JP2005242145A - カラー画像形成装置及びカラー画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＯＩ方式でのカラー画像形成時、環境変化あるいは径時変化に関わらず、重ね合わせた色を容易に画質調整可能とし、高品位での画質維持を図る。
【解決手段】 重ね合わせた基準とする色の成分を単色に色分解し、各分解色のパルス幅を記録してなるＩＯＩデータテーブル３３に従い各レーザ光１６Ｙ〜１６Ｋのパルス幅を設定する。各分解色のパルス幅で形成した現像パッチ画像２８Ｙ〜２８Ｋの色彩値をフィードバックしてＩＯＩデータテーブル３３のパルス幅を補正値に書き換え、各レーザ光１６Ｙ〜１６Ｋのパルス幅を補正する事により画像維持調整を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、像保持体周囲に複数の画像形成ユニットを配置して、像保持体上で複数色のトナー画像を重ね合わせてカラー画像を作成するカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関する。

カラー画像形成装置にあっては、その装置の小型化、プロセス速度の高速化あるいは高精度の色重ねを達成するために種々の方式が採用されている。例えば電子写真装置にあっては１つの感光体ドラム上に、現像剤であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色のトナーによるトナー画像を色重ねしてフルカラー画像を得る画像形成装置がある。

この画像形成装置は、トナーの色毎に、１つの感光体上に順次帯電工程、露光工程、現像工程を繰り返して感光体ドラム上で色重ねして、得られたカラートナー画像をその後一括して転写体に転写するプロセス（Ｉｍａｇｅ ｏｎ Ｉｍａｇｅプロセス、以下ＩＯＩ方式と呼ぶ）によりフルカラー画像を得ている。ＩＯＩ方式を実施するカラー画像形成装置は、カラープリンタやカラー複写機また印刷分野では、オンデマンドプリンティングやカラープルーファなどに利用される。

このＩＯＩ方式を実施するカラー画像形成装置では、第1色目の画像形成プロセスにあっては直接感光体ドラム上に像露光する事から、正確な露光量からなる良好な潜像を得られる。しかしながら第２色目以降の画像形成プロセスにあっては、既に形成された1色目のトナー画像の上から像露光しなければならないので、既にトナーが存在する部分とトナーの無い部分とでは感光層に到達する露光量に差異を生じ、正確な露光量での潜像形成を実施できない。

しかも感光体ドラム上に形成されるトナー画像は、気温や湿度あるいは機内温度等の環境変化や、長期あるいは連続使用により生じる画像形成装置の特性変化等によって、同じ条件で画像形成プロセスを実施していても濃度もしくは色彩値が変化し得る。更に現像剤の特性の経時的な変化なども重なり、トナー画像の濃度や色彩等、広い意味での画質を常に一定の状態に維持することが困難となっている。

このため従来は、感光体の表面電位を電位センサで検知して帯電器にフィードバックし帯電電位を安定化させる制御や、表面電位を現像器にフィードバックして画像濃度を安定化させる制御手段が開発されている。（例えば、非特許文献１参照。）
電子写真学会編、「続 電子写真技術の基礎と応用」コロナ社、（１９９６）、頁６６〜頁７３（第１章 カラー電子写真） しかしながら（非特許文献１）では、感光体ドラム周囲の複数の画像形成ユニット毎の各１次色に関しての画質維持を図れるものの、複数の画像形成ユニットにより順次色が重なった部分の、色の重なりを考慮した画質維持を図るものでは無い。従って複数の画像形成ユニットにより感光体ドラム上にトナー画像を重ね合わせて画像形成を実施するＩＯＩ方式に適用しようとしても、前段にて形成されるトナー画像により、画像形成プロセスが影響を受け、形成画像の画質低下を来たすおそれがある。

即ち第２色目以降の画像形成プロセスでは、既に前段の画像形成プロセスで形成されたトナー画像が存在する部分と存在しない部分とで、感光層に到達する露光量に差異が生じ、明らかにトナー画像の色調が異なってしまう。更に、前段の画像形成プロセスによる帯電電位が残っているために、後段の画像形成プロセスによる帯電に前の帯電が影響を与えてしまい、画像濃度や色彩が変化して影響を与えてしまい、単純に1次色を制御するだけでは適正な画像形成が行えないおそれがあることから、前段の画像形成プロセスによる特性への影響も考慮して正確な画像形成調整を行って画質維持を図る必要が有る。

そこで本発明は上記課題を解決するものであり、ＩＯＩ方式を実施してカラー画像を得る場合に、画像形成ユニットの装置のバラツキや特性の違いあるいは前段の画像形成プロセスの影響を考慮すると共に、環境の変化あるいは経時変化等に応じた画質維持を図り、常に一定の良質のカラー画像を得るカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するための手段として、像保持体と、前記像保持体周囲に配置され、前記像保持体表面を一様に帯電する帯電装置及び前記像保持体を選択的に露光して前記画像保持体表面に所定の色に対応する静電潜像を形成する露光装置並びに前記静電潜像に所定の色の現像剤を供給して前記像保持体に現像画像を形成する現像装置を有し、前記像保持体上に現像画像を重ねてカラー画像を形成する複数段の画像形成ユニットと、前記所定の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を読取る画像検知装置と、前記複数段の各画像形成ユニット毎に、前記画像検知装置による前記複数の現像パッチ画像の検出結果をフィードバックして、前記画像形成ユニットを調整する制御装置とを設けるものである。

又本発明は上記課題を解決するための手段として、像保持体と、前記像保持体周囲に配置され、前記像保持体表面を一様に帯電する帯電装置及び前記像保持体を選択的に露光して前記画像保持体表面に所定の色に対応する静電潜像を形成する露光装置並びに前記静電潜像に所定の色の現像剤を供給して前記像保持体に現像画像を形成する現像装置を有し、前記像保持体上に現像画像を重ねてカラー画像を形成する複数段の画像形成ユニットと、前記所定の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を読取る画像検知装置と、前記複数段の各画像形成ユニット毎に、前記画像検知装置による前記複数の現像パッチ画像の検出結果をフィードバックして、前記露光装置の露光量を調整する制御装置とを設けるものである。

又本発明は上記課題を解決するための手段として、現像剤の色毎に帯電工程、露光工程及び現像工程を繰り返して、像保持体上に現像画像を重ね合わせてカラー画像を作成するカラー画像形成方法において、前記現像剤の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を作成する工程と、前記複数の現像パッチ画像を検出する検出工程と、前記検出工程による検出結果をフィードバックして、前記帯電工程、露光工程あるいは現像工程のいずれかを調整する調整工程とを実施するものである。

又本発明は上記課題を解決するための手段として、現像剤の色毎に帯電工程、露光工程及び現像工程を繰り返して、像保持体上に現像画像を重ね合わせてカラー画像を作成するカラー画像形成方法において、前記現像剤の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を作成する工程と、前記複数の現像パッチ画像を検出する検出工程と、前記検出工程による検出結果をフィードバックして、前記露光工程の露光量を調整する調整工程とを実施するものである。

本発明によれば、ＩＯＩ方式を実施してカラー画像を得る際に、重ね合わせてなる色であっても単色で画質調整する事により、画質調整を容易に行える。従って環境変化や経時変化等に伴う像保持体や画像形成ユニットの特性変化を考慮して、カラー画像の画質が変化するのを容易に防止出来、容易且つ正確にカラー画像の画質維持を得られ、常にカラー画像を高品位に維持出来る。

本発明はＩＯＩ方式でのカラー画像形成時に、前段の画像形成プロセスによる特性への影響を考慮して、複数の画像形成ユニットにより順次色が重なった部分の、色の重なりを考慮して画質維持を行い、環境変化あるいは経時変化に関わらず、重ね合わせた色を正確に画像調整して、高品位での画質維持を図るものである。

以下、本発明の実施例１について図１乃至図８を用いて説明する。

図８は、本実施例における画像処理部の構成を示すブロック図である。パーソナルコンピューターもしくはスキャナー等の画像入力装置４１からＲＧＢデータとして入力された画像データは、次の色変換処理部４２においてＣＭＹＫデータに変換される。色変換処理部４２においては、階調補正処理や墨加刷処理等も行われる。次に２値化処理部に４３おいて、ディザ処理もしくは誤差拡散処理等の２値化処理が施され、各ＣＭＹＫデータは２値化される。２値化されたデータは次の露光量変換処理部４４において、露光装置の露光量データに変換され、露光装置１６に送られる。露光量変換処理部４４においては、後述する画質維持制御装置３０に含まれるプロセス調整用データテーブルを構成する図５の（表３）に示すＩＯＩデータテーブル３３が参照される。ＩＯＩデータテーブル３３には、色の重なりを考慮した露光量変換表が記述されている。画像データ中の任意の座標につき、２値化された各ＣＭＹＫの画像データをすべて参照することにより色の重なりを特定して、それに最適な露光量を決定できるようになっている。

次に本発明にかかるカラー電子写真装置の構成について図１を用いて説明する。画像形成部１０は、像保持体であり例えばアルミニウムなどの導電性基体上に、有機系もしくはアモルファスシリコン系の感光層を形成してなる感光体ドラム１１を有している。感光体ドラム１１周囲には、感光体ドラム１１の矢印ｓ方向の回転に沿って順次感光体ドラム１１上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各液体現像剤を用いて画像形成を行う第１段乃至第４の４段の画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが配列されている。

複数の画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、現像剤である液体トナーの色が異なるものの、それ以外は基本的に同様の構成であることから、上流に配置されるイエロー（Ｙ）のトナー画像を形成する画像形成ユニット１２Ｙを参照して説明し、他の画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋについては、同じ部分に同じ符号とそれぞれの色を示す添字を付してその説明を省略する。

Ｙ（イエロー）の画像形成ユニット１２Ｙは、周知のコロナ帯電装置もしくはスコロトロン帯電装置などからなる帯電装置１４Ｙ及び、Ｙ（イエロー）の光信号に対応して画像変調されたレーザ光１６Ｙを感光体ドラム１１上の露光部１７Ｙに選択的に照射する露光装置１６並びに、Ｙ（イエロー）の液体トナーを収容し、感光体ドラム１１に液体トナーを供給する現像装置を有する。後段の画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの現像装置１８Ｍ〜１８Ｋは、夫々Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の液体トナーを収容している。

感光体ドラム１１周囲の各画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの下流には、現像終了後トナー画像上のキャリア液を乾燥する乾燥ユニット２０、バックアップローラ２２ａにより感光体ドラム１１に圧接される中間転写ローラ２２ｂを有する転写装置２２が設けられる。バックアップローラ２２ａはバックアップクリーナ２５ａを備え、中間転写ローラ２２ｂは中間体クリーナ２５ｂを備える。転写装置２２下流には転写後感光体ドラム１１上に残留するトナー粒子を除去するクリーナ２３、残留電荷を消去する消去ランプ２４が設けられる。

露光装置１６には、画質維持制御装置３０に含まれる露光量調整のためのＩＯＩデータテーブル３３が接続されている。露光装置１６による露光量はＩＯＩデータテーブル３３を参照して決定される。ＩＯＩデータテーブルの作成方法については後述する。

感光体ドラム１１周囲の乾燥ユニット２０の下流には、後述する画質維持制御のために形成される現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８の色彩値を検知するカラーセンサ２７（例えば、オムロン社製Ｅ３ＭＣ−Ｙ８１）が設けられる。カラーセンサ２７は検知結果を露光装置１６を制御する画質維持制御装置３０にフィードバックする。画質維持制御装置３０は、カラーセンサ２７からの検出結果により、露光装置１６のレーザ光１６Ｙ〜１６Ｋのパルス幅を調整することにより、レーザ光１６Ｙ〜１６Ｋによる露光量を調整して、画質を一定に維持するものである。

画質維持制御装置３０は、プロセス調整用データテーブルとして、前述したＩＯＩデータテーブル３３の他に単色のデータテーブル３１、基準色彩値データテーブル３２を備えている。単色のデータテーブル３１は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各単色の露光量に対応する感光体上もしくは中間転写媒体上もしくは記録媒体上のトナー画像の色彩値（以下、単に「色彩値」という）を記録してなり、形成されたトナー画像の色彩値が環境変動等の理由により、変化してしまった場合の露光量補正の際、参照されるデータである。基準色彩値データテーブル３２は、形成されたトナー画像の色彩値が所定の範囲に保持されているか否かを調べるための基準データであり、色の重なりを考慮して各単色当たりそれぞれ８種類のデータを有する。単色のデータテーブル３１、基準色色彩値データテーブル３２の作成方法及び使用方法については後述する。

次にＩＯＩデータテーブル３３について詳述する。２値化されたＣＭＹＫデータにより形成されるドットは、単色のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）及びこれらを組み合わせた、ＭＹ＝Ｒ（レッド）、ＣＹ＝Ｇ（グリーン）、ＣＭ＝Ｂ（ブルー）、ＣＫ、ＭＫ、ＹＫ、ＭＹＫ＝ＲＫ、ＣＹＫ＝ＧＫ、ＣＭＫ＝Ｋ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫの１５通りであり、ＩＯＩデータテーブル３３はこれらの組み合わせを網羅していて、各組み合わせに対する単色のパルス幅が記録されている。

１５通りの組み合わせの色に対するパルス幅の選択は、カラー電子写真装置の調整時に色選択のためのカラーチャートを出力して、このカラーチャートから夫々の色が基準とする色（所望する色）に一番近い色を選択してなる。具体的には、基準とする色と出力したカラーチャートとを分光光度計で測色し、色差を計算することで所望する色に一番近い色を求めることが出来る。この時の夫々のパルス幅を、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の単色を形成する際の露光量として記録する。

色選択のためのカラーチャートの例として図６にＣＫのカラーチャートを示す。図６は、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）のそれぞれにつきパルス幅を１９〜ＦＦ迄の１０段階に変化させた標準的なカラーチャートである。カラー電子写真装置の調整時に、図６に示すＣＫのカラーチャートを出力し、前述したようにこのカラーチャートを分光光度計で測色してＣＫの基準とする色を選択する。

一般に標準的なカラーチャートのパルス幅の段階は、多いほど基準とする色を選択する際の精度が上がる。但し出力しなければならないパッチの数も増えることから、パルス幅の段階をある程度限定してカラーチャートを出力し、出力したパルス幅の間を演算により補間して推測することにより、限定した出力パッチ数でも高精度でパルス幅を決定することも可能である。

上記ＣＫと同様にして、他の重ね合わせた色である、ＭＹ＝Ｒ（レッド）、ＣＹ＝Ｇ（グリーン）、ＣＭ＝Ｂ（ブルー）、ＭＫ、ＹＫ、ＭＹＫ＝ＲＫ、ＣＹＫ＝ＧＫ、ＣＭＫ＝Ｋ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫの基準とする色を選択する。この結果、図５の（表３）に示すようなＩＯＩデータテーブル３３が作成される。

なお、ＩＯＩデータテーブル３３は、画像形成部１０の特性変化、環境変化あるいは経時変化等により、カラーセンサ２７からの検知結果をフィードバックして、都度修正される。露光装置１６は通常の画像形成時には、常に修正される最新のパルス幅で露光を行うこととなる。

次に画像形成部１０での画像形成プロセスについて述べる。感光体ドラム１１の矢印ｓ方向の回転に従い感光体ドラム１１は、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット１２Ｙにて帯電装置１４Ｙにより帯電され、次いで画像情報に対応して露光装置１６からレーザ光１６Ｙを選択的に照射されてイエロー（Ｙ）画像に対応する静電潜像を形成される。更に感光体ドラム１１上の静電潜像は、現像装置１８Ｙにより現像され感光体ドラム１１上にＹ（イエロー）のトナー画像が形成される。

この時レーザ光１６Ｙの露光量は、ＩＯＩデータテーブル３３を参照して決定する。図５の（表３）に示すＩＯＩデータテーブル３３を参照すると、例えばあるドットがイエロー、マゼンタのみで構成される場合には、（表３）中の組み合わせ「０１１０」が参照され、当該ドットに対するイエロー露光時の露光量は「７０」に設定される。このような露光量の選択は各色毎かつ各ドット毎に行われる。このように色の重なりで露光量を適宜調整するのは、前述したように既にトナーが存在する上から露光する場合と、感光体表面に直接露光する場合とで、露光による放電状態が異なる等の理由による。

なお、ある任意のドットの色の重なりは、冒頭説明したように２値化された各色の画像データ中の同一座標のデータを参照することで知ることができる。同様にして感光体ドラム１１上には、後段の画像形成ユニット１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより順次マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像が、重ね合わされフルカラーのトナー画像が形成される。Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）においてもレーザ光１６Ｍ〜１６Ｋの露光量は、ＩＯＩデータテーブル３３を参照して決定され、上記ドット位置においては、Ｍ（マゼンタ）のパルス幅は「８Ｆ」、Ｃ（シアン）のパルス幅は「００」、Ｋ（ブラック）のパルス幅は「００」となる。

この後感光体ドラム１１上のフルカラーのトナー画像は、乾燥ユニット２０により乾燥後転写装置２２に到達して、バックアップローラ２２ａの荷重で感光体ドラム１１に圧接さる中間転写ローラ２２ｂに一次転写され、更に矢印ｔ方向に搬送される用紙Ｐに二次転写される。転写終了後感光体ドラム１１は、クリーナ２３により残留トナー粒子を除去され、消去ランプ２４により残留電荷を消去されて一連の画像形成プロセスを終了し次の画像形成プロセスに備える。

次に本実施例にかかる画質維持制御プロセスについて説明する。まず、画質維持制御プロセスに使用する、単色データテーブル３１及び基準色彩値データテーブル３２について説明する。単色データテーブル３１は、環境変動等により変動した画像の色彩値等を修正すべく露光量を調整する際参照するものである。カラー電子写真装置の調整時（例えば、装置の出荷前あるいは感光体ドラムの交換時など）に、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各単色毎に、適度な段階のパルス幅で複数の単色のパッチを出力する。カラーセンサ２７で各パッチの色彩値ＸＹＺを検出して、検出結果である各色彩値をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）夫々のパルス幅に対応する単色データとして記録して単色のデータテーブル３１を作成する。図３の（表１）に一例として１９〜ＦＦ迄の１０段階のパルス幅に対応するＣ（シアン）の単色データテーブルを示す。（表１）の１９〜ＦＦは、パルス幅を１６進数であらわしたものである。

Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）についても同様に作成する。単色データテーブル３１は、露光量を調整する際に参照されるものであるため、単色のパッチのパルス幅の段階を広くすると、単色データテーブル３１に記録するデータ数が少なくなり、後述する露光調整時のフィードバックに参照するデータが少なく、高い調整精度を得られなくなるおそれがあるので、単色データテーブル３１に用いるパルス幅の段階は、細かい方がより好ましい。

基準色彩値データテーブル３２は、形成されたトナー画像の色彩値が所定の範囲に保持されているか否かを調べるための基準データである。基準色彩値データテーブル３２にはＩＯＩデータテーブル３３に記録された選択した基準とする色を、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の単色に分解して、基準とする色毎に、分解色である単色での色彩値を画質維持のための基準値として記録する。色毎に分解した単色は、単色のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）及びこれらを組み合わせた、ＭＹ＝Ｒ（レッド）、ＣＹ＝Ｇ（グリーン）、ＣＭ＝Ｂ（ブルー）、ＣＫ、ＭＫ、ＹＫ、ＭＹＫ＝ＲＫ、ＣＹＫ＝ＧＫ、ＣＭＫ＝Ｋ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫの１５通りの組み合わせを網羅している。先述したように２値画像の場合、色の重なりは全部で１５通り存在するが、各単色は、そのうち８通りの色のみを構成する。たとえば、Ｃの場合には、単色のＣ、ＣＭ、ＣＹ、ＣＫ、ＣＭＹ、ＣＭＫ、ＣＹＫ、ＣＭＹＫの８通りとなる。従って、基準色彩値は各色につき、８つのデータがセットされる。これらの基準色彩値は次のようにして決定する。すなわち、カラー電子写真装置の調整時に、予め作成されたＩＯＩデータテーブル３３を参照して、各色につき設定された８種類のパルス幅にて、それぞれ色重ねしない状態で、単色の現像パッチ画像を形成する。

図２は、単色の現像パッチ画像の形成例を示すものであり、イエロー単色で形成される現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｙ−８、マゼンタ単色で形成される現像パッチ画像２８Ｍ−１〜２８Ｍ−８、シアン単色で形成される現像パッチ画像２８Ｃ−１〜２８Ｃ−８、ブラック単色で形成される現像パッチ画像２８Ｋ−１〜２８Ｋ−８から構成される。形成されたこれら全３２個の現像パッチ画像をカラーセンサ２７で読み取って、その色彩値を基準色彩値として基準色彩値データテーブル３２に記録する。なお、これらの基準色彩値はＩＯＩデータテーブル３３を反映するものであるため、ＩＯＩデータテーブル３３の作成と同時に、もしくはその直後に測定するのが望ましい。

次に、画像維持制御の動作について図７に示すフローチャートを参照して説明する。先ずカラー電子写真装置の製造調整時、ステップ１０１で、前述した作成方法に従い単色のデータテーブル３１、基準色彩値データテーブル３２、及びＩＯＩデータテーブル３３を作成する。次いで例えば電源投入時の画像形成プロセス開始前に、ＩＯＩデータテーブル３３補正プロセスを実施する。ステップ１０２で画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋを稼動して感光体ドラム１１の非画像形成領域１１ａに現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８を形成する。現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８は、図４の（表２）に示す各色の８通りの分解色に対応するパルス幅を図５の（表３）に示すＩＯＩデータテーブル３３から選択して、各色毎に順次形成する。

ステップ１０３でカラーセンサ２７により現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８の色彩値を検出する。ステップ１０４でカラーセンサ２７の検出結果が、図４に示す基準色彩値から外れたか否かを判断する。判断は、先ず各現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８について、夫々検出結果（ｘｙｚ）と基準色彩値（ＸＹＺ）との色空間におけるユークリッド距離を計算する事により色差を計算する。この結果例えば色差が２以内の現像パッチ画像については、許容範囲であり基準色彩値から外れていないと判断する。ステップ１０４で、全ての現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８が基準色彩値の許容範囲内であると判断されたら、ステップ１０６に進み画像形成プロセスを開始する。

ステップ１０４で、任意の現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８が基準色彩値の許容範囲から外れていると判断されたら、画像形成部１０の特性が変化したと認識し、ＩＯＩデータテーブル３３の修正を行う。即ちステップ１０７に進み、検出された色彩値に一番近い色彩値を有する単色のパルス幅（Ｔ_ｐｗ１´）と、色彩値（ＸＹＺ´）を、図３の（表１）に示す単色のデータテーブル３１から捜す。検出された色彩値に一番近い色彩値は、検出結果（ｘｙｚ）と単色データテーブル３１記載の色彩値（ＸＹＺ_ｎ）との色空間距離を順次計算して求める。例えば、ＣＫに関してのＣ（シアン）の現像パッチ画像２８Ｃ−４をパルス幅Ｂ２で形成後、カラーセンサ２７で得た検出結果（ｘｙｚ）が、単色のデータテーブル３１のパルス幅７Ｆの色彩値に一番近かった場合は、一番近い色彩値のパルス幅として７Ｆを得る。

ここで、単色のデータテーブル３１のパルス幅の段階が広いとステップ１０７で得た一番近い色彩値でもかなりの色差が出てしまう。従って、そのような場合には単色のデータテーブル３１の色彩値から演算により補間して推測したパルス幅を単色のパルス幅（Ｔｐｗ_１´）とし、カラーセンサ２７で得た検出結果（ｘｙｚ）をその色彩値とする。

次いでステップ１０８で、ＩＯＩデータテーブル３３により設定されたパルス幅と、実際にカラーセンサ２７の検出結果から得たパルス幅を比較し、ＩＯＩデータテーブル３３を書き換える修正値を演算する。演算の一例としては、先ず、ＩＯＩデータテーブル３３により設定されたパルス幅が（Ｔｐｗ_１）であり、実際にカラーセンサ２７の検出結果から前述の演算をして得たパルス幅が（Ｔｐｗ_２）であるとすると、両パルス幅の差分（Ｔｐｗ_２−Ｔｐｗ_１）を求める。現在ＩＯＩデータテーブル３３に設定されているパルス幅（Ｔｐｗ_１）に、求めた差分（Ｔｐｗ_２−Ｔｐｗ_１）をプラスして、ＩＯＩデータテーブル３３書き換えのための修正値のパルス幅（Ｔｐｗ_ｃｏｒ）を求める。

実際には、例えば、分解色（ＣＫ−ｋ）の現像パッチ画像２８Ｃ−４を、ＩＯＩデータテーブル３３により設定されたパルス幅（Ｔｐｗ_１）であるＢ２で照射して形成したにも関わらず、実際にカラーセンサ２７の検出結果から得た色彩値に相当するパルス幅（Ｔｐｗ_２）が７Ｆであったとすると、パルス幅の差分（Ｔｐｗ_２−Ｔｐｗ_１）は（Ｂ２−７Ｆ）となる。従って、現在ＩＯＩデータテーブル３３に設定されるパルス幅Ｂ２に、差分（Ｂ２−７Ｆ）をプラスして、ＩＯＩデータテーブル３３の修正値としてパルス幅Ｅ５を求める。尚、カラーセンサ２７通加後、感光体ドラム１１上の現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８は、中間転写ローラ２２ｂに転写されることなく、クリーナ２３により除去される。

次いでステップ１１０で、ＩＯＩデータテーブル３３の分解色（ＣＫ−ｋ）のパルス幅を新たなパルス幅に書き換えて修正する。例えば、ＩＯＩデータテーブル３３のパルス幅Ｂ２をＥ５に修正する。同様にして、全ての現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８について、ステップ１０４で基準色彩値の許容範囲を外れた場合はステップ１０７〜１１０に従いＩＯＩデータテーブル３３を修正する。

修正終了後、ステップ１０６に進み、画像形成プロセスを開始する。この画像形成プロセスの露光時にあっては、基準色彩値を得られるようにパルス幅を書き換えた新たなＩＯＩデータテーブル３３に記録されるパルス幅に従いレーザ光１６Ｙ〜１６Ｋを照射する。従って、画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの特性変化あるいは環境変化等に関わらず、所望の色彩値のカラー画像を得られる。

このＩＯＩデータテーブル３３の補正プロセスにより画質維持調整を行った後は、画像形成プロセスを実施して所望のカラー画像を得る。画像形成プロセスを実施している間、前述のＩＯＩデータテーブル３３の補正プロセス後、予め決められた所定時間を経過した場合は、図７に示すフローチャートのステップ１０２〜ステップ１０６を実施して、画像維持のためＩＯＩデータテーブル３３の書き換えプロセスを行う。但し画像形成プロセス中であれば、ステップ１０６の画像形成プロセスによる画像形成と同時にステップ１０２の現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８を感光体ドラム１１の非画像形成領域１１ａに形成する。これによりリアルタイムでの画像維持調整を図れる。

更にＩＯＩデータテーブル３３の補正プロセス時に、パルス幅を頻繁に大きく補正する状態が続く場合は、補正プロセスのために使用している単色のデータテーブル３１あるいは基準色彩値データテーブル３２が、カラー電子写真装置の画像特性を反映していないことになる。その際には警告表示をして、単色のデータテーブル３１、基準色彩値データテーブル３２の更新あるいは部材交換等を行ない、画像維持調整を精度よく行える環境を整える。

このように構成すれば、ＩＯＩ方式によるカラー画像形成時に、重ね合わせた色の成分を単色に色分解し、各分解色のパルス幅を記録してなるＩＯＩデータテーブル３３に従い各レーザ光１６Ｙ〜１６Ｋのパルス幅を設定できる。又特性変化、環境変化あるいは経時変化等により、ＩＯＩデータテーブル３３に記録されるパルス幅では、基準色彩値と色差を生じてしまった場合は、色差分を補償するようＩＯＩデータテーブル３３のパルス幅を補正値に書き換え、各レーザ光１６Ｙ〜１６Ｋのパルス幅を調整できる。従って重ね合わせた色であっても、環境変化あるいは経時変化により生じる画像形成特性の変化に関わらず、単色にて各レーザ光１６Ｙ〜１６Ｋを調整できるので、容易にカラー画像の画質維持を得られ、常にカラー画像を高品位に維持出来る。

しかも重ね合わせた色に対応して、各単色毎に８段階のパルス幅で露光してなる現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８の色彩値を検知して、各パルス幅毎に色差分を補正出来るので、補正後のカラー画像の色彩値に片寄りを生じるのを防止出来る。

又上記実施例１において、ＩＯＩデータテーブルの書き換え頻度及び書き換えプロセスの実施タイミング等任意であり、書き換え頻度が高いほど画質維持調整の精度は高くなる。但し、ＩＯＩデータテーブルの書き換えプロセスの度に現像パッチ画像を作成しなければならない事からトナー消費量が増大され、クリーナの付加が増大されるおそれがある。従って、環境変化あるいは径時変化に対応可能な、適切な間隔で実施する事が好ましい。例えば、カラー電子写真装置の起動時、新たなジョブの開始時、所定枚数毎あるいは、所定時間毎に行う等、予めＩＯＩデータテーブルの書き換えを行う間隔を決定しておいてもよいが、ＩＯＩデータテーブルの書き換え時のパルス幅の修正履歴を記録しておいて、それを参考にしてＩＯＩデータテーブルの書き換え間隔を調整しても良いし、更には必要に応じて行う等しても良い。

更にはＩＯＩデータテーブルを書き換えた後、次にＩＯＩデータテーブルを書き換える迄の間にあっては、感光体ドラムや画像形成ユニットの画像形成回数及びＩＯＩデータテーブルを書き換えしてからの画像形成回数を係数として修正演算を行っても良い。このようにすれば、ＩＯＩデータテーブルの書き換え間隔を長く設定したとしても、画像維持調整精度を高めることが可能となる。

次に本発明の実施例２について図９乃至図１１を用いて説明する。この実施例２は、上述した実施例１において、カラーセンサ２７で読み取った値を現像バイアスにフィードバックすることで、画質維持を行うものであり単色データテーブルに代えて現像バイアステーブルを使用するものの、その他は前述の実施例１と同様であることから、実施例１で説明した構成と同一構成部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

現像バイアステーブル３４は、現像バイアスとパルス幅を変化させたときの色彩値が記録されている。カラー電子写真装置の調整時に、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各単色毎に、適度な段階のパルス幅で複数の単色のパッチを出力する。カラーセンサ２７で各パッチの色彩値ＸＹＺを検出して、検出結果である各色彩値をＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）夫々のパルス幅に対応する単色データとして記録する。また、現像バイアスを変え、同様にして記録し、現像バイアステーブル３４を作成する。図１０の（表４）に一例として１９〜ＦＦ迄の１０段階のパルス幅に対応するＣ（シアン）の現像バイアステーブルを示す。（表４）のパルス幅１９〜ＦＦは、１６進数であらわしたものである。（表４）では説明の簡便のため、カラーセンサ２７の出力ＸＹＺの三刺激値のうちＹのみ使用したが、ＸＹＺのすべての値について参照し演算したほうが精度は向上する。

次に、画像維持のための現像バイアスの補正プロセスについて、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。先ずカラー電子写真装置の製造調整時、ステップ２０１で、前述した作成方法に従い単色のデータテーブル３４、基準色彩値データテーブル３２、及びＩＯＩデータテーブル３３を作成する。次いで例えば電源投入時の画像形成プロセス開始前に、ＩＯＩデータテーブル３３補正プロセスを実施する。ステップ２０２で画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋを稼動して感光体ドラム１１の非画像形成領域１１ａに現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８を形成する。現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８は、図４に示す各色の８通りの分解色に対応するパルス幅を図５に示すＩＯＩデータテーブル３３から選択して、各色毎に順次形成する。

ステップ２０３でカラーセンサ２７により現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８の色彩値を検出する。ステップ２０４でカラーセンサ２７の検出結果が、図４に示す基準色彩値から外れたか否かを判断する。判断は、先ず各現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８について、夫々検出結果（ｘｙｚ）と基準色彩値（ＸＹＺ）との空間距離を計算する事により色差を計算する。この結果例えば色差が２以内の現像パッチ画像については、許容範囲であり基準色彩値から外れていないと判断する。ステップ２０４で、全ての現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８が基準色彩値の許容範囲内であると判断されたら、ステップ２０６に進み画像形成プロセスを開始する。

ステップ２０４で、任意の現像パッチ画像２８Ｙ−１〜２８Ｋ−８が基準色彩値の許容範囲から外れていると判断されたら、画像形成部１０の特性が変化したと認識し、現像バイアスの補正を行う。即ちステップ２０７に進み、現像バイアステーブル３４を参照し、同様のパルス幅で現状の検出された色彩値に一番近い色彩値を有する現像バイアスを捜し、ステップ２０８で現状の現像バイアスの値と比較演算する。

補正演算の一例としては、例えば、Ｖoα［Ｖ］の現像バイアスで設定している際に、ＣＫに関してのＣ（シアン）の現像パッチ画像２８Ｃをパルス幅Ｂ２で形成後、カラーセンサ２７で得た検出結果（ｙ１）から、補間演算を行って現像バイアステーブル作成時のパルス幅Ｂ２の（ｙ１）を出力する現像バイアスＶｏβ［Ｖ］を得る。

両現像バイアスの差分（Ｖoα−Ｖｏβ）［Ｖ］を求め、現在の現像バイアスＶoα［Ｖ］に、求めた差分（Ｖoα−Ｖｏβ）［Ｖ］をプラスして、パルス幅Ｂ２での修正すべき現像バイアスを求める。

これを２８Ｙ−１から２８Ｋ−８についてすべて行う。現像バイアスは色の重なりごとに変えることはできず、修正がすべての組み合わせに反映される。したがって、１５通りの組み合わせの平均値を取るなどして、現像バイアスの修正が平均的に良くなるように、現像バイアスの修正値を決定する。

次いでステップ２１０で、現像バイアスをステップ２０８の結果に補正する。 補正終了後、ステップ２０６に進み、画像形成プロセスを開始する。この画像形成プロセスの現像時にあっては、基準色彩値を得られるように修正した現像バイアスで出力する。従って、画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの特性変化あるいは環境変化等に関わらず、所望の色彩値のカラー画像を得られる。

尚本発明は上記実施例に限定されず、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、カラー画像形成装置の構造等限定されず、例えば乾式のカラー画像形成装置であっても良いし、現像装置以外の帯電装置、露光装置を共通して使用し、感光体上に複数色の現像画像を重ねて作成するカラー画像形成装置であっても良い。また、露光装置はＬＥＤヘッド、ＥＬヘッドを用いる等任意である。更に露光装置における露光量の制御は露光時間（パルス幅）の調整に限らず、分解色毎の光強度を記録したＩＯＩデータテーブルを作成して、光強度を調整しても良いし、現像バイアスを調整するのではなく、帯電電位を調整するのでも良い。又カラーセンサも現像パッチ画像を色彩値ＸＹＺではなく、色彩値ＲＧＢで検出するものであっても良い。

又、現像パッチ画像の形成位置は限定されず、中間転写体上あるいは記録媒体上に形成して、色彩値を検出する等しても良い。又上記実施例においては、色彩値である、Ｘ、Ｙ、Ｚを画質維持のための評価値として用いたが、これに限定されることなく、Ｒ、Ｇ、Ｂであっても良いし、Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*を用いても同様な効果が得られる。更に上記実施例は、３次元の色空間内で色の評価を行うものであったが、Ｘ、Ｙ、Ｚのいずれかを使用し、１次元もしくは２次元での評価を行うことも可能である。但し、３次元空間で評価する方が高精度の評価が可能となるため好ましい。また、同様に濃度値を評価パラメータとして使用することも可能である。この場合には、カラーセンサに変えて濃度計を使用することもできる。また、色彩値を検出するために分光側色計を使用すればより高精度の色彩値を求めることが可能となる。

更に、現像パッチ画像はＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）及びこれらを組み合わせた、ＭＹ＝Ｒ（レッド）、ＣＹ＝Ｇ（グリーン）、ＣＭ＝Ｂ（ブルー）、ＣＫ、ＭＫ、ＹＫ、ＭＹＫ＝ＲＫ、ＣＹＫ＝ＧＫ、ＣＭＫ＝Ｋ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫの１５通りを網羅する各単色を夫々８通りに限定することなく、特色との組み合わせや複数段階の基準値にも対応しうる。

更には重ね合わせた色を単色に色分解して画質維持調整する場合に、単色毎の現像バイアス値を記録してなるＩＯＩデータテーブルを作成して、環境変化あるいは径時変化に応じて現像装置を調整する事により画像維持を図る事も可能である。

本発明の実施例１のカラー電子写真装置の画像形成部を示す概略構成図である。 本発明の実施例１の現像パッチ画像及びカラーセンサを示す概略説明図である。 Ｃ（シアン）の単色データテーブルを示す（表１）である。 本発明の実施例１の基準色彩値データテーブルを示す（表２）である。 本発明の実施例１のＩＯＩデータテーブルを示す（表３）である。 本発明の実施例１のＣＫのカラーチャートを示す説明図である。 本発明の実施例１のＩＯＩデータテーブルの書き換えプロセスを示すフローチャートである。 本発明の実施例１の画像処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２のカラー電子写真装置の画像形成部を示す概略構成図である。 本発明の実施例２のＣ（シアン）の現像バイアステーブルを示す（表４）である。 本発明の実施例２の現像バイアス修正プロセスを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…画像形成部
１１…感光体ドラム
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ…画像形成ユニット
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ…帯電装置
１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ…露光部
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ…現像装置
２０…乾燥ユニット
２２…転写装置
２３…クリーナ
２４…消去ランプ
２７…カラーセンサ
２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ…現像パッチ画像
３０…画質維持制御装置
３１…単色のデータテーブル
３２…基準色彩値データテーブル
３３…ＩＯＩデータテーブル

Claims (10)

1. 像保持体と、
   前記像保持体周囲に配置され、前記像保持体表面を一様に帯電する帯電装置及び前記像保持体を選択的に露光して前記画像保持体表面に所定の色に対応する静電潜像を形成する露光装置並びに前記静電潜像に所定の色の現像剤を供給して前記像保持体に現像画像を形成する現像装置を有し、前記像保持体上に現像画像を重ねてカラー画像を形成する複数段の画像形成ユニットと、
   前記所定の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を読取る画像検知装置と、
   前記複数段の各画像形成ユニット毎に、前記画像検知装置による前記複数の現像パッチ画像の検出結果をフィードバックして、前記画像形成ユニットを調整する制御装置とを具備することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記制御装置は、重ね合わせた色を前記現像剤毎の単色に色分解した分解色を再現するための前記複数の画像形成ユニットのプロセス値を記録してなるプロセス調整用データテーブルを備え、前記画像検知装置による前記複数の現像パッチ画像の色彩値もしくは濃度に応じて前記プロセス調整用データテーブルに記録される前記プロセス値を補正して、前記画像形成ユニットを調整することを特徴とする請求項1記載のカラー画像形成装置。
3. 像保持体と、
   前記像保持体周囲に配置され、前記像保持体表面を一様に帯電する帯電装置及び前記像保持体を選択的に露光して前記画像保持体表面に所定の色に対応する静電潜像を形成する露光装置並びに前記静電潜像に所定の色の現像剤を供給して前記像保持体に現像画像を形成する現像装置を有し、前記像保持体上に現像画像を重ねてカラー画像を形成する複数段の画像形成ユニットと、
   前記所定の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を読取る画像検知装置と、
   前記複数段の各画像形成ユニット毎に、前記画像検知装置による前記複数の現像パッチ画像の検出結果をフィードバックして、前記露光装置の露光量を調整する制御装置とを具備することを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 前記制御装置は、重ね合わせた色の成分を前記現像剤毎の単色に色分解した分解色を再現するための前記露光装置の前記露光量を記録してなるプロセス調整用データテーブルを備え、前記画像検知装置による前記複数の現像パッチ画像の色彩値もしくは濃度に応じて前記プロセス調整用データテーブルに記録される前記露光量を補正して、前記露光装置を調整することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。
5. 前記制御装置は、前記複数の現像パッチ画像に対応する基準色彩値もしくは濃度を記録してなる基準色彩値データテーブルを備え、前記画像検知装置に検出される前記複数の現像パッチ画像の色彩値もしくは濃度を、前記基準色彩値もしくは濃度に合わせるように前記プロセス調整用データテーブルに記録される前記露光量を補正して、前記露光装置を調整することを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成装置。
6. 前記プロセス調整用データテーブルに記録される前記露光量は前記露光装置による露光光の露光時間であり、前記露光量の補正は、前記露光時間を補正することを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれか記載のカラー画像形成装置。
7. 現像剤の色毎に帯電工程、露光工程及び現像工程を繰り返して、像保持体上に現像画像を重ね合わせてカラー画像を作成するカラー画像形成方法において、
   前記現像剤の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を作成する工程と、
   前記複数の現像パッチ画像を検出する検出工程と、
   前記検出工程による検出結果をフィードバックして、前記帯電工程、露光工程あるいは現像工程のいずれかを調整する調整工程とを具備することを特徴とするカラー画像形成方法。
8. 前記検出工程は、前記複数の現像パッチ画像の色彩値もしくは濃度を検出してなり、
   前記調整工程は、重ね合わせた色の成分を前記現像剤毎の単色に色分解した分解色を再現するための前記帯電工程、露光工程あるいは現像工程のいずれかのプロセス値を記録してなるプロセス調整用データテーブルを、前記検出工程で検出する前記色彩値もしくは濃度に応じて補正することを特徴とする請求項７記載のカラー画像形成方法。
9. 現像剤の色毎に帯電工程、露光工程及び現像工程を繰り返して、像保持体上に現像画像を重ね合わせてカラー画像を作成するカラー画像形成方法において、
   前記現像剤の色毎に複数の露光量で露光してなる複数の現像パッチ画像を作成する工程と、
   前記複数の現像パッチ画像を検出する検出工程と、
   前記検出工程による検出結果をフィードバックして、前記露光工程の露光量を調整する調整工程とを具備することを特徴とするカラー画像形成方法。
10. 前記検出工程は、前記複数の現像パッチ画像の色彩値もしくは濃度を検出してなり、
    前記調整工程は、重ね合わせた色の成分を前記現像剤毎の単色に色分解した分解色を再現するための前記露光工程の露光量を記録してなるプロセス調整用データテーブルを、前記検出工程で検出する前記色彩値もしくは濃度に応じて補正することを特徴とする請求項９記載のカラー画像形成方法。

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