JP3051470B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
画像形成装置および画像形成方法Info
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- JP3051470B2 JP3051470B2 JP03035371A JP3537191A JP3051470B2 JP 3051470 B2 JP3051470 B2 JP 3051470B2 JP 03035371 A JP03035371 A JP 03035371A JP 3537191 A JP3537191 A JP 3537191A JP 3051470 B2 JP3051470 B2 JP 3051470B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置および画
像形成方法に関し、さらに詳しくは、フルカラ−複写機
における感光体上のトナ−の濃度を適正化するための装
置および方法に関する。
像形成方法に関し、さらに詳しくは、フルカラ−複写機
における感光体上のトナ−の濃度を適正化するための装
置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、画像形成装置において、
画像の現像濃度を制御する必要から感光体上に付着する
トナ−の濃度を正確に制御することが行われている。上
述したトナ−濃度の制御方法の一つとしては、原稿載置
台の一部に基準パタ−ンに相当するパッチを形成し、こ
のパッチを感光体上に現像した上で、その濃度を検知す
ると共に、感光体上の非画像部の濃度を検知し、これら
各検知結果を比較下結果に基づいて検知手段の感度のバ
ラツキや温度による特性変化および汚損あるいは感光体
表面の状態変化等による検知出力の誤差分を補正して一
定のトナ−濃度に制御する方法が知られている(例え
ば、特公昭63−14348号公報)。
画像の現像濃度を制御する必要から感光体上に付着する
トナ−の濃度を正確に制御することが行われている。上
述したトナ−濃度の制御方法の一つとしては、原稿載置
台の一部に基準パタ−ンに相当するパッチを形成し、こ
のパッチを感光体上に現像した上で、その濃度を検知す
ると共に、感光体上の非画像部の濃度を検知し、これら
各検知結果を比較下結果に基づいて検知手段の感度のバ
ラツキや温度による特性変化および汚損あるいは感光体
表面の状態変化等による検知出力の誤差分を補正して一
定のトナ−濃度に制御する方法が知られている(例え
ば、特公昭63−14348号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなトナ−濃度
の制御を行うようにした画像形成装置にあっては、カラ
−複写機に適用した場合、特に、レ−ザ書き込み用の感
光体を装備している場合、その感光体内には、レ−ザの
多重反射による干渉縞を防止するために書き込み走査光
を拡散する層が形成してあることから、反射光のほとん
どが感光体の表面反射光のみとなって微弱なものとな
り、感光体表面の状態変化、つまり、経時劣化や傷によ
る反射率の変化により反射光検知レベルが大きく変動し
易くなる虞れがあった。また、反射光が微弱なために、
光学センサの感度のバラツキや取付けのバラツキによっ
ても検知レベルが不安定になり、一定したトナ−濃度を
保つように制御することが困難であった。カラ−トナ−
を用いる場合には、カラ−トナ−が赤外光を十分に吸収
しないので、トナ−が感光体上を十分に覆った時の方が
反射光が多くなるという積雪効果が生じてしまい、図3
2に示すように、光学センサの出力が極小値を持つよう
になる。つまり、感光体上での反射光量の状態変化に対
応した出力の変化が得られなくなる。従って、光学セン
サ側からすれば、実際のトナ−付着量は2値関数にな
り、光学センサの検知レベルが基準値より高いとトナ−
補給を行うという単純な制御では現像能力が高い場合に
トナ−濃度の暴走を生じる虞れがある。
の制御を行うようにした画像形成装置にあっては、カラ
−複写機に適用した場合、特に、レ−ザ書き込み用の感
光体を装備している場合、その感光体内には、レ−ザの
多重反射による干渉縞を防止するために書き込み走査光
を拡散する層が形成してあることから、反射光のほとん
どが感光体の表面反射光のみとなって微弱なものとな
り、感光体表面の状態変化、つまり、経時劣化や傷によ
る反射率の変化により反射光検知レベルが大きく変動し
易くなる虞れがあった。また、反射光が微弱なために、
光学センサの感度のバラツキや取付けのバラツキによっ
ても検知レベルが不安定になり、一定したトナ−濃度を
保つように制御することが困難であった。カラ−トナ−
を用いる場合には、カラ−トナ−が赤外光を十分に吸収
しないので、トナ−が感光体上を十分に覆った時の方が
反射光が多くなるという積雪効果が生じてしまい、図3
2に示すように、光学センサの出力が極小値を持つよう
になる。つまり、感光体上での反射光量の状態変化に対
応した出力の変化が得られなくなる。従って、光学セン
サ側からすれば、実際のトナ−付着量は2値関数にな
り、光学センサの検知レベルが基準値より高いとトナ−
補給を行うという単純な制御では現像能力が高い場合に
トナ−濃度の暴走を生じる虞れがある。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を少なくと
もトナ−含む現像剤により現像して感光体上に顕像を形
成する画像形成装置であって、感光体上に所定の顕像パ
タ−ンを形成して光学センサにより読み取らせ、該光学
センサの反射光検出信号に基づいて現像バイアス、帯電
電位又は露光量のうちの少なくとも1つを変化させるよ
うにした画像形成装置において、前記感光体への現像剤
の付着量の変化に対して光学センサの反射光検出信号が
最小となるときの信号値を検出する最小信号検出手段を
有し、上記最小信号検出手段が、3つ以上の顕像パタ−
ンを形成し、これらのパタ−ンの反射光検出信号に基づ
く2次回帰情報から極小値を求めるようにしたことを特
徴とする。
潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を少なくと
もトナ−含む現像剤により現像して感光体上に顕像を形
成する画像形成装置であって、感光体上に所定の顕像パ
タ−ンを形成して光学センサにより読み取らせ、該光学
センサの反射光検出信号に基づいて現像バイアス、帯電
電位又は露光量のうちの少なくとも1つを変化させるよ
うにした画像形成装置において、前記感光体への現像剤
の付着量の変化に対して光学センサの反射光検出信号が
最小となるときの信号値を検出する最小信号検出手段を
有し、上記最小信号検出手段が、3つ以上の顕像パタ−
ンを形成し、これらのパタ−ンの反射光検出信号に基づ
く2次回帰情報から極小値を求めるようにしたことを特
徴とする。
【0005】請求項2記載の発明は、潜像担持体上の静
電潜像を少なくともトナ−を含む現像剤で顕像化する行
程を有する画像形成装置の画像濃度を制御する方法であ
って、上記担持体上に所定方法でトナ−像を形成し、そ
のトナ−像の反射濃度を光学センサで検出し、その反射
濃度と目標とする画像濃度を得るために予め決められて
いる値とを参照して計算して得られた結果で、作像に関
わる現像バイアス、帯電電位あるいは露光量のうちの少
なくとも1つを変化させて濃度制御を行う画像形成方法
において、上記目標とする画像濃度を求めるために用い
られる上記予め決められた値を調整する調整工程を有
し、上記調整工程が、画像形成装置の電源投入後、最初
の作像可能状態が設定される前に実行されるようにした
ことを特徴とする。
電潜像を少なくともトナ−を含む現像剤で顕像化する行
程を有する画像形成装置の画像濃度を制御する方法であ
って、上記担持体上に所定方法でトナ−像を形成し、そ
のトナ−像の反射濃度を光学センサで検出し、その反射
濃度と目標とする画像濃度を得るために予め決められて
いる値とを参照して計算して得られた結果で、作像に関
わる現像バイアス、帯電電位あるいは露光量のうちの少
なくとも1つを変化させて濃度制御を行う画像形成方法
において、上記目標とする画像濃度を求めるために用い
られる上記予め決められた値を調整する調整工程を有
し、上記調整工程が、画像形成装置の電源投入後、最初
の作像可能状態が設定される前に実行されるようにした
ことを特徴とする。
【0006】請求項3記載の発明は、潜像担持体上の静
電潜像を少なくともトナ−を含む現像剤で顕像化する行
程を有する画像形成装置の画像濃度を制御する方法であ
って、上記担持体上に所定方法でトナ−像を形成し、そ
のトナ−像の反射濃度を光学センサで検出し、その反射
濃度と目標とする画像濃度を得るために予め決められて
いる値とを参照して計算して得られた結果で、作像に関
わる現像バイアス、帯電電位あるいは露光量のうちの少
なくとも1つを変化させて濃度制御を行う画像形成方法
において、過去にトナ−像を光学センサで検出して得ら
れたデ−タが、過去に予め決められている値に対して所
定範囲内にあるとき、その予め決められていた値を調整
するようにしたことを特徴とする。
電潜像を少なくともトナ−を含む現像剤で顕像化する行
程を有する画像形成装置の画像濃度を制御する方法であ
って、上記担持体上に所定方法でトナ−像を形成し、そ
のトナ−像の反射濃度を光学センサで検出し、その反射
濃度と目標とする画像濃度を得るために予め決められて
いる値とを参照して計算して得られた結果で、作像に関
わる現像バイアス、帯電電位あるいは露光量のうちの少
なくとも1つを変化させて濃度制御を行う画像形成方法
において、過去にトナ−像を光学センサで検出して得ら
れたデ−タが、過去に予め決められている値に対して所
定範囲内にあるとき、その予め決められていた値を調整
するようにしたことを特徴とする。
【0007】請求項4記載の発明は、潜像坦持体に静電
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により現像して感光体上に顕像を形成する画像形成
装置であって、感光体上に形成された所定の顕像パタ−
ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの反射
光検出信号に基づいて作像のための現像バイアス、帯電
電位または露光量のうちの少なくとも一つを変化させる
ようにした画像形成装置において、上記光学センサを入
力側に接続され、出力側には上記現像バイアス、帯電電
位、露光量が設定するための駆動部および上記現像剤中
のトナ−の補給量を調整するための駆動部がそれぞれ接
続してある制御部を有し、この制御部は、上記顕像パタ
−ンの少なくとも2種類のものに基づく上記光学センサ
からの検知信号を基に、現段階での作像のためのダイナ
ミックレンジの設定が適正であるかを判断するととも
に、トナ−濃度制御のために静電潜像担持体上に形成さ
れる顕像パタ−ンの濃度のうち、ハイライト濃度が得ら
れる階調での反射光検出出力の傾き、上記ダイナミック
レンジのうちの一つの補正量および上記反射光検出出力
の最小値の傾きのそれぞれが、顕像パタ−ンの目標濃度
に対応する検出出力での傾きおよびダイナミックレンジ
に対して所定範囲にあるかを判定して、所定範囲内にあ
るときには、上記最小値およびダイナミックレンジの選
択による作像が可能であると判定し、また、上記所定範
囲内にない場合には、上記最小値を基にした上記顕像パ
タ−ンの目標濃度が得られないことを判定することを特
徴とする。
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により現像して感光体上に顕像を形成する画像形成
装置であって、感光体上に形成された所定の顕像パタ−
ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの反射
光検出信号に基づいて作像のための現像バイアス、帯電
電位または露光量のうちの少なくとも一つを変化させる
ようにした画像形成装置において、上記光学センサを入
力側に接続され、出力側には上記現像バイアス、帯電電
位、露光量が設定するための駆動部および上記現像剤中
のトナ−の補給量を調整するための駆動部がそれぞれ接
続してある制御部を有し、この制御部は、上記顕像パタ
−ンの少なくとも2種類のものに基づく上記光学センサ
からの検知信号を基に、現段階での作像のためのダイナ
ミックレンジの設定が適正であるかを判断するととも
に、トナ−濃度制御のために静電潜像担持体上に形成さ
れる顕像パタ−ンの濃度のうち、ハイライト濃度が得ら
れる階調での反射光検出出力の傾き、上記ダイナミック
レンジのうちの一つの補正量および上記反射光検出出力
の最小値の傾きのそれぞれが、顕像パタ−ンの目標濃度
に対応する検出出力での傾きおよびダイナミックレンジ
に対して所定範囲にあるかを判定して、所定範囲内にあ
るときには、上記最小値およびダイナミックレンジの選
択による作像が可能であると判定し、また、上記所定範
囲内にない場合には、上記最小値を基にした上記顕像パ
タ−ンの目標濃度が得られないことを判定することを特
徴とする。
【0008】請求項5記載の発明は、潜像坦持体に静電
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により現像して感光体上に顕像を形成する画像形成
装置であって、感光体上に形成された所定の顕像パタ−
ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの反射
光検出信号に基づいて作像のための現像バイアス、帯電
電位または露光量のうちの少なくとも一つを変化させる
ようにした画像形成装置において、上記光学センサを入
力側に接続され、出力側には上記現像バイアス、帯電電
位、露光量を設定するための駆動部および上記現像剤中
のトナ−の補給量を調整するための駆動部がそれぞれ接
続してある制御部を有し、上記制御部は、上記顕像パタ
−ンの少なくとも2種類のものに基づく上記光学センサ
からの検知信号を基に、現段階での作像のためのダイナ
ミックレンジの設定が適正であるかを判断し、適正でな
い場合には、トナ−の補給部の駆動状態を補正すること
を特徴とする。
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により現像して感光体上に顕像を形成する画像形成
装置であって、感光体上に形成された所定の顕像パタ−
ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの反射
光検出信号に基づいて作像のための現像バイアス、帯電
電位または露光量のうちの少なくとも一つを変化させる
ようにした画像形成装置において、上記光学センサを入
力側に接続され、出力側には上記現像バイアス、帯電電
位、露光量を設定するための駆動部および上記現像剤中
のトナ−の補給量を調整するための駆動部がそれぞれ接
続してある制御部を有し、上記制御部は、上記顕像パタ
−ンの少なくとも2種類のものに基づく上記光学センサ
からの検知信号を基に、現段階での作像のためのダイナ
ミックレンジの設定が適正であるかを判断し、適正でな
い場合には、トナ−の補給部の駆動状態を補正すること
を特徴とする。
【0009】請求項6記載の発明は、請求項5記載の画
像形成装置において制御部は、トナ−濃度制御のために
静電潜像担持体上に形成される顕像パタ−ンの濃度のう
ち、ハイライト濃度が得られる階調での反射光検出出力
の傾き、上記ダイナミックレンジのうちの一つの補正量
および上記反射光検出出力の最小値の傾きのそれぞれ
が、顕像パタ−ンの目標濃度に対応する検出出力での傾
きおよびダイナミックレンジに対して所定範囲にあるか
を判定して、所定範囲内にあるときには、上記最小値お
よびダイナミックレンジの選択による作像が可能である
と判定し、また、上記所定範囲内にない場合には、上記
最小値を基にした上記顕像パタ−ンの目標濃度が得られ
ないことを判定するとともに、上記顕像パタ−ンの目標
濃度が得られるようにトナ−補給部を駆動することを特
徴とする。
像形成装置において制御部は、トナ−濃度制御のために
静電潜像担持体上に形成される顕像パタ−ンの濃度のう
ち、ハイライト濃度が得られる階調での反射光検出出力
の傾き、上記ダイナミックレンジのうちの一つの補正量
および上記反射光検出出力の最小値の傾きのそれぞれ
が、顕像パタ−ンの目標濃度に対応する検出出力での傾
きおよびダイナミックレンジに対して所定範囲にあるか
を判定して、所定範囲内にあるときには、上記最小値お
よびダイナミックレンジの選択による作像が可能である
と判定し、また、上記所定範囲内にない場合には、上記
最小値を基にした上記顕像パタ−ンの目標濃度が得られ
ないことを判定するとともに、上記顕像パタ−ンの目標
濃度が得られるようにトナ−補給部を駆動することを特
徴とする。
【0010】請求項7記載の発明は、潜像坦持体に静電
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により現像して感光体上に顕像を形成する画像形成
装置であって、感光体上に形成された所定の顕像パタ−
ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの反射
光検出信号に基づいて作像のための現像バイアス、帯電
電位または露光量のうちの少なくとも一つを変化させる
ようにした画像形成装置において、上記光学センサを入
力側に接続され、出力側には上記現像バイアス、帯電電
位、露光量を設定するための駆動部および上記現像剤中
のトナ−の補給量を調整するための駆動部がそれぞれ接
続してある制御部を有し、この制御部は、トナ−濃度制
御のために静電潜像担持体上に形成される顕像パタ−ン
の濃度のうち、ハイライト濃度が得られる階調での反射
光検出出力の傾き、上記ダイナミックレンジのうちの一
つの補正量および上記反射光検出出力の最小値の傾きの
それぞれが、顕像パタ−ンの目標濃度に対応する検出出
力での傾きおよびダイナミックレンジに対して所定範囲
にあるかを判定して、所定範囲内にあるときには、上記
最小値およびダイナミックレンジの選択による作像が可
能であると判定し、また、上記所定範囲内にない場合に
は、上記最小値を基にした上記顕像パタ−ンの目標濃度
が得られないことを判定して、上記作像のためのダイナ
ミックレンジを可変制御することを特徴とする。
潜像を形成し、該静電潜像を少なくともトナ−を含む現
像剤により現像して感光体上に顕像を形成する画像形成
装置であって、感光体上に形成された所定の顕像パタ−
ンを光学センサにより読み取らせ、該光学センサの反射
光検出信号に基づいて作像のための現像バイアス、帯電
電位または露光量のうちの少なくとも一つを変化させる
ようにした画像形成装置において、上記光学センサを入
力側に接続され、出力側には上記現像バイアス、帯電電
位、露光量を設定するための駆動部および上記現像剤中
のトナ−の補給量を調整するための駆動部がそれぞれ接
続してある制御部を有し、この制御部は、トナ−濃度制
御のために静電潜像担持体上に形成される顕像パタ−ン
の濃度のうち、ハイライト濃度が得られる階調での反射
光検出出力の傾き、上記ダイナミックレンジのうちの一
つの補正量および上記反射光検出出力の最小値の傾きの
それぞれが、顕像パタ−ンの目標濃度に対応する検出出
力での傾きおよびダイナミックレンジに対して所定範囲
にあるかを判定して、所定範囲内にあるときには、上記
最小値およびダイナミックレンジの選択による作像が可
能であると判定し、また、上記所定範囲内にない場合に
は、上記最小値を基にした上記顕像パタ−ンの目標濃度
が得られないことを判定して、上記作像のためのダイナ
ミックレンジを可変制御することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、感光体の表面反射が多少変化
しても画像濃度に対する濃度制御目標値を画像形成に関
する現像バイアス、帯電電位および露光量のうちの少な
くとも一つについてのダイナミックレンジに対する一定
比率の値として、パタ−ン濃度も一定になる。
しても画像濃度に対する濃度制御目標値を画像形成に関
する現像バイアス、帯電電位および露光量のうちの少な
くとも一つについてのダイナミックレンジに対する一定
比率の値として、パタ−ン濃度も一定になる。
【0012】また、本発明によれば、顕像パタ−ンから
の画像濃度検出値が、目標濃度に対応した検出値に対し
て所定範囲内にあるかを判定し、所定範囲外であれば、
画像形成に関する現像バイアス、帯電電位および露光量
についてのダイナミックレンジの調整あるいは、トナ−
の補給制御、さらには、上述した検出値が適正値にない
と判断された場合には、感光体の交換時期を判定するこ
とができる。
の画像濃度検出値が、目標濃度に対応した検出値に対し
て所定範囲内にあるかを判定し、所定範囲外であれば、
画像形成に関する現像バイアス、帯電電位および露光量
についてのダイナミックレンジの調整あるいは、トナ−
の補給制御、さらには、上述した検出値が適正値にない
と判断された場合には、感光体の交換時期を判定するこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下、図1乃至図31において、本発明実施
例の詳細を説明する。図1は、本発明実施例による画像
形成装置の一つであるカラ−複写機の全体構成を示す配
置図である。いま、この複写機について説明すると次の
通りである。すなわち、図1において、カラ−複写機1
0は、大別すると、画像読み取りのためのスキャナ部1
1と、スキャナ部11よりデジタル信号として出力され
る画像信号を電気的に処理する画像処理部12と、画像
処理部12よりの各色の画像信号に基づいて画像を記録
紙上に形成するプリンタ部13とから構成してある。ス
キャナ部11は、原稿載置台14上に載置された原稿シ
−トの原稿面を走査照明するランプ15を有し、ランプ
15により照明された原稿からの反射光は、ミラ−1
6、17、18により反射されて結像レンズ19に入射
する。
例の詳細を説明する。図1は、本発明実施例による画像
形成装置の一つであるカラ−複写機の全体構成を示す配
置図である。いま、この複写機について説明すると次の
通りである。すなわち、図1において、カラ−複写機1
0は、大別すると、画像読み取りのためのスキャナ部1
1と、スキャナ部11よりデジタル信号として出力され
る画像信号を電気的に処理する画像処理部12と、画像
処理部12よりの各色の画像信号に基づいて画像を記録
紙上に形成するプリンタ部13とから構成してある。ス
キャナ部11は、原稿載置台14上に載置された原稿シ
−トの原稿面を走査照明するランプ15を有し、ランプ
15により照明された原稿からの反射光は、ミラ−1
6、17、18により反射されて結像レンズ19に入射
する。
【0014】結像レンズ19は、上記原稿反射光をダイ
クロイックプリズム20に結像させ、ダイクロイックプ
リズム20はこの入射光を例えば、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3種類の波長の光に分光して分光光をCCD(電
荷結合素子)21R、21G、21Bに入射させる。こ
れらCCD(電荷結合素子)21R、21G、21Bは、
入射光をデジタル信号に変換して出力し、この出力は画
像処理部12で必要な処理を施され、例えば、イエロ−
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(BK)の
各色の画像形成用の情報に変換されてプリンタ部13の
書き込みユニット(顕像パタ−ン形成手段)に送られる。
書き込みユニット22Y、22M、22C、22BK
(以下、書き込みユニット22ともいう)は、画像処理部
12の出力信号に基づいて各色の画像情報を含むレ−ザ
光を記録ユニット23Y、23M、23C、23BKに
出射するものであり、記録ユニット23Y、23M、2
3C、23BKは同一平面上に一定間隔を以って配置し
てある。
クロイックプリズム20に結像させ、ダイクロイックプ
リズム20はこの入射光を例えば、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3種類の波長の光に分光して分光光をCCD(電
荷結合素子)21R、21G、21Bに入射させる。こ
れらCCD(電荷結合素子)21R、21G、21Bは、
入射光をデジタル信号に変換して出力し、この出力は画
像処理部12で必要な処理を施され、例えば、イエロ−
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(BK)の
各色の画像形成用の情報に変換されてプリンタ部13の
書き込みユニット(顕像パタ−ン形成手段)に送られる。
書き込みユニット22Y、22M、22C、22BK
(以下、書き込みユニット22ともいう)は、画像処理部
12の出力信号に基づいて各色の画像情報を含むレ−ザ
光を記録ユニット23Y、23M、23C、23BKに
出射するものであり、記録ユニット23Y、23M、2
3C、23BKは同一平面上に一定間隔を以って配置し
てある。
【0015】各記録ユニット23Y、23M、23C、
23BKはそれぞれ現像色が異なるものの電子写真方式
は同一なものであり、例えば、記録ユニット23Cは、
感光体ドラム24C(潜像担持体)を帯電チャ−ジャ25
Cにより第3図に示す階調0〜7のいずれかに対応する
電位で一様帯電し、書き込みユニット22からのレ−ザ
光によって画像情報に応じた変調光を照射して感光体ド
ラム24Cを露光走査し、感光体ドラム24C上に形成
されたシアン光像の静電潜像に対して現像ユニット26
Cにより現像を行って顕像(トナ−像)を形成するように
なっている。
23BKはそれぞれ現像色が異なるものの電子写真方式
は同一なものであり、例えば、記録ユニット23Cは、
感光体ドラム24C(潜像担持体)を帯電チャ−ジャ25
Cにより第3図に示す階調0〜7のいずれかに対応する
電位で一様帯電し、書き込みユニット22からのレ−ザ
光によって画像情報に応じた変調光を照射して感光体ド
ラム24Cを露光走査し、感光体ドラム24C上に形成
されたシアン光像の静電潜像に対して現像ユニット26
Cにより現像を行って顕像(トナ−像)を形成するように
なっている。
【0016】画像処理部12は、内部メモリに格納され
ている所定のプログラムに従って、プリンタ部13の各
部を作動制御する一方、書き込みユニット22により後
述する所定の顕像パタ−ンを形成するための信号を出力
することができ、この顕像パタ−ン形成時の感光体ドラ
ム24Cの帯電電位としては、例えば、図3において階
調4に対応する値が割り当ててある。
ている所定のプログラムに従って、プリンタ部13の各
部を作動制御する一方、書き込みユニット22により後
述する所定の顕像パタ−ンを形成するための信号を出力
することができ、この顕像パタ−ン形成時の感光体ドラ
ム24Cの帯電電位としては、例えば、図3において階
調4に対応する値が割り当ててある。
【0017】プリンタ部13には、給紙手段が設けてあ
り、この給紙手段は前記現像行程においてトナ−像が転
写位置に到達するのにタイミングを合わせて複数の給紙
コロ28のうちのいずれかにより、給紙カセット29内
の転写紙Pを外部に送り出し、例えばレジストロ−ラ3
0により先端を揃えられた状態で感光体ドラム24上の
トナ−像先端との合致タイミング合わせて転写ベルト3
1に送り出す。 そして、転写ベルト31により図中、
左側方向に搬送される転写紙Pは、顕像が形成された感
光体ドラム24BK、24C、24M、24Y側へ搬送
されて顕像を転写され、定着ロ−ラ32により転写像を
定着された後、排紙ロ−ラ33によって排出される。転
写ベルト31は、ベルト駆動ロ−ラ34と従動ロ−ラ3
5によって所定張力を保つように支持してあり、転写の
際に転写ベルト31上に付着したトナ−は、クリ−ニン
グユニット36により除去されるようになっている。
り、この給紙手段は前記現像行程においてトナ−像が転
写位置に到達するのにタイミングを合わせて複数の給紙
コロ28のうちのいずれかにより、給紙カセット29内
の転写紙Pを外部に送り出し、例えばレジストロ−ラ3
0により先端を揃えられた状態で感光体ドラム24上の
トナ−像先端との合致タイミング合わせて転写ベルト3
1に送り出す。 そして、転写ベルト31により図中、
左側方向に搬送される転写紙Pは、顕像が形成された感
光体ドラム24BK、24C、24M、24Y側へ搬送
されて顕像を転写され、定着ロ−ラ32により転写像を
定着された後、排紙ロ−ラ33によって排出される。転
写ベルト31は、ベルト駆動ロ−ラ34と従動ロ−ラ3
5によって所定張力を保つように支持してあり、転写の
際に転写ベルト31上に付着したトナ−は、クリ−ニン
グユニット36により除去されるようになっている。
【0018】各現像ユニット26BK、26C、26
M、26Yのそれぞれ(以下、単に、現像ユニット26
という)は、現像スリ−ブ37、補給ロ−ラ38および
トナ−収容部39を備えており、この他には、詳細を図
示しないが、撹拌部材、固定磁石群およびドクタ−ブレ
−ド等を備えており、トナ−収容部39内のトナ−T
は、自重により補給ロ−ラ38上に付着し、補給ロ−ラ
38の回転により帯電トナ−が現像スリ−ブ37側に送
られ、現像スリ−ブ37の回転に伴い所定の層厚にされ
て感光体ドラム24BK、24C、24Mまたは24Y
(以下、これを単に感光体ドラム24ともいう)に接近す
るようになっている。また、各現像スリ−ブ37は、画
像処理部12により現像バイアスVB を可変制御される
ようになっている。
M、26Yのそれぞれ(以下、単に、現像ユニット26
という)は、現像スリ−ブ37、補給ロ−ラ38および
トナ−収容部39を備えており、この他には、詳細を図
示しないが、撹拌部材、固定磁石群およびドクタ−ブレ
−ド等を備えており、トナ−収容部39内のトナ−T
は、自重により補給ロ−ラ38上に付着し、補給ロ−ラ
38の回転により帯電トナ−が現像スリ−ブ37側に送
られ、現像スリ−ブ37の回転に伴い所定の層厚にされ
て感光体ドラム24BK、24C、24Mまたは24Y
(以下、これを単に感光体ドラム24ともいう)に接近す
るようになっている。また、各現像スリ−ブ37は、画
像処理部12により現像バイアスVB を可変制御される
ようになっている。
【0019】符号41Y、41M、41Cおよび41B
Kは、各感光体ドラム24に対応して設けてある反射型
のフォトセンサ(光学センサ)であり、各反射型フォトセ
ンサ41Y、41M、41Cおよび41BKは、各感光
体ドラム24Y、24M、24C、24BK上に形成さ
れた顕像パタ−ンのトナ−付着量、すなわち、顕像のト
ナ−濃度(TC)を検出する機能を有している。
Kは、各感光体ドラム24に対応して設けてある反射型
のフォトセンサ(光学センサ)であり、各反射型フォトセ
ンサ41Y、41M、41Cおよび41BKは、各感光
体ドラム24Y、24M、24C、24BK上に形成さ
れた顕像パタ−ンのトナ−付着量、すなわち、顕像のト
ナ−濃度(TC)を検出する機能を有している。
【0020】各反射型フォトセンサ41Y、41M、4
1Cおよび41BKは、画像処理部12に接続されてお
り、画像処理部12は、このフォトセンサの反射光検出
信号に基づいて現像スリ−ブ37に与える現像バイア
ス、帯電チャ−ジャ25による感光体ドラム24に与え
る帯電電位、あるいは書き込みユニット22による書き
込み光量(露光量)のうちの少なくとも1つを変化させる
ようになっている。
1Cおよび41BKは、画像処理部12に接続されてお
り、画像処理部12は、このフォトセンサの反射光検出
信号に基づいて現像スリ−ブ37に与える現像バイア
ス、帯電チャ−ジャ25による感光体ドラム24に与え
る帯電電位、あるいは書き込みユニット22による書き
込み光量(露光量)のうちの少なくとも1つを変化させる
ようになっている。
【0021】このような構成において、スキャナ部11
よりデジタル信号化された画像信号が出力され、この画
像信号が画像処理部12によって電気的に処理される
と、画像処理部12から各色の画像記録情報に基づいて
プリンタ部13が転写紙P上に画像を形成する。このよ
うな通常の画像形成と同様に、画像処理部12と書き込
みユニット22、帯電チャ−ジャ25および現像ユニッ
ト26とからなる顕像パタ−ン形成手段により、所定の
顕像パタ−ンが形成され、これがフォトセンサ41C、
41M、41Y、41BKによって読み取られる。
よりデジタル信号化された画像信号が出力され、この画
像信号が画像処理部12によって電気的に処理される
と、画像処理部12から各色の画像記録情報に基づいて
プリンタ部13が転写紙P上に画像を形成する。このよ
うな通常の画像形成と同様に、画像処理部12と書き込
みユニット22、帯電チャ−ジャ25および現像ユニッ
ト26とからなる顕像パタ−ン形成手段により、所定の
顕像パタ−ンが形成され、これがフォトセンサ41C、
41M、41Y、41BKによって読み取られる。
【0022】画像処理部12は、図2に示す制御部100
により構成されており、この制御部100は、本体100Aと
して演算制御処理を行うマイクロコンピュ−タを備え、
この本体100Aには、演算制御処理のための基礎プログラ
ムおよびこれら処理のための基礎デ−タを蓄積している
ROM100Bおよび各種デ−タを取り込むためのRAM100C
が接続してある。
により構成されており、この制御部100は、本体100Aと
して演算制御処理を行うマイクロコンピュ−タを備え、
この本体100Aには、演算制御処理のための基礎プログラ
ムおよびこれら処理のための基礎デ−タを蓄積している
ROM100Bおよび各種デ−タを取り込むためのRAM100C
が接続してある。
【0023】本体100には、I/Oインタ−フェ−ス100
Dを介して外部機器が接続してあり、I/Oインタ−フ
ェ−ス100Dの入力側には、各現像装置(図1参照)に付
設された発光素子および受光素子との組合せからなるフ
ォトセンサ101(図1に示した各センサ41BK、41C、4
1M、41Yに相当)が接続してあり、このフォトセンサ1
01は、感光体上に形成された顕像パタ−ンのトナ−付着
量すなわち、顕像パタ−ンのトナ−濃度(TC)を検出す
るようになっている。
Dを介して外部機器が接続してあり、I/Oインタ−フ
ェ−ス100Dの入力側には、各現像装置(図1参照)に付
設された発光素子および受光素子との組合せからなるフ
ォトセンサ101(図1に示した各センサ41BK、41C、4
1M、41Yに相当)が接続してあり、このフォトセンサ1
01は、感光体上に形成された顕像パタ−ンのトナ−付着
量すなわち、顕像パタ−ンのトナ−濃度(TC)を検出す
るようになっている。
【0024】I/Oインタ−フェ−ス100Dの出力側に
は、現像バイアス制御ユニット102、帯電制御ユニット1
03、トナ−補給部のクラッチ駆動部104、トナ−補給部
のバイアス電位を制御する補給用帯電制御ユニット105
および露光ランプ制御ユニット106がそれぞれ接続して
ある。
は、現像バイアス制御ユニット102、帯電制御ユニット1
03、トナ−補給部のクラッチ駆動部104、トナ−補給部
のバイアス電位を制御する補給用帯電制御ユニット105
および露光ランプ制御ユニット106がそれぞれ接続して
ある。
【0025】外部機器において、I/Oインタ−フェ−
ス100Dの出力側に接続されている現像バイアス制御ユニ
ット102は現像スリ−ブ上でのトナ−に対するバイアス
電位を設定するための駆動部であり、帯電制御ユニット
103は感光体の地肌部に対する帯電電位を設定するため
の駆動部である。トナ−補給部のクラッチ駆動部104
は、感光体の顕像パタ−ンの濃度(ベタ像パタ−ンの濃
度VSP)がある定数(VSP0)に対しVSP>VSP0の場合
に補給パドルを回転させるためにクラッチを駆動するた
めのものであり、また、補給用帯電制御ユニット105
は、補給トナ−へのバイアス印加の際の電位設定部であ
り、露光ランプ制御ユニット106は、露光ランプの光量
を調整するためのものである。
ス100Dの出力側に接続されている現像バイアス制御ユニ
ット102は現像スリ−ブ上でのトナ−に対するバイアス
電位を設定するための駆動部であり、帯電制御ユニット
103は感光体の地肌部に対する帯電電位を設定するため
の駆動部である。トナ−補給部のクラッチ駆動部104
は、感光体の顕像パタ−ンの濃度(ベタ像パタ−ンの濃
度VSP)がある定数(VSP0)に対しVSP>VSP0の場合
に補給パドルを回転させるためにクラッチを駆動するた
めのものであり、また、補給用帯電制御ユニット105
は、補給トナ−へのバイアス印加の際の電位設定部であ
り、露光ランプ制御ユニット106は、露光ランプの光量
を調整するためのものである。
【0026】ここで、図3に示すように、フォトセンサ
101(図2)の検知電圧の最小値をVMINとし、フォトセ
ンサ101の検知電圧のダイナミックレンジをDRとする
と、このDRは、次式(1)により表すことができる。 DR=VSG+−VMIN ・・・(1) 但し、VSG+:フォトセンサ101による感光体ドラムの地
肌検知電圧を平均化した値。 このダイナミックレンジDRに寄与する主な因子は感光
体の正反射率、感光体の乱反射率、トナ−の乱反射率お
よびフォトセンサ101の正反射受光面積と乱反射受光面
積の比であり、とくに、感光体ドラム24の正反射率の
ばらつきや経時変化によってDRが大きく変化する傾向
がある。フォトセンサ101の検知電圧の目標値VTC(所望
の顕像パタ−ン濃度に相当する)は、上述したVMINを用
いて次式(2)で与えられる。 VTC=VMIN+DR(TD+ND)/100 ・・・(2) 但し、TD:トナ−濃度設定値(4〜34) ND:地汚れ発生時補正量(0〜7) 感光体ドラム24の表面反射が多少変化しても、制御目
標値VTCをダイナミックレンジDRに対する一定比率の
値として、パタ−ン濃度も一定にすることが期待でき
る。すなわち、図3において、反射特性の異なる2つの
顕像パタ−ンを感光体ドラムに形成し、この顕像パタ−
ンに対するフォトセンサ101の濃度検知電圧が、VSP、V
SP'のとき、これら顕像パターンのそれぞれに対する最
小検知電圧が、VMIN、VMIN'であり、図3中、A、Bで
示す「VSP−VMIN」間の電位差および「VMIN'−
VSP'」間の電位差をそれぞれのダイナミックレンジで
除した値が一定であれば、両者間で一定の現像特性を確
保することが期待できる。なお、複数の顕像パタ−ンを
形成して、最小検知電圧VMINを対比数により検出する
ことができる。
101(図2)の検知電圧の最小値をVMINとし、フォトセ
ンサ101の検知電圧のダイナミックレンジをDRとする
と、このDRは、次式(1)により表すことができる。 DR=VSG+−VMIN ・・・(1) 但し、VSG+:フォトセンサ101による感光体ドラムの地
肌検知電圧を平均化した値。 このダイナミックレンジDRに寄与する主な因子は感光
体の正反射率、感光体の乱反射率、トナ−の乱反射率お
よびフォトセンサ101の正反射受光面積と乱反射受光面
積の比であり、とくに、感光体ドラム24の正反射率の
ばらつきや経時変化によってDRが大きく変化する傾向
がある。フォトセンサ101の検知電圧の目標値VTC(所望
の顕像パタ−ン濃度に相当する)は、上述したVMINを用
いて次式(2)で与えられる。 VTC=VMIN+DR(TD+ND)/100 ・・・(2) 但し、TD:トナ−濃度設定値(4〜34) ND:地汚れ発生時補正量(0〜7) 感光体ドラム24の表面反射が多少変化しても、制御目
標値VTCをダイナミックレンジDRに対する一定比率の
値として、パタ−ン濃度も一定にすることが期待でき
る。すなわち、図3において、反射特性の異なる2つの
顕像パタ−ンを感光体ドラムに形成し、この顕像パタ−
ンに対するフォトセンサ101の濃度検知電圧が、VSP、V
SP'のとき、これら顕像パターンのそれぞれに対する最
小検知電圧が、VMIN、VMIN'であり、図3中、A、Bで
示す「VSP−VMIN」間の電位差および「VMIN'−
VSP'」間の電位差をそれぞれのダイナミックレンジで
除した値が一定であれば、両者間で一定の現像特性を確
保することが期待できる。なお、複数の顕像パタ−ンを
形成して、最小検知電圧VMINを対比数により検出する
ことができる。
【0027】本実施例では、レ−ザ書き込み用の感光体
ドラム24を使用するとともに、カラ−トナ−を使用す
るために、上記のVMIN検出方式では次の、の問題
があり、後述するような検出方式を採用した。 個々
の検知デ−タには、感光体ドラム24の傷や汚れ等によ
る反射特性の異常あるいは電気的なノイズが存在する場
合があり、単純な対比較では過小評価する虞れがある。
トナ−濃度を低くして最大パワ−で書き込んだ顕像
パタ−ンにおけるトナ−の付着量でも1mg/cm2に満た
ない場合があり、単純な対比数では過大評価する虞れが
ある。カラ−トナ−を用いる場合、フォトセンサ101の
検知電圧が最小となるのは、感光体ドラム24上のトナ
−付着量が1mg/cm2のときであり、トナー濃度が狙い
通りの値となっていれば、書き込みユニット22による
書き込みのレーザパワーを階調6あるいは7として書き
込んだ場合の付着量に相当する。
ドラム24を使用するとともに、カラ−トナ−を使用す
るために、上記のVMIN検出方式では次の、の問題
があり、後述するような検出方式を採用した。 個々
の検知デ−タには、感光体ドラム24の傷や汚れ等によ
る反射特性の異常あるいは電気的なノイズが存在する場
合があり、単純な対比較では過小評価する虞れがある。
トナ−濃度を低くして最大パワ−で書き込んだ顕像
パタ−ンにおけるトナ−の付着量でも1mg/cm2に満た
ない場合があり、単純な対比数では過大評価する虞れが
ある。カラ−トナ−を用いる場合、フォトセンサ101の
検知電圧が最小となるのは、感光体ドラム24上のトナ
−付着量が1mg/cm2のときであり、トナー濃度が狙い
通りの値となっていれば、書き込みユニット22による
書き込みのレーザパワーを階調6あるいは7として書き
込んだ場合の付着量に相当する。
【0028】以下、制御部100において行われるVMIN値
を求める方法について説明する。まず、画像処理部12
により所定のプログラムに従って、書き込みユニット2
2を作動させ、例えば、4乃至7階調のレ−ザ−パワ−
で複数、例えば、3個以上の顕像パタ−ンを順次形成
し、次いで、各顕像パタ−ンのフォトセンサ101による
検知電圧を画像処理部12に取り込み、内部のマイクロ
コンピュ−タにより全パタ−ンの検知電圧に基づいて2
次式で回帰し、その極小値として最小検知電圧VMINを
求める。画像処理部12では、まず、前記7、6、5、
4、3の各値の書き込みを行ったパタ−ンの検知電圧デ
−タをそれぞれV(0)、V(1)、V(2)、V(3)、V
(4)とし、次いで、このV(X)、(X=0、・・・・4)
より次の中間関数VX0〜VX2を求める。
を求める方法について説明する。まず、画像処理部12
により所定のプログラムに従って、書き込みユニット2
2を作動させ、例えば、4乃至7階調のレ−ザ−パワ−
で複数、例えば、3個以上の顕像パタ−ンを順次形成
し、次いで、各顕像パタ−ンのフォトセンサ101による
検知電圧を画像処理部12に取り込み、内部のマイクロ
コンピュ−タにより全パタ−ンの検知電圧に基づいて2
次式で回帰し、その極小値として最小検知電圧VMINを
求める。画像処理部12では、まず、前記7、6、5、
4、3の各値の書き込みを行ったパタ−ンの検知電圧デ
−タをそれぞれV(0)、V(1)、V(2)、V(3)、V
(4)とし、次いで、このV(X)、(X=0、・・・・4)
より次の中間関数VX0〜VX2を求める。
【0029】
【数1】
【0030】次いで、2次回帰式の係数を次式で求め、 H0=(+62・VX0−54・VX1+10・VX2)/70 ・・・
(6) H1=(−54・VX0+87・VX1−20・VX2)/70 ・・・
(7) H2=(+10・VX0−20・VX1+5・VX2)/70 ・・・
(8) 次の係数H2が正の場合、(回帰線が下に凸となる場
合)、最小値VMINは次式で求められる。 VMIN=H0−H1×H1/(4×H2) ・・・(9) 係数H2が負の場合には、厳密には最小値は求められな
いが、系の性質から次式で近似することができる。 VMIN=H0+3×H1 ・・・(10) このように、本実施例においては、カラ−トナ−の特性
を利用して感光体ドラム24へのトナ−付着量の変化に
対しフォトセンサ101の検出信号が最小となるときの信
号値VMINを検出し、フォトセンサ101の検知電圧のダイ
ナミックレンジを正確に把握することができる。従っ
て、レ−ザ書き込みタイプの感光体ドラム24の反射光
が殆ど表面反射光のみの微弱なものとなりその表面の経
時的な変化により反射光量が変化し、あるいは光学セン
サの感度のバラツキや取付けのバラツキがあっても一定
の現像特性を確保することができ、一定の顕像パタ−ン
濃度を保つように制御することができる。この結果、レ
−ザ−書き込み用の感光体とカラ−トナ−を併用する画
像形成装置にあって、感光体の反射特性に依存しない一
定のトナ−濃度制御を実現することができる。
(6) H1=(−54・VX0+87・VX1−20・VX2)/70 ・・・
(7) H2=(+10・VX0−20・VX1+5・VX2)/70 ・・・
(8) 次の係数H2が正の場合、(回帰線が下に凸となる場
合)、最小値VMINは次式で求められる。 VMIN=H0−H1×H1/(4×H2) ・・・(9) 係数H2が負の場合には、厳密には最小値は求められな
いが、系の性質から次式で近似することができる。 VMIN=H0+3×H1 ・・・(10) このように、本実施例においては、カラ−トナ−の特性
を利用して感光体ドラム24へのトナ−付着量の変化に
対しフォトセンサ101の検出信号が最小となるときの信
号値VMINを検出し、フォトセンサ101の検知電圧のダイ
ナミックレンジを正確に把握することができる。従っ
て、レ−ザ書き込みタイプの感光体ドラム24の反射光
が殆ど表面反射光のみの微弱なものとなりその表面の経
時的な変化により反射光量が変化し、あるいは光学セン
サの感度のバラツキや取付けのバラツキがあっても一定
の現像特性を確保することができ、一定の顕像パタ−ン
濃度を保つように制御することができる。この結果、レ
−ザ−書き込み用の感光体とカラ−トナ−を併用する画
像形成装置にあって、感光体の反射特性に依存しない一
定のトナ−濃度制御を実現することができる。
【0031】上述した反射光検出電圧の最小値
(VMIN)を求めことによる目標画像濃度(VTC)を設
定するための制御においては、最小値(VMIN)の検出
精度として極めて高い精度が要求されており、具体的に
は、地肌電位(VSG)が4(V)であり、最小値(VMIN)
が1.5(V)になるような場合、検知誤差は約0.1〜0.2
(V)に達する。本来ならば、この誤差の許容範囲として
は上述した数値の1/5程度が望ましく、上述した検知
誤差がある場合には、これを取り込んで求められる上述
した画像濃度の目標値(VTC)の設定値が大きく変化して
しまい、画像濃度が過剰になる虞れがある。このため、
誤差分を吸収する目的で、上記(2)式における目標濃度
(VTC)に対するトナ−濃度調整値(TD)を調整するように
しているが、感光体表面の経時変化により、感光体表面
の反射特性が変化した場合には、上述した(TD)の調整で
は対応できなくなる虞れがある。すなわち、感光体の反
射特性の変化により、最小値(VMIN)の誤差範囲が大き
いと、精度向上のために上記最小値の検知回数を増やし
て移動平均を取る方法が考えられるが、このような移動
平均を取る方法では、上記最小値(VMIN)が実際に急変
した場合には、その判別ができないために急変時との区
別が難しいという新たな問題が生じる。換言すれば、上
述した検知誤差のある反射濃度の変化を細かくチェック
しないことによって、誤差を含む反射濃度の検知結果だ
けで目標とする濃度を設定すると、得られた画像の濃度
の変化が大きくなりすぎて濃度補正が過剰になりがちに
なる。実際の顕像パタ−ンの濃度が一時的に薄い状態に
変化したことをフォトセンサからの反射濃度により判断
した場合、この検出結果に応じて濃度補正をすることに
なるが、この補正により薄い状態が解消されると、感光
体側の表面状態に拘らず、初期に設定した目標濃度に復
帰してしまうことがあり、仮に、感光体側での地肌汚れ
が生じて反射濃度が低い場合においても、濃度補正が完
了すると再度、濃度の補正を繰り返すことになり、いつ
までたっても補正動作が終わらなくなるという問題があ
る。つまり、顕像パタ−ンの濃度の検出を像のハイライ
ト部における検出出力を得るようにして行うとレ−ザ−
光を用いた感光体上への画像書き込み系での出力変化等
の影響によって画像濃度の検出値が実際の濃度と相関性
をもたない状態が発生し、この結果を基に濃度制御を行
うとその補正が実際に即しないものとなる。
(VMIN)を求めことによる目標画像濃度(VTC)を設
定するための制御においては、最小値(VMIN)の検出
精度として極めて高い精度が要求されており、具体的に
は、地肌電位(VSG)が4(V)であり、最小値(VMIN)
が1.5(V)になるような場合、検知誤差は約0.1〜0.2
(V)に達する。本来ならば、この誤差の許容範囲として
は上述した数値の1/5程度が望ましく、上述した検知
誤差がある場合には、これを取り込んで求められる上述
した画像濃度の目標値(VTC)の設定値が大きく変化して
しまい、画像濃度が過剰になる虞れがある。このため、
誤差分を吸収する目的で、上記(2)式における目標濃度
(VTC)に対するトナ−濃度調整値(TD)を調整するように
しているが、感光体表面の経時変化により、感光体表面
の反射特性が変化した場合には、上述した(TD)の調整で
は対応できなくなる虞れがある。すなわち、感光体の反
射特性の変化により、最小値(VMIN)の誤差範囲が大き
いと、精度向上のために上記最小値の検知回数を増やし
て移動平均を取る方法が考えられるが、このような移動
平均を取る方法では、上記最小値(VMIN)が実際に急変
した場合には、その判別ができないために急変時との区
別が難しいという新たな問題が生じる。換言すれば、上
述した検知誤差のある反射濃度の変化を細かくチェック
しないことによって、誤差を含む反射濃度の検知結果だ
けで目標とする濃度を設定すると、得られた画像の濃度
の変化が大きくなりすぎて濃度補正が過剰になりがちに
なる。実際の顕像パタ−ンの濃度が一時的に薄い状態に
変化したことをフォトセンサからの反射濃度により判断
した場合、この検出結果に応じて濃度補正をすることに
なるが、この補正により薄い状態が解消されると、感光
体側の表面状態に拘らず、初期に設定した目標濃度に復
帰してしまうことがあり、仮に、感光体側での地肌汚れ
が生じて反射濃度が低い場合においても、濃度補正が完
了すると再度、濃度の補正を繰り返すことになり、いつ
までたっても補正動作が終わらなくなるという問題があ
る。つまり、顕像パタ−ンの濃度の検出を像のハイライ
ト部における検出出力を得るようにして行うとレ−ザ−
光を用いた感光体上への画像書き込み系での出力変化等
の影響によって画像濃度の検出値が実際の濃度と相関性
をもたない状態が発生し、この結果を基に濃度制御を行
うとその補正が実際に即しないものとなる。
【0032】本実施例においては、このような不具合の
解消を図ることが行われている。すなわち、制御しよう
としているフォトセンサ101の検知電圧の目標値VTC
(所望の顕像パタ−ン濃度に相当する)は、上述したV
MINを用いて前記(2)式中のパラメ−タに関する係数を
変更して次式(2−1)で与えられる。 VTC=VMIN+DR(4・TD+4・ND+2・CD-48)/400・・・(2−
1) 但し、TD:トナ−濃度調整パラメ−タ(0〜30) ND:地汚れ検知による補正項(0〜7) CD:出荷時に予め設定してある値(16)
解消を図ることが行われている。すなわち、制御しよう
としているフォトセンサ101の検知電圧の目標値VTC
(所望の顕像パタ−ン濃度に相当する)は、上述したV
MINを用いて前記(2)式中のパラメ−タに関する係数を
変更して次式(2−1)で与えられる。 VTC=VMIN+DR(4・TD+4・ND+2・CD-48)/400・・・(2−
1) 但し、TD:トナ−濃度調整パラメ−タ(0〜30) ND:地汚れ検知による補正項(0〜7) CD:出荷時に予め設定してある値(16)
【0033】本実施例にあっては、上記(2−1)式におい
て、検知誤差が大きく、この検知結果によって目標値(V
TC)が大きく変化する原因である最小値(VMIN)を、例え
ば、出荷時において予め設定されている値に固定し、他
の予め決められているパラメ−タのうちの(CD)について
調整することで画像濃度の目標値(VTC)を変化させて、
反射光から得られる画像濃度の補正制御を行わせるよう
になっている。目標値(VTC)は、感光体上で画像と同じ
工程により作成された顕像パタ−ンの反射光濃度を調整
するために設定されるものであり、この顕像パタ−ンの
濃度に対し、予め決められていて、上記目標値を求める
ためのパラメ−タの設定が適正であるかを顕像パタ−ン
のハイライト部に相当するラインパタ−ンとダ−ク部に
相当するベタパタ−ンとからの検出出力の変化により判
別し、適正でない場合には、誤差が大きい検出最小値
(VMIN)を変更対象のパラメ−タとしないで他のパラメ
−タ、つまり、上記(CD)を調整することで適正な目標値
に変えるようにしている。本実施例の場合、(CD)の値
としては、「0〜32」迄の値から選択され、初期設定さ
れている値としては、「16」とされている。
て、検知誤差が大きく、この検知結果によって目標値(V
TC)が大きく変化する原因である最小値(VMIN)を、例え
ば、出荷時において予め設定されている値に固定し、他
の予め決められているパラメ−タのうちの(CD)について
調整することで画像濃度の目標値(VTC)を変化させて、
反射光から得られる画像濃度の補正制御を行わせるよう
になっている。目標値(VTC)は、感光体上で画像と同じ
工程により作成された顕像パタ−ンの反射光濃度を調整
するために設定されるものであり、この顕像パタ−ンの
濃度に対し、予め決められていて、上記目標値を求める
ためのパラメ−タの設定が適正であるかを顕像パタ−ン
のハイライト部に相当するラインパタ−ンとダ−ク部に
相当するベタパタ−ンとからの検出出力の変化により判
別し、適正でない場合には、誤差が大きい検出最小値
(VMIN)を変更対象のパラメ−タとしないで他のパラメ
−タ、つまり、上記(CD)を調整することで適正な目標値
に変えるようにしている。本実施例の場合、(CD)の値
としては、「0〜32」迄の値から選択され、初期設定さ
れている値としては、「16」とされている。
【0034】制御部100においては、(CD)の値を調整す
るのに加えて、目標値(VTC)を求めるために用いられる
地肌汚れによる修正項(ND)の調整も行うようになってい
る。この調整処理は、仮に顕像パタ−ンの濃度が目標値
にない場合に行われる上記(CD)の値の調整のみでは、顕
像パタ−ンの濃度が目標値に一致若しくはそれ以下にな
った時点で、予め設定されている目標値に復帰してしま
い、再度、目標値とずれた場合には上記(CD)の値を調整
し直すことが必要になるが、この動作が繰り返された場
合、例えば、感光体での地汚れによる目標値のずれが大
きいことが確実であると判断した場合には、作像に影響
する感光体側での反射濃度に対する要因となる(ND)の値
を調整することで、次回の濃度補正が行われるまでの
間、目標値を改めた値で固定し、次回の濃度補正の際の
補正動作の繰り返しを少なくするようにしてある。仮
に、薄いと判断した場合、その薄さが目標値よりも大き
くずれた薄さである場合には、単に、(CD)の値のみでな
く、目標値を求めるために用いられるパラメ−タのうち
の今一つの項(ND)を調整することで、目標値を固定して
おき、次回の濃度制御の際の偏差を少なくするようにな
っている。
るのに加えて、目標値(VTC)を求めるために用いられる
地肌汚れによる修正項(ND)の調整も行うようになってい
る。この調整処理は、仮に顕像パタ−ンの濃度が目標値
にない場合に行われる上記(CD)の値の調整のみでは、顕
像パタ−ンの濃度が目標値に一致若しくはそれ以下にな
った時点で、予め設定されている目標値に復帰してしま
い、再度、目標値とずれた場合には上記(CD)の値を調整
し直すことが必要になるが、この動作が繰り返された場
合、例えば、感光体での地汚れによる目標値のずれが大
きいことが確実であると判断した場合には、作像に影響
する感光体側での反射濃度に対する要因となる(ND)の値
を調整することで、次回の濃度補正が行われるまでの
間、目標値を改めた値で固定し、次回の濃度補正の際の
補正動作の繰り返しを少なくするようにしてある。仮
に、薄いと判断した場合、その薄さが目標値よりも大き
くずれた薄さである場合には、単に、(CD)の値のみでな
く、目標値を求めるために用いられるパラメ−タのうち
の今一つの項(ND)を調整することで、目標値を固定して
おき、次回の濃度制御の際の偏差を少なくするようにな
っている。
【0035】本実施例は以上のような構成であるから、
制御部の動作を説明するためのフロ−チャ−トを示した
図4において手順を説明すると、次の通りである。図4
に示す処理は、例えば、複写機の始動時に行われるもの
であって、現像スリ−ブが停止して感光体ドラムが回転
しているときの感光体の表面電位、所謂、地肌電位(V
SG+)を検出したうえで、フォトセンサによる顕像パタ
−ンのラインパタ−ンが得られる現像ポテンシャルから
ベタパタ−ンが得られる現像ポテンシャルである0〜7
階調での濃度検出値が入力され、各出力からの検出出力
の最小値を基に、フォトセンサの出力が一定になるよう
に現像バイアスの補正を行う。この時、上述した検出出
力の変動からの現在のトナ−付着の状況を自己判断(セ
ルフチェック)により、例えば、上述した現像バイアス
のシフト制御やトナ−の補給制御が適正であるかを判定
する。この判定は、図5において、階調0〜3における
検出値(V1〜V3)の傾き(GRD123=θ)と階調4〜7にお
ける検出値(V4〜V7)、つまり、最小値の傾き(GRD456=
φ)とを GRD123=(V1+2・V2−3・V3)/4 NGRD123=A・GRD123/(4−VMIN) {但し、A=4(BK),2.5(M,Y,C)} GRD4567=(3・V4+V5−V6−3・V7)/10 NGRD123=B・GRD4567/(4−VMIN) {但し、B=2(BK),2.5(M,Y,C)} により求め、上述した検出出力の傾きから現像能力に相
関する特性値(TGRD)を次式により求める。 TGRD=NGRD123−10・NGRD4567+1.0・・・・(BK,M,C) TGRD=NGRD123−10・NGRD4567+2.0・・・・(Y) この特性値(TGRD)を求める理由は、上述した各階調で
得られた検出出力の傾きだけを用いた場合、トナ−付着
量と検出出力との間の変化が非線形となることで最小値
(VMIN)をもち、かつ、現像バイアスの実効値が経時、
環境等によって変化することの影響を受けて正確な特性
値とならなくなるのを防止するためである。上記式にお
いて、符号A、Bに関する係数は各色のトナ−に対応さ
せるようになっており、符号BKは黒トナ−、Mはマゼン
タ、Yはイエロ−そしてCはシアンを意味している。従
って、このような特性値を求めることで、顕像パタ−ン
でのハイライトパタ−ンでの実際のトナ−付着量に合致
しない出力によるトナ−の濃度制御が行われるのを防ぐ
ことになる。フォトセンサからの検出出力は、顕像パタ
−ンにおける目標濃度に相当する検出出力に対する所定
範囲内にあるか、そして、この検出出力を設定するため
の現像バイアスがどういう状況(過剰、適正、不足)にあ
るかが判定される。この判定結果は、図6に示すような
判定テ−ブルから明らかなように、27通りに区分され、
この結果を基に、目標濃度(VTC)を求めるために用いら
れる(CD)の補正ル−チンが実行される。CD補正ル−チン
は、図7に示すように、判定結果を得た時点での顕像パ
タ−ンからの濃度検出出力(Vsp)が目標とする検出出力
(目標Vsp)に対してどのような関係にあるかで判別し、
顕像パタ−ンのトナ−濃度が適正に制御されているかを
判断する。つまり、この判定は、過去に行われた顕像パ
タ−ンからの濃度検出出力(Vsp)を、例えば、過去8枚
分としての平均値(Vsp*)を次式で求め、この平均値が
上述した目標とする検出出力(目標Vsp)に対して、所定
範囲内にあるかを判別するようになっている。
制御部の動作を説明するためのフロ−チャ−トを示した
図4において手順を説明すると、次の通りである。図4
に示す処理は、例えば、複写機の始動時に行われるもの
であって、現像スリ−ブが停止して感光体ドラムが回転
しているときの感光体の表面電位、所謂、地肌電位(V
SG+)を検出したうえで、フォトセンサによる顕像パタ
−ンのラインパタ−ンが得られる現像ポテンシャルから
ベタパタ−ンが得られる現像ポテンシャルである0〜7
階調での濃度検出値が入力され、各出力からの検出出力
の最小値を基に、フォトセンサの出力が一定になるよう
に現像バイアスの補正を行う。この時、上述した検出出
力の変動からの現在のトナ−付着の状況を自己判断(セ
ルフチェック)により、例えば、上述した現像バイアス
のシフト制御やトナ−の補給制御が適正であるかを判定
する。この判定は、図5において、階調0〜3における
検出値(V1〜V3)の傾き(GRD123=θ)と階調4〜7にお
ける検出値(V4〜V7)、つまり、最小値の傾き(GRD456=
φ)とを GRD123=(V1+2・V2−3・V3)/4 NGRD123=A・GRD123/(4−VMIN) {但し、A=4(BK),2.5(M,Y,C)} GRD4567=(3・V4+V5−V6−3・V7)/10 NGRD123=B・GRD4567/(4−VMIN) {但し、B=2(BK),2.5(M,Y,C)} により求め、上述した検出出力の傾きから現像能力に相
関する特性値(TGRD)を次式により求める。 TGRD=NGRD123−10・NGRD4567+1.0・・・・(BK,M,C) TGRD=NGRD123−10・NGRD4567+2.0・・・・(Y) この特性値(TGRD)を求める理由は、上述した各階調で
得られた検出出力の傾きだけを用いた場合、トナ−付着
量と検出出力との間の変化が非線形となることで最小値
(VMIN)をもち、かつ、現像バイアスの実効値が経時、
環境等によって変化することの影響を受けて正確な特性
値とならなくなるのを防止するためである。上記式にお
いて、符号A、Bに関する係数は各色のトナ−に対応さ
せるようになっており、符号BKは黒トナ−、Mはマゼン
タ、Yはイエロ−そしてCはシアンを意味している。従
って、このような特性値を求めることで、顕像パタ−ン
でのハイライトパタ−ンでの実際のトナ−付着量に合致
しない出力によるトナ−の濃度制御が行われるのを防ぐ
ことになる。フォトセンサからの検出出力は、顕像パタ
−ンにおける目標濃度に相当する検出出力に対する所定
範囲内にあるか、そして、この検出出力を設定するため
の現像バイアスがどういう状況(過剰、適正、不足)にあ
るかが判定される。この判定結果は、図6に示すような
判定テ−ブルから明らかなように、27通りに区分され、
この結果を基に、目標濃度(VTC)を求めるために用いら
れる(CD)の補正ル−チンが実行される。CD補正ル−チン
は、図7に示すように、判定結果を得た時点での顕像パ
タ−ンからの濃度検出出力(Vsp)が目標とする検出出力
(目標Vsp)に対してどのような関係にあるかで判別し、
顕像パタ−ンのトナ−濃度が適正に制御されているかを
判断する。つまり、この判定は、過去に行われた顕像パ
タ−ンからの濃度検出出力(Vsp)を、例えば、過去8枚
分としての平均値(Vsp*)を次式で求め、この平均値が
上述した目標とする検出出力(目標Vsp)に対して、所定
範囲内にあるかを判別するようになっている。
【0036】
【数2】
【0037】VTC−δ(V)<Vsp*<VTC+δ(V) 但し、δ(V)=0.2(V)(BKの場合)、0.12(V)(Y,M,
C) この判別において、濃度制御が適正でない、換言すれ
ば、上記所定値以内にないと判断された場合の目標とす
る濃度に見合う検出出力(目標Vsp)の修正は行わないま
まとされる。上述した自己判断における判定結果および
上述した傾きに関する特性値(TGRD)を基に、RAM100C
内で上記(CD)の値を求めるための因子であるcd(n)の値
を順にシフトして、cd(7)の値は空ける。この更新処理
が行われると、上述した判定結果(図7)における区分
に基づいて、図8に示す手順によって、cd(n)の値を選
択する「cd(n)選択処理」が実行される。この処理は、判
定結果からの区分に基づいて前述した特性値(TGRD)を参
照して、次に示す比較式によりcd(n)の値が選択され
る。つまり、 TGRD検出値<TGRD目標値−αの場合 ↓ cd(n)←cd(0) TGRD目標値−α<TGRD検出値<TGRD目標値+αの場合 ↓ cd(n)←cd(1) TGRD目標値+α<TGRD検出値の場合 ↓ cd(n)←cd(1) このcd(n)の値を基に、上述した目標濃度(Vsp)を求め
るために用いられるパラメ−タ出ある(CD)の値を
C) この判別において、濃度制御が適正でない、換言すれ
ば、上記所定値以内にないと判断された場合の目標とす
る濃度に見合う検出出力(目標Vsp)の修正は行わないま
まとされる。上述した自己判断における判定結果および
上述した傾きに関する特性値(TGRD)を基に、RAM100C
内で上記(CD)の値を求めるための因子であるcd(n)の値
を順にシフトして、cd(7)の値は空ける。この更新処理
が行われると、上述した判定結果(図7)における区分
に基づいて、図8に示す手順によって、cd(n)の値を選
択する「cd(n)選択処理」が実行される。この処理は、判
定結果からの区分に基づいて前述した特性値(TGRD)を参
照して、次に示す比較式によりcd(n)の値が選択され
る。つまり、 TGRD検出値<TGRD目標値−αの場合 ↓ cd(n)←cd(0) TGRD目標値−α<TGRD検出値<TGRD目標値+αの場合 ↓ cd(n)←cd(1) TGRD目標値+α<TGRD検出値の場合 ↓ cd(n)←cd(1) このcd(n)の値を基に、上述した目標濃度(Vsp)を求め
るために用いられるパラメ−タ出ある(CD)の値を
【0038】
【数3】 で求める。
【0039】上記(CD)の値を求めるにあたっては、重み
付け関数w(n)が用いられており、これは、(CD)の値が
予め設定された値、つまり、出荷時に設定される値(16)
を中心として、検出出力の変化に応じて調整されて目標
とする濃度検出出力(目標Vsp)を補正するが、現段階で
の検出出力(Vsp)に目標値が略同等になるように修正さ
れると、基の値に復帰するものであるために、実際の検
出出力の変化に目標とするトナ−濃度の設定が対応して
いるかを確率的に判断するためである。仮に、薄いとい
う判断が得られた場合、この判断が繰り返して行われる
方が実際のトナ−濃度の変化を確定するうえで確率的に
判断することができるので、本実施例ではこのような判
断を行うために、重み付け関数を適用して上述した薄い
ということが確率的に高いと判断した場合には、この判
断に基づいて、例えば、この原因となる感光体側に地汚
れに対するトナ−濃度の補正処理が実行される。
付け関数w(n)が用いられており、これは、(CD)の値が
予め設定された値、つまり、出荷時に設定される値(16)
を中心として、検出出力の変化に応じて調整されて目標
とする濃度検出出力(目標Vsp)を補正するが、現段階で
の検出出力(Vsp)に目標値が略同等になるように修正さ
れると、基の値に復帰するものであるために、実際の検
出出力の変化に目標とするトナ−濃度の設定が対応して
いるかを確率的に判断するためである。仮に、薄いとい
う判断が得られた場合、この判断が繰り返して行われる
方が実際のトナ−濃度の変化を確定するうえで確率的に
判断することができるので、本実施例ではこのような判
断を行うために、重み付け関数を適用して上述した薄い
ということが確率的に高いと判断した場合には、この判
断に基づいて、例えば、この原因となる感光体側に地汚
れに対するトナ−濃度の補正処理が実行される。
【0040】感光体の地汚れに対するトナ−濃度の補正
処理は、図10に示すように上記(CD)の値の算出結果に
応じて、感光体の地汚れ補正項(ND)の増減処理として実
行される。この補正項(ND)は、目標とするトナ−濃度の
検出出力(VTC)を求める際に用いられる因子であり、こ
の値を変えることで、(CD)の値が初期設定値に復帰した
場合においても目標濃度検知出力(VST)を求めるときの
修正量を固定するようになっており、仮に、次回の検出
結果が上述した(CD)の値を大きく変化させるような場合
においても、その変化量から得られる目標濃度検知出力
(VST)を得るための偏差を小さくした状態が得られる。
この(ND)増減処理は、(CD)の値に応じて元の値から所定
の係数を増減することで行われる。このような目標とす
る画像濃度を求めるために用いられる予め決められた値
を調整することにより、目標とする画像濃度(VTC)は前
述した(2)式により更新され、次回の自己判断までその
値を維持される。本実施例においては、感光体上での画
像濃度を検出することで、予め決められていて目標とす
る画像濃度を求めるために用いられるパラメ−タを修正
するようにしているが、感光体上での画像濃度の検出を
基にすることに限らず、例えば、図1に示したように、
感光体からの画像転写を受ける転写体での画像濃度の検
出に基づいて上述した処理を行うようにしてもよい、こ
の場合には、感光体表面において処理してある乱反射処
理によるフォトセンサへの影響を軽減することでより正
確なトナ−濃度の検出が行える。
処理は、図10に示すように上記(CD)の値の算出結果に
応じて、感光体の地汚れ補正項(ND)の増減処理として実
行される。この補正項(ND)は、目標とするトナ−濃度の
検出出力(VTC)を求める際に用いられる因子であり、こ
の値を変えることで、(CD)の値が初期設定値に復帰した
場合においても目標濃度検知出力(VST)を求めるときの
修正量を固定するようになっており、仮に、次回の検出
結果が上述した(CD)の値を大きく変化させるような場合
においても、その変化量から得られる目標濃度検知出力
(VST)を得るための偏差を小さくした状態が得られる。
この(ND)増減処理は、(CD)の値に応じて元の値から所定
の係数を増減することで行われる。このような目標とす
る画像濃度を求めるために用いられる予め決められた値
を調整することにより、目標とする画像濃度(VTC)は前
述した(2)式により更新され、次回の自己判断までその
値を維持される。本実施例においては、感光体上での画
像濃度を検出することで、予め決められていて目標とす
る画像濃度を求めるために用いられるパラメ−タを修正
するようにしているが、感光体上での画像濃度の検出を
基にすることに限らず、例えば、図1に示したように、
感光体からの画像転写を受ける転写体での画像濃度の検
出に基づいて上述した処理を行うようにしてもよい、こ
の場合には、感光体表面において処理してある乱反射処
理によるフォトセンサへの影響を軽減することでより正
確なトナ−濃度の検出が行える。
【0041】このような実施例によれば、感光体表面の
劣化等により変化していく顕像パタ−ンからの反射光出
力の変化を追尾し、この変化に応じて目標とする画像濃
度の最適値を設定する場合、その目標濃度を設定する場
合に用いられるパラメ−タのうち、誤差が大きいものを
用いないようにすることにより補正された画像濃度の目
標値が大きく変化してしまうのを未然に防ぐことができ
る。従って、過剰な濃度補正によるトナ−補給の暴走を
防止することができる。このような処理を行うにあた
り、顕像パタ−ンでのハイライト部での検出出力を基に
するのでなく、これに加えて顕像パタ−ンのベタ部から
の検出出力も取り込むことで濃度補正の暴走を防ぐこと
ができる。本実施例によれば、顕像パタ−ンからの反射
光出力が感光体表面の劣化等によって急変したような場
合、この状態を自動的に追尾することで容易に判断する
ことができ、これに応じて、微妙な濃度の補正を自動的
に行うことができる。本実施例によれば、単に、しきい
値を用いた二元的なトナ−補給制御とするのでなく、ト
ナ−の補給制御に対する判別に重み付けすることで、濃
度変化を確率的に判断することで適正な濃度制御が可能
になる。本実施例によれば、画像濃度の目標値を求める
際に、この目標値を求めるために用いられるパラメ−タ
の一つに対する調整に応じて他のパラメ−タも調整する
ようにしたので、一つのパラメ−タが初期設定値に復帰
した場合においても、他のパラメ−タを次回の画像濃度
制御に時点まで固定することで、次回の画像濃度検出値
に対する補正量の偏差を少なくすることができる。本実
施例によれば、トナ−像の濃度検出デ−タを過去に得ら
れたデ−タに対して所定範囲内にあるかを判別した上で
予め決められている濃度制御に関する値の調整を行うよ
うにしたので、誤った濃度補正が行われてしまうのを未
然に防止することができる。
劣化等により変化していく顕像パタ−ンからの反射光出
力の変化を追尾し、この変化に応じて目標とする画像濃
度の最適値を設定する場合、その目標濃度を設定する場
合に用いられるパラメ−タのうち、誤差が大きいものを
用いないようにすることにより補正された画像濃度の目
標値が大きく変化してしまうのを未然に防ぐことができ
る。従って、過剰な濃度補正によるトナ−補給の暴走を
防止することができる。このような処理を行うにあた
り、顕像パタ−ンでのハイライト部での検出出力を基に
するのでなく、これに加えて顕像パタ−ンのベタ部から
の検出出力も取り込むことで濃度補正の暴走を防ぐこと
ができる。本実施例によれば、顕像パタ−ンからの反射
光出力が感光体表面の劣化等によって急変したような場
合、この状態を自動的に追尾することで容易に判断する
ことができ、これに応じて、微妙な濃度の補正を自動的
に行うことができる。本実施例によれば、単に、しきい
値を用いた二元的なトナ−補給制御とするのでなく、ト
ナ−の補給制御に対する判別に重み付けすることで、濃
度変化を確率的に判断することで適正な濃度制御が可能
になる。本実施例によれば、画像濃度の目標値を求める
際に、この目標値を求めるために用いられるパラメ−タ
の一つに対する調整に応じて他のパラメ−タも調整する
ようにしたので、一つのパラメ−タが初期設定値に復帰
した場合においても、他のパラメ−タを次回の画像濃度
制御に時点まで固定することで、次回の画像濃度検出値
に対する補正量の偏差を少なくすることができる。本実
施例によれば、トナ−像の濃度検出デ−タを過去に得ら
れたデ−タに対して所定範囲内にあるかを判別した上で
予め決められている濃度制御に関する値の調整を行うよ
うにしたので、誤った濃度補正が行われてしまうのを未
然に防止することができる。
【0042】最小値(VMIN)は、感光体の反射特性だけ
でなく、使用環境の変化によっても異なることがあり、
特に、感光体上に付着するトナ−量により決定される現
像能力は温度や湿度により影響を受け易く、複写機の使
用開始時等においては、それまでに設定されていた作像
のための現像バイアス、帯電電位あるいは露光量につい
てのダイナミックレンジの選択では最小値(VMIN)が安
定しない場合がある。つまり、トナ−とキャリアとを組
み合わせた2成分系現像剤を用いる場合の現像特性や地
汚れは、使用環境あるいは使用枚数さらには放置時間や
放置環境に応じて変化することがあり、このような使用
環境の変化は、例えば、温・湿度によりトナ−およびキ
ャリアの表面の水分子の吸着量を変化させたり、また、
使用時間によってキャリア表面への異物の付着量を変化
させたり、さらには、トナ−(およびキャリア)電荷の充
・放電量を変化させるためであり、画像形成のための一
様な条件設定では適正画像濃度を得ることができない。
従って、最小値を基に顕像パタ−ンの目標濃度を設定す
る場合、最小値が安定しないで変動幅が大きいと、目標
濃度に対応する反射光出力が得られるまでに補正量の切
り換えが頻繁に行われることで処理に手間取ってしまっ
たり、あるいは、現状にそぐわない補正が行われてしま
う虞れがある。例えば、上述した最小値に基づいてフォ
トセンサの出力が一定となるように現像バイアスの補正
を行う場合(いま、この制御をVK制御という)、顕像
パタ−ンの濃度が異常に高いときや低いときに最小値
(VMIN)を求めて現像バイアスの変化量、所謂、シフト
量を設定したり、また、トナ−の補給を行うと、トナ−
濃度の暴走やこの逆の現象が生じてしまうことがある。
でなく、使用環境の変化によっても異なることがあり、
特に、感光体上に付着するトナ−量により決定される現
像能力は温度や湿度により影響を受け易く、複写機の使
用開始時等においては、それまでに設定されていた作像
のための現像バイアス、帯電電位あるいは露光量につい
てのダイナミックレンジの選択では最小値(VMIN)が安
定しない場合がある。つまり、トナ−とキャリアとを組
み合わせた2成分系現像剤を用いる場合の現像特性や地
汚れは、使用環境あるいは使用枚数さらには放置時間や
放置環境に応じて変化することがあり、このような使用
環境の変化は、例えば、温・湿度によりトナ−およびキ
ャリアの表面の水分子の吸着量を変化させたり、また、
使用時間によってキャリア表面への異物の付着量を変化
させたり、さらには、トナ−(およびキャリア)電荷の充
・放電量を変化させるためであり、画像形成のための一
様な条件設定では適正画像濃度を得ることができない。
従って、最小値を基に顕像パタ−ンの目標濃度を設定す
る場合、最小値が安定しないで変動幅が大きいと、目標
濃度に対応する反射光出力が得られるまでに補正量の切
り換えが頻繁に行われることで処理に手間取ってしまっ
たり、あるいは、現状にそぐわない補正が行われてしま
う虞れがある。例えば、上述した最小値に基づいてフォ
トセンサの出力が一定となるように現像バイアスの補正
を行う場合(いま、この制御をVK制御という)、顕像
パタ−ンの濃度が異常に高いときや低いときに最小値
(VMIN)を求めて現像バイアスの変化量、所謂、シフト
量を設定したり、また、トナ−の補給を行うと、トナ−
濃度の暴走やこの逆の現象が生じてしまうことがある。
【0043】本実施例では、制御部において、検出出力
の変動から現在のトナ−付着の状況を自己判断により、
例えば、上述した現像バイアスのシフト制御やトナ−の
補給制御が適正であるかを判定するようになっている。
この判定は、図11において、階調0〜3における検出
値の傾き(θ)と、現像バイアスのシフト量と、階調4〜
7における検出値、つまり極小値の傾き(φ)とを求め、
この傾きが顕像パタ−ンにおける目標濃度に相当する検
出出力の傾きに対する所定範囲内にあるか、そして、こ
の傾きが得られる検出出力を設定するための現像バイア
スのシフトがどういう状況(過剰、適正、不足)にあるか
に基づいて行うようになっている。
の変動から現在のトナ−付着の状況を自己判断により、
例えば、上述した現像バイアスのシフト制御やトナ−の
補給制御が適正であるかを判定するようになっている。
この判定は、図11において、階調0〜3における検出
値の傾き(θ)と、現像バイアスのシフト量と、階調4〜
7における検出値、つまり極小値の傾き(φ)とを求め、
この傾きが顕像パタ−ンにおける目標濃度に相当する検
出出力の傾きに対する所定範囲内にあるか、そして、こ
の傾きが得られる検出出力を設定するための現像バイア
スのシフトがどういう状況(過剰、適正、不足)にあるか
に基づいて行うようになっている。
【0044】また、本実施例においては、環境の急変動
等による顕像パタ−ンの濃度変動を適正化するために、
トナ−濃度を一定にしたうえで、 ()現像バイアス ()トナ−の補給若しくは消費 ()感光体の帯電電位 ()()と()との組合せ ()()と()との組合せ ()()と()との組合せ におけるダイナミックレンジあるいはトナ−補給部の駆
動設定に関して、画像形成1回毎に()〜()の順で、
顕像パ−タンからの検出出力が濃度標準値(ID)に対して
所定範囲にあるかで適正であるかを判断するようになっ
ている。つまり、上述した各パラメ−タについての画像
形成毎のダイナミックレンジあるいはトナ−補給部の駆
動設定の適正化判断をすることで顕像パタ−ンの濃度が
適正範囲を外れた場合には、その結果が得られたときの
上述したパラメ−タについてのダイナミックレンジある
いはトナ−補給駆動部の駆動状態を補正することで顕像
パタ−ン濃度を適正化しようとするものである。
等による顕像パタ−ンの濃度変動を適正化するために、
トナ−濃度を一定にしたうえで、 ()現像バイアス ()トナ−の補給若しくは消費 ()感光体の帯電電位 ()()と()との組合せ ()()と()との組合せ ()()と()との組合せ におけるダイナミックレンジあるいはトナ−補給部の駆
動設定に関して、画像形成1回毎に()〜()の順で、
顕像パ−タンからの検出出力が濃度標準値(ID)に対して
所定範囲にあるかで適正であるかを判断するようになっ
ている。つまり、上述した各パラメ−タについての画像
形成毎のダイナミックレンジあるいはトナ−補給部の駆
動設定の適正化判断をすることで顕像パタ−ンの濃度が
適正範囲を外れた場合には、その結果が得られたときの
上述したパラメ−タについてのダイナミックレンジある
いはトナ−補給駆動部の駆動状態を補正することで顕像
パタ−ン濃度を適正化しようとするものである。
【0045】本実施例は以上のような構成であるから、
制御部の作動を説明するためのフロ−チャ−トを示した
図12において、動作を説明すると、次の通りである。
図12に示す処理は、複写機の始動後に行われる処理で
あって、図12においては、複写機が動作している状態
であるかを始動スイッチのオン・オフ状態で判別し、始
動スイッチがオンのときには、そのオン状態が最初であ
るかを判別し、最初、つまり、始動時である場合には、
図4に示すモ−ニングサイクルを実行する。このモ−ニ
ングサイクルは、複写機の始動時に行われるものであっ
て、現像スリ−ブが停止して感光体ドラムが回転してい
るときの感光体の表面電位所謂、地肌電位(VSG+)を
検出したうえで、光学センサによる顕像パタ−ンの濃度
検出値が入力され、前述した(1)〜(10)式により検出値
の最小値を求めると共に、現像バイアスの補正量(VK)
を求める。そして、上記式(1)〜(10)により得られた算
出結果により、図6における検知デ−タ−判定結果−判
定および処理の関係を示した判定テ−ブルにより、最小
値の現状、つまり、トナ−濃度の補正を要しているかを
判別し、その結果に応じて、トナ−の量が過剰な状態で
ある場合には、作像開始指令が出される前に、図示しな
い方法により感光体上で消費するとともに現像バイアス
の補正を行い、また、トナ−の量が不足している状態で
ある場合には、上述した場合とは逆にトナ−の補給を行
うとともに現像バイアスの補正を行うようになってい
る。そして、これら各処理が終了すると、再度、検出出
力の最小値(VMIN)を算出してRAM100Bに格納して、
次回の作像処理に備える。顕像パタ−ンの目標濃度に相
当する検出値に対し、現状の顕像パタ−ンからの濃度検
出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状態を判
別することで、最小値が安定しない場合においても、作
像のためのトナ−制御ができ、これにより顕像パタ−ン
濃度を介した感光体上のトナ−濃度を適正値に補正する
ことができる。
制御部の作動を説明するためのフロ−チャ−トを示した
図12において、動作を説明すると、次の通りである。
図12に示す処理は、複写機の始動後に行われる処理で
あって、図12においては、複写機が動作している状態
であるかを始動スイッチのオン・オフ状態で判別し、始
動スイッチがオンのときには、そのオン状態が最初であ
るかを判別し、最初、つまり、始動時である場合には、
図4に示すモ−ニングサイクルを実行する。このモ−ニ
ングサイクルは、複写機の始動時に行われるものであっ
て、現像スリ−ブが停止して感光体ドラムが回転してい
るときの感光体の表面電位所謂、地肌電位(VSG+)を
検出したうえで、光学センサによる顕像パタ−ンの濃度
検出値が入力され、前述した(1)〜(10)式により検出値
の最小値を求めると共に、現像バイアスの補正量(VK)
を求める。そして、上記式(1)〜(10)により得られた算
出結果により、図6における検知デ−タ−判定結果−判
定および処理の関係を示した判定テ−ブルにより、最小
値の現状、つまり、トナ−濃度の補正を要しているかを
判別し、その結果に応じて、トナ−の量が過剰な状態で
ある場合には、作像開始指令が出される前に、図示しな
い方法により感光体上で消費するとともに現像バイアス
の補正を行い、また、トナ−の量が不足している状態で
ある場合には、上述した場合とは逆にトナ−の補給を行
うとともに現像バイアスの補正を行うようになってい
る。そして、これら各処理が終了すると、再度、検出出
力の最小値(VMIN)を算出してRAM100Bに格納して、
次回の作像処理に備える。顕像パタ−ンの目標濃度に相
当する検出値に対し、現状の顕像パタ−ンからの濃度検
出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状態を判
別することで、最小値が安定しない場合においても、作
像のためのトナ−制御ができ、これにより顕像パタ−ン
濃度を介した感光体上のトナ−濃度を適正値に補正する
ことができる。
【0046】一方、上述の始動時でない場合には、図1
3に示すIDチェック処理が実行される。このIDチェ
ック処理は、地肌電位(VSG+)を検出するとともにトナ
−濃度を固定したうえで、コピ−ボタンの作動を判別す
るとともに、コピ−ボタンが作動されたときには、その
回数を例えばカウンタ等により判別し、光学センサでパ
タ−ン検知を行ったうえで、その検知出力からの濃度が
濃度標準値(ID)に対して所定範囲内にあるかを判別す
る。上述したコピ−回数および濃度判別の結果に基づい
て、前記()〜()までの判定項目の順序に関する現像
バイアスを補正するためのVK補正、トナーの補給ある
いは消費に関する選択制御、そして、感光体の帯電電位
(V0)の補正に関する判別が行われ、その結果に基づく
処理が実行される。上述の濃度判別に関して、標準濃度
に対する所定範囲内にあるときには、作像のための現像
バイアス、帯電電位あるいは露光量についてのダイナミ
ックレンジの可変制御が実行される。このような処理を
実行することで、作像毎に作像のためのダイナミックレ
ンジについてトナ−濃度を固定した上で各パラメ−タの
適正化判断を行うことにより、適正範囲外に移行する濃
度設定が行われているときには、その濃度設定を決める
ための作像のためのダイナミックレンジあるいはトナ−
補給若しくは消費の各処理の条件が選択されて適正化さ
れ、結果として、濃度の急変を未然に防ぐことが可能に
なる。
3に示すIDチェック処理が実行される。このIDチェ
ック処理は、地肌電位(VSG+)を検出するとともにトナ
−濃度を固定したうえで、コピ−ボタンの作動を判別す
るとともに、コピ−ボタンが作動されたときには、その
回数を例えばカウンタ等により判別し、光学センサでパ
タ−ン検知を行ったうえで、その検知出力からの濃度が
濃度標準値(ID)に対して所定範囲内にあるかを判別す
る。上述したコピ−回数および濃度判別の結果に基づい
て、前記()〜()までの判定項目の順序に関する現像
バイアスを補正するためのVK補正、トナーの補給ある
いは消費に関する選択制御、そして、感光体の帯電電位
(V0)の補正に関する判別が行われ、その結果に基づく
処理が実行される。上述の濃度判別に関して、標準濃度
に対する所定範囲内にあるときには、作像のための現像
バイアス、帯電電位あるいは露光量についてのダイナミ
ックレンジの可変制御が実行される。このような処理を
実行することで、作像毎に作像のためのダイナミックレ
ンジについてトナ−濃度を固定した上で各パラメ−タの
適正化判断を行うことにより、適正範囲外に移行する濃
度設定が行われているときには、その濃度設定を決める
ための作像のためのダイナミックレンジあるいはトナ−
補給若しくは消費の各処理の条件が選択されて適正化さ
れ、結果として、濃度の急変を未然に防ぐことが可能に
なる。
【0047】本実施例にあっては、上述した濃度検出出
力の変動から現在のトナ−の付着状況を自己判断によっ
て例えば、現像バイアスのシフト制御やトナ−の補給制
御が適正であるかを判定することもできるようになって
いる。この判定は、図11において階調1乃至3におけ
る検出値の傾き(θ)と、現像バイアスのシフト量と階調
4乃至7における検出値、つまり極小値の傾き(φ)とを
求め、この傾きが顕像パタ−ンにおける目標濃度に相当
する検出出力の傾きに対する所定範囲内にあるか、そし
て、この傾きが得られる現像バイアスのシフトがどうい
う状況(過剰、適正、不足)にあるかに基づいて行うよう
になっている。上述した処理においては、図14ないし
図16において、現像スリ−ブが停止していて感光隊ド
ラムが回転しているときの感光体の表面電位、所謂、地
肌電位(VSG)の平均値(VSG+)を求めたうえで、1乃至
7階調に相当するベタパタ−ンの濃度検出電位を読み取
ることが行われる。この検出デ−タのうち、最初のデ−
タに関し、その補正量が大、小いずれにも該当しない場
合には、検出電位の傾きを求める。この場合の傾きは、
1乃至3階調で得られるハイライト部での検出電位の傾
きであり、得られた傾きについての大小関係を判定した
上で、前述した(1)乃至(10)式により検出値の最小値を
求めると共に、現像バイアスの補正量(VK)を求め、こ
の得られた値から現像バイアスの補正量の大小を判定す
る。そして、現像バイアスのシフト量の現状を判別した
上で現像バイアスの補正の過大、過小を判定する。一
方、4乃至7階調に相当するベタパタ−ンからの検出電
位に基づいてその検出電位の傾きを求め、この傾きにつ
いて、上方(Up)、平坦(Flat)、下降(Down)を判定する。
前記各デ−タについての判定を終えると、この判定結果
を基にして検知デ−タ−判定結果−判定および処理の関
係を示した前記図6により最小値の現状、つまり、トナ
−濃度の補正を要しているかを判別し、その判別結果に
よる処理が実行される。本実施例においては、トナ−の
量が過剰な状態にある場合には、作像開始指令が出され
る前に図示しない方法により感光体上で消費すると共
に、現像バイアスの補正を行い、また、トナ−の量が不
足している場合には、上述した場合とは逆にトナ−の補
給を行うための駆動部に対する駆動信号が出力されて補
給部が動作されると共に現像バイアスの補正が行われ
る。これら各処理が終了すると、再度、検出出力の最小
値(VMIN)を算出してRAM100Bに格納し、次回の作像
処理に備える。なお、図6と図7とは図6における検知
デ−タの各コラム(27行)が図7での、判定結果および処
理を記載した行に対応している。顕像パタ−ンの目標濃
度に相当する検出値に対して現状の顕像パタ−ンからの
濃度検出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状
態を判別することで、最小値が安定しない場合において
も作像のためのトナ−制御ができ、特に、現像バイアス
の制御だけでは感光体上のトナ−濃度、つまり、トナ−
の付着量が補正されない場合には、現像ポテンシャル
(感光体表面電位と現像電極電位との差)と現像量との比
で求められる現像濃度が得られるまでの間継続して実行
されてトナ−の補給を可能にすることで、顕像パタ−ン
濃度を介した感光体上のトナ−濃度を適正値に補正する
ことができる。
力の変動から現在のトナ−の付着状況を自己判断によっ
て例えば、現像バイアスのシフト制御やトナ−の補給制
御が適正であるかを判定することもできるようになって
いる。この判定は、図11において階調1乃至3におけ
る検出値の傾き(θ)と、現像バイアスのシフト量と階調
4乃至7における検出値、つまり極小値の傾き(φ)とを
求め、この傾きが顕像パタ−ンにおける目標濃度に相当
する検出出力の傾きに対する所定範囲内にあるか、そし
て、この傾きが得られる現像バイアスのシフトがどうい
う状況(過剰、適正、不足)にあるかに基づいて行うよう
になっている。上述した処理においては、図14ないし
図16において、現像スリ−ブが停止していて感光隊ド
ラムが回転しているときの感光体の表面電位、所謂、地
肌電位(VSG)の平均値(VSG+)を求めたうえで、1乃至
7階調に相当するベタパタ−ンの濃度検出電位を読み取
ることが行われる。この検出デ−タのうち、最初のデ−
タに関し、その補正量が大、小いずれにも該当しない場
合には、検出電位の傾きを求める。この場合の傾きは、
1乃至3階調で得られるハイライト部での検出電位の傾
きであり、得られた傾きについての大小関係を判定した
上で、前述した(1)乃至(10)式により検出値の最小値を
求めると共に、現像バイアスの補正量(VK)を求め、こ
の得られた値から現像バイアスの補正量の大小を判定す
る。そして、現像バイアスのシフト量の現状を判別した
上で現像バイアスの補正の過大、過小を判定する。一
方、4乃至7階調に相当するベタパタ−ンからの検出電
位に基づいてその検出電位の傾きを求め、この傾きにつ
いて、上方(Up)、平坦(Flat)、下降(Down)を判定する。
前記各デ−タについての判定を終えると、この判定結果
を基にして検知デ−タ−判定結果−判定および処理の関
係を示した前記図6により最小値の現状、つまり、トナ
−濃度の補正を要しているかを判別し、その判別結果に
よる処理が実行される。本実施例においては、トナ−の
量が過剰な状態にある場合には、作像開始指令が出され
る前に図示しない方法により感光体上で消費すると共
に、現像バイアスの補正を行い、また、トナ−の量が不
足している場合には、上述した場合とは逆にトナ−の補
給を行うための駆動部に対する駆動信号が出力されて補
給部が動作されると共に現像バイアスの補正が行われ
る。これら各処理が終了すると、再度、検出出力の最小
値(VMIN)を算出してRAM100Bに格納し、次回の作像
処理に備える。なお、図6と図7とは図6における検知
デ−タの各コラム(27行)が図7での、判定結果および処
理を記載した行に対応している。顕像パタ−ンの目標濃
度に相当する検出値に対して現状の顕像パタ−ンからの
濃度検出値の最小値が変化した場合に、その最小値の状
態を判別することで、最小値が安定しない場合において
も作像のためのトナ−制御ができ、特に、現像バイアス
の制御だけでは感光体上のトナ−濃度、つまり、トナ−
の付着量が補正されない場合には、現像ポテンシャル
(感光体表面電位と現像電極電位との差)と現像量との比
で求められる現像濃度が得られるまでの間継続して実行
されてトナ−の補給を可能にすることで、顕像パタ−ン
濃度を介した感光体上のトナ−濃度を適正値に補正する
ことができる。
【0048】また、本実施例にあっては、上述した顕像
パタ−ンの目標濃度に相当する検出値に対する現状の顕
像パタ−ンからの濃度検出値の最小値が変化した場合
に、その最小値の状態を判別することで最小値が安定し
ない場合に、感光体上へのトナ−補給制御と現像バイア
スの補正を行うことのほかに、作像に係るダイナミック
レンジを可変制御することも実行されるようになってい
る。以下、この場合について、図17以下の図を基に説
明すると、次のとおりである。
パタ−ンの目標濃度に相当する検出値に対する現状の顕
像パタ−ンからの濃度検出値の最小値が変化した場合
に、その最小値の状態を判別することで最小値が安定し
ない場合に、感光体上へのトナ−補給制御と現像バイア
スの補正を行うことのほかに、作像に係るダイナミック
レンジを可変制御することも実行されるようになってい
る。以下、この場合について、図17以下の図を基に説
明すると、次のとおりである。
【0049】まず、ダイナミックレンジの可変制御にあ
たり、検出電位の最小値を求める処理が図17に示すモ
−ニングサイクルにより実行され、前述した(1)〜(10)
式により検出値の最小値を求めると共に、現像バイアス
の補正量(VK)を求める。これら算出結果により、図1
8、図19に示す検知デ−タ−判定結果−判定および処
理の関係を示した判定テ−ブルにより、最小値の現状、
つまり、トナ−濃度の補正を要しているかを判別すると
ともにポインタの変更を要するかをも判別し、その結果
に応じて、トナ−の量が過剰な状態である場合には、作
像開始指令が出される前に、図示しない方法により感光
体上で消費するとともに現像バイアスの補正を行い、ま
た、トナ−の量が不足している状態である場合には、上
述した場合とは逆にトナ−の補給を行うとともに現像バ
イアスの補正を行うようになっている。なお、ポインタ
変更に関しては、ポインタ制御のフロ−チャ−トにおい
て説明する。これら各処理が終了すると、再度、検出出
力の最小値(VMIN)を算出してRAM100Bに格納して、
次回の作像処理に備える。なお、図18、図19は、図
6、図7と同様な開示方法で示してある。このようにし
て、顕像パタ−ンの目標濃度に相当する検出値に対し、
現状の顕像パタ−ンからの濃度検出値の最小値が変化し
た場合に、その最小値の状態を判別することで、最小値
が安定しない場合においても、作像のためのトナ−制御
ができ、これにより顕像パタ−ン濃度を介した感光体上
のトナ−濃度を適正値に補正することができる。上述し
た判定結果に基づいて、作像のためのダイナミックレン
ジの可変制御が行われる。
たり、検出電位の最小値を求める処理が図17に示すモ
−ニングサイクルにより実行され、前述した(1)〜(10)
式により検出値の最小値を求めると共に、現像バイアス
の補正量(VK)を求める。これら算出結果により、図1
8、図19に示す検知デ−タ−判定結果−判定および処
理の関係を示した判定テ−ブルにより、最小値の現状、
つまり、トナ−濃度の補正を要しているかを判別すると
ともにポインタの変更を要するかをも判別し、その結果
に応じて、トナ−の量が過剰な状態である場合には、作
像開始指令が出される前に、図示しない方法により感光
体上で消費するとともに現像バイアスの補正を行い、ま
た、トナ−の量が不足している状態である場合には、上
述した場合とは逆にトナ−の補給を行うとともに現像バ
イアスの補正を行うようになっている。なお、ポインタ
変更に関しては、ポインタ制御のフロ−チャ−トにおい
て説明する。これら各処理が終了すると、再度、検出出
力の最小値(VMIN)を算出してRAM100Bに格納して、
次回の作像処理に備える。なお、図18、図19は、図
6、図7と同様な開示方法で示してある。このようにし
て、顕像パタ−ンの目標濃度に相当する検出値に対し、
現状の顕像パタ−ンからの濃度検出値の最小値が変化し
た場合に、その最小値の状態を判別することで、最小値
が安定しない場合においても、作像のためのトナ−制御
ができ、これにより顕像パタ−ン濃度を介した感光体上
のトナ−濃度を適正値に補正することができる。上述し
た判定結果に基づいて、作像のためのダイナミックレン
ジの可変制御が行われる。
【0050】すなわち、ダイナミックレンジの可変制御
は、本実施例の場合、後述するDIF制御とVBS制御に
より行われる。上述したDIF制御は、現像特性を把握
するために静電潜像形成のための条件を予め設定したう
えで、トナ−の付着量による現像ポテンシャルのみによ
る現像特性を求めるための制御であり、中間濃度のベタ
像パタ−ン(光学センサの出力VSP)、中間調濃度のライ
ン像パタ−ン(光学センサの出力VLL)、および最大濃
度のライン像パタ−ン(光学センサからの出力VLH)を
感光体上の地肌部に形成し、作像条件の設定としては、
表1に示すような帯電電位V0、現像バイアス電位VB、
露光量設定用電位VLを一組としたコラムからなるメモ
リ上の表と、各コラムからなるメモリ上の表と各コラム
上の位置を示すポインタPとともに、 VD0:VLL−VLHの目標値、 P1 :ポインタの下限、 P2 :ポインタの上限、、 P0 :P1<P0<P2なるある定数、 DI(=0、1、2): ポインタの増減量(D0≦D1≦D2)、 VDN :ポインタの不変領域を決める定数、 VDA :測定値VLL、VLHの差の移動平均 により、表2に従って制御するようになっている。
は、本実施例の場合、後述するDIF制御とVBS制御に
より行われる。上述したDIF制御は、現像特性を把握
するために静電潜像形成のための条件を予め設定したう
えで、トナ−の付着量による現像ポテンシャルのみによ
る現像特性を求めるための制御であり、中間濃度のベタ
像パタ−ン(光学センサの出力VSP)、中間調濃度のライ
ン像パタ−ン(光学センサの出力VLL)、および最大濃
度のライン像パタ−ン(光学センサからの出力VLH)を
感光体上の地肌部に形成し、作像条件の設定としては、
表1に示すような帯電電位V0、現像バイアス電位VB、
露光量設定用電位VLを一組としたコラムからなるメモ
リ上の表と、各コラムからなるメモリ上の表と各コラム
上の位置を示すポインタPとともに、 VD0:VLL−VLHの目標値、 P1 :ポインタの下限、 P2 :ポインタの上限、、 P0 :P1<P0<P2なるある定数、 DI(=0、1、2): ポインタの増減量(D0≦D1≦D2)、 VDN :ポインタの不変領域を決める定数、 VDA :測定値VLL、VLHの差の移動平均 により、表2に従って制御するようになっている。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】
【0053】このDIF制御に関しては、本出願人の出
願にかかる特願平1−238107号の明細書に詳細が
記載されている。VBS制御は、トナーの濃度が一定にな
るように現像バイアスを補正すべく現像バイアスのシフ
ト量を補正する制御であり、具体的には次の通りであ
る。すなわち、図20において、感光体ドラムの地肌電
位V0に対して通常作像時の大小関係(図中、実線で示
すVBはマイナス電位V0より大きい)と逆転する方向で
微小な、例えば、作像ポテンシャルの1/5程度かそれ
以下の電位差ΔV0Bを持たせた現像バイアスVBを現像
スリーブに与えた状態で感光体ドラム上にトナーを付着
させる。このトナ−像の濃度を読み取るフォトセンサの
出力VK(微小ポテンシャル時の検出電位)が一定にな
るように現像バイアスVBを図中、矢印S1、S2で示す
方向にシフトさせる。本実施例においては、このシフト
量(VBS)を実効現像バイアスと出力現像バイアスとの
ずれとして考え、これを作像時での現像バイアスに上乗
せするようにしてある。現像バイアスVBを実効現像バ
イアスのシフト分がないときのバイアス値VB(目標
値)と実効バイアスのシフト分をキャンセルするための
値VBSとの和として考え、感光体ドラムの地肌電位V0
を基準として実効バイアスのシフト分を求めると、 VB=VB(目標値)+VBS ・・・() VB(目標値)=V0+VBK ・・・() VB=V0+VBK+VBS ・・・() 但し、V0:感光体ドラムの地肌電位 VBK:VK作像ポテンシャル(例えば、24V) このときのフォトセンサの出力VKとして、このフォン
トセンサ出力VKがその目標値VK0となるようにVBをシ
フトすると、実効現像バイアスのずれ分、換言すれば、
最適なシフト量が判る。この実施例の場合、VKの8個
分の移動平均を取ってVK0と比較し、VKとVK0との差
が、0.1V(黒現像の場合には0.2V)以下のときには、
制御しないようにして帯電ムラ等の影響を受けにくくし
てある。 |VK−VK0|<0.1V ・・・() すなわち、トナ−濃度TCの制御パタ−ン部目標電位を
VTC、バイアスシフト量目標電位をVK0とし、フォトセ
ンサのn回目の検出電位を、 TC制御パタ−ン部検出電位:VSP(n) バイアスシフト量検出電位 :VK(n) とすると、通常のトナ−濃度制御状態の場合には、ほと
んど全てのnに対して次式が成立する。 |VSP−VTC|<0.2V ・・・() (黒現像の場合は0.4V) この場合、バイアスシフト量検出電位VK(n)の移動平
均をシフト量VKとして、例えば、次式により計算す
る。
願にかかる特願平1−238107号の明細書に詳細が
記載されている。VBS制御は、トナーの濃度が一定にな
るように現像バイアスを補正すべく現像バイアスのシフ
ト量を補正する制御であり、具体的には次の通りであ
る。すなわち、図20において、感光体ドラムの地肌電
位V0に対して通常作像時の大小関係(図中、実線で示
すVBはマイナス電位V0より大きい)と逆転する方向で
微小な、例えば、作像ポテンシャルの1/5程度かそれ
以下の電位差ΔV0Bを持たせた現像バイアスVBを現像
スリーブに与えた状態で感光体ドラム上にトナーを付着
させる。このトナ−像の濃度を読み取るフォトセンサの
出力VK(微小ポテンシャル時の検出電位)が一定にな
るように現像バイアスVBを図中、矢印S1、S2で示す
方向にシフトさせる。本実施例においては、このシフト
量(VBS)を実効現像バイアスと出力現像バイアスとの
ずれとして考え、これを作像時での現像バイアスに上乗
せするようにしてある。現像バイアスVBを実効現像バ
イアスのシフト分がないときのバイアス値VB(目標
値)と実効バイアスのシフト分をキャンセルするための
値VBSとの和として考え、感光体ドラムの地肌電位V0
を基準として実効バイアスのシフト分を求めると、 VB=VB(目標値)+VBS ・・・() VB(目標値)=V0+VBK ・・・() VB=V0+VBK+VBS ・・・() 但し、V0:感光体ドラムの地肌電位 VBK:VK作像ポテンシャル(例えば、24V) このときのフォトセンサの出力VKとして、このフォン
トセンサ出力VKがその目標値VK0となるようにVBをシ
フトすると、実効現像バイアスのずれ分、換言すれば、
最適なシフト量が判る。この実施例の場合、VKの8個
分の移動平均を取ってVK0と比較し、VKとVK0との差
が、0.1V(黒現像の場合には0.2V)以下のときには、
制御しないようにして帯電ムラ等の影響を受けにくくし
てある。 |VK−VK0|<0.1V ・・・() すなわち、トナ−濃度TCの制御パタ−ン部目標電位を
VTC、バイアスシフト量目標電位をVK0とし、フォトセ
ンサのn回目の検出電位を、 TC制御パタ−ン部検出電位:VSP(n) バイアスシフト量検出電位 :VK(n) とすると、通常のトナ−濃度制御状態の場合には、ほと
んど全てのnに対して次式が成立する。 |VSP−VTC|<0.2V ・・・() (黒現像の場合は0.4V) この場合、バイアスシフト量検出電位VK(n)の移動平
均をシフト量VKとして、例えば、次式により計算す
る。
【0054】
【数4】
【0055】トナ−濃度制御状態が異常の場合には、
(4)式が成立せず、あるnまたは全てのnについて、 |VSP(n)−VTC|> 0.2V ・・・() (黒現像の場合は0.4V) となる。この場合には、不等式(7)が成立するnについ
てVK(n)の代わりにVKの目標値であるVK0を代入す
る。 VK(n)=VK0 ・・・() このVK(n)でシフト量VKの移動平均を()式より計算
する。この制御においては、VK作像ポテンシャルVBK
を順方向(通常のトナーを現像する方向)に電界がかか
るようにして逆帯電トナーの影響を少なくとともに、
(を順方向の電界に対しては、逆帯電トナ−は現像され
ない)、通常の若干の無帯電トナ−の付着量よりも多い
レベルに前記VBKを設定して、感光体ドラムの地汚れに
よる影響を除去し、現像バイアスを上げてもとれない
(逆帯電トナーが原因する)地汚れの場合にバイアスシ
フト量が際限なく大きくなって所謂、トナー濃度暴走状
態となるのを防止すると共に、フォトセンサの検知誤差
を抑える。トナ−補給不良や補給すべきトナ−がなくな
ってしまった状態であるトナ−エンドの検知不良により
トナ−濃度が設定値からずれた場合(図20において、
VSPがVTC(目標値)からずれた状態)、現像能力が低
下するためVKも小さく検知されるが、VKの補正(バイ
アスVBのシフト)を小さくして、あるいは、ずれが大
きい場合には、補正しないようにする。トナ−濃度制御
が正常な状態から異常な状態に移行する過程ではその異
常の程度に合わせて徐々にVK補正量を変化させ、例え
ば、トナーエンド検知不良の場合のように、完全にトナ
ー濃度がずれたときには補正量はゼロになるが、単に、
リップルが大きい場合(現像材が疲労した状態で、かつ
高温高湿条件下で使用したときに顕著になる現象)は補
正は機能するがその程度が小さくなる。このような制御
においては、感光体ドラムの地肌電位V0に対して像形
成中の大小関係と逆転する方向で微小電位差を有する現
像バイアスVBにより感光体ドラム上にトナーを供給し
て現像し、このトナー像に対するフォトセンサの出力V
Kが一定となるように現像バイアスVBがシフトされるこ
とで、現像バイアスVBが感光体ドラムの地肌電位V0に
対して一定に保たれ、実効現像バイアスのズレが防止さ
れて画像品質を向上させることになる。上述した各制御
の切り換えは、例えば、現像バイアスのシフト量(VBS)
が所定値(−100V)よりも小さい場合にはVBS制御に、
そして、所定値よりも大きい場合にはDIF制御にそれ
ぞれ切り換えられるようになっている。以上のような処
理は、複写機の始動時あるいは、感光体の交換直後や現
像剤の補給直後において図17に示したフロ−チャ−ト
により、検知デ−タ−判定結果−判定および処理の関係
を示した判定テ−ブルから、最小値の現状、つまり、ト
ナ−濃度の補正が適正であるかを判別する。
(4)式が成立せず、あるnまたは全てのnについて、 |VSP(n)−VTC|> 0.2V ・・・() (黒現像の場合は0.4V) となる。この場合には、不等式(7)が成立するnについ
てVK(n)の代わりにVKの目標値であるVK0を代入す
る。 VK(n)=VK0 ・・・() このVK(n)でシフト量VKの移動平均を()式より計算
する。この制御においては、VK作像ポテンシャルVBK
を順方向(通常のトナーを現像する方向)に電界がかか
るようにして逆帯電トナーの影響を少なくとともに、
(を順方向の電界に対しては、逆帯電トナ−は現像され
ない)、通常の若干の無帯電トナ−の付着量よりも多い
レベルに前記VBKを設定して、感光体ドラムの地汚れに
よる影響を除去し、現像バイアスを上げてもとれない
(逆帯電トナーが原因する)地汚れの場合にバイアスシ
フト量が際限なく大きくなって所謂、トナー濃度暴走状
態となるのを防止すると共に、フォトセンサの検知誤差
を抑える。トナ−補給不良や補給すべきトナ−がなくな
ってしまった状態であるトナ−エンドの検知不良により
トナ−濃度が設定値からずれた場合(図20において、
VSPがVTC(目標値)からずれた状態)、現像能力が低
下するためVKも小さく検知されるが、VKの補正(バイ
アスVBのシフト)を小さくして、あるいは、ずれが大
きい場合には、補正しないようにする。トナ−濃度制御
が正常な状態から異常な状態に移行する過程ではその異
常の程度に合わせて徐々にVK補正量を変化させ、例え
ば、トナーエンド検知不良の場合のように、完全にトナ
ー濃度がずれたときには補正量はゼロになるが、単に、
リップルが大きい場合(現像材が疲労した状態で、かつ
高温高湿条件下で使用したときに顕著になる現象)は補
正は機能するがその程度が小さくなる。このような制御
においては、感光体ドラムの地肌電位V0に対して像形
成中の大小関係と逆転する方向で微小電位差を有する現
像バイアスVBにより感光体ドラム上にトナーを供給し
て現像し、このトナー像に対するフォトセンサの出力V
Kが一定となるように現像バイアスVBがシフトされるこ
とで、現像バイアスVBが感光体ドラムの地肌電位V0に
対して一定に保たれ、実効現像バイアスのズレが防止さ
れて画像品質を向上させることになる。上述した各制御
の切り換えは、例えば、現像バイアスのシフト量(VBS)
が所定値(−100V)よりも小さい場合にはVBS制御に、
そして、所定値よりも大きい場合にはDIF制御にそれ
ぞれ切り換えられるようになっている。以上のような処
理は、複写機の始動時あるいは、感光体の交換直後や現
像剤の補給直後において図17に示したフロ−チャ−ト
により、検知デ−タ−判定結果−判定および処理の関係
を示した判定テ−ブルから、最小値の現状、つまり、ト
ナ−濃度の補正が適正であるかを判別する。
【0056】この判定結果に基づいて、制御部では、複
写開始スイッチが投入されたのを判別して、図21に示
すフロ−チャ−トに従って、作像のための帯電電位、現
像バイアスまたは露光量の可変制御が実行される。図2
1は複写機の全体動作のためのシ−ケンス制御を示すフ
ロ−チャ−トであり、複写開始スイッチ、つまり、プリ
ントスタ−トスイッチがオンされたかを判別して地肌電
位の検出が行われ、後述するポインタ制御に基づくダイ
ナミックレンジの設定が実行される。ポインタ制御は、
図22に示すように、現像バイアスのシフト量(VBS)が
所定値(−100V)以下であるかどうかを判別し、所定値
以下の場合には、その状態のフラグがセットされている
かを判別した上でVBS制御に移行する。また、上述し
たフラグがセットされていない場合には、表3に示すポ
インタDIFテーブルからのポインタを23番目に固定
し、そして表4に示すポインタVBSテーブルからサブポ
インタを64に固定する。
写開始スイッチが投入されたのを判別して、図21に示
すフロ−チャ−トに従って、作像のための帯電電位、現
像バイアスまたは露光量の可変制御が実行される。図2
1は複写機の全体動作のためのシ−ケンス制御を示すフ
ロ−チャ−トであり、複写開始スイッチ、つまり、プリ
ントスタ−トスイッチがオンされたかを判別して地肌電
位の検出が行われ、後述するポインタ制御に基づくダイ
ナミックレンジの設定が実行される。ポインタ制御は、
図22に示すように、現像バイアスのシフト量(VBS)が
所定値(−100V)以下であるかどうかを判別し、所定値
以下の場合には、その状態のフラグがセットされている
かを判別した上でVBS制御に移行する。また、上述し
たフラグがセットされていない場合には、表3に示すポ
インタDIFテーブルからのポインタを23番目に固定
し、そして表4に示すポインタVBSテーブルからサブポ
インタを64に固定する。
【0057】
【表3】
【0058】
【表4】
【0059】VBS制御は、図23に示すように、ポイン
タ−VBS表からΔSPを選択し、このサブポインタが
「128」以上であるかを判別することでポインタを1段
上昇させるとともにサブポインタに所定値を加え、サブ
ポインタがゼロ以下であるかを判別した上でゼロ以下の
場合には1段低いポインタに更新すると共にサブポイン
タも所定値を減ずる。現像バイアスのシフト量(VBS)が
所定値以下でない場合には、この状態のフラグがセット
されているかを判別し、フラグがセットされている場合
にはDIF制御が実行され、また、フラグがセットされ
ていないときには上述したVBS制御の場合と同様に、ポ
インタおよびサブポインタを固定する。
タ−VBS表からΔSPを選択し、このサブポインタが
「128」以上であるかを判別することでポインタを1段
上昇させるとともにサブポインタに所定値を加え、サブ
ポインタがゼロ以下であるかを判別した上でゼロ以下の
場合には1段低いポインタに更新すると共にサブポイン
タも所定値を減ずる。現像バイアスのシフト量(VBS)が
所定値以下でない場合には、この状態のフラグがセット
されているかを判別し、フラグがセットされている場合
にはDIF制御が実行され、また、フラグがセットされ
ていないときには上述したVBS制御の場合と同様に、ポ
インタおよびサブポインタを固定する。
【0060】DIF制御は、図24に示すように、前述
したVLL−VLHにより求められるDFIF検出値とDI
F設定値との差を求め、この差(α)が例えば、黒現像
の場合は0.24V、カラ−現像の場合は0.12V以下である
かを判別し、以下である場合には、そして検出値と設定
値との大小関係を判別して第4表に示したサブポインタ
に対して所定値を加減算し、また、上述した差が所定値
にない場合にも検出値と設定値との大小関係を判別した
上で、表4に示したサブポインタに対して所定値を加減
算し、サブポインタが「128」以下若しくは以上であるか
によりポインタおよびサブポインタに対して所定値の加
減算を行うとともに、サブポインタが「0」であるか否か
を判別して「0」の場合にはポインタおよびサブポインタ
から所定値を減ずる。DIF制御におけるDIF検出は
図25に示すように、階調(0〜7)に関する初期値設定
をした上で、上述したVLL−VLHを更新し、初期値も更
新した上で、各階調全てについての検出が完了したかを
判別して、完了した場合には顕像パターンからの検出値
と目標値との差を求め、この差と所定値との関係を判別
する。この判別において、所定値以下であるときには、
DIF検知を実行したとしてそのデータを入力し、全階
調での出力データの総和を算出してDIF制御の際のポ
インタ設定に供する。VBS制御あるいはDIF制御によ
り、現像バイアスのシフト量あるいは帯電電位の補正量
が設定されると、図22において、ポインタテ−ブルに
よる標準現像バイアス、標準帯電電位および標準露光量
が選択され、それぞれの値を実効値に補正する。
したVLL−VLHにより求められるDFIF検出値とDI
F設定値との差を求め、この差(α)が例えば、黒現像
の場合は0.24V、カラ−現像の場合は0.12V以下である
かを判別し、以下である場合には、そして検出値と設定
値との大小関係を判別して第4表に示したサブポインタ
に対して所定値を加減算し、また、上述した差が所定値
にない場合にも検出値と設定値との大小関係を判別した
上で、表4に示したサブポインタに対して所定値を加減
算し、サブポインタが「128」以下若しくは以上であるか
によりポインタおよびサブポインタに対して所定値の加
減算を行うとともに、サブポインタが「0」であるか否か
を判別して「0」の場合にはポインタおよびサブポインタ
から所定値を減ずる。DIF制御におけるDIF検出は
図25に示すように、階調(0〜7)に関する初期値設定
をした上で、上述したVLL−VLHを更新し、初期値も更
新した上で、各階調全てについての検出が完了したかを
判別して、完了した場合には顕像パターンからの検出値
と目標値との差を求め、この差と所定値との関係を判別
する。この判別において、所定値以下であるときには、
DIF検知を実行したとしてそのデータを入力し、全階
調での出力データの総和を算出してDIF制御の際のポ
インタ設定に供する。VBS制御あるいはDIF制御によ
り、現像バイアスのシフト量あるいは帯電電位の補正量
が設定されると、図22において、ポインタテ−ブルに
よる標準現像バイアス、標準帯電電位および標準露光量
が選択され、それぞれの値を実効値に補正する。
【0061】このようなポインタによる現像バイアス、
帯電電位および露光量がそれぞれ選択されると、これに
関係するチャ−ジャあるいは現像スリ−ブの駆動部がオ
ンされ感光体の駆動も開始されて感光体への画像形成が
実行され、感光体上に形成された顕像パタ−ンの濃度が
フォトセンサにより検出され、図26に示す現像バイア
スの補正制御、所謂、VK制御が実行される。VK制御に
あっては、前述した()式による現像バイアスVBを求
め、この現像バイアスの初期値を更新すると共に更新し
た現像バイアスがフォトセンサからのデータを所定回繰
り返し入力されて得られたものであるかを判別し、上述
した現像バイアスによる顕像パターンの濃度を判別した
上でこの濃度に対するフォトセンサによる検知を行い、
8個の平均を求めて目標VKと比較する。この比較結果
が所定値にないときには、最初の画像形成であるかを判
別し、最初の場合には、例えば、通常の作像時に印加さ
れる微小電位差以上の値(実施例では20V)に設定す
る。これは、従来の電位差に比べ、設定濃度に対する段
階的な変化を大きくして、早く設定濃度に到達するよう
にできることを狙ったものである。このような電位差の
設定によって形成される顕像パタ−ンをフォトセンサに
より検知して目標出力と比較し、目標値よりも大きい場
合には現像バイアスのシフト量に上述した電位差を加
え、また、目標値よりも小さいときには上述した電位差
を減ずる処理が行われて現像バイアスが決定される。こ
のような作像時のダイナミックレンジの制御に基づき、
図27に示すトナ−補給の制御が実行される。図27に
おいて、感光体の地肌電位の検出および感光体上の地肌
部に形成された顕像パタ−ンの濃度がそれぞれ所定タイ
ミングを以って検出され、この所定タイミングで得られ
た地肌検知電圧(VSG)が、現像スリ−ブの停止時に検出
された地肌検知電圧(VSG+)と比較される。この比較に
おいて、VSG+>VSGの関係にある場合は地肌汚れが生
じていないといえ、この場合には、VSG0をセットし、
また、VSG+>VSGの関係にない場合は地肌汚れが生じ
ているといえ、この場合には、現段階での地肌検知電圧
VSGを上述したVSG0に置き換え、この地肌検知電圧と
電圧と顕像パターンの濃度検知電圧との比が所定係数以
上、換言すれば、トナーの補給が必要であるかどうかを
判別してその結果に応じた処理を実行する。VSGの入力
処理においては、図28に示すように、VK制御の場合
と同様に、8個のデータを求め、この平均値を基に、地
肌検知電圧VSG+との比較に供しても良い。このような
トナ−の補給制御が実行されると、図21において、複
数回の複写であるかを判別し、複写終了に相当する場合
には、最終段階でのダイナミックレンジ設定のための処
理を行うと共に、VSG+の検知が行われる。VSG+検知
は、図29において、0〜7調分の複写ボタンのオン、
オフの動作毎に地肌検知電圧を入力として取り込み、そ
れらデ−タの平均値を演算した上で、平均値を地肌検知
電圧としてメモリする。上述したような処理を実行する
ことで、感光体の反射光の変化に依存することなく光学
センサの検出値が最小値となる信号を検出して光学セン
サの検知電圧のダイナミックレンジを正確に把握する場
合、その最小値の変化が実際の感光体での現像剤の付着
量にそぐわないものであるかを判別したうえで、上述し
た最小値を用いたトナ−濃度制御を実行することができ
るので、感光体の反射光特性に依存することなく、トナ
−濃度の制御を正確に行うことができ、これによって、
画像品質を向上させることが可能になる。
帯電電位および露光量がそれぞれ選択されると、これに
関係するチャ−ジャあるいは現像スリ−ブの駆動部がオ
ンされ感光体の駆動も開始されて感光体への画像形成が
実行され、感光体上に形成された顕像パタ−ンの濃度が
フォトセンサにより検出され、図26に示す現像バイア
スの補正制御、所謂、VK制御が実行される。VK制御に
あっては、前述した()式による現像バイアスVBを求
め、この現像バイアスの初期値を更新すると共に更新し
た現像バイアスがフォトセンサからのデータを所定回繰
り返し入力されて得られたものであるかを判別し、上述
した現像バイアスによる顕像パターンの濃度を判別した
上でこの濃度に対するフォトセンサによる検知を行い、
8個の平均を求めて目標VKと比較する。この比較結果
が所定値にないときには、最初の画像形成であるかを判
別し、最初の場合には、例えば、通常の作像時に印加さ
れる微小電位差以上の値(実施例では20V)に設定す
る。これは、従来の電位差に比べ、設定濃度に対する段
階的な変化を大きくして、早く設定濃度に到達するよう
にできることを狙ったものである。このような電位差の
設定によって形成される顕像パタ−ンをフォトセンサに
より検知して目標出力と比較し、目標値よりも大きい場
合には現像バイアスのシフト量に上述した電位差を加
え、また、目標値よりも小さいときには上述した電位差
を減ずる処理が行われて現像バイアスが決定される。こ
のような作像時のダイナミックレンジの制御に基づき、
図27に示すトナ−補給の制御が実行される。図27に
おいて、感光体の地肌電位の検出および感光体上の地肌
部に形成された顕像パタ−ンの濃度がそれぞれ所定タイ
ミングを以って検出され、この所定タイミングで得られ
た地肌検知電圧(VSG)が、現像スリ−ブの停止時に検出
された地肌検知電圧(VSG+)と比較される。この比較に
おいて、VSG+>VSGの関係にある場合は地肌汚れが生
じていないといえ、この場合には、VSG0をセットし、
また、VSG+>VSGの関係にない場合は地肌汚れが生じ
ているといえ、この場合には、現段階での地肌検知電圧
VSGを上述したVSG0に置き換え、この地肌検知電圧と
電圧と顕像パターンの濃度検知電圧との比が所定係数以
上、換言すれば、トナーの補給が必要であるかどうかを
判別してその結果に応じた処理を実行する。VSGの入力
処理においては、図28に示すように、VK制御の場合
と同様に、8個のデータを求め、この平均値を基に、地
肌検知電圧VSG+との比較に供しても良い。このような
トナ−の補給制御が実行されると、図21において、複
数回の複写であるかを判別し、複写終了に相当する場合
には、最終段階でのダイナミックレンジ設定のための処
理を行うと共に、VSG+の検知が行われる。VSG+検知
は、図29において、0〜7調分の複写ボタンのオン、
オフの動作毎に地肌検知電圧を入力として取り込み、そ
れらデ−タの平均値を演算した上で、平均値を地肌検知
電圧としてメモリする。上述したような処理を実行する
ことで、感光体の反射光の変化に依存することなく光学
センサの検出値が最小値となる信号を検出して光学セン
サの検知電圧のダイナミックレンジを正確に把握する場
合、その最小値の変化が実際の感光体での現像剤の付着
量にそぐわないものであるかを判別したうえで、上述し
た最小値を用いたトナ−濃度制御を実行することができ
るので、感光体の反射光特性に依存することなく、トナ
−濃度の制御を正確に行うことができ、これによって、
画像品質を向上させることが可能になる。
【0062】本実施例にあっては、上述した作像形成に
かかるダイナミックレンジの可変制御やトナ−の補給制
御あるいは現像バアイスの可変制御を行うことで感光体
上に付着するトナ−の濃度を安定させることに加え、感
光体の表面状態が経時変化し、所謂、劣化した状態にあ
る場合を検知することで、上述したトナ−濃度の安定化
に影響する検出電位の変化が感光体の交換時期によるも
のであることを判別するようになっている。以下、この
場合について説明する。検出電位の最小値(VMIN)は、
例えば、図30に示すように、階調0乃至7に相当する
レ−ザ−パワ−による顕像パタ−ンを形成した際の反射
光検出出力から得られるものであるが、実線で示す初期
状態から感光体の表面状態、つまり、傷の生成や表面粗
さの程度により二点鎖線で示すように上昇してしまう傾
向が得られる。本実施例においては、この最小検出電圧
(VMIN)が経時的に変化しているかを判別して変化した
場合、特に上昇した場合には感光体の表面状態が適正な
画像濃度制御状態にないことを判断するようになってい
る。本実施例の場合、上述した上昇傾向の判断基準とし
ては、最小検出電圧の検出精度が±0.1Vあるのを勘案
して少なくとも、前回の検出値と現在の検出値との差が
+0.3V、好ましくは、光学センサのリニアリティを考
慮して+0.5Vの上昇が得られたときに感光体の交換時期
であると判断するようになっている。そして、上述した
感光体交換時期の判断処理は、まず、前述した(1)乃至
(10)式によって、顕像パタ−ンからの検出電圧の最小値
を求め、図31に示すフロ−チャ−トに基づいて、現像
スリ−ブが停止して感光体が回転しているときに感光体
の表面電位、所謂、地肌電位(VSG)を検出した上で、光
学センサによる顕像パタ−ンの濃度検出電圧が入力さ
れ、前記(1)乃至(10)により検出値の最小値(VMIN)を求
めて、この時の最初対を初期状態の値として記憶する。
感光体上のトナ−濃度制御のために、上記(1)〜(10)式
により、検出値の最小値(VMIN)が求められると、この
値を初期値と比較して、初期値よりも前述した差に相当
する上昇が得られた場合には、感光体の交換時期と判断
して表示する。このような処理を行うことにより、感光
体の反射光の変化に依存することなく光学センサの検出
値が最小値となる信号を検出して光学センサの検知電圧
のダイナミックレンジを正確に把握する場合、その最小
値の変化が初期状態での感光体上の顕像パタ−ンからの
検出出力の最小値よりも上昇した場合には、感光体の交
換時期であることを自動的に判断するので、画像劣化を
引き起こす感光体の劣化を未然に知ることができ、これ
により、画像品質の低下を防ぐことができる。
かかるダイナミックレンジの可変制御やトナ−の補給制
御あるいは現像バアイスの可変制御を行うことで感光体
上に付着するトナ−の濃度を安定させることに加え、感
光体の表面状態が経時変化し、所謂、劣化した状態にあ
る場合を検知することで、上述したトナ−濃度の安定化
に影響する検出電位の変化が感光体の交換時期によるも
のであることを判別するようになっている。以下、この
場合について説明する。検出電位の最小値(VMIN)は、
例えば、図30に示すように、階調0乃至7に相当する
レ−ザ−パワ−による顕像パタ−ンを形成した際の反射
光検出出力から得られるものであるが、実線で示す初期
状態から感光体の表面状態、つまり、傷の生成や表面粗
さの程度により二点鎖線で示すように上昇してしまう傾
向が得られる。本実施例においては、この最小検出電圧
(VMIN)が経時的に変化しているかを判別して変化した
場合、特に上昇した場合には感光体の表面状態が適正な
画像濃度制御状態にないことを判断するようになってい
る。本実施例の場合、上述した上昇傾向の判断基準とし
ては、最小検出電圧の検出精度が±0.1Vあるのを勘案
して少なくとも、前回の検出値と現在の検出値との差が
+0.3V、好ましくは、光学センサのリニアリティを考
慮して+0.5Vの上昇が得られたときに感光体の交換時期
であると判断するようになっている。そして、上述した
感光体交換時期の判断処理は、まず、前述した(1)乃至
(10)式によって、顕像パタ−ンからの検出電圧の最小値
を求め、図31に示すフロ−チャ−トに基づいて、現像
スリ−ブが停止して感光体が回転しているときに感光体
の表面電位、所謂、地肌電位(VSG)を検出した上で、光
学センサによる顕像パタ−ンの濃度検出電圧が入力さ
れ、前記(1)乃至(10)により検出値の最小値(VMIN)を求
めて、この時の最初対を初期状態の値として記憶する。
感光体上のトナ−濃度制御のために、上記(1)〜(10)式
により、検出値の最小値(VMIN)が求められると、この
値を初期値と比較して、初期値よりも前述した差に相当
する上昇が得られた場合には、感光体の交換時期と判断
して表示する。このような処理を行うことにより、感光
体の反射光の変化に依存することなく光学センサの検出
値が最小値となる信号を検出して光学センサの検知電圧
のダイナミックレンジを正確に把握する場合、その最小
値の変化が初期状態での感光体上の顕像パタ−ンからの
検出出力の最小値よりも上昇した場合には、感光体の交
換時期であることを自動的に判断するので、画像劣化を
引き起こす感光体の劣化を未然に知ることができ、これ
により、画像品質の低下を防ぐことができる。
【0063】
【発明の効果】以上、本発明によれば、感光体へのトナ
−の付着量の変化に対して光学センサ出力が最小になる
ときの反射光検出信号値を検出することで感光体の反射
特性等が変化しても画像濃度検知のために形成する所定
顕像パタ−ンの濃度を適正値に維持するようにして、画
像品質を向上させることができる。また、本発明によれ
ば、顕像パタ−ンの画像濃度を適正値に維持するにあた
って、経時での光学センサからの出力の急変にも対応し
て画像濃度を最適な状態に維持することができる。さら
に、本発明によれば、上述した顕像パタ−ンの濃度が適
正範囲外に外れた場合には自動的にそのことを検知して
順次選択的に現像条件を選択偏向することを可能にする
ことで適正化することができる。そしてまた、本発明に
よれば、上述した顕像パタ−ンの画像濃度制御に悪影響
を及ぼす感光体の寿命を判断して、感光体の交換時期を
検出することができる。
−の付着量の変化に対して光学センサ出力が最小になる
ときの反射光検出信号値を検出することで感光体の反射
特性等が変化しても画像濃度検知のために形成する所定
顕像パタ−ンの濃度を適正値に維持するようにして、画
像品質を向上させることができる。また、本発明によれ
ば、顕像パタ−ンの画像濃度を適正値に維持するにあた
って、経時での光学センサからの出力の急変にも対応し
て画像濃度を最適な状態に維持することができる。さら
に、本発明によれば、上述した顕像パタ−ンの濃度が適
正範囲外に外れた場合には自動的にそのことを検知して
順次選択的に現像条件を選択偏向することを可能にする
ことで適正化することができる。そしてまた、本発明に
よれば、上述した顕像パタ−ンの画像濃度制御に悪影響
を及ぼす感光体の寿命を判断して、感光体の交換時期を
検出することができる。
【図1】本発明の実施例による画像形成装置の全体構成
を示す模型図である。
を示す模型図である。
【図2】本発明の実施例による画像形成方法を実行する
ために図1に示した装置に装備されている制御部を説明
するためのブロック図である。
ために図1に示した装置に装備されている制御部を説明
するためのブロック図である。
【図3】図2に示した制御部での制御特性を説明するた
めの線図である。
めの線図である。
【図4】図2に示した制御の動作を説明するためのフロ
−チャ−トである。
−チャ−トである。
【図5】図2に示した制御部で用いる条件を説明するた
めの線図である。
めの線図である。
【図6】本発明の実施例による画像形成方法に用いられ
る判定テ−ブルを示す表図である。
る判定テ−ブルを示す表図である。
【図7】本発明の実施例による画像形成方法に用いられ
る判定テ−ブルを示す表図である。
る判定テ−ブルを示す表図である。
【図8】図2に示した制御部の動作を説明するためのフ
ロ−チャ−トである。
ロ−チャ−トである。
【図9】図2に示した制御部の動作を説明するためのフ
ロ−チャ−トである。
ロ−チャ−トである。
【図10】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図11】図2に示した制御部で用いる別の条件を説明
するための線図である。
するための線図である。
【図12】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図13】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図14】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図15】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図16】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図17】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図18】本発明の実施例による画像形成方法に用いら
れる判定テ−ブルを示す表図である。
れる判定テ−ブルを示す表図である。
【図19】本発明の実施例による画像形成方法に用いら
れる判定テ−ブルを示す表図である。
れる判定テ−ブルを示す表図である。
【図20】図2に示した制御部での別の制御特性を説明
するための線図である。
するための線図である。
【図21】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図22】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図23】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図24】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図25】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図26】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図27】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図28】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図29】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図30】図2に示した制御部に用いる他の条件を説明
するための線図である。
するための線図である。
【図31】図2に示した制御部の動作を説明するための
フロ−チャ−トである。
フロ−チャ−トである。
【図32】画像形成装置に用いられるトナ−の光学的反
射特性を説明するための線図である。
射特性を説明するための線図である。
10 カラ−複写機 11 スキャナ部 12 画像処理部 13 プリンタ部 22 書き込み部 23 記録ユニット 24 感光体ドラム 26 現像ユニット 31 転写ベルト 38 補給ロ−ラ 41(101) フォトセンサ 100 制御部 102 現像バイアス制御ユニット 103 帯電制御ユニット 104 クラッチ駆動部 105 補給用帯電制御ユニット 106 露光ランプ制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平2−219810 (32)優先日 平成2年8月20日(1990.8.20) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−219811 (32)優先日 平成2年8月20日(1990.8.20) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−268016 (32)優先日 平成2年10月5日(1990.10.5) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−306525 (32)優先日 平成2年11月13日(1990.11.13) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−325009 (32)優先日 平成2年11月27日(1990.11.27) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 見手倉 理弘 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭55−144265(JP,A) 特開 昭57−207264(JP,A) 特開 平1−222273(JP,A) 特開 昭64−2074(JP,A) 特開 平3−35264(JP,A) 特開 昭53−138733(JP,A) 特開 平1−109365(JP,A) 特開 昭58−203477(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14 G03G 15/08 112 - 115
Claims (7)
- 【請求項1】潜像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤により現像して感光
体上に顕像を形成する画像形成装置であって、感光体上
に所定の顕像パタ−ンを形成して光学センサにより読み
取らせ、該光学センサの反射光検出信号に基づいて現像
バイアス、帯電電位又は露光量のうちの少なくとも1つ
を変化させるようにした画像形成装置において、 前記感光体への現像剤の付着量の変化に対して光学セン
サの反射光検出信号が最小となるときの信号値を検出す
る最小信号検出手段を有し、上記最小信号検出手段が、
3つ以上の顕像パタ−ンを形成し、これらのパタ−ンの
反射光検出信号に基づく2次回帰情報から極小値を求め
るようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】潜像担持体上の静電潜像を少なくともトナ
−を含む現像剤で顕像化する行程を有する画像形成装置
の画像濃度を制御する方法であって、上記担持体上に所
定方法でトナ−像を形成し、そのトナ−像の反射濃度を
光学センサで検出し、その反射濃度と目標とする画像濃
度を得るために予め決められている値とを参照して計算
して得られた結果で、作像に関わる現像バイアス、帯電
電位あるいは露光量のうちの少なくとも1つを変化させ
て濃度制御を行う画像形成方法において、 上記目標とする画像濃度を求めるために用いられる上記
予め決められた値を調整する調整工程を有し、上記調整
工程が、画像形成装置の電源投入後、最初の作像可能状
態が設定される前に実行されるようにしたことを特徴と
する画像形成方法。 - 【請求項3】潜像担持体上の静電潜像を少なくともトナ
−を含む現像剤で顕像化する行程を有する画像形成装置
の画像濃度を制御する方法であって、上記担持体上に所
定方法でトナ−像を形成し、そのトナ−像の反射濃度を
光学センサで検出し、その反射濃度と目標とする画像濃
度を得るために予め決められている値とを参照して計算
して得られた結果で、作像に関わる現像バイアス、帯電
電位あるいは露光量のうちの少なくとも1つを変化させ
て濃度制御を行う画像形成方法において、 過去にトナ−像を光学センサで検出して得られたデ−タ
が、過去に予め決められている値に対して所定範囲内に
あるとき、その予め決められていた値を調整するように
したことを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項4】潜像坦持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤により現像して感光
体上に顕像を形成する画像形成装置であって、感光体上
に形成された所定の顕像パタ−ンを光学センサにより読
み取らせ、該光学センサの反射光検出信号に基づいて作
像のための現像バイアス、帯電電位または露光量のうち
の少なくとも一つを変化させるようにした画像形成装置
において、 上記光学センサを入力側に接続され、出力側には上記現
像バイアス、帯電電位、露光量が設定するための駆動部
および上記現像剤中のトナ−の補給量を調整するための
駆動部がそれぞれ接続してある制御部を備え、 上記制御部は、上記顕像パタ−ンの少なくとも2種類の
ものに基づく上記光学センサからの検知信号を基に、現
段階での作像のためのダイナミックレンジの設定が適正
であるかを判断するとともに、トナ−濃度制御のために
静電潜像担持体上に形成される顕像パタ−ンの濃度のう
ち、ハイライト濃度が得られる階調での反射光検出出力
の傾き、上記ダイナミックレンジのうちの一つの補正量
および上記反射光検出出力の最小値の傾きのそれぞれ
が、顕像パタ−ンの目標濃度に対応する検出出力での傾
きおよびダイナミックレンジに対して所定範囲にあるか
を判定して、所定範囲内にあるときには、上記最小値お
よびダイナミックレンジの選択による作像が可能である
と判定し、また、上記所定範囲内にない場合には、上記
最小値を基にした上記顕像パタ−ンの目標濃度が得られ
ないことを判定することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項5】潜像坦持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤により現像して感光
体上に顕像を形成する画像形成装置であって、感光体上
に形成された所定の顕像パタ−ンを光学センサにより読
み取らせ、該光学センサの反射光検出信号に基づいて作
像のための現像バイアス、帯電電位または露光量のうち
の少なくとも一つを変化させるようにした画像形成装置
において、 上記光学センサを入力側に接続され、出力側には上記現
像バイアス、帯電電位、露光量を設定するための駆動部
および上記現像剤中のトナ−の補給量を調整するための
駆動部がそれぞれ接続してある制御部を備え、 上記制御部は、上記顕像パタ−ンの少なくとも2種類の
ものに基づく上記光学センサからの検知信号を基に、現
段階での作像のためのダイナミックレンジの設定が適正
であるかを判断し、適正でない場合には、トナ−の補給
部の駆動状態を補正することを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項6】請求項5記載の画像形成装置において制御
部は、トナ−濃度制御のために静電潜像担持体上に形成
される顕像パタ−ンの濃度のうち、ハイライト濃度が得
られる階調での反射光検出出力の傾き、上記ダイナミッ
クレンジのうちの一つの補正量および上記反射光検出出
力の最小値の傾きのそれぞれが、顕像パタ−ンの目標濃
度に対応する検出出力での傾きおよびダイナミックレン
ジに対して所定範囲にあるかを判定して、所定範囲内に
あるときには、上記最小値およびダイナミックレンジの
選択による作像が可能であると判定し、また、上記所定
範囲内にない場合には、上記最小値を基にした上記顕像
パタ−ンの目標濃度が得られないことを判定するととも
に、上記顕像パタ−ンの目標濃度が得られるようにトナ
−補給部を駆動することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項7】潜像坦持体に静電潜像を形成し、該静電潜
像を少なくともトナ−を含む現像剤により現像して感光
体上に顕像を形成する画像形成装置であって、感光体上
に形成された所定の顕像パタ−ンを光学センサにより読
み取らせ、該光学センサの反射光検出信号に基づいて作
像のための現像バイアス、帯電電位または露光量のうち
の少なくとも一つを変化させるようにした画像形成装置
において、 上記光学センサを入力側に接続され、出力側には上記現
像バイアス、帯電電位、露光量を設定するための駆動部
および上記現像剤中のトナ−の補給量を調整するための
駆動部がそれぞれ接続してある制御部を備え、 上記制御部は、トナ−濃度制御のために静電潜像担持体
上に形成される顕像パタ−ンの濃度のうち、ハイライト
濃度が得られる階調での反射光検出出力の傾き、上記ダ
イナミックレンジのうちの一つの補正量および上記反射
光検出出力の最小値の傾きのそれぞれが、顕像パタ−ン
の目標濃度に対応する検出出力での傾きおよびダイナミ
ックレンジに対して所定範囲にあるかを判定して、所定
範囲内にあるときには、上記最小値およびダイナミック
レンジの選択による作像が可能であると判定し、また、
上記所定範囲内にない場合には、上記最小値を基にした
上記顕像パタ−ンの目標濃度が得られないことを判定し
て、上記作像のためのダイナミックレンジを可変制御す
ることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03035371A JP3051470B2 (ja) | 1990-04-27 | 1991-02-05 | 画像形成装置および画像形成方法 |
GB9108985A GB2244350B (en) | 1990-04-27 | 1991-04-26 | Image forming method and apparatus for the same |
DE4113777A DE4113777C2 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-26 | Bilderzeugungseinrichtung |
US08/031,015 US5424809A (en) | 1990-04-27 | 1993-03-11 | Image forming method and apparatus for the same |
GB9324285A GB2271650B (en) | 1990-04-27 | 1993-11-25 | Image forming apparatus |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2-113092 | 1990-04-27 | ||
JP2-219809 | 1990-08-20 | ||
JP21981090 | 1990-08-20 | ||
JP21981190 | 1990-08-20 | ||
JP2-219811 | 1990-08-20 | ||
JP2-219806 | 1990-08-20 | ||
JP2-219810 | 1990-08-20 | ||
JP21980990 | 1990-08-20 | ||
JP21980690 | 1990-08-20 | ||
JP2-268016 | 1990-10-05 | ||
JP26801690 | 1990-10-05 | ||
JP2-306525 | 1990-11-13 | ||
JP30652590 | 1990-11-13 | ||
JP2-325009 | 1990-11-27 | ||
JP32500990 | 1990-11-27 | ||
JP03035371A JP3051470B2 (ja) | 1990-04-27 | 1991-02-05 | 画像形成装置および画像形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0580622A JPH0580622A (ja) | 1993-04-02 |
JP3051470B2 true JP3051470B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=27576890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3051470B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106767522B (zh) * | 2017-04-01 | 2023-05-19 | 长春理工大学 | 一种针对大口径深矢高的光学自由曲面检测方法及装置 |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP03035371A patent/JP3051470B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0580622A (ja) | 1993-04-02 |
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