JP3385495B2 - 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、電子写真複写機、レー
ザビームプリンタ、静電記録装置等の静電転写プロセス
を利用するデジタル書き込み方式の画像形成装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来、静電転写プロセスを利用する画像
形成装置では、コピー開始のため電源投入した後、定着
器が定着温度に上昇するまでのウォーミングアップ時間
が必要であったが、このウォーミングアップ時間中には
何も行われなかった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の画
像形成装置では、コピーを行わず放置した後にコピーを
行おうとすると、像担持体の帯電器による帯電電位は１
回（１周目）の帯電では放置時間が長くなる程絶対値が
低くなるという性質がある。従って、像担持体の１周目
の帯電電位と２周目の帯電電位は異なることになる。通
常画像形成領域は図12に示すように１周目と２周目にま
たがって形成されるので、図12のＡの電位は図13に示す
ように放置時間が長い程その絶対値が小さくなり、コピ
ー画像に濃度ムラを発生し放置時間が長いと画像前半で
カブリを発生するという問題点があった。 【０００４】また、現像剤のトナーの帯電量も図14に示
すように帯電量が低くなるという性質があり、放置時間
が長い場合のコピー画像は画像濃度が高くなったりカブ
リが発生するという問題点があった。更にまたレーザ記
録による画像濃度が充分の濃度とならなかったり、階調
性が良好に保たれないといった問題があった。 【０００５】本発明の目的は、前記問題点を解決して、
常に安定した階調性と画像濃度を有するコピー画像の得
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、画像デ
ータを電気的に読み取り、レーザで一様に帯電した感光
体上に画像データに基づく静電潜像を形成し、２成分現
像剤を内蔵した現像器によって現像してトナー像とし、
該トナー像を転写紙上に転写し、転写紙上のトナー像を
定着器によって加熱定着するデジタル書き込み方式の画
像形成装置において、電源の投入時には定着器のウォー
ミングアップと併行して、予め設定したプログラムに従
って下記の〜の順序で各補正を行う、温、湿度及
びコピー枚数に応じた画像形成に必要とするプロセスデ
ータの初 期設定必要とするレーザ光量が得られる レーザパワー調整、
回転する感光体ドラム上に複数回の帯電を行う感光体ド
ラムの状態準備所定時間現像器内の現像剤を撹拌する 現像剤状態準備現像器内のトナー濃度を規定濃度とする トナー濃度制
御基準パッチとして感光体上にレーザで形成された静電
潜像の現像を行い、最高濃度となるように現像スリーブ
の回転数により制御を行う 最高濃度補正感光体上に形成された複数段階の基準パッチを光学的
に検知し、階調の直線性を得るためのレーザパワーへの
補正量を導く 階調補正カーブの記憶 ただし、同一の番号内に列挙されている項目については
順序を特に問わないものとし、または以前であれば
以降のどのタイミングで行っても良いことを特徴とす
る画像形成装置によって達成される。 【０００７】 【作用】前記のように本発明は、画像形成装置の定着器
の温度上昇するまでの間のいわゆるウォーミングアップ
時間を利用して、〜の準備工程を行うので、特別な
時間を設けることなく安定した階調性と必要とする十分
な画像濃度を得るようにすることができる。 【０００８】 【実施例】本発明の説明に先立って本発明を適用する画
像形成装置について、構成とその作用を図面に基づいて
説明する。 【０００９】図１は本発明の画像形成装置の一実施例を
示す概略構成図、図２は図１の装置の制御系を示すブロ
ック図である。 【００１０】先ず、この画像形成装置の通常のコピー動
作について説明する。この画像形成装置は、画像読取り
ユニット10、ディジタル書込み系である書き込みユニッ
ト20、画像形成部30、給紙部40及び原稿載置部50等より
構成される。 【００１１】画像形成装置上部には、透明なガラス板な
どからなる原稿台51と、さらに原稿台51上に載置した原
稿Ｄを覆う原稿カバー52等からなる原稿載置部50があ
り、原稿台51の下方であって、装置本体内には第１ミラ
ーユニット12、第２ミラーユニット13、撮像レンズ14、
ＣＣＤアレイなどの撮像素子15等からなる画像読取りユ
ニット10が設けられている。 【００１２】原稿台51上の原稿Ｄの画像は、画像読取り
ユニット10の照明ランプ12Ａと第１ミラー12Ｂを備える
第１ミラーユニット12の実線から破線にて示す位置への
平行移動と、第２ミラー13Ａ及び第３ミラー13Ｂを対向
して一体的に備える第２ミラーユニット13の前記第１ミ
ラーユニット12に対する1/2の速度の追随移動とにより
全面を照明走査され、その画像は撮像レンズ14により第
１ミラー12Ｂ、第２ミラー13Ａ、第３ミラー13Ｂを経て
撮像素子15上へ結像されるようになっている。走査が終
わると第１ミラーユニット12及び第２ミラーユニット13
は元の位置に戻り、次の画像形成まで待機する。 【００１３】前記撮像素子15によって光電変換されて得
られた画像データはディジタル信号に変換された後、画
像信号処理部60によってＭＴＦ補正やγ補正等の処理が
なされ、画像信号としてメモリに一旦格納される。次い
で前記の画像信号がＣＰＵ90の制御によってメモリより
読み出されパルス幅変調された後書込みユニット20に入
力される。 【００１４】画像形成部30は、ＣＰＵ90の制御によって
前記画像信号が、駆動モータ21、ポリゴンミラー22、ｆ
θレンズ23、ミラー24，25，26及び図示しない半導体レ
ーザ、補正レンズ等からなる書込みユニット20に入力さ
れると画像記録動作を開始する。すなわち、像担持体で
ある感光体ドラム31は矢示のように時計方向に回転し、
帯電前露光を行って除電する除電器36によって除電され
た後、帯電器32により電荷を与えられているので、書込
みユニット20によるレーザビームＬによって感光体ドラ
ム31上には原稿Ｄの像に対応した静電潜像が形成され
る。その後、感光体ドラム31上の前記静電的な潜像は、
現像器33のバイアス電圧を印加した現像剤担持体である
現像スリーブ33Ａ上に担持する現像剤によって反転現像
が行われ可視のトナー像となる。 【００１５】一方、給紙部40に装填された給紙カセット
41Ａ又は41Ｂからは指定のサイズの転写紙Ｐを１枚ずつ
搬出ローラ42Ａによって搬出し、搬出ローラ43及びガイ
ド部材42を介して画像の転写部に向かって給紙する。給
紙された転写紙Ｐは、感光体ドラム31上のトナー像と同
期して作動するレジストローラ44によって感光体ドラム
31上に送出される。この転写紙Ｐには、転写器34の作用
により、感光体ドラム31上のトナー像が転写され、分離
器35の除電作用によって感光体ドラム31上から分離され
たのち、搬送ベルト45を経て定着器37へ送られ、加熱ロ
ーラ37Ａ及び加圧ローラ37Ｂによって溶融定着された
後、排紙ローラ38，46により装置外のトレイ54へ排出さ
れる。53は手差し用の給紙台である。 【００１６】前記感光体ドラム31はさらに回転を続け、
その表面に転写されずに残留したトナーは、クリーニン
グ装置39において圧接するクリーニングブレード39Ａに
より除去清掃され、再び除電器38によって除電された後
帯電器32により一様に電荷の付与を受けて、次回の画像
形成のプロセスに入る。 【００１７】なお、現像器33の撹拌スクリュー33Ｃの底
部に設けられた透磁率センサＴＳは現像剤のトナー濃度
が変化すると透磁率が変化することを利用して現像器33
内の現像剤のトナー濃度を監視し、ＣＰＵ90に現像剤の
トナー濃度情報を送出するセンサである。ＣＰＵ90は透
磁率センサＴＳの情報によりトナー濃度が一定値以下に
減少するとトナー補給の指示をトナー補給ユニット33Ｔ
に送出してトナー補給を行うので、現像剤のトナー濃度
を常に一定に維持することができる。 【００１８】本実施例では、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５％のものが用いられた
が、上記トナー濃度制御によりトナー濃度変動は±0.3
％の範囲に収めることができた。 【００１９】定着器37の37Ａ及び37Ｂは一対の定着用回
転体である上ローラ及び下ローラである。 【００２０】上ローラ37Ａ及び下ローラ37Ｂの内側芯部
にはハロゲンランプ等からなる加熱ヒータ37Ｄ（上ロー
ラ1,100Ｗ、下ローラ200Ｗ）が設けられている。上ロー
ラ37Ａ及び下ローラ37Ｂの周囲温度はサーミスタなどか
らなる温度センサ37Ｃにより検知されＣＰＵ90に送出さ
れ、この検知信号によってＣＰＵ90は加熱ヒータ37Ｄを
制御して定着制御温度である所定の温度Ｔcの許容範囲
内に保持する。 【００２１】下ローラ37Ｂは図示しないバネなどの付勢
部材によって上ローラ37Ａに線圧3.7Kg／cmで圧接され
るようになっている。上ローラ37Ａは時計方向に回転
し、下ローラ37Ｂは上ローラ37Ａに圧接して従動回転す
る。 【００２２】上ローラ37Ａ及び下ローラ37Ｂは金属製パ
イプの上に弾性層を被覆した構成からなり、その弾性層
は、上ローラ37Ａでは、厚さ20μmのＰＦＡコーティン
グ層が施され、下ローラ37Ｂでは、 下層；厚さ0.5mmのＬＴＶゴム層（ゴム硬度30°） 表層；厚さ70μmのＰＦＡチューブで覆われている。 【００２３】以上説明した画像形成装置では感光体ドラ
ム31は負帯電がなされるＯＰＣ感光体を塗布したドラム
で、書込み密度400dpi（Dot per inch）とした場合の標
準とする画像形成条件は下記表１の通りである。 【００２４】 【表１】 【００２５】感光体ドラム10の回転軸には図示しないエ
ンコーダが設けてある。このエンコーダからの位相信号
はＣＰＵ90に送出され画像位置を正確に知る必要のある
プロセス制御に利用される。 【００２６】クリーニング装置39の上流側に位置するＰ
Ｃは濃度検出装置の濃度検知センサである。この濃度検
出装置の濃度検知センサＰＣは例えば図３，図４に示す
ようにケーシングＣＫに穿設された２個の取り付け穴に
取り付けられた０°又は約40°の入射角をもって赤外光
を照射する発光素子である発光ダイオードＬＥＤと、約
40°の反射角をもって受光する受光素子であるホトトラ
ンジスタＰＴと、トナーなどによる汚れを防ぐためガラ
スなどの防塵部材ＢＧよりなっている。なお、上記赤外
線は像担持体の感光層に感度を有しない例えば波長900
〜980nmの赤外線が使用される。なお、ホトトランジス
タＰＴは代わりにホトダイオードを用いることもでき
る。発光ダイオードＬＥＤには鹿児島松下電子株式会社
製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ＰＮ101を用いた。図５は本実施例に用いた
濃度検出装置の回路の一例を示す回路図である。 【００２７】この濃度検知センサＰＣは、図５に示す電
気回路と組合わされて濃度検出装置を形成している。発
光素子である発光ダイオードＬＥＤの陽極端子には最大
出力10Ｖの可変直流電源Ｖe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Ｒ₈及び半固定抵抗Ｖ
Ｒ₁と直列に接続され直流電源から10Ｖの電圧が印加さ
れていて、半固定抵抗ＶＲ₁によって発光ダイオードＬ
ＥＤ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Ｔeをアース
に接続すると点灯される。 【００２８】受光素子であるホトトランジスタＰＴは負
荷抵抗Ｒ₇と直列に接続され、直流電源から10Ｖ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Ｒ
₇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の
（＋）入力端子に入力され増幅される。その結果、出力
端と（−）入力端子との間に接続された抵抗をＲ₅と
し、（−）入力端子とアースとの間に接続された抵抗を
Ｒ₆とするとき、抵抗Ｒ₅の両端に接続する出力端子Ｏ
ａ，Ｏｂ間にはＶout＝Ｒ₅／Ｒ₆×Ｖinの電圧が出力さ
れる。ここでＶinはＩＣ１の（＋）入力端子に加わる電
圧で、この場合の増幅回路の電圧利得（電圧ゲイン）Ｖ
out／ＶinはＲ₅／Ｒ₆となる。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。 【００２９】本発明の画像形成装置では、コピー開始時
の電源投入時において、予め、〜の順序で各補正を
行うものである。 【００３０】温、湿度及びコピー枚数に応じたプロセ
スデータの初期設定 レーザパワー調整、感光体ドラムの状態準備 現像剤状態準備 トナー濃度制御 最高濃度補正 γ補正カーブの記憶 次に、上記の準備・補正工程について順次説明する。 【００３１】温、湿度及びコピー枚数に応じたプロセ
スデータの初期設定 ＣＰＵ90には静電写真プロセスを実行するプログラムを
書き込んだＲＯＭ95と、操作パネル（図示せず）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94と、機内温度を検知す
るための温度センサＴｈＳ及び機内湿度を検知するため
の温度センサＨＳが接続されている。排紙センサ94によ
って検出されたコピー枚数はＣＰＵ90に入力され、積算
されてトータルのコピー枚数がＲＡＭ96に記憶されてい
て、コピー開始の電源が投入されると、定着器37のウォ
ーミングアップと併行して、のプログラムに従って前
記温度センサＴｈＳ及び湿度センサＨＳから環境温湿度
が読み取られて、ＣＰＵ90に入力される。ＣＰＵ90に接
続したＲＯＭ95には、予め理論検討によって温湿度及び
コピー枚数に対して最適とするプロセス条件がテーブル
として収められている。ここでプロセス条件としては、
特に温湿度やコピー枚数によって影響しやすい転写器34
における転写電流、現像剤のトナー濃度を検知する透磁
率センサＴＳの制御レベル、レーザパワー等である。本
実施例においては、ＣＰＵ90は入力された温湿度及びコ
ピー枚数に対応したプロセス条件として転写電流、透磁
率センサＴＳをＲＯＭ95から呼び出してＲＡＭ96にセッ
トする。 【００３２】レーザパワー調整、感光体ドラムの状態
準備 レーザパワー調整はＲＯＭ95に収められたレーザパワー
調整プログラムに従って行われる。ここで言うレーザパ
ワー調整とはＡＰＣ(Auto Power Controle)であって、
書き込みユニット20の半導体レーザを一瞬発光させ、こ
の発光を直接受光して所定の光量が得られているかを確
認し調整するもので、所定の光量に該当する電圧値と、
受光時の電圧値とを対比して、レーザパワーの調整を行
うもので、調整されたレーザパワーはＲＡＭ96にセット
される。 【００３３】感光体ドラムの状態準備とは、ＣＰＵ90の
制御によりＲＯＭ95よりのプログラムに従って像担持体
である感光体ドラム31の帯電器32による帯電を２回以上
行って帯電ムラのない規定電位（−750Ｖ）に一様帯電
させることである。感光体ドラム31の直径が80mmの時所
要時間は約２秒である。これにより図10に示すように画
像領域は一様に規定電位に帯電されることになる。 【００３４】現像剤状態準備 現像剤中のトナー帯電量は不作動時間が長いと低下した
状態にあるので、のプログラムとこれに基づく作動に
引き続いて、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33Ｃを回転させる帯電安定化の作動がＲ
ＯＭ95に収められたプログラムに従って、現像器33内の
撹拌スクリュー33Ｃの撹拌が行われる。図11は撹拌時間
とトナー帯電量との関係を示したグラフで、撹拌するに
従って帯電量は増大しほぼ元の帯電量に復帰する。現像
準備状態に至るプログラムとして設定された撹拌時間Ｋ
は４分程度である。 【００３５】トナー濃度制御 ＣＰＵ90はＲＯＭ95に収められたトナー濃度制御プログ
ラムによってトナー濃度の制御が行われる。現像剤のト
ナー濃度制御は、現像器33内に装填した現像剤の透磁率
を透磁率センサＴＳで検知し、検出値を基準値と比較す
ること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。このトナー濃度制御はコピー中にも行われ
る。 【００３６】最高濃度補正 最高濃度補正とは、コピー画像の最大濃度制御のこと
で、コピー画像の最大濃度を常に一定に維持するするた
めの準備工程のことをいい、この実施例では現像スリー
ブ33Ａの回転数（線速）の選択によってコピー画像の最
大濃度制御を行っている。この最大濃度制御について説
明する。 【００３７】前記画像形成装置の出荷時、濃度検知セン
サＰＣに汚れや疲労のない状態で、標準電圧でそれぞれ
の発光ダイオードＬＥＤを発光させ、感光体ドラム31上
にトナーの付着しない状態の濃度を検知しこの時の値を
初期データとしてメモリ91に記憶させておく。 【００３８】次に、最大濃度制御を行う時に、感光体ド
ラム31上にトナーの付着しない状態の濃度を濃度検知セ
ンサＰＣで検知する。このデータは先に記憶した前記初
期データと比較回路92において比較される。検出データ
が前記初期データより暗い（濃度が高い）場合にはＣＰ
Ｕ90は可変直流電源Ｖeの出力電圧を高くなるよう制御
し発光ダイオードＬＥＤの放射光量を増加する。光量を
増加した状態で再びトナーの付着しない状態の感光体ド
ラム31表面の濃度を検知し前記初期データと比較する。
検出データが初期データより明るい（濃度が低い）場合
はＣＰＵ90は可変直流電源Ｖeを制御して出力電圧を低
くし発光ダイオードＬＥＤの放射光量を下げる。これを
繰り返して検出データが前記初期データとの差が許容範
囲内に入った時の電圧に可変直流電源Ｖeの出力電圧を
固定する。これにより濃度検知センサＰＣの汚れや性能
劣化による出力変化は補正される。この後ＣＰＵ90は最
大濃度制御用テストパッチ像の反射濃度検出を行う。 【００３９】上記反射濃度とは、被検物への投射光量を
Ｉ₀とし、被検物からの反射光量をＩとするとき、Ｄ＝
−logＩ／Ｉ₀の式によって表されるＤのことである。上
記反射光量と濃度検知センサＰＣの出力電圧が比例する
とき、反射率100％（濃度０）の面に対する濃度検知セ
ンサＰＣの出力電圧をＶ₁₀₀とし、被検物ｍに対する出
力電圧をＶmとするときは、被検物ｍの濃度Ｄmは−log
Ｖm／Ｖ₁₀₀となる。以下反射濃度を単に濃度という。ま
た、感光体ドラム31上のテストパッチ像の前記濃度検出
装置の出力から濃度を求める方法については後述する。 【００４０】最大濃度制御用テストパッチ像の濃度検出
は、感光体ドラム31上にトナーがない状態でＣＰＵ90の
制御により、前記画像形成と同様に感光体ドラム31は帯
電され、書込みユニット20には画像信号処理部60から最
大濃度制御用パッチ像のテストパターン信号が送出され
ることにより感光体ドラム31上には図６(ａ)に示すよう
なほぼ30mm×20mmの複数の最大濃度制御用テストパッチ
の潜像が副走査方向に２〜５mm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（ＰＷ
Ｍ）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255で行われる。ＣＰＵ90は前記エンコーダ
からの位相信号によって感光体ドラム31の位相を検知し
た後に上記潜像と同期した位置で現像器33を駆動し反転
現像する。この現像時の現像器33の現像スリーブ33Ａの
回転数は現像スリーブ33Ａを駆動する現像駆動部33Ｍの
ＣＰＵ90の制御により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図６(ｂ)に示す濃度の異
なる複数のテストパッチ像となる。この最大濃度制御用
テストパッチ像は退避した転写器34及び分離器35の位置
を通りクリーニング装置39の上流側に設けられた濃度検
知センサＰＣによってその濃度が検出・増幅された後パ
ッチ濃度データとしてＣＰＵ90に順次送出される。この
後テストパッチ像はクリーニング装置39によってクリー
ニングされる。 【００４１】ＣＰＵ90は上記パッチ濃度データのうち予
め設定した規定濃度範囲に入った現像スリーブ33Ａの回
転数（線速）を検出し、この回転数を内蔵したＲＡＭに
記憶する。以後の画像形成時にはこの回転数（線速）を
用いるよう現像駆動部33Ｍに指定信号を送出して現像ス
リーブ33Ａの回転数（線速）の固定を行う。これにより
環境条件や感光体ドラム31の感光層の劣化等によるコピ
ー画像の最大濃度の変化が補正される。通常規定濃度は
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
正制御は現像剤のトナー濃度（混合比）の変更や現像ス
リーブ33Ａ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33Ａ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。 【００４２】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、さらに続いて階調性の補正が
行われる。 【００４３】階調補正カーブの記憶 図７はプリンタ特性と階調性を示す４象限チャートであ
る。 【００４４】図中、濃度信号レベルは書込みユニット20
の半導体レーザの発光時間を例えば８ビットの256（０
〜255）レベルに変調するパルス幅変調（ＰＷＭ）のレ
ベルで表している。 【００４５】図の第２象限のカーブは原稿画像濃度と
濃度信号レベルとの関係を示すあるべき姿のγカーブで
γカーブの設計値を示している。点Ａは最大画像濃度1.
4を示すもので最大画像濃度が1.4以上あれば優れた画像
と見做される。 【００４６】第１象限は濃度信号レベル（ＰＷＭレベ
ル）が後述する画像信号処理回路60への入力レベルにそ
のまま移行するスルーであることを示している。 【００４７】第３象限のカーブは画像信号処理回路60
の出力信号レベル（書込みユニット20への入力レベル）
と画像濃度との関係であるプリンタ特性を示している。
プリンタ特性がのａのようであれば画像濃度は０〜1.
5まで表現され階調補正が適正に行われれば優れた画像
が得られることになるが、ｂカーブで示すように劣化し
て最大濃度が低くなっていると階調性補正をいくら行っ
てもコピー画像の濃度は全体に低くなり原稿画像と異な
る階調の画像となる。この装置では前記のように最大濃
度の補正をしているので階調性補正が適切に行われれば
優れた画像を得ることができる。第４象限のカーブは
画像信号処理回路60内での上記プリンタ特性に合わせて
選ばれる階調補正カーブの例を示している。 【００４８】階調補正は前記と同様、感光体ドラム31上
にトナーがない状態でＣＰＵ90の制御により、前記画像
形成と同様に感光体ドラム31は帯電され、書込みユニッ
ト20には画像信号処理部60から階調性補正用のテストパ
ターン信号が書込みユニット20の半導体レーザに送出さ
れる。このテストパターンは前記のように８ビットのデ
ィジタル信号の０〜255レベルの場合８レベル飛びのＰ
ＷＭ信号が書込みユニット20の半導体レーザに送出さ
れ、感光体ドラム31上には図８(ａ)に示すようなほぼ30
mm×20mmの複数のテストパッチの潜像が副走査方向に２
〜５mmおきに書込まれる。この潜像は前記回転数を固定
された現像器33によって反転現像され図８(ｂ)に示す濃
度の異なる複数の階調補正用テストパッチ像となり退避
した転写器34、分離器35の位置を通過し濃度検知センサ
ＰＣによってその濃度を検出される。検出された一連の
濃度データは階調補正データとしてＣＰＵ90と画像信号
処理回路60に送出される。 【００４９】ここでテストパッチ像の濃度検出装置の出
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。 【００５０】上記階調補正用テストパッチ像のＰＷＭレ
ベルを０，８，16，24・・・ｎ・・・255としたパッチ
像の濃度検出装置の出力電圧をＶ₀，Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃・・
・Ｖn・・・Ｖ₃₁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_P8 ＝−logＶ₈／Ｖ₀ Ｄ_P16＝−logＶ₁₆／Ｖ₀ Ｄn ＝−logＶn／Ｖ₀ Ｄ_P31＝−logＶ₂₅₅／Ｖ₀ としてＤ_Pnを求め、Ｄ_P31が前記最大濃度である1.4にな
るように全てのＤ_Pnを正規化する。また、転写紙Ｐ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。 【００５１】画像処理回路60ではＣＰＵ90の制御により
上記階調補正データは補間されて図９(ａ)に示す連続カ
ーブとなり、このカーブはプリンタ特性を表しているこ
とになる。補間方法は直線補間でも十分利用できる。こ
の逆関数を取ると図９(ｂ)に示すカーブとなり、これが
階調補正カーブとなる。上記図９の(ａ)のカーブと(b)
のカーブの積を取ると(ｃ)に示す45°の直線となる。こ
のような階調補正カーブはＲＡＭ96に記憶され、画像形
成に当たっては、ＲＡＭ96から呼び出された階調補正カ
ーブに従って画像信号は補正された後書込みユニット20
に入力されて潜像形成が行われるので、装置の使用中の
感光体ドラム31の感光体の劣化や環境条件の変化による
プリンタ特性の変化による階調性変化の補正がなされ
る。 【００５２】以上説明した本発明の画像形成装置では、
電源の投入時に〜順序で各補正が行われ必要な条件
はＲＡＭ96にメモリされ、画像形成に当たってはＲＡＭ
96から呼び出された条件に従って画像形成がなされる
が、のレーザパワー調整と感光体ドラムの状態準備に
ついては、その何れかを先に行っても差し支えない。ま
たのレーザパワー調整、感光体ドラムの状態準備につ
いては、の最高濃度補正以前であればの温、湿度及
びコピー枚数に応じたプロセスデータの初期設定以降の
どのタイミングで行っても良い。 【００５３】以上の実施例は画像読取りユニットを有す
る画像形成装置を例に説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、画像読取りユニットを有しない電
子写真式のプリンタ、静電記録方式の画像形成装置等に
も適用されることはいうまでもない。 【００５４】 【発明の効果】以上説明したように本発明では、画像形
成装置の定着器の温度上昇するまでの間のいわゆるウォ
ーミングアップ時間を利用して、上記〜の補正及び
準備動作を行うので、特別な時間を設けることなく極め
て効率良く安定した階調性と画像濃度を有するコピー画
像を得ることの可能な優れた画像形成装置を提供でき
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の概略構成図
である。 【図２】図１の画像形成装置の制御系の一例を示すブロ
ック図である。 【図３】本実施例の濃度検知センサの一例を示す図であ
る。 【図４】本実施例の濃度検知センサの他の例を示す図で
ある。 【図５】本実施例の濃度検出装置の電気回路を示す図で
ある。 【図６】像担持体上の最大濃度補正用テストパッチ像を
示す図である。 【図７】階調再現特性を示す４象限チャートである。 【図８】像担持体上の階調補正用テストパッチ像を示す
図である。 【図９】補正用γ特性の求め方を説明する図である。 【図１０】本発明装置の画像領域の帯電電位波形を示す
図である。 【図１１】現像剤の撹拌時間とトナー帯電量の関係を示
グラフである。 【図１２】従来装置の画像領域の帯電電位波形を示す図
である。 【図１３】像担持体の放置時間と放置後１回帯電後の帯
電電位を示すグラフである。 【図１４】現像剤の放置時間とトナー帯電量の関係を示
すグラフである。 【符号の説明】 20 書き込みユニット 30 画像形成部 31 感光体ドラム（像担持体） 32 帯電器 33 現像器 33Ａ 現像スリーブ 33Ｃ 撹拌スクリュー 34 転写器 35 分離器 37 定着器 37Ｃ 温度センサ 37Ｄ 加熱ヒータ 39 クリーニング装置 40 給紙部 50 原稿載置部 90 ＣＰＵ ＩＣ１ 演算増幅器 ＬＥＤ 発光ダイオード（発光素子） Ｐ 転写紙 ＰＣ 濃度検知センサ ＰＴ ホトトランジスタ（受光素子） ＴＳ 透磁率センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−198973（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333654（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−108109（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−110478（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−166562（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−333079（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15873（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338780（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−267273（ＪＰ，Ａ) 米国特許5317367（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/14 G03G 21/00 370 - 540 G03G 15/00 303 G03G 15/08 - 15/08 507 B41J 2/44

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 画像データを電気的に読み取り、レーザ
   で一様に帯電した感光体上に画像データに基づく静電潜
   像を形成し、２成分現像剤を内蔵した現像器によって現
   像してトナー像とし、該トナー像を転写紙上に転写し、
   転写紙上のトナー像を定着器によって加熱定着するデジ
   タル書き込み方式の画像形成装置において、 電源の投入時には定着器のウォーミングアップと併行し
   て、予め設定したプログラムに従って下記の〜の順
   序で各補正を行う、 温、湿度及びコピー枚数に応じた画像形成に必要とす
   るプロセスデータの初期設定必要とするレーザ光量が得られる レーザパワー調整、
   回転する感光体ドラム上に複数回の帯電を行う感光体ド
   ラムの状態準備所定時間現像器内の現像剤を撹拌する 現像剤状態準備現像器内のトナー濃度を規定濃度とする トナー濃度制
   御基準パッチとして感光体上にレーザで形成された静電
   潜像の現像を行い、最高濃度となるように現像スリーブ
   の回転数により制御を行う 最高濃度補正感光体上に形成された複数段階の基準パッチを光学的
   に検知し、階調の直線性を得るためのレーザパワーへの
   補正量を導く 階調補正カーブの記憶 ただし、同一の番号内に列挙されている項目については
   順序を特に問わないものとし、または以前であれば
   以降のどのタイミングで行っても良いことを特徴とす
   る画像形成装置。