JP7140550B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献2に記載された画像形成装置では、像担持体である感光体等の影響による周期的な濃度ムラをキャンセルするために、同一画像パターンを半周期後に形成する。
特許文献3に記載された画像形成装置では、周長に相当する処理対象範囲内に含まれるデータによる移動平均処理を実行する構成を開示している。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。以下に示す第1実施形態では、複数ドラムを有する電子写真方式カラー複写機に本発明を適用している。しかし、本発明は、これに限らず、各種方式の電子写真複写機、あるいはプリンタ、モノカラー方式、電子写真以外の画像形成装置にも適用できる。
図1は、本実施形態に係る画像処理システムの全体構成を示すブロック図である。図1において、画像形成装置100には、例えば画像入力デバイスであるスキャナ101、画像出力デバイスであるプリンタエンジン102が内部で接続されている。
図2は、画像形成装置100のソフトウェアモジュールの説明図である。このソフトウェアモジュールは、CPU105がコンピュータプログラムを実行することで実現される。第1実施形態では、図2で示される各ソフトウェアモジュールは、記憶部であるHDD108等に格納され、主にCPU105上で動作する。図2に示すジョブコントロール処理201は、図示/不図示の各ソフトウェアモジュールを統括的に制御し、コピー、プリント、スキャン、FAX送受信など、画像形成装置100内で発生するジョブの制御を行う。
UI(User Interface)処理203は、主に操作部I/F109を介した操作部110との通信制御を行うソフトウェアモジュールである。FAX処理204は、モデム112を介したファクシミリ通信を行うソフトウェアモジュールである。
以上のような構成により、画像形成装置100は、操作部110から、あるいは、LAN10を通じて外部装置から印刷ジョブを受けて、画像データに基づく画像を記録媒体に形成する。画像形成時は、プリンタ画像処理部119が画像データに対する各種の処理を行う。続いて、上記構成に基づき、プリンタ画像処理部119へ入力された画像データの処理フローについて説明する。
次にプリンタ画像処理部119より出力された色成分データがプリンタエンジン102に入力されたときの動作について説明する。
図4はプリンタエンジン102のハードウェア構成図である。プリンタエンジン102は、プリンタI/F1201、パルス長変調部1203、Y(イエロー)レーザー駆動部1212、M(マゼンタ)レーザー駆動部1213、C(シアン)レーザー駆動部1214、およびK(ブラック)レーザー駆動部1215を備える。
プリンタエンジン102は、像担持体である感光ドラム1401、帯電ローラ1405、Yレーザー露光装置1406、1次転写装置1408、2次転写部1413、定着装置1414、およびクリーニング装置1415を備える。Yレーザー露光装置1406は、Yレーザー駆動部1212より駆動される。1次転写部1408は、可視化されたトナー像を、無端状の中間転写体上あるいは中間転写ベルトとしての転写材1412上に1次転写する。転写材1412は、感光ドラム1401、1402、1403、1404と一次転写部1408、1409、1410、1411との間を通って二次転写部1413に巻き回されており、図中時計回りに回転する。2次転写部1413は、転写材1412上に形成されたトナー像を記録用紙に2次転写する。定着装置1414は、記録用紙上に転写されたトナー像を定着する。クリーニング装置1415は、2次転写後に転写材1412に残った転写残トナーを除去する。
また、1次転写位置から2次転写位置の間に、転写材1412上に形成された測定用画像から形成されるパッチパターンの反射光量を検出するための、転写材1412に相対するLEDとフォトダイオードから成るフォトセンサ1204を設けている。フォトセンサに入射された転写材1412からの近赤外光は、フォトセンサ1204により電気信号に変換される。変換された電気信号はA/D変換回路1222により0~5Vの出力電圧が0~1023レベルのデジタル信号に変換され、濃度換算回路1223により濃度に変換される。
次に第1実施形態における画像形成装置100での階調制御について説明する。
階調制御は、画像形成装置100の出力濃度および階調性を安定して再現するために行われる。そのために、画像形成装置100は、転写材上のパッチパターンを検出してプリンタエンジンのγ特性を検出し、検出されたγ特性に合わせて画像データを変換するために、上述したγLUTを作成する。
図示されるように、パッチ形成位置1~6は感光ドラムの1回転目に対応し、パッチ形成位置7~12は感光ドラムの2回転目に対応する。パッチVn(1)~Vn(12)は、1色12階調である1組のパッチパターンとなっている。図6の例では、パッチVn(1)~Vn(12)の色は黒で、その番号が大きくなるにつれてパッチ濃度が高くなるようにしている。
また、第1実施形態では、1組のパッチパターン(ここでは1色12階調)には12個のパッチが含まれ、その一方、感光ドラムの1周期に対応する1つのパッチ分散領域内には6個のパッチが配置される。
L:感光ドラムの周長(120mm)=ムラの長さ
Ps:パッチ数(6)
Pl:個々のパッチの長さ(20mm)
Pb:1パッチ分散配置領域に用いるムラ周期数
Pn:1組のパッチパターン階調数
B:1組のパッチパターンが用いる分割領域数
S:分割領域数(2)
Bs:1つの分割領域内に形成するパッチ数(3)
Bn(i):分割領域番号
Pbn(i):パッチ分散配置領域番号
Vn(i)= 1+(P1+(Bn(i)-1)+(Bi(i)-1)*Pn/(Pn/B)+Pb*Ps*(Pbn(i)-1)…(式1)
Bn(i)は、パッチ形成位置iに対応するパッチ分散領域Pbn(i)内の分割領域の番号を表す。
パッチ形成位置i=4、5、6は、対応する分割領域Bn(i)=2内でそれぞれ1、2、3番目の位置にある。従って、パッチ形成位置i=4、5、6に対してはBi(i)=1、2、3となる。同様に、パッチ7、8、9に対してはそれぞれBi(i)=1、2、3となり、パッチ10、11、12に対してはそれぞれBi(i)=1、2、3となる。
Pbn(i)=1+[ (i-1)/(Pb*Ps) ]…(式2)
Bn(i)=1+[ (i-1)/Bs ] -S*Pb*(Pbn-1)…(式3)
Bi(i)=i-[Pb*Ps*(Pbn-1) ]- [Bs*(Bn-1) ]…(式4)
この場合の濃度ムラと各パラメータの関係を図6に示す。これよりVn(i)を求めると、各パッチ形成位置i=1~12に対応するパッチ番号は、それぞれ1,3,5,2,4,6,7,9,11,8,10,12となる。その結果を表1に示す。
このようにして、第1実施形態で各パッチ形成位置1~12に配置されるパッチ番号が求められる。
図7(a)は、ある一様なレベルで搬送方向に画像を形成した場合の濃度変化の推移における感光ドラムの周期的な濃度ムラを示している。このような濃度推移の特性を有する感光ドラムにおいて、従来のように濃度の薄いほうからパッチを配置してパッチごとに測定値を求めて測定データを得た。この比較例となるパッチ濃度を図7(b)に示す。この例では、パッチは、パッチ1、2、3、4、…12と、濃度の薄いものから順に配置される。図中において、実線は、感光ドラムの濃度ムラがない場合に測定される各パッチの本来の濃度、白丸は実測値を示す。
同様に、図7(c)のパッチ4は、パッチ形成位置5に配置されるので、図7(c)のパッチ4は、図7(b)のパッチ5と同様に、測定された濃度値はかなり小さい値となっている。
第1実施形態でのパッチ1~12の測定結果から、ドラム周期の濃度ムラが狭い階調域に表れていることが分かる。つまり、図7(b)においてはパッチ1~6、7~12をそれぞれ1周期としてドラムの濃度ムラが出現しているが、図7(c)においては、パッチ1~3、3~5、5~7、7~9、9~11をそれぞれ1周期として濃度ムラが出現している。
y(j)={1/(N+1)}*Σj+N/2 i=j-N/2x(j) …(式5)
第1実施形態では濃度ムラ1周期を2分割し、パッチ分散配置を濃度ムラ1周期で行ったが、分割数S、周期数およびパッチ長さPlは濃度ムラの周期や画像形成装置100の特性に合わせて変更して良い。第1実施形態の濃度ムラ周期およびパッチ長さPlで、分割数S、周期数およびパッチ階調数を変更してパッチ分散配置を行った場合の例を次の表2に示す。
次に、本実施形態による階調制御における制御動作を図8のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の各処理は、特に断りのない限り、画像形成装置100が有するCPU105が、記憶部であるHDD108等に格納されたプログラムを読みだし、実行することにより実現される。また、階調制御は予め設定した任意のタイミングで自動的に起動される。第1実施形態においては、前回階調制御起動時から1000枚を超えて出力された場合にCPU105が階調制御を起動する。
測定結果はパッチ1~12の複数レベルの階調パターン数による離散的なデータである。従って、CPU105は、前述の線形補間および移動平均演算によるスムージングで全信号での連続的な特性としてプリンタγ特性を作成する(S106)。
なお、パッチ1~12より得られる離散的なデータから連続的なγ特性を得る手法は特に限定されるものではなく、任意の手法を用いることができる。
ΔE=(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)0.5 (式10)
第1実施形態では、すべてのパッチ形成位置iで形成される列にパッチを配置した。一方、第2実施形態では、この列を形成するパッチ形成位置iのうち、少なくとも1つの形成位置に対してはパッチを配置しない。これにより、像担持体上でパッチが配置されない領域を用意する。具体的には、パッチ分散領域Pbn(i)内にあってパッチ形成がされない位置をパッチ形成位置iaとする。そして、同じパッチ分散配置領域番号Pbn(i)内にあって、かつ、分割領域の番号が共通となるパッチ形成位置については、分割領域の値にかかわらず、パッチ形成は行わない。この場合、パッチ形成が行われないパッチ形成位置ではVn(i)も形成されない。従って、形成されなかった番号分だけVn(i)を繰り下げてパッチ配置を行う。
具体的には、図6のパッチ分散配置領域Pbn(i)=1において、分割領域Bn(i)=1に配置されたパッチ形成位置2(ia)にはパッチを配置しないものとする。パッチ形成位置2のBi(i)の値は2である。ここで、パッチ形成位置5は、分割領域Bn(i)=1ではなくBn(i)=2に配置されているが、Bi(i)の値は2であり、パッチ形成位置2におけるBi(i)の値と等しい。従って、パッチ分散配置領域Pbn(i)=1においてBi(i)=2となるパッチ形成位置2および5については、パッチを配置しない。
なお、濃度ムラ周期、パッチ長さPl、分割数S、周期数Pb等のその他の条件は第1実施形態と同一とした。
Claims (7)
- 画像形成部で、所定方向に回転する像担持体に形成されたトナー画像を、転写部で被転写材に転写する画像形成装置であって、
前記像担持体上のトナー画像の情報を検出する検出手段を有し、
前記像担持体上の複数レベルの階調パターンを検出し、画像形成装置の階調特性を検出するとともに前記階調パターンの検出結果から前記階調特性を決定するために移動平均処理を実行して画像形成条件を変更する階調制御で前記像担持体上の位置を前記像担持体上に現れる周期的な濃度ムラの周期を複数に分割した領域に分割して前記階調パターンの配置を行い、
前記階調パターンは、前記像担持体の前記所定方向に沿って形成され、
前記階調パターンの配置では、前記所定方向に沿って形成される前記複数レベルの階調パターンに生じる周期的な濃度ムラが原因で前記階調特性に生じる誤差が抑制されるように、前記像担持体の前記所定方向に沿って形成される前記複数レベルの階調パターンに生じる周期的な濃度ムラに応じて、前記階調パターンの前記像担持体上の位置に関して分散されるように前記階調パターンが配置されることを特徴とする、
画像形成装置。 - 前記階調パターンを検出し、画像形成装置の階調特性を検出し画像形成条件を変更する階調制御で、検出した階調レベル間の各レベルの値を前後の検出値を線形補間することで算出し、前記移動平均処理では、前記周期の分割数をSとして、(S+1)の検出した階調レベルを含む階調レベル数と略同等の階調レベル領域を平均領域とした移動平均処理による検出した階調特性のスムージング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。 - 前記像担持体上の位置を前記像担持体上に現れる周期的な濃度ムラの周期を複数に分割した領域に分割して前記階調パターンの配置を行う場合に、前記階調パターンの配置が行われない領域を用意することを特徴とする、
請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は感光体ドラムであり、
前記濃度ムラの前記周期は前記感光体ドラムの1周に対応することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は前記画像が転写される中間転写体であり、
前記濃度ムラの前記周期は前記中間転写体の1周に対応することを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体は感光体であり、
前記感光体の1周が複数の領域に分割され、分割された各領域内で濃度ムラが平均化されるように、前記複数レベルの階調パターンが前記感光体上に形成されることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体の1周が複数の領域に分割され、当該分割された各領域に対して、前記複数レベルの階調パターンが形成される形成位置の列を生成し、かつ、前記形成位置の列を構成する形成位置のうち少なくとも1つの形成位置については前記階調パターンが配置されないように、前記画像形成部を制御して前記階調パターンを前記像担持体に形成させることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
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