JP3825963B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真を利用した従来のカラー画像可能な画像形成装置では、静電潜像上にトナー保持する像担持体は、電荷発生層及び電荷輸送層で構成された感光層を有した金属ドラム或いは金属ベルトで構成されている。
【０００３】
この画像形成装置においては、プリント開始の信号により、像担持体は一定方向に駆動されるようになっていて、その後、像担持体を帯電装置（コロナ帯電器、帯電ローラ、磁性粒子など担時した剤胆持体）などにバイアス印加をすることにより、像担持体の表面を一定の電位まで帯電或いは電荷注入を行うように構成されている。
【０００４】
この時の表面電位をＶＤ電位という。さらに、コントローラからの信号に基づいて、オン・オフ制御されたレーザ光或いは発光ダイオード（ＬＥＤ）光を像担持体の表面に照射する（露光）。光照射位置は電位が低下するため像担持体の表面には、静電潜像が形成される。この露光された部分の電位をＶＬ電位という。
【０００５】
そして、像担持体に対向配置し、トナーが充填された現像装置に一定のバイアスを（現像バイアス）印加して、所定の電荷を付与されたトナーを、像担持体上の静電潜像に移すことにより、静電潜像を可視化する（現像）。現像時の像担持体上のトナー乗り量は、前記ＶＬ電位と現像バイアスの関係で決まる。
【０００６】
そして、像担持体に隣接して配置され、像担持体と略同速度で順方向に移動する転写ローラや転写ベルト等の転写体上に像担持体上のトナーと逆極性のバイアスを印加し、その状態で転写との間に転写材を通過させることにより、ドラム上に担時されたトナーを転写材上に移動させる。
【０００７】
上述した画像形成動作時において、像担持体の感光層は少なからず照射光による露光メモリの影響を受ける。すなわち、像担持体の使用状態により露光後のＶＬ電位が変化してしまうことになる。これは、像担持体上のトナー乗り量の変化につながり、プリント画像濃度が定まらなくなってしまう。
【０００８】
このため、従来は、露光メモリを抑制するため適当な光源を（前露光光源）を装置内に設置し、像担持体の帯電動作前に前記露光光源から像担時体の表面に光を照射するいわゆる前露光を行うようにしていた。しかしながら、近年、装置の小型化に伴い、前記光源（前露光光源）を装置内に設置できない場合がある。
【０００９】
このことから最近では、小型化し、前露光器のない画像形成装置として、静電潜像を担時する移動自在な電子写真感光体と、この電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成できる露光手段とを少なくとも備えた画像形成装置であって、感光体を帯電し得られる任意の表面電位に対して、露光量０．１（μＪ／ｃｍ2）の変化量に対する露光部の電位減衰が、５０Ｖ以下となる領域で得る電位差を、任意の表面電位に対する最大潜像コントラスト電位差とし、その最大潜像コントラスト電位差の６０〜９０％となる露光量領域で現像電位等の画像形成条件を設定する方法が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した露光量を低減させて潜像コントラス電位差を、通常の画像形成条件と同等に感光体の帯電電位、現像印加バイアス電位などの現像条件を同等に補正することで、画像形成装置が出力する最大濃度は同等に設定可能であるが、感光体の帯電電位と露光量の関係（Ｅ−Ｖ特性）が異なる条件で画像形成を行うため、画像出力信号に応じた階調画像を感光体上に露光して潜像形成を行った場合には、露光量に対する電位の減衰状態が異なるために中間調領域の電位変化による中間調濃度変化が発生するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電位減衰量の差により中間画像の出力画像の濃度を変化させて通常条件と同じ画質が得られるような画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００１２】
また、他の目的は、中間調濃度領域の補正するにあたり、ユーザの手間を省き常に品質の良い画像が得られるように自動的に補正を行うことができる画像形成装置を提案することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、階調濃度補正用の補正テーブルとを少なくとも備えた画像形成装置において、前記露光手段による前記像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定するスイッチと、該スイッチにより前記ゴースト低減モードが設定されると、該ゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更手段と、該露光量変更手段により前記所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、前記階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記露光量変更手段は、前記ゴースト低減モードにおける露光量を、通常使用している露光量で得られる最大潜像コントラスト電位差の約６０％以上で、９０％以下になる露光量に切り替えて画像形成条件の変更を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
つまり、前記真感光体を帯電し得られる任意の表面電位に対し露光量０．１（μＪ／ｃｍ2）の変化量に対する露光部電位減衰が５０Ｖ以下となる領域で得る電位差を、任意の表面電位に対する最大潜像コントラスト電位差とし、その最大潜像コントラスト電位差の６０〜９０％となる露光量領域で現像電位等の画像形成条件を設定後、帯電電位、露光量の変更による中間調濃度の変化に対し、ＬＵＴ（ルックアップテーブル；Luck Up Table）の補正量を変更し画質補正を行うものである。
【００１６】
本発明によれば、画像形成装置の使用環境に応じて、露光による電子写真感光体上の露光履歴による電位変動によって発生する画像濃度不具合を低減し、さらに中間調濃度領域の画質調整を行うことができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、前記補正量変更手段が、前記ゴースト低減モードにおける前記所定の露光量の低減条件において所定のテストパターン画像を出力し、画像形成装置内又は画像形成装置と通信可能な外部原稿読取手段を用いて前記所定のテストパターンの濃度検出結果に基づいて、前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を変更することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、前記補正量変更手段が、画像形成装置内に温度・湿度検知手段と、前記通常のモード及び前記ゴースト低減モードにおける前記階調濃度補正用のテーブルの環境変動情報を記憶する記憶手段とを備え、前記ゴースト低減モードで露光条件を変更した際の温度・湿度条件の検知情報より、自動的に前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を切り替えることを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、表層に電荷注入層が設けられている電子写真感光体を用い、該電子写真感光体の表層電荷注入層に対して、磁性粒子を回転自在のマグネットスリーブ上にブラシを形成し、電荷注入により表面電位を形成することを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、前記露光手段による潜像形成は、画像形成装置が形成可能な最小画素に対する発光をオン・オフで制御する２値露光制御手段を用いていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明は、前記露光手段として発光ダイオードを用いることを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、階調濃度補正用の補正テーブルとを少なくとも備えた画像形成装置の画像形成方法において、スイッチ操作により、前記露光手段による前記像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定する設定ステップと、前記ゴースト低減モードが設定されると、該ゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更ステップと、該露光量変更ステップにより前記所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、前記階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更ステップとを備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、前記露光量変更ステップは、前記ゴースト低減モードにおける露光量を、通常使用している露光量で得られる最大潜像コントラスト電位差の約６０％以上で、９０％以下になる露光量に切り替えて画像形成条件の変更を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明は、前記補正量変更ステップが、前記ゴースト低減モードにおける前記所定の露光量の低減条件において所定のテストパターン画像を出力し、画像形成装置内又は画像形成装置と通信可能な外部原稿読取手段を用いて前記所定のテストパターンの濃度検出結果に基づいて、前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を変更することを特徴とするものである。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明は、前記補正量変更ステップが、画像形成装置内に温度・湿度検知ステップと、前記通常のモード及び前記ゴースト低減モードにおける前記階調濃度補正用のテーブルの環境変動情報を記憶する記憶ステップとを備え、前記ゴースト低減モードで露光条件を変更した際の温度・湿度条件の検知情報より、自動的に前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を切り替えることを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、ＬＥＤ露光装置を用いた本実施例のカラー電子写真複写機であるカラー画像形成装置の構成図である。なお、この露光装置は、レーザビームを利用した単色の複写機であっても差し支えない。
【００３０】
このカラー画像形成装置は、上部にデジタル画像リーダ部と下部にデジタルカラー画像プリンタ部とを有する。リーダ部において、原稿９を原稿台ガラス１０に載せ、露光ＣＣＤ読み取りセンサ１１を露光走査することにより得られる原稿９からのカラー色分解画像信号を得る。このカラー色分解信号は、図示しない回路を経由して、同じく図示しないビデオ処理ユニットで処理を施され、プリンタ部に送出される。
【００３１】
プリンタ部において、図中の矢印方向に回転する像担時体である感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ（以下、省略して感光ドラム１と記す）が回転自在に支持されており、感光ドラム１の周りには、帯電器２Ｙ〜２Ｋ（以下、省略して帯電器２と記す）、現像器４Ｙ〜４Ｋ（以下、省略して現像装置４と記す）、転写ベルト５等の画像形成部が配置されている。
【００３２】
感光ドラム１は、帯電器２により均一に帯電され、感光ドラム１上に、例えばＬＥＤ露光器からなる露光装置３Ｙ〜３Ｋ（以下、省略して露光装置３と記す）により色分解された光像、またはこれに相当する光像１２Ｙ〜１２Ｋ（以下、省略して光像１２と記す）が照射され、その外表面に潜像形成が行われる。ついで、感光ドラム１上の静電像は現像装置４にて現像され、トナー像として顕像化される。
【００３３】
原稿台９の読み込み命令（通常、コピーキーが押された状態）、又はプリンタとして画像形成装置が動作する場合、例えば、ＰＣから印刷ＪＯＢ命令が送信されると、画像形成装置内に設置された図示しない内部ＣＰＵの命令により、環境センサＣＳ１の温度／湿度情報を読み込み絶対水分量を計算する。
【００３４】
この絶対水分量の値を基に、ＣＰＵは記録装置から、この環境における必要現Ｖｃｏｎｔ電位を算出する。現像Ｖｃｏｎｔの値が、環境で変化するのは、現像装置で用いるトナーの物性、例えば帯電性能が周囲の雰囲気水分量で変化するためである。また、この現像Ｖｃｏｎｔの算出にあったては、あらかじめ、図２に示すように、水分量と必要現像Ｖｃｏｎｔ電位の関係を、テーブル化して記憶しておき、水分量の結果に応じて線形補間により算出する。
【００３５】
次に、潜像電位や現像装置の現像スリーブ電位の算出方法について、図３に基づいて説明する。例えば、図１の環境センサＣＳ１により、２３℃／５％と読み取られた場合、水分量は約１．０［ｇ／ｋｇ］となる。
【００３６】
この時、表１に示すような水分量と現像Ｖｃｏｎｔのテーブルによれば、必要現像Ｖｃｏｎｔ電位は、現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖが選択される。
【００３７】
【表１】
【００３８】
この必要現像Ｖｃｏｎｔに、地肌カブリ防止電位であるＶｂａｃｋ電位を加えると、必要とする感光体１の表層に形成する潜像Ｖｃｏｎｔ電位が求められる。式であらわすと下記のようになる。
次に、感光体の帯電電位や露光部の電位を設定する手順について説明する。
【００３９】
必要現像Ｖｃｏｎｔが、周囲環境の状態によって変化したのと同様に、感光体１の露光部電位も、感光体１の露光感度が周囲環境の相対湿度や水分量によって変化するため、環境に適した値を求める必要がある。図３に、本実施例の感光体において、帯電電位対する露光部の電位の周囲環境の水分量による変化を実験的に求めた結果を示す。図３の結果を画像形成装置は、テーブルデータとして記憶している。
【００４０】
環境センサの読み取り値によると、水分量１．０［ｇ／ｋｇ］で、算出した潜Ｖｃｏｎｔ＝４８０Ｖを得るためには、図３の結果より、帯電電位：Ｖｄ＝７００Ｖと選択すると、露光部の電位Ｖｌ＝２２０Ｖが得られ、必要とする潜像Ｖｃｏｎｔ＝４８０Ｖを満足させることができる。
【００４１】
この結果、現像電位は、帯電電位Ｖｄ＝７００Ｖから、非画像部の電位Ｖｂａｃｋ＝２００Ｖを差し引いた５００Ｖに設定されることにより、算出された必要現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖが正確に得られることになる。
【００４２】
ここで、本実施例における帯電方式は、着磁されたマグローラスリーブに粉砕、又は重合法により作成した粉体磁性キャリア（抵抗値１０4〜１０7Ωｃｍ）を、前記、マグローラに担時し、感光体１の表面と一定距離、例えば、５００〜６００μｍ程度の距離に固定された状態で、キャリアで磁気ブラシを作成して感光体１の表面と接触させ、印加バイアスに、ＡＣ成分（１ＫＨｚ、Ｖｐｐ＝４００Ｖ程度）を重畳したＤＣバイアスを印加した注入方式を採用している。
【００４３】
本実施例における注入方式を用いた場合は、感光体の帯電電位Ｖｄの値と、マグローラのＤＣ成分バイアスがほぼ等しくなるため、Ｖｄｃ＝Ｖｄとして求めることが可能となる。
【００４４】
また、本実施例で使用される感光体１は、図４に示されるように、アルミシリンダ１ａ上に感光層（電荷発生層１ｂ及び電荷輸送層１ｃ、電荷注入層１ｄ）を塗布して構成されている。
【００４５】
感光層は、通常絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより、導電となるという特徴を有している。それは、光照射により電荷発生層１ｂ内に正孔−電子対を生成しそれらが電荷の流れの担い手となるからである。
【００４６】
現像装置４は、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、ブラック現像剤の４色現像剤を各別に収納する４個の現像器４Ｙ〜４Ｋを感光体１の外周面に対向する位置にある一定距離、例えば３００〜６００μｍ固定された２成分現像剤を用いて潜像現像の現像を行う。ここで、本発明の実施にあたっては、上述した２成分現像剤を用いる現像装置ではなく、磁性一成分現像、接触一成分現像方式等の現像方式を用いても差し支えない。
【００４７】
一方、給紙カセット１３Ａ（１３Ｂ）内に収容された転写材Ｐがレジストローラ１４により適当なタイミングで給紙されて転写ベルト５に担持され、図示の矢印方向に搬送される転写材Ｐ上に転写ベルト５の下方に配置されている転写印加部材６Ｙ〜６Ｋ（以下、転写印加部材６という）によって転写電圧が印加され、感光体ドラム１上のトナー像が転写される。
【００４８】
転写ベルト５は、誘電体シート等を張設して構成されており、この転写ベルト５には、吸着用の半導体帯電ローラ１５と導体ローラによって転写材Ｐが吸着される。感光体１Ｙのイエローから、１Ｋのブラックまで順次転写される。転写材Ｐ上に、転写されたトナー像は、転写ベルト５に担持されて、定着器７に搬送され、所定の熱量や圧力を加えられて定着された後、搬送トレイ８へ搬送される。
【００４９】
上述された画像形成装置において、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに、露光装置３Ｙ〜３Ｋから露光することにより、電荷発生層で正孔−電子対が生成される。正孔は電荷発生層を通り、電荷注入層に移動して負電荷と再結合する。これにより感光体表層（電荷注入層）の負電荷量が減少し、表面電位の絶対値が低下する。この状態での感光体上の表面電位が略ＶＬ電位となる。
【００５０】
しかしながら、露光により減衰する感光体上のＶＬ電位は、露光量によって変化し、かつ表面電位の大きさによっても変化する。ここで、感光体Ａの露光量Ｅ（μＪ／ｃｍ2）と感光体上の電位（Ｖ）の関係を図５に示す。図５に示されるように、露光量が増加するとドラム上の電位は非線形に減衰する様子がわかる。
【００５１】
さらに、このＥ−Ｖ特性の測定を、ドラム２周分の全面露光を与えた場合に測定した結果を図６に示す。この図６から、感光体の表層に与える露光量を大きくしていくと、露光量の値が小さい場合は一度露光を受けた部分のＶＬ電位（ドラム２周目のＶＬ電位）は、１周目よりも小さくなるが、ある一定量以上の露光量を与えると、ドラム２周目の電位が１周目よりも大きくなっていることが分かる。このようなＶＬ電位の変動が発生した場合は、濃度低下の画像不具合が発生する。
【００５２】
さらに、感光層の特性（電荷発生層、電荷輸送層、電荷注入層）が異なる別の感光体Ｂで同様の実験を行ったところ図６に示されるように、Ｅ−Ｖ特性は大きく異なるが感光体Ａと同様の結果が得られた。
【００５３】
また、感光体上の表面電位（ＶＤ）を変化させた場合のＥ−Ｖ特性を、図７に示す。この図より、ＶＤ電位が大きくなると露光量増加に伴い感光体１周目ＶＬ電位に対し、２周目ＶＬ電位の大小関係が露光量の大きな方向にシフトすることがわかる。また、１周目のＶＬ電位に対し２周目の値が減少から増加に変化する露光量の値がＶＤの値により変化することが判明した。
【００５４】
さらに、露光メモリによりＶＬの値が変化しない領域も存在していることが図７から分かった。また、ＶＤ電位を変化させた場合、露光量を変化させてもＶＬの値が変化しない領域は、露光量の大きな範囲にシフトしていき、さらに露光メモリによるＶＬ電位変動のない領域も大きくなっている様子がわかる。
【００５５】
以上の結果から、露光によるＶＬの変動は、露光量とドラム表面電位によって、露光履歴によるＶＬ変動が増加方向や減少方向の２種類存在することが明らかになった。また、必ず露光の影響によりＶＬ変動がない領域も感光体の種類によらず存在することも明らかになった。
【００５６】
図８は、実験結果よりＶＬ安定領域を示す図である。
【００５７】
この図８より、表面電位と露光部の電位の差を潜像コントラスト電位とし、Ｅ−Ｖ特性を測定した場合に、露光部の電位がほとんど変動しない領域を最大潜像コントラスト電位差と、露光量を増加させ０．１（μＪ／ｃｍ2）の変化量に対する露光部の電位変化が５０Ｖ以下となる電位変化の収束領域で得る電位差を任意の表面電位に対する最大潜像コントラスト電位差とした場合、ＶＬ電位が露光履歴により変化しない安定領域は、この最大潜像コントラスト電位の約７０〜９０％程度の範囲に存在していることがわかった。
【００５８】
以上の調査結果より、本発明の画像形成装置は、通常使用している露光量で画像形成を行い感光体に露光履歴によるゴースト画像が発生した場合、通常条件での潜像コントラスト電位の６０〜９０％になるよう露光量の大きさを、通常設定の約７０％になる切り替えスイッチ（ゴースト低減モード）を、画像形成装置の操作パネル上に配置している。しかしながら、このゴースト低減モードが操作パネル上で選択された場合、露光量を単純に低減させるのみでは、現像コントラストが小さくなり、画像濃度が小さくなる。
【００５９】
その問題を解決するため、上述したように、図３の各環境における表面電位とＶＬ電位の関係テーブルを、ゴースト低減モードの露光量に対して記憶しており、ゴースト低減モードが選択されると同時に感光体の帯電電位、現像装置の現像電位等の条件が、通常露光量と同じ画像濃度が得られるように瞬時に選択され、最大画像濃度を変化させず通常条件と同等の画像出力が可能となる。
【００６０】
次に、上述された画像形成装置を用いて、本発明の課題とその解決実施にあたるさらに詳細な説明を行う。
【００６１】
図９は、露光量や感光体の帯電電位を変更して得られる画像信号に対する、感光体上の表面電位の変化を示す図である。Ｖｄ基準にデータ整理した電位変化を図１０に示す。図１０の結果より、最大潜像コントラスト電位差を一定に潜像形成を行うと中間調濃度領域の潜像コントラスト電位差が、通常条件で用いる露光量の場合よりも小さくなる方向に変化していることが分かる。
【００６２】
この電位変動により中間調濃度が、図１１に示すように変化する。
【００６３】
さらに画像信号に対し、図１２に示す通常画像形成時の濃度リニアな階調再現設定用のプリンタ特性γのＬＵＴ補正をそのまま使用した場合、図１３に示すように、さらに影響が大きく全体的に濃度がでない状態に陥る。
【００６４】
本発明の画像形成装置は、通常モード露光量の画像形成条件におけるプリンタ特性γの環境変動（図１４）に対し、出力画像が濃度リニアとなるよなＬＵＴ（図１５）を記憶しており、環境変化（絶対水分量）に応じて自動的に対応させる機能を備えている。
【００６５】
また、このＬＵＴデータは、画像形成装置の動作保証環境の範囲で、任意の環境条件（絶対水分量）対して基本となる複数のＬＵＴを記憶しており、画像形成装置内の環境センサの検知情報に基づいて、補間を行うことにより任意の環境条件に適合させたＬＵＴを算出することができる構成になっている。
【００６６】
本発明では、露光履歴によるゴースト低減として露光低減モードが選択された場合に、ＬＵＴ補正なしの画像信号に応じた階調パターンを出力し、画像形成装置を複写機の場合は原稿読み取り装置を介し、プリンタの場合は外部の通信可能な読み取り装置を介して、前記出力画像の階調濃度を測定する。
【００６７】
その測定したデータを基に所定のＬＵＴ、例えば、濃度リニアに設定する場合は、図１２に示すように、入力信号に対し濃度リニアな関係線と読み取り画像の階調濃度との差分を計算し、図１２に示すような露光量低減時のＬＵＴを新たに作ることにより、このＬＵＴ補正量を変更して画像形成を行うことで、露光量を低減しても濃度リニアな中間調濃度再現を可能としている。なお、ここでは濃度リニアなＬＵＴを例として説明したが、本発明は濃度リニアなＬＵＴのみに適用されるのみでなく、任意の再現曲線ＬＵＴに対して用いても差し支えない。
【００６８】
さらに、通常モードの露光量設定に戻した場合には、通常モードのＬＵＴに従って画像形成行うことが可能な構成になっており、露光低減モード時のＬＵＴデータは、通常の画像形成モードとは独立して記憶メモリ格納されている構成となっている。したがって、通常画像形成時の階調再現には何ら影響を受けず、露光低減モード時の階調補正用のＬＵＴのみが新たに生成され、露光量低減時のみ使用されるＬＵＴとなっていることを特徴としている。
【００６９】
（実施例２）
本実施例２では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。実施例１では、露光量低減モードに選択した環境条件のみ有効なＬＵＴの作成をおこなったが、本実施例２では、露光量低減モードが長期継続して設定され、画像形成装置内の環境条件が変化した場合に、実施例１で示した現像条件の補正により最大画像濃度は補正されても、ＬＵＴの環境追従性が行われないという問題を解決したものである。
【００７０】
実施例１で求めた露光量低減モードのＬＵＴと、その時の環境条件（絶対水分量）で図１５を基に、通常露光量設定用に算出される通常画像形成モードのＬＵＴの差分を計算し記憶しておく記憶部を画像形成装置に備え、露光量低減モードで求めたＬＵＴの環境条件から、画像形成装置の周囲環境条件が変化した場合、前記通常モードで算出されるＬＵＴに前記ＬＵＴの差分データを加算した修正ＬＵＴを用いることにより、環境変動にも追従して、中間調濃度の画質を維持することを特徴としている。
【００７１】
また、差分を記憶しておくことで、再度露光量低減モードが選択された場合にこの差分データを基に露光量低減モードの画像形成が可能であるため、階調補正の手間を省く効果が得られた。
【００７２】
（実施例３）
本実施例３では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。実施例１、２では、読み取り装置を用いて露光量低減モードでＬＵＴ補正用の階調濃度パタンを出力し、画像形成装置本体を介して、又は通信可能な外部読み取り装置を介してプリンタ特性γの濃度を測定し、その結果に基づいてＬＵＴを作成した。しかしながら、本実施例３は、ゴースト低減モードを選択すると、階調補正を行う手間をユーザに与えてしまうという問題を解決するためのものである。
【００７３】
本実施例では、露光量低減モードでの環境変動に応じたＬＵＴを、通常条件と同じ形態（図１５）で記憶し、ユーザが画像形成モードを切り替えた場合に自動的に階調補正が行われることを特徴とする画像形成装置である。この構成を用いることで、画像形成モードの切り変え時に、ユーザに階調補正の手間を掛けることなく常に好適な画像出力を再現可能としている。
【００７４】
（実施例４）
本実施例４では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。実施例１〜３に示したゴースト低減モードを実施にあたり、最近の画像形成装置は、ネットワーク上での画像形成装置として使用される場合が多く、かつ、画像出力装置がユーザの出力命令を行う場所（例えば、オフィスのＰＣ上）から出力命令を実施する場合が多い。
【００７５】
また、画像比率の少ない文字原稿などが出力される場合、特にプリンタやＦＡＸ等の文章を出力する場合、特に低減モードに常にする必要はない。したがって、ユーザ画像形成装置の用途にしたがって選択できるように、画像形成装置をプリンタやＦＡＸ、複写機等の機能モード別に選択できるようにしておくと便利である。
【００７６】
さらに、ユーザが出力する画像で経験上、ゴーストが発生しそうであると判断した場合には、容易にＰＣ上の印刷ダイアログ画面上から、出力画像のみゴースト低減モードを選択することを可能とすることにより、他のユーザの設定条件に関係なく、そのユーザ独自の設定で出力可能な構成とすることで便利性を向上できる。
【００７７】
本実施例４は、画像形成装置が複数の画像形成出力機能を持つ場合、その用途に応じて独立に低減モードを実施することで、ユーザの使用条件に応じて自由に選択できる機能を追加していることを特徴とし、露光量低減モード選択時の現像条件の変更及び、実施例３で述べた自動的にＬＵＴ補正を用いてユーザに手間を掛けることなく必要に応じて適切な画像出力が可能となる。
【００７８】
（実施例５）
本実施例５では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。本実施例５では、実施例４の便利性をさらに向上できるようにした実施例４では、ユーザがの使用環境において、露光量低減モードの選択が可能なシステムについて説明したが、本実施例５では、ユーザ使用環境外との通信手段、電話回線、ＬＡＮ、イーサネット等を用いて遠隔値より画像形成装置の状況をモニタし、遠隔値から画像形成装置で発生した不具合に対し、例えば販売者やメーカーのサービスセンタなどから、ユーザの画像不具合クレームに対して対応可能としている。
【００７９】
そのため、本発明で課題としている画像不具合（ゴースト画像）低減モード選択時の中間濃度の画像不具合に対し、顧客からの問い合わせなどが発生した場合には遠隔地からネットワーク通信等を介して、低減モードへの選択を行い、ユーザの手を煩わせることなく画質補正が可能な構成になっている。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、露光手段による像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定するスイッチと、このスイッチによりゴースト低減モードが設定されると、このゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更手段と、この露光量変更手段により所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更手段とを備えているので、画像形成装置の使用環境に応じて、露光による電子写真感光体上の露光履歴による電位変動によって発生する画像濃度不具合を低減し、さらに中間調濃度領域の画質調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤ露光装置を用いた本実施例のカラー電子写真複写機であるカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】水分量と必要現像Ｖｃｏｎｔの関係を示す図である。
【図３】周囲環境の絶対水分量が変化した場合の感光体帯電電位Ｖｄと、露光部電位Ｖｌの関係を示す図である。
【図４】電子写真感光体の構成図である。
【図５】ドラムＡの露光量と電位の関係を示す図である。
【図６】ドラムＡ，Ｂの露光量と電位の関係（ドラム１，２周目電位比較）を示す図である。
【図７】感光体Ａの露光量と感光体上の電位（Ｅ−Ｖ特性）を示す図である。
【図８】ＶＬ変動のない露光量領域とＶＬ電位の領域（ドラム上電位ＶＤを変化させた場合）を示す図である。
【図９】通常モ−ドと露光量低減時のドラム上電位を示す図である。
【図１０】通常モ−ドと露光量低減時のドラム上電位（図９を表面電位基準で整理した図）を示す図である。
【図１１】通常画像形成時と露光量低減時の入力信号に対する画像濃度の差を示す図である。
【図１２】通常画像形成時のプリンタγ特性とＬＵＴの関係（濃度リニアに設定した場合）を示す図である。
【図１３】通常画像形成時のＬＵＴで、露光量低減時のプリンタ特性γを濃度リニアなＬＵＴ補正行った場合を示す図である。
【図１４】通常画像形成露光量のプリンタ特性γの環境変化を示す図である。
【図１５】図１３のプリンタ特性γに対するＬＵＴを示す図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
１ａ アルミシリンダ
１ｂ 電荷発生層
１ｃ 電荷輸送層
１ｄ 電荷注入層
２ 帯電器
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写ベルト
６ 転写印加部材
７ 定着器
８ 搬送トレイ
９ 原稿
１０ 原稿台ガラス
１１ 露光ＣＣＤ読み取りセンサ
１２ 光像
１３Ａ、１３Ｂ 給紙カセット
１４ レジストローラ
１５ 半導体帯電ローラ
Ｐ 転写材
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式によって画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真を利用した従来のカラー画像可能な画像形成装置では、静電潜像上にトナー保持する像担持体は、電荷発生層及び電荷輸送層で構成された感光層を有した金属ドラム或いは金属ベルトで構成されている。
【０００３】
この画像形成装置においては、プリント開始の信号により、像担持体は一定方向に駆動されるようになっていて、その後、像担持体を帯電装置（コロナ帯電器、帯電ローラ、磁性粒子など担時した剤胆持体）などにバイアス印加をすることにより、像担持体の表面を一定の電位まで帯電或いは電荷注入を行うように構成されている。
【０００４】
この時の表面電位をＶＤ電位という。さらに、コントローラからの信号に基づいて、オン・オフ制御されたレーザ光或いは発光ダイオード（ＬＥＤ）光を像担持体の表面に照射する（露光）。光照射位置は電位が低下するため像担持体の表面には、静電潜像が形成される。この露光された部分の電位をＶＬ電位という。
【０００５】
そして、像担持体に対向配置し、トナーが充填された現像装置に一定のバイアスを（現像バイアス）印加して、所定の電荷を付与されたトナーを、像担持体上の静電潜像に移すことにより、静電潜像を可視化する（現像）。現像時の像担持体上のトナー乗り量は、前記ＶＬ電位と現像バイアスの関係で決まる。
【０００６】
そして、像担持体に隣接して配置され、像担持体と略同速度で順方向に移動する転写ローラや転写ベルト等の転写体上に像担持体上のトナーと逆極性のバイアスを印加し、その状態で転写との間に転写材を通過させることにより、ドラム上に担時されたトナーを転写材上に移動させる。
【０００７】
上述した画像形成動作時において、像担持体の感光層は少なからず照射光による露光メモリの影響を受ける。すなわち、像担持体の使用状態により露光後のＶＬ電位が変化してしまうことになる。これは、像担持体上のトナー乗り量の変化につながり、プリント画像濃度が定まらなくなってしまう。
【０００８】
このため、従来は、露光メモリを抑制するため適当な光源を（前露光光源）を装置内に設置し、像担持体の帯電動作前に前記露光光源から像担時体の表面に光を照射するいわゆる前露光を行うようにしていた。しかしながら、近年、装置の小型化に伴い、前記光源（前露光光源）を装置内に設置できない場合がある。
【０００９】
このことから最近では、小型化し、前露光器のない画像形成装置として、静電潜像を担時する移動自在な電子写真感光体と、この電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、この帯電手段により帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成できる露光手段とを少なくとも備えた画像形成装置であって、感光体を帯電し得られる任意の表面電位に対して、露光量０．１（μＪ／ｃｍ2）の変化量に対する露光部の電位減衰が、５０Ｖ以下となる領域で得る電位差を、任意の表面電位に対する最大潜像コントラスト電位差とし、その最大潜像コントラスト電位差の６０〜９０％となる露光量領域で現像電位等の画像形成条件を設定する方法が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した露光量を低減させて潜像コントラス電位差を、通常の画像形成条件と同等に感光体の帯電電位、現像印加バイアス電位などの現像条件を同等に補正することで、画像形成装置が出力する最大濃度は同等に設定可能であるが、感光体の帯電電位と露光量の関係（Ｅ−Ｖ特性）が異なる条件で画像形成を行うため、画像出力信号に応じた階調画像を感光体上に露光して潜像形成を行った場合には、露光量に対する電位の減衰状態が異なるために中間調領域の電位変化による中間調濃度変化が発生するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電位減衰量の差により中間画像の出力画像の濃度を変化させて通常条件と同じ画質が得られるような画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００１２】
また、他の目的は、中間調濃度領域の補正するにあたり、ユーザの手間を省き常に品質の良い画像が得られるように自動的に補正を行うことができる画像形成装置を提案することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、階調濃度補正用の補正テーブルとを少なくとも備えた画像形成装置において、前記露光手段による前記像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定するスイッチと、該スイッチにより前記ゴースト低減モードが設定されると、該ゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更手段と、該露光量変更手段により前記所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、前記階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記露光量変更手段は、前記ゴースト低減モードにおける露光量を、通常使用している露光量で得られる最大潜像コントラスト電位差の約６０％以上で、９０％以下になる露光量に切り替えて画像形成条件の変更を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
つまり、前記真感光体を帯電し得られる任意の表面電位に対し露光量０．１（μＪ／ｃｍ2）の変化量に対する露光部電位減衰が５０Ｖ以下となる領域で得る電位差を、任意の表面電位に対する最大潜像コントラスト電位差とし、その最大潜像コントラスト電位差の６０〜９０％となる露光量領域で現像電位等の画像形成条件を設定後、帯電電位、露光量の変更による中間調濃度の変化に対し、ＬＵＴ（ルックアップテーブル；Luck Up Table）の補正量を変更し画質補正を行うものである。
【００１６】
本発明によれば、画像形成装置の使用環境に応じて、露光による電子写真感光体上の露光履歴による電位変動によって発生する画像濃度不具合を低減し、さらに中間調濃度領域の画質調整を行うことができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、前記補正量変更手段が、前記ゴースト低減モードにおける前記所定の露光量の低減条件において所定のテストパターン画像を出力し、画像形成装置内又は画像形成装置と通信可能な外部原稿読取手段を用いて前記所定のテストパターンの濃度検出結果に基づいて、前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を変更することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、前記補正量変更手段が、画像形成装置内に温度・湿度検知手段と、前記通常のモード及び前記ゴースト低減モードにおける前記階調濃度補正用のテーブルの環境変動情報を記憶する記憶手段とを備え、前記ゴースト低減モードで露光条件を変更した際の温度・湿度条件の検知情報より、自動的に前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を切り替えることを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、表層に電荷注入層が設けられている電子写真感光体を用い、該電子写真感光体の表層電荷注入層に対して、磁性粒子を回転自在のマグネットスリーブ上にブラシを形成し、電荷注入により表面電位を形成することを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、前記露光手段による潜像形成は、画像形成装置が形成可能な最小画素に対する発光をオン・オフで制御する２値露光制御手段を用いていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明は、前記露光手段として発光ダイオードを用いることを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、階調濃度補正用の補正テーブルとを少なくとも備えた画像形成装置の画像形成方法において、スイッチ操作により、前記露光手段による前記像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定する設定ステップと、前記ゴースト低減モードが設定されると、該ゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更ステップと、該露光量変更ステップにより前記所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、前記階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更ステップとを備えたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、前記露光量変更ステップは、前記ゴースト低減モードにおける露光量を、通常使用している露光量で得られる最大潜像コントラスト電位差の約６０％以上で、９０％以下になる露光量に切り替えて画像形成条件の変更を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明は、前記補正量変更ステップが、前記ゴースト低減モードにおける前記所定の露光量の低減条件において所定のテストパターン画像を出力し、画像形成装置内又は画像形成装置と通信可能な外部原稿読取手段を用いて前記所定のテストパターンの濃度検出結果に基づいて、前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を変更することを特徴とするものである。
【００２７】
また、請求項１１に記載の発明は、前記補正量変更ステップが、画像形成装置内に温度・湿度検知ステップと、前記通常のモード及び前記ゴースト低減モードにおける前記階調濃度補正用のテーブルの環境変動情報を記憶する記憶ステップとを備え、前記ゴースト低減モードで露光条件を変更した際の温度・湿度条件の検知情報より、自動的に前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を切り替えることを特徴とするものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、ＬＥＤ露光装置を用いた本実施例のカラー電子写真複写機であるカラー画像形成装置の構成図である。なお、この露光装置は、レーザビームを利用した単色の複写機であっても差し支えない。
【００３０】
このカラー画像形成装置は、上部にデジタル画像リーダ部と下部にデジタルカラー画像プリンタ部とを有する。リーダ部において、原稿９を原稿台ガラス１０に載せ、露光ＣＣＤ読み取りセンサ１１を露光走査することにより得られる原稿９からのカラー色分解画像信号を得る。このカラー色分解信号は、図示しない回路を経由して、同じく図示しないビデオ処理ユニットで処理を施され、プリンタ部に送出される。
【００３１】
プリンタ部において、図中の矢印方向に回転する像担時体である感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ（以下、省略して感光ドラム１と記す）が回転自在に支持されており、感光ドラム１の周りには、帯電器２Ｙ〜２Ｋ（以下、省略して帯電器２と記す）、現像器４Ｙ〜４Ｋ（以下、省略して現像装置４と記す）、転写ベルト５等の画像形成部が配置されている。
【００３２】
感光ドラム１は、帯電器２により均一に帯電され、感光ドラム１上に、例えばＬＥＤ露光器からなる露光装置３Ｙ〜３Ｋ（以下、省略して露光装置３と記す）により色分解された光像、またはこれに相当する光像１２Ｙ〜１２Ｋ（以下、省略して光像１２と記す）が照射され、その外表面に潜像形成が行われる。ついで、感光ドラム１上の静電像は現像装置４にて現像され、トナー像として顕像化される。
【００３３】
原稿台９の読み込み命令（通常、コピーキーが押された状態）、又はプリンタとして画像形成装置が動作する場合、例えば、ＰＣから印刷ＪＯＢ命令が送信されると、画像形成装置内に設置された図示しない内部ＣＰＵの命令により、環境センサＣＳ１の温度／湿度情報を読み込み絶対水分量を計算する。
【００３４】
この絶対水分量の値を基に、ＣＰＵは記録装置から、この環境における必要現Ｖｃｏｎｔ電位を算出する。現像Ｖｃｏｎｔの値が、環境で変化するのは、現像装置で用いるトナーの物性、例えば帯電性能が周囲の雰囲気水分量で変化するためである。また、この現像Ｖｃｏｎｔの算出にあったては、あらかじめ、図２に示すように、水分量と必要現像Ｖｃｏｎｔ電位の関係を、テーブル化して記憶しておき、水分量の結果に応じて線形補間により算出する。
【００３５】
次に、潜像電位や現像装置の現像スリーブ電位の算出方法について、図３に基づいて説明する。例えば、図１の環境センサＣＳ１により、２３℃／５％と読み取られた場合、水分量は約１．０［ｇ／ｋｇ］となる。
【００３６】
この時、表１に示すような水分量と現像Ｖｃｏｎｔのテーブルによれば、必要現像Ｖｃｏｎｔ電位は、現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖが選択される。
【００３７】
【表１】
この必要現像Ｖｃｏｎｔに、地肌カブリ防止電位であるＶｂａｃｋ電位を加えると、必要とする感光体１の表層に形成する潜像Ｖｃｏｎｔ電位が求められる。式であらわすと下記のようになる。
【００３９】
必要現像Ｖｃｏｎｔが、周囲環境の状態によって変化したのと同様に、感光体１の露光部電位も、感光体１の露光感度が周囲環境の相対湿度や水分量によって変化するため、環境に適した値を求める必要がある。図３に、本実施例の感光体において、帯電電位対する露光部の電位の周囲環境の水分量による変化を実験的に求めた結果を示す。図３の結果を画像形成装置は、テーブルデータとして記憶している。
【００４０】
環境センサの読み取り値によると、水分量１．０［ｇ／ｋｇ］で、算出した潜Ｖｃｏｎｔ＝４８０Ｖを得るためには、図３の結果より、帯電電位：Ｖｄ＝７００Ｖと選択すると、露光部の電位Ｖｌ＝２２０Ｖが得られ、必要とする潜像Ｖｃｏｎｔ＝４８０Ｖを満足させることができる。
【００４１】
この結果、現像電位は、帯電電位Ｖｄ＝７００Ｖから、非画像部の電位Ｖｂａｃｋ＝２００Ｖを差し引いた５００Ｖに設定されることにより、算出された必要現像Ｖｃｏｎｔ＝２８０Ｖが正確に得られることになる。
【００４２】
ここで、本実施例における帯電方式は、着磁されたマグローラスリーブに粉砕、又は重合法により作成した粉体磁性キャリア（抵抗値１０4〜１０7Ωｃｍ）を、前記、マグローラに担時し、感光体１の表面と一定距離、例えば、５００〜６００μｍ程度の距離に固定された状態で、キャリアで磁気ブラシを作成して感光体１の表面と接触させ、印加バイアスに、ＡＣ成分（１ＫＨｚ、Ｖｐｐ＝４００Ｖ程度）を重畳したＤＣバイアスを印加した注入方式を採用している。
【００４３】
本実施例における注入方式を用いた場合は、感光体の帯電電位Ｖｄの値と、マグローラのＤＣ成分バイアスがほぼ等しくなるため、Ｖｄｃ＝Ｖｄとして求めることが可能となる。
【００４４】
また、本実施例で使用される感光体１は、図４に示されるように、アルミシリンダ１ａ上に感光層（電荷発生層１ｂ及び電荷輸送層１ｃ、電荷注入層１ｄ）を塗布して構成されている。
【００４５】
感光層は、通常絶縁体であり、特定の波長の光を照射することにより、導電となるという特徴を有している。それは、光照射により電荷発生層１ｂ内に正孔−電子対を生成しそれらが電荷の流れの担い手となるからである。
【００４６】
現像装置４は、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、ブラック現像剤の４色現像剤を各別に収納する４個の現像器４Ｙ〜４Ｋを感光体１の外周面に対向する位置にある一定距離、例えば３００〜６００μｍ固定された２成分現像剤を用いて潜像現像の現像を行う。ここで、本発明の実施にあたっては、上述した２成分現像剤を用いる現像装置ではなく、磁性一成分現像、接触一成分現像方式等の現像方式を用いても差し支えない。
【００４７】
一方、給紙カセット１３Ａ（１３Ｂ）内に収容された転写材Ｐがレジストローラ１４により適当なタイミングで給紙されて転写ベルト５に担持され、図示の矢印方向に搬送される転写材Ｐ上に転写ベルト５の下方に配置されている転写印加部材６Ｙ〜６Ｋ（以下、転写印加部材６という）によって転写電圧が印加され、感光体ドラム１上のトナー像が転写される。
【００４８】
転写ベルト５は、誘電体シート等を張設して構成されており、この転写ベルト５には、吸着用の半導体帯電ローラ１５と導体ローラによって転写材Ｐが吸着される。感光体１Ｙのイエローから、１Ｋのブラックまで順次転写される。転写材Ｐ上に、転写されたトナー像は、転写ベルト５に担持されて、定着器７に搬送され、所定の熱量や圧力を加えられて定着された後、搬送トレイ８へ搬送される。
【００４９】
上述された画像形成装置において、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに、露光装置３Ｙ〜３Ｋから露光することにより、電荷発生層で正孔−電子対が生成される。正孔は電荷発生層を通り、電荷注入層に移動して負電荷と再結合する。これにより感光体表層（電荷注入層）の負電荷量が減少し、表面電位の絶対値が低下する。この状態での感光体上の表面電位が略ＶＬ電位となる。
【００５０】
しかしながら、露光により減衰する感光体上のＶＬ電位は、露光量によって変化し、かつ表面電位の大きさによっても変化する。ここで、感光体Ａの露光量Ｅ（μＪ／ｃｍ2）と感光体上の電位（Ｖ）の関係を図５に示す。図５に示されるように、露光量が増加するとドラム上の電位は非線形に減衰する様子がわかる。
【００５１】
さらに、このＥ−Ｖ特性の測定を、ドラム２周分の全面露光を与えた場合に測定した結果を図６に示す。この図６から、感光体の表層に与える露光量を大きくしていくと、露光量の値が小さい場合は一度露光を受けた部分のＶＬ電位（ドラム２周目のＶＬ電位）は、１周目よりも小さくなるが、ある一定量以上の露光量を与えると、ドラム２周目の電位が１周目よりも大きくなっていることが分かる。このようなＶＬ電位の変動が発生した場合は、濃度低下の画像不具合が発生する。
【００５２】
さらに、感光層の特性（電荷発生層、電荷輸送層、電荷注入層）が異なる別の感光体Ｂで同様の実験を行ったところ図６に示されるように、Ｅ−Ｖ特性は大きく異なるが感光体Ａと同様の結果が得られた。
【００５３】
また、感光体上の表面電位（ＶＤ）を変化させた場合のＥ−Ｖ特性を、図７に示す。この図より、ＶＤ電位が大きくなると露光量増加に伴い感光体１周目ＶＬ電位に対し、２周目ＶＬ電位の大小関係が露光量の大きな方向にシフトすることがわかる。また、１周目のＶＬ電位に対し２周目の値が減少から増加に変化する露光量の値がＶＤの値により変化することが判明した。
【００５４】
さらに、露光メモリによりＶＬの値が変化しない領域も存在していることが図７から分かった。また、ＶＤ電位を変化させた場合、露光量を変化させてもＶＬの値が変化しない領域は、露光量の大きな範囲にシフトしていき、さらに露光メモリによるＶＬ電位変動のない領域も大きくなっている様子がわかる。
【００５５】
以上の結果から、露光によるＶＬの変動は、露光量とドラム表面電位によって、露光履歴によるＶＬ変動が増加方向や減少方向の２種類存在することが明らかになった。また、必ず露光の影響によりＶＬ変動がない領域も感光体の種類によらず存在することも明らかになった。
【００５６】
図８は、実験結果よりＶＬ安定領域を示す図である。
【００５７】
この図８より、表面電位と露光部の電位の差を潜像コントラスト電位とし、Ｅ−Ｖ特性を測定した場合に、露光部の電位がほとんど変動しない領域を最大潜像コントラスト電位差と、露光量を増加させ０．１（μＪ／ｃｍ2）の変化量に対する露光部の電位変化が５０Ｖ以下となる電位変化の収束領域で得る電位差を任意の表面電位に対する最大潜像コントラスト電位差とした場合、ＶＬ電位が露光履歴により変化しない安定領域は、この最大潜像コントラスト電位の約７０〜９０％程度の範囲に存在していることがわかった。
【００５８】
以上の調査結果より、本発明の画像形成装置は、通常使用している露光量で画像形成を行い感光体に露光履歴によるゴースト画像が発生した場合、通常条件での潜像コントラスト電位の６０〜９０％になるよう露光量の大きさを、通常設定の約７０％になる切り替えスイッチ（ゴースト低減モード）を、画像形成装置の操作パネル上に配置している。しかしながら、このゴースト低減モードが操作パネル上で選択された場合、露光量を単純に低減させるのみでは、現像コントラストが小さくなり、画像濃度が小さくなる。
【００５９】
その問題を解決するため、上述したように、図３の各環境における表面電位とＶＬ電位の関係テーブルを、ゴースト低減モードの露光量に対して記憶しており、ゴースト低減モードが選択されると同時に感光体の帯電電位、現像装置の現像電位等の条件が、通常露光量と同じ画像濃度が得られるように瞬時に選択され、最大画像濃度を変化させず通常条件と同等の画像出力が可能となる。
【００６０】
次に、上述された画像形成装置を用いて、本発明の課題とその解決実施にあたるさらに詳細な説明を行う。
【００６１】
図９は、露光量や感光体の帯電電位を変更して得られる画像信号に対する、感光体上の表面電位の変化を示す図である。Ｖｄ基準にデータ整理した電位変化を図１０に示す。図１０の結果より、最大潜像コントラスト電位差を一定に潜像形成を行うと中間調濃度領域の潜像コントラスト電位差が、通常条件で用いる露光量の場合よりも小さくなる方向に変化していることが分かる。
【００６２】
この電位変動により中間調濃度が、図１１に示すように変化する。
【００６３】
さらに画像信号に対し、図１２に示す通常画像形成時の濃度リニアな階調再現設定用のプリンタ特性γのＬＵＴ補正をそのまま使用した場合、図１３に示すように、さらに影響が大きく全体的に濃度がでない状態に陥る。
【００６４】
本発明の画像形成装置は、通常モード露光量の画像形成条件におけるプリンタ特性γの環境変動（図１４）に対し、出力画像が濃度リニアとなるよなＬＵＴ（図１５）を記憶しており、環境変化（絶対水分量）に応じて自動的に対応させる機能を備えている。
【００６５】
また、このＬＵＴデータは、画像形成装置の動作保証環境の範囲で、任意の環境条件（絶対水分量）対して基本となる複数のＬＵＴを記憶しており、画像形成装置内の環境センサの検知情報に基づいて、補間を行うことにより任意の環境条件に適合させたＬＵＴを算出することができる構成になっている。
【００６６】
本発明では、露光履歴によるゴースト低減として露光低減モードが選択された場合に、ＬＵＴ補正なしの画像信号に応じた階調パターンを出力し、画像形成装置を複写機の場合は原稿読み取り装置を介し、プリンタの場合は外部の通信可能な読み取り装置を介して、前記出力画像の階調濃度を測定する。
【００６７】
その測定したデータを基に所定のＬＵＴ、例えば、濃度リニアに設定する場合は、図１２に示すように、入力信号に対し濃度リニアな関係線と読み取り画像の階調濃度との差分を計算し、図１２に示すような露光量低減時のＬＵＴを新たに作ることにより、このＬＵＴ補正量を変更して画像形成を行うことで、露光量を低減しても濃度リニアな中間調濃度再現を可能としている。なお、ここでは濃度リニアなＬＵＴを例として説明したが、本発明は濃度リニアなＬＵＴのみに適用されるのみでなく、任意の再現曲線ＬＵＴに対して用いても差し支えない。
【００６８】
さらに、通常モードの露光量設定に戻した場合には、通常モードのＬＵＴに従って画像形成行うことが可能な構成になっており、露光低減モード時のＬＵＴデータは、通常の画像形成モードとは独立して記憶メモリ格納されている構成となっている。したがって、通常画像形成時の階調再現には何ら影響を受けず、露光低減モード時の階調補正用のＬＵＴのみが新たに生成され、露光量低減時のみ使用されるＬＵＴとなっていることを特徴としている。
【００６９】
（実施例２）
本実施例２では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。実施例１では、露光量低減モードに選択した環境条件のみ有効なＬＵＴの作成をおこなったが、本実施例２では、露光量低減モードが長期継続して設定され、画像形成装置内の環境条件が変化した場合に、実施例１で示した現像条件の補正により最大画像濃度は補正されても、ＬＵＴの環境追従性が行われないという問題を解決したものである。
【００７０】
実施例１で求めた露光量低減モードのＬＵＴと、その時の環境条件（絶対水分量）で図１５を基に、通常露光量設定用に算出される通常画像形成モードのＬＵＴの差分を計算し記憶しておく記憶部を画像形成装置に備え、露光量低減モードで求めたＬＵＴの環境条件から、画像形成装置の周囲環境条件が変化した場合、前記通常モードで算出されるＬＵＴに前記ＬＵＴの差分データを加算した修正ＬＵＴを用いることにより、環境変動にも追従して、中間調濃度の画質を維持することを特徴としている。
【００７１】
また、差分を記憶しておくことで、再度露光量低減モードが選択された場合にこの差分データを基に露光量低減モードの画像形成が可能であるため、階調補正の手間を省く効果が得られた。
【００７２】
（実施例３）
本実施例３では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。実施例１、２では、読み取り装置を用いて露光量低減モードでＬＵＴ補正用の階調濃度パタンを出力し、画像形成装置本体を介して、又は通信可能な外部読み取り装置を介してプリンタ特性γの濃度を測定し、その結果に基づいてＬＵＴを作成した。しかしながら、本実施例３は、ゴースト低減モードを選択すると、階調補正を行う手間をユーザに与えてしまうという問題を解決するためのものである。
【００７３】
本実施例では、露光量低減モードでの環境変動に応じたＬＵＴを、通常条件と同じ形態（図１５）で記憶し、ユーザが画像形成モードを切り替えた場合に自動的に階調補正が行われることを特徴とする画像形成装置である。この構成を用いることで、画像形成モードの切り変え時に、ユーザに階調補正の手間を掛けることなく常に好適な画像出力を再現可能としている。
【００７４】
（実施例４）
本実施例４では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。実施例１〜３に示したゴースト低減モードを実施にあたり、最近の画像形成装置は、ネットワーク上での画像形成装置として使用される場合が多く、かつ、画像出力装置がユーザの出力命令を行う場所（例えば、オフィスのＰＣ上）から出力命令を実施する場合が多い。
【００７５】
また、画像比率の少ない文字原稿などが出力される場合、特にプリンタやＦＡＸ等の文章を出力する場合、特に低減モードに常にする必要はない。したがって、ユーザ画像形成装置の用途にしたがって選択できるように、画像形成装置をプリンタやＦＡＸ、複写機等の機能モード別に選択できるようにしておくと便利である。
【００７６】
さらに、ユーザが出力する画像で経験上、ゴーストが発生しそうであると判断した場合には、容易にＰＣ上の印刷ダイアログ画面上から、出力画像のみゴースト低減モードを選択することを可能とすることにより、他のユーザの設定条件に関係なく、そのユーザ独自の設定で出力可能な構成とすることで便利性を向上できる。
【００７７】
本実施例４は、画像形成装置が複数の画像形成出力機能を持つ場合、その用途に応じて独立に低減モードを実施することで、ユーザの使用条件に応じて自由に選択できる機能を追加していることを特徴とし、露光量低減モード選択時の現像条件の変更及び、実施例３で述べた自動的にＬＵＴ補正を用いてユーザに手間を掛けることなく必要に応じて適切な画像出力が可能となる。
【００７８】
（実施例５）
本実施例５では、装置本体の基本的な構成は実施例１と同じである。本実施例５では、実施例４の便利性をさらに向上できるようにした実施例４では、ユーザがの使用環境において、露光量低減モードの選択が可能なシステムについて説明したが、本実施例５では、ユーザ使用環境外との通信手段、電話回線、ＬＡＮ、イーサネット等を用いて遠隔値より画像形成装置の状況をモニタし、遠隔値から画像形成装置で発生した不具合に対し、例えば販売者やメーカーのサービスセンタなどから、ユーザの画像不具合クレームに対して対応可能としている。
【００７９】
そのため、本発明で課題としている画像不具合（ゴースト画像）低減モード選択時の中間濃度の画像不具合に対し、顧客からの問い合わせなどが発生した場合には遠隔地からネットワーク通信等を介して、低減モードへの選択を行い、ユーザの手を煩わせることなく画質補正が可能な構成になっている。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、露光手段による像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定するスイッチと、このスイッチによりゴースト低減モードが設定されると、このゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更手段と、この露光量変更手段により所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更手段とを備えているので、画像形成装置の使用環境に応じて、露光による電子写真感光体上の露光履歴による電位変動によって発生する画像濃度不具合を低減し、さらに中間調濃度領域の画質調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤ露光装置を用いた本実施例のカラー電子写真複写機であるカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】水分量と必要現像Ｖｃｏｎｔの関係を示す図である。
【図３】周囲環境の絶対水分量が変化した場合の感光体帯電電位Ｖｄと、露光部電位Ｖｌの関係を示す図である。
【図４】電子写真感光体の構成図である。
【図５】ドラムＡの露光量と電位の関係を示す図である。
【図６】ドラムＡ，Ｂの露光量と電位の関係（ドラム１，２周目電位比較）を示す図である。
【図７】感光体Ａの露光量と感光体上の電位（Ｅ−Ｖ特性）を示す図である。
【図８】ＶＬ変動のない露光量領域とＶＬ電位の領域（ドラム上電位ＶＤを変化させた場合）を示す図である。
【図９】通常モ−ドと露光量低減時のドラム上電位を示す図である。
【図１０】通常モ−ドと露光量低減時のドラム上電位（図９を表面電位基準で整理した図）を示す図である。
【図１１】通常画像形成時と露光量低減時の入力信号に対する画像濃度の差を示す図である。
【図１２】通常画像形成時のプリンタγ特性とＬＵＴの関係（濃度リニアに設定した場合）を示す図である。
【図１３】通常画像形成時のＬＵＴで、露光量低減時のプリンタ特性γを濃度リニアなＬＵＴ補正行った場合を示す図である。
【図１４】通常画像形成露光量のプリンタ特性γの環境変化を示す図である。
【図１５】図１３のプリンタ特性γに対するＬＵＴを示す図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
１ａ アルミシリンダ
１ｂ 電荷発生層
１ｃ 電荷輸送層
１ｄ 電荷注入層
２ 帯電器
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写ベルト
６ 転写印加部材
７ 定着器
８ 搬送トレイ
９ 原稿
１０ 原稿台ガラス
１１ 露光ＣＣＤ読み取りセンサ
１２ 光像
１３Ａ、１３Ｂ 給紙カセット
１４ レジストローラ
１５ 半導体帯電ローラ
Ｐ 転写材
Claims (11)
- 静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、
該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、階調濃度補正用の補正テーブルとを少なくとも備えた画像形成装置において、
前記露光手段による前記像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定するスイッチと、
該スイッチにより前記ゴースト低減モードが設定されると、該ゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更手段と、
該露光量変更手段により前記所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、前記階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記露光量変更手段は、前記ゴースト低減モードにおける露光量を、
通常使用している露光量で得られる最大潜像コントラスト電位差の約６０％以上で、９０％以下になる露光量に切り替えて画像形成条件の変更を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記補正量変更手段が、前記ゴースト低減モードにおける前記所定の露光量の低減条件において所定のテストパターン画像を出力し、画像形成装置内又は画像形成装置と通信可能な外部原稿読取手段を用いて前記所定のテストパターンの濃度検出結果に基づいて、前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- 前記補正量変更手段が、画像形成装置内に温度・湿度検知手段と、前記通常のモード及び前記ゴースト低減モードにおける前記階調濃度補正用のテーブルの環境変動情報を記憶する記憶手段とを備え、前記ゴースト低減モードで露光条件を変更した際の温度・湿度条件の検知情報より、自動的に前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- 表層に電荷注入層が設けられている電子写真感光体を用い、該電子写真感光体の表層電荷注入層に対して、磁性粒子を回転自在のマグネットスリーブ上にブラシを形成し、電荷注入により表面電位を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
- 前記露光手段による潜像形成は、画像形成装置が形成可能な最小画素に対する発光をオン・オフで制御する２値露光制御手段を用いていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
- 前記露光手段として発光ダイオードを用いることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の画像形成装置。
- 静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、
該帯電手段により帯電された前記像担持体の表面を露光して感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、階調濃度補正用の補正テーブルとを少なくとも備えた画像形成装置の画像形成方法において、
スイッチ操作により、前記露光手段による前記像坦持体への露光履歴によるゴーストを低減するゴースト低減モードを設定する設定ステップと、
前記ゴースト低減モードが設定されると、該ゴースト低減モードが設定されていない通常のモードにおける画像形成時の露光量よりも小さい所定の露光量に切り替える露光量変更ステップと、
該露光量変更ステップにより前記所定の露光量に切り替えられた状態で潜像コントラスト電位差を一定にして帯電電位を変更した際に発生する中間調濃度の変動に対し、前記階調濃度補正用の補正テーブルの補正量を変更する補正量変更ステップと
を備えたことを特徴とする画像形成方法。 - 前記露光量変更ステップは、前記ゴースト低減モードにおける露光量を、通常使用している露光量で得られる最大潜像コントラスト電位差の約６０％以上で、９０％以下になる露光量に切り替えて画像形成条件の変更を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
- 前記補正量変更ステップが、前記ゴースト低減モードにおける前記所定の露光量の低減条件において所定のテストパターン画像を出力し、画像形成装置内又は画像形成装置と通信可能な外部原稿読取手段を用いて前記所定のテストパターンの濃度検出結果に基づいて、前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を変更することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成方法。
- 前記補正量変更ステップが、画像形成装置内に温度・湿度検知ステップと、前記通常のモード及び前記ゴースト低減モードにおける前記階調濃度補正用のテーブルの環境変動情報を記憶する記憶ステップとを備え、前記ゴースト低減モードで露光条件を変更した際の温度・湿度条件の検知情報より、自動的に前記階調濃度補正用のテーブルの補正量を切り替えることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成方法。
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