JP3445809B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、原稿の画像
を読取り、この読取った信号に応じて用紙上に画像を形
成する複写機などの画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、同じ複写機で同じ原稿なのに複
写した複写物の濃さが違うといった経験を持つ人は多い
と思われる。電子写真における画像濃度の変動は、環
境、経時による画像形成条件の変化、劣化による影響で
ある。アナログ複写機は勿論、多階調のプリンタ或いは
ディジタル複写機では、この画像濃度の変動を抑え、安
定化を図ることが重要である。特に、カラ−において
は、濃度再現性のみならず、色再現性にまで影響を与え
てしまうため、画像濃度の安定化は必要不可欠な要求で
あるといえる。そこで、従来、これらを材料とプロセス
自体に許容を持たせ、メンテナンスにより安定化を図っ
てきた。

【０００３】しかし、材料とプロセス自体に許容を持た
せるには限界があり、メンテナンスには労力及びコスト
がかかり、さらに、メンテナンスの頻度に比べ、画像濃
度の変動する周期は短く、メンテナンスだけでは、安定
な画像濃度は得られないという問題があった。

【０００４】このことから、この種のディジタル複写装
置では、スキャナからの入力信号とプリンタによる出力
画像の濃度の関係が予め測定され、γ特性、即ち、スキ
ャナの読取特性とプリンタによる出力特性との間の相関
が求められる。このγ特性に関し、最適なγ特性を提供
できる補正パラメータが算出される。算出された補正パ
ラメータは、ＲＯＭ (リード・オンリ・メモリ) に記憶
され、ＬＵＴ (ルックアップ・テーブル) 形式で、スキ
ャナからの入力信号の補正に利用される。このようにし
て、階調再現性が改善される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、ＬＵＴに記憶されている補正パラメータによ
って現像特性が最適化された作像条件での階調特性に対
し、階調再現性の調整ができなかったため、テクスチャ
等のむらが発生し易く、良好な階調表現及び安定性の維
持ができない問題がある。このことから、ディジタル複
写装置の個体差、或いは、設置環境に対し、十分な階調
再現性を提供できない問題がある。

【０００６】この発明の目的は、最適化された現像特性
と作像条件での階調特性に対し、階調再現性の調整がで
き、テクスチャなどのむらの発生を防止でき、良好な階
調再現性の確保と画像の安定性の維持が可能となり、個
体間誤差、調整環境などに拘らず、階調再現性の調整が
できる画像形成装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、チャート出力結果に基づく目
標値を入力可能な入力手段と、調整モードにおいて利用
される第１の記憶手段と、所定の画像形成条件にてトナ
ーを有する現像剤を用いて、像担持体上に所定のパター
ンの像を形成する像形成手段と、この像形成手段にて前
記像担持体上に供給されたトナーの付着量を検出する検
出手段と、この検出手段にて検出されたトナーの付着量
と前記所定のパターンに対応したトナーの付着量の基準
値との偏差を算出する算出手段と、調整モードを設定さ
せるための指示を出力する指示手段と、上記算出手段に
て算出された偏差に基づいて上記第１の記憶手段に保持
されている上記画像形成条件を変更する第１の変更手段
と、上記像担持体上に形成される像に対応した画像デー
タに対して階調補正を行うための変換テーブルを記憶す
る第２の記憶手段と、上記指示手段によって指示された
調整モードの時に、上記入力手段を介して入力された目
標値の近傍の画像形成条件に対して、上記像形成手段、
検出手段、算出手段および第１の変更手段を所定回数繰
り返し実行し、上記第１の変更手段にて最終的に変更さ
れた画像形成条件に基づいて、上記第２の記憶手段に記
憶されている変換テーブルの数値を変更する第２の変更
手段と、を有する画像形成装置を提供するものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【作用】この発明によれば、調整モードが設定された場
合には、像形成手段により像担持体上に基準パターンと
して供給されたのトナーの量が検出手段を介して検出さ
れ、トナーの付着量の基準値との偏差が算出される。こ
の算出された偏差に基づいて画像形成条件が変更され、
上記像形成、トナー量検出、偏差の算出及び画像形成条
件の変更が所定回数繰り返えされる。この一連の動作が
所定回数繰り返されたのち、最終的に変更された画像形
成条件に基づいて、予め記憶されている変換テーブルの
数値が変更される。

【００１５】従って、最適化された現像特性と作像条件
での階調特性に対し、階調再現性の調整ができ、テクス
チャなどのむらの発生を防止でき、良好な階調再現性の
確保と画像の安定性の維持が可能となり、個体間誤差、
調整環境などに拘らず、階調再現性の調整ができる画像
形成装置が提供される。

【００１６】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。図１は、この発明の画像形成装置の一例であるカ
ラーディジタル複写機の構成と帯電、露光、現像手段と
その制御手段に係わるブロック図が示されている。

【００１７】カラーディジタル複写機は、装置全体を制
御する制御回路70、原稿の画像を読取るスキャナ装置7
1、スキャナ装置71を介して読み取られた画像を印字す
るために利用される印字信号に変換する画像処理部72、
画像形成部としてのレ−ザビームプリンタ装置73、及
び、さまざまな操作モード或いは数値データが入力が可
能であるとともに入力されたデ−タ或いは設定されたモ
ードに対応する表示を表示する操作パネル74により構成
されている。

【００１８】制御回路70には、電源がオフされても消去
されないＥＥＰＲＯＭなどで構成される書き換え可能な
記憶部61、データ記憶用のＲＡＭ等で構成される記憶部
62、待機時間等を計測するタイマ63、及び、制御回路70
の全体を制御するＣＰＵ64などが接続されている。

【００１９】記憶部61には、各種設定値があらかじめ記
憶されているものであり、例えば、常温常湿の基準階調
特性になるバイアス条件に対応する初期グリッドバイア
ス電圧値と初期現像バイアス電圧値、テストパターン階
調データ (高濃度部、低濃度部) 、高濃度部のトナー付
着量に対するあらかじめ定められた目標値 (偏差を求め
る際に利用) 、低濃度部のトナー付着量に対する予め定
められた目標値 (偏差を求める際に利用) 、高濃度部の
偏差に対する制御規格値、低濃度部の偏差に対する制御
規格値、表面電位特性を表す係数、所定印字枚数、所定
経過時間、最大制御回数、バイアス条件値、トナー付着
量計測部８の異常範囲、テストパターン領域以外の反射
光量、高濃度部の反射光量、低濃度部の反射光量のそれ
ぞれの上限値、下限値 (所定範囲) が記憶されている。

【００２０】また、記憶部61には、コントラスト電圧の
変更量に関するテーブル、背景電圧の変更量に関するテ
ーブルも記憶されている。記憶部61にはまた、階調再現
性の初期化、調整に用いるテストパターンに対応する各
階調ごとの画像データ (濃度データ) のテーブルと、作
像条件の初期化、調整に用いる階調チャートに対応する
各階調ごとのパルス幅変調データと階調段数のフォント
データとのテーブルが記憶されている。

【００２１】記憶部62には、トナー付着量計測部８が異
常検知された場合に、異常検知以前に設定されていたバ
イアス値 (バイアス変更モード設定時に記憶) が記憶さ
れたり、制御回数をカウントするカウンタ、印字枚数を
カウントするカウンタ、トナー付着量計測部８の異常時
にオンされるセンサ異常フラグ、トナーのエンプティ時
にオンされるトナーエンプティフラグが設けられてい
る。

【００２２】スキャナ装置71は、原稿載置台 (図示しな
い) 上に載置された原稿の画像をＣＣＤラインセンサ
(図示しない) 等を用いて読取り、その読取信号をＡ／
Ｄコンバータ (図示しない) によりディジタルの画像デ
ータに変換して画像処理部72へ出力する。

【００２３】画像処理部72は、スキャナ装置71から供給
される画像データに対する画像処理を行うことにより、
レーザビームプリンタ装置73の階調に対応した各画素単
位の濃度データを出力する。

【００２４】画像処理部72は、 (後述) 図２に示されて
いるように、スキャナ装置71から供給される画像データ
に対するシェーディング補正、即ち、ＣＣＤラインセン
サの個体差にともなう出力レベルを補正するシェーディ
ング補正部76、このシェーディング補正部76によりシェ
ーディング補正された出力レンジを補正するレンジ補正
部77、このレンジ補正部77によりレンジ補正された画像
データの入力画像濃度に対して等しい出力画像濃度が得
られるためのγ特性を補正するγ補正部78、および、γ
補正部78によりγ補正された画像データに対して誤差拡
散法等を用いてプリンタ装置73の階調数に対応する画像
データに変更するための疑似階調処理をする疑似階調処
理部79などを含んでいる。

【００２５】γ補正部78は、後述する記憶部61にあらか
じめ記憶されているγ補正用の補正データを用いてγ特
性を補正する。即ち、γ補正部78は、入力画像濃度に対
する出力画像の階調特性を概ね直線に近似変換する。一
例として、２５６段階の各階調の濃度データとしての入
力画像データに対応したγ補正画像データ (３３バイ
ト) が記憶部61に記憶されている (図３参照) 。

【００２６】疑似階調処理部79には、制御回路70のＣＰ
Ｕ64により記憶部61から読出される階調再現性の初期
化、調整に用いるテストパターンに対応する各階調ごと
の画像データ (濃度データ) が供給される。

【００２７】図４によれば、カラーディジタル複写機
は、印字すべき画像が静電複写プロセスを介して静電的
に形成される感光体ドラム１、この感光体ドラム１の周
囲に、感光体ドラム１が回転される方向に沿って順に配
置され、感光体ドラム１の表面に所定の電位を提供する
帯電装置２、感光体ドラム１に形成された静電潜像に、
カラートナーを供給することでトナー像を形成する (潜
像を現像する) 第１ないし第４の現像装置４〜７、トナ
ー付着量計測装置８、転写材支持体としての転写ドラム
９、感光体ドラム１の表面とトナーとの間の静電的吸着
を除去するクリーニング前除電装置10、感光体ドラム１
の表面に残ったトナーを取り除くクリーナ11、及び、感
光体ドラム１の表面の電荷分布を初期状態に戻すための
除電ランプ12などを有している。

【００２８】感光体ドラム１は、矢印方向に回転し、帯
電装置２により表面が一様に帯電される。帯電装置２と
第１の現像装置４との間のスリット領域から露光装置13
から出射されたレーザビームが感光体ドラム１の表面に
照射されることで、画像データに応じた静電潜像が感光
体ドラム１に形成される。

【００２９】第１ないし第４の現像装置４〜７には、例
えば、マゼンタ、シアン、黄及び黒のトナーが、それぞ
れ、供給されている。一方、転写材としての転写用紙
は、カセット15から給紙ローラ16で送出され、レジスト
ローラ17を介して一旦停止されたのち傾きが補正され
る。レジストローラ17で停止された用紙は、レジストロ
ーラ17が再び付勢されることで、転写ドラム９の所定の
位置に吸着するように給送される。転写ドラム９に向か
って送り出された用紙は、吸着ローラ18および吸着帯電
装置19により転写ドラム９に静電吸着される。転写用紙
は、転写ドラム９に吸着した状態で、転写ドラム９の時
計方向の回転に伴って搬送される。

【００３０】現像された感光体ドラム１上のトナー像
は、感光体ドラム１と転写ドラム９とが対向する位置
で、転写帯電装置20により転写用紙に転写される。複数
色の印字の場合、転写ドラム９の１回転を１周期とする
工程が、対応するトナーを有する複数の現像装置を介し
て順に繰り返されることで、転写用紙に複数色のトナー
像が多重転写される。

【００３１】トナー像が転写された転写用紙は、転写ド
ラム９が回転されることで更に搬送され、分離前内除電
装置21、分離前外除電装置22、分離除電装置23により除
電されたのち、分離爪24により転写ドラム９から剥離さ
れ、搬送ベルト25，26を介して、定着装置27に搬送され
る。定着装置27は、転写用紙上のトナーを加熱により溶
融させ、転写用紙に固着させる。トナーが定着された用
紙は、トレー28に排出される。

【００３２】次に、図１ないし図４を利用して、プリン
タ装置73のに対する帯電装置、露光装置、現像装置、及
び、制御回路について、詳細に説明する。操作パネル74
を介して、図示しない動作開始信号が入力されること
で、感光体ドラム１は、矢印方向に回転される。帯電装
置２は、帯電ワイヤ31、導電性ケース32、グリッド電極
33などを有している。帯電ワイヤ31は、コロナ放電用の
高圧電源装置34に接続され、感光体ドラム１の表面に、
所定の電荷を帯電させる。グリッド電極33は、グリッド
バイアス用の高圧電源装置35に接続され、ドラム１へ供
給される帯電量を制御する。

【００３３】帯電装置２により一様に帯電された感光体
ドラム１の表面は、露光装置13からの変調されたレーザ
ビーム光14の露光により静電潜像が形成される。階調デ
ータバッファ (パルス幅補正部) 36は、画像処理部72ま
たは制御回路70のＣＰＵ64からの階調データを格納する
一方で、階調特性を補正し、レーザ露光時間 (パルス
幅) データに変換する。

【００３４】レーザ駆動回路37は、レーザビーム光の走
査位置に同期するよう、階調データバッファ36からのレ
ーザ露光時間データに応じてレーザ駆動電流 (発光時
間) を変調させるパルス幅変調部 (図示しない) を有し
ている。そして、変調されたレーザ駆動電流により、露
光装置13内の半導体レーザ (図示しない) を駆動する。
また、レーザ駆動回路37には、制御回路70内のＣＰＵ64
により記憶部61から読出される作像条件の初期化、調整
に用いる階調チャートに対応する各階調ごとのパルス幅
変調データと階調段数のフォントデータとが供給され
る。図示しない半導体レーザは、レーザ駆動回路37から
供給される露光時間データに応じて所定の強度を有する
レーザビームを出力する。

【００３５】さらに、レーザ駆動回路37は、露光装置13
に一体に組込まれている (図示しない) モニタ用検出器
を有し、検出器の出力と設定値とを比較し、駆動電流に
より半導体レーザ発振装置の出力光量を設定値に基づい
て制御する。

【００３６】一方、パターン発生回路38は、トナー付着
量計測のための低濃度と高濃度の２つの濃度の異なるテ
ストパターンの階調データを発生し、レーザ駆動回路37
へ供給する。テストパターンは、後述する記憶部61に記
憶されているものであっても良い。

【００３７】２つの階調データに対するテストパターン
の内、濃い濃度となる方を高濃度テストパターン、薄い
濃度になる方を低濃度テストパターンとする。静電潜像
が形成された感光体ドラム１は、現像装置４により現像
される。 (以下、第１の現像装置４を代表させて説明す
る) 。現像装置４は、たとえば２成分現像方式で、トナ
ーとキャリアによる現像剤が収納されており、その現像
剤に対するトナーの重量比 (以降、トナー濃度と記す)
は、トナー濃度計測部39により計測される。そして、ト
ナー濃度計測部39の出力に応じて、トナー補給ローラ40
を駆動するトナー補給モータ41が制御されることで、ト
ナーホッパ42内のトナーが現像装置４内に補給される。

【００３８】現像装置４の現像ローラ43は、導電性の部
材で形成されていて、現像バイアス用の高圧電源装置44
に接続されている。現像ローラ43は、現像バイアス電圧
が印加された状態で回転し、感光体ドラム１上の静電潜
像に応じた像にトナーを付着させる。こうして現像され
た画像領域内のトナー像は、転写ドラム９によって支持
搬送されてくる転写用紙に転写される。

【００３９】制御回路70は、電源投入後のウォームアッ
プ処理の終了時に、パターン発生回路38から階調データ
を発生させることにより、感光体ドラム１上にトナー付
着量計測用の高濃度及び低濃度の２つの階調パターンを
露光する。

【００４０】感光体ドラム１上の高、低の階調パターン
が露光された位置がそれぞれ現像され、トナー付着量計
測部８の位置にくるのに同期して、トナー付着量計測部
８がトナー付着量を計測する。トナー付着量計測部８の
出力は、Ａ／Ｄコンバータ46でデジタル化されて制御回
路70に入力される。

【００４１】感光体ドラム１上には、上記現像により、
図５に示すように、ソリッドパターンである高濃度の階
調データに対応する高濃度パターン領域 (高濃度パッ
チ：高濃度部) と、この高濃度パターンよりも密度が低
い低濃度の階調データに対応する低濃度パターン領域
(低濃度パッチ：低濃度部) とが形成される。

【００４２】制御回路70は、トナー付着量計測部８の出
力 (計測値) と予め設定される基準値とを比較し、その
比較結果に基づいて、作像条件である帯電装置２のグリ
ッドバイアス電圧、現像装置４の現像バイアス電圧の２
つを変更する。制御回路70はまた、図示しない外部装置
またはコントローラからの階調データとプリンタ単独の
テストパターンおよびトナー付着量計測のためのパター
ンの階調データの切換えるとともに、計測部８及び39の
各出力を取込む。また、制御回路70は、高圧電源34，35
及び44の出力を制御するとともに、レーザ駆動電流の目
標値及びトナー濃度の目標値を設定し、さらに、トナー
補給、或いは、階調データに対するプリンタの階調特性
の補正などを制御する。

【００４３】高圧電源35及び44は、詳細には、それぞ
れ、Ｄ／Ａコンバータ47及び48を介して制御回路70から
供給される出力電圧制御信号により制御される。バイア
ス条件値としては、グリッドバイアス電圧及び現像バイ
アス電圧のそれぞれの上限値並びに下限値 (所定範囲)
と、グリッドバイアス電圧と現像バイアス電圧の差電圧
が所定の範囲内であるかである。

【００４４】上記高濃度部の目標値、低濃度部の目標値
は、操作パネル74からの入力により変更可能であるとと
もに、それぞれ、操作パネル74に表示される。図６に
は、帯電装置２のグリッド電極33から出力されるグリッ
ドバイアス電圧の絶対値Ｖ_G (以降、単にグリッドバイ
アス電圧とする) に対する感光体ドラム１の表面電位
(以降、未露光部電位とする) Ｖ_O 、露光装置13を介し
て一定光量で全面露光されることで減衰された感光体ド
ラム１の表面電位 (以降、露光部電位とする) Ｖ_L 、及
び、現像バイアス電圧Ｖ_D (一点鎖線) が、それぞれ、
示されている。

【００４５】この実施例では、反転現像であることから
電圧の極性は負である。グリッドバイアス電圧Ｖ_G が増
加すると、未露光部電位Ｖ_O および露光部電位Ｖ_L の絶
対値は、それぞれ減少する。グリッドバイアス電圧Ｖ_G
に対する露光部電位Ｖ_L 、未露光部電位Ｖ_O を線形近似
すると、次式のように表せる。

【００４６】 Ｖ_O (Ｖ_G ) ＝Ｋ₁ ・Ｖ_G ＋Ｋ₂ ‥‥‥ (１) Ｖ_L (Ｖ_G ) ＝Ｋ₃ ・Ｖ_G ＋Ｋ₄ ‥‥‥ (２) ただし、Ｋ₁ 〜Ｋ₄ は定数、Ｖ_O 、Ｖ_G 及びＶ_L は絶対
値、Ｖ_O (Ｖ_G ) 、Ｖ_L (Ｖ_G ) は、任意のＶ_G に対す
るＶ_O 、Ｖ_L の大きさを表す。

【００４７】ここで、現像バイアス電圧の絶対値Ｖ_D 、
上記露光部電位Ｖ_L 、未露光部電位Ｖ_O の関係で現像濃
度が変化する。いま、コントラスト電圧Ｖ_C と背景電圧
Ｖ_BGを以下のように定義する。

【００４８】 Ｖ_C ＝Ｖ_D (Ｖ_G ) −Ｖ_L (Ｖ_G ) ‥‥‥ (３) Ｖ_BG＝Ｖ_O (Ｖ_G ) −Ｖ_D (Ｖ_G ) ‥‥‥ (４) ただし、Ｖ_D (Ｖ_G ) は、任意のＶ_G に対するＶ_D の大
きさを示す。コントラスト電圧Ｖ_C は、特にベタ部の濃
度に関与する (図７参照) 。尚、背景電圧Ｖ_BGは、パル
ス幅変調を用いる多階調方式においては、主に低濃度部
の濃度に関与する (図８参照) 。

【００４９】図９は、背景電圧Ｖ_BGの大きさを増加させ
たときの階調データに対するトナー付着量Ｑを示してい
る。低濃度領域が図中Ｃの矢印方向に変化する。従っ
て、これらコントラスト電圧Ｖ_C と背景電圧Ｖ_BGとによ
り現像濃度を変化させることができる。

【００５０】ここで、式 (１) 〜 (４) から次式を得
る。 Ｖ_G (Ｖ_C 、Ｖ_BG) ＝ (Ｖ_C ＋Ｖ_BG−Ｋ₂ ＋Ｋ₄ ) ／ (Ｋ₁ −Ｋ₃ ) ‥‥‥ (５) V_D (Ｖ_BG、Ｖ_G ) ＝Ｋ₁ ・Ｖ_G ＋Ｋ₂ −Ｖ_BG ‥‥‥ (６) 上記式 (５) 及び (６) から、グリッドバイアス電圧Ｖ
_G に対する露光部電位Ｖ_L 、未露光部電位Ｖ_O の関係
(Ｋ₁ 〜Ｋ₄ ) が既知のとき、コントラスト電圧Ｖ_C と
背景電圧Ｖ_BGを決定することで、グリッドバイアス電圧
Ｖ_G 、現像バイアス電圧Ｖ_D が一義的に決定される。

【００５１】即ち、あらかじめ感光体ドラム１の表面電
位を計測し、グリッドバイアス電圧Ｖ_G に対する露光部
電位Ｖ_L 及び未露光部電位Ｖ_O の関係 (Ｋ₁ 〜Ｋ4 ) を
得た後、コントラスト電圧Ｖ_C と背景電圧Ｖ_BGを設定す
る。

【００５２】前記 (５) 及び (６) 式よりグリッドバイ
アス電圧Ｖ_G 並びに現像バイアス電圧Ｖ_D が一義的に決
定され、この条件下で複数の濃度パターンを作像され
て、これらの現像後のトナー付着量Ｑが計測される。続
いて、この計測値と予め設定される基準値とが比較さ
れ、その偏差ΔＱから、適正現像濃度にするコントラス
ト電圧Ｖ_C と背景電圧Ｖ_BGのそれぞれの補正値ΔＶ_C と
ΔＶ_BGが推論される。

【００５３】この推論結果より、再びグリッドバイアス
電圧Ｖ_G 、現像バイアス電圧Ｖ_D が設定され、濃度パタ
ーンのトナー付着量が計測されて、良好とする許容範囲
内になるまで繰り返えされる。

【００５４】次に、トナー付着量計測部８について詳細
に説明する。図10は、トナー付着量計測部８の構成を示
すものである。図10において、光源 (ＬＥＤ) 51からの
光は、感光体ドラム１の表面に照射され、感光体ドラム
１あるいは、現像されて付着したトナーにより反射した
反射光は、光電変換部52でその反射光の光量に応じた電
流に変換され、さらに電流／電圧変換した後、伝送回路
53によりＡ／Ｄコンバータ46に伝送され、ここでデジタ
ル信号に変換されて制御回路70に取込まれる。

【００５５】ＬＥＤ51は、光源駆動回路54によって電流
駆動される。光源駆動回路54は、制御回路70によってオ
ン、オフ制御、あるいは、光源51への駆動電流の電流量
を調整する信号により制御される。

【００５６】次に、このような構成において、図11に示
すフローチャートを参照しつつバイアス変更モードの処
理動作について説明する。図11によれば、図示しない電
源スイッチがオンされたのち、操作パネル74を介して、
バイアス変更モードが設定される。 (調整モードについ
ては、後述、図14及び図15を参照して後段で説明す
る。)図11によれば、バイアス変更モードは、ウオーム
アップステップ、テストパターン作像ステップ、付着量
検出ステップ、判定ステップ、バイアス変更ステップに
より構成されている。

【００５７】ウオームアップステップは、 (図示しな
い) 装置電源が投入されることで、記憶部61に記憶され
ている初期動作パターンに基づいてＣＰＵ64を介して、
プリンタ装置73を構成するさまざまな装置或いはユニッ
トの初期シーケンスが実行される。この場合、ウオーム
アップに比較的時間を必要とする定着装置27が、他の装
置或いはユニットの初期シーケンスに先だってウオーム
アップされる。このウームアップが完了した時点、ある
いは、ウオームアップの終了の所定到達温度より低い所
定温度になった時点で、クリーニング動作を含む作像系
の初期シーケンスが開始される。

【００５８】初期シーケンスによって、感光体ドラム１
の温度、機内温湿度、現像剤撹拌、帯電、除電による感
光体ドラム１の特性の安定化、感光体ドラム１の上のク
リーニング等が行われ、通常の作像 (ユーザの画像デー
タによる印字) 状態とほぼ同じ作像環境になる。

【００５９】このウオームアップステップ終了後、ＣＰ
Ｕ64を介して、トナー付着量計測部８の出力が正常か否
かがチェックされる。即ち、後述する付着量検出ステッ
プにおけるセンサ出力がチェックされ、センサ異常フラ
グの有無が確認される。尚、電源が投入された直後は、
フラグ・クリア (リセット) されることで正常と判定さ
れる) 。

【００６０】トナー付着量計測部８が異常と判定された
場合、高圧電源35及び44が記憶部61に記憶されている基
準温度 (常温) 及び基準湿度 (常湿) での基準階調特性
を提供できるバイアス条件に対応する初期グリッドバイ
アス電圧値および初期現像バイアス電圧値を提供できる
状態が、ＣＰＵ64を介して設定され、維持される。すな
わち、記憶部61から読出された初期グリッドバイアス電
圧値および初期現像バイアス電圧値がそれぞれＤ／Ａコ
ンバータ47、48で変換された出力電圧制御信号が各高圧
電源35、44に出力される。これにより、高圧電源35及び
44は、それぞれ、所定のグリッドバイアス電圧値および
現像バイアス電圧値となる。同時に、記憶部62内の制御
回数カウンタ62ａ、印字枚数カウンタ62ｂ、及び、待機
時間を計数するためのタイマ63が、それぞれ、クリアさ
れる。

【００６１】一方、トナー付着量計測部８が正常と判定
された場合、ＣＰＵ64を介して、バイアス変更モードが
設定され、テストパターン作像ステップに導かれる。こ
の場合、現在、高圧電源35及び44により設定されている
グリッドバイアス電圧値および現像バイアス電圧値がＣ
ＰＵ64を介して記憶部62に記憶される (電源が投入され
た直後には、予め決められている基準値、それ以外の時
はトナー付着量計測部８の異常前に設定されていたバイ
アス値が記憶される) 。

【００６２】テストパターン作像ステップでは、初期シ
ーケンスが終了したのち、帯電、露光、現像、クリーニ
ング、及び、除電プロセスが通常の作像シーケンスと同
様に動作されたのち、パターン発生回路38から発生され
る高濃度テストパターンと低濃度テストパターンに基づ
いて画像が形成される。

【００６３】このとき、帯電装置２のグリッドバイアス
電圧値および現像装置４の現像バイアス電圧値は、それ
ぞれ、予め定められた値が設定されている。この値は、
基準温度 (常温) 及び基準湿度 (常湿) の基準階調特性
を提供できるバイアス条件である。

【００６４】すなわち、ＣＰＵ64が、上記記憶部61から
初期グリッドバイアス電圧値、初期現像バイアス電圧値
としての出力電圧制御信号を読出し、Ｄ／Ａコンバータ
47、48を介して高圧電源35、44に供給することにより、
実行される。

【００６５】露光プロセスでは、あらかじめ定められた
２つの異なる階調データに対応する所定サイズの２つの
テストパターン潜像の形成を行う。２つの階調データに
対するテストパターンの内、濃い濃度となる方を高濃度
テストパターン、薄い濃度になる方を低濃度テストパタ
ーンとする。

【００６６】上記テストパターンは、感光体ドラム１の
軸方向の画像領域中央を中心に所定の幅、及び、感光体
ドラム１の回転方向に所定の長さが与えられている。上
記幅は、トナー付着量計測部８の感光体ドラム１の軸方
向の位置に対応し、検出スポットサイズ内に電子写真特
有のエッジ効果などの影響が入らない最小サイズ、ま
た、上記長さは、エッジ効果などの影響とセンサの応答
特性が検出結果に影響しない最小のサイズに設定され
る。

【００６７】詳細には、上記幅は、検出スポットサイズ
より１．５〜５ｍｍ大きく、上記長さは、検出スポット
サイズに１回のセンサ時定数の４倍の時間で感光体ドラ
ム１の表面が移動される長さと検出回数を乗じ、１．５
〜５ｍｍを加えた長さに規定される。

【００６８】現像プロセスでは、初期現像バイアス電圧
が印加されている現像ローラ43によって現像され、２つ
のテストパターン潜像が現像され、図５に示すように、
２つの濃度の異なるテストパターントナー像が形成され
る。２つのテストパターンの内、低濃度の階調データに
対応するテストパターン領域を低濃度部、高濃度の階調
データに対応するテストパターン領域を高濃度部と呼ぶ
ことにする。

【００６９】次に、付着量検出ステップでは、２つのテ
ストパターンがそれぞれトナー付着量計測部８と対向す
る位置に到達したのに同期して、それぞれトナー付着量
計測部８により各テストパターンの反射光量が検出され
る。また、トナー付着量計測部８は、所定のタイミング
で感光体ドラム１の現像していない領域の反射光量も検
出する。

【００７０】このトナー付着量計測部８で検出された感
光体ドラム１の非現像領域の反射光量、低濃度部の反射
光量及び高濃度部の反射光量は、Ａ／Ｄコンバータ46を
介してＣＰＵ64に供給される。ＣＰＵ64は、Ａ／Ｄコン
バータ46から供給されるテストパターン領域以外の反射
光量、高濃度部の反射光量、低濃度部の反射光量のそれ
ぞれを、記憶部61から読出した上限値、下限値 (所定範
囲) で比較する。

【００７１】この比較の結果、いずれか１つでも範囲外
のものがあった場合、ＣＰＵ64は、上記トナー付着量計
測部８の出力値が異常であると判定し、記憶部62に、セ
ンサ異常フラグを立て、操作パネル74の表示部に、トナ
ー付着量計測部８の出力値が異常であることを表示させ
る。続いて、直前に (上記) 実行されたバイアス変更モ
ードが設定される以前の現像バイアス値及びグリッドバ
イアス値が記憶部62から読出され、読出されたバイアス
電圧値としての出力電圧制御信号で、グリッドバイアス
用高圧電源装置及び現像バイアス用高圧電源装置35及び
44が制御されたのち待機状態にセットされる。

【００７２】上記トナー付着量計測部８の出力値が正常
な場合、ＣＰＵ64は、Ａ／Ｄコンバータ46から供給され
る現像していない領域の反射光量を基準とする低濃度
部、高濃度部に対する光学反射率に関連する所定関数の
算出結果を、それぞれ、低濃度部のトナー付着量、高濃
度部のトナー付着量として判定する。

【００７３】ＣＰＵ64は、記憶部61に記憶されているあ
らかじめ定められた目標値と、上記判定された高濃度部
のトナー付着量、低濃度部のトナー付着量とを比較し、
それぞれの偏差としての高濃度部の偏差、低濃度部の偏
差を算出する。

【００７４】ついで、判定ステップが導入され、上記算
出された高濃度部の偏差、低濃度部の偏差が、それぞ
れ、記憶部61に記憶されている所定規格値内に入ってい
るか否かが判別される。高濃度部の偏差、低濃度部の偏
差が共にそれぞれの規格値範囲内ならば、記憶部62内の
制御回数カウンタと印字枚数カウンタと、待機時間計時
用のタイマ63をそれぞれクリアし、待機状態 (ユーザの
印字要求により印字できる状態) になる。

【００７５】また、少なくとも一方の偏差が規格値から
外れた場合、バイアス変更ステップに進む。このバイア
ス変更ステップは、高濃度部の偏差、低濃度部の偏差を
共に規格値内にするための、変更すべきグリッドバイア
ス電圧値、及び、現像バイアス電圧値を求めるステップ
である。

【００７６】このバイアス変更ステップは、主に３つの
小ステップに分けられる。それぞれのステップは、１)
両偏差の関係から２つのパラメータで表される電位関係
の変更量を決定する、２) 変更された電位関係とあらか
じめ用意された感光体ドラム１の表面電位特性を表す係
数を含む関数から変更すべきバイアス値を算出する、及
び、３) グリッドバイアス及び現像バイアスを、それぞ
れ、所定タイミングで算出された変更値を設定する、か
ら構成されている。

【００７７】上記さまざまなステップは、高濃度部の偏
差及び低濃度部の偏差から現像バイアス電圧値及びグリ
ッドバイアス電圧値を予め規定されているＬＵＴ (ルッ
クアップ・テーブル) から直接選択するような方法で
は、装置が設置された環境、或いは、経時的に変化する
現像特性に対して、感光体ドラム１、現像剤等の使用、
放置履歴、個体差により妥当なバイアスの変更量が異な
ることで、それぞれの制御量の収束値が目標値から外れ
易いことから、より精度の高い補正のために用意されて
いる。尚、この発明では、ＬＵＴに記憶されるデ−タ
は、コントラスト電圧の変更量、背景電圧の変更量に基
づいた速度型制御データが利用される。

【００７８】ところで、高濃度部、低濃度部に作用する
電位変化の効果は必ずしも独立ではなく、相互作用を有
する。このことは、各偏差からそれぞれのバイアス値を
決定するのみでは、確実な補正ができないことを示して
いる。

【００７９】このため、高濃度部の偏差と低濃度部の偏
差との関係から２つのパラメータで表される電位を変更
すべき量を、予め規定されているＬＵＴ内から選択させ
る。尚、上記２つのパラメータの一方は、所定露光量で
全面露光したときの現像位置の表面電位である露光部電
位と現像バイアス電圧との間の電圧を表すコントラスト
電圧、他方は、帯電後露光しない現像位置の表面電位で
ある未露光部電位と現像バイアス電圧との間の電圧を背
景電圧であって、コントラスト電圧の変化は、高濃度部
ほど大きく、背景電圧の変化は、低濃度部ほど大きく作
用する。

【００８０】図13には、階調データに対する出力画像濃
度であって、コントラスト電圧が変化された場合の階調
特性の変化が示されている。同様に、図14には、背景電
圧が変化された場合の階調特性の変化が示されている。
コントラスト電圧と背景電圧の変化は、それぞれ高濃度
部、低濃度部に作用する一方で、相互に影響力を有す
る。

【００８１】したがって、高濃度部の偏差と低濃度部の
偏差との関係からコントラスト電圧変更量のテーブル、
高濃度部の偏差と低濃度部の偏差との関係から背景電圧
変更量のテーブルを記憶部61内に用意し、これにより高
濃度部の偏差、低濃度部の偏差からコントラスト電圧の
変更量、背景電圧の変更量を導出する。

【００８２】各テーブルの内容はコントラスト電圧と背
景電圧の相互作用を考慮してあり、両偏差の関係から有
効な電圧変更を適切に変更でき、また、両偏差が０のと
き各変更量を“０”としたため、収束後の定常偏差は、
“０”に近づく。

【００８３】続いて、上記方法によって規定されたコン
トラスト電圧の変更量、背景電圧の変更量とテストパタ
ーンの作像時のコントラスト電圧、背景電圧から変更す
べき新たなコントラスト電圧と背景電圧が求められる。
尚、コントラスト電圧及び背景電圧は、単に、電圧関係
を表すパラメータであることから、これらの電圧関係を
提供できるグリッドバイアス電圧値及び現像バイアス電
圧値が算出される。

【００８４】この場合、グリッドバイアス電圧値および
現像バイアス電圧値は、それぞれ、上記 (５) 及び
(６) 式即ち記憶部61に記憶されている関数によって一
義的に求めることができる。

【００８５】このようにして算出された新しいグリッド
バイアス電圧値と現像バイアス電圧値は、高圧電源35及
び44の出力制御値に、それぞれ変更される。尚、設定変
更して、再度、テストパターンを作像する場合、グリッ
ドバイアス電圧値と現像バイアス電圧値の変更は、それ
ぞれ所定のタイミングで、設定変更される。

【００８６】次に、再度、テストパターンの作像、検
出、判定により変更されたグリッドバイアス電圧によっ
て帯電された感光体ドラム１に、再び、２つのテストパ
ターン潜像が形成される。それぞれのテストパターン潜
像は、変更された現像バイアス電圧によって現像され
る。続いて、現像された２つのテストパターンのトナ−
付着量が付着量検出ステップ、及び、判定ステップで、
それぞれ、検出及び判定される。

【００８７】判定ステップにおいて、高濃度部の偏差、
低濃度部の偏差が規格値内ならば、変更したグリッドバ
イアス電圧値、現像バイアス電圧値を保持した状態で、
クリーニング動作の後、待機状態になる。少なくても一
方の偏差が規格値内でなければ、バイアス変更、パター
ン作像、検出、判定を繰り返す。

【００８８】したがって、高濃度部の偏差と低濃度部の
偏差との関係からコントラスト電圧変更量のテーブル、
高濃度部の偏差と低濃度部の偏差との関係から背景電圧
変更量のテーブルを記憶部61内に用意し、これにより高
濃度部の偏差、低濃度部の偏差からコントラスト電圧の
変更量、背景電圧の変更量を導出する。

【００８９】このようにして、装置の設置時、感光体ド
ラム１の交換時、現像剤の交換時、トナー付着量計測部
８のクリーニング時、トナー付着量計測部８の交換時、
露光装置の調整時、露光装置の交換時等、現像特性が変
化する場合、高濃度部のトナー付着量、低濃度部のトナ
ー付着量の、それぞれの、目標値または、制御規格値を
その系により設定 (自動調整) することで、各部品の個
体差、取付位置のばらつき、トナー付着量計測部８の検
出精度の変化などを吸収し、各装置における適正な制御
が可能となる。

【００９０】次に、図14及び図15を参照して、調整モー
ドについて説明する。調整モードは、目標値決定ステッ
プ、規格値決定ステップ、及び、規格値決定ステップに
よって決定された偏差の大きさが所定値を越えた場合
に、γ補正テーブルを変更するγ補正テーブル変更ステ
ップから構成される。

【００９１】既に説明したように、カラーディジタル複
写機は、入力画像データ (階調情報を含む) またはスキ
ャナ装置71からの出力画像データと実際に露光するパル
ス幅データの階調特性の補正手段としてのγ補正部78を
有している。

【００９２】従って、上記目標値、或いは、制御規格値
は、初期基準作像条件下でのγ補正部78によるγ補正即
ち色補正によって設定される。基準作像に近い条件下
で、γ補正されることで、入力画像データと出力画像デ
ータの階調特性は、基準階調特性となる。ただし、画像
処理として疑似階調処理部79を用いて疑似階調処理 (表
現したい階調を有限の (マクロな階調表現段数より少な
い) 階調段数で疑似的に表現する手法) 補正されている
ことから、γ補正だけで、温湿度、経時などのすべての
階調特性を補正するとテクスチャの発生などの悪影響を
及ぼす可能性がある。

【００９３】また、基準作像環境、経時などにより大き
く非線形に変化する階調特性 (現像特性) に対応するた
めには、補正のための選択できる階調段数 (この実施例
ではパルス幅変調段数) を多く備えておく必要があり高
速処理のため実現手段に回路規模の増大、コストアップ
につながる。

【００９４】従って、γ補正は、制御目標値及び制御規
格値を設定し、さらに調整する環境を理想的作像条件に
したのち、補正されなければならない。図14及び図15に
よれば、操作パネル74から調整モードが指示された場合
には、第一に、目標値決定ステップが開始される。

【００９５】即ち、記憶部61から、各階調の階調チャー
トに対応するパルス幅変調データと階調段数のフォント
データとが読出され、読出された各階調に対応するパル
ス幅変調データがレーザ駆動回路37に出力されて、作像
条件設定用の階調チャートが印字される。詳細には、レ
ーザ駆動回路37により、半導体レーザ発振器が駆動さ
れ、階調チャートに対応する光強度を有するレ−ザビ−
ム及び階調段数のフォントデータが露光される。続い
て、露光された画像が現像され、転写用紙に転写され
て、定着される。即ち、図16に示されているような、階
調パターン画像とその階調段数とが印字された階調チャ
ートが出力される。

【００９６】続いて、テストパターンを出力するための
仮のテストパターンの階調データが(利用者或いは作業
者によって) 入力される。即ち、上記作像条件設定用に
出力された階調チャート上の階調パターン画像と予め規
定されている濃度画像チャートの標準高濃度部のパター
ン濃度チャート及び標準低濃度部のパターン濃度チャー
トとが、それぞれ、比較され、それぞれの標準パターン
濃度に一番近い階調段数 (パルス幅段数) が、仮のテス
トパターンの階調データとして操作パネル74から入力さ
れる。

【００９７】ここで、制御に用いる階調データとして
は、γ補正部78、疑似階調処理部79を経由しない階調デ
ータが利用される。また、通常制御に用いるテストパタ
ーン、キャリブレーション時に用いる階調パターンやテ
ストパターンは、１つのパターン (パッチ) が１種類の
パルス幅データに対応している。

【００９８】こののち、仮のテストパターンの階調デー
タに基づいて仮のテストパターンが印字され、感光体ド
ラム１の反射光量が計測されて、仮のテストパターンに
提供されたトナ−の付着量が算出される。

【００９９】この算出されたトナ−付着量は、目標値と
して記憶部62に記憶される。目標値が規定されること
で、第二に、規格値決定ステップが開始される。操作パ
ネル74の操作により、操作パネル74から入力された階調
段数に関し、既に説明した図12と同様にして、対応する
２つの仮のパルス幅データを有するテストパターン作像
が形成され、現像されて、トナー付着量が計測される。
即ち、上記目標値決定ステップで利用された仮のテスト
パターンとは異なる所定の階調データが記憶部61より読
み出され、この読み出された階調データに基づいて、テ
ストパターンが形成される。この場合、既に説明した図
11と同様にして、対応する２つの階調データを有するテ
ストパターンが形成され、現像されることはいうまでも
ない。

【０１００】続いて、このテストパターンにより感光体
ドラム１に形成されたトナ−の付着量が算出され、上記
目標値とこの算出されたトナ−付着量との差即ち偏差が
求められる。こののち、測定された低濃度部のトナー付
着量、及び、高濃度部のトナー付着量が、それぞれ、パ
ターンが形成された回数に対応する偏差として、記憶部
62に記憶される。

【０１０１】次に、上記記憶された目標値に対する制御
規格値が設定される。即ち、制御規格値設定用の基準と
なる２つのパルス幅データ (低濃度部用と低濃度部用)
に対し、既に説明した図11と同様に、対応する２つの階
調データを有するテストパターンが形成され、現像され
て、テストパターンに供給されたトナ−付着量が計算さ
れる。この求められたトナ−付着量に応じて、図11と同
様に、バイアス変更ステップが実行される。この場合、
バイアス変更ステップが繰り返された回数が記憶部62に
記憶される。尚、通常制御では、高濃度部の偏差及び低
濃度部の偏差が、それぞれの制御規格値内に収まった時
点で、上記変更ステップの繰り返しが中止されるが、こ
の調整モードでは、予め規定された所定回数に達するま
で、上記変更ステップが繰り返えされる。即ち、上記バ
イアス変更ステップは、通常制御における最大制御回数
とは異なる所定の制御規格値設定用の制御回数になるま
で繰り返えされる。また、高濃度部の偏差及び低濃度部
の偏差の絶対値に対する最大値が記憶部62に記憶され
る。

【０１０２】上記制御規格値設定用のバイアス変更ステ
ップが所定回数繰返されたのち、高濃度部及び低濃度部
のそれぞれの最大値に、それぞれ、所定係数を乗じた値
が高濃度部及び低濃度部の制御規格値として、必要に応
じて、記憶部61内に記憶される。

【０１０３】この実施例では、通常制御の最大制御回数
が３〜１０回の設定値であるのに対し、制御規格値の読
込みでは、５〜２０回に設定されている。これにより、
制御規格値を実際の系で制御の定常偏差に応じた値で設
定できる。また、各偏差の最大値に対し１．０〜２．０
のそれぞれの所定係数を乗じた値を制御規格値としてい
る。

【０１０４】図17は、たとえば、低温低湿環境等の高濃
度部のトナー付着量ＱＨ、低濃度部のトナー付着量ＱＬ
が共に、それぞれ目標値ＱＨＴ、ＱＬＴより低いときの
例である。横軸は、制御回数で、縦軸はトナー付着量検
出値である。

【０１０５】判定ステップでの制御規格値を基準とした
制御終了分岐を解除し、かつ最大制御回数を２０回にし
てある。また、通常の最大制御回数が５回であるため、
制御による定常偏差の対象を５回から２０回までの１６
回にしてあり、その中で最大偏差 (絶対値；図中ΔＱＨ
ｍａｘ、ΔＱＬｍａｘ) が抽出される。それぞれに所定
計数ｋを乗じた値を高濃度部、低濃度部についてのそれ
ぞれの制御規格値ＱＨＰ、ＱＬＰとして記憶部61内に更
新記憶する。

【０１０６】したがって、以降の通常制御に関しては、
正常終了した場合、高濃度部のトナー付着量ＱＨの収束
値は目標値ＱＨＴ±制御規格値ＱＨＰの２ＱＨＰ範囲内
で、低濃度部のトナー付着量ＱＬの収束値は目標値ＱＬ
Ｔ±制御規格値ＱＬＰの２ＱＬＰ範囲内になる。

【０１０７】バイアス変更ステップが所定回数繰り返さ
れ、高濃度部及び低濃度部の制御規格値が決定されるこ
とで、第三に、γ補正テーブル変更ステップが開始され
る。既に説明したように、γ補正は、制御目標値及び制
御規格値を設定し、さらに調整する環境を理想的作像条
件にしたのち、補正されなければならないことから、上
記目標値決定ステップ及び規格値決定ステップによって
規定された、高濃度部及び低濃度部の制御規格値の範囲
内で、γ補正テーブルを変更することで、基準作像環
境、或いは、経時により、大きく非線形に変化する現像
特性が、基準階調特性に維持される。

【０１０８】即ち、γ補正テーブル変更ステップでは、
上記規格値決定ステップが開始される際に設定されてい
るバイアス条件 (グリッドバイアス、現像バイアス)
で、γ補正 (階調再現性) テーブルを変更するために利
用されるテストパターンが印字される。このγ補正用の
テストパターンは、γ補正部78により、画像形成装置の
スキャナ装置71からプリンタ装置73までの系全体の階調
特性を基準特性にするためのものである。疑似階調処理
部79を有するこの実施例においては、疑似階調処理部79
に、あらかじめ用意されたγ補正用のパターンデータが
ＣＰＵ64により転送され、そのデータが保持される。

【０１０９】γ補正用のテストパターンが印字される際
には、γ補正用のテストパターンデータは、疑似階調処
理部79に入力され、パルス幅変調データに変換された
後、レーザ駆動回路37に出力される。

【０１１０】階調チャートのパターンとは異なり、疑似
階調処理によっては、階調パターンの内の１種類のパタ
ーン (パッチ) は、複数のパルス幅データの集合 (合
成) となっていることもある。即ち、疑似階調処理の特
性も含んだ階調パターンに対する潜像が形成され、現
像、転写、定着された画像が出力画像として得られる。

【０１１１】この画像は、目標値、制御規格値の読込み
行程で、できるだけ作像条件を適正化した作像条件で印
字されたものであるが、バイアス変更によっても適正化
できなかった階調特性変化まで含んでいる。

【０１１２】すなわち、ＣＰＵ64はγ補正用のテストパ
ターンに対応するパルス幅変調データを記憶部61から読
出し、この読出した各階調ごとのパルス幅変調データを
レーザ駆動回路37に出力する。

【０１１３】レーザ駆動回路37により、半導体レーザ発
振器が駆動され、テストパターンに対応する露光が行わ
れる。したがって、この露光された画像が現像され、転
写用紙に転写され、定着された後、階調パターン画像が
印刷されたγ補正用のテストパターンが発行される。

【０１１４】このγ補正用のテストパターンは、スキャ
ナ装置71を介して読み取られる。このスキャナ装置71に
より読み取られたγ補正用のテストパターンに対応する
画像データは、シェーディング補正部76でシェーディン
グ補正され、レンジ補正部77でレンジ補正されたのち、
ＣＰＵ64へ出力される。ＣＰＵ64では、供給される画像
データに基づいて、現在走査中の領域に対応するテスト
パターンの濃度データ値が決定され、この濃度データ値
と、テストパターンの読取り位置に対応する記憶部61か
ら読出した濃度データ値とにより、γ補正画像データが
算出される。この算出されたγ補正値は、記憶部61に更
新記憶される。

【０１１５】上記一連のγ補正は、テストパターンの階
調が異なる各領域ごとに、所定回繰り返される。この結
果、各階調に対応するγ補正画像データが記憶部61に設
定される。

【０１１６】こののち、調整モードが終了され、コピー
可能状態が規定される。このようにして、目標値を決定
し、この目標値に基づいて制御規格値を規定したのち、
γ補正することで、系全体の階調特性を理想的な基準階
調特性に設定することができる。また、制御規格値の設
定及びγ補正を自動化することにより最小限の労力で最
適な階調特性を設定できる。そして、実際の個々の系で
適正化した目標値、制御規格値により環境・経時に対し
作像条件を適正化することで、設定した基準階調特性を
維持することができる。

【０１１７】また、目標値、制御規格値等の作像条件の
初期化、調整を行った後に、γ補正等の階調再現性の初
期化、調整を行うようにしたので、最適化された現像特
性となる作像条件での階調特性に対し階調再現性の調整
ができるため、テクスチャ等のむらの発生を防止でき、
良好な階調表現性能の確保と画像の安定性の維持が可能
となり、階調再現性の調整が、個体差、調整環境に係わ
らずできる。

【０１１８】また、作像条件の初期化、調整が、目標
値、制御規格値を決定し、記憶保持するようにしたの
で、目標値だけでなく、制御規格値も各装置の実力ごと
に、特殊な計測装置を用いずに調整することができ、メ
ンテナンスに要する労力を削減できる。

【０１１９】さらに、感光体ドラム１上の高濃度部のト
ナー付着量と低濃度部のトナー付着量に対する、それぞ
れの目標値と制御規格値とを、１回の一連の調整実行動
作によって、同時に設定することができ、メンテナンス
の時間を削減することができる。

【０１２０】また、疑似階調処理部を有する画像形成装
置において、作像条件の初期化、調整に用いる階調チャ
ートは、γ補正特性を含まず、疑似階調処理の影響もな
いものとなっており、階調再現性の初期化、調整に用い
るテストパターンは、γ補正特性を含まないものとなっ
ている。

【０１２１】なお、上記実施例では、作像条件用の階調
チャートに対応するデータが、疑似階調処理部の後段の
レーザ駆動回路に供給され、階調再現用のテストパター
ンに対応するデータが、γ補正部の後段の疑似階調処理
部に供給されている場合について説明したが、これに限
らず、作像条件用の階調チャートに対応するデータも階
調再現用のテストパターンに対応するデータも、γ補正
部に供給されるようにしても良い。

【０１２２】この場合、作像条件用の階調チャートに対
応するデータの際には、γ補正部がデータをそのまま出
力するようにし、そのデータが出力側でそのまま使用で
きる値とすることにより、疑似階調処理部で疑似階調処
理が行われずそのまま出力されるようにする。また、階
調再現用のテストパターンに対応するデータの際には、
γ補正部がデータをそのまま出力するようにする。

【０１２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像形
成装置によれば、最適化された現像特性となる作像条件
での階調特性に対し、階調再現性の調整ができ、テクス
チャなどのむらの発生を防止でき、良好な階調表現性能
の確保と画像の安定性の維持が可能となり、個体差、調
整環境などに拘らず、階調再現性の調整ができる画像形
成装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の実施例が組み込まれるカラ
ーディジタル複写機の構成、並びに、帯電装置、露光装
置、及び、現像装置などの接続を示すブロック図。

【図２】図２は、図１に示されている画像処理部の概略
を示すブロック図。

【図３】図３は、入力画像データとγ補正された画像デ
ータの関係を示すグラフ。

【図４】図４は、図１に示されているカラーディジタル
複写機の概略断面図。

【図５】図５は、感光体ドラム上に現像された高濃度の
階調データに対応する高濃度部と低濃度の階調データに
対応する低濃度部のそれぞれと、トナー付着量計測部を
示す概略図。

【図６】図６は、帯電装置のグリッドバイアス電圧に対
する感光体ドラムの未露光部電位及び露光部電位及び現
像バイアス電圧の関係を示すグラフ。

【図７】図７は、コントラスト電位とベタ画像の画像濃
度の関係を示すグラフ。

【図８】図８は、感光体ドラム表面の未露光部電位と低
濃度パターンの画像電位及び現像バイアス電圧との関係
を示すグラフ。

【図９】図９は、背景電位を増加させたときの階調デー
タに対するトナー付着量を示すグラフ。

【図１０】図10は、トナー付着量計測部の構成を示すブ
ロック図。

【図１１】図11は、バイアス変更モードの動作を説明す
るためのフローチャート。

【図１２】図12は、コントラスト電位と階調再現性との
関係を示すグラフ。

【図１３】図13は、背景電位と階調再現性との関係を示
すグラフ。

【図１４】図14は、調整モード (キャリブレーション)
の動作を説明するためのフローチャート。

【図１５】図15は、図14に示されているフローチャート
に引続く動作を説明するフローチャート。

【図１６】図16は、階調再現チャートの出力例の一例を
示す概略図。

【図１７】図17は、制御過程における計測システムの入
力であるトナー付着量の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１…感光体ドラム (像担持体) 、２…帯電装置 (帯電手
段) 、４〜７…現像装置 (現像手段) 、８…トナー付着
量計測装置、９…転写ドラム、10…クリーニング前除電
装置、11…クリーナ、12…除電ランプ、13…露光装置、
14…レーザビーム光、15…カセット、16…給紙ローラ、
17…レジストローラ、18…吸着ローラ、19…吸着帯電装
置、20…転写帯電装置、21…分離前内除電装置、22…分
離前外除電装置、23…分離除電装置、24…分離爪、25…
搬送ベルト、26…搬送ベルト、27…定着装置、28…トレ
ー、31…帯電ワイヤ、32…導電性ケース、33…グリッド
電極、34…高圧電源装置、35…高圧電源装置、36…階調
データバッファ、37…レーザ駆動回路、38…パターン発
生回路、39…トナー濃度計測部、40…トナー補給ロー
ラ、41…トナー補給モータ、42…トナーホッパ、43…現
像ローラ、44…高圧電源装置、46…Ａ／Ｄコンバータ、
47，48…Ｄ／Ａコンバータ、61…記憶部、62…記憶部、
63…タイマ、64…ＣＰＵ、70…制御回路、71…スキャナ
装置、72…画像処理部、73…レ−ザビームプリンタ装
置、74…操作パネル、76…シェーディング補正部、77…
レンジ補正部、78…γ補正部、79…疑似階調処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−184458（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−243677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43659（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャート出力結果に基づく目標値を入力可
   能な入力手段と、 調整モードにおいて利用される第１の記憶手段と、 所定の画像形成条件にてトナーを有する現像剤を用い
   て、像担持体上に所定のパターンの像を形成する像形成
   手段と、 この像形成手段にて前記像担持体上に供給されたトナー
   の付着量を検出する検出手段と、 この検出手段にて検出されたトナーの付着量と前記所定
   のパターンに対応したトナーの付着量の基準値との偏差
   を算出する算出手段と、 調整モードを設定させるための指示を出力する指示手段
   と、 上記算出手段にて算出された偏差に基づいて上記第１の
   記憶手段に保持されている上記画像形成条件を変更する
   第１の変更手段と、 上記像担持体上に形成される像に対応した画像データに
   対して階調補正を行うための変換テーブルを記憶する第
   ２の記憶手段と、 上記指示手段によって指示された調整モードの時に、上
   記入力手段を介して入力された目標値の近傍の画像形成
   条件に対して、上記像形成手段、検出手段、算出手段お
   よび第１の変更手段を所定回数繰り返し実行し、上記第
   １の変更手段にて最終的に変更された画像形成条件に基
   づいて、上記第２の記憶手段に記憶されている変換テー
   ブルの数値を変更する第２の変更手段と、 を有する画像形成装置。
2. 【請求項２】前記算出手段は、少なくともソリッドパタ
   ーンである高濃度パターンとこの高濃度パターンよりも
   密度が低い中間調の低濃度パターンのそれぞれについて
   前記偏差を算出することを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】前記第１の記憶手段は、上記算出手段によ
   り算出された偏差に基づいて上記画像形成条件を変更す
   る回数をカウントするカウンタを含むことを特徴とする
   請求項１または２記載の画像形成装置。