JPH0541758A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局所的な画像異常を確実に検出して像形成条
件を適切に変更設定できる。 【構成】 パターン発生手段（本実施例ではＲＯＭ７
ｂ）により所定の複数または単数の位置読取り記号部お
よび画像濃度読取り部からなる検査パターンが発生され
ると、像形成手段が発生された検査パターンに基づいて
検査画像を記録媒体（画像保持体２１）上に形成させ、
この記録媒体上に形成された検査画像を像読取り手段
（ＣＣＤセンサ６）が読み取り、読み取り出力される検
査画像中の画像濃度読取り部データを変更手段（ＣＰＵ
７ａ）が解析して像形成手段の像形成条件を変更設定す
る構成を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル方式の画像
形成装置に係り、特に出力画像を原稿読取り部で読み取
って画像形成条件の調整を行う画像形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式により形成される画像は、
経時変化，環境条件等に影響されやすく、その出力画像
濃度を安定化することは実用上極めて重要である。

【０００３】先ず、１枚の電子写真方式に基づき形成さ
れる画像特性に寄与する主な要素を列挙すると、感光体
特性，感光化するための帯電手段特性，露光源特性およ
び露光量，現像特性，転写特性，転写材特性，残留現像
材のクリーニング特性等がある。これら各特性は温度，
湿度，粉塵等の汚染，経時変化等により影響を受け変動
するので、画像特性にも複雑な影響変化を生ずることと
なる。

【０００４】従来、この画像変化を安定化するために、
上記各特性を各々独立に安定化する方法がとられている
が、いまだ十分に満足であると呼べる状態には至ってい
ない。電子写真画像を安定化する方法として、ゼログラ
フィー感光体上に帯電露光して静電潜像を形成し、この
静電潜像を現像した後、現像された画像を転写するカー
ルソンプロセスでは、その露光すべきオリジナル像の光
量，形成された静電潜像の電位もしくは現像された画像
濃度等を検知し、その検知信号を前記プロセスの帯電・
露光等の手段にフィードバックして画像の安定化を図る
例として、米国特許第２９５６４８７号に記載されてい
る。

【０００５】図６は従来の画像形成装置における現像濃
度制御特性を示す図である。

【０００６】この図に示されるように、現像バイアスの
出力電圧をあらかじめ決めておくことにより、画像形成
系のコントラストを自由に設定することができる。この
方法は、非露光部（Ｖdark）とある決められた光量の露
光部の電位（Ｖlight ）を測定する方法、例えばコピー
用紙を原稿台にのせて電位測定を行う方法や、出力され
た定着画像を原稿台に載せて、その画像が形成する静電
潜像を読み取る方法が採用されている。

【０００７】図７は従来の画像形成装置における現像濃
度検知機構を示す斜視図である。

【０００８】この図に示されるように、出力画像濃度が
現像のコントラストによってほぼ決定されることから、
感光ドラム５１上の現像画像ＰＡＴの濃度をセンサ５２
で直接測定することによって画像形成状態の情報を得る
ものである。なお、５３はレーザ、５４はポリゴンミラ
ーである。

【０００９】また、現像された画像濃度を検知し、その
画像濃度の１点だけでなく、複数の標準露光時の現像濃
度について、現像手段へ印加する交流バイアス電圧の交
流分の振幅・周波数・直流分の電圧を順次変化させて画
像を安定化する方法が特開昭５７ー４０２７９号公報に
記載されている。

【００１０】さらに、ディジタル方式の画像形成装置に
おいて、出力された画像保持体上の定着画像を原稿読取
り部によって読み込み、出力画像濃度の調整を行う方法
がいくつか提案されている。

【００１１】また、出力された定着画像が形成されてい
る画像保持体を原稿読み取り部に載置する方法として
は、従来Ａ４，Ｂ４等の原稿設置指示記号に合せて原稿
を載置する方法が採用されていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の出力
画像設定方法によると、出力画像を正確に同じ位置に載
置できないので、以下(1) 〜(3) のような問題があっ
た。

【００１３】(1) 画像保持体を原稿読取り部に載置する
位置が一定にならないので、原稿読取り部で出力画像濃
度を読み取る位置と、画像形成プロセスにおける位置の
両者が対応せず、局所的な画像異常の画像形成プロセス
内での発生位置を検知できなかった。特に、画像保持体
の搬送方向に対する垂直方向において、局所的な画像異
常、例えば長手方向での画像濃度ムラが発生した場合
に、この点が問題となる。また、検査パターンを原稿読
取り部に置く位置が一定でない場合、出力画像上の局所
的な濃度ムラの位置と、画像形成プロセス内での位置
（例えば感光体のどの位置か、帯電器や定着器のどの位
置か）との対応がとれないので、正確、かつ迅速なフィ
ードバックをかけることができない。

【００１４】(2) 画像保持体を原稿読取り部に置く位置
のずれにより、画像保持体上の出力画像の端部（先端，
後端，側端）は画像部になったり、非画像部になったり
するため、画像濃度信号を読み取ってフィードバックす
ることができず制御範囲外となっていた。

【００１５】(3) 画像保持体を原稿読取り部に設置する
際の画像保持体のしわ，たるみ等による出力画像濃度信
号の誤認識を検知できなかった。

【００１６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、記録媒体に形成された画像形成条件を
変更するための画像濃度パターン領域を精度良く読み取
ることにより、局所的な画像異常を確実に検出して像形
成条件を適切に変更設定できる画像形成装置を得ること
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、画像形成条件を判定するための所定の複数または
単数の位置読取り記号部および画像濃度読取り部からな
る検査パターンを発生するパターン発生手段と、このパ
ターン発生手段により発生された検査パターンに基づい
て検査画像を記録媒体上に形成する像形成手段と、この
像形成手段から出力された記録媒体上の検査画像を読み
取る像読取り手段と、この像読取り手段が読み取る検査
画像中の画像濃度読取り部データを解析して像形成手段
の像形成条件を変更設定する変更手段とを有するもので
ある。

【００１８】さらに、像読取り手段が読み取る検査画像
中の位置読取り記号部データを解析して検査パターンが
出力さた記録媒体の正常読取り可能性を判定する判定手
段を有するものである。

【００１９】

【作用】本発明においては、パターン発生手段により検
査パターンが発生されると、像形成手段が発生された検
査パターンに基づいて検査画像を記録媒体上に形成さ
せ、この記録媒体上に形成された検査画像を像読取り手
段が読み取り、位置読取り記号部との相対的な位置関係
から画像濃度読取り部の記録媒体の存在位置を計算によ
り求め、読み取り出力される検査画像中の画像濃度読取
り部データを変更手段が解析して像形成手段の像形成条
件を変更設定し、局所的な画像異常を確実に検出するこ
とを可能とする。

【００２０】また、像読取り手段が読み取る検査画像中
の位置読取り記号部データを解析して検査パターンが出
力さた記録媒体の正常読取り可能性を判定する判定手段
を有するもので、一定の許容誤差以上に記録媒体が傾い
て載置された場合に、正常な像形成条件判定不能を報知
することを可能とする。

【００２１】

【実施例】〔第１実施例〕図１は本発明の一実施例を示
す画像形成装置の構成を説明する断面図である。

【００２２】図において、１は例えばハロゲンランプ等
で構成される原稿照明ランプ（以下ランプ）で、このラ
ンプ１に照明された原稿台ガラス２上の原稿３の反射光
がミラー４ａ，４ｂを介して走査される。なお、ランプ
１とミラー４ａは一体となって走査ユニットを構成し、
設定された倍率に応じて所定の速度で水平方向に、図示
しないモータの駆動により走査往復動する。５は光学レ
ンズで、ミラー４ａ，４ｂを介して走査される反射画像
を所定の倍率で、例えばＣＣＤ（電荷結合素子，潜像の
撮像素子）等の撮像素子（ＣＣＤセンサ）６に結像する
位置に、画像形成前に位置決めされる。ＣＣＤセンサ６
により原稿３の画像濃度はアナログの電気信号に変換さ
れ、その後、画像処理装置７によりアナログの電気信号
は、ディジタルの電気信号に変換され、同時に種々の処
理を受ける。走査ユニット，画像処理装置７等より原稿
読取り系（リーダ）が構成され、原稿読取り系（リー
ダ）により、元原稿の画像は、例えば４００ｄｐｉの解
像度で、８ビットのディジタル電気信号に変換される。

【００２３】８は画像信号に応じて半導体レーザユニッ
ト９を駆動するレーザドライバ回路である。半導体レー
ザユニット９から発振されたレーザ光は、回転多面鏡１
０で方向変換（偏向走査）され、ミラー４ｃを介して感
光ドラム１１へ結像される。以上が、光情報露光手段で
ある。７ａはＣＰＵで、ＲＯＭ７ｂに記憶された制御プ
ログラムに基づいて入力信号を処理し、電子写真プロセ
ス実行に必要な種々の制御信号を各部に出力する。ま
た、ＲＯＭ７ｂには光情報露光手段が感光ドラム１１に
露光する検査パターンデータが複数記録されている。

【００２４】１２は除電ランプで、画像形成プロセスに
備えて感光ドラム１１の残留電荷を除去する。１３は一
次帯電器で、感光ドラム１１を一様に帯電させる。１４
は現像手段で、例えば黒色の現像剤（トナー）を収容
し、感光ドラム１１に形成された静電潜像を黒色に現像
する。１５は転写帯電器で、感光ドラム１１に現像され
たトナー像を搬送ガイド１９を介して搬送し、一旦レジ
ストローラ２０の位置で停止し、感光ドラム１１上に形
成された画像先端との同期がとられた後、再給紙される
画像保持体２１上に転写する。１６はクリーナで、感光
ドラム１１に残留するトナーを回収する。１７は搬送ベ
ルトで、転写プロセスの終了した画像保持体２１を定着
器１８の配設位置まで搬送する。定着器１８は画像保持
体２１に転写されたトナー像を熱ローラおよび圧力ロー
ラにより加圧し、画像保持体２１に熱定着させる。

【００２５】このように構成された画像形成装置におい
て、パターン発生手段（本実施例ではＲＯＭ７ｂ）によ
り検査パターンが発生されると、像形成手段（静電写真
プロセス実行に供する光情報露光手段および感光ドラム
１１および感光ドラム１１の帯電系と現像系等を含む）
が発生された検査パターンに基づいて検査画像を記録媒
体（画像保持体２１）上に形成させ、この記録媒体上に
形成された検査画像を像読取り手段（ＣＣＤセンサ６）
が読み取り、位置読取り記号部との相対的な位置関係か
ら画像濃度読取り部の記録媒体の存在位置を計算により
求め、読み取り出力される検査画像中の画像濃度読取り
部データを変更手段（ＣＰＵ７ａ）が解析して像形成手
段の像形成条件を変更設定し、局所的な画像異常を確実
に検出することを可能とする。

【００２６】さらに、像読取り手段が読み取る検査画像
中の位置読取り記号部データを解析して検査パターンが
出力された記録媒体の正常読取り可能性を判定する判定
手段（ＣＰＵ７ａ）を有するもので、一定の許容誤差以
上に記録媒体が傾いて載置された場合に、正常な像形成
条件判定不能を報知することを可能とする。

【００２７】なお、判定手段，変更手段を本実施例では
ＣＰＵ７ａが機能処理する構成の場合を示すが、各手段
を独立したハードウエアで構成しても良い。

【００２８】図２は本発明に係る画像形成装置における
画像形成条件変更処理手順の一例を示すフローチャート
である。なお、(1) 〜(5) は各ステップを示す。

【００２９】先ず、均一濃度のベタ画像の検査パターン
データをＲＯＭ７ｂから読み出して半導体レーザユニッ
ト９によりレーザ走査して均一濃度のベタ画像の検査パ
ターン（図３に示す）を画像保持体２１にイメージ出力
する(1) 。次いで、イメージ出力された画像保持体２１
をリーダ系の所定位置に載置し、出力画像（検査パター
ン）をＣＣＤセンサ６で読み取り(2) 、読み込んだ画像
データが制御範囲内にあるかどうかを判定し(3) 、ＹＥ
Ｓならば画像濃度情報を解析して画像形成条件を変更し
て(4) 、新たな画像形成条件に基づく画像形成が要求さ
れるまで待機する。

【００３０】一方、ステップ(3) の判定でＮＯならば、
制御範囲外であることを図示しない操作部のディスプレ
イ等にメッセージ表示し(5) 、処理を終了する。

【００３１】なお、本実施例においてＣＰＵ７ａが出力
画像（検査パターン）の全体的な画像濃度異常に対して
設定値を変更可能な画像形成条件とは、例えば(1) 〜
(3) の条件である。

【００３２】(1) 感光体帯電手段の電圧，電流の変更 (2) 光情報露光手段の光量値の変更 (3) 現像手段へ印加する交流バイアスの直流電圧分，交
流電圧分，交流電圧分の周波数等の変更 また、本実施例においてＣＰＵ７ａが出力画像（検査パ
ターン）の局所的な画像濃度異常への対応手段として
は、例えば下記(4) ，(5) による場合もある。

【００３３】 (4) 各コロナ帯電器のワイヤ清掃（手動または自動） (5) 定着器の清掃（手動または自動） 図３は本発明による画像形成装置で出力される第１の検
査パターンの一例を示す平面図である。

【００３４】図において、２２は位置読取り記号部で、
画像保持体２１の搬送方向先頭部に出力されるパターン
で、この位置読取り記号部２２の後位に画像濃度読取り
部２３が続く。なお、本実施例では位置読取り記号部２
２が単数なので、Ｘ方向，Ｙ方向のライン画像で記号部
を構成している。ラインＸ，Ｙにおける位置だけでな
く、その方向を読み取ることにより、画像保持体２１が
画像形成装置の原稿読み取り部に置かれているＸーＹ方
向の絶対的位置と画像保持体２１のＸーＹ平面内での傾
きを検知する。その情報に基づいて画像濃度読取り部２
３が存在する場所を計算により求める。

【００３５】位置読取り記号部２２と画像濃度読取り部
２３の相対的な位置関係を検知することにより、出力画
像上の位置と画像形成プロセス内での位置を知ることが
可能になり、正確かつ迅速なフィードバックを行うこと
ができる。

【００３６】また、画像濃度読取り部２３が存在する場
所における実際の画像濃度読取り信号をフィードバック
することにより、出力画像の端部の画像濃度まで濃度制
御を実行することが可能となる。 〔第２実施例〕なお、上記実施例で出力した検査パター
ンは、位置読取り記号部２２が１つの場合について説明
したが、図４に示すように複数個設ける構成であっても
良い。

【００３７】図４は本発明による画像形成装置で出力さ
れる第２の検査パターンの一例を示す平面図である。

【００３８】図において、２２ａ〜２２ｄは位置読取り
記号部である。

【００３９】画像保持体２１に位置読取り記号部２２ａ
〜２２ｄを複数個出力することにより、各位置読取り記
号部２２ａ〜２２ｄの中心位置のＸＹ座標における位置
関係を画像形成装置のＣＣＤセンサ６で検知することに
より、画像保持体２１が画像形成装置の原稿読取り部
（プラテンガラス上）に置かれているＸＹ方向の絶対的
位置と画像保持体２１のＸＹ平面での傾きを検知する。
従って、図３に示した第１の検査パターンと異なり、あ
る程度の面積のソリッド画像で記号部を構成している。
このように、位置読取り記号部２２ａ〜２２ｄを複数個
設けると、位置読取り記号間の距離ａｂ，ｃｄ，ａｃ，
ｂｄ，ａｄ，ｂｃを原稿読取り装置を用いて測定するこ
とにより、出力検査パターンの形成された画像保持体２
１のたるみ，しわ等も検知することが可能となる。この
たるみ等の検知情報が一定の許容誤差以上である場合に
は、原稿設定のやり直し，検査パターンの出力のやり直
し等を指示したメッセージを画像形成装置の操作部等に
出力する。これにより、出力画像濃度の誤認識が防げる
わけである。 〔第３実施例〕なお、上記実施例で出力した検査パター
ンは、位置読取り記号部２２ａ〜２２ｄの計４つで、画
像濃度読取り部２３が１つの場合を示したが、図５に示
すように、図３に示した画像濃度読取り部２３の領域
に、例えば位置読取り記号部２２ａ〜２２ｃ（それぞれ
画像濃度レベルが異なる）に対応する画像濃度読取り部
２３ａ〜２３ｃを設ける構成であっても良い。

【００４０】図５は本発明による画像形成装置で出力さ
れる第３の検査パターンの一例を示す平面図である。

【００４１】このように検査パターンを形成すると、１
組の位置読取り記号部と画像濃度読取り部の面積分だけ
の画像濃度情報を半導体メモリの記憶媒体に保存するよ
うな構成で済み、図３に示した検査パターンを採用する
構成に比べて、メモリコストを大幅に削減できる。

【００４２】さらに、上記各実施例における検査パター
ンでは、位置読取り記号部が矩形のパターンで構成する
場合を示したが、矩形に限らず、例えば円形のソリッド
画像でも良い。また、位置読取り記号部の画像保持体２
１上での位置は、上記各実施例に示した位置に限らず、
例えば画像保持体２１中央部，画像保持体後端部でもよ
い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はパターン
発生手段により所定の複数または単数の位置読取り記号
部および画像濃度読取り部からなる検査パターンが発生
されると、像形成手段が発生された検査パターンに基づ
いて検査画像を記録媒体上に形成させ、この記録媒体上
に形成された検査画像を像読取り手段が読み取り、位置
読取り記号部との相対的な位置関係から画像濃度読取り
部の記録媒体の存在位置を計算により求め、読み取り出
力される検査画像中の画像濃度読取り部データを変更手
段が解析して像形成手段の像形成条件を変更設定する構
成としたので、従来検知不能であった検査画像の端部等
に発生する局所的な画像異常を確実に検出して、像形成
条件を適切に変更できる。

【００４４】また、像読取り手段が読み取る検査画像中
の位置読取り記号部データを解析して検査パターンが出
力された記録媒体の正常読取り可能性を判定する判定手
段を有するので、記録媒体にしわ，たるみ等が発生して
検査画像が形成された記録媒体そのものが異常である場
合には、誤った像形成条件変更処理実行を防止できる。

【００４５】従って、画像出力された検査画像の載置位
置に起因する画像濃度状態の誤判定を排除して、常に像
形成条件を変更するために必要、かつ十分な濃度情報を
確実に得て、安定して鮮明画像を形成できるように像形
成条件を調整できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の構成を
説明する断面図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置における画像形成条
件変更処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図３】本発明による画像形成装置で出力される第１の
検査パターンの一例を示す平面図である。

【図４】本発明による画像形成装置で出力される第２の
検査パターンの一例を示す平面図である。

【図５】本発明による画像形成装置で出力される第３の
検査パターンの一例を示す平面図である。

【図６】従来の画像形成装置における現像濃度制御特性
を示す図である。

【図７】従来の画像形成装置における現像濃度検知機構
を示す斜視図である。

【符号の説明】

６ ＣＣＤセンサ ７ 画像処理装置 ７ａ ＣＰＵ ７ｂ ＲＯＭ １１ 感光ドラム ２１ 画像保持体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成条件を判定するための所定の複
   数または単数の位置読取り記号部および画像濃度読取り
   部からなる検査パターンを発生するパターン発生手段
   と、このパターン発生手段により発生された前記検査パ
   ターンに基づいて検査画像を記録媒体上に形成する像形
   成手段と、この像形成手段から出力された前記記録媒体
   上の前記検査画像を読み取る像読取り手段と、この像読
   取り手段が読み取る前記検査画像中の画像濃度読取り部
   データを解析して像形成手段の像形成条件を変更設定す
   る変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像読取り手段が読み取る前記検査画像中
   の位置読取り記号部データを解析して検査パターンが出
   力された記録媒体の正常読取り可能性を判定する判定手
   段を具備したことを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。