JP2007286461A - 画像補正方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実際の使用状態に即した基準パターンを作成し、トナー濃度を検出して、画像形成条件の高精度の補正を可能とした画像補正方法及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１１上の基準パターンのトナー付着量を検出して画像補正を行なう画像補正方法において、トナー付着量の異なる複数の補正用テストパターンを作成し、補正用テストパターンで正反射した反射光を検出した濃度検出センサ１のセンサ出力Ｉｓと現像バイアス電位Ｖｂとの直線近似式と、濃度検出センサ１により検出された反射光の光量に基づき算出された補正用テストパターンのトナー付着量と現像バイアス電位とＶｂの直線近似式とにより、トナー付着量に対して前記正反射センサによる検出結果が直線性（リニアリティ）を確保できなくなる領域での目標トナー付着量に対応する現像バイアス電位Ｖｂを算出して画像補正を行なうことを特徴とするものとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等で出力される画像を補正する画像補正方法及び画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式による画像形成装置では、再生画像のハイライトからシャドーまでの階調を忠実に再現する階調再現性が求められる。しかしながら、現像剤であるトナーの濃度変化や画像形成プロセスの設定条件の変化等によって、形成された画像の階調は変動する。

そこで、階調再現性を向上させるための手段として、階調補正（γ補正）処理を所定のタイミングで行う方法が採用されている。この階調補正処理は、原稿となる画像の階調を忠実に再現するためのものであり、次のようにして行われる。

先ず、感光体上に、所定の異なる濃度に対応した、異なる露光強度によって複数のテストパターン（基準パターン）潜像を用紙搬送方向に所定の間隔で形成する。次に、これらのテストパターン潜像に対して現像ローラの線速を一定にした状態で現像する。そして、現像された各テストパターン画像のトナー濃度を検出し、検出したトナー濃度データに基づいて階調補正カーブを作成する。

現状のテストパターン（階調パターン）は、通常３〜１０程度の異なる階調のパッチからなっており、各パッチの大きさは、機械の変動等を考慮してある程度の大きさに形成されている。

しかし、このような従来のテストパターン（基準パターン）では、機械的変動等によりパッチ内に濃度むらが生じることがあるため、濃度測定はパッチ内の一定領域を測定している。そのため、濃度測定に時間がかかるとともに、トナー消費量も多いといった問題があった。

そこで、一つのテストパターン域内で現像バイアスを連続的に変化させることにより、全体のテストパターン領域を小さくすることで、トナー消費量を削減するとともに、測定時間の短縮を図った画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。

この画像形成装置は、ステップ状に現像バイアスを変化させた時のトナー濃度の不安定を避けるために感光体帯電電位、現像バイアスを連続的に変化させながら、用紙搬送方向（主走査方向）に連続的に階調の変化する一つのテストパターンを作成している。
これにより、上記目的、すなわちトナー消費量の削減と測定時間の短縮を達成している。
特開２００５−２４６１２号公報

ところで、上記特許文献１では、連続的に階調の変化する一つのテストパターンを作成し、このテストパターンの濃度を測定することで画像形成条件の補正を行なっている。

しかし、画像形成装置は、実際に画像形成処理を行うとき、感光体帯電電位や現像バイアスを変化させて画像の濃淡を出すのではなく、感光体帯電電位や現像バイアスは適正値に固定した状態とし、光書き込み手段による光量制御で画像の濃淡を出している。
そのため、上記特許文献１のようにして画像形成条件を補正しても、実際の使用状態に即した適正な補正が行えるとは限らないといった問題があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであって、実際の使用状態に即した基準パターンを作成し、トナー濃度を検出することで、画像形成条件の高精度の補正を可能とした画像補正方法及びこの画像補正方法を実施する画像形成装置を提供すること目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る画像補正方法及びそれを実施する画像形成装置は、次の通りである。
請求項１に記載した画像補正方法は、像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、現像装置により前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて現像することで作像を行なうもので、前記像担持体上にトナーによる基準パターンの静電潜像を形成し、前記現像装置で該基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて画像補正を行なう画像補正方法において、前記基準パターンとして黒色トナーによりトナー付着量の異なる複数の黒色トナー用基準パターンを作成し、前記黒色トナー用基準パターンで正反射した反射光を正反射センサにより検出して、前記正反射センサのセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式を求め、前記正反射センサにより検出された反射光の光量に基づき前記黒色トナー用基準パターンのトナー付着量を算出し、算出されたトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式を求め、前記正反射センサのセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、前記トナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式とにより、トナー付着量に対して前記正反射センサによる検出結果が直線性（リニアリティ）を確保できなくなる領域での目標トナー付着量に対応する現像バイアス電位を算出して画像補正を行なうことを特徴とするものである。

請求項２に記載した画像補正方法は、請求項１に記載した構成に加えて、前記正反射センサによる前記黒色トナー用基準パターンの検出を、前記像担持体に作像されたトナー像が転写される中間転写ベルト上で行なうことを特徴とするものである。

請求項３に記載した画像補正方法は、請求項１または２に記載した構成に加えて、前記黒色トナー用基準パターンを複数の印字プロセス速度で作像することを特徴とするものである。

請求項４に記載した画像補正方法は、請求項３に記載した構成に加えて、前記複数の印字プロセス速度で作像された黒色トナー用基準パターンによる画像形成条件の補正結果を、異なる印字プロセス速度における画像形成条件にフィードバックすることを特徴とするものである。

請求項５に記載した画像形成装置は、一様に帯電したのち露光して静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、前記像担持体上に基準パターンの静電潜像を形成する基準パターン書き込み手段と、前記現像装置でトナーにより顕像化された基準パターンのトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、前記トナー濃度検出手段による検出結果に基づいて画像補正を行なう画像補正方法を実施する画像形成装置において、前記トナー濃度検出手段として正反射センサを用い、前記画像補正方法として、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の画像補正方法を実施することを特徴とするものである。

請求項１に記載した発明によれば、像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、現像装置により前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて現像することで作像を行なうもので、前記像担持体上にトナーによる基準パターンの静電潜像を形成し、前記現像装置で該基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて画像補正を行なう画像補正方法において、前記基準パターンとして黒色トナーによりトナー付着量の異なる複数の黒色トナー用基準パターンを作成し、前記黒色トナー用基準パターンで正反射した反射光を正反射センサにより検出して、前記正反射センサのセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式を求め、前記正反射センサにより検出された反射光の光量に基づき前記黒色トナー用基準パターンのトナー付着量を算出し、算出されたトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式を求め、前記正反射センサのセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、前記トナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式とにより、トナー付着量に対して前記正反射センサによる検出結果が直線性（リニアリティ）を確保できなくなる領域での目標トナー付着量に対応する現像バイアス電位を算出して画像補正を行なうようにしたことで、実際の使用状態に即したトナー濃度を得ることができるので、高精度な画像形成条件の補正を実現できる。

また、請求項２〜４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明で得られる上記共通の効果に加えて、次の効果を得ることができる。
すなわち、請求項２に記載した発明によれば、前記正反射センサによる前記黒色トナー用基準パターンの検出を、前記像担持体に作像されたトナー像が転写される中間転写ベルト上で行なうことで、２次転写方式による画像形成装置において、用紙等に２次転写される場合と同様な状態で基準パターンの検出を行なうので、正確なトナー付着量を検出することができる。

請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載の発明で得られる効果に加えて、前記黒色トナー用基準パターンを複数の印字プロセス速度で作像することで、例えば、モノクロ画像出力における印字速度とカラー画像出力における印字速度が異なる場合であっても、印字プロセス速度に応じて最適な画像形成条件の補正を行うことができる。

請求項４に記載した発明によれば、請求項３に記載の発明で得られる効果に加えて、前記複数の印字プロセス速度で作像された黒色トナー用基準パターンによる画像形成条件の補正結果を、異なる印字プロセス速度における画像形成条件にフィードバックすることで、例えば、モノクロ画像出力における印字速度とカラー画像出力における印字速度が異なる場合であっても、印字プロセス速度に応じて最適な画像形成条件の補正を行うことができる。

請求項５に記載した発明は、一様に帯電したのち露光して静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、前記像担持体上に基準パターンの静電潜像を形成する基準パターン書き込み手段と、前記現像装置でトナーにより顕像化された基準パターンのトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、前記トナー濃度検出手段による検出結果に基づいて画像補正を行なう画像補正方法を実施する画像形成装置において、前記トナー濃度検出手段として正反射センサを用い、前記画像補正方法として、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の画像補正方法を実施することで、実際の使用状態に即したトナー濃度を得ることができるので、高精度な画像形成条件の補正により高品位の画像出力を可能にした画像形成装置を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の画像補正方法が実行される画像形成装置であるディジタルカラー複写機の画像形成部の構成を示す概略図である。
なお、ディジタルカラー複写機以外の電子写真方式の画像形成を行うプリンタやファクシミリ装置等の他の画像形成装置においても、この発明を同様に実施することができる。

ディジタルカラー複写機は、スキャナ部において原稿からカラー画像を読み取り、所定の画像処理を施した後に画像データとして画像形成部１０に供給し、用紙等の記録媒体上に原稿から読み取ったカラー画像を再現する。

ディジタルカラー複写機の画像形成部１０は、２つのローラ１７ａ，１７ｂの間に上下に水平部を形成した状態で張架されて矢印Ａ方向に回転する転写搬送ベルト１７を備えている。転写搬送ベルト１７は、上側の水平部に位置している間に、矢印Ａ方向への回転により、上面に載置された用紙を複数の画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄに順次対向させながら搬送する。画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、黒色及び減法混色の３原色（シアン、マゼンタ、イエロー）のトナーを用いた電子写真方式の画像形成を行う。

また、転写搬送ベルト１７は、下側の水平部に位置している間に濃度検出センサ（正反射センサ）１に対向する。さらに、転写搬送ベルト１７の一方のローラ１７ａの下流側には、定着装置１８が配置されている。定着装置１８は、一対のローラによって構成されており、各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄを通過した用紙を加熱及び加圧し、用紙上に転写されたトナー像を溶融して用紙の表面に定着させる。

画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、トナー収納量を除いて同一の構成を備えている。一例として、画像形成ステーション１０ａは、円筒形の導電性基体の表面に感光層を形成して矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム１１ａの周囲に帯電器１２ａ、露光ユニット１３ａ、現像ユニット１４ａ、転写器１５ａ及びクリーナ１６ａ等をこの順に配置して構成されている。

帯電器１２ａは、感光体ドラム１１ａの表面に所定極性の電荷を均一に帯電させる。
露光ユニット１３ａは、感光体ドラム１１ａの表面を画像光により露光して静電潜像を形成する。
現像ユニット１４ａは、内部に収納したトナーを感光体ドラム１１ａの表面に供給し、静電潜像をトナー像に可視像化する。
転写器１５ａは、転写搬送ベルト１７を挟んで感光体ドラム１１ａの周面に対向しており、感光体ドラム１１ａの表面に担持されたトナー像を転写搬送ベルト１７上に載置された用紙の表面に転写する。
クリーナ１６は、転写工程を終了した感光体ドラム１１ａの周面に残留しているトナーを除去する。

現像ユニット１４ａは、感光体ドラム１１ａの周面に対向して回転する現像ローラ（図示省略）を備えている。現像ローラは、回転により表面に担持したトナーを感光体ドラム１１ａの周面に供給する。この現像ローラの周速、即ち、回転速度を変化させることによって感光体ドラム１１ａの周面に対するトナーの供給量を増減することができ、トナー像の濃度を調整することができる。

画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄに設けられている露光ユニット１２ａ〜１２ｄのそれぞれには黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各色の画像データが供給されるとともに、現像ユニット１４ａ〜１４ｄのそれぞれには黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各色のトナーが収納されている。したがって、画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれにおいて用紙には黒、シアン、マゼンタ及びイエローの各色のトナー像が順に転写され、定着装置１８を通過した用紙上には各色のトナー像の減法混色によってフルカラー画像が形成される。

濃度検出センサ１は、発光素子２及び受光素子３を備え、後述する画像補正処理時において形成される黒色トナーによる補正用テストパターン（基準パターン）が形成された転写搬送ベルト１７の表面に発光素子２から光を照射し、正反射した反射光を受光素子３によって受光し、受光量に応じた電気信号をトナー濃度の検出信号として出力する。

なお、転写搬送ベルト１７の表面に形成された補正用テストパターンは、濃度検出センサ１に対向した後に図示しないクリーニング手段によって転写搬送ベルト１７の表面から除去される。

また、各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄにおいて、現像工程終了後の感光体ドラム１１の表面に対向する位置に濃度検出センサ１を配置し、転写搬送ベルト１７に転写される前の補正用テストパターンの濃度を検出する場合にも、この発明を同様に実施することができる。

次に、本実施形態に係るディジタルカラー複写機を構成する画像処理部について図面を参照して説明する。
図２は本実施形態に係るディジタルカラー複写機の画像処理部の構成を示すブロック図である。

ディジタルカラー複写機の画像処理部２０は、画像データ入力部４０、画像データ処理部４１、画像データ出力部４２、階調補正部４６、濃度認識部４７、メモリ４９及びＣＰＵ４４を備えている。

画像データ入力部４０は、スキャナ部において原稿のカラー画像から読み取られた加法混色の３原色（ＲＧＢ系）についての読取信号をディジタルデータに変換する。
画像データ処理部４１は、ＲＧＢ系の画像データから減法混色の３原色及び黒色（ＹＭＣＫ系）の画像データを生成するとともに、設定された複写倍率に応じてズーム処理等を行う。
階調補正部４６は、ＹＭＣＫ系の画像データに対して後述する階調補正処理を施す。
画像データ出力部４２は、階調補正処理を施されたＹＭＣＫ系の画像データに基づいて生成した駆動データを露光ユニット１３ａ〜１３ｄに出力する。

メモリ４９は、後述する画像補正処理時に、転写搬送ベルト１７の表面にテストパターン（後述する補正用テストパターン（基準パターン）及び事前テストパターン）を形成するためのデータを記憶している。このデータは、画像形成処理時にＣＰＵ４４によって画像データ出力部４２に供給される。濃度認識部４７は、濃度検出センサ１から出力された濃度信号を認識する。

以上の画像処理部２０における各部の動作は、ＣＰＵ４４によって統括して制御される。また、ＣＰＵ４４は、画像データ出力部４２の動作に同期して画像形成部１０における感光体ドラム１１等の動作を制御する。さらに、ＣＰＵ４４は、画像補正処理時に、濃度認識部４７が認識したテストパターン（補正用テストパターン）の濃度信号に基づいて、階調補正部４６における補正条件、及び、画像形成部１０におけるプロセス条件を最適化する。

以上の構成により、画像形成部１０において複写画像やテストパターンを形成する際に、画像データに応じた画像の濃淡を再現するためには、露光ユニット１３を介して感光体ドラム１１の周面に画像データの濃淡を再現した静電潜像を形成する必要がある。その方法として、パルス幅変調(PWM)方式、パワー変調方式及び面積階調方式（dithering）などがある。
パルス幅変調方式では、画像の濃度に応じて、露光ユニット１３から照射するレーザビームのオン／オフ時間（パルス幅）を制御する。
パワー変調方式では、画像の濃度に応じて露光ユニット１３から照射するレーザビームの強度を制御する。面積階調方式は、元の画像の画素の階調に応じて一定の規定のもとに白黒を生成していき、白黒の出現頻度によって中間調を表現する方式である。

上記の画像処理部４０では、画像補正処理時にＹＭＣＫ系の画像データのそれぞれに対して高濃度補正処理及び階調補正処理が順次行われる。
以下に、各補正処理について説明する。

ここでは、図２に示すように、画像データ入力部４０から画像データ処理部４１を経由して階調補正部４６に入力されるデータを画像入力データ、階調補正部４６から画像データ出力部４２に出力されるデータを画像出力データ、テストパターンを形成する際にＣＰＵ４４によりメモリ４９から読み出されて画像データ出力部４２に供給されるデータをテストパターンデータ、濃度認識部４７において認識されたデータを検出データとそれぞれ称する。

まず、本実施形態に係るディジタルカラー複写機における高濃度補正処理の参考例について説明する。
高濃度補正処理は、画像形成処理の対象となる画像の全体的な濃度の変動を抑制するために行われる。高濃度補正処理においては、メモリ４９に記憶されているテストパターンデータのうち、階調が連続して変化するような一つのテストパターン（事前テストパターン）を形成するためのテストパターンデータがＣＰＵ４４によって読み出され、画像データ出力部４２に供給される。これによって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ毎の表面に高濃度から低濃度まで一連に変化する一つのテストパターンが形成される。

このようにして感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ毎に形成された各静電潜像に対して、ＣＰＵ４４は、現像ユニット１４ａ〜１４ｄにおける現像ローラを互いに異なる回転速度で回転させてトナー像に可視像化する。したがって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に同一の露光条件で形成された静電潜像が互いに異なるトナー濃度によって現像される。

感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に形成されたテストパターンのトナー像は、転写器１５ａ〜１５ｄによって転写搬送ベルト１７の表面に転写された後、濃度検出センサ１によりトナー濃度が検出され、濃度認識部４７によりその検出されたトナー濃度が認識される。ＣＰＵ４４は、メモリ４９に予め記憶されている高濃度のテストパターンについてのトナー濃度の目標値と濃度認識部４４が実際に形成された補正用テストパターンから認識したトナー濃度とを比較し、目標値に最も近いトナー濃度が検出された補正用テストパターンの現像条件（現像ローラの回転速度）を以後の画像形成処理における現像条件として設定する。

ここで、本実施形態における補正用テストパターンを用いた高濃度補正について図面を参照して説明する。
図３の（ａ）は本実施形態に係るディジタルカラー複写機の画像形成部で形成される補正用テストパターンを示す説明図、（ｂ）は前記補正用テストパターンを検出する濃度検出センサのセンサ出力と現像バイアス電位の関係を示すグラフである。

一実施例として、図３（ａ）に示すように、まず、レーザＰＷＭデューティを１００％、グリッド電圧（Ｖｇ）を−６００Ｖに固定して、現像バイアス（Ｖｂ）を−２７５Ｖ，−３２５Ｖ，−３７５Ｖと切換えて３個の黒色トナーによる補正用テストパターンＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３を作成する。

そして、濃度検出センサ１によりそれぞれの補正用テストパターンＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３の反射光（正反射光）を読取り、図３（ｂ）に示すように、濃度検出センサ１により検出された反射光の光量に基づくセンサ出力Ｉ１，１２，１３をセンサ出力（Ｉｓ）と現像バイアス電位（Ｖｂ）の関係を示すグラフにプロットし、それらを直線で結ぶ。

そして、直線Ｌ１に相当する濃度検出センサ１のセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式を導き出し、これより、基準トナー濃度となるセンサ出力Ｉ０が得られる現像バイアスＶｂ０を求める。そして、その現像バイアスをＶｂ０（例えば−３１０Ｖ）に設定して現像バイアス補正を終了する。

ここで白地部のトナーかぶりを防止するための現像電位差（クリーニングフィールド）、グリッド電極バイアスＶｇと現像バイアスＶｂ０の電位差が１５０Ｖより小さく、Ｖｇ−Ｖｂ０＞−１５０Ｖの時は、Ｖｇ＝Ｖｂ０−１５０Ｖに変更して高濃度補正を終了する。

このようにして、次回の高濃度補正が行なわれる時は、直前に求めた現像バイアスＶｂ０を基準にして、Ｖｂ０＋５０Ｖ，Ｖｂ０，Ｖｂ０−５０Ｖの３個のテストパターンを作成して、上述した内容と同様に現像バイアス補正を行なう。

次に、本実施形態に係るディジタルカラー複写機における階調補正処理について説明する。
階調補正処理は、トナー像の階調性の変動を抑制することにより、原稿画像が有する階調を複写画像において忠実に再現するために行われる。
階調補正処理において、ＣＰＵ４４は、メモリ４９に記憶されているテストパターンデータのうち、階調が異なる複数のテストパターン（補正用テストパターン）を形成するためのデータを読み出し、画像データ出力部４２に供給する。これによって、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄには、レーザーダイオードのＰＷＭのデューティが切り替えられた補正用テストパターンの静電潜像が形成される。

このようにして感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに形成された補正用テストパターンの静電潜像に対して、ＣＰＵ４４は、予め設定した現像条件（現像ローラの回転速度）による現像を行う。
感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの各々に形成された補正用テストパターンのトナー像は、転写器１５ａ〜１５ｄによって転写搬送ベルト１７の表面に転写された後、濃度検出センサ１及び濃度認識部４７によるトナー濃度の検出及び認識を受ける。

ＣＰＵ４４は、メモリ４９に予め記憶されている階調テストパターンの目標濃度と、濃度認識部４７が実際に形成された補正用テストパターンから認識したトナー濃度とを比較し、この比較結果に基づいて階調補正テーブルを作成する。

ここで、階調補正テーブルとは、画像入力データに対して、階調補正部４６において適正な階調補正を行うための基準となるものであり、画像入力データと画像出力データとを一対一に対応づけるものである。

本実施形態において、階調補正テーブル（階調数−レーザＰＷＭデューティーテーブル）Ａは、図４（ｂ）に示すように、横軸を画像入力データ（入力階調データ）の濃度とし縦軸を画像出力データの濃度（具体的には、露光ユニットのレーザＰＷＭディーティー）とした座標上の曲線として表される。また、この階調補正テーブルＡは、ルックアップテーブルとしてメモリ４９等に記憶されており、例えば中間調プロセスコントロールにおいて更新的に修正される。なお、中間調プロセスコントロールについては、従来周知の技術（例えば、特開２００１−３０９１７８号公報参照）であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ここで、本実施形態における補正用テストパターンを用いた階調補正について図面を参照して説明する。
図４の（ａ）は本実施形態に係る画像形成部で形成された補正用テストパターンを示す説明図、（ｂ）は前記補正用テストパターンの階調数とレーザＰＷＭデューティの関係を示すグラフである。

一実施例として、図４（ｂ）に示す階調補正テーブル（階調数−レーザＰＷＭデューティーテーブル）Ａを参照し、図４（ａ）に示すように、例えば階調数Ｄ１からＤ１６まで段階的に変化する黒色トナーによる補正用テストパターンＴＰ１０１〜ＴＰ１１６を作成する。

そして、濃度検出センサ１によりそれぞれの補正用テストパターンＴＰ１０１〜ＴＰ１１６の反射光（正反射光）を読取り、濃度検出センサ１により検出された反射光の光量に基づくセンサ出力Ｉ１０１，Ｉ１０２・・・Ｉ１１６に基づきそれぞれのトナー濃度（トナー付着量）を測定する。

そして、補正用テストパターンＴＰ１０１〜ＴＰ１１６による１６点の測定点を線で結ぶことによって、図４（ｂ）示すように、階調補正テーブル（階調数−レーザＰＷＭデューティーテーブル）Ｂを得る。次回の階調補正処理を行うときには、今回得た階調補正テーブルＢを次回の補正テーブルＡとする。

次に、本実施形態における補正用テストパターンを用いた高濃度補正による本発明の特徴的な画像補正について図面を参照して説明する。
図５は本実施形態における補正用テストパターンを検出する濃度検出センサのセンサ出力及びそれより算出されるトナー付着量と現像バイアス電位の関係を示すグラフである。

一実施例として、トナー付着量に対して濃度検出センサ１による検出結果の直線性（リニアリティ）が確保される範囲内で検出可能な４個を含む全６個の黒色トナーによる補正用テストパターンＴＰ２０１〜ＴＰ２０６を作成する。補正用テストパターンＴＰ２０１〜ＴＰ２０６は、現像バイアス（Ｖｂ）を−１５０Ｖ〜−４００Ｖまでを−５０Ｖ毎に作成される。

そして、濃度検出センサ１によりそれぞれの補正用テストパターンＴＰ２０１〜ＴＰ２０６の反射光（正反射光）を読取り、図５に示すように、濃度検出センサ１により検出された反射光の光量に基づくセンサ出力（Ｉｓ）と現像バイアス電位（Ｖｂ）の関係を示すグラフにプロットする。

そして、トナー付着量に対して濃度検出センサ１による検出結果の直線性（リニアリティ）が確保される範囲内で検出可能な４個の補正用テストパターンＴＰ２０１〜ＴＰ２０４の４点を通る直線Ｌ２を作成し、その直線Ｌ２に基づきセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式を求める。

そして、濃度検出センサ１により検出された反射光の光量に基づきそれぞれの補正用テストパターンＴＰ２０１〜ＴＰ２０４のトナー付着量を算出して、グラフにプロットし、それらを直線Ｌ３で結び、その直線Ｌ３に基づき算出されたトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式を求める。

そして、直線Ｌ２に基づくセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、直線Ｌ３に基づくトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式によって、トナー付着量に対して前記正反射センサ１による検出結果が直線性（リニアリティ）を確保できなくなる領域での補正用テストパターンＴＰ２０５，ＴＰ２０６のトナー付着量を求めることができる。

すなわち、直線Ｌ２に基づくセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、直線Ｌ３に基づくトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式によって目標の濃度を出すためのトナー付着量を得るための現像バイアスを算出することができる。これにより、現像バイアスの補正を容易に行なうことができる。例えば、直線Ｌ３より目標トナー付着量を０．５５ｍｇ／ｃｍ２とする現像バイアスＶｂ−３７０Ｖが求まる。

次に、本実施形態に係るディジタルカラー複写機における画像補正についてフローチャートに基づき説明する。
図６は実施形態に係るディジタルカラー複写機における画像補正を行なう手順を示すフローチャートである。

以下の説明におけるプロセスコントロールとは図５を用いて説明した本実施期待における高濃度補正、および図４を用いて説明した階調補正テーブルの更新処理を意味し、高濃度補正を行い、高濃度値を確定させた後、階調補正テーブルの更新を行なうのがこのましい。また、プロセスコントロールの繰り返し間隔によっては高濃度値もしくは、階調補正テーブルの更新を省略しても良い。
なお、図６のフローチャートにおいてはプロセスコントロールをプロコンと略記する。

本実施形態では、印字プロセス速度は、モノクロ印字の時には高速ＶＨ ３５０ｍｍ／ｓｅｃで行なわれ、フルカラー印字の時は中速ＶＭ ２２５ｍｍ／ｓｅｃで行なわれるようになっている。
本実施形態における画像出力時の画像補正は、図６に示すように、電源が投入されると（ステップＳ１）、印字プロセス速度が中速ＶＭにおけるプロコン（ステップＳ２）と、高速ＶＨにおけるプロコン（ステップＳ３）とにより差分テーブルが作成される（ステップＳ４）。

そして、外部またはユーザーより印字要求があった場合は、画像出力処理が行なわれ（ステップＳ５）、印字要求がない場合は、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ５で画像出力処理が行なわれて、印刷累計が１００枚を超えたか（ステップＳ６）、または、温度変化が５℃を超えたか（ステップＳ７）、または、湿度変化が５％を超えたか（ステップＳ８）が判定されて、各々が所定の数値を超えた場合はステップＳ９に進み印字要求を確認する。

一方、ステップＳ６、Ｓ７，Ｓ８において各々が所定の数値に達していない場合は、ステップＳ５に戻り再び印字要求を確認する。

ステップＳ９において、印字プロセス速度が繰返し高速ＶＨによる印字要求があった場合は、高速ＶＨにおけるプロコンによって（ステップＳ１０）印字要求が処理され（ステップＳ１１）、印字プロセス速度が中速ＶＭで作成された補正用テストパターンに基づき画像補正テーブルが作成される（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ９において、印字プロセス速度が高速ＶＨによる印字要求ではない場合は、中速ＶＭにおけるプロコンによって（ステップＳ１３）、印字要求が処理され（ステップＳ１４）、印字プロセス速度が高速ＶＨで作成された補正用テストパターンに基づき画像補正テーブルが作成される（ステップＳ１５）。

中速ＶＭ時の画像補正テーブルＴＢＭ及び高速ＶＨ時の画像補正テーブルＴＢＨは、図６のＣ部に示すように、換算テーブルＴＢ０により互いの画像補正テーブルに基づき作成される。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、黒色トナーによる補正用テストパターンに基づき得られる直線Ｌ２のセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、直線Ｌ３のトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式によって、濃度検出センサ１による検出のリニアリティの範囲外であっても、目標の濃度を出すためのトナー付着量を算出でき、これにより、該トナー付着量を得るための現像バイアス電位を算出することができる。

尚、本実施形態では、直線Ｌ２のセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、直線Ｌ３のトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式を得るために、濃度検出センサ１による検出のリニアリティの範囲の４個の補正用テストパターンＴＰ２０１，ＴＰ２０２，ＴＰ２０３，ＴＰ２０４を用いているが、本発明は、補正用テストパターンの個数に限定されるものではなく、センサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、トナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式が得られる程度の補正用テストパターンを適宜に作成して検出するものであれば良い。

本発明の画像補正方法が実行される画像形成装置であるディジタルカラー複写機の画像形成部の構成を示す概略図である。 前記ディジタルカラー複写機の画像処理部の構成を示すブロック図である。 （ａ）前記ディジタルカラー複写機の画像形成部で形成される補正用テストパターンの参考例を示す説明図、（ｂ）は前記補正用テストパターンを検出する濃度検出センサのセンサ出力と現像バイアス電位の関係を示すグラフである。 （ａ）は本実施形態に係る画像形成部で形成された補正用テストパターンを示す説明図、（ｂ）は前記補正用テストパターンの階調数とレーザＰＷＭデューティの関係を示すグラフである。 前記補正用テストパターンを検出する濃度検出センサのセンサ出力及びそれより算出されるトナー付着量と現像バイアス電位の関係を示すグラフである。 前記ディジタルカラー複写機における画像補正を行なう手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 濃度検出センサ（正反射センサ）
２ 発光素子
３ 受光素子
１０ 画像形成部
１０ａ〜１０ｄ 画像形成ステーション
１１，１１ａ〜１１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
１４ａ 現像ユニット（現像装置）
１７ 転写搬送ベルト
４０ 画像データ入力部
４１ 画像データ処理部
４２ 画像データ出力部
４４ 濃度認識部
４６ 階調補正部
４７ 濃度認識部
４９ メモリ
Ｉｓ、Ｉ０，Ｉ１，１２，１３，Ｉ１０１〜Ｉ１１６ センサ出力
ＴＢ０ 換算テーブル
ＴＢＨ 画像補正テーブル
ＴＢＭ 画像補正テーブル
ＴＰ１，ＴＰ２，ＴＰ３、
ＴＰ１０１〜ＴＰ１１６，ＴＰ２０１〜ＴＰ２０６ 補正用テストパターン
Ｖｂ，Ｖｂ０ 現像バイアス
ＶＨ 高速
ＶＭ 中速

Claims (5)

1. 像担持体を一様に帯電したのち露光して静電潜像を形成し、現像装置により前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて現像することで作像を行なうもので、前記像担持体上にトナーによる基準パターンの静電潜像を形成し、前記現像装置で該基準パターンを現像し、現像された基準パターンのトナー付着量を検出し、該トナー付着量の検出結果に基づいて画像補正を行なう画像補正方法において、
   前記基準パターンとして黒色トナーによりトナー付着量の異なる複数の黒色トナー用基準パターンを作成し、
   前記黒色トナー用基準パターンで正反射した反射光を正反射センサにより検出して、前記正反射センサのセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式を求め、
   前記正反射センサにより検出された反射光の光量に基づき前記黒色トナー用基準パターンのトナー付着量を算出し、算出されたトナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式を求め、
   前記正反射センサのセンサ出力と現像バイアス電位との直線近似式と、前記トナー付着量と現像バイアス電位との直線近似式とにより、トナー付着量に対して前記正反射センサによる検出結果が直線性（リニアリティ）を確保できなくなる領域での目標トナー付着量に対応する現像バイアス電位を算出して画像補正を行なうことを特徴とする画像補正方法。
2. 前記正反射センサによる前記黒色トナー用基準パターンの検出は、前記像担持体に作像されたトナー像が転写される中間転写ベルト上で行なわれることを特徴とする請求項１に記載の画像補正方法。
3. 前記黒色トナー用基準パターンは、複数の印字プロセス速度で作像されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像補正方法。
4. 前記複数の印字プロセス速度で作像された黒色トナー用基準パターンによる画像形成条件の補正結果は、異なる印字プロセス速度における画像形成条件にフィードバックされることを特徴とする請求項３に記載の画像補正方法。
5. 一様に帯電したのち露光して静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、前記像担持体上に基準パターンの静電潜像を形成する基準パターン書き込み手段と、前記現像装置でトナーにより顕像化された基準パターンのトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備え、前記トナー濃度検出手段による検出結果に基づいて画像補正を行なう画像補正方法を実施する画像形成装置において、
   前記トナー濃度検出手段として正反射センサを用い、
   前記画像補正方法として、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の画像補正方法を実施することを特徴とする画像形成装置。

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