JP3135743B2 - 画像濃度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真プロセスの画像
濃度を制御する画像濃度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＯＡ化の急速な進歩にともない、高品位
な画質を得る複写機、プリンター、ファクシミリが強く
要望されている。この様な要求があるなかで、これま
で、複写画像の濃度を測定し、予め設定しておいた基準
濃度信号と比較して、画像濃度制御を行い、常に一定の
濃度の画像を実現することが可能となった。例えば、特
開平０４−８５６０２号公報では、高濃度の基準濃度パ
ッチと低濃度の基準濃度パッチを備えており、まず、こ
れらの基準濃度パッチを、帯電した感光体上に投影して
基準濃度パッチの潜像を作成し、これを現像手段により
可視像にして、その濃度を検出する。そして、予め設定
しておいた基準濃度信号と比較し、電子写真プロセスの
定性モデルを用いて制御入力の変化方向を決定し、検出
された濃度が基準濃度信号と等しくなるまで、繰り返し
制御を行い、常に一定の濃度の画像を得ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像濃度制御装
置では、画像濃度を調整するための制御入力の調整可能
範囲を越える場合の動作については考慮されていない。
しかしながら、画像濃度を調整するための制御入力の例
えば露光量には、露光量を上げたときの消費電力量の増
加や温度上昇、ランプ寿命等から調整可能範囲が存在
し、同様に帯電電圧についても調整可能範囲が存在す
る。この方式をそのまま実施すると、制御入力の設定値
が調整可能範囲を越えた場合は、調整可能範囲を越えた
制御入力についてのみ実際にプロセスに入力する制御入
力を単純に調整範囲内に修正し、調整範囲を越えない制
御入力については、そのままの設定値をプロセスに入力
することとなる。そのため、出力濃度の高濃度と低濃度
とのいづれか一方さえも目標濃度に一致させることがで
きないという問題点があった。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、帯電
電圧又は露光量の制御入力が調整範囲を越える場合に、
それらの制御入力を調整範囲内としかつ少なくとも１つ
の出力画像濃度は目標濃度と等しくし、他の出力画像濃
度と目標濃度の誤差を小さくする画像濃度制御装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像濃度制御装
置は、感光体を帯電させる帯電手段と、感光体に潜像を
作成する露光手段と、潜像を可視像とする現像手段と、
少なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パッチの
出力濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の出
力と予め設定された目標濃度との誤差を演算する誤差算
出手段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数を乗じ
て帯電電圧、露光量の変化量を演算する第１演算手段
と、第１演算手段で演算された帯電電圧の変化量と帯電
電圧の値との加算値である帯電加算値が予め設定された
帯電電圧範囲を越えたときにのみ信号を出力する第１判
断手段と、第１判断手段から信号が出力された場合に帯
電電圧範囲と誤差算出手段の出力と変化量変換関数とに
基づき帯電電圧範囲内で少なくとも１つの任意の基準濃
度パッチの出力濃度を目標濃度に一致させ、他の基準濃
度パッチの出力濃度と目標濃度との誤差を最も小さくす
る帯電電圧、露光量の変化量を演算する第２演算手段
と、第１判断手段から信号が出力されない場合は前記第
１演算手段で、信号が出力された場合は第２演算手段で
それぞれ演算された帯電電圧、露光量の変化量をそれぞ
れ帯電電圧、露光量に加算する設定値更新手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００６】また、上記帯電電圧と同様に露光量につい
ては、第１判断手段をそれに対応する第２判断手段に代
え、第２演算手段をそれに対応する第３演算手段に代え
た構成としたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明によれば、第１演算手段により誤差算出
手段の出力に変化量変換関数を乗じて制御入力である帯
電電圧および露光量の変化量を演算し、第１判断手段に
より第１演算手段で演算された変化量により決まる制御
入力の帯電電圧が調整範囲内に入っているか否かを判断
し、調整範囲内に入っていない場合は、第２演算手段に
より帯電電圧の調整範囲と誤差算出手段の出力と変化量
変換関数とに基づいて帯電電圧、露光量の変化量を演算
し、優先度の高い出力濃度のみを目標濃度に一致させる
帯電電圧、露光量の変化量を算出することにより、その
出力濃度を目標濃度に一致させ、他の出力画像濃度と目
標濃度の誤差を小さくすることができる。

【０００８】また、第２判断手段により制御入力の露光
量が調整範囲内に入っているか否かを判断し、第３演算
手段により上記帯電電圧の場合と同様に調整範囲内で少
なくとも１つの任意の出力画像濃度を目標濃度と等しく
し、他の出力画像濃度と目標濃度の誤差を小さくするこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例の画像濃度制御装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００１０】図１に本発明の第１実施例における画像濃
度制御装置の構成を示す。図１において、１００は帯電
コロトロン、１０２は露光サブシステム、１０４は現像
サブシステム、１０６は感光体、１０８はトナー、１１
０は原稿、１１２は濃度検出器、１１４は高濃度の基準
濃度パッチ、１１６は低濃度の基準濃度パッチ、１１８
は高濃度の基準濃度パッチ１１４に対するトナー像、１
２０は低濃度の基準濃度パッチ１１６に対するトナー
像、１２２は原稿台である。

【００１１】２００は画像制御部であり、２０２は誤差
検出器、２０４は制御終了検査部、２０６は第１制御入
力変化量演算器、２０８は第１判断部、２１０は第２制
御入力変化量演算器、２１２は制御入力更新部、２１４
は制御入力生成部である。

【００１２】以上の構成の画像濃度制御装置について、
以下その動作を説明する。

【００１３】まず、電子写真プロセスの動作について説
明する。感光体１０６は帯電コロトロン１００によって
流入電流Ｉｄを受けて初期表面電位Ｖ0 に帯電される。
次に、露光サブシステム１０２により照明および結像光
学系を介して原稿１１０の像が感光体１０６上に形成さ
れる。このとき画像部分では画像濃度Ｄ_IMに対応した実
効光エネルギーＥ_IMが、背景部（バックグランド部）で
は濃度Ｄ_BGに対応する実効光エネルギーＥ_BGがおのおの
の感光体１０６に与えられる。露光前に一様にＶ0 であ
った感光体１０６の表面電位は原稿濃度に対応した実効
光エネルギーを受けて減衰し、現像サブシステム１０４
に至るときには画像部分でＶ_IM、バックグランド部でＶ
_BGとなっている。トナー１０８のトナー濃度Ｔ_C などと
現像器の諸設定パラメータ（スリーブ回転速度、スリー
ブと感光体１０６間の距離、着磁パターン、バイアス電
圧Ｖ_BIASなど）から感光体１０６の表面電位に対応した
トナー量が現像されて感光体１０６の表面に付着する。
この時同時に、高濃度の基準濃度パッチ１１４に対して
は、トナー像１１８が形成され、低濃度の基準濃度パッ
チ１１６に対しては、トナー像１２０が形成される。

【００１４】次に、濃度検出器１１２は高濃度及び低濃
度の基準濃度パッチのトナー像の濃度を検出し、誤差検
出器２０２はこれらの検出値をそれぞれ予め設定する基
準高濃度信号及び基準低濃度信号と比較しそれぞれ高濃
度誤差信号及び低濃度誤差信号を算出し、第１制御入力
変化量演算器２０６は誤差検出器２０２の出力と変化量
変換関数に基づき誤差信号が０になるような帯電電圧、
露光量の変化量を算出する。

【００１５】次に、第１判断部２０８は、第１制御入力
変化量演算器で演算された帯電電圧の変化量と前回の制
御入力である帯電電圧の値との加算値である帯電加算値
が予め設定した帯電電圧範囲を越えたときにのみ信号を
出力し、第２制御入力変化量演算器２１０は、第１判断
部から信号が出力された場合に帯電電圧範囲と誤差検出
器２０２の出力と変化量変換関数とに基づき帯電電圧、
露光量の変化量を演算する。

【００１６】制御入力更新部２１２は第１判断部２０８
から信号が出力されない場合は第１制御入力変化量演算
器２０６で演算された帯電電圧、露光量の変化量、信号
が出力された場合は第２制御入力変化量演算器２１０で
演算された帯電電圧、露光量の変化量をそれぞれ前回の
制御入力である帯電電圧、露光量に加算し、加算値を今
回値として帯電電圧、露光量を更新する。

【００１７】制御入力生成部２１４では、制御入力更新
部２０８で更新した帯電電圧、露光量に基づき、帯電コ
ロトロン、露光サブシステムの入力を生成する。

【００１８】以上の動作により基準となる濃度と等しい
濃度の画像を実現する。なお、誤差検出器２０２と変化
量算出器２０６の間に、制御終了検査部２０４が設置さ
れており、誤差検出手段２０２の出力である高濃度誤差
信号及び低濃度誤差信号が近似的に０である場合望みの
画像が得られたと判断し制御動作を終了する。

【００１９】以下電子写真プロセスの現像までの基本動
作について詳細に説明する。電子写真プロセスでは、帯
電サブプロセス、露光サブプロセス、現像サブプロセス
の３つのサブプロセスを通して、感光体１０６上にはト
ナー像が形成される。原稿１１０の画像濃度を入力画像
濃度Ｄ_IMとし、それに対応する感光体１０６上のトナー
像の濃度Ｄ_S を出力画像濃度とすると、両者の関係は入
力画像がソリッド画像の場合には次式で表現できる。

【００２０】

【数１】

【００２１】

【数２】

【００２２】

【数３】

【００２３】ここで、Ｓは感光体１０６の感度であり、
γ_S は現像サブシステム１０４の各パラメータ及びトナ
ー１０８の物性や劣化度合い、感光体１０６の膜厚およ
び誘電率などで決まる定数、Ｖ_BIASは現像バイアス電圧
である。さらに、感光体表面電位Ｖ_DDP 、実効光エネル
ギーＥ_BGは調整可能なパラメータであり、これらを調節
することにより入力画像濃度Ｄ_IMに対する出力画像濃度
Ｄ_S の値を調整することが可能である。感光体表面電位
Ｖ_DDP は直接には操作できないが、帯電コロトロン１０
０からの流入電流Ｉd を操作することで間接的に操作が
可能である。

【００２４】入力画像濃度Ｄ_IMと出力画像濃度Ｄ_S の関
係は、（数１）〜（数３）より、

【００２５】

【数４】

【００２６】という式が得られ、図２に示す実測濃度特
性曲線のようになる。

【００２７】画像制御の目的はこの実測濃度特性曲線を
望ましい目標濃度特性曲線に一致させることである。こ
こで、電子写真プロセスの調整可能パラメータである帯
電電圧、露光量を制御入力とし、出力画像濃度を出力と
し、制御入力の変化に対する出力の変化量を実験等によ
り求め、次にこの制御入力の変化に対する出力の変化量
の逆関数を求めることにより、出力濃度と目標濃度との
誤差に基づき制御入力の変化量を演算する変化量変換関
数が求められる。この変化量変換関数と出力濃度と目標
濃度の誤差を乗じ出力濃度を目標濃度に一致させる制御
入力の変化量を演算する。ここで演算された制御入力の
変化量により決まる制御入力の帯電電圧が調整範囲内に
入っているか否かを判断し、その判断結果に基づき、調
整範囲内に入っていない場合は、出力濃度と目標濃度と
の誤差と調整範囲と変化量変換関数とから入力の変化量
を演算する。これにより、出力濃度を目標濃度に一致さ
せる制御入力の帯電電圧が調整範囲を越える場合でも、
帯電電圧の調整範囲内で、低濃度の出力画像濃度を目標
濃度と等しくし、高濃度の出力画像濃度と目標濃度との
誤差を小さくする入力を求めることができ、これに基づ
き制御を行うことで、調整範囲内で最良の出力画像を得
ることができる。

【００２８】以下、このような画像制御を行う画質制御
部２００の動作について詳細に説明する。

【００２９】今、制御入力生成部２１４により電子写真
プロセスへの入力である感光体表面電位Ｖ_DDP 、実効光
エネルギーＥ_BGで構成される制御入力

【００３０】

【数５】

【００３１】に基づきｋ回目の試行を行ったとする。制
御入力Ｘ（ｋ）により電子写真プロセスは濃度検出器１
１２によって検出された高濃度部の濃度Ｄs ＿h と低濃
度部の濃度Ｄs ＿l で構成される出力

【００３２】

【数６】

【００３３】を実現したとする。この時、制御入力更新
部２１２は、ｋ回目の試行で制御入力生成部２１４が電
子写真プロセスに入力した制御入力Ｘ（ｋ）を基準制御
入力Ｘold として記憶する。なお、１回目の試行を行な
う以前の時（初期状態）は基準制御入力Ｘold には初期
制御入力Ｘini を与えて記憶しておく。

【００３４】次に、誤差検出器２０２は、出力ベクトル
Ｙと、この２つの濃度の望ましい値である基準高濃度信
号Ｄs ＿hdと、基準低濃度信号Ｄs ＿ldとでから構成さ
れる基準出力Ｙ_d とを比較し、誤差信号

【００３５】

【数７】

【００３６】を出力する。次に、第１制御入力変化量演
算器２０６で、誤差検出器２０２の出力であるｅ（ｋ）
と変化量変換関数を乗ずることにより制御入力の変化量
を算出する。実験等により入力の変化に対する出力の変
化量

【００３７】

【数８】

【００３８】を実験等により求め、次にこの入力の変化
に対する出力の変化量の逆関数を求めることにより、変
化量変換関数は、実験的に以下のように得られる。

【００３９】

【数９】

【００４０】（数９）のａ、ｂ、ｃ、ｄは、出力濃度に
より変化する。ａおよびｃは、

【００４１】

【数１０】

【００４２】

【数１１】

【００４３】のように、高濃度の出力の関数となる。ま
た、ｂおよびｄは、

【００４４】

【数１２】

【００４５】

【数１３】

【００４６】のように、低濃度の出力の関数となる。

【００４７】（数９）で表される変化量変換関数と（数
７）に示される誤差検出器２０２の出力を乗ずることに
より、（数１４）により制御入力の変化量

【００４８】

【数１４】

【００４９】を出力する。

【００５０】次に、第１判断部２０８は基準入力Ｘold
に第１制御入力変化量演算器２０６で演算した制御入力
の変化量△Ｘ（ｋ＋１）を加えて、ｋ＋１回目の制御入
力

【００５１】

【数１５】

【００５２】を作成する。（数１５）のｋ＋１回目の制
御入力の帯電電圧ＶDDP （ｋ＋１）と制御入力の帯電電
圧の調整可能範囲の上限値ＶDDPMAXと下限値ＶDDPMINを
比較し、

【００５３】

【数１６】

【００５４】または、

【００５５】

【数１７】

【００５６】の場合は、ｋ＋１回目の制御入力の帯電電
圧が制御入力の調整可能範囲を越えるか否かを示す信号
ＶDDPFLAG に、

【００５７】

【数１８】

【００５８】を出力する。なお、

【００５９】

【数１９】

【００６０】の場合は、信号ＶDDPFLAG に、

【００６１】

【数２０】

【００６２】を出力する。

【００６３】第２制御入力変化量演算器２１０では、第
１判断部２０８の出力信号ＶDDPFLAG が１である場合
に、調整範囲内で、低濃度の出力画像濃度を目標濃度と
等しくし、高濃度の出力画像濃度と目標濃度との誤差を
小さくする制御入力の変化量を演算する。

【００６４】制御入力の変化量は（数１４）に示される
ように（数９）で表される変化量変換関数と（数７）に
示される誤差検出器２０２の出力を乗ずることにより求
める。（数１４）、（数９）、（数７）より

【００６５】

【数２１】

【００６６】となる。（数２１）中で、△ＶDDP （ｋ＋
１）、△ＥBG（ｋ＋１）は、ｋ＋１回目の制御入力のそ
れぞれ帯電電圧、露光量の変化量であり、

【００６７】

【数２２】

【００６８】に示すとおりである。

【００６９】今、第１判断部２０８の比較結果に基づ
き、ｋ＋１回目の制御入力の帯電電圧が制御入力の調整
可能範囲を越える場合、すなわち

【００７０】

【数２３】

【００７１】であり、ｋ＋１回目の制御入力の帯電電圧
が帯電電圧の調整範囲の上限値より大きい場合、すなわ
ち

【００７２】

【数２４】

【００７３】である場合は、第１制御入力変化量演算器
２０６において（数１４）で演算された帯電電圧の変化
量を与えることはできず、実際に与えることのできる帯
電電圧の変化量△ＶDDP ＿L （ｋ＋１）は、帯電電圧の
調整範囲の上限値ＶDDPMAXとｋ回目の制御入力Ｘ（ｋ）
の帯電電圧ＶDDP （ｋ）の差

【００７４】

【数２５】

【００７５】となる。制御の目的は、低濃度の出力濃度
を目標濃度に一致させ、高濃度の出力濃度と目標濃度と
の誤差をできるだけ小さくすることである。そこで（数
２５）で表される実際に与えることのできる帯電電圧の
変化量△ＶDDP ＿L （ｋ＋１）と、（数７）の出力濃度
の低濃度の誤差とを（数２１）に代入し、実際に変化さ
せることのできる高濃度の出力濃度の目標値をＤs ＿hd
＿L とすると（数２６）が得られる。

【００７６】

【数２６】

【００７７】となる。（数２６）で求められた高濃度の
出力濃度の目標値Ｄs ＿hd＿L とＤs＿h （ｋ）との差
を（数２１）に代入することにより、低濃度の出力濃度
を目標濃度に一致させ、高濃度の出力濃度と目標濃度と
の誤差をできるだけ小さくする制御入力の変化量を（数
２７）により求めることができる。

【００７８】

【数２７】

【００７９】次に第１判断部２０８の比較結果に基づ
き、ｋ＋１回目の制御入力の帯電電圧が制御入力の調整
可能範囲を越える場合、すなわち、

【００８０】

【数２８】

【００８１】であり、ｋ＋１回目の制御入力の帯電電圧
が帯電電圧の調整範囲の下限値より小さい場合、すなわ
ち

【００８２】

【数２９】

【００８３】である場合について述べる。実際に与える
ことのできる帯電電圧の変化量は、帯電電圧の調整範囲
の下限値ＶDDPMINとｋ回目の制御入力Ｘ（ｋ）の帯電電
圧ＶDDP （ｋ）の差

【００８４】

【数３０】

【００８５】となる。実際に変化させることのできる高
濃度の出力濃度の目標値Ｄs ＿hd＿LとＤs ＿h （ｋ）
との差は（数２６）より求められる。（数２６）の高濃
度の出力濃度の目標値Ｄs ＿hd＿L とＤs ＿h （ｋ）と
の差を（数２１）に代入することにより、低濃度の出力
濃度を目標濃度に一致させ、高濃度の出力濃度と目標濃
度との誤差をできるだけ小さくする制御入力の変化量を
（数２７）により求めることができる。

【００８６】そして、制御入力更新部２１２は、第１判
断部２０８の出力信号ＶDDPFLAG が０である場合は、第
１制御入力変化量演算器２０６で演算された入力変化△
Ｘ（ｋ＋１）を、基準入力ベクトルＸold に加算し、第
１判断部２０８の出力信号ＶDDPFLAG が１である場合
は、第２制御入力変化量演算器２１０で演算された入力
変化△Ｘ（ｋ＋１）を、基準入力ベクトルＸold に加算
し、ｋ＋１回目の制御入力

【００８７】

【数３１】

【００８８】を作成する。

【００８９】制御入力生成部２１４では、制御入力更新
部２１２で更新した帯電電圧、露光量に基づき、帯電コ
ロトロン、露光サブシステムの入力を生成する。

【００９０】以上の動作により基準となる濃度と等しい
濃度の画像を実現する。なお、誤差検出器２０２と変化
量算出器２０６の間に、制御終了検査部２０４が設置さ
れており、誤差検出手段２０２の出力である高濃度誤差
信号及び低濃度誤差信号が近似的に０である場合望みの
画像が得られたと判断し制御動作を終了する。

【００９１】これにより、出力濃度を目標濃度に一致さ
せる制御入力の帯電電圧が調整範囲を越える場合でも、
帯電電圧の調整範囲内で、低濃度の出力画像濃度を目標
濃度と等しくし、高濃度の出力画像濃度と目標濃度との
誤差を小さくする入力を求めることができ、これに基づ
き制御を行うことで、低濃度のかぶりと呼ばれる下地汚
れがなく高濃度も目標濃度に近い調整範囲内での最も良
好な出力画像を得ることができる。

【００９２】次に、本発明の第２実施例として、演算し
た出力濃度を目標濃度に一致させる制御入力の変化量に
より決まる制御入力の露光量が調整範囲を越える場合
に、出力濃度と目標濃度との誤差と調整範囲と変化量変
換関数とから入力の変化量を再演算することにより、露
光量の調整範囲内で、低濃度の出力画像濃度を目標濃度
と等しくし、高濃度の出力画像濃度と目標濃度との誤差
を小さくする入力を求め、これに基づいて制御を行う画
像濃度制御装置ついて説明する。

【００９３】図３に本発明の第２実施例における画像濃
度制御装置の構成を示す。図３において、１００は帯電
コロトロン、１０２は露光サブシステム、１０４は現像
サブシステム、１０６は感光体、１０８はトナー、１１
０は原稿、１１２は濃度検出器、１１４は高濃度の基準
濃度パッチ、１１６は低濃度の基準濃度パッチ、１１８
は高濃度の基準濃度パッチ１１４に対するトナー像、１
２０は低濃度の基準濃度パッチ１１６に対するトナー
像、１２２は原稿台である。

【００９４】３００は画質制御部、２０２は誤差検出
器、２０４は制御終了検査部、２０６は第１制御入力変
化量演算器、３０８は第２判断部、３１０は第３制御入
力変化量演算器、２１２は制御入力更新部、２１４は制
御入力生成部である。ここで、第１の実施例と同様の動
作を行う構成には第１の実施例と同じ番号をつけてい
る。

【００９５】次に、以上の構成の画像濃度制御装置の動
作を説明する。

【００９６】まず、電子写真プロセスの動作については
第１の実施例と同じであるが、本実施例では、画質制御
部２００が画質制御部３００に代えられ、それに伴って
制御入力の帯電電圧が調整範囲を越えるか否かを判断す
る第１判断部２０８に代えて制御入力の露光量が調整範
囲を越えるか否かを判断する第２判断部３０８が設けら
れ、第１判断部の判断結果に基づき帯電電圧の調整範囲
内で低濃度の出力濃度を目標濃度に一致させ高濃度の出
力濃度と目標濃度の誤差を最小にする制御入力の変化量
を求める第２制御入力変化量演算器２１０に代えて、第
２判断部３０８の判断結果に基づき露光量の調整範囲内
で低濃度の出力濃度を目標濃度に一致させ高濃度の出力
濃度と目標濃度の誤差を最小にする制御入力の変化量を
求める第３制御入力変化量演算器３１０が設けられてい
る。

【００９７】以下、第１の実施例と異なる点のみについ
て説明する。

【００９８】第２判断部３０８は、基準入力Ｘold に第
１制御入力変化量演算部で演算された制御入力の変化量
△Ｘ（ｋ＋１）を加えて、ｋ＋１回目の制御入力

【００９９】

【数３２】

【０１００】を作成する。（数３２）のｋ＋１回目の制
御入力の露光量ＥBG（ｋ＋１）と制御入力の露光量の調
整可能範囲の上限値ＥBGMAX と下限値ＥBGMIN を比較
し、

【０１０１】

【数３３】

【０１０２】または、

【０１０３】

【数３４】

【０１０４】の場合は、ｋ＋１回目の制御入力の露光量
が制御入力の調整可能範囲を越えるか否かを示す信号Ｅ
BGFLAGに

【０１０５】

【数３５】

【０１０６】を出力する。なお、

【０１０７】

【数３６】

【０１０８】の場合は、信号ＥBGFLAGに

【０１０９】

【数３７】

【０１１０】を出力する。

【０１１１】第３制御入力変化量演算器３１０では、第
２判断部３０８の出力信号ＥBGFLAGが１である場合に、
調整範囲内で、低濃度の出力画像濃度を目標濃度と等し
くし、高濃度の出力画像濃度と目標濃度との誤差を小さ
くする制御入力の変化量を演算する。

【０１１２】今、第２判断部３０８の比較結果に基づ
き、ｋ＋１回目の制御入力の露光量が制御入力の調整可
能範囲を越える場合、すなわち

【０１１３】

【数３８】

【０１１４】であり、ｋ＋１回目の制御入力の露光量が
露光量の調整範囲の上限値より大きい場合、すなわち

【０１１５】

【数３９】

【０１１６】である場合は、第１制御入力変化量演算器
２０６において（数１４）で演算された露光量の変化量
を与えることはできず、実際に与えることのできる露光
量の変化量は、露光量の調整範囲の上限値ＥBGMAX とｋ
回目の制御入力Ｘ（ｋ）の露光量ＥBG（ｋ）の差

【０１１７】

【数４０】

【０１１８】となる。制御の目的は、低濃度の出力濃度
を目標濃度に一致させ、高濃度の出力濃度と目標濃度と
の誤差をできるだけ小さくすることである。そこで（数
４０）で表される実際に与えることのできる露光量の変
化量△ＥBG＿L （ｋ＋１）と、（数７）の出力濃度の低
濃度の誤差とを（数２１）に代入し、実際に変化させる
ことのできる高濃度の出力の目標値をＤs ＿hd＿L とす
ると（数４１）が得られる。

【０１１９】

【数４１】

【０１２０】となる。（数４１）で求められた高濃度の
出力濃度の目標値Ｄs ＿hd＿L とＤs＿h （ｋ）との差
を（数２１）に代入することにより、低濃度の出力濃度
を目標濃度に一致させ、高濃度の出力濃度と目標濃度と
の誤差をできるだけ小さくする制御入力の変化量を（数
４２）により求めることができる。

【０１２１】

【数４２】

【０１２２】次に第２判断部３０８の比較結果に基づ
き、ｋ＋１回目の制御入力の露光量が制御入力の調整可
能範囲を越える場合、すなわち

【０１２３】

【数４３】

【０１２４】であり、ｋ＋１回目の制御入力の露光量が
露光量の調整範囲の下限値より小さい場合、すなわち

【０１２５】

【数４４】

【０１２６】である場合について述べる。実際に与える
ことのできる露光量の変化量は、露光量の調整範囲の下
限値ＥBGMIN とｋ回目の制御入力Ｘ（ｋ）の露光量ＥBG
（ｋ）の差

【０１２７】

【数４５】

【０１２８】となる。実際に変化させることのできる高
濃度の出力濃度の目標値Ｄs ＿hd＿LとＤs ＿h （ｋ）
との差を求めると（数４１）となる。（数４１）の高濃
度の出力濃度の目標値をＤs ＿hd＿L とＤs ＿h （ｋ）
との差を（数２１）に代入することにより、低濃度の出
力濃度を目標濃度に一致させ、高濃度の出力濃度と目標
濃度との誤差をできるだけ小さくする制御入力の変化量
を（数４２）により求めることができる。

【０１２９】そして、制御入力更新部２１２は、第２判
断部３０８の出力信号ＥBGFLAGが０である場合は、第１
制御入力変化量演算器２０６で演算された入力変化△Ｘ
（ｋ＋１）を、基準入力ベクトルＸold に加算し、第２
判断部３０８の出力信号ＥBGFLAGが１である場合は、第
３制御入力変化量演算器２１０で演算された入力変化△
Ｘ（ｋ＋１）を、基準入力ベクトルＸold に加算し、ｋ
＋１回目の制御入力

【０１３０】

【数４６】

【０１３１】を作成する。

【０１３２】これにより、出力濃度を目標濃度に一致さ
せる制御入力の露光量が調整範囲を越える場合でも、露
光量の調整範囲内で、低濃度の出力画像濃度を目標濃度
と等しくし、高濃度の出力画像濃度と目標濃度との誤差
を小さくする入力を求めることができ、これに基づき制
御を行うことで、低濃度のかぶりと呼ばれる下地汚れが
なく高濃度も目標濃度に近い調整範囲内での最も良好な
出力画像を得ることができる。

【０１３３】尚、第１実施例と第２実施例とは独立した
構成としたが、第１実施例と第２実施例を同時に備える
構成としても同様の効果が得られることは明らかであ
る。

【０１３４】

【発明の効果】本発明によれば、以上のように第１演算
手段により出力濃度と目標濃度との誤差出力に変化量変
換関数を乗じて制御入力である帯電電圧および露光量の
変化量を演算し、第１判断手段により第１演算手段で演
算された変化量により決まる制御入力の帯電電圧が調整
範囲内に入っているか否かを判断し、調整範囲内に入っ
ていない場合は、第２演算手段により帯電電圧の調整範
囲と誤差算出手段の出力と変化量変換関数とに基づいて
帯電電圧、露光量の変化量を演算し、優先度の高い出力
濃度のみを目標濃度に一致させる帯電電圧、露光量の変
化量を算出することにより、１つの出力濃度を目標濃度
に一致させ、他の出力画像濃度と目標濃度の誤差を小さ
くすることができ、制御入力の調整範囲内で最も良好な
出力画像を得ることができる。

【０１３５】また、上記帯電電圧に代えて露光量につい
ても、第２判断手段により制御入力の露光量が調整範囲
内に入っているか否かを判断し、第３演算手段により上
記帯電電圧の場合と同様に演算することにより、制御入
力の露光量が調整範囲内で少なくとも１つの任意の出力
画像濃度を目標濃度と等しくし、他の出力画像濃度と目
標濃度の誤差を小さくすることができ、制御入力の調整
範囲内で最も良好な出力画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における画像濃度制御装置
の構成図である。

【図２】入力画像濃度Ｄ_IMと出力画像濃度Ｄ_S の関係を
表す濃度特性曲線を示す図である。

【図３】本発明の第２実施例における画像濃度制御装置
の構成図である。

【符号の説明】

１００ 帯電コロトロン １０２ 露光サブシステム １０４ 現像サブシステム １０６ 感光体 １０８ トナー １１０ 原稿 １１２ 濃度検出器 １１４ 高濃度の基準濃度パッチ １１６ 低濃度の基準濃度パッチ １１８ 高濃度の基準濃度パッチに対するトナー像 １２０ 低濃度の基準濃度パッチに対するトナー像 １２２ 原稿台 ２００ 画像制御部 ２０２ 誤差検出器 ２０４ 制御終了検査部 ２０６ 第１制御入力変化量算出器 ２０８ 第１判断部 ２１０ 第２制御入力変化量演算部 ２１２ 制御入力更新部 ２１４ 制御入力生成部 ３００ 画像制御部 ３０８ 第２判断部 ３１０ 第３制御入力変化量演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−186255（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6970（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−215876（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110865（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスの感光体を所定の帯電
   電圧に帯電させる帯電手段と、原稿台上の原稿を所定の
   露光量で投影して感光体に潜像を作成する露光手段と、
   潜像を可視像とする現像手段と、原稿台上に設けられた
   少なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パッチを
   露光、現像手段により感光体上に作成した可視像の出力
   濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の出力と
   予め設定された目標濃度との誤差を演算する誤差算出手
   段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数を乗じて帯
   電電圧、露光量の変化量を演算する第１演算手段と、第
   １演算手段で演算された帯電電圧の変化量と帯電電圧の
   値との加算値である帯電加算値が予め設定された帯電電
   圧範囲を越えたときにのみ信号を出力する第１判断手段
   と、第１判断手段から信号が出力された場合に帯電電圧
   範囲と誤差算出手段の出力と変化量変換関数とに基づき
   帯電電圧範囲内で少なくとも１つの任意の基準濃度パッ
   チの出力濃度を目標濃度に一致させ、他の基準濃度パッ
   チの出力濃度と目標濃度との誤差を最も小さくする帯電
   電圧、露光量の変化量を演算する第２演算手段と、第１
   判断手段から信号が出力されない場合は前記第１演算手
   段で、信号が出力された場合は第２演算手段でそれぞれ
   演算された帯電電圧、露光量の変化量をそれぞれ帯電電
   圧、露光量に加算する設定値更新手段とを備えたことを
   特徴とする画像濃度制御装置。
2. 【請求項２】 高濃度と低濃度の２つの基準濃度パッチ
   を設け、第２の演算手段を、帯電電圧範囲上限値と帯電
   電圧との差あるいは帯電電圧範囲下限値と帯電電圧との
   差と変化量変換関数に基づき帯電電圧範囲内で低濃度の
   基準濃度パッチの出力濃度を目標濃度に一致させ、高濃
   度の基準濃度パッチの出力濃度と目標濃度との誤差を最
   も小さくする帯電電圧、露光量の変化量を演算するよう
   に構成したことを特徴とする請求項１記載の画像濃度制
   御装置。
3. 【請求項３】 第１判断手段に代えて、第１演算手段で
   演算された露光量の変化量と露光量の値との加算値であ
   る露光加算値が予め設定された露光量範囲を越えたとき
   にのみ信号を出力する第２判断手段を設け、第２演算手
   段に代えて、第２判断手段から信号が出力された場合に
   露光量範囲と誤差算出手段の出力と変化量変換関数とに
   基づき露光量範囲内で少なくとも１つの任意の基準濃度
   パッチの出力濃度を目標濃度に一致させ、他の基準濃度
   パッチの出力濃度と目標濃度との誤差を最も小さくする
   帯電電圧、露光量の変化量を演算する第３演算手段を設
   け、設定値更新手段を、第２判断手段から信号が出力さ
   れない場合は第１演算手段で、信号が出力された場合は
   第３演算手段でそれぞれ演算された帯電電圧、露光量の
   変化量をそれぞれ前記帯電電圧、露光量に加算するよう
   に構成したことを特徴とする請求項１記載の画像濃度制
   御装置。
4. 【請求項４】 高濃度と低濃度の２つの基準濃度パッチ
   を設け、第３演算手段を、露光量範囲上限値と露光量と
   の差あるいは露光量範囲下限値と露光量との差と変化量
   変換関数に基づき露光量範囲内で低濃度の基準濃度パッ
   チの出力濃度を目標濃度に一致させ、高濃度の基準濃度
   パッチの出力濃度と目標濃度との誤差を最も小さくする
   帯電電圧、露光量の変化量を演算するように構成したこ
   とを特徴とする請求項３記載の画像濃度制御装置。