JP3282058B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤を収納した現像
器を有する電子写真式画像形成装置で、特に像担持体上
に複数のテストパッチ像を形成し、これを現像器の現像
剤担持体の線速を変えて現像し、そのうち設定した濃度
のテストパッチ像を得た現像剤担持体線速に固定して画
像形成を行う画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置では、現像剤のトナ
ー濃度の変化やその他の条件変動に伴って生じるコピー
画像の濃度変動を補正するため、画像形成に先立って、
一定輝度のレーザ書込みユニツトによって像担持体上に
テストパッチ潜像を形成するか、或いは原稿台の端部近
傍に標準票板を設け、走査光学系によって前記標準票板
のテストパッチ潜像を像担持体上に形成し、このテスト
パッチ潜像を現像器によって現像してテストパッチ像と
したのち、クリーニング装置の上流側に設けた画像濃度
検知手段である画像濃度センサによりそのテストパッチ
像の反射濃度を測定し、反射濃度が規定値より高い場合
はトナー補給を行わないが、反射濃度が規定値より低い
場合はトナー補給を行う。

【０００３】或いは、現像器の底部などに透磁率センサ
を設けて現像剤のトナー濃度を監視し規定のトナー濃度
より低くくなるとトナー補給を行う等の方法によってコ
ピー画像濃度を常に適正値に保持した上で、異なる輝度
の露光により複数のテストパッチ潜像を形成し、このテ
ストパッチ潜像を線速一定の現像剤担持体で現像し、そ
の現像された複数のテストパッチ像の濃度を画像濃度セ
ンサで検知し、検知された一連の濃度データに基づいて
階調補正カーブを作成する制御を行う画像形成装置は知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の装置で
は、画像形成を続行中の現像性能の低下や像担持体の感
光層の電位異常などにより画像濃度の低下や階調性の崩
れが生じることがあるので、一定のコピー枚数ごとに最
大濃度補正及び階調補正を行なうことが必要となるが、
形成される画像の生産性が低下するという問題点があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、前記問題点を解決して、
生産性に優れ、常に適正な画像濃度と階調性を有する記
録画像の得られる画像形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、像担持
体上に一定輝度の露光により複数のテストパッチ潜像を
形成し、該テストパッチ潜像のそれぞれを現像剤担持体
線速を変えて現像して複数のテストパッチ像を形成し、
該テストパッチ像のうちその反射濃度が設定された濃度
範囲に入ったテストパッチ像を形成した現像剤担持体線
速を画像形成用に固定する最大濃度の補正の制御を行
い、続いて、異なる輝度の露光により複数のテストパッ
チ潜像を形成し、該テストパッチ潜像を前記線速に固定
された現像剤担持体で現像し、その現像された複数のテ
ストパッチ像の濃度を画像濃度センサで検知し、検知さ
れた一連の濃度データに基づいて階調補正カーブを作成
する制御を行う画像形成装置において、定着ユニットの
ウォーミングアップ期間中には、最大濃度の補正を行
い、続いて階調補正カーブを作成する制御を行い、前記
ウォーミングアップ期間中以外は、所定コピー枚数毎に
前記現像剤担持体の線速を変更して最大濃度の補正のみ
を行い、前記所定コピー枚数は、特定湿度以上になった
時のコピー枚数を計測することにより求められることを
特徴とする画像形成装置によって達成される。

【０００７】

【０００８】

【作用】本発明では、所定コピー枚数毎に、又は、特定
湿度下における所定コピー枚数毎に現像剤担持体の線速
変更の制御のみを行うようにしたので、複雑な制御を行
う必要がなく生産性を低下させることがない。

【０００９】

【実施例】本発明の構成とその作用を図面に基づいて説
明する。

【００１０】図１は本発明の画像形成装置の一実施例を
示すブロック図である。

【００１１】本実施例の画像形成装置は、例えばスキャ
ナー若しくはパーソナルコンピュータ等の画像信号発生
手段200からの濃度信号に基づいて半導体レーザの発光
時間を変化させることにより階調記録を行うパルス幅変
調（ＰＷＭ）による露光プロセスを行う電子写真方法を
採用したものであり、電源のメインスイッチをオンにす
ると定着ユニット160のウォーミングアップを行う定着
温度設定用のプログラムと、ウォーミングアップ期間内
で現像剤の帯電量を所定値に設定するための撹拌スクリ
ュー133Ａ〜133Ｃを回転させる帯電安定化用のプログラ
ムと、さらに像担持体110の帯電電位の安定化のために
画像形成前に像担持体に電荷を付与する前帯電処理を実
行する帯電電位安定化用のプログラムと、これらのプロ
グラムの実行と並行してＲＡＭ340から読み出されるテ
ストパッチ信号Ｓ_Gに基づいて像担持体110上にＰＷＭ25
5（最大露光量）で露光した複数のテストパッチ潜像を
形成し、それを現像スリーブ131の回転数を変えた現像
装置130によって現像し、顕像化したテストパッチ像を
画像濃度センサＤＳ₁により最大画像濃度を検出し、現
像スリーブ131の回転数を固定して現像特性を固定する
ためのプログラムと、複数の階調補正用のテストパッチ
潜像を形成し、上記現像特性を固定された現像装置130
によって顕像化しグレイスケール化し、画像濃度センサ
ＤＳ₂によってその濃度を検知しプリンタ特性を検出す
るプログラムと、このプリンタ特性から記録信号の階調
を補正する階調補正制御用のプログラム等を有するＭＰ
Ｕ500を備えたものである。

【００１２】以下、本実施例の画像形成装置の主要構成
を説明する。

【００１３】画像処理部300は、ＬＯＧ310，ＬＵＴ32
0，ＲＡＭ330，340及びセレクタ350からなり、最大画像
濃度を所定値に固定した後、グレイスケール化したテス
トパッチ像から得られるプリンタ特性を最大画像濃度を
基準に正規化して階調を補正するものである。

【００１４】ＬＯＧ310は輝度−濃度の対にしたテーブ
ルデータを書き込んだものであり、操作パネル600に設
けた濃度選択用ボタンによって選択するものである。Ｌ
ＵＴ320は検出した濃度データを逆転したものを得るた
めのＰＷＭ−濃度を対にしたテーブルデータを書き込ん
であり、ＰＷＭレベルを示す記録信号を書き込みユニッ
ト400或いはＲＡＭ330に送出する。

【００１５】ＲＡＭ330は予めバックアップ用の補正カ
ーブを書き込んだものである。この補正カーブは環境変
動による現像剤や感光体の特性変化を加味して作成した
共通のものや、各環境毎にコピー枚数等による経時劣化
を加味して複数本用意してもよい。かかるバックアップ
補正カーブの読み出しは、画像濃度センサＤＳ₂からの
出力異常を検知した場合に読み出したり、操作パネル60
0からの操作により選択的に読み出すことができるもの
である。ここで出力異常というのは、例えばＰＷＭレベ
ルが大きくなってもセンサ出力が低下しないか、一定に
なる、又は大きくなる、或いはセンサ出力がない場合を
いう。

【００１６】ＲＡＭ340は８ビットによる256階調を表現
するテストパッチや常温常湿（例えば20℃、50％）下の
プリンタ特性による最大画像濃度を表す濃度パッチ、さ
らに中間濃度を示す濃度パッチの何れかを示すテストパ
ッチデータを書き込んである。

【００１７】セレクタ350はＭＰＵ500からのセレクト信
号に基づいてＲＡＭ340からのテストパッチ信号Ｓ_G又は
ＬＵＴ320からの濃度信号若しくはＲＡＭ330からの濃度
信号の何れかを出力する。

【００１８】書込みユニット400は、パルス幅変調回路4
10、ＬＤドライバ420、書込み光学系430から構成され、
露光プロセスを行う。

【００１９】パルス幅変調回路410は参照波と所定ビッ
トからなる記録信号をＤ／Ａ変換したアナログ記録信号
とを比較し記録信号のパルス幅変調を行い多値化するも
のである。このようにして得られる変調信号はＬＤドラ
イバ420の駆動信号となる。

【００２０】ＬＤドライバ420は、前記変調信号で半導
体レーザを発振させるものであり、半導体レーザの発射
光量に比例する信号がフィードバックされ、その光量が
一定になるよう駆動する光量安定手段を有している。こ
れにより半導体レーザを駆動する電流を変更して潜像電
位を調整することができる。また、同期系としてインデ
ックスセンサ439及びインデックス検出回路440を設けて
いる。この同期系は偏向光学系からの走査開始直前のレ
ーザビームがミラーＭiを介してインデックスセンサ439
に入射すると、インデックスセンサ439が発する電流を
インデックス検出回路440は電流／電圧変換してインデ
ックス信号として出力する。このインデックス信号によ
り所定速度で回転するポリゴンミラーの面位置を検出
し、ポリゴンミラーに同期したラスタ走査を行うことが
できる。

【００２１】書込み光学系430は、１走査ライン分の記
録信号をパルス幅変調した変調信号によって半導体レー
ザを発振させ、それによって発射するレーザビームを所
定速度で回転するポリゴンミラーで偏向させ、fθレン
ズ及び第１のシリンドリカルレンズ及び第２のシリンド
リカルレンズによって像担持体110上に微小なスポット
に絞ってライン走査（主走査）し、像担持体110の回転
による副走査によってラスタ走査し潜像を形成する。第
１のシリンドリカルレンズ及び第２のシリンドリカルレ
ンズはポリゴンミラーの各ミラー面の面倒れによるスポ
ット位置を補正する光学系であり、fθレンズはポリゴ
ンミラーによる像担持体110上のスポットの走査速度を
全域に亙って一定にするレンズである。なお、上記記録
信号は例えば画像記録信号又はＲＡＭ340から読み出さ
れるテストパッチ信号Ｓ_G若しくはＲＡＭ330の濃度信号
等である。

【００２２】ＭＰＵ500は静電写真プロセスを実行する
プログラムと現像性固定手段を構成するプログラムを書
き込んだＲＡＭ（図示せず）を備え、また、操作パネル
600からの各種出力信号を処理する機能を備えている。
さらに、記録紙の排出を検出する排紙センサＰＳと、機
内温度を検知するための温度センサＴｈＳ₁及び定着ロ
ーラの表面温度を検出するための温度センサＴｈＳ
₂と、機内湿度を検知するための湿度センサＨＳが接続
されている。ＭＰＵ500にはまた、現像装置130の現像ス
リーブ131をＭＰＵ500の制御により任意の速度で駆動す
るスリーブ駆動部131Ｍと、撹拌スクリュー133Ａ〜133
Ｃの駆動・停止の切り換えを行うソレノイドがドライバ
（図示せず）を介して接続されている。

【００２３】ＭＰＵ500はさらにプリンタ特性検知手段
及び最大画像濃度換算手段に用いるプログラムを書き込
んだＲＡＭを備えている。

【００２４】プリンタ特性検知手段は、画像濃度センサ
ＤＳ₁及びＤＳ₂とテストパッチ信号Ｓ_Gを書き込んだＲ
ＡＭ340を用い、実際のプリンタ特性及び最大画像濃度
を検出する。このプログラムは最大画像濃度換算手段に
相当するプログラムも含んでいる。

【００２５】画像濃度検出手段に相当するプログラム
は、輝度信号をＡ／Ｄ変換することにより256階調に正
規化した出力電圧に対する画像濃度センサＤＳ₁及びＤ
Ｓ₂の定格最大出力（像担持体110上に何も付着していな
い状態での出力）との比を対数変換した値に像担持体11
0の濃度と記録紙の濃度との相違を考慮して得られる信
号を得るものであり、像担持体110上に顕像化した複数
のテストパッチ像から得られる輝度信号に所定の処理を
施して平均した値を算出する（特開平1-41375号公報参
照）。これにより、ＭＰＵ500は像担持体110の振動に起
因する検出誤差を除去したプリンタ特性及び最大画像濃
度を検知できることになる。

【００２６】ＭＰＵ500は、透磁率の変化により現像性
に関係なく現像剤のトナー濃度を一定に制御する機能を
有し、現像スリーブ131の回転数を可変することによ
り、現像性を所定値に選択できる。

【００２７】現像剤のトナー濃度制御手段は、現像装置
130内に装填した現像剤の透磁率を透磁率センサＴＳで
検出し、これによりトナー補給ユニット（図示せず）を
駆動することにより現像剤のトナー濃度をほぼ一定に制
御するものである。

【００２８】現像性固定手段を構成するプログラムは、
現像スリーブ131の回転数を制御することにより、像担
持体110の感光層の感光特性を補正した現像性を得るよ
うにするものであり、現像性と密接に関係する現像剤の
トナー濃度を一定に制御しておき、現像スリーブ131の
回転数を制御して像担持体110表面の現像領域に付着す
る現像剤の量を変化させて最大画像濃度を調整する。

【００２９】なお、本実施例においては、単一のＭＰＵ
500で上述した各種のプログラムを起動するように説明
したが、これに限定されるものでなく、２つ以上のＭＰ
Ｕを用いて並列処理するようにしてもよい。

【００３０】操作パネル600は例えばタッチディスプレ
イからなり、コピー倍率、コピー枚数、コピー開始等を
指令するものであり、操作した内容を表示するようにし
てある。

【００３１】像担持体110は例えばアルミニウム等から
なる導電基材の表面に例えば（−）帯電の塗布型ＯＰＣ
からなる感光層を形成したもので、導電基材は接地して
ある。像担持体110は280mm／secの線速度で矢示方向に
回転するドラム状の感光体であり、像担持体110の回転
軸に位相を検出するためのエンコーダ115を設けてあっ
て像担持体110の位相を示す位相信号をＭＰＵ500に送出
する。

【００３２】像担持体110の周縁部には後述する帯電器1
20、現像装置130、転写器143、分離器144、クリーニン
グユニット150を設け、さらに給紙トレイ、レジストロ
ーラ142、搬送ベルト等からなる給紙系を備えている。

【００３３】帯電器120は例えばスコロトロン帯電器か
らなり、像担持体110を一様に帯電する。

【００３４】現像装置130 はスリーブ駆動部131Ｍによ
って駆動される現像剤担持体である現像スリーブ131、
現像剤を撹拌する撹拌スクリュー133Ａ，133Ｂ，133Ｃ
等を有し、撹拌スクリュー133Ａ，133Ｂ，133Ｃは120rp
mで回転することにより現像剤を撹拌した後回転する現
像スリーブ131の外周に磁気ブラシを形成し、現像スリ
ーブ131には所定のバイアス電圧が印加されて、像担持
体110に対向した現像領域の潜像をトナー像に顕像化す
る。

【００３５】現像剤にはポリエステル系で重量平均粒径
8.5μmのトナーと、フェライトに樹脂コーティングを施
した重量平均粒径60μmキャリアからなる２成分現像剤
でトナー濃度４〜６％のものが用いられる。

【００３６】転写器143は、像担持体110上に静電的に担
持したトナー像に記録紙を重ね、記録紙の裏側から電荷
を注入することにより、記録紙上にトナー像を静電的に
転写するもので、スコロトロン帯電器であることが好ま
しいが、コロトロン帯電器或いは帯電ローラも使用でき
る。

【００３７】分離器144は、像担持体110及び静電的に吸
着した記録紙を除電することにより、記録紙を分離する
もので、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電器或いは
帯電ローラ等が用いられる。

【００３８】クリーニングユニット150は、ブレード等
を像担持体110表面に接触させ、トナー像の転写を終わ
った像担持体110の表面に付着したトナー及び粉塵を掻
き落として廃トナーボックスに収容する。

【００３９】定着ユニット160は、熱若しくは熱及び圧
力をトナー像を担持した記録紙に加えることにより、ト
ナー像を記録紙上に永久に固定するユニットであり、一
対の定着用回転体である加熱ローラ及び加圧ローラを備
えている。

【００４０】加熱ローラ161及び加圧ローラ162の内側芯
部にはハロゲンランプ等からなる加熱ヒータが設けられ
ている。なお、加圧ローラ162の加熱ヒータは設けられ
ないこともある。加熱ローラ161 の周囲温度はサーミス
タなどからなる温度センサＴｈＳ₁により検知され、こ
の検知信号はＭＰＵ500に送出され、これによって制御
されて所定の温度範囲内に保持される。加圧ローラ162
は図示しないバネなどの付勢部材によって加熱ローラ16
1に圧接されるようになっている。加熱ローラ161は時計
方向に回転し、加圧ローラ162は加熱ローラ161に圧接し
て従動回転する。

【００４１】排紙センサＰＳは定着ユニット160の排紙
側の経路に設けられ、記録紙の後端を検出した検知信号
をＭＰＵ500に送出し、排出される記録紙の枚数（コピ
ー枚数）が計数される。

【００４２】装置筺体の側壁に設けられた温度センサＴ
ｈＳ₂と湿度センサＨＳは、画像形成装置を設置した環
境の温度及び湿度を検出しその検出信号をＭＰＵ500に
送出する。

【００４３】図２及び図３は像担持体110上のトナー像
の濃度検出用の画像濃度センサＤＳ₁及びＤＳ₂の構成を
示す図で、図２（ａ）及び図３（ａ）は平面図であり、
図２（ｂ）及び図３（ｂ）は図２（ａ）及び図３（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。図において、ＬＥＤは発光素
子である発光ダイオード、ＰＴは受光素子であるホトト
ランジスタ、ＢＰは基板、ＣＫはケーシング、ＢＧは防
塵ガラス、ＳＫはソケットである。図２は現像装置130
の下流側に設けられた画像濃度センサＤＳ₁を示す図
で、発光ダイオードＬＥＤが発射する光の被検知面への
入射角が40°となり、ホトトランジスタＰＴは被検知面
からの反射光を40°方向から受光するように溝をケーシ
ングＣＫに形成し、この溝に発光ダイオードＬＥＤ及び
ホトトランジスタＰＴを嵌入したもので、このタイプの
画像濃度センサは拡散光の他に直接反射光も受光して反
射濃度を検出するものであり、所定濃度近傍の分解能を
高くすることができるので最大画像濃度を決定するもの
に適している。

【００４４】図３はクリーニングユニット150の上流側
に設けられた画像濃度センサＤＳ₂を示す図で、発光ダ
イオードＬＥＤが発射する光が被検知面に垂直に入射
し、ホトトランジスタＰＴは被検知面からの反射光を40
°方向から受光するように溝をケーシングＣＫに形成
し、この溝に発光ダイオードＬＥＤ及びホトトランジス
タＰＴを嵌入したもので、このタイプの画像濃度センサ
は主として拡散光を受光して反射濃度を検出するもので
あり、低濃度から高濃度までの出力がほぼリニアになり
階調性の補正用に適している。なお本実施例では、発光
ダイオードＬＥＤには鹿児島松下電子株式会社製発光ダ
イオードＬＮ66を、ホトトランジスタＰＴには鹿児島松
下電子株式会社製ホトトランジスタＰＮ101 を用いた。

【００４５】図４は本実施例の画像濃度検出手段の濃度
検出回路520の一例を示す回路図である。発光ダイオー
ドＬＥＤのアノード端子には最大出力10（Ｖ）の可変直
流電源Ｖ_refが接続され発光ダイオードＬＥＤの放射光
量を変化させることができる。発光ダイオードＬＥＤは
電流制御用の抵抗素子Ｒ₈及び半固定抵抗素子ＶＲ₁と直
列に接続されていて、半固定抵抗素子ＶＲ₁によって発
光ダイオードＬＥＤの抵抗値のバラツキを調節した後固
定できるようになっている。発光ダイオードＬＥＤは端
子Ｔ_lをアースに接続すると点灯される。

【００４６】ホトトランジスタＰＴのカソード端子には
負荷抵抗素子Ｒ₇が接続され、直流電源Ｖ_DCから10
（Ｖ）の電源が印加される。発光ダイオードＬＥＤの光
で照射されたトナー像からの反射光を受光するホトトラ
ンジスタＰＴの出力電流は反射光の強さに応じて変化
し、負荷抵抗素子Ｒ₇の両端にはホトトランジスタＰＴ
の出力電流に比例した電圧が生じる。この電圧は演算増
幅器であるＩＣ₁と固定抵抗素子Ｒ₅，Ｒ₆とからなる出
力検出回路の（＋）入力端子に入力され増幅されて画像
濃度信号として出力端子Ｖ_outから出力する。Ｃ₁はサー
ジ電圧やその他のノイズのバイパス用コンデンサであ
る。

【００４７】以上説明した各種のセンサの出力は電圧変
換回路（図示せず）を介して最大電圧がＭＰＵ500に適
した電圧になるよう揃えられてＭＰＵ500に入力され
る。

【００４８】次に、図１の画像形成装置におけるコピー
画像の最大濃度を常に一定に維持するための現像スリー
ブ33Ａの回転数（線速）の固定について説明する。

【００４９】コピー開始時のウォーミングアップ中に、
先ず、ＭＰＵ500の制御により可変直流電源Ｖ_refの出力
電圧を０から0.2Ｖずつ上げてゆき画像濃度センサＤＳ₁
の発光ダイオードＬＥＤ を発光させ、像担持体110上に
トナーの付着しない状態の濃度を検知しこの時の濃度検
出回路520の出力電圧が７Ｖになるように調整する。出
力電圧が７Ｖ±0.1Ｖになった所で可変直流電源Ｖ_refの
出力電圧を固定する。同様のことを画像濃度センサＤＳ
₂についても行う。この間像担持体110の回転は行っても
行わなくてもよいが、像担持体110の劣化防止のために
は回転させるのがよい。これにより画像濃度センサＤＳ
₁及びＤＳ₂の汚れや性能劣化による出力変化は補正され
る。この後ＭＰＵ500は最大濃度補正及び階調補正を行
う。

【００５０】最大濃度補正は次のようにしてなされる。
像担持体110上にトナーがない状態でＭＰＵ500の制御に
より、前記画像形成と同様に像担持体110は帯電され
る。ＭＰＵ500は画像処理部300のセレクタ350にセレク
ト信号を送り、書込みユニット400には最大濃度補正用
パッチ像のテストパターンＳ_G信号が送出される。これ
により像担持体110上には図５（ａ）に示すようなほぼ3
0mm×20mmの複数の最大濃度補正用テストパッチの潜像
ｐ₁，ｐ₂・・・・ｐ_nが副走査方向に約２mmおきに書込
まれる。このときの露光レベルは一定で例えばパルス幅
変調（ＰＷＭ）で８ビットのディジタル信号の場合はベ
タ黒に相当するレベルＰＷＭ255で行われる。ＭＰＵ500
は前記エンコーダ115からの位相信号によって像担持体1
10の位相を検知した後に上記潜像と同期した位置で現像
装置130を駆動し反転現像する。この現像時の現像装置1
30の現像スリーブ131の回転数は現像スリーブ131を駆動
するスリーブ駆動部131ＭのＭＰＵ500の制御により、図
５（ｂ）（展開図）に示すようにそれぞれのテストパッ
チ潜像毎に変えられて現像され顕像化される。現像スリ
ーブ131の回転数は100rpmから25rpm毎に450rpmまで上昇
される。こうしてテストパッチの潜像ｐ₁，ｐ₂・・・・
ｐ_nは濃度の異なる複数のテストパッチ像ｐ_1A，ｐ_2A・
・・・ｐ_nAとなる。この最大濃度補正用テストパッチ像
は転写器143の上流側に設けられた画像濃度センサＤＳ₁
によってその反射光量が検出され図４の回路によって増
幅された後パッチ濃度データとしてＭＰＵ500に順次送
出される。この後テストパッチ像は退避した転写器143
及び分離器144の位置を通りクリーニングユニット150に
よってクリーニングされる。

【００５１】上記ＭＰＵ500に入力される増幅後の画像
濃度センサＤＳ₁の出力は図６に示すグラフとなる。こ
のうち例えば濃度1.35に相当する電圧Ｖ_sr（破線）以下
に始めて下がった時のテストパッチ像の現像スリーブ13
1の回転数（線速）を検出し、この回転数を内蔵したＲ
ＡＭに記憶する。以後の画像形成時にはこの回転数（線
速）を用いるようスリーブ駆動部131Ｍに指定信号を送
出して現像スリーブ131の回転数（線速）の固定を行
う。これにより環境条件の変化や像担持体110の感光層
の劣化等によって生じるコピー画像の最大濃度の変化が
補正される。通常最大規定濃度は1.4に設定される。こ
れは濃度1.35以上であればコピー画像の品位は十分であ
るからである。この最大濃度の補正は現像剤のトナー濃
度（混合比）の変更や現像スリーブ131上の現像剤の搬
送量を変更することによってもできるが、現像スリーブ
131の回転数変更による方法がトナー汚れやカブリを発
生させない点で優れている。

【００５２】以上のようにしてコピー画像の最大濃度が
規定濃度に補正された後、階調性の補正がなされる。階
調補正は前記と同様、像担持体110上にトナーがない状
態でＭＰＵ500の制御により、前記画像形成と同様に像
担持体110は帯電され、書込みユニット400には画像処理
部300から階調補正用のテストパターン信号が書込みユ
ニット400の半導体レーザに送出される。このテストパ
ターンは例えば８ビットのディジタル信号の０〜255の2
56レベルの場合、８レベル飛びのＰＷＭ信号が書込みユ
ニット400の半導体レーザに送出され、像担持体110上に
は図７に示すようなほぼ30mm×20mmの複数のテストパッ
チの潜像が副走査方向に約２mmおきに書込まれる。この
潜像は前記現像スリーブ131の回転数を固定された現像
装置130によって反転現像され濃度の異なる複数の階調
補正用のテストパッチ像ｐ_0B，ｐ_1B，ｐ_2b・・・・ｐ_nB
・・・・ｐ_32Bとなり退避した転写器143、分離器144の
位置を通過し画像濃度センサＤＳ₂によってその反射光
量が検出される。検出された一連の濃度データは階調補
正データとしてＭＰＵ500に送出される。

【００５３】ここでテストパッチ像の反射光量検出出力
からパッチ像の濃度に換算する方法について説明する。

【００５４】上記階調補正用テストパッチ像のＰＷＭ
０，８，16，24・・・・ｎ・・・・255としたパッチ像
ｐ_0B，ｐ_1B，ｐ_2b・・・・ｐ_nB・・・・ｐ_32Bの濃度検
出回路520の出力電圧をＶ₀，Ｖ₈，Ｖ₁₆，Ｖ₂₄・・・・
Ｖn・・・・Ｖ₂₅₅とするとき、それぞれの仮の濃度をＤ
_Pnとすると Ｄ_P0＝−logＶ₀／Ｖ₀ Ｄ_P1＝−logＶ₈／Ｖ₀ Ｄ_P2＝−logＶ₁₆／Ｖ₀ Ｄn ＝−logＶn／Ｖ₀ としてＤ_Pnを求め、 Ｄ_P32＝−logＶ₂₅₅／Ｖ₀ を前記最大濃度である1.4になるよう正規化する。ま
た、記録紙の濃度が0.08であるから全てのＤ_Pnに0.08を
加える。このようにしてコピー画像とした定着した転写
紙上のパッチ像の濃度に換算される。ＭＰＵ500の制御
により上記階調補正データは補間されて連続したプリン
タ特性となる。補間の方法は直線スプライン、ラグラン
ジュ等の補間方法が利用できる。ここでは３次スプライ
ン関数による補間を行った（教育出版：スプライン関数
とその応用参照）。

【００５５】なお、前記テストパッチ像は、プリンタ特
性を直接得たいので像担持体110の画像領域に形成した
が、これに限定されるものではなく、非画像領域に形成
してもよい。

【００５６】以上のようにして本実施例では定着ユニッ
ト160のウォーミングアップ期間中にコピー画像の最大
濃度が規定濃度に補正された後、続いて階調性の補正が
行われる。

【００５７】しかし、その後のコピー中では階調性の補
正は特に行わない。その理由は、実験を重ねた結果、最
初に最大濃度と階調性の補正を行い数10回或いは数百回
毎に最大濃度の補正のみを行うと階調性はほとんど変化
しないことを発見したからである。

【００５８】上記最大濃度補正及び階調補正の動作は約
20秒を要するので、50コピー毎に最大濃度補正のみを行
うようにすることは、１コピー動作又は50コピー動作毎
に最大濃度及び階調補正を実行するものに比べコピー生
産性を格段に向上させることができる。

【００５９】反転現像系を有する画像形成装置のコピー
を連続して行う際のコピー画像の画像濃度が低下する原
因は （ａ）現像性能の低下 （ｂ）感光体露光部電位の上昇 の２つがある。

【００６０】一般に（ｂ）の割合が少なく、（ａ）の割
合が大きい。この場合は、現像剤担持体（現像スリーブ
131）の線速を変更することで現像性を劣化前と同等に
戻すことができる。（ｂ）の割合が少ないため階調補正
カーブの大きなズレは発生しない。従って、現像スリー
ブ131の線速を所定コピー枚数毎に変更して最大濃度の
補正を行うのみで階調性も初期状態に保持することがで
きる。

【００６１】本実施例では表１に示す条件で定着ユニッ
ト160のウォーミングアップ期間中に前記現像スリーブ1
31の線速固定と階調補正を行った後70,000枚数のコピー
を行った。

【００６２】

【表１】

【００６３】環境条件は温度30℃、湿度80％で50コピー
毎に最大画像濃度を補正するため現像スリーブ131の線
速を変更して66,000枚数のコピーを行った。その結果コ
ピー画像の最大濃度の変動は図８に示すようになり、コ
ピー画像の階調性はほぼ一定に保持された。

【００６４】さらに、66,000枚から70,000枚までコピー
を続け66,000枚時と70,000枚時及び70,000枚終了時最大
画像濃度補正実施後の現像スリーブ131の回転数と像担
持体110上のトナー付着量を示すと表２のようになっ
た。

【００６５】

【表２】

【００６６】また、上記66,000枚時と70,000枚時の最大
濃度補正実施前後のコピー画像の階調性は図９に示すよ
うになった。このように、最大濃度補正のみでスタート
時とほぼ同等の階調特性を得ることができ、階調補正カ
ーブは70,000枚時の後も66,000枚時のスタート時と共通
のものを使用できた。

【００６７】湿度が50％以下の場合は像担持体110上の
トナー付着量はスタート時と殆ど変化しないので、定着
ユニット160のウォーミングアップ期間中の補正を行う
だけでコピー画像の最大濃度の補正も行う必要がない。
従って、湿度センサＨＳの湿度信号により湿度50％以上
になった時のコピー枚数を計測するようにして所定枚数
毎に最大濃度補正のための現像スリーブ131の線速の変
更を行うようにすると、さらに生産性の向上を図ること
ができる。

【００６８】以上の実施例は２成分現像剤を使用する現
像装置を有する画像形成装置について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、１成分現像剤を使
用する現像装置を有する電子写真式のプリンタ等にも適
用することができる（この場合は透磁率センサＴＳは廃
止することができる）。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置では、定着ユニットのウォーミングアップ期間中以外
は、所定コピー枚数毎にコピー画像の最大濃度を補正す
るための現像剤担持体の回転数変更の制御のみを行うよ
うにしたので、従来のように最大濃度補正と階調補正を
行う画像形成装置に比べ生産性を格段に向上させ、常に
適正な最大画像濃度と階調性を有するコピー画像が得ら
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】画像濃度センサの一例の構成を示す平面図及び
断面図である。

【図３】画像濃度センサの他の例の構成を示す平面図及
び断面図である。

【図４】濃度検出回路の一例を示す回路図である。

【図５】像担持体上の最大濃度補正用のテストパッチ像
を示す斜視図及び拡大展開図である。

【図６】最大濃度補正時の濃度検出回路の出力を示すグ
ラフである。

【図７】像担持体上の階調補正用のテストパッチ像を示
す展開図である。

【図８】コピー画像の最大濃度の変動を示すグラフであ
る。

【図９】コピー画像の階調性の変動を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

110 像担持体 130 現像装置 131 現像スリーブ(現像剤担持体) 131Ｍ スリーブ駆動部 300 画像処理部 400 書込みユニット 500 ＭＰＵ ＤＳ₁，ＤＳ₂ 画像濃度センサ ＨＳ 湿度センサ ｐ₁，ｐ₂・・・・ｐ_n テストパッチ潜像 ｐ_1A，ｐ_2A・・・・ｐ_nA テストパッチ像 ＰＳ 排紙センサ ＴＳ 透磁率センサ ＴｈＳ₁，ＴｈＳ₂ 温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋田 宏 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株 式会社内 審査官 下村 輝秋 (56)参考文献 特開 平６−198973（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15873（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288869（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−165293（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−100535（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−267953（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−267270（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−67423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に一定輝度の露光により複数
   のテストパッチ潜像を形成し、該テストパッチ潜像のそ
   れぞれを現像剤担持体線速を変えて現像して複数のテス
   トパッチ像を形成し、該テストパッチ像のうちその反射
   濃度が設定された濃度範囲に入ったテストパッチ像を形
   成した現像剤担持体線速を画像形成用に固定する最大濃
   度の補正の制御を行い、続いて、異なる輝度の露光によ
   り複数のテストパッチ潜像を形成し、該テストパッチ潜
   像を前記線速に固定された現像剤担持体で現像し、その
   現像された複数のテストパッチ像の濃度を画像濃度セン
   サで検知し、検知された一連の濃度データに基づいて階
   調補正カーブを作成する制御を行う画像形成装置におい
   て、 定着ユニットのウォーミングアップ期間中には、最大濃
   度の補正を行い、続いて階調補正カーブを作成する制御
   を行い、 前記ウォーミングアップ期間中以外は、所定コピー枚数
   毎に前記現像剤担持体の線速を変更して最大濃度の補正
   のみを行い、前記所定コピー枚数は、特定湿度以上にな
   った時のコピー枚数を計測することにより求められるこ
   とを特徴とする画像形成装置。