JP4923767B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式によって形成された画像は、濃淡ムラやスジが発生しやすく、濃度の均一性を保ち続けることが難しいとされている。そのため、電子写真方式を採用する画像形成装置には、濃度の不均一性を補正する装置や手段に関する種々の仕組みが搭載される。例えば、特許文献1に開示された画像形成装置は、主走査ラインの各画素位置ごとの濃度補正パラメータを収録したルックアップテーブルを搭載しており、ジョブを解釈して得た各画素位置ごとの一連の画像信号をこのルックアップテーブルのパラメータを用いて補正してから画像形成エンジンへ供給するようになっている。
An image formed by an electrophotographic method is likely to cause uneven density and streaks, and it is difficult to maintain density uniformity. For this reason, an image forming apparatus that employs an electrophotographic system is equipped with various mechanisms relating to devices and means for correcting density non-uniformity. For example, the image forming apparatus disclosed in
一方、特許文献1のように画像信号処理によって濃度の均一性を確保するのではなく、現像電位(暗電位、明電位、現像バイアス電位)や現像器へのトナー供給量などといった画像形成エンジンの駆動状態を決定付ける物理量をコントロールすることによって濃度の均一性を保つ仕組みも提案されており、この仕組みは、「プロセスコントロール」と呼ばれている(特許文献2)。
濃度むらの発生を確実に防ぐためには、画像信号処理とプロセスコントロールとを組み合わせて搭載させることが最も望ましいとされている。しかしながら、これら両方式に従った仕組みを画像形成装置に搭載させて個別に駆動させた場合、いわゆる最高濃度部の画質が不安定になってしまうという問題があった。
この問題について、図1を参照して説明する。図に示す横軸は画像形成装置の主走査方向における画像形成位置を、縦軸は濃度をそれぞれ示している。また、鎖線xはプロセスコントロールを支援するセンサの濃度検出位置を、「○」の印はその位置について設定された濃度の理想値をそれぞれ示している。周知のように、画像形成エンジンに供給される画像信号は、画素の濃度を所定ビット列として表したものである。例えば、1つの画素の濃度を表すビット列が8ビット(1バイト)であれば、0〜255の256段階の濃度を表現可能である。そして、このことは、画像信号処理によると、いわゆる最高濃度部(濃度100%)の濃度むらは濃度を薄くする方向でしか均一化し得ないことを意味する。上段のユニットから伝送されてくる画像信号により表し得る濃度には上限があるため、主走査ラインの全ての画素アドレスの濃度を均一化すためには、上限から下のある範囲でばらつきを持つことになる濃度の平均やその範囲の最も低い値を濃度の理想値として採らざるを得ないからである。一方、プロセスコントロールは、画像形成エンジンに形成させたパッチの濃度の検出結果を基にその駆動状況を決定付ける物理量を制御するような構造となっている。よって、最高濃度部の領域については、補正信号処理を経た画像信号を基に画像形成エンジンが形成するパッチの濃度がプロセスコントロールに設定された最高濃度部の許容範囲を下回ってしまうと、濃度補正のための更なる物理量制御が行われてしまうため、画像信号処理による濃度補正処理が出力結果にうまく反映されないこともあり得た。
本発明はこのような背景の下に案出されたものであり、最高濃度部における画質の低下を確実に防ぎつつ、画像信号処理とプロセスコントローラとを連係させた良好な濃度補正を行い得る仕組みを提供することを目的とする。
In order to surely prevent the occurrence of density unevenness, it is most desirable to mount a combination of image signal processing and process control. However, when a mechanism according to both of these systems is mounted on an image forming apparatus and individually driven, there is a problem that the image quality of a so-called highest density portion becomes unstable.
This problem will be described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the image forming position in the main scanning direction of the image forming apparatus, and the vertical axis indicates the density. A chain line x indicates a density detection position of a sensor that supports process control, and a mark “◯” indicates an ideal value of density set for the position. As is well known, the image signal supplied to the image forming engine represents pixel density as a predetermined bit string. For example, if the bit string representing the density of one pixel is 8 bits (1 byte), 256 levels of density from 0 to 255 can be expressed. This means that according to the image signal processing, the density unevenness of the so-called highest density portion (density 100%) can be made uniform only in the direction of decreasing the density. Since there is an upper limit to the density that can be represented by the image signal transmitted from the upper unit, in order to make the density of all the pixel addresses of the main scanning line uniform, there is a variation in a certain range below the upper limit. This is because the average density and the lowest value in the range must be taken as the ideal density value. On the other hand, the process control has a structure that controls a physical quantity that determines the driving state based on the detection result of the density of the patch formed in the image forming engine. Therefore, for the area of the highest density portion, if the density of the patch formed by the image forming engine based on the image signal that has undergone correction signal processing falls below the allowable range of the highest density portion set in the process control, the density correction is performed. For this reason, the density correction process by the image signal process may not be reflected well in the output result.
The present invention has been devised under such a background, and a mechanism capable of performing good density correction by linking image signal processing and a process controller while reliably preventing deterioration in image quality at the highest density portion. The purpose is to provide.
本発明の好適な態様である画像形成装置は、像保持体と、帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動する手段であって、自身に供給される画像信号に応じたトナー像を前記像保持体に形成する手段である画像形成手段と、前記形成されたトナー像の濃度を主走査ラインに平行な第1の読取幅に渡って離散的に読み取り、読み取った濃度を示す濃度値群を取得する第1の読取手段と、前記形成されたトナー像の濃度を前記第1の読取幅よりも狭い第2の読取幅に渡って読み取り、読み取った濃度を示す濃度値を取得する第2の読取手段と、最高濃度の画像を含むパッチ画像信号に基づいて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第2の読取手段が取得するたびに、予め設定された濃度許容範囲にその濃度値が収まっているか否か判断し、当該濃度許容範囲に収まっていないと判断した場合に、当該濃度値を当該濃度許容範囲に収めるべく前記画像形成手段の駆動内容を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール手段と、前記画像形成手段により形成し得るトナー像と同じ主走査方向の幅を有する最高濃度の画像を含むテストパターン画像信号に基づいて前記画像形成手段にトナー像を形成させ、当該トナー像の濃度値を前記第1の読取手段に取得させ、当該濃度値が理想値に近づくように画像信号を補正するための濃度補正パラメータを算出する算出手段と、前記画像形成手段に供給される画像信号を、前記算出手段が算出した濃度補正パラメータを用いて補正する補正手段と、前記テストパターン画像信号に基づいて前記画像形成手段が形成したトナー像を前記第1の読取手段に読み取らせて得た前記最高濃度の画像における濃度値群の最低値へ、前記第2の読取手段の読取位置における前記最高濃度の画像の濃度の実値を切り替えて、前記プロセスコントロール手段に前記物理量の制御を実行させた後、前記算出手段に濃度補正パラメータの算出を実行させる実行制御手段とを備える。 An image forming apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes an image carrier and a unit driven according to a series of xerographic processes including charging, exposure, and development, and a toner corresponding to an image signal supplied thereto An image forming unit that is a unit that forms an image on the image carrier, and the density of the formed toner image is discretely read over a first reading width parallel to the main scanning line, and the read density is indicated. A first reading unit that acquires a density value group and a density of the formed toner image are read over a second reading width that is narrower than the first reading width, and a density value indicating the read density is acquired. The second reading means and the second reading means each time the second reading means obtains the density value of the toner image formed by the image forming means based on the patch image signal including the highest density image. Its darkness is within the allowable range A process for controlling a physical quantity that determines the drive content of the image forming means so as to keep the density value within the permissible density range when it is judged whether or not the value falls within the permissible density range The toner image is formed on the image forming unit based on a test pattern image signal including a control unit and a highest density image having the same width in the main scanning direction as the toner image that can be formed by the image forming unit. A density correction parameter for correcting the image signal so that the density value approaches the ideal value, and an image supplied to the image forming unit. A correction unit that corrects a signal using a density correction parameter calculated by the calculation unit; and the image formation based on the test pattern image signal. Stage to the lowest value of the density value group in the maximum density of the image obtained by reading the first reading means, the toner image formed is, the density of the image of the maximum density at the reading position of the second reading means And an execution control unit that causes the calculation unit to execute calculation of the density correction parameter after switching the actual value and causing the process control unit to execute the control of the physical quantity.
また、前記画像形成手段は、像保持体を帯電させる帯電手段、画像信号に応じて変調した光を帯電した像保持体へ露光して潜像を形成する露光手段、及び潜像の形成された像保持体へトナーを現像する現像手段を有し、前記プロセスコントロール手段は、前記帯電手段の帯電電位、前記露光手段の露光量、前記現像手段のトナー供給量、または、当該現像手段の現像バイアスのうちの1つまたは複数を決定付ける物理量を制御するようにしてもよい。 The image forming means includes a charging means for charging the image holding member, an exposure means for exposing the charged image holding member with light modulated in accordance with an image signal to form a latent image, and a latent image formed thereon. A developing unit that develops toner on the image carrier, and the process control unit includes a charging potential of the charging unit, an exposure amount of the exposure unit, a toner supply amount of the developing unit, or a developing bias of the developing unit. A physical quantity that determines one or more of them may be controlled.
本発明によると、最高濃度部における画質の低下を確実に防ぎつつ、画像信号処理とプロセスコントローラとを連係させた良好な濃度補正を行わせることができる。 According to the present invention, it is possible to perform good density correction in which the image signal processing and the process controller are linked while reliably preventing the deterioration of the image quality in the highest density portion.
(第1実施形態)
本願発明の第1実施形態について説明する。
図2は、本実施形態にかかる画像形成装置のハードウェア概略構成図である。
図に示すように、この画像形成装置は、用紙トレイ11、用紙搬送路12、中間転写ベルト13、転写ユニット14、定着ユニット15、画像読取部16、画像形成エンジン30、画像信号入力部50、補正処理部60、及びプロセスコントロール部80を有する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic hardware configuration diagram of the image forming apparatus according to the present embodiment.
As shown in the figure, the image forming apparatus includes a
用紙トレイ11は、A4などの所定サイズにカットされた複数枚の用紙を収容し、収容された用紙は用紙トレイ11から一枚ずつピッキングされ、転写ユニット14、定着ユニット15、画像読取部16を経由して排紙口へと繋がる用紙搬送路12上を順次搬送されるようになっている。
The paper tray 11 stores a plurality of sheets cut to a predetermined size such as A4, and the stored sheets are picked from the
画像形成エンジン30は、帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動するモジュールを集積させたユニットであり、イエロー(以下、「Y」と記す)、マゼンタ(以下、「M」と記す)、シアン(以下、「C」と記す)、ブラック(以下、「K」と記す)の各色の画像信号に応じたトナー像を中間転写ベルト13へ形成する。この画像形成エンジン30とその駆動内容の詳細については後述する。
The
転写ユニット14は、所定の電位に帯電された主動ロールとバックアップロールの周面同士で中間転写ベルト13と用紙搬送路12を挟み込むことによってニップ部を形成している。そして、画像形成エンジン30により各色のトナー像が重畳形成された中間転写ベルト13のベルト面が用紙搬送路12の用紙と共にこのニップ部に搬入されると、主動ロールの作用を受けてトナー像が中間転写ベルト13から用紙へと転写される。
The
定着ユニット15は、内部に加熱源を持つ加熱ロールと加圧ロールの周面同士で用紙搬送路12を挟み込むことによってニップ部を形成している。転写ユニット14によるトナー像の転写を経た用紙がこのニップ部へ搬入されると、トナー像が加熱ロールによる加熱作用と加圧ロールによる加圧作用とを受けて用紙に定着する。
The
画像読取部16は、複数のセンサを並べてなるセンサアレイであり、定着ユニット15の下流側に、その視野を用紙搬送路12に向けて備え付けられている。この画像読取部16をなす各センサは、各画像形成エンジン30によって用紙に形成されるトナー像の主走査ラインと平行に並んでおり、また、その読み取り幅は、主走査ラインのライン幅と概ね同じである。よって、画像読取部16は、センサの各々によりトナー像の濃度を主走査ライン幅に渡って読み取り、読み取った濃度をそれぞれ示す濃度値群を取得する。
The
画像信号入力部50は、ジョブを解釈して得たYMCKの各色の画像信号YMCKを補正処理部60とプロセスコントロール部80に供給する。
補正処理部60は、補正演算回路61、画像信号変換テーブル62、選択器63、及びテストパターン発生回路64を内蔵する。
The image
The
画像信号変換テーブル62は、主走査方向の画素アドレスとその画素アドレスの濃度値とに応じて参照フィールドが一意に特定され得るようなマトリクス構造を成している。そして、画像信号変換テーブル62をなす各フィールドには、濃度補正パラメータが記憶される。濃度補正パラメータは、画像信号入力部50から入力される画像信号の信号処理時に作用させる係数を決定付けるパラメータである。
The image signal conversion table 62 has a matrix structure in which the reference field can be uniquely specified according to the pixel address in the main scanning direction and the density value of the pixel address. A density correction parameter is stored in each field constituting the image signal conversion table 62. The density correction parameter is a parameter that determines a coefficient to be applied during signal processing of the image signal input from the image
ジョブを解釈して得た各色のラスタデータの画像信号YMCKが画像信号入力部50から補正処理部60へ供給されると、補正処理部60の補正演算回路61が、画像信号変換テーブル62の各濃度補正パラメータを用いてその画像信号YMCKへ濃度補正のための信号処理を施し、信号処理済みの画像信号Y'M'C'K'が選択器63を経由して画像形成エンジン30へ供給される。画像信号Y'M'C'K'の供給を受けた画像形成エンジン30は、各々に供給された画像信号に応じたトナー像を中間転写ベルト13へ形成し、更にそのトナー像が転写ユニット14にて用紙へと転写されることになる。
When the image signal YMCK of the raster data of each color obtained by interpreting the job is supplied from the image
図3は、画像信号変換テーブル62とそのテーブル62の濃度補正パラメータを用いた信号処理の例を示す図である。図に示す画像信号変換テーブル62には、0乃至7000の主走査方向の各画素アドレス毎に固有の濃度補正パラメータが準備されており、補正演算回路61は、このテーブル62の濃度補正パラメータが示す係数をそれぞれ作用させる信号処理を各画素アドレスの画像信号へ順次施していくことになる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of signal processing using the image signal conversion table 62 and the density correction parameter of the table 62. In the image signal conversion table 62 shown in the figure, a specific density correction parameter is prepared for each pixel address in the main scanning direction from 0 to 7000. The
また、この補正処理部60は、画像形成エンジン30によるトナー像の形成の回数が予め設定された所定値(例えば、1000回)に至るたび、もしくはユーザによるキャリブレーションモードへの遷移指示に基づいて、通常出力モードからキャリブレーションモードへ遷移する。キャリブレーションモードに遷移すると、画像形成エンジン30により形成し得るトナー像と同じ主走査方向の幅を有し且つ各々の濃度が最高濃度から最低濃度へと段階的に遷移する複数の矩形画像を副走査方向に並べたラスタデータの画像信号(以下、この画像信号を適宜「テストパターン画像信号」と呼ぶ)がテストパターン発生部から選択器63を経由して画像形成エンジン30へ供給され、そのテストパターン画像信号を基に画像形成エンジン30が形成したトナー像の濃度の実値と理想値の偏差に応じて画像信号変換テーブル62の濃度補正パラメータが書き換えられる。
In addition, the
この濃度補正パラメータの書き換えは、補正演算回路61によって執り行われる。具体的に説明すると、まず、補正演算回路61は、画像読取部16が用紙上のトナー像の濃度を主走査ライン幅に渡って読み取って得た濃度値群を取得する。そして、取得した濃度値群を基に各画素アドレス毎の濃度値を特定し、それらの濃度値と各画素アドレス毎の濃度の理想値の差分を計算した上で、その差分を吸収するような係数を新たな濃度補正パラメータとして画像信号変換テーブル62へ順次収録していく。
Rewriting of the density correction parameter is performed by the correction
図2において、プロセスコントロール部80は、画像形成エンジン30の駆動状態を決定付ける物理量を好適に制御するために備え付けられたユニットである。
図4は、画像形成エンジン30とプロセスコントロール部80の詳細な構成を示す図である。図に示すように、プロセスコントロール部80は、ドットカウンタ81、信号セレクタ82、パッチ信号生成部83、電位制御コントローラ84、及び現像制御コントローラ85を備える。また、画像形成エンジン30は、周回する感光体ドラム31を取り囲むように備え付けられた、帯電器32、電位センサ33、露光器34、現像器35、転写器36、トナー濃度センサ37、クリーナ38、レーザドライバ39、帯電器電源40、現像バイアス電源41のほか、ユニット内の温湿度を検出してその検出値を示す温湿度信号を電位制御コントローラ84へ供給する環境センサ42を有する。
In FIG. 2, the
FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the
画像形成エンジン30は、ゼログラフィプロセスに従って駆動することにより、画像信号に応じたトナー像を中間転写ベルト13に形成する。その駆動の手順を示せば以下のようになる。
まず、帯電器32は帯電ローラを有しており、帯電器電源40から電圧の供給を受けて帯電ローラを感光体ドラム31と同方向に回転させることにより、感光体ドラム31の表面をその帯電ローラと同じ電位まで一様に帯電させる。この際、電位センサ33は、帯電器32による帯電を経た感光体ドラム31の表面の電位を検出し、検出した電位を示す表面電位信号をプロセスコントロール部80の電位制御コントローラ84へ供給するようになっている。
The
First, the charger 32 has a charging roller, and the surface of the photosensitive drum 31 is charged by rotating the charging roller in the same direction as the photosensitive drum 31 by receiving a voltage supply from the
感光体ドラム31の表面が帯電されると、レーザドライバ39による制御の下に光強度が変調されたレーザ光が露光器34から走査されて静電潜像が形成される。
静電潜像が形成されると、現像器35が、その静電潜像にトナーを現像する。現像器35は、現像ローラとトナーカートリッジとを有しており、トナーカートリッジに装填したトナーを現像器内に供給して現像剤と攪拌することによりトナーを摩擦帯電させ、現像バイアス電源41から電圧の供給を受けて感光体ドラム31と同方向に回転させた現像ローラへ帯電したトナーを供給することにより、その帯電したトナーが現像ローラを離れて感光体ドラム31上の露光領域に付着し、静電潜像がトナー像として現像されるのである。
When the surface of the photosensitive drum 31 is charged, the laser beam whose light intensity is modulated under the control of the
When the electrostatic latent image is formed, the developing
現像されたトナー像は、転写器36によって中間転写ベルト13へ転写される。転写器36は、所定の電位に帯電させた転写ローラを有している。そして、この転写ローラと感光体の周面同士を当接させてなるニップ部へ中間転写ベルト13が搬入されると、転写ローラと感光体ドラム31の間の電位差の作用を受けてその中間転写ベルト13の面にトナー像が転写されるのである。この際、トナー濃度センサ37は、トナー像の主走査ラインの略中央の濃度検出点の濃度を読み取り、読み取った濃度を示すトナー濃度信号をプロセスコントロール部80の現像制御コントローラ85へ供給する。ここで、上述した画像読取部16と比較すると、このトナー濃度センサ37は複数のセンサを並べて構成しているわけでないため、当然ながらその読取幅は画像読取部16よりも狭いものとなっている。
The developed toner image is transferred to the
転写を終えた感光体ドラム31は、クリーナ38によって表面上の残留トナーが除去される。
トナー像の転写された中間転写ベルト13の面は後段の画像形成エンジン30などを経由して転写ユニット14まで搬送され、転写ユニット14にてトナー像が用紙へと転写される。トナー像の転写された用紙は、定着ユニット15まで搬送され、定着ユニット15にてトナー像が用紙へと定着される。
After the transfer, the remaining toner on the surface of the photosensitive drum 31 is removed by the cleaner 38.
The surface of the
次に、プロセスコントロールを成す各部について詳述する。上述したように、このプロセスコントロール部80は、画像形成エンジン30の駆動状態を決定付ける物理量を制御するユニットであり、具体的には、露光器34による露光量、帯電器電源40より帯電器32の帯電ローラへ供給する電圧、現像バイアス電源41より現像器35の現像ローラへ供給する電圧、及び現像器35のトナーカートリッジから現像器へのトナーの供給量を制御する。そして、これら4つの物理量のうち前3者の制御は環境センサ42と電位センサ33とから供給される信号を基に電位制御コントローラ84が執り行うのに対し、残りの1つの制御は、トナー濃度センサ37から供給される信号を基に現像制御コントローラ85が執り行う。これらの両コントローラの振る舞いの詳細について、順を追って説明する。
Next, each part constituting process control will be described in detail. As described above, the
まず、電位制御コントローラ84は、補正処理部60の選択器63から画像形成エンジン30へ画像信号が供給されてゼログラフィプロセスに従ったトナー像の形成が行われるたびに、電位センサ33から表面電位量信号を、環境センサ42から温湿度信号をそれぞれ取得する。そして、取得した両信号を基に、露光器34のレーザダイオードの露光量、帯電器32の帯電ロールの電圧、及び現像バイアス電源41の電圧の実値と理想値との偏差を割り出し、その偏差を埋め合わせるような制御信号を、レーザドライバ39、帯電器電源40、現像バイアス電源41の各々へ供給する。
First, the
これに対し、現像制御コントローラ85は、プロセスコントロール部80のパッチ信号生成部83が生成する画像信号(以下、この画像信号を適宜「パッチ画像信号」と呼ぶ)を画像形成エンジン30に供給してそのトナー像を形成させた上で、トナー濃度センサ37が検出するそのトナー像の濃度値を現像器35のトナー供給量にフィードバックさせるようになっている。
On the other hand, the
具体的に説明すると、現像制御コントローラ85は、ドットカウンタ81から供給されるドットカウント値が自らに設定されたトリガー閾値に至ると、信号セレクタ82へ画像選択信号を供給する。このトリガー閾値は、現像器35のトナー供給量のキャリブレーションが必要となる出力枚数(例えば、30枚)の画像形成面積のピクセル総数に相当する値である。
More specifically, the
信号セレクタ82へ画像選択信号が供給されると、パッチ信号生成部83により生成されるパッチ画像信号がそのセレクタ82を介して画像形成エンジン30へと供給される。パッチ画像信号は、各々の濃度が最高濃度から最低濃度へと段階的に遷移する複数の矩形画像を副走査方向に並べたラスタデータの画像信号である。但し、上述したテストパターン画像信号と異なり、このパッチ画像信号のラスタデータが示す矩形画像の主走査方向の幅は、トナー濃度センサ37の濃度検出点の周辺の狭小な範囲に止まる。
When the image selection signal is supplied to the
パッチ画像信号の供給を受けた画像形成エンジン30は、ゼログラフィプロセスに従って駆動することにより、そのパッチ画像信号に応じた各濃度の矩形画像のトナー像を感光体ドラム31に順次形成する。そして、それらのトナー像の濃度はトナー濃度センサ37により読み取られ、トナー濃度信号として現像制御コントローラ85へ供給される。現像制御コントローラ85は、トナー濃度センサ37から順次供給されるトナー濃度信号を基に濃度検出点の濃度の実値と自らのメモリに記憶されている濃度の理想値の偏差を割り出し、その偏差が予め設定された許容範囲に収まるか否か判断する。そして、許容範囲を超えたと判断するとその偏差を埋め合わせるような制御信号を現像器35に供給し、トナーカートリッジから現像器に供給するトナー量を増減させる。例えば、濃度検出点の濃度の実値が許容範囲の下限を下回っていればトナー供給量を多くする制御信号を供給し、許容範囲を上回っていればトナー供給量を少なくする制御信号を供給する。
The
ここで、本実施形態にかかる画像形成装置は、キャリブレーションモードに遷移すると、テストパターン画像信号を2回に渡って画像形成エンジン30へ連続して供給する。そして、1回目のテストパターン画像信号の供給を受けて画像形成エンジン30が形成したトナー像を画像読取部16に読み取らせて得た濃度値群の最低濃度値を示す最低濃度値信号を現像制御コントローラ85へ供給し、現像制御コントローラ85のトナー濃度検出センサの濃度検出位置における濃度の実値を、その最低濃度値信号が示す最低濃度値へと切り替える。その上で、2回目のテストパターン画像を画像形成エンジン30へ供給し、そのテストパターン画像信号の供給を受けて画像形成エンジン30が形成したトナー像を画像読取部16に読み取らせて得た濃度値群を基に改めて濃度補正パラメータの書き換えを行うようになっている。このように濃度補正部とプロセスコントロール部80とを連係させることにより、最高濃度部における濃度補正の精度が確保されるためである。
Here, when the image forming apparatus according to the present embodiment shifts to the calibration mode, the test pattern image signal is continuously supplied to the
この原理について、図5を参照して具体的に説明する。図に示す横軸は画像形成装置の主走査方向における画像形成位置を、縦軸は濃度をそれぞれ示している。そして、鎖線xはトナー濃度センサ37の濃度検出位置を、「○」の印は、現像制御コントローラ85のメモリに記憶される最高濃度部(濃度100%)の濃度の理想値を示している。
This principle will be specifically described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the image forming position in the main scanning direction of the image forming apparatus, and the vertical axis indicates the density. A chain line x indicates a density detection position of the
図において、現像制御コントローラ85は、自らのメモリの濃度の理想値とトナー濃度検出センサの濃度検出位置の濃度の実値との偏差が許容範囲に収まるように現像器35のトナー量を制御している。よって、1回目のテストパターン画像信号の供給を受けた画像形成エンジン30が形成するトナー像については、濃度検出位置のトナー濃度は理想値と一致しているものの、主走査ラインの別の位置の濃度が理想値と一致しているとは限らない。図の例では、濃度検出位置の左側の濃度は理想値よりも低く傾いており、濃度検出位置の右側の濃度は理想値よりも高く傾いていることが分かる。
In the figure, the
次に、1回目のテストパターン画像信号を画像形成エンジン30へ供給した後、その画像信号を基に画像形成エンジン30が形成したトナー像を画像読取部16に読み込ませて得た濃度値群の最低値、図の例で言うところの主走査ラインの左端の「◎」により示される濃度値へ現像制御コントローラ85のトナー濃度検出センサの濃度検出位置における濃度の実値を切り替える。すると、以降は、理想値と画像読取部16が得た濃度値群の最低値との偏差が許容範囲に収まるように現像器35のトナー量が制御されることになる。
Next, after supplying the first test pattern image signal to the
この状態で、2回目のテストパターン画像信号を画像形成エンジン30へ供給し、その画像信号を基に画像形成エンジン30が形成したトナー像を画像読取部16に読み込ませて得た濃度値群を基に濃度補正パラメータを書き換える。その後、通常モードにて、信号処理済みの画像信号Y'M'C'K'の画像形成エンジン30への供給を再開する。背景技術の項にも記したように、濃度補正信号処理によると、最高濃度部の濃度むらは濃度を薄くする方向でしか均一化し得ないが、1回目のテストパターン画像信号を供給した際に現像制御コントローラ85におけるトナー濃度検出センサの濃度検出位置における最高濃度の実値を面内における最低濃度にしているので、画像信号Y'M'C'K'を基に画像形成エンジン30が形成したトナー像の最高濃度が理想値を下回る事態を回避でき、良好な補正の精度を確保できる。
In this state, a second test pattern image signal is supplied to the
本実施形態によると、濃度を補正すべく画像信号に信号処理を施す補正処理部60と、画像形成エンジン30の駆動状態を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール部80を好適に連係させることにより、最高濃度部における濃度補正の精度を高めることができる。図6を参照して従来技術に比較した有利な効果を確認する。従来技術によると、補正処理部60による信号処理を経た画像信号を基に画像形成エンジン30が形成するトナー像の最高濃度部(濃度100%)の濃度がプロセスコントロール部80に設定された理想値とずれてしまっていたが(図6(a))、本実施形態によると、補正処理部60による信号処理を経た画像信号を基に画像形成エンジン30が形成するトナー像の最高濃度部の濃度とプロセスコントロール部80に設定された理想値とを一致させた上で、プロセスコントロール部80による濃度補正を行わせることができる(図6(b))。
According to the present embodiment, the
(第2実施形態)
本願発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態にかかる画像形成装置のハードウェア概略構成は図2に示したところと同様なので再度の説明を割愛する。
図7は、画像形成エンジン30とコントロール部の詳細な構成を示す図である。図4に示す第1実施形態では、トナー像を画像読取部16に読み取らせて得た濃度値群の最低濃度値を示す最低濃度値信号がプロセスコントロール部80の現像制御コントローラ85に供給されるようになっていた。これに対し、本実施形態では、プロセスコントロール部80のパッチ信号生成部で生成される矩形画像の位置に相当する画像信号変換テーブル62の最高濃度部に相当するテーブル値が画像信号変換テーブル信号としてプロセスコントロール部80のパッチ信号生成部83へ供給されるようになっている。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described.
Since the hardware schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 2, the description thereof will be omitted.
FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed configuration of the
そして、本実施形態は、このパッチ信号生成部83が生成するパッチ画像信号の最高濃度部の矩形画像の網点面積率を、その位置に相当する画像信号変換テーブル62の最高濃度値に相当するテーブル値と一致させる。このように、補正処理部60とプロセスコントロール部80とを連係させることによっても最高濃度部における濃度補正の精度が確保される。
In this embodiment, the dot area ratio of the rectangular image of the highest density portion of the patch image signal generated by the patch
この原理について、図8を参照して具体的に説明する。図に示す横軸は画像形成装置の主走査方向における画像形成位置を、縦軸は濃度を、xはトナー濃度センサ37の濃度検出位置をそれぞれ示し、○の印は、現像制御コントローラ85の最高濃度部における濃度の実値を示している。
This principle will be specifically described with reference to FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the image forming position in the main scanning direction of the image forming apparatus, the vertical axis indicates the density, x indicates the density detection position of the
図において、現像制御コントローラ85は、自らのメモリの理想値とトナー濃度検出センサの濃度検出位置の濃度の実値との偏差が許容範囲に収まるように現像器35のトナー量を制御している。よって、1回目のテストパターン画像信号の供給を受けた画像形成エンジン30が形成するトナー像については、濃度検出位置のトナー濃度は理想値と一致しているものの、主走査ラインの別の位置の濃度は理想値と一致しているとは限らない。図の例では、濃度検出位置の左側の濃度は理想値よりも低く傾いており、濃度検出位置の右側の濃度は理想値よりも高く傾いていることが分かる。
In the figure, the
次に、1回目のテストパターン画像信号の供給を受けて画像形成エンジン30が形成したトナー像を画像読取部16に読み込ませて得た画像信号変換テーブル62における矩形画像の記録位置に相当する最高濃度部の画像信号変換テーブル値へとパッチ画像信号の最高濃度部(濃度100%)の矩形画像の網点面積率を切り替える。その後、通常モードで稼働させると、現像制御コントローラ85は、その切り替え後の濃度として形成されるトナー像と許容範囲の偏差を判断するような制御を行うことになるため、良好な補正の精度が確保される。
Next, the highest corresponding to the recording position of the rectangular image in the image signal conversion table 62 obtained by causing the
(他の実施形態)
本願発明は、種々の変形実施が可能である。
上記実施形態では、キャリブレーションモード時におけるプロセスコントロール部80の制御回数が2回であったが、補正精度を向上させるためにこれを3回以上行わせてもよい。また、補正処理演算部による濃度補正パラメータの書き換えのためのテストパターン画像信号の供給の回数も2回であったが、これを3回以上行わせるようにしてもよい。
上記実施形態では、トナー濃度センサ37がトナー像を読み取って得たトナー濃度信号が現像制御コントローラ85に供給され、現像制御コントローラ85がそのトナー濃度信号が示す濃度に応じてトナー供給量を制御するようになっていた。これに対し、このトナー濃度センサ37のセンシング結果を、露光器34による露光量、帯電器電源40より帯電器32の帯電ローラへ供給する電圧、現像バイアス電源41より現像器35の現像ローラへ供給する電圧などといった、画像形成エンジン30の駆動状態を決定付ける他の物理量の制御へフィードバックさせてもよい。この変形例は、トナー濃度センサ37のトナー濃度信号を電位制御コントローラ84に供給することで実現できる。
(Other embodiments)
The present invention can be modified in various ways.
In the above embodiment, the number of times the
In the above embodiment, the toner density signal obtained by the
11…用紙トレイ、12…用紙搬送路、13…中間転写ベルト、14…転写ユニット、15…定着ユニット、16…画像読取部、30…画像形成エンジン、31…感光体ドラム、32…帯電器、33…電位センサ、34…露光器、35…現像器、36…転写器、37…トナー濃度センサ、38…クリーナ、39…レーザドライバ、40…帯電器電源、41…現像バイアス電源、42…環境センサ、50…画像信号入力部、60…補正処理部、61…補正演算回路、62…画像信号変換テーブル、63…選択器、64…テストパターン発生回路、80…プロセスコントロール部、81…ドットカウンタ、82…信号セレクタ、83…パッチ信号生成部、84…電位制御コントローラ、85…現像制御コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
帯電、露光、及び現像を含む一連のゼログラフィプロセスに従って駆動する手段であって、自身に供給される画像信号に応じたトナー像を前記像保持体に形成する手段である画像形成手段と、
前記形成されたトナー像の濃度を主走査ラインに平行な第1の読取幅に渡って離散的に読み取り、読み取った濃度を示す濃度値群を取得する第1の読取手段と、
前記形成されたトナー像の濃度を前記第1の読取幅よりも狭い第2の読取幅に渡って読み取り、読み取った濃度を示す濃度値を取得する第2の読取手段と、
最高濃度の画像を含むパッチ画像信号に基づいて前記画像形成手段が形成したトナー像の濃度値を前記第2の読取手段が取得するたびに、予め設定された濃度許容範囲にその濃度値が収まっているか否か判断し、当該濃度許容範囲に収まっていないと判断した場合に、当該濃度値を当該濃度許容範囲に収めるべく前記画像形成手段の駆動内容を決定付ける物理量を制御するプロセスコントロール手段と、
前記画像形成手段により形成し得るトナー像と同じ主走査方向の幅を有する最高濃度の画像を含むテストパターン画像信号に基づいて前記画像形成手段にトナー像を形成させ、当該トナー像の濃度値を前記第1の読取手段に取得させ、当該濃度値が理想値に近づくように画像信号を補正するための濃度補正パラメータを算出する算出手段と、
前記画像形成手段に供給される画像信号を、前記算出手段が算出した濃度補正パラメータを用いて補正する補正手段と、
前記テストパターン画像信号に基づいて前記画像形成手段が形成したトナー像を前記第1の読取手段に読み取らせて得た前記最高濃度の画像における濃度値群の最低値へ、前記第2の読取手段の読取位置における前記最高濃度の画像の濃度の実値を切り替えて、前記プロセスコントロール手段に前記物理量の制御を実行させた後、前記算出手段に濃度補正パラメータの算出を実行させる実行制御手段と
を備えた画像形成装置。 An image carrier,
Image forming means for driving according to a series of xerographic processes including charging, exposure, and development, and for forming a toner image corresponding to an image signal supplied to the image holding member;
First reading means for discretely reading the density of the formed toner image over a first reading width parallel to the main scanning line and acquiring a density value group indicating the read density;
A second reading unit that reads the density of the formed toner image over a second reading width narrower than the first reading width, and acquires a density value indicating the read density;
Each time the second reading unit obtains the density value of the toner image formed by the image forming unit based on the patch image signal including the image with the highest density, the density value falls within a preset density allowable range. And a process control unit that controls a physical quantity that determines the driving content of the image forming unit so that the density value falls within the allowable density range when it is determined that the density value does not fall within the allowable density range. ,
Based on the test pattern image signal including the highest density image having the same width in the main scanning direction as the toner image that can be formed by the image forming means, the image forming means forms a toner image, and the density value of the toner image is determined. Calculating means for calculating density correction parameters for correcting the image signal so that the first reading means obtains the density value to approach the ideal value;
A correction unit that corrects an image signal supplied to the image forming unit using a density correction parameter calculated by the calculation unit;
The second reading means to the lowest value of the density value group in the highest density image obtained by causing the first reading means to read the toner image formed by the image forming means based on the test pattern image signal. An execution control unit that switches the actual value of the density of the highest density image at the reading position and causes the process control unit to execute the control of the physical quantity, and then causes the calculation unit to calculate a density correction parameter. An image forming apparatus provided.
前記画像形成手段は、
像保持体を帯電させる帯電手段、画像信号に応じて変調した光を帯電した像保持体へ露光して潜像を形成する露光手段、及び潜像の形成された像保持体へトナーを現像する現像手段を有し、
前記プロセスコントロール手段は、
前記帯電手段の帯電電位、前記露光手段の露光量、前記現像手段のトナー供給量、または、当該現像手段の現像バイアスのうちの1つまたは複数を決定付ける物理量を制御する
画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 .
The image forming unit includes:
Toner is developed on the charging means for charging the image holding body, the exposure means for exposing the charged image holding body with light modulated according to the image signal to form a latent image, and the image holding body on which the latent image is formed. Having developing means,
The process control means includes
An image forming apparatus that controls a physical quantity that determines one or more of a charging potential of the charging unit, an exposure amount of the exposure unit, a toner supply amount of the developing unit, or a developing bias of the developing unit.
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