JP2016142858A - 画像形成装置、制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】検出部で検出する検出用パターン画像を構成する単位画像が小さい場合であっても、検出信号のS/N比が小さくなるのを抑えることを目的とする。
【解決手段】画像形成装置は、感光体に単位画像を配列したパターン画像を形成する画像形成部と、パターン画像に光を照射して反射光を検出する検出部と、制御部と、を備える。制御部は、画像形成部を制御することで、印字時に使用する印字用パターン画像および検出部によって検出される検出用パターン画像D1〜D7を感光体に形成可能である。所定の大きさよりも小さい第1単位画像G1が配列された第1印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の第1単位画像G1が互いに離れて配置され、第1印字用パターン画像に対応する第1検出用パターン画像D1は、所定面積当たりに所定数よりも多い第1単位画像G1が互いに離れて配置されている。
【選択図】図4
【解決手段】画像形成装置は、感光体に単位画像を配列したパターン画像を形成する画像形成部と、パターン画像に光を照射して反射光を検出する検出部と、制御部と、を備える。制御部は、画像形成部を制御することで、印字時に使用する印字用パターン画像および検出部によって検出される検出用パターン画像D1〜D7を感光体に形成可能である。所定の大きさよりも小さい第1単位画像G1が配列された第1印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の第1単位画像G1が互いに離れて配置され、第1印字用パターン画像に対応する第1検出用パターン画像D1は、所定面積当たりに所定数よりも多い第1単位画像G1が互いに離れて配置されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、感光体に印字用パターン画像または検出用パターン画像を形成するための制御部を備えた画像形成装置と、前記制御部による制御方法と、前記制御部を動作させるためのプログラムに関する。
従来、異なる階調の複数の濃度パッチを感光ドラムに形成し、感光ドラムに形成した各濃度パッチを光センサで検出した結果に基づいて、各濃度パッチのそれぞれの階調特性を補正するものが知られている(特許文献1参照)。この技術では、光センサで検出する検出用パターン画像を光センサで検出した結果に基づいて、印刷の対象となる画像データの階調特性を補正している。また、この技術では、低階調域の検出用パターン画像は、複数の孤立した単位画像からなり、濃度が高くなるほど、単位画像の大きさが大きくなっている。
しかしながら、従来技術では、低階調域の検出用パターン画像を感光体に形成する場合には、感光体の地に対して単位画像が小さくなるため、光センサでの検出時にS/N比が小さくなるといった問題があった。
そこで、本発明は、光センサ等の検出部で検出する検出用パターン画像を構成する単位画像が小さい場合であっても、検出信号のS/N比が小さくなるのを抑えることを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体に単位画像を配列したパターン画像を形成する画像形成部と、前記パターン画像に光を照射して反射光を検出する検出部と、制御部と、を備える。
前記制御部は、前記画像形成部を制御することで、印字時に使用する印字用パターン画像および前記検出部によって検出される検出用パターン画像を前記感光体に形成可能である。
所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置され、前記第1印字用パターン画像に対応する第1検出用パターン画像は、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されている。
前記制御部は、前記画像形成部を制御することで、印字時に使用する印字用パターン画像および前記検出部によって検出される検出用パターン画像を前記感光体に形成可能である。
所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置され、前記第1印字用パターン画像に対応する第1検出用パターン画像は、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されている。
単位画像が所定の大きさよりも小さい第1単位画像である場合には、パターン画像が形成される媒体で反射される光がノイズになりやすく、検出信号のS/N比が小さくなりやすい。そこで、第1検出用パターン画像において第1単位画像の数を増やして媒体の面積を減らすことで、検出信号のS/N比が小さくなるのを抑えることができる。なお、第1単位画像同士を繋げて配置することでも媒体の面積を減らすことはできるが、この場合、第1単位画像の形状が変わってしまうので、第1単位画像の数と現像剤の量とが比例の関係にならない場合がある。これに対し、各第1単位画像を互いに離して配置することで、各第1単位画像の形状を同じ形状に保つことができるので、第1単位画像の数と現像剤の量とを略比例の関係にすることができ、その後の濃度補正が行いやすくなる。
また、前記した構成において、前記制御部は、印字用パターン画像に対応する検出用パターン画像を検出し、検出結果に基づいて所定の印字濃度に対応する印字用パターン画像の単位画像の大きさを変更するように構成されていてもよい。
また、前記した構成において、印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の単位画像が配置され、印字濃度が大きくなる程、単位画像の大きさが大きくなるように構成されていてもよい。
また、前記した構成において、前記第1印字用パターン画像は、大きさが最も小さな最小単位画像で構成されていてもよい。
これによれば、複数の階調を表現するための印字用パターン画像のうち、最も0%に近い第1印字用パターン画像に対応して第1検出用パターン画像を設定することで、最低濃度の検出精度を向上させることができる。
また、前記した構成において、前記画像形成部は、前記感光体上に静電潜像を形成する露光部と、前記感光体上の静電潜像に現像剤を供給することで、前記パターン画像を形成する現像部と、前記感光体に接触するベルトと、前記感光体上のパターン画像を前記ベルトに転写する転写部と、を備え、前記制御部は、前記印字用パターン画像を、前記感光体上に形成し、当該感光体から直接または前記ベルトを介して記録シートに転写する印字制御と、前記検出用パターン画像を、前記感光体上に形成し、当該感光体から前記ベルトに転写して、前記検出部で検出する検出制御と、を実行するように構成されていてもよい。
また、本発明に係る制御方法は、印字時に使用する印字用パターン画像と、光を利用した検出部によって検出される検出用パターン画像とを感光体に形成する画像形成部の制御方法であって、所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像を前記感光体に形成する場合には、前記第1印字用パターン画像として、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用い、前記第1印字用パターンに対応した第1検出用パターン画像を前記感光体に形成する場合には、前記第1検出用パターン画像として、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用いる方法である。この制御方法によれば、前述した効果と同様の効果を得ることができる。
また、本発明に係るプログラムは、印字時に使用する印字用パターン画像と、光を利用した検出部によって検出される検出用パターン画像とを感光体に形成可能な画像形成部を制御する制御部を動作させるためのプログラムであって、前記制御部を、所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像を前記感光体に形成する場合に、前記第1印字用パターン画像として、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用いる第1手段と、前記第1印字用パターンに対応した第1検出用パターン画像を前記感光体に形成する場合に、前記第1検出用パターン画像として、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用いる第2手段として機能させる。このプログラムによれば、前述した効果と同様の効果を得ることができる。
本発明によれば、検出部で検出する検出用パターン画像を構成する単位画像が小さい場合であっても、検出信号のS/N比が小さくなるのを抑えることができる。
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラープリンタ1について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、図1における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。
図1に示すように、カラープリンタ1は、筐体10内に、給紙部20と、画像形成部30と、制御部100とを主に備えている。筐体10の上側には、後側を支点として上下に回動可能に構成された、筐体10の上部を開閉するアッパーカバー12が設けられている。筐体10内には、筐体10内の温度を検出する温度センサ103が設けられている。
給紙部20は、筐体10内の下部に設けられ、記録シートの一例としての用紙Sを収容する給紙トレイ21と、給紙トレイ21から用紙Sを画像形成部30に供給する供給機構22とを備えている。供給機構22は、ピックアップローラ23と、分離ローラ24と、分離パッド25と、紙粉取りローラ26と、レジストレーションローラ27とを備えている。
給紙部20では、給紙トレイ21内の用紙Sがピックアップローラ23により送り出された後、分離ローラ24と分離パッド25との間で用紙Sが1枚ずつに分離される。その後、用紙Sは、紙粉取りローラ26で紙粉が除去され、回転が停止した状態のレジストレーションローラ27によって先端位置が規制された後、レジストレーションローラ27が回転することで画像形成部30に供給される。
画像形成部30は、露光部の一例としての4つのLEDユニット40と、4つのプロセスカートリッジ50と、転写ユニット70と、定着ユニット80とを備えている。
LEDユニット40は、感光体の一例としての感光体ドラム51の上方に対向して配置され、その下端に左右方向に配列された図示しない複数のLED(Light Emitting Diode)を備えている。このLEDユニット40は、画像データに基づいて発光部が明滅することで、感光体ドラム51の表面を露光する。
プロセスカートリッジ50は、アッパーカバー12と給紙トレイ21との間で前後方向に並んで配置されており、アッパーカバー12が開かれた状態において筐体10に対し着脱可能となっている。各プロセスカートリッジ50は、感光体ドラム51と、帯電器52と、現像ローラ53と、供給ローラ54と、層厚規制ブレード55と、現像剤の一例としての正帯電性のトナーを収容するトナー収容部56とを備えている。ここで、現像ローラ53、供給ローラ54、層厚規制ブレード55およびトナー収容部56は、現像部に相当する。
転写ユニット70は、給紙部20とプロセスカートリッジ50との間に設けられ、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、無端状のベルトからなる搬送ベルト73と、転写部の一例としての4つの転写ローラ74と、検出部の一例としてのパッチ検出センサ75とを備えている。搬送ベルト73は、駆動ローラ71と従動ローラ72との間に張設され、外側の面が各感光体ドラム51に接触しており、その内側には各転写ローラ74が各感光体ドラム51との間で搬送ベルト73を挟持するように配置されている。
パッチ検出センサ75は、搬送ベルト73上に形成される濃度補正のためのパッチを検出するセンサであり、搬送ベルト73の後部に対向して配置されている。このようなパッチ検出センサ75は、LEDなどの発光素子と、フォトトランジスタなどの受光素子とを備えた光反射型のセンサであり、パッチに光を照射して反射光を検出している。言い換えると、パッチ検出センサ75は、感光体ドラム51上に形成されたテスト用の静電潜像にトナーが供給されることによって形成されるトナー像、つまりパッチを、搬送ベルト73を介して検出している。
定着ユニット80は、プロセスカートリッジ50および転写ユニット70の後方に設けられ、加熱ローラ81と、加熱ローラ81に対向して配置されて加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを備えている。
このように構成される画像形成部30では、まず、各感光体ドラム51の表面が、帯電器52により一様に帯電された後、各LEDユニット40から照射されるLED光により露光される。これにより、各感光体ドラム51上に画像データに基づく静電潜像が形成される。
また、トナー収容部56内のトナーが、供給ローラ54の回転により現像ローラ53に供給され、現像ローラ53の回転により現像ローラ53と層厚規制ブレード55との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ53上に担持される。
現像ローラ53上に担持されたトナーは、現像ローラ53が感光体ドラム51に対向して接触するときに、感光体ドラム51上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム51上でトナーが選択的に担持されて静電潜像が可視像化され、トナー像が形成される。
次に、搬送ベルト73上に供給された用紙Sが各感光体ドラム51と各転写ローラ74との間を通過することで、各感光体ドラム51上に形成されたトナー像が用紙S上に転写される。そして、用紙Sが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、用紙S上に転写されたトナー像が熱定着される。
また、パッチの印字濃度を検出する場合には、後で詳述する検出用パターン画像を用いて感光体ドラム51の表面にテスト用の静電潜像が形成された後、当該テスト用の静電潜像に現像ローラ53からトナーが供給されることで、感光体ドラム51上にパッチが形成される。感光体ドラム51に形成されたパッチは、転写ローラ74によって搬送ベルト73上に転写された後、パッチ検出センサ75によって印字濃度、詳しくはパッチの印字濃度に対応した反射光が検出される。なお、以下の説明においては、前述したパッチの印字濃度を検出するための検出制御を、パッチ検査とも称する。
定着ユニット80の後方には搬送ローラ15が設けられ、上方には排出ローラ16が設けられている。定着ユニット80から排出された用紙Sは、搬送ローラ15および排出ローラ16によって筐体10の外部に排出されて排紙トレイ13に蓄積される。
次に、制御部100について詳細に説明する。
制御部100は、CPU、RAM、ROMおよび入出力回路を備えており、図2に示すように、外部のコンピュータPCから出力されてくる印字ジョブと、各センサ103,75から出力されてくる情報と、ROM等に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。具体的に、制御部100は、第1手段の一例としての印字制御部110と、第2手段の一例としての濃度補正部120と、記憶部130とを備えている。言い換えると、制御部100は、記憶部130に記憶されているプログラムに基づいて動作することで、印字制御部110および濃度補正部120として機能している。
制御部100は、CPU、RAM、ROMおよび入出力回路を備えており、図2に示すように、外部のコンピュータPCから出力されてくる印字ジョブと、各センサ103,75から出力されてくる情報と、ROM等に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。具体的に、制御部100は、第1手段の一例としての印字制御部110と、第2手段の一例としての濃度補正部120と、記憶部130とを備えている。言い換えると、制御部100は、記憶部130に記憶されているプログラムに基づいて動作することで、印字制御部110および濃度補正部120として機能している。
印字制御部110は、コンピュータPCから出力されてくる印字ジョブに基づいて、用紙Sに画像を形成する印字制御を実行する機能を有している。詳しくは、印字制御部110は、印字制御を実行する際において、用紙Sの所定部分を印字する場合には、この所定部分の印字濃度が所望の濃度となるように、図3に例示するような、異なる露光濃度に対応した複数の印字用パターン画像の中から1つの印字用パターン画像を選択する。
ここで、印字濃度とは、用紙S上の所定面積に対するトナーの密度をいい、露光濃度とは、標準的な条件において、ある印字濃度に対応する感光体ドラム51上の露光パターンに対応付けられたものをいう。なお、印字用パターン画像は、感光体ドラム51や用紙Sなどに実際に形成されたトナー画像を意味する他、このトナー画像を形成するための露光パターンをも意味する。つまり、印字用パターン画像は、下地部分に対するドットの配列を意味し、例えば、下地部分が用紙である場合にはトナーの配列を意味し、下地部分が感光体ドラム51の非露光部分である場合には露光部分の配列を意味する。なお、後述する検出用パターン画像も同様である。
印字制御部110は、前述したように複数の印字用パターン画像の中から1つの印字用パターン画像を選択した後、当該印字用パターン画像を用いて露光・現像を行うことで、感光体ドラム51上に当該印字用パターン画像を形成する。
なお、各印字用パターン画像P1〜P7は、露光濃度5,10,20,40,60,80,100%に対応づけられた状態で、予め記憶部130に記憶されている。ここで、図3では、各露光濃度5,10,20,40,60,80,100%に対応した印字用パターン画像P1〜P7を例示しているが、実際には、これ以外の露光濃度、例えば90%などの露光濃度に対応した印字用パターン画像も予め記憶部130に記憶されている。なお、各印字用パターン画像P1〜P7の詳細については、後述する。
濃度補正部120は、パッチ検出センサ75での検出結果に基づいて現像バイアスを補正する現像バイアス補正と、パッチ検出センサ75での検出結果に基づいて印字濃度と露光濃度の関係を補正するγ補正とを実行する機能を有している。詳しくは、濃度補正部120は、後で詳述する各種条件に基づいて、現像バイアス補正のみを行うモードと、現像バイアス補正とγ補正の両方を行うモードとを実行可能となっている。
現像バイアス補正において、濃度補正部120は、露光濃度50%に対応した印字用パターン画像よりも画素の粗いパターン画像と、2種類の現像バイアスを用いて、前述したパッチ検査を行う。詳しくは、濃度補正部120は、画素の粗いパターン画像を用いて感光体ドラム51上に2つの静電潜像を形成し、2つの静電潜像に対して2種類の現像バイアスでそれぞれ現像を行うことで、感光体ドラム51上に2種類の印字濃度のパッチを形成する。その後、濃度補正部120は、各パッチを感光体ドラム51から搬送ベルト73に転写し、搬送ベルト73上の各パッチをパッチ検出センサ75で検出する。そして、濃度補正部120は、パッチ検出センサ75で検出した各パッチからの反射光の強度を印字濃度に換算し、2種類の印字濃度と2種類の現像バイアスとに基づいて正規の印字濃度に対応する現像バイアスを算出し、当該現像バイアスを前回の現像バイアスに上書きする。
γ補正において、濃度補正部120は、各印字用パターン画像P1〜P7に対応した各検出用パターン画像D1〜D7(図4参照)を用いて、パッチ検査を行う。ここで、各検出用パターン画像D1〜D7は、露光濃度5,10,20,40,60,80,100%に対応づけられた状態で、予め記憶部130に記憶されている。
γ補正を詳しく説明すると、γ補正において、濃度補正部120は、露光濃度5,10,20,40,60,80,100%に対応した各検出用パターン画像D1〜D7を用いて感光体ドラム51上に7つの静電潜像を形成し、各静電潜像に対して、そのときに設定されている現像バイアスで現像を行うことで、7種類の印字濃度のパッチを形成する。その後、濃度補正部120は、感光体ドラム51から搬送ベルト73に転写された各パッチをパッチ検出センサ75で検出し、各パッチからの反射光の強度をそれぞれ印字濃度に換算する。そして、濃度補正部120は、算出した各印字濃度を、それぞれ対応する露光濃度と比較し、比較した印字濃度と露光濃度が異なる場合には、印字濃度と露光濃度の関係を補正する。なお、この補正の詳細は、後で説明する。
次に、各印字用パターン画像P1〜P7と各検出用パターン画像D1〜D7について詳細に説明する。
図3に示すように、露光濃度5%に対応した第1印字用パターン画像P1は、露光濃度5%に対応した印字用パターンから8×8マスを切り出したものである。第1印字用パターン画像P1は、4個の第1単位画像G1が16マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。ここで、第1印字用パターン画像P1の1マス当たりのドット密度は、例えば150dpiとすることができる。
詳しくは、第1印字用パターン画像P1に含まれる4個の第1単位画像G1は、それぞれ、主走査方向、つまり図示左右方向において第1主走査方向ピッチPm1だけ離れて配列され、副走査方向、つまり図示上下方向において、第1副走査方向ピッチPc1だけ離れて配列されている。ここで、各ピッチPm1,Pc1は、同じ長さ、詳しくは4マス分の長さとなっている。
第1単位画像G1は、主走査方向の長さが副走査方向の長さより短く、副走査方向に長い長方形状となっている。第1単位画像G1は、後述する他の単位画像G2〜G7よりも小さい単位画像、詳しくは、本実施形態においては、大きさが最も小さな最小単位画像となっている。
露光濃度10%に対応した第2印字用パターン画像P2は、4個の第2単位画像G2が16マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。各第2単位画像G2の主走査方向または副走査方向におけるピッチは、前述したピッチPm1,Pc1と同じピッチとなっている。第2単位画像G2は、1マスを埋めるような形状となっており、その大きさが、第1単位画像G1よりも大きくなっている。
露光濃度20%に対応した第3印字用パターン画像P3は、4個の第3単位画像G3が16マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。各第3単位画像G3の主走査方向または副走査方向におけるピッチは、前述したピッチPm1,Pc1と同じピッチとなっている。第3単位画像G3は、互いに隣接する略4マスを埋めるような形状となっており、その大きさが、第2単位画像G2よりも大きくなっている。
露光濃度40%に対応した第4印字用パターン画像P4は、4個の第4単位画像G4が16マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。各第4単位画像G4の主走査方向または副走査方向におけるピッチは、前述したピッチPm1,Pc1と同じピッチとなっている。第4単位画像G4は、互いに隣接する6マスを埋めるような形状となっており、その大きさが、第3単位画像G3よりも大きくなっている。
露光濃度60%に対応した第5印字用パターン画像P5は、4個の第5単位画像G5が16マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。各第5単位画像G5の主走査方向または副走査方向におけるピッチは、前述したピッチPm1,Pc1と同じピッチとなっている。第5単位画像G5は、互いに隣接する7マスを埋めるような形状となっており、その大きさが、第4単位画像G4よりも大きくなっている。
露光濃度80%に対応した第6印字用パターン画像P6は、1個の第6単位画像G6を有した構成となっている。第6単位画像G6は、第5単位画像G5を主走査方向と副走査方向とに1マス分延ばして互いに接続させたような形状となっており、その大きさが、第5単位画像G5よりも大きくなっている。
露光濃度100%に対応した第7印字用パターン画像P7は、1個の第7単位画像G7を有した構成となっている。第7単位画像G7は、64のすべてのマスを埋めるような形状となっており、その大きさが、第6単位画像G6よりも大きくなっている。
以上のように、各印字用パターン画像P1〜P7は、露光濃度が大きくなる程、単位画像G1〜G7の大きさが大きくなっている。言い換えると、各印字用パターン画像P1〜P7は、印字濃度が大きくなる程、単位画像G1〜G7の大きさが大きくなっている。
図4に示すように、露光濃度5%に対応した第1検出用パターン画像D1は、第1印字用パターン画像P1に対応するパターン画像であり、露光濃度5%に対応した検出用パターンから8×8マスを切り出したものである。第1検出用パターン画像D1は、12個の第1単位画像G1が7.5マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。すなわち、第1検出用パターン画像D1は、第1印字用パターン画像P1と同じ第1単位画像G1を有し、第1単位画像G1の数が、第1印字用パターン画像P1における第1単位画像G1の数よりも多くなっている。
詳しくは、12個の第1単位画像G1は、それぞれ、主走査方向において、第1主走査方向ピッチPm1(図3参照)よりも小さな第2主走査方向ピッチPm2だけ離れて配列され、副走査方向において、第1副走査方向ピッチPc1(図3参照)よりも小さな第2副走査方向ピッチPc2だけ離れて配列されている。ここで、第2主走査方向ピッチPm2は、略2マス半の長さとなっており、第2副走査方向ピッチPc2は、略3マス分の長さとなっている。
なお、このような第1印字用パターン画像P1よりも第1単位画像G1の数が多い第1検出用パターン画像D1をパッチ検出センサ75で検出する際には、パッチ検出センサ75で検出した信号の強度は、仮に第1印字用パターン画像P1を検出したときの信号の強度よりも大きくなる。そのため、前述した濃度補正部120は、第1検出用パターン画像D1を正確に検出したときの第1信号強度B1と、第1印字用パターン画像P1を正確に検出したときの第2信号強度B2とを関連付ける関数などを用いて、第1信号強度B1を第2信号強度B2に戻すような補正を実行する。具体的には、例えば、第1検出用パターン画像D1を検出したときの信号強度に対して、B2/B1を乗算することで、第1印字用パターン画像P1に対応する信号強度を得ることができる。なお、このような信号強度の補正は、単位画像の数が印字用パターン画像と検出用パターン画像とで異なる場合に実行される。
露光濃度10%に対応した第2検出用パターン画像D2は、第2印字用パターン画像P2に対応するパターン画像であり、9個の第2単位画像G2が9マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。すなわち、第2検出用パターン画像D2は、第2印字用パターン画像P2と同じ第2単位画像G2を有し、第2単位画像G2の数が、第2印字用パターン画像P2における第2単位画像G2の数よりも多くなっている。
詳しくは、9個の第2単位画像G2は、それぞれ、主走査方向において、第1主走査方向ピッチPm1(図3参照)よりも小さく、かつ、第2主走査方向ピッチPm2よりも大きな第3主走査方向ピッチPm3だけ離れて配列され、副走査方向において、前述した第2副走査方向ピッチPc2だけ離れて配列されている。ここで、第3主走査方向ピッチPm3は、略3マス分の長さとなっている。
露光濃度20%以上の各露光濃度に対応した検出用パターン画像D3〜D7は、それぞれ対応する露光濃度の印字用パターン画像P3〜P7と同様のパターン画像となっている。
記憶部130は、前述した各印字用パターン画像P1〜P7および各検出用パターン画像D1〜D7を記憶する他、制御に用いる各種閾値や、印字制御部110および濃度補正部120を動作させるためのプログラムなどを記憶している。
次に、制御部100の動作について詳細に説明する。
図5に示すように、制御部100は、まず、印字指令があるか否かを判断する(S1)。ステップS1において印字指令があると判断した場合には(Yes)、制御部100は、温度センサ103によって温度を検出し(S2)、今回検出した温度と前回検出した温度との差が所定値以上か否かを判断することで、前回の印字制御からの温度変化が大きいか否かを判断する(S3)。
図5に示すように、制御部100は、まず、印字指令があるか否かを判断する(S1)。ステップS1において印字指令があると判断した場合には(Yes)、制御部100は、温度センサ103によって温度を検出し(S2)、今回検出した温度と前回検出した温度との差が所定値以上か否かを判断することで、前回の印字制御からの温度変化が大きいか否かを判断する(S3)。
ステップS3において温度変化が大きいと判断した場合には(Yes)、制御部100は、現像バイアス補正を実行する(S4)。ステップS4の後、または、ステップS3においてNoと判断した後、制御部100は、印字用パターン画像を用いて印字制御を実行する(S5)。
詳しくは、ステップS5において、制御部100は、用紙Sの所定部分を印字する場合には、印字指令で指示されている所定部分の印字濃度に対応した露光濃度の印字用パターン画像を選択し、選択した印字用パターン画像を用いて印字制御を実行する。例えば、印字指令で指示されている所定部分の印字濃度が20%であるときには、制御部100は、露光濃度20%に対応した第3印字用パターン画像P3を選択し、この第3印字用パターン画像P3を用いて所定部分の印字を行う。ステップS5の後、つまり印字制御が終了した後、制御部100は、本制御を終了する。
ステップS1において印字指令がないと判断した場合には(No)、制御部100は、プロセスカートリッジ50が交換されたか否かを判断する(S6)。ステップS6においてプロセスカートリッジ50が交換されていないと判断した場合には(No)、制御部100は、ユーザによる印字濃度の補正指令がなされたか否かを判断する(S7)。ここで、ユーザによる印字濃度の補正指令は、例えば、ユーザがコンピュータPCを操作することでコンピュータPCから出力される補正指令であってもよいし、ユーザがカラープリンタ1に設けられる図示せぬ操作パネルを操作することによって操作パネルから出力される補正指令であってもよい。
ステップS7において補正指令がないと判断した場合には(No)、制御部100は、本制御を終了する。ステップS7において補正指令があると判断した場合や(Yes)、ステップS6においてプロセスカートリッジ50の交換があったと判断した場合には(Yes)、制御部100は、現像バイアス補正を実行する(S8)。ステップS8の後、制御部100は、7種類の露光濃度5〜100%に対応した7個の検出用パターン画像D1〜D7を用いて搬送ベルト73上に7個のパッチを形成する(S9)。
ステップS9の後、制御部100は、パッチ検出センサ75を用いて各パッチの印字濃度を検出する(S10)。ステップS10の後、制御部100は、検出した各印字濃度と各露光濃度とを比較し、検出した印字濃度と、当該印字濃度に対応する露光濃度とが異なる場合には、印字濃度と露光濃度の関係を補正して(S11)、本制御を終了する。
ここで、ステップS11において、印字濃度と露光濃度の関係の補正を過去に1回も行っていない場合には、図6(a)に2点鎖線で示すように、パッチの印字濃度、つまりパッチ検出センサ75で検出した信号強度から換算した印字濃度と、露光濃度とが同じ値となっている。そして、例えば、図6(b)に黒丸で示すように、露光濃度5%に対応した第1検出用パターン画像D1を用いて形成したパッチをパッチ検出センサ75で検出することができずに、そのパッチの印字濃度が0%となってしまった場合には、制御部100は、第1印字用パターン画像P1を印字濃度0%に対応するパターン画像として記憶し直す。
また、この際、第2検出用パターン画像D2がパッチ検出センサ75で正確に検出されている場合には、新たに設定された露光濃度0%と露光濃度10%との間の露光濃度を線形補間する。これにより、例えば、次回の印字制御において、印字濃度5%の印字用パターン画像を形成する場合には、印字濃度5%のラインと図の破線との交点に相当する露光濃度Xに対応した印字用パターン画像が選択されるので、当該印字用パターン画像により適正な印字濃度で印字することができる。
ここで、露光濃度Xは、露光濃度5%よりも大きな値であり、露光濃度Xに対応した印字用パターン画像を構成する単位画像の大きさは、露光濃度5%に対応した第1印字用パターン画像P1を構成する第1単位画像G1よりも大きい。そのため、制御部100は、実質的に、パッチ検出センサ75で検出した検出結果に基づいて、印字濃度5%に対応する印字用パターン画像の単位画像の大きさを、第1単位画像G1の大きさから、これよりも大きな値へと変更している。なお、露光濃度5%に対応する印字濃度が0%となったときは、印字指令で指示されている所定部分の印字濃度が0%であるときには、制御部100は、露光濃度5%に対応した第1印字用パターン画像P1ではなく、露光濃度0%で所定部分の印字を行う。
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
第1検出用パターン画像D1において第1単位画像G1の数を増やすことで、所定面積当たりの搬送ベルト73の地の部分の面積を減らすことができるので、低濃度域において検出信号のS/N比が小さくなるのを抑えることができる。
第1検出用パターン画像D1において第1単位画像G1の数を増やすことで、所定面積当たりの搬送ベルト73の地の部分の面積を減らすことができるので、低濃度域において検出信号のS/N比が小さくなるのを抑えることができる。
なお、例えば第1単位画像同士を繋げて配置することでも搬送ベルト73の地の部分の面積を減らすことはできるが、この場合、第1単位画像の形状が変わってしまうので、第1単位画像の数とトナーの量とが比例の関係にならない場合がある。これに対し、各第1単位画像G1を互いに離して配置することで、各第1単位画像G1の形状を同じ形状に保つことができるので、第1単位画像G1の数とトナーの量とを略比例の関係にすることができ、その後の濃度補正が行いやすくなる。
具体的には、例えば、前記実施形態のような第1単位画像G1で構成される第1印字用パターン画像P1に対応する第1検出用パターン画像を、第1単位画像G1よりも大きな第2単位画像G2で構成される第2印字用パターン画像P2と同じパターン画像とした場合には、以下のような問題が生じる。
感光体ドラム51の劣化などによって、最小の第1単位画像G1に対してはトナーが載らなくなった場合において、第1単位画像G1よりも大きな第2単位画像G2に対しては、トナーが載る場合がある。この場合、第2単位画像G2で構成される第1検出用パターン画像でパッチ検査を行っても、正常に第1検出用パターン画像が形成されるので、印字濃度と露光濃度との関係が補正されない。そのため、次の印字制御において、印字濃度5%で印字を行う場合には、第1印字用パターン画像P1が選ばれ、当該第1印字用パターン画像P1の各第1単位画像G1にトナーが載らないことにより、適正な印字を行うことができなくなる。つまり、パッチ検査ではOK判定がなされるが、その後の印字制御では印字結果がNGとなってしまう。
これに対し、本実施形態では、第1印字用パターン画像P1と第1検出用パターン画像D1とが同じ第1単位画像G1で構成されているので、第1検出用パターン画像D1において第1単位画像G1の数が多くても、第1単位画像G1にはトナーが載らず、第1検出用パターン画像D1が正常に検出されない。その結果、印字濃度と露光濃度との関係が補正されるので、その後の印字制御を適正な印字濃度で行うことができる。つまり、本実施形態では、第1単位画像G1にトナーが載らなくなった場合には、パッチ検査でNG判定を得ることができるので、その後の印字制御において良好な印字結果を得ることができる。
複数の階調を表現するための印字用パターン画像P1〜P7のうち、最も0%に近い第1印字用パターン画像P1に対して、第1単位画像G1の数を増やした第1検出用パターン画像D1を設定することで、最低の印字濃度の検出精度を向上させることができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
印字用パターン画像および検出用パターン画像は、前記実施形態に限定されず、様々なパターン画像を採用することができる。例えば、図7(a),(b)に示すように、印字用パターン画像P11〜P17と検出用パターン画像D11〜D17を構成してもよい。
具体的に、この形態では、第1印字用パターン画像P11は、露光濃度5%に対応した印字用パターンから10×8マスを切り出したものである。第1印字用パターン画像P11は、8個の第1単位画像G1が10マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。複数の第1単位画像G1は、第1印字用パターン画像P11の各行または各列において、第1単位画像G1が1個のみ設けられた配置となっている。印字用パターン画像P11〜P17は、露光濃度が大きくなる程、単位画像が主走査方向の一方(図示右側)に向けて徐々に大きくなるように構成されている。
これに対し、第1検出用パターン画像D11は、所定面積当たりに対して、18個、つまり第1印字用パターン画像P11よりも多い数の第1単位画像G1が5マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。複数の第1単位画像G1は、第1検出用パターン画像D11の1,5,9行目に間隔を空けて4つ設けられるとともに、3,7行目に間隔を空けて3つ設けられている。3,7行目の各第1単位画像G1は、1,5,9行目の各第1単位画像G1に対して主走査方向にずれている。
第2検出用パターン画像D12は、第2印字用パターン画像P12よりも多い数、詳しくは10個の第2単位画像G2を8マスに1つの割合で有し、これらの第2単位画像G2は、第2検出用パターン画像D12の奇数行目に2つずつ配置されている。3,7行目の各第2単位画像G2は、1,5,9行目の各第2単位画像G2に対して主走査方向にずれている。
露光濃度20%以降の検出用パターン画像D13〜D17は、それぞれ、露光濃度20%以降の、対応する印字用パターン画像P13〜P17と同じ構造となっている。この場合であっても、露光濃度10%以下の低濃度域において、検出用パターン画像D11,D12を構成する単位画像G1,G2が、印字用パターン画像P11,P12よりも多く、かつ、互いに離れて配置されるので、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、図8(a),(b)に示すように、印字用パターン画像P21〜P27と検出用パターン画像D21〜D27を構成してもよい。
具体的に、この形態では、第1印字用パターン画像P21は、露光濃度5%に対応した印字用パターンから6×8マスを切り出したものである。第1印字用パターン画像P21は、2個の第1単位画像G21が4列に1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。2個の第1単位画像G21は、第1印字用パターン画像P21の1列目と5列目において、1行目から6行目にわたって延びる形状に形成されている。印字用パターン画像P21〜P27は、露光濃度が大きくなる程、単位画像が主走査方向の一方(図示右側)に向けて徐々に大きくなるように構成されている。
これに対し、第1検出用パターン画像D21は、所定面積当たりに対して、4個、つまり第1印字用パターン画像P21よりも多い数の第1単位画像G21が2.5列に1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。複数の第1単位画像G21は、第1検出用パターン画像D21の1,3,6,8列目に設けられている。
第2検出用パターン画像D22は、第2印字用パターン画像P22よりも多い数、詳しくは3個の第2単位画像G22を2.75列に一つの割合で有している。これらの第2単位画像G22は、第2検出用パターン画像D22の1列目に1つ、3列目と4列目に跨るように1つ、6列目と7列目に跨るように1つ設けられている。
露光濃度20%以降の検出用パターン画像D23〜D27は、それぞれ、露光濃度20%以降の、対応する印字用パターン画像P23〜P27と同じ構造となっている。この場合であっても、露光濃度10%以下の低濃度域において、検出用パターン画像D21,D22を構成する単位画像G21,G22が、印字用パターン画像P21,P22よりも多く、かつ、互いに離れて配置されるので、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、図9(a),(b)に示すように、印字用パターン画像P31〜P37と検出用パターン画像D31〜D37を構成してもよい。
具体的に、この形態では、第1印字用パターン画像P31は、露光濃度5%に対応した印字用パターンから6×8マスを切り出したものである。第1印字用パターン画像P31は、4個の第1単位画像G31が12マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。4個の第1単位画像G31は、第1印字用パターン画像P31の1行目と4行目において、主走査方向に間隔を空けて2個ずつ設けられている。印字用パターン画像P31〜P37は、露光濃度が大きくなる程、単位画像が副走査方向の一方(図示下側)に向けて徐々に大きくなるように構成されている。
これに対し、第1検出用パターン画像D31は、6個、つまり第1印字用パターン画像P31よりも多い数の第1単位画像G31が8マスに1つの割合で互いに離れて配置された構成となっている。複数の第1単位画像G31は、第1検出用パターン画像D31の奇数行目において主走査方向に間隔を空けて2個ずつ設けられ、3行目の各第1単位画像G31は、1,5行目の各第1単位画像G31に対して主走査方向にずれている。
第2検出用パターン画像D32は、第2印字用パターン画像P32よりも多い数、詳しくは6個の第2単位画像G32を9マスに1つの割合で有している。これらの第2単位画像G32は、第2検出用パターン画像D32の1,4,7列目に副走査方向に間隔を空けて2個ずつ設けられている。
露光濃度20%以降の検出用パターン画像D33〜D37は、それぞれ、露光濃度20%以降の、対応する印字用パターン画像P33〜P37と同じ構造となっている。この場合であっても、露光濃度10%以下の低濃度域において、検出用パターン画像D31,D32を構成する単位画像G31,G32が、印字用パターン画像P31,P32よりも多く、かつ、互いに離れて配置されるので、前記実施形態と同様の効果を得ることができる。
前記実施形態では、印字用パターン画像を感光体ドラム51から直接用紙Sに転写する方式を採用したが、本発明はこれに限定されず、印字用パターン画像を感光体ドラムから中間転写ベルトに転写した後、中間転写ベルト上の印字用パターン画像を用紙に転写するようにしてもよい。
前記実施形態では、感光体として感光体ドラム51を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。
前記実施形態では、搬送ベルト73上に形成したパッチをパッチ検出センサ75で検出するように構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば感光体に形成したパッチをパッチ検出センサで検出するように構成してもよい。
前記実施形態では、露光部としてLEDユニット40を例示したが、本発明はこれに限定されず、露光部は、例えばレーザ光を照射するスキャナであってもよい。
前記実施形態では、転写部として転写ローラ74を例示したが、本発明はこれに限定されず、転写部は、導電性ブラシや導電性板バネなど、転写バイアスが印加されるものであればよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Sを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばOHPシートであってもよい。
前記実施形態では、カラープリンタ1に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
1 カラープリンタ
30 画像形成部
51 感光体ドラム
75 パッチ検出センサ
100 制御部
D1 第1検出用パターン画像
G1 第1単位画像
P1 第1印字用パターン画像
30 画像形成部
51 感光体ドラム
75 パッチ検出センサ
100 制御部
D1 第1検出用パターン画像
G1 第1単位画像
P1 第1印字用パターン画像
Claims (7)
- 感光体に単位画像を配列したパターン画像を形成する画像形成部と、
前記パターン画像に光を照射して反射光を検出する検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記画像形成部を制御することで、印字時に使用する印字用パターン画像および前記検出部によって検出される検出用パターン画像を前記感光体に形成可能であり、
所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置され、
前記第1印字用パターン画像に対応する第1検出用パターン画像は、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、印字用パターン画像に対応する検出用パターン画像を検出し、検出結果に基づいて所定の印字濃度に対応する印字用パターン画像の単位画像の大きさを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 印字用パターン画像は、所定面積当たりに所定数の単位画像が配置され、印字濃度が大きくなる程、単位画像の大きさが大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記第1印字用パターン画像は、大きさが最も小さな最小単位画像で構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3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、
前記感光体上に静電潜像を形成する露光部と、
前記感光体上の静電潜像に現像剤を供給することで、前記パターン画像を形成する現像部と、
前記感光体に接触するベルトと、
前記感光体上のパターン画像を前記ベルトに転写する転写部と、を備え、
前記制御部は、
前記印字用パターン画像を、前記感光体上に形成し、当該感光体から直接または前記ベルトを介して記録シートに転写する印字制御と、
前記検出用パターン画像を、前記感光体上に形成し、当該感光体から前記ベルトに転写して、前記検出部で検出する検出制御と、を実行することを特徴とする請求項1または請求項3に記載の画像形成装置。 - 印字時に使用する印字用パターン画像と、光を利用した検出部によって検出される検出用パターン画像とを感光体に形成する画像形成部の制御方法であって、
所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像を前記感光体に形成する場合には、前記第1印字用パターン画像として、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用い、
前記第1印字用パターンに対応した第1検出用パターン画像を前記感光体に形成する場合には、前記第1検出用パターン画像として、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用いることを特徴とする制御方法。 - 印字時に使用する印字用パターン画像と、光を利用した検出部によって検出される検出用パターン画像とを感光体に形成可能な画像形成部を制御する制御部を動作させるためのプログラムであって、
前記制御部を、
所定の大きさよりも小さい第1単位画像が配列された第1印字用パターン画像を前記感光体に形成する場合に、前記第1印字用パターン画像として、所定面積当たりに所定数の前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用いる第1手段と、
前記第1印字用パターンに対応した第1検出用パターン画像を前記感光体に形成する場合に、前記第1検出用パターン画像として、所定面積当たりに前記所定数よりも多い前記第1単位画像が互いに離れて配置されたパターン画像を用いる第2手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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