JP2000127499A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス幅変調を行なう画像形成装置におい
て、最大濃度を変更するために最大パルス幅Ｐffを変更
すると、パッチ形成する際の露光量が変化するため正確
なパッチ制御が困難となり、階調特性を維持できなくな
ってしまう 【解決手段】 パルス幅変調における最大パルス幅Ｐff
を可変とし、ステップＳ５１でパッチ形成を行なうか否
かを判定し、通常の画像形成であればステップＳ５２で
Ｐffを変更値に設定し、パッチ形成であればステップＳ
５３でＰffを既定値に設定して、ステップＳ５４で画像
形成を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置及びそ
の制御方法に関し、特に、電子写真方式により画像を形
成する画像形成装置及びその制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザ露光により像坦持体上
に静電潜像を生成し、該潜像を所定色のトナーを含む現
像剤により現像した後に記録材に転写することにより可
視像を形成する、所謂電子写真方式の画像形成装置にお
いては、画像信号に応じてレーザ光のパルス幅を変調さ
せることにより、高精度な階調表現を可能とするパルス
幅変調（ＰＷＭ）の技術が知られている。

【０００３】ＰＷＭを用いた画像形成装置においては、
所定露光量に基づくパッチを像坦持体上に形成し、その
濃度の測定値に基づいて、現像剤を構成するトナー及び
キャリアの２成分の混合比（Ｔ／Ｃ比）、又は現像の際
のコントラスト電位を制御することにより、該装置の階
調特性を維持していた。

【０００４】また、ＰＷＭにおける最大パルス幅を可変
とすることにより、画像形成の際の最大濃度を制御して
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の画像形成装置において、画像の最大濃度を変更するた
めに最大パルス幅Ｐffを変更すると、それに伴い、パッ
チを形成する際の露光量が変化してしまう。従って、パ
ッチ制御を正確に行なうことが困難となり、階調特性を
維持できなくなってしまうという問題があった。

【０００６】例えば、最大濃度を上げるためにＰffを広
げた場合、パッチ部の露光量も多くなるため、形成され
たパッチの濃度測定値が高くなる。すると該パッチ濃度
に基づいた階調制御においては、該パッチ濃度を所定値
に保つために、例えばＴ／Ｃ比を下げるような制御が施
される。即ち、全体の画像形成濃度を上げるためにＰff
を広げたにも関わらす、Ｔ／Ｃ比を下げるという逆補正
が行われることとなり、記録材へのキャリア付着などの
致命的な問題も発生し得る。また、パッチ濃度に基づい
てコントラスト電位制御を行なう場合においても同様
に、濃度を上げたいのにコントラスト電位Ｖcontを下げ
るという逆補正が入ってしまう。

【０００７】また同様に、最大濃度を下げるためにＰff
を狭めた場合には、Ｔ／Ｃ比を上げるという逆補正が行
われることとなり、トナー飛散やカブリの発生という問
題が生じてしまう。

【０００８】本発明は上述した問題を解決するためにな
されたものであり、パルス幅変調による画像形成を行な
う際に、最大パルス幅を変化させた場合でも安定した階
調特性を維持することが可能な画像形成装置及びその制
御方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の一手段として、本発明の画像形成装置は以下の構成を
備える。

【００１０】即ち、画像信号をパルス幅変調してパルス
幅変調信号を出力する変調手段と、前記変調手段におけ
る画像信号の最大パルス幅を設定する設定手段と、前記
パルス幅変調信号に基づき像坦持体上を露光、現像して
可視画像を形成する形成手段と、前記形成手段を用いて
所定パターンを生成する生成手段と、生成された所定パ
ターンの濃度に基づいて画像形成条件を補正する補正手
段と、前記所定パターンが形成される場合に、前記設定
手段により設定された最大パルス幅に関わらず前記像坦
持体上の露光量が一定となるように制御する制御手段
と、を有することを特徴とする。

【００１１】例えば、前記制御手段は、前記所定パター
ンが形成される場合に、前記変調手段が出力する最大パ
ルス幅が一定となるように制御することを特徴とする。

【００１２】例えば、前記制御手段は、前記設定手段に
より前記最大パルス幅が変更された場合に、該最大パル
ス幅に応じて前記所定パターンの信号レベルを制御する
ことにより露光量を一定とすることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】＜第１実施形態＞[装置構成]まず、本実施
形態にかかる電子写真方式のデジタル複写機の全体構成
について説明する。

【００１５】図１は、デジタル複写機の概略構成を示す
断面図である。同図に示すデジタル複写機は、原稿画像
を読取って画像信号を生成するリーダ部と、該リーダ部
から送られてくる画像信号、又は外部装置より入力され
る画像信号に応じて、電子写真方式により記録材上に画
像を形成するプリンタ部からなる。以下に説明するリー
ダ部及びプリンタ部の動作は、それぞれのコントローラ
１００，２００により制御されている。尚、後述する図
２に示すように、コントローラ１００はＣＰＵ２１４を
備えており、予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従っ
て制御を行なう。また、コントローラ２００も不図示の
ＣＰＵを備えており、同じく不図示のＲＯＭに予め記憶
されたプログラムに従って制御を行なうことは言うまで
もない。

【００１６】リーダ部においてコピー・キー（不図示）
が押下されると、原稿台ガラス３１上に載置された原稿
３０は露光ランプ３２ａから出力される光に照射され、
原稿３０からの反射光は、複数のミラー３２ｂ及びレン
ズ３３により導かれ、３ラインＣＣＤからなるフルカラ
ーセンサ３４上に結像する。

【００１７】フルカラーセンサ３４は、レッド（Ｒ），
グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３色のＣＣＤラインセ
ンサが副走査方向に互いに所定の距離を隔てて配置され
ており、各ラインセンサには複数の受光素子が一列に配
置されている。フルカラーセンサ３４は、入射された原
稿３０からの反射光像を複数の光電変換素子により複数
の画素に分解し、各画素の濃度に応じて光電変換信号
（カラー色分解画像信号）を発生する。

【００１８】フルカラーセンサ３４により生成されたＲ
ＧＢ画像信号は、コントローラ１００において後述する
ＰＷＭ等の画像処理が施された後、マゼンタ（Ｍ），シ
アン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色成
分よりなる画像信号として、プリンタ部へ送られる。

【００１９】プリンタ部２００において、リーダ部１０
０より送られてくるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの画像信号は、レー
ザ露光光学系であるポリゴンスキャナ３に入力される。
ポリゴンスキャナ３は半導体レーザ及びレーザドライバ
を備え、入力された画像信号に応じて半導体レーザが駆
動される。半導体レーザから放射されたレーザ光Ｅは、
ポリゴンスキャナ３の回転多面鏡３ａによって掃引さ
れ、ｆ-θレンズ３ｂ及びレーザ光Ｅを感光ドラム１方
向に指向させる固定ミラー３ｃによって、感光体ドラム
１上にスポット結像される。かくして、レーザ光Ｅは感
光ドラム１の回転軸とほぼ平行な方向（主走査方向）に
この感光ドラム１を走査し、感光ドラム１の回転方向
（副走査方向）に繰り返し感光ドラム１を走査すること
で、静電潜像を形成する。

【００２０】像担持体である感光ドラム１は、アモルフ
ァスシリコン、セレン、ＯＰＣ等を表面に有し、図中矢
印方向に回転自在に担持されている。感光ドラム１の周
囲には、前露光ランプ１１、コロナ帯電器等の一次帯電
器２、表面電位センサ１２、４色分の現像器４ｙ，４
ｃ，４ｍ，４ｋ、光量センサ１３、転写部５、並びに、
クリーナ６が配置されている。

【００２１】画像形成時、コントローラ２００によって
感光ドラム１は矢印方向に回転され、前露光ランプ１１
で均一に除電を受けた後、一次帯電器２により一様に帯
電される。その後、感光ドラム１は上述した画像信号に
対応して変調されたレーザ光Ｅで露光走査されることに
より、面積階調特性を有する静電潜像が、該画像信号に
応じて感光ドラム１上に形成される。

【００２２】現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｋは、それぞ
れイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの色トナーを
用いて、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。具体的
には、コントローラ２００の制御により、感光ドラム１
上に形成された静電潜像を、所定の現像器４ｙ，４ｃ，
４ｍ，４ｋによりトナーとキャリアからなる二成分現像
剤で反転現像することにより、感光ドラム１上に樹脂を
基体とした負に帯電された可視画像（トナー像）が形成
される。これらのトナーは、スチレン系重合樹脂をバイ
ンダとし、各色の色材を分散させて形成されている。こ
こで反転現像とは、感光体上の露光された領域に、潜像
と同極性に帯電したトナーを付着させてこれを可視化す
る現像方法である。尚、各現像器は、不図示の偏芯カム
の動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１
に近接する構造を有する。

【００２３】転写部５は、本実施形態では記録材担持体
としての転写ドラム５ａ、転写手段としての転写ブラシ
帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着ブラシ
帯電器５ｃとそれに対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電
器５ｄ、外側帯電器５ｅ、転写剥がれセンサ５ｈとを備
える。また、回転駆動されるように軸支された転写ドラ
ム５ａの周面開口域には、ポリカーボネート等の誘電体
から成る記録材担持シート５ｆが円筒状に一体的に張設
されている。

【００２４】コントローラ２００は、記録材カセット７
内の記録材を、所定のタイミングで搬送系及び転写装置
５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給し、静電
力によって記録材保持シート５ｆ上に坦持する。そし
て、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ドラ
ム５ａの回転に従って記録材保持シート５ｆ上の記録材
に転写される。

【００２５】こうして記録材への所望数の色のトナー像
の転写が終了すると、コントローラ２００は、分離爪８
ａ，分離押し上げコロ８ｂ及び分離帯電器５ｉを動作さ
せることによって、該記録材を転写ドラム５ａから分離
し、熱ローラ定着器９を介してトレイ１０に排紙する。
これにより、記録材上にフルカラー画像が形成される。

【００２６】また、コントローラ２００はトナー像の転
写後に、感光ドラム１表面の残留トナーをクリーニング
ブレードとスクイシートからなるクリーナ６で清掃し、
次の画像形成工程に備える。

【００２７】又、転写ドラム５ａの記録材担持シート５
ｆ上の粉体の飛散付着、及び記録材上へのオイル付着等
を防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シー
ト５ｆを介してファーブラシ１４に対向するバックアッ
プブラシ１５を用いて清掃を行なう。このような清掃
は、画像形成の前または後に行ない、ジャム（紙詰ま
り）発生時には随時行なう。

【００２８】尚、４０は操作部であり、ユーザによる指
示入力や、ユーザへの装置状態の報知等を行なう。

【００２９】[画像処理ブロック]図２に、リーダ部にお
けるコントローラ１００の機能ブロック構成を示し、以
下に説明する。

【００３０】フルカラーセンサ３４から出力されたＲＧ
Ｂの画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力され
てゲインやオフセットの調整が施された後、Ａ／Ｄ変換
部２０２で各色成分毎に、例えば８ビット（０〜２５５
レベル：２５６階調）のＲＧＢデジタル信号に変換され
る。

【００３１】そしてシェーディング補正部２０３に入力
されたＲＧＢデジタル信号は、フルカラーセンサ３４が
有する一列に並んだ個々の受光素子の感度バラツキを無
くすために、個々の受光素子に対応させてゲインを最適
化する、一般的なシェーディング補正が施される。

【００３２】ラインディレイ部２０４は、シェーディン
グ補正部２０３から出力された画像信号に含まれている
空間的ズレを補正する。この空間的ズレは、フルカラー
センサ３４の各ラインセンサが、副走査方向に、互いに
所定の距離を隔てて配置されていることに起因するもの
である。具体的には、Ｂ色成分信号を基準として、Ｒ及
びＧの各色成分信号を副走査方向にライン遅延し、３種
類の色式分信号の位相を同期させる。

【００３３】入力マスキング部２０５は、ラインディレ
イ部２０４から出力された画像信号の色空間を、次式に
示すマトリクス演算により、例えばＮＴＳＣ−ＲＧＢの
標準色空間に変換する。即ち、フルカラーセンサ３４か
ら出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィ
ルタの分光特性で決まっているが、これをＮＴＳＣ−Ｒ
ＧＢの標準色空間に変換するものである。

【００３４】

【数１】

【００３５】尚、外部入力インタフェース２１３から
は、必要に応じて、コンピュータ等の不図示の外部装置
から、例えばＣＲＴディスプレイ上に表示されているカ
ラー画像データが入力される。

【００３６】ＬＯＧ変換部２０６は、例えばＲＯＭ等か
らなるルックアップテーブル（ＬＵＴ）で構成され、入
力マスキング部２０５から出力されたＲＧＢ輝度信号
を、ＣＭＹ濃度信号に変換する。

【００３７】ライン遅延メモリ２０７は、黒文字判定部
（不図示）が入力マスキング部２０５の出力から制御信
号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮなどを生成する期間
（ライン遅延期間）分、ＬＯＧ変換部２０６から出力さ
れた画像信号を遅延する。尚、制御信号ＵＣＲはマスキ
ング・ＵＣＲ部２０８を制御する制御信号であり、制御
信号ＦＩＬＴＥＲは出力フィルタ２１０がエッジ強調を
行なうために使用する制御信号である。また、制御信号
ＳＥＮは、黒文字判定部（不図示）によって黒文字と判
定された場合に、解像度を上げるために使用する制御信
号である。

【００３８】マスキング・ＵＣＲ部２０８は、ライン遅
延メモリ２０７から出力された画像信号から黒成分信号
Ｋを抽出する。また、プリンタ部における記録色材の色
濁りを補正すべく、ＭＣＹＫの画像信号にマトリクス演
算を施して、リーダ部の読み取り動作毎に、Ｍ，Ｃ，
Ｙ，Ｋ順に、例えば８ビットの面順次の色成分画像信号
を出力する。なお、マトリクス演算に使用するマトリク
ス係数は、ＣＰＵ２１４によって設定される。

【００３９】γ補正部２０９は、画像信号をプリンタ部
の理想的な階調特性に合わせるために、マスキング・Ｕ
ＣＲ部２０８から出力されたＣＭＹＫ画像信号に濃度補
正を施す。出力フィルタ（空間フィルタ処理部）２１０
は、ＣＰＵ２１４からの制御信号に従って、γ補正部２
０９から出力された画像信号にエッジ強調またはスムー
ジング処理を施す。

【００４０】ＬＵＴ２１１は、原画像の濃度と出力画像
の濃度とを一致させるためのものであり、例えばＲＡＭ
等で構成されている。その変換テーブルは、ＣＰＵ２１
４によって設定される。

【００４１】パルス幅変調器（ＰＷＭ）２１２は、ＬＵ
Ｔ２１１から入力された画像信号のレベルに対応するパ
ルス幅のパルス信号を出力し、そのパルス信号は、上述
した様にレーザ露光光学系３において、半導体レーザを
駆動するレーザドライバ４１へ入力される。

【００４２】２１４はパターンジェネレータであり、本
実施形態における濃度補正のための所定のパッチパター
ン情報を保持し、必要に応じてＰＷＭ部２１２へ該情報
を出力することにより、後述するパッチ検出処理が行わ
れる。

【００４３】尚、本実施形態においてはリーダ部のコン
トローラ１００において、図２に示す機能を実現すると
して説明したが、これらの機能をプリンタ部のコントロ
ーラ２００において実現することも可能である。即ち、
リーダ部においてフルカラーセンサ３４で読取ったＲＧ
Ｂの画像信号を、プリンタ部で画像形成が可能なＣＭＹ
Ｋ信号に適切に変換して、レーザドライバ４１に供給で
きれば良い。

【００４４】[パルス幅変調]本実施形態では、パルス幅
変調処理により階調再現を行う。以下、ＰＷＭ部２１２
におけるパルス幅変調について、詳細に説明する。

【００４５】図３はＰＷＭ回路２１２の詳細構成例を示
すブロック図、図４はＰＷＭ回路２１２における主要な
信号波形を示す図である。

【００４６】がＺＯクロックＣＬＫに同期して入力され
るデジタル画像信号は、Ｄ／Ａ変換器２６１によりアナ
ログ画像信号ＶＤに変換される。コンパレータ２６４
は、アナログ画像信号ＶＤ、及び三角波発生部２６２に
よりＣＬＫに同期して生成される２００ｄｐｉに対応す
る三角波Ｔｒｉ２００を生成する。また、コンパレータ
２６５は、アナログ画像信号ＶＤ、及び三角波発生部２
６３によりＣＬＫに同期して生成される４００ｄｐｉに
対応する三角波Ｔｒｉ４００を生成する。コンパレータ
の出力ＰＷＭ２００又はＰＷＭ４００は、線数切換信号
により制御されるスイッチ２６６を介してアンプ２６７
へ入力され、増幅されてレーザドライバ４１へ送られ
る。

【００４７】ここで、本実施形態のＰＷＭ部２１２にお
けるパルス幅変調の特徴を、図５及び図６を参照して説
明する。

【００４８】図５は、通常のＰＷＭにおける、デジタル
画像信号の最小レベル００hに対応した最小出力パルス
幅（最小パルス幅：Ｐ00）と、デジタル画像信号の最大
レベルＦＦhに対応した最大出力パルス幅（最大パルス
幅：Ｐff）との関係を示す図である。即ち、最小パルス
幅Ｐ00と最大パルス幅Ｐffとの間で、所定の階調数（２
５６階調）が保証される。

【００４９】また同様に、図６は、本実施形態のＰＷＭ
における、最小パルス幅Ｐ00と最大パルス幅Ｐffとの関
係を示す図である。本実施形態のＰＷＭ回路２１２にお
いては、Ｄ／Ａ変換器２６１の利得を調整することによ
り、最大パルス幅Ｐffを、実際に出力可能な最大パルス
幅の５０〜１００％の範囲で可変とすることを特徴とす
る。本実施形態においては、最大パルス幅Ｐffを例えば
５０％に狭めても、階調数（２５６階調）は保存される
ので、画質を損なうことはない。

【００５０】尚、本実施形態において可変である最大パ
ルス幅Ｐffは、デジタル画像信号のＦＦhに対応する最
大パルス幅の５０〜１００％の範囲に限らず、例えば３
０〜１００％等、任意の範囲を取り得る。

【００５１】[コントラスト電位]次に、本実施形態にお
ける電位制御、即ち、コントラスト電位に基づいてグリ
ッド電位（一次帯電器２の電位）及び現像バイアス電位
を制御する方法について、図７を参照して説明する。図
７は、本実施形態において制御される、一般にグリッド
電位と呼ばれる一次帯電器２による１次帯電電圧（横
軸）と、表面電位センサ１２によって測定される感光ド
ラム１の表面電位（縦軸）との関係を示す図である。

【００５２】まず、グリッド電位を−３００Ｖに設定し
て、レーザの発光パルス幅を画像信号の００hレベルに
対応する最小レベルで走査した時の感光ドラム１表面の
電位（ドラム電位）Ｖ00と、同じく画像信号のＦＦhレ
ベルに対応する最大レベルで走査した時のドラム電位Ｖ
ffを、表面電位センサ１２により測定する。そして同様
に、グリッド電位を−５００Ｖに設定した時のＶ00及び
Ｖffを測定する。次いで、これら測定結果を補間、外挿
することにより、図７に示すグリッド電位とドラム電位
との関係が得られる。

【００５３】予め、感光ドラム１上に形成される画像に
カブリトナーが付着しないように予め設定されたＶback
（ここでは、約１００Ｖ）が設定されており、ここで、
Ｖ00に対してＶbackの差を有する現像バイアスＶdcを設
定する。尚、Ｖbackが７０Ｖ以下になるとカブリ現象が
発生し、１８０Ｖ以上になると感光ドラム１にキャリア
が付着する現象が発生する。Ｖcontは、現像バイアスＶ
dcとＶffとの差分電圧であり、実質的なコントラスト電
位である。コントラスト電位Ｖcontが大きいほうが、ト
ナ−の付着量が増えるため、形成画像において高濃度が
得られる。

【００５４】図８に、コントラスト電位Ｖcontと、最大
パルス幅Ｐffを最大値の１００％とした場合に再現され
る最大濃度との関係を示す。

【００５５】本実施形態においては、まず最大濃度が
２．０となるようにＶcontを３００Ｖに設定し、次に、
Ｐffを出力可能な最大値の７５％まで下げ、実際に出力
される最大濃度を１．５として、通常の画像形成を行な
うとする。即ち、最大パルス幅Ｐffの初期値を７５％に
設定する。これにより、必要に応じてＰffを１００％ま
で高めるように制御することによって、形成画像の最大
濃度が２．０となる画像特性を得ることができる。

【００５６】このように、最大パルス幅Ｐffを制御して
最大濃度を変更することにより、ＬＵＴ２１１内の変換
テーブルはそのままで、濃度制御を行なうことが可能と
なる。

【００５７】[パッチ検出処理]以下、本実施形態に係る
パッチ検出方法について説明する。

【００５８】図９は、本実施形態において感光ドラム１
上に形成されたパッチの濃度を光量センサ１３によって
測定する、パッチ検出処理を行なう構成を簡単に示す図
である。図９において、感光ドラム１上の１０３は静電
潜像が形成される領域（画像形成領域）であり、１０４
は静電潜像が形成されない領域（非画像形成領域）であ
る。非画像形成領域１０４上に、パターンジェネレータ
２１４に保持されたパッチパターン情報に基づくパッチ
が形成され、該パッチ濃度をＬＥＤ１０１とフォトセン
サ１０２からなる光量センサ１３によって測定する。
尚、ここで形成されるパッチは、Ｃ，M，Ｙ，Ｋの各色
毎に所定の濃度値を有する複数のパターンからなる。

【００５９】ここで図１０に、フォトセンサ１０２に入
力された信号を処理する構成を示す。図１０において、
フォトセンサ１０２に入射された感光ドラム１上に形成
されたパッチからの反射光である近赤外光は、フォトセ
ンサ１０２によって電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換回
路３０１により、該電気信号は０〜５Ｖの出力電圧が０
〜２５５レベルのデジタル輝度信号に変換される。そし
て、濃度換算回路３０２により濃度信号に変換される。

【００６０】濃度換算回路３０２は、変換テーブル３０
２ａを参照して実際の変換処理を行なうが、以下、変換
テーブル３０２ａの特性について説明する。

【００６１】まず、本実施形態において使用される各色
トナーについて、その分光特性を図１１に示す。図１１
の（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、Ｙ，Ｍ，Ｃの色トナーの
分光特性を示す図であり、近赤外光（９６０ｎｍ）に対
する反射率は８０％以上得られることが分かる。上述し
たように、本実施形態ではこれらの色トナー画像形成に
おいて色純度、透過性に有利な２成分現像方式を採用し
ている。

【００６２】一方、図１１の（ｄ）にＫトナーの分校特
性を示す。本実施形態におけるＫトナーは、他の色トナ
ーと同様に２成分現像方式により現像されるが、純粋な
黒色を再現するために、色材としてカーボンブラックを
用いている。従って図１１の（ｄ）に示すように、近赤
外光（９６０ｎｍ）に対する反射率は１０％程度であ
る。

【００６３】尚、感光ドラム１が例えばＯＰＣドラムで
あるとすると、その表面における近赤外光（９６０ｎ
ｍ）の反射率は約４０％である。もちろん、反射率が同
程度であれば、アモルファスシリコン系ドラム等であっ
てもかまわない。

【００６４】図１２に、感光ドラム１上の濃度を各色の
面積階調により段階的に変えていった時の、フォトセン
サ１０２の出力と出力画像濃度との関係を示す。本実施
形態においては、トナーが感光ドラム１に付着していな
い状態における、フォトセンサ１０２の出力を中間値で
ある２．５Ｖ（１２８レベル）に設定した。

【００６５】図１２からわかるように、Ｙ，Ｍ，Ｃの色
トナーについては、感光ドラム１表面の面積被覆率が大
きくなって画像濃度が高くなるにしたがって、フォトセ
ンサ１０２の出力が感光ドラム１にトナーが付着してい
ない場合（１２８）よりも大きくなる。一方、Ｋトナー
については、感光ドラム１表面の面積被覆率が大きくな
って画像濃度が高くなるに従って、フォトセンサ１０２
の出力が感光ドラム１にトナーが付着していない場合
（１２８）よりも小さくなる。

【００６６】これらの特性に基づいて、色毎のセンサ出
力信号を濃度信号に変換するようにテーブル２０２ａを
作成することにより、光量センサ１３において各色とも
高精度な濃度検出が可能となる。

【００６７】[露光量制御]以下、本実施形態におけるレ
ーザ露光量制御について詳細に説明する。

【００６８】本実施形態では、感光ドラム１の非画像形
成領域１０４上に所定濃度のパッチを形成し、該濃度の
測定結果が一定となるように、Ｔ／Ｃ比やコントラスト
電位Ｖcontを制御することにより、階調特性を安定させ
る。

【００６９】しかしながら、上記従来例において説明し
たように、例えば装置の出力可能な最大濃度を変更する
ために最大パルス幅Ｐffを任意に変更してしまうと、階
調制御のためのパッチを形成する際のレーザ露光量も変
わってしまうため、該パッチに基づく階調制御を正確に
行なうことが困難となってしまう。

【００７０】そこで本実施形態においては、最大パルス
幅Ｐffの変更は、感光ドラム１上の画像形成領域１０３
においてのみ有効とし、パッチが形成される非画像形成
領域１０４においては、変更された値に関わらず、常に
Ｐffを７５％に保つことを特徴とする。

【００７１】図１３に、本実施形態における露光制御の
フローチャートを示し、以下詳細に説明する。尚、ここ
で最大パルス幅Ｐffは、例えばユーザにより任意に変更
されているものとする。

【００７２】同図において、まずステップＳ５１で当該
露光は非画像形成領域１０４にパッチを形成するための
露光であるか否かを判定する。この判定方法としては、
感光ドラム１上の走査位置によって判定しても良いし、
又は、画像信号がパターンジェネレータ２１４から入力
されたものであるか否かに基づいて判定しても良い。そ
して、通常の画像形成のための露光であればステップＳ
５２に進み、ＰＷＭ部２１２に対して変更された最大パ
ルス幅Ｐffを設定する。一方、パッチ形成のための露光
であればステップＳ５３に進み、変更された値に関わら
ず、最大パルス幅Ｐffを規定値、即ち、最大値の７５％
に設定する。

【００７３】そしてステップＳ５４において、ＰＷＭ部
２１２は設定された最大パルス幅Ｐffに基づいたパルス
幅変調を行ない、感光ドラム１上に画像を形成する。

【００７４】以上説明したように本実施形態によれば、
画像形成の最大パルス幅Ｐffを変更した場合でも、パッ
チ形成の際にはＰffを変更しないことにより、パッチ形
成の際の露光量を一定に保つことができ、パッチの測定
濃度に基づく階調補正を正確に行なうことができる。

【００７５】＜第２実施形態＞以下、本発明に係る第２
実施形態について説明する。

【００７６】上述した第１実施形態においては、画像形
成の最大パルス幅Ｐffを変更した場合でもパッチ形成の
際にはＰffを変更しないことにより、パッチ形成の際の
露光量を一定に保つ例について説明した。第２実施形態
においては、パッチ形成の際においても、通常の画像形
成の場合と同様にＰffを変更するが、この時にパッチの
レーザレベルを変更することにより、露光量を一定に保
つことを特徴とする。尚、第２実施形態における装置構
成及びその制御は、第１実施形態と同様であるため、詳
細な説明は省略する。

【００７７】第２実施形態においては、通常の画像形成
時に、最大パルス幅Ｐffを最大値の７５％に設定して画
像を形成し、パッチ形成時にも同じくＰffを７５％に設
定する。

【００７８】ここで、例えばデジタル画像信号の３０h
（=４８）レベルに相当するパッチを形成する場合につ
いて考える。この場合、最大濃度を上げるために、最大
パルス幅Ｐffを９０％に変更すると、３０h相当のパッ
チ形成の際にＰffの変更前と同じ露光量を得るために
は、 ４８×７５／９０＝４０ に従って、４０（=２８h）レベルを出力すれば、該パッ
チが変更前と同じ露光量によって形成される。

【００７９】図１４に、第２実施形態におけるレーザレ
ベルと露光量との関係を示す。図１４によれば、最大パ
ルス幅Ｐffを７５％から９０％に変更することによって
全レベルにおいて露光量が増加し、従ってパッチ形成の
際に、７５％時のレーザレベル４８と同様の露光量を９
０％時において得るためには、レーザレベルを４０に低
下させれば良いことが分かる。

【００８０】以上説明したように第２実施形態によれ
ば、最大パルス幅Ｐffを変更した場合に、パッチ出力レ
ベルに対して、最大パルス幅Ｐffの変更分に相当する逆
補正を施すことにより、パッチ形成の露光量を一定にす
ることが可能となる。従って、パッチの測定濃度に基づ
く階調補正を正確に行なうことができる。

【００８１】＜第３実施形態＞以下、本発明に係る第３
実施形態について説明する。

【００８２】上述した第１及び第２実施形態において
は、本発明をフルカラーデジタル複写機に適用する例に
ついて説明したが、本発明はもちろん以上の例に限定さ
れるものではなく、モノクロのデジタル複写機において
も有効である。第３実施形態においては、本発明をモノ
クロデジタル複写機に適用した例について説明する。

【００８３】図１５に、第３実施形態におけるモノクロ
デジタル複写機の概要構成を示す。第３実施形態のモノ
クロデジタル複写機の基本的な構成は、上述した第１実
施形態に示すカラー複写機の場合と同様であるが、モノ
クロであるため多重転写の必要性がなく、従って転写ド
ラムを備えないことを特徴とする。

【００８４】図１５に基づいて装置構成の概略を説明す
れば、コピー開始キー（不図示）が押下されると、ＣＰ
Ｕ１０２８は、原稿台ガラス１１０２上に載置された原
稿１１０１の、露光ランプ１１０３による露光走査を開
始する。この露光走査によって得られる原稿１１０１か
らの反射光像は、レンズ１１０４を介してＣＣＤ１１０
５に集光され、Ａ／Ｄ変換器１０２２に入力される。

【００８５】Ａ／Ｄ変換器１０２２は、入射された原稿
１１０１からの反射光像を複数の光電変換素子により複
数の画素に分解し、各画素の濃度に応じて光電変換信号
（デジタル信号）を発生する。

【００８６】ＣＰＵ１０２８は、入力されたデジタル信
号に応じて不図示のパルス幅変調器（ＰＷＭ）を駆動
し、入力された画像信号のレベルに対応するパルス幅で
パルス信号が出力される。該パルス信号は、レーザ光源
を駆動するレーザドライバ１１０７に入力される。

【００８７】レーザドライバ１１０７内の半導体レーザ
から照射されたレーザ光Ｅは、回転多面鏡１００１によ
って掃引され、ミラー１４００を介して感光ドラム１０
０４を走査することにより、静電潜像を形成する。感光
ドラム１００４上に形成された静電潜像は、モノクロ現
像器１００５により反転現像され、可視画像（トナー
像）が形成される。そして、トナー像は不図示の搬送手
段により搬送された記録材１５００に転写され、ローラ
１００７により熱定着される。尚、１００６は感光体ド
ラム１００４上に形成されたパッチ濃度を検出するセン
サであり、該検出値はＡ／Ｄ変換器１００８を介してＣ
ＰＵ１０２８へ供される。

【００８８】以上の構成からなるモノクロデジタル複写
機においても、感光体ドラム１００４上に形成されたパ
ッチ濃度を検出し、該パッチ濃度に基づいてＴ／Ｃ比や
コントラスト電位を制御することにより、階調制御を行
なっている。従って、最大パルス幅変更に伴うパッチ形
成の際の露光量制御が、上述した第１又は第２実施形態
と同様に実現される。

【００８９】以上説明したように第３実施形態によれ
ば、モノクロの画像形成を行なう画像形成装置において
も、第１及び第２実施形態と同様に、画像形成の最大パ
ルス幅Ｐffを変更した場合でも、パッチ形成の際にはＰ
ffを変更しない、又はレーザレベルを制御することによ
り、Ｐff変更前と同様の露光量によるパッチ形成が可能
となる。従って、パッチの測定濃度に基づく階調補正を
正確に行なうことができる。

【００９０】

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。

【００９１】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００９２】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００９３】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００９４】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００９５】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。尚、本発明を上記
記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には先に説明し
たフローチャートに対応するプログラムコードを格納す
ることになる。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ルス幅変調による画像形成を行なう際に、最大パルス幅
を変化させた場合でも安定した階調特性を維持すること
が可能となる。

【００９７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態におけるデジタル複
写機の構成を示す図、

【図２】コントローラ１００における機能構成を示すブ
ロック図、

【図３】ＰＷＭ部の回路構成を示す図、

【図４】パルス幅変調における波形を示す図、

【図５】画像信号レベルとパルス幅の関係を示す図、

【図６】画像信号レベルとパルス幅の関係を示す図、

【図７】本実施形態における電位制御を示す図、

【図８】コントラスト電位と最大濃度の関係を示す図、

【図９】パッチ検出処理を行なう構成を示す図、

【図１０】フォトセンサに入力された信号を処理する構
成を示すブロック図、

【図１１】色トナーの分光特性を示す図、

【図１２】フォトセンサ出力と画像濃度の関係を示す
図、

【図１３】露光量制御を示すフローチャート、

【図１４】本発明に係る第２実施形態におけるパッチレ
ベルの露光量を示す図、

【図１５】本発明に係る第３実施形態が適用されるモノ
クロデジタル複写機の概要構成を示す図、である。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号をパルス幅変調してパルス幅変
   調信号を出力する変調手段と、 前記変調手段における画像信号の最大パルス幅を設定す
   る設定手段と、 前記パルス幅変調信号に基づき像坦持体上を露光、現像
   して可視画像を形成する形成手段と、 前記形成手段を用いて所定パターンを生成する生成手段
   と、 生成された所定パターンの濃度に基づいて画像形成条件
   を補正する補正手段と、 前記所定パターンが形成される場合に、前記設定手段に
   より設定された最大パルス幅に関わらず前記像坦持体上
   の露光量が一定となるように制御する制御手段と、を有
   することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記所定パターンが形
   成される場合に、前記変調手段が出力する最大パルス幅
   が一定となるように制御することを特徴とする請求項１
   記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記設定手段により前
   記最大パルス幅が変更された場合に、該最大パルス幅に
   応じて前記所定パターンの信号レベルを制御することに
   より露光量を一定とすることを特徴とする請求項１記載
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記像坦持体上におけ
   る露光位置に応じて、前記露光量を制御することを特徴
   とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記変調手段に入力さ
   れる画像信号に応じて、前記露光量を制御することを特
   徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記画像形成手段は、 前記パルス幅変調信号に基づいて像坦持体上を露光して
   静電潜像を形成する露光手段と、 該静電潜像を所定色の記録剤で現像して可視像化する現
   像手段と、 該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、 前記記録媒体に前記可視像を定着させる定着手段と、を
   有することを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成
   装置。
7. 【請求項７】 前記補正手段は、前記所定パターンの濃
   度に基づいて前記記録剤の成分比率を補正することを特
   徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記補正手段は、前記所定パターンの濃
   度に基づいて前記現像手段におけるコントラスト電位を
   補正することを特徴とする請求項６記載の画像形成装
   置。
9. 【請求項９】 前記設定手段は、前記変調手段で出力可
   能な最大出力パルス幅に対する割合が所定範囲内となる
   ように、前記最大パルス幅を設定することを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記設定手段は、前記割合が５０％〜
    １００％の範囲内となるように、前記最大パルス幅を設
    定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記形成手段は、前記設定手段により
    設定された前記最大パルス幅に関わらず、所定数の階調
    レベルにより可視画像を形成することを特徴とする請求
    項１記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 前記形成手段は、カラー画像を形成す
    ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 前記形成手段は、モノクロ画像を形成
    することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 画像信号をパルス幅変調してパルス幅
    変調信号を出力する変調手段と、 前記変調手段における画像信号の最大パルス幅を設定す
    る設定手段と、 前記パルス幅変調信号に基づき像坦持体上を露光、現像
    して可視画像を形成する形成手段と、 前記形成手段を用いて所定パターンを生成する生成手段
    と、 生成された所定パターンの濃度に基づいて画像形成条件
    を補正する補正手段と、 前記所定パターンが形成されるか否かに応じて、前記最
    大パルス幅を制御する制御手段と、を有することを特徴
    とする画像形成装置。
15. 【請求項１５】 前記制御手段は、前記所定パターンが
    形成される場合には前記最大パルス幅を変更せず、その
    他の画像が形成される場合には前記最大パルス幅を前記
    設定手段により設定された値に変更することを特徴とす
    る請求項１４記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 パルス幅変調された画像信号に基づき
    像坦持体上を露光、現像して可視画像を形成する形成手
    段と、前記画像信号の最大パルス幅を設定する設定手段
    と、を備えた画像形成装置における制御方法であって、 前記設定手段により設定された最大パルス幅に関わらず
    前記像坦持体上の露光量が一定となるように制御して、
    前記形成手段を用いて所定パターンを生成する生成工程
    と、 生成された所定パターンの濃度に基づいて画像形成条件
    を補正する補正工程と、を有することを特徴とする画像
    形成装置の制御方法。
17. 【請求項１７】 パルス幅変調された画像信号に基づき
    像坦持体上を露光、現像して可視画像を形成する形成手
    段を備えた画像形成装置における制御プログラムコード
    が記録された記録媒体であって、 該プログラムコードは、 前記設定手段により設定された最大パルス幅に関わらず
    前記像坦持体上の露光量が一定となるように制御して、
    前記形成手段を用いて所定パターンを生成する生成工程
    のコードと、 生成された所定パターンの濃度に基づいて画像形成条件
    を補正する補正工程のコードと、を含むことを特徴とす
    る記録媒体。