JPH1063045A

JPH1063045A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1063045A
Application number: JP8217459A
Authority: JP
Inventors: Seigo Makita; 聖吾蒔田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-08-19
Filing date: 1996-08-19
Publication date: 1998-03-06
Anticipated expiration: 2016-08-19
Also published as: JP3711644B2

Abstract

(57)【要約】【課題】用紙上に形成される画像の画質を高めるための
校正を精度よく、かつ容易に行なう機能を備えた画像形
成装置を提供する。【解決手段】テストパターン読取部１７で、用紙の地の
濃度およびその基準用紙に形成されたテストパターンの
濃度を読み取り、読み取られた用紙の地の濃度およびテ
ストパターンの濃度に基づいて補正されたデータを制御
部１８に入力し、制御部１８でそのデータに基づいて、
用紙上に所望の濃度の画像Ｂが形成されるように、制御
処理部１１，帯電部１２，露光部１３，現像部１４，転
写部１５，定着部１６を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、用紙上に画像を形
成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、上述のような画像形成装置で
は、用紙上に形成される画像の画質を高めるための校正
が行なわれる。特に、複数の工程を経て画像が形成され
る電子写真方式による画像形成装置では、各工程ごと
に、最終的に用紙上に形成される画像の画質を高めるた
めの様々な制御が行なわれている。例えば、特開平３−
０８７７６８号公報には、像担持体としての感光体上に
形成された現像像をモニタし、その現像像が所定の現像
像になるように各工程を制御して装置を校正することに
より画像の画質を高める技術が提案されており、また特
開平４−１９３５７６号公報には、転写後のトナー濃度
をモニタし、そのトナー濃度が所定のトナー濃度になる
ように各工程を制御して装置を校正することにより画像
の画質を高める技術が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの技術
は、画像形成の、中間段階における工程を制御して装置
を校正するものであるため、ユーザが実際に入手する画
像、すなわち定着画像の画質そのものが高められるとい
う保証はなく、中間段階において制御される工程に基づ
く画像の画質と定着画像の画質との間で誤差が生じやす
いという問題がある。

【０００４】この問題を解決するために、特開平４−０
７７０６０号公報や特開平４−３６７１６５号公報に
は、画像形成装置を用いて用紙上に基準画像を形成しそ
の画像形成装置に備えられた画像読取装置を用いて基準
画像を読み取ることにより各工程を制御して装置を校正
する技術が提案されている。この技術によれば、最終工
程である定着工程まで制御して装置を校正することがで
きるため、画質の精度は向上する。しかし、複写機のよ
うに画像読取装置が備えられた画像形成装置では実現で
きるものの、例えばプリンタ等のように画像読取装置が
備えられていない画像形成装置では実現できないという
問題がある。

【０００５】特開平４−０５５８６８号公報には、用紙
上に形成された、スタートパターンとストップパターン
の間に色の帯が挿入されたテストパターンからの反射光
を光ファイバーで読み取って反射光のレベルと基準値と
の差が減少するように装置を制御して画質を高める技術
が提案されている。この技術によれば、プリンタのよう
に画像読取装置が備えられていない画像形成装置の場合
であっても画像形成装置を校正することができる。

【０００６】しかし、ここに提案された技術は何をもっ
て濃度の基準とするかが示されておらず結局のところ高
精度の制御は不可能である。また、特開平７−１６８４
１２号公報には、テストパターン読取器と、そのテスト
パターン読取器に対向して配置された基準反射ローラー
を備え、テストパターンの読取りに先だって、基準反射
ローラーからの反射光を読み取り、これによりセンサの
感度や光学的距離を調節してテストパターンを読み取る
ことにより装置を校正する技術が提案されている。しか
しこの技術では、基準反射ローラーが装置内部に配置さ
れているため、トナーなどにより基準反射ローラーが汚
れる懸念があり、定期的なメンテナンスが必要である。
また経時変化により基準反射ローラーの色が変化する場
合も考えられる。さらに、基準反射ローラーとテストパ
ターンとの読取り位置は紙の厚さ分の差がある。この位
置の違いは同一の濃度であっても濃度ないし色の違いと
して検出され、濃度ないし色の誤差要因となる。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、用紙上に形成
される画像の画質を高めるための校正を精度よく、かつ
容易に行なう機能を備えた画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、用紙上に画像を形成する画像形成装置において、
この画像形成装置が、用紙上に装置校正用画像を形成す
る装置校正モードを有し、その装置校正モードにおいて
動作する、用紙上に形成された装置校正用画像の濃度と
その用紙の地の濃度を読み取って濃度データを得る光セ
ンサと、その光センサにより読み取られた用紙の地の濃
度を基準濃度として、その光センサにより読み取られた
その用紙上に形成された装置校正用画像の濃度データを
補正することにより所定の装置校正用データを得るデー
タ補正部とを有する装置校正用データ取得手段、及び上
記装置校正用データ取得手段で得られた装置校正用デー
タに基づいて、用紙上に所望の濃度の画像が形成される
ようにその画像形成装置を校正する装置校正手段を備え
たことを特徴とする。

【０００９】近年、特にカラー画像を形成することので
きる画像形成装置等において良質の用紙が用いられてお
り、本発明は、その用紙の地の色の濃度を基準濃度とす
ることができることに想い到り、完成されたものであ
る。すなわち、本発明は、画像形成装置の校正にあた
り、用紙の地の濃度を基準濃度として、用紙上に形成さ
れた装置校正用画像の濃度データを補正することにより
所定の装置校正用データを得、このデータに基づいて用
紙上に所望の濃度の画像を形成するものであるため、画
像形成装置の各構成部分が、用紙の地の濃度に応じて校
正される。従って、用紙上に高精度に調整された画像、
特にカラー画像の場合の各色の濃度（すなわちカラーバ
ランス）が高精度に調整された画像を形成することがで
きる。

【００１０】ここで、上記画像形成装置が、上記装置校
正モードとして、上記光センサにより用紙の地の濃度
と、その用紙の地の濃度とは異なる、その用紙上に形成
された装置校正用画像の濃度とが交互に読み取られるよ
うに、ストライプ状の装置校正用画像を形成するモード
を有することが効果的である。このような、ストライプ
状の装置校正用画像（テストパターン）を形成すると、
時間的にも位置的にも非常に近いタイミングで用紙の地
の濃度と装置校正用画像の濃度を読み取ることができ
る。このため、用紙の、振動やうねりによる上下方向へ
の移動による読取り距離の変動の影響が補正された高精
度の装置校正用データを得ることができる。特にカラー
プリンターでは、良好な色再現性を保つために用紙の白
色が精度よく管理されており、用紙の地の濃度を白の基
準濃度として用いると、汚れおよび色の経時変化による
劣化が少ない校正データを生成することができ、装置を
精度良く校正することができる。

【００１１】また、上記画像形成装置が、所定の基準画
像が形成されて成る基準用紙を通過させて、上記光セン
サで、その基準用紙の地の濃度及びその基準用紙上に形
成された基準画像の濃度を読み取る基準画像読取モード
を有し、上記装置校正用データ取得手段が、上記基準画
像読取モードにおいて得られた基準用紙の地の濃度及び
基準画像の濃度に基づいて補正された装置校正用データ
を得るものであることが好ましい。

【００１２】このように、例えばあらかじめ色の絶対値
が保証されたパターンが形成された基準用紙を画像形成
装置に通過させて光センサを校正すると、その画像形成
装置において色の絶対値を校正することができる。例え
ば、白、黒、イエロー、マゼンタ、シアン、赤、緑、青
を基準パターンに用いると、カラープリンターで使われ
ている色材の濃度を精度良く制御することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の一実施形態の、電子写真方
式による画像形成装置のブロック図である。この画像形
成装置１０は、この画像形成装置１０で用紙上に装置校
正用画像を形成し、その用紙の地の色の濃度およびその
用紙上に形成された装置校正用画像の濃度を読み取って
装置を校正する装置校正モードを有しており、この画像
形成装置１０には、この装置校正モードにおいて動作す
る、後述するテストパターン読取部１７および制御部１
８が備えられている。

【００１４】図１に示す画像処理部１１には、画像信号
Ａが入力され、その画像処理部１１では、入力された画
像信号Ａに応じた画像処理が施される。帯電部１２は、
感光体ドラム（図示せず）に電荷を一様に帯電する。露
光部１３は、帯電部１２により帯電された感光体ドラム
に、画像処理部１１で画像処理されたデータに基づく露
光光を照射し、その感光体ドラム上に静電潜像を形成す
る。

【００１５】現像部１４は、感光体ドラム上にトナーを
付与することにより静電潜像を現像して、その感光体ド
ラム上にトナー像を形成する。転写部１５は、トナー像
を用紙に転写する。定着部１６は、用紙上に転写された
トナー像を、ローラの、圧力および熱により定着する。

【００１６】テストパターン読取部１７は、用紙の地の
濃度およびその用紙上に形成された装置校正用画像の濃
度を読み取り、読み取られた用紙の地の濃度および画像
の濃度に基づいて生成された装置校正用データを出力す
る。制御部１８は、テストパターン読取部１７から出力
された装置校正用データに基づいて、用紙上に所望の濃
度の出力画像Ｂが形成されるように、画像処理部１１，
帯電部１２，露光部１３，現像部１４，転写部１５，定
着部１６を、出力画像Ｂの濃度が校正された状態に制御
する。

【００１７】図２は、定着部とテストパターン読取部の
一部とを示す断面図である。テストパターン読取部１７
は、光源２１、受光素子２２、およびそれらの駆動回路
（図示せず）等で構成されており、定着部１６のローラ
１６ａから出力された用紙２３を、光源２１により、そ
の用紙２３の紙面に対して４５度の角度で照明し、紙面
より拡散された光をその紙面に対して９０度の角度に配
置した受光素子２２で検出する。光源２１と用紙２３の
間、または受光素子２２と用紙２３の間にレンズが配置
される場合もある。また光源２１と受光素子２２との位
置を入れ替えても良い。カラー画像を扱う場合には、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタを貼った受光素
子やＲ、Ｇ、Ｂで発光する光源を、ローラ１６ａに対し
て平行に必要な個数並べる場合もある。光源２１として
は、蛍光灯、ハロゲンランプ、レーザ、およびＬＥＤ等
が採用される。特に、レーザーやＬＥＤ等、特定波長の
光を発光する素子なので、発生した光を色分解フィルタ
等でカットすることなしに直接利用できるので効率がよ
く、テストパターン読取部１７の低消費電力化が図られ
る。

【００１８】本実施形態では、テストパターン読取部１
７の光源２１に、安価なＬＥＤが用いられている。ＬＥ
Ｄは、必要な色で必要な光量の光を確保することがで
き、また小型であり、かつハロゲンランプ等で使われる
放熱機構も不要であるため、装置の小型化に寄与する。
さらにＬＥＤは、パルス電圧の印加により高速なパルス
点灯が容易にでき、ＬＥＤを連続点灯させた場合の定常
電流よりも大きな瞬時電流をそのＬＥＤに流すことがで
きるため、ＬＥＤの発光強度が増しデータのＳ／Ｎ比を
向上させることができる。さらに、パルス点灯によりＬ
ＥＤの発光強度も安定する。

【００１９】近年、材料としてＧａＮ（窒化ガリウム）
を使った青色、緑色の高輝度ＬＥＤが開発され、これら
青色、緑色の高輝度ＬＥＤを、従来から用いられている
赤色高輝度ＬＥＤとともに用いることにより、ＬＥＤを
フルカラー発光用途に使用することができる。本実施形
態では、これらのＬＥＤを用いてフルカラー発光させて
おり、これによりためテストパターン読取部１７の小型
化、低消費電力化が図られている。

【００２０】一方、受光素子２２としてはフォトダイオ
ード、ＣＣＤ等が用いられる。図３は、図１に示す画像
形成装置１０を校正するための、用紙上に形成されたテ
ストパターンを示す図である。図３に示すテストパター
ンは、電子写真方式のフルカラープリンターのトナー濃
度をチェックするパターンであるストライプ状のパター
ンである。このパターンには、イエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色のトナーが用
いられている。各色のトナーそれぞれは４段階の濃度を
有し、従ってＹ濃度基準画像、Ｍ濃度基準画像、Ｃ濃度
基準画像、Ｋ濃度基準画像は、いずれも、４段階の濃度
基準パターンから形成されている。また各濃度基準パタ
ーンの間には白基準パターンとして、用紙の地である白
が残されており、これらの濃度基準パターン，白基準パ
ターンに基づいて濃度再現性がチェックされる。画像形
成装置１０を用いて用紙上にこのようなテストパターン
を形成し、テストパターン読取部１７で、順次、濃度基
準パターン，白基準パターンが読み取られる。

【００２１】図４は、図３に示すテストパターンをテス
トパターン読取部で読み取った場合の受光素子の出力変
動の様子を示す図である。用紙上のテストパターンは、
テストパターン読取部１７で、Ｙ濃度基準画像、Ｍ濃度
基準画像、Ｃ濃度基準画像、Ｋ濃度基準画像の順に読み
込まれ、受光素子２２から、図４に示す波形の信号が出
力される。テストパターン読取部１７では、各濃度基準
パターンを読み込む直前に白基準パターンのデータが読
み込まれる。白基準パターンは用紙の白部分であるか
ら、本来一定値となるはずであるが、用紙の振動や紙の
うねりによるわずかな上下動により、実際には変動して
しまう。この変動分の影響をキャンセルするために各濃
度基準画像の間に残された白基準パターンをその都度読
み込み、この白基準パターンのデータにより各濃度基準
パターンのデータを補正する。従って、基準用紙の、振
動やうねりによる上下方向への移動による読取り距離の
変動の影響を小さく抑えることができ、高精度に装置を
校正することができる。

【００２２】図５は、図３に示すテストパターンをＬＥ
Ｄをパルス点灯させながら読み取った場合の受光素子の
出力の変動の様子を示した図である。図４と比較する
と、ＬＥＤ消灯時に受光素子の出力がオフセット出力に
なる点が異なっている。このオフセット出力が黒基準デ
ータとして用いられている。オフセット出力は周囲温度
の変化や経時変化等で変動するが、テストパターンの読
取りにあたり、オフセット出力も同時に取り込まれるた
め、テストパターン読取部１７の、光源２１、受光素子
２２等の周囲の温度変化や経時変化等による特性変動の
影響をキャンセルすることができる。このように、ＬＥ
Ｄをパルス点灯させながら受光素子からの、消灯時の出
力データを黒基準データとし、濃度基準パターンを読み
取る直前の黒基準データ、または濃度基準パターンを読
み取った直後の黒基準データで補正を行うことにより、
テストパターンを高精度に読み取ることができる。

【００２３】図５では１つのデータを読み取る毎にＬＥ
Ｄを１回点滅させているが、ＬＥＤを複数回点滅させて
複数個のデータを読み取り、それら複数個のデータの平
均値を用いてもよい。この場合、ｎ個のデータの平均値
を用いるとノイズがｎの平方根に反比例して減少すると
いうメリットがある。一般に、デューティー比（ＬＥＤ
の点滅周期に対するＬＥＤの点灯時間の割合）がおよそ
１０％以上の領域では、デューティー比の減少とともに
ＬＥＤへの許容電流が増大するため、１０％以下のデュ
ーティー比でＬＥＤを使うのが好ましい。

【００２４】次に、白基準データ、黒基準データを用い
て、テストパターン読取部１７で読み取られる濃度基準
パターンのデータ（読取りデータ）を補正する方法につ
いて述べる。テストパターン読取部１７で補正され、制
御部１８に入力される補正データは、以下の式によって
算出される。補正データ＝（読取りデータ − 黒基準データ）
／（白基準データ − 黒基準データ）読取りデータおよび白基準データから黒基準データを引
き算することによりオフセットをキャンセルし、白基準
データに対する割合として補正データを算出する。本実
施形態では、図３に示すストライプ状のパターンを読み
込むため、読取りデータ、白基準データ、および黒基準
データをほぼ同時に読み込むことができ、基準用紙の上
下動等によるデータの変動や、テストパターン読取部１
７を構成する各素子の温度変化、経時変化等によるデー
タの変動の影響をキャンセルすることができる。従っ
て、基準用紙のデータを高精度に読み取ることができ、
このデータに基づいて画像形成装置１０が校正されるた
め、用紙上に形成される画像の画質を高めることができ
る。

【００２５】尚、本実施形態では、Ｙ濃度基準画像、Ｍ
濃度基準画像、Ｃ濃度基準画像、Ｋ濃度基準画像からな
るテストパターンを形成して装置を校正したが、このテ
ストパターンに限られることはなく、さまざまなテスト
パターンが適用できることは勿論である。また、ここで
はテストパターンとして濃度基準画像で説明したが、例
えばグレーバランス、解像度等の基準画像であっても良
い。

【００２６】また、本実施形態の画像形成装置１０は、
あらかじめ色の絶対値が保証されたパターンが形成され
た基準用紙を通過させて、その基準用紙の地の濃度およ
びその基準用紙上に形成された基準画像の濃度を読み取
る基準画像読取モードを有している。基準用紙が、画像
形成装置１０の給紙トレーにセットされ、その給紙トレ
ーにセットされた基準用紙が、その給紙トレーから送り
出され、この画像形成装置１０による画像形成プロセス
を経ることなしに、直接に、テストパターン読取部１７
に送られる。この基準用紙には、図３に示すテストパタ
ーンと同一のパターンであって、かつ各濃度基準画像の
濃度の絶対値が保証された基準画像が形成されており、
かつ、その基準用紙の地の色の絶対値も保証されてい
る。テストパターン読取部１７では、この基準用紙上の
パターンを、上述のテストパターンと同様にして読み取
る。この基準用紙上のパターンは、画像形成装置１０の
画像形成プロセスを経たテストパターンではなく、従っ
て直接にはその画像形成装置１０の校正には用いられな
いが、テストパターン読取部１７自身の校正に用いられ
る。この基準用紙上の基準画像は、印刷等によって作成
しても良いし、画像形成装置によって出力した画像の色
を測色計によって測定し、その測定値を画像形成装置に
インプットして作成してもよい。

【００２７】尚、本実施形態では、電子写真方式の画像
形成装置で説明したが、例えばインクジェット方式、熱
転写方式、銀塩写真方式等の画像形成装置に対しても適
用することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、画像形
成装置が、用紙の地の濃度に応じて校正されるため、用
紙上に高精度に校正された所望の濃度の画像を形成する
ことができ、画像の画質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の、電子写真方式による画
像形成装置のブロック図である。

【図２】定着器とテストパターン読取部の一部とを示す
断面図である。

【図３】図１に示す画像形成装置１０を校正するため
の、用紙上に形成されたテストパターンを示す図であ
る。

【図４】図３に示すテストパターンをテストパターン読
取部で読み取った場合の受光素子の出力変動の様子を示
す図である。

【図５】図３に示すテストパターンをＬＥＤをパルス点
灯させながら読み取った場合の受光素子の出力の変動の
様子を示した図である。

【符号の説明】

１０画像形成装置１１画像処理部１２帯電部１３露光部１４現像部１５転写部１６定着部１６ａローラ１７テストパターン読取部１８制御部２１光源２２受光素子２３用紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙上に画像を形成する画像形成装置に
おいて、該画像形成装置が、用紙上に装置校正用画像を形成する
装置校正モードを有し、該装置校正モードにおいて動作する、用紙上に形成され
た装置校正用画像の濃度と該用紙の地の濃度を読み取っ
て濃度データを得る光センサと、該光センサにより読み
取られた用紙の地の濃度を基準濃度として、該光センサ
により読み取られた該用紙上に形成された装置校正用画
像の濃度データを補正することにより所定の装置校正用
データを得るデータ補正部とを有する装置校正用データ
取得手段、及び前記装置校正用データ取得手段で得られ
た装置校正用データに基づいて、用紙上に所望の濃度の
画像が形成されるように該画像形成装置を校正する装置
校正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置が、前記装置校正モー
ドとして、前記光センサにより、用紙の地の濃度と、該
用紙の地の濃度とは異なる、該用紙上に形成された装置
校正用画像の濃度とが交互に読み取られるように、スト
ライプ状の装置校正用画像を形成するモードを有するこ
とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記画像形成装置が、所定の基準画像が
形成されて成る基準用紙を通過させて前記光センサで該
基準用紙の地の濃度及び該基準用紙上に形成された基準
画像の濃度を読み取る基準画像読取モードを有し、前記装置校正用データ取得手段が、前記基準画像読取モ
ードにおいて得られた基準用紙の地の濃度及び基準画像
の濃度に基づいて補正された装置校正用データを得るも
のであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。