JPH0514559A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査パターン画像の出力結果にノイズ画像が
混入しないようにする。 【構成】 ノイズ画像の混入した画像形成結果から位置
および濃度の大きさを検出し、この検出結果に基きフィ
ルタ特性を定めたフィルタ１１００により、以後の検査
パターン画像の読取画像信号に対してフィルタ処理を施
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル方式の電子写
真複写機の技術分野において利用され、特に、出力画像
を原稿読み取り部で読み取って画像形成条件の調整を行
う画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法により形成される画像は、経
時変化、環境条件等に影響されやすく、その出力画像濃
度を安定化することは実用上きわめて重要である。

【０００３】まず、電子写真法に基づき形成される画像
の質に影響を与える主な要素を列挙すると、感光体特
性、感光化するための帯電手段特性、露光源特性及び露
光量、現像特性、転写特性、転写材特性、残留現像剤の
クリーニング特性等がある。

【０００４】これら各特性は温度、湿度、粉塵等の汚
染、経時変化等により影響を受け変動するので、画質に
も複雑な影響変化を生ずる事となる。

【０００５】従来、この画質変化を安定化するために、
上記各特性を各々独立に安定化する方法がとられている
が、いまだ十分に満足であると呼べる状態には至ってい
ない。また電子写真画像を安定化する方法として、ゼロ
グラフィー感光体上に帯電露光して静電潜像を形成し、
この静電潜像を現像した後、現像された画像を転写する
カールソンプロセスが知られている。このカールソンプ
ロセスにおいてその露光すべきオリジナル像の光量、形
成された静電潜像の電位、もしくは現像された画像濃度
等を検知し、その検知信号を前記プロセスの帯電・露光
等の手段にフィードバックして、画像の安定化を図る事
が例えば、米国特許第２９５６４８７号に記載されてい
る。

【０００６】この手法における表面電位計による、いわ
ゆる電位制御では現像バイアスの出力電圧をあらかじめ
決めておくことで、画像形成系のコントラストを自由に
設定する。この方法には、非露光部（Ｖ dark ）と、あ
る決められた光量の露光部の電位（Ｖlight)（図１２参
照）を測定する方法や（例えば、コピー用紙を原稿台に
のせて電位測定を行う）、出力された定着画像を原稿台
に載せて、その画像が形成する潜像電位を読み取る方法
が取られることが多い。

【０００７】また、現像された画像濃度を検知し、その
画像濃度の一点だけでなく、複数の標準露光時の現像濃
度について、現像手段へ印加する交流バイアス電圧の交
流分の振幅・周波数・直流分の電圧を順次変化させて画
像を安定化する方法が日本国特許公開昭５７−４０２７
９に記載されている。

【０００８】感光ドラム上の画像濃度を検出し制御をか
ける方法においては、出力画像濃度が現像のコントラス
トによって、ほぼ決定されることから、感光ドラム上の
現像画像濃度を測定することによって画像形成状態の情
報を得るものである。

【０００９】また、デジタル方式の電子写真複写機にお
いては、出力された定着画像を原稿読み取り部によって
読み込み出力画像濃度の調整を行う方法がいくつか提案
されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記いずれの画像濃度
制御方法においても、画像濃度制御を行うために出力画
像濃度の読み取りを行うものでは、感光体上の潜像電
位、感光体上の可視像、出力された定着画像などに含ま
れるノイズ（局所的な画像濃度の濃淡，潜像電位の高
低）を拾ってしまって誤った制御を行ってしまう事が問
題となる。

【００１１】ノイズ画像は特に、画像形成手段すなわち
画像信号の発生手段、感光体帯電手段、光情報露光手
段、現像手段、転写手段、定着手段などの中に含まれる
ベルトなどの無限軌道部材および、ローラーやポリゴン
ミラー（図１３参照）などの回転体のピッチで、発生す
ることが多い。このノイズが発生しているときに読取ら
れた画像信号には、ノイズが混入してしまう。

【００１２】しかしながら、上記従来の画像濃度制御手
段のいずれにおいても、この無限軌道部材と回転多面体
のピッチによるノイズに対する対策が全く取られておら
ず、特に、従来この種画像形成装置では出力画像濃度中
の特異な画像濃度の領域の読み取りデータを基にして画
像濃度制御を行ってしまい、出力画像濃度の大部分が異
常な濃度になってしまうという問題があった。

【００１３】そこで、本発明は、上述の点に鑑みて、画
像形成条件の設定に際して実行した検査パターン画像の
画像形成結果の中にノイズ画像が混入することのない画
像形成方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、検査パターン画像が記載された原
稿を読取り、もしくは、内部信号により検査パターンを
発生させて画像形成し、その画像形成結果を再び読取る
ことにより以後の画像形成条件を可変設定する画像形成
方法において、前記画像形成結果の画像保持体進行方向
上に表われる画像形成プロセスによるピッチノイズ画像
の周波数を予め決定し、次回以後の画像形成条件の設定
のために前記原稿の読取りを行なうときには、当該読取
りの画像信号に対して、前記ピッチノイズ画像の周波数
を弱めるフィルタ処理を施すことを特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明では、画像形成装置の駆動系が原稿の読
取り開始位置および記録開始位置から駆動され、駆動系
により発生されるノイズが一定の周期を持つことに着目
し、原稿の検査パターン画像を画像形成した結果からピ
ッチノイズの発生周波数を予め決定する。画像形成条件
の設定のために原稿を読取った場合に、その読取り画像
信号のノイズ混入部に対して、ピッチノイズの周波数成
分を弱めるフィルタ処理を行うことにより、画像信号中
からノイズが除去される。

【００１６】

【実施例】＜第１実施例＞以下、図面を参照して、本発
明実施例を詳細に説明する。

【００１７】本発明の説明に先立って画像形成装置の説
明を行う。

【００１８】図２は、本発明の第１実施例の主要構造を
示す。図２において、１は例えばハロゲンランプ等で構
成される原稿照明ランプ（以下ランプ）で、このランプ
１に照明された原稿台ガラス２上の原稿３の反射光がミ
ラー４ａ，４ｂを介して走査される。

【００１９】なお、ランプ１とミラー４ａは一体となっ
て走査ユニットを構成し、設定された倍率に応じて所定
の速度で水平方向に、図示しないモータの駆動により走
査往復動する。

【００２０】５は光学レンズで、ミラー４ａ，４ｂを介
して走査される反射画像を所定の倍率で例えばＣＣＤ
（電荷結合素子，線状の撮像素子）などの撮像素子６に
結像する位置に、画像形成前に位置決めされる。

【００２１】ＣＣＤ６により原稿の画像濃度はアナログ
の電気信号に変換され、その後、画像処理装置７により
アナログの電気信号はデジタルの電気信号に変換され、
同時に種々の画像処理を受ける。この原稿読み取り系
（以下リーダー）により、元原稿の画像は例えば４００
ｄｐｉ（ドット／インチ）の解像度で、８ｂｉｔ（ビッ
ト）のデジタル電気信号へ変換される。

【００２２】８は画像信号に応じて半導体レーザーユニ
ット９を駆動するレーザードライバー回路である。半導
体レーザー９から発振されたレーザー光は、回転多面鏡
１０で方向転換され、ミラー４ｃを介して感光体ドラム
１１へ結像される。以上が光情報露光手段である。

【００２３】１２は除電ランプで、画像形成プロセスに
備えて感光体ドラム１１の残留電荷を除去する。１３は
一次帯電器で、感光体ドラム１１を一様に帯電させる。

【００２４】１４は現像器で、例えば黒色の現像剤（以
下トナー）を収容し、感光体ドラム１１に形成された静
電潜像を黒色に現像する。

【００２５】１５は転写帯電器で、感光体ドラム１１に
現像されたトナー像を、搬送ガイド１９を介して搬送さ
れ、一旦レジストローラー２０位置で停止、感光体ドラ
ム１１上に形成された画像先端との同期が取られた後、
再給紙される記録紙２１上に転写する。

【００２６】１６はクリーナーで、感光体ドラム１１に
残留するトナーを回収する。１７は搬送ベルトで、転写
プロセスの終了した記録紙２１を定着器１８の配設位置
まで搬送する。定着器１８は、記録紙２１に転写された
トナー像を熱ローラーおよび圧力ローラーにより加圧
し、記録紙２１に熱定着させる。

【００２７】図１は図２の画像処理装置７において実行
する本発明に関わる画像処理をハード的に表現した機能
構成図である。

【００２８】図１において、検査パターン原稿から読取
った主走査方向１ライン分の画像濃度信号を平均化した
代表画像濃度信号が画像処理装置７において作成され、
テストパターン原稿の搬送方向（副走査方向）に沿って
順次に作成された代表画像濃度信号がフーリエ変換器１
０００に入力される。

【００２９】フーリエ変換器１０００では入力信号に対
してフーリエ変換を施す。

【００３０】フィルタ１１００は図６のフィルタ特性Ｂ
を有し、フーリエ変換器１０００のフーリエ変換結果か
らピッチノイズの周波数成分を取り除く。

【００３１】逆フーリエ変換器１２００はフィルタ処理
後のフーリエ変換結果を逆フーリエ変換することにより
代表画像濃度信号に変換する。変換後の代表画像濃度信
号は、画像形成プロセスの各種パラメータ設定処理に用
いられる。

【００３２】以上の構成により検査パターン原稿の代表
画像濃度信号に対して施されるノイズ除去処理について
さらに詳しく説明する。

【００３３】図３は、本発明で提案している検査パター
ンの転写紙進行方向および長さＬｐを示す。図４は各画
像形成プロセス中に含まれる回転体もしくは無限軌道部
材の回転周期と出力画像の画像保持体の搬送による進行
方向に現れる長さとの関係を示す。本実施例では定着器
１８の熱ローラーの直径（外径）は４０［ｍｍ］であ
り、周長は１２５．７［ｍｍ］となる。感光体ドラム１
１の直径は３０［ｍｍ］であり、周長は９４．２［ｍ
ｍ］となる。現像器１４の感光体ドラムと対向する現像
ローラーの直径は２０［ｍｍ］であり、周長は６２．８
［ｍｍ］となる。ただし、この現像ローラーでは、現像
ローラーの周速Ｖｓと感光体ドラムの周速Ｖｄが異なる
場合には、現像ローラーの不均一性が出力画像に現れる
ピッチは６２．８×Ｖｄ／Ｖｓとなる。現像ローラーの
影響を除去して出力画像濃度の読み込みを行いたい場合
には、上記の式の値が出力画像の画像保持体の搬送によ
る進行方向に現れる長さとなる。ここで、 Ｖｄ：Ｖｓ＝２：３ であるとすれば、現像手段の回転周期が出力画像の転写
紙の搬送による進行方向に現れる長さは４１．９［ｍ
ｍ］となる。光情報露光手段中の回転多面鏡の面数が
“１０”で、回転多面鏡の１つの面が走査線１本と対応
しており、４００ｄｐｉ（＝１６ｐｅｌ（ｌｉｎｅ／ｍ
ｍ））の解像度であることから、回転多面鏡の回転周期
が出力画像の転写紙の搬送による進行方向に現れる長さ
は０．６２５［ｍｍ］となる。

【００３４】図２において、各画像形成プロセス中に含
まれる各種回転体もしくは無限軌道部材の移動周期が出
力画像の転写紙の搬送による進行方向に現れる最大長さ
は定着器１８の熱ローラーの１２５．７［ｍｍ］とな
る。したがって、検査パターンの転写紙進行方向長さＬ
ｐをこの１２５．７［ｍｍ］と等しくあるいは長くする
ことにより検査パターンによる出力画像中に含まれる各
画像形成プロセス中の回転体もしくは無限軌道部材ピッ
チによるノイズを除去することが可能となるわけであ
る。

【００３５】検査パターン画像から採取した代表画像濃
度信号の波形例を図５に示す。

【００３６】実際の代表濃度信号データは、厳密には離
散データであるが、図５では説明の便宜上連続したデー
タとして示してある。画像保持体の搬送による進行方向
（副走査方向）での位置の違いにより、読み取った検査
パターンの画像濃度信号が振動していることが判る。

【００３７】図５の代表画像濃度信号に対してフーリエ
変換を行った結果を図６の周波数スペクトル特性Ａに示
す。出力画像中に含まれる各画像形成プロセス中の回転
体もしくは無限軌道部材ピッチと対応した周波数の成分
がノイズ周波数成分として含まれていることが判る。

【００３８】図１のフィルタ１１００のフィルタ特性を
図６の特性Ｂで示す。

【００３９】本実施例ではピッチノイズが発生すること
が分かっている周波数成分が弱くなるようにフィルタ特
性が設定されている。すなわち定着ローラー、感光体ド
ラム、現像スリーブ、回転多面鏡のピッチと対応した周
波数成分が弱くなる様にフィルタ特性を設定する。

【００４０】弱くさせる度合は、実験データ等により、
各部材のピッチが画像へ与える影響の大きさを調べ、そ
のうえで決定すればよい。

【００４１】フーリエ変換後の代表画像濃度信号に対し
てフィルタ処理を施した後の代表画像濃度信号の周波数
スペクトル特性を図６の特性Ｃに示す。

【００４２】フィルタを通過させるということの実際の
処理は、特性Ａと特性Ｂのデータの各同一周波数成分を
積算することにより実現できる。このようなフィルタ処
理によりピッチノイズが除去されることが判る。

【００４３】上記のフィルタ処理によって得られたフー
リエ変換後の画像濃度信号に対してフーリエ逆変換を行
って、通常の副走査方向に沿った代表画像濃度信号のデ
ータ列に戻す。この後、画像処理装置７により平均化処
理を行えば、１画面の画像データについて代表値となる
単数の画像濃度信号が得られるわけである。

【００４４】上記のフィルタ処理を行っているので、得
られたこの代表画像濃度信号には、画像形成プロセスに
よるピッチノイズは含まれてはいない。

【００４５】このようなフィルタ処理を以後の検査パタ
ーン原稿の読取りを行う毎に実行する。図７は、代表画
像濃度信号により画像形成条件をフィードバック制御す
るためのアルゴリズムを示す。読み込んだ画像データに
従って、このアルゴリズムに基づき、各画像形成プロセ
スの設定条件を変更する。

【００４６】設定値を変更する各画像形成プロセスの条
件としては、以下のようなものが考えられる。

【００４７】（１）感光体帯電手段の電圧，電流 （２）光情報露光手段の光量 （３）現像手段へ印加する交流バイアスの直流電圧分，
交流電圧分，交流電圧分の周波数 ＜第２実施例＞上記第１実施例において用いたフィルタ
は、各画像形成プロセスのノイズピッチに対応した周波
数成分だけを除去するように設定されていた。しかし、
実際の読み取り画像濃度信号には、読み取り時のノイ
ズ、転写紙の表面粗さに起因するノイズ、デジタル画像
特有のノイズなど比較的高周波数成分のノイズが数多く
存在する。したがって、フィルタに図７のような高周波
成分除去特性をもたせると、種々の高周波成分のノイズ
を除去することができる。

【００４８】＜第３実施例＞上記の第１実施例では、１
枚の転写紙に１レベルの濃度信号のベタ画像検査パター
ンを乗せていたが、図９のように複数種レベルの濃度信
号のベタ画像検査パターンをのせてもよい。検査パター
ンを読み取った信号は、図５から図１０のように変化す
るが、フーリエ変換を行えば、図６の特性Ａに近い周波
数スペクトル分布がえられる。ただし、複数種濃度信号
レベルに大きな違いがある場合には読取りの濃度信号の
フーリエ変換結果と仮想理想的出力の濃度信号のフーリ
エ変換結果との減算を行い、減算結果に対してフィルタ
処理を行う。次に仮想理想的出力の濃度信号に対して、
フーリエ変換を行ったものを、フィルタ処理結果と加算
し、その後フーリエ逆変換するという作業が必要とな
る。

【００４９】［その他の実施例］上記の第１実施例で
は、検査パターンの転写紙進行方向長さＬｐを、画像形
成手段中の円柱もしくは無限軌道部材もしくは回転多面
体の回転周期が出力画像の画像保持体の搬送による進行
方向に現れる長さの中の最大長さよりも、長くもしくは
等しくしていたが、Ｌｐは、これに限らず、転写紙の制
限、現像剤の節約などによりこれよりも短い長さにして
もよい。

【００５０】画像形成上記の第１実施例では、画像形成
プロセス中の帯電手段と転写手段には、回転体もしくは
無限軌道部材は含まれていなかったが、この両者にも帯
電ローラー、転写ローラーなどの回転体もしくは無限軌
道部材が含まれている場合がある。この場合において、
帯電手段、転写手段中に含まれる回転体もしくは無限軌
道部材の回転周期が出力画像の転写紙の搬送による進行
方向に現れる長さが各画像形成プロセス中で最大であっ
た場合、もしくは、両者中の回転体もしくは無限軌道部
材の回転周期が出力画像の転写紙の搬送による進行方向
に現れる長さでノイズ（出力画像の濃淡のムラ）が発生
しやすい場合には、検査パターンの転写紙進行方向長さ
Ｌｐを両者中の回転体もしくは無限軌道部材の回転周期
が出力画像の転写紙の搬送による進行方向に現れる長さ
よりも等しくあるいは長くする必要がある。

【００５１】また、上記の第１実施例では、現像手段の
中の回転体もしくは無限軌道部材としては現像ローラー
のみに着目していたが、現像剤の撹拌部材の回転体もし
くは無限軌道部材の回転周期が出力画像の転写紙の搬送
による進行方向に現れる長さでノイズ（出力画像の濃淡
のムラ）が発生しやすい場合には、検査パターンの転写
紙進行方向長さＬｐをこの長さと等しくあるいは長くし
てもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ノイズの混入した画像信号にフィルタ処理を施すの
で、正常な画像信号が得られ、この画像信号に対する画
像形成結果は原稿の検査パターン画像に忠実な濃度分布
が得られる。このため、従来のようにノイズ影響により
画像形成条件が著しく変化することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のノイズ処理回路の回路構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明実施例の主要構造を示す断面図である。

【図３】本発明実施例の検査パターン画像を示す平面図
である。

【図４】本発明実施例のノイズ発生周期を示す説明図で
ある。

【図５】図３の検査パターンの読取り画像信号における
濃度分布を示す特性図である。

【図６】本発明実施例のフィルタ処理前、後の画像信号
における周波数スペクトル分布を示す特性図である。

【図７】本発明実施例の画像形成プロセス設定手順を示
すフローチャートである。

【図８】本発明実施例フィルタの他のフィルタ特性を示
す特性図である。

【図９】本発明実施例の他の検査パターン画像を示す平
面図である。

【図１０】図９の検査パターン画像の読取り画像信号の
濃度分布を示す説明図である。

【図１１】図９のパターン画像のノイズ除去に用いる仮
想画像信号の濃度分布を示す特性図である。

【図１２】従来例の潜像形成に用いる静電潜像の電位特
性を示す特性図である。

【図１３】従来の画像形成装置のノイズ発生源を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 例えばハロゲンランプ等で構成される原稿照明ラン
プ ２ 原稿台ガラス ３ 原稿 ４ ミラー ５ 光学レンズ ６ ＣＣＤ（電荷結合素子，線状の撮像素子）などの撮
像素子 ７ 画像処理装置 ８ レーザードライバー回路 ９ 半導体レーザー １０ 回転多面鏡 １１ 感光体ドラム １２ 除電ランプ １３ 一次帯電器 １４ 現像手段 １５ 転写帯電器 １６ クリーナー １７ 搬送ベルト １８ 定着器 １９ 搬送ガイド ２０ レジストローラー ２１ 記録紙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 検査パターン画像が記載された原稿を読
   取り、もしくは、内部信号により検査パターンを発生さ
   せて画像形成し、その画像形成結果を再び読取ることに
   より以後の画像形成条件を可変設定する画像形成方法に
   おいて、 前記画像形成結果の画像保持体進行方向上に表われる画
   像形成プロセスによるピッチノイズ画像の周波数を予め
   決定し、 次回以後の画像形成条件の設定のために前記原稿の読取
   りを行なうときには、当該読取りの画像信号に対して、
   前記ピッチノイズ画像の周波数を弱めるフィルタ処理を
   施すことを特徴とする画像形成方法。