JP4347208B2 - 画像形成装置及びその制御値の設定方法 - Google Patents
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Description
ところで,このような画像形成装置により記録材に形成された画像(トナー像)の品質評価の指標の代表的なものとして,その画像の濃度及び光沢度合いがある。ここで,画像濃度は,一般に,対象画像に照射する光の強度とその反射光である散乱光及び正反射光の各強度(光量)の一方若しくはそれらを組み合わて求めた強度(光量)との相対比較により評価される。また,画像の光沢度合いは,一般に,対象画像に照射する光の強度とその正反射光の強度との相対比較により評価される。
以下,この光沢度合いのことを光沢度というが,本明細書でいう光沢度は,いわゆる鏡面光沢度(記録材が紙その他であるときの75度鏡面光沢度や,記録材がプラスチック,塗膜であるときの60度光沢度等)に限らず,画像の光沢度合いを表す指標を全て含む概念である。同様に,本明細書でいう画像濃度(或いは濃度)は,一般に広く用いられているlog(I1/I2)[但し,I1:画像への入射光の強度,I2:画像からの反射光の強度]で求められる濃度に限らず,画像の濃さを表す指標を全て含む概念である。
従来,適切な濃度の画像を得るため,予め定められたテスト用のパッチ画像を感光体ドラム上に形成し,その感光体ドラム上の画像若しくはそれが中間転写体に転写された後の画像の濃度を濃度センサで検出し,その検出値と本来検出されるべき目標濃度との差分に応じて,画像(トナー像)の濃度制御に用いるパラメータの設定値(以下,濃度制御値という)が設定されている。
例えば,特許文献1には,パッチ画像の濃度をその画像からの正反射光量と乱反射光量(散乱光量)との差分値に基づいて求め,得られた画像濃度に基づいて現像バイアス電位,感光体ドラムの帯電電位,感光体ドラムに対する露光強度等の設定値(前記濃度制御値の一例)を定める画像形成装置が示されている。
また,特許文献2には,試し画像(前記パッチ画像に相当)の加熱定着後の光沢値(光沢度)に基づいて定着装置の定着温度や定着装置における記録材の搬送速度を制御する画像形成装置が示されている。
さらに,特許文献3には,画像に照射した光の散乱光と正反射光とを同時に検出するセンサが示されている。
即ち,画像濃度の調節に用いる前記濃度制御値は,主として現像時の感光体ドラムに対するトナーの付着量を制御するパラメータであり,画像濃度調節のためにトナーの付着量が変化すると,その変化が光沢度にも影響するため,光沢度について再調節しなければならなくなるという問題点があった。さらに,先に画像濃度調節を行った後に光沢度調節を行ったのでは,それらの調節に要する時間が長くなり,時間,電力及び使用トナーの無駄が多く効率的でないという問題点があった。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,出力画像の濃度及び光沢度を効率的かつ適切に調節できる画像形成装置及びその制御値の設定方法を提供することにある。
ここで,前記濃度制御値としては,例えば,現像バイアス電位の設定値,前記像担持体の帯電電位の設定値,前記像担持体に対する露光強度(静電潜像書き込み用の露光の強度や除電用の露光の強度等)の設定値,さらには回転する像担持体の周速度とこれに対向して回転する現像ローラの周速度の比(いわゆる周速比)の設定値のうちの1又は複数を含むものが考えられる。
また,前記光沢制御値としては,例えば,加熱定着の温度の設定値や加熱定着がなされているときの前記記録材の搬送速度の設定値の一方又は両方を含むものが考えられる。
このように,まず,テスト用トナー像(パッチ画像)からの検出濃度に基づいて前記濃度制御値の設定(画像濃度の調節)を優先的に行った上で,前記テスト用トナー像からの検出光沢度に加えて前記濃度制御値の設定結果も加味して光沢制御値の設定(画像の光沢度の調節)を行うことにより,前記テスト用トナー像の出力回数を少ない回数に抑えつつ(少なければ1回),画像の濃度及び光沢度の両方を効率的かつ適切に調節することが可能となる。
また,このような複数のテスト用トナー像を出力する場合,前記光沢制御値の設定方法のより具体的な例としては,それら複数のテスト用トナー像の中から,先に設定(調節)された前記濃度制御値と一致する若しくは最も近い前記濃度制御値の設定状態で形成された前記テスト用トナー像を選択し,そのテスト用トナー像についての光沢度の検出結果に基づいて前記光沢制御値を設定することが考えられる。
また,前記光沢制御値の設定方法の他の具体的な例としては,前記テスト用トナー像の光沢度の検出結果及び先に設定(調節)された前記濃度制御値に基づいて,その濃度制御値(先に調節された濃度制御値)が設定された場合の前記テスト用トナー像の検出結果を推定し,その推定結果に基づいて前記光沢制御値を設定することも考えられる。
これらいずれの具体例によっても,前記濃度制御値の設定結果が加味されて前記光沢制御値の設定が行われるので,テスト用トナー像の出力回数を抑えつつ,画像の濃度及び光沢度の両方を効率的かつ適切に調節することが可能となる。
そこで,前記テスト用トナー像は,前記記録材におけるその搬送方向の先端から前記加熱定着に用いられる加熱ローラの略周長分の領域を除く領域(搬送方向の後端側の領域)に形成させることが好適である。
これにより,比較的安定した温度状態で加熱定着がなされた前記テスト用トナー像に基づいて,適切な濃度調節(加熱定着後のトナー像濃度を検出する場合)や光沢度調節が行われる。
また,前記両面画像形成手段を備える場合,所定の画像形成要求があった場合に,まず,前記テスト用トナー像を前記記録材の一方の面(うら面)に形成して前記濃度制御値の設定及び前記光沢制御値の設定を行った後に,前記記録材の他方の面(おもて面)に前記画像形成要求に基づく画像形成を行うようにすることが考えられる。
これにより,画像形成要求に応じた画像が形成される記録材の裏面を有効活用して濃度調節及び光沢度調節を行えるとともに,画像形成要求に応じた本来の画像が形成される前に,前記テスト用トナー像の形成及び濃度・光沢度の調節が行われるので,背面の画像(画像形成要求に応じた画像)の濃淡に影響を受けずに適切な濃度調節等を行える。
また,前記テスト用トナー像を,前記記録材におけるその搬送方向の先端から加熱定着に用いられる加熱ローラの略周長分の領域を除く領域(搬送方向の後端側の領域)に形成させることにより,比較的安定した定着温度状態で加熱定着がなされた前記テスト用トナー像に基づいて,適切な(不安定な定着温度の影響を受けずに)濃度調節(加熱定着後のトナー像濃度を検出する場合)や光沢度調節を行うことが可能となる。
また,トナー像の加熱定着がなされた記録材を,その加熱定着がなされる前の記録材上のトナー像の濃度を検出する濃度検出手段の検出位置に再搬送する手段を設け,その濃度検出手段を光沢度の検出手段としても兼用すれば,センサ点数を減らすことができ好適である。
また,両面画像形成手段を備える場合,所定の画像形成要求があった場合に,まず,前記テスト用トナー像を記録材の一方の面(うら面)に形成して前記濃度制御値の設定及び前記光沢制御値の設定を行った後に,他方の面(おもて面)に前記画像形成要求に基づく画像形成を行うようにすれば,記録材の裏面を有効活用できるとともに,先に前記テスト用トナー像の形成及び濃度・光沢度の調節が行われるので,背面の画像(画像形成要求に応じた画像)の濃淡に影響を受けずに高い精度で濃度調節等を行うことができる。
ここに,図1は本発明の実施形態に係る画像形成装置Aの概略断面図,図2は画像形成装置Aにおける画像の濃度及び光沢度に関する制御値設定処理の手順を表すフローチャート,図3は画像処理装置Aにおける濃度及び光沢度に関する制御値設定処理に関する説明図である。
前記画像形成装置Aは,外部から入力された画像データに応じて,用紙等の記録シート(記録材)に対して多色又は単色の画像を形成するカラー複写機を構成する画像形成部或いはカラープリンタ等である。もちろん,前記画像形成装置Aは,カラープリンタ等に限られるものではなく,例えば,単色のみの画像を形成するプリンタや複写機等であっても構わない。なお,この実施形態では,前記画像形成装置Aを,カラー画像を色分解して得られる減法混色の3原色であるマゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y)にブラック(K)を加えた4色の各色成分(色相)に対応した画像データを用いて画像形成を行うタンデム方式のカラープリンタとして説明する。
前記画像形成装置Aは,以下に示すように,感光体ドラム3a〜3d(像担持体の一例)上にトナー像を形成し,そのトナー像を中間転写ベルト7(中間転写材の一例)を介して用紙等の記録材に転写し,さらにそのトナー像を前記記録材に加熱定着させる電子写真方式の画像形成装置である。
前記画像形成装置Aは,図1に示すように,露光ユニット1,現像ユニット2a〜2d(総称して2),感光体ドラム3a〜3d(総称して3),クリーナユニット4a〜4d(総称して4),帯電器5a〜5d(総称して5),中間転写ローラ6a〜6d(総称して6),中間転写ベルトユニット8,第1〜第3搬送路R1〜R3,給紙トレイ10,除電器13,定着装置12,レジストローラ14,排紙トレイ15,ピックアップローラ16,搬送ローラ25−1〜25−8(総称して25)等を備えている。
さらに,画像形成装置Aは,画像形成プロセスの制御や各種制御パラメータの設定処理を実行するためのプログラムや各種制御パラメータの設定値(以下,制御値という)等を記憶するEEPROM等の記憶部(不図示),及びCPU,RAM及びその他の周辺装置からなり前記プログラムを実行する制御部(不図示)等も備えている。後述する画像の濃度及び光沢度の制御に関する制御値の設定処理は,所定のプログラムが前記制御部によって実行されることにより行われる。
前記現像ユニット2,前記感光体ドラム3,前記クリーナユニット4,前記帯電器5及び前記中間転写ローラ6は,各色成分に応じてそれぞれ4個ずつ設けられており,また,ブラック,シアン,マゼンタ,イエローの各色成分に対応したトナーを収納したトナーカートリッジ40a〜40d(総称して40)が各々装着され,4つの画像形成部Pa〜Pd(総称してP)を構成している。これらの画像形成部P各々は,中間転写ベルト7の搬送方向B(図示する矢印B)の最上流側から下流に向かって順次一列に配設されており,ブラック,シアン,マゼンタ,イエローのトナーの可視像を前記中間転写ベルト7に現像するものである。
前記現像ユニット2各々は,前記トナーカートリッジ40各々から供給されるブラック,シアン,マゼンタ及びイエローの各色のトナーを収納しており,感光体ドラム3各々に形成された各色の潜像をトナー像に顕像化(現像)する。前記クリーナユニット4は,現像及び画像転写後における前記感光体ドラム3の表面に残留したトナーを除去・回収するものである。
前記中間転写ベルトユニット8は,中間転写ベルト駆動ローラ71と,中間転写ベルト従動ローラ72と,前記中間転写ベルト駆動ローラ71と前記中間転写ベルト従動ローラ72との間に張架されてループ上の移動経路を形成する中間転写ベルト7とを備え,その中間転写ベルト7の張りは不図示の中間転写ベルトテンション機構によって一定に調整されている。そして,前記中間転写ベルト駆動ローラ71が回転駆動されることにより,中間転写ベルト7を矢印B方向に回転駆動する。前記中間転写ベルト7の外周面は,前記感光体ドラム3各々に対向し,この中間転写ベルト7を挟んで各感光体ドラム3に対向する位置に,前記中間転写ローラ6各々が配設されている。前記中間転写ベルト7は,たとえば厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
前記給紙トレイ10に収容された記録材は,その搬送を促進・補助するための前記搬送ローラ25,前記ピックアップローラ16,前記レジストローラ14,前記転写ベルトユニット8及び前記定着装置12等により,第1搬送路R1→前記転写ベルトユニット8,前記定着装置12を経由して搬送され,排紙トレイ15に排出される。ここで,前記転写ベルト7により搬送中の記録材は,その中間転写ベルト7に静電吸着された状態であるため,交流電流が印加された除電器13により前記中間転写ベルト7から分離されて前記定着装置12に導かれる。
前記中間転写ローラ6は,前記感光体ドラム3上のトナー像を,記録材が前記転写ベルト7により搬送されているときはその記録材上に,記録材を未搬送のときは前記中間転写ベルト7上に転写するための手段であり,高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。これにより,前記感光体ドラム3各々に形成された各色のトナー像は,前記中間転写ベルト7上の記録材又は前記中間転写ベルト7の外周面に順次重ねて転写され,外部から入力された前記画像データ或いは前記制御部により生成された前記テスト用画像データに対応する画像が形成される。
このようにして記録材若しくは前記中間転写ベルト7に形成された画像は,前記中間転写ベルト駆動ローラ71の近傍に配置された反射光検出センサSn1によりその画像濃度と光沢度とが検出される。
前記反射光検出センサSn1は,例えば特許文献3に示されるセンサのように,1つの光源と2つの受光素子とを備え,光源によりトナー像に照射した光の散乱光(乱反射光)の強度(光量)を一方の受光素子で検出するとともに,正反射光の強度を他方の受光素子で検出し,少なくとも検出した散乱光の強度に基づいてトナー像の濃度を検出し,さらに検出した前記正反射光の強度に基づいてパッチ画像の光沢度を検出するものである。これにより,前記反射光検出センサSn1は,濃度検出用のセンサ(濃度検出手段)と光沢度検出用のセンサ(光沢検出手段)とを兼ねるものである。
ここで,画像の濃度は,例えば,照射光の強度と前記散乱光の強度との比に基づいて求めた値をその指標とすることや,或いは,特許文献1に示されるように前記散乱光の強度と前記正反射光の強度とを組み合わせて求めた値(例えば差分)を指標とすること等が考えられる。
なお,一般に前記散乱光の強度が小さいほど濃度が高いことを表し,また,前記正反射光の強度が大きいほど光沢度が高いことを表すことはいうまでもない。
また,前記定着装置12は,記録材上のトナー像を加熱及び圧接により熱定着させる装置であり,加熱ローラ12−1及び加圧ローラ12−2を備えている。前記加熱ローラ12−1は,図示しない温度検出器からの信号に基づいて前記制御部によって所定の定着温度となるように制御されている。
また,前記中間転写ベルト7に付着したトナーは,その中間転写ベルト7に接触して付着トナーを剥ぎ取るクリーニングブレード等を備えた中間転写ベルトクリーニングユニット9によって除去・回収される。
また,本画像形成装置Aでは,前記経路切替爪24−1及び他の経路切替爪24−2の動作により,加熱定着後の記録材を,前記第2搬送経路R2を経ずに前記第3搬送経路へ直接導き,ターンバックなしで前記第1搬送路R1へ導くことも可能に構成されている。
なお,前記露光ユニット1,前記画像形成部P,前記中間転写ベルトユニット8,前記定着装置12,前記経路切替爪24−1,24−3,前記第1〜第3搬送路R1,R2,R3及び各経路に設けられている搬送ローラ等により,シート状の記録材の両面に順次トナー像を形成する両面画像形成手段の一例が構成されている。
さらに,前記経路切替爪24−1,24−2,24−3,前記第3搬送経路R3及びその搬送経路に設けられた搬送ローラ等により,トナー像の加熱定着がなされた記録材を,加熱定着がなされる前の記録材上のトナー像の濃度を検出する前記反射光検出センサSn1(濃度検出手段の一例)の検出位置に再搬送する再搬送手段の一例が構成されている。
<ステップS1,S2>
まず,前記制御部は,外部のコンピュータ等から所定の印刷要求(画像形成要求)があるか否かを監視し(S1),印刷要求があった場合に,画像の濃度及び光沢度に関する制御値の設定(調節)処理を実施すべき状態(以下,濃度等調節必要状態という)であるか否かを判別する(S2)。
ここで,前記濃度等調節必要状態であるか否かは,例えば,本画像形成装置Aが備える押しボタン等の操作部から,その調節処理を行うべき旨の入力が予めなされているか否か,或いは,過去の累積画像形成回数が所定の設定回数以上となったか否か等により判別する。
そして,前記濃度等調節必要状態でないと判別した場合は,前記制御部は,前記画像形成部P等を制御することにより,記録材(シート)の一面に,前記印刷要求に従った画像の形成,加熱定着を実行させ,前記排紙トレイ15にその記録材を排出させて処理を終了させる(S14)。
なお,このときの現像バイアス電位等の現像条件及び定着温度等の定着条件は,その時点で前記記憶部に記憶されている最新の設定条件が採用される。
<ステップS3>
即ち,まず,前記制御部は,予め定められた現像条件を前記記憶部から読み出し,その条件に従って,記録材(シート)の一方の面(第一面)に,予め定められた複数の前記パッチ画像(テスト用の画像)を記録材の搬送方向(副走査方向)に並べて形成させる(S3)。
ここで,複数のパッチ画像は,トナー像の濃度制御に用いるパラメータの設定値である濃度制御値が,予め定められた各々異なる値に設定された状態で形成される。但し,その他の現像条件は同一である。
また,前記濃度制御値としては,例えば,前記現像ユニット2(現像装置)における現像バイアス電位の設定値,前記帯電装置5における前記感光体ドラム3(像担持体)の帯電電位の設定値,前記露光ユニット1における前記感光体ドラム3に対する露光強度の設定値(ベースとなる露光強度),回転する前記感光体ドラム3の周速度とこれに対向して回転する現像ローラ(前記現像ユニット2が備えるローラ)の周速度の比(周速比)の設定値等が考えられる。これらは,いずれも前記感光体ドラム3に対するトナーの付着量に影響を与えるパラメータであり,これらのパラメータを変化させると,トナーの付着量が変化する結果,画像濃度が変化する。本実施形態では,前記制御値として前記現像バイアス電位(以下,単に現像バイアスという)を用いる。
また,前記制御部は,パッチ画像が,記録材(シート)におけるその搬送方向の先端から加熱定着に用いられる前記加熱ローラ12−1のほぼ周長分の領域を除く残りの領域(搬送方向後端側の領域)に形成されるようパッチ画像データを生成する。
これにより,比較的安定した温度状態で加熱定着がなされたパッチ画像に基づいて,後述するステップS10,S11の処理において適切な光沢度調節が可能となる。
次に,前記制御部は,加熱定着前のパッチ画像(テスト用トナー像)の濃度を検出する前記反射光検出センサSn1(濃度検出手段の一例)により記録材上のトナー像の濃度(パッチ画像濃度)を検出させ,その検出結果を取得する(S4)。
さらに,前記制御部は,前記定着装置12を制御することにより,前記定着装置12における前記加熱ローラ12−1の温度設定値を,予め定められた基準となる基準定着温度に設定した状態で,記録材上にトナー像を加熱定着させる(S5)。
ここで,前記定着装置12における定着条件は,記録材上に定着後の画像の光沢度に大きく影響する。
一般に,記録材に十分な濃度のトナー像が転写されている状態では,前記定着装置12における加熱定着の温度(前記加熱ローラ12−1の温度)を上げるに従って光沢度が上がり,前記定着装置12において加熱定着がなされているときの記録材の搬送速度を下げるに従って光沢度が上がる。
即ち,加熱定着後の記録材上のトナー像の光沢制御に用いるパラメータの設定値(以下,光沢制御値という)としては,前記定着装置12における加熱定着の設定温度や,前記定着装置12において加熱定着がなされているときの記録材の搬送速度(前記加熱ローラ12−1の回転速度)の設定値等が考えられる。本実施形態では,前記光沢制御値として,加熱定着の温度(以下,定着温度という)の設定値を用いる。
<ステップS6,S7>
次に,前記制御部は,前記経路切替爪24−1,24−2を制御することにより,加熱定着がなされた後の記録材をターンバックさせずに前記第3搬送路R3から前記第1搬送経路R1に導き,前記現像いて記録材を循環搬送させる(S6)。これにより,トナー像の加熱定着がなされた記録材が,加熱定着がなされる前の記録材上のトナー像の濃度を検出する前記反射光検出センサSn1(濃度検出手段の一例)の検出位置に再搬送される。但し,この再搬送の際は,記録材への画像形成は行わない。
そして,前記制御部は,前記基準定着温度で加熱定着後のパッチ画像(テスト用トナー像)の濃度を検出する前記反射光検出センサSn1(光沢度検出手段の一例)により記録材上のトナー像の光沢度(パッチ画像光沢度)を検出させ,その検出結果を取得する(S7)。
即ち,前記制御部は,まず,パッチ画像の現像条件として設定した前記現像バイアスの各値と,その各々について実際に得られたパッチ画像の濃度とに基づいて,現像バイアスと画像濃度との関係式を導出する(S8)。
図3(a)に実線で表すグラフは,3段階の前記現像バイアスVb1,Vb1,Vb3の条件下で3種類のパッチ画像を出力し,その各パッチ画像からパッチ画像濃度I1,I2,I3が得られたとした場合に,それらを線形式の組み合わせ(即ち,折れ線)で近似したときの前記現像バイアスVbと画像濃度Iとの関係式グラフ化した折れ線グラフを表す。
なお,この関係式の導出は,図3(a)に示すような折れ線近似の他,予め実験等により前記現像バイアスVbと画像濃度Iとの各関係式を求めてその係数を未知数とし,パッチ画像から得られた濃度Iiを適用したときの誤差が最小となるように,所定の近似計算によりその関係式の係数を求めること等も考えられる。また,未知数とする係数を1つとすれば,1つのパッチ画像によっても関係式を求めることができる。
<ステップS9>
次に,前記制御部は,ステップS8で得られた前記現像バイアスVbと画像濃度Iとの関係式に基づいて,そのパッチ画像の内容として(例えば,ベタ画像として)目標とする画像濃度Isを得るために必要な前記現像バイアスVbsを求め,これを前記現像バイアスの設定値とし,前記記憶部に記憶させる(S9)。
以後の画像形成においては,この現像バイアスVbsが前記現像ユニット2における現像バイアス電位の目標電位として設定(制御)される。
<ステップ10>
即ち,前記制御部は,まず,前記反射光検出センサSn1(光沢検出手段の一例)により,複数のパッチ画像各々から検出された光沢度と,ステップS9の処理(濃度制御値設定手段の処理の一例)により設定された前記現像バイアスの設定値Vbs(濃度制御値の一例)とに基づいて,その現像バイアスの設定値Vbsがが設定された場合の光沢度推定値Gxを求める(S10,光沢検出手段の検出結果の推定)。
より具体的には,パッチ画像の現像条件として設定した前記現像バイアスの各値と,その各々について実際に得られたパッチ画像の光沢度とに基づいて,現像バイアスと光沢度との関係式を導出し,その関係式にステップS9で設定された前記現像バイアスの設定値Vbsを適用することにより,前記光沢度推定値Gxを求める。
図3(b)に実線で表すグラフは,3段階の前記現像バイアスVb1,Vb1,Vb3の条件下で3種類のパッチ画像を出力し,その各パッチ画像から光沢度G1,G2,G3が得られたとした場合に,それらを線形式の組み合わせ(即ち,折れ線)で近似したときの前記現像バイアスVbと光沢度Gとの関係式をグラフ化した折れ線グラフを表す。この関係式に,前記現像バイアスの設定値Vbsを適用すれば,前記光沢度推定値Gxが求まる。
なお,各関係式の導出は,濃度の場合と同様に,折れ線近似の他,予め係数を未知数とする関係式を用意し,所定の近似計算によりその関係式の係数を求めること等も考えられる。
次に,前記制御部は,ステップS10で得られた前記光沢度推定値Gx(推定の結果)に基づいて,前記定着温度の設定値(光沢制御値の一例)を設定し,前記記憶部へ記憶させる(S11)。
より具体的には,例えば,図3(c)に示す実線グラフのように,目標濃度を満たすパッチ画像について,定着温度(光沢制御値の一例)を,パッチ画像の形成時に用いる値(ここでは,前記基準定着温度Tm3)を含む所定の制御範囲で変化させた場合における定着温度と光沢度との関係式若しくは関係テーブルを予め記憶しておき,その関係式若しくは関係テーブルを,前記光沢度推定値Gxに基づいて補正する。
図3(c)に示す破線グラフは,前記関係式若しくは関係テーブルを表す実線グラフを,前記基準定着温度Tm3に対応する光沢度Gm3と前記光沢度推定値Gxとの差分に応じて補正した例を表す。
これにより,前記関係式若しくは関係テーブルを定めたときの装置の条件と当該画像形成装置Aの現在の条件とのギャップ分が補正され,補正後の関係式若しくは関係テーブルは,当該画像形成装置Aの現在における定着温度Tと光沢度Gとの対応関係をより高精度で表すものとなる。
そして,前記制御部は,このような補正後の関係式若しくは関係テーブルに,前記パッチ画像の内容として(例えば,ベタ画像として)目標とする光沢度Gsを得るために必要な定着温度Tsを求め,これを前記定着温度の設定値とする。
以後の画像形成においては,この定着温度Tsが前記定着装置12における加熱の目標温度として設定(制御)される。
なお,前記関係式若しくは関係テーブルの補正は,前記基準定着温度Tm3に対応する光沢度Gm3と前記光沢度推定値Gxとの差分の他,それらの比等,他の方法により補正することも考えられる。
次に,前記制御部は,前記経路切替爪24−1,24−2,24−3及び各搬送ローラを制御することにより,パッチ画像の加熱定着がなされた後の記録材(シート)を前記第2搬送路R2へ導いてターンバックさせた後に,再び前記第3搬送路R3を経て前記第1搬送路R1へ導く(S12)。
最後に,前記制御部は,前記画像形成部P,前記ピックアップローラ16等の画像形成手段を制御することにより,記録材(シート)のもう一方の面(パッチ画像が形成された面の背面)に,前記印刷要求に従った画像の形成,加熱定着を実行させ,前記排紙トレイ15にその記録材を排出させて処理を終了させる(S13)。なお,ステップS3〜S11の処理を,目標とする画像濃度及び光沢度が得られるまで繰り返すよう構成することも考えられる。
以上示したように,本画像形成装置Aでは,まず,パッチ画像(テスト用トナー像)からの検出濃度に基づいて前記濃度制御値(現像バイアス等)の設定を優先的に行った上で(S8,S9),パッチ画像からの検出光沢度に加えて前記濃度制御値(現像バイアス等)の設定結果も加味して光沢制御値(定着温度等)の設定が行われる(S10,S11)ので,パッチ画像の出力回数を少ない回数に抑えつつ(少なければ1回),画像の濃度及び光沢度の両方を効率的かつ適切に調節することが可能となる。
また,トナー像の加熱定着がなされた記録材を,その加熱定着がなされる前の記録材の画像について濃度と光沢度とを検出するセンサの検出位置に再搬送し(S6),加熱定着後の光沢度を検出する(S7)ので,濃度検出センサと光沢度検出センサとが兼用され,センサ点数を減らすことができ好適である。
さらに,両面画像形成手段を備える画像形成装置Aにおいて,前記制御部により,印刷要求(画像形成要求)があった場合に,前記画像形成部P等(テスト用トナー像形成手段の一例)による記録材の一方の面へのパッチ画像の形成(S3),現像バイアス(濃度制御値の一例)の設定(S8,S9)及び定着温度(光沢制御値の一例)の設定(S10,S11)が実行された後に,記録材の他方の面への印刷要求に基づく画像形成(S13)が実行されるよう制御されるので(画像形成順序制御手段の一例),記録材の裏面を有効活用して濃度調節及び光沢度調節を行える。また,その際,パッチ画像の形成及び濃度・光沢度の調節が先に行われるので,背面の画像(画像形成要求に応じた画像)の濃淡に影響を受けずに適切な濃度調節等を行うことが可能である。
例えば,図2において,前記制御部により,ステップS9の処理(濃度制御値設定手段の処理)により設定された現像バイアスの設定値Vbsと一致する若しくは最も近い現像バイアスの設定状態(図3の例では,Vb2)で形成されたパッチ画像を選択し,そのパッチ画像について光沢度の検出結果(図3の例ではG2)に基づいて前記定着温度の設定値Tsを設定することも考えられる。
図3の例では,光沢度の推定値Gxの代わりに光沢度の検出値G2を用いれば,前記定着温度の設定値Tsを設定することができる。
このような処理によっても,比較的高い精度で濃度制御値及び光沢制御値を設定できる。
また,前述の実施形態では,前記濃度制御値として現像バイアス電位を,前記光沢制御値として定着温度を用いたが,複数の制御パラメータの組み合わせを前記濃度制御値や前記光沢制御値とすることも考えられる。例えば,前記濃度制御値及び前記光沢制御値各々について,それらを表す各々1つの指標を設け,パッチ画像濃度に基づいてその指標の値を設定するとともに,その指標の値が決まれば複数の制御値(前記濃度制御値については現像バイアス電位と露光強度等,前記光沢制御値については定着温度と定着速度(記録材の搬送速度)等)各々の値が定まるような式やデータテーブルを予め設定しておくこと等が考えられる。
また,前述の実施形態では,濃度検出用のセンサと光沢度検出用のセンタとを兼用する例を示したが,例えば,前記画像形成装置Aにおける前記定着装置12の後段側に,加熱定着後のパッチ画像の光沢度を検出する前記反射光検出センサ(前記センサSn1と同じもの)を別途設けること等により,前記定着装置12の前段側でパッチ画像の濃度を,後段側で光沢度を各々検出するように両センサを個別に設けることも考えられる。この場合,加熱定着後の記録材を戻して再搬送する必要がなくなる。
また,前述の実施形態では,濃度検出用のセンサと光沢度検出用のセンタとを兼用する前記反射光検出センサSn1を,前記定着装置12の前段に配置した例を示したが,これに限らず,前記反射光検出センサSn1を前記定着装置12の後段の搬送路に配置することにより,加熱定着後のパッチ画像について濃度と光沢度とを検出する構成としてもよい。これによっても,加熱定着後の記録材を戻して再搬送する必要がなくなる。但し,前記中間転写ベルト7に対向する前記反射光検出センサSn1を設けない場合,記録材ではなく前記中間転写ベルト7自体にパッチ画像を形成し,その濃度等を検出することによって現像濃度等の調節を行うという従来から行われている現像濃度調節等はできなくなる。
2a〜2d…現像ユニット
3a〜3d…感光体ドラム
4a〜4d…クリーナユニット
5a〜5d…帯電器
7…中間転写ベルト
8…中間転写ベルトユニット
10…給紙トレイ
12…定着装置
15…排紙トレイ
24−1,24−2,24−3…経路切替爪
Sn1…反射光検出センサ
R1,R2,R3…記録材の搬送路
S1,S2,,,…処理手順(ステップ)
Claims (10)
- 像担持体上にトナー像を形成して該トナー像を直接若しくは中間転写材を介して所定の記録材に転写し,さらに該トナー像を前記記録材に加熱定着させる画像形成装置であって,
所定の1又は複数のテスト用トナー像の前記像担持体への形成,前記記録材への転写及び加熱定着を行うテスト用トナー像形成手段と,
前記加熱定着の前若しくは後の前記テスト用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段と,
前記加熱定着の後の前記テスト用トナー像の光沢を検出する光沢検出手段と,
前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記トナー像の濃度制御に用いるパラメータの設定値である濃度制御値を設定する濃度制御値設定手段と,
前記光沢検出手段の検出結果と前記濃度制御値設定手段により設定された前記濃度制御値とに基づいて前記トナー像の光沢制御に用いるパラメータの設定値である光沢制御値を設定する光沢制御値設定手段と,
を具備してなることを特徴とする画像形成装置。 - 前記テスト用トナー像形成手段が前記濃度制御値の設定状態が異なる複数の前記テスト用トナー像を形成するものであり,
前記濃度値設定手段が,前記複数のテスト用トナー像各々についての前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記濃度制御値を設定してなる請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記光沢制御値設定手段が,前記複数のテスト用トナー像の中から前記濃度制御値設定手段により設定された前記濃度制御値と一致する若しくは最も近い前記濃度制御値の設定状態で形成された前記テスト用トナー像を選択し,該テスト用トナー像についての前記光沢検出手段の検出結果に基づいて前記光沢制御値を設定してなる請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記光沢制御値設定手段が,前記光沢検出手段の検出結果及び前記濃度制御値設定手段により設定された前記濃度制御値に基づいて該濃度制御値が設定された場合の前記光沢検出手段の検出結果を推定し,該推定の結果に基づいて前記光沢制御値を設定してなる請求項1又は2のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記テスト用トナー像形成手段が,前記記録材におけるその搬送方向の先端から前記加熱定着に用いられる加熱ローラの略周長分の領域を除く領域に前記テスト用トナー像を形成してなる請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トナー像の前記加熱定着がなされた前記記録材を,前記加熱定着がなされる前の前記記録材上の前記トナー像の濃度を検出する前記濃度検出手段の検出位置に再搬送する再搬送手段を具備し,
前記濃度検出手段が,前記トナー像に照射した光の散乱光の強度と正反射光の強度とを検出し,少なくとも検出した散乱光の強度に基づいてトナー像の濃度を検出し,さらに検出した前記正反射光の強度に基づいて前記光沢を検出することにより前記光沢検出手段としても兼用されるものである請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。 - シート状の前記記録材の両面に順次トナー像を形成する両面画像形成手段と,
所定の画像形成要求があった場合に,前記テスト用トナー像形成手段による前記記録材の一方の面への前記テスト用トナー像の形成,前記濃度制御値設定手段による前記濃度制御値の設定及び前記光沢制御値設定手段による前記光沢制御値の設定を行わせた後に,前記記録材の他方の面への前記画像形成要求に基づく画像形成を行わせるよう前記両面画像形成手段を制御する画像形成順序制御手段と,
を具備してなる請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記濃度制御値が,現像バイアス電位の設定値,前記像担持体の帯電電位の設定値,前記像担持体に対する露光強度の設定値,回転する像担持体の周速度とこれに対向して回転する現像ローラの周速度の比の設定値のうちの1又は複数を含むものである請求項1〜7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記光沢制御値が,前記加熱定着の温度の設定値及び/又は前記加熱定着がなされているときの前記記録材の搬送速度の設定値を含むものである請求項1〜8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 像担持体上にトナー像を形成して該トナー像を直接若しくは中間転写材を介して所定の記録材に転写し,さらに該トナー像を前記記録材に加熱定着させる画像形成装置の制御値の設定方法であって,
所定の1又は複数のテスト用トナー像の前記像担持体への形成,前記記録材への転写及び加熱定着を行うテスト用トナー像形成工程と,
前記加熱定着の前若しくは後の前記テスト用トナー像の濃度を検出する濃度検出手段の検出結果に基づいて前記トナー像の濃度制御に用いるパラメータの設定値である濃度制御値を設定する濃度制御値設定工程と,
前記加熱定着の後の前記テスト用トナー像の光沢を検出する光沢検出手段の検出結果と前記濃度制御値設定手段により設定された前記濃度制御値とに基づいて前記トナー像の光沢制御に用いるパラメータの設定値である光沢制御値を設定する光沢制御値設定工程と,
を有してなることを特徴とする画像形成装置の制御値の設定方法。
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