JP2005148636A - 画像濃度検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 像担持体11上に形成したパッチパターンの濃度を検出する画像濃度センサ111が入力側に接続され、入力された検知出力を保存可能なメモリ110Bを備えた制御部110を用いた画像濃度検知方法において、予め画像濃度センサ111の検知範囲よりも小さいパッチパターンと該検知範囲よりも大きいパッチパターンとの検知出力比をメモリに保存しておき、上記画像濃度センサ111の検知範囲よりも小さいパッチパターンの画像濃度検知時にメモリ110Bに保存されている検知出力比から画像濃度センサ111の検知範囲よりも大きいパッチパターンの出力を算出することを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
転写体には、感光体に直接対向当接する記録シートなどの他に、ベルト状の転写体が用いられる場合がある。後者の場合の一つとして、フルカラーを含む多色画像形成がある。
多色画像形成のための構成の一つとして、複数の感光体を用いて各感光体毎に色分解色に対応した静電潜像を形成し、これら各感光体にそれぞれ対峙しながら移動するベルトを中間転写体としてあるいは表面に記録シートを担持する搬送体として用いた構成がある(例えば、特許文献1)。
ベルトを中間転写体として用いる場合には、各感光体上に形成された色毎の画像を順次転写する1次転写工程と順次転写されて重畳された画像を記録シートに一括転写する2次転写工程とが用いられ、また、ベルトを搬送体として用いる場合には表面に担持した記録シートを各感光体に対向させるように移動させる課程で各感光体上の画像を記録シートの重畳転写する行程が用いられる。
感光体あるいは感光体からの画像が転写されている中間転写ベルトに対して濃度検知パターンを形成し、この濃度検知パターンを光学的に読み取り、読み取り結果に基づき画像形成条件に用いられる各種パラメータをフィードバック制御する。
しかし、このような構成を用いた場合には、パッチパターンのサイズを画像濃度検知センサの検知範囲よりも大きくすることが必要となることから、パッチパターンの形成時間が長くなる。このため、パッチパターンを作成している間は通常の画像形成処理が実行できなくなり、ユーザにとっては装置の不稼働時間、つまりダウンタイムが大きいと感じさせてしまい、利便性が悪化する虞がある。
一般に画像の端縁部ではエッジ効果が顕著であり、このため、他の部分に比較して濃度が異なる傾向となる。そこで、パッチパターンの画像部、つまりエッジ効果の影響を受けない範囲でのトナーの付着量の検知が望まれることから、パッチパターンが、図12に示すように画像濃度検知センサの検知範囲よりもさらに大きくされてパッチパターンの中心部分の複数箇所を測定する必要がある。このため、画像濃度検知に際しては、複数のパッチパターンの作成に加えて検知箇所が多くなることから、上述したダウンタイムがさらに増加する結果を招き、ユーザにとって作業効率の悪化を印象づけてしまうことになる。
図1に示す構成の画像形成装置100は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに形成された可視像が、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに対峙しながら矢印A1方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体(以下、中間転写ベルトという)11に対して1次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる転写紙Sに対して2次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
帯電後に行われる書き込みは、後述する光走査装置8が用いられる。なお、感光体ドラム12Yには、これに対向してクリーニング装置50Yによる残留トナーの除去後に除電を行う除電装置(図示されず)も設けられている。
本実施例における光走査装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、ミラーおよび回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkに対して色毎に対応した書き込み光L(図2においては、イエロー画像形成用のプロセスカートリッジを対象として符号を付けているが、その他の画像ステーションに用いられるプロセス宇カートリッジも同様である)を出射して感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkに静電潜像を形成する構成とされている。
クリーニングバックアップローラ73およびテンションローラ74は、中間転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、これらローラには、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12M、12C、12Bkと、2次転写ローラ5と、クリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
図3は画像形成装置100に適用される制御部110の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部110は、画像形成に係るシーケンスプログラムの実行および演算処理を行うCPU110Aとデータの保存部である不揮発性メモリを用いたRAM110Bとを備えたマイクロコンピュータで構成されており、図示しないインターフェースを介した入出力部には、トナー像形成部として用いられる現像装置40Y,40M,40C,40Bkそして、光走査装置8、給紙装置61,レジストローラ4,転写装置10,反射型フォトセンサ111が接続されている。
反射型フォトセンサ111は、転写装置10における2次転写バックアップローラ72と対峙する位置に配置されて中間転写ベルト11からの光反射率に応じた信号を出力できる構成を備えており、拡散光検出器あるいは正反射光検出器のうちで、中間転写ベルト11の表面での反射光量と後述する基準パターン像からの反射光量との差を十分な出力値として得ることができるものが用いられ、本実施例では、カラートナーの高濃度部を検知可能な利点とする拡散型が用いられる。
具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、感光体ドラム12Y、12M,12C,12Bkを回転させながら一様に帯電させる。この帯電については、通常のプリント時における一様な帯竜(例えば−700V)とは異なり、その電位を徐々に大きくしていくようにする。そして、光走査装置8からのレーザ光Lの走査により基準パターン像用の静電潜像を形成しながら、現像装置40Y,40M,40C,40Bkによる可視像処理、つまり現像を行う。
この現像により各色のバイアス現像パターン像が感光体ドラム12Y,12M,12C,12Bk上に形成される。なお、現像の際、制御部110は、それぞれの現像装置における現像スリーブ(図3においてイエロー画像を対象として符号40Y1で示した部材)に印加される現像バイアスの値も徐々に高くしていくように制御する。
このパターンブロック中の各基準パターン像の基準像は、中間転写ベルト11の無端移動に伴い反射型フォトセンサ111との対向位置を通過する際にその光反射光量が検知され、電気信号として制御部110に出力される。制御部110は、反射型フォトセンサ111から順次出力されるデータに基づき各基準像の光反射率を演算し、濃度パターンデータとしてRAM110Bに格納していく。反射型フォトセンサ111との対向位置を通過した上記パターンブロックは、クリーニング装置13によってクリーニングされる。
図5において、各感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkにおいて形成される基準パターン像P(PY,PM,PC,PBk)は、各感光体ドラム毎で互いに間隔15mmを置いて並ぶ3つの基準像で構成されている。
本実施例における画像形成装置100において、各基準像101は縦15mm×横15mmの大きさで、15mmの間隙を介して形成される。これにより、中間転写ベルト11上の基準パターン像PY,PM,PC,PBkの長さはそれぞれL2=75mmとなる。基準パターン像PY,PM,PC,PBkは、プリントプロセス時に形成される各色のトナー像とは異なり、上記中間転写ベルト11上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写手順により、中間転写ベルト11上には各色の基準パターン像PY,PM,PC,PBkによって構成される1つのパターンブロックPBが形成される。
図5は、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkの設置ピッチを示す模式図である。
図5に示すように、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkは、それぞれL1=90mmに設定されている。従って、基準パターン像PY,PM,PC,PBkの長さL2がそれぞれ75mmとされているので、基準パターン像同士の形成ピッチは感光体ドラムの設置ピッチよりも短い。この結果、基準パターン像PY,PM,PC,PBkは、それぞれの端部が互いに重なり合わないようにして転写されることができることになる。
図6において、1つ目のパターンブロックPB1内の基準パターン像PBk1,PC1,PM1,PY1が中間転写ベルト11の移動に伴い転写されると(図6では、中間転写ベルト11の移動方向に従って転写された基準パターン像の位置関係が示されている)、転写終了時点から最も上流側の基準パターン像PY1が最も下流側の感光体ドラム20Bkの転写ニップを通過し終わるまでの間、中間転写ベルト11の移動に伴い基準パターン像が移動する。
そこで、制御部110では、所定のタイミングを見計らって2つ目の基準パターンブロックPB2の各基準パターン像PBk2,PC2,PM2,PY2(この並び順は中間転写ベルト11の移動方向における最下流側の感光体ドラム20Bkを通過する順序である)を各感光体ドラムにおいて形成する。この場合の所定タイミングは、1つ目のパターンブロックPB1における中間転写ベルト11の移動方向後方側の基準パターン像PY1が上記移動方向で最も下流側に位置する感光体ドラム20Bkの転写ニップを通過してからさらに所定量だけ移動した時点で2つ目のパターンブロックPB2の基準パターン像PBk2,PC2,PM2,PY2が中間転写ベルト11に転写を開始され始めるタイミングを指している。各パターンブロックPB1,PB2の基準パターン像は、2次転写バックアップローラ72に対峙している反射型フォトセンサ111によって反射光量が検知され、検知後、クリーニング装置13によって除去される。
すなわち、各基準パターン像PBk1,PC1,PM1,PY1の基準パターン像PBk1,PC1,PM1,PY1として形成されている3個の基準像101を各色毎の基準パターン像の順(Bk,C,M,Y)で検知する。このとき、反射型フォトセンサ111は各基準像からの反射光量を後述する方法で検知し、制御部110に出力する。
図7は、基準像101の形成状態とこの基準像からの反射光量に応じた反射型フォトセンサ(図7では、画像濃度センサと表記してある)111の出力状態を示しており、同図においては中間転写ベルト11自体の反射光量が殆どなく無視できる場合を対象としている。
小さいパッチパターン(ここでは3mmのパターンとする)の出力の求め方について、パターンが相対位置−1mm〜2mmにある場合を示す図8を用いて説明すると次の通りである。
図8において小さいパターンは、図7に示したパッチパターンよりもさらに小さいパターンが相対位置−1mm〜2mmの間に結合したものと考えられる。そこで、画像濃度センサ111の出力は、図7で求めた画像濃度センサ111の出力分布における−1mm〜2mmの値を全て合計したものとなる。
図8に示したセンサ出力−図9に示したセンサ出力=パターン中央部のセンサ
出力+端部2のセンサ出力…(1)
これにより、端部1のセンサ出力成分が消えることになる。端部2に関するエッジ効果の影響を避けるためには、上述した手順と同様に図8に示したセンサ出力において端部2よりも奥側(走査方向後方側)でかつ端部2からの等しい距離ポイントで測定し、その出力を図8に示したセンサ出力から差し引くことで可能となる。
図10は、画像濃度センサ111の検知領域全域を全てカバーしている大きなパッチパターンを対象として示しており、大きいパッチパターンは、図7に示した小さなパッチパターンを検知領域全域にわたって結合したものと考えられる。
このような関係とすることにより、小さいパッチパターンのエッジ効果を除いた検知結果と大きいパッチパターンの出力とが算出できることになる。この値は、表1に示すように、各相対位置での出力比を求めてメモリ(RAM)110Bに保存しておく。メモリ110Bに保存される出力比の測定は、画像形成装置の工場出荷前に行われ、出荷時には出力比がメモリ110Bに登録保存されている。
作像性能を評価する場合には、パッチパターンを作像し、作像されたパッチパターンを表2で示す位置で端部1(表2ではエッジ1と表記してある)の前部、中央部および端部2(表2ではエッジ2と表記してある)の後部でのセンサ出力をそれぞれ測定する。
エッジ処理後の出力=中央部−(端部1の前部+端部2の後部)…(2)
上記式2において右辺は各部の出力が用いられる。
大パターンのセンサ出力=エッジ処理後の出力×(100/66)…(3)
により求められる。以下、同様にしてTable2〜6について計算する。
中間転写ベルト11の反射光量が無視できない場合には、画像濃度センサ出力分布を測定すると、図11に示すように、ベルト地肌部からの反射光量に対応した画像濃度センサ111からの出力分がシフトされる結果が得られる。
この結果を踏まえて、得られたセンサ出力値からベルト地肌部の出力を各測定地点において差し引く処理を行うことで図7に示した場合と同様な出力分布が得られることになる。
のセンサ出力+地肌部のセンサ出力…(4)
図8における地肌部のセンサ出力は相対位置2mm〜3.5mmと−1mm〜−3.5mm魔での出力の合計であり、図9における地肌部のセンサ出力は相対位置1mm〜−3.5mmの出力の合計である。
端部2も端部1と同様の手順で図8よりも奥側(走査方向後方側)でかつ端部2からの距離が等しいポイントで測定し、その出力を図7のセンサ出力から差し引くことで端部2でおエッジ効果の影響を取り除くことができる。この場合、地肌部からのセンサ出力も同様にして求め、表3に示す各相対位置での出力比を求めてこの結果をメモリ110Bに保存しておく、この保存は、画像形成装置100の工場出荷前に行われる。なお、表3において、エッジ処理後の地肌部の出力がマイナスとなっているのは、パターン中央部からの地肌出力よりも端部1の前部および端部2の後部からの地肌部の出力が大きいことを示している。
作像性能を評価する場合には、パッチパターンを作像し、作像されたパッチパターンを表2で示す位置で端部1(表2ではエッジ1と表記してある)の前部、中央部および端部2(表2ではエッジ2と表記してある)の後部でのセンサ出力をそれぞれ測定する。
エッジ処理後の出力=中央部−(端部1の前部+端部2の後部)…(5)
この計算はTable1〜6を対象として行う。この後、算出されたTable1〜6のエッジ処理後の出力を用いて大きいパッチパターンを対象とした出力を表1により算出する。Table1を例に算出すると、
エッジ処理後の出力=大パターンのセンサ出力×(66/100)−地肌部のセ
ンサ出力×166/100)…(6)
となり、
大パターンのセンサ出力={エッジ処理後の出力+地肌部のセンサ出力×
(166/100)}×(100/66)…(7)
として求められる。以下、同様にして表3の出力比を用いてTable2〜6に関して計算する。
11 中間転写ベルト
40 感光体
101 基準パターンの基準像
110 制御部
110B メモリ
111 反射型フォトセンサ
Claims (7)
- 像担持体上に形成したパッチパターンの濃度を検出する画像濃度センサが入力側に接続され、入力された検知出力を保存可能なメモリを備えた制御部を用いる画像濃度検知方法において、
予め画像濃度センサの検知範囲よりも小さいパッチパターンと該検知範囲よりも大きいパッチパターンとの検知出力比をメモリに保存しておき、上記画像濃度センサの検知範囲よりも小さいパッチパターンの画像濃度検知時に上記メモリに保存されている検知出力比から上記画像濃度センサの検知範囲よりも大きいパッチパターンの出力を算出することを特徴とする画像濃度検知方法。 - 請求項1記載の画像濃度検知方法において、
画像濃度センサの検知範囲よりも小さいパッチパターンと該検知範囲よりも大きいパッチパターンとの出力比を測定する際に、画像濃度センサに対する画像濃度センサの検知範囲よりも小さいパッチパターンの相対位置を変化させながら測定し、各相対位置で得られた出力比をメモリに保存し、上記画像濃度センサの検知範囲よりも小さいパッチパターンの画像濃度検知時に上記メモリに保存されている検知出力比を基に上記画像濃度センサの検知範囲よりも大きいパッチパターンの出力を算出することを特徴とする画像濃度検知方法。 - 請求項1または2記載の画像濃度検知方法において、
上記パッチパターンの端部から等距離にある2点で濃度測定を行い、2点の測定結果の差を求めることにより、上記パッチパターンの端部で他の部分と異なる濃度がパッチパターンの濃度検知に影響するのを除外することを特徴とする画像濃度検知方法。 - 請求項1乃至3のうちの一つに記載の画像濃度検知方法において、
上記パッチパターンが形成される像担持体として複数色の画像を担持可能な中間転写体が用いられることを特徴とする画像濃度検知方法。 - 請求項1乃至4のうちの一つに記載の画像濃度検知方法において、
画像濃度検知センサが光拡散検知センサであることを特徴とする画像濃度検知方法。 - 請求項1乃至5のうちの一つに記載の画像濃度検知方法において、
上記画像濃度センサによるサンプリング間隔が1mm以下に設定されていることを特徴とする画像濃度検知方法。 - 請求項1乃至6のうちの一つに記載の画像濃度検知方法において、
上記画像濃度センサの走査方向に沿った上記パッチパターンサイズが10mm以下に設定されていることを特徴とする画像濃度検知方法。
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