(57)【要約】【課題】異なる面積率を有するトナーパターン像を光学的に検出し、検出した異なる面積率の出力値から１００％の出力画像密度を算出するものと比較して、精度良く出力画像密度を算出することができる画像形成装置及びプログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、予め定められた画素密度のトナーパターン像を像保持体上に形成するトナーパターン形成手段と、前記トナーパターン形成手段により形成されたトナーパターン像を光学的に検出して出力値を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された出力値と予め定められた目標値とを比較して画素密度１００％のトナー量を算出するトナー量算出手段と、前記トナー量算出手段から算出されたトナー量に基づいて、入力画素密度１００％に対応する出力画素密度を算出する出力画素密度算出手段と、を有する。【選択図】図４
2018055025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた画素密度のトナーパターン像を像保持体上に形成するトナーパターン形成手段と、
前記トナーパターン形成手段により形成されたトナーパターン像を光学的に検出して出力値を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された出力値と予め定められた目標値とを比較して画素密度１００％のトナー量を算出するトナー量算出手段と、
前記トナー量算出手段から算出されたトナー量に基づいて、入力画素密度１００％に対応する出力画素密度を算出する出力画素密度算出手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記取得手段は、発光素子と受光素子とを有する光学センサを有し、前記光学センサの発光素子から発した光がトナーパターン像に照射され、トナーパターン像に反射した光を前記光学センサの受光素子に受けた光量データを取得する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー量算出手段は、画素密度１００％のトナー量を線形演算により算出する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記出力画素密度算出手段は、出力画素密度を線形演算により算出する請求項１又は２記載の画像生成装置。
【請求項５】
前記トナーパターン形成手段は、１００％よりも低い画素密度を持つトナーパターン像を形成し、前記トナー量算出手段は、前記取得手段により取得した出力値を予め記憶されている線形関係に基づいて画素密度１００％のトナー量を算出する請求項１から４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
予め定められた画素密度のトナーパターン像を像保持体上に形成するステップと、
形成されたトナーパターン像を光学的に検出して出力値を取得するステップと、
取得された出力値と予め定められた目標値とを比較して画素密度１００％のトナー量を算出するステップと、
算出されたトナー量に基づいて、入力画素密度１００％に対応する出力画素密度を算出するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、入力信号値と、前記入力信号値に応じて出力される記録信号値との間に非線形な特性を有する記録装置の記録特性を補正する補正テーブルを作成する方法であって、前記非線形な特性を補償した状態で、濃度測定用の画像を記録し、前記濃度測定用の画像の濃度を測定し、測定された濃度に基づき得られる、入力信号値と記録濃度との対応テーブルを逆引きして中間階調補正テーブルを作成し、前記中間階調補正テーブルに、前記非線形な特性を考慮した変換を施すことを特徴とする作成方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４９２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、異なる面積率を有するトナーパターン像を光学的に検出し、検出した異なる面積率の出力値から１００％の出力画像密度を算出するものと比較して、精度良く出力画像密度を算出することができる画像形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る本発明は、予め定められた画素密度のトナーパターン像を像保持体上に形成するトナーパターン形成手段と、前記トナーパターン形成手段により形成されたトナーパターン像を光学的に検出して出力値を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された出力値と予め定められた目標値とを比較して画素密度１００％のトナー量を算出するトナー量算出手段と、前記トナー量算出手段から算出されたトナー量に基づいて、入力画素密度１００％に対応する出力画素密度を算出する出力画素密度算出手段と、を有する画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記取得手段は、発光素子と受光素子とを有する光学センサを有し、前記光学センサの発光素子から発した光がトナーパターン像に照射され、トナーパターン像に反射した光を前記光学センサの受光素子に受けた光量データを取得する請求項１記載の画像形成装置である。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記トナー量算出手段は、画素密度１００％のトナー量を線形演算により算出する請求項１又は２記載の画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、前記出力画素密度算出手段は、出力画素密度を線形演算により算出する請求項１又は２記載の画像生成装置である。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記トナーパターン形成手段は、１００％よりも低い画素密度を持つトナーパターン像を形成し、前記トナー量算出手段は、前記取得手段により取得した出力値を予め記憶されている線形関係に基づいて画素密度１００％のトナー量を算出する請求項１から４いずれか記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、予め定められた画素密度のトナーパターン像を像保持体上に形成するステップと、形成されたトナーパターン像を光学的に検出して出力値を取得するステップと、取得された出力値と予め定められた目標値とを比較して画素密度１００％のトナー量を算出するステップと、算出されたトナー量に基づいて、入力画素密度１００％に対応する出力画素密度を算出するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の本発明によれば、異なる面積率を有するトナーパターン像を光学的に検出し、検出した異なる面積率の出力値から１００％の出力画像密度を算出するものと比較して、精度良く出力画像密度を算出することができる画像形成装置を提供することができる。
【００１２】
請求項２に係る本発明によれば、請求項１に係る本発明の効果に加えて、トナーパターンに対する反射光量から出力値を取得することができる。
【００１３】
請求項３に係る本発明によれば、請求項１又は２に係る発明の効果に加えて、画素密度１００％のトナー量を簡単な演算により算出することができる。
【００１４】
請求項４に係る本発明によれば、請求項１又は２に係る発明の効果に加えて、出力画素密度を簡単な演算により算出することができる。
【００１５】
請求項５に係る本発明によれば、請求項１から４いずれかに係る発明の効果に加えて、１００％の画素密度を持つトナーパターンを形成する場合と比較して、光量検出の感度を大きくすることができる。
【００１６】
請求項６に係る本発明によれば、異なる面積率を有するトナーパターン像を光学的に検出し、検出した異なる面積率の出力値から１００％の出力画像密度を算出するものと比較して、精度良く出力画像密度を算出することができるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に用いた光学センサの側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御部の動作フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態において、入力面積率Ｃｉｎに対するテストパッチの検出値（ＲＡＤＣ）の関係を示す線図である。
【図６】本発明の実施形態において、入力面積率Ｃｉｎ別のトナー量に対するテストパッチの検出値（ＲＡＤＣ）の関係を示す線図である。
【図７】本発明の実施形態において、ΔＲＡＤＣに対するΔＴＭＡとの関係を示す線図である。
【図８】本発明の実施形態において、線形的なＣｉｎとＴＭＡとの関係を示す線図である。
【図９】本発明の実施形態において、実際に出力する際の動作フローを示すフローチャートである。
【図１０】比較例における動作フローを示すフローチャートである。
【図１１】比較例におけるＣｏｕｔを算出するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２の下部に給紙装置１４を有する。給紙装置１４は、記録媒体収容部１６を有し、この記録媒体収容部１６に多数の記録媒体が収容されている。記録媒体収容部１６には、収容された最上位の記録媒体を搬送路１８送り出す送出しロール２０が設けられている。
【００２０】
搬送路１８は、記録媒体収容部１６から記録媒体排出口２１までの搬送路であり、搬送ロール２２及びレジストロール２４が設けられている。
【００２１】
画像形成装置本体１２の上部には、ＹＭＣＫ各色用の４つのレーザ書込み装置２６が設けられている。さらに各レーザ書込み装置２６の下方に像保持体としての感光体２８がそれぞれ配置されている。感光体２８の周囲には、帯電器３０、現像器３２、一次転写ロール３４及び清掃器３６が配置されている。帯電器３０で帯電された感光体３２には、レーザ書込み装置２６からのレーザにより潜像が形成され、この潜像が現像器３２により現像され、この現像されたトナー像が一次転写ロール３４により後述する中間転写体３８に転写される。感光体２８に残存するトナーは清掃器３６によりかき落とされる。
【００２２】
像保持体である中間転写体３８は、一次転写ロール３４、バックアップロール４０及び複数の支持ロール４２により支持されている。一次転写ロール３４は、中間転写体３８を挟んで感光体２８に対向している。バックアップロール４０は、中間転写体３８を挟んで二次転写ロール４４に対向している。一次転写ロール３４により中間転写体３８に転写されたトナー像は、二次転写ロール４４により、搬送路２０を介して搬送された記録媒体に転写される。
【００２３】
搬送路２０は、バックアップロール４０と二次転写ロール４４との間に記録媒体を供給し、さらに定着装置４６へ供給する。二次転写ロール４４と定着装置４６との間には搬送ベルト４８が設けられている。
【００２４】
定着装置４６は、加熱ロール５０と加圧ロール５２とを有し、記録媒体に転写されたトナー像を熱と圧力により記録媒体に定着するようになっている。この定着装置４８によりトナー像が定着された記録媒体は、記録媒体排出口２１から記録媒体排出部５４へ排出される。
【００２５】
光学センサ５６は、この実施形態においては、最後流側に配置されたＫ色感光体３０よりも後流側で、中間転写体４０に対向して設けられている。この光学センサ５６は、ＹＭＣＫの各色のトナーパターン像からトナー量に応じた光量を検出する。
【００２６】
図２において、光学センサ５６の詳細が示されている。光学センサ５６は、発光素子５８と受光素子６０とを有する。発光素子５８は例えばＬＥＤであり、光を中間転写体４０上に形成されたトナーパターン像を構成するパッチ６２に向けて発する。また、受光素子６０は例えばフォトダイオードで、トナーパターン像６２から反射した光を受ける。トナーパターン像は、画像形成されない部分に形成される。また、光学センサ５６は、トナーパターン像が形成されていない部分の光量を検出する場合がある。
なお、この実施形態においては、トナーパターン像を中間転写体３８に形成しているが、感光体２８にトナーパターン像を形成し、この感光体２８上のトナーパターン像の反射光量を検出するようにしても良い。
【００２７】
図２は、画像形成装置１０における制御部６４のハードウエア構成を示している。
制御部６４は、ＣＰＵ６６、メモリ６８、入力インターフェイス７０及び出力インターフェイス７２を有し、これらが制御バス７４を介して接続されている。
【００２８】
ＣＰＵ６６は、メモリ６８に格納された制御プログラムに基づいて予め定められた処理を実行する。入力インターフェイス７０には、前述した光学センサ５６が接続されている。出力インターフェイス７２には、トナー濃度を調整するトナー濃度調整部７６が接続されている。トナー濃度調整部７６は、例えばレーザ書込み装置２８のレーザの出力を調整したり、現像器３４のバイアス電圧を調整したりすることによりトナー濃度を調整する。ＣＰＵ６６は、光学センサ５６から出力されたトナーパターン像の光量を取得し、後述するプログラムによってトナー濃度調整部７６に制御信号を出力し、トナー濃度を制御するようになっている。
【００２９】
次にＣＰＵ６６による処理フローについて説明する。
図３は、ＣＰＵ６６で実行されるプログラムのフローチャートである。
【００３０】
まずステップＳ１０において、濃度調整実施フラグが立っているか否かを判定する。
濃度調整(セットアップ)は、前回のセットアップからの累積走行枚数、温湿度の急激な変化、像保持体(感光体／中間転写体)の交換、現像器(現像剤)の交換など画像濃度変動要因を検出することで、実施フラグを立てる。
【００３１】
ステップＳ１０において、濃度調整実施フラグが立っていないと判定された場合は処理を終了する。一方、ステップＳ１０において、濃度調整実施フラグが立っていると判定された場合は、次のステップＳ１２に進む。
【００３２】
次のステップＳ１２においては、セットアップが実施されたことを受けて、像保持体に対向した光学センサから画像形成されていない箇所に光を照射し、その反射光量出力(以下V clean)を検出する。
【００３３】
次のステップＳ１４においては、予め定められた画像形成条件で高い入力面積率（以下、Cin）のパッチ(例えばCin90%)をトナーで像保持体体(例えば中間転写体)上に形成する。
【００３４】
次のステップＳ１６においては、像保持体に対向した光学センサからパッチに光を照射し、その反射光量出力(以下V patch)を検出する。
【００３５】
次のステップＳ１８においては、パッチの検出値（以下RADC）は、V patchをV cleanで正規化（V patch／V clean）することにより算出する。
即ち、現在RADCは、次の（１）式により算出する。
現在ＲＡＣＤ＿９０％＝Ｖ  ｐａｔｃｔ/Ｖ  ｃｌｅａｎ・・・（１）
【００３６】
ここで、パッチをCin100%としない理由は次の通りである。
図５に示すように、像保持体のように鏡面成分でトナーパターン像を検出する場合、主にトナー被覆率に感度がある為、低Cin側で感度が高く、高Cin側で感度が低い為、高Cinで感度が飽和する。その為、図5に示すように、Cinに対するセンサ出力感度は非線形になる。一方、Cin100%からの乖離が大きいと、検出CinとCin100%との濃度の関係性に誤差が生じやすい為、例えばCin90%とし、Cin90%の場合の出力値からCin100%の値を予測する。
【００３７】
一方、1つのCinに対してトナー量が増減する場合、被覆率は変化せずトナー高さ(パイルハイト)が増減している。その為、図6に示すように、トナー量TMAに対するRADCの関係は線形になる。図６は、１つのCinとして９０％、９５％、１００％のそれぞれの場合に、環境変化等によりCin100%となるであろうトナー量を増減させ、RADCを実際に測定したものである。いずれもRADCの変化に対してTMAが線形に変化することになる。このようなRADCの変化に対するTMAの変化を前述したメモリに格納しておく。
【００３８】
次のステップＳ２０においては、現在のRADCと目標のRADCの差分を次の（２）式のようにΔRADCとして求める。
ΔＲＡＤＣ＿９０％＝目標ＲＡＣＤ＿９０％−現在ＲＡＣＤ＿９０％・・・（２）
【００３９】
次のステップ２２においては、現在の予測１００％のTMAと目標のTMAの差分をΔTMAとすると、ΔRADCとΔTMAは図７に示すように線形関係にあるため、ΔRADCに係数を掛けることによりΔTMAを算出する。即ち、次の（３）式によりΔTMAを算出する。
ΔＴＭＡ＝ΔＲＡＤＣ＿９０％×係数・・・（３）
【００４０】
次のステップＳ２４においては、目標のTMAにΔTMAを加算し、現在のTMAを算出する。即ち、次の（４）式により現在のTMAを算出する。
現在ＴＭＡ＝目標ＴＭＡ＋ΔＴＭＡ・・・（４）
【００４１】
次のステップＳ２６においては、線形Cout_100%を求める。即ち、図8に示すように、線形的なCinとTMAは線形関係にあるため、現在TMAと目標TMAの関係から線形Coutを次の（５）式により算出する。
線形Ｃｏｕｔ＿１００％＝目標ＴＭＡ／現在ＴＭＡ×１００・・・（５）
【００４２】
以上のように、ＲＡＣＤを一担ＴＭＡに置き換えることにより線形演算によりCout_100%を求めることができる。
【００４３】
なお、画像形成時は、図９に示すフローチャートに移り、ステップＳ３０において、画像のスクリーンが線形であると判定された場合は、ステップＳ３２に進み、濃度１００％部分に線形Coutを適用し、線形で無いと判定された場合は、ステップＳ３４に進み、線形Coutをスクリーンに応じて変換し、濃度１００％部分に変換後のCoutを適用する。
【００４４】
図１０は、比較例におけるフローチャートを示す。
ステップＳ４０及びＳ４２の処理は、前述した実施形態と同様である。
【００４５】
この比較例においては、異なるCinのパッチから異なるＲＡＤＣを算出して目標となるRADC_100%を算出する。
【００４６】
即ち、ステップＳ４４においては、次に、予め定められた画像形成条件でCinが異なる複数のパッチ(例えばCin90%とCin100%)を像保持体に形成する。ステップＳ４６においては、光学センサからのそれぞれのパッチに光を照射し、そのV patchを検出する。次のステップＳ４８においては、RADCをV patchをV cleanで正規化（V patch／V clean）することにより算出する。ステップS５０においては、各CinとRADCの関係から、目標のRADCとなるCoutを算出するが、この時CinとRADCは直線関係として扱う。しかし、実際は図１１に示すように直線の関係ではないため、Cout算出時に誤差が発生する。誤差が発生すると、例えばトナー量が狙いより過多になり、転写不良や定着不良などの画像欠陥が発生する恐れがある。
【００４７】
このような比較例に対して、前述実施形態においては、ＲＡＣＤを一担ＴＭＡに置き換えることにより線形演算によりCout_100%を求めるようにし、比較例のような誤差を生じないようにしている。
【００４８】
なお、前述した実施形態においては、トナーパターン像は、予め定められた入力面積率を有する一つのパッチから構成したが、複数の異なる入力面積率を有するパッチから構成し、それぞれから目標とするCoutを求め、それぞれの値を平均する等を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０  画像形成装置
２８  感光体
３８  中間転写体
５６  光学センサ
５８  発光素子
６０  受光素子
６２  パッチ
６４  制御部
６６  ＣＰＵ
６８  メモリ
【図１】
2018055025.tif 000003
【図２】
2018055025.tif 000004
【図３】
2018055025.tif 000005
【図４】
2018055025.tif 000006
【図５】
2018055025.tif 000007
【図６】
2018055025.tif 000008
【図７】
2018055025.tif 000009
【図８】
2018055025.tif 000010
【図９】
2018055025.tif 000011
【図１０】
2018055025.tif 000012
【図１１】
2018055025.tif 000013