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JP2018036312A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2018036312A
JP2018036312A JP2016166813A JP2016166813A JP2018036312A JP 2018036312 A JP2018036312 A JP 2018036312A JP 2016166813 A JP2016166813 A JP 2016166813A JP 2016166813 A JP2016166813 A JP 2016166813A JP 2018036312 A JP2018036312 A JP 2018036312A
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JP
Japan
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image
unit
image forming
toner
developer
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JP2016166813A
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Japanese (ja)
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有元 孝太
Kouta Arimoto
孝太 有元
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

【課題】画像形成条件の設定を行う直前に多量のトナーが現像器に補給された場合であっても、安定して画像形成条件を設定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、トナーを収容しており感光ドラム4にトナー像を形成する現像器3を有し、感光ドラム4に形成されたトナー像を所定の記録材に転写することで該記録材に画像を形成するプリンタエンジン100を備える。プリンタエンジン100はプリンタ制御部109により制御される。現像器3は画像形成時にトナーカートリッジからトナーが補給される。プリンタ制御部109は、測定用画像を形成する直前の所定枚数のトナー補給量のいずれかが所定量を超えた場合、測定用画像の画像形成を行う前に現像器3を所定時間駆動する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of stably setting an image forming condition even when a large amount of toner is replenished to a developer immediately before setting an image forming condition. An image forming apparatus has a developer 3 that houses toner and forms a toner image on a photosensitive drum 4, and transfers the toner image formed on the photosensitive drum 4 to a predetermined recording material. A printer engine 100 that forms an image on the recording material is provided. The printer engine 100 is controlled by the printer control unit 109. The developer 3 is replenished with toner from the toner cartridge at the time of image formation. When any of the predetermined amount of toner replenished immediately before forming the measurement image exceeds the predetermined amount, the printer control unit 109 drives the developer 3 for a predetermined time before forming the image of the measurement image. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置の画質安定化制御に関する。   The present invention relates to image quality stabilization control of an image forming apparatus that forms an image using a developer.

画像形成装置は、階調パターン等の測定用画像を紙等の記録材上に形成し、これを光学センサ等の測定装置により測定する。画像形成装置は、測定用画像の測定結果に基づいて、出力画像の濃度や階調特性を調整するための画像形成条件をフィードバック制御する。例えば特許文献1には、記録材上に階調パターンを形成し、読取手段による階調パターンの読取結果に基づいて画像形成条件を調整する画像形成装置が開示される。   The image forming apparatus forms an image for measurement such as a gradation pattern on a recording material such as paper, and measures this by a measuring device such as an optical sensor. The image forming apparatus feedback-controls image forming conditions for adjusting the density and gradation characteristics of the output image based on the measurement result of the measurement image. For example, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus that forms a gradation pattern on a recording material and adjusts image formation conditions based on a result of reading the gradation pattern by a reading unit.

電子写真方式の画像形成装置では、非磁性のトナーと磁性のキャリアとを混合した現像剤を用いて現像を行う二成分現像方式が広く利用されている。この画像形成装置は、画像を形成することによって現像剤中のトナーが消費される。そして、現像器内の現像剤におけるトナーの割合(トナー濃度)が減少し過ぎると出力画像の濃度が低下してしまったり、キャリアが感光体に付着して画像不良を生じてしまう。そのために画像形成装置は、画像を形成することによって現像器内のトナー濃度が減少してくると、現像器へトナーを補給する補給装置を備えている。   2. Description of the Related Art In electrophotographic image forming apparatuses, a two-component development method in which development is performed using a developer in which a nonmagnetic toner and a magnetic carrier are mixed is widely used. In this image forming apparatus, toner in the developer is consumed by forming an image. If the toner ratio (toner concentration) in the developer in the developing device is excessively reduced, the density of the output image may be reduced, or the carrier may adhere to the photoreceptor and cause an image defect. For this purpose, the image forming apparatus includes a replenishing device that replenishes toner to the developing device when the toner density in the developing device decreases by forming an image.

特開平7−264411号公報JP-A-7-264411

ところで、測定用画像の画像形成を行う直前に現像器に多量のトナーが補給された場合、現像剤中のトナー濃度の均一性及びトナー帯電量の安定性が損なわれる。そのため、記録材に形成される測定用画像に濃度ムラが生じてしまうという問題があった。濃度ムラの生じた測定用画像の測定結果に基づいて画像形成条件を補正した場合、適切に画像形成条件を決定できず、出力画像の濃度が目標とする濃度に制御できない可能性がある。   By the way, when a large amount of toner is supplied to the developing device immediately before forming the measurement image, the uniformity of the toner concentration in the developer and the stability of the toner charge amount are impaired. Therefore, there has been a problem that density unevenness occurs in the measurement image formed on the recording material. When the image forming condition is corrected based on the measurement result of the measurement image in which the density unevenness occurs, the image forming condition cannot be determined appropriately, and the density of the output image may not be controlled to the target density.

そこで、本発明の目的は、画像形成条件を調整するための測定用画像を形成する直前に多量のトナーが現像器に補給された場合であっても、測定用画像に濃度ムラが生じることを抑制することにある。   Accordingly, an object of the present invention is that density unevenness occurs in the measurement image even when a large amount of toner is supplied to the developing device immediately before forming the measurement image for adjusting the image forming conditions. It is to suppress.

本発明の画像形成装置は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像器を有し、前記現像器内の前記現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録材に形成された測定用画像を測定する測定手段と、前記画像形成手段に前記測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記測定用画像を測定させ、前記測定手段の測定結果に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を決定する決定手段と、前記現像器へトナーを補給する補給手段と、を有し、前記画像形成手段は、前記現像器内の現像剤を撹拌するために回転駆動されるスクリューと、前記スクリューを回転するモータと、前記モータを制御する制御手段とを有し、前記画像形成手段が前記記録材に前記測定用画像を形成する場合、前記制御手段は前記スクリューの回転時間を、前記補給手段の補給量に基づいて制御することを特徴とする。   The image forming apparatus of the present invention includes a developing unit that stores a developer containing toner and a carrier, an image forming unit that forms an image on a recording material using the developer in the developing unit, and the image Measuring means for measuring the measurement image formed on the recording material by the forming means; forming the measurement image on the image forming means; causing the measuring means to measure the measurement image; and measuring the measuring means A determining unit that determines an image forming condition of the image forming unit based on a result; and a replenishing unit that replenishes toner to the developing unit, the image forming unit stirring the developer in the developing unit A screw that is driven to rotate, a motor that rotates the screw, and a control unit that controls the motor. When the image forming unit forms the measurement image on the recording material, the control hand It is characterized in that control based on the rotation time of the screw, the supply amount of the supply means.

本発明によれば、画像形成条件を調整するための測定用画像を形成する直前に多量のトナーが現像器に補給された場合であっても、測定用画像に濃度ムラが生じることを抑制できる。   According to the present invention, even when a large amount of toner is supplied to the developing device immediately before forming a measurement image for adjusting image forming conditions, it is possible to suppress the occurrence of density unevenness in the measurement image. .

画像形成装置の構成図。1 is a configuration diagram of an image forming apparatus. リーダ画像処理部の説明図。Explanatory drawing of a reader image processing part. プリンタ制御部の説明図。Explanatory drawing of a printer control part. 階調画像の処理説明図。Processing explanatory diagram of a gradation image. 階調が再現される様子を説明する4限チャート図。FIG. 4 is a four-limit chart illustrating how gradation is reproduced. プリンタ部のキャリブレーション処理を表すフローチャート。6 is a flowchart illustrating calibration processing of a printer unit. 第1テスト画像の例示図。FIG. 3 is an exemplary diagram of a first test image. 記録材を載置した様子を表す図。The figure showing a mode that the recording material was mounted. 相対ドラム表面電位と画像濃度との関係を示す。The relationship between relative drum surface potential and image density is shown. コントラスト電位と画像形成装置内の水分量との関係を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a contrast potential and a moisture amount in the image forming apparatus. 第2テスト画像の例示図。FIG. 6 is an exemplary diagram of a second test image. 記録材を載置した様子を表す図。The figure showing a mode that the recording material was mounted. 第2テスト画像の読取結果の説明図。Explanatory drawing of the reading result of a 2nd test image. 現像器の説明図。Explanatory drawing of a developing device. トナーカートリッジの一部破断図。FIG. 3 is a partially cutaway view of a toner cartridge. 現像容器内の二成分現像剤の循環経路の説明図。Explanatory drawing of the circulation path of the two-component developer in a developing container. 一枚当たりのトナー補給量と画像濃度との関係を表す図。The figure showing the relationship between the toner replenishment amount per sheet and image density. 現像器の駆動時間を決定する処理を表すフローチャート。6 is a flowchart showing processing for determining a driving time of a developing device.

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、リーダ部A及びプリンタ部Bを備える。リーダ部Aは、原稿画像を読み取る画像読取装置である。プリンタ部Bは、例えばリーダ部Aが読み取った原稿画像に応じた画像を紙等の記録材6に形成する。   FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus includes a reader unit A and a printer unit B. The reader unit A is an image reading device that reads a document image. For example, the printer unit B forms an image corresponding to the original image read by the reader unit A on the recording material 6 such as paper.

(リーダ部)
リーダ部Aは、原稿101が載置される原稿台102、原稿台102上の原稿101に光を照射する光源103、光学系104、受光部105、及びリーダ画像処理部108を備える。原稿台102上には、つき当て部材107及び基準白色板106が配置される。つき当て部材107は、原稿101を正しい位置に載置するために用いられる。基準白色板106は、受光部105の白レベル決定及びシェーディング補正に用いられる。
(Reader part)
The reader unit A includes a document table 102 on which the document 101 is placed, a light source 103 that emits light to the document 101 on the document table 102, an optical system 104, a light receiving unit 105, and a reader image processing unit 108. A contact member 107 and a reference white plate 106 are disposed on the document table 102. The contact member 107 is used for placing the document 101 at a correct position. The reference white plate 106 is used for white level determination and shading correction of the light receiving unit 105.

光源103は、原稿台102に載置される原稿101を照射する。受光部105は、光源103から照射された光の原稿101による反射光を、光学系104を介して受光する。受光部105は、受光した反射光に基づいてレッド、グリーン、ブルーの各色を表す電気信号である色成分信号を生成し、リーダ画像処理部108に送信する。このような受光部105は、例えばCCD(Charge Coupled Device)センサにより構成される。例えば受光部105は、レッド、グリーン、ブルーの各色に対応して3列に配列されたCCDラインセンサを備え、各CCDラインセンサで受光した反射光に基づいてレッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。光源103、光学系104、及び受光部105は一体に構成された読取ユニットであり、図中左右方向に移動可能である。受光部105のCCDラインセンサは、CCDセンサが図1の奥行き方向にならぶ。そのために読取ユニットは、図1の奥行き方向を主走査方向の1ラインとし、移動することで原稿101の全体を1ラインずつ順次読み取って、ライン毎の色成分信号を生成する。   The light source 103 irradiates the document 101 placed on the document table 102. The light receiving unit 105 receives the light reflected from the original 101 of the light emitted from the light source 103 via the optical system 104. The light receiving unit 105 generates a color component signal that is an electric signal representing each of red, green, and blue based on the received reflected light, and transmits the color component signal to the reader image processing unit 108. Such a light receiving unit 105 is constituted by, for example, a CCD (Charge Coupled Device) sensor. For example, the light receiving unit 105 includes CCD line sensors arranged in three rows corresponding to each color of red, green, and blue, and color component signals of red, green, and blue based on reflected light received by each CCD line sensor. Is generated. The light source 103, the optical system 104, and the light receiving unit 105 are a reading unit configured integrally, and are movable in the left-right direction in the drawing. The CCD line sensor of the light receiving unit 105 is aligned in the depth direction of FIG. For this purpose, the reading unit sets the depth direction in FIG. 1 as one line in the main scanning direction, and moves to read the entire original 101 sequentially one line at a time to generate a color component signal for each line.

リーダ画像処理部108は、各色の色成分信号に対する画像処理を行い、原稿101の画像を表す画像データを生成する。リーダ画像処理部108は、生成した画像データをプリンタ部Bに送信する。図2は、リーダ画像処理部108の説明図である。   The reader image processing unit 108 performs image processing on each color component signal and generates image data representing an image of the original 101. The reader image processing unit 108 transmits the generated image data to the printer unit B. FIG. 2 is an explanatory diagram of the reader image processing unit 108.

リーダ画像処理部108は、アナログ信号処理部201により受光部105から各色の色成分信号を取得する。アナログ信号処理部201は、取得した各色の色成分信号のゲイン調整、オフセット調整等のアナログ処理を行う。アナログ信号処理部201は、アナログ処理により生成したアナログの画像信号R0、G0、B0を、A(Analog)/D(Digital)コンバータ202に送信する。なお、符号の「R」はレッド、「G」はグリーン、「B」はブルーを表す。また、本実施形態では、画像信号は輝度を表す。A/Dコンバータ202は、アナログ信号処理部201から取得したアナログの画像信号R0、G0、B0を、例えば8ビットのデジタルの画像信号R1、G1、B1に変換する。A/Dコンバータ202は、デジタル変換により生成した画像信号R1、G1、B1をシェーディング補正部203に送信する。シェーディング補正部203は、A/Dコンバータ202から取得した画像信号R1、G1、B1に対して、色毎に、基準白色板106の読取結果を用いた公知のシェーディング補正を行う。シェーディング補正部203は、シェーディング補正により画像信号R2、G2、B2を生成する。   The reader image processing unit 108 acquires the color component signal of each color from the light receiving unit 105 by the analog signal processing unit 201. The analog signal processing unit 201 performs analog processing such as gain adjustment and offset adjustment of the acquired color component signal of each color. The analog signal processing unit 201 transmits analog image signals R0, G0, and B0 generated by analog processing to an A (Analog) / D (Digital) converter 202. The symbol “R” represents red, “G” represents green, and “B” represents blue. In the present embodiment, the image signal represents luminance. The A / D converter 202 converts the analog image signals R0, G0, and B0 acquired from the analog signal processing unit 201 into, for example, 8-bit digital image signals R1, G1, and B1. The A / D converter 202 transmits the image signals R1, G1, and B1 generated by digital conversion to the shading correction unit 203. The shading correction unit 203 performs known shading correction on the image signals R1, G1, and B1 acquired from the A / D converter 202 using the reading result of the reference white plate 106 for each color. The shading correction unit 203 generates image signals R2, G2, and B2 by shading correction.

クロック発生部211は、クロック信号CLKを発生する。クロック信号CLKは、シェーディング補正部203の他に、後述のラインディレイ部204、及びライン遅延メモリ207に入力される。また、クロック信号CLKは、アドレスカウンタ212に入力される。アドレスカウンタ212は、クロック信号CLKをカウントし、1ラインの主走査方向のアドレス(主走査アドレス)を生成する。デコーダ213は、アドレスカウンタ212で生成された主走査アドレスをデコードし、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のCCD駆動信号、VE信号、及びライン同期信号HSYNCを生成する。VE信号は、受光部105から取得する色成分信号の1ライン分に相当する有効領域を表す。アドレスカウンタ212は、ライン同期信号HSYNCによりクリアされ、次のラインの主走査アドレスのカウントを開始する。   The clock generator 211 generates a clock signal CLK. In addition to the shading correction unit 203, the clock signal CLK is input to a line delay unit 204 and a line delay memory 207 described later. The clock signal CLK is input to the address counter 212. The address counter 212 counts the clock signal CLK and generates an address (main scanning address) of one line in the main scanning direction. The decoder 213 decodes the main scanning address generated by the address counter 212, and generates a CCD drive signal in units of lines such as a shift pulse and a reset pulse, a VE signal, and a line synchronization signal HSYNC. The VE signal represents an effective area corresponding to one line of the color component signal acquired from the light receiving unit 105. The address counter 212 is cleared by the line synchronization signal HSYNC, and starts counting the main scanning address of the next line.

ラインディレイ部204は、ライン同期信号HSYNCが入力され、画像信号R2、G2、B2に対して副走査方向の空間的ずれを補正して、画像信号R3、G3、B3を生成する。受光部105が備える各色に対応するCCDラインセンサは、副走査方向に所定の間隔で配置される。ラインディレイ部204は、この所定の間隔により生じる副走査方向の空間的ずれを補正する。具体的には、ラインディレイ部204は、画像信号B2を基準にして、画像信号R2、G2を副走査方向にライン遅延させる。   The line delay unit 204 receives the line synchronization signal HSYNC, corrects the spatial deviation in the sub-scanning direction with respect to the image signals R2, G2, and B2, and generates image signals R3, G3, and B3. The CCD line sensors corresponding to the respective colors provided in the light receiving unit 105 are arranged at predetermined intervals in the sub-scanning direction. The line delay unit 204 corrects a spatial shift in the sub-scanning direction caused by the predetermined interval. Specifically, the line delay unit 204 delays the image signals R2 and G2 in the sub scanning direction with reference to the image signal B2.

入力マスキング部205は、受光部105のCCDセンサのレッド、グリーン、ブルーのフィルタの分光特性で決まる読取色空間を、NTSC(National Television Standards Committee)等の標準色空間に変換する。これにより入力マスキング部205は、画像信号R3、G3、B3から画像信号R4、G4、B4を生成する。入力マスキング部205は、例えば以下のマトリックス演算により画像信号R4、G4、B4を算出する。   The input masking unit 205 converts the reading color space determined by the spectral characteristics of the red, green, and blue filters of the CCD sensor of the light receiving unit 105 into a standard color space such as NTSC (National Television Standards Committee). As a result, the input masking unit 205 generates image signals R4, G4, and B4 from the image signals R3, G3, and B3. The input masking unit 205 calculates the image signals R4, G4, and B4 by the following matrix calculation, for example.

R4 = a11*R3 + a12*G3 + a13*B3
G4 = a21*R3 + a22*G3 + a23*B3
B4 = a31*R3 + a32*G3 + a33*B3
11〜a13、a21〜a23、a31〜a33は定数
R4 = a 11 * R3 + a 12 * G3 + a 13 * B3
G4 = a 21 * R3 + a 22 * G3 + a 23 * B3
B4 = a 31 * R3 + a 32 * G3 + a 33 * B3
a 11 to a 13 , a 21 to a 23 , and a 31 to a 33 are constants.

LOG変換部206は、画像信号R4、G4、B4が表す輝度を、画像形成時の濃度を表す画像信号C0、M0、Y0に変換する光量/濃度変換部である。LOG変換部206は、画像信号R4、G4、B4を画像信号C0、M0、Y0に変換するための色変換ルックアップテーブルを有しており、これにより変換を行う。色変換ルックアップテーブルは画像信号R4、G4、B4(入力値)と画像信号C0、M0、Y0(出力値)との対応関係を示した多次元テーブルである。なお、LOG変換部206は色変換テーブルに基づいて画像信号を変換する構成に限定されず、例えば、数式に基づいて画像信号を変換する構成であってもよい。なお符号の「C」はシアン、「M」はマゼンタ、「Y」はイエローを表す。   The LOG conversion unit 206 is a light amount / density conversion unit that converts the luminance represented by the image signals R4, G4, and B4 into image signals C0, M0, and Y0 that represent the density at the time of image formation. The LOG conversion unit 206 has a color conversion lookup table for converting the image signals R4, G4, and B4 into the image signals C0, M0, and Y0, and performs conversion using this. The color conversion lookup table is a multidimensional table showing the correspondence between the image signals R4, G4, B4 (input values) and the image signals C0, M0, Y0 (output values). The LOG conversion unit 206 is not limited to a configuration that converts an image signal based on a color conversion table, and may be a configuration that converts an image signal based on a mathematical expression, for example. The symbol “C” represents cyan, “M” represents magenta, and “Y” represents yellow.

ライン遅延メモリ207は、画像信号C0、M0、Y0を、不図示の黒文字判定部が画像信号R4、G4、B4からUCR(Under Color Removal)、FILTER、SEN等の判定信号を生成するまでのライン遅延分だけ、遅延させる。マスキング/UCR部208は、ライン遅延メモリ207から遅延後の画像信号C1、M1、Y1を取得し、この三原色の画像信号C1、M1、Y1によりブラックの濃度を表す画像信号K2を抽出する。また、マスキング/UCR部208は、プリンタ部Bで記録材6の色濁りを補正するための処理を行い、画像信号Y2、M2、C2を生成する。マスキング/UCR部208は、画像信号Y2、M2、C2、K2を所定のビット幅(本実施形態では8ビット)で出力する。   The line delay memory 207 is a line from the image signals C0, M0, and Y0 until a black character determination unit (not shown) generates determination signals such as UCR (Under Color Removal), FILTER, and SEN from the image signals R4, G4, and B4. Delay by the amount of delay. The masking / UCR unit 208 acquires the delayed image signals C1, M1, and Y1 from the line delay memory 207, and extracts an image signal K2 that represents the density of black from the three primary color image signals C1, M1, and Y1. The masking / UCR unit 208 performs processing for correcting the color turbidity of the recording material 6 in the printer unit B, and generates image signals Y2, M2, and C2. The masking / UCR unit 208 outputs the image signals Y2, M2, C2, and K2 with a predetermined bit width (8 bits in the present embodiment).

γ補正部209は、プリンタ部Bから出力される画像の階調特性を理想的な階調特性に補正するために、後述のLUT(Look Up Table)を用いて、画像信号Y2、M2、C2、K2を画像信号Y3、M3、C3、K3に変換する。LUTは、画像信号を変換する変換条件に相当し、プリンタ部Bに設けられるプリンタ制御部109に格納される。LUTは色毎に設けられており、例えば、画像信号Y2(8ビット)と画像信号Y3(8ビット)との対応関係が規定された1次元テーブルである。LUTは前述の色変換ルックアップテーブルとは異なる。なお、LUTは1次元テーブルに基づいて画像信号を変換する構成に限定されず、例えば、数式に基づいて画像信号を変換する構成であってもよい。出力フィルタ210は、空間フィルタ処理により、画像信号Y3、M3、C3、K3にエッジ強調又はスムージング処理を行う。これにより出力フィルタ210は、面順次の画像信号Y4、M4、C4、K4を生成し、プリンタ部Bに画像データとして送信する。   The γ correction unit 209 uses the LUT (Look Up Table) described later to correct the tone characteristics of the image output from the printer unit B to ideal tone characteristics, and uses the image signals Y2, M2, and C2. , K2 are converted into image signals Y3, M3, C3, K3. The LUT corresponds to a conversion condition for converting an image signal, and is stored in the printer control unit 109 provided in the printer unit B. The LUT is provided for each color and is, for example, a one-dimensional table in which the correspondence between the image signal Y2 (8 bits) and the image signal Y3 (8 bits) is defined. The LUT is different from the color conversion lookup table described above. The LUT is not limited to a configuration that converts an image signal based on a one-dimensional table, and may be a configuration that converts an image signal based on a mathematical expression, for example. The output filter 210 performs edge enhancement or smoothing processing on the image signals Y3, M3, C3, and K3 by spatial filter processing. As a result, the output filter 210 generates frame-sequential image signals Y4, M4, C4, and K4 and transmits them to the printer unit B as image data.

以上のようなリーダ画像処理部108の処理は、リーダ部Aの全体の処理を制御するCPU(Central Processing Unit)214により制御される。CPU214は、ROM(Random Access Memory)216から読み込んだコンピュータプログラムを、RAM(Random Access Memory)215を作業領域に用いて実行することでリーダ部Aの全体の処理を制御する。リーダ部Aは、表示部218を有する操作部217が接続される。操作部217は、各種のキーボタン、表示部218を用いたタッチパネルを備えており、ユーザインタフェースとして機能する。ユーザは、操作部217を操作することで各種の指示を入力することができる。   The processing of the reader image processing unit 108 as described above is controlled by a CPU (Central Processing Unit) 214 that controls the entire processing of the reader unit A. The CPU 214 controls the entire processing of the reader unit A by executing a computer program read from a ROM (Random Access Memory) 216 using a RAM (Random Access Memory) 215 as a work area. The operation unit 217 having the display unit 218 is connected to the reader unit A. The operation unit 217 includes a touch panel using various key buttons and a display unit 218, and functions as a user interface. The user can input various instructions by operating the operation unit 217.

(プリンタ部)
プリンタ部Bは、紙等の記録材6への画像形成のために、像担持体である感光ドラム4、帯電器8、現像器3、クリーナ9、転写ドラム5、定着ローラ対7a、7b、レーザ光源110、ポリゴンミラー1、ミラー2、及びプリンタ制御部109を備える。感光ドラム4の周囲には、表面電位センサ12及びフォトセンサ40が設けられる。
(Printer part)
The printer unit B is configured to form an image on a recording material 6 such as paper. The photosensitive drum 4, which is an image carrier, the charger 8, the developing unit 3, the cleaner 9, the transfer drum 5, the fixing roller pair 7a, 7b, A laser light source 110, a polygon mirror 1, a mirror 2, and a printer control unit 109 are provided. A surface potential sensor 12 and a photosensor 40 are provided around the photosensitive drum 4.

感光ドラム4は、ドラム形状の感光体であり、画像形成の際に矢印A方向に回転する。感光ドラム4は、帯電器8により表面が一様に帯電される。レーザ光源110は、プリンタ制御部109の制御により、感光ドラム4の回転方向に直交する方向(図1の奥行き方向)を主走査方向として、レーザ光で感光ドラム4の表面を走査する。プリンタ制御部109は、リーダ部Aのリーダ画像処理部108から画像データを取得し、この画像データに基づいてレーザ光源110から出射されるレーザ光の明滅を制御する。なお、プリンタ制御部109は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から画像データが転送された場合、画像データをLUTに基づいて変換し、変換した画像データに基づいてレーザ光源110から出射されるレーザ光の明滅を制御する。レーザ光源110から出射されたレーザ光は、ポリゴンミラー1及びミラー2を介して一様に帯電された感光ドラム4上を走査する。これにより感光ドラム4の表面に、画像データに基づく静電潜像が形成される。   The photosensitive drum 4 is a drum-shaped photosensitive member, and rotates in the direction of arrow A during image formation. The surface of the photosensitive drum 4 is uniformly charged by the charger 8. The laser light source 110 scans the surface of the photosensitive drum 4 with a laser beam under the control of the printer control unit 109 with the direction perpendicular to the rotation direction of the photosensitive drum 4 (the depth direction in FIG. 1) as the main scanning direction. The printer control unit 109 acquires image data from the reader image processing unit 108 of the reader unit A, and controls blinking of the laser light emitted from the laser light source 110 based on the image data. When image data is transferred from an external device such as a personal computer, the printer control unit 109 converts the image data based on the LUT, and the laser light emitted from the laser light source 110 based on the converted image data. Control blinking. Laser light emitted from the laser light source 110 scans the uniformly charged photosensitive drum 4 through the polygon mirror 1 and the mirror 2. As a result, an electrostatic latent image based on the image data is formed on the surface of the photosensitive drum 4.

現像器3は、感光ドラム4に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像器3は、感光ドラム4の周囲に、感光ドラム4の回転方向の上流からブラックの現像器3K、イエローの現像器3Y、シアンの現像器3C、マゼンタの現像器3Mの順に配置される。例えば、イエローのトナー像を形成する場合、イエローの現像器3Yは、感光ドラム4に形成されたイエローに対応する静電潜像が現像位置を通過するタイミングでイエローの現像剤を該静電潜像に付着させて現像する。他の色の現像器3M、3C、3Kも同様に現像を行う。現像器3の構成の詳細は後述する。   The developing device 3 develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 4 to form a toner image. The developing device 3 is arranged around the photosensitive drum 4 in the order of the black developing device 3K, the yellow developing device 3Y, the cyan developing device 3C, and the magenta developing device 3M from the upstream in the rotation direction of the photosensitive drum 4. For example, in the case of forming a yellow toner image, the yellow developer 3Y causes the yellow developer to pass through the electrostatic latent image at the timing when the electrostatic latent image corresponding to yellow formed on the photosensitive drum 4 passes the development position. Develop by attaching to the image. The other color developing devices 3M, 3C, and 3K perform development in the same manner. Details of the configuration of the developing device 3 will be described later.

記録材6は、転写ドラム5に巻き付けられ、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナー像が順に重畳して転写される。転写ドラム5は、感光ドラム4との間に記録材6を挟んで回転することで、トナー像を感光ドラム4から記録材6へ転写させる。そのために転写ドラム5は、1枚の記録材6にフルカラーの画像を形成するために矢印B方向に4回転する。トナー像が転写された記録材6は、転写ドラム5から分離され、定着ローラ対7a、7bに搬送される。定着ローラ対7a、7bは、記録材6を挟みつつ搬送することで、記録材6にトナー像を定着させる。例えば定着ローラ対7a、7bは、記録材6を加熱及び加圧することで、トナー像を記録材6に熱圧着させる。定着ローラ対7a、7bは、トナー像が定着した記録材6を画像形成装置外へ排出する。なお、記録材6への転写後に感光ドラム4に残留するトナーは、クリーナ9により除去される。   The recording material 6 is wound around the transfer drum 5, and magenta, cyan, yellow, and black toner images are sequentially superimposed and transferred. The transfer drum 5 rotates with the recording material 6 interposed between the photosensitive drum 4 and the toner image is transferred from the photosensitive drum 4 to the recording material 6. Therefore, the transfer drum 5 rotates four times in the direction of arrow B in order to form a full-color image on one recording material 6. The recording material 6 onto which the toner image has been transferred is separated from the transfer drum 5 and conveyed to the fixing roller pair 7a and 7b. The pair of fixing rollers 7 a and 7 b fix the toner image on the recording material 6 by conveying the recording material 6 while sandwiching the recording material 6. For example, the pair of fixing rollers 7 a and 7 b heat and press the recording material 6 so that the toner image is thermocompression bonded to the recording material 6. The fixing roller pair 7a, 7b discharges the recording material 6 on which the toner image is fixed to the outside of the image forming apparatus. The toner remaining on the photosensitive drum 4 after the transfer to the recording material 6 is removed by the cleaner 9.

表面電位センサ12は、感光ドラム4の周囲で、レーザ光源110によりレーザ光が照射される位置と現像器3との間に設けられる。表面電位センサ12は、感光ドラム4の表面の電位を検出する。フォトセンサ40は、感光ドラム4の周囲で、現像器3と転写ドラム5との間に設けられる。フォトセンサ40は、光源103及びフォトダイオード11を有する。光源103は、主波長が約960[nm]の近赤外光を、トナー像が形成された感光ドラム4の表面に照射する。フォトダイオード11は、光源103から照射された光の感光ドラム4の表面による反射光を受光する。これによりフォトセンサ40は、感光ドラム4に形成された測定用のトナー像(以下、「測定用画像」という。)からの反射光量を測定することができる。   The surface potential sensor 12 is provided around the photosensitive drum 4 and between the position irradiated with the laser light from the laser light source 110 and the developing device 3. The surface potential sensor 12 detects the surface potential of the photosensitive drum 4. The photo sensor 40 is provided around the photosensitive drum 4 and between the developing device 3 and the transfer drum 5. The photosensor 40 includes a light source 103 and a photodiode 11. The light source 103 irradiates the surface of the photosensitive drum 4 on which the toner image is formed with near infrared light having a dominant wavelength of about 960 [nm]. The photodiode 11 receives light reflected from the surface of the photosensitive drum 4 of the light emitted from the light source 103. Thus, the photosensor 40 can measure the amount of reflected light from the measurement toner image (hereinafter referred to as “measurement image”) formed on the photosensitive drum 4.

図3は、プリンタ制御部109の説明図である。プリンタ制御部109は、CPU28、ROM30、RAM32、テスト画像記憶部31、濃度換算部42、LUTを格納するメモリ25、パルス幅変調部26、LDドライバ27、及びパターンジェネレータ29を備える。プリンタ制御部109は、リーダ部A及びプリンタエンジン100との間で通信可能である。プリンタエンジン100は、感光ドラム4、帯電器8、フォトセンサ40、現像器3、表面電位センサ12、レーザ光源110、及び環境センサ33を備える。環境センサ33は、画像形成装置内部の温度や湿度等の環境情報を検出する。プリンタ制御部109は、このような構成のプリンタエンジン100による画像形成動作を制御する。プリンタ制御部109のCPU28は、ROM30から読み込んだコンピュータプログラムを、RAM32を作業領域に用いて実行することでプリンタ部Aの全体の処理を制御する。例えばプリンタ制御部109のCPU28は、帯電器8の帯電バイアス、現像器3の現像バイアスの制御を行う。なお、本実施形態の画像形成装置は、1分間にA4サイズで30枚分の画像形成を行う。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the printer control unit 109. The printer control unit 109 includes a CPU 28, a ROM 30, a RAM 32, a test image storage unit 31, a density conversion unit 42, a memory 25 for storing an LUT, a pulse width modulation unit 26, an LD driver 27, and a pattern generator 29. The printer control unit 109 can communicate with the reader unit A and the printer engine 100. The printer engine 100 includes a photosensitive drum 4, a charger 8, a photo sensor 40, a developing device 3, a surface potential sensor 12, a laser light source 110, and an environment sensor 33. The environmental sensor 33 detects environmental information such as temperature and humidity inside the image forming apparatus. The printer control unit 109 controls the image forming operation by the printer engine 100 having such a configuration. The CPU 28 of the printer control unit 109 controls the overall processing of the printer unit A by executing a computer program read from the ROM 30 using the RAM 32 as a work area. For example, the CPU 28 of the printer control unit 109 controls the charging bias of the charger 8 and the developing bias of the developing device 3. Note that the image forming apparatus of the present embodiment forms images for 30 sheets in A4 size per minute.

(階調制御)
図4は、階調画像の処理説明図である。上記の通り、リーダ部Aのリーダ画像処理部108は、受光部105から取得した色成分信号から面順次の画像信号(画像データ)を生成してプリンタ部Bに送信する。一方、プリンタ制御部109は、メモリ25に格納されるLUTに基づいて、パーソナルコンピュータやスキャナなどの外部装置から転送された画像データを画像信号Y4、M4、C4、K4に変換する。
(Gradation control)
FIG. 4 is an explanatory diagram of gradation image processing. As described above, the reader image processing unit 108 of the reader unit A generates a frame sequential image signal (image data) from the color component signal acquired from the light receiving unit 105 and transmits it to the printer unit B. On the other hand, based on the LUT stored in the memory 25, the printer control unit 109 converts image data transferred from an external device such as a personal computer or a scanner into image signals Y4, M4, C4, and K4.

図5は、階調特性を補正するために画像信号が変換される様子を説明する4限チャート図である。第I象限は、原稿101に形成された画像の濃度を表す原稿濃度を濃度信号に変換する、リーダ部Aの読取特性を表す。第II象限は、濃度信号を、レーザ光源110から出力されるレーザ光の光量を表すレーザ出力信号に変換する、LUTの変換特性を表す。第III象限は、レーザ出力信号を、記録材6に形成される画像の濃度を表す出力濃度に変換する、プリンタ部Bの記録特性を表す。第IV象限は、原稿101の画像濃度から記録材6に形成した画像の濃度までの関係を表す、画像形成装置全体の階調再現特性を表す。本実施形態では、画像信号が8ビットのデジタル信号で処理されるために、階調数は256階調となる。   FIG. 5 is a four-limit chart illustrating how the image signal is converted to correct the gradation characteristics. The first quadrant represents the reading characteristic of the reader unit A that converts the document density representing the density of the image formed on the document 101 into a density signal. The second quadrant represents a conversion characteristic of the LUT that converts the density signal into a laser output signal representing the amount of laser light output from the laser light source 110. The third quadrant represents a recording characteristic of the printer unit B that converts the laser output signal into an output density representing the density of an image formed on the recording material 6. The fourth quadrant represents the tone reproduction characteristics of the entire image forming apparatus, which represents the relationship from the image density of the original 101 to the density of the image formed on the recording material 6. In this embodiment, since the image signal is processed by an 8-bit digital signal, the number of gradations is 256 gradations.

本実施形態の画像形成装置は、第IV象限の階調特性をリニアにするために、第III象限のプリンタ部Bの記録特性がリニアではない分を、第II象限のLUTの変換特性によって補正する。LUTは、後述する演算結果に基づいて生成される。LUTに基づいてCPU28により濃度変換された画像信号は、パルス幅変調部26に入力される。パルス幅変調部26は、画像信号を、形成する画像のドット幅に対応したパルス信号に変換してレーザ光源110を駆動するLDドライバ27に送信する。パルス幅変調部26は、画像信号を例えばPWM(Pulse Width Modulation)信号に変換してLDドライバ27に送信する。LDドライバ27は、パルス幅変調部26から取得したパルス信号に基づいて、レーザ光源110の発光制御を行う。   In the image forming apparatus of the present embodiment, in order to make the gradation characteristic of the fourth quadrant linear, the recording characteristic of the printer unit B of the third quadrant is corrected by the conversion characteristic of the LUT of the second quadrant. To do. The LUT is generated based on the calculation result described later. The image signal whose density has been converted by the CPU 28 based on the LUT is input to the pulse width modulator 26. The pulse width modulation unit 26 converts the image signal into a pulse signal corresponding to the dot width of the image to be formed, and transmits the pulse signal to the LD driver 27 that drives the laser light source 110. The pulse width modulation unit 26 converts the image signal into, for example, a PWM (Pulse Width Modulation) signal and transmits it to the LD driver 27. The LD driver 27 performs light emission control of the laser light source 110 based on the pulse signal acquired from the pulse width modulation unit 26.

本実施形態では、画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全色について、パルス幅変調処理による階調再現を行う。前述の通り、レーザ光源110から出射されるレーザ光は、感光ドラム4上に静電潜像を形成する。レーザ光源110がパルス信号に基づいて発光制御されるため、感光ドラム4には、ドット面積の変化に応じた所定の階調特性を有する静電潜像が形成される。この静電潜像が、現像、転写、定着の各工程を経て階調画像として再現される。   In the present embodiment, the image forming apparatus performs tone reproduction by pulse width modulation processing for all colors of yellow, magenta, cyan, and black. As described above, the laser light emitted from the laser light source 110 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 4. Since the laser light source 110 is controlled to emit light based on the pulse signal, an electrostatic latent image having a predetermined gradation characteristic corresponding to a change in dot area is formed on the photosensitive drum 4. This electrostatic latent image is reproduced as a gradation image through the steps of development, transfer, and fixing.

リーダ部A及びプリンタ部Bによる画像再現特性の安定化に関する処理について説明する。図6は、リーダ部Aを用いたプリンタ部Bのキャリブレーション処理を表すフローチャートである。   Processing related to stabilization of image reproduction characteristics by the reader unit A and the printer unit B will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the calibration process of the printer unit B using the reader unit A.

S51の処理:リーダ部AのCPU214は、操作部217により自動階調補正の指示が入力されることで、プリンタ部Bのキャリブレーション処理を開始する。CPU214は、まず、表示部218に第1テスト画像出力のスタートボタンを表示する。ユーザがこのスタートボタンを押下することで、CPU214は、測定用画像である第1テスト画像の出力指示を取得する。CPU214は、第1テスト画像の出力指示を取得すると、プリンタ部BのCPU28に第1テスト画像の画像形成を指示する。CPU28は、画像形成指示に応じて第1テスト画像を記録材6に形成する。第1テスト画像の画像データは、パターンジェネレータ29から発生される。このとき、CPU28は、第1テスト画像を形成するための記録材6の有無を判断する。CPU214は、CPU28から記録材6が無いことが通知されると、表示部218に記録材6が無い旨を表す警告画像を表示する。第1テスト画像の形成時には、後述のコントラスト電位が、環境センサ33が検出する環境情報に応じた値に設定される。   Processing in S51: The CPU 214 of the reader unit A starts calibration processing of the printer unit B when an instruction for automatic gradation correction is input from the operation unit 217. First, the CPU 214 displays a first test image output start button on the display unit 218. When the user presses the start button, the CPU 214 acquires an output instruction for the first test image, which is a measurement image. When the CPU 214 obtains the first test image output instruction, the CPU 214 instructs the CPU 28 of the printer unit B to form the first test image. The CPU 28 forms a first test image on the recording material 6 in response to an image formation instruction. Image data of the first test image is generated from the pattern generator 29. At this time, the CPU 28 determines the presence / absence of the recording material 6 for forming the first test image. When the CPU 214 is notified that there is no recording material 6, the CPU 214 displays a warning image indicating that there is no recording material 6 on the display unit 218. At the time of forming the first test image, a contrast potential described later is set to a value corresponding to the environment information detected by the environment sensor 33.

図7は、第1テスト画像の例示図である。第1テスト画像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の中間階調濃度による帯状パターン61、及び最大濃度(例えば濃度信号値=255)による各色のパッチパターン62Y、62M、62C、62Kを含む。パッチパターン62Y、62M、62C、62Kは、リーダ部Aの受光部105が読み取る1ラインのサイズ内に形成される。ユーザは、帯状パターン61を目視検査することで、スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラの有無を確認することができる。スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラが有る場合、ユーザは、再度、第1テスト画像の出力を指示する。スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラが再度有る場合には画像形成装置の修理が必要となる。なお、リーダ部Aが、帯状パターン61を読み取って、主走査方向の濃度により以降の処理を行うか否かを判断してもよい。   FIG. 7 is a view showing an example of the first test image. The first test image is composed of a band-like pattern 61 having intermediate gradation densities of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and a maximum density (for example, density signal value = 255). Each color patch pattern 62Y, 62M, 62C, 62K is included. The patch patterns 62Y, 62M, 62C, and 62K are formed within the size of one line read by the light receiving unit 105 of the reader unit A. The user can check the presence or absence of streak-like abnormal images, density unevenness, and color unevenness by visually inspecting the belt-like pattern 61. When there are streaky abnormal images, density unevenness, and color unevenness, the user instructs the output of the first test image again. When there are streaky abnormal images, density unevenness, and color unevenness again, the image forming apparatus needs to be repaired. Note that the reader unit A may read the belt-like pattern 61 and determine whether or not to perform the subsequent processing based on the density in the main scanning direction.

S52の処理:ユーザは、第1テスト画像が形成された記録材6をリーダ部Aの原稿台102上に載置して、リーダ部Aに第1テスト画像を読み取らせる。リーダ部AのCPU214は、原稿台102に記録材6が載置されると、表示部218に画像読取のスタートボタンを表示する。ユーザがこのスタートボタンを押下することで、CPU214は、原稿台102に載置された記録材6から第1テスト画像を読み取るための処理を行う。   Process of S52: The user places the recording material 6 on which the first test image is formed on the document table 102 of the reader unit A, and causes the reader unit A to read the first test image. When the recording material 6 is placed on the document table 102, the CPU 214 of the reader unit A displays a start button for image reading on the display unit 218. When the user presses the start button, the CPU 214 performs processing for reading the first test image from the recording material 6 placed on the document table 102.

図8は、原稿台102上に第1テスト画像が形成された記録材6を載置した様子を表す図である。左上のくさび型のマークTは原稿台102の原稿(記録材6)のつき当て用のマークである。記録材6は、帯状パターン61をマークT側に、かつ、表裏を間違えないように載置される。表示部218は、図8に示すように記録材6を載置するようにメッセージを表示する。これにより、置き間違えによる制御エラーが防止される。リーダ部Aは、第1テスト画像が形成された記録材6をマークT側から徐々に走査して読み取る。リーダ部Aは、最初に濃度が変化する帯状パターン61の角(濃度ギャップ点A)の位置を基準にして、各パッチパターン62Y、62M、62C、62Kの位置を特定する。リーダ部Aは、位置を特定した各パッチパターン62Y、62M、62C、62Kの画像濃度を読み取る。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state where the recording material 6 on which the first test image is formed is placed on the document table 102. The wedge-shaped mark T on the upper left is an application mark for the document (recording material 6) on the document table 102. The recording material 6 is placed so that the belt-like pattern 61 is on the mark T side and the front and back sides are not mistaken. The display unit 218 displays a message so as to place the recording material 6 as shown in FIG. This prevents a control error due to misplacement. The reader unit A reads the recording material 6 on which the first test image is formed by gradually scanning from the mark T side. The reader unit A specifies the positions of the patch patterns 62Y, 62M, 62C, and 62K with reference to the position of the corner (density gap point A) of the belt-like pattern 61 where the density first changes. The reader unit A reads the image density of each patch pattern 62Y, 62M, 62C, 62K whose position has been specified.

具体的にはCPU214は、読取ユニットの動作を制御して第1テスト画像を読み取る。読取ユニットの受光部105は、第1テスト画像の色成分信号(読取信号値)をリーダ画像処理部108に送信する。リーダ画像処理部108は、受光部105から取得した色成分信号(読取信号値)を、以下の式に基づいて光学濃度を表す画像濃度に換算する。なお、読取信号値は、レッド(R)の読取信号値、グリーン(G)の読取信号値、及びブルー(B)の読取信号値を含む。   Specifically, the CPU 214 reads the first test image by controlling the operation of the reading unit. The light receiving unit 105 of the reading unit transmits a color component signal (reading signal value) of the first test image to the reader image processing unit 108. The reader image processing unit 108 converts the color component signal (read signal value) acquired from the light receiving unit 105 into an image density representing an optical density based on the following equation. The read signal value includes a red (R) read signal value, a green (G) read signal value, and a blue (B) read signal value.

M = −km * log10(G/255)
C = −kc * log10(R/255)
Y = −ky * log10(B/255)
K = −kbk * log10(G/255)
km、kc、ky、kckは予め設定される補正係数である。
M = −km * log 10 (G / 255)
C = −kc * log 10 (R / 255)
Y = −ky * log 10 (B / 255)
K = −kbk * log 10 (G / 255)
km, kc, ky, and kck are preset correction coefficients.

なお、リーダ画像処理部108は、以下の式を用いずに、所定の変換テーブルにより色成分信号を濃度信号M、C、Y、Kを変換してもよい。   Note that the reader image processing unit 108 may convert the color component signals into density signals M, C, Y, and K using a predetermined conversion table without using the following formula.

S53の処理:CPU214は、リーダ画像処理部108により得られた濃度信号M、C、Y、K(図2の画像信号M4、C4、Y4、K4)に基づいて、最大濃度Dmaxを補償するコントラスト電位を算出する。コントラスト電位は、現像バイアス電位と帯電器8により帯電された後に最大レベルのレーザ光で形成された静電潜像の表面電位との電位差である。図9は、相対ドラム表面電位とS52の処理で得られる画像濃度との関係を示す。   Processing in S53: The CPU 214 compensates for the maximum density Dmax based on the density signals M, C, Y, and K (image signals M4, C4, Y4, and K4 in FIG. 2) obtained by the reader image processing unit 108. Calculate the potential. The contrast potential is a potential difference between the developing bias potential and the surface potential of the electrostatic latent image formed by the laser beam having the maximum level after being charged by the charger 8. FIG. 9 shows the relationship between the relative drum surface potential and the image density obtained by the processing of S52.

コントラスト電位が電位Aに設定された場合に得られる最大濃度Dmaxの濃度域では、相対ドラム表面電位に対して画像濃度が実線Lに示すようにリニアに変化することが多い。しかしながら、二成分現像剤を用いて現像を行う場合、現像器3内のトナー濃度が変動して低下することで、画像濃度が破線Nのように最大濃度Dmaxの濃度域で非線形に変化することがある。そのために最終的な最大濃度Dmaxの目標値を、「1.6」から「0.1」のマージンを見込んで「1.7」に設定する。そのためのコントラスト電位Bは、以下の式で算出される。   In the density range of the maximum density Dmax obtained when the contrast potential is set to the potential A, the image density often changes linearly as indicated by the solid line L with respect to the relative drum surface potential. However, when developing using a two-component developer, the toner density in the developing device 3 fluctuates and decreases, so that the image density changes nonlinearly in the density range of the maximum density Dmax as indicated by the broken line N. There is. Therefore, the target value of the final maximum density Dmax is set to “1.7” in consideration of a margin from “1.6” to “0.1”. The contrast potential B for that is calculated by the following equation.

B=(A+Ka)×1.7/Dmax
Kaは補正形数であり、現像方式の種類に基づいて設定される。
B = (A + Ka) × 1.7 / Dmax
Ka is the correction type and is set based on the type of development method.

電子写真方式の画像形成装置は、コントラスト電位を環境に応じた値に設定しなければ適切な画像濃度が得られない。そのために本実施形態では、環境センサ33により検出される画像形成装置内の水分量に応じてコントラスト電位を補正する。図10は、コントラスト電位と画像形成装置内の水分量との関係を示す。プリンタ部BのCPU28は、この関係に基づいて、上記の式で算出したコントラスト電位を補正する。コントラスト電位を補正するための補正係数Vcont.ratelは、RAM32に保存される。補正係数Vcont.ratelは、以下の式で算出される。
Vcont.ratel=B/A
An electrophotographic image forming apparatus cannot obtain an appropriate image density unless the contrast potential is set to a value according to the environment. Therefore, in this embodiment, the contrast potential is corrected according to the amount of water in the image forming apparatus detected by the environment sensor 33. FIG. 10 shows the relationship between the contrast potential and the amount of water in the image forming apparatus. Based on this relationship, the CPU 28 of the printer unit B corrects the contrast potential calculated by the above formula. Correction coefficient Vcont. For correcting the contrast potential. The rate is stored in the RAM 32. Correction coefficient Vcont. ratel is calculated by the following equation.
Vcont. ratel = B / A

画像形成装置は、環境センサ33により30分毎に環境(水分量)の推移を検出し、その結果に基づいて電位Aを決定する度に、A×Vcont.ratelを算出して、コントラスト電位を算出する。S53の処理では、最大濃度Dmaxが最終的な目標値より「0.1」高くなるように、コントラスト電位が設定される。プリンタ部BのCPU28は、このようなコントラスト電位が得られるように、グリッド電位(帯電器8により帯電された感光ドラム4の表面電位)及び現像バイアス電位を設定する。   The image forming apparatus detects the transition of the environment (water content) every 30 minutes by the environment sensor 33, and every time the potential A is determined based on the result, A × Vcont. The rate is calculated and the contrast potential is calculated. In the process of S53, the contrast potential is set so that the maximum density Dmax is “0.1” higher than the final target value. The CPU 28 of the printer unit B sets the grid potential (the surface potential of the photosensitive drum 4 charged by the charger 8) and the developing bias potential so that such a contrast potential can be obtained.

S54、S55の処理:プリンタ部BのCPU28は、算出したコントラスト電位が所定の制御範囲内にあるか否かを判断する。制御範囲から外れている場合(S54:N)、CPU28は現像器3に異常が発生したと判断する。この場合、CPU28は、コントラスト電位を制御範囲の限界値に修正する。また、CPU28は、異常が発生したと判断した現像器3をサービスマンが確認できるように、エラーフラグをオンに設定する(S55)。プリンタ部BのCPU28は、S55の処理で修正したコントラスト電位が得られるように、グリッド電位(帯電器8により帯電された感光ドラム4の表面電位)及び現像バイアス電位を再設定する。   Processing in S54 and S55: The CPU 28 of the printer unit B determines whether or not the calculated contrast potential is within a predetermined control range. If it is out of the control range (S54: N), the CPU 28 determines that an abnormality has occurred in the developing device 3. In this case, the CPU 28 corrects the contrast potential to the limit value of the control range. Further, the CPU 28 sets the error flag to ON so that the service person can confirm the developing device 3 that has been determined to have an abnormality (S55). The CPU 28 of the printer unit B resets the grid potential (the surface potential of the photosensitive drum 4 charged by the charger 8) and the development bias potential so that the contrast potential corrected in the process of S55 is obtained.

S56の処理:プリンタ部BのCPU28は、コントラスト電位に基づいてプリンタ部Bを制御するとともに、測定用画像である第2テスト画像の画像形成を行う。図11は、第2テスト画像の例示図である。第2テスト画像は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色について、64階調(16列、4行)のパッチ画像を含む。パッチ画像の64階調は、全256階調中の、低濃度の階調を重点的に含み、高濃度の階調ほど少なくなっている。このような64階調のパッチ画像により、特にハイライト部における階調特性の調整が良好に行えるようになる。   Processing in S56: The CPU 28 of the printer unit B controls the printer unit B based on the contrast potential and forms an image of a second test image that is a measurement image. FIG. 11 is an exemplary diagram of a second test image. The second test image includes a patch image of 64 gradations (16 columns, 4 rows) for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The 64 gradations of the patch image mainly include the low density gradation among the 256 gradations, and the gradation becomes smaller as the gradation becomes higher. Such a 64-gradation patch image makes it possible to satisfactorily adjust the gradation characteristics particularly in the highlight portion.

パッチ画像71は解像度が200lpi(lines/inch)であり、パッチ画像72は解像度が400lpiである。各パッチ画像71、72は、パルス幅変調部26が処理対象の画像信号との比較に用いられる三角波の周期を複数用意することで形成される。なお、画像は解像度が200lpi、文字等の線画像は解像度が400lpiで作成される。本実施形態では、2種類の解像度で同一の階調レベルのパッチ画像71、72を形成するが、解像度の違いで階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じて先の階調レベルを設定するのがより好ましい。第2テスト画像は、LUTを用いずに、パターンジェネレータ29から発生される測定用画像データに基づいて形成される。   The patch image 71 has a resolution of 200 lpi (lines / inch), and the patch image 72 has a resolution of 400 lpi. Each of the patch images 71 and 72 is formed by preparing a plurality of triangular wave cycles used by the pulse width modulation unit 26 for comparison with the image signal to be processed. The image is created with a resolution of 200 lpi, and the line image of characters or the like is created with a resolution of 400 lpi. In this embodiment, patch images 71 and 72 having the same gradation level are formed at two different resolutions. However, if the gradation characteristics differ greatly due to the difference in resolution, the previous gradation level is set according to the resolution. It is more preferable to set. The second test image is formed based on the measurement image data generated from the pattern generator 29 without using the LUT.

S57の処理:ユーザは、第2テスト画像が形成された記録材6をリーダ部Aの原稿台102上に載置して、リーダ部Aに第2テスト画像を読み取らせる。リーダ部AのCPU214は、原稿台102に記録材6が載置されると、表示部218に画像読取のスタートボタンを表示する。ユーザがこのスタートボタンを押下することで、CPU214は、原稿台102に載置された記録材6から第2テスト画像を読み取るための制御を行う。具体的にはCPU214は、読取ユニットの動作を制御して第2テスト画像を読み取る。読取ユニットの受光部105は、読み取った第2テスト画像の色成分信号をリーダ画像処理部108に送信する。リーダ画像処理部108は、受光部105から取得した色成分信号(RGB信号値)を、S52の処理と同様にして光学濃度を表す濃度信号に換算する。リーダ部Aは、第2テスト画像の1階調のパッチ画像73当たり16ポイント読み取り、得られた信号を平均する。読み取るポイント数は、リーダ部A及びプリント部Bの構成に応じて最適化される。   Process of S57: The user places the recording material 6 on which the second test image is formed on the document table 102 of the reader unit A, and causes the reader unit A to read the second test image. When the recording material 6 is placed on the document table 102, the CPU 214 of the reader unit A displays a start button for image reading on the display unit 218. When the user presses the start button, the CPU 214 performs control for reading the second test image from the recording material 6 placed on the document table 102. Specifically, the CPU 214 reads the second test image by controlling the operation of the reading unit. The light receiving unit 105 of the reading unit transmits the read color component signal of the second test image to the reader image processing unit 108. The reader image processing unit 108 converts the color component signal (RGB signal value) acquired from the light receiving unit 105 into a density signal representing the optical density in the same manner as the process of S52. The reader unit A reads 16 points per one gradation patch image 73 of the second test image, and averages the obtained signals. The number of points to be read is optimized according to the configuration of the reader unit A and the print unit B.

図12は、第2テスト画像が形成された記録材6を載置した様子を表す図である。記録材6は、パッチ画像71、72のブラック(Bk)をつき当て用のマークT側にし、かつ、表裏を間違えないように載置される。リーダ部Aは、第2テスト画像が形成された記録材6をマークT側から徐々に走査して読み取る。リーダ部Aは、最初に濃度が変化するパッチ画像71のブラック(Bk)の角(濃度ギャップ点A)の位置を基準にして、各パッチ画像71、72の位置を特定する。リーダ部Aは、位置を特定した各パッチ画像71、72の画像濃度を読み取る。   FIG. 12 is a diagram illustrating a state where the recording material 6 on which the second test image is formed is placed. The recording material 6 is placed so that the black (Bk) of the patch images 71 and 72 is applied to the contact mark T side and the front and back are not mistaken. The reader unit A reads the recording material 6 on which the second test image is formed by gradually scanning from the mark T side. The reader unit A identifies the positions of the patch images 71 and 72 with reference to the position of the black (Bk) corner (density gap point A) of the patch image 71 whose density first changes. The reader unit A reads the image density of each patch image 71 and 72 whose position has been specified.

S58の処理:CPU28は、LUTを、第2テスト画像の64階調のパッチ画像の濃度レベル(濃度信号)を入力レベル(図5の濃度信号軸)に、レーザ光の露光量を出力レベル(図5のレーザ出力信号軸)に、座標を入れ換えることで作成する。濃度信号は、リーダ部Aによる第2テスト画像の読取結果から取得される。レーザ光の露光量は、第2テスト画像の形成時に設定されるコントラスト電位に応じた光量である。CPU28は、パッチ画像に対応しない濃度レベルについては補間処理により値を算出する。   Processing in S58: The CPU 28 sets the LUT, the density level (density signal) of the 64-tone patch image of the second test image to the input level (density signal axis in FIG. 5), and the laser light exposure level to the output level ( It is created by replacing the coordinates with the laser output signal axis in FIG. The density signal is acquired from the result of reading the second test image by the reader unit A. The exposure amount of the laser light is a light amount corresponding to the contrast potential set when the second test image is formed. The CPU 28 calculates a value for the density level not corresponding to the patch image by interpolation processing.

図13は、第2テスト画像の読取結果の説明図である。図13は、第2テスト画像のパッチ画像71、72毎に、16ポイントの値が平均されたRGB信号値を変換して得られる濃度信号(出力濃度)を左縦軸とし、レーザ出力レベルを横軸にする。右縦軸は濃度レベルであり、紙のベース濃度、本実施形態では「0.08」を0レベル、最大濃度Dmaxとして設定している「1.60」を255レベルに正規化している。原稿台102上に汚れがあったり、第2テスト画像上に不良がある場合、読み取った結果がC点のように特異的に濃度が高かったり、D点のように低かったりする。そのために読み取った結果のデータ列の連続性が保存されるように、傾きにリミッターをかけ、補正を行う。ここでは具体的には傾きが3以上の時は、「3」に固定し、マイナス値の時は、その前のレベルと同じ濃度レベルにしている。   FIG. 13 is an explanatory diagram of the reading result of the second test image. In FIG. 13, the density signal (output density) obtained by converting the RGB signal value obtained by averaging the values of 16 points for each patch image 71 and 72 of the second test image is the left vertical axis, and the laser output level is Use the horizontal axis. The right vertical axis is the density level, and the base density of the paper, in this embodiment, “0.08” is normalized to 0 level, and “1.60” set as the maximum density Dmax is normalized to 255 level. If the document table 102 is dirty or the second test image is defective, the result of reading may be specifically high in density as point C or low as point D. Therefore, the inclination is limited and correction is performed so that the continuity of the read data string is preserved. Specifically, when the slope is 3 or more, the density is fixed to “3”, and when the slope is negative, the density level is the same as the previous level.

LUTは、前述の通り、図13の濃度レベルを入力レベル(図5の濃度信号軸)に、レーザ出力レベルを出力レベル(図5のレーザ出力信号軸)に座標を入れ換えて作成される。パッチ画像71、72が対応しない濃度レベルについては、補間演算により値を求める。このときに、0レベルの入力レベルに対して、出力レベルは0レベルになるように、制限条件を設けている。   As described above, the LUT is created by replacing the density level in FIG. 13 with the input level (density signal axis in FIG. 5) and the laser output level with the output level (laser output signal axis in FIG. 5). For density levels not supported by the patch images 71 and 72, values are obtained by interpolation calculation. At this time, the restriction condition is set so that the output level becomes 0 level with respect to the 0 level input level.

以上のように、リーダ部Aを用いた処理により、画像形成条件であるコントラスト電位制御及びLUTの作成処理が終了する。この処理では、入力した画像信号と最終的に記録材6に形成される画像の濃度とを対応付けるために、レーザ光の露光量を制御してコントラスト電位を所定の範囲内に設定する。そのために、非常に正確な制御となり、高い階調精度を持つ画像が得られる。   As described above, the processing using the reader unit A completes the contrast potential control and LUT creation processing, which are image forming conditions. In this process, in order to associate the input image signal with the density of the image finally formed on the recording material 6, the exposure amount of the laser beam is controlled to set the contrast potential within a predetermined range. Therefore, very accurate control is performed, and an image having high gradation accuracy is obtained.

(現像器)
次に第1、第2テスト画像を形成する直前の現像器3の動作について説明する。図14は、現像器3の説明図である。
(Developer)
Next, the operation of the developing device 3 immediately before forming the first and second test images will be described. FIG. 14 is an explanatory diagram of the developing device 3.

現像器3は、現像容器303内に非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる二成分現像剤を収容しており、この二成分現像剤により現像を行う。本実施形態では、初期状態で二成分現像剤のトナー濃度が7wt%である。トナー濃度は、トナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成等に応じて適切に調整されるべきものであり、必ずしもこの数値とは限らない。現像器3は、感光ドラム4に対向する現像領域が開口する。現像器3の現像スリーブ301は、この開口部から一部露出するように配置される。現像スリーブ301は図中矢印方向に回転可能である。現像スリーブ301は、非磁性材料で構成されており、内部にマグネット302が固定されている。現像スリーブ301は、現像動作時に回転し、現像容器303内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に担持搬送する。現像領域に搬送された二成分現像剤は、感光ドラム4に供給されて、感光ドラム4表面に形成されている静電潜像を現像する。現像後に現像スリーブ301に残る二成分現像剤は、現像スリーブ301の回転により搬送され、現像容器303内の現像剤供給部312に回収される。   The developing device 3 contains a two-component developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier in a developing container 303, and develops with the two-component developer. In the present embodiment, the toner concentration of the two-component developer is 7 wt% in the initial state. The toner concentration should be appropriately adjusted according to the toner charge amount, the carrier particle size, the configuration of the image forming apparatus, and the like, and is not necessarily limited to this value. In the developing device 3, a developing area facing the photosensitive drum 4 is opened. The developing sleeve 301 of the developing device 3 is disposed so as to be partially exposed from the opening. The developing sleeve 301 is rotatable in the direction of the arrow in the figure. The developing sleeve 301 is made of a nonmagnetic material, and a magnet 302 is fixed inside. The developing sleeve 301 rotates during the developing operation, holds the two-component developer in the developing container 303 in a layered form, and carries and transports it to the developing area. The two-component developer conveyed to the development area is supplied to the photosensitive drum 4 and develops the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 4. The two-component developer remaining on the developing sleeve 301 after the development is conveyed by the rotation of the developing sleeve 301 and is collected in the developer supply unit 312 in the developing container 303.

現像容器303は、隔壁により現像剤供給部312と現像剤撹拌部313との二室に分けられる。現像剤供給部312は、第1スクリュー314を備える。現像剤撹拌部313は、第2スクリュー315を備える。第1スクリュー314及び第2スクリュー315が回転駆動されることにより、二成分現像剤は現像容器303内を循環しつつ、混合及び撹拌される。本実施形態の現像器3の現像容器303における二成分現像剤の循環方向は、現像剤供給部312内で図14の手前側から奥側に向かう方向、現像剤撹拌部313内で図14の奥側から手前側に向かう方向である。現像容器303には、トナーカートリッジ320から補給口322を介してトナーが補給される。   The developer container 303 is divided into two chambers, a developer supply unit 312 and a developer stirring unit 313, by a partition wall. The developer supply unit 312 includes a first screw 314. The developer stirring unit 313 includes a second screw 315. By rotating the first screw 314 and the second screw 315, the two-component developer is mixed and stirred while circulating in the developing container 303. The circulation direction of the two-component developer in the developing container 303 of the developing device 3 of the present embodiment is the direction from the near side to the far side in FIG. 14 in the developer supply unit 312, and in the developer stirring unit 313 in FIG. This is the direction from the back side toward the near side. The developer container 303 is supplied with toner from the toner cartridge 320 through the supply port 322.

図15は、トナーカートリッジ320の一部破断図である。トナーカートリッジ320は、略円筒形で、画像形成装置の本体から脱着可能である。トナーカートリッジ320を画像形成装置の正面側から挿入し、把手321により右側に回転させることで、補給口322が開口する。トナーカートリッジ320を画像形成装置から離脱する際には、把手321を左側に回転させることで補給口322が閉じる。そのためにトナーカートリッジ320から粉体であるトナーが外部に漏れることはない。トナーカートリッジ320内には、内部のトナーを搬送するための撹拌部材324が設けられる。撹拌部材324は、樹脂フィルム等を螺旋状に形成し、剛体の軸で回転駆動するように構成されている。撹拌部材324が回転することで、トナーカートリッジ320内のトナーが現像容器303側に搬送され、補給を補助する。画像形成によって消費された分のトナーは、撹拌部材324の回転力と重力とによって、トナーカートリッジ320から補給口322を通過して現像容器303に補給される。現像器3は、補給口322の近傍に補給スクリュー308を備える。補給スクリュー308は、回転することで補給されたトナーを現像容器303内に供給する。   FIG. 15 is a partially cutaway view of the toner cartridge 320. The toner cartridge 320 has a substantially cylindrical shape and can be detached from the main body of the image forming apparatus. The replenishing port 322 is opened by inserting the toner cartridge 320 from the front side of the image forming apparatus and rotating the toner cartridge 320 to the right by the handle 321. When the toner cartridge 320 is detached from the image forming apparatus, the supply port 322 is closed by rotating the handle 321 to the left. Therefore, toner that is powder from the toner cartridge 320 does not leak outside. In the toner cartridge 320, a stirring member 324 for conveying the toner inside is provided. The agitating member 324 is formed so that a resin film or the like is formed in a spiral shape and is rotationally driven by a rigid shaft. As the agitating member 324 rotates, the toner in the toner cartridge 320 is transported to the developing container 303 side to assist replenishment. The toner consumed by the image formation is supplied from the toner cartridge 320 through the supply port 322 to the developing container 303 by the rotational force of the stirring member 324 and gravity. The developing device 3 includes a supply screw 308 in the vicinity of the supply port 322. The replenishing screw 308 supplies the toner replenished by rotating into the developing container 303.

図16は、現像容器303内の二成分現像剤の循環経路の説明図である。図14、図16に示すように、現像剤撹拌部313は水平方向に対して傾斜する。本実施形態の現像器3では、現像剤撹拌部313が水平方向に対して5度傾斜する。現像剤撹拌部313から現像剤供給部312へ現像剤を受け渡す第1連結部316において、現像剤撹拌部313の底面と現像剤供給部312の底面とが鉛直方向同位置である。現像剤供給部312から現像剤撹拌部313へ現像剤を受け渡す第2連結部317において、現像剤撹拌部313の底面が現像剤供給部312の底面よりも鉛直方向下方位置である。そのために、第1連結部316においては、滑らかな現像剤の受け渡しが可能である。第2連結部316においては、現像剤の落下動作により現像剤の受け渡しを行うので、滑らかな現像剤の受け渡しが可能である。   FIG. 16 is an explanatory diagram of the circulation path of the two-component developer in the developing container 303. As shown in FIGS. 14 and 16, the developer stirring unit 313 is inclined with respect to the horizontal direction. In the developing device 3 of the present embodiment, the developer stirring unit 313 is inclined by 5 degrees with respect to the horizontal direction. In the first connection unit 316 that transfers the developer from the developer stirring unit 313 to the developer supply unit 312, the bottom surface of the developer stirring unit 313 and the bottom surface of the developer supply unit 312 are in the same position in the vertical direction. In the second connecting unit 317 that transfers the developer from the developer supply unit 312 to the developer stirring unit 313, the bottom surface of the developer stirring unit 313 is positioned vertically below the bottom surface of the developer supply unit 312. Therefore, the first connecting portion 316 can smoothly deliver the developer. In the second connecting portion 316, the developer is transferred by the dropping operation of the developer, so that the developer can be smoothly transferred.

本実施形態の第1スクリュー314及び第2スクリュー315は、ともに軸径が6[mm]であり、直径が16[mm]のスパイラル形状の搬送部材318が15[mm]間隔で軸周面上に配設して構成される。それぞれ現像剤搬送方向の下流端部に返し部材が設けられる。返し部材は、現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を押し戻し、第1連結部316及び第2連結部317における現像剤の受け渡しを円滑にしている。第1スクリュー314及び第2スクリュー315は、モータ等の駆動源により回転駆動される。   The first screw 314 and the second screw 315 of this embodiment both have an axial diameter of 6 [mm], and spiral-shaped conveyance members 318 having a diameter of 16 [mm] are spaced on the axial peripheral surface at an interval of 15 [mm]. It is arranged and arranged. A return member is provided at each downstream end in the developer transport direction. The return member pushes back the developer in the direction opposite to the developer transport direction, and smoothes the delivery of the developer at the first connecting portion 316 and the second connecting portion 317. The first screw 314 and the second screw 315 are rotationally driven by a drive source such as a motor.

本実施形態の現像器3は、トナーカートリッジ320からトナー補給部Tに補給されたトナーが、現像剤撹拌部313及び現像剤供給部312を通過して再びトナー補給部Tに戻るまでの時間が20秒である。本実施形態の画像形成装置の一分間の出力枚数はA4サイズで30枚であるために、A4サイズで10枚の画像形成を行う間に、トナー補給部Tに補給されたトナーは現像剤撹拌部313に到達する。   In the developing device 3 of this embodiment, the time until the toner replenished from the toner cartridge 320 to the toner replenishing portion T passes through the developer agitating portion 313 and the developer supplying portion 312 and returns to the toner replenishing portion T again. 20 seconds. Since the number of output sheets per minute in the image forming apparatus according to the present embodiment is 30 sheets in A4 size, the toner replenished to the toner replenishing unit T during the image formation of 10 sheets in A4 size is stirred by the developer. The unit 313 is reached.

図17は、画像形成時の1枚当たりのトナー補給量と画像濃度との関係を表す図である。画像濃度は、トナー補給部Tで所定量のトナーが補給された二成分現像剤が、現像容器303内を循環して、現像剤供給部312に到達した時点の画像濃度である。図17において、横軸は画像信号であり、縦軸は画像濃度である。   FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the toner replenishment amount per sheet and the image density during image formation. The image density is an image density at the time when the two-component developer supplied with a predetermined amount of toner in the toner supply unit T circulates in the developing container 303 and reaches the developer supply unit 312. In FIG. 17, the horizontal axis represents the image signal, and the vertical axis represents the image density.

図示するように、本実施形態の現像器3は、1枚の画像形成によりトナー補給量が所定量、本実施形態では0.3[g]を超えると画像濃度が上昇する。これは、トナー補給量が多いために、現像剤撹拌部313における第2スクリュー315の撹拌能力では十分にトナーとキャリアとの摩擦帯電がなされていないことを表す。本実施形態の画像形成装置では、最大濃度の画像を形成するための感光ドラム4上における単位面積当たりのトナー量は、0.55[mg/cm]である。従って、0.3[g]のトナー量は、A4サイズの記録材の約87%の面積に最大濃度の画像を形成した場合のトナー消費量に相当する。また、トナー補給量が0.3[g]の場合であっても、トナー補給された二成分現像剤が現像剤供給部312に2回目に到達したときに画像濃度の上昇が発生しない。これは、現像容器303内を更に1周循環することで、第1スクリュー314及び第2スクリュー315による撹拌が進み、補給されたトナーとキャリアが十分に摩擦帯電されるためである。 As shown in the drawing, in the developing device 3 of the present embodiment, the image density increases when the toner replenishment amount exceeds a predetermined amount, that is, 0.3 [g] in the present embodiment, by forming one image. This indicates that the toner and carrier are not sufficiently charged by friction with the stirring ability of the second screw 315 in the developer stirring section 313 because the amount of toner replenishment is large. In the image forming apparatus of the present embodiment, the toner amount per unit area on the photosensitive drum 4 for forming an image with the maximum density is 0.55 [mg / cm 2 ]. Accordingly, a toner amount of 0.3 [g] corresponds to a toner consumption amount when an image having a maximum density is formed on an area of about 87% of an A4 size recording material. Even when the toner replenishment amount is 0.3 [g], the image density does not increase when the two-component developer replenished with toner reaches the developer supply unit 312 for the second time. This is because the stirring by the first screw 314 and the second screw 315 is advanced by further circulating in the developing container 303, and the replenished toner and carrier are sufficiently frictionally charged.

図18は、トナー補給量の履歴に応じて、テスト画像(測定用画像)の画像形成を開始する直前の現像器3の駆動時間を決定する処理を表すフローチャートである。第1スクリュー314及び第2スクリュー315は、駆動時間に応じた回転時間だけ回転駆動される。テスト画像の形成前に現像器3を所定時間駆動することで、現像容器303内で二成分現像剤が循環してトナーとキャリアとが摩擦帯電される。操作部217により自動階調補正用のモード設定指示が入力されることで、この処理は開始される。   FIG. 18 is a flowchart showing a process for determining the driving time of the developing device 3 immediately before starting the image formation of the test image (measurement image) according to the history of the toner supply amount. The first screw 314 and the second screw 315 are rotationally driven for a rotational time corresponding to the driving time. By driving the developing device 3 for a predetermined time before the test image is formed, the two-component developer circulates in the developing container 303 and the toner and the carrier are frictionally charged. This process is started when a mode setting instruction for automatic gradation correction is input from the operation unit 217.

プリンタ部BのCPU28は、RAM32から直前の所定枚数、ここでは10枚前までの画像形成時に現像器3に補給されたトナー補給量Tn(nは自然数であり現時点からの枚数を表す。n=1〜10)を読み出す(S61)。CPU28は、画像形成時に現像器3に補給されるトナー量を、その都度、トナー補給量としてRAM32に格納する。ここで、トナー補給量T1は1枚前(直前の画像形成時)のトナー補給量を表し、トナー補給量T10は10枚前の画像形成時のトナー補給量を表す。CPU28は、トナー補給量Tnのいずれかが所定量、例えば0.3[g]を超えたか否かを判断する(S62)。0.3[g]を超えない場合(S62:Y)、CPU28は、この処理を終了してテスト画像の画像形成を開始する。   The CPU 28 of the printer unit B supplies the toner replenishment amount Tn replenished to the developing device 3 at the time of image formation up to the predetermined number of sheets from the RAM 32, here up to ten sheets (n is a natural number, and represents the number of sheets from the present time. 1 to 10) are read (S61). The CPU 28 stores the amount of toner replenished to the developing device 3 at the time of image formation in the RAM 32 as a toner replenishment amount each time. Here, the toner replenishment amount T1 represents the toner replenishment amount one sheet before (when the previous image is formed), and the toner replenishment amount T10 represents the toner replenishment amount when the image ten times before is formed. The CPU 28 determines whether any of the toner replenishment amount Tn exceeds a predetermined amount, for example, 0.3 [g] (S62). If it does not exceed 0.3 [g] (S62: Y), the CPU 28 ends this processing and starts image formation of a test image.

0.3[g]を超える場合(S62:N)、CPU28は、直近の枚数nに応じてプレ駆動時間Tp(秒)を決定する(S63)。CPU28は、例えば下記式に従ってプレ駆動時間Tpを算出する。プレ駆動時間Tpは、画像形成の開始前に現像器3を駆動する時間、つまり第1スクリュー314及び第2スクリュー315の回転時間である。現像器3は、駆動時に内部の現像剤を撹拌しながら搬送する。
Tp = (10−n)×2
When exceeding 0.3 [g] (S62: N), the CPU 28 determines the pre-driving time Tp (seconds) according to the latest number n (S63). For example, the CPU 28 calculates the pre-driving time Tp according to the following equation. The pre-drive time Tp is a time for driving the developing device 3 before the start of image formation, that is, a rotation time for the first screw 314 and the second screw 315. The developing device 3 conveys the internal developer while being agitated.
Tp = (10−n) × 2

CPU28は、現像器3を算出したプレ駆動時間Tpだけ駆動した後に(S64、S65:Y)、この処理を終了してテスト画像の画像形成を開始する。なお、本実施形態におけるプレ駆動時の現像器3の駆動速度(第1スクリュー314及び第2スクリュー315の回転速度)は、画像形成時と同じ速度である。テスト画像の画像形成を行う前に、プレ駆動時間Tpだけ現像器3を駆動することで、テスト画像の画像濃度の上昇の発生を防止することができる。   After driving the developing device 3 for the calculated pre-driving time Tp (S64, S65: Y), the CPU 28 ends this process and starts image formation of a test image. In this embodiment, the driving speed of the developing device 3 during pre-driving (the rotational speed of the first screw 314 and the second screw 315) is the same speed as during image formation. By driving the developing device 3 for the pre-driving time Tp before image formation of the test image, it is possible to prevent an increase in the image density of the test image.

前述の通り、本実施形態の現像器3は、トナー補給部Tに補給されたトナーが現像剤撹拌部313及び現像剤供給部312を循環して再びトナー補給部Tに戻るまでの時間が20秒である。また、画像形成装置の1分間の画像形成枚数は、A4サイズで30枚である。そのために、A4サイズで10枚の画像形成を行う間に、トナー補給部Tに補給されたトナーが現像器3の内部を1周循環して現像剤撹拌部313に達する。従って、n枚前(所定枚数前)の画像形成時に補給されたトナーはプレ駆動時間Tp後に現像剤供給部312を通過して現像剤撹拌部313に達する。つまり、プレ駆動時間Tpだけ現像器3を駆動することで、n枚前の画像形成時に補給されたトナーがテスト画像の画像形成に使用されることは無い。そのため、n枚前に0.3[g]を上回るトナー補給を行っていても、プレ駆動時間Tpだけ現像器3の駆動を行うことで、テスト画像の画像濃度の上昇を抑制でき、安定した画像形成条件、本実施形態ではLUTを作成することができる。また、S61で何枚前の画像形成時のトナー補給量Tnを読み出すかは、現像剤が現像器3の内部を1周循環する時間に応じて決められる。   As described above, in the developing device 3 of the present embodiment, the time required for the toner supplied to the toner supply unit T to circulate through the developer stirring unit 313 and the developer supply unit 312 and return to the toner supply unit T is 20 times. Seconds. Further, the number of images formed per minute by the image forming apparatus is 30 sheets in A4 size. For this purpose, the toner replenished in the toner replenishing portion T circulates once around the inside of the developing device 3 and reaches the developer agitating portion 313 while forming 10 images in A4 size. Accordingly, the toner replenished during the image formation of n sheets before (a predetermined number of sheets) passes through the developer supply unit 312 and reaches the developer stirring unit 313 after the pre-driving time Tp. That is, by driving the developing device 3 for the pre-driving time Tp, the toner replenished at the time of n-th previous image formation is not used for image formation of the test image. Therefore, even if the toner supply exceeding 0.3 [g] is performed before n sheets, by driving the developing device 3 for the pre-driving time Tp, an increase in the image density of the test image can be suppressed and stable. An image forming condition, in this embodiment, an LUT can be created. Further, in S61, how many sheets of toner supply amount Tn at the time of image formation is read out is determined according to the time during which the developer circulates in the developing device 3 once.

また、プレ駆動時間Tpが、トナー補給量が0.3[g]を超える時点から直近の枚数nを用いて算出されるために、プレ駆動時間Tpを短くして、テスト画像の画像形成を開始するまでの時間を短縮することができる。   In addition, since the pre-driving time Tp is calculated by using the most recent number n from the time when the toner replenishment amount exceeds 0.3 [g], the pre-driving time Tp is shortened and the test image is formed. The time to start can be shortened.

本実施形態の画像形成装置は1分間の画像形成による出力枚数がA4サイズで30枚であるが、これに限定されるものでは無い。本実施形態に基づいて適宜プレ駆動時間を算出することで、画像形成装置の1分間の出力枚数が何枚であっても同様の効果を得ることが可能である。   In the image forming apparatus according to the present embodiment, the number of sheets output by image formation for one minute is 30 sheets of A4 size, but is not limited to this. By calculating the pre-driving time as appropriate based on the present embodiment, it is possible to obtain the same effect regardless of the number of output sheets per minute of the image forming apparatus.

プレ駆動時の現像器3の駆動速度は、画像形成時と同じ速度として説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、プレ駆動時の現像器3の駆動速度(第1スクリュー314及び第2スクリュー315の回転速度)を画像形成時よりも速くすることで、プレ駆動時間の短縮、即ち、テスト画像の画像形成を開始するまでの時間の短縮することができる。例えば、プレ駆動時の現像器3の駆動速度を画像形成時の速度の2倍にすると、プレ駆動時間を半分に短縮することができる。   The driving speed of the developing device 3 at the time of pre-driving is described as the same speed as at the time of image formation, but is not limited to this. For example, by shortening the driving speed of the developing device 3 during pre-driving (the rotational speeds of the first screw 314 and the second screw 315) than during image formation, the pre-driving time is shortened, that is, the test image is formed. The time until the start can be shortened. For example, if the driving speed of the developing device 3 at the time of pre-driving is twice that at the time of image formation, the pre-driving time can be reduced to half.

以上のような本実施形態の画像形成装置は、階調補正制御を行う直前にトナーを多量に補給された場合であっても、階調パターンの濃度ムラが発生せず、安定した画像形成条件の補正を行うことができる。   The image forming apparatus according to the present embodiment as described above does not cause unevenness in the density of the gradation pattern even when a large amount of toner is replenished immediately before the gradation correction control is performed, and stable image forming conditions. Can be corrected.

Claims (8)

トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像器を有し、前記現像器内の前記現像剤を用いて記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により前記記録材に形成された測定用画像を測定する測定手段と、
前記画像形成手段に前記測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記測定用画像を測定させ、前記測定手段の測定結果に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を決定する決定手段と、
前記現像器へトナーを補給する補給手段と、を有し、
前記画像形成手段は、前記現像器内の現像剤を撹拌するために回転駆動されるスクリューと、前記スクリューを回転するモータと、前記モータを制御する制御手段とを有し、
前記画像形成手段が前記記録材に前記測定用画像を形成する場合、前記制御手段は前記スクリューの回転時間を、前記補給手段の補給量に基づいて制御することを特徴とする、
画像形成装置。
An image forming unit having a developer containing a developer containing toner and a carrier, and forming an image on a recording material using the developer in the developer;
Measuring means for measuring a measurement image formed on the recording material by the image forming means;
A determination unit that causes the image forming unit to form the measurement image, causes the measurement unit to measure the measurement image, and determines an image forming condition of the image forming unit based on a measurement result of the measurement unit;
Replenishing means for replenishing toner to the developing unit,
The image forming unit includes a screw that is rotationally driven to stir the developer in the developing device, a motor that rotates the screw, and a control unit that controls the motor.
When the image forming unit forms the measurement image on the recording material, the control unit controls the rotation time of the screw based on the supply amount of the supply unit.
Image forming apparatus.
前記スクリューの回転時間は、前記画像形成手段が前記測定用画像を形成する前に前記モータが前記スクリューを回転させる時間であることを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置。
The screw rotation time is a time for the motor to rotate the screw before the image forming means forms the measurement image.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記画像形成手段が前記記録材に前記測定用画像を形成する場合、前記スクリューの回転時間を、前記測定用画像を形成するよりも前に所定枚数の記録材に画像を形成している間に前記補給手段により前記現像器へ補給されたトナーの量に基づいて制御することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の画像形成装置。
When the image forming unit forms the measurement image on the recording material, the control unit forms an image on a predetermined number of recording materials before the rotation time of the screw is formed. And controlling based on the amount of toner replenished to the developing device by the replenishing means during
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、所定量を超える前記トナーが補給されてからの枚数に応じて、前記スクリューの回転時間を決定することを特徴とする、
請求項1〜3のいずれか1項記載の画像形成装置。
The control means determines the rotation time of the screw according to the number of sheets since the toner exceeding a predetermined amount has been replenished.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、直近の前記所定量を超える前記トナーが補給されてからの枚数に応じて、前記スクリューの回転時間を決定することを特徴とする、
請求項4記載の画像形成装置。
The control means determines the rotation time of the screw according to the number of sheets since the toner exceeding the predetermined amount is supplied.
The image forming apparatus according to claim 4.
前記制御手段は、前記トナーが前記現像器の内部を1周循環する時間に応じて前記スクリューの回転時間を決めることを特徴とする、
請求項1〜5のいずれか1項記載の画像形成装置。
The control means determines the rotation time of the screw according to the time for which the toner circulates in the developing device once.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記スクリューを、前記画像形成手段が画像を形成するときに駆動する速度と同じ速度で、前記測定用画像の画像形成を行う前に駆動することを特徴とする、
請求項1〜6のいずれか1項記載の画像形成装置。
The control means drives the screw at the same speed as that when the image forming means forms an image before forming the measurement image.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記スクリューを、前記画像形成手段が画像を形成するときに駆動する速度よりも速い速度で、前記測定用画像の画像形成を行う前に駆動することを特徴とする、
請求項1〜6のいずれか1項記載の画像形成装置。
The control means drives the screw at a speed faster than the speed at which the image forming means drives when forming an image before image formation of the measurement image.
The image forming apparatus according to claim 1.
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