ検知手段は、前記推定された検知結果と、前記色検知手段による前記基準板の検知結果との波長帯毎の差の総和、もしくは前記波長帯毎の差のうちのいずれかの大きさが、所定値より大きい場合、前記基準板に汚れがあるとして検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記色検知手段は、前記記録材上の色剤の波長帯毎の光強度を検知し、
前記汚れ検知手段は、
前記色検知手段が検知した前記複数種類の色剤の検知結果の中から波長帯毎に他の色剤よりも光強度が高い色剤の検知結果を選択し、
当該選択された色剤の検知結果を用いて前記基準板に対する検知結果を推定し、当該推定された検知結果と前記色検知手段による前記基準板の検知結果との差が所定値より大きい場合は、前記基準板に汚れがあるとして検知することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記汚れ検知手段は、前記色検知手段が検知した前記複数種類の色剤の検知結果の中から波長帯毎に他の色剤よりも光強度が高い色剤の2つ以上の検知結果を選択することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記汚れ検知手段は、前記色検知手段の前記記録材上の色剤の検知結果と、前記記憶手段に記憶された前記色剤および前記基準板の基準値との比率から、前記色検知手段による前記基準板の検知結果を推定し、
当該推定された検知結果を用いて、前記記録材に転写する色剤量を補正するための補正値を算出する算出手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記色検知手段は、前記記録材上の色剤の波長帯毎の光強度を検知し、
前記算出手段は、前記汚れ検知手段が前記基準板の汚れを検知した波長帯に対しては前記推定された検知結果を用いて前記補正値を算出し、汚れを検知しない波長帯に対しては前記色検知手段が検知した検知結果を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記記憶手段は、予め記録材の同一箇所に複数回にて重畳して転写された前記色剤に対する前記色検知手段の検知結果を基準値として記憶し、
前記色検知手段は、色剤量の補正時に、記録材の同一箇所に複数回にて重畳して転写された色剤の検知を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記記憶手段は、予め記録材の同一箇所の両面にて転写された前記色剤に対する前記色検知手段の検知結果を基準値として記憶し、
前記色検知手段は、色剤量の補正時に、記録材の同一箇所の両面にて転写された色剤の検知を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記記憶手段は、予め記録材に転写された複数種類の色剤それぞれに対する前記色検知手段の検知結果を基準値として記憶し、
前記色検知手段は、色剤量の補正時に、記録材に転写された複数種類の色剤それぞれの検知を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記色検知手段にて検知される記録材に転写される色剤は、転写される位置もしくは重畳回数に応じて、転写タイミングを制御されることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 色剤が転写される記録材の種類に応じて、色剤量の補正時において前記色検知手段にて検知する際の、前記記録材に転写される色剤の種類、転写される位置、重畳回数が決定されることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記色検知手段は、検知結果として濃度もしくは色値を検知することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記汚れ検知手段が検知した検知結果に応じて、前記基準板の汚れに関する情報を報知する報知手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 記録材上の色剤および基準板に光を照射し、前記色剤からの反射光および前記基準板からの反射光を検知する色検知手段を備え、前記色検知手段の検知結果に基づき画像形成を行う際の色剤量の補正を行う画像形成装置における制御方法であって、
記憶手段が、予め前記色検知手段が検知した前記色剤および前記基準板それぞれの検知結果を基準値として記憶部に記憶する記憶工程と、
汚れ検知手段が、前記記憶部に記憶された前記色剤および前記基準板それぞれの基準値と前記色検知手段による前記色剤の検知結果との関係に基づき前記基準板に対する検知結果を推定し、当該推定された検知結果と前記色検知手段による前記基準板の検知結果との差が、所定値より大きい場合、前記基準板に汚れがあるとして検知する汚れ検知工程と
を有することを特徴とする画像形成方法。
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