(57)【要約】【課題】  インターイメージ部へ前記基準パターン像を形成し、ジョブ処理中に画質調整を行うことにより、画像形成装置の生産性を低下させずに検出動作を実行することができるカラー画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像データ信号に応じた画像を画像受像体へ形成する作像手段と、この作像手段へ信号を送り、前記画像受像体へ各色基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ作像手段における作像条件を補正する制御部とから構成され、所定のタイミングで前記基準パターン像の検出動作を実行するカラー画像形成装置において、前記基準パターン像は２色以上に対し、各色２階調以上、且つ各階調につき２個以上前記画像受像体上のインターイメージ部へ形成されることを特徴とするものである。【選択図】          図３
2005249845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データ信号に応じた画像を画像受像体へ形成する作像手段と、この作像手段へ信号を送り、前記画像受像体へ各色基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子から形成され、前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ作像手段における作像条件を補正する制御部とから構成され、所定のタイミングで前記基準パターン像の検出動作を実行し、複数色の画像再現を実行するカラー画像形成装置において、
前記基準パターン像は２色以上に対し、各色２階調以上、且つ各階調につき２個以上前記画像受像体上のインターイメージ部へ形成されることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記基準パターン像の検出動作終了後、ジョブ内に出力される画像が２枚以上残っている場合にはその２枚目以降から該基準パターン像の検出結果が画像へ反映されることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は前記検出動作において得られる各色の各階調ごとの検出結果の平均値を記憶する記憶部を備え、該制御部は当該検出動作における前記記憶部に記憶した平均値と、その次の該検出動作において得られる各色の各階調ごとの検出結果の平均値とから算出された平均値に基づき作像条件を補正することを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段の前記受光素子前面に視野領域を制限するマスクを有することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基準パターン像の検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成装置において、画像形成装置の生産性を損なわずに検出動作を実行し、その検出精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１−４１３７５
【０００３】
現在、画像形成装置による出力画像の画質は目覚ましく向上しており、これにより、ユーザの画質変動に対する要求は一段と厳しくなってきている。そのため、出力画像へ何ら影響を与えずに画質を調整することが必要とされている。その一方で、画像出力動作(以下「ジョブ」という)の処理時間に対する要求も強く、特に出力枚数が多いジョブにおいてはジョブの途中に画質調整を行うことがあるため、この画質調整により画像形成装置の生産性を低下させることは避けなければならない。
【０００４】
画像形成装置の中では静電プロセスを用いる電子写真方式を適用しているものが、一般的に画質変動が大きい。この画質変動で特に問題となるのは、カラー画像では、各色トナー像の位置ずれ、色再現や階調性であり、白黒画像では、画像濃度やカブリ等である。そして、これら画質変動は、主として静電プロセスの画質再現性が温度・湿度等の環境条件や経時劣化等により影響を受けやすいために発生する。
【０００５】
このような画質変動を解決するための方法としては、基準パターン像を画像担持体上に形成し、階調補正或いは色補正を行う方法がある(特開平１−４１３７５)。この方法において、前記基準パターン像は１色１階調につき前記画像担持体上に複数箇所形成され、検知手段により該基準パターン像のＲ、Ｇ、Ｂ濃度等の色度値が読取られ、この色度値を用いて階調補正或いは色補正が行われる。ここで、前記画像担持体上に形成される前記基準パターン像は同色同階調の基準パターン像を主走査位置及び副走査位置において異なる領域に形成するため、１色分の該基準パターン像の配列長さは当該発明における画像形成装置の感光体ドラム略１周分の長さに相当する。従って、４色分の該基準パターン像の配列長さは前記感光体ドラム略４周分の長さに相当し、補正の度に前記画像担持体のその長さに相当する領域を必要とし、ジョブ処理中に補正を行う場合には画像出力の中断を余儀なくされる。また、補正終了後、前記基準パターン像のクリーニングも必要であり、画像形成装置へ負荷が掛かる上、画像形成装置の生産性を低下させてしまうといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ジョブ処理中に画質調整を行うことにより、画像形成装置の生産性を低下させずに検出動作を実行することができるカラー画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
また、検出手段の視野領域を制限することにより、小さいサイズの基準パターン像での検出を可能とし、限られた領域内に多色多階調の基準パターン像を形成し、高精度な検出を行うことができるカラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のカラー画像形成装置は、画像データ信号に応じた画像を画像受像体へ形成する作像手段と、この作像手段へ信号を送り、前記画像受像体へ各色基準パターン像を形成させる基準パターン像制御部と、発光素子及び受光素子から形成され、前記基準パターン像を読み込む検出手段と、この検出手段から送られる検出信号を抽出する検出情報抽出部と、この検出情報抽出部から送られる情報に応じ作像手段における作像条件を補正する制御部とから構成され、所定のタイミングで前記基準パターン像の検出動作を実行し、複数色の画像再現を実行するカラー画像形成装置において、前記基準パターン像は２色以上に対し、各色２階調以上、且つ各階調につき２個以上前記画像受像体上のインターイメージ部へ形成されることを特徴とするカラー画像形成装置を特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明の画像形成装置において、前記作像手段は、インクジェット方式又は電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられている作像手段を適用することが好ましい。インクジェット方式であれば、画像読取部で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータなどで作成された原画像信号を入力する画像処理部と、この入力された原画像信号を各色の画像情報に分解し、この画像情報に応じた各色のインクを記録シートへ噴射させるものである。そして、電子写真方式であれば、原稿から読み取られた、或いは外部のコンピュータなどで作成された原画像信号を入力する画像処理部と、この入力された原画像信号を各色の画像情報に分解した後、変調されたレーザ光線をラスタ照射させるＲＯＳ(レーザ出力部)と、接触帯電器に一様帯電され、その表面へレーザ光線がラスタ照射される各色感光体とから構成されるものである。
【００１０】
前記基準パターン像制御部は、画質調整が必要となった際、前記作像手段へ基準パターン像を前記基準パターン像受像体上へ形成させるための画像データ信号を送るように設定しなければならない。そして、前記基準パターン像の形成位置は前記基準パターン像受像体上の検出手段の読み込み位置に対応していなければならない。
【００１１】
画像受像体上に形成された基準パターン像を検出する前記検出手段は、発光素子と受光素子とを組み合わせ、基準パターン像を発光素子により照射した際に、受光素子へ基準パターン像からの反射光を入射できる位置に配置されているものであればよい。
【００１２】
前記基準パターン像が形成される前記画像受像体は、画像を出力する際、その画像を形成するトナー像が記録シートへ転写されるまでに経る画像形成装置の構成機器で、前記検出手段が設置可能なものを適宜選択し、適用することが好ましい。例えば、タンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラムを該基準パターン像受像体とするのであれば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色の感光体ドラム上に前記基準パターン像を形成し、各感光体ドラムに前記検出手段を配設することにより該基準パターン像を検出する構成とすればよい。前記感光体ドラムの他、中間転写体ドラム、中間転写体ベルト、または転写ロールを前記画像受像体として適用することが可能である。
【００１３】
前記検出情報抽出部は、前記検出手段により検出された出力信号の間隔や出力値より演算処理を行い、前記画像受像体上に形成された基準パターン像を検出できるものである。そして、それら検出結果を制御部へ送るものでなければならない。
【００１４】
前記基準パターン像は、１回の検出動作で正確な画質調整を行うため、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン４色のうち最低でも２色以上に対し前記画像受像体へ形成することがよく、４色全色に対し形成することがより好ましい。そして、各色の該基準パターン像の階調については、低濃度領域及び高濃度領域をそれぞれ１階調以上形成することが好ましく、精度が要求される或いは精度を向上させたい濃度領域に対しては２階調以上の前記規準パターン像を形成してもよい。また、同色同階調の該基準パターン像に対し複数の検出結果を画質調整へ反映させるため、各階調につき２個以上前記基準パターン像を形成することが好ましい。
【００１５】
前記制御部は、前記画像受像体に形成されている各色所定の階調及び個数の前記基準パターン像について同一色同一階調の該基準パターン像の検出結果の平均値を当該検出動作における検出結果としている。しかし、この検出結果はノイズ等の影響により測定誤差が生じる場合があり、その検出結果をそのまま画質調整に適用したのではその精度を落としかねない。そこで、前記制御部は検出結果の平均値を記憶させる記憶部を備え、この記憶部に記憶されている検出結果の平均値と、当該検出動作における検出結果の平均値とから更に平均値を算出し、この平均値に基づき作像条件を補正するものでなければならない。このように２つの前記検出動作の検出結果を作像条件の補正に適用することにより、測定誤差が発生した場合であっても画質調整の精度を保つことができる。
【００１６】
前記インターイメージ部は、前記画像受像体上に形成される出力画像間の領域のことであり、出力画像の処理に要する時間に応じ変動する。例えば、Ａ４の白黒文書画像が連続的に出力されている状態からＡ４のカラー写真画像へ出力画像が切り替わる場合などには、前者より後者の方が画像処理に時間を要するため、前者が連続的に出力されている際のインターイメージ部よりも前者から後者へ出力画像が切り替わる出力画像間のインターイメージ部の方が広いものとなる。また、前記画像受像体は一定の長さを有し、前記画像受像体上における前記出力画像の形成位置は画像処理時間や用紙サイズに左右されるため、前記インターイメージ部は同一箇所に形成されることはない。
【００１７】
検出の精度を向上させるためには前記検出動作において前記基準パターン像を正確に検出することが重要となる。該基準パターン像を前記検出手段により読み込む際、前記発光素子により前記基準パターン像受像体表面に形成されている前記基準パターン像は照射され、前記受光素子へ向け該基準パターン像からの反射光が入射される。この際、前記基準パターン像の周辺より検出に不要な反射光も前記受光素子へ入射されており、この不要な反射光まで前記検出手段により検出した場合、その検出信号にノイズが入り、検出精度が低下してしまう。そこで、前記不要な反射光を遮り、前記受光素子の前面に視野領域を制限するマスクを設けるとよい。このマスクにより、検出に必要となる反射光だけを前記受光素子に入射させ、小さい前記基準パターン像を狭い前記受光素子の視野領域により検出することができ、該基準パターン像を形成するためのトナー量を節約することが可能となる。
【００１８】
前記検出動作は前記基準パターン像の前記画像受像体表面への形成、該基準パターン像の検出手段による検出、そして、前記画像受像体表面の前記基準パターン像のクリーニングの３つの動作を順に実施し終了する。前記基準パターン像の形成及び検出は画質調整には不可欠であり、省略することはできない。そこで、画像形成装置の生産性を損なわずに前記検出動作を実行するため、該画像受像体に形成される画像間、つまりインターイメージ部に前記基準パターン像を形成し、画像出力ジョブ処理中に該基準パターン像の検出を行う構成とすることができる。
【００１９】
この時、出力枚数の多いジョブを処理している場合、ジョブ処理中に画像形成装置内の温度や湿度といった環境が変化し、出力画像へ影響を及ぼすことがある。そこで、この環境変化に対応するため、インターイメージ部に形成されている前記基準パターン像の検出結果をそのジョブ内の画像へ反映させなければならない。この検出結果は、前記基準パターン像検出直後の画像へ反映させることが好ましい。しかし、該基準パターン像の検出信号が検出情報抽出部を経て制御部にて画像調整が行われる最中に次の画像の書き込みが始まっているので、検出動作終了後２枚目以降の画像へ検出結果を反映させるとよい。そして、前記基準パターン像が画像出力ジョブの終了間際に前記画像受像体へ形成され、該基準パターン像検出直後の画像が１枚またはない場合には、次のジョブ以降へ検出結果を反映させればよい。
【００２０】
また、画質調整において、その精度を確保するためにはブラック、イエロー、マゼンタ、シアン４色の前記基準パターン像を各色低濃度領域及び高濃度領域について多階調形成し、尚且つ各階調について複数個該基準パターン像を形成することが好ましい。そのため、前述のような前記受光素子前面に視野領域を制限するマスクを設け、小さい前記基準パターン像を適用することにより、インターイメージ部の限られた領域内に多数の該基準パターン像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように構成される本発明のカラー画像形成装置によれば、インターイメージ部へ前記基準パターン像を形成し、ジョブ処理中に画質調整を行うことにより、画像形成装置の生産性を低下させずに検出動作を実行することが可能となる。
【００２２】
また、検出手段の視野領域を制限することにより、小さいサイズの基準パターン像での検出を可能とし、インターイメージ部の限られた領域に多色多階調の基準パターン像を形成し、高精度な検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下添付図面に基づいて本発明のカラー画像形成装置を詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。本構成図は、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィエンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置のＩＯＴ（イメージアウトプットターミナル：画像出力部）の概要が示されている。尚、図中では画像形成装置の画像読取部や画像処理部などは省略している。
【００２５】
この画像形成装置のＩＯＴは、図中矢印Ａの方向にて回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、この各感光体の表面を帯電する接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト６に転写する一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写体ベルト６上のトナー像を記録シートＰに転写する二次転写器７と、記録シートＰに転写されたトナー像を定着する定着器９と、記録シートＰを収納する用紙トレイＴと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ(図示せず)と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器(図示せず)と、中間転写体ベルト６表面に転写された位置ずれ検出用基準パターン像及び濃度誤差検出用基準パターン像を検出するフォトセンサ１０と、中間転写体ベルト表面をクリーニングするベルトクリーナ８とから構成されている。
【００２６】
本構成図に示されている画像形成装置における画像形成動作としては、先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号は画像処理部（図示せず）に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、レーザ光線Ｌが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Ｌは、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Ｌがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。続いて、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体ベルト６上へ多重転写され、トナー像が形成される。この中間転写体ベルト６へトナー像の転写が終了した各感光体は、クリーナにより表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、除電器により残留電荷が除去される。
【００２７】
中間転写体ベルト６を挟んで二次転写ロール７と対向するバックアップロール７ａは絶縁性ロールの表面を半導電性シートで被覆して形成されており、その表面には所定の転写バイアス電圧が印加された導電性のコンタクトロール(図示せず)が当接している。従って、このコンタクトロールに対してトナー像と同極性の転写バイアス電圧を印加し、バックアップロール７ａの表面に対して電荷を付与すると、記録シートＰの裏面側に位置する転写ロール７と中間転写体ベルト６の裏面側に位置するバックアップロール７ａとの間に転写電界が形成され、中間転写体ベルト６上に保持されていたトナー像は用紙トレイから送られてくる記録シートＰに静電転写される。その後、定着器９により記録シートＰ上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。記録シートＰ上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルトは６、ベルトクリーナ８により表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、一回の画像形成動作が終了する。
【００２８】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、温度・湿度などの環境条件や経時劣化などの影響により、画像濃度、各色トナー像の位置ずれ、色再現及び階調性やカブリといった画像変動が起こる。そのため、記録シートＰへの画像出力前、或いは出力待機中に画像変動に対して補正を行う必要がある。その方法としては、まず、中間転写体ベルト６上に、基準パターン像を形成する。そして、各基準パターン像をフォトセンサ１０により検出し、制御部へ出力信号を送る。更に、この出力信号から得られた検出結果より、必要に応じ、画像の補正を行っている。
【００２９】
図２は、図１に示されているカラー画像形成装置における、画像の補正の流れを示しているブロック図である。感光体１を接触帯電器２で帯電し、基準パターン像制御部１１から出力される基準パターン像信号に応じてＲＯＳ３で感光体１を露光することで静電潜像を形成し、現像器４により現像した後、中間転写体ベルト６に基準パターン像を転写する。そして、中間転写体ベルト６上に転写された基準パターン像をフォトセンサ１０で読み込む。
【００３０】
検出情報抽出部１２は、フォトセンサ１０から出力される信号より、基準パターン像の情報を検出し、制御部１００は、検出情報抽出部１２から送られる検出情報に応じてＲＯＳ３のレーザパワーを制御して画像を補正する。また、制御部１００は、フォトセンサ１０から出力される出力信号に応じて、ＲＯＳ３の書き込みタイミングを制御し、画像形成位置を補正する。更に、制御部１００は記憶部１００ａを備えており、検出情報より算出された平均値が記憶されるものとなっている。
【００３１】
本実施例と従来との濃度誤差検出用基準パターン像の配列を示しているのが図３である。図３(ａ)には本実施例に適用されている基準パターン像Ｄ1が、そして、図３(ｂ)には従来の基準パターン像Ｄ2が示されている。基準パターン像Ｄ1は横１．８ｍｍ、縦１．３ｍｍの大きさで、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に、各色網点カバレッジＣｉｎ＝６０％とＣｉｎ＝２０％の基準パターン像が各２個、計４個ずつ並べられている(図中のブラック及びその他の色の基準パターン像は網点カバレッジが同等であるが如く示されている)。各基準パターン像は１．５ｍｍの間隔が空けられているが、フォトセンサの機構上、ブラックの４個目の基準パターン像Ｄ1とイエローの１個目のそれとの間には１５ｍｍの間隔が空けられている。図３(ｂ)に示されている横１５ｍｍ、縦２０ｍｍの大きさを持つ従来の基準パターン像Ｄ2と比べ、本実施例の基準パターン像Ｄ1の大きさは小さいものであり、１回の検出に必要となる各色４個、計１６個の基準パターン像を副走査方向で５６．８ｍｍの領域内に納まるものとなっている。一方、従来の基準パターン像Ｄ2は５６．８ｍｍの領域内にＣｉｎ＝６０％のものが２個しか収まらず、１回の検出により画像補正を行うことはできない。
【００３２】
図４は、本実施例におけるフォトセンサ１０の概略構成図である。このフォトセンサ１０は、照明手段と、受光光学系と、受光素子とから構成されている。この照明手段は、２つのＬＥＤ１０ａ、１０ｂから成る。そして、受光光学系は、レンズ１０ｃと、マスク１０ｅとから構成されている。本図において、左右方向が主走査方向である。また、図５は、フォトダイオード１０ｄからの出力信号が検出情報抽出部１２で処理される流れを示すブロック図であり、ＡＭＰと、ピーク検出回路と、アンダーピーク検出回路と、２つのサンプル＆ホールド回路とから構成され、各回路からの出力信号は、図２における制御部１００へ送られる。
【００３３】
フォトセンサ１０で濃度誤差を検知するためには、図３(ａ)で示されているブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に並ぶ基準パターン像Ｄ1を照明手段により照射する必要がある。しかし、ブラックの基準パターン像からの反射光と、イエロー、マゼンタ、シアンの基準パターン像からの反射光とは、反射光の種類が異なる。そのため、これら２種類の反射光をひとつの受光素子(フォトダイオード１０ｄ)で検知するには、この受光素子へそれぞれの反射光が入射し得る位置から前記基準パターン像を照射しなければならず、照射する基準パターン像に応じ、２つの照明手段を使い分けている。
【００３４】
受光光学系のレンズ１０ｃは、２種類の反射光のうち、１つの反射光については、フォトダイオード１０ｄの受光面上に、反射光を結像させられるような配置となっている。しかし、反射光をフォトダイオード１０ｄへ入射させる際には、その受光面上に反射光を結像させるか結像させないかに限らず、位置ずれ検出や濃度誤差検出に不要な反射光も入射してしまう。そのため、この不要な反射光を遮り、それぞれの検出に有効な反射光の成分だけをフォトダイオード１０ｄ受光面上へ導く必要がある。そこで、フォトダイオード１０ｄの直前には、フォトダイオード１０ｄ受光面の視野領域を規制するマスク１０ｅが設けられている。そして、このマスク１０ｅは、迷光防止のため、黒色としている。この受光光学系を構成するレンズ１０ｃとマスク１０ｅにより、何れの反射光を入射させる場合であっても、フォトダイオード１０ｄ受光面の視野領域をほぼ等しくすることが可能となっている。また、マスク１０ｅにより検出に有効な反射光の成分だけがフォトダイオード１０ｄ受光面へ入射させており、検出精度を向上させることができる。
【００３５】
基準パターン像からの反射光がフォトダイオード１０ｄの受光面上に投影されると、フォトダイオード１０ｄはこの反射光量、すなわち基準パターン像の濃淡に応じた電流を出力する。図５に示すように、フォトダイオード１０ｄから出力された電流は、ＡＭＰ２０で電流電圧変換／増幅された後、センサ出力信号として制御部(図示せず)、ピーク検出回路２１、アンダーピーク検出回路２３、及び、２つのサンプル＆ホールド回路２２、２４に供給される。
【００３６】
ピーク検出回路２１では、センサ出力信号の最大位置を検出し、ピーク検出信号としてサンプル＆ホールド回路２２に供給するとともに、制御部に出力される。このピーク検出回路２１を用い、センサ出力信号の最大位置を検出することで、濃度誤差検出用基準パターン像の濃度検出が可能となる。そして、制御部では、このピーク検出信号をもとに濃度誤差を補正している。
【００３７】
サンプル＆ホールド回路２２では、ピーク検出回路２１から出力されるピーク検出信号をトリガとして、ＡＭＰ２０から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最大値がホールドされ、ホールド信号として、制御部に出力される。制御部では、この最大値のホールド信号をもとに濃度誤差を計算し、画像濃度が補正されている。
【００３８】
アンダーピーク検出回路２３では、センサ出力信号の最小位置を検出し、アンダーピーク検出信号としてサンプル＆ホールド回路２４に供給する。サンプル＆ホールド回路２４では、アンダーピーク検出回路２３から出力されるアンダーピーク検出信号をトリガとして、ＡＭＰ２０から出力されるセンサ出力信号をホールドする。これにより、センサ出力信号の最小値がホールドされ、アンダーピークホールド信号として、制御部に出力される。制御部では、この最小値のホールド信号をもとに濃度誤差を計算し、画像濃度が補正されている。尚、ＡＭＰ２０、ピーク検出回路２１、アンダーピーク検出回路２３、サンプル＆ホールド回路２２、２４は、一般的な電気回路を適用すればよく、それらの説明は省略する。
【００３９】
フォトダイオード１０ｄからの出力信号により基準パターン像の濃度を検出するには、基準となる出力信号と基準パターン像より検出される出力信号とを比較しなければならない。そのため、基準光をフォトダイオード１０ｄへ入射させる場合と基準パターン像からの反射光を入射させる場合とで切換えが可能な手段が必要となる。そこで、フォトセンサ１０には、図６に示されているようなシャッター１０ｆが、中間転写体ベルト６に対面するフォトセンサ１０の筐体に摺動可能な状態で取り付けられている(図４)。本図は、シャッター１０ｆをＬＥＤ側から見た平面図である。このシャッター１０ｆには、測定用窓１０ｇと、センサの出力電圧の基準を得るための基準板１０ｈが設けられている。そして、フォトダイオード１０ｄへ入射させる反射光に応じ、図中の矢印方向に駆動装置(図示せず)により移動する機構を備えている。シャッター１０ｆは、通常閉じた状態において基準板１０ｈが受光系光軸上に配置されるような位置にあり、基準パターン像測定時のみシャッター１０ｆが開き測定用窓１０ｇが受光系光軸上に配置されるように移動する。
【００４０】
次に本実施例における濃度検出動作は、図７に示されているフローチャートのようになる。先ず、ステップＳ１において、図３（ａ）に示した濃度誤差検出用基準パターン像Ｄ1を中間転写体ベルト上に形成し、次に、ステップＳ２において、フォトセンサ１０により基準パターン像を測定する。その後、ステップＳ３において、同一色同一階調ごとに前回と今回の各測定値の平均値を計算する。そして、ステップＳ４において、フォトダイオード１０ｄの検出信号をもとに検出情報抽出部１２にてサンプル＆ホールド回路から出力されたホールド信号から、基準パターン像の濃度誤差を制御部１００で計算する。
【００４１】
基準パターン像の濃度誤差は、図８に示されている濃度誤差検出用基準パターン像測定時のタイミングチャートから計算して求められている。図８において、上からフォトセンサ１０のシャッター１０ｆの動作信号、フォトセンサ１０のＬＥＤ１０ａ、１０ｂの点灯信号、センサ出力信号、ピーク検出信号、ピークホールド信号、アンダーピーク検出信号、アンダーピークホールド信号の各波形が示されている。
【００４２】
図８に示されているように、濃度測定は、まず、シャッター１０ｆを閉じ、ＬＥＤ１０ａ、１０ｂが消灯した状態から開始される。基準パターン像がセンサの測定位置を通過する前にシャッターを開いた後、ＬＥＤ１０ａを点灯させる。この時、センサ出力信号は中間転写体ベルト６からの反射光に応じた電圧値にて出力される。その後、ブラックの基準パターン像の通過により、センサの出力電圧は、ブラックのトナー量に対応して減少するパルス状の波形となる。この際、図５に示されているように、アンダーピーク検出回路２３により、センサ出力信号の最小値が検出され、アンダーピーク検出信号が出力される。サンプル＆ホールド回路２４では、アンダーピーク検出回路２３から出力されるアンダーピーク検出信号の立上がりパルスをトリガとして、ブラックのトナー量に対応したセンサ出力信号の最小値をホールドすることにより、Ｃｉｎ＝６０％とＣｉｎ＝２０％を各２個、計４個のブラックの基準パターン像における濃度電圧（Ｖｋ）が測定される(ここでは４個の濃度電圧を代表してＶｋとする)。次に、ブラックの基準パターン像通過後、センサ出力信号は、再び、中間転写体ベルトからの正反射光に応じた電圧値を示すこととなり、この値をベルト面電圧（Ｖｂｅｌｔ）として測定する。そして、このベルト面電圧測定後、ＬＥＤ１０ａを消灯すると共に、ＬＥＤ１０ｂを点灯することにより、センサ出力信号は０Vとなる。
【００４３】
その後、イエローの基準パターン像の通過により、センサの出力信号は、イエローのトナー量に対応したパルス状の波形となる。この際、ピーク検出回路により、センサ出力信号の最大値が検出され、ピーク検出信号が出力される。サンプル＆ホールド回路２２では、ピーク検出回路２１から出力されるピーク検出信号の立上がりパルスをトリガとして、イエローのトナー量に対応したセンサ出力信号の最大値をホールドすることにより、Ｃｉｎ＝６０％とＣｉｎ＝２０％を各２個、計４個のイエローの基準パターン像における濃度電圧（Ｖｙ）が測定される(ここでは４個の濃度電圧を代表してＶｙとする)。以後、同様にして、マゼンタ、シアンの基準パターン像の通過により、マゼンタの濃度電圧（Ｖｍ）、シアンの濃度電圧（Ｖｃ）を測定する(図中省略)。
【００４４】
すべての基準パターン像がセンサの測定位置を通過した後、シャッター１０ｆは閉じられる。これにより、センサ出力信号は、シャッター１０ｆの基準板１０ｈからの反射光に対応した電圧値が出力され、これをセンサの基準板出力電圧（Ｖｒｅｆ）として測定する。  その後、ＬＥＤ１０ｂは消灯され、１回の基準パターン像測定動作を終了する。
【００４５】
前述の説明では、ブラック、イエローの基準パターン像における濃度電圧を便宜上それぞれ代表してＶｋ、Ｖｙとしているが、濃度計算においては各Ｃｉｎ値２個の濃度電圧の平均を計算し、更に記憶部１００ａ(図２参照)に記憶されている前回の測定値との平均を計算する(図７ステップＳ３)。この平均値の計算は各Ｃｉｎ値ごとに行い、画像濃度の計算に適用される。
【００４６】
画像濃度の計算は、ブラックと、カラー(ＣＹＭ)でその計算方法が異なる。ブラックの画像濃度は、中間転写体ベルト６の非画像面に対する相対値を
画像濃度：Ｄｋ＝ Ｖｋ ／ Ｖｂｅｌｔ
と定義し、計算する。それに対し、カラー（ＣＹＭ）の画像濃度は、基準板１０ｈの出力に対する相対値を
画像濃度：Ｄｎ＝(( Ｖｎ平均値 ) /  Ｖｒｅｆ) 
ただし、ｎ＝トナー色（ｃ、ｙ、ｍ）
定義し、計算する。
【００４７】
このように、画像濃度として中間転写体ベルト６面、或いは基準板１０ｈの出力に対する相対値を用いる理由は、センサの汚れや、経時変化、温度変化によりＬＥＤ光量やＰＤ感度などの変動が生じても、基準パターン像の濃度を高精度に測定するためである。このようにして、図７のステップＳ４で、基準パターン像の画像濃度が計算され、ステップＳ５で予め決められている濃度目標値と、計算された画像濃度との誤差が計算される。
【００４８】
図７のステップＳ６における、ＲＯＳレーザーパワーの補正量：ΔＬＰは、
レーザーパワーの補正量：ΔＬＰ＝ΔＤｎ ／ Ａｎ
ただし、ｎ＝トナー色（ｋ、ｃ、ｙ、ｍ）
で求められる。ここで、ΔＤｎはステップＳ５で求めた、基準パターン像の濃度誤差、Ａｎはレーザーパワーと基準パターン像の画像濃度との対応関係を示す係数である。この係数は、予め実験などにより求めておく。
【００４９】
次に、ステップＳ７で、基準パターン像形成時のレーザーパワーから、ステップＳ６で求めたレーザーパワーの補正量：ΔＬＰを減じることにより、レーザーパワーの設定値を補正する。この際得られたレーザーパワー設定値は、出力画像形成時のレーザーパワーとしてＲＯＳ３に供給され、１回の濃度誤差補正の動作が終了する。以上のように、濃度誤差補正の動作を定期的に繰り返すことにより、出力画像濃度が一定に保たれる。
【００５０】
画像調整のための検出動作はジョブ開始前、ジョブ終了後、ジョブ処理中の何れのタイミングで実行してもよく、そのタイミングは任意に設定することができる。例えば、ジョブ開始直後からジョブ処理中における画像形成装置内の環境変化、つまり所定湿度・所定温度の変化や所定枚数の出力画像を処理した後に検出動作を実行するような設定としても差し支えない。しかし、数十枚もの出力画像を有するジョブ処理中に検出動作を実行する場合、ジョブを一時的に中断し、検出動作を実行するのでは画像形成装置の生産性を落とすことになる。そこで、中間転写体ベルト上に形成される出力画像と出力画像との間のインターイメージ部に基準パターン像を形成し、検出動作をジョブ処理中に実行することにより、生産性を損なうことなく検出動作を実行することができる。
【００５１】
図９はジョブ処置中、中間転写体ベルト上に形成される出力画像間のインターイメージ部に基準パターン像を形成し、検出動作を実行した後、その検出結果より画像の補正を行い、この補正が出力画像に反映されるまでのＲＯＳ、基準パターン像制御部、フォトセンサ、検出情報抽出部及び制御部の流れを示している。左の欄から中間転写体ベルト、ＲＯＳ、基準パターン像制御部、フォトセンサ＆検出情報抽出部、制御部の順に並んでおり、図の下向きが時間の経過を示すものとなっている。本図では記録画像ｎ枚目と記録画像(ｎ＋１)枚目との間のインターイメージ部に基準パターン像が形成され、その後記録画像(ｎ＋２)枚目へと連続して画像が中間転写体ベルトへ形成されるジョブの一部が取り出されている。
【００５２】
まず、ＲＯＳにより感光体が露光されｎ枚目の画像が書き込まれ、ｎ枚目の記録画像の画像信号に応じた静電潜像が形成され、現像器により現像後、中間転写体ベルトへ画像が転写される。そのため、図中のｎ枚目画像書込み開始からｎ枚目の記録画像が形成されるまでに、感光体から中間転写体ベルトにｎ枚目の記録画像が転写される分だけタイムラグが生じている。この時、基準パターン像制御部によりＲＯＳへ基準パターン像の信号が出力される。この信号を受けたＲＯＳは、ｎ枚目の画像書込み終了直後、基準パターン像信号に応じて感光体を露光し、ｎ枚目の記録画像に続き基準パターン像が形成される。ここで、中間転写体ベルト上の基準パターン像は、該基準パターン像を読込むフォトセンサが通過する位置に形成されており、かかる基準パターン像の通過に伴いフォトセンサによりその読込みが行われている。フォトセンサにより基準パターン像の検出及び検出情報抽出部により検出結果の抽出が行われている間、ＲＯＳは(ｎ＋１)枚目の画像書込みに入り、(ｎ＋１)枚目の記録画像が中間転写体ベルト上に形成される。この間、検出情報抽出部により検出された情報は制御部へ送られ、ＲＯＳの(ｎ＋２)枚目の画像書込み開始直前に画像補正が終了し、この画像補正はＲＯＳの(ｎ＋２)枚目の記録画像へ反映される。従って、基準パターン像を検出してからその検出結果が記録画像へ反映されるまでには、検出情報の抽出や抽出された検出結果より補正を行うのに時間を要するため、中間転写体ベルトへ基準パターン像が形成された直後の(ｎ＋１)枚目の記録画像ではなく、その次の(ｎ＋２)枚目の記録画像へ反映される。ここで、ジョブがｎ枚目の記録画像出力後、基準パターン像を検出し終了した場合、或いは(ｎ＋１)枚目の記録画像を出力後終了した場合には、次のジョブにおいてその検出結果が反映され、画像補正は必ず行われるものとなっている。また、前述のように多色多階調の基準パターン像を検出した場合には、同一色同一階調ごとに平均値を計算し、更に他のジョブにおける平均値を含めた上で平均値を計算することにより、突発的なノイズ等による測定誤差の影響を軽減することができ、より高精度な画像補正が可能となる。
【００５３】
本図のように連続的に記録画像を出力する場合、インターイメージ部は記録画像の処理に要する時間に応じ変動するが、その領域は限定されている。そして、この限定されている領域内において基準パターン像を形成し検出動作を実行する場合、画像補正の精度を確保するためには、１色につき多階調、尚且つ各階調につき多数の基準パターン像を検出すること、つまり、より多くの検出結果より画像補正を行うことが好ましい。そこで、フォトセンサの視野領域を制限するマスクを受光素子前面に設け、基準パターン像の検出に必要な反射光だけを受光素子へ入射させる構成とすることにより、小さい基準パターン像であっても検出が可能となる。これにより、インターイメージ部へ形成する基準パターン像の数を増やすことができるばかりではなく、基準パターン像を形成するためのトナー量を節約することもできる。
【００５４】
また、本図のように、インターイメージ部に基準パターン像を形成した場合、中間転写体ベルト上の記録画像は記録シートへと転写されるが、基準パターン像は二次転写器(図１における二次転写器７)へ転写される。もし、二次転写器に基準パターン像を残したままジョブを実行した場合、二次転写器から記録シート裏面へ前記基準パターン像が転写されてしまう。そこで、二次転写器に転写された基準パターン像を除去するため、二次転写器にクリーナを装備するとよい。これにより、インターイメージ部に前記基準パターン像を形成し検出動作を行った場合であっても、該記録シート裏面に基準パターン像が転写されることはない。更に、前述のフォトセンサの視野領域を制限するマスクを受光素子前面に設ければ、小さい基準パターン像により検出ができるため、二次転写器に転写された基準パターン像を除去する際、該クリーナへの負荷を軽減させることが可能となる。
【００５５】
上記の実施形態では、ＩＯＴが、感光体、接触帯電器、ＲＯＳ、現像器からなるゼログラフィエンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、黒各色毎に備え、感光体上トナー像を中間転写体ベルト上に一次転写した後、用紙に転写、定着する方式のカラー電子写真方式の例について説明した。しかし、本発明の適用範囲は、この実施形態に限定されるものではない。例えば、中間転写体ベルトの代わりに用紙搬送ベルトを用い、感光体上のトナー像を用紙搬送ベルトで搬送される用紙上に直接転写する方式のものや、ベルト状、又は、ドラム状感光体に各色毎に設けられた、帯電器、露光器現像器により、感光体上で各色トナー像を重ねあわせる方式の画像形成装置であっても、同様の効果を発揮することができる。或いは、黒単色の画像形成装置であっても、同様の効果を発揮することができる。また、露光装置としては、ＲＯＳに限らずＬＥＤアレイを用いたものでもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、基準パターン像の形成は中間転写体ベルト上としたが、画像形成装置の構成に応じて、感光体上、用紙搬送ベルト上、用紙上の何れに形成してもよい。そして、基準パターン像の形成場所に応じ、フォトセンサの構成を、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどを用いるものとしてもよい。
【００５７】
更に、上記実施形態では、濃度誤差の補正量としてレーザーパワー設定値を用いる例を示したが、これは単なる一例で、本発明の適用範囲は、この実施形態に限定されるものではなく、出力画質の調整が行えるものであればどのような補正量であっても構わない。例えば、帯電器の帯電電圧設定値や現像バイアス設定値、トナー供給量、入力画像信号の変換テーブルの係数などを用いても良い。また、これらの操作量を複数用いて制御しても良い。
【００５８】
濃度誤差検出用基準パターン像に関し上記実施形態では網点カバレッジ：６０％と２０％の２種類としたが、これは単なる一例で、本発明の適用範囲は、この実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて任意に選択可能である。そして、各Ｃｉｎ値の平均値を計算する際適用するデータを実施例では「今回と前回」としているが、それ以前のデータを含めて平均値を計算してもよい。また、同一色同一Ｃｉｎ値の基準パターン像について、本実施例では２個作成する例を示したが、２個に限らず必要な精度が得られるようにさらに多数個作成してもよい。更に、濃度誤差検出用基準パターン像のサイズについても、センサの視野サイズや主走査方向のレジストレーションずれ量に応じて、あるいはインターイメージ部のサイズやインターイメージ内に作成するパッチの総数、各パッチ間の間隔などに応じ、適宜変更して構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における画像補正の流れを示しているブロック図である。
【図３】本発明に適用される基準パターン像を示している図である。
【図４】フォトセンサの概略構成図である。
【図５】ＡＭＰと、ピーク検出回路と、アンダーピーク検出回路と、２つのサンプル＆ホールド回路とから構成される検出情報抽出部におけるフォトダイオードからの出力信号の流れを示すブロック図である。
【図６】シャッターの構成図である。
【図７】本発明における画像濃度制御動作のフローチャートである。
【図８】本発明における濃度誤差検出用基準パターン像測定時のタイミングチャートである。
【図９】基準パターン像の検出結果を画像の補正に反映させるまでのＲＯＳ、基準パターン像制御部、フォトセンサ、検出情報抽出部及び制御部の流れを示している図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｄ1、Ｄ2・・・基準パターン像
【図１】
2005249845.tif 000003
【図２】
2005249845.tif 000004
【図３】
2005249845.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005249845.tif 000007
【図６】
2005249845.tif 000008
【図７】
2005249845.tif 000009
【図８】
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【図９】
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