JPH04204762A - デジタル画像形成装置 - 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、デジタルプリンタ、デジタル複写機などの反
転現像系電子写真式のデジタル画像形成装置に関する。

「従来の技術］ 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などの反転
現像系電子写真プロセスを有するデジタル画像形成装置
が、種々実用化さねでおり、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（すなわち発
光時間）もしべ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６２
−３９９７２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、デイサ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１対１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、トナーの特性などが絡み合って、再現すべき
原稿濃度と再現された画像濃度（以下、画像再現濃度と
いう。）とは正確には比例せず、本来得られるべき比例
特性からずれた特性を示す。上記比例特性からずれた特
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γ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の
関係が」、記比例特性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。

ところて一方、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
変化するという舅象がある。

一般的には、高温高湿の環境ではトナーの付着量が増え
、低濃度部から中間濃度部までのγ特性の傾きが大きく
なり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、低濃度部から中間濃度部までのγ
特性の傾きが小さくなり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
安定さセるために、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図に図示した、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。

第５図において、感光体ドラム４１には、放電電位■。

の帯電チャージャ４３が対向して設置される。帯電チャ
ージャ４３のグリッドにはグリッド電位発生ユニット２
４３により負のグリッド電位■６が印加されている。グ
リッド電位ｖ６と、帯電直後であってレーザ露光前の感
光体ドラム４１の表面電位Ｖｏとの関係はほぼＶｎ”Ｖ
ｃと見なせるので、感光体ドラム４１表面の電位Ｖ。は
グリッド電位〜ｒ６により制御できる。なお、帯１ｉ直
後であってレーザ露光前の感光体ドラム４１の表面電位
■。は、表面電位計である■。センサ４４により検知さ
れる。なお、レーザ露光後であってもその露光量が最小
であるとき（後述の本実施例においては、レーザダイオ
ード露光量レベル（以下、ＬＤ露光量レしルＥＸＬとい
う。）が０であるとき）の感光体ドラム４１の表面電位
も上記表面電位■。となる。

まず、レーザ露光前において、帯電チャーシャ４３によ
って感光体ドラム４１には負の表面電位Ｖｏが、また、
現像バイアス発生ユニット２４４により現像器４５ｒの
ローラには低電位の負のバイアス電圧Ｖｎ（ｌＶｅｌ＜
１Ｖｏｌ）が与えられる。

すなわち、現像スリーブ表面電位はＶｓである。

レーザ露光によって感光体ドラム４１上の照射位置の電
位が低下して表面電位Ｖ。から、静電潜像の減衰電位、
すなわちレーザ露光後の表面電位■、へ遷移する。なお
、以下において、最大羅光量のときの表面電位■１をＶ
＋ｍという。

上記減衰電位ｖ１が現像バイアス電位Ｖ、よりも低電位
になると、現像器４５ｒのスリーブ表面に運ばれてきた
負電荷を有するトナーが感光体ドラム４１上に付着する
。ここで、表面電位Ｖ。と現像バイアス電位ｖ１１の差
は大きずぎても小さすぎてもよくなく、また、トナー付
＠量は、現像電圧△Ｖ＝　ｌ　ＶＢ−Ｖ、ｌが大きいほ
ど多い。一方、減衰電位Ｖ１は、同じ露光量であっても
表面電位Ｖ。

が変化するにつれて変化する。そこで、例えば、表面電
位■。と現像バイアス電位ＶＢの差を一定にしつつ、表
面電位■。及び現像バイアス電位■おを変化すれば、現
像バイアス電位ＶＢと表面電位〜ｒ１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、濃度を制御す
ることができる。

この種の濃度コントロールは、表面電位Ｖ。と現像バイ
アス電位■お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。

自動濃度コントロールでは、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
２１０によって、基準トナー像からの反射光量を検出し
て基準トナー像の画像再現濃度を測定する。このＡＩＤ
Ｃセンサ２１０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２】０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■６発発生ユニット２４３び■８発発生
ユニット２４４駆動する。

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、従来では表
面電位■。と現像バイアス電位ｖ１１の差を一定に保ち
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、上述のように、再現画像の濃度を一定とさせ
るために、表面電位Ｖ。と現像バイアス電位■、の差を
一定に保ちつつ感光体ドラム表面電位■。および明像バ
イアスＶＢを変化させて濃度コントロールを行う際に、
上記表面電位ｖｏを誘起させるグリッド電位■６と現像
バイアス電位■。

がそれぞれ、各発生ユニット２４３，２４４の出力電圧
の調整可能範囲の最小値であるときに、感光体ドラム４
１の感光特性の変化又は環境の変化などにより、所望の
最大濃度よりも高い最大濃度で再現される場合（以下、
第１の問題点という。）がある。また、上記グリッド電
位ｖ６と現像バイアス電位■、がそれぞれ、上記調整可
能範囲の最大値であるときに、感光体ドラム４１の感光
特性の変化又は環境の変化などにより、再現される画像
の最大濃度が所望の最大濃度に達しない場合（以下、第
２の問題点という。）がある。上記第１と第２の問題点
が生じるとき、所望の階調特性を得ることができず、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
ることができないという問題点があった。

本発明の目的は、グリッド電位■。と現像バイアス■Ｂ
を変化させて濃度コントロールを行うデジタル画像形成
装置において、グリッド電位ｖｃと現像バイアス電位Ｖ
Ｂがそオｌそれ、各発生ユニット２４３．２４４の出力
電圧の調整可能範囲の最大値、又は最小値であって所望
の階調特性を得られない場合であっても、所望の階調特
性を得ることができ、原稿に対して所定の階調再」性を
持った再現画像を安定に得ることのできるデジタル画像
形成装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るデジタル画像形成装置は、帯電チャージャ
のグリッド電位と現像器のバイアス電位とをそれぞれ所
定の基準値に設定した状態で感光体上に形成した基準ト
ナー像の濃度を検出する濃度検出手段と、 上記濃度検出手段によって検出された濃度に基づいて、
予め決定された上記グリッド電位と上記バイアス電位と
の検数の組み合わせの中がら、最大濃度を一定に保持す
る組み合わせを選択して画像再現濃度の調整を行う制御
手段と、 上記、制ｊ御手段Ｊこよ一ヮてｙ士Ｒされた」ニル２グ
リツｊ・電旬と−１：Ｊニーバーｆアス電位とに基づい
て、再現される画像において所定の階調特性が得られる
ように予め決められデー階調袖」１データを用いて入力
された画像情報に対して階調補正を行う階調補正手段と
、 上記階調補正手段７′）１ら出力される画像情報に応じ
た光量で上記感九体に光を照射する露光手段とを備えた
反転現像系電子写真式のデジタル画像形成装置において
、 上Ｆ階調補正手段は、上記濃度検出手段によって検出さ
れた濃度が上記制御手段によってカバーしうるａ度範囲
を超えた場合に、濃度範囲の限界て選択されるグリンド
電（ｉ′１と柳像バイアス電位の組み白わせを変更せず
に、階調補正データを手配濃度検出手段によって検出さ
れた濃度に応じて変更することを特徴とする。

Ｕ作用Ｊ 以上のように構成すること１−より、ト記階調補止手段
は、上記濃度検出手段によって検出された濃度が上記制
純〜７二段ｔよっでカバーしうる濃度範囲を超えたｌ＝
、濃度範囲の限界で選択さ才］るグリッド電位と」像バ
イアス電位の組み合わせを変更せずに、階調補正モータ
を上記濃度検出手段によって検出された濃度に応じて変
更する３従って、上記濃度制御を行う際に、土８−濃度
検出丁段によ−〉で検出された濃度が手記制御手段１＝
よってカバー・しうる濃度範囲を超えた場合てあ−。

でも、階調補、ＩＦ″Ｆ−＝夕を上記検出さｉｌ、た濃
度に応じて変更する二とによって、所定の階調特性を得
ることができる、こねによって、原稿に対し、でぶに所
定の階調再現性を持った画像を安定１：Ｘブリ：。

トすることができる。

［実施例〕 以下、添付の図面を参照して本発明に係る一実施例のデ
ジタルカラー複写機について以下の順序で説明する。

（ａ）デシタノ［カラー複写機の構成 （ｂ）画像信号処理 （Ｃ）反転現像系電子写真プロセスにおける自動、濃度
制御と階調補正 （ｄ）プリンタ制御のフロー 本実施例のデジタルカラー複写機は、強度変調方式でプ
リントを行う反転現像系電子写真プロセスを有するデジ
タルカラー複写機において、ＡＩＤＣセンサ２１０で測
定された基準トナー像のトナー付着量に基づいて、帯電
チャージャ４３のグリッド電位■６と現像器４５ａ乃至
４５ｄの現像バイアス電位ＶＢを変化さ七て画像再現濃
度の調整を行う際に、グリッド電位Ｖｃの調整可能範囲
の最大値と現像バイアス電位ＶＢの調整可能範囲の最大
値の組み合わせのとき、並びにグリッド電位Ｖｃの調整
可能範囲の最小値と現像バイアス電位■、の調整可能範
囲の最大値（本実施例において２８０Ｖ）の組み合わせ
のときであって、上記基準トナー像のトナー付着量に対
応する濃度が、濃度コントロールによってカバーしつる
濃度範囲を超えた場合に、上記トナー付着量から測定さ
れる濃度検出レベルＬ　Ｂ　Ａに対応させて所望の階調
特性が得られるようにγ補正デープルを変更することを
特徴としている。

（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シタル力う−複写機
の全体構成を示す断面図である１、このデジタルカラー
複写機は、原稿画像を読み取るイメーンリーダ部１００
と、イメーンリーダ部で読み取った画像を再現する複写
部２００とに大きく分けられる。

イメー７リーグ部１００においで、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
光するロッドトンズアレ−１３、及び集光された光を電
気信号に変換する密Ｓ型のＣＣＤカラーイメージセンサ
コ４を備えている、スキャナ１０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２、ブラテ〉・１５士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１
４により得られたＲ、　Ｇ、　Ｈ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０′）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか
の８ビツトの階調データに変換され、同期用バッファメ
モリ３０に記憶される。

次いで、複写部２００において、プリントヘッド部３１
は、入力される階調データに対して感光体の階調特性に
応じた階調補正（γ補正）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半導体レーザを発光させる（
第４図参照）。

階調データに対応してプリントヘッド部３１から発生さ
れるレーザビームは、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。

感光体ドラム４１は、１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
り一様に帯電されている。この状態で露光を受けると、
感光体ドラム４１上に原稿の静電潜像が形成される。シ
アン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー現像器４
５ａ〜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。現像されたトナ
ー像は、転写チャージャ４６により転写ドラム５１上に
巻きつけらねた複写紙に転写される。また、感光体上の
所定領域に所定光量で露光をうけて甲像された基準トナ
ー像のトナー付着量は、ＡＩＤＣセンザセン０により光
学的に検知される。すなわち、基準トナー像に斜めから
光が入射され、基準トナー像からの反射光が検出される
。上記トナー付着量はトナー像からの反射光強度から測
定される。

上記印字過程は、イエロー（）“）、マゼンタ（Ｍ）、
シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色について繰り返
して行われる。このとき、感光体ドラム４１と転写ドラ
ム５］の動作に同期し５てスキャナ１０はスキャン動作
を繰り返す。その後、複写紙は、分離爪４７を作動させ
ることによって転写ドラム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、複写紙は用紙カセット５０より給紙され、転写ド
ラム５１上のチャッキング機構５２によりその先端がチ
ャッキングされ、転写時に位置ずれが生じないようにし
ている。

第２図は、実施例に係るデジタルカラー複写機の制御系
の全体ブロック図を示す。

イメージリーダ部１００はイメージリーダ制御部１０１
により制御される。イメージリーダ制御部］０１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からの位置信号によって、ドライブ入出力装置（以下
、ドライブＩ１０という。）１０３を介して露光ランプ
１２を制御し、また、ドライブｌ１０１０３およびパラ
レル入出力インターフェース装置（以下、パラレルＩ１
０という。）１０４を介してスキャンモータドライバ１
０５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、イメージリーダ制御部コ０１は、画像制御部１０
６とバスを介して接続されている。画像制御部１０６は
ＣＣＤカラーイメージセンサ１４および画像信号処理部
２０のそれぞれとバスを介して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、画像信号処理部
２０に入力されて処理される。

複写部２００には、複写動作一般の制御を行うプリンタ
制御部２０１が備えられる。

ＣＰＵを備えるプリンタ制御部２０１には、制御用のプ
ログラムが格納された制＃ＲＯＭ２０２と、γ補正デー
タを含むγ補正テーブルなどの各種データが格納された
データＲＯＭ２０３とが接続される。プリンタ制御部２
０１は、これらＲＯＭ２０２，２０３のデータによって
プリント動作の制御を行う。

プリンタ制御部２０１は、感光体ドラム４１の表面電位
Ｖｏを検知する■。センサ４４、感光体ドラム４１の表
面に付着する基準トナー像のトナー付着量を光学的に検
出するＡＩＤＣセンサ２　］、　Ｏ１現像器４５８〜４
５ｄ内におけるトナー濃度を検出するＡＴＤＣセンサ２
１１、温度センサ２］２および湿度センサ２１３の各種
センサからのアナログ信号が入力される。なお、ＡＩＤ
Ｃセンサ２１０は、第５図に示すように配置される。

さらに、プリンタ制御部２０１には、かぶり除去のレベ
ルを設定するための２ビツトのかぶり入力スイッチ２１
４と、各色のカラーバランスレベルを設定するための各
４ビツトのカラーバランススイッチ２１６と、感光体特
性のロフト依存性を表す３ピツ）・の感光体ロットスイ
ッチ２１８が、それぞれｌ１０２１５，２１７．２１９
を介して接続される。４ステツプのかぶり入力値は、本
実施例ではＤＩＰスイッチによりサービスマンまたはユ
ーザーが設定するが、操作パネル２２１からパラレルｌ
１０２２２を介して入力してもよい。

また、操作パネル２２１でのキー人力によって、パラレ
ルｌ１０２２２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　ｔｉ、各センサ４４．２１０〜
２１３、操作パネル２２１、各入力スイッチ２Ｉ４．’
２１６，２１８、およびデー９ＲＯＭ２０３からのデー
タによって、制御ＲＯＭ２０２の内容に従って、複写制
御部２３１と表示パネル２３２とを制御し、さらに、Ａ
ＩＤＣセンサ２１０による自動、若しくは、操作パネル
２２１への入力による手動の濃度コントロールを行うた
め、パラレルｌ１０２４１およびドライブｌ１０２４２
を介して帯電チャージャ４３のグリッド電位ｙＧを発生
ずる■６発生用高圧ユニット２４３および現像器４５８
〜４５ｄの現像バイアス電位■おを発生するｖＰ発生用
高圧ユニット２４４を制御する。

プリンタ制御部２０１は、また、イメージリーダ部１０
０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、画像データバスを介して受信される画像濃度信号
に基づいて、γ補正テーブルの格納されているデータＲ
ＯＭ２０３の内容を参照してドライブｌ１０２６１およ
びパラレルｌ１０２６２を介して半導体レーザドライバ
２６３を制御している。半導体レーザ２６４は崖導体レ
ーザドライバ２６３によって、その発光が駆動される。

ｉｉ表現は、半導体レーザ２６４の発光強度の変調によ
り行う。

（ｂ）画像信号処理 第３図は、ＣＣＤカラーイメージセンサ１４から画像信
号処理部２０を介してプリンタ制御部２０１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カラーイメージセンサ１４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２０においては、ＣＣＤカラーイメージ
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でシェーディング補正される
。このンエーディング補正された画像データは原稿の反
射光データであるため、ｌｏｇ変換回路２３によってｌ
ｏｇ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、アンダーカラー除去・墨加刷回路２４で、余
計な黒色の発色を取り除くとともに、真の黒色データ１
くを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データにそれぞれ所定の
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におい
て行った後、プリンタ制御部２０１に出力する。

第４図は、プリンタ制御部２０１における画像データ処
理のブロック図である。

ここで、画像信号処理部２０からの８ビツトの画像デー
タは、インターフェース部２５１を介して、ファースト
イン・ファーストアウトメモリ（以下、ＦＩＦＯメモリ
という。）２５２に入力される。このＦＩＦＯメモリ２
５２は、主走査方向の所定の行数針の画像の階調データ
を記憶することができるラインバッファメモリであり、
イメージリーダ部１００と複写部２００との動作クロッ
ク周波数の相違を吸収するために設けられる。ＦＩＦＯ
メモリ２５２のデータは、γ補正部２５３に入力される
。詳細後述するように、データＲＯＭ２０３のγ補正テ
ーブルのγ補正データがプリンタ制御部２０１内のレー
ザ露光制御部２２０からγ補正部２５３に送られ、γ補
正部２５３は、入力データ（ＩＤ）を補正して出力レベ
ルをＤ／Ａ変換部２５４に送る。

Ｄ／Ａ変換部２５４は、入力されたデジタルデータをア
ナログ電圧に変換した後、変換後のアナログ電圧を増幅
器２５５、可変減衰器２６６、ドライブｌ１０２６１及
び半導体レーザドライバ２６３を介して、半導体１／−
サダイオードＬＤを有する半導体レーザ２６４に出力し
、これによって、半導体レーザ２６４を上記デジタルデ
ータに対応した強度で発光させる。ここで、可変減衰器
２６６の減衰量は、レーザ露光制御部２２０から入力さ
れるゲイン切換信号に応じて８段階で変化され、これに
よって、半導体レーザ２６４が発光するレーザ光の電力
が８段階で変化される。

さらに、クロック発生器２７０ａ、２７０ｂは互いに異
なるクロック周波数を有する各クロック信号を発生し、
それぞれスイッチＳＷのａ側、ｌ）側及びパラレルｌ１
０２６２を介して半導体レーザドライバ２６３に出力す
る。なお、スイッチＳＷは、レーザ露光制御部２２０か
ら出力されるクロック切換信号によって切り換えられ、
これによって、上記各クロック信号が選択的に半導体レ
ーザドライバ２６３に入力される。

（ｃ）反転現像系電子写真プロセスにおける自動濃度制
御と階調補正 第７図は、上述の従来の技術の項において記述した、感
光体ドラム４１上の表面電位〜′、と現像バイアス電位
Ｖ、との差が一定になるように濃度コントロールする従
来例のデジタルカラー複写機における、光量−濃度特性
、画像再現特性、γ補正特性及び画像読取特性を含むセ
ンシトメトリーを示すグラフである。

なお、上記第７図及び以下において参照する第１１図及
び第１２図において、画像再現濃度ＩＤはプリントされ
た用紙の下地の濃度を加えた絶対濃度（炭酸カルンウム
の白色板の反射濃度を０としている。）で示しており、
原稿濃ＦＩＮＤがＯであっても用紙の下地の濃度ＩＤｕ
が測定されている。また、第７図の光量−濃度特性にお
ける特性ＤＣ２はグリッド電位Ｖｃ＝５７０Ｖと現像バ
イアス電位Ｖｌｌ＝３４５Ｖのときの特性であり、また
、特性ＤＣ６はグリッド電位Ｖｃ”　７００　Ｖと現像
バイアス電位ＶＩｌ−４５０Ｖのときの特性であり、さ
らに、特性ＤＣＩＯはグリッド電位■Ｇ＝９００Ｖと現
像バイアス電位Ｖｍ＝　６２０　Ｖ（ｒ）ときの特性で
ある。ここで、γ補正特性Ｔ２、Ｔ６及びＴＩＯをそれ
ぞれ、第７図の第１象限に図示した目標の画像再現特性
を得ることができるよ・　うに、上記光量−濃度特性Ｄ
Ｃ２、ＤＣ６及びＤＣｌｏに基づいて公知の通り予め作
成することができる。

なお、第７図における各特性のグラフは、詳細後述する
本実施例における第１表のγ補正テーブルＴ２．Ｔ６及
びＴｌ、０に対応している。

第８図は従来例のデジタルカラー複写機のγ補正特性を
示すグラフであり、特性３０１は小さいグリッド電位ｖ
Ｇと現像バイアス電位Ｖ、の組み合わせのときのγ補正
特性であり、特性３０２は大きいグリッド電位■Ｇと現
像バイアス電位■Ｌの組み合わせのときのγ補正特性で
ある。

第８図から明らかなように、大きいグリッド電位ＶＧと
現像バイアス電位Ｖｇの組み合わせのとき（特性３０２
）に中間調部の光量を比較的低く設定しており、一方、
小さいグリッド電位■６と現像バイアス電位ＶＢの組み
合わせのとき（特性３０１）に中間調部の光量を比較的
高く設定している。

ところで、最大の光量におけるトナー付着量は、グリッ
ド電位ＶＧと現像バイアス電位〜７１１を出力する各発
生ユニット２４３．２４４内の出カドランスの出力電圧
の調整可能範囲によって制御可能な現像効率（詳細後述
するように、基準トナー像についてＡＩＤＣセンサ２１
０によって測定されたトナー付着量に対して、（トナー
付着量）／（現像電圧Δ■−１ｖｌｌ−ｖ１１）で定義
される。）の範囲が限定されるが、中間調部においてγ
補正テーブルを変化することによって、さらに広い現像
効率のふれ幅の範囲で、画像を所定の階調度で再現する
ことができる。特に、フルカラー複写機の場合、色再現
性を重視するような写真原稿は、色分解すればほとんど
中間調のデータであるので、第９図に示すように白色か
ら黒色までの階調の直線性を保持するような画像再現特
性を用いるよりも、第１０図（Ａ）及び（Ｂ）に示すよ
うに中間調部の再現濃度を保持するような画像再現特性
を用いる方が、カラーバランスに優れかつ良好な色再現
性を得ることができる、。

そこで、本発明に係る本実施例においては、目標のトナ
ー付着量を得るために必要な甲骨バイアス電位ＶＢとグ
リッド電位■６が、その調整可能範囲を超えた領域にお
いては、現像バイアス電位Ｖ、とグリッｒ：ｔｓ位ｖ６
をそれぞれ所定の最大値又は最小値に保持しつつ、その
ときの現像効率に応じて所望の階調特性が得られるよう
にγ補正テーブルを変更することを特徴としている。

本実施例では］つのバイアス電位ＶＢに１つのグ１．・
・ノド電位Ｖ、、を対応さゼ、（Ｖ、、Ｖ６）の設定値
をＡＩＤＣセンサ２１０の検出値に対応した濃度検出レ
ベルＬＢＡに対応させて変化させるとともに、グリッド
電位〜・”Ｇの調整可能範囲の最大値（本実施例におい
て１０００　ｖである。）と現像バイアス電位〜゛、の
調整可能範囲の最大値（本実施例において７１０Ｖ）の
組み合わせのとき、並びにグリッド電位ＶＣの調整可能
範囲の最小値（本実施例において５００　’ｗ’である
。）と現像・ζイアスミ位Ｎ′Ｂの調整可能範囲の最大
値（本実施例において２８（）八・）の組み合わせのと
き、濃度検出レベルＬ　Ｂ　Ａに対応させて所望の階調
特性が得られるようにγ補正テーブルを変更（る。

ところで、一般に、トナー付島量−濃度特付は、高い付
着量側においてその特性の働きが小さくなるので、トナ
ー付着量の変化よりも最大濃度の変化が小さくなるので
、トナー付着量が目標Ｐｉ″達しなくても最大濃度に対
して与える影響は少ないといえる。むしろ、トナー付着
量−濃度特性の非線形性から光量−濃度特性が変化し、
ここて、特に中間調部から高濃度部までにおいて当該特
性が変化するので、本実施例のようにγ補整テーブルを
変更することによって再現される画像の階調性を保持す
ることが必要どなる。

第１１図は、本実施例のデジタルカラー複写機において
最小のグリッド電位〜パ（、と現像バイアス電位ＶＢの
組み合わせのときの光量−濃度特性、画像再現特性、γ
補正特性及び画像読取特性を含むセンシｉ・メトリーを
示すグラフであり、第１２図は、本実施例のデジタルカ
ラー複写機において最大のグリッド電位■Ｇと瑛像バ・
イアスミ位ｖ１１の組み合わせのときの光量−濃度特性
、画像再現特性、γ補」工特竹及び画像読取特性を含む
セン７トメトリーを示すグラフである。

なお、第１１図及び第１２図において図示したγ補正特
性ＴＯ，ＴＯａ、ＴＯｂ並びにＴ１１゜Ｔ１．１ａ、丁
１　］、　ｂは、後述する第１表の各γ補正テーブルに
対応し１、でいる１、また、第１１Ｃｊごおいて、光量
−濃度特性における特性ＤＣＯ，ＤＣＱ２及びＤＣＯｂ
はそれぞれ、γ補正特性ＴＯ７ＴＯａ、ＴＯｂに対応し
でおり、さらに、第１２図において、光量−濃度特性に
おける特性ＤＣ１１、ＤＣ１２及びＤＣ，１３はそれぞ
れ、γ補正特性Ｔｉ　１．、　Ｔｌ　１　ａ、　Ｔｌ　
１　ｂｌ、＝対応しかつ画像再現特性ＮＲＣ１１，ＩＲ
Ｃ１２及び１Ｒｃ１３に対応している。

第１１図から明らかなように、最小のグリッド電位■Ｇ
と現像バイアス電位■、の組み合わせのとき、すなわち
現像効率が高い場合には、最大光量を下げることによっ
てトナー付着量を低下さ七ることができるので、再現濃
度特性に影響を与ズることなしに、安定な色再現特性を
得ることができる１、すなわち、第１の問題点を解決す
ることができる。

また、第１２図から明らかなように、最大のグリッド電
位ＸＩ　ｃと現像ベイアス電位Ｎパ６の組み合わせのと
き、すなわち現像効率が低い場合には、最大濃度は低下
するが、再現される画像の中間調部を同一の濃度で再現
するので、カラーバランスｌｌはとんど影響を与えるこ
となし７に、安定な色再現特性を得ることができる、す
なわち、上記第２の問題点を解決することができる６、 従って、本実施例においては、現像剤の環境による変化
によって、現像効率が変化し、グリシ１゛電位Ｖｃと現
像バイアス電位Ｖおの組み合わせが最実値又は最小値の
組み合わせでありかつ所望の階調特性が得られない場合
丁あっても、γ補正テーブルを変更することによって、
安定（７た色再現特性を得ることができ、特に、再現さ
れる画像の中間調部において良好な階調性が得られる。

、また、上記の効果を得るために、各発生ユニット２４
３．２４４の出カドう〉スを取り替えて、グリッド電位
ｖ（４と現像バイアス電位ＶＢの調整可能範囲を広げた
場合に比較し、当該出カドランスのコストを軽減するこ
とができる。例えば、各発止ユニット２４３．２４４の
８カドランスにお４ブるグリッド電位■６と現像バイア
ス電位ｖ１１の切り換えステ・・ブ数が同一てあ第１ば
、本実施例においては、１ステツプ毎の出力電圧の変化
を小さ（することができるので、グリッド電位ｖ６と現
像バイアス電位■８について絢かい濃度制御を行うこと
ができるという利点がある。

さらに、グリッド電位■３．は元来感光体ドラム４１の
耐圧特性や帯電ザヤー〕ヤ４４の性能によって規制され
、一般に１０００ＶＪ？ｕ内で使用している。従って、
トナー付着量を制御する場合の１限の現像効率は、おの
ずと法定されるが、本実施例においては、それよりも低
い甲像効率においても画像される画像の色再現性を、問
題が生１ない所定の範囲で安定に保持するご七ができる
、第１表は、未実施例において設定されるＣ’＝’ｐ。

■６）の組のデータの例を干す、なお、本実施例（−お
いて、現像バイアス電位■８とグ１ｊツ）・電イζＶ３
は負であるが、第１表では簡ｆ且のため靴、補値て泊さ
れる。

第１表において、「検出されたト十−何着量−，１は、
上記基準トナー像の作像条件のもとて’ｎ像された基準
トナー像に−゛つい’？ＴＡ　Ｔ　ＤＣセン４＋２１０
によって測定されたトナー付着量であり、「現像効率」
はこのトナー付着量に対する現像効旙スである。ここで
、目標の１・十−伺も！を得るたｙ）に必要な現像電圧
ΔＶｄ（以下、設定現像電圧という１−）は、次式で表
さオコる、 （以下余白） 本実施例においては、目標のトナー付着量は１ｍｇ／ｃ
ｍ”であり、第１表において、このときの設定現像電圧
ΔＶｄを示し、ている。

第１表に示すように、ＡＩＤＣセンサ２１０の検出値は
、その大きさを基に最左欄に示すＯ〜・１、５の濃度検
出レベルＬＢＡに対応させられ、各濃度検出レベルＬＢ
Ａに対応して、グリッド電位Ｖ６を５００■から１００
ＯＶまで変化させ、また、現像バイアス電位ＶＢを２８
０■から７１０■まで変化させるとともに、グリッド電
位■Ｇと現像バイアス電位〜７豹の最小の組み合わせの
ときに濃度検出レベルＬＢＡが２未満であるとき上記濃
度検出レベルＩこ応じてγ補正テーブルＴＯａ又はＴＯ
ｂを選択し、また、グリッド電位Ｖｃと現像バイアス電
位ＶＢの最大の組み合わせのときに濃度検出レベルＬＢ
Ａが１３を超えるとき上記濃度検出レベルに応じてγ補
正テーブルＴｌ１ａ又はＴ１１ｂを選択する。

すなわち、本実施例においては、グリッド電位ｖｃ、と
現像バイアス電位ＶＢの最小の組み合わせに対して、３
つの異なるγ補正テーブルＴｏ、　ＴＯａ、ＴＯｂが予
めデータＲＯＭ２０３に格納され、グリッド電位■、と
現像バイアス電位Ｖ、の最大の組み合わせに対し２て、
３つの異なるγ補ＥテーブルＴ１１．．Ｔｌ１ａ、Ｔｌ
１ｌ′＋が予めデータＲＯＭ２０３に格納されている。

。 なお、第１表において、（＼”、、Ｖ、、）の組み合わ
せを変更して行う濃度コントロールによってカバーしう
る濃度範囲は濃度検出レベルＬ　Ｂ　Ａが２から１３ま
であり、その濃度範囲の外側は、本発明に係るγ補正テ
ーブルの変更によって所定０階調性を得る濃度範囲であ
る。。

例えば、第１］図の第２象限に図示したよっに、光量−
濃度特性が特性ＤＣＯｂであるときは、γ補正テーブル
ＴＯｂを用いてγ補正することにより、第１１図の第１
象限に図示した画像再現特性が得られる。また、例えば
、第１２図の第２ψ眼に図示したように、光量−濃度特
性が特性１）Ｃ１３であるときは、γ補正テーブルＴｌ
１ｂを用いてγ補正することにより、第１２図の第１象
限に図示した画像再現特性ＩＲＣ１３が得られる。

以下、本実施例のデジタルカラー複写機について本発明
に係る濃度コントロール動作について説明する。

本実施例の反転現像系電子写真プロセスにおいては、従
来例と同様に、画像再現濃度はグリッド電位■６と現像
バイアス電位ｖ冶により自動的に制御される。

一方、所定の露光量での画像へのトナー付着量はＡＩＤ
Ｃセンサ２１０により検出される。すなわち、本実施例
においては、グリッド電位■。−６００■、現像バイア
ス１ｉ位Ｖ＠＝４００Ｖ、レーザ露光量レベルＥＸＬ＝
１２０の条件（以下、基準トナー像の作像条件という。

このとき、レーザ露光後の表面電位ｖ、＝３００Ｖであ
り、現像電圧△Ｖ＝ｌＶ、−Ｖ、Ｉ＝１００Ｖであ６゜
）のもとで、感光体ドラム４１の濃度制御の基準となる
基準トナー像を形成し、感光体ドラム４１近傍に設Ｈｊ
られたＡＩＤＣセンザセン０によって、基準トナー像の
正反射光と散乱反射光とを検出し、それぞれの検出信号
はプリンタ制御部２０］に入力され、ここで雨検出信号
の差からトナー付着量が求められる。

そこで、この検出値に対応して、感光体ドラム４１の表
面電位■ｏ、すなわちグリッド電位■Ｇと現像バイアス
電位〜γ、を変化させれば最大濃度レベルでのトナー付
着量を一定に保持し、もしグリッド電位ｖｃ及び現像バ
イアス電位ｖＩｌが調整可能範囲を超えたときγ補正テ
ーブルを変更し、て所望の階調特性を得ることができる
ように自動濃度制御を行うことができる。

例えば、相対湿度などの環境の変化によりトナー帯電量
が変化して現像効率が変化したとき、グリッド電位Ｖｃ
と現像バイアス電位〜ｒＢを変化させて最大濃度を自動
的に一定に保つことができ、もしグリッド電位■Ｇ及び
現像バイアス電位Ｖｎが調整可能範囲を超えたときγ補
正テーブルを変更して、所望の階調特性を得られるよう
に自動濃度制御を行うことができる。

（ｄ）プリント制御のフロー 以下では、プリンタ制御部２０１におけるプリント動作
制御のフローについて、プリンタ制御部２０１の制御フ
ローを示す第６図を参照して説明する。

まず、ステップＳ１においてプリンタ制御部２０１内の
初期設定を行った後、ステップＳ２において操作パネル
２２１の入力処理を行う。次いで、ステップＳ３におい
て操作パネル２２１のプリントスイッチ（図示せず。）
がオンされたか否かが判断される。プリントスイッチが
オンされていないときは（ステップＳ３においてＮｏ）
ステップＳ２に戻り、プリントスイッチがオンされるま
で待機状態となる。

一方、プリントスイッチがオンされたとき（ステップＳ
３においてＹＥＳ）　、ステップＳ４において、ＡＩＤ
Ｃ処理が実行される。このＡＩＤＣ処理においては、グ
リッド電位ｖ６と現像バイアス電位■ゎをそれぞれ所定
の標準値に設定した後、感光体ドラム４１上に所定の検
出画像パターンを作像して、その画像パターンのトナー
付着量を画像再現濃度を、ＡＩＤｃセンサ２　］、　１
によって測定し、プリンタ制御部２０１内のＲＡＭに取
り込む。

次いで、ステップＳ５においてγ補正テーブル選定処理
が行われ、上記ＡＩＤＣ測定処理において測定されたｌ
・ナー付着量に対応する濃度検出レベルＬＢＡに基づい
て、第１表からグリッド電位ｖＧと現像バイアス電位■
、とγ補正テーブル（ＴＯｂ、ＴＯａ、ＴｏからＴ１１
．Ｔｌ１ａ、Ｔｌ１ｂまでの１６個のテーブルのうちの
１つ）を選択する。さらに、ステップＳ６において、上
記選択されたグリッド電位Ｖｃと現像バイアス電位■ト
とγ補正テーブルに基づいて公知の複写動作が行われる
。

次いで、ステップＳ７において複写動作が終了したか否
かが判断され、終了しているときは（ステップＳ７にお
いてＹＥＳ）ステップＳ２に戻り、一方、終了していな
いときは（ステップＳ７においてＮＯ）ステップＳ５に
戻る。

なお、本実施例においては、上記の階調補正方法、上記
の濃度調整方法、及び上記のγ補正テーブルなどを用い
ているが、本発明はこれに限らず、他の階調補正方法、
他の濃度調整方法、及び他のγ補正テーブルを用いても
よい。

（以下余白） ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、最大濃度が一定に
なるように制卸を行いかつ所定の階調補正データを用い
て入力された画像情報に対して階調補正を行う反転現像
系電子写真式のデジタル画像形成装置において、検出さ
れた基準トナー像の濃度が上記濃度制御によってカバー
しうる濃度範囲を超えた場合に、濃度範囲の限界で選択
されるグリッド電位と現像バイアス電位の組み合わせを
変更せずに、階調補正データを上記検出された濃度に応
じて変更する。

従って、上記濃度制御を行う際に、上記濃度検出手段に
よって検出された濃度が上記制御手段によってカバーし
つる濃度範囲を超えた場合であっても、所定の階調特性
を得ることができる。これによって、原稿に対して常に
所定の階調再現性を持った画像を安定にプリントするこ
とができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のデジタルカラー複写機
の全体の構成を示す断面図、 第２図は第１図のデジタルカラー複写機の制御系のブロ
ック図、 第３図は第２図の画像信号処理部のブロック図、第４図
は第２図のプリンタ制御部の画像データ処理系のブロッ
ク図、 第５図は第１図の感光体ドラムの回りに配置された装置
を図式的に示す図、 第６図は第２図のプリンタ制御部の制御フローを示すフ
ローチャート、 第７図は従来例のデジタルカラー複写機の光量−濃度特
性、画像再現特性、γ補正特性及び画像読取特性を含む
センントメト１）−を示すグラフ、第８図は従来例のデ
ジタルカラー複写機のγ補正特性を示すグラフ、 第９図は従来例のデジタルカラー複写機の画像再現特性
の一例を示すグラフ、 第１０図（Ａ）はデジタルカラー複写機の好ましい画像
再現特性の一例を示すグラフ、第１０図（Ｂ）はデジタ
ルカラー複写機の好まし５い画像再現特性の別の例を示
すグラフ。 第１１図は本実施例のデジタルカラー複写機において最
小のグリッド電位〜゛６と現像バイアス電位ｖＩｌの組
み合わせのときの光量−濃度特性、画像再現特性、γ補
正特性及び画像読取特性を含むセンノドメトリーを示す
グラフ、 第１２図は本実施例のデ、・タルカラー複写機において
最大のグリッド電位■６と舅像バイアス重位■、の組み
合わせのときの光量−濃度特性、両像再聯特性、γ補正
特性及び画像読取特性を含むセンノドメトリーを示すグ
ラフである５、２０・・・画像信号処理部、 ３１・・・プリントヘット、 ４１−・感光体ドラム、 ４３・・・帯電チャーンヤ、 ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ−＝現像器、２０１・
・・プリンタ制御部、 ２０３・・データＲＯＭ、 ２１０・・Ａ　Ｉ　Ｄ　Ｃセニ、す、 ２４３・・・Ｖｌ、１発生ユニ・ント、２４１・・−゛
□発発生ユニツー− １２５３・・γ補正部、 ２４２．２６１・・・ドライブ１２１０．２．４１．２
６２　・・・バラ　し・ノｋ　１　　、／　　０１２６
４・−半導体レーザ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理べ　弁理士　ｉ山　葆　ほか１名 第５図 ７ｉス 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電チャージャのグリッド電位と現像器のバイア
   ス電位とをそれぞれ所定の基準値に設定した状態で感光
   体上に形成した基準トナー像の濃度を検出する濃度検出
   手段と、 上記濃度検出手段によって検出された濃度に基づいて、
   予め決定された上記グリッド電位と上記バイアス電位と
   の複数の組み合わせの中から、最大濃度を一定に保持す
   る組み合わせを選択して画像再現濃度の調整を行う制御
   手段と、 上記制御手段によって選択された上記グリッド電位と上
   記バイアス電位とに基づいて、再現される画像において
   所定の階調特性が得られるように予め決められた階調補
   正データを用いて入力された画像情報に対して階調補正
   を行う階調補正手段と、 上記階調補正手段から出力される画像情報に応じた光量
   で上記感光体に光を照射する露光手段とを備えた反転現
   像系電子写真式のデジタル画像形成装置において、 上記階調補正手段は、上記濃度検出手段によって検出さ
   れた濃度が上記制御手段によってカバーしうる濃度範囲
   を超えた場合に、濃度範囲の限界で選択されるグリッド
   電位と現像バイアス電位の組み合わせを変更せずに、階
   調補正データを上記濃度検出手段によって検出された濃
   度に応じて変更することを特徴とするデジタル画像形成
   装置。