JPH07264411A

JPH07264411A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07264411A
Application number: JP6056055A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ikeda; 雄一池田; Nobuatsu Sasanuma; 信篤笹沼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-13
Also published as: US5566372A

Abstract

(57)【要約】【目的】階調特性が線形でない濃度域において良好な
階調制御を行うこと。【構成】記録材上に階調パターンを形成するパターン
形成手段と、前記パターン形成手段により形成された階
調パターンを読み取る読取手段と、前記パターン読取手
段により読み取った階調パターンに基づいて画像形成条
件を調整する調整手段とを備える画像形成装置におい
て、階調特性が線形でない濃度域において、他の濃度域
よりも階調パターンのステップを多くとることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録材上に画像を形成
する、画像形成方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像形成装置を起動させて、
ウォームアップ終了後に、特定パターンを像担持体上に
形成し、その像担持体上のパターンの濃度を読み取り、
γ補正などの画像形成条件にフィードバックさせること
により、画像品質の安定性を向上させる手法が知られて
いる。

【０００３】更に、環境変動等により、画像形成特性が
変化した場合、環境変動量に応じて、再度、特定パター
ンを像担持体上に形成し、その像担持体上のパターンの
濃度を読み取り、γ補正などの画像形成条件にフィード
バックさせることにより、画像品質を安定させることが
行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、画像形成装置が、長期に渡って使用された場
合、像担持体上のパターンを読み取った濃度と、実際に
プリントアウトされた画像の濃度が一致しなくなるケー
スが生じてくる。

【０００５】例えば、転写残トナーをクリーニングする
ための、クリーニングブレードを接触させて長期に渡っ
て像担持体を擦ることにより、像担持体の表面が粗れて
しまい、トナーの付着量と、反射光量の関係が、初期状
態と変わってしまう。

【０００６】従って、長期間使用した画像形成装置を初
期の濃度変換パラメータで変換した濃度データを用い
て、画像形成条件にフィードバックしてしまうと、最適
な画像が得られないという欠点があった。

【０００７】また、上述の従来例では、画像形成装置の
最大画像濃度の劣化を考慮していなかったため、最大画
像濃度出力が耐久変動等の影響で低下してしまった場合
には、γ特性をいかに補正しても、画像濃度が高い領域
で画像の階調性が悪くなってしまうという欠点があっ
た。

【０００８】また、上述の従来例では、画像形成装置の
階調特性がリニアでない（特にハイライト）ため、濃度
データ間を近似式で補間すると実際の濃度とは違ってし
まっていた。この階調データを用いて、画像形成条件に
フィードバックしてしまうと、最適な画像が得られない
という欠点があった。

【０００９】更に、上述の従来例では、画像形成装置に
おいて均一濃度を記録材上全面に出力したときに、帯電
器の汚れによる帯電ムラにより濃度の飛びが見られる場
合、同じ濃度出力でも場所によって濃度が変わってしま
っていた。この様な状態において、階調データを用い
て、画像形成条件にフィードバックしてしまうと、最適
な画像が得られないという欠点があった。

【００１０】そこで、本願は複数種類のキャリブレーシ
ョンにより、画質を安定化させることを目的とする。

【００１１】また、キャリブレーションにおける操作性
を向上させることを別の目的とする。

【００１２】また、像形成手段により表現可能な最大濃
度を有効に用いることを別の目的とする。

【００１３】また、階調特性が線形でない濃度域におい
て良好な階調制御を行うことを別の目的とする。

【００１４】また、基準パターンの均一性を判定するこ
とにより安定した画像形成条件の調整を行うことを別の
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本願の画像形成装置は、記録材上に階調パタ
ーンを形成するパターン形成手段と、前記パターン形成
手段により形成された階調パターンを読み取る読取手段
と、前記パターン読取手段により読み取った階調パター
ンに基づいて画像形成条件を調整する調整手段とを備え
る画像形成装置において、階調特性が線形でない濃度域
において、他の濃度域よりも階調パターンのステップを
多くとることを特徴とする。

【００１６】

【実施例】

（第１の実施例）以下、図面を参照して本発明の一実施
例を詳細に説明する。

【００１７】図１に本実施例の構成図を示す。

【００１８】フルカラーの画像形成方法について、説明
する。

【００１９】原稿台ガラス１０２上に、置かれた原稿１
０１は光源１０３によって照射され光学系１０４を介し
てＣＣＤセンサー１０５に結像される。ＣＣＤセンサー
１０５は３列に配列されたレッド、グリーン、ブルーの
ＣＣＤラインセンサー群により、ラインセンサー毎にレ
ッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。

【００２０】これらの読み取り光学系ユニットは矢印の
方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号
データ列に変換する。

【００２１】また原稿台ガラス１０２上には、原稿の位
置をつき当てて、原稿の斜め置かれを防ぐつき当て部材
１０７と、その原稿台ガラス面に、ＣＣＤセンサー１０
５の白レベルを決定するためと、ＣＣＤセンサー１０５
のスラスト方向のシェーディングを行うための、基準白
色板１０６が配置してある。

【００２２】ＣＣＤセンサー１０５により、得られた画
像信号は、リーダー画像処理部１０８にて画像処理され
た後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部１０９で
画像処理される。

【００２３】次に、画像処理部１０８について説明す
る。

【００２４】図２は、本実施例に係るリーダー部Ａの画
像処理部１０８における画像信号の流れを示すブロック
図である。同図に示すように、ＣＣＤセンサー１０５よ
り出力される画像信号は、アナログ信号処理部２０１に
入力され、そこでゲイン調整、オフセット調整をされた
後、Ａ／Ｄコンバータ２０２で、各色信号毎に８ｂｉｔ
のデジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換される。そ
の後、シェーディング補正部２０３に入力され、色ごと
に基準白色板１０６の読取り信号を用いた公知のシェー
ディング補正が施される。

【００２５】クロック発生部２１１は、１画素単位のク
ロックを発生する。また、主走査アドレスカウンタ２１
２では、クロック発生部２１１からのクロックを計数
し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。そして、
デコーダ２１３は、主走査アドレスカウンタ２１２から
の主走査アドレスをデコードして、シフトパルスやリセ
ットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号や、ＣＣＤ
からの１ライン読み取り信号中の有効領域を表すＶＥ信
号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。なお、主走
査アドレスカウンタ２１２はＨＳＹＮＣ信号でクリアさ
れ、次のラインの主走査アドレスの計数を開始する。

【００２６】ＣＣＤセンサー１０５の各ラインセンサー
は、相互に所定の距離を隔てて配置されているため、図
２のラインディレイ回路２０４において、副走査方向の
空間的ずれを補正する。具体的には、Ｂ信号に対して副
走査方向で、Ｒ、Ｇの各信号を副走査方向にライン遅延
させてＢ信号に合わせる。

【００２７】入力マスキング部２０５は、ＣＣＤセンサ
ーのＲ、Ｇ、Ｂのフィルタの分光特性で決まる読み取り
色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する部分であ
り、次式のようなマトリックス演算を行う。

【００２８】

【外１】

【００２９】光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６
はルックアップテーブルＲＯＭにより構成され、Ｒ４、
Ｇ４、Ｂ４の輝度信号がＣ０、Ｍ０、Ｙ０の濃度信号に
変換される。ライン遅延メモリ２０７は、不図示の黒文
字判定部で、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４信号から生成されるＵＣ
Ｒ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等の判定信号までのライン遅
延分だけ、Ｃ０、Ｍ０、Ｙ０の画像信号を遅延させる。

【００３０】マスキング及びＵＣＲ回路２０８は、入力
されたＹ１、Ｍ１、Ｃ１の３原色信号により黒信号（Ｂ
ｋ）を抽出し、更に、プリンタ部Ｂでの記録色材の色濁
りを補正する演算を施して、Ｙ２、Ｍ２、Ｃ２、Ｂｋ２
の信号を各読み取り動作の度に順次、所定のビット幅
（８ｂｉｔ）で出力する。

【００３１】γ補正回路２０９は、リーダー部Ａにおい
て、プリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく濃
度補正を行う。また、空間フィルタ処理部（出力フィル
タ）２１０は、エッジ強調又はスムージング処理を行
う。

【００３２】このように処理されたＭ４、Ｃ４、Ｙ４、
Ｂｋ４の面順次の画像信号は、プリンタ制御部１０９に
送られ、プリンタ部ＢでＰＷＭによる濃度記録が行われ
る。

【００３３】また、２１４はリーダー部内の制御を行う
ＣＰＵ、２１５はＲＡＭ、２１６はＲＯＭである。２１
７は操作部であり、表示器２１８を有する。

【００３４】図３は、図２に示す画像処理部１０８にお
ける各制御信号のタイミングを示す図である。同図にお
いて、ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区間信
号であり、論理“１”の区間において、画像読取り（ス
キャン）を行って、順次、（Ｃ）、（Ｍ）、（Ｙ）、
（Ｂｋ）の出力信号を形成する。また、ＶＥ信号は、主
走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間
において主走査開始位置のタイミングをとり、主にライ
ン遅延のライン計数制御に用いられる。そして、ＣＬＯ
ＣＫ信号は画素同期信号であり、“０”→“１”の立ち
上がりタイミングで画像データを転送するのに用いられ
る。

【００３５】次にプリンタ部Ｂの説明を行う。

【００３６】図１において感光ドラム４は、１次帯電器
８により、一様に帯電される。

【００３７】画像データは、プリンタ画像処理部１０９
に含まれるレーザドライバ及びレーザ光源１１０を介し
てレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴンミラー
１及びミラー２により反射され、一様に帯電された感光
体ドラム４上に照射される。

【００３８】レーザ光の走査により潜像が形成された感
光ドラム４は、図中に示す矢印の方向に回転する。

【００３９】すると、現像器３により各色ごとの現像が
順次なされる。

【００４０】本実施例では、現像方式として、２成分系
を用いており、感光体ドラム４のまわりに、各色の現像
器３が上流よりブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シ
アン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の順で配置され、画像信号
に応じた現像器が、その感光ドラム上に作られた潜像領
域を現像するタイミングで、現像動作を行うようになっ
ている。

【００４１】一方、転写紙６は転写ドラム５に巻き付け
られてＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの順番に１回ずつ回転し、計４
回回転して各色のトナー画像が転写紙６上に多重に転写
される。

【００４２】転写が終了すると、転写紙６を転写ドラム
５から分離し、定着ローラ対７によって定着され、フル
カラー画像プリントが完成する。

【００４３】また、感光ドラム４の現像器３の上流側に
表面電位センサー１２を配置している。

【００４４】また、感光体ドラム４上の転写残トナーを
クリーニングするためのクリーナー９と、後述する、感
光体ドラム４上に形成されたトナーパッチパターンの反
射光量を検出するための、ＬＥＤ光源１０（約９６０ｎ
ｍに主波長をもつ）とフォトダイオード１１を設けてい
る。

【００４５】図４は本実施例による画像形成装置の構成
ブロック図を示す。

【００４６】プリンタ画像処理部１０９はＣＰＵ２８及
び、ＲＯＭ３０とＲＡＭ３２、テストパターン記憶部３
１、濃度換算回路４２及びＬＵＴ２５より成り立ち、リ
ーダー部Ａ、プリンタエンジン部１００と通信できるよ
うになっている。

【００４７】プリンタエンジン部１００において、感光
体ドラム４の回りに配置されている、ＬＥＤ１０とフォ
トダイオード１１から成る、光学読み取り装置４０、１
次帯電器８、レーザ１０１、表面電位センサー１２、現
像器３を制御している。

【００４８】また、機内の空気中の水分量を測定する環
境センサー２１３が備えられている。

【００４９】表面電子センサー１２は、現像器３より上
流側に設けられており、１次帯電器８のグリッド電位、
現像器３の現像バイアスは後述のようにＣＰＵ２８によ
り制御される。

【００５０】図５は本実施例による階調画像を得る画像
信号処理回路を示す。

【００５１】画像の輝度信号がＣＣＤ１０５で得られ、
リーダー画像処理部１０８において面順次の画像信号に
変換される。この画像信号は、初期設定時のプリンタの
γ特性が入力された画像信号によって表される、原画像
の濃度と出力画像の濃度が一致するように、ＬＵＴ２５
にて濃度特性が変換される。

【００５２】図６に階調が再現される様子を４限チャー
トで示す。

【００５３】第Ｉ象限は、原稿濃度を濃度信号に変換す
るリーダ部Ａの読み取り特性を示し、第ＩＩ象限は濃度
信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ２５の変
換特性を示し、第ＩＩＩ象限はレーザ出力信号から出力
濃度に変換するプリンタ部Ｂの記録特性を示し、第ＩＶ
象限は原稿濃度から出力濃度の関係を示すこの画像形成
装置のトータルの階調再現特性を示している。

【００５４】階調数は８ｂｉｔのデジタル信号で処理し
ているので、２５６階調である。

【００５５】この画像形成装置では、第ＩＶ象限の階調
特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ特
性がリニアでない分を第ＩＶ象限のＬＵＴ２５によって
補正している。

【００５６】ＬＵＴ２５は後に述べる演算結果により生
成される。

【００５７】ＬＵＴ２５にて濃度変換された後、パルス
巾変調（ＰＷＭ）回路２６により信号がドット巾に対応
した信号に変換され、レーザーのＯＮ／ＯＦＦを制御す
るレーザードライバ２７に送られる。

【００５８】本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全色と
も、パルス巾変調処理による階調再現方法を用いた。

【００５９】そして、レーザ１１０の走査により感光体
ドラム４上にはドット面積の変化により、所定の階調特
性を有する潜像が形成され、現像、転写、定着という過
程をへて階調画像が再生される。

【００６０】（リーダー／プリンタの双方を含む系の階
調制御）次に、リーダー部Ａ、プリンタ部Ｂの双方を含
む系の画像再現特性の安定化に関する第１の制御系につ
いて説明する。

【００６１】まず、リーダー部Ａを用いてプリンタ部Ｂ
のキャリブレーションについて、図７のフロー図を用い
て説明する。このフローは、リーダー部Ａを制御するＣ
ＰＵ２１４とプリンタ部Ｂを制御するＣＰＵ２８により
実現される。

【００６２】操作部２１７上に設けられた、自動階調補
正というモード設定ボタンを押すことで、本制御がスタ
ートする。なお、本実施例では、表示器２１８は図８〜
図１０に示す様なプシュセンサーつきの液晶操作パネル
（タッチパネルディスプレイ）で構成されている。

【００６３】Ｓ５１において表示器２１８上に、テスト
プリント１のプリントスタートボタン８１が現れ（図８
（ａ））、それを押すことで図１１に示すテストプリン
ト１の画像がプリンタ部Ｂによりプリントアウトされ
る。

【００６４】このとき、テストプリント１を形成するた
めの用紙の有無をＣＰＵ２１４が判断し、ない場合は図
８（ｂ）に示すような警告表示を行う。

【００６５】このテストプリント１の形成時にはコント
ラスト電位（後述する）は、環境に応じた標準状態のも
のを初期値として登録しおき、これを用いる。

【００６６】また、本実施例に用いた画像形成装置は、
複数の用紙カセットを備え、Ｂ４、Ａ３、Ａ４、Ｂ５等
複数種の用紙サイズが選択可能となっている。

【００６７】しかし、この制御で使用するプリント用紙
は、後の読み取り作業時に、縦置き、横置きの間違えに
よるエラーを避けるために、一般で言われているラージ
サイズ紙を用いている。すなわち、Ｂ４、Ａ３、１１×
１７、ＬＧＲを用いるように、設定されている。

【００６８】図１１のテストパターン１には、Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋ４色分の中間階調濃度による、帯状のパターン６
１を形成する。

【００６９】このパターン６１を目視で検査することに
より、スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラがないこと
を確認する。このパターンはスラスト方向に、パッチパ
ターン６２、及び階調パターン７１、７２（図１２）を
カバーするようにＣＣＤセンサー１０５の主走査方向の
サイズが設定されている。

【００７０】異常が認められる場合には、再度テストプ
リント１のプリントを行い、再度異常が認められた場合
にはサービスマンコールとする。

【００７１】なお、この帯パターン６１を、リーダー部
Ａで読み取り、そのスラスト方向の濃度情報により、以
後の制御を行うかどうかの可否判断を自動で下すことも
可能である。

【００７２】一方パターン６２はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各
色の最大濃度パッチで、濃度信号値で２５５レベルを用
いる。

【００７３】Ｓ５２では、このテストプリント１の画像
を、原稿台ガラス１０２上に図１３のようにのせて、図
９（ａ）に示される読み取りスタートボタン９１を押
す。

【００７４】このとき、図９（ａ）に示す操作者用のガ
イダンス表示が現れる。

【００７５】図１３は、原稿台を上部から見た図であ
り、左上のくさび型マークＴが原稿台の原稿つき当て用
のマークであり、帯パターン６１が、つき当てマークＴ
側にくるようにして、なおかつ、表裏を間違えないよう
に、操作パネル上で上述のようなメッセージを表示する
（図９（ａ））。このようにすることで、置き間違えに
よる制御エラーを防ぐようにした。

【００７６】リーダー部Ａにより、パターン６２を読み
取る際に、つき当てマークＴから徐々に走査し、一番最
初の濃度ギャップ点Ａがパターン６１の角で得られるの
で、その座標ポイントから、相対座標で、パターン６２
の各パッチの位置をわり出して、パターン６２の濃度値
を読み取る。

【００７７】読み取り中は図９（ｂ）に示す表示が行わ
れ、テストプリント１の向きや位置が不正確で読み取り
不能のときは図９（ｃ）に示すメッセージを表し、操作
者が置きなおして、読み込みキー９２を押すことにより
再度読み取りを行う。

【００７８】得られたＲＧＢ値より、光学濃度の換算す
るためには、下式（２）を用いる。市販の濃度計と同じ
値にするために、補正係数（ｋ）で調整している。

【００７９】また、別にＬＵＴを用いてＲＧＢの輝度情
報からＭＣＹＢｋの濃度情報に変換してもよい。

【００８０】

【外２】

【００８１】次に得られた濃度情報から、最大濃度を補
正する方法を説明する。

【００８２】図１５に相対ドラム表面電位と上述の演算
により得られた画像濃度の関係を示す。

【００８３】その時点で用いたコントラスト電位、すな
わち、現像バイアス電位と１次帯電された後レーザ光を
用いて最大レベルを打った時の感光ドラムの表面電位と
の差が、Ａという設定で得られた最大濃度Ｄ_Aであった
場合、最大濃度の濃度域では、相対ドラム表面電位に対
して画像濃度が実線Ｌに示すように、リニアに対応する
ことがほとんどである。

【００８４】ただし、２成分現像系では、現像器内のト
ナー濃度が変動して、下がってしまった場合、破線Ｎの
ように、最大濃度の濃度域で、非線形特性になってしま
う場合もある。

【００８５】従って、ここでは、最終的な最大濃度の目
標値を１．６としているが、０．１のマージンを見込ん
で、１．７を最大濃度をあわせる制御の目標値に設定し
て制御量を決定する。

【００８６】ここでのコントラスト電位Ｂは、次式
（３）を用いて求める。

【００８７】Ｂ＝（Ａ＋Ｋａ）×１．７／Ｄ_A…（３）ここでＫａは、補正係数であり、現像方式の種類によっ
て、値を最適化するのが好ましい。

【００８８】実際には、電子写真方式では、環境によっ
て、コントラスト電位Ａの設定は、環境に応じて変えな
いと画像濃度が合わず、先に説明した、機内の水分量を
モニターする環境センサー３３の出力によって、図１６
のように設定を変えている。

【００８９】従って、コントラスト電位を補正する方法
として次式の補正係数Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを、バッ
クアップされたＲＡＭに保存しておく。

【００９０】Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌ＝Ｂ／Ａ画像形成装置が３０分毎に、環境（水分量）の推移を、
モニタし、その検知結果に基づいてＡの値を決定する度
に、Ａ×Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを算出して、コントラ
スト電位を求める。

【００９１】コントラスト電位から、グリッド電位と現
像バイアス電位を求める方法を簡単に説明する。

【００９２】図１７にグリッド電位と感光ドラムとの関
係を示す。

【００９３】グリッド電位を−２００Ｖにセットして、
レーザ光のレベルを最低にして走査したときの表面電位
Ｖ_L並びにレーザ光のレベルを最高にしたときの表面電
位Ｖ_Hを表面電位センサー１２で測定する。

【００９４】同様にグリッド電位を−４００Ｖにしたと
きのＶ_LとＶ_Hを測定する。

【００９５】−２００Ｖのデータと−４００Ｖのデータ
を、補間、外挿することで、グリッド電位と表面電位と
の関係を求めることができる。

【００９６】この電位データを求めるための制御を電位
測定制御とよぶ。

【００９７】Ｖ_Lから画像上にカブリトナーが付着しな
いように設定されたＶｂｇ（ここでは１００Ｖに設定）
の差を設けて、現像バイアスＶ_DCを設定する。

【００９８】コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは、現像バイ
アスＶ_DCとＶ_Hの差分電圧であり、このＶｃｏｎｔが大
ほど、最大濃度が大きくとれるのは、上述した通りであ
る。

【００９９】計算で求めたコントラスト電位Ｂにするた
めには、図１７の関係より、何ボルトのグリッド電位が
必要か、そして何ボルトの現像バイアス電位が必要か
は、計算で求めることができる。

【０１００】図７のＳ５３では最大濃度を最終的な目標
値より、０．１高くなるようにコントラスト電位を求
め、このコントラスト電位が得られるように、グリッド
電位および現像バイアス電位をＣＰＵ２８がセットす
る。

【０１０１】Ｓ５４にて、求めたコントラスト電位が、
制御範囲にあるかどうかを判断して、制御範囲からはず
れている場合には、現像器等に異常があるものと判断し
て、対応する色の現像器をチェックするように、サービ
スマンにわかるように、エラーフラグをたてておき、所
定のサービスモードでそのエラーフラッグをサービスマ
ンが見られるようにする。

【０１０２】ここでは、そのような異常時には制御範囲
ぎりぎりの値にリミッターをかけて、修正制御して（Ｓ
５５）、制御は継続させる。

【０１０３】以上の様に、Ｓ５３で求めたコントラスト
電位になれるように、ＣＰＵ２８によりグリッド電位と
現像バイアス電位の設定を行う。

【０１０４】図３１に、濃度変換特性図を示す。本実施
例での最大濃度を最終目標値より高めに設定する最大濃
度制御により第ＩＩＩ象限のプリンタ特性図は実線Ｊの
ようになる。

【０１０５】もし仮に、このような制御を行わないとき
には、破線Ｈのような１．６に達しないプリンタ特性に
なる可能性もある。破線Ｈの特性の場合ＬＵＴ２５をい
かように設定しても、ＬＵＴ２５は最大濃度を上げる能
力は持ち合わせていないので、濃度Ｄ_Hと１．６の間の
濃度は再現不可能となる。

【０１０６】実線Ｊの様に最大濃度をわずかに越える設
定になっていれば、確実に、第ＩＶ象限のトータル階調
特性で、濃度再現域は保証することができる。

【０１０７】次に、図１０（ａ）のように操作パネル上
に、テストプリント２の画像のプリントスタートボタン
１５０が現れ、それを押すことで図１２のテストプリン
ト２の画像がプリントアウトされる（Ｓ５６）。プリン
ト中は図１０（ｂ）のような表示となる。

【０１０８】テストプリント２は図１２に示すように、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色、４列１６行の全部で６４階調
分のグラデーションのパッチ群により成り立ち、ここ
で、６４階調分は、全部で２５６階調あるうちの、濃度
の低い領域を重点的にレーザ出力レベルを割り当ててあ
り、高濃度領域は、レーザ出力レベルをまびいてある。
このようにすることにより、特にハイライト部における
階調特性を良好に調整することができる。

【０１０９】図１２において、７１は解像度２００ｌｐ
ｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチ、７２は４００ｌ
ｐｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチである。各解像
度の画像を形成するためには、パルス幅変調回路２６に
おいて、処理の対象となっている画像データとの比較に
用いられる三角波の周期を複数用意することによって実
現できる。

【０１１０】なお、本画像形成装置は、階調画像は２０
０ｌｐｉの解像度で、文字等の線画像は４００ｌｐｉの
解像度で、作成している。この２種類の解像度で同一の
階調レベルのパターンを出力しているが、解像度のちが
いで、階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じ
て先の階調レベルを設定するのがより好ましい。

【０１１１】また、テストプリント２は、ＬＵＴ２５を
作用させずに、パターンジェネレータ２９から発生させ
る。

【０１１２】図１４はテストプリント２の出力を、原稿
台ガラス１０２上に置いたときに、上方から見た模式図
であり、左上のくさび型マークＴが原稿台の原稿つき当
て用のマークであり、Ｂｋのパターンが、つき当てマー
クＴ側にくるようにして、なおかつ、表裏を間違えない
ように操作パネル上でメッセージを表示した（図１０
（ｃ））。このようにすることで、置き間違えによる制
御エラーをふせぐようにした。

【０１１３】リーダー部Ａにて、パターンを読み取る際
に、つき当てマークＴから徐々に走査し、一番最初の濃
度ギャップ点Ｂが得られるので、その座標ポイントか
ら、相対座標でパターンの各色パッチの位置を割り出し
て、読み取るようにした（Ｓ５７）。

【０１１４】１パッチ（図１２の７３）あたりの読むポ
イントは図１８のように、パッチの内部を、読み取りポ
イント（ｘ）を１６ポイントとり、得られた信号を平均
する。ポイント数は読み取り装置、画像形成装置によっ
て最適化するのが好ましい。

【０１１５】各パッチ毎に１６ポイントの値が平均され
た、ＲＧＢ信号を、先に示した光学濃度への変換方法に
より、濃度値に直し、それを出力濃度として、横軸にレ
ーザ出力レベルをプロットしたのが、図１９である。

【０１１６】更に、右の縦軸のように、紙のベース濃
度、本例では０．０８を０レベルに、この画像形成装置
の最大濃度として設定している１．６０を２５５レベル
に正規化している。

【０１１７】得られたデータがＣ点のように、特異的に
濃度が高かったり、Ｄ点のように、低かったりした場合
には、原稿台ガラス１０２上に汚れがあったり、テスト
パターン上に不良があったりすることがあるので、デー
タ列に連続性が保存されるように、傾きにリミッターを
かけ、補正を行う。ここでは具体的には傾きが３以上の
時は、３に固定し、マイナス値の時は、その前のレベル
と同じ濃度レベルにしている。

【０１１８】ＬＵＴ２５の内容は前述したように、図１
９の濃度レベルを入力レベル（図６の濃度信号軸）に、
レーザ出力レベルを出力レベル（図６のレーザ出力信号
軸）に座標を入れ換えるだけで、簡単に作成できる。パ
ッチに対応しない濃度レベルについては、補間演算によ
り値を求める。

【０１１９】このときに、入力レベル０レベルに対し
て、出力レベルは０レベルになるように、制限条件を設
けている。

【０１２０】そして、Ｓ５８で上述の様に作成した変換
内容をＬＵＴ２５に設定する。

【０１２１】以上で、読取装置を用いた第１の制御系に
よるコントラスト電位制御とγ変換テーブル作成が完了
する。上述の処理中には、図１０（ｄ）のような表示が
行われ、完了すると図１０（ｅ）のように表示される。

【０１２２】次に第１の制御系による制御を行った後
の、階調性についての補足制御について説明する。

【０１２３】本実施例で用いた画像形成装置では、先の
コントラスト電位制御により、環境が変動しても、最大
濃度が補正できたが、階調性についても補正を行ってい
る。

【０１２４】第１の制御系を無効にした状態で、環境が
変化した場合に対応して、ＲＯＭ３０には各環境の図２
０に示すＬＵＴ２５のデータが保存されている。

【０１２５】第１の制御系による制御を行ったときの水
分量データを保存しておき、その水分量に対応するＲＯ
Ｍ３０上のＬＵＴ．Ａを求める。

【０１２６】以降、環境が変化する毎に、その時点の水
分量に対応するＲＯＭ３０上のＬＵＴ．Ｂを求めてお
き、第１の制御系により得られたＬＵＴ．１を（ＬＵ
Ｔ．Ｂ−ＬＵＴ．Ａ）を用いて下式により補正する。

【０１２７】ＬＵＴ．ｐｒｅｓｅｎｔ＝ＬＵＴ．１＋
（ＬＵＴ．Ｂ−ＬＵＴ．Ａ）…（４）この制御により、画像形成装置は、濃度信号に対して、
リニアな特性になるように構成され、結果として機械毎
の濃度階調特性ばらつきを押え込めるようになり、標準
状態の設定ができるようになった。

【０１２８】また、この制御を一般ユーザに解放するこ
とにより、画像形成装置の階調特性が悪くなったと判断
した時点で、必要に応じて制御をかけることで、リーダ
／プリンタの双方を含む系の階調特性の補正を容易に実
効できるようになる。

【０１２９】さらに、上述のような環境変動に対する補
正をも適切に行うことができる。

【０１３０】また、第１の制御系の有効／無効の設定
は、サービスマンができるようにしておき、サービスメ
ンテナンス時は、無効にすることで、画像形成装置の状
態判断を行えるようにしている。

【０１３１】無効にした場合は、この機種の画像形成装
置の標準的な、コントラスト電位、ならびに、γＬＵＴ
２５が、ＲＯＭ３０から呼び出されセットされるように
しておく。

【０１３２】そのようにしておくことで、サービスメン
テナンス時に、標準の状態からどのくらい特性がずれて
いるのかが明白になり、最適なメンテナンスが効率良く
行える。

【０１３３】（プリンタの階調制御）次に、プリンタ部
Ｂ単独の画像再現特性の安定化に関する第２の制御系に
ついて説明する。

【０１３４】図２１は感光ドラム４に相対するＬＥＤ１
０とフォトダイオード１１から成るフォトセンサー４０
からの信号を処理する処理回路を示す。フォトセンサー
４０に入射された感光ドラム４からの近赤外光は、フォ
トセンサー４０により電気信号に変換され、電気信号は
Ａ／Ｄ変換回路４１により０〜５Ｖの出力電圧を０〜２
５５レベルのディジタル信号に変換される。そして、濃
度換算回路４２により濃度に変換される。

【０１３５】なお、本実施例で使用したトナーは、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの色トナーで、スチレン系共重
合樹脂をバインダーとし、各色の色材を分散させて形成
されている。

【０１３６】イエロー、マゼンタ、シアントナーの分光
特性はこの順に図２２〜図２４に示す通り、近赤外光
（９６０ｎｍ）の反射率が８０％以上得られる。また、
これらの色トナー画像形成において、色純度、透過性に
有利な２成分現像方式を採用している。

【０１３７】一方、本実施例では、ブラックトナーは同
じ２成分現像方式ではあるが、純粋な黒を出すために、
色材としてカーボンブラックを用いているため、図２５
に示す通り、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率は１０％
程度である。

【０１３８】また、感光ドラム４はＯＰＣドラムであ
り、近赤外光の反射率（９６０ｎｍ）は約４０％であ
り、反射率が同程度であれば、アモルファスシリコン系
ドラム等であってもかまわない。

【０１３９】感光ドラム４上の濃度を各色の面積階調に
より段階的に変えていった時の、フォトセンサー４０出
力と出力画像濃度との関係を図２６に示す。

【０１４０】トナーが感光体ドラム４に付着していない
状態におけるセンサー９の出力を２．５Ｖ、すなわち、
１２８レベルに設定した。

【０１４１】図２６からわかるように、イエロー、マゼ
ンタ、シアンの色トナーは面積被覆率が大きくなり画像
濃度が大きくなるにしたがい、感光ドラム４単体よりフ
ォトセンサー４０出力が大きくなる。

【０１４２】一方、ブラックのトナーは面積被覆率が大
きくなって、画像濃度が大きくなるに従い、感光ドラム
４単体よりフォトセンサー４０出力が小さくなり、これ
らの特性から、各色専用のセンサー出力信号から、濃度
信号に変換するテーブル４２ａを持つことにより、各色
とも精度良く濃度信号を読み取ることができる。

【０１４３】第２の制御系のフローを図２７を用いて説
明する。この制御はＣＰＵ２８により実現される。

【０１４４】メイン電源スイッチをオン（Ｓ２０１）に
した時に、定着ローラーの温度が１５０℃以下であった
場合、第２の制御系による制御が行われるように設定し
ている（Ｓ２０２）。

【０１４５】定着温度が１５０℃以下の場合、定着ロー
ラ温度が所定の温度になり、レーザ温度も温調点に達
し、先のコントラスト電位を設定するために、電位デー
タを測定する電位測定制御をおこない、トナートリボが
安定するまで、現像器を空回転して、スタンバイ状態に
なるまで待つ（Ｓ２０３）。

【０１４６】スタンバイ状態になったところで、Ｙ、
Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色毎のパッチパターンを感光ドラム上
に形成して、フォトセンサー４０で検知する（Ｓ２０
４）。

【０１４７】ここで、パッチのレーザ出力は、各色とも
濃度信号（図６の濃度信号軸）で１２８レベルを用い
る。この際、ＬＵＴ２５の内容ならびに、コントラスト
電位の設定は、第１の制御系で得たものを、その時点で
の水分量を用いて補正して用いる。

【０１４８】第１の制御系が無効の状態では、標準状態
として水分量から導かれた、ＲＯＭ８０に登録されてい
るＬＵＴ２５ならびに、コントラスト電位を用いる。

【０１４９】感光ドラム４上にパッチを形成するシーケ
ンスは図２８のように行った。

【０１５０】本実施例では大口径の感光ドラム４を使用
しているため、正確に、そして効率良く短時間で濃度デ
ータを得るため、感光ドラムの偏心を考慮して、感光ド
ラムの１８０度相対する位置に同一色のパッチを形成し
測定し、複数のサンプリングを行い平均を求める。

【０１５１】そのパッチをはさむように、異なる色のパ
ッチを形成することで、１周で２色分のデータを得た。

【０１５２】このようにして、２周で４色分のデータが
得られ、図２６の濃度変換テーブル４０ａを用いて濃度
値を得る。

【０１５３】図２９に濃度信号と出力の関係を示す。

【０１５４】濃度第１の制御系により濃度信号１２８
は、１．６を２５５に正規化した濃度スケールで出力濃
度は１２８になるように制御されているので、測定した
結果がＥ点のようにΔＤだけずれていた場合、Ｖｃｏｎｔ．ｃｏｒｒｅｃｔ＝Ｖｃｏｎｔ．ｐｒｅｓｅ
ｎｔ×１２８／（１２８＋ΔＤ）…（５）で求められる。

【０１５５】ここで、第１の制御系同様に、Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅ２＝Ｖｃｏｎｔ．ｃｏｒｒｅｃｔ
／Ｖｃｏｎｔ．ｐｒｅｓｅｎｔと、補正計数として持っておくことで、環境が変動して
もＲＯＭ３０に保存してある環境に応じたコントラスト
電位にそった形で補正がかけられる（Ｓ２０６）。

【０１５６】以上の制御が終了したら、“コピーできま
す”のメッセージを上述の操作パネル上に表示し、コピ
ースタンバイとなる（Ｓ２０７）。

【０１５７】以上で、第２の制御系による制御が完了す
る。

【０１５８】通常この画像形成装置は、電源を夜間切
り、朝入れるケースが多く、従って第２の制御系は、１
日に１回は起動されることになる場合が多い。

【０１５９】それに対して、第１の制御系は、人の作業
がともなうので、頻繁に行うことは想定しにくい。

【０１６０】そこで、画像形成装置の設置作業にサービ
スマンが第１の制御系を実効し、画像に問題が生じなけ
れば、第２の制御系で、短期間内は特性を自動的に維持
させ、長期間で徐々に変化したものに対しては、第１の
制御系でキャリブレーションを行うという役割分担がで
き、結果として画像形成装置の寿命まで、階調特性を維
持することができるようになる。

【０１６１】次に第２の制御系で使用しているフォトセ
ンサー４０の構成について説明する。

【０１６２】画像形成装置の使用耐久により、感光ドラ
ム４上のパターンをフォトセンサー４０で読み取った濃
度と、実際にプリントアウトされた画像の濃度が一致し
なくなるケースが生じてくる。

【０１６３】例えば、転写残トナーをクリーニングする
ための、クリーニングブレードを接触させて長期に渡っ
て感光ドラム４を擦ることにより、感光ドラム４の表面
が粗れて、感光体ドラムの散乱光成分が増えることによ
り、フォトセンサー４０の出力と、画像濃度の関係が初
期状態と変わってしまう。

【０１６４】図３０にイエローの場合の一例を示す。

【０１６５】曲線１４０が感光ドラムが初期の状態で、
曲線１４１が２００００枚画像を形成した後の特性であ
る。

【０１６６】同じセンサー出力でも、画像濃度は低くな
る傾向が観察されている。

【０１６７】センサー出力と、画像濃度の関係が合って
いない状態で、前述の制御を行っても、良好階調特性は
得られないことがある。

【０１６８】そこで、第１の制御系が、動作終了後に感
光ドラム上に第１の制御系で階調パッチのレベルで出力
濃度レベル１２８に近いレベルを（本実施例では９６レ
ベルを使用）第２の制御系でのパッチ作成し、読み取り
シーケンスで検知した。

【０１６９】先に第１の制御系で読んだ濃度値とフォト
センサー４０出力との対応から、Ｆ点がもとまる。

【０１７０】曲線１４０を変換テーブルとしてＲＯＭ３
０に登録してあり、Ｇ点のフォトセンサー出力の対応す
る濃度がＤ１であり、耐久後のＧ点の対応する濃度がＤ
２であったので、曲線１４０に対して、Ｄ２／Ｄ１の比
率を乗ずることで、耐久した状態での変換特性を求める
ことができ、これを補正のために用いることができる。

【０１７１】以上説明したように、本実施例によれば、
記録材上に単色もしくは、カラー画像を形成する画像形
成手段において、原稿台上の原稿を読み取り、それをデ
ジタル化する画像読取手段と、前記画像読取手段での、
読み取り条件の変化に応じて該読み取り条件を制御する
制御手段と、前記画像読取手段により読み取られた画像
情報に基づき、像担持体上のトナー像を形成する手段、
形成されたトナー像の反射濃度を光学的に読取手段、像
担持体上のトナー画像を記録材に転写する手段、およ
び、記録材上のトナー像を定着する画像形成装置であっ
て、前記記録材上に、画像特性を判断するための少なく
とも１つ以上の画像パターンを形成し、これを前記画像
読取手段にて読み取り、その読み取りデータに基づい
て、画像形成条件を制御する第１の制御系と、前記像担
持体上に、画像特性を判断するための少なくとも１つ以
上の画像パターントナー像を形成し、形成されたトナー
像の反射濃度を光学的に読取手段にて読み取り、その読
み取りデータに基づいて、画像形成条件を制御する第２
の制御系と、を有することにより、長期に渡って、階調
特性を維持することができるという効果がある。

【０１７２】また、本実施例によれば、原稿台上の原稿
を読み取り、それをデジタル化する手段と、デジタル化
された画像信号に基づいて、画像を形成する手段、画像
特性を判断するための少なくとも１つ以上の画像パター
ンを形成し、出力後の前記パターン画像を、原稿台に設
置して画像情報を読み取り、その情報により画像形成条
件を制御する画像形成装置において、第１のステップ
で、その画像形成装置の最大画像濃度の画像パターンを
形成し、形成された記録画像を、読取装置の原稿台に設
置して読み取り、その読み取った画像情報に基づき、そ
の画像形成装置の目標最大濃度よりも、若干高くなるよ
うに、画像形成条件を制御を行い、第２のステップで、
濃度階調を示す画像パターンを形成し、形成された記録
画像を読取装置の原稿台に設置して読み取り、その読み
取った画像情報に基づき、階調特性が一定の特性になる
ように、画像形成条件を制御を行うことにより、画像形
成装置の出力濃度レンジをいつでも同じ状態にし、なお
かつ、ハイライトからシャドウにいたるまで、安定し
た、階調特性をいつでも同じ状態にできるという効果が
ある。

【０１７３】なお、最大濃度のパッチを読み取る際に複
数ポイント（例えば３点）の平均値として、最大濃度を
求めてもよく、感光ドラム４のスラスト方向および周方
向に濃度傾きがある場合、これらのパッチの濃度差が出
るので、検出した濃度差が設定したレベルより大きかっ
た場合は、感光ドラムの位置精度、１次帯電器の位置精
度、現像器の位置精度等に、なんらかの異常があるもの
と判断して、エラーメッセージとして、点検の催促を表
示器２１８上に表示を行い、制御を中断させることもで
きる。

【０１７４】また、最大濃度のパッチは図３２の様に各
色複数作成してその平均をとってもよく、また、テスト
プリント２は、図３３の様に各色を副走査方向に一列に
並べるようにしてもよい。

【０１７５】また、上述の例では、（２）式を用いて濃
度情報を得たが、ＬＯＧ変換回路２０６の出力を濃度情
報として用いてもよい。そしてこの場合、イエロー濃度
を測る時は、その補色すなわちブルー信号をＬＯＧ変換
した値を、マゼンタ濃度はグリーン信号、シアン濃度は
レッド信号を用い、ブラック濃度は原理的にはどの色信
号でもよいのであるが、比視感度特性的に考慮してグリ
ーン信号を使用することができる。

【０１７６】また、上述の例では、第２の制御系によっ
てＶｃｏｎｔを補正したが、ＬＵＴ２５と同様のＬＵＴ
をもう一つ設けることにより、第２の制御系によってγ
補正を制御してもよい。

【０１７７】（第２の実施例）図３４は本実施例の画像
形成装置の構成を示す。本実施例において、画像信号は
レーザドライバおよびレーザ光源（いずれも図示せず）
を介してレーザ光に変換され、そのレーザ光はポリゴン
ミラー１００１およびミラー１００２により反射され、
感光体ドラム１００４上に照射される。レーザ光の走査
により潜像が形成された感光ドラム１００４は、図中に
示す矢印の方向に回転する。すると、回転現像器１００
３により各色ごとの現像がなされる（図３４は、イエロ
ートナーによる現像を示している）。

【０１７８】一方、記録材は転写ドラム１００５に巻き
付けられて１回転する度に、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の順番に１回
づつ回転し回転現像器１００３により現像された感光ド
ラム１００４より転写される。計４回回転して転写が終
了する。

【０１７９】転写が終了すると、転写紙は転写ドラム１
００５から離れ、定着ローラ対１００７によって定着さ
れ、カラー画像プリントが完成する。

【０１８０】本実施例では、回転現像器を用いている点
が上述の実施例と異なる。

【０１８１】画像処理のための回路構成は上述の実施例
と同様なのでその説明は省略する。

【０１８２】図３５に、本実施例のフローを示す。操作
パネル２１７上から、階調特性に異常があると判断し
た、特定の色を指定して、本制御のスタートスイッチを
オンすると（Ｓ１００１）、機械内部のパターンジェネ
レータ２９により、図３６に示すように、指定色のγが
リニアでない部分を多くとった階調パターン画像を記録
材上に形成し、プリントアウトする（Ｓ１００２）。以
後Ｓ１００３〜Ｓ１００５は上述の実施例と同様であ
る。

【０１８３】図３７に示すように、γがリニアでないと
ころを補間すると図の点線のように実際の濃度とは違っ
てしまう。そのため本実施例ではγがリニアでない部分
を密に取り実際の濃度との差を小さくしている（図１
０）。

【０１８４】本実施例においては、ＬＵＴ作成にあたっ
て、その間のデータを生成するために、１次補間を行っ
ているが、精度を向上させるために、高次補間、高次近
似をおこなうことが好ましい。そのデータを用いてＬＵ
Ｔ２５を算出し、設定を行い、階調性を向上させること
ができる。

【０１８５】以上の制御を行うことにより、γがリニア
でない部分も階調性が優れた画像が、形成できるように
なる。

【０１８６】また、上述の例では、指定した単色での制
御を行ったが、耐久による階調性の悪化は、使用してい
る色トナー全種についても、起こりうるので、イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの全ての色に関して、
一度に、補正してもよい。

【０１８７】図３９に、そのフローを示す。操作パネル
２１８上から、本制御のスタートスイッチをオンすると
（Ｓ１００１）、機械内部のパターンジェネレータによ
り、図４０に示すように、前記制御と同様に全色のγが
リニアでない部分の階調パターンを多くとったパターン
画像を記録材上に形成し、プリントアウトする。

【０１８８】また、階調特性は環境やプリント出力方法
によっても変動するので、本実施例は状況によって密に
とる部分を変えることを特徴とする。第１の実施例にお
いて、パターン画像を２００ＬＰｌで出力するのと４０
０ＬＰｌで出力するのでは階調特性が変化する。

【０１８９】このように出力解像度によって階調特性が
変わる場合にはそれに応じて図４１に示すように測定ポ
イントを変化させる。この測定ポイントにより第１の実
施例と同様の制御をおこない階調性が優れた画像が形成
できるようになる。

【０１９０】以上説明したように、本実施例によれば、
原稿台上の原稿を読み取り、それをデジタル化する手段
と、像担持体上のトナー像を形成する手段、像担持体上
のトナー画像を記録材に転写する手段、および、記録材
上のトナー像を定着する手段を有し、定着後の記録画像
に、画像特性を判断するための少なくとも１つ以上のγ
がリニアでない部分の階調パターンを多くとった画像パ
ターンを形成し、原稿台に設置して読み取り、そのデー
タを用いて濃度調節をすることによって、より階調性に
優れた画質が得られるようになる。

【０１９１】（第３の実施例）本実施例の画像形成装置
の構成は、第２の実施例と同様である。

【０１９２】図４２に、本実施例のフローを示す。操作
パネル２１７上から、階調特性に異常があると判断した
特定の色を指定して、本制御のスタートスイッチをオン
すると（Ｓ２００１）、機械内部のパターンジェネレー
タにより、指定色の特定出力の全面均一濃度の濃度が
０．６付近のハーフトーン画像を出力する。このプリン
トアウトサンプル１０１を再度、リーダの原稿台１０２
にのせ、光源１０３で照らし、色分解光学系１０４を通
し、ＣＣＤ１０５で反射光量信号に変換する（Ｓ２００
３）。

【０１９３】これをｌｏｇ変換により濃度データに変換
する（Ｓ２００４）。

【０１９４】このハーフトーン画像の全域の濃度を鑑定
する（１ミリ四方に１ポイント測定）。これがある一定
値（０．４５〜０．７５））の範囲に入っていない場合
や、最大濃度と最低濃度との間に一定値（０．１５）以
上の差がある場合には、『サービスマンを呼んでくださ
い』とメッセージを表示器２１８に表示する（Ｓ２００
７）。そして機械の異常を直してからもう一度階調補正
を行う。判定の結果が設定どうりの場合には、図４３に
示すように、指定色の２５６階調のパターン画像を記録
材上に形成し、プリントアウトする。このパターンに基
づく階調制御（Ｓ２００６）は第１の実施例と同様であ
る。

【０１９５】本実施例では、２５６ポイントの濃度デー
タを用いて、ＬＵＴ２５のデータを算出し、設定を行
い、階調性を向上させている。

【０１９６】以上の制御を行うことにより、同じ濃度出
力でもなんらかの不都合により部分的に濃度が変化する
場合、階調補正の誤動作を防ぐことができるようにな
る。

【０１９７】（第４の実施例）上述した第３の実施例に
おいては、何らかの装置異常が発生した場合、ユーザに
サービスマンコールを促すだけであったが、本実施例に
おいては、異常の発生箇所についても同時に通知する。

【０１９８】第４の実施例のＬＵＴ２５の設定は、第３
の実施例と同様に、図４２で示されるため、第３の実施
例と同一の処理については説明を省略する。

【０１９９】第２実施例においては、図４４のステップ
Ｓ２００５でレーザ出力レベルと読み取り濃度との関係
に異常がないか判定する際に、Ｔ／Ｃ比（トナーとキャ
リアの比）等のデータも同時に参照する。以下に、Ｔ／
Ｃ比の求め方について図４５を参照して説明する。

【０２００】図４５は、図３４における現像器１００３
の詳細構成を示す図である。図４８において、感光ドラ
ム１００４上に形成された画像潜像が目視できるように
現像器１００３でトナーを現像するが、本実施例では、
キャリアとトナーの２成分からなる現像剤を使用する。

【０２０１】画像濃度は、現像剤中のトナー濃度（Ｔ／
Ｃ比）に依存するため、従ってＴ／Ｃ比を一定に保たね
ばならない。

【０２０２】現像器１００３は前記現像剤を均一に攪拌
するためのスクリュ９１ａ、９１ｂを備え、スクリュ９
１ａは図中向こう側に回転することにより現像剤を搬送
し、スクリュ９１ｂは図中手前側に回転することにより
現像剤を搬送することによって、現像剤は現像器１００
３の中で循環される。

【０２０３】現像剤中のキャリアは磁性を有しているた
め、現像スリーブ９０に内蔵された磁石により、キャリ
アとトナーとが混ざった状態で汲み上げられ、ブレード
９４で感光ドラム１００４上に均一に塗布される。次
に、現像スリーブ９０に印加された電圧と感光ドラム１
００４上の潜像の電位との差に応じたトナー量が感光ド
ラム１００４上に付着することにより、現像が行われ
る。

【０２０４】また、現像器１００３はＬＥＤ９２とフォ
トダイオード９３から成る光学センサーを、現像スリー
ブ９０に汲み上げられた現像剤に向けて内蔵している。

【０２０５】ＬＥＤ９２、フォトダイオード９３は共に
９５０ｎｍの波長にピークを有し、トナーはこの波長域
で反射するものを使用し、またキャリアはこの波長域で
吸収するものを使用しているため、フォトダイオード９
３の出力が高ければＴ／Ｃ比は高く、逆にフォトダイオ
ード９３の出力が低ければＴ／Ｃ比は低いことを示す。

【０２０６】設定されたＴ／Ｃ比の状態でのフォトダイ
オード９３の出力を予め記憶しておき、現在のフォトダ
イオード９３の出力と比較することにより、その差から
現在のＴ／Ｃ比が検出できる。

【０２０７】尚、現在のＴ／Ｃ比が低いと検出された場
合、Ｔ／Ｃ比を設定値に戻すため不図示のトナー補給部
から現像器１００３内にトナーが補給される。

【０２０８】以上説明したようにして得られたＴ／Ｃ比
を、図４４のステップＳ２００５でのレーザ出力レベル
と読み取り濃度との関係に異常がないか判定する際に参
照する。

【０２０９】図４４のステップＳ２００５においてレー
ザ出力レベルと読み取り濃度との関係に異常があると判
定されれば、ステップＳ２１００に進み、表示器２１８
にメッセージを表示する。このとき、上述の現像器１０
０３内の光学センサーにより得られたＴ／Ｃ比等に基づ
いて、異常発生箇所を推測するメッセージを表示する。

【０２１０】上記の異常発生箇所を推測するメッセージ
の具体例を、以下に説明する。

【０２１１】例えば、読み取り濃度を「濃」、「普」、
「薄」の三段階とし、またＴ／Ｃ比も同様に「濃」、
「普」、「薄」の三段階として考えると、表１に示すよ
うな９つの状態が考えられる。

【０２１２】

【表１】

【０２１３】以上の表１に示す各状態に対するメッセー
ジは、例えば以下に示す表２のように設定できる。

【０２１４】

【表２】

【０２１５】以上説明したように第４の実施例によれ
ば、階調補正の際に装置異常等の何らかの異常が発生し
ている場合にこれを検知し、更に異常発生箇所を推測す
ることにより、誤動作を防ぐと同時にメンテナンスが容
易になる。

【０２１６】上述の実施例４では、均一濃度確認のため
に一枚ハーフトーンを出して、ＯＫなら階調制御のパタ
ーンを出すようにしたが、まとめて一枚にしてもよい。

【０２１７】即ち、図４６のように、記録材の一部分に
画像特性を判断するための少なくとも１つ以上の階調画
像パターンを形成し、それ以外の部分は均一濃度ハーフ
トーンを出力する。

【０２１８】このようにすれば、テストパターンを複数
回形成する手間を省くことができ、効率の良いキャリブ
レーションが可能となる。

【０２１９】以上説明したように、本実施例によれば、
原稿台上の原稿を読み取り、それをデジタル化する手段
と、そのデジタル化した信号に基づいて画像を形成する
手段を有し、階調補正を行う前に、均一出力画像を出力
し、原稿台に設置して読み取り、そのデータに異常な部
分を発見した場合「サービスマンを呼んでください」と
メッセージを表示し、その時は階調補正を行わない。さ
らに、パッチセンサー（図４５）などのデータを監視し
て、Ｔ／Ｃ比が高いのに、濃度が薄かった場合「１．現
像器に異常がないか見てください。２．転写に異常がな
いか見てください。３．ホッパーに異常がないか見てく
ださい。４．＊＊＊＊＊＊」などの異常が起こっている
と推測できることも表示する。そして機械の異常を直し
てからもう一度階調補正を行う。それによって、階調補
正の誤動作を防ぐことができるようになり、メンテナン
スを容易にすることができる。

【０２２０】

【発明の効果】以上の様に、本願によれば、階調特性が
線形でない濃度域における良好な階調制御を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の構成断面図。

【図２】実施例１のリーダー画像処理部１０８の構成ブ
ロック図。

【図３】実施例１のリーダー画像処理部１０８のタイミ
ングを示す図。

【図４】実施例１の制御ブロック図。

【図５】実施例１を示すブロック図。

【図６】階調再現特性を示す４限チャート図。

【図７】第１の制御系のフロー図。

【図８】表示器２１８の表示内容を示す図。

【図９】表示器２１８の表示内容を示す図。

【図１０】表示器２１８の表示内容を示す図。

【図１１】テストプリント１の例を示す図。

【図１２】テストプリント２の例を示す図。

【図１３】原稿台でのテストプリント１の置き方を示す
図。

【図１４】原稿台でのテストプリント２の置き方を示す
図。

【図１５】相対ドラム表面電位と画像濃度の関係を示す
図。

【図１６】絶対水分量とコントラスト電位の関係を示す
図。

【図１７】グリッド電位と表面電位の関係を示す図。

【図１８】パッチパターンの読み取りポイントを示す
図。

【図１９】テストプリント２の読み取り例を示す図。

【図２０】各水分量に対応するＬＵＴを示す図。

【図２１】フォトセンサー４０から濃度変換までのフロ
ー図。

【図２２】イエロートナーの分光特性図。

【図２３】マゼンタトナーの分光特性図。

【図２４】シアントナーの分光特性図。

【図２５】ブラックトナーの分光特性図。

【図２６】フォトセンサー出力と画像濃度の関係を示す
図。

【図２７】第２の制御系のフロー図。

【図２８】第２の制御系による検知例を示す図。

【図２９】第２の制御系でのパッチ形成シーケンスを示
す図。

【図３０】フォトセンサー４０の濃度変換テーブルの耐
久特性変化を示す図。

【図３１】濃度変換特性を示す図。

【図３２】パッチの例を示す図。

【図３３】パッチの例を示す図。

【図３４】本発明の第２の実施例の構成を示す図。

【図３５】第２の実施例のフローチャート。

【図３６】第２の実施例のプリントアウトされたテスト
プリントを示す図。

【図３７】測定ポイント説明図。

【図３８】測定ポイント説明図。

【図３９】第２の実施例の変形例を示す図。

【図４０】第２の実施例の変形例を示す図。

【図４１】第２の実施例の変形例を示す図。

【図４２】実施例３のフローチャート。

【図４３】実施例３のテストプリントを示す図。

【図４４】実施例４のフローチャート。

【図４５】現像器の構成図。

【図４６】テストプリントの変形例を示す図。

【符号の説明】

３現像器４感光ドラム７定着ローラ８１次帯電器１０ＬＥＤ１１フォトダイオード１２表面電位センサー２５ γ−ＬＵＴ２９パターンジェネレータ３３環境（水分量）センサー１００プリンタエンジン１０５ＣＣＤセンサー１０９プリンタ制御部１１０半導体レーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/52 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材上に階調パターンを形成するパタ
ーン形成手段と、前記パターン形成手段により形成された階調パターンを
読み取る読取手段と、前記パターン読取手段により読み取った階調パターンに
基づいて画像形成条件を調整する調整手段とを備える画
像形成装置において、階調特性が線形でない濃度域において、他の濃度域より
も階調パターンのステップを多くとることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記パターン形成手段は、カラー画像の
各色成分を含む階調パターンを形成することを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】階調特性が変化する場合、それに応じて
出力する階調パターンのステップを変化させることを特
徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記パターン形成手段は、カラー画像の
各色成分を含む階調パターンを形成することを特徴とす
る請求項３記載の画像形成装置。