JPH03271758A - デジタル画像形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、デジタル複写機やデジタルプリンタ等におけ
るデジタル画像形成法に関する。

【従来技術】

デジタル値に変換された画像データに基づいてレーザ手
段を駆動し、画像を再現するレーザプリンタ等の電子写
真式画像形成装置は種々実用化されており、写真等のい
わゆる中間調画像を忠実に再生するためのデジタル画像
形成法も種々提案されている。 この種のデジタル画像形成法としては、デイザマトリク
スを用いた面積階調法やレーザのパルス幅（発光時間）
もしくは発光強度を変化させて、レーザ光量（＝発光時
間×強度）を変化させることによって印字される１ドツ
トに対する階調を表現する多値化レーザ露光法（パルス
幅変調方式、強度変調方式）等が知られており（例えば
、特開昭６２−９１０７７号公報、特開昭５２−３９９
７２号公報、特開昭６２−１８８５６２号公報および特
開昭６１−２２５９７号公報参照）、さらには、デイザ
とパルス幅変調方式あるいは強度変調方式とを組み合わ
せた多値化デイザ法も知られている。 ところで、この種の階調法によれば、再現すべき画像デ
ータの階調度に一対一に対応した階調を有する画像濃度
を原理的には再現し得る筈であるが、実際には感光体の
感光特性、トナーの特性、使用環境等積々の要因が複雑
に絡み合って、再現すべき原稿濃度と再現された画像濃
度（以下、単に画像濃度という）とは正確には比例せず
、第４図に図式的に示すように、本来得られるべき比例
特性Ａからずれた特性Ｂを示す。このような特性は一般
にγ特性と呼ばれ、特に中間調原稿に対する再現画像の
忠実度を低下させる大きな要因となっている。 従って、再現画像の忠実度を向上させるために、従来よ
り、読み取った原稿濃度を所定の７補正用変換テーブル
を用いて変換し、変換した原稿濃度にもとづいてデジタ
ル画像を形成することにより、原稿濃度と画像濃度とが
リニアな関係（特性Ａ）を満足するようにする、いわゆ
るγ補正が行われている。このように、通常はγ補正を
施すことにより、原稿濃度の高低に応じて画像を忠実に
再現することができる。 ところで一方、画像濃度に影響を与える他の要因として
感光体およびトナーの特性から、温度・湿度等の外部環
境の変化によって、現像の際に感光体のトナー付着量が
変化するという現象がある。 −殻内には、高温高湿の環境ではトナーの付着量が増え
、γ特性が立って再現画像が濃くなり、また、低温低湿
の環境ではトナーの付着量が減り、γ特性が寝て再現画
像が薄くなることが知られている。 このように環境の変化によって再現画像の濃度が変化す
るといった問題があり、この問題を解決して画像濃度を
安定させるために、一般の電子写真式の複写機やプリン
タにおいては、最大画像濃度を一定に制御する濃度コン
トロールが行われている。 上記濃度コントロールとして一般的に採用されている方
法について、第５図の感光体ドラム４１と現像器ローラ
４５ｒとを含む画像形成部の模式図を参照して説明する
。 感光体ドラム４１には、放電電位ＶＣの帯電チャージ中
４３が対向して設置される。帯電チャージ中４３のグリ
ッドにはグリッド電圧発生ユニット２１４によりグリッ
ド電圧ＶＧが印加されている。 感光体ドラム４１表面の電位ＶＯのコントロールはＶＯ
センサ４４による電位Ｖｏの検出値に基づき、グリッド
電圧Ｖｓを加減することによって行われる。 まず、レーザ露光前において、帯電チャージャ４３によ
って感光体ドラム４１には負の表面電位ＶＯが、また、
かぶり現象防止のために現像バイアス発生ユニット２１
５により現像器ローラ４５ｒには低電位の負の現像バイ
アスＶＢ（ｌＶｏｌ＞Ｖｓｌ）が与えられる。すなわち
、現像スリーブ表面電位もＶ、である。 レーザ露光によって感光体ドラム４１の電位が低下して
表面電位Ｖｏから最大光量による露光時の静電潜像電位
Ｖ！へ遷移する。静電潜像電位ｖＬが現像バイアスｖ８
よりも低電位になると、感光体ドラム４１上にトナーが
付着する。トナー付着量はこれら■８とｖＬの差が大き
いほど多くなる。従って、現像バイアスＶＢを変化すれ
ば、ＶＢとＶＬとの差が変化するので、トナー付着量を
変えることができ、濃度をコントロールすることができ
る。 この種の濃度コントロールは、ＶＯ，ＶＢをマニュアル
的又は自動的に変化させることによって最大濃度を一定
にするという形で行われている。 自動濃度フントロールでは、まず感光体ドラム４１の表
面に濃度コントロールの基準となる基準トナー像を形成
し、感光体ドラム４１近傍に設けられたＡＩＤＣセンサ
２０３によって、基準トナー像からの反射光量を検出す
る。このＡＩＤＣセンサ２０３によって検出された検出
値はプリンタ制御部２０１に入力され、このＡＩＤＣセ
ンサ２０３からの検出値と所定の数値との比較結果に応
じて、プリンタ制御部２０１はＶａ発生ユニ、ト２１４
及びＶ８発生ユニット２１５を駆動する。 以上の動作がトナーの付着量が所定値になるまで繰り返
される。 この際、画像の背景部のカブリや二成分現像剤における
キャリアの感光体への付着を防止するため、従来では（
Ｖｏ−Ｖａ）を一定に保ちつつ濃度コントロールを行っ
ていた。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、上記のように再現画像の濃度を一定とさせる
ために、（Ｖｏ−Ｖｅ）の値を一定に保ちつつ感光体ド
ラム表面電位Ｖｏおよび現像バイアス■８を変化させて
濃度コントロールを行うとγ特性は大きく影響を受けて
しまう。この−例を第６図に示す。 第６図は、基準環境における現像特性ＮＮおよび低温低
湿環境における現像特性ＬＬを示すものである。実線が
基準環境現像特性ＮＮであり、破線が低温低湿環境現像
特性ＬＬを示している。基準環境における基準電位設定
としては、（Ｖｏ、ＶＢ）冨（−７００Ｖ、−５００Ｖ
）である。また、露光に用いるレーザの最大強度は１．
０ｍＷである。この電位設定のままで、環境が低温低湿
に変化すると、現像特性ＮＮがＬＬに変動し、現像特性
曲線と感光体表面電位ｖ１との交点で表される最大濃度
が０１から０２へと低下する。そのために、濃度コント
ロールを行わない場合に環境が低温低湿になれば再現画
像の濃度は薄くなってしまう。 ここで、環境が低温低湿に変化した場合に、最大濃度を
一定に補償するためには、（Ｖ　６．　Ｖ　ａ）−（−
８００Ｖ、−６００Ｖ）に設定を変える。そうすれば、
破線で示される低温低湿環境の現像特性ＬＬは、図中の
矢印で示すように、左方にシフトして一点鎖線で示され
る現像特性ＬＬ’　になるので、感光体表面電位Ｖｌに
おける交点が一致して、最大濃度レベルについては補償
が行われる。図示していないが、環境が高温高湿に変化
した場合は、ＬＬの場合とは反対にトナー付着量が増加
して画像濃度は濃くなるので、最大濃度を一定に補償す
るためには、例えば、高温高湿の場合は（Ｖｏ、　Ｖｅ
）＝　（−６００Ｖ、−４００Ｖ）のように電位設定を
低くして、特性曲線を右にシフトさせる必要がある。 ところが、第６図から明らかなように、最低濃度から最
大濃度に至る曲線形状が、基準環境現像特性ＮＮと最大
濃度補償後の低温低湿環境現像特性ＬＬ’　とでは、大
きく異なる。すなわち、ＶＯ＋ＶＢを変化させて画像濃
度の補償を行えば、γ特性が変動してしまう。 低温低湿環境ＬＬ、高温高湿環境ＨＨおよびさらに高温
高湿環境ＳＨＨにおける最大画像濃度補償後のそれぞれ
のγ特性を、基準環境ＮＮのγ特性とともに第７図（ａ
）に示す。 以上のように、使用環境に応じて濃度コントロールを行
った場合には、γ特性自体が変化するため、例えば、強
度変調方式では、第７図（ｂ）に示すような第７図（ａ
）の基準環境ＮＮのγ特性のみに対応したγ補正用変換
テーブルによって、従来はレーザの発光強度をγ特性に
応じて非線形制御していた。しかしながら単一の７補正
用変換テーブルによるγ補正では、第７図（Ｃ）に示す
ように、基準環境ＮＮ以外の環境では正しいγ補正が行
えないことになる。 本発明は、感光体の持つ特性を利用して、上記濃度コン
トロール制御の結果として発生するγ特性の変動を補償
して、原稿に対して常に一定の階調再現性を持った再現
画像を得ることのできるデジタル画像形成法を提供する
ことを目的としている。

【課題を解決するための手段】

従って、上記の目的を連成するために、本発明は、露光
手段によって照射される光量を画像情報に応じて変化さ
せて階調表現を行う電子写真式のデジタル画像形成法に
おいて、上記露光手段による露光前における感光体表面
電位と、現像器に予め印加される現像バイアス電位とを
変化させて、ａｔシコンロールを行うようにするととも
に、上記感光体表面電位と上記露光手段による最大光量
照射時の静電潜像電位との差と、上記現像バイアスと上
記静電潜像電位との差との比を一定に保って、濃度コン
トロールに伴う階調変動を補償するようにしたことを特
徴とする。

【作用】

本発明に係る電子写真式のデジタル画像形成法において
、濃度フントロールを露光前の感光体表面電位と現像バ
イアスを変化させて行う場合、上記感光体表面電位と最
大光量照射時の静電潜像電位との差と、現像バイアスと
上記静電潜像電位との差との比を一定として、階調特性
の変動を抑制するＯ

【実施例】

以下、添付の図面を参照して本発明による実施例である
デジタルカラー複写機について説明する。 （ａ）デジタルカラー複写機の構成 第１図は、本発明の実施例に係るデジタルカラー複写機
の全体構成を示す縦断面図である。デジタルカラー複写
機は、原稿画像を読み取るイメージリーグ部１００と、
イメージリーグ部で読み取った画像を再現する本体部２
００とに大きく分けられる。 第１図において、スキャナ１０は、原稿を照射する露光
ランプ１２と、原稿からの反射光を集光するロッドレン
ズアレー１３、及び集光された光を電気信号に変換する
密着型のＣＣＤカラーイメージセンサ１４を備えている
。スキャナエ０は、原稿読取時にはモータ１１により駆
動されて、矢印の方向（副走査方向）に移動し、プラテ
ン１５上に載置された原稿を走査する。露光ランプ１２
で照射された原稿面の画像は、イメージセンサ１４で光
電変換される。イメージセンサ１４により得られたＲ、
Ｇ、Ｂの３色の多値電気信号は、読取信号処理部２０に
より、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）
、ブラック（Ｋ）のいずれかの３ビツトの階調データに
変換される。次いで、プリントヘッド部３１は、入力さ
れる階調データに対してこの感光体の階調特性に応じた
補正（γ補正）および必要に応じてデイザ処理を行った
後、補正後の画像データをＤ／Ａ変換してレーザダイオ
ード駆動信号を生成して、この駆動信号によりレーザダ
イオード２２１を駆動させる。 階調データに対応してレーザダイオード２２１から発生
するレーザビームは、第１図に示すように、反射鏡３７
を介して、回転駆動される感光体ドラム４１を露光する
。これにより感光体ドラム４１の感光体上に原稿の画像
が形成される。感光体ドラム４１は、ｌ複写ごとに露光
を受ける前にイレーザランプ４２で照射され、帯電チャ
ージャ４３により帯電されている。この−様に帯電した
状態で露光を受けると、感光体ドラム４１上に静電潜像
が形成される。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
のトナー現像器４５８〜４５ｄのうちいずれか一つだけ
が選択され、感光体ドラム４１上の静電潜像を現像する
。現像された像は、転写チャージャ４６により転写ドラ
ム５１上に巻きつけられた複写紙に転写される。また、
現像されるトナー像濃度は、ＡＩＤＣセンサ２０３によ
り光学的に検知される。 上記印字過程は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラ
ックについて繰り返して行われる。このとき、感光体ド
ラム４１と転写ドラム５１の動作に同期してスキャナ１
０はスキャン動作を繰り返す。その後、分離爪４７を作
動させることによって複写紙は転写ドラム５１から分離
され、定着装置４８を通って定着され、排紙トレー４９
に排紙される。なお、複写紙は用紙カセ・ｙト５ｏより
給紙され、転写ドラム５１上のチャッ牛ング機構５２に
よりその先端がチャフキングされ、転写時に位置ずれが
生じないようにしている。 第２図に本発明に係るデジタルカラー複写機の全体ブロ
ック図を示す。 イメージリーグ部１００はイメージリーグ制御ｍ１０１
により制御される。イメージリーグ制御部１０１は、プ
ラテン１５上の原稿の位置を示す位置検出スイッチ１０
２からの位置信号とによって、ドライブ１１０１０３を
介して露光ランプ１２を制御し、また、ドライブ１１０
１０３およびパラレル１１０１０４を介してスキャンモ
ータドライバ１０５を制御する。スキャンモータ１１は
スキャンモータドライバ１０５により駆動される。 一方、イメージリーグ制御部１０１は、画像制御部１０
６とバスにより結ばれている。画像制御部１０６はＣＣ
Ｄカラーイメージセンサ１４および画像信号処理部２０
それぞれとバスで互いに接続されている。イメージセン
サ１４からの画像信号は、後に説明する画像信号処理部
２ｏに入力されて処理される。 本体部２００には、複写動作一般の制御を行うプリンタ
制御部２０１とプリントヘッドの制御を行うプリントヘ
ッド制御部２０２とが備えられる。 プリンタ制御部２０１には、感光体ドラム４１表面電位
ＶＯを検知するＶｏセンサ４４、感光体ドラム４１の露
光後表面電位■Ｌを検知するｖＬセンサ６０、感光体ド
ラム４１の表面に付着するトナー像の濃度を光学的に検
出するＡＩＤＣセンサ２０３、現像器４５８〜４５ｄ内
におけるトナー濃度を検出スるＡＴＤＣセンサ２０４お
よび温度・湿度センサ２０５の各種センサからのアナロ
グ信号が入力される。また、操作部キー２０６へのキー
人力によって、パラレル１１０２０７を介して、プリン
タ制御部２０１に各種データが入力される。 プリンタ制御部２０１は、制御用のプログラムが格納さ
れた制御ＲＯＭ２０８と各種データが格納されたデータ
ＲＯＭ２０９とが接続され、これらＲＯＭのデータによ
ってプリンタ制御部２０１は、その制御を決定する。 プリンタ制御部２０１は、各センサ２０３〜２０５、操
作部キー２０６およびデータＲＯＭ２０９からのデータ
によって、制御ＲＯＭ２０８の内容に従って、複写制御
部２１０と表示パネル２１１とを制御し、さらに、ＡＩ
ＤＣセンサ２０３による自動、若しくは、操作パネル２
０６への入力によるマニュアル濃度補償コントロールを
行うため、パラレル１１０２１２およびドライブ１１０
２１３を介してＶＧ発生用高圧ユニット２１４およびｖ
Ｂ発生用高圧ユニット２１５を制御する。また、プリン
タ制御部２０１はＶｓ（Ｖｏ）や■８の数値データをプ
リントヘッド制御部２０２に送る。 プリントヘッド制御部２０２は、制御ＲＯＭ２１６内に
格納されている制御用プログラムに従って動作し、また
、イメージリーダ部１００の画像信号処理部２０と画像
データバスで接続されており、ｆｉＩｆｆｉデータバス
を介してやってくる画像信号を元にして、γ補正用変換
テーブルの格納されているデータＲＯＭ２１７の内容を
参照してγ補正を行い、さらに、階調表現法として多値
化デイザ法を用いる場合はデイザ処理を施して、ドライ
ブ１１０２１８およびパラレル１１０２１９を介してレ
ーザダイオードドライバ２２０を制御している。レーザ
ダイオード２２１はレーザダイオードドライバ２２０に
よって、その発光が制御される。 また、プリントヘッド制御部２０２は、プリンタ制御部
２０１、画像信号処理部２０およびイメージリーダ制御
部１０１とバスで接続されて互いに同期がとられる。 （ｂ）画像信号処理 第３図は、ＣＣＤ１４から画像信号処理部２０を介して
プリントヘッド制御部２０２に至る画像信号の処理の流
れを説明するための図である。これを参照して、ＣＣＤ
カラーイメージ七ンセンサからの出力信号を処理して階
調データを出力する読取信号処理について説明する。 画像信号処理部２０２においては、ＣＣＤカラーセンサ
１４によって光電変換された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器
２１でＲ，Ｇ、Ｂの多値デジタル画像データに変換され
る。この変換された画像データはそれぞれ、シェーディ
ング補正回路２２で所定のシェーディング補正がされる
。このシェーディング補正された画像データは原稿の反
射データであるため、ｌｏｇ変換回路２３によってｌｏ
ｇ変換を行って実際の画像の濃度データに変換される。 さらに、アンダーカラーリムーブ・墨加刷回路２４で、
黒色の余分な発色を取り除くとともに、真の黒色データ
ＫをＲ，Ｇ、Ｂデータより生成する。 そして、マスキング処理回路２５にて、Ｒ，Ｇ。 Ｂの３色のデータがＹ、Ｍ、Ｃの３色のデータに変換さ
れる。こうして変換されたＹ、Ｍ、Ｃデータに所定の係
数を乗じる濃度補正処理を濃度補正回路２６にて行い、
空間周波数補正処理を空間周波数補正回路２７によって
行った後、プリントヘッド制御部２０２に出力する。 プリントヘッド制御部２０２においては、画像信号処理
部２０によって処理された画像信号を、γ変換部２８に
よりデータＲＯＭ２１７内のγ補正用変換テーブルに基
づきγ変換を行い、階調表現として多値化デイザ法を採
用している場合はデイザ処理部２９によりデータＲＯＭ
２１７内のデイザ閾値データによりデイザ処理を施し、
レーザダイオードドライバ２２０に出力する。 （ｃ）階調表現法 本発明に用いられる階調表現法である、多値化レーザ露
光法と多値化デイザ法について説明する。 Ｌ多値化レーザ露光法 ｉ、−１強度変調方式 階調表現手段としての多値化レーザ露光法のうち強度変
調方式について説明する。 強度変調方式は印字すべき１ドツトの濃度を段階的に変
化させる階調表現法であり、イメージリーダからの多値
信号に応じて一定発光時間のレーザの強度を何段階かに
分け（多値化し）、それぞれの段階によって異なる光量
のレーザを感光体に照射するので、１ドツトの濃度を多
値化できる。 第８図は、強度変調方式によって強度を８段階に多値化
したレーザによる１ドツトの潜像断面をその電位によっ
て図式的に示すものである。 図に示されるように、強度変調方式による階調表現は、
潜像電位が段階的に変化するために、トナーの付着量の
変化、すなわち、画像濃度の変化によって実現されるこ
とになる。 ｉ、−２パルス幅変調方式 階調表現手段としての多値化レーザ露光法のうちパルス
幅変調方式について説明する。 パルス幅変調方式は印字すべき１ドツトの面積を段階的
に変化させる階調表現法であり、イメージリーグからの
多値信号に応じて一定強度のレーザの発光時間を何段階
かに分け（多値化し）、それぞれの段階によって興なる
光量のレーザを感光体に照射するので、１ドツトの印字
面積を多値化できる。 第９図は、パルス幅変調方式によって発光時間を８段階
に多値化した強度１．０ｍＷのレーザによる１ドツトの
潜像断面をその電位によって図式％式％ 図に示されるように、パルス幅変調方式にょる階Ｎ表現
は、潜像面積が段階的に変化するために、トナーの付着
領域の変化、すなわち、再現画像面積の変化によって実
現される。 ｉｆ、多値化デイザ法 上記の多値化レーザ露光法（強度変調方式又はパルス幅
変調方式）とデイザ法とを組み合わせて、階調表現を行
う多値化デイザ法について説明する。 この多値化デイザ法は、例えば（ＮＸＭ）個のドツトを
１つのブロックとして、さらに、このブロックにおける
各ドツトを（Ｌ）個の値に多値化し、これによって、（
ＮＸＭＸＬ＋１）階調を表現するものであり、各ドツト
の多値化の手段として前記のパルス幅変調方式または強
度変調方式を用いる。従って、単にパルス幅変調方式や
強度変調方式を用いた場合にはレーザ露光による印字画
像１ドツトが１画素となり、多値化デイザ法を用いた場
合にはレーザ露光による印字画像（ＮｘＭ）ドツトの領
域が１画素となる。 第１０図は、（２Ｘ２）　　ドツトで構成され、１ドツ
トを８値に多値化している多値化デイザの一例を示す。 このデイザは（２ｘ２ｘ８＋１）の３３階調を表現が可
能である。 なお、これらの多値化デイザの閾値を示している１〜３
２については、１ドツトの多値化に強度変調方式を用い
た場合の階調表現は面積階調ではなく濃度階調であり、
図示しにくいために、便宜上第１０図に示すような短冊
形状によって表している。 （ｄ）感光体特性とγ特性 以下に、本発明が利用する感光体の特性について説明す
る。 感光体表面電位と露光レーザ光量との関係を表す感光体
の特性曲線として、その−例を第７図（ｄ）に示す。 この特性曲線は、レーザ露光前の感光体表面電位ＶＱを
ＶＯＩ、　　ＶＯ２，ＶＯ３およびＶｏ４である４通り
のＬＬ、ＮＮ、ＨＨ，ＳＨＨについてプロットしたもの
であるが、図からＶｏが変化しても、感光体表面電位は
それぞれ、レーザ露光前の最高電位と最低電位ｖ１との
間をほぼ同じ割合で降下していることが分る。 第７図（ｄ）に示されるように、最大強度にょるレーザ
発光時の感光体表面電位ＶｌはＶｏを変化させてもあま
り変化しないためほぼ同一とみなすことができる。 この感光体の特性から、ＮＮのＶＢ２を任意に設定して
、 （ＶＢ２−Ｖｌ）　／　（ＶＢ２−Ｖｌ）＝　（Ｖａｌ
−Ｖｌ）／　（Ｖａｌ−Ｖｌ）−（Ｖ８ａ−Ｖｌ）　／
　（Ｖｏａ−Ｖ［）＝　（Ｖ［１４−Ｖｌ）　／　（Ｖ
Ｏ４−Ｖｌ）となるようなＶｌを、ＬＬ、ＮＮ、ＨＨ，
ＳＨＨにおいて、それぞれ選ぶと、図に示すように、そ
れぞれの曲線において感光体表面電位がｖａｔ、　ＶＢ
２゜ＶＢ３．　ＶＢ４となる点は縦軸（感光体表面電位
）と平行に一直線上に並ぶことになる。従って、トナー
によって現像されるための最小のレーザ発光レベルＰＳ
Ｈは、各Ｖｏ設定時においてほぼ同じになる。 また、第７図（ｅ）は、現像バイアスｖ８と感光体表面
電位ＶＬの差（Ｖｓ−ＶＬ）とレーザ光量との関係を示
す。 第７図（ｅ）において、それぞれの曲線をレーサ光量カ
最大（ＭＡＸ）（７）ときノ（Ｖａ−ＶＬ）の値で規格
化すると、４つの曲線はほぼ重なる。トナーの付着量は
（Ｖｓ−ＶＬ）の値によって決定されるので、すべての
γ特性は一致することになる。 以上に述べた感光体の特性から、 （ＶＢ−Ｖｌ）　／　（ＶＯ−Ｖｌ）　＝一定の関係を
満足すれば、たとえＶＯが変化した場合でも、γ特性は
常に一定にすることができる。 （ｅ）制御フロー 第１１図〜第１４図は、本発明に係るデジタルカラー複
写機のプリンタ制御部２０１によって実行される制御フ
ローを示す。第１１図および第１２図は環境変化に伴う
濃度変化の補償をマニュアルによって行う場合であり、
第１３図および第１４図は環境変化に伴う濃度変化をＡ
ＩＤＣセンサ２０３によって検知して、自動的に濃度の
補償を行う場合であり、いずれの場合も、濃度コントロ
ールに伴って必要なγ補正が行われる。 ｉ、マニュアル濃度コントロールと１補正第１１図に、
マニュアルによって濃度補償を行う場合のデジタルカラ
ー複写機のメインルーチンを示す。 まず、パラメータの初期化等の初期設定を行い（Ｓｌ）
、内部タイマをスタートさせる（Ｓ２）。 そして、操作パネル２０６へのキー人力によってマニュ
アルで濃度（ＩＤ）フントロールを行うルーチン（第１
２図参照）を実行した（Ｓ３）後、コピー動作に入る（
Ｓ４）。内部タイマが終了すると（Ｓ５）、Ｓ２に戻る
。 第１２図は、本発明に係るマニュアル濃度コントロール
ルーチン（第１１図Ｓ３）であり、使用環境を示す温度
・湿度の変化に応じてユーザが選択した環境コードに対
応して一定の最大濃度を得るために必要、かつ、γ特性
が変動することの無いＶＱ、Ｖｌを選択するものである
。本実施例では、環境コードは４段階とし、それぞれ低
温低湿ＬＬ。 基準環境ＮＮ、高温高湿ＨＨ１最高温高湿ＳＨＨである
。 さらに本実施例では基準環境ＮＮに対して適切なＶＯ（
ＶＯ２−−７００Ｖ）　、　ＶＢ　（Ｖ１２−−５００
Ｖ）と、ＬＬ、ＨＨ，ＳＨＨそれぞれに対するＶＢ、す
なわち、ＶＢ１＝−５６ＴＶ、　Ｖ、３＝−４３３Ｖ、
　ＶＢ４＝−３６７Ｖは、予めメモリされているものと
する。 また、以下の説明においては感光体の特性として、Ｖｌ
は、ＶＯが変化しても、一定であるものとしておき、ｖ
ｌ＝−１００Ｖとする。そのため、（ＶＢ２　　Ｖｌ）
　／　（ＶＯ２−Ｖｌ）＝　（−５００＋１００）　／
　（−７００＋１００）！＝ｔｏ、６６７ である。 まず、操作パネル２０６へのキー人力により温度・湿度
に応じた環境コードが選択される（Ｓ１１）。 環境コードがＬＬのときは（Ｓ１２でＹＥＳ）、基準環
境時に比して少なくなるトナーの付着量を補償するため
に、現像バイアスとしてＶＢｌ（本実施例では一５６７
Ｖ　）を選択し、このＶａｌに基づいて（Ｖｓ−Ｖｌ）
　／　（Ｖｏ−Ｖ［）　＝０．６６７を満たすｖｇｌが
選択される。 （Ｖａｌ　−Ｖ　＋）　／　（Ｖａｔ　−Ｖ　＋）＝　
（−５６７＋１００）　／　（ＶＯＩ＋１００）＝　０
．６６７ より、 ＶＯＩ”−８００Ｖが選択されて、これらの選択値に鍵
設定されるようにｖ（３発生ユニット２１４と■８発生
ユニット２１５とが実際に制御され（Ｓ　１４）、γ特
性は、例えば第７図（ａ）のＮＮで示したものから変動
することはないので、第７図（ａ）のＮＮに応じたγ補
正用変換テーブルに従った第７図（１））の発光特性に
よりリニアな目標階調特性を実現する。 環境コードがＮＮのときは（Ｓ１５でＹＥＳ）、予めメ
モリされた基準電位設定として、感光体ドラム４１表面
電位としてＶＯ２（本実施例では一７００■）が、現像
バイアスとしてＶＢ２（本実施例では一５００Ｖ）が選
択されて、これらの選択値に従って設定されるようにＶ
Ｇ発生ユニット２１４と■８発生ユニット２１５とが実
際に制御される（Ｓ　１７）。 ｖｅ２、ＶＢ２が選択されると、第７図（８）にＮＮで
示すγ特性となるので、第７図（ａ）のＮＮに応じたγ
補正用変換テーブルに従った第７図（ｂ）の発光特性に
よりリニアな目標階調特性を実現す環境フードがＨＨの
ときは（３１８でＹＥＳ）、基準環境時に比して多くな
るトナーの付着量を補償するために、現像バイアスとし
てＶＢ３（本実施例では一４３３Ｖ）を選択し、このＶ
Ｂ３に基づいて（ＶＢ−Ｖｌ）　／　（ＶＯ−Ｖｌ）　
＝０．６６７を満たすＶＯ３が選択される。 （ＶＢ３−Ｖｌ）／　（ＶＯ３−Ｖｌ）＝　（−４３３
＋１００）　／　（ＶＯ３＋１００）＝０．６６７ より、 Ｖ　０３＝−６００Ｖが選択されて、これらの選択値に
従って設定されるようにＶＧ発生ユニット２１４とＶＢ
発生ユニット２１５とが実際に制御されて（Ｓ２０）、
γ特性は、例えば第７図（ａ）のＮＮで示したものから
変動することはないので、第７図（８）のＮＮに応じた
γ補正用変換テーブルに従った第７図（ｂ）の発光特性
によりリニアな目標階調特性を実現する。 環境フードがＳＨＨのときは（５２１でＹＥＳ）基準環
境時に比してさらに多くなるトナーの付着量を補償する
ために、現像バイアスとしてｖｅ４（本実施例では一３
６７Ｖ　）を選択し、このＶＢ４に基づいテ（Ｖａ−Ｖ
［）　／　（Ｖｏ−Ｖｌ）　＝０．６６７ヲ満タスＶＯ
ａが選択される。 （ＶＢ４−　Ｖ　＋）　／　（ＶＣ１２−Ｖ　＋）＝　
（−３６７＋１０（１）　／　（Ｖｌ１１４＋ＩＱＯ）
＝　０．６６７ より、 ＶＯ４＝−５００Ｖが選択されて、これらの選択値に従
って設定されるようにｖＧ発生ユニット２１４とＶＢ発
生ユニット２１５とが実際に制御されて（３２３）、γ
特性は、例えば第７図（ａ）のＮＮで示したものから変
動することはないので、第７図（ａ）のＮＮに応じたγ
補正用変換テーブルに従った第７図（ｂ）の発光特性に
よりリニアな目標階調特性を実現する。 環境コードが上記のいずれでもないときは、やり直しの
ため、Ｓｌｌに戻る。 ｊｉ、ＡＩＤｃ濃度コントロールとγ補正第１３図に、
ＡＩＤＣセンサ２０３による濃度補償を行う場合のデジ
タルカラー複写機のメインルーチンを示す。 まず、パラメータの初期化等の初期設定を行い（Ｓ５１
）、内部タイマをスタートさせる（Ｓ５２）。そして、
ＡＩＤＣセンサ２０３によって自動的に濃度（ＩＤ）コ
ントロールを行うルーチン（第１４図参照）を実行した
（Ｓ　５３）後、フビー動作に入る（Ｓ　５４）。内部
タイマが終了すると（Ｓ５５）、Ｓ５２に戻る。 第１４図は、本発明に係るＡＩＤＣセンサ２０３による
自動濃度フントロールルーチン（第１３図８５３）であ
り、環境変化による濃度変化を検知して一定の最大濃度
に補償するために必要、かつ、γ特性が変動することの
無いＶＯ，ＶＢを選択するものである。本実施例では、
環境フードは４段階とし、それぞれ低温低湿ＬＬ、基準
環境ＮＮ、高温高湿ＨＨ，最高温高湿ＳＨＨである。 さらに本実施例では、マニュアルの場合と同様に、各環
境に対するｖｅと、基準環境ＮＮに対するＶｏは予めメ
モリされているものとする。 また、マニュアルの場合と同様に、感光体の特性は、Ｖ
Ｏが変化してもＶＩ＝−１００Ｖの関係を保つものとす
る。そのため、 （ＶＢ２−Ｖｌ）　／　（ＶＯ２−Ｖｌ）＝　（−５０
０＋１００）　／　（−７００＋１００）＝０．６６７ である。 まず、感光体ドラム４１の表面に濃度検出用の基準トナ
ー像を形成するための電位設定として基準環境ＮＮ用１
ｍＶｏ２＝−７００Ｖ、　ＶＢ２＝−５００Ｖとして（
Ｓ６２）、基準トナー像を形成する（Ｓ６３）。そして
、ＡＩＤＣセンサ２０３によって、この基準トナー像の
反射光量を検出し、この反射光量の値を所定の数値と比
較して検出濃度を求め（Ｓ６４）、検出濃度と基準濃度
とを比較する。 最高温高湿環境ＳＨＨのとき、すなわち、検出濃度が基
準濃度より相当に高いときは（８６６でＹＥＳ）　、濃
度を相当に低くして基準濃度に一致させるため、現像バ
イアスとしてＶＢ４（本実施例では一３６７Ｖ）を選択
するとともに、感光体ドラム４１表面電位ＶＯ４をマニ
ュアルの場合と同様の計算によって求めて一５００Ｖを
選択して、これらの選択値に従って設定されるようにＶ
Ｇ発生ユニット２１４とＶＢ発生二二・ノド２１５とが
実際に制御されて（３６８）、再び基準トナー像作成（
Ｓ　６３）に戻る。 高温高湿環境ＨＨのとき、すなわち、検出濃度が基準濃
度よりやや高いときは（Ｓ６９でＹＥＳ）、濃度を低く
して基ｆ＄濃度に一致させるため、現像バイアスとして
Ｖｅａ（本実施例では一４３３Ｖ　）を選択するととも
に、感光体ドラム４１表面電位■ｏ３をマニュアルと同
様の計算によって求めて一６００Ｖを選択して、これら
の選択値に従って設定されるようにＶＱ発生ユニット２
１４と■８発生ユニット２１５とが実際に制御されて（
Ｓ７１）、再び基準トナー像作成（Ｓ　６３）に戻る。 低温低湿環境ＬＬのとき、すなわち、検出濃度が基準濃
度より低ければ（Ｓ６５．Ｓ６６、Ｓ６９すべてＮＯ）
、濃度を高くして基準濃度に一致させるため、現像バイ
アスとしてＶＢｌ（本実施例では一５６７Ｖ）を選択す
るとともに、感光体ドラム４１表面電位ＶＯＩをマニュ
アルの場合と同様の計算によって求めて一５ｏｏ　ｖを
選択して、これらの選択値に従って設定されるようにｖ
Ｇ発生ユニット２１４と■８発生ユニット２１５とが実
際に制御されて（Ｓ７３）、再び基準トナー像作成（Ｓ
　６３）に戻る。 検出濃度が基準濃度と等しくなれば（Ｓ　６５）、電位
設定が完了したのでリターンする。 ｉｉｉ、　Ｖ　＋が変動する場合のＶＯ，ＶＢ設定制御
第１２図および第１４図のフローの説明において、露光
前の感光体表面電位ＶＯが変化しても、最大光量による
露光時の電位ｖｌが変化しないとみなせる場合のＶＯお
よびＶＢの制御について説明したが、感光体の特性やレ
ーザの最大光量の設定によっては、ＶＱの変化にともな
うＶｌの変化が無視できない場合もある。 従って、このような特性の感光体に対する第１２図のＳ
１４．Ｓ１７．Ｓ２０，３２３および第１４図のＳ６２
．Ｓ６８．Ｓ７１．Ｓ７３のＶｏ。 Ｖｅ段設定サブルーチンを第１５図に示し、以下に説明
する。 マス、マニュアルもしくはＡＩＤＣセンサ２０３による
環境に応じたＶｏを選択する（Ｓ　１００）。 そして、■Ｇ発生ユニット２１４によって帯電チャージ
ャをオンして感光体をＶＯに帯電させ（ＳＩＯｌ）　、
Ｖｌに電位降下するのに十分な光量のレーザ露光を行っ
て（Ｓ１０２）、感光体表面に設けられたｖＬセンサ６
０によりＶｌが測定され（ＳＩＯ３）、これと予め記憶
された基準環境ＮＮにおける値（ＶＯ＝−７００Ｖ、　
ＶＢ＝−５００Ｖ）から、現像バイアスＶＢが計算され
る（Ｓ　１０４）。そして、ｖ８発生ユニット２１５に
よって求められた現像バイアスｖ８に制御される（Ｓ　
１０５）。 以上の本発明の実施例において、環境変化を４段階にし
たが、本発明はこれに限定されることはなく、もっと多
くすることが可能であり、そうすれば、きめ細かな階調
補償が行える。

【効果】

レーザ光量を変化させて階調表現を行う、例えば、デジ
タルカラー複写機やプリンタに、本発明を適用すれば、
環境変化に対応して、露光前の感光体表面電位や現像バ
イアスを変化させて濃度の補償を行っても、階調再現性
が崩れることなく、原稿に忠実な再現画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、デジタルカラー複写機の全体の構成を示す縦
断面図である。 第２図は、デジタルカラー複写機の全体のブロック図で
ある。 第３図は、デジタルカラー複写機の画像信号処理の過程
を示すブロック図である。 第４図は、γ特性の一例を示す図である。 第５図は、感光体表面電位および現像バイアスの変化に
よる画像濃度調節を説明する図である。 第６図は、基準となる温度・湿度環境および低温低湿環
境における現像特性の違いを示す図である。 第７図（ａ）は、環境変化によって画像濃度の補償を行
った後のそれぞれの１特性と基準環境におけるγ特性と
を比較する図である。 第７図（１））は、第７図（ａ）の基準環境ＮＮにおけ
るγ特性を線形に補正するための７補正用変換テーブル
によって強度が非線形制御されたレーザの発光特性を示
す図である。 第７図（ｃ）は、第７図（ｂ）の基準環境ＮＮの発光特
性のレーザを用いて第７図（ａ）の４つのγ特性に対し
てγ補正を行った結果を示す図である。 第７図（ｄ）は、感光体表面電位と露光レーザ光量の関
係を示し、初期感光体表面電位にかかわらず最大静電潜
像電位がほぼ一定になる感光体の特性曲線である。 第７図（ｅ）は、第７図（ｄ）の特性を有する感光体に
対して、レーザ光量を最小から最大まで変化させた場合
の、現像バイアスからの電位降下特性（トナー付着量〉
を示す図である。 第８図は、強度変調方式によって、強度が８段階に多値
化されたレーザによる感光体における１ドツトの静電潜
像を、その電位によって図式的に示す縦断面図である。 第９図は、パルス幅変調方式によって、発光時間が８段
階に多値化されたレーザによる感光体におけるｌドツト
の静電潜像を、その電位によって図式的に示す縦断面図
である。 第１０図は、１ドツトを８値に多値化し２×２ドツトで
階調を表現する多値化デイザ法に用いるテ濃度フントロ
ールを行う場合のメイ７　制御ｍ　ルーチンのフローチ
ャートである。 第１２図は、第１１図に示されたデジタルカラー複写機
のマニュアル濃度コントロールルーチンのフローチャー
トである。 第１３図は、デジタルカラー複写機のＡｆＤＣセンサを
用いて自動的に濃度コントロールを行う場合のメイン制
御ルーチンのフローチャートである。 第１４図は、第１３図に示されたデジタルカラー複写機
の自動濃度コントロールルーチンのフローチャートであ
る。 第１５図は、ｖｌの値が安定しない特性を有する感光体
に対して、（Ｖａ−Ｖ＋）／　（Ｖｏ−Ｖ＋）　を一定
とするための、”Ｏ＋　Ｖｅ段設定フローチャートであ
る。 Ｏ・−・画像信号処理部 ｌ・・・感光体ドラム ４・・・ＶＯセンサ ５ｒ・・・現像ローラ ０・・・ＶＬセンサ ０１・・・イメージリーダ制御部 ０６・・・画像制御部 ０１・・・プリンタ制御部 ０２・・・プリンタヘッド制御部 ０３・・・ＡＩＤＣセンサ ０５・・・温度・湿度センサ ０６・・・操作パネル １４・・・ＶＧ発生ユニット ２１５・・・ＶＢ発生ユニット ２０８，２１６・・・制御ＲＯＭ ２０９．２１７・・・データＲＯＭ ２２０・・・レーザダイオードドライバ２２１・・・レ
ーザダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光手段によって照射される光量を画像情報に応
   じて変化させて階調表現を行う電子写真式のデジタル画
   像形成法において、 上記露光手段による露光前における感光体表面電位と、
   現像器に予め印加される現像バイアス電位とを変化させ
   て、濃度コントロールを行うようにするとともに、上記
   感光体表面電位と上記露光手段による最大光量照射時の
   静電潜像電位との差と、上記現像バイアスと上記静電潜
   像電位との差との比を一定に保って、濃度コントロール
   に伴う階調変動を補償するようにしたことを特徴とする
   デジタル画像形成法。