JP2014119729A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行しつつ、記録材への裏汚れを防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、印刷中、像担持体に形成する印刷対象の画像の間に、像担持体の表面の移動方向と異なる方向の複数のラインをそれぞれが有する複数の検出画像を、濃度に関する画像形成条件を変化させながら形成する画像形成手段と、像担持体に形成された複数の検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、検出手段からの出力信号のピーク値に基づき、画像形成条件を制御する制御手段と、を備えており、検出手段は、像担持体に光を照射する発光手段と、発光手段が発光し、像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する検出信号の値の差に応じた信号を出力信号として出力する出力手段と、を備えている。
【選択図】図11An image forming apparatus is provided that forms a detection image in a non-transfer area and executes calibration, and prevents a recording material from being stained.
An image forming apparatus includes a plurality of detection images each having a plurality of lines in directions different from a moving direction of a surface of an image carrier between images to be printed formed on the image carrier during printing. , An image forming unit that forms an image while changing image forming conditions relating to density, a detecting unit that detects a plurality of detection images formed on the image carrier and outputs an output signal, and a peak value of an output signal from the detecting unit And a control means for controlling the image forming conditions, and the detection means receives the light emitted from the light emitting means and reflected by the image carrying body. The output signal is a signal corresponding to the difference in the value of the detection signal corresponding to the received light amount including the specularly reflected light components from different positions on the surface of the image carrier and the light receiving means that outputs the detection signal corresponding to the received light amount. An output means for outputting, That.
[Selection] Figure 11
Description
本発明は、主に電子写真プロセスを採用したカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置におけるキャリブレーションに関する。 The present invention relates to calibration in an image forming apparatus such as a color laser printer, a color copying machine, and a color facsimile that mainly employ an electrophotographic process.
近年、電子写真方式のカラー画像形成装置は、印刷スピードの高速化のために、感光体を色毎に設けた構成であるタンデム型が主流となっている。タンデム型の画像形成装置では、例えば中間転写ベルトに色ずれや濃度検出のためのパターンである検出画像を形成し、検出画像からの反射光を光学センサで検出することで色ずれや濃度の補正、つまり、キャリブレーションを実行している。このキャリブレーションは、例えば、感光体を含むカートリッジの交換時や、所定枚数の印刷後や、所定時間の経過後や、温湿度環境の変化等のタイミングで実行される。 In recent years, an electrophotographic color image forming apparatus is mainly a tandem type in which a photoconductor is provided for each color in order to increase the printing speed. In a tandem type image forming apparatus, for example, a detection image, which is a pattern for detecting color misregistration and density, is formed on an intermediate transfer belt, and reflected light from the detected image is detected by an optical sensor to correct color misregistration and density. That is, calibration is executed. This calibration is executed, for example, when the cartridge including the photoconductor is replaced, after a predetermined number of prints, after a predetermined time has elapsed, or when the temperature / humidity environment changes.
画像形成装置においては、複数の記録材に連続して画像形成を行うと装置内温度が上昇し、画像形成条件が変化し、画像濃度や色味が変動してしまうことがある。このため特許文献1は、連続印刷を行いながら、キャリブレーションを逐次実行する構成を開示している。具体的には、中間転写ベルトの、記録材に転写する画像の後端と次の記録材に転写する画像の先端の間の領域(以下、非転写領域と呼ぶ。)において、検出画像の形成と検出を行うというものである。特許文献1の構成では、キャリブレーションの実行のために画像形成を中断する必要がなくなる。
In an image forming apparatus, when image formation is continuously performed on a plurality of recording materials, the temperature in the apparatus rises, image forming conditions change, and image density and color may change. For this reason,
しかしながら、中間転写ベルトを使用する画像形成装置では、中間転写ベルトのトナー像を除去するクリーニングブレード等は、トナー像を記録材に転写する二次転写ローラより、中間転写ベルトの回転移動方向において下流側に配置されている。そのため、非転写領域に形成した検出画像は、二次転写ローラに付着し、よって、その後に通過する記録材の裏側に検出画像のトナーが付着する裏汚れ現象が発生する。この裏汚れを防止するためには、検出画像が二次転写ローラを通過するタイミングで、二次転写ローラが出力する転写バイアスを転写時とは逆極性に切り替えれば良い。しかしながら、転写バイアスを逆極性に切り替える制御を行っても、検出画像の濃度が高い場合には、依然、検出画像が二次転写ローラに付着する。 However, in an image forming apparatus that uses an intermediate transfer belt, a cleaning blade or the like that removes the toner image on the intermediate transfer belt is downstream in the rotational movement direction of the intermediate transfer belt from the secondary transfer roller that transfers the toner image to the recording material. Arranged on the side. For this reason, the detected image formed in the non-transfer area adheres to the secondary transfer roller, and therefore, a back smear phenomenon occurs in which the toner of the detected image adheres to the back side of the recording material that passes thereafter. In order to prevent this back stain, the transfer bias output from the secondary transfer roller may be switched to a polarity opposite to that at the time of transfer at the timing when the detected image passes through the secondary transfer roller. However, even if the control for switching the transfer bias to the reverse polarity is performed, if the density of the detected image is high, the detected image still adheres to the secondary transfer roller.
本発明は、非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行しつつ、記録材への裏汚れを防止する画像形成装置を提供するものである。 The present invention provides an image forming apparatus that forms a detection image in a non-transfer area and performs calibration while preventing back-staining on a recording material.
本発明の一態様によると、画像形成装置は、印刷中、像担持体に形成する印刷対象の画像の間に、前記像担持体の表面の移動方向と異なる方向の複数のラインをそれぞれが有する複数の検出画像を、濃度に関する画像形成条件を変化させながら形成する画像形成手段と、前記像担持体に形成された前記複数の検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、前記検出手段からの出力信号のピーク値に基づき、前記画像形成条件を制御する制御手段と、を備えており、前記検出手段は、前記像担持体に光を照射する発光手段と、前記発光手段が発光し、前記像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号を前記出力信号として出力する出力手段と、を備えていることを特徴とする。 According to an aspect of the present invention, the image forming apparatus includes a plurality of lines in directions different from the moving direction of the surface of the image carrier between the images to be printed formed on the image carrier during printing. Image forming means for forming a plurality of detection images while changing image forming conditions relating to density, detection means for detecting the plurality of detection images formed on the image carrier and outputting an output signal, and the detection Control means for controlling the image forming condition based on a peak value of an output signal from the means, the detection means is a light emitting means for irradiating light to the image carrier, and the light emitting means emits light. A light receiving unit that receives light reflected by the image carrier and outputs a detection signal corresponding to the amount of light received; and a light reception amount that includes specularly reflected light components from different positions on the surface of the image carrier. Difference in value of the detection signal Characterized in that the response signal and a, and output means for outputting as the output signal.
非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行しつつ、記録材への裏汚れを防止することができる。 It is possible to prevent the recording material from being soiled while forming a detection image in the non-transfer area and performing calibration.
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。また、以下の各図において、同様の構成要素には同様の参照符号を使用する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiments are omitted from the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are used for the same components.
<第一実施形態>
まず、本実施形態による画像形成装置101について図15を用いて説明する。図15の参照符号の末尾のY、M、C、Bkは、それぞれ、対応する部材が対象とする現像剤(トナー)の色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。なお、以下の説明において色を区別する必要がない場合には、末尾のY、M、C、Bkを省いた参照符号を使用する。帯電部2は、図中の矢印の方向に回転駆動される、像担持体である感光体1を一様に帯電し、露光部7は、感光体1にレーザ光を照射して感光体1に静電潜像を形成する。現像部3は、現像バイアスを印加することで、静電潜像に現像剤であるトナーを供給して、静電潜像を可視像であるトナー像とする。一次転写ローラ6は、一次転写バイアスにより感光体1のトナー像を中間転写ベルト8に転写する。なお、中間転写ベルト8は、矢印81の方向に回転駆動される。各感光体1が中間転写ベルト8にトナー像を重ねて転写することでカラー画像が形成される。クリーニングブレード4は、中間転写ベルト8に転写されず感光体1に残ったトナーを除去する。
<First embodiment>
First, the
搬送ローラ14、15及び16は、カセット13内の記録材を搬送路9に沿って二次転写ローラ11まで搬送する。二次転写ローラ11は、二次転写バイアスにより中間転写ベルト8のトナー像を記録材に転写する。なお、記録材に転写されず中間転写ベルト8に残ったトナーは、クリーニングブレード21により除去され、廃トナー回収容器22へと回収される。トナー像が転写された記録材は、定着部17において、加熱及び加圧されてトナー像の定着が行われ、搬送ローラ20により装置外へと排出される。尚、エンジン制御部25は、マイクロコントローラ26を搭載しており、画像形成装置101の図示しない各種の駆動源のシーケンス制御や、センサを用いた各種制御等を行う。また、中間転写ベルト8に対向する位置に光学センサ27が設けられている。
The
例えば、タンデム型のカラー画像形成装置では、装置製造時の組み付け誤差、部品公差、部品の熱膨張等により機械寸法が設計値からずれ、これにより、色毎の位置ずれが発生する。このため、各色の色ずれを検出するための検出画像を中間転写ベルト8等に形成し、形成した検出画像からの反射光を光学センサ27で検出する。そして、その検出結果に基づいて、主走査及び副走査方向の書き出し位置や画像クロックを色毎に調整することにより色ずれの補正を行う。また、画像形成装置101では、経時変化又は連続印刷により出力される画像の色味や濃度等が変化し得る。この変動を補正するために、濃度制御が行われる。濃度制御においては、中間転写ベルト8等に各色の濃度を検出するための検出画像を形成し、形成した検出画像からの反射光を光学センサ27で検出する。そして、その検出結果を各電圧条件やレーザ光のパワーといったプロセス形成条件にフィードバックすることによって各色の最大濃度や、ハーフトーン階調特性を補正する。光学センサ27による濃度検出は、検出画像を光源で照射し、反射光の強度を受光素子で検出する方式が一般的である。反射光の強度に対応する信号は、マイクロコントローラ26で処理され、プロセス形成条件にフィードバックされる。最大濃度の制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと、トナーの載り過ぎによる色重ねした画像の飛び散りや、定着不良を防止することを目的とする。一方、ハーフトーンの階調制御は、非線形的な入出力特性によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止することを目的としている。
For example, in a tandem type color image forming apparatus, the machine dimensions deviate from the design value due to assembly errors, part tolerances, thermal expansion of parts, etc. during the manufacture of the apparatus, thereby causing a positional deviation for each color. For this reason, a detection image for detecting color misregistration of each color is formed on the intermediate transfer belt 8 or the like, and the reflected light from the formed detection image is detected by the
以下、本実施形態の光学センサ27の詳細について、図1を用いて説明する。図1(A)は、光学センサ27の斜視図であり、図1(B)は、図1(A)のX方向から見た図である。本実施形態による光学センサ27は、基板271の上に配置された、発光素子272と、複数の受光素子273n、273p、274n及び274pを含む受光部270と、制御回路275と、遮光壁276と、を有している。発光素子272は、例えば、反射板の付帯がないLEDチップを有し、光学部材等により照射光の絞り込みを行うことなく、点光源の発散光束を中間転写ベルト8に照射する。受光部270の各受光素子は、中間転写ベルト8の移動方向81に沿ってアレイ状に配列されている。各受光素子は、例えば、受光量に応じた電流を出力するフォトダイオードである。なお、本実施形態において、中間転写ベルト8での反射光は、集光レンズ等の、集光するための、或いは、光を絞るための光学部材を経由することなく受光素子において受光量に応じた信号に変換される。また、以下の説明においては、受光素子273n及び受光素子274nを受光部Anとも呼び、受光素子273p及び274pを受光部Apとも呼ぶ。つまり、受光部270は、受光部Ap(第1の受光部)と受光部An(第2の受光部)が交互に配置されたものである。この様に、本実施形態では、1つの受光部Apが1つの受光素子273p、274pに対応し、1つの受光部Anが1つの受光素子273n、274nに対応するものであるが、1つの受光部Ap及び1つの受光部Anは、複数の受光素子を含むものであっても良い。つまり、本実施形態は、それぞれが1つ以上の受光素子で構成される受光部Apと受光部Anを交互に配置したものとすることができる。
Hereinafter, the details of the
図1(A)に示す様に、本実施形態において、受光部Ap及びAnの配列方向の幅は等しくWsnsであり、受光部Ap及び受光部Anのピッチは等しく、その値Psnsは、受光部Ap及び受光部Anの幅の2倍である。なお、本実施形態において受光部Apのピッチとは、隣接する受光部Apの対応する位置間の距離を意味し、隣接する受光部Apの間の距離を意味するものではない。同様に、本実施形態において受光部Anのピッチとは、隣接する受光部Anの対応する位置間の距離を意味し、隣接する受光部Anの間の距離を意味するものではない。なお、本実施形態においては、各受光部Ap及び各受光部Anの受光面の配列方向の幅は略Wsnsに等しく、かつ、各受光部Ap及び各受光部Anの受光面積は等しいものとする。 As shown in FIG. 1A, in this embodiment, the widths of the light receiving portions Ap and An in the arrangement direction are equal to Wsns, the pitches of the light receiving portions Ap and the light receiving portions An are equal, and the value Psns is It is twice the width of Ap and the light receiving part An. In the present embodiment, the pitch of the light receiving portions Ap means the distance between the corresponding positions of the adjacent light receiving portions Ap, and does not mean the distance between the adjacent light receiving portions Ap. Similarly, in the present embodiment, the pitch of the light receiving portions An means the distance between the corresponding positions of the adjacent light receiving portions An, and does not mean the distance between the adjacent light receiving portions An. In the present embodiment, the width in the array direction of the light receiving surfaces of each light receiving portion Ap and each light receiving portion An is substantially equal to Wsns, and the light receiving areas of each light receiving portion Ap and each light receiving portion An are equal. .
制御回路275は、発光素子272及び受光部270に電気的に接続されており、後述する信号処理回路が構成されている。遮光壁276は、発光素子272が照射した光が中間転写ベルト8を介さずに受光部270に入射することを防止するために設けられている。なお、中間転写ベルト8の表面は、光沢状にコーティング処理が行われており、発光素子272から照射された光はほぼ正反射する。一方、中間転写ベルト8に形成された画像のトナー部分では、発光素子272から照射された光は吸収又は拡散反射される。例えば、光源が赤色LEDの場合、照射光は、シアンとブラックのトナーに吸収され、イエローとマゼンタのトナーにより拡散反射される。また、例えば、光源が赤外LEDの場合、照射光は、ブラックのトナーに吸収され、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナーにより拡散反射される。図1(A)及び(B)では、発光素子272が照射し、中間転写ベルト8の表面で正反射した光を矢印で示している。なお、図1(B)においては、照射光がトナーに吸収又はトナーで拡散反射されることにより、受光部270が形成された領域において反射光が弱くなる様子、つまり、トナーにより影ができる様子を符号279で示している。
The
以下、濃度の検出画像であるパターン画像40と、受光部270上に投影される光の関係について説明する。本実施形態において、パターン画像40は、中間転写ベルト80表面の移動方向81と直交する方向のラインを、移動方向81に沿って2つ形成した縞状のトナー像とする。なお、本実施形態においてラインは、最適な実線を例として説明するが、細かな斑状となる点線や破線であっても良い。なお、形成するラインの数は例示であり、2以上の任意の数を使用できる。以後、パターン画像40のライン間の部分をスペースと呼ぶものとする。図1(A)に示す様に、本実施形態のパターン画像40のライン幅はWt40であり、スペース幅はWb40であり、ライン間のピッチはPt40である。なお、パターン画像40のライン幅は、例えば、数ドットレベル(600dpiの解像度で、1ドットは42.3μm)である。なお、本実施形態においてライン間のピッチとは、隣接する2つのラインの対応する位置間の距離を意味するものであり、スペースの幅を意味するものではない。
Hereinafter, the relationship between the
発光素子272は点光源の発散光束を照射するタイプのLEDであるため、中間転写ベルト8に形成されたパターン画像40による像は、所定の倍率で受光部270に投影される。本実施形態においては、中間転写ベルト8と、基板271は平行に配置されているため、発光素子272から中間転写ベルト8への入射光と正反射光は等角である。さらに、発光素子272と受光部270は基板271上の表面高さが同一になるように構成されている。つまり、入射光(往路)と正反射光(復路)の光路長は等しくなっている。そのため、中間転写ベルト8に形成した縞状のパターン画像40は、2倍の大きさの像となって受光部270上に投影される。つまり、中間転写ベルト8のパターン画像40のライン幅Wt40、スペース幅Wb40、ライン間のピッチPt40は、受光部270上に投影されたときには総て2倍の大きさとなる。受光部270の位置において2倍の大きさとなるパターン画像40による明暗は、中間転写ベルト8の移動により移動し、受光部Ap及び受光部Anは、この明暗の移動方向(第1方向)に沿って配置されている。
Since the
次に、制御回路275について図2を用いて説明する。制御回路275は、基板271上で受光部270と接続されている。さらに、制御回路275の内部では、受光部Apを構成する受光素子273pと274pが接続されており、受光部Anを構成する受光素子273nと274nが接続されている。また、受光部Apは、IV変換アンプ281に接続され、受光部Anは、IV変換アンプ284に接続されている。そして、受光部270が光を受光すると、受光部Apの総受光量に対応する電流Iapと、受光部Anの総受光量に対応する電流Ianが、それぞれ、IV変換アンプで電圧に変換される。
Next, the
電圧Vccを抵抗287及び288で分圧することにより生成した基準電圧Vref1がボルテージフォロア289により、IV変換アンプ281及び284の非反転入力端子に入力されている。従って、受光部270が光を受光していないときには、IV変換アンプ281及び284は基準電圧Vref1を出力し、光を受光したときには、IV変換アンプ281及び284は、それぞれ、次式で表わされる電圧S1及び電圧S2を出力する。
S1=Vref1−(R282×Iap)
S2=Vref1−(R285×Ian)
ここで、R282は抵抗282の抵抗値であり、R285は抵抗285の抵抗値である。なお、コンデンサ283及び286は位相補償およびノイズ除去のために設けられている。
A reference voltage Vref1 generated by dividing the voltage Vcc by the
S1 = Vref1− (R 282 × Iap)
S2 = Vref1- ( R285 * Ian)
Here, R 282 is the resistance value of the
抵抗291から294と共に構成される差動アンプ290の非反転入力端子には、ボルテージフォロア298から基準電圧Vref2が入力される。なお、基準電圧Vref2は、電圧Vccを抵抗296及び297により分圧して生成したものである。差動アンプ290は、基準電圧Vref2と、S1及びS2の差動増幅を行って端子295に光学センサ27の出力信号であるセンサ信号Vsns=Vref2+S2−S1を出力する。よって、受光部Apの総受光量と、受光部Anの総受光量が等しいとき、センサ信号は基準電圧Vref2となる。一方、受光部Apの総受光量が、受光部Anの総受光量より大きいと、センサ信号は基準電圧Vref2より大きくなる。これに対して、受光部Apの総受光量が、受光部Anの総受光量より小さいと、センサ信号は基準電圧Vref2より小さくなる。つまり、光学センサ27は、受光部Apの総受光量から受光部Anの総受光量を減じた値に応じた振幅の信号を出力する。
The reference voltage Vref2 is input from the
次に、発光素子272の点灯回路について説明する。制御回路275には発光素子272を定電流駆動するために、オペアンプ299及び付帯回路が設けられている。オペアンプ299は、トランジスタ302を駆動することにより発光素子272を電流駆動して点灯させる。点灯時に発光素子272を流れる電流は抵抗器301により検出され、オペアンプ299の反転入力端子でモニタされる。一方、オペアンプ299の非反転入力端子には、発光素子272の駆動電流をマイクロコントローラ26が設定するための電圧入力端子Trgtが接続される。つまり、オペアンプ299は端子Trgtから設定された値になるように発光素子272を定電流駆動する。
Next, a lighting circuit of the
次に、光学センサ27が中間転写ベルト8のパターン画像40を検出したときの出力信号について説明する。パターン画像40を検出するため、マイクロコントローラ26は、発光素子272を点灯し、受光部270が反射光を検出する。受光部270が出力する受光量に応じた電流は、上述した制御回路275で処理されてセンサ信号として出力される。図3(A)は、光学センサ27の受光部270と、中間転写ベルト8上に形成されたパターン画像40により受光部270の位置に生じる光の明暗との様々な位置関係を示している。なお、光の明暗は、実際には受光部270上にできるが、図3(A)では図を見やすくするため上下にずらして表示している。図3(B)は、光学センサ27の出力信号と図3(A)の各状態との関係を示したものである。なお、ここでは、中間転写ベルト8に形成したパターン画像40のライン及びスペース幅Wt40とWb40は等しく、かつ、受光部Ap及び受光部Anの幅Wsnsの半分としている。
Next, an output signal when the
状態0は、中間転写ベルト8のパターン画像40のラインによる影が光学センサ27の検出領域に到達していない状態であり、総ての受光部Ap及び受光部Anに正反射光が入射する。よって、この時の光学センサ27の出力は、図3(B)において"0"で示すアナログ基準電圧Vref2となる。
The
状態1は、パターン画像40のラインの1つによる影が受光部Anの1つを覆っている状態である。この状態では受光部Anの1つへの正反射光が遮られるために、電流Ianがほぼ半減して、出力S2が出力S1より大きくなる。従って、光学センサ27の出力は、図3(B)において"1"で示すアナログ基準電圧Vref2よりも高い電位となる。
状態2は、中間転写ベルト8の移動が進み、パターン画像40のラインの1つによる影が受光部Apの1つを覆っている状態である。この状態では受光部Apの1つへの正反射光が遮られるために、電流Iapが半減して出力S1が出力S2より大きくなる。従って、光学センサ27の出力は、図3(B)において"2"で示すアナログ基準電圧Vref2よりも低い電位となる。
状態3は、更に中間転写ベルト8が移動して、パターン画像40のラインによる影が、総ての受光部Anを覆っている状態である。この状態では、総ての受光部Anへの正反射光が遮られるために、電流Ianがほぼ0に減少し、出力S2が最大値となる。従って、光学センサ27の出力は、図3(B)において"3"で示す様に最大となる。なお、パターン画像40のトナーの色が照射光を拡散する色である場合、パターン画像40のラインからの拡散反射光が総ての受光素子に均等に拡散した状態で照射されるように、パターン画像40のピッチが形成されているため、拡散光による電流IapとIanの増減量は等しい。従って、制御回路275での差動処理で拡散反射光は相殺され、光学センサ27の出力信号は拡散反射光の影響を受けない。
状態4は、更に中間転写ベルト8が移動して、パターン画像40のラインによる影が、総ての受光部Apを覆っている状態である。この状態では、総ての受光部Apへの正反射光が遮られるために、電流Iapがほぼ0に減少し、出力S1が最大値となる。従って、光学センサ27の出力は、図3(B)において"4"で示す様に最小となる。
State 4 is a state in which the intermediate transfer belt 8 is further moved, and the shadows due to the lines of the
状態5は、更に中間転写ベルト8が移動して、パターン画像40のラインによる影が、1つの受光部Apを覆っている状態である。この状態では受光部Apの1つへの正反射光が遮られるために、光学センサ27の出力は、図3(B)において"5"で示すアナログ基準電圧Vref2よりも低い電位となる。
The state 5 is a state in which the intermediate transfer belt 8 is further moved and the shadow of the line of the
状態6は、更に中間転写ベルト8が移動して、パターン画像40のラインによる影が、受光部270の外側にある状態であり、状態0と同様に、光学センサ27が出力する電圧はアナログ基準電圧Vref2となる。
State 6 is a state in which the intermediate transfer belt 8 further moves and the shadow of the line of the
以上説明したように、パターン画像40を投影した光の明暗が受光部270を通過すると、光学センサ27は、基準電圧Vref2を中心に振動するセンサ信号を出力する。光学センサ27は、受光部Apの送受光量から受光部Anの総受光量を減じた値に対応する振幅の信号を出力するため、その振幅のピーク値は、パターン画像40を投影した光の明暗のデューティ比が50%のとき、つまり、明部と暗部の幅が同じときに最大となる。図5に、光の明暗の比率と光学センサ27の出力信号の振幅の最大値との関係を示す。
As described above, when the brightness of the light projected from the
尚、図3ではパターン画像40は、2本のラインを有するものであったが、パターン画像40のライン数は任意の数とすることができる。図4は、5本のラインを有するパターン画像40を形成したときの、光学センサ27の出力信号である。パターン画像の本数を5本とすることで、図3(B)に示す出力信号と比較して、最大振幅と最少振幅の出現回数が、増加したラインの本数に相当する3回だけ増加していることがわかる。
In FIG. 3, the
続いて、パターン画像40と、光学センサ27における受光部Ap及びAnの配置ピッチについて説明する。図1に示す光学センサ27の受光部Ap及びAnの配置ピッチ、つまり、図1のPsnsは、様々な値で製造することが可能である。一方、パターン画像40のラインのピッチは、画像形成装置の解像度に応じた制限がある。例えば、画像形成装置の解像度得を600dpiとすると、1ドットのサイズは約42.3μmとなる。したがって、副走査方向においては、基本的にこの整数倍の単位でのみ、トナーによる縞状パターンを形成することが可能である。一方、中間転写ベルト8に形成する縞状パターンと、光学センサ27を用いて受光部270に投影された、その正反射像は、本実施形態では1:2の大きさの比率となる。つまり、光学センサ27の受光部An及びApの配置ピッチ(Psns)は、画像形成装置の1ドットサイズの2倍とすることが最適であり、本実施形態の受光部An及びApはこの配置ピッチで形成されている。
Next, the
次に、上述した縞状のパターン画像40の形成方法について説明する。本実施形態では、ライン及びスペースの幅がKドット(Kは整数)となるトナーによる縞状パターンを形成するために、ラインがMドットであり、スペースがNドット(M<N:M及びNは整数)の画像データを用いる。なお、本実施形態ではM+N=2Kの関係がある。
Next, a method for forming the above-described
図6は、2ドットのラインと2ドットのスペースの繰り返しとなるパターン画像40の形成方法の説明図である。図6(A)は、形成目標となるパターン画像40を示している。ライン及びスペースが2ドットであるため、パターン画像40のラインのピッチは4ドット(約169.3μm)となる。図6(B)は、図6(A)の図に1ドット単位の仕切り線を入れたものである。画像形成装置では、この1ドットごとに各画素データが与えられて画像が形成されている。ライン幅及びスペース幅は共に2ドットに等しく、画像データではラインとスペースの比率が50対50、つまり、デューティ比は50%である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of forming a
しかしながら、現像されたパターン画像40のデューティ比は50%にはならない。図6(C)は、現像された1ドットのトナー像を示している。図6(C)に示す様に、実際に現像されるトナー像は、理想的な1ドット四方のエリアにはならず、理想的な42.3μm四方のサイズよりも大きい略円状になる。例えば、図6(C)では径が約85μmとなっている。トナー像のドット径が図6(C)に示す85μmである場合に形成されるパターン画像40を図6(D)に示す。図6(D)に示す様に、隣接するトナー像の各ドットは、互いに現像領域がオーバーラップするが、隣接する2つのドットのトナー像の副走査方向の幅、つまりラインの幅LD2は、目標とするTWよりも大きくなってしまう。よって、スペースの幅LS2は目標とするTWよりも小さくなってしまう。つまり、形成されるパターン画像40のデューティ比は50%にはならない。
However, the duty ratio of the
したがって、本実施形態では、図6(E)に示す様に、ラインを1ドットとし、スペースを3ドットとする画像データによりパターン画像40を形成する。図6(E)の画像データにより形成したパターン画像40を図6(F)に示す。なお、1ドットのトナー像の径は図6(C)に示す様に85μmとする。図6(F)に示す様に、トナーのライン幅LD1は85μmであり、目標とするTW(2ドット)にほぼ等しくなる。よって、スペース幅LS3も目標とするTWにほぼ等しくなる。つまり、1ドットのラインと、3ドットのスペースの画像データを用いてパターン画像40を形成することにより、デューティ比が略50%となるパターン画像40を形成することが可能となる。つまり、本例のように、1ドットのトナー像の径が85μmの場合、600dpiの1ドットサイズ(約42.3μm)よりも、実際のトナー像は約1ドット分太くなり、実際のスペース部分の幅は、約1ドット分細くなる。従って、本例ではラインがMドット、スペースがNドットにおいて、N=M+2とすれば、現像されたトナー像のラインとスペースの比率を約50対50とすることができる。仮に、トナー像の径が約100μmであれば、N=M+3とすれば、現像されたトナー像のラインとスペースの比率を約50対50とすることができる。これを式で示すと、
N=M+(A−1)×2
となる。ここで、Aは、トナー像の1ドットの計算上の径に対する、実際に形成される1ドットの径の比である。なお、Nは整数となるので、上記式で求めた値の小数点以下を切り上げ又は切り捨てることで求める。トナー像の径が85μmと100μmの場合、それぞれ
N=M+(2−1)×2=M+2
N=M+(2.5−1)×2=M+3
となる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6E, the
N = M + (A−1) × 2
It becomes. Here, A is the ratio of the diameter of one dot actually formed to the calculated diameter of one dot of the toner image. Since N is an integer, the value obtained by the above formula is obtained by rounding up or down the decimal point. When the toner image diameter is 85 μm and 100 μm, N = M + (2-1) × 2 = M + 2
N = M + (2.5-1) × 2 = M + 3
It becomes.
既に説明した様に、デューティ比が50%で形成されていない場合には、図5に示す様に光学センサ27の出力信号のピーク値が低下する。図7は、図6(D)のパターン画像と、図6(F)に示すパターン画像それぞれに対して光学センサ27が出力するセンサ信号を示している。
As already described, when the duty ratio is not 50%, the peak value of the output signal of the
続いて、印刷中において、非転写領域にパターン画像40を形成して濃度変動を検出する方法について説明する。なお、画像形成装置101は、印刷処理を行っていない状態等においては、従来からの公知の濃度制御を行うものとする。また、以下の処理は、各色に対してそれぞれ行うものであるが、以下では1つの色についてのみ説明を行う。まず、画像形成装置101は、通常の濃度制御後の状態において、デューティ比がほぼ正確に50%となるパターン画像を形成するための基準となるレーザ光の露光強度、つまり、パワーを判定して設定しておく。
Next, a method for detecting the density fluctuation by forming the
以下に、基準となるレーザ光のパワーの判定について説明する。なお、本例では、既に説明した様に、ライン幅及びスペース幅が共に2ドットのパターン画像40を形成するために、1ドットのラインと3ドットのスペースを形成する画像データを使用する。マイクロコントローラ26は、図10(A)に示す様に、レーザ光のパワーを段階的に変更した縞状のパターン画像50を中間転写ベルト8に形成する。なお、図10(A)の80h、FFh等は256階調でPWM制御されるレーザ光のパワーである。そして、パターン画像50を光学センサ27で検出する。図10(B)に示す様に、光学センサ27の出力信号のピーク値は、デューティ比が50%のときに最大となる。よって、マイクロコントローラ26は、光学センサ27の出力信号のピーク値が最大となるパターン画像50の位置を判定し、判定した位置を形成したときのレーザ光のパワーを判定する。この判定したレーザ光のパワーが、ラインのデューティ比を50%とするものである。マイクロコントローラ26は、この様にして求めたレーザ光のパワーと、パターン画像50を形成したときの現像部3の現像バイアスを以後の画像形成において使用する。
Below, the determination of the power of the reference laser beam will be described. In this example, as already described, in order to form a
このとき、画像形成装置101は、現像バイアスと光学センサ27の出力信号の振幅値との関係を示す図9(E)のグラフの黒丸で示す位置で動作することになる。また、この現像バイアスにより、図9(B)に示す50%のデューティ比のパターン画像が形成される。なお、図9(B)は、パターン画像と、当該パターン画像をミクロレベルで拡大した状態をそれぞれ表示している。
At this time, the
図9(E)に示す状態から濃度変動が生じた場合には、図9(D)及び図9(F)の黒丸で示すように、光学センサ27の出力ピーク値と現像バイアスの関係がシフトする。従って、そのままの現像バイアスを使用すると、図9(A)及び図9(C)のように、パターン画像のデューティ比が50%ではなくなる。なお、図9(A)は、図9(D)の状態に対するパターン画像であり、なお、図9(C)は、図9(F)の状態に対するパターン画像である。なお、図9(A)及び(C)は、それぞれ、パターン画像と、当該パターン画像をミクロレベルで拡大した状態をそれぞれ表示している。本実施形態は、印刷処理中において、図9(E)の状態となる様に現像バイアスを制御することで、印刷処理中に濃度補正を行うものである。
When density variation occurs from the state shown in FIG. 9E, the relationship between the output peak value of the
本実施形態の画像形成装置101は、印刷中に濃度補正を行う場合、中間転写ベルト8の非転写領域に、つまり、印刷対象の画像の間の領域に、図11(A)に示すパターン画像51を形成する。図11(A)においては、非転写領域に2本のラインを含むパターン画像51を、A1からA7の位置に7つ形成している。なお、1つの非転写領域に形成するパターン画像51の数は他の数であっても良く、また、複数の非転写領域にパターン画像51を形成するものであっても良い。つまり、例えば、A1からA4の4つのパターン画像51を1つの非転写領域に形成し、A5からA7の3つのパターン画像51を1つの非転写領域に形成することもできる。さらに、例えば、A1からA7の7つのパターン画像51を、それぞれ、異なる非転写領域に形成することもできる。本実施形態においては、各パターン画像51を形成する際の現像バイアスを段階的に変化させている。なお、図11(A)においては、A1の位置のパターン画像51を形成する際の現像バイアスが最も小さく、以後、順に現像バイアスを増加させて、A7の位置のパターン画像51を形成する際の現像バイアスを最も大きくしている。
When performing density correction during printing, the
光学センサ27がパターン画像51を検出したときの出力信号のピーク値は、デューティ比が50%のときに最大となる。したがって、各パターン画像51を検出したときの光学センサ27の出力信号のピーク値を求め、そのピーク値が最大となるパターン画像51を形成したときの現像バイアスを、マイクロコントローラ26は、濃度補正後の現像バイアスとして設定する。例えば、図11(B)に示す現像バイアスと光学センサ27の出力との関係が得られた場合には、A4の位置のパターン画像51を形成したときの現像バイアスに設定することで濃度補正が行われる。その後、再度、パターン画像51を形成したときの現像バイアスと光学センサ27の出力との関係が図11(C)の様になった場合、現像バイアスをA3の位置で使用した現像バイアスに設定することで濃度補正が行われる。
The peak value of the output signal when the
なお、図11では現像バイアスを変化させながら7つのパターン画像51を形成した。ここで、使用する現像バイアスの値を少なくすることで、濃度制御の時間が短くなる。しかしながら、この場合、光学センサ27の出力信号のピーク値の最大値を直接検出できない場合が生じ得る。この場合は、以下に図14を用いて説明する様に、線形補間により光学センサ27の出力信号のピーク値が最大となる現像バイアスを判定することができる。
In FIG. 11, seven
図14(A)は、印刷処理中において濃度補正を行う場合に形成するパターン画像52である。図14(A)においては、非転写領域に5本のラインを含むパターン画像52を4つ形成している。本実施形態においても、位置B1からB4にパターン画像52を形成する際の現像バイアスを段階的に変化させている。なお、図14(A)においては、位置B1における現像バイアスが最も小さく、以後、順に現像バイアスを増加させて、位置B4における現像バイアスが最も大きいものとする。
FIG. 14A shows a
図14(B)に示す様に光学センサ27の出力信号のピーク値は、位置B2のパターン画像52を検出しているときが、位置B1のパターン画像52を検出しているときより大きくなっている。また、光学センサ27の出力信号のピーク値は、位置B3のパターン画像52を検出しているときが、位置B4のパターン画像52を検出しているときより大きくなっている。よって、位置B2で形成した時の現像バイアスと、位置B3で形成した時の現像バイアスの間の現像バイアスにおいて光学センサ27の出力信号のピーク値が最大となることが分かる。
As shown in FIG. 14B, the peak value of the output signal of the
ここで、現像バイアスと光学センサ27の出力信号のピーク値は、増加領域と減少領域のそれぞれにおいて比例関係にある。したがって、図14(B)に示す様に、位置B1及びB2でパターン画像52を形成したときの現像バイアスと光学センサ27の出力信号のピーク値を線形補間する。同様に、位置B3及びB4でパターン画像52を形成したときの現像バイアスと光学センサ27の出力信号のピーク値を線形補間する。そして、それらの交点B0を求める。求めた交点B0に対応する現像バイアスが、光学センサ27の出力信号のピーク値を最大にする現像バイアスとなる。
Here, the developing bias and the peak value of the output signal of the
なお、パターン画像52では、ラインを5本としているが、これは、ラインを5本とすると図4に示す様に、光学センサ27の出力のピーク値が複数回継続するため、これらピーク値を平均化することにより、信号のノイズ成分を減少させることができるためである。また、上記実施形態では、濃度に関する画像形成条件として、印刷前においてはレーザ光のパワーを制御し、印刷中においては現像バイアスを制御していた。これらはいずれも、感光体1の静電潜像が形成された位置の電位と現像バイアスとの差である現像コントラストを制御するものである。よって、印刷前や印刷中において、現像コントラストを変化させる任意の値を制御する形態とすることもできる。
In the
さらに、本実施形態は、デューティ比が50%となるライン幅を基準として濃度制御を行うものであった。よって、光学センサ27の出力信号のピーク値の最大値を目標値とし、光学センサ27の出力信号のピーク値が当該目標値となる様に現像コントラストを制御していた。しかしながら、所定のデューティ比となるライン幅を目標値とすることもできる。この場合、目標とするライン幅に対応する光学センサ27の出力信号のピーク値を目標値として現像コントラストを制御することになる。なお、図5より、目標とするデューティ比が50%ではない場合、目標値に対応するデューティ比は2つあるが、制御部25は、光学センサ27が検出しているパターン画像のデューティ比がどちらであるかについては、最大値に対する位置により判定できる。また、本実施形態では、パターン画像の正反射像は、受光部270の位置では2倍となっていた。しかしながら、パターン画像により受光部270の位置に生じる正反射像のラインのピッチが、受光部Anのピッチ及び受光部Apのピッチと等しければ、任意の倍数であって良い。
Further, in the present embodiment, density control is performed with reference to the line width at which the duty ratio is 50%. Therefore, the maximum value of the peak value of the output signal of the
また、上述した実施形態では、検出画像40のラインは、中間転写ベルト8の移動方向に直交する方向であるもので説明したが、例えば、直交する方向に対して斜めに引いたラインであっても良い。つまり、検出画像40は、中間転写ベルト8の移動方向において、トナー量(現像剤量)が規則的に変化する画像であれば良く、検出画像40の移動方向とは異なる方向のラインを含むものとすることができる。
In the above-described embodiment, the line of the
以上の構成により、非転写領域に検出画像を形成してキャリブレーションを実行することができる。本実施形態で使用するパターン画像40、51及び52は、微小幅の縞状のパターンであり、記録材への裏汚れを防止することが可能となる。
With the above configuration, a calibration can be executed by forming a detection image in the non-transfer area. The
<第二実施形態>
第一実施形態では、1ドットのトナー像の径が85μmであり、形成目標のライン幅にほぼ等しいものであった。しかしながら、1ドットのトナー像の径は画像形成装置の様々な要因によって製品ごとに異なっており同一ではない。本実施形態では、1ドットのトナー像の径が形成目標のライン幅より大きい場合について説明する。以下の説明においては、1ドットのトナー像の径が100μmであるものとする。なお、それ以外の部分については、第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the diameter of a one-dot toner image is 85 μm, which is almost equal to the target line width. However, the diameter of a 1-dot toner image varies from product to product due to various factors of the image forming apparatus and is not the same. In the present embodiment, a case where the diameter of a one-dot toner image is larger than the formation target line width will be described. In the following description, it is assumed that the diameter of a one-dot toner image is 100 μm. Since other parts are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
図8(A)及び(B)は、それぞれ、図6(A)及び(B)と同じである。図8(C)は、本実施形態における1ドットのトナー像であり、その径は約100μmである。図(8)Dは、2ドットのライン及びスペースの画像データで形成したトナー像である。図8(D)に示す様にライン幅LD2は、目標とするライン幅Twより太く、スペース幅LS2は、目標とするスペース幅Twより狭くなっている。図6(E)は、1ドットのライン及び3ドットのスペースの画像データであり、図6(F)は、図6(E)の画像データで形成したトナー像である。図6(C)に示す様に、1ドットのトナー像の径は100μmであるため、形成されたライン幅LD1も100μmとなり、よって、目標とするライン幅Tw=84.6μmよりも太くなる。つまり、デューティ比は50%ではない。そこで、本実施形態では、図8(G)に示す様に、ラインを形成する各画素の画素データの濃度を下げることによりデューティ比を50%に調整する。具体的には、各画素のレーザの走査時間は、PWM制御により多段階で調整可能であり、各画素の走査時間を定義して1ドットのトナー像の径が略85μmとなる様にする。図8(H)は、図8(G)の画像データにより形成したトナー像である。図8(G)に示す様に、ラインに対応する画素の濃度を下げ、走査時間を短くしてトナー像の径を略85μmとすることで、LD11を目標とするライン幅である84.6μmにほぼ等しくさせることができる。 FIGS. 8A and 8B are the same as FIGS. 6A and 6B, respectively. FIG. 8C is a one-dot toner image in this embodiment, and the diameter thereof is about 100 μm. FIG. 8D is a toner image formed with 2-dot line and space image data. As shown in FIG. 8D, the line width LD2 is thicker than the target line width Tw, and the space width LS2 is narrower than the target space width Tw. FIG. 6E shows image data of a 1-dot line and a 3-dot space, and FIG. 6F shows a toner image formed from the image data of FIG. As shown in FIG. 6C, since the diameter of a 1-dot toner image is 100 μm, the formed line width LD1 is also 100 μm, and thus becomes thicker than the target line width Tw = 84.6 μm. That is, the duty ratio is not 50%. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8G, the duty ratio is adjusted to 50% by reducing the density of the pixel data of each pixel forming the line. Specifically, the laser scanning time of each pixel can be adjusted in multiple stages by PWM control, and the scanning time of each pixel is defined so that the diameter of a one-dot toner image is approximately 85 μm. FIG. 8H is a toner image formed by the image data of FIG. As shown in FIG. 8G, by reducing the density of the pixel corresponding to the line, shortening the scanning time, and setting the diameter of the toner image to about 85 μm, the line width targeted for the LD 11 is 84.6 μm. Can be made approximately equal.
以上、1ドットのトナー像の径が100μmの場合について、レーザ光の露光強度を調整することによって、トナー画像のラインとスペースの比率を50:50にする方法を説明した。しかし、Mドット、(M+3)スペースで約50:50となるようにした状態でレーザ光の露光強度をさらに微調整し50:50にしても良い。 As described above, the method of setting the toner image line to space ratio to 50:50 by adjusting the exposure intensity of the laser beam in the case where the diameter of the one-dot toner image is 100 μm has been described. However, the exposure intensity of the laser beam may be further finely adjusted to 50:50 in a state where the M dot and the (M + 3) space are about 50:50.
<第三実施形態>
第一実施形態及び第二実施形態では、1ドット幅のラインを形成するための画像データを用いてデューティ比が略50%となるパターン画像を形成していた。しかしながら、画像データは、複数ドット幅のラインを形成するための画像データであっても良い。本実施形態では、2ドット幅のラインの画像データを用いる場合について説明する。その他の部分については、第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
<Third embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment, a pattern image having a duty ratio of approximately 50% is formed using image data for forming a line of 1 dot width. However, the image data may be image data for forming a line having a plurality of dot widths. In the present embodiment, a case where image data of a line having a width of 2 dots is used will be described. Since other parts are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
図12(A)は、ライン幅が2ドットであり、スペース幅が3ドットの画像データであり、図12(B)は、図12(A)の画像データで形成したパターン画像である。なお、1ドットのトナー像の径は85μmとする。図12(B)に示す様に、LD2は、目標とするライン幅Tw、本例では2.5ドットに等しい105.75μmより太くなる。したがって、本実施形態では、図12(C)に示す様、ラインを構成する画素の走査時間を短くして濃度を下げた画像データを使用する。図12(D)は、図12(C)のラインを構成する画素の画像データにより形成されるトナー像の径を示している。図12(C)に示す画像データにより、図12(D)に示す様に1ドットのトナー像の径が63.5μmになる。図12(E)は、図12(C)の画像データで形成したパターン画像である。図12(E)においては、ライン幅LD21及びスペース幅LS31は共に約105.8μmであり、目標幅TWとほぼ等しくなっている。以上の様に、画像データのライン幅が2ドット以上であってもデューティ比が略50%であるパターン画像を形成可能である。 FIG. 12A shows image data with a line width of 2 dots and a space width of 3 dots, and FIG. 12B shows a pattern image formed with the image data of FIG. The diameter of a 1-dot toner image is 85 μm. As shown in FIG. 12B, LD2 is thicker than 105.75 μm, which is equal to the target line width Tw, which is 2.5 dots in this example. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 12C, image data in which the scanning time of the pixels constituting the line is shortened to reduce the density is used. FIG. 12D shows the diameter of the toner image formed by the image data of the pixels constituting the line in FIG. With the image data shown in FIG. 12C, the diameter of the one-dot toner image is 63.5 μm as shown in FIG. FIG. 12E is a pattern image formed with the image data of FIG. In FIG. 12E, the line width LD21 and the space width LS31 are both about 105.8 μm, which is substantially equal to the target width TW. As described above, a pattern image having a duty ratio of approximately 50% can be formed even if the line width of the image data is 2 dots or more.
なお、Mドット(Mは自然数)のラインとMドットのスペースの画像データでは、マイクロコントローラ26によりレーザ光のパワーを制御しても、パターン画像のデューティ比を50%とすることが困難であり、以下にその理由を説明する。図13(A)は、3ドット幅のラインと、3ドット幅のスペースの画像データである。既に説明した様に、図13(A)の画像データでは、形成されるパターン画像のライン幅が太くなるため、図13(B)に示す様にラインを形成する画素の濃度を下げた画像データを使用する。このとき、デューティ比を略50%にするためには、図13(C)に示す様に、トナー像のドット径を約42.3μmまで小さくしなければならない。図13(D)は、図13(B)の画像データで形成したパターン画像である。図13(D)に示す様に、トナー像のドット径が小さくなりすぎるため、トナー像の各ドット間に隙間が生じてしまうことになる。この隙間により、光学センサ27の出力信号の振幅は低下することになる。逆に、隙間が生じない様なドット径となる様に画素の濃度を調整すると、ライン幅が太くなりすぎることになる。
For image data of M dot (M is a natural number) line and M dot space, it is difficult to set the duty ratio of the pattern image to 50% even if the power of the laser beam is controlled by the
以上、デューティ比が50%のパターン画像を形成するための画像データは、ライン幅がスペース幅より小さいものである必要がある。 As described above, the image data for forming a pattern image with a duty ratio of 50% needs to have a line width smaller than the space width.
なお、パターン画像のライン幅は、ライン及びスペース幅の微小な変動を検知できれば良く、上記各実施形態で使用した数ドット幅より大きくても良い。しかしながら、ライン及びスペース幅が太くなりすぎると、幅の微小な変動に対するダイナミックレンジが減少するので、例えば、10ドット程度までが妥当な範囲である。 The line width of the pattern image only needs to be able to detect minute fluctuations in the line and space widths, and may be larger than the several dot width used in the above embodiments. However, if the line and space widths are too thick, the dynamic range with respect to minute fluctuations in the width is reduced, so for example, up to about 10 dots is a reasonable range.
<その他の実施形態>
なお、上記実施形態は、受光部Apと受光部Anそれぞれの受光量の時間変化を示す信号の差動処理を行うものであった。受光部Apと受光部Anは中間転写ベルト8の移動方向に沿って配置されている。したがって、受光部Apと受光部Anの受光量の時間変化は、互いに、受光部Apと受光部Anの距離と中間転写ベルト8の移動速度で決まる時間だけずらしたものである。したがって、受光部Apと受光部Anそれぞれの受光量の時間変化を示す信号の差動処理を行うことは、例えば、1つの受光部が出力する受光量に対応する信号を2分岐した後、互いに所定の時間だけずらして差動処理を行うことでも実現できる。このときにずらす時間は、受光部Apと受光部Anの距離と中間転写ベルト8の移動速度で決まる時間である。つまり、上記各実施形態は、1つ以上の受光部Apの総受光量と、1つ以上の受光部Anの総受光量との差動処理を行うものであったが、1つの受光部の受光量を示す信号の、1つ以上の第1の時間位置の和と、1つ以上の第2の時間位置の和との差動処理を行うことと等価である。例えば、複数のラインのパターン画像を移動させると、受光部における受光量は複数のラインに応じた周期で振動する。したがって、例えば、各第1の時間位置は、この周期が互いに同相となる様に設定し、各第2の時間位置も、この周期が互いに同相となる様に設定する。これは、例えば、複数の第1の時間位置間の時間間隔をラインのピッチだけ中間転写ベルト8が移動する時間とすることに対応する。複数の第2の時間位置間の時間間隔についても同様である。一方、第1の時間位置と第2の時間位置は、この周期の位相が異なる様に、例えば、逆相になる様に設定する。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the differential processing of the signal indicating the temporal change in the amount of light received by each of the light receiving part Ap and the light receiving part An is performed. The light receiving part Ap and the light receiving part An are arranged along the moving direction of the intermediate transfer belt 8. Therefore, the temporal changes in the amounts of light received by the light receiving part Ap and the light receiving part An are shifted from each other by a time determined by the distance between the light receiving part Ap and the light receiving part An and the moving speed of the intermediate transfer belt 8. Accordingly, the differential processing of the signals indicating the temporal changes in the received light amounts of the light receiving unit Ap and the light receiving unit An is performed by, for example, bifurcating the signal corresponding to the received light amount output by one light receiving unit, It can also be realized by performing differential processing while shifting by a predetermined time. The time shifted at this time is determined by the distance between the light receiving portion Ap and the light receiving portion An and the moving speed of the intermediate transfer belt 8. That is, in each of the above embodiments, a differential process is performed between the total amount of light received by one or more light receivers Ap and the total amount of light received by one or more light receivers An. This is equivalent to performing differential processing of a signal indicating the amount of received light with a sum of one or more first time positions and a sum of one or more second time positions. For example, when a pattern image of a plurality of lines is moved, the amount of light received by the light receiving unit vibrates at a period corresponding to the plurality of lines. Therefore, for example, the first time positions are set so that the periods are in phase with each other, and the second time positions are also set so that the periods are in phase with each other. This corresponds to, for example, setting the time interval between the plurality of first time positions as the time during which the intermediate transfer belt 8 moves by the line pitch. The same applies to the time intervals between the plurality of second time positions. On the other hand, the first time position and the second time position are set so as to be in opposite phases, for example, so that the phases of this period are different.
また、上記実施形態において、受光部Apと受光部Anの受光面の配列方向の幅と、ラインの幅の関係について説明した。ここで、受光部Ap及びAnはその受光面で同時にある領域からの反射光を受光し、これは、同時に受光する反射光の平均値を求めていることに等しい。よって、受光面の配列方向の幅を増加させることは、例えば、受光部Apと受光部Anが出力する受光量の時間変化を示す信号に対して移動平均を求めることに等しい。ここで、1つの受光部が出力する信号の異なる時間位置の差動処理を行う形態では、信号を分岐してずらすためにメモリが必要となる。したがって、このメモリを利用することで、1つの受光部が出力する信号に第1の区間と第2の区間の2つの区間を設定し、第1の区間の移動平均値と、第2の区間の移動平均値の差動処理を容易に行うことができる。これにより、ラインの幅に応じた区間を、受光面の幅を変化させることなく容易に設定することができる。なお、このとき、第1の区間と第2の区間の時間間隔は、上記実施形態における受光部Apと受光部Anの距離に相当し、第1の区間と第2の区間の区間長は、受光面の配列方向の幅に相当する。 Moreover, in the said embodiment, the relationship between the width | variety of the arrangement direction of the light-receiving surface of the light-receiving part Ap and the light-receiving part An, and the width | variety of a line was demonstrated. Here, the light receiving portions Ap and An receive the reflected light from a certain region at the same time on the light receiving surface, which is equivalent to obtaining the average value of the reflected light received simultaneously. Therefore, increasing the width of the light receiving surface in the arrangement direction is equivalent to, for example, obtaining a moving average with respect to a signal indicating a temporal change in the amount of light received output from the light receiving part Ap and the light receiving part An. Here, in the form of performing differential processing at different time positions of signals output from one light receiving unit, a memory is required to branch and shift the signals. Therefore, by using this memory, two sections of the first section and the second section are set in the signal output from one light receiving unit, the moving average value of the first section, and the second section The differential processing of the moving average value can be easily performed. Thereby, the section according to the width of the line can be easily set without changing the width of the light receiving surface. At this time, the time interval between the first section and the second section corresponds to the distance between the light receiving section Ap and the light receiving section An in the above embodiment, and the section lengths of the first section and the second section are as follows: This corresponds to the width of the light receiving surface in the arrangement direction.
図16は、1つの受光部が出力する信号に対する上記処理を行うための構成図である。なお、1つの受光部が出力する信号の異なる時間の差動処理を行う本形態では、例えば、光学センサ27は、単に、受光部の受光量に対応する光検出信号をエンジン制御部25に出力する。なお、図16のサンプリング部31、移動平均処理部32及び33、差動処理部34は、例えば、エンジン制御部25に設けられる。しかしながら、サンプリング部31、移動平均処理部32及び33、差動処理部34を、例えば、制御回路275に設けても良い。光検出信号は、サンプリング部31でサンプリングされ、それぞれ、移動平均処理部32及び33へと出力される。移動平均処理部32及び33は、所定長の区間の移動平均値を求め、求めた移動平均値をそれぞれ差動処理部34へと出力する。なお、移動平均処理部32が出力する移動平均値に対応する区間と、移動平均処理部33が同じ時刻に出力する移動平均値に対応する区間との間の期間は、上述した様に、例えば、光検出信号の位相が異なる様に設定する。差動処理部34は、移動平均処理部32及び33から移動平均値の差動処理を行う。この構成により差動処理部34は、例えば、図2の差動アンプ290の出力信号と同様の出力信号を出力する。
FIG. 16 is a configuration diagram for performing the above-described processing on a signal output from one light receiving unit. In the present embodiment in which differential processing of signals output from one light receiving unit is performed at different times, for example, the
なお、言い換えると、上記実施形態は、パターン画像及びその前後の中間転写ベルト8表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものともいえる。例えば、これは、同じ時間に受光部Apと受光部Anが受光する正反射光は、パターン画像及びその前後の中間転写ベルト8表面の異なる位置で反射したものであることから明らかである。また、1つの受光部が出力する信号の異なる時間位置の差動処理を行う形態も、パターン画像及びその周囲の中間転写ベルト8表面の異なる位置からの正反射光成分を含む反射光量の差分を取るものである。例えば、光検出信号の第1の時間位置と、第1の時間位置より後の第2の時間位置との差動処理を行うものとする。なお、第1の時間において受光部への正反射光の反射位置であるパターン画像上の位置を第1の位置とし、第2の時間において受光部への正反射光の反射位置を第2の位置とする。この場合、第1の位置と第2の位置との距離は、中間転写ベルト8の表面の移動速度に第1の時間と2の時間との差分を乗じた値に等しい。よって、第1の時間位置と第2の時間位置の差動処理を行うことは、受光部が第1の位置から正反射光を受光しているときの総受光量と、受光部が第2の位置から正反射光を受光しているときの総受光量との差動処理を行うことに相当するからである。 In other words, it can be said that the above embodiment takes the difference in the amount of reflected light including the regular reflected light components from different positions on the surface of the intermediate transfer belt 8 before and after the pattern image. For example, this is apparent from the fact that the regular reflection light received by the light receiving part Ap and the light receiving part An at the same time is reflected at different positions on the surface of the intermediate transfer belt 8 before and after the pattern image. Also, in the form of performing differential processing at different time positions of signals output by one light receiving unit, the difference in the amount of reflected light including specularly reflected light components from different positions on the surface of the pattern image and the surrounding intermediate transfer belt 8 is also obtained. It is what you take. For example, it is assumed that differential processing is performed between a first time position of the light detection signal and a second time position after the first time position. In addition, the position on the pattern image that is the reflection position of the regular reflection light to the light receiving unit in the first time is defined as the first position, and the reflection position of the regular reflection light to the light reception unit in the second time is the second position. Position. In this case, the distance between the first position and the second position is equal to a value obtained by multiplying the moving speed of the surface of the intermediate transfer belt 8 by the difference between the first time and the second time. Therefore, performing the differential processing between the first time position and the second time position means that the total amount of received light when the light receiving unit receives specularly reflected light from the first position and the light receiving unit is second. This is because it corresponds to performing differential processing with the total amount of light received when the regular reflection light is received from the position.
以上、発光素子が発散光束を中間転写ベルト8に照射することで、中間転写ベルト8のある程度広い範囲が発光素子により照らされることになる。したがって、受光素子が受光するパターン画像のラインによる拡散反射光は、パターン画像がこの照射領域を通過する間において略一定となる。したがって、複数の受光素子の受光量の差、或いは、1つの受光素子の異なる時間位置での受光量の差により、拡散反射光を除去又は抑圧し、正反射光成分のみを取り出すことができる。この構成により、拡散反射光の影響を抑えた濃度制御が可能となる。 As described above, when the light emitting element irradiates the intermediate transfer belt 8 with the divergent light beam, a certain wide range of the intermediate transfer belt 8 is illuminated by the light emitting element. Therefore, the diffusely reflected light by the line of the pattern image received by the light receiving element becomes substantially constant while the pattern image passes through this irradiation region. Therefore, the diffuse reflection light can be removed or suppressed and only the specular reflection light component can be extracted by the difference in the light reception amounts of the plurality of light receiving elements or the difference in the light reception amounts at different time positions of one light receiving element. With this configuration, it is possible to control the density while suppressing the influence of diffuse reflected light.
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (15)
前記像担持体に形成された前記複数の検出画像を検出して出力信号を出力する検出手段と、
前記検出手段からの出力信号のピーク値に基づき、前記画像形成条件を制御する制御手段と、
を備えており、
前記検出手段は、
前記像担持体に光を照射する発光手段と、
前記発光手段が発光し、前記像担持体で反射した光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
前記像担持体の表面の異なる位置からの正反射光成分を含む受光量に対応する前記検出信号の値の差に応じた信号を前記出力信号として出力する出力手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 During printing, a plurality of detected images each having a plurality of lines in directions different from the moving direction of the surface of the image carrier between the images to be printed formed on the image carrier, and the image forming conditions related to the density are changed. Image forming means for forming
Detection means for detecting the plurality of detection images formed on the image carrier and outputting an output signal;
Control means for controlling the image forming conditions based on the peak value of the output signal from the detection means;
With
The detection means includes
A light emitting means for irradiating the image carrier with light;
A light receiving means for receiving the light emitted from the light emitting means and reflected by the image carrier and outputting a detection signal corresponding to the amount of received light;
An output means for outputting, as the output signal, a signal corresponding to a difference in value of the detection signal corresponding to the amount of received light including specularly reflected light components from different positions on the surface of the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
前記出力手段は、前記複数の第1の受光部の総受光量と、前記複数の第2の受光部の総受光量の差に応じた信号を前記出力信号として出力する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。 The light receiving means includes a plurality of first light receiving portions and a plurality of second light receiving portions arranged alternately,
The output means outputs, as the output signal, a signal corresponding to a difference between a total received light amount of the plurality of first light receiving units and a total received light amount of the plurality of second light receiving units. Item 5. The image forming apparatus according to any one of Items 1 to 4.
前記第1の受光部の受光面及び前記第2の受光部の受光面それぞれの前記第1方向における幅は互いに等しいことを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。 When the light emitting means irradiates the detection image with light, the shadow due to the line of the detection image generated at the position where the light receiving means is provided moves in the first direction by the movement of the surface of the image carrier,
The image forming apparatus according to claim 5, wherein widths of the light receiving surfaces of the first light receiving unit and the light receiving surfaces of the second light receiving unit in the first direction are equal to each other.
前記画像形成条件は、前記現像バイアスと、前記感光体の前記露光手段により露光された位置の電位との差である現像コントラストである、
ことを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。 The image forming unit includes a photosensitive member, a charging unit that charges the photosensitive member, an exposure unit that exposes the photosensitive member to form an electrostatic latent image, and a developing bias to apply the electrostatic latent image. And developing means for developing with a developer,
The image forming condition is a development contrast that is a difference between the development bias and a potential at a position exposed by the exposure unit of the photoreceptor.
The image forming apparatus according to claim 13.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2012277437A JP2014119729A (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Image forming apparatus |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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-
2012
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