(57)【要約】【課題】  電子写真方式のカラー画像形成装置において、カラーパッチの印字が不要となり、任意の印刷画像でのカラー画像濃度のフィードバック制御が可能になるようにする。【解決手段】  定着後の画像位置と定着前の書込位置の関係から定着前後の紙の縮量を計算して、定着後の測定対象画像の位置を演算し、その濃度を読み込みプロセス制御することで、測定対象画像を微少画像で構成できるようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着後の画像濃度を検出するよう配置されたカラー濃度センサを有し、該カラー濃度センサによる測定結果と該測定対象画像の書き込みデータとの差を小さくするようにフィードバック制御を行う、複数色のトナー像を転写紙上に重ねてフルカラー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置において、定着後の画像位置情報と定着前の書き込み画像の位置情報との関係から定着時の画像の縮み量を算出し、該算出結果に基づいて、前記定着後の画像濃度を検出する為の測定対象画像の定着後位置を演算し、該演算結果に基づいて測定対象画像の画像濃度を検出するよう構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記カラー画像形成装置は、形成画像と該形成画像と所定の位置関係に制御され、形成画像に対する位置指標となる複数の基準位置表示画像とを同一転写紙上に形成すると共に、前記複数の基準位置表示画像の画像書き込みデータによる相対位置関係と同定着後の各基準位置表示画像の位置情報とに基づいて定着時の画像縮み量を算出し、該算出結果に基づいて、定着後の画像から所定の濃度測定対象画像の画像形成位置を演算することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記カラー画像形成装置は、形成する画像データの中から位置指標となる複数の位置指標画像を抽出し、当該抽出した複数の位置指標画像の画像書き込みデータによる相対位置関係と同定着後の各基準位置表示画像の位置情報とに基づいて定着時の画像縮み量を算出し、該算出結果に基づいて、定着後の画像から所定の濃度測定対象画像の画像形成位置を演算することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記カラー画像形成装置は、形成する画像データの中から位置指標となる複数の位置指標画像の抽出と当該抽出画像の近傍に画像濃度の測定対象画像の選定を行うと共に、当該抽出した位置指標画像と選定した測定対象画像との画像書き込みデータによる相対位置関係に基づいて、定着後の位置指標画像の位置情報から前記測定対象画像の画像形成位置を演算することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記カラー画像形成装置は、定着後画像からの測定対象画像の位置演算制御と平行して、測定対象画像含んだ周辺の画像濃度測定を実行すると共に、該測定データを一時保存し、前記位置演算制御が終了した後に、前記保存データから測定対象画像の画像濃度データを選出することを特徴とする請求項１ないし４いず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、電子写真方式のカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子写真方式のカラー画像形成装置においては、出力画像の色再現性の向上や連続印刷時の色味安定性を目的として、最終出力である定着後のテスト画像の色味を検出し、これに基づいて、画像形成プロセスの諸条件を調整制御する構成が実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。図５にこの場合の画像形成装置の構成例をブロック図で示す。
【０００３】
同図において、１は光の照射によりその表面の導電特性を変化させる感光体、２は前記感光体１の表面を一様に帯電させるための一次帯電器、３は形成する画像情報に基づいて、前記感光体１にレーザー光を照射するレーザー照射手段、４は前記レーザー照射手段３によって前記感光体１の表面に形成された静電潜像を所定色のトナーで現像する現像器、５は前記現像器４によって現像されたトナー像を転写紙に移し替えるよう作用する転写帯電器、６は前記転写後の感光体１の表面から残トナー等の異物をクリーニングするクリーニング手段、７は転写紙上に転写されたトナー像を熱と圧力の作用によって該転写紙に定着させる定着手段、８は前記転写紙上に形成された定着後のトナー像の色情報を検出するカラーセンサ、９は前記カラーセンサ８による測定結果に基づいて画像形成条件を調整する画像制御手段である。
【０００４】
以上の構成において、感光体１は回転しながら一次帯電器２からのコロナ照射を受け、その表面が一様に帯電される。この一様な帯電状態の感光体１にレーザー照射手段３から画像情報に基づいたレーザー光の照射が行われ、これによって感光体１の表面は、一様に帯電された状態から、画像情報に基づいた帯電電位の凹凸による静電潜像が形成された状態となる。この静電潜像は現像器４の作用により帯電された浮遊トナーが潜像に引き付けられることで現像される。
【０００５】
現像されたトナー像は、転写帯電器５の作用により、同時に転写帯電器５を通過するよう搬送される転写紙に転写される。転写紙上に転写されたトナー像は、定着器７からの熱と圧力によって溶融、定着される。一方、トナー像の転写が終了した感光体１は更に回転を続け、クリーナ６によって残トナーなどの汚れが掻き落とされ、再び、一次帯電器２に達する。
【０００６】
ところで、カラーセンサ８は、所定色・所定形状のカラー画像（パッチ）を測定対象として印刷する制御に基づいて、前記パッチのカラー濃度を検出して画像制御手段９に送信する。画像制御手段９は前記パッチ形成時の色濃度情報と前記検出結果との関係から、双方の差を縮めるように画像形成手段を調整、もしくは、レーザー照射に用いられる画像データの補正特性を調整する。
【０００７】
なお、以上の説明では、単色の画像形成プロセスのみを説明したが、以上の画像形成プロセスをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ごとに行ない、一枚の転写紙上に重ねるように構成することで、フルカラーの画像の形成を行なうことができる。
【０００８】
図６にカラーセンサの一例を示す。カラーセンサとしては、ＣＣＤを用いるものやフォトダイオードを用いるものなど様々な形態が実用化されているが、図では一例として、ＣＣＤを用いた場合を示している。図において、２０１は転写紙を照射する照射ランプ、２０２は反射成分を結像させる円柱状のレンズアレイ、２０３はＲ，Ｇ，Ｂのフィルタが順次被せられた受光部であるＣＣＤアレイ、２０４はＣＣＤアレイが形成される回路基板、２０５は記録紙との光路長を一定にする為の記録面ガラスである。
【０００９】
以上の構成において、照明ランプ２０１は転写紙上の基準パッチを照射し、その反射光がレンズアレイ２０２を介してＣＣＤの各セルに結像される。各セルにはＲ，Ｇ，Ｂのフィルタが順次被せられており、その一方で、定着画像がイエローＹのパッチである場合はＢ成分が、マゼンタＭのパッチである場合はＧ成分が、シアンＣのパッチである場合はＲ成分が転写紙上のパッチによって吸収される為、ＹパッチではＢフィルタを被せられたＣＣＤセルの信号が、同様に、ＭパッチではＧフィルタを被せられたＣＣＤセルの信号が、ＣパッチではＲフィルタを被せられたＣＣＤセルの信号が、それぞれ低いレベルとなる。
【００１０】
図７にＣＣＤセルの出力と転写画像濃度との関係を示す。図中、実線は実際の出力レベル、破線は、センサの特性や環境変動を補正した場合の信号レベルを示している。この補正した場合の信号レベルは、予め各色濃度が測定されている基準白色板の濃度信号を読み取り、その時のＣＣＤ出力のレベルが測定された既知の濃度レベルを表すように補正係数を決定することにより補正される。これにより、絶対的な転写画像濃度が環境変動や光源の劣化などを含まずに検出できるが、その一方で、既知の濃度の基準白色板をセンサの測定位置に配す必要がある。
【特許文献１】特開平１０−１９３６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したような従来のカラー画像形成装置においては、以下のような問題を有していた。
【００１２】
色味調整のシーケンスに伴ってカラーパッチを印刷する必要が生じるが、このカラーパッチの印刷を所定のタイミング毎に、カラーパッチ専用に実施する場合、カラーパッチ生成の度に転写紙を消耗したり、前記転写紙の廃棄等の作業が必要となったり、印刷時間パッチ形成分だけ長期化したりといった、ユーザーの使い勝手を低下させる問題があった。
【００１３】
また、カラーパッチを転写紙の印刷画像領域外に形成する場合、転写紙を大きくする、又は、画像領域を狭くする必要が生じたり、或いは、ユーザーが印刷後に前記カラーパッチの印刷部分を切り落とす必要が生じるといった問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、上記課題を解決するために以下の手段を用いる。
【００１５】
第１に、定着後の画像濃度を検出するよう配置されたカラー濃度センサを有し、該カラー濃度センサによる測定結果と該測定対象画像の書き込みデータとの差を小さくするようにフィードバック制御を行う、複数色のトナー像を転写紙上に重ねてフルカラー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置において、定着後の画像位置情報と定着前の書き込み画像の位置情報との関係から定着時の画像の縮み量を算出し、該算出結果に基づいて、前記定着後の画像濃度を検出する為の測定対象画像の定着後位置を演算し、該演算結果に基づいて測定対象画像の画像濃度を検出するよう構成される。
【００１６】
第２に、前記カラー画像形成装置は、形成画像と該形成画像と所定の位置関係に制御され、形成画像に対する位置指標となる複数の基準位置表示画像とを同一転写紙上に形成すると共に、前記複数の基準位置表示画像の画像書き込みデータによる相対位置関係と同定着後の各基準位置表示画像の位置情報とに基づいて定着時の画像縮み量を算出し、該算出結果に基づいて、定着後の画像から所定の濃度測定対象画像の画像形成位置を演算する。
【００１７】
第３に、前記カラー画像形成装置は、形成する画像データの中から位置指標となる複数の位置指標画像を抽出し、当該抽出した複数の位置指標画像の画像書き込みデータによる相対位置関係と同定着後の各基準位置表示画像の位置情報とに基づいて定着時の画像縮み量を算出し、該算出結果に基づいて、定着後の画像から所定の濃度測定対象画像の画像形成位置を演算する。
【００１８】
第４に、前記カラー画像形成装置は、形成する画像データの中から位置指標となる複数の位置指標画像の抽出と当該抽出画像の近傍に画像濃度の測定対象画像の選定を行うと共に、当該抽出した位置指標画像と選定した測定対象画像との画像書き込みデータによる相対位置関係に基づいて、定着後の位置指標画像の位置情報から前記測定対象画像の画像形成位置を演算する。
【００１９】
第５に、前記カラー画像形成装置は、定着後画像からの測定対象画像の位置演算制御と平行して、測定対象画像含んだ周辺の画像濃度測定を実行すると共に、該測定データを一時」保存し、前記位置演算制御が終了した後に、前記保存データから測定対象画像の画像濃度データを選出する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、定着前の画像位置関係と定着後の画像位置関係とから定着後画像の縮み量を算出してカラー画像濃度の測定対象画像の位置を把握するようにしたので、測定対象画像を微少画像で構成でき、これによって、任意の印刷画像でのカラー画像濃度のフィードバック制御が可能となり、カラーパッチの印字が不要となり、余分なトナーや転写紙の消耗を廃絶しつつ、色再現性と色安定性、更には、ユーザー操作性に優れたカラー画像形成装置が実現する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は転写紙上に、印刷画像に対する位置基準を示すトンボマークを印刷する場合の本件実施例を説明する説明図である。図中、８は定着後の転写紙上の画像濃度を測定するＣＣＤ等のラインセンサで構成されたカラーセンサ、１０１は印刷画像が形成される転写紙、１０２は転写紙上の印刷画像の形成領域、Ｔａ〜Ｔｄは夫々が所定の位置関係をなし、且つ、印刷画像との位置関係が定義付けられたトンボマーク、Ｙ，Ｍ，Ｃは夫々、イエロー、マゼンタ、シアンの画像濃度を測定する画像上で所定のプロセスにより抽出される測定対象画像である。
【００２３】
同図の構成において、転写紙１０１は定着器を通過して図中の矢印方向に搬送され、カラーセンサ８を通過する。カラーセンサ８は前記転写紙１０１の通過に従って、当該転写紙上の画像濃度を読み取り、画像の濃淡から先ず、トンボマークＴａ，Ｔｂの十字の中心を検出し、夫々の位置関係を把握する。
【００２４】
続いて、転写紙１０１の搬送に従って、測定対象画像Ｙ，Ｍ，Ｃを含めた周囲の画像濃度を測定し、位置情報と共に一時的に測定結果を保存する。更に、転写紙１０１を搬送し、カラーセンサ部を通過する転写紙の画像情報からトンボマークＴｃ，Ｔｄの中心を検出し、夫々の位置情報を把握すると前記転写紙は排紙される。
【００２５】
以上の動作によって読み取られたトンボマークＴａ〜Ｔｄの位置情報と、画像形成時のＴａ〜Ｔｄの書き込み位置情報との関係から定着後の画像の縮み量が演算され、この演算結果に基づいて、定着後の測定対象画像の定着位置が演算される。更に、この演算結果に基づいて、保存してある画像濃度の測定結果の中から転写紙の縮み量を換算し上での測定対象画像の測定濃度を選出し、このデータに従って、画像書き込みを行うレーザー光量の調整や画像形成プロセスの調整量を変更し、以降の画像形成時に所望のカラー濃度が得られるように制御される。
【００２６】
次に、定着による転写画像の縮み量の演算方法について、その一例を説明する。図１に示すように、トンボマークＴａとＴｂとを結ぶ直線は、印刷画像領域１０２の一辺と平行をなしており、このＴａとＴｂとの距離は定着前の書き込み状態でαとなるように制御される。また、トンボマークＴａとＴｃとの関係は印刷画像領域１０２の副走査方向に対して平行を成すように配置されており、両者間の距離はβとなるように制御される。同様にして、トンボマークＴｃとＴｄの距離はα、ＴｂとＴｄの距離はβとなり、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄからなる四角形は、印刷画像範囲を囲む長方形となるように制御される。
【００２７】
ところで、当該転写紙上のトンボマークを含む印刷画像が定着器を通過すると、転写紙が加熱されて水分が蒸発し、転写紙１０１にわずかな縮みが生じる。その結果、定着後にカラーセンサ８で検出されるトンボマークＴａ，Ｔｂ間（＝Ｔｃ，Ｔｄ間）、Ｔａ，Ｔｃ間（＝Ｔｂ，Ｔｄ間）距離は夫々ａ，ｂに縮小する。この測定結果を元に、定着後画像の縮み量は、主走査方向にａ／α、副走査方向にｂ／βとなる。
【００２８】
以上のことから、測定すべき定着後の測定対象画像の縮みによる移動位置は、例えば、トンボマークＴａからの距離として、下記のように演算することができる。
【００２９】
主走査方向  ：  Ｆｍｓ  ＝  Ｐｍｓ×ａ／α  ・・・・（１−１）
Ｆｍｓは定着後の主走査方向の距離
Ｐｍｓは定着前の主走査方向の距離
副走査方向  ：  Ｆｓｓ  ＝  Ｐｓｓ×ｂ／β  ・・・・（１−２）
Ｆｓｓは定着後の副走査方向の距離
Ｐｓｓは定着前の副走査方向の距離
【００３０】
図２に本実施例における画像制御回路の制御ブロック図を示す。図は、例えばＹ，Ｍ，Ｃの何れかの画像信号を受けて、動作する画像制御回路を示している。
【００３１】
同図中、２０１は送信される画像信号の中から濃度検出用の適当な測定対象画像を抽出する測定対象画像抽出手段、２０２は転写紙上の位置基準としてのトンボ等の基準画像を記憶するメモリ、２０３はカラーセンサ８で検出した測定対象画像を含む周辺画像の測定濃度データを記憶するメモリ、２０４は画像書き込み用のレーザー制御手段、２０５は画像形成プロセスを調整するプロセス制御手段、２０６は以上各ブロック間の動作を司る画像制御手段である。
【００３２】
同図の構成において、測定対象抽出手段２０１は送信される画像信号を受けて、画像濃度測定に適当な画像を選出し、その画像濃度情報と位置情報とを画像制御手段２０６に送出する。画像制御手段２０６は前記抽出結果に基づいて、測定対象画像と書き込みを行う各トンボマークとの位置関係、即ち、上述のＰｍｓとＰｓｓの割り出し演算を行う。
【００３３】
ところで、画像制御手段２０６は前記測定対象画像の位置関係の割り出し演算と共に、前記画像信号によるレーザー制御手段２０４への動作制御、更には、プロセス制御手段による転写紙上への画像形成動作を制御する。以上により、転写紙上には、前記画像信号に従った画像の形成が行われ、形成された画像は定着器で熱と圧力が加えられ、転写紙に定着される。次に、定着された画像はカラーセンサ８を通過し、各トンボマークの中心位置、及び、前述の測定対象画像を含む周辺の画像濃度を検出し、画像濃度の検出結果はメモリ２０３に保存される。
【００３４】
以上の動作に従い、各トンボマークの中心位置の検出が終了すると、画像制御手段２０６は前述の演算方法に従って定着画像の縮み量を演算し、演算結果に基づいて、メモリ２０３内の濃度データのうち、測定対象画像の濃度データを抽出する。更に画像制御手段２０６は、抽出した濃度データと測定対象画像の書き込みデータとの関係から、測定濃度データが書き込みデータとを一致させるように、レーザー制御手段２０４、または、プロセス制御手段２０５の調整性制御を実行する。
【００３５】
以上説明したように、本実施例によれば定着前の各トンボマーク間の距離関係と、定着後に測定した各トンボマークの距離関係とから定着後画像の縮み量を演算すると同時に、測定対象画像を含めた周囲の画像濃度を測定、保存しておき、前記演算結果から前記保存データ内の測定対象画像の濃度データを選出するので、微少な測定対象画像に対しても、画像の縮みの影響を考慮して、正確な位置での濃度測定が可能となり、この濃度情報により印刷カラー濃度の調整制御を掛けるように構成したので、濃度調整のための特別なカラーパッチの生成を必要とせず、転写紙やトナーの無駄な消耗を回避して、印刷画像のカラー濃度の調整、及び、安定化を実現することができる。
【実施例２】
【００３６】
実施例１では、転写紙上に記述するトンボマークを基準に定着後画像の縮み量を演算し、測定対象画像の正確な位置を判断、濃度測定して出力画像濃度を修正、安定化する場合について説明したが、ここでは、印刷画像の中から位置基準となる適当な画像を複数抽出し、該画像の定着後の位置関係から定着後画像の縮み量を演算、測定対象画像の正確な位置判断を行う場合について説明する。
【００３７】
図３はこの場合の縮み量と測定対象画像の定着後位置の演算原理を説明する原理説明図である。図中（ａ）は書き込み画像を示しており、Ａ点、及び、Ｂ点は縮み量の演算のために画像情報の中から抽出した、画像エッジが比較的はっきりした特徴的な微少画像である。また、Ｃ点はカラー画像濃度の測定対象として抽出された測定対象画像である。次に、（ｂ）は以上の画像情報を転写紙上に形成し、加熱と加圧とを加えて定着させた場合の転写紙と画像との様子を示しており、図中のＸ点、Ｙ点、Ｚ点は夫々、定着前の画像情報におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点の定着後の位置を示している。
【００３８】
以上において、先ず図中（ａ）に示す画像情報からＡ−Ｂ間距離α、Ａ−Ｃ間距離β、Ｂ−Ｃ間距離γを算出する。続いて、定着後の画像から点Ｘ、点Ｙを抽出し、この抽出結果からＸ−Ｙ間距離ａを算出する。更に、以上の情報を元に、定着後画像の縮み率ａ／αを演算し、これを用いてＸ−Ｚ間距離ｂ、Ｙ−Ｚ間距離ｃを演算する。この演算は下記のようにし行うことができる。
【００３９】
ｂ＝β×ａ／α  ・・・（２−１）
ｃ＝γ×ａ／α  ・・・（２−２）
以上の結果を用いて、点Ｘから距離ｂ、点Ｙからの距離ｃの交点を計算して点Ｚの位置を演算することができる。
【００４０】
以上説明した演算方法によれば、図中（ｂ）に示すように、転写紙と画像との関係が斜行関係となっても、正確に測定対象画像の定着後の位置を把握することができる。
【実施例３】
【００４１】
ここでは、測定対象画像の把握手段として、測定対象画像の近傍に基準画像を設定する場合について説明する。
【００４２】
図４はこの場合における測定対象画像の位置把握方法の原理説明図である。図中（ａ）は基準位置画像として抽出された点Ａと点Ａの近傍に測定対象画像として抽出された微少画像Ｃの位置関係を示しており、これを拡大したものが（ｃ）の上段である。また、図中（ｂ）は定着後の基準位置画像点Ｘと同測定対象画像Ｚとの位置関係を示しており、これを拡大したものが（ｃ）の下段である。（ｃ）に示すとおり、基準位置画像点Ａと測定対象画像Ｃとは極近傍に抽出される為、定着後の基準位置画像点Ｘと測定対象画像Ｚとの位置関係は、転写紙と定着画像の斜行関係、定着後画像の縮み量に影響されることなく、定着前の位置関係により、基準位置画像点Ｘからの測定対象画像Ｚの位置として把握することができる。
【００４３】
以上実施例１〜３で説明したように、本発明によれば定着前の画像位置関係と定着後の画像位置関係とから定着後画像の縮み量を算出してカラー画像濃度の測定対象画像の位置を把握するようにしたので、測定対象画像を微少画像で構成でき、これによって、任意の印刷画像でのカラー画像濃度のフィードバック制御が可能となり、カラーパッチの印字が不要となり、余分なトナーや転写紙の消耗を廃絶しつつ、色再現性と色安定性、更には、ユーザー操作性に優れたカラー画像形成装置が実現する事ができる。
【００４４】
なお、以上の説明では、カラーセンサとしてラインセンサを用いた場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エリアセンサを用いて、印刷画像の一部で実施することも可能である。更に、同エリアセンサを用いて、当該エリアセンサを主走査方向に移動可能に構成することで、実施例１〜３の説明と同様にして実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】転写紙上に、印刷画像に対する位置基準を示すトンボマークを印刷する場合の実施例１を説明する説明図である。
【図２】実施例１における画像制御回路の制御ブロック図である。
【図３】実施例２の縮み量と測定対象画像の定着後位置の演算原理を説明する原理説明図である。
【図４】実施例３における測定対象画像の位置把握方法の原理説明図である。
【図５】従来例における画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】従来例におけるカラーセンサの一例を示す図である。
【図７】従来例におけるＣＣＤセルの出力と転写画像濃度との関係例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ｙ〜１Ｋ  感光体
７  定着器
８  カラーセンサ
９  画像制御手段
１０１  転写紙
１０２  印刷画像領域
Ｔａ〜Ｔｄ  トンボマーク
Ｙ，Ｍ，Ｃ  測定対象画像
２０１  測定対象画像抽出手段
２０２、２０３  メモリ
２０４  レーザー制御手段
２０５  プロセス制御手段
２０６  画像制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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