(57)【要約】【課題】濃度補正のためのセンサの調整時間を増加させることなく、精度の良い濃度補正を行う画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体に向けて光を照射する照射手段と、照射手段が照射した光の反射光を受光する受光手段とを含み、像担持体に形成された画像を検出する検出手段と、照射手段が光を照射していないときの受光手段の出力値であるオフセット値と検出手段の温度との関係を示す温度特性情報を格納する格納手段と、検出手段が像担持体に形成されたテスト画像を検出した際の検出手段の温度におけるオフセット値を温度特性情報から求め、求めたオフセット値とテスト画像を検出した際の受光手段の出力値とに基づきテスト画像の濃度を求めて濃度補正を行う制御手段と、を備え、制御手段は、所定タイミングにおいて、検出手段の温度とオフセット値とを検出し温度特性情報を更新する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に画像を形成する形成手段と、
前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段が照射した光の反射光を受光する受光手段と、を含み、前記像担持体に形成された画像を検出する検出手段と、
前記検出手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記照射手段が光を照射していないときの前記受光手段からの出力値であるオフセット値と前記検出手段の温度との関係を示す温度特性情報を格納する格納手段と、
前記検出手段が前記形成手段により前記像担持体に形成されたテスト画像を検出した際の前記検出手段の温度におけるオフセット値を前記温度特性情報から求め、前記求めたオフセット値と前記テスト画像を検出した際の前記受光手段の出力値とに基づき前記テスト画像の濃度を求めて濃度補正制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、所定タイミングにおいて、前記検出手段の温度と、前記オフセット値と、を検出し、前記格納手段に格納された前記温度特性情報を更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記所定タイミングにおいて検出した前記検出手段の温度及び前記オフセット値と、前記格納手段に格納された前記温度特性情報における複数の所定温度及び当該複数の所定温度でのオフセット値とを多項式で近似し、近似した多項式に前記温度特性情報を更新することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置の温度を所定の温度範囲内に制御する温度制御手段をさらに備えており、
前記複数の所定温度は、前記所定の温度範囲外の温度と、前記所定の温度範囲の上限及び下限の温度から選択された温度であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定タイミングの頻度は、前記濃度補正制御の頻度より少ないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記所定タイミングにおける前記検出手段の温度と、前記格納手段に格納された、前記温度特性情報を更新したときの前記検出手段の温度との差が所定範囲内であると、前記所定タイミングにおいて前記格納手段に格納された温度特性情報の更新を行わないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定タイミングは、前記画像形成装置の電源が投入されたタイミングであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記所定タイミングは、前記画像形成装置が省電力モードから復帰したタイミングであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記求めたオフセット値と前記テスト画像を検出した際の前記受光手段の出力値との差に基づき前記テスト画像の濃度を求めることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置における濃度補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、形成する画像の品質を保つために色ずれ補正や濃度補正が行われる。例えば、濃度補正は、感光体や中間転写体などの像担持体に濃度補正用のテストパターンを形成し、テストパターンの濃度を光学式センサで検出して階調補正テーブルを生成することにより行われる。ここで、光学式センサの受光素子には、光が入射していない場合でも微量の電流、つまり、暗電流が流れる。この暗電流は、温度により変動するため、光学式センサの温度変化により光学式センサが出力する電圧も変化する。このため、特許文献１は、テストパターンの検出前に受光素子の暗電流で生じるオフセット電圧を測定し、測定したオフセット電圧を考慮してテストパターンの濃度を検出する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１２９８８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置が濃度補正に係る時間を短くするためには、受光素子の暗電流で生じるオフセット電圧の測定頻度を減らす必要がある。このため、オフセット電圧の測定は、画像形成装置の電源投入時のみに実施する構成とすることができる。そして、濃度補正においては、電源投入時に取得したオフセット電圧を参照してテストパターンの濃度を求める。しかしながら、電源投入時と濃度補正時とで光学式センサの温度が異なると暗電流によるオフセット電圧の値も変わるため、テストパターンの検出濃度の誤差が増加する。一方、濃度補正の度に暗電流で生じるオフセット電圧の測定を行うと、濃度補正に係る時間が長くなり、装置のダウンタイムが増加する。
【０００５】
本発明は、濃度補正のためのセンサの調整時間を増加させることなく、精度の良い濃度補正を行う画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に画像を形成する形成手段と、前記像担持体に向けて光を照射する照射手段と、前記照射手段が照射した光の反射光を受光する受光手段と、を含み、前記像担持体に形成された画像を検出する検出手段と、前記検出手段の温度を検出する温度検出手段と、前記照射手段が光を照射していないときの前記受光手段からの出力値であるオフセット値と前記検出手段の温度との関係を示す温度特性情報を格納する格納手段と、前記検出手段が前記形成手段により前記像担持体に形成されたテスト画像を検出した際の前記検出手段の温度におけるオフセット値を前記温度特性情報から求め、前記求めたオフセット値と前記テスト画像を検出した際の前記受光手段の出力値とに基づき前記テスト画像の濃度を求めて濃度補正制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定タイミングにおいて、前記検出手段の温度と、前記オフセット値と、を検出し、前記格納手段に格納された前記温度特性情報を更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、センサの調整時間を増加させることなく精度の良い濃度補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による画像形成装置の構成図。
【図２】一実施形態による画像形成装置の制御構成図。
【図３】一実施形態による中間転写ベルト周辺の構成を示す斜視図。
【図４】一実施形態によるセンサの構造図。
【図５】一実施形態によるセンサの受光回路の構成図。
【図６】一実施形態によるセンサの温度とオフセット電圧の関係を示す図。
【図７】一実施形態による階調補正テーブルの生成処理の説明図。
【図８】一実施形態による温度特性テーブル更新処理のフローチャート。
【図９】一実施形態による温度特性テーブル更新処理の説明図。
【図１０】一実施形態による濃度補正制御のフローチャート。
【図１１】一実施形態による温度特性テーブル更新処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１００の構成図である。画像形成装置１００は、中間転写ベルト２に沿って配列された画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれの現像部で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、同様の構成である。以下では、画像形成部１ａについて説明し、他の画像形成部１ｂ、１ｃ、１ｄについては、参照符号の文字"ａ"を、"ｂ"、"ｃ"、"ｄ"に読み替えて説明されたものとする。画像形成部１ａの感光体ａは、像担持体であり、画像形成時には回転駆動される。なお、感光体ａは、不図示の帯電ローラにより一様な電位に帯電される。露光部６は、帯電された感光体ａを光で走査・露光し、感光体ａに静電潜像を形成する。画像形成部１ａの不図示の現像部は、感光体ａの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。一次転写ローラ２ａは、感光体ａのトナー像を中間転写ベルト２に転写する。なお、画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが形成する各色のトナー像を重ねて中間転写ベルト２に転写することでフルカラーのトナー像が形成される。
【００１１】
中間転写ベルト２は、無端状のベルト部材であって、テンションローラ２７、駆動ローラ２６、二次転写張架ローラ２５、並びに、一次転写張架ローラ２８及び２９に掛け渡して支持されている。そして、画像形成時、中間転写ベルト２は、駆動ローラ２６の回転に従属して矢印Ｒ２方向に回転する。これにより、中間転写ベルト２のトナー像は、二次転写部Ｔ２に向けて搬送される。一方、分離ローラ８は、カセット４の記録材Ｐを１枚ずつ分離して、レジストローラ９へ送り出す。レジストローラ９は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト２のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト２と二次転写ローラ２２が当接する領域であり、二次転写ローラ２２は、二次転写部Ｔ２において、記録材Ｐに中間転写ベルト２のトナー像を転写する。定着部５は、ヒータを設けた定着ローラ５ａに加圧ローラ５ｂを圧接して加熱ニップを形成している。記録材Ｐは、加熱ニップで挟持搬送される過程で、加熱加圧され、これによりトナー像が記録材Ｐに定着される。排紙ローラ１１は、トナー像が定着された記録材Ｐを排紙トレイ７へ排出する。なお、中間転写ベルト２に対向して中間転写ベルト２に形成されたトナー像の濃度を検出するセンサ８０が設けられている。
【００１２】
図２は、本実施形態による画像形成装置の制御構成を示している。制御部２００は、画像形成装置の統括的な制御を行う。操作部２０２は、ユーザが画像形成装置を操作するための指示を入力し、ユーザに各種情報を表示するユーザインターフェースである。ＣＰＵ２０１ａは、ＲＯＭ２０１ｃに格納されたプログラムを実行して各種処理を行う。ＲＡＭ２０１ｂは、画像形成装置を制御するためにＣＰＵ２０１ａが使用する各種データ等を格納する格納部である。画像制御部２２０は、画像データに基づき図１の各部を制御して画像形成を行う。ＣＰＵ２０１ａは、センサＩＦ２０９経由でセンサ８０が出力する信号を受け取って濃度補正や、後述する温度特性テーブルの管理を実行する。
【００１３】
図３は、本実施形態による画像形成装置の中間転写ベルト２周辺の構成を示している。駆動ローラ２６は、図示しない駆動モータによって駆動され、中間転写ベルト２は、駆動ローラ２６の回転により図中の矢印Ｈの方向に回転駆動される。中間転写ベルト２と対向する位置には、光学式センサであるセンサ８０が配置され、さらに、センサ８０の温度を検出する温度検出部として動作する温度センサ７０が配置されている。濃度補正時、各画像形成部１ａ〜１ｄは、複数のパッチを含む濃度補正用のテストパターン９８を中間転写ベルト２に形成し、センサ８０は、中間転写ベルト２に向けて光を照射し、その表面や、その上に形成されたテストパターン９８からの反射光を検出する。
【００１４】
図４は、センサ８０の構成図である。センサ８０は、発光素子８０ａと受光素子８０ｂと、を備えている。発光素子８０ａは、例えば、赤外ＬＥＤであり、受光素子８０ｂは、例えば、赤外光に感度をもつフォトトランジスタである。濃度補正制御において、発光素子８０ａは、中間転写ベルト２に向けて光を照射し、受光素子８０ｂは、中間転写ベルト２や、中間転写ベルト２に形成されたテストパターン９８からの反射光を受光する。受光素子８０ｂが受光する反射光は、テストパターンの各パッチの濃度に応じた強度であり、これにより制御部２００は、パッチの濃度を検出する。なお、センサ８０が照射する光は、赤外光に限定されず、可視光とすることもできる。
【００１５】
図５は、センサＩＦ２０９に含まれる受光回路９０の構成図である。受光素子８０ｂに光が入射されると電流が発生し、この電流が受光回路９０に入力され、抵抗６２、６３により電圧に変換される。オペアンプ６４は、インピーダンス変換を行い、オペアンプ６４の出力は、抵抗６５、６６によりＣＰＵ２０１ａに最適な電圧範囲に変換され、センサ８０の検出電圧としてＣＰＵ２０１ａに入力される。上述した様に、受光素子８０ｂには暗電流が流れ、これにより発光素子８０ａが光を照射していないときにも受光回路９０はある値をもった電圧を出力する。この電圧がオフセット電圧である。なお、オフセット電圧は、センサ８０の発光素子８０ａを消灯させた状態で受光回路９０からの出力電圧を測定することで得られる。
【００１６】
ＣＰＵ２０１ａは、テストパターンのパッチを検出した際の受光回路９０の出力信号の電圧、つまり、ＣＰＵ２０１ａの検出電圧がＳ１であり、そのときのオフセット電圧がＳ０である場合、当該パッチの濃度Ｙ１を、以下の式により求める。
Ｙ１＝ｋ×（Ｓ１−Ｓ０）
なお、ｋは、０より大きい所定の定数である。つまり、ＣＰＵ２０１ａは、検出電圧からオフセット値を示すオフセット電圧を差し引いた値によりパッチの濃度を求める。なお、暗電流には温度特性があり、センサ８０の温度によってその値は変化する。したがって、オフセット電圧も温度により変化する。
【００１７】
図６は、センサ８０の温度とオフセット電圧の関係の一例を示している。図６の関係においては、センサ温度が１５℃の場合と４０℃の場合とでは、オフセット電圧に５９ｍＶの差が生じている。よって、オフセット電圧を測定する際のセンサ温度と、濃度補正時のセンサ温度が異なる場合には、温度差を考慮してパッチの濃度を求める必要がある。
【００１８】
図７は、濃度補正制御において生成する階調補正テーブルの説明図である。ＣＰＵ２０１ａは、濃度の異なる複数のパッチを含むテスト画像であるテストパターンを形成するために使用したデータ出力値と、各パッチについて検出した濃度データから図７（Ａ）に示す階調特性グラフを近似曲線にて作成する。図７（Ａ）において、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ９、Ｙ１０が形成したパッチに対応している。ＣＰＵ２０１ａは、このグラフと、図７（Ａ）において直線で示す理想的な階調特性との差分を算出し、図７（Ｂ）に示すような、理想の階調特性に補正するための階調補正テーブルを作成してＲＡＭ２０１ｂに記憶する。なお、濃度補正は、各色それぞれに対して実行する。
【００１９】
本実施形態においては、画像形成装置の電源投入後の初期動作時に温度特性テーブルの更新を行う。ここで、温度特性テーブルとは、センサ８０の温度とオフセット電圧との関係、つまり、センサ８０の温度特性情報を示すテーブルである。なお、温度特性テーブルの初期データは、センサ８０の特性に一致した代表データであり、あらかじめ画像形成装置に記憶されている。図８は、初期動作時に行う温度特性テーブル更新のフローチャートである。Ｓ１０において、制御部２００は、オフセット電圧の検出を行うと同時に、温度センサ７０によりセンサ８０の温度を検出する。制御部２００は、オフセット電圧及びセンサ８０の検出温度から、ＲＡＭ２０１ｂに記憶されている温度特性テーブルの更新を行う。
【００２０】
図９は、図８のＳ１１での処理の説明図である。図９の実線は、更新前の温度特性テーブルが示すセンサ温度とオフセット電圧の関係を示している。また、図９の点Ａは、Ｓ１０で検出したセンサ温度とオフセット電圧を示している。一例として、制御部２００は、補正前の温度特性テーブルにおける複数の所定温度におけるオフセット電圧と、Ｓ１１で測定したセンサ温度でのオフセット電圧を多項式で近似して温度特性テーブルを更新する。
【００２１】
一例として、本実施形態の画像形成装置は、図示しない温度制御部を備えている。温度制御部は、例えば、ファン及びヒータを含み、画像形成装置内の温度を所定の温度範囲内に保つために設けられている。例えば、本例において、制御部２００は、１０℃から３５℃の温度範囲内に画像形成装置の温度を保つようにファンやヒータを制御する。この場合、例えば、補正前の温度特性テーブルの５℃、１０℃、３５℃、４０℃でのオフセット電圧と、Ｓ１１で測定したセンサ温度でのオフセット電圧を４次多項式で近似して、図９の点線で示す様に温度特性テーブルを更新する。つまり、例えば、画像形成装置を動作させる所定の温度範囲外又は所定の温度範囲の上限及び下限の温度から選択した温度におけるオフセット電圧と、測定した温度におけるオフセット電圧を使用して、動作範囲内における温度特性を更新する。
【００２２】
なお、温度特性テーブルの更新方法は、上述した方法に限定されない。例えば、近似に使用する多項式の次数は、４次以外のものであっても良い。また、近似に使用する更新前の温度特性テーブルの温度は、上述した温度以外であっても良く、その数も４つに限定されない。さらに、近似に使用する更新前の温度特性テーブルの温度は、上述した様な、画像形成装置の動作範囲外又は動作範囲の上限及び下限の温度以外の温度であっても良い。また、例えば、Ｓ１０で検出した温度における更新前のオフセット電圧と、Ｓ１０で検出したオフセット電圧の差を求めて、その差だけ更新前のオフセット電圧をずらす形態であっても良い。また、温度特性テーブルの更新は、電源投入時のみならず、例えば、画像形成装置が省電力モードから復帰したとき等の任意の所定タイミングに行う構成とすることもできる。いずれにしても図８の処理を繰り返すことで、センサ８０の温度特性テーブルは、受光素子８０ｂの実際の温度特性をより正確に示すものになってゆく。
【００２３】
図１０は、本実施形態による濃度補正制御のフローチャートである。濃度補正制御は、所定の条件に合致することで開示される。所定の条件は、例えば、予め決められた枚数以上の印刷ジョブの終了後とすることができる。また、電源投入からの経過時間や前回の濃度補正制御からの経過時間が所定の時間に達することで濃度補正制御を開始する構成とすることもできる。さらには、初期動作等において温度特性テーブルを補正した後に続けて行うこともできる。濃度補正制御の開始により、制御部２００は、Ｓ２０で、中間転写ベルト２にテストパターンを形成する。Ｓ２１で、制御部２００は、センサ８０の出力電圧と、センサ８０の温度を検出する。Ｓ２２で、制御部２００は、センサ８０の温度と、温度特性テーブルに基づき現在の温度におけるオフセット電圧を求め、センサ８０の出力電圧からオフセット電圧を減じた値によりテストパターンの各パッチの濃度を求める。その後、Ｓ２３で、制御部２００は、各パッチの検出濃度に基づき階調補正テーブルを更新する。
【００２４】
以上、所定の条件に合致すると、センサ８０の温度と、オフセット電圧を測定して、温度特性テーブルを更新して保存しておく。そして、濃度補正制御時には、保存している温度特性テーブルに基づきオフセット電圧を判定してパッチの濃度を検出する。なお、温度特性テーブルの更新の頻度は、濃度補正制御の頻度より少なくなる様に、それぞれの開始条件を設定する。この構成により、濃度補制御に係る時間を短縮しつつ、精度の良い濃度補正を行うことができる。
【００２５】
＜第二実施形態＞
第一実施形態においては、所定の条件を電源投入時とし、電源投入時において温度特性テーブルの更新を行っていた。本実施形態においては、電源投入時において、温度特性テーブルを前回更新したときのセンサ８０の温度と、現在のセンサ８０の温度を比較し、その差が所定範囲内であると温度特性テーブルの更新を行わない。一方、その差が所定範囲外であると、第一実施形態と同様に温度特性テーブルを更新する。
【００２６】
図１１は、本実施形態による温度特性テーブル更新処理のフローチャートである。電源投入時の初期動作において、制御部２００は、Ｓ３０でまず、温度センサ７０によりセンサ８０の温度を検出する。制御部２００は、ＲＡＭ２０１ｂに記憶しておいた、温度特性テーブルを前回更新したときの温度と、Ｓ３０で検出した温度との差が所定範囲内であるかを判定する。温度の差が所定範囲内であると、制御部２００は温度特性テーブルを更新することなく処理を終了する。一方、温度の差が所定の範囲内にはないと、制御部２００は、Ｓ３２でオフセット電圧を検出し、Ｓ３３で温度特性テーブルの更新処理を行う。なお、Ｓ３３の処理は、図８のＳ１１の処理と同様であり再度の説明は省略する。制御部２００は、温度特性テーブルの更新後、Ｓ３４において、Ｓ３０で検出した温度をＲＡＭ２０１ｂに保存する。
【００２７】
以上、本実施形態においては前回の温度特性テーブルの更新からの温度変化が所定範囲より大きいときに温度特性テーブルの更新を行う。したがって、温度特性テーブルを維持するための処理時間をさらに低減させることができる。
【００２８】
［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２：中間転写ベルト、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：画像形成部、８０：センサ、７０：温度センサ、２０１ｂ：ＲＡＭ、２００：制御部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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