JP2003131449A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い精度で且つ短い時間で画像条件の調整を
行なうことができる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 中間転写ベルト８上に形成されたカラー
トナーパッチ２０の画像の濃度と階調に相関のある量を
ＡＤＣセンサ１０で１回検出し、その１回の結果に基づ
いて、４０％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおける
値に基づく階調補正による補正量算出時に、１００％の
濃度を表わす画像データＣｉｎにおける値に基づく露光
ビームの光量補正分に相当する補正量を、階調補正量算
出時に差し引く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体上を画像信号に応じて
変調された露光ビームで走査することによりその感光体
上に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像す
ることによりその感光体上にトナー像を形成し、そのト
ナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着すること
によりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形
成する画像形成装置が知られている。このような画像形
成装置では、装置の環境条件（温度・湿度）やその装置
を構成する部材の経年変化等により、記録媒体上に形成
される画像の濃度が予め設定された基準の濃度よりも濃
い方向や薄い方向に移行する場合がある。そこで、感光
体や中間転写ベルト等の像担持体上の非画像領域に画像
濃度検出用のトナーパッチを形成し、そのトナーパッチ
の濃度を濃度センサで検出し、入力された画像信号を表
わす画像データを変換しその変換された画像データを出
力するルックアップテーブルを参照して、トナーパッチ
の濃度が上記基準濃度になるように画像信号の階調を補
正したり、あるいは露光ビームの光量を補正するという
ようなことが行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像形
成装置では、上記トナーパッチの濃度が基準濃度になる
ように画像信号の階調を補正したり、あるいは露光ビー
ムの光量を補正するにあたり、以下に説明するように過
剰な補正が行なわれたりする場合が多く、補正の精度を
高めるためには、トナーパッチを再度形成して補正を行
なう必要がある。従って、環境条件等により記録媒体上
に形成される画像の形成条件の調整に時間がかかるとい
う問題を抱えている。

【０００４】図４は、従来の画像形成装置の、露光ビー
ムの光量や画像信号の階調を補正する様子を説明するた
めのグラフである。

【０００５】図４（ａ）の横軸は、０％から１００％ま
での濃度を表わす画像データＣｉｎを示し、縦軸は、濃
度センサの、画像データＣｉｎに対応して形成されたト
ナーパッチに対する画像出力レベルＤｏｕｔを示す。こ
こで、図４（ａ）におけるグラフＡは、基準濃度に設定
されてなる理想的なグラフである。一方、グラフＢは、
装置の環境条件等に起因して、理想的なグラフＡにおけ
る画像出力レベルＤｏｕｔよりも小さな画像出力レベル
Ｄｏｕｔが出力されてなるグラフである。

【０００６】ここで、グラフＢを理想的なグラフＡに近
づけるために、図４（ｂ）に示すように、グラフＢ上
の、１００％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおける
値Ｂ１を、グラフＡ上の値Ａ１に一致させるように、露
光ビームの光量を補正する。すると、グラフＣが得られ
る。しかし、グラフＣは、露光ビームの光量を、グラフ
Ａ上の値Ａ１に一致させるように一様に補正したもので
あるため、グラフＣ上の、例えば４０％の濃度を表わす
画像データＣｉｎにおける値Ｃ１は、理想的なグラフＡ
上の値Ａ２を上回ることとなる。従って、１００％の濃
度を表わす画像データＣｉｎにおいては正しく補正され
ているものの、１００％未満の濃度を表わす画像データ
Ｃｉｎにおいては過剰に補正されることとなる。

【０００７】また、図４（ｃ），図４（ｄ）に示すよう
に、画像信号の階調による補正が行なわれる場合もあ
る。ここで、図４（ｃ）の横軸は、０％から１００％ま
での濃度を表わす画像データＣｉｎを示し、縦軸は、入
力される画像データＣｉｎに対するルックアップテーブ
ルのＬＵＴ値を示す。このＬＵＴ値は、トナーパッチの
濃度が基準濃度になるように、入力された画像データを
変換して新たな画像データを出力するための値であり、
予めルックアップテーブルに設定される。

【０００８】この図４（ｃ）におけるグラフＤは、初期
状態において予め設定された、入力される画像データＣ
ｉｎに対する基準のルックアップテーブルのＬＵＴ値に
よる理想的なグラフである。一方、グラフＥは、階調補
正を行なうために、グラフＤ上の、４０％の濃度を表わ
す画像データＣｉｎにおけるＬＵＴ値Ｄ１に基づいて作
成されたグラフである。このグラフＥを用いて、前述し
たグラフＢを補正して、即ち画像信号の階調による補正
を行なって、図４（ｄ）に示すグラフＦを得る。しか
し、これでは、グラフＦ上の、４０％の濃度を表わす画
像データＣｉｎにおける値Ｆ１は、理想的なグラフＡ上
に一致するものの、１００％の濃度を表わす画像データ
Ｃｉｎにおける値Ｆ２は、理想的なグラフＡ上の値Ａ１
を下回ることとなる。従って、画像信号の階調による補
正では、４０％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおい
ては正しく補正されるものの４０％を越える濃度を表わ
す画像データＣｉｎにおいては不十分な補正結果とな
る。

【０００９】図５は、従来の画像形成装置において、露
光ビームの光量による補正と画像信号の階調による補正
との双方の補正が行なわれた場合のグラフである。

【００１０】グラフＡは理想的なグラフ、グラフＢは補
正前のグラフ、グラフＣは露光ビームの光量により補正
されたグラフ、グラフＦは画像信号の階調により補正さ
れたグラフである。ここで、露光ビームの光量による補
正と画像信号の階調による補正との双方の補正が行なわ
れた場合のグラフは、露光ビームの光量により補正され
たグラフＣと画像信号の階調により補正されたグラフＦ
との総和のグラフＧとなり、理想的なグラフＡと比較
し、この図５に斜線で示す過剰部分が含まれたグラフと
なる。即ち、階調補正による補正量算出時に、露光ビー
ムの光量補正分に相当する補正量が、階調補正量算出時
に加算されることとなり、過剰な補正が行なわれること
となる。

【００１１】このように、従来の画像形成装置では、露
光ビームの光量による補正、画像信号の階調による補
正、それら双方の補正のいずれが行なわれた場合であっ
ても十分な補正を１回で行なうことは困難である。この
ため、高い精度で補正を行なうためには、再度、像担持
体上の非画像領域に画像濃度検出用のトナーパッチを形
成し、そのトナーパッチの濃度を濃度センサで検出し
て、露光ビームの光量や画像信号の階調を補正する必要
がある。また、現像器中のトナー濃度を補正するととも
に階調を補正したり、あるいは現像器中のトナー濃度を
補正するとともに露光ビームの光量を補正することも考
えられるが、このような場合であっても、上述した露光
ビームの光量補正および画像信号の階調補正と同様の結
果となり、従って、複数回にわたり画像形成条件が調整
されることとなり、画像形成条件の調整に時間がかかる
という問題がある。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑み、高い精度で且
つ短い時間で画像条件の調整を行なうことができる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、感光体上を画像信号に応じて変調
された露光ビームで走査することによりその感光体上に
静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像するこ
とによりその感光体上にトナー像を形成し、そのトナー
像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによ
りその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成す
る画像形成装置において、最終的に記録媒体上に形成さ
れる画像の濃度と階調に相関のある量を検出する検出手
段と、上記検出手段による１回の検出結果に基づいて、
上記画像の濃度に影響を及ぼす画像形成条件と、上記画
像の階調に影響を及ぼす画像形成条件との双方を調整す
る調整手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】ここで、目標濃度が異なる複数のトナーパ
ッチを形成するパッチ形成手段を備え、上記検出手段
は、１回の検出結果を得るにあたり、上記パッチ形成手
段により形成された複数のトナーパッチの濃度を検出す
るものであることが好ましい。

【００１５】また、階調補正テーブルを有し、入力され
た画像信号の階調をその階調補正テーブルを参照して補
正する階調補正手段と、上記露光ビームの光量を補正す
る光量補正手段とを備え、上記調整手段は、上記検出手
段による１回の検出結果に基づいて、上記階調補正テー
ブルを書き換えるとともに上記光量補正手段に上記露光
ビームの光量補正を行なわせるものであることも好まし
い態様である。

【００１６】さらに、階調補正テーブルを有し、入力さ
れた画像信号の階調をその階調補正テーブルを参照して
補正する階調補正手段と、上記静電潜像を、トナーとキ
ャリアとが混合した現像剤中のトナーで現像する現像器
と、上記現像器にトナーを補給するトナー補給手段とを
備え、上記調整手段は、上記検出手段による１回の検出
結果に基づいて、上記階調補正テーブルを書き換えると
ともに上記現像器内のトナーの、キャリアに対する混合
比率を調整するものであってもよい。

【００１７】また、上記露光ビームの光量を補正する光
量補正手段と、上記静電潜像を、トナーとキャリアとが
混合した現像剤中のトナーで現像する現像器と、上記現
像器にトナーを補給するトナー補給手段とを備え、上記
調整手段は、上記検出手段による１回の検出結果に基づ
いて、上記光量補正手段に上記露光ビームの光量補正を
行なわせるとともに上記現像器内のトナーの、キャリア
に対する混合比率を調整するものであってもよい。

【００１８】

【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。

【００１９】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形
態を示す概略構成図である。

【００２０】図１に示す画像形成装置１００には、この
図１の右側から、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シ
アン（Ｃ），黒色（Ｋ）の４色に対応する４つの感光体
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが一直線状に並べて配置されて
おり、これらの感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの周囲に
帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、現像器３Ｙ，３Ｍ，
３Ｃ，３Ｋと、転写器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとが配置
されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上には、画
像信号に応じて変調された露光ビームで走査されること
により静電潜像が形成される。現像器３Ｙ，３Ｍ，３
Ｃ，３Ｋは、上記静電潜像を、トナーとキャリアとが混
合した現像剤中のトナーで現像する。

【００２１】また、この画像形成装置１００には、現像
器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにイエロー（Ｙ），マゼンタ
（Ｍ），シアン（Ｃ），黒色（Ｋ）のトナーを補給する
ためのトナーカートリッジ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋおよ
びトナー補給モータ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋと、現像器
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ内の現像剤のトナー濃度を測定
するＡＴＣ（Ａｕｔｏ Ｔｏｎｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒ
ａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサ７Ｙ，７Ｍ，７
Ｃ，７Ｋとが備えられている。

【００２２】さらに、画像形成装置１００には、矢印Ａ
方向に駆動する中間転写ベルト８と、駆動ロール９と、
ＡＤＣ（Ａｕｔｏ ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ）
センサ１０とが備えられている。ＡＤＣセンサ１０は、
中間転写ベルト８上に形成されたカラートナーパッチ２
０の濃度を検出するものであり、本発明にいう最終的に
記録媒体上に形成される画像の濃度と階調に相関のある
量を検出する検出手段の役割を担うものである。

【００２３】また、画像形成装置１００には、帯電器２
Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにより帯電された感光体１Ｙ，１
Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に静電潜像を書込むラスタ走査装置
（以下、ＲＯＳと記す）３０と、コントローラ４０が備
えられている。コントローラ４０は、階調補正テーブル
ＬＵＴ４１を有する。コントローラ４０は、本発明にい
う調整手段の役割を担うものであり、このコントローラ
４０は、ＡＤＣセンサ１０による１回の検出結果に基づ
いて、画像の濃度に影響を及ぼす画像形成条件と、画像
の階調に影響を及ぼす画像形成条件との双方を調整す
る。また、コントローラ４０は、現像器３Ｙ，３Ｍ，３
Ｃ，３Ｋ等と相俟って、本発明にいうパッチ形成手段の
役割をも担うものであり、本実施形態では、目標濃度
（４０％,１００％）が異なる２つのトナーパッチを形
成し、ＡＤＣセンサ１０は、１回の検出結果を得るにあ
たり、形成された２つのトナーパッチの濃度を検出す
る。

【００２４】さらに、画像形成装置１００には、入力さ
れた画像信号が表わすプリント画像の階調を、階調補正
テーブルＬＵＴ４１を参照し補正して画像データを出力
する階調制御部５０が備えられている。尚、階調補正テ
ーブルＬＵＴ４１４１および階調制御部５０が、本発明
にいう階調補正手段に相当する。また、画像形成装置１
００には、ＲＯＳ３０からの露光ビームの光量を補正す
るＬＤ光量制御部６０（本発明にいう光量補正手段の一
例）が備えられており、コントローラ４０は、ＡＤＣセ
ンサ１０による１回の検出結果に基づいて、階調補正テ
ーブルＬＵＴ４１を書き換えるとともにＬＤ光量制御部
６０に露光ビームの光量補正を行なわせる。

【００２５】図２は、図１に示す画像形成装置におけ
る、露光ビームの光量および画像信号の階調を補正する
ためのグラフである。

【００２６】図２の横軸は、０％から１００％までの濃
度を表わす画像データＣｉｎを示し、縦軸は、入力され
る画像データＣｉｎに対する階調補正テーブルＬＵＴ４
１のＬＵＴ値を示す。この図２におけるグラフＤは、入
力される画像データＣｉｎに対する基準のＬＵＴ値によ
るグラフである。また、グラフＥは、グラフＤ上の、４
０％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおけるＬＵＴ値
Ｄ１に基づいて作成されたグラフである。さらに、グラ
フＨは、露光ビームの光量による濃度補正に相当する補
正量をＬＵＴ値に換算し、その換算されたＬＵＴ値によ
るグラフである。また、グラフＩは、これら双方のグラ
フＥおよびグラフＨのＬＵＴ値が合成されてなるＬＵＴ
値によるグラフである。

【００２７】図３は、図１に示す画像形成装置におけ
る、露光ビームの光量による補正と画像信号の階調によ
る補正との双方の補正が行なわれた場合のグラフであ
る。

【００２８】グラフＡは理想的なグラフ、グラフＢは補
正前のグラフ、グラフＪは露光ビームの光量および図２
に示すグラフＩにより補正されたグラフである。本実施
形態の画像形成装置１００では、露光ビームの光量によ
る補正と、上記グラフＩによる補正とが行なわれる。即
ち、４０％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおけるＬ
ＵＴ値Ｄ１に基づく階調補正による補正量算出時に、１
００％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおける値Ｄ１
に基づく露光ビームの光量補正分に相当する補正量が、
階調補正量算出時に差し引かれることとなり、過剰な補
正が行なわれることが防止され、理想的なグラフＡとほ
ぼ同等なグラフＪが得られる。従って、露光ビームの光
量による補正および画像信号の階調による補正の双方の
補正が行なわれた場合であっても十分な補正を１回で行
なうことができ、結果として高い精度で且つ短い時間で
画像条件の調整を行なうことができる。

【００２９】さらに、図１に示す画像形成装置１００に
は、ＴＣ制御部７０が備えられている。このＴＣ制御部
７０は、各現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによる、各静
電潜像への各色トナーの転移量をＡＤＣセンサ１０によ
る測定結果に応じて調整することにより最大積層量を規
制する。また、このＴＣ制御部７０は、コントローラ４
０とともに、ＡＤＣセンサ１０による１回の検出結果に
基づいて、階調補正テーブルＬＵＴ４１を書き換えると
ともに上記現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ内のトナー
の、キャリアに対する混合比率を調整する。ここで、前
述した、１００％の濃度を表わす画像データＣｉｎにお
ける値に基づく露光ビームの光量による補正に代えて、
現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ内のトナーの、キャリア
に対する混合比率（１００％の濃度を表わす画像データ
Ｃｉｎにおける値に基づく混合比率）を調整するととも
に、４０％の濃度を表わす画像データＣｉｎにおける値
に基づく画像信号の階調による補正を行なってもよい。
尚、上記混合比率の調整は、現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，
３Ｋ内の現像剤のトナー濃度をＡＴＣセンサ７Ｙ，７
Ｍ，７Ｃ，７Ｋで測定し、この測定結果に基づいて行な
われる。このようにしても、十分な補正を１回で行なう
ことができ、結果として高い精度で且つ短い時間で画像
条件の調整を行なうことができる。

【００３０】また、ＡＤＣセンサ１０による１回の検出
結果に基づいて、４０％の濃度を表わす画像データＣｉ
ｎにおける値に基づいて露光ビームの光量補正を行なわ
せるとともに現像器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ内のトナー
の、キャリアに対する混合比率（１００％の濃度を表わ
す画像データＣｉｎにおける値に基づく混合比率）を調
整してもよい。

【００３１】尚、本実施形態では、ＡＤＣセンサ１０に
よる１回の検出結果に基づいて、４０％や１００％の濃
度を表わす画像データＣｉｎにおける値に基づいて階調
補正や露光ビームの光量補正、あるいは現像器内のトナ
ーの、キャリアに対する混合比率の調整を行なう例で説
明したが、４０％や１００％の濃度に限定されるもので
はなく、本発明は、最終的に記録媒体上に形成される画
像の濃度と階調に相関のある量を１回で検出し、その１
回の検出結果に基づいて、画像の濃度に影響を及ぼす画
像形成条件と、画像の階調に影響を及ぼす画像形成条件
との双方を調整するものであればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、高い精度で且つ短い時間で画像条件の調
整を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略
構成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置における、露光ビーム
の光量および画像信号の階調を補正するためのグラフで
ある。

【図３】図１に示す画像形成装置における、露光ビーム
の光量による補正と画像信号の階調による補正との双方
の補正が行なわれた場合のグラフである。

【図４】従来の画像形成装置の、露光ビームの光量や画
像信号の階調を補正する様子を説明するためのグラフで
ある。

【図５】従来の画像形成装置における、露光ビームの光
量による補正と画像信号の階調による補正との双方の補
正が行なわれた場合のグラフである。

【符号の説明】

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体 ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 帯電器 ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 現像器 ４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 転写器 ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ トナーカートリッジ ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ トナー補給モータ ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ ＡＴＣセンサ ８ 中間転写ベルト ９ 駆動ロール １０ ＡＤＣセンサ ２０ カラートナーパッチ ３０ ＲＯＳ（ラスタ走査装置） ４０ コントローラ ４１ 階調補正テーブルＬＵＴ ５０ 階調制御部 ６０ ＬＤ光量制御部 ７０ ＴＣ制御部 １００ 画像形成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山▲崎▼ 直哉 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 我妻 正博 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2H027 DA09 DD07 DE02 DE07 EA02 EA06 EB03 EC03 EC06 EC20 2H076 AB05 DA07 DA17 DA22 2H077 DA10 DA49 DA62 DB02 DB22 EA01 GA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上を画像信号に応じて変調された
   露光ビームで走査することにより該感光体上に静電潜像
   を形成し、該静電潜像をトナーで現像することにより該
   感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記
   録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上
   に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 最終的に記録媒体上に形成される画像の濃度と階調に相
   関のある量を検出する検出手段と、 前記検出手段による１回の検出結果に基づいて、前記画
   像の濃度に影響を及ぼす画像形成条件と、前記画像の階
   調に影響を及ぼす画像形成条件との双方を調整する調整
   手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 目標濃度が異なる複数のトナーパッチを
   形成するパッチ形成手段を備え、前記検出手段は、１回
   の検出結果を得るにあたり、前記パッチ形成手段により
   形成された複数のトナーパッチの濃度を検出するもので
   あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 階調補正テーブルを有し、入力された画
   像信号の階調を該階調補正テーブルを参照して補正する
   階調補正手段と、 前記露光ビームの光量を補正する光量補正手段とを備
   え、 前記調整手段は、前記検出手段による１回の検出結果に
   基づいて、前記階調補正テーブルを書き換えるとともに
   前記光量補正手段に前記露光ビームの光量補正を行なわ
   せるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】 階調補正テーブルを有し、入力された画
   像信号の階調を該階調補正テーブルを参照して補正する
   階調補正手段と、 前記静電潜像を、トナーとキャリアとが混合した現像剤
   中のトナーで現像する現像器と、 前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段とを備
   え、 前記調整手段は、前記検出手段による１回の検出結果に
   基づいて、前記階調補正テーブルを書き換えるとともに
   前記現像器内のトナーの、キャリアに対する混合比率を
   調整するものであることを特徴とする請求項１又は２記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記露光ビームの光量を補正する光量補
   正手段と、 前記静電潜像を、トナーとキャリアとが混合した現像剤
   中のトナーで現像する現像器と、 前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段とを備
   え、 前記調整手段は、前記検出手段による１回の検出結果に
   基づいて、前記光量補正手段に前記露光ビームの光量補
   正を行なわせるとともに前記現像器内のトナーの、キャ
   リアに対する混合比率を調整するものであることを特徴
   とする請求項１又は２記載の画像形成装置。