JP6992646B2 - 画像形成装置及び濃度階調補正方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置100の構造を示す概略断面図である。画像形成装置100は、例えば、電子写真プロセスを用いるカラープリンタである。画像形成装置100は、本実施の形態に係る濃度階調補正方法を実施することができる装置である。
図3は、本実施の形態に係る画像形成装置100の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
本実施の形態に係る画像形成装置100の濃度階調補正動作を説明する。図10は、本実施の形態に係る画像形成装置100における濃度階調補正動作を概略的に示すフローチャートである。
ステップS1において、制御部35の補正処理実行判定部351は、濃度階調補正動作を実行するための条件を満たしているか否かを判定する。補正処理実行判定部351は、画像形成装置100の電源を投入したとき、及び前回の濃度階調補正動作以降における印刷枚数が予め決められた基準枚数に達したときに、濃度階調補正動作を実行するための条件を満たしていると判定(S1においてYES)して、処理をステップS2に進める。
ステップS2において、制御部35のセンサ発光量調整部354は、濃度センサ31のキャリブレーションを行う。具体的には、センサ発光量調整部354は、濃度センサ31の温度による赤外LED311の発光特性の変化及び製造上発生しうる濃度センサ31の発光・受光感度のばらつきを吸収するため、赤外LED311に供給される電流値(すなわち、発光電流値)の調整を行う。濃度センサ31のキャリブレーションでは、キャリブレーション用の基準鏡面反射物で反射した反射光を受光する鏡面反射光受光用PT312の出力電圧が予め決められた値となるように赤外LED311の発光電流値を調整する。また、濃度センサ31のキャリブレーションでは、キャリブレーション用の基準拡散反射物で反射した拡散反射光受光用PT313の出力電圧が予め決められた値となるように赤外LED311の発光電流値を調整する。
ステップS3において、制御部35は、濃度検出実施の指示信号を受け取ると、記憶部353に予め記憶されている、図9(a)に示される濃度検出パターン61を搬送ベルト133上に印刷する。濃度検出パターン61は、搬送方向下流側から順に、Duty100%のブラック(K)のトナー画像部分611、Duty100%のイエロー(Y)のトナー画像部分612、Duty100%のマゼンタ(M)のトナー画像部分613、Duty100%のシアン(C)のトナー画像部分614が並んでいる。つまり、図9(a)の濃度検出パターン61は、4個のトナー画像部分611~614から構成される。トナー画像部分611~614の各々の搬送方向の長さは、Lp[mm]である。また、トナー画像部分611~614の内の隣り合うもの同士の間には、ギャップはない。ただし、濃度検出パターン61は、図9(a)の例に限定されない。例えば、濃度検出パターン61における、複数のトナー画像部分611~614の配列の順番、複数のトナー画像部分611~614の印刷デューティの値は、図9(a)の例と異なるものであってもよい。また、ステップS3において、現像電圧値の初期値DBo[V]及びLED駆動時間の初期値DKo[s]は、予め設定された値である。つまり、ブラック(K)、イエロー(Y)マゼンタ(M)、シアン(C)の各画像形成部110K、110Y、110M、110Cについて、現像電圧値の初期値KDBo[V]、YDBo[V]、MDBo[V]、CDBo[V]は予め設定された値である。また、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各画像形成部110K、110Y、110M、110Cについて、LED駆動時間の初期値KDKo[s]、YDKo[s]、MDKo[s]、CDKo[s]は予め設定された値である。
ステップS4において、制御部35の補正制御部352は、ステップS3において読み取った検出濃度値KOD100、YOD100、MOD100、COD100と目標印刷濃度値データテーブル46の目標印刷濃度値KODT100、YODT100、MODT100、CODT100との差分(KOD100-KODT100)、(YOD100-YODT100)、(MOD100-MODT100)、(COD100-CODT100)に基づいて、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーの現像部115K、115Y、115M、115Cにおける現像電圧値の変更値を計算する。
ステップS5において、制御部35は、濃度検出実施の指示信号を受け取ると、記憶部353に予め記憶されている、図9(b)に示される濃度検出パターン62を搬送ベルト133上に印刷する。濃度検出パターン62は、搬送方向下流側から順に配列された、Duty30%のブラックのトナー画像部分621、Duty30%のイエローのトナー画像部分622、Duty30%のマゼンタのトナー画像部分623、Duty30%のシアンのトナー画像部分624、Duty70%のブラックのトナー画像部分625、Duty70%のイエローのトナー画像部分626、Duty70%のマゼンタのトナー画像部分627、Duty70%のシアンのトナー画像部分628を有する。つまり、図9(b)の濃度検出パターン62は、搬送方向に配列された8個のトナー画像部分621~628から構成される。なお、濃度検出パターン62のトナー画像部分621~628の各々の搬送方向の長さは、Lp[mm]である。また、トナー画像部分621~628の内の隣り合うもの同士の間にはギャップはない。ただし、濃度検出パターン62は、図9(b)の例に限定されない。濃度検出パターン62における、複数のトナー画像部分621~628の配列の順番、複数のトナー画像部分621~628の印刷デューティの値は、図9(b)の例と異なるものであってもよい。また、ステップS5における現像電圧値は、現像電圧補正後の現像電圧値KDB1[V]、YDB1[V]、MDB1[V]、CDB1[V]である。
ステップS6において、制御部35の補正制御部352は、ステップS5において読み取った検出濃度値KOD30、YOD30、MOD30、COD30、KOD70、YOD70、MOD70、COD70と目標印刷濃度値データテーブル46の目標印刷濃度値KODT30、YODT30、MODT30、CODT30、KODT70、YODT70、MODT70、CODT70との差分(KOD30-KODT30)、(YOD30-YODT30)、(MOD30-MODT30)、(COD30-CODT30)、(KOD70-KODT70)、(YOD70-YODT70)、(MOD70-MODT70)、(COD70-CODT70)に基づいて、各色の画像形成部110K、110Y、110M、110CのLEDヘッド111K、111Y、111M、111Cの1発光ドット当たりのLED駆動時間をどの程度増加又は減少すればよいか、すなわち、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色の画像形成部110K、110Y、110M、110CにおけるLED駆動時間の変更値を計算する。
Duty100%のトナー画像部分は、現像されるトナー現像面積率が100%であるため、LED駆動時間を変化させても濃度は増加又は減少しない。なお、本実施の形態では、補正制御部352は、LED駆動時間の補正により、主に印刷デューティが低い場合から印刷デューティが中間程度である場合までにおける濃度が、目標印刷濃度値となるように調整する。本実施の形態では、Duty30%のトナー画像部分621~624とDuty70%のトナー画像部分625~628について、LED駆動時間制御量を計算することができる。Duty30%のトナー画像部分621~624を用いて得られたLED駆動時間制御量とDuty70%のトナー画像部分625~628を用いて得られたLED駆動時間制御量との平均値であるLED駆動時間制御量KDK(A)は、以下の式(6)で求められる。
ステップS7において、制御部35は、濃度検出実施の指示信号を受け取ると、記憶部353に予め記憶されている、図9(c)に示される濃度検出パターン63を搬送ベルト133上に印刷する。濃度検出パターン63は、搬送方向下流側から順に配列された、Duty30%のブラックのトナー画像部分631、Duty30%のイエローのトナー画像部分632、Duty30%のマゼンタのトナー画像部分633、Duty30%のシアンのトナー画像部分634、Duty70%のブラックのトナー画像部分635、Duty70%のイエローのトナー画像部分636、Duty70%のマゼンタのトナー画像部分637、Duty70%のシアンのトナー画像部分638、Duty100%のブラックのトナー画像部分639、Duty100%のイエローのトナー画像部分640、Duty100%のマゼンタのトナー画像部分641、Duty100%のシアンのトナー画像部分642を有する。つまり、図9(c)の濃度検出パターン63は、12個のトナー画像部分631~642から構成される。なお、濃度検出パターン63の各トナー画像部分631~642の搬送方向の長さはLp[mm]である。また、トナー画像部分631~642の内の互いに隣り合うもの同士の間にギャップはない。ただし、濃度検出パターン63は、図9(c)の例に限定されない。濃度検出パターン63における、複数のトナー画像部分631~642の配列の順番、複数のトナー画像部分631~642の印刷デューティの値は、図9(c)の例と異なるものであってもよい。なお、ステップS7における現像電圧値は、現像電圧補正後の現像電圧値KDB1[V]、YDB1[V]、MDB1[V]、CDB1[V]であり、ステップS7におけるLED駆動時間は、補正後のLED駆動時間KDK1[s]、YDK1[s]、MDK1[s]、CDK1[s]である。
ステップS8において、制御部35の補正制御部352は、ステップS7において読み取ったDuty30%、Duty70%、Duty100%のトナー画像部分の検出濃度値からDuty15%、Duty50%、Duty85%の濃度値を計算(すなわち、推測)する。この計算には、記憶部353に記憶されている、図8(a)の濃度階調特性データ(A)テーブル50、図8(b)の濃度階調特性データ(B)テーブル51、図8(c)の濃度階調特性データ(C)テーブル52のいずれかを用いる。
ステップS9において、コマンド/画像処理部33の濃度階調補正制御部331は、ステップS7において制御部35が読み取った濃度検出パターン63のDuty30%、Duty70%、Duty100%のトナー画像部分631、635、639の濃度値KOD′30、KOD′70、KOD′100とステップS8において制御部35の補正制御部352が算出したDuty15%、Duty50%、Duty85%の濃度値KOD′15、KOD′50、KOD′85とを受け取る。濃度階調補正制御部331は、受け取った各Dutyの濃度値から256階調レベル分の濃度値を計算する。
図16は、比較例の課題(検出濃度値の数を減らした場合の課題)を説明するための図である。図16に黒丸印を結ぶ曲線として示されるように、一般に、濃度階調補正特性を示す特性曲線は、横軸を印刷デューティとし縦軸を濃度とする2次元座標系において、非線形のS字状曲線になることが多い。特に、印刷デューティが中間調領域である場合には、LEDヘッドの露光量が高い(すなわち、駆動時間が長い)と、濃淡を形成する静電潜像のドットの間隔が狭くなり、ドットゲインにより実際の階調濃度データよりも濃く見える。そのため、濃度階調補正特性を示す特性曲線は、中間調領域で上向きの凸形状部分を有する傾向がある。
具体的には、例えば、以下の手順で、求めるDutyの濃度値を算出する。
先ず、求めるDuty(例えば、図17に処理(2)として示されるDuty85%)の前後の2つのDuty(例えば、図17に処理(1)として示されるDuty70%とDuty100%)の濃度値の比率である2つの濃度比率(例えば、R70とR100)を算出する。
次に、算出された2つの濃度比率(例えば、R70とR100)から、求めるDutyの濃度比率(例えば、R85)を算出する。
次に、予め記憶されている濃度階調特性データテーブルにおける濃度値(テーブル値)と、算出されたDutyの濃度比率(例えば、R85)とから、求めるDuty(例えば、Duty85%)の濃度値を算出する。
以上に説明したように、本実施の形態に係る画像形成装置100又は濃度階調補正方法によれば、検出していない印刷デューティの濃度を、検出濃度値と予め決められた複数の濃度階調特性データの内の選択されたものとを用いて、推測し補間することで、濃度階調補正処理時の濃度階調補正特性を精度良く再現することができる。このため、濃度センサ31による検出点数を減らすことができ、トナーの消費量を低減できる。また、濃度階調補正処理に要する時間を短縮することができ、ユーザビリティを向上することができる。
上記実施の形態の説明では、画像形成装置100がプリンタである場合における濃度階調補正を説明したが、この濃度階調補正は、ファクシミリ装置、又は印刷、コピー、ファクシミリ機能を備えた複合機などにも適用可能である。
Claims (10)
- トナー画像を形成する画像形成部と、
濃度検出パターンを担持するトナー画像担持体と、
前記濃度検出パターンに含まれる、第1の印刷デューティのトナー画像部分と、前記第1の印刷デューティより高い第2の印刷デューティのトナー画像部分の印刷濃度を検出する濃度センサと、
前記濃度センサによって検出された検出濃度値と予め決められた基準とする濃度階調特性データとから、前記濃度センサによって検出されていない階調のトナー画像の階調濃度を算出する制御部と、
算出された前記階調濃度に応じて濃度階調補正特性を変更する濃度階調補正制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記濃度センサによって検出された前記検出濃度値に基づいて、予め決められた複数の濃度階調特性データの中から、前記基準とする濃度階調特性データを選択し、
選択した前記濃度階調特性データの前記第1の印刷デューティの濃度値に対する前記濃度センサによって検出された前記第1の印刷デューティの濃度値の比率である第1の濃度比率を算出し、
選択した前記濃度階調特性データの前記第2の印刷デューティの濃度値に対する前記濃度センサによって検出された前記第2の印刷デューティの濃度値の比率である第2の濃度比率を算出し、
前記第1の濃度比率と前記第2の濃度比率とから算出された前記検出されていない階調についての濃度比率と、選択した前記濃度階調特性データと、から前記検出されていない階調のトナー画像の前記階調濃度を算出する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記濃度センサによって検出された前記印刷濃度に対応する前記検出濃度値を予め決められた目標印刷濃度値に近づける補正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。
- 前記目標印刷濃度値と前記濃度階調特性データとを記憶する記憶部をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第1の印刷デューティのトナー画像部分を前記濃度センサで検出したときの第1の検出濃度値と前記第2の印刷デューティのトナー画像部分を前記濃度センサで検出したときの第2の検出濃度値との第3の濃度比率と、前記複数の濃度階調特性データの各々における前記第1の印刷デューティに対応する第1の濃度値と前記第2の印刷デューティに対応する第2の濃度値との第4の濃度比率と、に基づいて、前記基準とする濃度階調特性データを選択する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記複数の濃度階調特性データは、
前記第4の濃度比率が最も高い第1の濃度階調特性データと、
前記第4の濃度比率が次に高い第2の濃度階調特性データと、
前記第4の濃度比率が最も低い第3の濃度階調特性データと
を含むことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記第1の濃度階調特性データの前記第4の濃度比率と前記第2の濃度階調特性データの前記第4の濃度比率との第1の平均値と、
前記第2の濃度階調特性データの前記第4の濃度比率と前記第3の濃度階調特性データの前記第4の濃度比率との第2の平均値と、
前記第3の濃度比率と、に基づいて前記第1の濃度階調特性データ、前記第2の濃度階調特性データ、及び前記第3の濃度階調特性データのいずれか1つを前記基準とする濃度階調特性データとして選択する
ことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、
前記第3の濃度比率が前記第1の平均値がより大きい場合に、前記第1の濃度階調特性データを前記基準とする濃度階調特性データとして選択し、
前記第3の濃度比率が前記第1の平均値以下であり且つ前記第2の平均値より大きい場合に、前記第2の濃度階調特性データを前記基準とする濃度階調特性データとして選択し、
前記第3の濃度比率が前記第2の平均値以下である場合に、前記第3の濃度階調特性データを前記基準とする濃度階調特性データとして選択する
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 横軸を印刷デューティとし、縦軸を濃度とした2次元座標系における前記複数の濃度階調特性データの特性曲線は、S字状曲線であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成部は、
像担持体と、
前記像担持体を露光して静電潜像を形成する光プリントヘッドと、
前記静電潜像を現像することでトナー画像を形成する現像部と、
前記トナー画像をトナー画像担持体に転写する転写部と、
を有し、
前記検出濃度値を予め決められた目標印刷濃度値に近づける補正は、前記現像部に印加される現像電圧の変更及び前記光プリントヘッドの駆動時間の変更の少なくとも一方で行われる
請求項1から8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - トナー画像を形成する画像形成部と、濃度検出パターンを担持するトナー画像担持体と、前記濃度検出パターンに含まれる、第1の印刷デューティのトナー画像部分と、前記第1の印刷デューティより高い第2の印刷デューティのトナー画像部分の印刷濃度を検出する濃度センサとを有する画像形成装置が実行する濃度階調補正方法であって、
前記濃度センサによって検出された検出濃度値と予め決められた基準とする濃度階調特性データとから、前記濃度センサによって検出されていない階調のトナー画像の階調濃度を算出するステップと、
算出された前記階調濃度に応じて濃度階調補正特性を変更するステップと
を有し、
前記階調濃度を算出するステップでは、
前記濃度センサによって検出された前記検出濃度値に基づいて、予め決められた複数の濃度階調特性データの中から、前記基準とする濃度階調特性データを選択し、
選択した前記濃度階調特性データの前記第1の印刷デューティの濃度値に対する前記濃度センサによって検出された前記第1の印刷デューティの濃度値の比率である第1の濃度比率を算出し、
選択した前記濃度階調特性データの前記第2の印刷デューティの濃度値に対する前記濃度センサによって検出された前記第2の印刷デューティの濃度値の比率である第2の濃度比率を算出し、
前記第1の濃度比率と前記第2の濃度比率とから算出された前記検出されていない階調についての濃度比率と、選択した前記濃度階調特性データと、から前記検出されていない階調のトナー画像の前記階調濃度を算出する
ことを特徴とする濃度階調補正方法。
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