JP2013064987A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一周目に検出された複数位置での下地測定データY11,Y12と、二周目に検出されたトナーパッチを形成されていない複数位置からのパッチ近傍測定データY21,Y22とから、二周目におけるトナーパッチを形成された下地の各位置でのパッチ下地データBa、Bb、Bcが推定される。本発明では、濃度センサ41の発光光量が安定するまで待たずに濃度測定を実行できるため、濃度測定に要する時間を従来よりも短くできる。パッチ下地データBa、Bb、Bcには、発光光量の変化比率と下地からの反射光量のバラツキとが反映されているため、濃度の測定精度を向上させることができる。
【選択図】 図1
Description
像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に前記トナー像が形成されていない状態における前記像担持体の下地からの第1の反射光と、前記像担持体に前記トナー像が形成されている状態における前記像担持体の下地の上に形成されたトナー像からの第2の反射光と、該トナー像の周囲にあるトナー像を形成されていない下地からの第3の反射光とを検出する検出手段と、
前記検出手段に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量と、複数位置での前記第3の反射光の反射光量とから、前記トナー像が形成された前記下地の各位置での反射光量を推定する下地反射光量推定手段と、
前記第2の反射光の反射光量を、前記下地反射光量推定手段により推定された対応する反射光量で補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された補正後の反射光量に基づき、前記画像形成手段の画像形成条件を調整する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
図2はカラー画像形成装置の断面の一実施例を示す図である。多色の画像を形成する画像形成装置100について説明するが、発明の性質上、単色の画像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。画像形成装置100は、画像情報に基づいて点灯する露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。画像形成装置100は、それぞれ形成した各色の単色トナー像を重ね合わせ、それらを転写材11へ転写し、その転写材11上の多色トナー像を定着させる。転写材は、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写紙と呼ばれることもある。以下、詳細に説明する。
この濃度センサ41の構成の一例を図3に示す。濃度センサ41は、LEDなどの赤外光を発光する発光素子51と、フォトダイオード、Cds等の受光素子52、53受光データを処理するICとこれらを収容するホルダーなどで構成される。受光素子52はトナーパッチ64からの乱反射光を受光し、その強度を検知する。受光素子53はトナーパッチ64または下地からの正反射光及び乱反射光を受光し、その強度を検知する。正反射光強度と乱反射光強度の両方を検知することにより、高濃度から低濃度までのトナーパッチ64の濃度を検知することができる。なお、発光素子51と受光素子52の結合のために図示しない光学素子が用いられることもある。
図4は、画像形成装置のシステム構成を説明するためのブロック図である。
図5は、濃度測定用トナーパッチの一例を示す図である。トナーパッチ64は、それぞれ濃度が異なる複数のトナーパッチからなる。隣接した2つのトナーパッチ64は所定の間隔で離れて形成される。この間隔の部分にはトナー像が形成されないため、濃度センサ41は、下地からの反射光量を直接的に検出できる。なお、トナーパッチ64の数はこの例に示す限りではなく、たとえば、中間転写体27の周長や濃度制御にかける時間などによって変わる。
図6に濃度制御のフローチャートを示し、以下説明する。尚、このフローチャートに示す処理は、CPU404が制御プログラムに従って行う処理である。以下では、次のようなデータを取り扱う。下地測定データは、下地から測定した第1の反射光の反射光量のデータである。パッチ測定データは、トナーパッチから測定した第2の反射光の反射光量のデータである。パッチ近傍測定データは、トナーパッチの近傍の下地から測定した第3の反射光の反射光量のデータである。パッチ下地データは、二周目にトナーパッチが形成された下地からの反射光量の推定値のデータである。
なお、数式中に用いられている各変数や定数は以下の通りである。
Pr:パッチ測定データのうち、受光素子53による検知結果
Br:パッチ下地測定データのうち、受光素子53による検知結果
α:係数
Pd:パッチ測定データのうち、受光素子52による検知結果
S607で、CPU404は、算出したパッチ濃度(補正後の反射光量)を画像形成条件にフィードバックする。パッチ濃度が目標濃度に近づくように、CPU404は、画像処理の条件(ルックアップテーブル)を変更したり、注入帯電器23の帯電電圧や転写バイアスなどを変更したりして画像形成条件を調整制御する。このように、CPU404は、算出された濃度値を、トナー像の濃度に係る画像形成条件にフィードバックするフィードバック手段及び画像形成条件を調整する制御手段として機能する。
図1に、下地データ推定処理の概要を示す。図1(a)は、一周目の下地測定と二周目のパッチ測定の時間と濃度センサ41の値の概要を示している。TMは、マーカーセンサ43がマーカーを検出したタイミングを示している。T11〜T12は一周目の測定タイミングを示しており、T21〜T22は二周目の測定タイミングを示している。なお、T11〜T12とT21〜T22はTMを基準としたタイミングであるため、T11〜T12とT21〜T22は中間転写体27の周面の同じ位置に対応している。つまり、T11に取得されたデータと、T21に取得されたデータは、周面の同じ位置から取得されたデータである。このように、Tijは、i周目の位置jを示す情報である。 濃度センサ41は発光素子51の発光光量が発光開始から時間経過によって変化する特性を有している。本実施例では、濃度制御の測定時間短縮のために、発光開始からすぐに測定が開始される。そのため、発光素子51の発光光量は測定中も時間経過によって変化する。
の測定値が異なる。一周目の測定時と二周目の測定時の発光光量の差は、トナーパッチ64の下地データの誤差をもたらす。本実施例では、一周目に取得した下地測定データと、トナーパッチ64の近傍の下地からのパッチ近傍測定データとから二周目のパッチ下地データを推定する。これにより、一周目と二周目とにおける発光素子51の発光光量の差によるパッチ濃度演算への影響を低減している。
y1 = α×T1 + m ・・・ [式1]
を満たす傾きαと切片mを、時間T11における測定値Y11と、時間T12における測定値Y12から求める。式1は、中間転写体27の一周目に検出された複数位置(T11、T12)での反射光量(Y11、Y12)から導出された、位置と反射光量との関係を表す第1の式である。つまり、CPU404は、第1の式を導出する第1導出手段として機能する。
これにより、Δa、Δb、Δcが求められる。このように、CPU404は、下地の複数位置(T1a、T1b、T1c)において第1の式から反射光量(y1a、y1b、y1c)を算出する。さらに、CPU404は、これらの反射光量(y1a、y1b、y1c)と、中間転写体27の一周目に検出された複数位置での反射光量(Y1a、Y1b、Y1c)との差分をバラツキ値(Δa、Δb、Δc)として算出するバラツキ値算出手段として機能する。
y2 = β×T2 + n ・・・ [式3]
を満たす傾きβと切片nを、時間T21における測定値Y21と、時間T22における測定値Y22から求める。つまり、CPU404は、二周目に検出されたトナー像を形成されていない複数位置(T21、T22)からの反射光量(Y21、Y22)から、位置と反射光量との関係を示す第2の式(式3)を導出する第2導出手段として機能する。
式4に変化比率とバラツキ値Δa、Δb、Δcを代入することで、CPU404は、変化比率で修正したバラツキ値Δa’、Δb’、Δc’を求める。このように、CPU404は、一周目における下地の複数位置のそれぞれでのバラツキ値を対応する変化比率で修正して二周目における下地の複数位置のそれぞれでのバラツキ値を求めるバラツキ値修正手段として機能する。
このように、CPU404は、二周目においてトナーパッチを形成される下地の複数位置についての式3から反射光量を求める。さらに、CPU404は、この反射光量を対応する修正後のバラツキ値で補正して、二周目においてトナーパッチを形成される下地の複数位置のそれぞれでの反射光量を推定する。その後、上述したS606で、CPU404は、このパッチ下地データBa、Bb、Bcとパッチ測定値からパッチ濃度を算出する。
B = Y1×(y2/y1) ・・・ [式6]
すなわち、実際の中間転写体27の表面測定値Y1に、1周目と2周目とにおける同一/略同一下地位置の演算論理値の比を乗算することでも、式5と同様の下地データBを得ることができる。
Claims (17)
- 像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上に前記トナー像が形成されていない状態における前記像担持体の下地からの第1の反射光と、前記像担持体に前記トナー像が形成されている状態における前記像担持体の下地の上に形成されたトナー像からの第2の反射光と、該トナー像の周囲にあるトナー像を形成されていない下地からの第3の反射光とを検出する検出手段と、
前記検出手段に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量と、複数位置での前記第3の反射光の反射光量とから、前記トナー像が形成された前記下地の各位置での反射光量を推定する下地反射光量推定手段と、
前記第2の反射光の反射光量を、前記下地反射光量推定手段により推定された対応する反射光量で補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された補正後の反射光量に基づき、前記画像形成手段の画像形成条件を調整する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記検出手段は、前記第1の反射光の反射光量を検出した後で、前記第2の反射光の反射光量および前記第3の反射光の反射光量を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記第1の反射光の反射光量を検出した周の次の周で前記第2の反射光の反射光量および前記第3の反射光の反射光量を検出することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記第2の反射光の反射光量および前記第3の反射光の反射光量を検出した後で、前記第1の反射光の反射光量を検出することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記第2の反射光の反射光量および前記第3の反射光の反射光量を検出した周の次の周で、前記第1の反射光の反射光量を検出することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記第1の反射光を検出した前記像担持体上の範囲は、少なくとも前記第2の反射光を検出した前記像担持体上の範囲を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記画像形成手段の画像形成条件を調整することにより、前記画像形成手段により形成されるトナー像の濃度を調整することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記下地反射光量推定手段は、前記像担持体の一周目に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量と、前記像担持体の二周目に検出された前記トナー像を形成されていない複数位置からの前記第3の反射光の反射光量とから前記像担持体の一周目と二周目との間における反射光量の変化比率を求め、前記変化比率で前記像担持体の一周目における前記下地の各位置での前記第1の反射光の反射光量のバラツキ値を修正して、前記像担持体の二周目における前記下地の各位置での反射光量を求めることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記下地反射光量推定手段は、
前記像担持体の一周目に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量から位置と反射光量との関係を表す第1の式を導出し、
前記下地の複数位置において前記第1の式から算出された反射光量と、前記像担持体の一周目に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量との差分をバラツキ値として算出し、
前記像担持体の二周目に検出された前記トナー像を形成されていない複数位置からの前記第3の反射光の反射光量から位置と反射光量との関係を表す第2の式を導出し、
前記像担持体の二周目においてトナー像を形成される前記下地の複数位置のそれぞれについて前記第1の式から算出された反射光量と、前記第2の式から算出された反射光量とから、前記像担持体の一周目と二周目との間における反射光量の変化比率を算出し、
前記像担持体の一周目における前記下地の複数位置のそれぞれでのバラツキ値を対応する前記変化比率で修正して前記像担持体の二周目における前記下地の複数位置のそれぞれでのバラツキ値を求め、
さらに、前記下地反射光量推定手段は、前記像担持体の二周目においてトナー像を形成される前記下地の複数位置について前記第2の式から反射光量を求め、該反射光量を対応する修正後の前記バラツキ値で補正して、前記像担持体の二周目においてトナー像を形成される前記下地の複数位置のそれぞれでの反射光量を求めることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記下地反射光量推定手段は、前記像担持体の一周目に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量の平均値を求め、複数の平均値から前記第1の式を導出することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記下地反射光量推定手段は、前記像担持体の二周目に検出された前記トナー像を形成されていない複数位置からの前記第3の反射光の反射光量の平均値を求め、複数の平均値から前記第2の式を導出することを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成装置。
- 前記下地反射光量推定手段は、前記像担持体の二周目に検出された前記トナー像を形成されていない複数位置からの前記第3の反射光の反射光量の平均値を求め、複数の平均値から前記第2の式を導出することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記下地反射光量推定手段は、前記像担持体の一周目に検出された複数位置での前記第1の反射光の反射光量と、前記像担持体の二周目に検出された前記トナー像が形成されていない複数位置からの前記第3の反射光の反射光量とから、前記像担持体の各位置での前記像担持体の一周目と二周目とにおける反射光量の変化比率を求め、さらに、前記像担持体の一周目で検出された各位置での前記第1の反射光の反射光量を、前記変化比率で補正することで、前記像担持体の二周目における前記トナー像が形成された前記下地の各位置での反射光量を推定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記補正手段は、前記像担持体の二周目に検出された前記トナー像からの前記第2の反射光の反射光量の平均値を求め、該平均値を、前記下地反射光量推定手段により求められた反射光量で補正することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の一周目に検出された複数位置での反射光量から第1のプロファイルを求め、前記像担持体の二周目に検出された複数位置での反射光量から第2のプロファイルを求めるプロファイル導出手段と、
前記第1のプロファイルと前記第2のプロファイルとを比較して、前記像担持体の一周目に反射光量を検出した位置に対応する前記像担持体の二周目に反射光量を検出した位置を特定し、前記像担持体の二周目に反射光量を検出した位置のデータを修正する位置データ修正手段と、をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 回転体のh周目に、該回転体の周面の下地からの反射光を検出し、該回転体のi周目に、該回転体の下地の上に形成されたトナー像からの反射光と、該トナー像の周囲にあるトナー像を形成されていない下地からの反射光とを検出する検出手段(hとiは異なる自然数)と、
前記回転体のh周目に検出された複数位置での反射光量と、前記回転体のi周目に検出された前記トナー像が形成されていない複数位置からの反射光量とから、前記回転体のi周目における前記トナー像が形成された前記下地の各位置での反射光量を推定する下地反射光量推定手段と、
前記回転体のi周目に検出された前記トナー像からの反射光量を、前記下地反射光量推定手段により推定された対応する反射光量で補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された補正後の反射光量に基づき濃度に係る画像形成条件を調整する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 回転体のh周目に、該回転体の周面の下地からの反射光を検出し、該回転体のi周目に、該回転体の下地の上に形成されたトナー像からの反射光と、該トナー像の周囲にあるトナー像を形成されていない下地からの反射光とを検出し(hとiは異なる自然数)、
前記回転体のh周目に検出された複数位置での反射光量と、前記回転体のi周目に検出された前記トナー像が形成されていない複数位置からの反射光量とから、前記回転体のi周目における前記トナー像が形成された前記下地の各位置での反射光量を推定し、
前記回転体のi周目に検出された前記トナー像からの反射光量を、前記推定された対応する反射光量で補正し、
前記補正された補正後の反射光量に基づき濃度に係る画像形成条件を調整することを特徴とする画像形成方法。
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