JP6867847B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像信号に基づいて光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように前記光ビームを偏向する偏向装置と、
前記主走査方向における走査位置に対する画像の第一の倍率を保存する記憶部と、
基準色画像に対する前記画像の第二の倍率を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第二の倍率に基づいて補正された前記第一の倍率と、前記第二の倍率とに基づいて第三の倍率を生成し、前記第三の倍率に基づいて前記画像信号を補正することを特徴とする。
図1は、画像形成装置100の断面図である。画像形成装置100は、複数色のトナー(現像剤)を用いて記録媒体(以下、用紙という)にカラー画像を形成する電子写真方式のデジタルカラープリンタである。画像形成装置100は、原稿の画像を読み取る画像読取ユニット700と、用紙に画像を形成する画像形成ユニット701とを有する。
画像読取ユニット700は、原稿台ガラス702、照明装置703、反射鏡704a、704b、704c、結像レンズ705および複数の受光部からなるイメージセンサ706(CCDなど)を有する。照明装置703は、原稿台ガラス702の上に載置された原稿を照明する。原稿により反射された光は、反射鏡704a、704b、704cにより反射されて結像レンズ705へ導かれる。結像レンズ705は、反射光をイメージセンサ706に結像させる。イメージセンサ706は、光電変換素子である。イメージセンサ706は、原稿からの反射光を色分解して青成分(B)の画像情報、緑成分(G)の画像情報および赤成分(R)の画像情報を電気的な画像データ30へ変換する。イメージセンサ706から出力される画像データ30は、画像形成ユニット701に設けられた画像制御部(コントローラ)20へ入力される。制御部としての画像制御部20は、CPU21、メモリ22および色変換処理部23を有する。色変換処理部23は、画像データ30の青成分(B)の画像信号、緑成分(G)の画像信号および赤成分(R)の画像信号のそれぞれの強度レベルに基づいて色変換処理を行なう。色変換処理部23は、ブラック(K)の画像信号31K、シアン(C)の画像信号31C、マゼンタ(M)の画像信号31Mおよびイエロー(Y)の画像信号31Yを生成する。画像信号31K、31C、31Mおよび31Yは、光走査装置(レーザスキャナユニット)707K、707C、707Mおよび707Yへ入力される。
画像形成ユニット701は、4つの画像形成部70(70Y、70M、70C、70K)を有する。画像形成部70Yは、イエロートナーを用いてイエロー画像を形成する。画像形成部70Mは、マゼンタトナーを用いてマゼンタ画像を形成する。画像形成部70Cは、シアントナーを用いてシアン画像を形成する。画像形成部70Kは、ブラックトナーを用いてブラック画像を形成する。参照符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示す。以下の説明において、特に必要でない場合、参照符号の添字Y、M、C、Kを省略することがある。4つの画像形成部70は、トナーの色を除いて同一の構造を有する。
画像形成装置100の画像形成プロセスを説明する。感光ドラム708Y、708M、708C、708Kは、それぞれの回転軸7Y、7M、7C、7Kを中心に矢印R1で示す方向に回転する。イエローの画像形成部70Yにおいて、帯電器709Yは、感光ドラム708Yの表面を均一に帯電する。光走査装置707Yは、イエロー成分の画像信号31Yに従って変調されたレーザ光(以下、光ビームという)を出射し、均一に帯電された感光ドラム708Yの表面上に静電潜像を形成する。現像器710Yは、イエロートナーにより静電潜像を現像してイエロートナー像にする。
次に、光ビーム出射装置としての光走査装置707を説明する。図2は、光走査装置707の内部に配置された構成要素を模式的に示す平面図である。4つの光走査装置707Y、707M、707C、707Kは、同じ構造を有する。光走査装置707は、半導体レーザチップ(以下、光源という)10、コリメータレンズ11、回転多面鏡12、回転多面鏡12を回転させるモータ17、fθレンズ15および反射鏡16を備える。光走査装置707は、また、光検出器(Beam detector、以下、BDという)14および受光部としてのフォトダイオード(以下、PDという)13を備える。光走査装置707は、更に、光源10を駆動する光源駆動部(レーザドライバ)18およびモータ17を駆動するモータ駆動部19を備える。
しかし、fθレンズ15の個体差、温度変化または経年変化により各色の画像が主走査方向MSにおいて正確に重なり合わずに色ずれが生じることがある。そこで、色ずれを防止するために、画像の主走査方向MSの倍率を補正する。以下、図3を用いて、主走査方向MSにおける画像の倍率補正を説明する。図3は、主走査方向MSにおける画像の倍率補正動作を示す流れ図である。
まず、fθレンズ15で補正しきれない成分や製造時の個体差による色ずれを補正するために、予め光走査装置707の光ビームをプロファイル測定機40で測定し、測定結果をメモリ22に保存する。画像形成時に、メモリ22から測定結果を読み出し、測定結果から求められるプロファイルの倍率に基づいて、画像データが補正される。プロファイルは、光走査装置707ごとの主走査方向MSにおける位置(以下、走査位置という)Xに対する倍率を表す倍率特性情報である。以下、プロファイルの倍率を補正するための補正量をプロファイル倍率(第一の倍率)Mag_Pという。プロファイル倍率Mag_Pに基づく画像データの補正をプロファイル倍率補正という。プロファイル倍率補正により、感光ドラム708上に結像される光スポットを等速で移動させることができる。プロファイル測定機40を用いた測定作業は、光走査装置707を画像形成装置100へ組み込む前に行われる。
ΔSf= Sx − (Tf×V)
ΔSc= (2×Sx) − (Tc×V)
ΔSr= (3×Sx) − (Tr×V)
例えば、走査速度Vが1mm/μs、間隔(検出器間距離)Sxが100mm、光ビームが前検出器41を通過する時間Tfが101μsである場合、ずれ量ΔSfは、−1mmである。
CPU21は、温度・経年変化等によって変動する倍率を補正するために画像データを補正する。以下、温度・経年変化等によって変動する倍率を補正するための補正量を色ずれ倍率(第二の倍率)Mag_Iという。色ずれ倍率Mag_Iに基づく画像データの補正を色ずれ倍率補正という。色ずれ倍率補正においては、プロファイル倍率補正がなされた画像データを用いて色ずれ測定パターンが中間転写ベルト711上に形成される。CPU21は、パターン検出器726により色ずれ測定パターンを検出する(S3)。図7は、色ずれ測定パターン727、728およびパターン検出器726a、726bを示す図である。ターゲット色画像の色ずれ倍率補正は、基準色画像に対するずれ量を補正する。以下、イエローを基準色とし、基準色以外の色(マゼンタ、シアン、ブラック)をターゲット色とする。用紙へトナー画像を転写する場合と同様の工程で、一次転写装置712によりトナー像としての色ずれ測定パターンを中間転写ベルト711上へ形成し、中間転写ベルト711の端部に設けられたパターン検出器726により色ずれ測定パターンを検出する。図7に示すように、パターン検出器726は、主走査方向MSの上流側(以下、前側という)の前パターン検出器726aと、主走査方向MSの下流側(以下、後側という)の後パターン検出器726bを含む。前パターン検出器726aと後パターン検出器726bの下を通過する中間転写ベルト711上のそれぞれの位置に、同じパターンの色ずれ測定パターン727および728が形成される。前側の色ずれ測定パターン727は、斜線形状の基準色パターン(第一のパターン)727a、727cと、斜線形状のターゲット色パターン(第二のパターン)727b、727dを含む。同様に、後側の色ずれ測定パターン728は、斜線形状の基準色パターン(第一のパターン)728a、728cと、斜線形状のターゲット色パターン(第二のパターン)728b、728dを含む。基準色パターン727aと727c(728aと728c)の間隔と、ターゲット色パターン727bと727d(728bと728d)の間隔を測定することにより、基準色の画像に対するターゲット色の画像の主走査方向MSにおけるずれ量を測定する。
ΔRf = (Tar(F) − Ref(F))/2
後側におけるイエローに対するマゼンタのずれ量ΔRrは、以下のように表される。
ΔRr = (Tar(R) − Ref(R))/2
前パターン検出器726aが配置されている走査位置Xを−Rxとし、後パターン検出器726bが配置されている走査位置Xを+Rxとする。図8は、走査位置Xに対するずれ量を示す図である。ずれ量の測定点の数が二つであるので、基準色に対するターゲット色の主走査方向MSにおけるずれ量Yは、図8に示すように、以下の一次関数の近似式で表される。
CPU21は、以上のようにして求めたプロファイル倍率Mag_Pと色ずれ倍率Mag_Iを合わせて、各走査位置Xに対する合成倍率(第三の倍率)Magを計算する(S5)。合成倍率Magは、以下の式4で表される。
しかし、近年、コストダウンのために、光走査装置707からfθレンズ15が省略される。fθレンズ15は、等角速度で回転する光ビームを、感光ドラム708上を等速度で移動する光スポットへ変換する機能を有する。fθレンズ15を用いない光走査装置707においては、プロファイル倍率補正により画像のずれを補正するので、fθレンズ15を用いる場合と比べてプロファイル倍率(補正量)が大きくなる。プロファイル倍率(補正量)が増大すると、プロファイル倍率補正における画素位置のずれが問題となる。図11は、fθレンズ15を有さない場合の走査位置Xに対するプロファイル倍率Mag_Pと合成倍率Magを示す図である。図12は、fθレンズ15を有さない場合の走査位置Xに対するプロファイル倍率Mag_Pと合成倍率Magの端部の拡大図である。図11に示すように、fθレンズ15を有さない画像形成装置100のプロファイル倍率Mag_Pは、図9に示すfθレンズ15を有する画像形成装置100のプロファイル倍率Mag_Pに比べて大きく増大している。図12に示すプロファイル倍率Mag_Pの補正画素位置(第二の画素位置)に対する合成倍率Magの補正画素位置(第一の画素位置)の主走査方向MSにおけるずれは、図10に示すfθレンズ15を有する場合のずれに比べて大きい。補正画素位置のずれにより、色ずれを十分に補正できないことがある。
図13は、fθレンズ15を有さない場合の主走査方向MSにおける画像の倍率補正動作を示す流れ図である。図13のS1〜S4の工程は、図3のS1〜S4の工程と同じであるので、説明を省略する。式3により求められる色ずれ倍率Mag_Iに基づいて、式1により求められるプロファイル倍率によるずれ量Yを補正する(S11)。CPU21は、ずれ量ΔSf、ΔScおよびΔSrの値と色ずれ倍率Mag_Iとに基づいて、走査位置Xに対するずれ量Yを計算する。走査位置Xに対するずれ量Yは、以下の式5で表される。
12・・・回転多面鏡(偏向装置)
20・・・画像制御部(制御部)
22・・・メモリ(記憶部)
31・・・画像信号
100・・・画像形成装置
708・・・感光ドラム(感光体)
MS・・・主走査方向
Claims (10)
- 画像信号に基づいて光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように前記光ビームを偏向する偏向装置と、
前記主走査方向における走査位置に対する画像の第一の倍率を保存する記憶部と、
基準色画像に対する前記画像の第二の倍率を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第二の倍率に基づいて補正された前記第一の倍率と、前記第二の倍率とに基づいて第三の倍率を生成し、前記第三の倍率に基づいて前記画像信号を補正することを特徴とする画像形成装置。 - 前記走査位置に対する前記第一の倍率は、前記主走査方向における複数の領域のそれぞれの倍率を示すプロファイルであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記画像信号は、画像データを画素ごとに所定の整数値で分割したビットデータ群として生成されており、
前記制御部は、前記第三の倍率に基づいて前記ビットデータ群に一又は二以上のビットデータを挿入すること又は前記ビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することにより前記画像信号を補正す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。 - 前記制御部は、一つ前の画素を補正するときに生じた誤差量と前記第三の倍率とに基づいて、画素を補正することにより前記画像信号を補正する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、基準色の第一のパターンと、基準色以外の色の第二のパターンとを形成し、前記第一のパターンと前記第二のパターンとの検出結果に基づいて前記第二の倍率を生成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 画像信号に基づいて光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームが感光体の表面上を主走査方向に走査するように前記光ビームを偏向する偏向装置と、
前記主走査方向における走査位置に対する画像の第一の倍率を保存する記憶部と、
基準色画像に対する前記画像の第二の倍率を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一の倍率と前記第二の倍率とに基づいて第三の倍率を生成し、前記第一の倍率に基づいて前記画像信号を補正する第一のタイミングと前記第三の倍率に基づいて前記画像信号を補正する第二のタイミングとの差を用いて、前記画像信号を補正することを特徴とする画像形成装置。 - 前記走査位置に対する前記第一の倍率は、前記主走査方向における複数の領域のそれぞれの倍率を示すプロファイルであることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記画像信号は、画像データを画素ごとに所定の整数値で分割したビットデータ群として生成されており、
前記制御部は、前記第三の倍率に基づいて前記ビットデータ群に一又は二以上のビットデータを挿入すること又は前記ビットデータ群から一又は二以上のビットデータを抜去することにより前記画像信号を補正することを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、一つ前の画素を補正するときに生じた誤差量と前記第三の倍率とに基づいて、画素を補正することにより前記画像信号を補正する請求項6乃至8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、基準色の第一のパターンと、基準色以外の色の第二のパターンとを形成し、前記第一のパターンと前記第二のパターンとの検出結果に基づいて前記第二の倍率を生成することを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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