JP6091404B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
プリンター、複合機などの画像形成装置において、トナー消費量が多くなると、ランニングコストが大きくなってしまう。そのため、トナー消費量を抑制する技術として、露光パルス幅を調整してトナー消費量を抑制する技術などが提案されている。しかし、プリントエンジンの状態によって、トナーによる現像プロセスが影響を受けるため、画一的に露光パルス幅を調整すると、トナー消費量が削減されなかったり、文字や線画の画質が低下してしまったりすることがある。 In an image forming apparatus such as a printer or a multifunction peripheral, the running cost increases as the toner consumption increases. Therefore, as a technique for suppressing the toner consumption, a technique for adjusting the exposure pulse width to suppress the toner consumption is proposed. However, because the development process with toner is affected by the state of the print engine, adjusting the exposure pulse width uniformly does not reduce the toner consumption, and the image quality of characters and line drawings may decrease. Sometimes.
そこで、ある画像形成装置では、テスト用のラインパターンを中間転写ベルト上に形成し、そのラインパターンの線幅をセンサーで検出し、トナー付着量が所定値になるように、その線幅に基づいて画像形成条件を設定している(例えば特許文献1参照)。 Therefore, in a certain image forming apparatus, a test line pattern is formed on the intermediate transfer belt, the line width of the line pattern is detected by a sensor, and based on the line width so that the toner adhesion amount becomes a predetermined value. The image forming conditions are set (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述の画像形成装置では、線幅を考慮しているものの、ラインパターンにおいてトナーがどの程度積載しているか(つまり、トナーがどの程度の厚みを有するか)を考慮しておらず、トナー消費量が適切に削減されているとはいえない。 However, although the above-described image forming apparatus considers the line width, it does not consider how much toner is stacked in the line pattern (that is, how much toner is thick), and the toner It cannot be said that consumption has been reduced appropriately.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、文字や線画の画質を維持しつつトナー消費量を適切に削減する画像形成装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain an image forming apparatus that appropriately reduces the toner consumption while maintaining the image quality of characters and line drawings.
本発明に係る画像形成装置は、感光体と、画素ごとに露光パルス幅を設定して光線を前記感光体に照射して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナーで現像しトナーパターンを形成する現像装置と、前記トナーパターンを転写される中間転写体と、前記中間転写体上のトナーパターンを検出するセンサーと、文字および線画のトナーパターンについての前記センサーの出力と既知の相関関係を有する前記センサーの出力が得られるテストトナーパターンを、複数の露光パルス幅に対応して複数個、前記中間転写体上に形成させるテストトナーパターン生成部と、前記複数の露光パルス幅に対応して得られた前記センサーの出力値に基づいて、前記文字および線画のトナーパターンについての前記露光パルス幅を決定するパルス幅決定部とを備える。そして、前記テストトナーパターンは、細線パターンであり、前記細線パターンは、主走査方向および副走査方向の一方に沿って配列された、主走査方向および副走査方向の他方に平行な複数の細線を有し、前記細線の幅および前記細線の間隔は、画像形成条件が変化しても前記相関関係が維持される値とされる。前記画像形成条件は、環境温度であり、前記細線の幅および前記細線の間隔は、実験によって予め特定される。
An image forming apparatus according to the present invention includes a photosensitive member, an exposure device that sets an exposure pulse width for each pixel and irradiates the photosensitive member with a light beam to form an electrostatic latent image, and converts the electrostatic latent image into a toner. A developing device for developing the toner pattern to form a toner pattern, an intermediate transfer member to which the toner pattern is transferred, a sensor for detecting the toner pattern on the intermediate transfer member, and an output of the sensor for the toner pattern of characters and line drawings And a plurality of test toner patterns for generating a plurality of test toner patterns corresponding to a plurality of exposure pulse widths on the intermediate transfer member, and a plurality of exposures. A pulse width for determining the exposure pulse width for the toner pattern of the character and line drawing based on the output value of the sensor obtained corresponding to the pulse width And a tough. The test toner pattern is a fine line pattern, and the fine line pattern includes a plurality of fine lines arranged along one of the main scanning direction and the sub scanning direction and parallel to the other of the main scanning direction and the sub scanning direction. And the width of the fine lines and the interval between the fine lines are values that maintain the correlation even when image forming conditions change. The image forming condition is an environmental temperature, and the width of the fine lines and the interval between the fine lines are specified in advance by an experiment.
本発明によれば、文字や線画の画質を維持しつつトナー消費量を適切に削減する画像形成装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an image forming apparatus that appropriately reduces toner consumption while maintaining the image quality of characters and line drawings.
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。 FIG. 1 is a side view showing a part of a mechanical internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus is an apparatus having an electrophotographic printing function, such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, or a multifunction machine.
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム1a〜1d、露光装置2a〜2dおよび現像装置3a〜3dを有する。感光体ドラム1a〜1dは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色の感光体である。
The image forming apparatus of this embodiment has a tandem color developing device. The color developing device includes photosensitive drums 1a to 1d,
露光装置2a〜2dは、画素ごとに露光パルス幅を設定して光線を感光体ドラム1a〜1dに照射して静電潜像を形成する。露光装置2a〜2dは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム1a〜1dへ導く光学素子(レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど)を有する。
The
さらに、感光体ドラム1a〜1dの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、1次転写後に、感光体ドラム1a〜1d上の残留トナーを除去し、除電器は、1次転写後に、感光体ドラム1a〜1dを除電する。 Further, around the photosensitive drums 1a to 1d, a charger such as a scorotron, a cleaning device, a static eliminator and the like are arranged. The cleaning device removes residual toner on the photosensitive drums 1a to 1d after the primary transfer, and the static eliminator neutralizes the photosensitive drums 1a to 1d after the primary transfer.
現像装置3a〜3dには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置3a〜3dは、そのトナーを感光体ドラム1a〜1d上の静電潜像に付着させてトナーパターンを形成する。
Each of the developing
感光体ドラム1a、露光装置2a、および現像装置3aにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム1b、露光装置2b、および現像装置3bにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム1c、露光装置2c、および現像装置3cにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム1d、露光装置2d、および現像装置3dにより、ブラックの現像が行われる。
The photosensitive drum 1a, the
中間転写ベルト4は、感光体ドラム1a〜1dに接触し、感光体ドラム1a〜1d上のトナー画像を1次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト4は、駆動ローラー5に張架され、駆動ローラー5からの駆動力によって、感光体ドラム1dとの接触位置から感光体ドラム1aとの接触位置への方向へ周回していく。
The intermediate transfer belt 4 is an annular image carrier that contacts the photosensitive drums 1a to 1d and primarily transfers the toner images on the photosensitive drums 1a to 1d. The intermediate transfer belt 4 is stretched around the driving roller 5 and circulates in the direction from the contact position with the
転写ローラー6は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト4に接触させ、中間転写ベルト4上のトナー画像を用紙に2次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器9へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。 The transfer roller 6 brings the conveyed paper into contact with the intermediate transfer belt 4 and secondarily transfers the toner image on the intermediate transfer belt 4 to the paper. The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 9 and the toner image is fixed on the sheet.
ローラー7は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト4に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト4に残ったトナーを除去する。 The roller 7 has a cleaning brush, and the cleaning brush is brought into contact with the intermediate transfer belt 4 to remove the toner remaining on the intermediate transfer belt 4 after the transfer of the toner image onto the paper.
センサー8は、トナーパターンの濃度測定に使用される光学式センサーであって、中間転写ベルト4に光線を照射し、その反射光を検出する。例えば、トナー濃度調整の際、センサー8は、中間転写ベルト4の所定の領域に光線を照射しその反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。
The
図2は、図1における露光装置2a〜2dの構成およびその周辺の電子回路の構成の一例を示す図である。なお、図2に示す露光装置は、感光体ドラム1a用の露光装置2aであり、感光体ドラム1b〜1d用の露光装置2b〜2dも同様の構成を有する。
FIG. 2 is a view showing an example of the configuration of the
図2において、レーザーダイオード21は、レーザー光を出射する光源である。光学系22は、レーザーダイオード21からポリゴンミラー23までの間、および/またはポリゴンミラー23から感光体ドラム1aおよびPDセンサー24までの間に配置された各種レンズ群である。光学系22には、fθレンズなどが使用される。
In FIG. 2, a
また、ポリゴンミラー23は、感光体ドラム1aの軸に対して垂直な軸を有し、その軸に垂直な断面が多角形であり、その側面がミラーとなっている素子である。ポリゴンミラー23は、その軸を中心に回転し、レーザーダイオード21から出射した光を感光体ドラム1aの軸方向(主走査方向)に沿って走査する。
The
また、PDセンサー24は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー23により走査された光を受光するセンサーである。PDセンサー24は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。PDセンサー24は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、光のスポットがその位置を通過するタイミングを検出する。
The PD sensor 24 is a sensor that receives light scanned by the
また、ドライバー回路31は、レーザーダイオード21を駆動する回路である。ドライバー回路31は、画像形成のための駆動信号に基づき、レーザーダイオード21を制御してレーザー光を出射させる。
The
また、検出回路32は、PDセンサー24の出力波形において、PDセンサー24上を光が走査されることにより形成されるパルスを電気的に検出する回路である。
The
また、コントローラー33は、画像処理部34から供給される画像データに基づいてドライバー回路31に駆動信号を出力し、画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム1a上に形成させる。画像処理部34は、ラスタライズなどにより生成されたビットマップ画像データに対してスクリーン処理などを実行し、処理後の画像データをコントローラー33に供給する。
Further, the
この画像データでは、各画素の濃度が指定されている。画像データによる濃度の値からレーザーダイオード21の点灯期間の長さが決定される。この実施の形態では、濃度は0から15までの16段階のいずれかの値で指定される。コントローラー33は、主走査方向における各画素についてのレーザーダイオード21の点灯期間を、この駆動信号で制御する。そして、レーザーダイオード21、光学系22、ポリゴンミラー23、感光体ドラム1aおよび現像装置3aにより、コントローラー33により指定された濃度で各画素のドットが形成される。
In this image data, the density of each pixel is designated. The length of the lighting period of the
通常、文字や線画の濃度は、最大値(例えば15)に設定されているが、トナー消費量を削減する場合には、最大値より低い値に設定される。 Normally, the density of characters and line drawings is set to a maximum value (for example, 15), but is set to a value lower than the maximum value in order to reduce toner consumption.
コントローラー33は、テストトナーパターン生成部41と、パルス幅決定部42とを有する。
The
テストトナーパターン生成部41は、文字および線画のトナーパターンについてのセンサー8の出力(つまり、トナー積載量)と既知の相関関係を有するセンサー8の出力が得られるテストトナーパターンを、複数の露光パルス幅に対応して複数個、中間転写ベルト4上に形成させる。
The test toner
図3は、図2におけるテストトナーパターン生成部41によって形成されるテストトナーパターンの一例を示す図である。図4は、図3におけるセンサー8によるテストトナーパターンの濃度測定について説明する図である。例えば図3に示すように、4レベルの露光パルス幅に対応して4つのテストトナーパターン61〜64が形成される。そして、図4に示すように、センサー8による光線の照射でスポット71が形成され、スポット71は中間転写ベルト4の動きに応じてテストトナーパターン61〜64上を移動していき、テストトナーパターン61〜64からの反射光がセンサー8によって検出される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a test toner pattern formed by the test toner
図5は、図3におけるテストトナーパターン61〜64の一例を示す図である。図5に示すように、この実施の形態では、テストトナーパターン61〜64は、それぞれ、細線パターンであり、その細線パターンは、主走査方向および副走査方向の一方(ここでは、副走査方向)に沿って配列された、主走査方向および副走査方向の他方(ここでは、主走査方向)に平行な複数の細線を有し、細線の幅および細線の間隔は、画像形成条件が変化しても上述の相関関係が維持される値とされる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the
細線(つまり、線画部)の幅(Nドット幅)および細線の間隔(つまり、非線画部の幅、Mドット幅)は、環境温度などの画像形成条件が変化しても上述の相関関係が維持される値とされる。つまり、そのように相関関係が維持されるNおよびMの値が実験などによって予め特定される。 The width of thin lines (that is, the line drawing portion) (N dot width) and the interval between thin lines (that is, the width of the non-line drawing portion and the M dot width) have the above-described correlation even when image forming conditions such as environmental temperature change. The value is maintained. That is, the values of N and M for which the correlation is maintained are specified in advance by experiments or the like.
図6は、露光パルス幅について説明する図である。図6に示すように、露光パルス幅は、露光装置2a〜2dの光源であるレーザーダイオード21が、1画素分の走査期間W0内において点灯する期間Wの割合(W/W0)である。この実施の形態では、例えば、テストトナーパターン61内の線画部の各画素については、露光パルス幅が40%に設定され、テストトナーパターン62内の線画部の各画素については、露光パルス幅が60%に設定され、テストトナーパターン63内の線画部の各画素については、露光パルス幅が80%に設定され、テストトナーパターン64内の線画部の各画素については、露光パルス幅が100%に設定される。
FIG. 6 is a diagram for explaining the exposure pulse width. As shown in FIG. 6, the exposure pulse width is the ratio (W / W0) of the period W during which the
また、パルス幅決定部42は、上述の複数の露光パルス幅に対応して得られたセンサー8の出力値に基づいて、文字および線画のトナーパターンについての露光パルス幅を決定する。
The pulse
図7は、図2におけるパルス幅決定部42の動作について説明する図である。例えば図7に示すように、上述の40%、60%、80%、および100%の露光パルス幅に対応して、テストトナーパターン61〜64についてのセンサー8の出力値81〜84が得られる。そして、文字や線画を含む画像が印刷される場合、文字や線画についての目標トナー削減量に対応してセンサー8の出力の目標値が設定される。そして、パルス幅決定部42は、その目標値に対応する露光パルス幅の設定値を、上述のテストトナーパターン61〜64についてのセンサー8の出力値81〜84から、例えば補間処理などで、決定する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the pulse
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus will be described.
調整時において、テストトナーパターン生成部41は、上述のように、複数の露光パルス幅のそれぞれに対応して、テストトナーパターン61〜64を形成させる。パルス幅決定部42は、そのテストトナーパターン61〜64についてのセンサー8の出力値を特定し記憶する。
At the time of adjustment, the test toner
その後、文字や線画を含む画像を印刷する際に所定のトナー削減量に対応するセンサー8の出力の目標値が設定されると、パルス幅決定部42は、テストトナーパターン61〜64についてのセンサー8の出力値に基づいて、その目標値に対応する露光パルス幅の設定値を特定する。その文字や線画内の画素については、その設定値の露光パルス幅で、露光が行われる。
Thereafter, when an output target value of the
以上のように、上記実施の形態によれば、テストトナーパターン生成部41は、文字および線画のトナーパターンについてのセンサーの出力と既知の相関関係を有するセンサー8の出力が得られるテストトナーパターン61〜64を、複数の露光パルス幅に対応して複数個、中間転写ベルト4上に形成させる。そして、パルス幅決定部42は、複数の露光パルス幅に対応して得られたセンサー8の出力値に基づいて、文字および線画のトナーパターンについての露光パルス幅を決定する。
As described above, according to the above-described embodiment, the test toner
これにより、文字や線画の画質を維持しつつトナー消費量を適切に削減することができる。 Thereby, it is possible to appropriately reduce the toner consumption while maintaining the image quality of characters and line drawings.
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。 Each embodiment described above is a preferred example of the present invention, but the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, an electrophotographic image forming apparatus.
1a〜1d 感光体ドラム(感光体の例)
2a〜2d 露光装置
3a〜3d 現像装置
4 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
8 センサー
41 テストトナーパターン生成部
42 パルス幅決定部
61〜64 テストトナーパターン
1a to 1d photoconductor drum (example of photoconductor)
2a to
8
Claims (1)
画素ごとに露光パルス幅を設定して光線を前記感光体に照射して静電潜像を形成する露光装置と、
前記静電潜像をトナーで現像しトナーパターンを形成する現像装置と、
前記トナーパターンを転写される中間転写体と、
前記中間転写体上のトナーパターンを検出するセンサーと、
文字および線画のトナーパターンについての前記センサーの出力と既知の相関関係を有する前記センサーの出力が得られるテストトナーパターンを、複数の露光パルス幅に対応して複数個、前記中間転写体上に形成させるテストトナーパターン生成部と、
前記複数の露光パルス幅に対応して得られた前記センサーの出力値に基づいて、前記文字および線画のトナーパターンについての前記露光パルス幅を決定するパルス幅決定部と、
を備え、
前記テストトナーパターンは、細線パターンであり、
前記細線パターンは、主走査方向および副走査方向の一方に沿って配列された、主走査方向および副走査方向の他方に平行な複数の細線を有し、
前記細線の幅および前記細線の間隔は、画像形成条件が変化しても前記相関関係が維持される値とされ、
前記画像形成条件は、環境温度であり、
前記細線の幅および前記細線の間隔は、実験によって予め特定されること、
を特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor,
An exposure apparatus that sets an exposure pulse width for each pixel and irradiates the photosensitive member with a light beam to form an electrostatic latent image; and
A developing device for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner pattern;
An intermediate transfer member to which the toner pattern is transferred;
A sensor for detecting a toner pattern on the intermediate transfer member;
A plurality of test toner patterns corresponding to a plurality of exposure pulse widths are formed on the intermediate transfer member to obtain output of the sensor having a known correlation with the sensor output of the character and line image toner patterns. A test toner pattern generation unit
A pulse width determination unit that determines the exposure pulse width for the toner pattern of the character and line drawing based on the output value of the sensor obtained corresponding to the plurality of exposure pulse widths;
Equipped with a,
The test toner pattern is a fine line pattern,
The fine line pattern has a plurality of fine lines arranged along one of the main scanning direction and the sub scanning direction and parallel to the other of the main scanning direction and the sub scanning direction,
The width of the fine lines and the interval between the fine lines are values that maintain the correlation even when image forming conditions change,
The image forming condition is an environmental temperature,
The width of the fine line and the interval between the fine lines are specified in advance by experiments,
An image forming apparatus.
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