JPH08194368A

JPH08194368A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08194368A
Application number: JP7006448A
Authority: JP
Inventors: Kunihisa Yoshino; 邦久吉野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】モード切り換えが行われても、常に同質で、
適正な画像濃度と階調性を有するコピー画像の得られる
画像形成装置を提供する。【構成】モード切り換えがなされると、像担持体110
上に一定輝度の露光により形成した複数のテストパッチ
潜像のそれぞれを、現像スリーブ131の線速を変えて現
像して濃度の異なる複数のテストパッチ像を形成し、そ
のうち反射濃度が設定された濃度以上になったテストパ
ッチ像の現像スリーブ131の線速を画像形成用に固定す
る最大濃度補正の制御を行い、続いて、異なる輝度の露
光により複数のテストパッチ潜像を形成し、現像した複
数のテストパッチ像の濃度を画像濃度センサＤＳ₂で検
知し、検知された一連の濃度データに基づいて階調補正
カーブを作成する制御を行い、画像形成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式によって
画像形成を行う複写機やプリンタ等の画像形成装置に係
わり、特にモード切り換えを可能としたデジタル方式に
よって画像形成を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録紙上にトナー像の転写がなされたの
ち、トナー像を保持した記録紙は定着手段によって定着
され、装置外に排出される。この際標準となる紙厚の記
録紙に対して、紙厚が厚かったり、逆に薄かったりする
と、標準となる画像形成の条件で厚紙や薄紙の処理を行
うと、給紙不良が生じたり定着不良となったりする。従
って厚紙や薄紙に対してはモード変更を行って、例えば
定着条件を変更することが必要である。また書き込みの
像露光についても、例えば１画素に対して256階調を出
すようにする１dotモードに対して、２画素に対して256
階調を出すようにすると２dotモードがある。また書き
込み時の画像密度について例えば400dpiの標準モードに
対して、600dpiの高画質モードがある。

【０００３】このような画像モードの切り換えは操作部
又は外部の入力装置によって行われるが、画像モードを
変更する際には、一般には帯電条件（帯電電位や像担持
体の線速）、現像条件（現像バイアス）、書き込み密
度、定着条件等のうち何れか１つ以上のパラメータの変
更がなされることとなる。

【０００４】モード変更に伴って像担持体の線速が変更
した場合には、線速変更前の現像条件で線速変更後の現
像を行うとDmax（最大濃度）が変化し、これに伴ってγ
特性（階調特性）も変化してしまう。

【０００５】またモード変更に伴って帯電電位が変更す
る場合に、変更前と同一の露光量で露光するとDmaxとγ
特性とが変化することとなる。

【０００６】またモード変更に伴って書き込み密度が変
更した場合には、“露光量-表面電位”特性が異なって
いるためにDmax，γ特性が変化することとなる。

【０００７】またモード変更に伴って定着条件が変更す
る場合には、像担持体上に付着するトナー付着状態を同
じに作成しても、定着条件が変化すると画像濃度も変化
する為（特にカラー画像の場合その差は大きい）、最終
的な出力画像のDmax，γ特性も変化する。

【０００８】このように画像モード変更に伴って、像担
持体の線速が変更した場合や、帯電電位が変更した場合
や、書き込み密度が変更した場合や、定着条件が変更し
た場合には、モード変更前とモード変更後とでDmaxやγ
特性が相違してしまうので、排出されるコピーの画質が
相違してしまって、使用上不都合となる。これに対し
て、新たなモード変更を行う際に元となるモードに合致
するような補正カーブを作成し用意しておいて、モード
変更と共に用意した補正カーブに切り換えることもなさ
れているが、元となるモードでのプリンタ特性が環境条
件の変化や長期使用による疲労等によって変化すると、
ある条件下で作成した補正カーブとの間で差異が生じ、
同じように不都合となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、画像モード
の切り換えを可能とした画像形成装置で、特に画像モー
ドを変更する際に帯電条件や現像条件、書き込み密度や
定着条件等を変更するようなことがあっても、モードの
変更にかかわりなく、同一の画像特性が得られる画像形
成装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像担持体の
周縁部に少なくとも帯電手段、像露光手段、現像手段及
び転写手段を設け、前記像担持体上に帯電、像露光及び
現像を行ってトナー像を形成したのち該トナー像を記録
紙上に転写を行い、定着手段によってトナー像を保持し
た記録紙の定着を行う画像形成装置において、前記画像
形成装置は画像形成条件を切り換える画像モード切り換
え手段を有していて、前記画像モード切り換え手段によ
り画像形成条件が切り換わるとき、切り換わる画像形成
条件が帯電条件、書き込み密度、定着条件の何れか１つ
以上の画像形成条件が変わるときは、モード切り換え手
段によって画像形成条件の切り換えが行われた時点で、
新たに最大濃度補正及び階調補正の制御を行うことを特
徴とする画像形成装置により達成される。

【００１１】

【作用】本発明の画像形成装置は、画像形成のモードが
変更する毎にDmax，γ補正を行うことで、モードの差に
かかわりなくモード変更前と同一の画像特性の画像が得
られるが、画像モードの変更時に画像形成条件の変更を
行わないときは下記のような画像特性の差異が生じる。

【００１２】画像モードの変更に伴う像担持体線速
（ＬＳ）の変更図８は像担持体線速（ＬＳ）を例えば280mm／ｓと125mm
／ｓとに切り換えたときの補正を行う前のプリンタ特性
を示したもので、横軸に書き込みのパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）レベル（露光量）、縦軸に画像濃度をとって示して
いる。図８でＬＳ125mm／ｓでは現像特性が低いＰＷＭ
で飽和状態となることを示している。なお図８のカーブ
で、ＬＳ125mm／ｓの画像形成条件でＬＳ280mm／ｓへ移
行したときと、ＬＳ280mm／ｓの画像形成条件でＬＳ125
mm／ｓへ移行したときとでは、特性に多少の差異が生じ
る。ＬＳ125mm／ｓとＬＳ280mm／ｓの画像特性を共にγ
＝1.0にするには補正カーブはそれぞれ異なっている。
ＬＳ125mm／ｓとＬＳ280mm／ｓとの画像特性を合致させ
るには、Dmax，γ補正を行うことが必要である。

【００１３】画像モードの変更に伴う帯電電位
（Ｖ_H）の変更普通紙に対して紙厚の薄い記録紙に対して画像形成を行
うときは、Ｖ_Hを変更する。特に反転現像時にはＶ_Hの変
更を必要とする。反転現像の際分離性能を向上させる上
でＶ_Hを０Ｖに近づけることは有用な手段である。（例
えばＶ_H：−750Ｖ，−550Ｖ）またＶ_Hの変更に伴って現
像バイアス（Ｖ_DC）も変更する。（例えばＶ_DC：−600
Ｖ，−400Ｖ）図９は帯電電位（Ｖ_H）をＶ_H−750Ｖ（Ｖ
_DC−600Ｖ）とＶ_H−550Ｖ（Ｖ_DC−400Ｖ）とに切り換え
たときの補正を行う前のプリンタ特性を示したもので、
横軸に書き込みのパルス幅変調（ＰＷＭ）レベル、縦軸
に画像濃度をとって示している。

【００１４】反転現像の場合、（現像バイアス電圧-露
光部の電位）の絶対値が現像性を決定する。Ｖ_Hが低下
すると上記の電位ギャップも小さくなるので現像性は低
下する。ＰＷＭ255（最大露光量）での画像濃度をＶ_Hに
関係なく同じにするにはＶ_Hの低い方は、現像スリーブ
の回転数やトナー濃度などを上げて対応することができ
るが、γ特性は立ち気味になる。両者の画像特性は同一
補正カーブではγ＝1.0は達成できない。両者の画像特
性を合致させるには、Dmax，γ補正を行うことが必要で
ある。

【００１５】画像モードの変更に伴う書き込み密度の
変更図10は書き込み密度を変更したときの画像特性を示した
もので、図10（ａ）は１画素で階調形成する１dotモー
ドから２画素を使用して階調形成する２dotモードに切
り換えたときのプリンタ特性を、また図10（ｂ）は書き
込み密度を400dpiから600dpiに切り換えたときのプリン
タ特性を示している。何れも補正を行う前のプリンタ特
性を示している。変更前と変更後のプリンタ特性は同一
補正カーブではγ＝1.0は達成できない。両者の画像特
性を合致させるには、Dmax，γ補正を行うことが必要で
ある。

【００１６】画像モードの変更に伴う定着条件の変更定着条件を変化させる方法としては、定着ローラ温度の
変更、圧接荷重（ニップ幅）の変更、定着ローラ通過時
間の変更等がある。図11は補正を行わないで、定着ロー
ラ通過時間を変化させたときのプリンタ特性を示したも
ので、定着ローラ部での線速（ＬＳ）が140mm／ｓでは2
80mm／ｓに較べて定着ローラを通過する時間が増加し、
全濃度領域で濃度上昇するが特に高露光量部分では画像
濃度が高くなる。従って両者の画像特性を共にγ＝1.0
にするには補正カーブはそれぞれ異なっていて、両者の
画像特性を合致させるには、Dmax，γ補正を行うことが
必要である。

【００１７】本発明ではモードの切り換えが行われる際
にDmax，γ補正を行うことを特徴としている。

【００１８】本発明の画像形成装置ではDmaxの補正を行
うために、最大濃度制御用センサと最大濃度設定プログ
ラムとを有していて、前記最大濃度設定プログラムは像
担持体上に最大露光量で露光した複数のテストパッチ潜
像を形成し、現像手段の現像剤担持体線速を変えて現像
し、顕像化したテストパッチ像を前記最大濃度制御用セ
ンサによって検出し、あらかじめ決めておいた濃度に達
した際の現像剤担持体線速に固定して最大濃度補正を行
う。

【００１９】また本発明の画像形成装置ではγ補正を行
うために、階調補正用センサと階調補正制御用プログラ
ムとを有していて、前記階調補正制御用プログラムは像
担持体上に複数の階調補正用のテストパッチ潜像を形成
し、現像手段によって現像し、顕像化したグレイスケー
ル像とし、前記階調補正用センサによって濃度を検知
し、得られたプリンタ特性から像露光手段の記録信号の
階調を補正して階調補正制御を行う。

【００２０】

【実施例】本発明の構成とその作用を図面に基づいて説
明する。

【００２１】図１は本発明の画像形成装置の一実施例を
示すブロック図である。

【００２２】本実施例の画像形成装置は、例えばスキャ
ナー若しくはパーソナルコンピュータ等の画像信号発生
手段200からの濃度信号に基づいて半導体レーザの発光
時間を変化させることにより階調記録を行うパルス幅変
調（ＰＷＭ）による露光プロセスを行う電子写真方法を
採用したものであり、電源のメインスイッチをオンにす
ると定着ユニット160のウォーミングアップを行う定着
温度設定用のプログラムと、ウォーミングアップ期間内
で現像剤の帯電量を所定値に設定するための撹拌スクリ
ュー133Ａ〜133Ｃを回転させる帯電安定化用のプログラ
ムと、さらに像担持体110の帯電電位の安定化のために
画像形成前に像担持体に電荷を付与する前帯電処理を実
行する帯電電位安定化用のプログラムと、これらのプロ
グラムの実行と並行してＲＡＭ340から読み出されるテ
ストパッチ信号Ｓ_Gに基づいて像担持体110上にＰＷＭ25
5（最大露光量）で露光した複数のテストパッチ潜像を
形成し、それを現像スリーブ131の回転数を変えた現像
装置130によって現像し、顕像化したテストパッチ像を
画像濃度センサＤＳ₁により最大画像濃度を検出し、現
像スリーブ131の回転数を固定して現像特性を固定する
ためのプログラムと、複数の階調補正用のテストパッチ
潜像を形成し、上記現像特性を固定された現像装置130
によって顕像化してグレイスケール化し、画像濃度セン
サＤＳ₂によってその濃度を検知しプリンタ特性を検出
するプログラムと、このプリンタ特性から記録信号の階
調を補正する階調補正制御用のプログラム等を有するＭ
ＰＵ500を備えたものである。

【００２３】以下、本実施例の画像形成装置の主要構成
をプロセスの順に説明する。

【００２４】画像処理部300は、ＬＯＧ310，ＬＵＴ32
0，ＲＡＭ330，340及びセレクタ350からなり、最大画像
濃度を所定値に固定した後、グレイスケール化したテス
トパッチ像から得られるプリンタ特性を最大画像濃度を
基準に正規化して階調を補正するものである。

【００２５】ＬＯＧ310は輝度−濃度の対にしたテーブ
ルデータを書き込んだものであり、操作パネル600に設
けた濃度選択用ボタンによって選択するものである。Ｌ
ＵＴ320は検出した濃度データを逆転したものを得るた
めのＰＷＭ−濃度を対にしたテーブルデータを書き込ん
であり、ＰＷＭレベルを示す記録信号を書込みユニット
400或いはＲＡＭ330に送出する。

【００２６】ＲＡＭ330は予めバックアップ用の補正カ
ーブを書き込んだものである。この補正カーブは環境変
動による現像剤や感光体の特性変化を加味して作成した
共通のものや、各環境毎にコピー枚数等による経時劣化
を加味して複数本用意してもよい。かかるバックアップ
補正カーブの読み出しは、画像濃度センサＤＳ₂からの
出力異常を検知した場合に読み出したり、操作パネル60
0からの操作により選択的に読み出すことができるもの
である。ここで出力異常というのは、例えばＰＷＭレベ
ルが大きくなってもセンサ出力が低下しないか、一定に
なる、又は大きくなる、或いはセンサ出力がない場合を
いう。

【００２７】ＲＡＭ340は８ビットによる256階調を表現
するテストパッチや常温常湿（例えば20℃、50％）下の
プリンタ特性による最大画像濃度を表す濃度パッチ、さ
らに中間濃度を示す濃度パッチの何れかを示すテストパ
ッチデータを書き込んである。

【００２８】セレクタ350はＭＰＵ500からのセレクト信
号に基づいてＲＡＭ340からのテストパッチ信号Ｓ_G又は
ＬＵＴ320からの濃度信号若しくはＲＡＭ330からの濃度
信号の何れかを出力する。

【００２９】書込みユニット400は、パルス幅変調回路4
10、ＬＤドライバ420、書込み光学系430から構成され、
露光プロセスを行う。

【００３０】パルス幅変調回路410は参照波と所定ビッ
トからなる記録信号をＤ／Ａ変換したアナログ記録信号
とを比較し記録信号のパルス幅変調を行い多値化するも
のである。このようにして得られる変調信号はＬＤドラ
イバ420の駆動信号となる。

【００３１】ＬＤドライバ420は、前記変調信号で半導
体レーザを発振させるものであり、半導体レーザの発射
光量に比例する信号がフィードバックされ、その光量が
一定になるよう駆動する光量安定手段を有している。こ
れにより半導体レーザを駆動する電流を変更して潜像電
位を調整することができる。また、同期系としてインデ
ックスセンサ439及びインデックス検出回路440を設けて
いる。この同期系は偏向光学系からの走査開始直前のレ
ーザビームがミラーＭiを介してインデックスセンサ439
に入射すると、インデックスセンサ439が発する電流を
インデックス検出回路440は電流／電圧変換してインデ
ックス信号として出力する。このインデックス信号によ
り所定速度で回転するポリゴンミラーの面位置を検出
し、ポリゴンミラーに同期したラスタ走査を行うことが
できる。

【００３２】書込み光学系430は、１走査ライン分の記
録信号をパルス幅変調した変調信号によって半導体レー
ザを発振させ、それによって発射するレーザビームを所
定速度で回転するポリゴンミラーで偏向させ、fθレン
ズ及び第１のシリンドリカルレンズ及び第２のシリンド
リカルレンズによって像担持体110上に微小なスポット
に絞ってライン走査（主走査）し、像担持体110の回転
による副走査によってラスタ走査し潜像を形成する。第
１のシリンドリカルレンズ及び第２のシリンドリカルレ
ンズはポリゴンミラーの各ミラー面の面倒れによるスポ
ット位置を補正する光学系であり、fθレンズはポリゴ
ンミラーによる像担持体110上のスポットの走査速度を
全域に亙って一定にするレンズである。なお、上記記録
信号は例えば画像記録信号又はＲＡＭ340から読み出さ
れるテストパッチ信号Ｓ_G若しくはＲＡＭ330の濃度信号
等である。

【００３３】ＭＰＵ500は静電写真プロセスを実行する
プログラムと現像性固定手段を構成するプログラムを書
き込んだＲＡＭ（図示せず）を備え、また、操作パネル
600からの各種出力信号を処理する機能を備えている。
さらに、記録紙の排出を検出する排紙センサＰＳと、定
着ローラの表面温度を検出するための温度センサＴｈＳ
₁が接続されている。ＭＰＵ500にはまた、現像装置130
の現像スリーブ131をＭＰＵ500の制御により任意の速度
で駆動するスリーブ駆動部131Ｍと、撹拌スクリュー133
Ａ〜133Ｃの駆動・停止の切り換えを行うソレノイドが
ドライバ（図示せず）を介して接続されている。

【００３４】ＭＰＵ500はさらにプリンタ特性検知手段
及び最大画像濃度換算手段に用いるプログラムを書き込
んだＲＡＭを備えている。

【００３５】プリンタ特性検知手段は、画像濃度センサ
ＤＳ₁及びＤＳ₂とテストパッチ信号Ｓ_Gを書き込んだＲ
ＡＭ340を用い、実際のプリンタ特性及び最大画像濃度
を検出する。このプログラムは最大画像濃度換算手段に
相当するプログラムも含んでいる。

【００３６】画像濃度検出手段に相当するプログラム
は、輝度信号をＡ／Ｄ変換することにより256階調に正
規化した出力電圧に対する画像濃度センサＤＳ₁及びＤ
Ｓ₂の定格最大出力（像担持体110上に何も付着していな
い状態での出力）との比を対数変換した値に像担持体11
0の濃度と記録紙の濃度との相違を考慮して得られる信
号を得るものであり、像担持体110上に顕像化した複数
のテストパッチ像から得られる輝度信号に所定の処理を
施して平均した値を算出する（特開平1-41375号公報参
照）。これにより、ＭＰＵ500は像担持体110の振動に起
因する検出誤差を除去したプリンタ特性及び最大画像濃
度を検知できることになる。

【００３７】ＭＰＵ500は、透磁率の変化により現像性
に関係なく現像剤のトナー濃度を一定に制御する機能を
有し、現像スリーブ131の回転数を可変することによ
り、現像性を所定値に選択できる。

【００３８】現像剤のトナー濃度制御手段は、現像装置
130内に装填した現像剤の透磁率を透磁率センサＴＳで
検出し、これによりトナー補給ユニット（図示せず）を
駆動することにより現像剤のトナー濃度をほぼ一定に制
御するものである。

【００３９】現像性固定手段を構成するプログラムは、
現像スリーブ131の回転数を制御することにより、像担
持体110の感光層の感光特性を補正した現像性を得るよ
うにするものであり、現像性と密接に関係する現像剤の
トナー濃度を一定に制御しておき、現像スリーブ131の
回転数を制御して像担持体110表面の現像領域に付着す
る現像剤の量を変化させて最大画像濃度を調整する。

【００４０】なお、本実施例においては、単一のＭＰＵ
500で上述した各種のプログラムを起動するように説明
したが、これに限定されるものでなく、２つ以上のＭＰ
Ｕを用いて並列処理するようにしてもよい。

【００４１】操作パネル600は例えばタッチディスプレ
イからなり、コピー倍率、コピー枚数、コピー開始等を
指令するものであり、操作した内容を表示するようにし
てある。

【００４２】700はモード切り換え手段で、モード切り
換え手段によってモード切り換えの操作がなされると、
モード変換プログラムによってモード変更がなされる。
そしてモード変更プログラムが帯電条件、書き込み密度
定着条件の何れか１つ以上のパラメータを変える構成と
なっているときは、モード切り換えが行われた時点で新
たに最大濃度補正及び階調制御補正が行われる。

【００４３】像担持体110は例えばアルミニウム等から
なる導電基材の表面に例えば（−）帯電の塗布型ＯＰＣ
からなる感光層を形成したもので、導電基材は接地して
ある。像担持体110は280mm／secの線速度で矢示方向に
回転するドラム状の感光体であり、像担持体110の回転
軸に位相を検出するためのエンコーダ115を設けてあっ
て像担持体110の位相を示す位相信号をＭＰＵ500に送出
する。

【００４４】像担持体110の周縁部には後述する帯電器1
20、現像装置130、転写器143、分離器144、クリーニン
グユニット150を設け、さらに給紙トレイ、レジストロ
ーラ142、搬送ベルト等からなる給紙系を備えている。

【００４５】帯電器120は例えばスコロトロン帯電器か
らなり、像担持体110を一様に帯電する。

【００４６】現像装置130はスリーブ駆動部131Ｍによっ
て駆動される現像剤担持体である現像スリーブ131、現
像剤を撹拌する撹拌スクリュー133Ａ，133Ｂ，133Ｃ等
を有し、撹拌スクリュー133Ａ，133Ｂ，133Ｃは120rpm
で回転することにより現像剤を撹拌した後回転する現像
スリーブ131の外周に磁気ブラシを形成し、現像スリー
ブ131には所定のバイアス電圧が印加されて、像担持体1
10に対向した現像領域の潜像をトナー像に顕像化する。

【００４７】現像剤にはポリエステル系で重量平均粒径
8.5μmのトナーと、フェライトに樹脂コーティングを施
した重量平均粒径60μmキャリアからなる２成分現像剤
でトナー濃度４〜６％のものが用いられる。

【００４８】転写器143は、像担持体110上に静電的に担
持したトナー像に記録紙を重ね、記録紙の裏側から電荷
を注入することにより、記録紙上にトナー像を静電的に
転写するもので、スコロトロン帯電器であることが好ま
しいが、コロトロン帯電器或いは帯電ローラも使用でき
る。

【００４９】分離器144は、像担持体110及び静電的に吸
着した記録紙を除電することにより、記録紙を分離する
もので、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電器或いは
帯電ローラ等が用いられる。

【００５０】クリーニングユニット150は、ブレード等
を像担持体110表面に接触させ、トナー像の転写を終わ
った像担持体110の表面に付着したトナー及び粉塵を掻
き落として廃トナーボックスに収容する。

【００５１】定着ユニット160は、熱若しくは熱及び圧
力をトナー像を担持した記録紙に加えることにより、ト
ナー像を記録紙上に永久に固定するユニットであり、一
対の定着用回転体である加熱ローラ及び加圧ローラを備
えている。

【００５２】加熱ローラ161及び加圧ローラ162の内側芯
部にはハロゲンランプ等からなる加熱ヒータが設けられ
ている。なお、加圧ローラ162の加熱ヒータは設けられ
ないこともある。加熱ローラ161の周囲温度はサーミス
タなどからなる温度センサＴｈＳ₁により検知され、こ
の検知信号はＭＰＵ500に送出され、これによって制御
されて所定の温度範囲内に保持される。加圧ローラ162
は図示しないバネなどの付勢部材によって加熱ローラ16
1に圧接されるようになっている。加熱ローラ161は時計
方向に回転し、加圧ローラ162は加熱ローラ161に圧接し
て従動回転する。

【００５３】排紙センサＰＳは定着ユニット160の排紙
側の経路に設けられ、記録紙の後端を検出した検知信号
をＭＰＵ500に送出し、排出される記録紙の枚数（コピ
ー枚数）が計数される。

【００５４】図２及び図３は像担持体110上のトナー像
の濃度検出用の画像濃度センサＤＳ₁及びＤＳ₂の構成を
示す図で、図２（ａ）及び図３（ａ）は平面図であり、
図２（ｂ）及び図３（ｂ）は図２（ａ）及び図３（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。図において、ＬＥＤは発光素
子である発光ダイオード、ＰＴは受光素子であるホトト
ランジスタ、ＢＰは基板、ＣＫはケーシング、ＢＧは防
塵ガラス、ＳＫはソケットである。図２は現像装置130
の下流側に設けられた画像濃度センサＤＳ₁を示す図
で、発光ダイオードＬＥＤが発射する光の被検知面への
入射角が40°となり、ホトトランジスタＰＴは被検知面
からの反射光を40°方向から受光するように溝をケーシ
ングＣＫに形成し、この溝に発光ダイオードＬＥＤ及び
ホトトランジスタＰＴを嵌入したもので、このタイプの
画像濃度センサは拡散光の他に直接反射光も受光して反
射濃度を検出するものであり、所定濃度近傍の分解能を
高くすることができるので最大画像濃度を決定するもの
に適している。

【００５５】図３はクリーニングユニット150の上流側
に設けられた画像濃度センサＤＳ₂を示す図で、発光ダ
イオードＬＥＤが発射する光が被検知面に垂直に入射
し、ホトトランジスタＰＴは被検知面からの反射光を40
°方向から受光するように溝をケーシングＣＫに形成
し、この溝に発光ダイオードＬＥＤ及びホトトランジス
タＰＴを嵌入したもので、このタイプの画像濃度センサ
は主として拡散光を受光して反射濃度を検出するもので
あり、低濃度から高濃度までの出力がほぼリニアになり
階調性の補正用に適している。なお本実施例では、発光
ダイオードＬＥＤには鹿児島松下電子株式会社製発光ダ
イオードＬＮ66を、ホトトランジスタＰＴには鹿児島松
下電子株式会社製ホトトランジスタＰＮ101を用いた。

【００５６】図４は本実施例の画像濃度検出手段の濃度
検出回路520の一例を示す回路図である。発光ダイオー
ドＬＥＤのアノード端子には最大出力10（Ｖ）の可変直
流電源Ｖ_refが接続され発光ダイオードＬＥＤの放射光
量を変化させることができる。発光ダイオードＬＥＤは
電流制御用の抵抗素子Ｒ₈及び半固定抵抗素子ＶＲ₁と直
列に接続されていて、半固定抵抗素子ＶＲ₁によって発
光ダイオードＬＥＤの抵抗値のバラツキを調節した後固
定できるようになっている。発光ダイオードＬＥＤは端
子Ｔ_lをアースに接続すると点灯される。

【００５７】ホトトランジスタＰＴのカソード端子には
負荷抵抗素子Ｒ₇が接続され、直流電源Ｖ_DCから10
（Ｖ）の電源が印加される。発光ダイオードＬＥＤの光
で照射されたトナー像からの反射光を受光するホトトラ
ンジスタＰＴの出力電流は反射光の強さに応じて変化
し、負荷抵抗素子Ｒ₇の両端にはホトトランジスタＰＴ
の出力電流に比例した電圧が生じる。この電圧は演算増
幅器であるＩＣ₁と固定抵抗素子Ｒ₅，Ｒ₆とからなる出
力検出回路の（＋）入力端子に入力され増幅されて画像
濃度信号として出力端子Ｖ_outから出力する。Ｃ₁はサー
ジ電圧やその他のノイズのバイパス用コンデンサであ
る。

【００５８】以上説明した各種のセンサの出力は電圧変
換回路（図示せず）を介して最大電圧がＭＰＵ500に適
した電圧になるよう揃えられてＭＰＵ500に入力され
る。

【００５９】次に、図１の画像形成装置におけるコピー
画像の最大濃度を常に一定に維持するための現像スリー
ブ33Ａの回転数（線速）の固定について説明する。

【００６０】コピー開始時のウォーミングアップ中に、
先ず、ＭＰＵ500の制御により可変直流電源Ｖ_refの出力
電圧を０から0.2Ｖずつ上げてゆき画像濃度センサＤＳ₁
の発光ダイオードＬＥＤを発光させ、像担持体110上に
トナーの付着しない状態の濃度を検知しこの時の濃度検
出回路520の出力電圧が７Ｖになるように調整する。出
力電圧が７Ｖ±0.1Ｖになった所で可変直流電源Ｖ_refの
出力電圧を固定する。同様のことを画像濃度センサＤＳ
₂についても行う。この間像担持体110の回転は行っても
行わなくてもよいが、像担持体110の劣化防止のために
は回転させるのがよい。これにより画像濃度センサＤＳ
₁及びＤＳ₂の汚れや性能劣化による出力変化は補正され
る。この後ＭＰＵ500は最大濃度補正及び階調補正を行
う。

【００６１】最大濃度補正は次のようにしてなされる。
像担持体110上にトナーがない状態でＭＰＵ500の制御に
より、前記画像形成と同様に像担持体110は帯電され
る。ＭＰＵ500は画像処理部300のセレクタ350にセレク
ト信号を送り、書込みユニット400には最大濃度補正用
パッチ像のテストパターンＳ_G信号が送出される。これ
により像担持体110上には図５（ａ）に示すようなほぼ3
0mm×20mmの複数の最大濃度補正用テストパッチの潜像
ｐ₁，ｐ₂・・・・ｐ_nが副走査方向に約２mmおきに書込
まれる。このときの露光レベルは一定で例えばパルス幅
変調（ＰＷＭ）で８ビットのディジタル信号の場合はベ
タ黒に相当するレベルＰＷＭ255で行われる。ＭＰＵ500
は前記エンコーダ115からの位相信号によって像担持体1
10の位相を検知した後に上記潜像と同期した位置で現像
装置130を駆動し反転現像する。この現像時の現像装置1
30の現像スリーブ131の回転数は現像スリーブ131を駆動
するスリーブ駆動部131ＭのＭＰＵ500の制御により、図
５（ｂ）（展開図）に示すようにそれぞれのテストパッ
チ潜像毎に変えられて現像され顕像化される。現像スリ
ーブ131の回転数は100rpmから25rpm毎に450rpmまで上昇
される。こうしてテストパッチの潜像ｐ₁，ｐ₂・・・・
ｐ_nは濃度の異なる複数のテストパッチ像ｐ_1A，ｐ_2A・
・・・ｐ_nAとなる。この最大濃度補正用テストパッチ像
は転写器143の上流側に設けられた画像濃度センサＤＳ₁
によってその反射光量が検出され図４の回路によって増
幅された後パッチ濃度データとしてＭＰＵ500に順次送
出される。この後テストパッチ像は退避した転写器143
及び分離器144の位置を通りクリーニングユニット150に
よってクリーニングされる。

【００６２】上記ＭＰＵ500に入力される増幅後の画像
濃度センサＤＳ₁の出力は図６に示すグラフとなる。こ
のうち例えば濃度1.35に相当する電圧Ｖ_sr（破線）以下
に始めて下がった時のテストパッチ像を調べてその現像
スリーブ131の回転数（線速）を検出し、この回転数を
内蔵したＲＡＭ330又はＲＡＭ340に記憶する。以後の画
像形成時にはこの回転数（線速）を用いるようスリーブ
駆動部131Ｍに指定信号を送出して現像スリーブ131の回
転数（線速）の固定を行う。これによりモード切り換え
によって生じるコピー画像の最大濃度の変化が補正され
る。通常最大規定濃度は1.4に設定される。これは濃度
1.35以上であればコピー画像の品位は十分であるからで
ある。この最大濃度の補正は現像剤のトナー濃度（混合
比）の変更や現像スリーブ131上の現像剤の搬送量を変
更することによってもできるが、現像スリーブ131の回
転数変更による方法がトナー汚れやカブリを発生させな
い点で優れている。

【００６３】以上のようにしてコピー画像の最大濃度が
規定濃度に補正された後、階調性の補正がなされる。階
調補正は前記と同様、像担持体110上にトナーがない状
態でＭＰＵ500の制御により、前記画像形成と同様に像
担持体110は帯電され、書込みユニット400には画像処理
部300から階調補正用のテストパターン信号が書込みユ
ニット400の半導体レーザに送出される。このテストパ
ターンは例えば８ビットのディジタル信号の０〜255の2
56レベルの場合、８レベル飛びのＰＷＭ信号が書込みユ
ニット400の半導体レーザに送出され、像担持体110上に
は図７に示すようなほぼ30mm×20mmの複数のテストパッ
チの潜像が副走査方向に約２mmおきに書込まれる。この
潜像は前記現像スリーブ131の回転数を固定された現像
装置130によって反転現像され濃度の異なる複数の階調
補正用のテストパッチ像ｐ_0B，ｐ_1B，ｐ_2b・・・・ｐ_nB
・・・・ｐ_32Bとなり退避した転写器143、分離器144の
位置を通過し画像濃度センサＤＳ₂によってその反射光
量が検出される。検出された一連の濃度データは階調補
正データとしてＭＰＵ500に送出される。

【００６４】ここでテストパッチ像の反射光量検出出力
からパッチ像の濃度に換算する方法について説明する。

【００６５】上記階調補正用テストパッチ像のＰＷＭ
０，８，16，24・・・・ｎ・・・・255としたパッチ像
ｐ_0B，ｐ_1B，ｐ_2b・・・・ｐ_nB・・・・ｐ_32Bの濃度検
出回路520の出力電圧をＶ₀，Ｖ₈，Ｖ₁₆，Ｖ₂₄・・・・
Ｖn・・・・Ｖ₂₅₅とするとき、それぞれの仮の濃度をＤ
_PnとするとＤ_P0＝−logＶ₀／Ｖ₀ Ｄ_P1＝−logＶ₈／Ｖ₀ Ｄ_P2＝−logＶ₁₆／Ｖ₀ ・・・・・・・・・・Ｄn ＝−logＶn／Ｖ₀ ・・・・・・・・・・としてＤ_Pnを求め、Ｄ_P32＝−logＶ₂₅₅／Ｖ₀ を前記最大濃度である1.4になるよう正規化する。ま
た、記録紙の濃度が0.08であるから全てのＤ_Pnに0.08を
加える。このようにしてコピー画像とした定着した転写
紙上のパッチ像の濃度に換算される。ＭＰＵ500の制御
により上記階調補正データは補間されて連続したプリン
タ特性となる。補間の方法は直線スプライン、ラグラン
ジュ等の補間方法が利用できる。ここでは３次スプライ
ン関数による補間を行った（教育出版：スプライン関数
とその応用参照）。

【００６６】なお、前記テストパッチ像は、プリンタ特
性を直接得たいので像担持体110の画像領域に形成した
が、これに限定されるものではなく、非画像領域に形成
してもよい。

【００６７】以上のようにして本発明では、画像モード
の切り換え毎に、また本実施例では画像モードの切り換
えと共に電源スイッチをＯＮして定着ユニット160のウ
ォーミングアップ期間中に、コピー画像の最大濃度が規
定濃度に補正された後、続いて階調性の補正が行われ
る。このようにすることによって、モード切り換えを行
っても全く同質のコピー画像が得られることとなった。

【００６８】以上の実施例は２成分現像剤を使用する現
像装置を有する画像形成装置について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、１成分現像剤を使
用する現像装置を有する電子写真式のプリンタ等にも適
用することができる（この場合は透磁率センサＴＳは廃
止することができる）。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の画像形成装
置では、画像形成のモードが変化するごとに、コピー画
像の最大濃度補正の制御を行い、続いて階調補正カーブ
を作成する制御を行って、Dmax及びγ補正を行うこと
で、画像モードの変更に関係なく、同一の画像特性でし
かも常に適正な最大画像濃度と階調性を有するコピー画
像が得られるという効果が生じた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】画像濃度センサの一例の構成を示す平面図及び
断面図である。

【図３】画像濃度センサの他の例の構成を示す平面図及
び断面図である。

【図４】濃度検出回路の一例を示す回路図である。

【図５】像担持体上の最大濃度補正用のテストパッチ像
を示す斜視図及び拡大展開図である。

【図６】最大濃度補正時の濃度検出回路の出力を示すグ
ラフである。

【図７】像担持体上の階調補正用のテストパッチ像を示
す展開図である。

【図８】像担持体線速を変更したときのプリンタ特性を
示すグラフである。

【図９】帯電電位を変更したときのプリンタ特性を示す
グラフである。

【図１０】書き込み密度を変更したときのプリンタ特性
を示すグラフである。

【図１１】定着条件を変更したときのプリンタ特性を示
すグラフである。

【符号の説明】

110 像担持体 130 現像装置 131 現像スリーブ(現像剤担持体) 131Ｍスリーブ駆動部 300 画像処理部 400 書込みユニット 500 ＭＰＵ 700 モード切り換え手段ＤＳ₁，ＤＳ₂ 画像濃度センサｐ₁，ｐ₂・・・・ｐ_n テストパッチ潜像ｐ_1A，ｐ_2A・・・・ｐ_nA テストパッチ像ＰＳ排紙センサＴＳ透磁率センサＴｈＳ₁ 温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の周縁部に少なくとも帯電手
段、像露光手段、現像手段及び転写手段を設け、前記像
担持体上に帯電、像露光及び現像を行ってトナー像を形
成したのち該トナー像を記録紙上に転写を行い、定着手
段によってトナー像を保持した記録紙の定着を行う画像
形成装置において、前記画像形成装置は画像形成条件を
切り換える画像モード切り換え手段を有していて、前記
画像モード切り換え手段により画像形成条件が切り換わ
るとき、切り換わる画像形成条件が帯電条件、書き込み
密度、定着条件の何れか１つ以上の画像形成条件が変わ
るときは、モード切り換え手段によって画像形成条件の
切り換えが行われた時点で、新たに最大濃度補正及び階
調補正の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置は、最大濃度制御用の
濃度センサと最大濃度設定制御手段とを有していて、前
記最大濃度設定制御手段は前記像露光手段によって像担
持体に最大露光量で露光させて複数のテストパッチ潜像
を形成させ、現像手段の現像剤担持体線速を変えて現像
させ、顕像化した複数のテストパッチトナー像を前記濃
度センサによって検出し、前記濃度センサにより検出さ
れた濃度があらかじめ決めておいた濃度に達した際の現
像剤担持体線速に現像手段の現像剤担持体の線速を固定
して最大濃度補正を行う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】前記画像形成装置は、階調補正用の濃度
センサと階調補正制御手段とを有していて、前記階調補
正制御手段は前記像露光手段によって像担持体に露光量
を変化させた複数の階調補正用のテストパッチ潜像を形
成するよう露光させ、現像手段によって現像させ、顕像
化したグレイスケール状のパッチトナー像とし、前記濃
度センサによってパッチトナー像の濃度を検知し、得ら
れた露光量-濃度特性から像露光手段の記録信号の階調
を補正して階調補正制御を行うことを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。