JP6536086B2 - Image forming apparatus and test pattern generation method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及びテストパターンの生成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a method of generating a test pattern.
電子写真方式の画像形成装置では、原画像データに基づいて露光した感光ドラム上にトナー等の色材を供給して現像した画像を、中間転写ベルトを介して用紙上に転写するというプロセスを経て、用紙上に画像を形成している。
画像形成部材の特性、経時変化等によって、画像の濃度ムラが生じることがあるため、テストパターンを形成してその濃度分布から濃度ムラを検出し、検出した濃度ムラを相殺するように原画像データを補正することが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。
In an electrophotographic image forming apparatus, a color material such as toner is supplied onto a photosensitive drum exposed based on original image data, and a developed image is transferred onto a sheet of paper via an intermediate transfer belt. , Forms an image on the paper.
Since unevenness in image density may occur due to the characteristics of the image forming member or changes over time, the test pattern is formed, the unevenness in density is detected from the density distribution, and the original image data is offset so as to offset the detected unevenness in density. It is common to correct the (see, for example, Patent Document 1).
濃度ムラのなかには、感光ドラム、現像ローラー、転写ローラー、中間転写ベルト等の回転体に起因して、回転体の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラがある。テストパターンの濃度分布から検出できる濃度ムラの周期数が多いほど、またテストパターンの濃度レベルの数が多いほど、濃度ムラを正確に特定することができ、精度の高い補正が可能になる。 Among the uneven density, there is uneven density which occurs in the same cycle as the rotating cycle of the rotating body due to the rotating body such as the photosensitive drum, the developing roller, the transfer roller, and the intermediate transfer belt. As the number of cycles of density unevenness that can be detected from the density distribution of the test pattern increases, and as the number of density levels of the test pattern increases, density unevenness can be identified more accurately, and highly accurate correction becomes possible.
感光ドラムやローラー類は1周期が長くても20cm程度であるので、3周期分の濃度ムラを検出する場合でも、60cm程度のテストパターンの形成で足りる。
一方、中間転写ベルトは1周期が100cm程度と長く、同じ3周期分の濃度ムラを検出するには、約300cmの長いテストパターンを形成しなければならない。テストパターンの濃度レベルを2段階にすると、必要なテストパターンの長さは倍の600cmになる。テストパターンの形成によって稼働できないダウンタイムが長くなるとともに、色材等の消費も増えてコストが上昇する。
Since the photosensitive drum and rollers have a length of about 20 cm at one cycle, forming a test pattern of about 60 cm is sufficient even when detecting uneven density for three cycles.
On the other hand, in the intermediate transfer belt, one cycle is as long as about 100 cm, and it is necessary to form a long test pattern of about 300 cm in order to detect density unevenness for the same three cycles. When the density level of the test pattern is two steps, the length of the required test pattern is doubled to 600 cm. The formation of the test pattern prolongs the downtime that can not be operated, and also increases the consumption of coloring materials and the like, resulting in an increase in cost.
本発明の課題は、短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンを生成することである。 An object of the present invention is to generate a test pattern that can accurately correct density unevenness even if it is short.
請求項1に記載の発明によれば、
個別に形成した複数の色の画像を回転する像担持体上に重ねて転写し、当該像担持体上の前記複数の色からなる画像をさらに用紙上に転写する画像形成部と、
前記像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部と、を備え、
前記テストパターン生成部は、前記像担持体の回転周期の1周期と同じ長さのテストパターンの領域をN(Nは2以上の整数)個の区間に分割し、当該各区間をさらにM(Mは2以上の整数)個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成し、
前記テストパターン生成部は、検出する濃度ムラの周期数F(Fは2以上の整数)と同じ数の前記テストパターンを生成する際に、f−1(fは2〜Fの整数)周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった1又は複数の領域内を前記N個の区間より幅が狭い区間に分割し、当該各区間をさらにM個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、f周期目のテストパターンを生成することを特徴とする画像形成装置が提供される。
According to the invention of
An image forming unit for overlapping and transferring images of a plurality of individually formed colors on a rotating image carrier and further transferring the images of the plurality of colors on the image carrier onto a sheet of paper;
A test pattern generation unit that generates a test pattern for detecting density unevenness in the same cycle as the rotation cycle of the image carrier;
It said test pattern generating unit divides the regions of the same length of the test pattern as one period of the rotation period of the image bearing member N (N is an integer of 2 or more) number of intervals, further M the respective sections ( M is divided into 2 or more integer) areas, by concentration levels in the respective regions are arranged respectively M different patterns to generate the test pattern,
The test pattern generation unit generates an f-1 (f is an integer from 2 to F) cycle when the test patterns having the same number as the periodicity F of the density unevenness to be detected (F is an integer of 2 or more) are generated. In the density distribution of the test pattern, one or more areas where the density change is large is divided into sections narrower in width than the N sections, and each section is further divided into M areas, An image forming apparatus is provided characterized in that test patterns of the f-th cycle are generated by respectively arranging M patterns having different density levels .
請求項2に記載の発明によれば、
前記テストパターン中の各区間に配置されるM個のパターンは、各区間の境界を挟んで同じ濃度レベルのパターン同士が隣接するように、配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置が提供される。
According to the invention of
The M patterns arranged in each section in the test pattern are arranged such that patterns of the same density level are adjacent to each other across the boundary of each section. An image forming apparatus is provided.
請求項3に記載の発明によれば、
前記テストパターン生成部は、過去の濃度ムラの検出時に生成した複数のテストパターンの濃度分布の差に応じて、濃度の安定性が高いと判定した場合、生成するテストパターンの数を減らす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が提供される。
According to the third aspect of the invention,
The test pattern generation unit may reduce the number of test patterns to be generated when it determines that the stability of density is high according to the difference in density distribution of a plurality of test patterns generated at the time of detection of density unevenness in the past. An image forming apparatus according to
請求項4に記載の発明によれば、
前記画像形成部により前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部により検出されたテストパターンの濃度分布に基づいて、前記像担持体の回転周期の位相に対応する補正値を算出する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。
According to the invention of claim 4 ,
A density detection unit that detects the density of the test pattern formed on the image carrier by the image forming unit;
A control unit that calculates a correction value corresponding to the phase of the rotation cycle of the image carrier based on the density distribution of the test pattern detected by the density detection unit;
The image forming apparatus according to any one of
請求項5に記載の発明によれば、
個別に形成された複数の色の画像が重ねて転写される像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンの生成方法であって、
前記像担持体の回転周期の1周期と同じ長さのテストパターンの領域をN(Nは2以上の整数)個の区間に分割し、当該各区間をさらにM(Mは2以上の整数)個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成し、
検出する濃度ムラの周期数F(Fは2以上の整数)と同じ数の前記テストパターンを生成する際に、f−1(fは2〜Fの整数)周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった1又は複数の領域内を前記N個の区間より幅が狭い区間に分割し、当該各区間をさらにM個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、f周期目のテストパターンを生成することを特徴とするテストパターンの生成方法が提供される。
According to the invention of claim 5 ,
A method of generating a test pattern for detecting density unevenness in the same cycle as a rotation cycle of an image carrier on which images of a plurality of colors formed individually are superimposed and transferred.
The region having the same length of the test pattern as one period of the rotation period of the image bearing member N (N is an integer of 2 or more) is divided into individual sections, the individual sections further M (M is an integer of 2 or more) divided into individual regions, by concentration levels in the respective regions are arranged respectively M different patterns to generate the test pattern,
When generating the same number of test patterns as the number F of cycles of density unevenness to be detected (F is an integer of 2 or more), in the density distribution of the test pattern of f−1 (f is an integer from 2 to F) The area or areas where the change in density is large is divided into sections narrower in width than the N sections, and the sections are further divided into M areas, and M levels having different density levels in each area By arranging each of the patterns of (1) to (4) , a test pattern generation method is provided that is characterized by generating an f-th cycle test pattern .
本発明によれば、短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンを生成することができる。 According to the present invention, it is possible to generate a test pattern that can accurately correct density unevenness even if it is short.
以下、本発明の画像形成装置及びテストパターンの生成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of an image forming apparatus and a test pattern generation method of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態の画像形成装置Gの主な構成を機能ごとに示すブロック図である。
図1に示すように、画像形成装置Gは、制御部11、記憶部12、操作部13、表示部14、通信部15、画像生成部16、画像メモリー17、テストパターン生成部18、画像処理部19、画像形成部20、濃度検出部30及び位相検出部31を備えて構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of an image forming apparatus G of the present embodiment for each function.
As illustrated in FIG. 1, the image forming apparatus G includes a
制御部11は、記憶部12に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することにより画像形成装置Gの各部を制御する。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成することができる。
例えば、制御部11は、画像生成部16により生成された原画像データを画像処理部19により画像処理させて、画像処理後の原画像データの各画素の画素値に応じて画像形成部20により用紙上に画像を形成させる。
The
For example, the
制御部11は、画像形成部20において画像形成部材として用いられる像担持体の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラの補正値を算出することができる。
補正値の算出時、制御部11は、濃度ムラを検出するためのテストパターンをテストパターン生成部18により生成させ、画像形成部20により当該テストパターンを形成させる。制御部11は、濃度検出部30により検出されたテストパターンの濃度分布に基づいて、像担持体の回転周期の位相に対応する補正値を算出する。
The
When calculating the correction value, the
記憶部12は、制御部11により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部12としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。
The
操作部13は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部11に出力する。操作部13としては、例えばキー、表示部14と一体に構成されたタッチパネル等が挙げられる。
The
表示部14は、制御部11の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部14としては、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro Luminescence Display)等を用いることができる。
The
通信部15は、ユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等のネットワーク上の外部装置と通信する。
例えば、通信部15は、ユーザー端末からネットワークを介して、画像を形成する指示内容がページ記述言語(PDL:Page Description Language)で記述されたデータ(以下、PDLデータという)を受信する。
The
For example, the
画像生成部16は、通信部15により受信したPDLデータをラスタライズ処理し、画素ごとに画素値を有するビットマップ形式の原画像データを、C(シアン)、M(マジェンタ)、Y(イエロー)及びK(黒)の色ごとに生成する。画素値は画像の濃度レベルを表すデータ値であり、例えば8bitのデータ値は0〜255段階の濃度レベルを表す。
The
画像形成装置Gは、コピー用の画像読取部を備え、この画像読取部によってユーザーがセットした原稿の画像を読み取ることにより、原画像データを生成するようにしてもよい。 The image forming apparatus G may include an image reading unit for copying, and the original image data may be generated by reading an image of a document set by the user using the image reading unit.
画像メモリー17は、画像生成部16により生成された画像データを一時的に保持するバッファーメモリーである。画像メモリー17としては、例えばDRAM(Dynamic RAM)等を用いることができる。
The
テストパターン生成部18は、画像形成部20に用いられる像担持体の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成する。
具体的には、テストパターン生成部18は、像担持体の回転周期の1周期と同じ長さのテストパターンの領域をN(Nは2以上の整数)個の区間に分割し、各区間をさらにM(Mは2以上の整数)個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、テストパターンを生成する。像担持体の回転周期の1周期は、像担持体が1回転したときの外周の長さに相当する。
The test
Specifically, the test
画像処理部19は、画像生成部16により生成された原画像データに、階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。画像処理部19は、テストパターン生成部18により生成されたテストパターンにも同様の画像処理を施すことができる。
階調補正処理は、原画像データの各画素の画素値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正された画素値に変換する処理である。中間調処理は、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。
The
The gradation correction process is a process of converting the pixel value of each pixel of the original image data into a pixel value corrected so that the density of the image formed on the sheet matches the target density. Halftone processing is, for example, error diffusion processing, screen processing using systematic dither method, or the like.
また、画像処理部19は、テストパターンの濃度分布に基づいて制御部11により算出された濃度ムラの補正値を使用し、原画像データに濃度ムラの補正処理を施すことができる。
Further, the
画像形成部20は、画像処理部19により画像処理された原画像データの各画素の画素値に応じて、複数の色からなる画像を用紙上に形成する。
図2は、画像形成部20の概略構成を示している。
画像形成部20は、図2に示すように、4つの書込みユニット21、像担持体22、2次転写ローラー23、定着装置24、給紙トレイ25及び反転経路26を備えている。
The
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
As illustrated in FIG. 2, the
図2に示すように、各書込みユニット21は、像担持体22のベルト面に沿って直列に配置されている。
像担持体22は、複数のローラーにより巻き回されて回転するベルト等であり、一般に中間転写ベルトと呼ばれる。複数のローラーのなかには、1次転写ローラー2f及び2次転写ローラー23が含まれる。像担持体22はその表面に、4つの書込みユニット21により個別に形成されたC、M、Y及びKの色の画像が重ねて転写されるので、この各色からなる画像をさらに用紙上に転写する。
As shown in FIG. 2, the
The
4つの書込みユニット21は、それぞれC、M、Y及びKの色の画像を形成する。各書込みユニット21の構成は同じであり、図2に示すように、露光部2a、感光ドラム2b、現像部2c、帯電部2d、クリーニング部2e及び1次転写ローラー2fを備えている。
画像形成時、各書込みユニット21において、帯電部2dにより感光ドラム2bに電圧を印加して帯電させる。各書込みユニット21は、対応する色C、M、Y及びKの変調された原画像データに応じて、露光部2aによりレーザービームを照射し、感光ドラム2b上を主走査方向に繰り返し走査する。走査中、感光ドラム2bは回転し、走査する各ラインの位置が副走査方向にずれるので、感光ドラム2b上には複数のラインからなる静電潜像が形成される。露光部2aは、主走査方向の始端側を走査するレーザービームを検出し、各ラインの画像の開始位置を示す同期信号を出力する。
The four
At the time of image formation, in each writing
現像部2cによりトナー等の色材を供給し、感光ドラム2b上の静電潜像を現像すると、各書込みユニット21の感光ドラム2b上に各色の画像が形成される。
各感光ドラム2b上の画像は、各1次転写ローラー2fにより像担持体22上に順次重ねて転写され、像担持体22上には複数の色からなる画像が形成される。画像の転写後、各書込みユニット21において、クリーニング部2eにより感光ドラム2b上に残留する色材を除去する。
When a color material such as toner is supplied by the developing
The images on the respective
その後、給紙トレイ25により用紙を給紙し、2次転写ローラー23によって像担持体22上の画像を用紙上に転写する。転写後の用紙を定着装置24により加熱及び加圧して、画像を用紙に定着させる。
1枚の用紙の両面に画像を形成する場合は、反転経路26に用紙を搬送して用紙面を反転させた後、再度2次転写ローラー23へ用紙を搬送する。
Thereafter, the sheet is fed by the
When an image is formed on both sides of one sheet of paper, the sheet is conveyed to the reversing
濃度検出部30は、図2に示すように、像担持体22の画像が転写される面と対面する位置に配置され、画像形成部20により像担持体22上に形成された画像の濃度を検出する。
濃度検出部30としては、検出範囲がスポットである光学センサーを用いてもよいし、より広範囲な検出範囲が必要な場合はラインセンサー、エリアセンサー等を用いることができる。
As shown in FIG. 2, the
As the
位相検出部31は、像担持体22の回転周期において、基準位相の検出信号を生成して出力する。位相検出部31としては、例えば像担持体22の表面上の非画像領域に設けられた1又は複数のマーカーを検出する光学センサー等を用いることができる。
図2は、位相検出部31と像担持体22上のマーカー22aの配置例を示している。
図2に示す位相検出部31によれば、1周期中の位相を0〜1の範囲で表すと、像担持体22に設けられたマーカー22aを、0の基準位相として検出することができる。
複数の基準位相を検出できるようにしてもよく、像担持体22のベルトの半周ごとそれぞれ設けられた2つのマーカーを、それぞれ0及び1/2の基準位相として検出するようにしてもよい。
The
FIG. 2 shows an arrangement example of the
According to the
A plurality of reference phases may be detected, and two markers provided for each half of the belt of the
上記画像形成装置Gは、テストパターンを形成し、その濃度分布を解析することにより、像担持体22に起因して、像担持体22の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラを検出することができる。画像形成部20の画像形成部材として用いられる回転体としては、像担持体22の他に、感光ドラム2b、1次転写ローラー2f、2次転写ローラー23等があるが、像担持体22の1周期の長さは他の回転体に比べて5倍以上とかなり長いことが一般的である。
The image forming apparatus G forms a test pattern and analyzes the density distribution to detect density unevenness occurring in the same cycle as the rotation cycle of the
像担持体22の回転周期の1周期の長さがL(cm)である場合、同じ周期で生じる周期数F(Fは1以上の整数)の濃度ムラを検出するためには、副走査方向の長さがF×L(cm)のテストパターンを形成する必要がある。補正の精度を高めるため、テストパターンの濃度レベルのレベル数Mを2以上にすると、テストパターンの副走査方向の長さは合計でM×F×L(cm)になる。
例えば、周期数3の濃度ムラを検出するため、レベル数2として高濃度レベルと低濃度レベルの各テストパターンを形成する場合、図3に示すように、合計6個のテストパターンが必要であり、各テストパターンの副走査方向yの長さの合計は2×3×L(cm)である。Lが100(cm)である場合、600cmの長さのテストパターンを形成しなければならず、テストパターンの形成によるダウンタイム(画像形成装置Gの非稼働時間)が長時間化するとともに、トナー等の消費量が増えてコストが上昇する。
When the length of one rotation cycle of the
For example, when forming test patterns of high density level and low density level as
このようなダウンタイムを短縮し、コストを減らすため、画像形成装置Gは、テストパターン生成部18により、短くても補正の精度が高いテストパターンを生成する。
具体的には、テストパターン生成部18は、像担持体22の1周期と同じ長さLのテストパターンの領域をN個の区間に分割し、各区間をさらにM個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、テストパターンを生成する。N及びMは2以上の整数であれば、任意に選択することができる。N及びMが2のべき数であると、濃度ムラの補正処理に用いられるハードウェア資源に対応しやすく、好ましい。
In order to reduce such down time and cost, the image forming apparatus G generates a test pattern with high correction accuracy even if the test
Specifically, the test
テストパターン生成部18は、検出する濃度ムラの周期数Fと同じ数のテストパターンを生成することができる。
図4は、F=3の場合に生成された3個のテストパターンT11、T12及びT13の例を示している。
図4に示すように、各テストパターンT11〜T13の副走査方向yの長さは、像担持体22の1周期の長さL(cm)と同じである。各テストパターンT11〜T13の主走査方向xの長さは特に限定されず、任意の長さとすることができる。
The test
FIG. 4 shows an example of three test patterns T11, T12 and T13 generated when F = 3.
As shown in FIG. 4, the length of the test pattern T11 to T13 in the sub scanning direction y is the same as the length L (cm) of one cycle of the
各テストパターンT11〜T13の領域は、N個の区間Dbに分割され、各区間Dbの副走査方向yの長さはL/N(cm)である。区間Dbは補正値を算出する単位であり、各区間Dbにおいて1つの補正値が算出される。
各区間Dbは、2個の領域Dcに分割され、各領域Dcの副走査方向yの長さはL/(N×M)(cm)である。
例えば、N=64、M=2の場合、区間Db及び領域Dcの副走査方向yの長さは、それぞれL/64及びL/128(cm)である。
The area of each of the test patterns T11 to T13 is divided into N sections Db, and the length of the sub scanning direction y of each section Db is L / N (cm). The section Db is a unit for calculating a correction value, and one correction value is calculated in each section Db.
Each section Db is divided into two areas Dc, and the length of the sub-scanning direction y of each area Dc is L / (N × M) (cm).
For example, in the case of N = 64 and M = 2, the lengths of the section Db and the area Dc in the sub scanning direction y are L / 64 and L / 128 (cm), respectively.
各区間Dbの各領域Dcには、それぞれ濃度レベルが異なる2個のパターンg11及びg12が交互に配置されている。例えば、画像の濃度レベルを0〜255段階で表す場合は、各パターンg11及びg12の濃度レベルをそれぞれ192及び64とすることができる。 In each area Dc of each section Db, two patterns g11 and g12 having different density levels are alternately arranged. For example, when the density level of the image is expressed in 0 to 255 steps, the density levels of the patterns g11 and g12 can be 192 and 64, respectively.
補正値の算出時、画像形成部20が各テストパターンT11〜T13を像担持体22上に形成し、濃度検出部30が各テストパターンT11〜T13の濃度を検出する。像担持体22上の各テストパターンT11〜T13が、0〜1の回転周期のうちのどの位相に対応するかは、位相検出部31により検出された像担持体22の回転周期の基準位相から何ラインの画像を形成したかをカウントすることによって特定することができる。カウントには、露光部2aから各ラインの開始位置を示す同期信号が出力されるごとにカウントアップし、位相検出部31により基準位相が検出されるごとにカウント値をリセットするカウンターを用いることができる。
When calculating the correction value, the
図5は、テストパターンT11の濃度を検出して得られる濃度分布の一部を示している。
テストパターンT11では、パターンg11及びg12が交互に配置されているので、その濃度分布は、濃度ムラがなければ、図5に示すように正弦波の波形を有する。正弦波の1周期の長さは1/Nであり、1/2周期の長さは1/(N×M)である。
FIG. 5 shows a part of the concentration distribution obtained by detecting the concentration of the test pattern T11.
In the test pattern T11, since the patterns g11 and g12 are alternately arranged, the density distribution has a sinusoidal waveform as shown in FIG. 5 if there is no density unevenness. The length of one cycle of a sine wave is 1 / N, and the length of a half cycle is 1 / (N × M).
制御部11は、濃度検出部30により得られる各テストパターンT11〜T13の濃度分布を解析し、各区間Db内で検出されたパターンg11の濃度値の平均値とパターンg12の濃度値の平均値をそれぞれ算出する。
なお、濃度検出部30の光源のスポット径の範囲内にパターンg11とパターンg12が含まれると、検出された濃度値にはパターンg11及びg12の両方の濃度値が含まれてしまう。よって、濃度検出部30により検出された濃度値のうち、各パターンg11及びg12の境界から濃度検出部30の光源のスポット径の範囲内において検出された濃度値を除外して、上記濃度値の平均値を算出することが好ましい。
The
When the pattern g11 and the pattern g12 are included in the range of the spot diameter of the light source of the
制御部11は、区間Dbごとに算出した各パターンg11及びg12の濃度値の平均値を、0〜255段階の濃度レベルに正規化する。制御部11は、各パターンg11及びg12の濃度レベルから、正規化して得られた濃度レベルを引いた差を、各区間Dbの補正値として算出する。算出した各区間Dbの補正値は、各区間Dbの中心位置の位相に対応する補正値である。
The
なお、各パターンg11及びg12の中心位置は、区間Dbの中心位置からずれているため、補正を精度良く行うためには、この中心位置のずれに応じて各区間Dbの補正値が対応する位相をずらすことが好ましい。
例えば、N=64、M=2である場合、上述のように1個の区間Dbの長さはL/64(cm)であり、1個の領域Dcの長さはL/128(cm)である。
図6に示すように、1個の区間Dbに1個のパターンg11のみを配置する場合、このパターンg11の中心位置は、区間Dbの副走査方向の始端からL/128(cm)の位置であり、区間Dbの中心位置と一致する。そのため、パターンg11から算出した補正値を、区間Dbの始端からL/128の位相に対応する補正値として使用することができる。
Since the central position of each of the patterns g11 and g12 is shifted from the central position of the section Db, the phase to which the correction value of each section Db corresponds according to the shift of the central position in order to carry out the correction with high accuracy. It is preferable to shift the
For example, when N = 64 and M = 2, as described above, the length of one section Db is L / 64 (cm), and the length of one area Dc is L / 128 (cm) It is.
As shown in FIG. 6, when only one pattern g11 is arranged in one section Db, the center position of the pattern g11 is L / 128 (cm) from the start end in the sub scanning direction of the section Db. And coincides with the center position of the section Db. Therefore, the correction value calculated from the pattern g11 can be used as a correction value corresponding to the phase of L / 128 from the start of the section Db.
一方、同じ区間Db内に、2個のパターンg11及びg12を配置する場合、パターンg11及びg12の中心位置は、区間Dbの副走査方向の始端からの距離がそれぞれL/256及びL/48(cm)の位置であり、区間Dbの中心位置よりも始端側及び終端側にそれぞれL/256(cm)だけずれている。すなわち、パターンg11から算出する区間Dbの補正値は、始端からL/256の位相に対応する補正値であり、パターンg12から算出する区間Dbの補正値は、始端からL/48の位相に対応する補正値である。よって、より精度良く補正するには、パターンg11の濃度レベルに対応する各区間Dbの補正値を、始端側にL/256だけずらした位相に対応する補正値として使用し、パターンg12の濃度レベルに対応する各区間Dbの補正値を終端側にL/256だけずらした位相に対応する補正値として使用すればよい。 On the other hand, when two patterns g11 and g12 are arranged in the same section Db, the central positions of the patterns g11 and g12 are L / 256 and L / 48, respectively, at the distance from the start end of the section Db in the subscanning direction. (cm) position, which is shifted by L / 256 (cm) to the start and end sides of the center position of the section Db. That is, the correction value of section Db calculated from pattern g11 corresponds to the phase of L / 256 from the start end, and the correction value of section Db calculated from pattern g12 corresponds to the phase of L / 48 from the start end Correction value. Therefore, to correct more accurately, the correction value of each section Db corresponding to the density level of the pattern g11 is used as the correction value corresponding to the phase shifted by L / 256 toward the start end side, and the density level of the pattern g12 The correction value of each section Db corresponding to may be used as a correction value corresponding to the phase shifted by L / 256 toward the end.
補正値を用いて原画像データに濃度ムラの補正処理を施す際には、位相検出部31により検出された像担持体22の回転周期の基準位相と、基準画像から形成した画像のラインのカウント値によって、原画像データに基づいて像担持体22上に画像を形成したときに画像の各ラインが0〜1の回転周期のどの位相に対応するかを特定する。画像処理部19は、制御部11により算出された各区間Dbの補正値のうち、特定した各ラインの位相に対応する補正値を原画像データの各ラインの画素値に加算する。
なお、パターンg11とパターンg12によりレベル数Mの濃度レベルごとに補正値が算出されているので、各濃度レベルのうち、最も近い濃度レベルの補正値を用いることにより、より精度の高い補正を行うことができる。
また、上述のように、各区間Dbの補正値は、各区間Dbに配置された各パターンg11及びg12の中心位置の位相に対応する補正値であるが、特定した各ラインの位相が、2つの区間Dbの各パターンg11及びg12の中心位置間の位相である場合は、各区間Dbの補正値を線形補間することにより、各ラインの位相に対応する補正値を得ることができる。
When performing correction processing of uneven density on original image data using the correction value, the reference phase of the rotation cycle of the
Since correction values are calculated for each density level M by the patterns g11 and g12, more accurate correction is performed by using the correction value of the closest density level among the density levels. be able to.
Further, as described above, the correction value of each section Db is a correction value corresponding to the phase of the center position of each of the patterns g11 and g12 arranged in each section Db, but the phase of each specified line is 2 When the phase is between the central positions of the patterns g11 and g12 of one section Db, the correction value corresponding to the phase of each line can be obtained by linearly interpolating the correction value of each section Db.
以上のように、本実施の形態の画像形成装置Gは、個別に形成した複数の色の画像を回転する像担持体22上に重ねて転写し、当該像担持体22上の複数の色からなる画像をさらに用紙上に転写する画像形成部20と、像担持体22の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部18と、を備えている。テストパターン生成部18は、像担持体22の回転周期の1周期と同じ長さのテストパターンの領域をN個の区間に分割し、各区間をさらにM個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、上記テストパターンを生成する。
As described above, the image forming apparatus G according to the present embodiment transfers the images of a plurality of colors formed individually onto the
これにより、図3に示す従来のテストパターンの1/Mの長さで、従来のテストパターンと同様にM個の濃度レベルの濃度分布を取得することができ、短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンT11〜T13を生成することができる。
複数の書込みユニット21により個別に形成された画像を順次転写させるため、像担持体22の回転周期は他の回転体と比べて長いが、上述の短いテストパターンT11〜T13を用いることにより、高い補正の精度を維持しながら、テストパターンの形成中のダウンタイムを短縮することができ、生産性が向上する。また、テストパターンの形成のためのトナー等の消耗も減らすことができ、コストの低減を図ることができる。
As a result, the density distribution of M density levels can be obtained in a length of 1 / M of the conventional test pattern shown in FIG. 3 in the same manner as the conventional test pattern. Test patterns T11 to T13 that can correct the error can be generated.
In order to sequentially transfer the images formed individually by the plurality of writing
〔変形例1〕
補正の精度をより高めることができることから、各区間の境界を挟んで同じ濃度レベルのパターン同士が隣接するように、テストパターン中の各区間にM個のパターンが配置されていることが好ましい。
[Modification 1]
It is preferable that M patterns be arranged in each section of the test pattern so that the patterns of the same density level are adjacent to each other across the boundary of each section because the accuracy of correction can be further enhanced.
図7は、各区間Dbに配置されるパターンg11及びg12が、各区間Dbの境界を挟んで濃度レベルが同じパターンg11同士又はパターンg12同士が隣接するように配置された3個のテストパターンT21〜T23の例を示している。
図7に示すように、各区間Dbのパターンg11が隣接する区間Dbのパターンg11と隣り合っている。パターンg12も同様に、各区間Dbのパターンg12が隣接する区間Dbのパターンg12と隣り合っている。
FIG. 7 shows three test patterns T21 in which patterns g11 and g12 arranged in each section Db are arranged such that patterns g11 or g12 with the same density level are adjacent to each other across the boundary of each section Db. An example of T23 is shown.
As shown in FIG. 7, the pattern g11 of each section Db is adjacent to the pattern g11 of the adjacent section Db. Similarly, the pattern g12 is adjacent to the pattern g12 of the section Db adjacent to the pattern g12 of each section Db.
上述したように、濃度レベルが異なるパターンg11とパターンg12の境界付近では、両者の濃度が検出されるため、各区間Dbの境界付近の濃度値を除外して、各パターンg11及びg12の濃度値の平均値を算出する必要がある。
しかしながら、各テストパターンT21〜T23は、各区間Dbで隣接するパターンg11又はg12の濃度レベルが同じであるので、境界付近の濃度も補正値の算出に用いることができる。補正値の算出に使用する濃度値のサンプル数が増えるため、補正の精度が向上する。
As described above, since the densities of both patterns are detected near the boundary between the patterns g11 and g12 having different density levels, the density values of the patterns g11 and g12 are excluded excluding the density value near the boundary of each section Db. It is necessary to calculate the average value of
However, since each test pattern T21 to T23 has the same density level of the adjacent pattern g11 or g12 in each section Db, the density near the boundary can also be used for calculation of the correction value. Since the number of density value samples used to calculate the correction value increases, the accuracy of correction improves.
〔変形例2〕
検出する濃度ムラの周期数Fと同じ数Fのテストパターンを生成する際、テストパターン生成部18は、f−1(fは2〜Fの整数を表す。)周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった1又は複数の領域内をN個の区間に分割し、各区間をさらにM個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、f周期目のテストパターンを生成することができる。
[Modification 2]
When generating a test pattern of the same number F as the number F of cycles of density unevenness to be detected, the test
例えば、図8に示すように、テストパターン生成部18が、図4に示すテストパターンT11と同様にして1周期目のテストパターンT31を生成し、画像形成部20がこのテストパターンT31を像担持体22上に形成する。濃度検出部30によりテストパターンT31の濃度分布が得られると、テストパターン生成部18は、この濃度分布において、各パターンg11及びg12の基準値との差が閾値を超える濃度値が検出された1又は複数の区間を、濃度分布の変化が大きい区間として決定する。各パターンg11及びg12の基準値は、濃度変化がないときの各パターンg11及びg12の濃度値である。
For example, as shown in FIG. 8, the test
図8に示すように、2つの区間De1及びDe2が濃度分布の大きい区間として決定された場合、テストパターン生成部18は、各区間De1及びDe2をN個の区間Dfに分割する。テストパターン生成部18は、N個の区間DfをさらにM個の領域Dgに分割し、各領域Dgに濃度レベルが異なるM個のパターンg21及びg22をそれぞれ配置して、2周期目のテストパターンT32を生成する。なお、2個のパターンg21及びg22は、副走査方向yの長さが短いのみで、濃度レベルは1周期目のテストパターンT31中の各パターンg11及びg12と同じである。
As shown in FIG. 8, when the two sections De1 and De2 are determined as sections having large concentration distributions, the test
テストパターンT32の各パターンg21及びg22は、各パターンg11及びg12よりも配置間隔が短く、濃度変化が大きい区間De1及びDe2においてはより細かい補正単位の補正値を得ることができる。これにより、補正が必要な位相部分の補正の分解能を高めることができ、補正の精度を高めることができる。
また、補正が必要な区間De1及びDe2のみパターンg21及びg22を配置するので、テストパターンT32の形成によって消耗されるトナー量等をさらに減らすことができ、コストを減らすことができる。
The patterns g21 and g22 of the test pattern T32 have shorter arrangement intervals than the patterns g11 and g12, and it is possible to obtain correction values of finer correction units in the sections De1 and De2 where the density change is large. As a result, the resolution of the correction of the phase part that needs to be corrected can be enhanced, and the accuracy of the correction can be enhanced.
Further, since the patterns g21 and g22 are arranged only in the sections De1 and De2 requiring correction, the amount of toner consumed by the formation of the test pattern T32 can be further reduced, and the cost can be reduced.
〔変形例4〕
検出する濃度ムラの周期数Fと同じ数Fのテストパターンを生成する際、テストパターン生成部18は、過去の濃度ムラの検出時に生成した複数のテストパターンの濃度分布の差に応じて、濃度の安定性が高いと判定した場合に、生成するテストパターンの数を減らすことができる。
[Modification 4]
When generating test patterns of the same number F as the number F of cycles of density unevenness to be detected, the test
例えば、F=3であり、過去2回の濃度ムラの検出時にそれぞれ3個のテストパターンを生成している場合、テストパターン生成部18は、6個のテストパターンの濃度分布を比較する。各テストパターンの濃度分布の差がいずれの位相においても閾値未満である場合、テストパターン生成部18は、濃度の安定性が高いと判定して、テストパターンの数を3から2に減らす。
For example, in the case where F = 3 and three test patterns are respectively generated at the past two times of detection of density unevenness, the test
テストパターンの数を減らすと濃度値のサンプル数が減るが、濃度の安定性が高い場合、濃度ムラの変化が少なく、テストパターンの数を減らしても補正の精度に影響しない。よって、上述のように、テストパターンの数を減らすことにより、高い補正の精度を維持しながら、より短いテストパターンを形成することができる。 When the number of test patterns is reduced, the number of samples of density values is reduced. However, when the stability of density is high, the change in density unevenness is small, and the reduction in the number of test patterns does not affect the correction accuracy. Therefore, as described above, by reducing the number of test patterns, shorter test patterns can be formed while maintaining high correction accuracy.
上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、制御部11がプログラムを読み取ることにより、上記テストパターン生成部18の処理手順を制御部11により実行させることもできる。また、画像形成装置Gに限らず、汎用のPC等のコンピューターにより当該プログラムを読み取らせて、上記処理手順を実行させることもできる。
プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ROM、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、CD-ROM等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。
The above embodiment is a preferred example of the present invention, and is not limited thereto. It can change suitably in the range which does not deviate from the main point of the present invention.
For example, when the
As a computer readable medium of the program, a non-volatile memory such as a ROM and a flash memory, and a portable recording medium such as a CD-ROM can be applied. Also, as a medium for providing program data via a communication line, carrier wave (carrier wave) is also applied.
G 画像形成装置
11 制御部
12 記憶部
18 テストパターン生成部
20 画像形成部
30 濃度検出部
31 位相検出部
G
Claims (5)
前記像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部と、を備え、
前記テストパターン生成部は、前記像担持体の回転周期の1周期と同じ長さのテストパターンの領域をN(Nは2以上の整数)個の区間に分割し、当該各区間をさらにM(Mは2以上の整数)個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成し、
前記テストパターン生成部は、検出する濃度ムラの周期数F(Fは2以上の整数)と同じ数の前記テストパターンを生成する際に、f−1(fは2〜Fの整数)周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった1又は複数の領域内を前記N個の区間より幅が狭い区間に分割し、当該各区間をさらにM個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、f周期目のテストパターンを生成することを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for overlapping and transferring images of a plurality of individually formed colors on a rotating image carrier and further transferring the images of the plurality of colors on the image carrier onto a sheet of paper;
A test pattern generation unit that generates a test pattern for detecting density unevenness in the same cycle as the rotation cycle of the image carrier;
It said test pattern generating unit divides the regions of the same length of the test pattern as one period of the rotation period of the image bearing member N (N is an integer of 2 or more) number of intervals, further M the respective sections ( M is divided into 2 or more integer) areas, by concentration levels in the respective regions are arranged respectively M different patterns to generate the test pattern,
The test pattern generation unit generates an f-1 (f is an integer from 2 to F) cycle when the test patterns having the same number as the periodicity F of the density unevenness to be detected (F is an integer of 2 or more) are generated. In the density distribution of the test pattern, one or more areas where the density change is large is divided into sections narrower in width than the N sections, and each section is further divided into M areas, An image forming apparatus characterized in that a test pattern of the f-th cycle is generated by respectively arranging M patterns having different density levels .
前記濃度検出部により検出されたテストパターンの濃度分布に基づいて、前記像担持体の回転周期の位相に対応する補正値を算出する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 A density detection unit that detects the density of the test pattern formed on the image carrier by the image forming unit;
A control unit that calculates a correction value corresponding to the phase of the rotation cycle of the image carrier based on the density distribution of the test pattern detected by the density detection unit;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
前記像担持体の回転周期の1周期と同じ長さのテストパターンの領域をN(Nは2以上の整数)個の区間に分割し、当該各区間をさらにM(Mは2以上の整数)個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成し、
検出する濃度ムラの周期数F(Fは2以上の整数)と同じ数の前記テストパターンを生成する際に、f−1(fは2〜Fの整数)周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった1又は複数の領域内を前記N個の区間より幅が狭い区間に分割し、当該各区間をさらにM個の領域に分割して、当該各領域に濃度レベルが異なるM個のパターンをそれぞれ配置することにより、f周期目のテストパターンを生成することを特徴とするテストパターンの生成方法。 A method of generating a test pattern for detecting density unevenness in the same cycle as a rotation cycle of an image carrier on which images of a plurality of colors formed individually are superimposed and transferred.
The region having the same length of the test pattern as one period of the rotation period of the image bearing member N (N is an integer of 2 or more) is divided into individual sections, the individual sections further M (M is an integer of 2 or more) divided into individual regions, by concentration levels in the respective regions are arranged respectively M different patterns to generate the test pattern,
When generating the same number of test patterns as the number F of cycles of density unevenness to be detected (F is an integer of 2 or more), in the density distribution of the test pattern of f−1 (f is an integer from 2 to F) The area or areas where the change in density is large is divided into sections narrower in width than the N sections, and the sections are further divided into M areas, and M levels having different density levels in each area A test pattern generation method characterized by generating an f-th cycle test pattern by arranging each of the patterns of (4) .
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