JPH06175452A

JPH06175452A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH06175452A
Application number: JP4331530A
Authority: JP
Inventors: Yuji Toyomura; 祐士豊村; Toshiyuki Mori; 敏幸毛利
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-24
Also published as: US5512986A

Abstract

(57)【要約】【目的】濃度センサー２５の表面がトナー等で汚れた
場合や、なんらかの要因で濃度センサー２５の取り付け
位置が微妙に変化した場合でも、階調補正用テストパタ
ーンの濃度を正確に検出し、階調補正テーブルを作成す
ることで、常に階調性に優れた高品質な画像を出力する
電子写真装置を提供する。【構成】同一色のトナー画像を複数回重畳して得られ
る飽和濃度検出パターンを濃度センサー２５で読み取り
ダーク基準とし、中間転写体１８の地肌を濃度センサー
２５で読み取った結果をハイライト基準とする。階調補
正用パターンを濃度センサー２５で読み取った結果をダ
ーク基準とハイライト基準に基づき正規化し、これに基
づいて階調補正テーブルを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高画質の記録画像を得
るための電子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、ワー
クステーション等の出力端末機器として、様々な原理の
プリンタが提案されているが、特に電子写真プロセスと
レーザ技術を用いたレーザビームプリンタは記録速度と
印字品質の点で優位性が高くプリンタの主流となってい
る。

【０００３】市場ではレーザビームプリンタのフルカラ
ー化に対する要求が高まっているが、フルカラーでは、
例えば画像データが８ビットであれば各色単位に２５６
階調、シアン，マゼンタ，イエローの組合せで約１６７
０万色の出力が要求されるため、階調再現性は特に重要
な要素である。

【０００４】一般にこの種の機器では、画像を形成ある
いは保持する像担持体上に規定の画像データを用いてテ
ストパターンを形成し、これを反射型センサー等を応用
した濃度センサーで検出し、機器の入出力の非線形性を
補正したり（γ補正）、読み取り値が予め定められた値
となるよう電子写真プロセスのパラメータを変更する。

【０００５】以下に従来例の電子写真装置について述べ
ていくが、感光体上にレーザビーム等で形成された潜像
を各色の現像器で現像し、顕画化された単色画像を一旦
中間転写体と呼称する像形成媒体上に転写して合成し、
中間転写体上の合成像を一括して用紙に転写する、いわ
ゆる中間転写体方式の電子写真装置について主に説明す
る。

【０００６】図９は従来の電子写真装置の構成図であ
る。まず感光体周辺の構成を説明する。

【０００７】図９において、１はループベルト状の感光
体である。感光体１はポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）基材、アルミ蒸着層、電荷発生層（ＣＧＬ）、電
荷輸送層（ＣＴＬ）で構成されている。感光体１は３本
の感光体搬送ローラ２，３，４によって支持され、駆動
モータ（図示せず）によって矢印ｄ１の方向に周回動す
る。５は感光体位置検出マークであり、感光体１の端部
に１つ配置されている。６は感光体位置検出マーク５を
検出する感光体位置検出センサーである。感光体１は継
目７を有しており、画像を形成する際は継目７を回避せ
ねばならない。この際に感光体位置検出センサー６の出
力を参照する。

【０００８】感光体１の周面には矢印ｄ１の方向に沿っ
て帯電器８、露光光学系９、ブラック（Ｋ），イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色の現像器
１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ、中間転写前除電器１
１、中間転写ローラ１２、感光体クリーニング装置１
３、及び除電器１４が設けられている。

【０００９】帯電器８はタングステンワイヤ等からなる
帯電線と金属板からなるシールド板、グリッド板等（図
示せず）によって構成され、帯電線へ負の高電圧を印加
すると帯電線がコロナ放電を起こし、グリッド板に例え
ば−７００Ｖの電圧を印加すると感光体１の表面は一様
に−７００Ｖ程度の負の電位に帯電する。

【００１０】露光光学系９はレーザ駆動装置、ポリゴン
ミラー、レンズ系、ポリゴンミラー回転用のモータ（ス
キャナモータ）等（図示せず）で構成され、帯電された
感光体１上に静電潜像を形成する。１５は露光光学系９
から照射される露光光線である。露光光線１５は階調変
換装置（図示せず）からの画像信号をレーザ駆動回路
（図示せず）によりパルス幅変調して得られ、感光体１
上に特定色の画像データに対応する静電潜像を形成す
る。

【００１１】各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ
はそれぞれブラック，イエロー，マゼンタ，シアンのト
ナーを収納している。各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０
Ｍ，１０Ｃはそれぞれ導電性ゴム等を用いたスリーブロ
ーラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃを有しており、各
スリーブローラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃを感光
体１の矢印ｄ１の方向に回転させると、各現像器１０
Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの内部から薄層化されたト
ナーが各スリーブローラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ、１６
Ｃの表面に供給される。トナーは薄層化される時点で摩
擦により負に帯電している。各色の現像は各スリーブロ
ーラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃに負の電圧（現像
バイアス）を印加し、各スリーブローラ１６Ｋ，１６
Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃを回転させながら、各離接カム１７
Ｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃに対応した専用モータ（図
示せず）を駆動し、例えば選択されたブラックの現像器
１０Ｋを矢印ｄ３の方向に移動し、スリーブローラ１６
Ｋを感光体１に接触させて行う。即ちここでは非磁性一
成分トナーを用いた接触現像が採用されている。

【００１２】潜像が形成された部分の感光体１の表面電
位（明電位）は−５０〜−１００Ｖ近くに上昇してお
り、スリーブローラ１６Ｋに−３００Ｖ程度の負の電位
を与えることで、感光体１からスリーブローラ１６Ｋの
方向に電界が発生する。この結果スリーブローラ１６Ｋ
上の負に帯電したトナーには電界の逆、即ち感光体１の
方向にクーロン力が作用し、トナーは感光体１に形成さ
れた潜像部分に付着する。一方潜像が形成されていない
部分の感光体１の表面電位（暗電位）は−７００Ｖであ
るから、現像バイアスを印加しても電界はスリーブロー
ラ１６Ｋから感光体１の方向に生じるためトナーは感光
体１に付着しない。以上のような現像プロセスは、光が
照射された部分（即ち白）にトナーを付着させる（即ち
黒）ため一般にネガポジプロセスあるいは反転現像と呼
称されている。

【００１３】中間転写前除電器１１は赤色ＬＥＤを複数
個線上に配置したものであり、感光体１に形成されたト
ナー像を各色画像の合成媒体である中間転写体１８に転
写する直前に感光体１の表面を除電する。中間転写前除
電器１１は原則的に第一色目の転写時には動作せず、第
二色目以降の転写の際に動作する。転写前除電は中間転
写体１８にトナー像が転写され、かつ感光体１上にトナ
ーが存在しない場合に、中間転写体１８のトナー像が感
光体１に逆転写するのを防止する効果がある。

【００１４】逆転写発生のメカニズムを以下に説明す
る。中間転写体１８にトナー像が存在し、かつ感光体１
上にトナーが存在しない場合には、中間転写体１８上の
トナーは後述する中間転写ローラ１２による転写バイア
スと感光体１の表面電位による過剰な電界中にさらされ
る。このためトナーの真の電荷が剥奪される、いわゆる
電荷注入が発生しトナーと感光体１の間でファンデルワ
ールス力が支配的になりトナーが感光体１に逆転写した
り、逆帯電トナー（正に帯電したトナー）が発生して、
クーロン力により感光体１に逆転写すると考えられてい
る。

【００１５】一方転写前除電を行った場合は、感光体１
のトナーが存在しない部分が明電位となるため、トナー
に過剰な電界が作用しなくなり、効率よく逆転写を防止
することができる。しかしながら除電作用が大きすぎる
と、ドット周辺のトナーがない部分の電位のバリアが消
失し、トナーを感光体１の面方向に束縛する力が減少す
るため、転写の際にドットが飛散してしまう。従って中
間転写前除電器１１の発光光量は十分管理する必要があ
る。

【００１６】中間転写ローラ１２は感光体搬送ローラ３
の近傍にあって、中間転写体１８の内側に接触する金属
ローラであり、中間転写体１８を挟んで感光体１と対向
して配置されている。感光体１のアルミ蒸着層は接地さ
れているため、中間転写ローラ１２に正電圧を印加する
と中間転写ローラ１２から感光体１の方向に電界が発生
する。このため感光体１上の負電荷トナーには中間転写
体１８の方向にクーロン力が作用しトナーは中間転写体
１８に転写される。

【００１７】感光体クリーニング装置１３は感光体１を
挟んで感光体搬送ローラ４と対向して配置されており、
感光体１から中間転写体１８の転写後に感光体１に残っ
ている残留トナーを除去する。感光体１の継目７は露光
光線１５の走査方向に対して３度〜５度程度傾斜して設
けられており、継目７が感光体クリーニング装置１３を
通過する際の衝撃により、画像が乱れないよう配慮され
ている。従って感光体クリーニング装置１３は感光体１
に対して離接する機構を有していない。

【００１８】除電器１４は赤色ＬＥＤを複数個線上に配
置したものであり、感光体１上の残留電位を除去する。

【００１９】次に中間転写体１８の周辺の構成について
説明する。中間転写体１８は導電性の樹脂等からなる継
ぎ目のないループ状のベルトであり単色画像を合成して
フルカラー画像を形成するための媒体である。中間転写
体１８は３本の中間転写体搬送ローラ１９，２０，２１
によって支持され、感光体１と同一の駆動モータ（図示
せず）により矢印ｄ２の方向に周回動する。２２は中間
転写体位置検出マークであり、中間転写体１８の端部に
８つ配置されている。２３は中間転写体位置検出マーク
２２を検出する中間転写体位置検出センサーである。画
像を形成する際には、複数個の中間転写体位置検出マー
ク２２から１つを選択して画像形成位置の基準として用
いる。

【００２０】以降画像形成基準の決定方法について説明
する。図９の構成の電子写真装置では、感光体１と中間
転写体１８の周長は等しくなるよう設計されているが、
完全に同一ではないため各々の回転周期は異なる。もし
感光体位置検出マーク５を画像形成基準にした場合は、
感光体１上では常に同じ位置にトナー像が形成される
が、中間転写体１８上で画像を重ねると各色のトナー像
が位置ずれを起こす。一方、中間転写体１８から画像形
成基準を得た場合は、周長差に応じて感光体１上の画像
形成位置は徐々に変わって行くが、中間転写体１８上で
は同じ位置に合成像が形成される。従って画像形成基準
は中間転写体１８から得ねばならない。ところで感光体
１には継目７があり、継目７の上にトナー像は形成でき
ないため、中間転写体１８の適当な位置で画像形成位置
を見つけても、画像形成動作に移行できない場合があ
る。

【００２１】そこで中間転写体１８の端部に中間転写体
位置検出マーク２２を複数個配置しておき、感光体位置
検出マーク５を検出する直前の中間転写体位置検出マー
ク２２を、画像形成基準として選択する。更に感光体位
置検出マーク５を検出する直前の中間転写体位置検出マ
ーク２２を検出してから、感光体位置検出マーク５を検
出するまでの時間を位相差時間として計測し、選択され
た中間転写体位置検出マーク２２を検出後、全ての作像
プロセスを位相差時間だけ遅延させる処理を行ってい
る。

【００２２】原理上は中間転写体位置検出マーク２２は
１つであっても構わないが、感光体１と中間転写体１８
の位置関係によってはファースト印字が遅くなったり、
中間転写体位置検出マーク２２を検出してから画像形成
開始までに時間がかかり、中間転写体１８上の画像位置
合わせ精度の劣化が考えられるため、中間転写体１８に
は複数の中間転写体位置検出マーク２２を配置し、中間
転写体位置検出マーク２２を検出後速やかに画像形成が
開始されるよう配慮されている。

【００２３】中間転写体１８の周面には矢印ｄ２の方向
に沿って、転写前帯電器２４、濃度センサー２５、用紙
転写ローラ２６、中間転写体クリーニング装置２７が配
置されている。

【００２４】転写前帯電器２４はタングステンワイヤ等
からなる帯電線と金属板からなるシールド板（図示せ
ず）で構成されるコロトロンチャージャであり、帯電線
へ負の高電圧を印加すると帯電線がコロナ放電を起こ
し、中間転写体１８上に合成されたトナー像を、強制的
に再帯電する。転写前帯電器２４の起動は記録用紙２８
に転写する直前に、中間転写体１８上の画像領域に対し
てのみ行われ、その他の期間は停止している。転写前帯
電により、記録用紙２８に転写の際の機構的なマージン
及び対環境特性が改善される。

【００２５】濃度センサー２５は反射型センサーを応用
したものであり、中間転写体１８上のトナー濃度を検出
する。濃度センサー２５の発光側はＤ／Ａ変換器（図示
せず）に接続されており、Ｄ／Ａ変換器にデータを設定
して電流を制御することで発光光量を変化させることが
できる構成となっている。受光側の出力はオペアンプ
（図示せず）等で増幅されＣＰＵ（図示せず）のＡ／Ｄ
変換ポート（図示せず）に入力される。

【００２６】用紙転写ローラ２６は金属の中心軸と発泡
シリコンや導電性ウレタンゴムで構成されている。中間
転写体１８上で合成されたトナー像を記録用紙２８に転
写する際に中間転写体１８と接触回動する。用紙転写ロ
ーラ２６がトナー等で汚染されると画像が劣化するた
め、近傍にクリーニング機構（図示せず）が配置されて
いる。

【００２７】中間転写体クリーニング装置２７は記録用
紙２８に転写後の中間転写体１８上の残留トナーを除去
する装置であり、中間転写体１８上にトナー像が合成さ
れている間は中間転写体１８から離間しており、クリー
ニングに共する時のみ当接する。

【００２８】中間転写体１８の周辺には他に、基準濃度
センサー２９が配置されている。基準濃度センサー２９
は予め定められた反射率を有する基準濃度校正板３９の
濃度を検出するセンサーである。発光側は濃度センサー
２５の発光側と直列に接続され、濃度センサー２５と基
準濃度センサー２９の発光側には同一の電流が流れる構
成となっている。基準濃度校正板３９は白色に近く、彩
色成分トナーの最大濃度基準が得られるようなサンプル
が採用されている。

【００２９】次に給紙系並びに定着装置の構成を説明す
る。給紙系は記録用紙カセット３０、給紙ローラ３１、
用紙搬送路３２、スリップローラ３３、レジストローラ
３４ａとその従動ローラ３４ｂから構成されている。

【００３０】記録用紙カセット３０は記録用紙２８を収
納するためのものであり、最大１００枚の用紙を装着す
ることができる。記録用紙カセット３０の周辺には記録
用紙カセット有無センサー、記録用紙サイズ判別センサ
ー、記録用紙有無センサー、記録用紙残量センサー（全
て図示せず）等が配置されている。

【００３１】給紙ローラ３１は半月形のローラであり、
記録用紙カセット３０から記録用紙２８を１枚ずつ用紙
搬送路３２へ送り出す。

【００３２】用紙搬送路３２の途中には、スリップロー
ラ３３が配置され、給紙ローラ３１によってピックアッ
プされた記録用紙２８はスリップローラ３３によりレジ
ストローラ３４ａまで搬送される。記録用紙２８の先端
がレジストローラ３４ａに到達した時点では、レジスト
ローラ３４ａは回転しておらず、記録用紙２８は先に進
むことができずにスリップローラ３３の位置でスリップ
している。

【００３３】レジストローラ３４ａと従動ローラ３４ｂ
は記録用紙２８と中間転写体１８上の合成像の位置を一
致させるため一時的に記録用紙２８を停止待機させる。
動作時は共に回動して記録用紙２８を用紙転写ローラ２
６の方向へ搬送する。

【００３４】次に定着装置３５の構成を説明する。定着
装置３５はヒートローラ３６、加圧ローラ３７、温度セ
ンサー３８等で構成されている。

【００３５】ヒートローラ３６はヒータと、アルミ製の
芯金、厚み０．５mm程度のシリコンゴムによって構成さ
れており、記録用紙２８上に転写されたトナー像の表面
を加熱しトナーを軟化、溶融させる。

【００３６】加圧ローラ３７は鉄製の軸と厚み３mm程度
のシリコンゴムとからなり、ヒートローラ３６との間に
記録用紙２８を挟持して圧力を加える。ヒートローラ３
６と加圧ローラ３７との挟持回転に伴い熱と圧力で記録
用紙２８上のトナー像は記録用紙２８に定着されカラー
画像を形成する。

【００３７】温度センサー３８はサーミスタ等が用いら
れ、ヒートローラ３６の表面温度を検出する。温度セン
サー３８からの出力は適当なサンプリング周期で検出さ
れ、検出結果に基づいて、単位時間当りのヒータの点灯
時間が制御され、常に規定の温度を保持している。

【００３８】上述してきた構成によるものを含め、電子
写真は一般に環境変動等に対して敏感であり、例えば機
内温度の上昇に伴って、階調特性は経時的に変化する。
フルカラー出力を行う電子写真装置にとって階調性の確
保、更に印刷の３原色であるシアン，マゼンタ，イエロ
ーを合成した時のグレーバランスの確保は重要な技術課
題の１つであり、これまでにも様々なアプローチがなさ
れてきている。

【００３９】以降に、濃度センサー２５と基準濃度セン
サー２９について説明する。全構成に関係する部分の説
明には図９を用い、濃度センサー２５と基準濃度センサ
ー２９の詳細な動作説明には図１０を用いる。図１０は
従来の電子写真装置の濃度センサー周辺のブロック図で
ある。図１０において３９は基準濃度校正板であり、４
０はＣＰＵであり、４１はＤ／Ａ変換器であり、４２は
ＲＡＭである。

【００４０】濃度センサー２５は中間転写体１８上に形
成された中間調を含むテストパターンの濃度及び中間転
写体１８の地肌濃度を読み取る。

【００４１】基準濃度校正板３９は予め定められた反射
率を有する白色板であり、基準濃度センサー２９は、基
準濃度校正板３９の濃度を検出しダーク基準として使用
する。ダーク基準は彩色成分トナー（シアン，マゼン
タ，イエロー）の最大濃度を示し、濃度センサー２５の
出力を正規化する際に用いられる。一方無彩色トナー
（ブラック）に対するダーク基準は予め定められた値を
使用し、基準濃度センサー２９の検出値は用いない。

【００４２】彩色成分に対して比較的明度の高い白色板
をダーク基準とするのは次のような理由がある。反射型
センサーでトナー濃度を検出する場合、実際は反射率の
変化を検出している。彩色成分のトナー濃度が上昇する
と反射率も上昇する。ダーク基準は彩色トナー濃度の上
限を規定するものであるから、高反射率、即ち白色が適
している。

【００４３】一方無彩色トナーに対するダーク基準は、
厳密には低反射率（黒色）の基準濃度校正板を用いて検
出すべきであるが、フルカラー画像における黒の印字部
は、基本的には彩色成分（シアン，マゼンタ，イエロ
ー）によって合成され、ブラックトナーは主に墨版とし
て画像のコントラスト増強等に使用されるため、彩色成
分ほどの階調性は要求されない。従って本実施例では反
射率が０の状態を無彩色成分のダーク基準として予め数
値で与えている。

【００４４】濃度センサー２５と基準濃度センサー２９
は同一タイプの反射型センサーであり、ＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１への数値設定により、反射型センサーの
発光側電流を変化させて光量制御が可能な構成となって
いる。Ｄ／Ａ変換器４１に設定可能な値は６ビットであ
り、０〜６３の値を設定することができる。濃度センサ
ー２５と基準濃度センサー２９の発光側は電気的に直列
に接続され、同一電流で駆動されるため、濃度センサー
２５と基準濃度センサー２９の発光光量はほぼ等しくな
る。一方濃度センサー２５の出力と基準濃度センサー２
９の出力は共にＣＰＵ４０のＡ／Ｄ変換ポートに入力さ
れており、ＣＰＵ４０は常に濃度センサー２５と基準濃
度センサー２９の出力を参照できる。

【００４５】従来の電子写真装置は例えば電源投入時の
初期化の段階で階調補正を実行する。まず初期化動作に
ついて詳細に説明する。

【００４６】電源が投入されると電子写真装置はメモリ
等のハードウェア、及び画像形成に必要な、例えば各現
像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ、定着装置３５や
感光体１が装着されているかのチェック、更に初期ジャ
ム等の検出を行い、異常がなければ定着装置３５のヒー
トローラ３６のヒータをオンにして、ヒートローラ３６
の温度が所定の温度に達するまで待機する。所定の温度
は、トナーの軟化が始まる温度であり、約１００℃程度
である。ヒートローラ３６の表面温度が所定温度に達す
ると初期化動作に入る。

【００４７】初期化動作では、まず感光体１と中間転写
体１８の駆動用モータ（メインモータ）、各スリーブロ
ーラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃの駆動用モータ、
露光光学系９内のポリゴンミラーを回転させるスキャナ
モータ、用紙搬送モータの駆動を開始し、サーボ系が正
常に機能することを確認する。次に少なくともメインモ
ータは駆動したまま、帯電器８及び除電器１４を起動し
感光体１の表面電位の初期化を開始する。

【００４８】次に各構成要素のポジションを確認する。
まず各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの位置を
確認し、例えば現像器１０Ｋが現像位置に出ていれば、
離接カム１７Ｋを専用モータを駆動し待機位置に復帰さ
せる。次に用紙転写ローラ２６の位置を確認し、用紙転
写位置にあれば待機位置に復帰させる。更に中間転写体
クリーニング装置２７の位置を確認し、中間転写体１８
に対して離間していればこれを当接させる。中間転写体
クリーニング装置２７は通常は中間転写体１８に当接し
クリーニング状態を保っており、単色画像を合成する場
合にのみ中間転写体１８から離間する。もちろんこれら
の過程において、上記の構成要素を待機位置に復帰させ
る指令を出したにもかかわらず復帰がなされない場合
は、電子写真装置は初期化を中止し表示パネル等にエラ
ーメッセージを出力する。

【００４９】次に各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１
０Ｃの初期化を行う。まず離接カム１７Ｃを１８０度回
転させ現像器１０Ｃを矢印ｄ３の方向に移動させる。現
像器１０Ｃが現像位置に固定されたことを確認し、スリ
ーブローラ１６Ｃを回転させる。この時現像バイアスは
印加しないため（仮に印加しても潜像は形成されておら
ず）トナーは感光体１に付着しない。

【００５０】各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ
は現像位置においてトナーの残量検出を行う。例えば現
像器１０Ｃについて説明すると、まず両側部に透明なレ
ンズを取付けた現像器１０Ｃにレンズを通して外部から
発光素子による光を入れる。発光素子と反対側に配置さ
れた受光素子で光を検出すると、現像器１０Ｃの内部の
トナーが不足していると判断する。発光素子と受光素子
は一本の光軸上にあり、現像器１０Ｃが現像位置にある
時にレンズ部分を光軸が通るように配置されている。現
像器１０Ｃの内部ではトナー撹拌手段に取り付けたワイ
パーにより、レンズを一定周期でクリーニングしてお
り、トナーによる汚れの影響を防止している。レンズの
クリーニング部材はスリーブローラ１６Ｃの回転用動力
に連結されているため、トナー残量検出にはスリーブロ
ーラ１６Ｃを回転させる必要がある。また以上に説明し
たトナー残量検出手法は現像器１０Ｃが待機位置にある
（即ち離接カム１７Ｃが待機位置にある）時は現像器１
０Ｃの有無を検出できる。さて一定時間スリーブローラ
１６Ｃを回転させた後にトナー残量検出結果に異常がな
ければ、離接カム１７Ｃを再度１８０度回転させ、現像
器１０Ｃを待機位置に復帰する。以上で現像器１０Ｃに
対する初期化を終了する。

【００５１】以降現像器１０Ｍ，現像器１０Ｙ，現像器
１０Ｋの順に初期化を実行していく。この現像器１０
Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの初期化順序には根拠があ
る。初期化中は感光体１は矢印ｄ１の方向に駆動されて
いるため、駆動方向と逆の方向に現像器１０Ｃ，１０
Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋの順で初期化しないと、例えば高圧
電源が誤動作した場合等に、各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，
１０Ｍ，１０Ｃ間でトナーが混色するおそれがある。

【００５２】全ての現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１
０Ｃの初期化が終了すると、ヒートローラ３６の駆動源
である用紙搬送用のモータ以外の駆動源の回転を停止
し、帯電器８や除電器１４を停止し、定着装置３５の内
部のヒートローラ３６が規定の温度に達して定着可能に
なるまでウォームアップを行う。階調補正はこのウォー
ムアップ期間に実行される。

【００５３】以降、階調補正動作について詳細に説明す
る。ウォームアップ期間に入ると再度メインモータの駆
動を開始する。ただしこの時は、帯電器８等の高圧電源
は印加しない。メインモータ起動により中間転写体１８
と感光体１が定速に達したのち、中間転写体１８を少な
くとも１周させ、中間転写体１８をクリーニングする。

【００５４】階調補正の第一段階として彩色成分（シア
ン，マゼンタ，イエロー）と無彩色成分（ブラック）毎
に濃度センサー２５の発光側の光量を決定する。以下に
濃度センサー２５の発光光量調整について図１１を用い
て詳細に説明する。図１１は従来の電子写真装置の濃度
センサーの発光光量調整を示す図であり、横軸は中間転
写体１８の回転サイクル数を示し、縦軸は濃度センサ出
力をＡ／Ｄ変換したもの、即ちＣＰＵ４０が認識する濃
度データを示す。

【００５５】中間転写体１８が完全にクリーニングされ
た状態で、まず彩色成分の地肌濃度の調整目標値４３
を、例えばアナログレベルで１．２５Ｖ、即ちＡ／Ｄ変
換後のデータとしては「６４」（＝１．２５Ｖ／５．０
０Ｖ×２５５）とする。ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１
に６ビット量の中央値（＝「３２」）をセットし（図１
１における彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５
の発光光量を設定する。中間転写体１８を１周回転さ
せ、規定のサンプリング周期（例えば１０ms周期）で中
間転写体１８の地肌濃度を検出しながら、その最小値を
更新し保持する。

【００５６】中間転写体１８の１周回転が終了すると、
保持されている地肌濃度の最小値４４と地肌濃度の調整
目標値４３（＝「６４」）を比較する。

【００５７】図１１ではＤ／Ａ変換器４１に「３２」を
設定した彩色成分第一サイクルの場合、中間転写体１８
が１周する間の地肌濃度の最小値４４は、地肌濃度の調
整目標値４３を越えているため、光量の再設定が必要と
判断される。

【００５８】次の彩色成分第二サイクルでは、「１６」
（＝３２−１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。この
時の変更幅は「１６」となる。彩色成分第二サイクルで
は、地肌濃度の最小値４４は地肌濃度の調整目標値４３
を下回るため、やはり光量の再設定が必要となる。前回
の変更幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」と
する。また地肌濃度の最小値４４＜地肌濃度の調整目標
値４３であるから、濃度センサー２５の発光光量は増加
せねばならないと判定する。

【００５９】彩色成分第三サイクルでは「２４」（＝１
６＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた動
作を繰り返す。実際は地肌濃度の最小値４４と地肌濃度
の調整目標値４３との差が規定値以下であれば、現在の
Ｄ／Ａ変換器４１の設定値をメモリに保持し、彩色成分
計測時の濃度センサー２５の発光光量設定を終了する
が、変更幅はサイクル単位に１／２されており、変更幅
が０となった時点で発光量調整動作を打ち切るため、上
述の動作が無限ループとなることはない。計測サイクル
が進むにつれて、Ｄ／Ａ変換器４１の設定に対する変更
幅は小さくなり、設定値は収束する。

【００６０】次に無彩色成分に対する濃度センサー２５
の発光光量を決定する。この過程は彩色成分における場
合とほぼ同様だが、地肌濃度の調整目標値４５は例えば
アナログレベルでは３．０Ｖ、即ちＡ／Ｄ変換後のデー
タとしては「１５３」（＝３．００Ｖ／５．００Ｖ×２
５５）であり、彩色成分の目標値より高い値が設定され
る。

【００６１】ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に６ビット
量の中央値（＝「３２」）をセットし（図１１における
無彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の発光光
量を設定する。中間転写体１８を１周回転させ、規定の
サンプリング周期（例えば１０ms周期）で中間転写体１
８の地肌濃度を検出しながら、その最大値を更新し保持
する。

【００６２】中間転写体１８の１周回転が終了すると、
保持されている地肌濃度の最大値４６と地肌濃度の調整
目標値４５（＝「１５３」）を比較する。図１１ではＤ
／Ａ変換器４１に「３２」を設定した無彩色成分第一サ
イクルの場合、中間転写体１８が１周する間の地肌濃度
の最大値４６は、地肌濃度の調整目標値４５を下回るた
め、光量の再設定が必要と判断される。

【００６３】次の無彩色成分第二サイクルでは、「４
８」（＝３２＋１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。
この時の変更幅は「１６」となる。無彩色成分第二サイ
クルでは、地肌濃度の最大値４６は地肌濃度の調整目標
値４５を下回るため、やはり光量の再設定が必要とな
る。前回の変更幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は
「８」とする。また地肌濃度の最大値４６＜地肌濃度の
調整目標値４５であるから、濃度センサー２５の発光光
量は増加せねばならないと判定する。

【００６４】無彩色成分第三サイクルでは「５６」（＝
４８＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた
動作を繰り返す。実際は地肌濃度の最大値４６と地肌濃
度の調整目標値４５との差が規定値以下であれば、現在
のＤ／Ａ変換器４１の設定値をメモリに保持し、無彩色
成分計測時の濃度センサー２５の発光光量設定を終了す
るが、変更幅はサイクル単位に１／２されており、変更
幅が０となった時点で発光量調整動作を打ち切るため、
上述の動作が無限ループとなることはない。計測サイク
ルが進むにつれて、Ｄ／Ａ変換器４１の設定に対する変
更幅は小さくなり、設定値は収束する。

【００６５】上述した動作により、彩色成分と無彩色成
分に対する濃度センサー２５の発光光量が決定される。

【００６６】彩色成分と無彩色成分で異なる発光量が決
定されると、階調補正の第二段階に入る。

【００６７】第二段階では、濃度センサー２５の光量を
彩色成分計測時、無彩色成分計測時の２つの設定に切り
換えて、中間転写体１８の地肌濃度を計測する。この計
測動作は印字サイクルに組み込まれているため、一部通
常の印字サイクルと同様の処理が行われる。

【００６８】即ちまず露光光学系９内のポリゴンミラー
の回転を開始する。また感光体１は矢印ｄ１の方向に、
中間転写体１８は矢印ｄ２の方向に、それぞれ駆動され
る。更に各現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの内
部の各スリーブローラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ
の駆動源の回転を開始する。

【００６９】各駆動源の起動直後に高圧電源に接続され
た帯電器８内の帯電線に−４０００Ｖから−５０００Ｖ
程度の高電圧を印加しコロナ放電を行なわせ、更に帯電
器８内のグリッドに−７００Ｖを印加して、感光体１の
表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。更に除電器
１４を動作させ、中間転写ローラ１２に＋１０００Ｖ程
度の高電圧を印加する。

【００７０】中間転写体１８と感光体１の搬送速度が定
速に達すると、感光体位置検出センサー６は感光体位置
検出マーク５の検出を開始し、更に中間転写体位置検出
センサー２３は中間転写体位置検出マーク２２の検出を
開始する。感光体位置検出マーク５と中間転写体位置検
出マーク２２の検出時間差に基づいて、感光体１の継目
７を回避し、かつ最も最短時間で画像形成が可能な中間
転写体位置検出マーク２２が選択され、選択された中間
転写体位置検出マーク２２が検出されてから実際に画像
形成プロセスを起動するまでの遅延時間が計算される。
以降の画像形成においては、全色の画像形成開始基準と
してこの時点で選択された中間転写体位置検出マーク２
２が用いられる。

【００７１】さて上述の手順で選択された中間転写体位
置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサー２３に
よって検出されると、所定時間経過後にＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設定
を行い、濃度センサー２５の力の読取りを開始する。濃
度センサー２５の出力は予め定められたサンプリング周
期でＣＰＵ４０に読み込まれる。ＣＰＵ４０は読み込み
結果を直ちにＲＡＭ４２に格納する。例えば中間転写体
１８の画像領域を３７０mm、搬送速度を１００mm／ｓ、
サンプリング周期を１０msとすると中間転写体１８が１
周する間に３７０個のデータがＲＡＭ４２に格納され
る。

【００７２】彩色成分用の発光光量設定のもとで中間転
写体１８の地肌濃度計測が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１にデータをセットして、濃度センサー２
５の発光量を無彩色成分計測時の設定にし、選択された
中間転写体位置検出マーク２２の検出を待つ。再度中間
転写体位置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサ
ー２３によって検出されると、彩色成分の時と全く同様
に、無彩色成分用の発光光量設定のもとで中間転写体１
８の地肌濃度を計測し、結果はＲＡＭ４２に格納され
る。無彩色成分の発光光量設定のもとで中間転写体１８
の地肌濃度計測が終了すると階調補正の第二段階は終了
する。

【００７３】第二段階が終了すると、中間転写体１８上
に形成されたパターン濃度を検出する第三段階に入る。

【００７４】まず階調補正用テストパターンについて説
明する。図１２は従来の電子写真装置の階調補正用テス
トパターンを示す図である。階調を補正するために、中
間調を含んだテストパターンとなっている。テストパタ
ーンは電源投入時や、適当な条件が整った場合に形成さ
れるため、多数回の同一パターン形成によりパターン領
域が物理的に劣化しても、画質劣化が視覚的に目立ちに
くいように、画像領域の端部に形成される。階調補正用
テストパターンのパターン領域は合計１０個であり、各
々異なる濃度パターンを形成するように予め画像データ
が設定されている。例えば先頭のパターンは１６進表現
で１０Ｈ、次のパターンは２０Ｈのように、画像の先頭
から順に濃度が高くなる設定となっている。

【００７５】また中間転写体１８上における階調補正用
テストパターンの形成位置は各色共通であり、画像デー
タも共通であるが、各色画像は色によって異なるスクリ
ーン角を用いて形成され、例えばホストコンピュータ等
から転送された画像データを印字する際のスクリーン角
と階調補正実行時のスクリーン角は色毎に共通である。

【００７６】次に中間転写体１８に形成された彩色成分
並びに無彩色成分のトナーを、濃度センサー２５で検出
した時の一般的な特性について図１３を用いて説明す
る。図１３は従来の電子写真装置の彩色成分（シアン，
マゼンタ，イエロー）及び無彩色成分（ブラック）の階
調補正用テストパターンに対する濃度センサーの出力例
を示す図である。

【００７７】簡単のため、トナーが無い状態の中間転写
体１８を濃度センサー２５で検出した時の出力は、グラ
フの中央を示すものとする。また彩色成分と無彩色成分
のパターンは、先頭から順に濃度が上昇するよう予め定
められているとする。

【００７８】彩色成分の場合階調補正用テストパターン
の濃度上昇とともに、濃度センサー２５の出力も上昇す
る。厳密には各色で特性は異なるが、パターン濃度の上
昇に応じて濃度センサー２５の出力が単調増加するとい
う点では差はない。

【００７９】一方同条件で無彩色成分のパターンを検出
した時は、パターン濃度の上昇に応じて濃度センサー２
５の出力は単調減少する。パターン濃度上昇と共に彩色
成分と無彩色成分でグラフの中央、即ち中間転写体１８
の地肌レベルを挟んで異なる方向に値が変化するのが大
きな特徴である。

【００８０】誘電体である中間転写体１８はカーボンが
分散されているため黒色であるが、表面は滑らかであ
り、ある程度の反射率を有する。彩色成分を検出する場
合は、トナーの反射率と光の散乱が共に増加し濃度セン
サー２５の出力は単調増加する。一方無彩色成分に対す
る特性は、パターン濃度に応じて濃度センサー２５から
の照射光はトナー表面で吸収されるため、濃度センサー
２５の出力は単調減少する。

【００８１】さて階調補正の第二段階終了後に、選択さ
れた中間転写体位置検出マーク２２が検出されると、所
定時間経過後に電子写真装置に内蔵された濃度データに
基づき、感光体１上にテストパターンの静電潜像が形成
される。第二段階開始時に、各高電圧等の画像形成に必
要な構成要素は起動され、この時点では画像形成の準備
は整っている。

【００８２】画像形成プロセスは選択された中間転写体
位置検出マーク２２を基準にして進行するため、以降の
動作は選択された１つの中間転写体位置検出マーク２２
の検出に基づくものである。

【００８３】所定時間経過後にブラックの現像器１０Ｋ
が感光体１に当接し現像する。顕画化されたブラックの
階調補正用テストパターンは中間転写体１８に転写さ
れ、濃度センサー２５まで搬送される。

【００８４】更に所定時間経過後に、ＣＰＵ４０はＤ／
Ａ変換器４１に無彩色成分を読み取る際の発光光量設定
を行い、濃度センサー２５の出力の読取りを開始する。
濃度センサー２５の出力は予め定められたサンプリング
周期でＣＰＵ４０に読み込まれる。読み込みは全画像領
域に対して行い、ＣＰＵ４０は読込み結果を直ちにＲＡ
Ｍ４２に格納する。

【００８５】以上のようにして無彩色成分の階調補正用
テストパターンの濃度測定が終了すると、ＣＰＵ４０は
Ｄ／Ａ変換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設
定を行い、選択された中間転写体位置検出マーク２２が
再度検出されるのを待つ。以降はブラックと同じ画像デ
ータを用いてシアン，マゼンタ，イエローのテストパタ
ーンを中間転写体位置検出マーク２２が検出される毎に
形成し、ブラックの場合と同様にＲＡＭ４２に格納す
る。

【００８６】こうして無彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、無彩色成分のテストパターン
の濃度検出結果、並びに彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、シアン，マゼンタ，イエロー
の各テストパターンの濃度検出結果がそれぞれＲＡＭ４
２に格納されている。このデータは、濃度センサー２５
の出力を単に時間順に取得したものに過ぎないため、階
調補正用テストパターンの形成・読み取り動作が終了す
ると、電子写真装置は各モータや帯電器８等の動作をす
べて停止し、データ処理を行う。

【００８７】ＲＡＭ４２内のデータはすべて同じ中間転
写体位置検出マーク２２の検出に基づき得られたものな
ので、地肌濃度と階調補正用テストパターン読み取り開
始点は中間転写体１８の同一地点のものである。また中
間転写体位置検出マーク２２を検出してから、ＣＰＵ４
０が濃度センサー２５の出力の取り込みを開始するまで
の時間は定まっているので、１つ１つの階調補正用テス
トパターン位置に対応した読み取り結果は容易に得られ
る。まず階調補正用テストパターン１つに対して８個の
ポイントの値を合計し、この平均値を１つのパターンの
濃度値とする。こうして無彩色成分の光量設定における
各パターン位置の地肌濃度とトナー濃度及び彩色成分の
光量設定における各パターン位置の地肌濃度とシアン，
マゼンタ，イエローのトナー濃度を求めることができ
る。

【００８８】中間転写体１８の地肌濃度は、中間転写体
１８にトナーが無い状態の濃度レベルであり、記録用紙
２８上ではこの部分は白となる。従ってこれをハイライ
ト基準という。

【００８９】一方ダーク基準は、基準濃度校正板３９が
固定であり、外部の影響を受けにくいため、上述した階
調補正用テストパターンの読み取りが終了した後に１度
だけ読み取られ、ＣＰＵ４０によりＲＡＭ４２に格納さ
れる。以降簡単のために、ブラック（無彩色成分）とシ
アン（彩色成分）のデータ処理について説明する。マゼ
ンタとイエローに対するデータ処理はシアンの場合と同
様である。また各パターン位置をｎ（ｎ＝０〜９）と
し、ｎの位置の中間転写体１８の地肌濃度を、ブラック
の場合はＨＬ＿Ｋ［ｎ］、シアンの場合はＨＬ＿ＣＭＹ
［ｎ］とし（ＨＬはＨｉｇｈｔＬｉｇｈｔの意味。ま
たＣＭＹはハイライト基準がシアン，マゼンタ，イエロ
ーで共通であることを意味する）、トナー濃度をシアン
の場合はＤ＿Ｃ［ｎ］、ブラックの場合はＤ＿Ｋ［ｎ］
とする（ＤはＤｅｎｓｉｔｙの意味）。更にシアンのダ
ーク基準をＤＫ＿ＣＭＹとする（ＣＭＹはダーク基準が
シアン，マゼンタ，イエローで共通であることを意味
し、配列要素が無いのはダーク基準がパターン位置に無
関係であることを意味する）。

【００９０】まずブラックに対するデータ処理を図１４
を用いて説明する。図１４は従来の電子写真装置のブラ
ックの各パターンの濃度計測結果、ハイライト基準の関
係、及びデータ処理を示す図である。

【００９１】ブラックのデータ処理は各パターン毎の濃
度データＤ＿Ｋ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿Ｋ
［ｎ］を用いて行う。ダーク基準は基準濃度校正板３９
から得られる値を用いずに、仮想的な値（＝０）を与え
てある。

【００９２】まず全てのｎに対してＤＩＦ［ｎ］＝ＨＬ
＿Ｋ［ｎ］−Ｄ＿Ｋ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ［ｎ］を真
の濃度レベルと規定する。

【００９３】次にＤＬ＝地肌濃度の最大値４７をダイナ
ミックレンジとして規定する。ブラックのダーク基準４
８は「０」であるから、ダイナミックレンジとして地肌
濃度の最大値４７をそのまま用いる。

【００９４】次にＤＩＦ［ｎ］を、ダイナミックレンジ
ＤＬに対して８ビットで正規化する。即ち各パターン毎
に正規化値ＮＭ［ｎ］をＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］×２
５５／ＤＬに基づき計算する。

【００９５】更に正規化されたデータを記録用紙２８上
の濃度に変換する。濃度変換は予めブラックのテストパ
ターンを中間転写体１８上に形成し、正規化までの過程
を経たデータと、同一のテストパターンを記録用紙２８
上に形成して画像濃度を測定し、その関係をテーブル化
した変換テーブルを用いて行う。

【００９６】次にシアンに対するデータ処理を図１５を
用いて説明する。図１５は従来の電子写真装置のシアン
の各パターンの濃度計測結果、ハイライト基準、ダーク
基準の関係、及びデータ処理を示す図である。

【００９７】シアンのデータ処理は各パターン毎の濃度
データＤ＿Ｃ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿ＣＭＹ
［ｎ］と、ダーク基準４９（ＤＫ＿ＣＭＹ）を用いる。
ＤＫ＿ＣＭＹは基準濃度センサー２９で基準濃度校正板
３９を読み取った値を用いる。まず全てのｎに対してＤ
ＩＦ［ｎ］＝Ｄ＿Ｃ［ｎ］−ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］を計算
し、ＤＩＦ［ｎ］を真の濃度レベルと規定する。

【００９８】次にＤＬ＝ＤＫ＿ＣＭＹ−地肌濃度の最小
値５０を計算しダイナミックレンジとして規定する。

【００９９】次にＤＩＦ［ｎ］を、ダイナミックレンジ
ＤＬに対して８ビットで正規化する。即ち各パターン毎
に正規化値ＮＭ［ｎ］をＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］×２
５５／ＤＬに基づき計算する。

【０１００】更に正規化されたデータを記録用紙２８上
の濃度に変換する。濃度変換は予めシアンのテストパタ
ーンを中間転写体１８上に形成し、正規化までの過程を
経たデータと、同一のテストパターンを記録用紙２８上
に形成して画像濃度を測定し、その関係をテーブル化し
た変換テーブルを用いて行う。

【０１０１】さて記録用紙２８上の濃度に変換すること
で、濃度変換テーブルに用紙転写・定着特性を含ませる
ことができる。例えば用紙転写特性が環境等により変動
して階調性を劣化させる場合は、濃度変換テーブルの変
換特性を環境パラメータ等に応じて変更してこの影響を
吸収することができる。

【０１０２】さてテストパターンのデータ、即ち入力は
予め定められた値であり、既知である。この入力データ
と、以上のようにして求めた記録紙上の濃度との関係は
電子写真装置のγ特性に他ならない。

【０１０３】従って記録用紙２８上の濃度に対する入力
データの関係を求めれば、γ特性の逆関数（階調補正テ
ーブル）を求めることができる。

【０１０４】次に図１６を用いて画像データと階調補正
テーブルの関係を説明する。図１６は従来の電子写真装
置の画像データと階調補正テーブルの関係図である。図
１６において、ＣＰＵ４０は作成された階調補正テーブ
ルをＳＲＡＭ５１に転送している。コントローラ５２か
ら出力された画像データ５３が、ＳＲＡＭ５１のアドレ
スをアクセスすると、階調を補正された画像データ５３
がＳＲＡＭ５１からレーザドライバ５４に出力される。
レーザドライバ５４は画像データ５３に応じたパルス幅
変調を行いレーザダイオード５５を発光させる。階調補
正テーブルをアクセスすることで、例えばコントローラ
５２から均等ステップの画像データ５３が出力される
と、電子写真装置のγ特性は逆関数である階調補正テー
ブルによって打ち消され、記録用紙２８上の画像濃度も
均等ステップとなる。以上の動作により画像の階調性が
確保される。

【０１０５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の電子写真装置には次のような解決すべき課題がある。

【０１０６】階調補正では中間転写体１８上のテストパ
ターンを濃度センサー２５で読み取り、ハイライト基準
とダーク基準の差をダイナミックレンジとすることで正
規化する。このような手法でテストパターンの濃度を検
出する時、同一の対象を測定した場合に２つのセンサー
出力が一致することが前提となる。例えば濃度センサー
２５で基準濃度校正板３９と同じ反射率を有するパター
ンを検出した時、その出力は基準濃度センサー２９の出
力と一致せねばならない。

【０１０７】もし濃度センサー２５や基準濃度センサー
２９の取り付け位置にバラツキがあると、濃度センサー
２５と基準濃度センサー２９の出力のバランスが崩れる
ため、それぞれ位置合わせや電気的なレベル調整が必要
となる。

【０１０８】具体的には、まずＤ／Ａ変換器４１に所定
の値を設定し、基準濃度センサー２９の出力値が所定の
値となるよう、電気的なゲインを調整する。更に中間転
写体１８の地肌に対する濃度センサー２５の出力が所定
の範囲に入るよう、ゲイン調整ないしは濃度センサー２
５の位置を調整する必要がある。

【０１０９】この調整は手間がかかるうえ、消耗品であ
る中間転写体１８の交換に際して、再調整がほとんど困
難という問題を有する。

【０１１０】また濃度センサー２５の表面がトナー等で
汚れた場合や、なんらかの要因で各センサーの取り付け
位置が微妙に変化した場合等は正確な濃度の検出が不可
能となり、結果的に画像品質が著しく劣化する。

【０１１１】更に基準濃度校正板３９は、彩色成分に対
するダーク基準のため、ブラックトナーに対するダーク
基準は仮想的なものであり、濃度検出精度が悪い。低反
射率の構成板を導入すればよいが、専用のセンサー及び
周辺回路が必要となりコストアップを招くことになる。

【０１１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の電子写真装置は、中間転写体上の同一領域に感
光体上のトナーを複数回転写し、この複数回転写された
トナーの濃度を濃度センサーで検出し、この時の濃度セ
ンサーの出力値を基準として階調補正を行なう階調補正
手段を備えた。

【０１１３】

【作用】本発明は前記構成により、ダーク基準，ハイラ
イト基準，テストパターンを１つのセンサーで測定する
ためセンサー取り付け位置が変化したり、センサー表面
がトナー等で汚れてもダーク基準とハイライト基準が一
意に決定されるとともに、各色の飽和濃度を実測するた
めブラック，シアン，マゼンタ，イエローのダーク基準
が独立に定まる。

【０１１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【０１１５】図１は本発明の一実施例における電子写真
装置の構成図である。図１は従来の技術で説明した基準
濃度センサー２９と基準濃度校正板３９が削除されたの
を除くと、従来例と同一であるため濃度センサー２５周
辺の構成以外は説明を省略する。また初期化動作までは
従来例と全く同じでありこれも省略する。

【０１１６】まず濃度センサー２５とその周辺部につい
て説明する。全構成に関係する部分の説明には図１を用
い、濃度センサー２５周辺の詳細な説明には図２を用い
る。図２は本発明の一実施例における電子写真装置の濃
度センサー２５周辺のブロック図である。図２において
１８は中間転写体、２５は濃度センサー、４０はＣＰ
Ｕ、４１はＤ／Ａ変換器、４２はＲＡＭ、５６ａと５６
ｂはオペアンプである。

【０１１７】濃度センサー２５は中間転写体１８と対向
して配置された反射型センサーであり、ＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１への数値設定により、反射型センサーの
発光側電流を変化させて光量制御が可能な構成となって
いる。Ｄ／Ａ変換器４１に設定可能な値は６ビットであ
り、０〜６３の値を設定することができる。

【０１１８】濃度センサー２５の出力はオペアンプ５６
ａとオペアンプ５６ｂに各々入力されている。オペアン
プ５６ａとオペアンプ５６ｂのゲインの比は１／２：１
に設定されている。

【０１１９】各オペアンプ５６ａ、５６ｂの出力はＣＰ
Ｕ４０の異なるＡ／Ｄ変換ポートに入力され、ＣＰＵ４
０は元は同じ出力を２つのゲインで検出できる。

【０１２０】電子写真装置が、ウォームアップ期間に入
るとメインモータ（図示せず）を起動し、感光体１と中
間転写体１８を駆動する。ただしこの時は、帯電器８等
の高圧電源は印加しない。メインモータ起動により感光
体１と中間転写体１８が定速に達したのち、中間転写体
１８を少なくとも１周させ、中間転写体１８をクリーニ
ングする。

【０１２１】階調補正の第一段階として彩色成分（シア
ン，マゼンタ，イエロー）と無彩色成分（ブラック）毎
に濃度センサー２５の発光側の光量を決定する。以下に
濃度センサー２５の発光光量調整について図３を用いて
詳細に説明する。図３は本発明の一実施例における電子
写真装置の濃度センサーの発光光量調整を示す図であ
り、横軸は中間転写体１８の回転サイクル数を示し、縦
軸は濃度センサ出力をＡ／Ｄ変換したもの、即ちＣＰＵ
４０が認識する濃度データを示す。

【０１２２】中間転写体１８が完全にクリーニングされ
た状態で、まず彩色成分の地肌濃度の調整目標値５７
を、例えばアナログレベルで１．２５Ｖ、即ちＡ／Ｄ変
換後のデータとしては「６４」（＝１．２５Ｖ／５．０
０Ｖ×２５５）とする。ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１
に６ビット量の中央値（＝「３２」）をセットし（図３
における彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の
発光光量を設定する。中間転写体１８を１周回転させ、
規定のサンプリング周期（例えば２０ms周期）で中間転
写体１８の地肌濃度を検出しながら、その検出値を累計
する。

【０１２３】中間転写体１８の１周回転が終了すると、
累計されている値をサンプリング回数で除算し、地肌濃
度の平均値５８を算出する。この地肌濃度の平均値５８
と地肌濃度の調整目標値５７（＝「６４」）を比較す
る。

【０１２４】図３ではＤ／Ａ変換器４１に「３２」を設
定した彩色成分第一サイクルの場合、中間転写体１８が
１周する間の地肌濃度の平均値５８は、地肌濃度の調整
目標値５７を越えているため、光量の再設定が必要と判
断される。

【０１２５】次の彩色成分第二サイクルでは、「１６」
（＝３２−１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。この
時の変更幅は「１６」となる。彩色成分第二サイクルで
は、地肌濃度の平均値５８は地肌濃度の調整目標値５７
を下回るため、やはり光量の再設定が必要となる。前回
の変更幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」と
する。また地肌濃度の平均値５８＜地肌濃度の調整目標
値５７であるから、濃度センサー２５の発光光量は増加
せねばならないと判定する。

【０１２６】彩色成分第三サイクルでは「２４」（＝１
６＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた動
作を繰り返す。実際は地肌濃度の平均値５８と地肌濃度
の調整目標値５７との差が規定値以下であれば、現在の
Ｄ／Ａ変換器４１の設定値をメモリに保持し、彩色成分
計測時の濃度センサー２５の発光光量設定を終了する
が、変更幅はサイクル単位に１／２されており、変更幅
が０となった時点で発光量調整動作を打ち切るため、上
述の動作が無限ループとなることはない。計測サイクル
が進むにつれて、Ｄ／Ａ変換器４１の設定に対する変更
幅は小さくなり、設定値は収束する。

【０１２７】次に無彩色成分に対する濃度センサー２５
の発光光量を決定する。この過程は彩色成分における場
合とほぼ同様だが、地肌濃度の調整目標値５９は例えば
アナログレベルでは３．０Ｖ、即ちＡ／Ｄ変換後のデー
タとしては「１５３」（＝３．００Ｖ／５．００Ｖ×２
５５）であり、彩色成分の目標値より高い値が設定され
る。

【０１２８】ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に６ビット
量の中央値（＝「３２」）をセットし（図３における無
彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の発光光量
を設定する。中間転写体１８を１周回転させ、規定のサ
ンプリング周期（例えば２０ms周期）で中間転写体１８
の地肌濃度を検出しながら、その検出値を累計する。

【０１２９】中間転写体１８の１周回転が終了すると、
累計されている値をサンプリング回数で除算し、地肌濃
度の平均値６０を算出し、地肌濃度の平均値６０と地肌
濃度の調整目標値５９（＝「１５３」）を比較する。図
３ではＤ／Ａ変換器４１に「３２」を設定した無彩色成
分第一サイクルの場合、中間転写体１８が１周する間の
地肌濃度の平均値６０は、地肌濃度の調整目標値５９を
下回るため、光量の再設定が必要と判断される。

【０１３０】次の無彩色成分第二サイクルでは、「４
８」（＝３２＋１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。
この時の変更幅は「１６」となる。無彩色成分第二サイ
クルでは、地肌濃度の平均値６０は地肌濃度の調整目標
値５９を下回るため、やはり光量の再設定が必要とな
る。前回の変更幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は
「８」とする。今回も地肌濃度の平均値６０＜地肌濃度
の調整目標値５９であるから、濃度センサー２５の発光
光量は増加せねばならないと判定する。

【０１３１】無彩色成分第三サイクルでは「５６」（＝
４８＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた
動作を繰り返す。実際は地肌濃度の平均値６０と地肌濃
度の調整目標値５９との差が規定値以下であれば、現在
のＤ／Ａ変換器４１の設定値をメモリに保持し、無彩色
成分計測時の濃度センサー２５の発光光量設定を終了す
るが、変更幅はサイクル単位に１／２されており、変更
幅が０となった時点で発光量調整動作を打ち切るため、
上述の動作が無限ループとなることはない。計測サイク
ルが進むにつれて、Ｄ／Ａ変換器４１の設定に対する変
更幅は小さくなり、設定値は収束する。

【０１３２】上述した動作により、彩色成分と無彩色成
分に対する濃度センサー２５の発光光量が決定される。

【０１３３】彩色成分と無彩色成分で異なる発光量が決
定されると、階調補正の第二段階に入る。

【０１３４】第二段階では、各色トナーの飽和濃度を検
出する。飽和濃度とは、それ以上トナーを重畳しても濃
度が上昇しなくなる限界濃度のことを指す。一般に記録
用紙２８上に単色トナーの層を次々と重ねると、トナー
濃度の上昇カーブは徐々に緩やかになり、最後はそれ以
上トナー層を重ねても、トナー濃度が上昇しなくなり飽
和状態となる。これと同様に中間転写体１８上に同一の
単色トナーを重畳した時の濃度センサー２５の出力も飽
和状態となる。

【０１３５】まず飽和濃度検出用のテストパターンにつ
いて説明する。図４は本発明の一実施例における電子写
真装置で用いられる飽和濃度検出用のテストパターン図
である。飽和濃度を検出するため画像データは最大値
（ＦＦＨ）とする。テストパターンは合計２つであり、
飽和濃度検出用パターン６１の位置でブラックとマゼン
タの飽和濃度を検出し、飽和濃度検出用パターン６２の
位置でイエローとシアンの飽和濃度を検出する。また６
３は中間転写体１８の駆動方向を示している。

【０１３６】次に中間転写体１８上に同一色の単色トナ
ーを複数回合成して、飽和濃度を得る過程を説明する。

【０１３７】まず露光光学系９内のポリゴンミラーの回
転を開始する。また感光体１は矢印ｄ１の方向に、中間
転写体１８は矢印ｄ２の方向に、それぞれ駆動される。
更に現像器１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの内部のス
リーブローラ１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃの駆動源
の回転を開始する。また中間転写体クリーニング装置２
７は、この時点で中間転写体１８から離間し、中間転写
体１８上に複数回トナー像を重畳できるようにする。

【０１３８】各駆動源の起動直後に高圧電源に接続され
た帯電器８内の帯電線に−４０００Ｖから−５０００Ｖ
程度の高電圧を印加しコロナ放電を行なわせ、更に帯電
器８内のグリッドに−７００Ｖを印加して、感光体１の
表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。更に除電器
１４を動作させ、中間転写ローラ１２に＋１０００Ｖ程
度の高電圧を印加する。

【０１３９】中間転写体１８と感光体１の搬送速度が定
速に達すると、感光体位置検出センサー６は感光体位置
検出マーク５の検出を開始し、更に中間転写体位置検出
センサー２３は中間転写体位置検出マーク２２の検出を
開始する。感光体位置検出マーク５と中間転写体位置検
出マーク２２の検出時間差に基づいて、感光体１の継目
７を回避し、かつ最も最短時間で画像形成が可能な中間
転写体位置検出マーク２２が選択され、選択された中間
転写体位置検出マーク２２が検出されてから実際に画像
形成プロセスを起動するまでの遅延時間が計算される。
以降の画像形成においては、全色の画像形成開始基準と
してこの時点で選択された中間転写体位置検出マーク２
２が用いられる。

【０１４０】さて上述の手順で選択された中間転写体位
置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサー２３に
よって検出されると、所定時間経過後に電子写真装置に
内蔵された飽和濃度検出用パターンデータに基づき、感
光体１上に図４に示したテストパターンの静電潜像が形
成される。所定時間経過後にブラックの現像器１０Ｋが
感光体１に当接し、図４における飽和濃度検出用パター
ン６１の位置の潜像を顕画化する。飽和濃度検出用パタ
ーン６１の位置の現像が終了すると、現像器１０Ｋは待
機位置に復帰し、次にマゼンタの現像器１０Ｍが感光体
１に当接し、図４における飽和濃度検出用パターン６２
の位置の潜像を顕画化する。こうして感光体１が１周す
る間に異なる色の現像器１０Ｋ，１０Ｍを当接・離間す
ることで２色のテストパターンを同時に形成することが
できる。

【０１４１】顕画化されたテストパターンは中間転写体
１８に転写され濃度センサー２５の位置に搬送される。
飽和濃度検出用パターン６１が濃度センサー２５の位置
に到達する直前に、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に無
彩色成分を読み取る際の発光光量設定を行い、ブラック
トナー像に対する濃度センサー２５の出力の読み取りを
開始する。ブラックトナー濃度を読み取る場合は、ＣＰ
Ｕ４０は図２におけるオペアンプ５６ｂ（ゲイン＝１の
方）のＡ／Ｄ変換ポートを選択する。濃度センサー２５
の出力は、予め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４
０に読み込まれＲＡＭ４２に格納される。

【０１４２】所定回数読み取るとＣＰＵ４０はＤ／Ａ変
換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設定を行
い、マゼンタトナー像に対する濃度センサー２５の出力
の読み取りを開始する。マゼンタトナー像を読み取る場
合は、ＣＰＵ４０は図２におけるオペアンプ５６ａ（ゲ
イン＝１／２の方）のＡ／Ｄ変換ポートを選択する。濃
度センサー２５の出力は、予め定められたサンプリング
周期でＣＰＵ４０に読み込まれＲＡＭ４２に格納され
る。

【０１４３】こうしてブラックとマゼンタの飽和濃度検
出用パターン６１、６２が形成された中間転写体１８の
読み取り結果が時間順にＲＡＭ４２に格納される。ブラ
ックとマゼンタでＣＰＵ４０のＡ／Ｄ変換ポートを変え
るのは、彩色成分濃度が飽和状態に近付くと、通常ゲイ
ン（＝１）ではＣＰＵ４０のＡ／Ｄ変換ポートのリファ
レンス電位（５Ｖ）を越えるためである。つまりゲイン
＝１／２でＣＰＵ４０に取り込み、ソフトウェアにより
２倍して使用する。この手法では読み取り精度が低下す
るが、飽和濃度のような高濃度域は視覚特性上の精度も
低いため、この程度の誤差は問題にならない。

【０１４４】一層目の読み取りが終了すると、ＣＰＵ４
０は飽和濃度検出用パターン６１及び飽和濃度検出用パ
ターン６２の位置に対応したＲＡＭ４２のアドレスから
読み取り結果を集計し、各色毎に一層目の濃度データを
求めＲＡＭ４２に格納する。

【０１４５】二層目以降も同様にして画像を形成する。
二層目以降の飽和濃度検出用パターン６１，６２は中間
転写体１８上で一層目と全く同じ位置に合成され、濃度
センサー２５により濃度を計測し、ＲＡＭ４２に格納す
る。

【０１４６】さて二層目の濃度計測が終了した時点で、
一層目の濃度データと二層目の濃度データを比較する。
これらの濃度データの比が予め定められた範囲を満たさ
ない場合は、ＣＰＵ４０は感光体１から中間転写体１８
への転写が異常であると判定する。層が増えるに従って
濃度データの絶対値は収束するが、転写不良が発生した
場合は、特に一層目から二層目の濃度上昇率が非常に小
さくなる。予め現像器１０Ｋ，１０Ｍの内部のトナー量
は、従来例で示した残量検出手段によって判定されてい
るから、転写不良を正しく検出できる。転写不良が発生
した場合は、階調補正はもとより、通常の印字も不良と
なるため、ＣＰＵ４０は直ちに電子写真装置を停止し、
ディスプレイ装置にエラーメッセージを表示する。本実
施例では、一層目と二層目の濃度上昇率に基づいて転写
不良を検出しているが、地肌濃度はある程度チューニン
グされるので、一層目の濃度データそのものでもある程
度の判定は可能である。また各層の濃度データと濃度上
昇率を組み合わせても転写不良は判定可能である。

【０１４７】以上のようにして単層画像を合成して行く
と、四層程度の合成で中間転写体１８上のトナー濃度は
飽和する。この時の濃度センサー２５の出力をブラッ
ク、マゼンタ毎に求めてダーク基準としてＲＡＭ４２に
格納する。

【０１４８】飽和濃度が検出されると中間転写体クリー
ニング装置２７は当接位置に移動し、中間転写体１８は
クリーニングされる。

【０１４９】以上のようにブラックとマゼンタのダーク
基準を検出すると、次はイエローとシアンのダーク基準
を検出する。

【０１５０】選択された中間転写体位置検出マーク２２
が中間転写体位置検出センサー２３によって検出される
と、所定時間経過後に電子写真装置に内蔵された飽和濃
度検出用パターンデータに基づき、感光体１上に図４に
示したテストパターンの静電潜像が形成される。所定時
間経過後にイエローの現像器１０Ｙが感光体１に当接
し、図４における飽和濃度検出用パターン６１の位置の
潜像を顕画化する。飽和濃度検出用パターン６１の位置
の現像が終了すると、現像器１０Ｙは待機位置に復帰
し、次にシアンの現像器１０Ｃが感光体１に当接し、図
４における飽和濃度検出用パターン６２の位置の潜像を
顕画化する。

【０１５１】顕画化されたテストパターンは中間転写体
１８に転写され濃度センサー２５の位置に搬送される。
飽和濃度検出用パターン６１が濃度センサー２５の位置
に到達する直前に、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に彩
色成分を読み取る際の発光光量設定を行い、イエロー及
びシアントナー像に対する濃度センサー２５の出力の読
み取りを開始する。この時ＣＰＵ４０は図２におけるオ
ペアンプ５６ａ（ゲイン＝１／２の方）のＡ／Ｄ変換ポ
ートを選択する。濃度センサー２５の出力は、予め定め
られたサンプリング周期でＣＰＵ４０に読み込まれＲＡ
Ｍ４２に格納される。

【０１５２】こうしてイエローとシアンの飽和濃度検出
用パターン６１，６２が形成された中間転写体１８の読
み取り結果が時間順にＲＡＭ４２に格納される。

【０１５３】一層目の読み取りが終了すると、ＣＰＵ４
０は飽和濃度検出用パターン６１及び飽和濃度検出用パ
ターン６２の位置に対応したＲＡＭ４２のアドレスから
読み取り結果を集計し、各色毎に一層目の濃度データを
求めＲＡＭ４２に格納する。

【０１５４】二層目以降も同様にして画像を形成し、中
間転写体１８上で合成し、濃度センサー２５により濃度
を計測し、ＲＡＭ４２に格納する。

【０１５５】以降の動作はブラックとマゼンタトナーの
飽和濃度を検出した場合と同じであり、こうしてイエロ
ーとシアンのダーク基準が検出される。

【０１５６】以上のようにして各色のダーク基準が検出
されると、階調補正は第三段階にはいる。第三段階以降
では、中間転写体クリーニング装置２７は当接し、中間
転写体１８は常にクリーニングされている。

【０１５７】第三段階では、濃度センサー２５の光量を
彩色成分計測時、無彩色成分計測時の２つの設定に切り
換えて、中間転写体１８の地肌濃度、即ちハイライト基
準を計測する。既に画像形成が可能な状態であるので、
選択された中間転写体位置検出マーク２２を中間転写体
位置検出センサー２３が検出するのを待って、電子写真
装置は階調補正の第三段階に移行する。

【０１５８】選択された中間転写体位置検出マーク２２
が中間転写体位置検出センサー２３によって検出される
と、所定時間経過後にＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に
彩色成分を読み取る際の発光量設定を行い、濃度センサ
ー２５の出力の読取りを開始する。濃度センサー２５の
出力は予め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４０に
読み込まれる。ＣＰＵ４０は読み込み結果を直ちにＲＡ
Ｍ４２に格納する。例えば中間転写体１８の画像領域を
３７０mm、搬送速度を１００mm／ｓ、サンプリング周期
を１０msとすると中間転写体１８が１周する間に３７０
個のデータがＲＡＭ４２に格納される。

【０１５９】彩色成分用の発光量設定のもとで中間転写
体１８の地肌濃度計測が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ／
Ａ変換器４１にデータをセットして、濃度センサー２５
の発光量を無彩色成分計測時の設定にし、選択された中
間転写体位置検出マーク２２の検出を待つ。再度中間転
写体位置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサー
２３によって検出されると、彩色成分の時と全く同様
に、無彩色成分用の発光量設定のもとで中間転写体１８
の地肌濃度を計測し、結果はＲＡＭ４２に格納される。
無彩色成分の発光量設定のもとで中間転写体１８の地肌
濃度計測が終了すると階調補正の第三段階は終了する。

【０１６０】第三段階が終了すると第四段階に入る。第
四段階では中間転写体１８上に形成された階調を有する
テストパターンの濃度を各色毎に検出し、第三段階まで
で求められたダーク基準とハイライト基準を用いて、電
子写真装置のγ特性を補正するテーブルを作成する。

【０１６１】第四段階で使用されるテストパターンは、
図１２に示す従来例の階調を有するパターンと全く同じ
である。テストパターンは電源投入時や、適当な条件が
整った場合に形成されるため、多数回の同一パターン形
成によりパターン領域が物理的に劣化しても、画質劣化
が視覚的に目立ちにくいように、画像領域の端部に形成
される。テストパターンは合計１０個であり、各々異な
る濃度パターンを形成するように予め画像データが設定
されている。例えば先頭のパターンは１６進表現で１０
Ｈ、次のパターンは２０Ｈのように、画像の先頭から順
に濃度が高くなる設定となっている。

【０１６２】また中間転写体１８においてテストパター
ンの形成位置は各色共通であり、画像データも共通であ
るが、各色画像は色によって異なるスクリーン角を用い
て形成され、例えばホストコンピュータ等から転送され
た画像データを印字する際のスクリーン角と階調補正実
行時のスクリーン角は色毎に共通である。

【０１６３】さて階調補正の第二段階終了後に、選択さ
れた中間転写体位置検出マーク２２が検出されると、所
定時間経過後に電子写真装置に内蔵された濃度データに
基づき、感光体１上にテストパターンの静電潜像が形成
される。既に各高電圧等の画像形成に必要な構成要素は
起動され、この時点では画像形成の準備は整っている。

【０１６４】画像形成プロセスは選択された中間転写体
位置検出マーク２２を基準にして進行するため、以降の
動作は選択された１つの中間転写体位置検出マーク２２
の検出に基づくものである。

【０１６５】所定時間経過後にブラックの現像器１０Ｋ
が感光体１に当接し階調補正用テストパターンを顕画化
する。顕画化されたブラックのテストパターンは中間転
写体１８に転写され、濃度センサー２５まで搬送され
る。

【０１６６】更に所定時間経過後に、ＣＰＵ４０はＤ／
Ａ変換器４１に無彩色成分を読み取る際の発光量設定を
行い、濃度センサー２５の出力の読取りを開始する。濃
度センサー２５の出力は予め定められたサンプリング周
期でＣＰＵ４０に読み込まれる。読み込みは全画像領域
に対して行い、ＣＰＵ４０は読込み結果を直ちにＲＡＭ
４２に格納する。

【０１６７】以上のようにして無彩色成分のテストパタ
ーンの濃度測定が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換
器４１に彩色成分を読み取る際の発光量設定を行い、選
択された中間転写体位置検出マーク２２が再度検出され
るのを待つ。以降はブラックと同じ画像データを用いて
シアン，マゼンタ，イエローのテストパターンを中間転
写体位置検出マーク２２が検出される毎に形成し、ブラ
ックの場合と同様にＲＡＭ４２に格納する。

【０１６８】前述したように、この時点で中間転写体ク
リーニング装置２７は当接状態であり、中間転写体１８
は常にクリーニングされているので、濃度センサー２５
は色毎に階調補正パターンを読み取ることができる。

【０１６９】こうして無彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、無彩色成分のテストパターン
の濃度検出結果、並びに彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、シアン，マゼンタ，イエロー
の各テストパターンの濃度検出結果がそれぞれＲＡＭ４
２に格納されている。このデータは、濃度センサー２５
の出力を単に時間順に取得したものに過ぎないため、テ
ストパターン形成・読み取り動作が終了すると、電子写
真装置は各モータや帯電器８等の動作をすべて停止し、
データ処理を行う。

【０１７０】ＲＡＭ４２内のデータはすべて同じ中間転
写体位置検出マーク２２の検出に基づき得られたものな
ので、地肌濃度とテストパターン読み取り開始点は中間
転写体１８の同一地点のものである。また中間転写体位
置検出マーク２２を検出してから、ＣＰＵ４０が濃度セ
ンサー２５の出力の取り込みを開始するまでの時間は定
まっているので、１つ１つのテストパターン位置に対応
した読み取り結果は容易に得られる。まずテストパター
ン１つに対して８個のポイントの値を合計し、この平均
値を１つのパターンの濃度値とする。こうして無彩色成
分の光量設定における各パターン位置の地肌濃度とトナ
ー濃度及び彩色成分の光量設定における各パターン位置
の地肌濃度とシアン，マゼンタ，イエローのトナー濃度
を求めることができる。

【０１７１】各色の階調補正用テストパターンの濃度計
測が終了すると、第二段階で求めたダーク基準と第三段
階で求めたハイライト基準を用いて階調補正テーブルを
作成する。以降簡単のために、ブラック（無彩色成分）
とシアン（彩色成分）のデータ処理について説明する。
マゼンタとイエローに対するデータ処理はシアンの場合
と同様である（ただしダーク基準は独立した値を使用す
る）。また各パターン位置をｎ（ｎ＝０〜９）とし、ｎ
の位置の中間転写体１８の地肌濃度（ハイライト基準）
を、ブラックの場合はＨＬ＿Ｋ［ｎ］、シアンの場合は
ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］とし、階調パターンのトナー濃度を
シアンの場合はＤ＿Ｃ［ｎ］、ブラックの場合はＤ＿Ｋ
［ｎ］とする（ＤはＤｅｎｓｉｔｙの意味）。更にブラ
ックのダーク基準をＤＫ＿Ｋ、シアンのダーク基準をＤ
Ｋ＿Ｃとする（ＤＫはｄａｒｋの意味。配列要素が無い
のはダーク基準がパターン位置に無関係であるため）。

【０１７２】まずブラックに対するデータ処理を図５を
用いて説明する。図５は本発明の一実施例における電子
写真装置のブラックの各パターンの濃度計測結果、ハイ
ライト基準、ダーク基準の関係及びデータ処理を示す図
である。

【０１７３】ブラックのデータ処理はダーク基準ＤＫ＿
Ｋと、各パターン毎の濃度データＤ＿Ｋ［ｎ］と、ハイ
ライト基準ＨＬ＿Ｋ［ｎ］を用いて行う。まず全てのｎ
に対してＤＩＦ［ｎ］＝ＨＬ＿Ｋ［ｎ］−Ｄ＿Ｋ［ｎ］
を計算し、ＤＩＦ［ｎ］を真の濃度レベルと規定する。

【０１７４】次に全てのｎに対してＤＬ［ｎ］＝ＨＬ＿
Ｋ［ｎ］−ＤＫ＿Ｋを計算し、ＤＬ［ｎ］を各パターン
毎のダイナミックレンジと規定する。

【０１７５】次にＤＩＦ［ｎ］を、ＤＬ［ｎ］に対して
８ビットで正規化する。即ち各パターン毎に正規化値Ｎ
Ｍ［ｎ］をＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］×２５５／ＤＬ
［ｎ］に基づき計算する。

【０１７６】更に正規化されたデータを記録用紙２８上
の濃度に変換する。濃度変換は予め実験的に取得した濃
度変換テーブルを用いる。

【０１７７】ブラックの濃度変換テーブルについて図６
を用いて説明する。図６は本発明の一実施例における電
子写真装置のブラックの濃度変換テーブルの内容をグラ
フ化した図である。図６において横軸は、各パターン毎
の濃度センサー２５の出力を上述した手法に基づいて正
規化した値であり、縦軸は同じパターンを記録用紙２８
上に形成した時の濃度（マクベス濃度）である。

【０１７８】これらのテーブルは、中間転写体１８に形
成された階調補正用パターンや飽和濃度検出用パターン
６１，６２を、濃度センサー２５で検出し、正規化した
データと、同一パターンを記録用紙２８上に転写・定着
したサンプルがあれば容易に得ることができる。

【０１７９】ブラックの濃度変換テーブルは、中〜高濃
度域で正規化値に対する記録用紙２８の上濃度が急激に
変化するため、テストパターンの濃度が上昇するほど検
出の精度が低くなる。この特性は一般に言われる反射率
→濃度変換特性そのものと考えてよい。

【０１８０】フルカラー画像ではブラックは補助的な使
われ方をされ、また人間の視覚特性が高濃度域ほど濃度
差に鈍感になるため、高濃度域における精度の劣化はさ
ほど問題にならない。

【０１８１】次にシアンに対するデータ処理を図７を用
いて説明する。図７は本発明の一実施例における電子写
真装置のシアンの各パターンの濃度計測結果、ハイライ
ト基準、ダーク基準の関係及びデータ処理を示す図であ
る。

【０１８２】シアンのデータ処理は各パターン毎の濃度
データＤ＿Ｃ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿ＣＭＹ
［ｎ］と、ダーク基準ＤＫ＿Ｃを用いる。まず全てのｎ
に対してＤＩＦ［ｎ］＝Ｄ＿Ｃ［ｎ］−ＨＬ＿ＣＭＹ
［ｎ］を計算し、ＤＩＦ［ｎ］を真の濃度レベルと規定
する。

【０１８３】次に全てのｎに対してＤＬ［ｎ］＝ＤＫ＿
Ｃ−ＨＬ＿Ｃ［ｎ］を計算し、ＤＬ［ｎ］を各パターン
毎のダイナミックレンジと規定する。

【０１８４】次にＤＩＦ［ｎ］を、ＤＬ［ｎ］に対して
８ビットで正規化する。即ち各パターン毎に正規化値Ｎ
Ｍ［ｎ］をＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］×２５５／ＤＬ
［ｎ］に基づき計算する。

【０１８５】更に正規化されたデータを記録用紙２８上
の濃度に変換する。濃度変換は予め実験的に取得した濃
度変換テーブルを用いる。

【０１８６】濃度変換テーブルについて図８を用いて説
明する。図８は本発明の一実施例における電子写真装置
のシアンの濃度変換テーブルをグラフ化した図である。
図８において横軸は、各パターン毎の濃度センサー２５
の出力を上述した手法に基づいて正規化した値であり、
縦軸は同じパターンを記録用紙２８に形成した時の濃度
（マクベス濃度）である。

【０１８７】これらのテーブルは、中間転写体１８に形
成された階調補正用パターンや飽和濃度検出用パターン
６１，６２を、濃度センサー２５で検出し、正規化した
データと、同一パターンを記録用紙２８上に転写・定着
したサンプルがあれば容易に得ることができる。

【０１８８】シアンの濃度変換テーブルは、実使用濃度
域（０．２〜１．８程度）で極めてリニアリティに優れ
ている。他の彩色成分（マゼンタ，イエロー）も記録用
紙２８上の飽和濃度の値は各々異なるが、実使用領域の
リニアリティは同様に良好であり、階調補正を行う上で
非常に有利な性質である。またハイライト基準とダーク
基準が測定系で一意に定まれば、これらのグラフの形は
ほとんど変わらないため、正規化後のデータから記録紙
上の濃度が正しく予測できる。

【０１８９】さて濃度変換テーブルは、濃度センサー２
５の出力を記録用紙２８上の画像濃度に変換するテーブ
ルだから、記録用紙２８にトナー像を転写する際の用紙
転写特性と、定着特性を含んでいる。従って用紙転写特
性が環境等により変動して階調性を劣化させる場合は、
濃度変換テーブルの変換特性を環境パラメータ等に応じ
て変更すれば、影響を吸収することができる。

【０１９０】以上の説明で濃度センサー２５の出力から
画像濃度を検出する手法を示した。一方階調補正用テス
トパターンのデータ、即ち入力は予め定められた値であ
り既知である。この入力データと、記録紙上濃度との関
係は電子写真装置のγ特性に他ならない。

【０１９１】従って記録用紙２８上の濃度に対する入力
データの関係を求めれば、γ特性の逆関数（階調補正テ
ーブル）を求めることができる。

【０１９２】画像データと階調補正テーブルの関係につ
いては従来例で示した通りであるのでここでは省略す
る。

【０１９３】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明は中間転写
体上の同一領域に感光体上のトナーを複数回転写し、こ
の複数回転写されたトナーの濃度を濃度センサーで検出
し、この時の濃度センサーの出力値を基準として階調補
正を行なう階調補正手段を備えたことにより、ダーク基
準，ハイライト基準，テストパターンを１つのセンサー
で測定するためセンサー取り付け位置が変化したり、セ
ンサー表面がトナー等で汚れてもダーク基準とハイライ
ト基準が一意に決定されるとともに、各色の飽和濃度を
実測するためブラック，シアン，マゼンタ，イエローの
ダーク基準が独立に定まるので、例えば消耗品である中
間転写体の交換に伴って中間転写体と濃度センサーとの
距離が変化しても電気的な再調整が不要となるとともに
各色のダーク基準は実測値に基づくため、全ての色のト
ナーに対して最適な階調補正を施すことができ、画像品
質を最良に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電子写真装置の構成
図

【図２】本発明の一実施例における電子写真装置の濃度
センサー周辺のブロック図

【図３】本発明の一実施例における電子写真装置の濃度
センサーの発光光量調整を示す図

【図４】本発明の一実施例における電子写真装置で用い
られる飽和濃度検出用のテストパターン図

【図５】本発明の一実施例における電子写真装置のブラ
ックの各パターンの濃度計測結果、ハイライト基準、ダ
ーク基準の関係及びデータ処理を示す図

【図６】本発明の一実施例における電子写真装置のブラ
ックの濃度変換テーブルの内容をグラフ化した図

【図７】本発明の一実施例における電子写真装置のシア
ンの各パターンの濃度計測結果、ハイライト基準、ダー
ク基準の関係及びデータ処理を示す図

【図８】本発明の一実施例における電子写真装置のシア
ンの濃度変換テーブルをグラフ化した図

【図９】従来の電子写真装置の構成図

【図１０】従来の電子写真装置の濃度センサー周辺のブ
ロック図

【図１１】従来の電子写真装置の濃度センサーの発光光
量調整を示す図

【図１２】従来の電子写真装置の階調補正用テストパタ
ーンを示す図

【図１３】従来の電子写真装置の彩色成分及び無彩色成
分の階調補正用テストパターンに対する濃度センサーの
出力例を示す図

【図１４】従来の電子写真装置のブラックの各パターン
の濃度計測結果、ハイライト基準の関係、及びデータ処
理を示す図

【図１５】従来の電子写真装置のシアンの各パターンの
濃度計測結果、ハイライト基準、ダーク基準の関係、及
びデータ処理を示す図

【図１６】従来の電子写真装置の画像データと階調補正
テーブルの関係図

【符号の説明】

１感光体２，３，４感光体搬送ローラ５感光体位置検出マーク６感光体位置検出センサー７継目８帯電器９露光光学系１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ現像器１１中間転写前除電器１２中間転写ローラ１３感光体クリーニング装置１４除電器１５露光光線１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃスリーブローラ１７Ｋ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ離接カム１８中間転写体１９，２０，２１中間転写体搬送ローラ２２中間転写体位置検出マーク２３中間転写体位置検出センサー２４転写前帯電器２５濃度センサー２６用紙転写ローラ２７中間転写体クリーニング装置２８記録用紙２９基準濃度センサー３０記録用紙カセット３１給紙ローラ３２用紙搬送路３３スリップローラ３４ａレジストローラ３４ｂ従動ローラ３５定着装置３６ヒートローラ３７加圧ローラ３８温度センサー３９基準濃度校正板４０ＣＰＵ４１Ｄ／Ａ変換器４２ＲＡＭ４３，４５地肌濃度の調整目標値４４，５０地肌濃度の最小値４６，４７地肌濃度の最大値４８，４９ダーク基準５１ＳＲＡＭ５２コントローラ５３画像データ５４レーザドライバ５５レーザダイオード５６ａ，５６ｂオペアンプ５７，５９地肌濃度の調整目標値５８，６０地肌濃度の平均値６１，６２飽和濃度検出用パターン６３駆動方向

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｚ 9186−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に潜像を形成する潜像形成手段
と、前記感光体上に形成された潜像をトナーにより顕画
化する現像手段と、前記感光体上の顕画化されたトナー
が転写され、このトナーを保持する中間転写体と、前記
中間転写体上に保持されたトナーの濃度を検出する濃度
センサーとを有し、前記中間転写体上の同一領域に前記
感光体上のトナーを複数回転写し、この複数回転写され
たトナーの濃度を前記濃度センサーで検出し、この時の
前記濃度センサーの出力値を基準として階調補正を行う
階調補正手段を備えたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】前記現像手段を複数個有する電子写真装置
であって、前記感光体が１回転する間に複数の前記現像
手段を制御し、前記感光体上に形成された複数色の潜像
をトナーにより顕画化し、前記濃度センサーにより複数
色の濃度を検出することを特徴とする請求項１記載の電
子写真装置。
【請求項３】前記感光体上のトナーを前記中間転写体上
に転写する毎に前記濃度センサーの出力を検知し、前記
濃度センサーの出力値または出力の変化の割合のうちの
一方が、予め定められた範囲外である場合、前記感光体
から前記中間転写体への転写が不良であることを検出す
るエラー検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記
載の電子写真装置。