JPH063911A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コスト上昇や待ち時間の増加を極力抑えた、
長期間使用しても画像が劣化することのない画像形成装
置。 【構成】 デジタル画像露光信号と予想される経時変化
後の画像形成の濃度特性との関連を内容とする変換テー
ブルと、感光体の帯電電位量、または感光体上あるいは
転写体上のトナー濃度を複数のポイント上で検知するセ
ンサー３１を有し、センサー３１の検知結果と所定値と
の差に応じて、前記変換テーブルからデジタル画像露光
信号と前記経時変化後の予想濃度を読み出して、デジタ
ル画像信号を補正する画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタル電子写真技術を
使用した複写機，印刷機，ＦＡＸ，プリンター等の画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感光体上、または転写材上の任意ポイン
ト上の画像電位量あるいはトナー濃度量を読み取るセン
サーを用いて、潜像，転写等各種電極、および像担持体
の汚れや劣化、現像器のトナー劣化，コート量の不良等
の画像悪化要因を検知する画像形成装置が従来からあっ
た。

【０００３】かかる複写機は、表面に感光層が形成され
る筒状の感光ドラムを備えており、該感光ドラムは回転
自在に支持され、駆動手段により一定の方向に回転駆動
される。また、該感光ドラムの周囲には、その回転方向
に沿って順に一次帯電手段，露光手段，現像手段，転写
手段，クリーニング手段，除電手段等が配置されてい
る。

【０００４】上記のような構成により、感光ドラムの外
周面は一次帯電器によって一定電位に帯電され、この帯
電された部分は感光ドラムの回転に伴って露光手段によ
り順次露光される。感光ドラム外周面の表面電位はその
露光量に応じて変化し、外周面には順次静電潜像が形成
される。該静電潜像は現像手段からのトナーが付着する
ことにより可視化され、このようにして形成された可視
画像は転写手段によりシート材に転写された後、定着手
段によりシート材上のトナーが定着される。なお、感光
ドラムは、残留トナーがクリーニング装置により除去さ
れた後、除電装置により表面電位が除電される。

【０００５】ところで、上述した画像形成装置は、いわ
ゆる静電プロセスを用いているために環境変動に弱く、
帯電不均一による濃度ムラや現像能力低下による濃度低
下を起こし易く、耐久性に劣るという欠点があった。こ
れらは、一次帯電器の汚れや、感光ドラムの帯電能力の
低下、トナーの帯電能力の低下などに起因するものであ
る。この対策としては、感光ドラム上に形成された可視
画像を反射濃度測定器で測定し、帯電量，露光時の光
量，現像条件、現像材の濃度等を最適化する方法が知ら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による反射濃
度測定器は、回転する感光ドラムの回転軸方向に対して
固定されているので、感光ドラム上の一部分、即ち、反
射濃度測定器が対向する部分の反射濃度しか測定でき
ず、感光ドラムの外周面全体の反射濃度を検知すること
ができなかった。

【０００７】そして、反射濃度測定器は感光ドラム近傍
に配置してあるため、定着工程を経て出力された画像の
濃度は測定できず、定着工程中に画像欠陥を生じた場合
にこれを検知することができなかった。さらに、感光ド
ラム上の一部分のみの測定結果をもとにドラム全領域の
画像回復を図ろうとするため、被測定部分以外の領域に
対して誤制御となることがあった。

【０００８】また、アナログ画像形成方法においては、
部分的な画像欠陥の補正は困難なことから全体レベルを
向上させることにより欠陥部分を目立たなくさせる方法
がとられているにすぎない。

【０００９】本発明は、感光ドラムの全領域での画像の
特性を把握することができ、各工程の画像形成条件を最
適化して、均一な画像を得ることができる画像形成装置
を提供することを第１の目的とするものである。

【００１０】又、本発明は、上記従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、コスト上昇や待ち時間増
加を極力抑えて、長期使用しても画像が劣化することの
ない画像形成装置を提供することを第２の目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
る画像形成装置は、感光体を帯電し、デジタル画像露光
によって静電潜像を形成し、静電潜像をトナーによって
現像し、転写材上へトナー像を転写する画像形成工程を
順次行うデジタル画像形成装置であって、デジタル画像
露光信号と予想される経時変化後の画像形成の濃度特性
との関連を内容とする変換テーブル、もしくは、デジタ
ル画像露光信号と予想される経時変化後の濃度の修正量
との関連を内容とする変換テーブルの少なくとも一方
と、感光体の帯電電位量、または感光体上あるいは転写
材上のトナー濃度を上記画像形成工程の進行方向と直交
する方向の複数のポイント上で検知するセンサーとを有
し、前記センサーの検知結果と所定値との差に応じて、
前記変換テーブルからデジタル画像露光信号と前記経時
変化後の予想濃度特性または修正量を読み出して、デジ
タル画像露光信号を補正する構成によって、前記第１の
目的を達成しようとするものである。

【００１２】そして、原稿画像を読み取る画像読取り手
段と、読取った画像信号を他の画像信号に変換する画像
信号変換テーブルと、テスト画像信号を発生するテスト
画像信号発生手段と、感光体の帯電手段と、前記画像信
号変換テーブルにより変換した画像信号に対応して感光
体を露光する露光手段と、感光体上に形成された潜像の
現像手段と、感光体上の可視像を転写材に転写する転写
手段とを備えた画像形成装置であって、感光体の回転軸
方向または円周方向に画像領域を複数のセグメントに分
割し、各セグメントに対応した複数の前記画像信号変換
テーブルを有し、前記テスト画像信号に応じて形成した
出力画像を前記原稿読取り手段で読取ったテスト画像濃
度信号に基づいて、前記複数の画像信号変換テーブル，
帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段のうち少なく
ともいずれかを制御することを特徴とする構成によっ
て、前記第２の目的を達成しようとするものである。

【００１３】

【作用】本発明では、１種類または２種類のデジタル露
光を行うことにより、センサーによる測定回数も極力減
少させ、消費時間を短縮させることができる。このと
き、センサー検知結果と所定値との差を１つの変数とし
て補正量と定義し、これのみ保管することでメモリーの
増大を防止することができる。そのために、予想される
画像悪化要因を解決する変換テーブルを１つまたは複数
予め保有している。

【００１４】そして、コピー時において、前記補正量と
変換テーブルを使って、入力画像信号を新たに変動さ
せ、修整を実施し長期使用による画像の劣化を防止する
ことができる。

【００１５】また、感光体の回転軸方向または円周方向
に沿って画像領域を複数のセグメントに分割し、各セグ
メントに対応した複数の画像信号変換テーブルを有し、
テスト画像濃度信号に基づき、複数の画像信号変換テー
ブル，帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段のうち
少なくともいずれかを制御する構成によって、出力画像
全体の特性を検知し、濃度ムラ等の局所的画像欠陥を修
整することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を実施例に
より説明する。

【００１７】（第１実施例）図１は、本発明の第１実施
例の要部を示す要部構成図である。

【００１８】１は、複写機，印刷機，ＦＡＸ，プリンタ
ー等に共通するデジタル電子写真技術を使用した画像形
成装置である。

【００１９】像担持体である感光ドラム２に帯電を与え
る一次帯電器３、転写材端部にトナーを付着させないた
めのブランク露光器４、帯電部にトナーを付与する現像
器５、転写材にトナーを移し転写材を分離する転写分離
帯電器６、像担持体上の余分なトナーを除去するクリー
ナー７および除電をする発光器８が感光ドラム２の周り
に配置されている。

【００２０】感光ドラム２上に帯電，現像されたトナー
像を、転写材デッキ９より搬入された転写材上に前記転
写分離帯電器６により転写し、転写材は搬送ベルト１０
により定着器１１を通り、排紙トレイ１２に排紙され
る。また、補助部品としては、トナーを補給するために
ホッパー１３が現像器５上に配置され、分離を機械的に
補助するための分離爪１４が感光ドラム２に近接して配
置されている。

【００２１】一方、２１の半導体レーザーから発光され
たレーザー光は、ポリゴンモーター２２に直結されたポ
リゴンミラー２３により走査され、結像レンズ２４によ
り光線を等間隔に補正した後、反射ミラー２５により潜
像画像として感光ドラム２に照射される。

【００２２】図２は、上記説明の潜像光学系２１〜２５
の概要図であり、半導体レーザー２１を発したレーザー
光が感光ドラム２に走査される様子を示している。

【００２３】そして、本発明による画像修復を実現する
ための手段として、感光ドラム２の表面電位を測定する
走査型電位センサー３１が、現像器５より感光ドラム２
の回転方向前方に配置されている。この走査型電位セン
サーは図３の斜視図に示すように、走査台３３に取り付
けられ、ガイドレール３２上を画像有効範囲３００mmに
渡って感光ドラム回転軸方向に走査をする。走査方法
は、画像形成装置本体１に固定されたラックギア３６と
走査台３３内のステッピングモータ３４およびピニオン
ギア３５を使用して、外部から制御する。そして、信頼
性のために、ソフトウェアによる制御だけでなく、ガイ
ドレール３２の両端にリミットスイッチ３７（奥側は不
図示）が走査駆動制御の安全スイッチとして取付けられ
ている。

【００２４】本実施例では、感光ドラム回転軸方向の濃
度ムラを補正するために、感光ドラム２上の有効画像領
域を１mm間隔で読取り修復するために、ガイドレールや
ギア等の機械的摺動部分は比較的精度良く設置し駆動し
なければならない。また走査測定時の位置出しは、ステ
ッピングモータのステップ数から算出し、かつリミット
スイッチのリセットによる初期位置の確認も行えるよう
にしてある。

【００２５】さらに、本発明による修復を実現するため
の手段として、図１に符号５１〜５３で示す電装部品が
ある。即ち、電源投入時または、所定の数千枚もしく
は、所定の数時間おきの測定モードにおいて、感光ドラ
ム軸方向に走査検知する走査型電位センサー３１が、セ
ンサー制御・読取り部５３を通し、ドラム上を移動走査
して潜像電位量を測定し、測定値を制御・演算処理部５
２に送る。

【００２６】制御・演算処理部５２は、測定終了後直ち
に、補正量を演算し記憶する。そして、通常のコピー時
には、原稿を読み取るスキャナ部からの信号をスキャナ
・プリンタ間インターフェース５１により受信し、この
値を制御・演算処理部５２に送り、濃度の変換，反転，
トリム，マスク，フィルタといった画像の加工を実行し
た後、さらに、前述の補正量により、データの変換後、
半導体レーザー２１に出力する。

【００２７】電位センサー３１は移動走査型に限定せ
ず、複数のセンサー素子をもつラインセンサーを用いて
もよい。また、本発明はレーザー光潜像後の帯電量の測
定のみに限定されず、現像器後のトナー濃度やクリーナ
ー前の転写残留トナー濃度や搬送ベルト１０上の転写材
トナー濃度や定着後の転写材コピー画像を読み取るセン
サー素子、あるいはＣＣＤであってもよい。

【００２８】図４は制御・演算処理部５２をさらに細分
化したブロック図である。ＣＰＵあるいはＭＰＵと呼ば
れる中央演算処理装置５４が制御・演算処理部の中心部
品である。５５〜５８は読み込み・書き込みが可能な記
憶素子ＲＡＭで、電位センサー等からの測定値を一時記
憶するセンサー測定値用ＲＡＭ５５と、この測定値から
セグメント内の最適化を図るための補正量を記憶するＲ
ＡＭ５６と、スキャナからの原稿画像データを記憶する
ＣＣＤデータラインバッファ５７と、そして、中央演算
処理装置５４がプログラムを実行する上で使用するプロ
グラム実行用ＲＡＭ５８より構成されている。

【００２９】５９および６０は読み込み専用の記憶素子
ＲＯＭで、中央演算装置５４の実行するプログラムが書
き込まれたＲＯＭ５９と、予め経時変化後の濃度特性用
データを記憶しておく変換テーブル用ＲＯＭ６０より構
成されている。この変換テーブル用ＲＯＭ６０は本発明
を実施する上で最も重要な部分の１つである。

【００３０】そして、スキャナ・プリンタ間インターフ
ェース５１，センサー制御・読取り部５３、および半導
体レーザー２１は、入出力インターフェースであるＩ／
Ｏ部６１とドライバー・コントローラ６２を介してデー
タバスにより中央演算処理装置５４に連結されててい
る。

【００３１】さらに、スキャナ部から送られるデータ
を、ＣＣＤデータラインバッファ５７に高速転写するた
め、ＤＭＡコントローラ６３がバッファＲＡＭ５７とＩ
／Ｏ部６１とに接続され、バッファに読み込む場合は、
Ｉ／Ｏ部６１からデータを直接読み込み、中央演算処理
装置５４を介さずに転送する。半導体レーザー２１に送
信する場合は逆にバッファ５７からＩ／Ｏ部６１に直接
転送する。

【００３２】本実施例では、感光ドラム２に対し、軸方
向即ち回転方向に垂直な方向のドラム有効画像領域を３
００個のセグメントに分割している。これは、ドラム上
有効画像領域が約３００mmのため、１セグメントの分割
長さは約１mmに相当している。この１mmという長さは、
一様なハーフトーン原稿をコピーしたときの濃度ムラに
よるスジが１mm以下であることは少なく、任意の１mm間
隔内では、濃度ムラのばらつきが少ないという経験値か
ら決定してある。また、本実施例で用いたドラム上電位
センサー３１の分解能にほぼ等しい。さらに、電位セン
サー３１を感光ドラム軸方向に走査するための精度，補
正量テーブルの大きさ，中央演算処理装置５４の時間的
負担も考慮に入れて決定してある。無論、コストや時間
に余裕があれば１セグメントを１mm以下として３００個
以上に分割してもよい。

【００３３】また、本実施例では、原稿画像信号とレー
ザー出力信号とセンサー測定信号を１画素（ドット）８
ビットのデータ（２５６階調）で扱い、原稿画像の解像
度を４００ｄｐｉで受信し、レーザー出力信号も解像度
４００ｄｐｉで出力している。

【００３４】従って、センサー測定値用ＲＡＭ５５は
〔３００×３×１〕バイトを必要としている。ここで
〔×３〕は、センサー測定時において、１階調濃度の潜
像を３回形成し、測定を繰り返して感光ドラム回転方向
によるムラを打ち消すように平均するための回数であ
る。そして、補正量用ＲＡＭ５６は〔３００×１〕バイ
トの容量である。

【００３５】ＣＣＤデータラインバッファ５７は〔４８
００×１６×１〕バイトの容量を必要としている。ここ
で〔４８００〕という値は、感光ドラム有効画像領域約
３００mmを４００ｄｐｉで構成するため、１ライン内の
画素数を示している。また〔×１６〕はＣＣＤデータラ
インバッファがＦＩＬＯ形の構成をして、画像加工用に
１６ライン分の領域を確保しているからである。

【００３６】一方、変換テーブル用ＲＯＭ６０は〔２５
６×１７×１〕バイトを必要としている。ここで〔２５
６〕は８ビットの変換テーブル１種類を保管するための
必要量である。また〔×１７〕は補正量による変換テー
ブルを、本発明では１７種類持っていることを意味す
る。

【００３７】上記の変換テーブルの具体的数値の一例を
図５に示す。図５は、読取りレベルである画像露光信号
を、補正量別に露光出力信号として変換するテーブルを
示し、感光ドラム２の帯電特性の変化や一次帯電器の汚
れによるプリンタ特性の変動を補正するテーブルとなる
ように、既存の機械において実験的に求めたものであ
る。

【００３８】即ち、暗部電位ＶＤを変化させた場合でも
露光出力信号を変更して理想濃度となるように決定して
いる。ただし、図５の補正量８は画像形成装置が正常な
場合の変換テーブルを示し、スキャナ特性やプリンタ特
性を考慮に入れて、原稿濃度を理想濃度として出力する
ようなテーブルを構成している。したがって、画像形成
装置の初期画像は本来、全ドラム軸方向位置において補
正量８をもって変換されるものである。

【００３９】図６に本実施例の測定モード動作フローチ
ャートを示す。まず、感光ドラム上に帯電し、１種類の
レーザーレベルであるハーフトーンを露光形成する。本
実施例では８０Ｈレベルとした（ステップＳ１）。そし
て、前述の走査型電位センサー３１を駆動して感光ドラ
ム軸方向の電位を測定し、ＲＡＭ５５へ書き込む。感光
ドラム円周方向のムラを除去するために、これらの動作
を３回実施して平均する（ステップＳ２，Ｓ３）。

【００４０】このセンサー測定値の平均値を図７に示
す。本実施例ではレーザーレベル８０Ｈに対し理想帯電
電位量を３００Ｖとしているが、図７に示すように、感
光ドラムの帯電特性の変化や一次帯電器の汚れ等によっ
て理想帯電電位量からずれを生じている。もしこのまま
の状態で画像形成が継続された場合には、ハーフトーン
の濃度ずれだけでなく、白地のかぶりや黒部の濃度薄を
引き起こす。そこで、図８に示すような分類を行う。

【００４１】即ち、測定値と所定値から０〜１６レベル
の補正量を決定する。前述のように本実施例ではレベル
８を理想状態としている。また、修復不能領域である２
５０Ｖ以下もしくは３５０Ｖ以上の場合にはＯＦＦＨ値
が出力され、感光ドラム軸方向の任意位置に１つでも存
在すれば、警告やサービスマンの呼び出しを実施する。
このように、感光ドラム軸方向の各位置によって保持す
る補正量を図９のように決定し、ＲＡＭ５６へ保存する
（ステップＳ４）。こうして図６に示す測定モードを終
了する。

【００４２】次に、通常のユーザーが利用するコピーモ
ード時では、図１０に示すようなフローチャートに従
う。まずインターフェース５１から受信した画像信号
を、制御演算処理部５２はＲＡＭ５７上に保存する（ス
テップＳ１１）。そして、濃度の変換，反転，トリム，
マスク，フィルタといった画像の加工を実施した後、測
定モード時に求めた感光ドラム軸方向位置による補正量
をＲＡＭ５６から引き出し、変換テーブルＲＯＭ６０内
のデータを使って変換する（ステップＳ１２）。この場
合、０〜１６レベルの補正量順にテーブルをメモリー上
に保持しておけば、変換値は以下のように決定される。

【００４３】変換値＝｛テーブル先頭アドレス＋２５６
×補正量＋変換前画像信号｝ ただし、｛｝はアドレスの内容を示す。ここでもし、補
正量を補正量用ＲＡＭ５６に書き込む時点で２５６倍し
ておくと、上式はさらに単純化され、演算時間を少なく
した構成となる。

【００４４】上記のようにして変換されたＣＣＤデータ
ラインバッファＲＡＭ５７のデータを半導体レーザー２
１に出力すれば、理想濃度をもった出力画像が得られ
る。

【００４５】図１１は、従来の複写機において、約２０
万枚複写した際の、ワイヤーおよびシールド板およびグ
リッドの汚れによる電位むらについてプロットしたもの
である。図１１では、レーザーレベル２０Ｈ，８０Ｈ，
０Ｂ０Ｈの３種類を出力した際のムラを示し、それぞれ
理想ドラム電位を４００Ｖ，３００Ｖ，２００Ｖとして
いる。図１１から読み取れるように、電位にばらつきが
生じ濃度ムラを引き起こすことは容易に想像される。次
に同じ機械で、同じ一次帯電器を使って、本発明による
変換テーブルで修復した結果を図１２に示す。図１２か
ら読み取れるように、変換の元データとなったレーザー
レベル８０Ｈの結果だけでなく、２０Ｈ，０Ｂ０Ｈの結
果も平滑化され、濃度ムラを補正した本実施例の効果が
明白である。

【００４６】なお、本発明は、第１実施例に記載した感
光ドラム軸方向のみの濃度ムラを補正するだけでなく、
感光ドラム円周方向をも含め、２次元化したセグメント
内の補正にも応用が可能である。即ち、セグメント毎に
１つの補正量のみを保持すればよく、メモリーを多量に
は必要としないから容易に構成することができる。

【００４７】（第２実施例）第１実施例では予想される
変換テーブルは１７種類あった。この変換テーブルをさ
らに簡素化して、３種類のテーブルのみを使って同様の
効果を実施したものが第２実施例である。

【００４８】そのため、図５に示した変換テーブルを、
理想のテーブルである第１実施例の補正量８との差を考
えると図１３に示すような関係となっていることがわか
る。ただし図中の番号は前述した１７種類のテーブルの
内、補正量０，４，１２，１６の４種について表示した
ものである。

【００４９】上記の結果から考察すると、これらの補正
テーブルは経験的，実験的に得られるものとして、図１
４に示すような正負で各１つの標準化されたテーブルを
持っていることがわかる。即ち正方向のずれに対して
は、１つの標準化されたテーブル×補正倍数を加えるこ
とで、第１実施例で示した変換テーブルが示されること
になる。同様に負方向についてもこの考えが通用するこ
ともわかる。そこで第１実施例で示した変換値は次式で
も示されることになる。

【００５０】変換値＝Ｖ８＋｜Ｘ｜×｛Ｔ｛Ｖ８｝｝ ここで、Ｖ８＝補正をかけないときの変換後画像信号 ＝｛第１実施例記載の補正量８の先頭アドレス＋変換前
画像信号｝ Ｘ＝（補正量８の電位３００Ｖ−ドラム軸方向各位置の
センサー測定電位）×比例定数 Ｔ＝標準化された変換テーブル（Ｘ＞０のときとＸ＜０
の場合の２種類） ただし、｛｝はアドレスの内容を示す。

【００５１】上記のように、予め保持しておくべき、テ
ーブル８と２種類の標準化された変換テーブルによっ
て、感光ドラム軸方向各位置の任意補正量の分だけ、画
像信号は変換される。こうして、実質的に３種類のテー
ブルによって、第１実施例と同様の効果が得られる。

【００５２】（第３実施例）第１実施例および第２実施
例においては、１種類のみのレーザーを３回出力し、感
光ドラム軸方向の電位を測定し、平均化を行った。しか
し、より補正の精度を上げる必要が生じた場合には、２
種類のレーザーを各３回、合計６回出力し、感光ドラム
軸方向の電位を測定することで、感光ドラム軸方向の各
位置に対する２つの測定結果を使って、予想変換テーブ
ルを選択してもよい。

【００５３】本実施例では、５０Ｈと０Ａ０Ｈの２種類
のハーフトーン電位を潜像させて、これを前述の通り、
平均化している。また、第１実施例で用いた図４に示す
センサー測定値用ＲＡＭ５５および補正量用ＲＡＭ５６
を第１実施例の２倍必要とする他に、変換テーブル用Ｒ
ＯＭ６０も２次元配列となり、ＲＯＭ６０の大きさは
〔２５６×１０×１０×１〕バイトとしている。ここ
で、〔×１０×１０〕はレーザーレベル５０Ｈ出力時の
薄いハーフトーン電位を１０種類とレーザーレベル０Ａ
０Ｈ出力時の濃いハーフトーン電位を１０種類との組み
合わせにより構成され、合計１００種類の予想変換テー
ブルを具備することになる。

【００５４】上記のように第１実施例では１７種類であ
ったテーブル数を１００種類とすることで、特にレーザ
ーレベル５０Ｈと０Ａ０Ｈ付近での補正精度が上昇し、
広い階調性が維持されるようになる。この場合、補正量
は２種類持つ他に、１〜１００までの１つの変数とすれ
ば補正量用ＲＯＭ５６は第１実施例と同じ大きさで済
む。

【００５５】なお、本実施例では、２種類レベルのレー
ザーを出力したが、必ずしも２種類に限定されるもので
はなく、３種類以上であってもよい。ただし、３種類以
上では必要とするメモリーの次元が増加することにな
る。また、レーザーレベルについても、５０Ｈや０Ａ０
Ｈに限定されることはなく、０レベルまたはＯＦＦＨレ
ベルを含めた電位およびトナー濃度の測定によることも
できる。

【００５６】〔他の実施例〕次に、前記した発明の第２
の目的に適合した実施例を図１５ないし図３１を参照し
て説明する。

【００５７】（第４実施例）図１５は、本発明に係る第
４実施例である静電複写方式を用いた複写機のブロック
図である。

【００５８】まず、概要について説明する。プラテンガ
ラス７１は原稿Ｄが載置されるべく複写機の上面に取り
付けられており、該プラテンガラス７１の下側には照明
ランプ７２が配置されている。該照明ランプ７２は、柱
状のハロゲンランプであり、不図示の駆動手段によりプ
ラテンガラス７１に沿って移動するよう構成されてい
る。

【００５９】ミラー７３ａ，７３ｂ，７３ｃは、前記照
明ランプ７２の原稿からの反射光をレンズ７４および光
電変換素子７５へ向けてさらに反射するよう配置されて
おり、該光電変換素子７５はその反射光を受けてその光
量に応じた電気信号に変える働きをしており、ここでは
ＣＣＤを用いている。Ａ／Ｄ変換器７６は、かかる電気
信号を８ビットのデジタル信号に変換するものであり、
該デジタル信号は、光量−濃度変換，周知の黒レベル補
正，シェーディング補正（いずれも不図示）の処理を経
て濃度データ７７となる。この濃度データ７７は、原稿
の濃淡情報を含む８ビット（０〜２５５階調）のデジタ
ル信号であり、図１６に示すように原稿濃度と直線的
（リニア）な関係にある。

【００６０】濃度変換器７８は、図１７に示すごとくル
ックアップテーブル方式で、２５６階調の入力濃度デー
タを例えば図１８に示す関係となるように２５６階調の
出力濃度データに変換するものである。その機能を図１
９を参照して説明する。

【００６１】図１９の第２象限は原稿濃度とコピー濃度
の関係を示し、これは直線的な関係にあることが望まし
い。第３象限は図１６に示した原稿濃度と濃度データの
関係である。第４象限は濃度変換テーブルである。

【００６２】複写機のプリンターＢ（図１５）では、濃
度変換テーブルで変換された出力濃度データに応じて、
後述するごとく、感光ドラム２に濃度情報を書き込むレ
ーザー光量を決定し感光ドラム２の表面電位が決まる
が、この出力濃度データと表面電位の関係は感光ドラム
２の感度特性にもっぱら依存する。さらにこの表面電位
は、後述するごとくトナーの付着量を決定しコピー濃度
を決めるが、この表面電位とコピー濃度の関係は現像器
２３の現像特性にもっぱら依存する。これら感度特性と
現像特性が主としてプリンター部Ｂの非直線的な特性を
決定づける（第１象限）。

【００６３】プリンター部が上述した特性を有するた
め、原稿濃度と直線的な関係にある入力濃度データをそ
のまま出力濃度データに用いてレーザー光量を決定し、
何らの補正も加えなかったとすると、原稿濃度とコピー
濃度とは直線的な関係にはならない。これを解決するた
めには何らかの濃度補正が必要となる。濃度変換器７８
は、原稿濃度とコピー濃度との関係が直線的な関係（図
１９の第２象限）となるように、濃度データを変換し補
正する役割を果たすものである。

【００６４】バススイッチ９８は、Ｄ／Ａ変換器８２を
選択的に濃度変換器７８またはデジタルデータ発生器９
９に接続するためのスイッチであり、複写機の複写動作
時は濃度変換器７８側に接続され、コピー画像の読取り
時には後述するようにデジタルデータ発生器（テストパ
ターン手段）９９側に接続される。このデジタルデータ
発生器９９は、予めＲＡＭ８１に格納されているデジタ
ルデータを出力するようにＣＰＵ７９を制御するもので
あり、ＲＡＭ８１に格納されているデジタルデータは、
濃度０，１６，３２，……，２４０，２５５の１７個の
データである。Ｄ／Ａ変換器８２は、デジタル信号をア
ナログ信号に変換するものであり、コンパレータ８３
は、該アナログ信号と、三角波発生回路８４から発生す
る所定周期の三角波信号とを比較し、パルス信号（以
下、二値化濃度信号という）を出力するものである。こ
の二値化濃度信号は、前記濃度変換器７８から出力され
た出力濃度データに比例したパルス幅を持つ。レーザー
駆動回路８５は、パルス幅変調された二値化濃度信号の
パルス幅に応じた時間だけレーザーダイオード２１を発
振させて、レーザー光を射出させる。

【００６５】ポリゴンミラー２３は、回転自在に支持さ
れ不図示の駆動手段により高速で回転駆動される多角柱
状のミラーであり、前記レーザーダイオード２１から出
射されたレーザー光の光路上に配置されている。ｆ／θ
レンズ２４および反射ミラー２５はポリゴンミラー２３
にて反射したレーザー光の光路上に位置するように配置
されており、該レーザー光は感光ドラム２上に照射され
ることになる。

【００６６】感光ドラム２は、回転自在に支持された不
図示の駆動手段により矢印の方向に回転駆動される筒状
の感光体であり、該感光ドラム２の周囲には順に一次帯
電器３，現像器５，転写装置６，クリーナー７，除電露
光器８が配設されている。

【００６７】ここで、一次帯電器３は、いわゆるコロナ
放電器であり、感光ドラム２の回転軸に沿って配設され
ている。現像器５は、帯電されたトナーを収納してい
る。これら一次帯電器３と現像器５との間を前記レーザ
ー光が通り、感光ドラム２の外周面上には静電潜像が形
成されるよう構成されている。

【００６８】転写装置６は、シート材搬入ローラ１０１
により搬入されてきたシート材Ｐに、感光ドラム２の外
周面に付着しているトナーを転写させるものであり、シ
ート材Ｐの裏側に配設された転写帯電器９５と分離帯電
器９６とを有する。いずれもコロナ帯電器であり、前者
は感光ドラム２上のトナーをシート材Ｐ上へ電気的な力
で移行させるものであり、後者は転写帯電器９５により
シート材Ｐの背面に付与された帯電を中和させ、シート
材Ｐが感光ドラム２の外周面に付着しないようにするた
めのものである。

【００６９】また、クリーナー７は、感光ドラム２の外
周面に残留しているトナーを除去するものであり、除電
露光器８は、感光ドラム２の外周面を露光することによ
り電荷を中和させ除電させる装置である。

【００７０】転写後のシート材Ｐは定着装置１１に送ら
れシード材上のトナーが溶融しシート材Ｐ上に固着しコ
ピー画像が形成される。

【００７１】コピー画像読取り時は、コピー後のシート
材Ｐ₁ がプラテンガラス７１に載置され、前述した方法
でコピー画像の濃度が濃度データとして読み取られＣＰ
Ｕ７９に入力される。このときバススイッチ１０２はＣ
ＰＵ７９側に接続される。コピー画像の濃度データがＣ
ＰＵ７９に入力されると、ＣＰＵ７９は、予めＲＯＭ８
０に格納されている演算プログラムに従って濃度変換係
数を算出し、該係数を濃度変換器７８およびＲＡＭ８１
に格納する。かかる濃度変換器７８からの出力濃度デー
タは、Ｄ／Ａ変換器８２にてアナログ信号に変換され、
コンパレータ８３においてパルス幅変調され、レーザー
光量を制御する信号に用いられる。

【００７２】次に、上記第４実施例の作用について説明
する。

【００７３】照明ランプ７２から照射された光は原稿Ｄ
で反射するため、その反射光量は原稿濃度に応じて変化
する。実際には、反射光量と原稿濃度とは対数関係にあ
る。この反射光は、光電変換素子７５によりその光量に
比例したアナログ電気信号に変換される。従って、該電
気信号と原稿濃度との関係も対数関係である。このアナ
ログ信号は、前述のごとくＡ／Ｄ変換器７６によりデジ
タル信号に変換され、種々の補正がなされた上で濃度デ
ータ７７となり、該濃度データ７７は原稿濃度とリニア
な関係となる（図１６）。この濃度データ７７は、濃度
変換器７８により濃度変換された後（図１８）、Ｄ／Ａ
変換器８２により再びアナログ信号となる。また、この
アナログ信号はコンパレータ８３によりパルス幅変調さ
れ二値化濃度信号に変換される。この二値化濃度信号に
基づき、レーザー駆動回路８５はレーザー出力のオン−
オフを行い、レーザーダイオード２１の発光時間を制御
する。

【００７４】かかるレーザー光はポリゴンミラー２３に
て反射され感光ドラム２の外周面上に照射されるが、ポ
リゴンミラー２３は回転しており、微小時間でみると鏡
面の角度が変化しているため、該レーザー光は、感光ド
ラム２の外周面上を、その回転軸方向に走査される。

【００７５】一方、感光ドラム２の外周面は前記一次帯
電器３により一定電位に帯電されるが、前記レーザー光
が照射されるとその光量に応じて照射部の表面電位が局
部的に変化する。このように、感光ドラム２の表面電位
は前記濃度変換器７８から出力された出力濃度データに
応じて決定され静電潜像が形成される。

【００７６】かかる静電潜像の表面電位に応じた量のト
ナーが、現像器５から感光ドラム２の外周面に付着し、
その結果可視画像が形成される。この感光ドラム２の外
周面に付着したトナーは、転写帯電器９５により感光ド
ラム２の外周面から剥離され、シート材Ｐ上に可視画像
として転写され、分離帯電器９６によりシート材Ｐの帯
電が中和される。次いで、シート材Ｐ上のトナー像は熱
定着装置１１で定着されコピー画像となる。なお、本実
施例はイメージ露光方式（画像部をレーザー露光）と、
反転現像方式を用いている。

【００７７】上記のようにして出力されるコピー画像の
濃度は、環境変動や長時間使用による一次帯電器３の汚
れ、現像器５内のトナーの劣化等によってプリンター特
性に経時変化を生じ、プリンター特性を一定に保てなく
なる。

【００７８】上記のようなプリンターの画像形成能力の
検知と画像の修復方法を図２０ないし図２５のフローチ
ャートを参照して説明する。

【００７９】図２０および図２１は画像形成能力の検出
フローチャートである。両図のフローは連続しており、
ステップＳ２１〜ステップＳ２５からなっている。

【００８０】ステップＳ２１では、コピー画像濃度が異
常か否かを判定し、ステップＳ２２〜Ｓ２５ではステッ
プＳ２１で濃度異常と判定した場合に濃度異常の原因が
帯電，レーザー露光，現像，転写，クリーニング，定着
のいずれの工程かを判定する。以下、各ステップを説明
する。

【００８１】ステップＳ２１で、まず、バススイッチ９
８がデジタルデータ発生器９９に接続され、ＲＡＭ８１
に格納されているデジタルデータが出力される。このと
き出力されるデジタルデータは濃度データ６４に対応す
るデータである。このデータを選択する理由は濃度デー
タ６４（原稿濃度０．４に相当）に対するコピー濃度が
最も経時変化を示すため、濃度異常を検知しやすいから
である。上記デジタルデータはＤ／Ａ変換器８２により
アナログデータに変換されたのち、コンパレータ８３に
よりパルス幅変調されて二値化濃度信号となり、レーザ
ー駆動回路８５にそのまま入力される。レーザー駆動回
路８５は、この二値化濃度信号を基にしてレーザーダイ
オード２１の発光時間を制御し、レーザー光量を制御す
る。かかるレーザー光は前述のごとく感光ドラム２の外
周面上に照射されるため、該外周面上には均一な静電潜
像のテストパターンが形成され、この静電潜像のテスト
パターンは現像器５により顕像化されこの顕像は転写装
置６によりシート材上に転写され、定着装置１１を通過
して出力される。

【００８２】図２２は、上記のようにして出力された均
一なテストパターン画像を示す。

【００８３】次に出力されたシート材はプラテンガラス
７１上に載置されテストパターン画像の濃度読取りを行
う。シート材をプラテンガラス７１上に載置する作業は
サービスマンが直接行ってもよいし、シート材搬送装置
を設けて自動載置してもよい。

【００８４】濃度読取り時はバススイッチ１０２をＣＰ
Ｕ７９側に接続し、前述した方法によりハロゲンランプ
７２でシート材を走査し光電変換素子７５を介してシー
ト材のテストパターン画像の濃度を濃度データとしてＲ
ＡＭ８１に格納する。

【００８５】図２３はＲＡＭ８１に格納した濃度データ
の感光体軸方向の濃度分布状態の一例を示す。これは室
温２３℃，相対湿度５％の環境下で２０万枚（Ａ４紙使
用）の複写動作を行ったときのデータである。濃度が感
光体軸方向に均一とならず濃度ムラを生じていることが
わかる。濃度ムラの度合いの判定は軸方向の最大濃度Ｄ
ｍａｘと最小濃度Ｄｍｉｎの差Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ（リ
ップル）が０．２より大きいか否かで判定する。０．２
より大きい場合は濃度ムラは許容レベル外（ＮＧ）でス
テップＳ２２に進み、０．２より小さい場合は濃度ムラ
は許容レベル内であり、検知フローを終了する。図２３
の例はリップルが０．２より大きくＮＧである。

【００８６】ステップＳ２２では、濃度ムラの原因が露
光工程にあるか否かを判定する。

【００８７】そのためレーザー２１のみをオフにして画
像を出力し濃度ムラが消失するか否かを調べる。消失し
た場合は露光工程に原因があり、消失しない場合は他の
工程に原因があることがわかる。レーザー２１をオフに
すると帯電された感光ドラム２が露光を受けないため感
光ドラム２上に暗部電位４００Ｖのみが形成された状態
で現像工程に入る。出力画像濃度はステップＳ２１と同
じく０．４程度にしたいので、０．４濃度が得られるよ
うに現像バイアス値を所定値に設定し、即ち、通常複写
時より現像バイアス値を上げて現像し、転写，定着を行
い画像を出力する。

【００８８】次に、ステップＳ２１と同様に出力画像濃
度を読取って感光ドラム軸方向の濃度分布を求める。続
いて、ＲＡＭ８１に格納してあるステップＳ２１の濃度
分布とステップＳ２２で得られた濃度分布の差分、即
ち、軸方向の各位置毎にステップＳ２１の濃度データか
らステップＳ２２の濃度データを差引いて差を求める。
この差分についてリップルを求め、リップルが０．２よ
り大きい場合は濃度ムラが消失していないと判定し、露
光工程以外の濃度ムラ原因を調べるためステップＳ２３
に進む。０．２より小さい場合は濃度ムラが消失した、
つまり濃度ムラ原因は露光工程であると判定し後述する
画像修復フローＢに進む。

【００８９】ステップＳ２３では、濃度ムラの原因が帯
電工程にあるか否かを判定する。そのため、帯電とレー
ザーをオフにして画像を出力し、濃度ムラが消失するか
否かを調べる。レーザーに異常がないことはステップＳ
２２で判明しているので、このときの出力画像が、濃度
ムラが消失していれば濃度ムラの原因は帯電工程にある
ことがわかる。帯電とレーザーをオフにすると感光ドラ
ム２上の電荷は除電露光器８で除電されているため、感
光ドラム２の電位はゼロで、この状態で現像工程に入
る。出力画像を０．４程度にするため現像バイアス値は
通常の複写時より低い所定値に設定して現像する。

【００９０】ステップＳ２３と同様に出力画像の濃度分
布を求め、ステップＳ２１の濃度分布との差分のリップ
ルが０．２より小さいか否かで濃度ムラが消失したか否
かを判定する。濃度ムラが消失しない場合はステップＳ
２４に進み、消失した場合は画像修復フローＢに進む。

【００９１】ステップＳ２４では、濃度ムラの原因が転
写工程にあるか否かを判定する。

【００９２】そのため転写帯電器９５の出力を通常の複
写時より高い所定値に設定し、出力画像の濃度ムラの変
化を調べる。転写帯電器９５が局所的に汚れてくると、
転写帯電器９５からシート材背面に付与される電荷量が
局所的に不足するため、その部分で感光体２上のトナー
をシート材上に引きつける電気力が弱くなり、いわゆる
転写抜けを生じ、これが濃度ムラの原因となる。

【００９３】転写帯電器９５の出力を高くすると汚れた
部分の電荷付与能力が若干回復し転写抜けの度合いが小
さくなり濃度ムラが目立ちにくくなる。従って、出力を
高く設定した場合の出力画像の濃度ムラが小さくなれば
濃度ムラの原因は転写帯電器９５にあることがわかる。
出力を不必要に高くすることは消費電力が大きくなるの
で、通常は転写帯電器９５が汚れていない状態でシート
材へのトナー転写が十分行え、かつ、過大でない出力に
設定されている。ステップＳ２４では通常の設定値より
高い値に設定するわけである。転写工程以外の条件はス
テップＳ２１と同じである。

【００９４】上記のようにして出力した画像の濃度分布
および濃度分布のリップルを求め、そのリップルがステ
ップＳ２１の濃度分布のリップルより小さければ濃度分
布が小さくなったとし濃度ムラ原因が転写工程にあると
判定し、画像修復フローＣに進む、両リップルに差がな
い場合はステップＳ２５へ進む。

【００９５】ステップＳ２５では、濃度ムラの原因が現
像工程にあるか否かを判定する。

【００９６】そのためレーザーのみをオフにし、かつ現
像バイアスを通常の複写時と同じ値に設定して画像を出
力する。これは白紙原稿を複写した場合と同じである。

【００９７】ステップＳ２１〜Ｓ２４ですでに濃度ムラ
原因は露光，帯電，転写のいずれでもないことはわかっ
ており、残る原因候補は現像工程，クリーニング工程，
定着工程である。クリーニング，定着工程に異常があれ
ば白紙複写でも出力画像に局所的トナー付着を生ずる
が、クリーニング，定着工程で正常であればトナー付着
を生じない。

【００９８】クリーニング異常によるトナー付着はいわ
ゆるクリーニング抜けによるもので、これは感光ドラム
２上の残留トナーがクリーナー７で除去されずに残り、
次回の複写時にシート材に転写されて出力するものであ
る。

【００９９】定着異常によるトナー付着はいわゆるオフ
セットによるものである。熱定着装置１１は互いに圧接
するヒートローラと加圧ローラの間にシート材を通過さ
せることで熱定着を行うものでヒートローラにはシート
材をヒートローラから剥離するための剥離爪が当接され
ている。使用時間が増加すると、上記剥離爪によりヒー
トローラ表面にコーティングしてあるトナー離型性の良
い材料がかき取られ離型性が低下しヒートローラ表面に
シート材上のトナーが付着するようになる。付着するト
ナーが増加してくるとこのようなトナーはシート材上に
転移するようになり、オフセットと呼ばれる現象が生じ
る。

【０１００】上記のように、クリーニング，定着工程に
異常があると白紙複写でも出力画像に濃度ムラを生ずる
ので、濃度ムラ原因がクリーニング，定着工程か現像工
程かを判定することができる。判定方法は出力画像の濃
度分布を求めＤｍａｘが白紙濃度の上限０．１より大き
いか否かで判定する。大きい場合はトナー付着があると
みなし、クリーナー７または定着装置１１が異常である
と警告する。小さい場合は濃度ムラ原因が現像工程にあ
ると判定し画像修復フローＢに進む。

【０１０１】上述した検知フローにより濃度ムラを検知
し、その原因が帯電，露光，現像，転写，クリーニン
グ，定着のいずれの工程であるか判定することができ
た。

【０１０２】次に画像の修復フローを図２４および図２
５に示すフローチャートを参照して説明する。

【０１０３】帯電，露光，現像のいずれかが異常である
と判定した場合は図２４に示すＢフローに進み、転写が
異常であると判定した場合は図２５に示すＣフローに進
む。

【０１０４】まず、図２４に示すＢフローについて説明
する。

【０１０５】バススイッチ９８がデジタルデータ発生器
９９に接続され、ＲＡＭ８１に格納されている１７個の
デジタルデータ０，１６，３２，……，２４０，２５５
が出力される（ステップＳ３０）。このデータに応じて
感光ドラム上には図２６に示すような異なる１７個の表
面電位からなる潜像パターンが形成され、現像，転写，
定着を経てテストパターン画像が出力される（ステップ
Ｓ３１）。次に出力画像は原稿台に載置され、濃度読取
りを行う。このときバススイッチ１０２はＣＰＵ７９に
接続される。濃度読取りは、１７個の各濃度の領域毎に
軸方向濃度分布を読取る。読取り位置は各領域の中心点
を読取る。これにより１７個の濃度分布が得られる（ス
テップＳ３２）。

【０１０６】次に、図２６に示すように、画像全体を軸
方向に沿って３００等分し、３００個のセグメントＰ
₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ ，……Ｐ_i ，Ｐ₃₀₀ を形成する。ただ
し、図２６は画像中にセグメント境界線を記入すると繁
雑になり見づらいので画像左側にセグメント境界を示す
スケールを示してある。感光ドラムの軸長は３００mmで
あり、各セグメントの軸方向幅は１mmとなっている。次
に、各セグメントについて軸方向の平均濃度を求め、求
めた平均濃度とデジタルデータとの関係を求める。Ｐ₁
について求めたこの関係を図２７に示す。これはＰ₁ に
おけるプリンター特性カーブを現す。測定点（図２７中
の白丸）の中間は補間する。

【０１０７】同様にして各セグメントにおけるプリンタ
ー特性カーブが算出できる（ステップＳ３３）。

【０１０８】図２７を図１９の第１象限に重ねると図１
９に破線ａで示すようになり、初期の特性（実線）から
ずれていることがわかる。

【０１０９】一方、コピー濃度は、前述したごとく出力
濃度データを基にしてこれらの特性カーブにより定ま
る。従って、仮に、濃度変換器７８による濃度変換を実
線の関係のままで変更を加えずに行うと、前記特性カー
ブのずれが入力濃度データとコピー濃度との関係に影響
を及ぼすことにより、リニアな関係に保てなくなる。

【０１１０】かかる不都合をなくし、入力濃度データと
コピー濃度との関係をリニアな関係にするため、ステッ
プＳ３４では濃度変換カーブの補正を行う。図１９の第
４象限に示した点線ｂが補正後の濃度変換カーブであ
る。このような濃度変換カーブの補正は他のセグメント
についても行い、３００個の補正を行うことになる。

【０１１１】続いて、補正後の濃度変換カーブに対応す
る濃度変換係数を濃度変換器７８に格納する。濃度変換
器７８は、前述したように３００個の変換係数を格納す
るためのメモリを備えている。

【０１１２】上記一連の作動が終った後、オペレータに
よりバススイッチ９８が濃度変換器７８側に接続される
と、複写可能状態に戻る。複写時には、感光ドラム２の
軸方向の各位置ごとの濃度変換係数を使って、感光ドラ
ム２の外周面上に潜像形成がなされる。

【０１１３】上記方法による画像修復においては、セグ
メント数を大きくしセグメント１個の軸方向幅を小さく
する程、軸方向の濃度ムラの修復レベルは良くなるが、
そのためには濃度読取り器の解像度が高いことが必要で
ある。従来、感光ドラム２上のトナー像濃度の測定等に
使用されているＬＥＤとフォトダイオードから構成され
る反射濃度計は解像度が低いという欠点があった。本実
施例では解像度が高く原稿読取りに使用されるＣＣＤを
そのまま出力画像読取りに併用することで修復レベルを
高めることができた。

【０１１４】次に、感光ドラム２の現像特性が極度に劣
化し、現像特性カーブが図２８に示すようになった場合
について説明する。

【０１１５】図２８においては、レーザー光量を最大限
に大きくしても、コピー濃度は最大濃度（１．５）より
も小さく（１．２５）、所望の濃度のコピーが得られな
くなってしまう。かかる場合は、前記濃度変換器７８に
よる補正をいくら行ったとしてもコピー濃度１．２５以
上の濃度は得られない。

【０１１６】従って、本実施例においては、図２４のス
テップＳ３３において、例えばデジタルデータ２５５で
のコピー濃度が１．５より小さいか否かで補正の可否を
判定し、１．５よりも小さいときは補正不可として、現
像手段が異常であると警告する（ステップＳ３５）。な
お、警告は、例えば、装置の操作パネル等に警告メッセ
ージを表示することにより行う。

【０１１７】次に、図２５に示すＣフローを説明する。
前述したように、転写抜けによる濃度ムラが生じた場合
には転写帯電器９５の出力を上げることにより濃度ムラ
を軽減できる。

【０１１８】図２５のフローチャートは、濃度分布のリ
ップルをモニターしながら転写出力を徐々に上げるフロ
ーを示す。まず転写出力を初期値より増加して画像を出
力する（ステップＳ４０，Ｓ４１）。転写以外の条件は
図２０ステップＳ２１と同じである。続いて出力画像の
軸方向濃度分布およびリップルを算出する（ステップＳ
４２，Ｓ４３）。

【０１１９】リップルが０．２より小さければ濃度ムラ
が修復されたとし通常の複写動作に戻る（リターン）。
０．２より大きい場合は転写出力が上限になっているか
否かを判定し（ステップＳ４４）、上限になっていなけ
れば転写出力をさらに増加して上記ステップをくり返
し、リップルが０．２より小さくなるまで続ける。転写
出力が上限になってもリップルが大きい場合は、もはや
濃度ムラ修復は不可能で警告を行う（ステップＳ４
５）。

【０１２０】本実施例では転写出力とは転写電流であ
り、初期値を２００μＡ、くり返しフロー１回あたりの
電流増加分を２０μＡ，上限は４００μＡに設定した。
上限は電源の最大出力，転写帯電器９５の異常放電開始
電圧以下にする必要がある。

【０１２１】上記した方法により、感光ドラムの軸方向
における濃度ムラを検知し、修復することができる。従
って、プリンターの耐久性を向上できる。

【０１２２】本出願人が行った実験結果では、室温２３
℃、相対湿度５％の環境下において連続複写動作（Ａ４
紙使用）を行ったところ、４０万枚まで濃度ムラを発生
せず、従来は２０万枚で濃度ムラが発生し、２５万枚で
許容レベルを越えていたのに比べて、かなりプリンター
の耐久性が向上した。

【０１２３】さらには、プリンターの特性が著しく劣化
し、濃度変換器７８の変換係数の補正では修復が困難と
なった場合は警告されるので、オペレータはプリンター
のメンテナンス時期を容易に知ることができる。

【０１２４】（第５実施例）次に、前記第４実施例に関
連した第５実施例について説明する。

【０１２５】前記第４実施例では、現像特性が極度に劣
化し、レーザー光量を最大にしてもコピー濃度が１．５
より小さくなった場合は濃度変換器７８による補正が不
可であると判定したが、他の方法により補正を可能とし
た実施例である。これは明部電位（デジタルデータ２５
５に対する光量で露光した部分の感光ドラム電位）と現
像バイアスの電位コントラストを拡大する方法である。
コントラストが拡大すればトナーを感光ドラムに引き付
ける電気力が強まるので現像能力が上がり濃度を上げる
ことができる。

【０１２６】コントラストを拡大するには現像バイアス
を上げればよいが、現像バイアスだけを上げたのではカ
ブリを生じてしまうので暗部電位も同時に上げる必要が
ある。一方、暗部電位が上がると同時に明部電位が上が
るので光量を上げ、明部電位を一定に保つ。光量を上げ
るには、レーザーの発光強度を上げればよく、レーザー
の駆動電流を変えることにより強度変調を行う。また暗
部電位を上げるために一次帯電器の帯電電流を増加させ
る。

【０１２７】図２９，図３０は、デジタルデータ２５５
に対するコピー濃度を１．５に上げるために必要なレー
ザー駆動電流，帯電電流，現像バイアスを実験で求め、
これらをコピー濃度低下分（１．５からの低下分）に対
してプロットしたものである。

【０１２８】図２４ステップＳ３３でコピー濃度低下を
求めたあと、ＲＯＭ８０に格納された図２９，図３０に
示すデータの相関をもとに濃度回復に必要なレーザー駆
動電流，帯電電流，現像バイアスを算出し、この算出さ
れた条件に設定して再度図２４に示す修復フローを行
い、濃度回復を図るとともに原稿濃度とコピー濃度の関
係をリニアにできる。帯電電流の上限は１３５０μＡな
のでコピー濃度低下が−０．４５を越えると補正不可と
なり、この場合は警告を行う。

【０１２９】上記の補正方法によると、室温２３℃、相
対湿度５％の環境下において連続複写動作（Ａ４紙使
用）を行ったところ、５０万枚まで濃度ムラは発生せ
ず、耐久性が向上した。

【０１３０】（第６実施例）次に、前記第４実施例に関
連した第６実施例を説明する。

【０１３１】前記第４実施例では、修復時にテストパタ
ーンの出力画像を図２６のように感光ドラム軸方向に沿
ったセグメントに分割したが、これは軸方向の濃度ムラ
を修復するためである。しかし、濃度ムラは軸方向ばか
りでなく、感光ドラムの円周方向にも発生する。

【０１３２】円周方向の濃度ムラを修復するためには、
図３１に示すようにテストパターンを出力し、画像を円
周方向に沿ってセグメントに分割し、前記実施例と同様
に各セグメントに対応した数の濃度変換カーブの補正を
行う。図３１では円周方向を４２０個のセグメントに分
割してあり、従って濃度変換カーブも４２０個使用す
る。

【０１３３】軸方向と円周方向の両方の濃度ムラ補正を
行う構成としてもよく、その場合には両方向についてセ
グメントに分割する。

【０１３４】セグメントの幅は、ＣＣＤの解像度まで小
さくでき、４００ｄｉｐ（１ドット幅＝６４μ）の解像
度を持つＣＣＤを使用する場合は、セグメント幅は最小
で６４μに設定できる。この場合は１ドット（１画素）
ごとに濃度補正を行うので濃度ムラは完全に修復され
る。

【０１３５】本実施例では原稿読取り用のＣＣＤをテス
トパターン画像の濃度読取りに併用したが、出力画像読
取り専用のＣＣＤを定着後の排紙部等に設けてもよい。

【０１３６】

【発明の効果】本発明では、予め経時変化を想定して画
像信号と濃度特性を関連づける変換テーブルを記憶する
ようにした。そして、画像形成装置に設けた電位または
トナー濃度測定用のセンサーによる検知結果から、所定
値とのずれを算出し、この値から予め記憶した変換テー
ブルを使って、画像の修復を実施した。

【０１３７】上記構成により、従来技術である変換テー
ブル作成による修復に比べ、センサーの測定時間を縮小
することができ、またテーブルの作成時間を必要としな
いため、この分の時間と、コストを抑えることができ、
コスト上昇や待ち時間増加を極力抑えた、長期使用して
も画像が劣化することのない画像形成装置を提供するこ
とができる。

【０１３８】加えて、変換テーブルをドラム軸方向の各
位置に１つずつ保持するのではなく、補正量という１つ
または２つの変数のみを保持することでメモリーの増加
を抑えることができる。

【０１３９】また、感光体の回転軸方向または回転方向
に沿って画像領域を複数のセグメントに分割し、各セグ
メントに対応した複数の前記画像信号変換テーブルを有
し、テスト画像濃度信号に基づき、複数の画像信号変換
テーブル，帯電手段，露光手段，現像手段，転写手段の
うち少なくともいずれかを制御する構成によって、出力
画像全体の濃度ムラを検知して、画像上の各位置ごとに
画像形成条件を最適化して濃度ムラを修復でき、画像を
安定して正常に維持することができる。また、濃度ムラ
の原因となる装置の異常を判定し警告させることもで
き、メンテナンス効率が上がり、また、定着後の出力画
像を検知するので定着装置の異常も判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の要部構成図である。

【図２】 実施例の潜像光学系の斜視図である。

【図３】 実施例の走査型電位センサーの概要図であ
る。

【図４】 第１実施例の制御・演算処理部のブロック図
である。

【図５】 第１実施例の変換テーブルの数値例図であ
る。

【図６】 第１実施例の測定モードフローチャートであ
る。

【図７】 走査型電位センサーで測定したドラム軸方向
の帯電量の平均値図である。

【図８】 第１実施例のセンサー測定値を分類するレベ
ル図である。

【図９】 第１実施例の感光ドラム軸方向による補正量
図である。

【図１０】 第１実施例の通常コピーモードフローチャ
ートである。

【図１１】 従来の複写機のドラム軸方向の濃度分布図
である。

【図１２】 第１実施例の感光ドラム軸方向の濃度分布
図である。

【図１３】 変換テーブル図５の値とレベル８との差を
示した図である。

【図１４】 第２実施例で標準化した変換テーブル図で
ある。

【図１５】 第４実施例のブロック図である。

【図１６】 原稿濃度と入力濃度データの関係を示す図
である。

【図１７】 第４実施例の濃度変換器の変換特性説明図
である。

【図１８】 第４実施例の濃度変換器における入力濃度
データと出力濃度データの関係を示す図（濃度変換テー
ブル）である。

【図１９】 第４実施例の濃度変換テーブルの決定方法
の説明図である。

【図２０】 第４実施例の画像形成能力検出フローチャ
ートである。

【図２１】 第４実施例の画像形成能力検出フローチャ
ートである。

【図２２】 テストパターン画像（均一画像）図であ
る。

【図２３】 濃度分布の一例を示す図である。

【図２４】 第４実施例の画像修復フローチャートであ
る。

【図２５】 第４実施例の画像修復フローチャートであ
る。

【図２６】 第４実施例のテストパターン画像（１７段
階）の分割方法（軸方向）説明図である。

【図２７】 プリンター特性データの一例を示す特性図
である。

【図２８】 プリンター特性データの例（濃度低下した
場合）の特性図である。

【図２９】 濃度低下を補正するための相関図である。

【図３０】 濃度低下を補正するための相関図である。

【図３１】 第６実施例のテストパターン画像（１７段
階）の分割方法（周方向）説明図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ 感光体（感光ドラム） ３ 一次帯電器 ５ 現像器 ６ 転写分離帯電器 ７ クリーナー ２１ 半導体レーザー ３１ 走査型電位センサー ３２ ガイドレール ３６ ラックギア ５５ センサー測定値用ＲＡＭ ５６ 補正量用ＲＡＭ ６０ 変換テーブル用ＲＯＭ ７５ 画像読取り器（ＣＣＤ） ７８ 濃度変換器 ７９ ＣＰＵ ８５ レーザー駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/06 １０１ 15/08 １１５ 9222−2Ｈ 15/16 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３ Ａ 9186−5Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体を帯電し、デジタル画像露光によ
   って静電潜像を形成し、静電潜像をトナーによって現像
   し、転写材上へトナー像を転写する画像形成工程を順次
   行うデジタル画像形成装置であって、デジタル画像露光
   信号と予想される経時変化後の画像形成の濃度特性との
   関連を内容とする変換テーブル、もしくは、デジタル画
   像露光信号と予想される経時変化後の濃度の修正量との
   関連を内容とする変換テーブルの少なくとも一方と、感
   光体の帯電電位量、または感光体上あるいは転写材上の
   トナー濃度を上記画像形成工程の進行方向と直交する方
   向の複数のポイント上で検知するセンサーとを有し、前
   記センサーの検知結果と所定値との差に応じて、前記変
   換テーブルからデジタル画像露光信号と前記経時変化後
   の予想濃度特性または修正量を読み出して、デジタル画
   像露光信号を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 原稿画像を読み取る画像読取り手段と、
   読取った画像信号を他の画像信号に変換する画像信号変
   換テーブルと、テスト画像信号を発生するテスト画像信
   号発生手段と、感光体の帯電手段と、前記画像信号変換
   テーブルにより変換した画像信号に対応して感光体を露
   光する露光手段と、感光体上に形成された潜像の現像手
   段と、感光体上の可視像を転写材に転写する転写手段と
   を備えた画像形成装置であって、感光体の回転軸方向ま
   たは円周方向に画像領域を複数のセグメントに分割し、
   各セグメントに対応した複数の前記画像信号変換テーブ
   ルを有し、前記テスト画像信号に応じて形成した出力画
   像を前記原稿読取り手段で読取ったテスト画像濃度信号
   に基づいて、前記複数の画像信号変換テーブル，帯電手
   段，露光手段，現像手段，転写手段のうち少なくともい
   ずれかを制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記テスト画像信号に応じて形成した出
   力画像を前記原稿読取り手段で読取ったテスト画像濃度
   信号に基づき、前記帯電手段，露光手段，現像手段，転
   写手段のいずれが異常かを判定することを特徴とする請
   求項２記載の画像形成装置。