JPH0876527A

JPH0876527A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0876527A
Application number: JP6211379A
Authority: JP
Inventors: Kunihisa Yoshino; 邦久吉野; Mitsuo Motohashi; 光夫本橋; Satoshi Nishida; 聡西田; Akira Takahashi; 晃高橋; Hiroshi Akita; 宏秋田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】常に優れた階調性の画像が得られる画像形成
装置を提供する。【構成】像担持体110上に一定間隔のパルス幅変調信
号による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、現像装置130により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
行う画像形成装置において、特定領域のパルス幅変調信
号の濃度間隔を中間領域のパルス幅変調信号の濃度間隔
より狭くす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、電子写真式画像形成装
置で、特に像担持体上に複数のテストパッチ像を形成
し、これを光学式画像濃度センサによってその濃度を検
出する。この時得られる濃度データからコピー画像の最
大濃度や階調性の補正を行う画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般の画像形成装置のプリンタ特性は、
横軸にレーザ書込み部に入力するパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）信号のパルス幅（これをＰＷＭ値と表す）をとり、
縦軸にコピー画像の画像濃度をとると図11に示すＳ字曲
線となる。プリンターの特性を絶えずｙ＝ｘの様な特性
にするため、補正する補正カーブは図11のカーブの逆関
数である図12に示すようなカーブとなる。図中の一点鎖
線はγ＝１を示す直線である。

【０００３】従来、現像剤のトナー濃度の変化やその他
の条件変動に伴って生じるコピー画像の濃度変動を補正
するため、画像形成に先立って、一定輝度のレーザ書込
みユニツトによって像担持体上にテストパッチ潜像を形
成するか、あるいは原稿台の端部近傍に標準票板を設
け、走査光学系によって前記標準票板のテストパッチ潜
像を像担持体上に形成し、このテストパッチ潜像を現像
器によって現像してテストパッチ像としたのち、クリー
ニング装置の上流側に設けた光学式画像濃度センサによ
りそのテストパッチ像の反射濃度を測定し、反射濃度が
規定値より高い場合はトナー補給を行わないが、反射濃
度が規定値より低い場合はトナー補給を行うか、あるい
は、現像器の底部などに透磁率センサを設けて現像剤の
トナー濃度を監視し規定のトナー濃度より低くくなると
トナー補給を行う等の方法によってコピー画像濃度を常
に適正値に保持する。かかる上で、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、このテストパッ
チ潜像を線速一定の現像剤担持体で現像し、その現像さ
れた複数のテストパッチ像の濃度を画像濃度センサで検
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う画像形成装置は知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の装
置では、テストパッチ像の数を多くすると階調補正カー
ブ作成に時間がかかるため細かい濃度間隔でテストパッ
チ像を作成することができなかった。

【０００５】図８はプリンタ部のプリント特性を示すグ
ラフで、横軸に書込み部に入力するＰＷＭ信号のパルス
幅（ＰＷＭ値）をとり、縦軸にコピー画像の画像濃度を
とったグラフである。図８に示すように、低濃度部のハ
イライト部（Ａ１）や高濃度のシャドウ部（Ａ２）では
カーブの傾斜の変化が大きい。このため、テストパッチ
像の濃度間隔が広いと情報不足により不適正な階調補正
カーブしか得られないという問題点があった。ハイライ
ト部（Ａ１）やシャドウ部（Ａ２）は、画像形成をする
上で重要な部分であり、この部分を補正する階調性カー
ブにズレがあると画質の低下を招く。

【０００６】また、画像濃度センサによるデータは誤差
を伴うことがあり、例えば前記ハイライト部やシャドウ
部の中間部のセンサ読み取りの誤差が（−）の場合は図
９に破線で示すような補正カーブができることになる。
これにより、コピー画像の濃度が高くなり白地レベルで
はカブリを発生し、シャドウ部では画像潰れが発生す
る。

【０００７】さらに、前記ハイライト部やシャドウ部の
中間部のセンサ読み取りの誤差が（＋）の場合は図10に
破線で示す補正カーブができることになり、コピー画像
の濃度が低くなり白地レベルでは画像飛びが発生し、シ
ャドウ部では低い画像濃度となるという問題点がある。

【０００８】本発明の目的は、前記問題点を解決して、
全域に亙って、常に適正な画像特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ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、像担持
体上に所定の濃度間隔で作成した階調補正用テストパッ
チ像の反射濃度を画像濃度センサで検知し、その検知し
た情報より階調補正カーブを作成する画像形成装置にお
いて、前記階調補正用テストパッチ像の濃度間隔は、特
定領域の間隔が中間部の間隔より狭いことを特徴とする
画像形成装置によって達成される。

【００１０】また、前記特定領域は低濃度のハイライト
部と高濃度のシャドウ部であることを特徴とし、前記階
調補正カーブは前記所定の濃度間隔で作成した階調補正
用テストパッチ像による階調補正カーブと、前記特定領
域の狭い濃度間隔で作成した階調補正用テストパッチ像
による階調補正カーブとをつなぎ合わせて作成すること
を特徴とする前記画像形成装置は好ましい実施態様であ
る。

【００１１】

【作用】本発明では、階調補正用テストパッチ像の濃度
間隔は、特定領域の濃度間隔を中間部の濃度間隔より狭
くしたのでテストパッチ像の個数を僅かに増加しただけ
で正確適正の補正カーブを作成することができる。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】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
よって顕像化しグレイスケール化し、画像濃度センサＤ
Ｓ₂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ＭＰＵ
500を備えたものである。

【００１５】以下、本実施例の画像形成装置の主要構成
を説明する。

【００１６】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。

【００１７】ＬＯＧ310は輝度−濃度の対にしたデータ
を書き込んだテーブルであり、操作パネル600に設けた
濃度選択用ボタンによって必要なデータを選択できる。
ＬＵＴ320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レーザ書込み
部である書込みユニット400あるいはＲＡＭ330に送出す
る。

【００１８】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、あるいはセンサ出力がない場合
をいう。

【００１９】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いずれかを示すテスト
パッチデータを書き込んである。

【００２０】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からのの濃
度信号のいずれかを出力する。

【００２１】レーザ書込み部である書込みユニット400
は、パルス幅変調回路410、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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、機
内温度を検知するための温度センサＴｈＳ₂及び定着ロ
ーラの表面温度を検出するための温度センサＴｈＳ
₁と、機内湿度を検知するための湿度センサＨＳ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133Ａ〜133
Ｃ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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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ＤＳ₂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110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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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120rp
m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110に対向した現像領域の潜像をトナー像に顕像化す
る。

【００３８】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。

【００３９】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、コロトロン帯電器あるいは帯電ローラも使用で
きる。

【００４０】分離器144は、像担持体110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、コロトロン帯電器あるいは
帯電ローラ等が用いられる。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】以上説明した各種のセンサ及び後述する画
像濃度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。

【００４６】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、発光ダドイオード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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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づ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。

【００５２】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ッチ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30m
m×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。このＰＷ
Ｍ値は255に限ったものではない。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110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130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
ってその反射濃度に応じて変化する反射光量が検出され
図４の回路によって増幅された後図示しない電圧変換回
路を介して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。

【００５３】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の現像スリーブ13
1の回転数（線速）を検出し、この回転数を内蔵したＲ
ＡＭ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。これにより環境条件の変化や像担持体110の感光層
の劣化等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。

【００５４】（実施例１）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ッチ信号
が書込みユニット20の半導体レーザに送出される。この
テストパッチ信号は例えば８ビットのディジタル信号の
０〜255の256レベルの場合、ＰＷＭ０〜32まではレベル
間隔２ステップ飛びのＰＷＭ信号が書込みユニット400
に送出され、ＰＷＭ32を超えてＰＷＭ248まではレベル
間隔８ステップ飛びのＰＷＭ信号が書込みユニット400
に送出され、像担持体110上には図７に示すようなほぼ3
0mm×20mmの44個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_43B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
に送出され補正カーブが作成される。これにより、白地
レベル部分のデータ数が多くなり正しい補正カーブが作
成され白地レベルのカブリと画像飛びの発生を防止でき
る。

【００５５】上記階調補正用テストパッチ像のｎ番目の
パッチ像ｐ_nBの濃度検出回路520の出力電圧をＶnとする
とき、その仮の濃度をＤ_PnとするとＤ_Pn＝−logＶn／Ｖ₀ としてＤ_Pnを求め、最大濃度部のＰＷＭ248の仮の濃度
をＤ_P248とするとＤ_P248＝−logＶ₂₄₈／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。このときの記録紙の濃度は代表的な記録紙の濃
度でありこれに限るものではない。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。

【００５６】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）。

【００５７】以上説明したコピー画像の最大濃度補正及
び階調補正カーブの作成は定着ユニット160のウォーミ
ングアップ中の他にも所定コピー枚数毎に行われて、常
に適正なコピー画像の最大濃度と階調性が維持される。

【００５８】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。

【００５９】（実施例２）本実施例は実施例１の装置の
階調補正用のテストパッチ信号のＰＷＭ幅を、ＰＷＭ０
〜32までは２ステップ飛び、ＰＷＭ32〜232の間は８ス
テップ飛び、ＰＷＭ234〜248の間は２ステップ飛びと
し、このＰＷＭ信号を書込みユニット400に送出するよ
うにしたものである。これにより、白地レベルのカブリ
と画像飛びの発生及び高濃度部の濃度不良を防止でき
る。ただし、高い画質が要求されない場合は、操作パネ
ル600の図示しない選択ボタンによって全域の濃度間隔
を８ステップ飛びのＰＷＭ信号を入力するようにし、階
調補正用のテストパッチ像の個数を少なくして能率を向
上させて補正カーブを得るようにする。

【００６０】（実施例３）本実施例は実施例１の装置の
階調補正用のテストパッチ信号を２組にし、１つはＰＷ
Ｍ０〜248のテストパッチ像は濃度間隔を８ステップ毎
に作成し、他はＰＷＭ０〜32までを濃度間隔２ステップ
毎に作成し、これにより得られる２つの階調補正カーブ
をＰＷＭ32の点でつなぎ合わせて正確適正な階調補正カ
ーブを得るようにしたものである。このときはハイライ
トのみつないであるがＰＷＭ234〜248までを濃度間隔２
ステップ毎に作成し３つの階調補正カーブをつなぎ合わ
せてもよい。

【００６１】以上の各実施例は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）。

【００６２】

【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、レーザ書込み部に入力する階調補正用の変調信
号ＰＷＭ幅の濃度間隔を特定の領域において中間部の間
隔より狭くして階調補正用のテストパッチ像を形成する
行うようにしたので、テストパッチ像の個数を少々増加
しただけで正確適正な補正用のカーブを得ることが可能
となり、従来のように等間隔のパルス幅信号を用いた画
像形成装置に比べ、白地のカブリ、画像飛び及び高濃度
部の濃度不良による画像潰れ等の発生を防止し階調性の
格段に優れたコピー画像が得られるという効果がある。

【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】パルス幅変調信号と画像濃度の関係を示すグラ
フである。

【図９】一部に低い読み取り誤差がある場合のカーブを
示すグラフである。

【図１０】一部に高い読み取り誤差がある場合のカーブ
を示すグラフである。

【図１１】一般の画像形成装置のプリンタ特性を示すグ
ラフである。

【図１２】図11のプリンタ特性を補正する補正カーブを
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 ＭＰＵＤＳ₁，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，ｐ_0B，ｐ_1B・・・・ｐ_nB テス
トパッチ像ＴＳ透磁率センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋晃東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者秋田宏東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に所定の濃度間隔で作成した
階調補正用テストパッチ像の反射濃度を画像濃度センサ
で検知し、その検知した情報より階調補正カーブを作成
する画像形成装置において、前記階調補正用テストパッ
チ像の濃度間隔は、特定領域の間隔が中間部の間隔より
狭いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記特定領域は低濃度のハイライト部と
高濃度のシャドウ部であることを特徴とする請求項１に
記載の画像形成装置。
【請求項３】前記階調補正カーブは前記所定の濃度間
隔で作成した階調補正用テストパッチ像による階調補正
カーブと、前記特定領域の狭い濃度間隔で作成した階調
補正用テストパッチ像による階調補正カーブとをつなぎ
合わせて作成することを特徴とする請求項１に記載の画
像形成装置。