JPH0511552A - デジタル画像形成装置 - Google Patents

デジタル画像形成装置

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JPH0511552A
JPH0511552A JP3165663A JP16566391A JPH0511552A JP H0511552 A JPH0511552 A JP H0511552A JP 3165663 A JP3165663 A JP 3165663A JP 16566391 A JP16566391 A JP 16566391A JP H0511552 A JPH0511552 A JP H0511552A
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JP3165663A
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Yoshihiro Hattori
好弘 服部
Masaru Hamamichi
優 濱道
Hideaki Kodama
秀明 児玉
Yoshiichi Naito
芳一 内藤
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、感光体の表面電位V0の変
化、転写効率の変化、感光体の感度変化等原稿に対して
常に一定の階調再現性を持ち、しかも、ユーザの好みの
再現画像を得ることができるデジタル画像形成装置を提
供することにある。 【構成】 感光体ドラム41上に形成した基準トナー像
の付着量をAIDCセンサ210により検出し、このA
IDCセンサ210の検出値に基づいて上記感光体ドラ
ム41の上に形成した基準トナー像の再現濃度を一定に
保つように画像再現濃度の調整を行う。また、この画像
再現濃度の調整の結果及びγ特性を変化させる温度や湿
度等のパラメータの変化の結果として生じるγ特性の変
化を補正して原稿画像の再現を行い、常に、一定の階調
で原稿画像の再現を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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。
【0002】
【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、種々実用化されており、写真等のい
わゆる中間調画像を忠実に再現するためのデジタル画像
形成法も種々提案されている。
【0003】この種のデジタル画像形成法としては、デ
ィ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ドッ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62−18
8562号公報および特開昭61−22597号公報参
照。)、さらには、ディ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ィザ法も知られ
ている。
【0004】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はずであるが、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。
【0005】そこで、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上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。例えば、特開平1
−204741号公報、特開平1−204743号公報
には、上記面積階調法や多値化レーザ露光法を用いたデ
ジタル画像形成方法を用いたデジタル画像形成装置にお
いて、ホストコンピュータ、画像読取装置もしくはユー
ザからの指令により、γ補正を用いて階調補正を行う階
調補正特性の変更手段を設けたものが提案されている。
【0006】上記のように、通常はγ補正を施すことに
より、通常は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。
【0007】ところで、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。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、低濃度部から中間濃度部までのγ特性の傾きが小
さくなって再現画像が薄くなることが知られている。
【0008】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。
【0009】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、図6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。
【0010】図6において、感光体ドラム41には、放
電電位VC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243により負のグリッド電位VGが印加さ
れている。グリッド電位VG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VO=VGと見なせるので、感光体ドラム41の表面
電位VOはグリッド電位VGにより制御できる。なお、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は、表面電位計であるVOセンサ44により検知
される。
【0011】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V
Oが、また、現像バイアス発生ユニット244により現
像機45rのローラには低電位の負のバイアス電圧V
B(|VB|<|VO|)が与えられる。すなわち、現像ス
リーブ表面電位はVBである。
【0012】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VO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VIへ遷
移する。なお、以下において、最大露光量のときの表面
電位VIをVImという。
【0013】上記減衰電位VIが現像バイアス電位VB
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VOと現像バイアス電位
Bの差は大きすぎても小さすぎてもよくなく、また、
トナー付着量は、現像電位△V=|VB−VI|が大きい
ほど多い。一方、減衰電位VIは、同じ露光量であって
も表面電位VOが変化するにつれて変化する。そこで、
例えば、表面電位VOと現像バイアス電位VBとの差を一
定にしつつ、表面電位VO及び現像バイアス電位VBを変
化すれば、現像バイアス電位VBと減衰電位VI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。
【0014】この種の濃度コントロールは、表面電位V
Oと現像バイアス電位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。
【0015】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A
IDC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AIDC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210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VG発生ユニット243
及びVB発生ユニット244を駆動する。
【0016】このとき、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、従来では感光体ドラム表面電位V0と現像バイアス
電位VBの差を一定に保ちつつ濃度コントロールを行っ
ていた。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上記のような濃度コン
トロールを行えば、表面電位VOと現像バイアス電位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、
最大濃度を一定に制御することはできるが、表面電位V
0と現像バイアス電位VBとの差を一定に保ちつつ感光体
ドラム41の表面電位VOおよび現像バイアスVBを変化
させると、上記γ特性が大きく影響を受けるという問題
があった。すなわち、使用環境に応じてV0,VBを変化
させて濃度コントロールを行った場合にγ特性自体が大
きく変化するために、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が
あった。
【0018】一方、上記のものでは最大濃度を一定に制
御することはできるが、感光体ドラム41の耐刷性能、
製造ばらつき等による感光体ドラム41の表面電位V0
の変化、感光体ドラム41の感度又は露光量の変化、あ
るいは湿度や用紙の種類による転写効率の変化等のパラ
メータの変化に基づく画像再現のプロセス条件の変化に
より、レーザダイオード露光量レベルを0から大きい方
向に変化したときに始めて画像が再現される画像再現開
始光量が変動する。これによって、再現可能な階調数が
変化し、特に、人間の目が敏感な低濃度部における画質
の変化が大きくなる。
【0019】このような問題を解消するために、従来よ
り、 ・感光体ドラム41の表面電位V0を検出してグリッド
電位VG変化させ、感光体ドラム41の表面電位V0を所
定の値に制御する、 ・感光体ドラム41の温度や露光量を検知し、露光量を
調整する、 ・温度及び湿度を検出して転写出力を調整する、 といった対策も講じられていた。
【0020】しかし、このような対策をすべて自動で行
うようにするのは、コストがかかるうえ、上記調整をマ
ニュアルで行おうとすると、調整すべきパラメータが多
く、ユーザにとっては、どのパラメータをどのように調
整すれば確実な調整を行うことができるか必ずしも明ら
かでなく、確実な調整が困難であるという問題があっ
た。
【0021】本発明の目的は、調整が簡単で、感光体ド
ラム表面電位V0、転写効率、感光体の感度等のパラメ
ータが変化しても、原稿に対して常に一定の階調再現性
を持ち、しかも、ユーザの好みの階調再現画像を得るこ
とができるデジタル画像形成装置を提供することにあ
る。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、感光体の表面
電位V0と現像バイアス電位VBとを変化させて濃度コン
トロールを行った場合に生じる上記γ特性の変化に関す
る以下の考察に基づいてなされたものである。
【0023】図8は、上述の「従来の技術」の項におい
て図6を用いて説明した、感光体ドラム41上の表面電
位V0と現像バイアス電位VB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、グリッド電位VGに対する、レーザ露光後の感
光体ドラムの表面電位VIと現像バイアス電位VBの設定
特性を示すグラフである。なお、図8において、レーザ
露光前の感光体ドラム41上の表面電位、すなわちレー
ザ露光量レベル(以下、LD露光量レベルEXLとい
う。)が0であるときの表面電位V0の直線と、現像バ
イアス電位VBの直線との間の領域は、LDレーザ露光
量レベルEXLが0であるときにかぶりが生じないよう
にするためのかぶり除去領域であり、現像バイアス電位
Bの直線とレーザ露光量レベルEXLが最大の255
であるときの表面電位VImの直線との間の領域は、プ
リント時に用紙上に実際に画像が形成される現像領域で
ある。
【0024】図7は、図8に示されたように現像バイア
ス電圧VBを設定した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
取特性を含むセンシトメトリーを示すグラフである。
【0025】なお、上記図7において、画像再現濃度I
Dはプリントされた用紙の下地の濃度を加えた絶対濃度
(炭酸カルシウムの白色板の反射濃度を0としてい
る。)で示しており、原稿濃度ODが0であっても用紙
の下地の濃度IDuが測定されている。また、図7の光
量−濃度特性における特性DC101はグリッド電位V
G=570Vと現像バイアス電位VB=345Vのときの
特性であり、また、特性DC102はグリッド電位VG
=700Vと現像バイアス電位VB=450Vのときの
特性であり、さらに、特性DC103はグリッド電位V
G=900Vと現像バイアス電位VB=620Vのときの
特性である。ここで、γ補正特性T4、T8及びT12
はそれぞれ、図7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
C101、DC102及びDC103に基づいて公知の
通り予め作成することができる。
【0026】感光体ドラム41上の表面電位V0と現像
バイアス電位VBとの差が200V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
いては、図7及び図8から下記の(1)ないし(3)の
ことが明らかである。
【0027】(1)グリッド電位VGと現像バイアス電
位VBとの組み合わせが決定されると、画像再現濃度I
Duを超えたときのLD露光量レベルEXL、すなわち
LD露光量レベルEXLを0から大きい方向に変化した
ときに始めて画像が再現される画像再現開始光量が決定
される。
【0028】(2)上記画像再現開始光量は、上記グリ
ッド電位VGと現像バイアス電位VBのより大きな値の組
み合わせのときほど大きくなり、その変化が非常に大き
い。
【0029】(3)γ補正特性は、上記画像再現開始光
量の変化に対応して変化する。すなわち、図7および図
8から明らかなように、V0−VB=200V一定の場
合、グリッド電位VGを500Vから1000Vまで変
化したとき、画像再現開始光量はa11=約30からa13
=約70まで大きく変化する。
【0030】多くのγ補正カーブ(図7では、3本のγ
補正カーブT4,T8,T12のみが示されている。)
について調べると、各γ補正特性は、VG,VBの選択に
よりそれぞれ画像再現開始光量aの変化分だけ、γ補正
カーブが露光レベルをほぼ平行移動させた形で並ぶ。
【0031】一方、温度及び湿度の変化により転写効率
が変化する。図9は転写効率の変化(湿度の変化)によ
るLD露光量レベルXEL−画像再現濃度ID特性を示
したものである。この図9から分かるように、転写効率
の変化に対して、画像再現濃度が平行移動した形で並
ぶ。従って、この画像再現濃度の変化に対応して、湿度
の変化により、γ補正テーブルも平行移動した形で並
ぶ。
【0032】本発明は、図7及び図9のγ補正テーブル
の変化に着目してなされたものであって、本願の請求項
1に係る発明は、階調調整手段と、感光体上に形成した
基準トナー像のトナー付着量を検出する濃度検出手段
と、この濃度検出手段の検出値に基づいて基準トナー像
の再現濃度を一定に保つように画像再現濃度の調整を行
なう一方、この濃度調整の結果として生じるγ特性の変
化を補正する補正制御手段と、この補正制御手段により
制御され、上記感光体に光を照射する露光手段とを備
え、上記階調調整手段により指定された階調表現を行な
う反転現像系電子写真式のデジタル画像形成装置であっ
て、上記補正制御手段は、露光手段による露光前におけ
る感光体表面電位と現像機バイアス電圧との複数の組の
各々に対して設定されたγ補正テーブルをそれぞれ有し
ており、露光手段による露光前における感光体表面電位
とバイアス電位の各組に対応して選択される上記γ補正
テーブルを基準にして、所定のパラメータの変化に対応
して修正されたγ補正テーブルを選択するようにしたも
のである。
【0033】また、本願の請求項2に係る発明は、上記
修正されたγ補正テーブルは、選択されている基準のγ
補正テーブルのγ補正特性値に所定の補正値を加えたも
のである。
【0034】さらに、本願の請求項3に係る発明は、上
記修正されたγ補正テーブルは、選択されている基準の
γ補正テーブルのγ補正特性値とほかのγ補正テーブル
のγ補正値との間の補間値である。
【0035】さらにまた、本願の請求項4に係る発明
は、階調調整手段と、感光体上に形成した基準トナー像
のトナー付着量を検出する濃度検出手段と、この濃度検
出手段の検出値に基づいて基準トナー像の再現濃度を一
定に保つように画像再現濃度の調整を行なう一方、この
濃度調整の結果として生じるγ特性の変化を補正する補
正制御手段と、この補正制御手段により制御され、上記
感光体に光を照射する露光手段とを備え、上記階調調整
手段により指定された階調表現を行なう反転現像系電子
写真式のデジタル画像形成装置であって、上記補正制御
手段は、露光手段による露光前における感光体表面電位
と現像機バイアス電圧との複数の組の各々に対して設定
されたγ補正テーブルをそれぞれ有しており、露光手段
による露光前における感光体表面電位とバイアス電位の
各組に対応して選択される上記γ補正テーブルを基準に
して、所定のパラメータの変化に対応して他の組のγ補
正テーブルを選択するようにしたものである。
【0036】
【作用】露光手段による露光前における感光体表面電位
と現像機バイアス電圧との差の絶対値がほぼ一定である
上記感光体表面電位とバイアス電位との複数の組の各々
に対してγ補正テーブルが選択される。そして、露光手
段による露光前における感光体表面電位とバイアス電位
の各組に対応して選択されるγ補正テーブルを基準にし
て、感光体が画像の再現を開始する画像再現開始光量の
変化分に対応して修正されたγ補正テーブルを選択し、
読み取った原稿濃度をこの修正されたγ補正テーブルを
用いて変換し、この変換した原稿濃度に基づいて、デジ
タル画像を形成する。
【0037】
【実施例】以下に、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。
【0038】(a)デジタル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
【0039】(a)デジタルカラー複写機の構成 図1は、本発明の実施例に係るデジタルカラー複写機の
全体構成を示す断面図である。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ジリーダ部100と、
このイメージリーダ部100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。
【0040】イメージリーダ部100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、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、画像信号処理部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8ビッ
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。
【0041】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(図5参照)。
【0042】階調データに対応してプリントヘッド部3
1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
サランプ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機45
a〜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
つけられた複写紙に転写される。また、感光体ドラム4
1上の所定領域に所定光量で露光をうけて現像された基
準トナー像のトナー付着量は、AIDCセンサ210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。
【0043】上記印字過程は、イエロー(Y)、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51の動作に同期してスキャナ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。
【0044】図1のデジタルカラー複写機のイメージリ
ーダ部100のイメージリーダ制御系の全体ブロック図
を図2に示す。
【0045】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
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102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I/Oという。)103を介し
て露光ランプ12を制御し、また、ドライブI/O10
3及びパラレル入出力インターフェース装置(以下、パ
ラレルI/Oという。)104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。
【0046】一方、イメージリーダ制御部101は、画
像制御部106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、次のプリンタ
制御部201に出力される。
【0047】図1のデジタルカラー複写機の複写部20
0のプリンタ制御系の全体ブロック図を図3に示す。
【0048】図3に示すように、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。
【0049】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御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201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。
【0050】プリンタ制御部201には、図6に示す感
光体ドラム41の表面電位VOを検知するVOセンサ4
4、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21
0、トナー現像機45a〜45d内におけるトナー濃度を
検出するATDCセンサ211、温度センサ212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。
【0051】上記プリンタ制御部201にはまた、かぶ
り除去のレベルを設定するための2ビットのかぶり入力
スイッチ214と、各色のカラーバランスレベルを設定
するための各4ビットのカラーバランススイッチ216
と、感光体特性のロット依存性を表す3ビットの感光体
ロットスイッチ218が、それぞれI/O215,21
7,219を介して接続される。4ステップのかぶり入
力値は、本実施例ではディップスイッチによりサービス
マンまたはユーザが設定するが、図10に示す操作パネ
ル221からパラレルI/O222を介して入力しても
よい。また、上記操作パネル221でのキー入力によっ
て、パラレルI/O222を介して、プリンタ制御部2
01に各種データが入力される。
【0052】図10において、露光レベルキー9a〜9
cは、露光レベルを3段階で切り替え、露光レベル表示
部9にLEDにより表示する。階調調整キー6a〜6c
は、ユーザが所望の階調を有する再現画像を選択するた
めのキーである。この階調調整キー6a〜6cにより設
定された階調が階調表示部6にLEDにより表示され
る。
【0053】枚数キー7は、コピー枚数を設定するため
のキーで、アップキー7aとダウンキー7bとがあり、
コピー設定枚数は、表示部7cにより表示される。スタ
ートキー8は、コピースタートさせるためのキーで、コ
ピー動作中に、発光ダイオード8aが点灯する。発光ダ
イオード9a乃至9cは、上記露光レベルキー5による
設定内容を表示する。
【0054】再び、図3において、プリンタ制御部20
1は、各センサ44,210〜213、操作パネル22
1、各入力スイッチ214,216,218、およびデ
ータROM203からのデータによって、制御ROM2
02の内容に従って、複写制御部231と表示パネル2
32とを制御し、さらに、AIDCセンサ210による
自動、もしくは、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I/O241
およびドライブI/O242を介して帯電チャージャ4
3のグリッド電位VGを発生するVG発生ユニット243
および現像機45a〜45dの現像バイアス電位VBを発
生する現像バイアス発生ユニット244を制御する。
【0055】プリンタ制御部201は、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、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ROM203の内容を参照してドライブI/
O261およびパラレルI/O262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26
4は半導体レーザドライバ263によって、その発光が
駆動される。階調表現は、半導体レーザ264の発光強
度の変調により行う。
【0056】(b)画像信号処理 次に、図4を参照して、CCDカラーイメージセンサ1
4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。
【0057】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。このシェ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log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。
【0058】プリンタ制御部201における画像データ
処理を示す図5において、画像信号処理部20からの8
ビットの画像データは、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252は、主走査方向の所定の行数分
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2
00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。後述するように、データROM2
03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。
【0059】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I
/O261及び半導体レーザドライバ263を介して、
半導体レーザダイオードLDを有する半導体レーザ26
4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。
【0060】さらに、クロック発生器270a,270
b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、b側及びパ
ラレルI/O262を介して半導体レーザドライバ26
3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。
【0061】(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 本実施例は、「発明が解決しようとする課題」の項で説
明した、感光体の表面電位V0の変動、感度の変動及び
転写効率の変動時に生じるハイライト部の階調再現性の
変動を防止するための対策を講じたデジタルカラー複写
機を提供するものである。
【0062】表1は、本実施例において設定されるバイ
アス電圧VBと感光体ドラム41の表面電位V0の組(V
B,V0)のデータ例を示す。なお、本実施例において、
現像バイアス電位VBは負であるが、表1では、簡単の
ため絶対値で示されている。
【0063】
【表1】
【0064】表1において、「検出されたトナー付着
量」は、基準トナー像の作像条件のもとで作像された基
準トナー像についてAIDCセンサ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
付着量を現像電圧で割った除算値で定義される。また、
目標のトナー付着量を得るために必要な現像電圧ΔVd
(以下、設定現像電圧という。)は、目標のトナー付着
量を現像効率で割った除算値で定義される。本実施例に
おいては、目標のトナー付着量は、1mg/cm2であ
り、表1において、このときの設定現像電圧ΔVdを示
している。
【0065】表1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0〜11
の濃度検出レベルLBAに対応させられ、各濃度検出レ
ベルLBAに対応して、グリッド電位VGを500Vか
ら1000Vまで変化させ、また現像バイアス電位VB
を280Vから710Vまで変化させるとともに、各濃
度検出レベルLBAに対応してそれぞれ、γ補正テーブ
ルT2〜T13を選択するためのテーブル選択コードL
BA2を出力する。本実施例においては、画像再現開始
光量の変化を補正するための図15に示すような合計1
6個のγ補正テーブルT0乃至T15が予めデータRO
M203に格納されている。
【0066】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。
【0067】本実施例の反転現像系電子写真プロセスに
おいては、画像再現濃度は、感光体ドラム41の表面電
位V0と現像バイアス電位VBにより自動的に制御され
る。本実施例では、感光体ドラム41の表面電位V
0は、グリッド電位VGにより制御しているが、これには
限定されない。
【0068】一方、所定の露光量での画像へのトナー付
着量はAIDC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VG=600
V、現像バイアス電位VB=400V、LD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VI=3
00Vであり、現像電圧ΔV=│VB−VI│=100V
である。)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
に設けられたAIDCセンサ210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201に入力され、ここで両検
出信号の差からトナー付着量が求められ、このトナー付
着量から上記基準トナー像の濃度が測定される。
【0069】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VO、すなわちグリッド電位VGと現
像バイアス電位VB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つ自動濃度制御を行うことがで
きる。
【0070】このときに、選択された(V0,VB)の組
に対して、階調の修正データによる修正がかかる前の基
準となるγ補正テーブルを選ぶためのγ補正コードLA
B2が出力される。LAB2は、記憶しているT0乃至
T15の上記γ補正テーブルのうちのT2乃至T13に
対応している。
【0071】次に、γ修正処理について説明する。本実
施例では、AIDC動作によって選択されたγ補正コー
ドに対して、温度センサ212,湿度センサ213ある
いは図10に示す操作パネル221の階調調整スイッチ
6a〜6c等からの修正コードを加算して、最終的にγ
補正テーブルを選択する。
【0072】V0センサ44,温度センサ212および
湿度センサ213からそれぞれ出力される感光体ドラム
41の表面電位V0、温度及び湿度による修正コード作
成テーブルを次の表2、表3および表4に示す。
【0073】
【表2】
【0074】
【表3】
【0075】
【表4】
【0076】なお、上記温度センサ212および湿度セ
ンサ213からの出力信号は、コピースタート時に取り
込まれる。
【0077】修正コードは、図11に示すように、図1
0に示す操作パネル221の階調調整スイッチ6a〜6
cからのユーザの選択、あるいはサービスマンによるデ
ィップスイッチ等の切換もしくはそれらの両方を足し合
わせたパネル入力レベル(P)(−2〜+2)及びV0
センサ44または温度センサ212、湿度センサ213
又はその両方から出力されるセンサ入力レベル(S)
(−2〜+2)を取り込んで、さきのγ補正コードに加
算することによって、最終的に図15に示すγ補正テー
ブルT0〜T15を選択する。上記階調調整スイッチ6
a〜6cはスイッチで、階調レベル表示器6によってレ
ベルがLED表示され、スイッチ6aを押した時に+
(プラス)に、スイッチ6cを押した時に−(マイナ
ス)にγ補正コードが補正される。
【0078】図11において、上記パネル入力レベル
(P)及びセンサ入力レベル(S)の検出値が標準値で
あるときには、修正コードは0が選択される。パネル入
力レベル(P)の検出値に対する修正コードの符号は、
再現画像にかぶりが生じる側ではマイナスが、とびが生
じる側でプラスが選択される。他方,センサ入力レベル
(S)の検出値に対する修正コードの符号は、表面電位
0が高い側でマイナスが、表面電位V0が低い側でプラ
スがそれぞれ選択され、また、湿度が高い側ではマイナ
スが、湿度が低い側ではプラスがそれぞれ選択され、さ
らに、温度が高い側でプラス、温度が低い側でマイナス
がそれぞれ選択される。
【0079】上記修正コードの選択は次の(1)乃至
(5)のような意義を有する。
【0080】 (1)ユーザによるパネルからの修正コード選択 ユーザの好み、又は原稿の種類による低濃度再現性を調
整することを可能にするために設けられる。 (2)サービスマンによるディップスイッチからの修正
コード選択 センサのロット差、プリントヘッドや現像バイアストラ
ンスや感光体ドラム41の感度ばらつき等、個々の機械
に固有な変動要因による階調のずれを調整するために設
けられる。γ補正テーブルは、数値が高いほど、画像再
現開始光量が小さい時に対応するようになっているの
で、パネル入力レベル(P)の修正コード符号は、かぶ
らせたいときにマイナス、バックをとばしたいときにプ
ラスが選択される。
【0081】(3)表面センサによるV0検出値からの
修正コード選択 表面電位センサ44によるV0測定を、AIDC測定処
理手順中の基準VGのときのV0が目標に対してどれだけ
ちがっているかを検出する。グリッド電位VGに対する
感光体ドラム41の表面電位V0の変動は、図12に示
すように、グリッド電位VGに対して変動値が一定の形
で変わるので、AIDCの処理の後の選択されたグリッ
ドVGに対しても、基準のグリッド電位VGのときの表面
電位V0の変動幅と同じだけの変動がある。表面電位V0
の変動に対しては、表面電位V0が高いほど、V0−VB
のギャップが大きく、画像再現開始光量aが大きくな
り、低濃度がとびやすいので、修正コードの符号は、V
0が高いときにマイナス、V0が低いときにプラスが選択
される。
【0082】(4)温度センサによる感光体温度検出値
からの修正コード選択 感光体ドラム41の感光特性は温度に依存することが知
られており、図13に示すように、温度が高いときほ
ど、感度が高くなる。このため、画像再現開始光量aは
小さくなる。従って、修正コードの符号は、温度が高い
ときにプラス、温度が低いときにマイナスが選択され
る。
【0083】(5)湿度センサによる転写効率の変動の
ための修正コード選択 湿度が高いと、転写効率が低下するので、画像再現開始
光量aが大きくなったときと同じ状態になる。従って、
修正コードの符号は、湿度が高いときには、マイナスが
選択され、湿度が低いときには符号が0に設定される。
【0084】(d)プリント制御のフロー 以下に、プリント動作制御のフローについて、図14を
参照して説明する。
【0085】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のスタートキーがオ
ンされたか否かが判断される。このステップS3で、上
記スタートキー8がオンされていないと判断される(ス
テップS3においてNO)と、ステップS2の実行に戻
り、上記スタートキー8がオンされるまで待機状態とな
る。
【0086】上記ステップS3にて、スタートキー8が
オンされたと判断される(ステップS3においてYE
S)と、ステップS4のセンサ入力処理を行なう。
【0087】上記ステップS4のセンサ入力処理では、
0センサ44の読取結果から、テーブル処理して、プ
リンタ制御部201のRAM内に取り込む。また、温度
センサ212の出力および湿度センサ213の出力も、
テーブル処理してプリンタ制御部201のRAM内に加
算して記憶させる。
【0088】上記ステップS5のスイッチ入力処理で
は、図10に示す操作パネル221の階調調整スイッチ
225からの入力信号に対応する修正コードがプリンタ
制御部201内のRAM内に取り込まれる。
【0089】上記ステップS5の実行後、ステップS6
において、AIDC処理が実行される。このAIDC処
理においては、グリッド電位VGと現像バイアス電位VB
をそれぞれ所定の標準値に設定した後、感光体ドラム4
1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211によって測定し、プリンタ制御部201内のR
AMに取り込む。
【0090】次いで、ステップS7およびステップS8
が実行され、γ補正テーブル選定処理が行われ、上記A
IDC処理において測定されたトナー付着量に対応する
濃度検出レベルLBAに基づいて、表1からグリッド電
位VGと現像バイアス電位VBとγ補正コードLAB2
(2〜13までの1つ)を選択する。次いで、パネルか
らの修正コードPとセンサからの修正コードSとをLA
B2に加算し、γ補正テーブル(T0〜T15の一つ)
を選択する。
【0091】ステップS9において、上記選択されたグ
リッド電位VGと現像バイアス電位VB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。
【0092】さらに、ステップS10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S10においてYES)ステップS2に戻り、一
方、終了していない(ステップS107においてNO)
ときは、ステップS7に戻る。
【0093】以上の実施例では、選択されている基準の
γ補正テーブルのγ補正特性値に補正値を加えることに
よりγ補正テーブルを修正したが、基準のγ補正テーブ
ルにγ補正特性値とほかのγ補正テーブルのγ補正値と
の間の補正値をγ補正テーブルの修正値として用いるこ
ともできる。
【0094】
【発明の効果】本発明によれば、露光手段による露光前
における感光体表面電位とバイアス電位の各組に対応し
て決まるγ補正テーブルを基準にして、階調調整手段及
びγ特性を変化させる要因となるパラメータの変化分に
対応して、基準のγ補正テーブルから修正されたγ補正
テーブルによるγ補正が行われるので、大きなメモリ容
量を必要とせずに、感光体のV0のばらつき、転写効率
の変化、感光体の感度変化およびユーザの好み等に応じ
て階調特性が調整可能になり、また、感光体の表面電位
0とバイアス電位VBとの差及び最大光量が変化しない
ので、階調調整がγ補正により簡単かつ確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデジタルカラー複写機の一実施例
の全体の構成を示す断面図である。
【図2】図1のデジタルカラー複写機のイメージリーダ
部の制御系のブロック図である。
【図3】図1のデジタルカラー複写機の複写部の制御系
のブロック図である。
【図4】図1のデジタルカラー複写機のイメージリーダ
部の画像信号処理部のブロック図である。
【図5】図3のプリンタ制御部の画像データ処理系のブ
ロック図である。
【図6】図1の感光体ドラムのまわりに配置された装置
を模式的に示す説明図である。
【図7】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シト
メトリーを示すグラフである。
【図8】デジタルカラー複写機におけるグリッド電位V
Gに対する、レーザ露光後の感光体ドラムの表面電位VI
と現像バイアス電位VBの設定特性を示すグラフであ
る。
【図9】転写効率の変化による階調再現性の変化を示す
グラフである。
【図10】図1のデジタルカラー複写機の操作パネルの
平面図である。
【図11】γ補正テーブルの修正の説明図である。
【図12】グリッド電位VGに対する感光体ドラムの表
面電位の変化を示す説明図である。
【図13】温度による感光体の感度変化の説明図であ
る。
【図14】図1のデジタルカラー複写機の制御フローで
ある。
【図15】図1のデジタルカラー複写機において選択さ
れるγ補正テーブルの一例である。
【符号の説明】
6a〜6c 階調調整スイッチ 41 感光体ドラム 44 表面電位センサ 100 イメージリーダ部 101 イメージリーダ制御部 200 複写部 201 プリンタ制御部 202 制御ROM 203 データROM 210 AIDCセンサ 212 温度センサ 213 湿度センサ 221 操作パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/04 116 9122−2H 15/06 101 7818−2H H04N 1/40 101 E 9068−5C (72)発明者 児玉 秀明 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者 内藤 芳一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 階調調整手段と、感光体上に形成した基
    準トナー像のトナー付着量を検出する濃度検出手段と、
    この濃度検出手段の検出値に基づいて基準トナー像の再
    現濃度を一定に保つように画像再現濃度の調整を行なう
    一方、この濃度調整の結果として生じるγ特性の変化を
    補正する補正制御手段と、この補正制御手段により制御
    され、上記感光体に光を照射する露光手段とを備え、上
    記階調調整手段により指定された階調表現を行なう反転
    現像系電子写真式のデジタル画像形成装置であって、上
    記補正制御手段は、露光手段による露光前における感光
    体表面電位と現像機バイアス電圧との複数の組の各々に
    対して設定されたγ補正テーブルをそれぞれ有してお
    り、露光手段による露光前における感光体表面電位とバ
    イアス電位の各組に対応して選択される上記γ補正テー
    ブルを基準にして、所定のパラメータの変化に対応して
    修正されたγ補正テーブルを選択することを特徴とする
    デジタル画像形成装置。
  2. 【請求項2】 上記修正されたγ補正テーブルは、選択
    されている基準のγ補正テーブルのγ補正特性値に所定
    の補正値を加えたものであることを特徴とする請求項1
    記載のデジタル画像形成装置。
  3. 【請求項3】 上記修正されたγ補正テーブルは、選択
    されている基準のγ補正テーブルのγ補正特性値とほか
    のγ補正テーブルのγ補正値との間の補間値であること
    を特徴とする請求項1記載のデジタル画像形成装置。
  4. 【請求項4】階調調整手段と、感光体上に形成した基準
    トナー像のトナー付着量を検出する濃度検出手段と、こ
    の濃度検出手段の検出値に基づいて基準トナー像の再現
    濃度を一定に保つように画像再現濃度の調整を行なう一
    方、この濃度調整の結果として生じるγ特性の変化を補
    正する補正制御手段と、この補正制御手段により制御さ
    れ、上記感光体に光を照射する露光手段とを備え、上記
    階調調整手段により指定された階調表現を行なう反転現
    像系電子写真式のデジタル画像形成装置であって、上記
    補正制御手段は、露光手段による露光前における感光体
    表面電位と現像機バイアス電圧との複数の組の各々に対
    して設定されたγ補正テーブルをそれぞれ有しており、
    露光手段による露光前における感光体表面電位とバイア
    ス電位の各組に対応して選択される上記γ補正テーブル
    を基準にして、所定のパラメータの変化に対応して他の
    組のγ補正テーブルを選択することを特徴とするデジタ
    ル画像形成装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001324840A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Canon Inc 画像形成装置及び画像形成方法
US7099025B2 (en) 1997-03-05 2006-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Printing system, printing control method and apparatus printing data in accordance with updated condition information

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