JPH09240053A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像度が高く、中間調部の粒状性が良好な画
像形成装置を提供する。 【解決手段】 １画素を４つの分割小画素に分割し、各
分割小画素に関数ａ〜ｄを割当てる。関数ａ〜ｄは濃度
データをパラメータとする１次関数であり、関数ａ〜ｄ
の順に傾きが小さくなる。画素の濃度データと関数ａ〜
ｄに基づいて４つの分割小画素の露光データを演算し、
各分割小画素の露光を行なう。露光量分布にピークを持
たせることができ、より深い潜像を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像形成装置に
関し、特に、原稿の各画素の画像濃度データに基づいて
感光体を露光させることにより、感光体上に画像を形成
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、デジタル複写機のような画像
形成装置において感光体に画像を形成する方法として、
感光体を照射する光ビームの強度を、原稿の各画素の画
像濃度データに対応して変調する強度変調方式が知られ
ている。この方式では、読取った画像濃度データと１対
１に対応する濃度の画像を得ることができるので、高い
解像力ときめ細かい滑らかな階調特性を得ることができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の強度変
調方式では、ハイライト部において、微妙な濃度制御が
必要であり、階調再現を安定させることが容易でなかっ
た。また、ランダムノイズの発生により、中間調部の粒
状性が悪くなる場合があった。そこで本願発明者らは、
強度変調方式において発光時間のデューティ比を１００
％より小さくして、階調再現の安定性と粒状性の改善を
図った（特開平４−１３１６３号公報参照）。しかし、
この方法では画像上の万線により解像度が低下するとい
う現象が生じていた。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、解
像度が高く、中間調部の粒状性が良好で、ハイライト部
の階調再現性が良好で、ピッチむらなどの画像ノイズが
少ない画像形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
原稿の各画素の画像濃度データに基づいて感光体を露光
させることにより、感光体上に画像を形成する画像形成
装置であって、感光体の原稿の一画素に対応する画素領
域を複数の微小画素領域に分割し、複数の微小画素領域
の各々を順次露光させるための発光手段、それぞれが、
複数の微小画素領域に割り当てられ、画像濃度データを
パラメータとする複数の関数を記憶する記憶手段、原稿
の各画素の画像濃度データと記憶手段から読出した複数
の関数とに基づいて複数の微小画素領域の各々の露光量
を演算する露光量演算手段、および露光量演算手段の演
算結果に基づいて発光手段の発光強度を制御する制御手
段を備えたことを特徴としている。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明に加え、原稿の画像を形成するための作像パラメータ
を最適値に設定するための設定手段、記憶手段から読出
した複数の関数に基づいて画像濃度データと感光体の原
稿の一画素に対応する画素領域の露光量との関係を演算
し、その演算結果と設定手段で設定された作像パラメー
タとに基づいて、所望の階調特性を得るためのγ補正用
データを演算するデータ演算手段、およびデータ演算手
段で演算されたγ補正用データに基づいて原稿の各画素
の画像濃度データを補正し、その補正した画像濃度デー
タを原稿の各画素の画像濃度データとして露光量演算手
段に与える補正手段を備える。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、こ
の発明の実施の形態について説明する。

【０００８】［実施の形態１］図１は、この発明の実施
の形態１によるデジタルフルカラー複写機の全体構成を
示す断面図である。図１を参照して、このデジタル複写
機は、原稿画像を読取るイメージリーダ部２と、読取っ
た画像を再現するプリンタ部１とを備える。

【０００９】イメージリーダ部２においては、原稿台４
０に載置された原稿がスキャナ４１で露光走査され、そ
の反射光がＣＣＤセンサ４２を含む読取光学部４３によ
り検知され、光電変換により画素ごとにＲ、Ｇ、Ｂの３
色の多値電気信号として読み取られる。この多値電気信
号は、反射率のアナログデータとして画像信号処理部４
４に入力される。

【００１０】図２は、画像信号処理部４４の構成を示す
ブロック図である。この図を参照して、ＣＣＤセンサ４
２から画像信号処理部４４を介して、プリンタ部１に至
る画像信号の処理の流れを説明する。画像信号処理部４
４は、オフセット、ゲインの補正を行なったＣＣＤセン
サ４２からのＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれの反射率データをＡ
／Ｄ変換器１００により多値デジタル信号に変換し、次
にシェーディング補正部１０２において、シェーディン
グ補正を行なう。補正されたデジタル値は、ｌｏｇ変換
回路１０４により濃度データに変換される。次に、下色
除去・墨加刷回路１０６により、黒再現を改善するため
に、３色のデータの共通部分を黒データとして計算する
とともに、３色のデータから黒データを差し引く。そし
て、マスキング処理回路１０８において、Ｒ、Ｇ、Ｂの
データがＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの信号に変換される。そし
て、ノード補正回路１１０において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ
のデータに所定係数を乗じて濃度補正し、空間周波数補
正回路１１２によりデータのスムージングなどを行なっ
た後、処理後のデータを印字データとしてプリンタ部１
へ送る。

【００１１】図１に戻って説明を続けると、プリンタ部
１には、中央部よりやや右側に感光体ドラム１０が矢印
ｆの方向に回転駆動可能に設置されている。感光体ドラ
ム１０の周囲には、転写ドラム２０が矢印ｇの方向に回
転駆動可能に設置されている。さらに、帯電チャージャ
１１、磁気ブラシ式の現像装置１２、１３、１４、１
５、転写チャージャ２３、残留トナーのクリーニング装
置１６、イレイサーランプ１７が感光体ドラム１０の周
りに順に配置される。画像は、帯電処理の直後にプリン
トヘッド部５０によって感光体ドラム１０上に露光され
る。一方、用紙吸着チャージャ２１、分離チャージャ２
４、２５、分離爪２５が、転写ドラム２０の周りに配置
される。

【００１２】プリントヘッド部５０は、入力信号に対し
て感光体および現像特性などの画像再現性に応じた階調
補正（γ補正）を行なった後、Ｄ／Ａ変換により露光デ
ータを発生する。この露光データに基づき、プリントヘ
ッド部５０にてレーザが駆動され、回転駆動される感光
体ドラム１０を露光する。

【００１３】図３は、プリンタ部１におけるレーザ光学
系の構成を示す斜視図である。図３を参照して、駆動信
号に応じて半導体レーザ素子１００から出射されたレー
ザビームは、コリメータレンズ１０１とシリンドリカル
レンズ１０２を通って、ポリゴンミラー１０３の１つの
面に入射する。この面で反射されたビームは、ｆ−θレ
ンズ１０４を通ってミラー１０５で反射され、スリット
（図示せず）から光学ユニットの外に出て感光体ドラム
１０に入射し、感光体ドラム１０を軸方向に露光する。
ポリゴンミラー１０３の回転につれ、ポリゴンミラー１
０３の１つの面から反射されるビームの出射方向が図に
示すように変わって感光体ドラム１０を軸方向に走査す
る。この軸方向の走査の同期をとるために走査開始時
に、レーザビームはミラー１０６および１０７で反射さ
れ、フォトダイオード（ＳＯＳセンサ）１０８に入射す
る。ＳＯＳセンサ１０８が第１走査ラインの走査開始を
検出すると、後述するドライブＩ／Ｏ３１０およびパラ
レルＩ／Ｏ３１１から送られた所定の光強度、クロック
信号に基づき、１ライン目の走査を開始する。以後同様
に走査を行ない、有効画像エリア内の潜像を形成する。

【００１４】再び図１に戻って説明すると、感光体ドラ
ム１０は、露光を受ける前にイレーサランプ１７で照射
され、帯電チャージャ１１により一様に帯電されてい
る。この状態で露光を受けると、感光体ドラム１０上に
原稿の静電潜像が形成される。現像装置１２、１３、１
４、１５は、トナーとキャリアから２成分の現像剤を収
容しており、感光体ドラム１０に対向して、静電潜像を
対応する色のトナーで可視像化する。

【００１５】一方、プリンタ本体１には、自動給紙ユニ
ット６１、６２および６３が３段設けられている。各ユ
ニット内に装填されている用紙のサイズは、それぞれセ
ンサＳＥ１１〜ＳＥ１３で検知される。自動給紙ユニッ
ト６１、６２および６３から給紙、搬送されてきた用紙
は、転写ドラム２０上へ吸着位置と同期するように送り
込まれ、用紙吸着ローラ２２、用紙吸着チャージャ２１
によって転写フィルム上に静電的に吸着される。現像さ
れた感光体ドラム１０上の画像は、転写ドラム２０上に
吸着した用紙へ転写チャージャ２３を出力することで転
写される。

【００１６】以上のような、画像読取、潜像形成、現
像、転写のプロセス動作を必要な色の数だけ（通常のフ
ルカラー画像形成の場合は４回）繰返した後、用紙は転
写ドラム２０から分離チャージャ２４、２５、分離爪２
６により分離される。そして、搬送装置２７を経て、定
着器３０へ搬送され、ここでトナー像が用紙に加熱定着
されて排紙用トレイ３０に排紙される。

【００１７】次に、図１に示すデジタル複写機のプリン
タ制御系について説明する。図４は、図１に示すデジタ
ル複写機のプリンタ制御系の構成を示すブロック図であ
る。

【００１８】図２を参照して、このデジタル複写機は、
さらにプリンタ制御部２０１含み、プリンタ制御部２０
１には、制御ＲＯＭ２０２、データＲＯＭ２０３、ＲＡ
Ｍ２０４がそれぞれ接続される。制御ＲＯＭ２０２に
は、制御用の各種プログラムが格納されている。データ
ＲＯＭ２０３には、後述する自動濃度制御およびγ補正
制御に必要な各種データが格納されている。プリンタ制
御部２０１は、制御ＲＯＭ２０２、データＲＯＭ２０
３、およびＲＡＭ２０４に記憶されている各種データに
よってプリント動作の制御を行なうとともに、後述する
自動濃度制御およびγ補正制御等を行なう。

【００１９】プリンタ制御部２０１には、さらに、操作
パネル２０５、感光体駆動カウンタ２０８、環境センサ
２０９がそれぞれ接続されている。プリンタ制御部２０
１は、さらに、ＡＩＤＣセンサ２１４、現像装置駆動カ
ウンタ２１０、Ｖセンサ２０７が接続されている。プリ
ンタ制御部２０１には、操作パネル２０５から各種操作
指令が入力されるとともに、リセットボタン２０６から
リセット信号が入力され、Ｖセンサ２０７から感光体６
の表面電位の検出信号が入力され、ＡＩＤＣセンサ２１
４から感光体６の表面に付着するトナーの付着量が光学
的に検出された検出信号が入力され、感光体駆動カウン
タ２０８から感光体６の駆動回数を示す信号が入力さ
れ、環境センサ２０９から温度および湿度等の環境特性
を示す信号が入力され、現像装置駆動カウンタ２１０か
ら現像装置１２、１３、１４、１５の駆動回数を示す信
号が入力される。

【００２０】プリンタ制御部２０１は、上記各種入力情
報に基づき後述する自動濃度制御およびγ補正制御を行
なうため、帯電チャージャ８のグリッド電位Ｖｇを発生
するＶｇ発生ユニット２１５、および各現像装置１２、
１３、１４、１５の現像バイアス電位Ｖｂを発生するＶ
ｂ発生ユニット２１３を制御する。

【００２１】一方、画像信号処理部４４からの画像デー
タ（８ビット）は、インタフェース部３０１を介して、
ファーストイン・ファーストアウトメモリ（以下、ＦＩ
ＦＯメモリという）３０２に入力される。このＦＩＦＯ
メモリ３０２は、主走査方向の所定の行数分の画像の階
調データを記憶することができるラインバッファメモリ
であり、イメージリーダ部２とプリンタ部１との動作ク
ロック周波数の相違を吸収するために設けられる。

【００２２】ＦＩＦＯメモリ３０２のデータは、次にγ
補正部３０３に入力される。後で説明するように、デー
タＲＯＭ２０３のγ補正用データがプリント制御部２０
１によりγ補正部３０３へ送られ、γ補正部３０３は、
入力データ（ＩＤ）を補正して得た発光レベルを関数処
理部３０４に送る。ここで、クロック発生部３０５から
のクロック信号により１画素が複数の分割小画素に分割
され、メモリ３０６から読出した複数の関数に基づい
て、それぞれの入力データに対して関数処理が施され
る。また、メモリ３０６から読出された複数の関数はプ
リンタ制御部２０１にも送られ、プリンタ制御部２０１
でγ補正用発光特性データの演算に用いられる。

【００２３】関数処理後Ｄ／Ａ変換部３０７に送られ、
発光レベル（デジタル値）から変換されたアナログ電圧
は、次に、増幅回路３０９において、プリンタ制御部２
０１からのゲイン設定値に対応してゲイン信号発生回路
３０８により設定されたゲインで増幅された後、ドライ
ブＩ／Ｏ３１０を介して、半導体レーザ（ＬＤ）ドライ
バ３１２へ送られ、半導体レーザ１００をその値の光強
度で発光させる。

【００２４】次に、関数処理部３０４について詳細に説
明する。図５は、この実施の形態で用いる関数の一例を
示す図である。この実施の形態では、これらの互いに傾
きの異なる１次関数を使用する。図５を参照して、関数
ａは、濃度データ上の点Ｄａまでは単調に増加する１次
関数で表わされ、点Ｄａより大きい点では最大露光強度
で露光する関数である。また、関数ｂは、濃度データ上
の点Ｄｂ（ただし、Ｄｂ＞Ｄａ）までは単調に増加する
１次式で表わされ、点Ｄｂより大きい点では最大露光強
度で露光する関数である。さらに、関数ｃは、濃度デー
タの最大値Ｄｃまで単調に増加する１次式の関数であ
り、関数ｄは、濃度データの大小にかかわらず、常に露
光を行なわない関数である。

【００２５】図６は、所定画素周期の各分割画素にこれ
らの関数ａ〜ｄを配列させた状態を示す図である。これ
を関数配列パラメータと呼ぶことにする。この実施の形
態において、関数配列パラメータは２画素周期で設定さ
れ、中心から左右対象に関数を配列させたものである。

【００２６】変調周波数の４倍の周波数のクロック信号
を関数処理部３０４に送ることで、１画素の１／４（２
５％）の単位で独立して半導体レーザ１００の発光制御
が可能となるので、この分割小画素にこれらの関数を割
付け、画像濃度データを関数処理することでドットを形
成する。

【００２７】図７は、特開平４−１３１６３号公報にお
ける露光データを、また、図８はシミュレーションによ
り得られた、特開平４−１３１６３号公報における感光
体上の潜像電位部分のレイアウトを示している。この例
では、１画素を２分割し２画素周期でデューティ比７５
％に設定している。また発光部においては、１画素ごと
に濃度データに対応した露光強度で一様に露光するた
め、露光データにピークを持たず、深い潜像を形成する
ことができない上、画像、転写、定着のプロセスを経る
と、どうしても形成ドットの飛び散りなどが発生し画質
を著しく劣化させる。

【００２８】図９は、この実施の形態における、関数配
列パラメータに基づきデータを関数処理した図である。
図９（ａ）は、濃度レベルがＤ＜Ｄａのときの関数処理
後の画像データを示す。図５のハイライト部領域１を参
照して、この領域１では、関数ａ〜ｄはいずれも単調増
加関数であるため、濃度レベルの増加に伴い関数ａ〜ｄ
も増加する。この関数処理によって、図９（ａ）に示さ
れるように画像データが加工される。

【００２９】図９（ｂ）は、濃度レベルがＤａ＜Ｄ＜Ｄ
ｂのときの関数処理後の画像データを示す。図４の中間
調領域２を参照して、この領域２では、関数ａは発光デ
ータが最大値固定となり、関数ｂおよびｃはいずれも単
調増加関数であるため、濃度レベルの増加に伴い関数ｂ
およびｃはともに増加する。この関数処理によって、図
９（ｂ）に示されるように画像データが加工される。

【００３０】図９（ｃ）は、濃度レベルがＤｂ＜Ｄ＜Ｄ
ｃのときの関数処理後の画像データを示す。図４のベタ
部領域３を参照して、この領域３では、関数ａおよびｂ
の画像データが最大値固定となり、関数ｃが単調増加関
数であるため、濃度レベルの増加に伴い関数ｃのみ増加
する。この関数処理によって、画像データは図９（ｃ）
に示されるように加工される。

【００３１】なお、濃度データが最大値（２５５レベ
ル）のときには、関数ａ〜ｃの画像データが最大値固定
となるため、関数処理後の画像データは図９（ｄ）のよ
うになる。なお、関数ｄは、前述のとおり濃度データの
大小にかかわらず、常に露光を行なわない関数である。

【００３２】図１０は、この実施の形態における、クロ
ック、関数配列パラメータ、入力画像データおよび関数
処理後画像データ間の（露光データ）の関係の一例を示
す図である。クロックは、変調周波数の４倍の周波数の
信号である。関数配列パラメータは、図６で示したよう
に２画素周期で設定されている。入力画像データは関数
配列パラメータによって関数処理され、最下段に示す関
数処理後画像データが得られる。関数処理後画像データ
に対応して半導体レーザ１００の発光強度が変調され
る。このときの見かけ上のデューティ比は７５％になっ
ている。

【００３３】図１１は、このようにして２ドット周期で
画像形成した例を示す図、図１２は、シミュレーション
により得られた感光体上の潜像電位分布の例を示す図で
ある。

【００３４】以上の処理により、この実施の形態では、
各分割小画素ごとに設定した関数により得られた露光強
度での制御が可能になるため、露光データにピークを持
たすことができ、より深い潜像を形成することが可能と
なる。特にハイライト部から中間調部にかけての粒状性
が飛躍的に向上する。また、図４および図５に示される
ような関数、関数配列パラメータを用いることで、応答
性の悪い半導体レーザを使用しても、レーザのオーバー
シュートおよびアンダーシュートによる影響の少ない良
好な画像を形成することができる。

【００３５】なお、この実施の形態では、画像形成時に
使用する関数および関数配列パラメータは図５および図
６とする構成としたが、必ずしもこれらを用いた構成で
ある必要はない。たとえば、関数については、図１３に
示されるものであってもよい。図１３に示される関数を
用いた場合、得られる関数処理後画像データは、濃度レ
ベルの増加に伴い主走査方向のドット幅を変えながら画
像を形成することができる。この関数を用いた場合、ハ
イライト部の粒状性をより重視した画像設計を行なえる
というメリットがある。

【００３６】本実施の形態のデジタル複写機は、上記の
ように構成され、画像データのγ補正に用いるγ補正用
発光データを装置内部で随時演算することによりγ補正
制御（画像濃度安定化制御）を行なっている。また、本
実施の形態では、ＶセンサとＡＩＤＣセンサの多点入力
によるセンシングを行ない、画像形成動作毎にγ補正用
発光データを演算し作成している。以下、本実施の形態
のγ補正制御についてフローチャートを用いて詳細に説
明する。

【００３７】図１４は、図１に示すデジタル複写機のプ
リンタ制御系のメインフローチャートである。図１４を
参照して、デジタル複写機の電源がオンされると、ま
ず、ステップＳ１においてＡＩＤＣ較正処理が実行され
る。

【００３８】ＡＩＤＣセンサ２１４の出力特性は、トナ
ー粉煙などによる汚れやセンサの取付ばらつき等により
変動する。図１５は、汚れがある場合とない場合のＡＩ
ＤＣセンサの出力特性を示す図である。図１５に示す出
力特性は、Ｃ、Ｍ、Ｙトナーにおける出力特性を示して
おり、実線はＡＩＤＣセンサに汚れがない場合を示して
おり、破線はＡＩＤＣセンサに汚れがある場合を示して
いる。

【００３９】たとえば、出力特性が汚れがない場合から
汚れがある場合へ変動した場合（実線から破線へ変動し
た場合）、感光体１０上のトナー付着量が同一であって
も、ＡＩＤＣセンサ２１４の出力特性が変動しているた
め、正確なトナー付着量を検出することができない。そ
こで、ステップＳ１において、テストトナー像を作成
し、そのときのＡＩＤＣセンサ２１４の出力より、ＡＩ
ＤＣセンサ２１４の出力とトナー付着量との関係を規格
化し、規格化された出力特性をＡＩＤＣセンサ２１４の
出力特性とする。

【００４０】また、カラートナーとブラックトナーとで
は反射光量が異なるため、カラートナー用とブラックト
ナー用との出力特性をそれぞれ作成する。上記の処理に
より、作成されたＡＩＤＣセンサの出力特性は、たとえ
ば、カラートナー（シアントナー）の場合、図１６に示
すようになり、ブラックトナーの場合、図１７に示すよ
うになる。

【００４１】次に、上記のＡＩＤＣ較正処理についてさ
らに詳細に説明する。図１８は、ＡＩＤＣ較正処理を説
明するためのフローチャートである。

【００４２】図１８を参照して、まずステップＳ２１に
おいて、トナー付着量が最大となるベタレベルでのＡＩ
ＤＣセンサの出力Ｖａｂを得るためのグリッド電位Ｖ
ｇ、現像バイアス電位Ｖｂ、露光量ＬＤの各最大出力を
設定する。

【００４３】次に、ステップＳ２２において、感光体地
肌レベル、ベタレベル検出処理を実行する。まず、ステ
ップＳ２１で設定した条件でテストトナー像を作成し、
このときのＡＩＤＣセンサの出力Ｖａｂを検出する。ま
た、合わせてトナー像のない感光体地肌レベルでのＡＩ
ＤＣセンサの出力Ｖａｎを検出する。次に、これを基に
センサの出力とトナー付着量との関係（ＡＩＤＣセンサ
の出力特性）を規格化し、ＲＡＭ２０４に記憶する。な
お、ベタレベルのＡＩＤＣセンサの出力Ｖａｂについて
は、前述したようにカラートナー用としてのシアントナ
ー像と、ブラックトナー像との２種類のセンサ出力特
性、たとえば、図１６および図１７に示すセンサ出力特
性を規格化して記憶する。

【００４４】次に、図１８に示すステップＳ２２の処理
についてさらに詳細に説明する。図１９は、感光体地肌
レベル、ベタレベル検出処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【００４５】図１９を参照して、まずステップＳ３１に
おいて、上記のように感光体地肌レベル、ベタレベルの
検出処理が行なわれる。次に、ステップＳ３２におい
て、地肌レベルのＡＩＤＣセンサの出力Ｖａｎから前回
のデータまたは予め設定されている所定の比較値を減算
し、その絶対値が所定のしきい値Ｘ以下であるか否かが
判断される。所定のしきい値Ｘより大きい場合はステッ
プＳ３８へ移行し、以下の場合はステップＳ３３へ移行
する。

【００４６】しきい値Ｘ以下の場合、ステップＳ３３に
おいて、ステップＳ３２と同様に、ベタレベルのＡＩＤ
Ｃセンサの出力Ｖａｂから前回のデータまたは比較値を
減算した値の絶対値が所定のしきい値Ｙ以下であるか否
かが判断される。しきい値Ｙより大きい場合ステップＳ
３４へ移行し、以下の場合は、Ｓ４４において、ＡＩＤ
Ｃセンサの出力特性を規格化、記憶して、ステップＳ２
３へ移行し以降の処理を継続する。

【００４７】ステップＳ３３においてしきい値Ｙより大
きいと判断された場合、ステップＳ３４において、しき
い値Ｙを超えた回数Ｎ₂ が所定の回数ｎ₂ 以下であるか
否かが判断される。ｎ₂ 以下の場合、ステップＳ３５に
おいて、しきい値を超えた回数Ｎ₂ をインクリメントす
る。次に、ステップＳ３６において、今回のデータをキ
ャンセルし、ステップＳ３３へ移行し以降の処理を継続
する。

【００４８】一方、ステップＳ３４において、しきい値
を超えた回数Ｎ₂ がｎ₂ より大きい場合、ステップＳ３
７へ移行しサービスコール処理（サービスマンを呼ぶよ
うに使用者に指示するための処理、たとえば、操作パネ
ル上に所定の警告画面を表示）を実行し、ステップＳ４
３において装置を停止させる。

【００４９】また、ステップＳ３２において、しきい値
Ｘより大きいと判断された場合、ステップＳ３８におい
て、しきい値Ｘを超えた回数Ｎ₁ が所定の回数ｎ₁ 以下
であるか否かが判断される。ｎ₁ 以下の場合ステップＳ
３９へ移行し、しきい値Ｘを超えた回数Ｎ₁ をインクリ
メントし、ステップＳ４０へ移行し今回のデータをキャ
ンセルし、さらに、ステップＳ３３へ移行し以降の処理
を継続する。

【００５０】一方、ｎ₁ より大きい場合、ステップＳ４
１へ移行し、サービスコール処理を実行し、さらにステ
ップＳ４３へ移行し、装置を停止させる。

【００５１】再び図１８を参照して、次に、ステップＳ
２３において、所定のグリッド電位Ｖｇおよび現像バイ
アス電位Ｖｂと異なる５段階の露光量レベルとにより５
種類のテストトナー像を各色ごとすなわち２色分作成す
る。このときの露光量レベルについては、図２０に示す
１２段階の露光量ステップの中から１（３２階調レベ
ル）、３（６４階調レベル）、５（９６階調レベル）、
９（１６０階調レベル）、１０（１９２階調レベル）の
５階調分でテストトナー像を作成する。

【００５２】次に、ステップＳ２４において、各色ごと
の作成したテストトナー像に対するＡＩＤＣセンサの出
力Ｖａｂを検出し、検出した出力Ｖａｂおよび地肌レベ
ルのＡＩＤＣセンサの出力Ｖａｎに対するステップＳ２
２で作成したセンサ出力と付着量との関係からトナー付
着量を求める。

【００５３】次に、ステップＳ２５において、ステップ
Ｓ２４で得られたトナー付着量を基に、各色ごとに付着
量が０．０５ｍｇ／ｃｍ² 〜０．５ｍｇ／ｃｍ² の領域
内にある３つの露光量レベルを図２０から選択し記憶す
る。

【００５４】トナー付着量が上記範囲となるように露光
量レベルを選択するのは、以下の理由による。トナー付
着量が多くなるにつれて感光体１０表面上での正反射光
量成分が低下するため、ＡＩＤＣセンサ２１４の出力が
低下する。したがって、センサの検出感度も低下し、ト
ナー付着がある一定量以上になると、ＡＩＤＣセンサ２
１４の出力は完全に飽和してしまう。この結果、センサ
の検出精度を向上するためには、本実施の形態の場合で
は、およそトナー付着量が０．０５ｍｇ／ｃｍ ² 〜０．
５ｍｇ／ｃｍ² となる領域を用いることが好ましい。

【００５５】再び図１４を参照して、ＡＩＤＣ較正処理
の後、ステップＳ２において、ＡＩＤＣ検出処理が実行
される。この処理は、ＡＩＤＣセンサ２１４を用いてト
ナー付着量を求めるサブルーチンである。

【００５６】まず、所定のグリッド電位Ｖｇおよび現像
バイアス電位Ｖｂの下で３段階の露光量レベル×４色の
１２種類のテストトナー像を作成する。この３段階の露
光量レベルは、上記のステップＳ２５で選択した３つの
露光量レベルである。作成された各テストトナー像のト
ナー付着量をＡＩＤＣセンサ２１４を用いて検出する。
すなわち、上記のステップＳ２２で求めたＡＩＤＣセン
サの出力特性を用いて、ＡＩＤＣセンサ２１４の出力に
対応するトナー付着量を求める。

【００５７】以下、上記のＡＩＤＣ検出処理についてさ
らに詳細に説明する。図２１は、ＡＩＤＣ検出処理を説
明するためのフローチャートである。

【００５８】図２１を参照して、まず、ステップＳ５１
において、所定のグリッド電位Ｖｇ（ステップＳ２３と
同じ電位）、現像バイアス電位Ｖｂ（予測した暗減衰率
に基づき各色により切換えられる電位）、およびステッ
プＳ２５で選択した３段階の露光量レベルの条件の下、
感光体１０上に３つのテストトナー像（低濃度側のテス
トトナー像Ｍ１、中間の濃度のレベルのテストトナー像
Ｍ２、高濃度側のテストトナーＭ３）を各色ごとに作成
する。

【００５９】次に、上記のステップＳ５１の処理につい
てさらに詳細に説明する。図２２ないし図２４は、ステ
ップＳ５１に示す３レベルのテストトナー像作成処理を
説明するための第１ないし第３のフローチャートであ
る。

【００６０】まず、図２２を参照して、ステップＳ６１
において、シアントナーを用いて３レベルのテストトナ
ー像が作成される。次に、ステップＳ６２において、３
レベルともにほとんど現像されているかいないか否かが
判断される。ほとんど現像されていない場合はステップ
Ｓ６３へ移行し、現像されている場合は、図２３に示す
ステップＳ８１へ移行する。

【００６１】次に、ほとんど現像されていない場合、ス
テップＳ６３において、シアン現像時の出力が異常であ
ると判断する。次に、ステップＳ６４において、黒トナ
ーを用いて３レベルのテストトナー像を作成する。次
に、ステップＳ６５において、３レベルともにほとんど
現像されていないか否かが判断される。ほとんど現像さ
れていない場合はステップＳ６６へ移行し、現像されて
いる場合はステップＳ６９へ移行する。

【００６２】次に、ほとんど現像されていない場合、ス
テップＳ６６において、黒現像時の出力が異常であると
判断される。次に、ステップＳ６７において、サービス
コール処理が実行される。次に、ステップＳ６８におい
て、装置が停止される。

【００６３】一方、ステップＳ６５において、現像され
ていると判断された場合、ステップＳ６９において、３
レベルともにほとんどベタ出力であるか否かが判断され
る。ベタ出力である場合はステップＳ６６へ移行し以降
の処理を継続し、ベタ出力でない場合はステップＳ７０
へ移行する。

【００６４】次に、ステップＳ７０において、黒現像時
の出力が正常であると判断される。次に、ステップＳ７
１において、黒トナーを用いた黒コピー処理のみが許可
される。次に、ステップＳ７０において、サービスコー
ル処理が実行され、図２１に示すステップＳ５２へ移行
する。

【００６５】一方、ステップＳ６２において、現像され
ていると判断された場合、図２３に示すステップＳ８１
において、シアントナーを用いた３レベルがほとんどベ
タ出力であるか否かが判断される。ベタ出力である場合
はステップＳ８２へ移行し、その他の場合は図２４に示
すステップＳ１０１へ移行する。

【００６６】ベタ出力である場合、ステップＳ８２にお
いて、シアン現像時の出力が異常であると判断される。
以降、ステップＳ８３〜Ｓ９１は、上記で説明したステ
ップＳ６４〜Ｓ７２と同様であるので以下その説明を省
略する。

【００６７】一方、ステップＳ８１においてベタ出力で
ないと判断された場合、図２４に示すステップＳ１０１
において、シアン現像時の出力は正常であると判断され
る。次に、ステップＳ１０２において、黒トナーを用い
た３レベルのテストトナー像が作成される。次に、ステ
ップＳ１０３において、３レベルともにほとんど現像さ
れているか否かが判断される。ほとんど現像されていな
い場合はステップＳ１０４へ移行し、現像されている場
合はステップＳ１０７へ移行する。

【００６８】次に、ほとんど現像されていない場合、ス
テップＳ１０４において、黒現像時の出力が異常である
と判断される。次に、ステップＳ１０５において、サー
ビスコール処理が実行される。次に、ステップＳ１０６
において、装置が停止される。

【００６９】また、ステップＳ１０３において、現像さ
れていると判断された場合、ステップＳ１０７におい
て、３レベルともにほとんどベタ出力であるか否かが判
断される。ベタ出力である場合はステップＳ１０４へ移
行し以降の処理を継続し、ベタ出力でない場合はステッ
プＳ１０８へ移行する。

【００７０】ベタ出力でない場合、ステップＳ１０８に
おいて、黒現像時の出力が正常であると判断される。次
に、ステップＳ１０９において、イエロートナーを用い
て３レベルのテストトナー像が作成される。次に、ステ
ップＳ１１０において、３レベルがほとんど現像されて
いるかいないかが判断される。ほとんど現像されていな
い場合はステップＳ１１１へ移行し、現像されている場
合はステップＳ１１４へ移行する。

【００７１】次に、ほとんど現像されていない場合、ス
テップＳ１１１において、イエロー現像時の出力が異常
であると判断される。次に、ステップＳ１１２におい
て、黒コピーのみを許可する処理が行なわれる。次に、
ステップＳ１１３において、サービスコール処理が実行
され、ステップＳ５２へ移行する。

【００７２】一方、ステップＳ１１０において、現像さ
れていると判断された場合ステップＳ１１４において、
３レベルがほとんどベタ出力であるか否かが判断され
る。ベタ出力である場合はステップＳ１１１へ移行し以
降の処理が継続され、ベタ出力でない場合はステップＳ
１１５へ移行する。ベタ出力でない場合、ステップＳ１
１５において、イエロー現像時の出力が正常であると判
断される。

【００７３】次に、ステップＳ１１６において、マゼン
タトナーを用いて３レベルのテストトナー像が作成され
る。次に、ステップＳ１１７において、３レベルがほと
んど現像されているか否かが判断される。ほとんど現像
されていない場合はステップＳ１１８へ移行し、マゼン
タ現像時の出力が異常であると判断され、ステップＳ１
１２へ移行する。一方、現像されている場合は、ステッ
プＳ１１９において、３レベルがほとんどベタ出力であ
るか否かが判断される。ほとんどベタ出力である場合は
ステップＳ１１８へ移行し以降の処理を継続し、ベタ出
力でない場合はステップＳ１２０へ移行し、マゼンタ現
像時の出力が正常であると判断され、ステップＳ５２へ
移行する。

【００７４】以上の処理により、シアン出力が正常な場
合において、黒出力が正常で、イエロー、マゼンタのう
ちどちらか一方でも異常のときは黒コピーのみが許可さ
れ、カラーコピーは行なえず、全色正常の場合、フルカ
ラーコピーが許可され、黒出力が異常の場合装置が停止
される。

【００７５】再び図２１を参照して、次に、ステップＳ
５２において、感光体１０近傍に設けられたＡＩＤＣセ
ンサ２１４によりテストトナー像の濃度を検出する。各
色ごとに検出した出力値Ｖａに対してステップＳ１と同
様に処理し、ステップＳ２２で記憶したＡＩＤＣセンサ
の出力特性をＲＡＭ２０４から読出し、この出力特性を
用いてＡＩＤＣセンサの出力Ｖａをトナー付着量に換算
する。

【００７６】次に、ステップＳ５３において、ステップ
Ｓ５２の結果に基づいて、次回のテストトナー像の打出
し露光量レベルの決定および更新処理を行なう。すなわ
ち、次回からは、ステップＳ５１で作成するテストトナ
ー像の３段階の露光量レベルは、各色ごとにステップＳ
５３で設定更新されたデータによって決定される。した
がって、後述するようにコピー終了後常にステップＳ１
に戻ってＡＩＤＣ較正処理を行なうのではなく、ステッ
プＳ２のＡＩＤＣ検出処理へ戻り、ステップＳ２の通常
テストトナー検出時に次回分の３段階の露光量レベルを
決定する。

【００７７】次に、上記ステップＳ５３の露光量レベル
の決定更新処理について詳細に説明する。図２５は、露
光量レベルの決定更新処理を説明するためのフローチャ
ートである。本実施の形態では、前述したように、トナ
ー付着量が０．０５ｍｇ／ｃｍ² 〜０．５ｍｇ／ｃｍ²
の領域内になるように図２０に示す露光量レベルから３
つのテストパターンの露光量レベル（露光量ステップＳ
ＴＰ１〜ＳＴＰ３）を各色ごとに以下の処理により選択
している。

【００７８】図２５を参照して、まずステップＳ１３１
において、ステップＳ５２で検出した低濃度側のテスト
トナー像Ｍ１について、各色ごとにテストトナー像Ｍ１
のトナー付着量が０．０５ｍｇ／ｃｍ² 以上であるか否
かが判断される。テストトナー像Ｍ１のトナー付着量が
０．０５ｍｇ／ｃｍ² 以上でない場合ステップＳ１４２
へ移行し、低濃度側の露光量ステップＳＴＰ１を図２０
に従い１ステップだけアップさせ、ステップＳ１３４へ
移行する。

【００７９】一方、テストトナー像Ｍ１のトナー付着量
が０．０５ｍｇ／ｃｍ² 以上である場合、ステップＳ２
３２へ移行し、テストトナー像Ｍ１のトナー付着量が
０．１ｍｇ／ｃｍ² 以下であるか否かが判断される。テ
ストトナー像Ｍ１のトナー付着量が０．１ｍｇ／ｃｍ²
以下でない場合、ステップＳ２３９へ移行し、露光量ス
テップＳＴＰ１を図２０に従い１ステップダウンさせ、
次回のテストトナー像作成時の低濃度側の露光量レベル
として設定し、ＲＡＭ２０４に記憶する。

【００８０】一方、テストトナー像Ｍ１のトナー付着量
が０．１ｍｇ／ｃｍ² 以下の場合、ステップＳ１３３に
おいて、露光量ステップＳＴＰ１を変更せず、次回のテ
ストトナー像作成時の露光量レベルとしてそのまま露光
量ステップＳＴＰ１を設定し、ＲＡＭ２０４に記憶す
る。

【００８１】次に、ステップＳ１３４において、ステッ
プＳ５２で検出した中間の濃度レベルのテストトナー像
Ｍ２のトナー付着量が０．２５ｍｇ／ｃｍ² 以上である
か否かが判断される。テストトナー像Ｍ２のトナー付着
量が０．２５ｍｇ／ｃｍ² 以上でない場合ステップＳ１
４０へ移行し、中間の濃度レベルの露光量ステップＳＴ
Ｐ２を図１９に従い１ステップアップさせ、次回のテス
トトナー像作成時の中間の濃度レベルの露光量レベルと
して設定し、ＲＡＭ２０４に記憶する。

【００８２】一方、テストトナー像Ｍ２のトナー付着量
が０．２５ｍｇ／ｃｍ² 以上の場合ステップＳ１３５へ
移行し、露光量ステップＳＴＰ２を１ステップダウンさ
せ、次回のテストトナー像作成時の露光量レベルとして
設定し、ＲＡＭ２０４に記憶する。

【００８３】次に、ステップＳ１３６において、ステッ
プＳ５２で検出した高濃度側のテストトナー像Ｍ３のト
ナー付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ² 以上であるか否かを判
断する。テストトナー像Ｍ３のトナー付着量が０．４ｍ
ｇ／ｃｍ² 以上でない場合、ステップＳ１４３へ移行
し、高濃度側の露光量ステップＳＴＰ３を図２０に従い
１ステップアップさせ、次回の高濃度側のテストトナー
作成時の露光量レベルとして設定し、ＲＡＭ２０４に記
憶する。

【００８４】一方、テストトナー像Ｍ３のトナー付着量
が０．４ｍｇ／ｃｍ² 以上である場合、ステップＳ１３
７へ移行し、テストトナー像Ｍ３のトナー付着量が０．
５ｍｇ／ｃｍ² 以下であるか否かが判断される。テスト
トナー像Ｍ３のトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下
でない場合ステップＳ１４１へ移行し、露光量ステップ
ＳＴＰ３を１ステップダウンさせ、次回の高濃度側のテ
ストトナー像作成時の露光量レベルとして設定し、ＲＡ
Ｍ２０４に記憶する。

【００８５】一方、テストトナー像Ｍ３のトナー付着量
が０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下である場合、ステップＳ１３
８において、露光量ステップＳＴＰ３を変更せずに次回
の高濃度側のテストトナー像作成時の露光量レベルとし
てそのまま設定し、ＲＡＭ２０４に記憶する。

【００８６】上記の処理により、各色ごとに常にトナー
付着量が０．０５ｍｇ／ｃｍ² 〜０．５ｍｇ／ｃｍ² の
領域内となるように、３つのテストトナー像作成時の露
光領域レベル（露光領域ステップＳＴＰ１〜ＳＴＰ３）
を設定し更新している。したがって、次回のテストトナ
ー像作成時には、ＲＡＭ２０４に記憶している光量ステ
ップＳＴＰ１〜ＳＴＰ３を各色ごとに読出し、図２０に
基づいて露光量レベルが上記のように設定される。この
結果、常にＡＩＤＣセンサの検出感度の高い領域内でテ
ストトナー像を作成することができ、後述するγ補正用
発光データを高精度に演算することが可能となる。

【００８７】再び図１４を参照して、ステップＳ３にお
いてＶ（感光体表面電位）検出処理を行なう。Ｖ検出処
理は、Ｖセンサ２０７を用いて感光体１０の表面電位を
検出する処理である。具体的には、所定の露光量および
グリッド電位Ｖｇの条件下で、潜像パターン（テストパ
ターン）を１０段階の露光量レベル（図２０に示す露光
量ステップとは異なる）で作成し、Ｖセンサ２０７によ
り感光体６に形成された各潜像パターンの表面電位を検
出する。また、表面電位の検出精度を向上するため、電
源投入時は、露光量およびグリッド電位Ｖｇを３段階切
換えて、各段階で、１０段階の露光量レベルで潜像パタ
ーンを形成し、３×１０点の表面電位を検出する。ま
た、電源投入時には、３×１０点の表面電位検出後、感
光体表面をイレーサランプ７でイレースして、イレース
後の表面電位Ｖｒを検出し、他の場合は、１０点の表面
電位検出後、イレースした感光体表面電位Ｖｒを検出す
る。なお、この処理では、Ｖセンサ２０７を用いて表面
電位を検出しているが、直接検出せずに、所定の演算に
より表面電位を直接予測するようにしてもよい。

【００８８】次に、上記のＶ検出処理についてさらに詳
細に説明する。図２６は、Ｖ検出処理を説明するための
フローチャートである。まず、ステップＳ１５１におい
て、上記に説明したＶ検出処理が実行される。次に、ス
テップＳ１５２において、すべてのＶセンサ２０７の出
力が同じ出力であるか否かが判断される。同じ出力であ
る場合はステップＳ１５３へ移行し、異なる場合はステ
ップＳ１５６へ移行する。

【００８９】すべてのＶセンサの出力が同じである場
合、ステップＳ１５３において、Ｖセンサの出力が異常
であると判断する。次に、ステップＳ１５４において、
サービスコール処理を実行する。次に、ステップＳ１５
５において、装置を停止させる。

【００９０】一方、Ｖセンサの出力が異なると判断され
た場合、ステップＳ１５６において、Ｖセンサ２０７の
出力が正常であると判断し、ステップＳ４へ移行する。
上記の処理によりＶセンサ２０７の出力データの異常を
検出し、装置を停止させることが可能となる。

【００９１】以上説明したステップＳ１〜Ｓ３により検
出動作は終了し、以後演算処理が実行される。

【００９２】次に、図１４に示すステップＳ４の感光体
感度特性算出処理について詳細に説明する。図２７は、
感光体感度特性算出処理を説明するためのフローチャー
トである。図２７を参照して、まず、ステップＳ１６１
において、感光体感度特性近似式作成処理が行なわれ
る。次に、ステップＳ１６２において、帯電効率算出処
理が実行される。次に、ステップＳ１６３において、感
光体感度特性の各位置の予測処理が実行され、ステップ
Ｓ５へ移行する。

【００９３】次に、上記の感光体感度特性近似式作成処
理についてさらに詳細に説明する。図２８は、感光体感
度特性近似式作成処理を説明するためのフローチャート
である。

【００９４】まず、ステップＳ１７１において、感光体
１０の感度特性が算出される。具体的には、上記のステ
ップＳ３で検出した１０レベルの潜像パターンに対する
感光体１０の表面電位のデータを用いて、感光体明減衰
カーブを近似する。感光体明減衰カーブは、単純減衰特
性を有するため、Ｖ×ｅ^a*x+b 形態で近似できるものと
し、各係数を最小自乗法で求める。

【００９５】次に、感光体明減衰カーブの近似式の作成
方法について以下に説明する。上記のようにステップＳ
３の検出データにより検出した感光体の表面電位Ｖに基
づき、露光のリップルを含む形で近似し、実効の現像電
位を算出できるようにする。すなわち、電位計で検出で
きるのは、露光のリップルによる平均電位と考え、ここ
では、リップルの極大値と極小値との平均電位の形で以
下に示す近似式の係数を最小自乗法で求める。

【００９６】 ここで、Ｖｂｉ：バイアス露光下の表面電位（≠Ｖ
₀ ），Ｖｒ：残留電位，Ｅ（ｎ）：平均露光量からバイ
アス光量を減算したもの（各階調における変調露光
量），Ａ：平均露光下の極大値（係数），Ｂ：平均露光
下の極小値（係数），Ｋｓ：感光体の感度係数，Ｄ：変
調時間に対する露光点灯比，ｎ：テストパターン用の階
調（ｎ＝１〜１０），また、指数部の“＊”は“乗算”
を示す。なお、本実施の形態では、画像書込用の光源と
して半導体レーザ（レーザダイオード）を使用してい
る。レーザダイオードの発光の応答性を良くするため、
常時、バイアス電流を印加しており、レーザダイオード
は、これにより自然発光している。したがって、上記の
Ｖｂｉは、この自然発光の露光下での感光体表面電位を
示している。

【００９７】上記の近似式では、検出の容易さと信頼性
とによりバイアス露光下の表面電位Ｖｂｉを減衰の初期
値としている。上記の近似式により得られた係数を用い
て、実際の使用環境下で任意のグリッド電位Ｖｇおよび
露光量での感光体の表面電位Ｖを算出することができ
る。

【００９８】次に、最小自乗法を用いて、上記近似式の
各係数Ａ、Ｂ、Ｋｓを求めるために、まず、初期値を決
定する必要がある。Ｋｓの初期値Ｋｓ０は以下の式によ
り決定される。

【００９９】

【数１】

【０１００】ここで、Ｖｓ（ｎ）：平均表面電位（各階
調の検出電位），ｍ：帯電チャージャのグリッド電位Ｖ
ｇ，なお、Ａの初期値は１．４を用いている。

【０１０１】上記の処理により、電源投入時は、露光量
およびグリッド電位Ｖｇを３回切換えて感光体の表面電
位を検出しているので、３本分の感光体明減衰カーブす
なわち感光体の感度特性カーブが作成される。図２９
は、電源投入時の感光体の感度特性を示す図である。ま
た、電源投入時以外は、１回だけ表面電位を検出してい
るので１本分の感光体の感度特性カーブが作成される。
なお、上記の処理により求められたＫｓおよびＡは、Ｖ
センサの位置における感光体の表面電位を求めるための
係数であるため、以降の説明ではＫｓｖおよびＡｖと称
す。

【０１０２】再び、図２８を参照して、次に、ステップ
Ｓ１７２において、上記の様に係数Ａの算出処理が実行
される。次に、ステップＳ１７３において、予め定めら
れた所定の最大値Ａｍａｘ、最小値Ａｍｉｎとの間に係
数Ａがあるか否かが判断される。係数ＡがＡｍｉｎから
Ａｍａｘの間にある場合ステップＳ１７４へ移行し、そ
の他の場合ステップＳ１７６へ移行する。次に、ステッ
プＳ１７６において、係数Ａを所定の値Ａｓに変更す
る。Ａｓとしては、前回計算された係数Ａまたは予め定
められた所定の設定値が用いられる。

【０１０３】次に、ステップＳ１７４において、上記の
様に係数Ｋｓの算出処理が実行される。次に、ステップ
Ｓ１７５において、予め定められた所定の最小値Ｋｓｍ
ｉｎと最大値Ｋｓｍａｘとの間に係数Ｋｓがあるか否か
が判断される。係数Ｋｓが上記範囲にある場合はステッ
プＳ１６２へ移行し、その他の場合はステップＳ１７７
へ移行する。次に、ステップＳ１７７において、係数Ｋ
ｓを所定の値Ｋｓｓに変更する。Ｋｓｓとしては、前回
計算された係数Ｋｓまたは予め定められた所定の設定値
が用いられる。

【０１０４】上記のように、前回の算出結果、またはイ
ニシャルの設定値とを比較し、その差または比が、設定
されたしきい値を超えて異なる場合、その値はイレギュ
ラーとみなし、前回の算出結果、またはイニシャルの設
定値を採用し、次段に進むようにしてもよい。さらに、
設定されたしきい値を所定回数以上イレギュラーの算出
結果が続いた場合、感光体１０、帯電チャージャ８、Ｖ
ｇ発生ユニット２１５、Ｖセンサ２０７のいずれかが不
良であることを表示させるようにしてもよい。さらに、
上記算出結果は、感光体６、現像剤、ＡＩＤＣセンサ２
１４、Ｖセンサ２０７等の交換により自動的またはリセ
ットボタン２０６によりリセットされるようにしてもよ
い。

【０１０５】次に、上記の帯電効率算出処理について詳
細に説明する。図３０は、帯電効率算出処理を説明する
ためのフローチャートである。まず、ステップＳ１８１
において、帯電効率算出処理が実行される。すなわち、
上記のステップＳ３で検出した表面電位を用いて感光体
１０の帯電効率の算出を行なう。帯電効率は、後述する
所望の表面電位を得るためのグリッド電位Ｖｇを算出す
るために用いる。帯電効率の算出は、グリッド電位Ｖｇ
に対する表面電位Ｖｂｉの関係を１次式として求める。
この１次関数は、本来切片を持たない関数またはイレー
ス後電位Ｖｒを切片として持つ関数であるが、実使用付
近での精度を高めるため切片を持たせた形で以下の式に
より近似する。

【０１０６】Ｖｂｉ＝α×Ｖｇ＋β …（４） ここで、αは帯電効率であり、βは切片である。上式に
より、たとえば、図２０に示す表面電位とグリッド電位
との関係が得られる。上式により求められたαおよびβ
は、Ｖセンサ２０７の位置における係数であるため、以
下の説明ではαｖ、βｖと称す。

【０１０７】再び、図３０を参照して、次に、ステップ
Ｓ１８２において、算出された帯電効率αが予め設定さ
れた最小値αｍｉｎより大きく最大値αｍａｘより小さ
いか否かが判断される。この条件を満たす場合はステッ
プＳ１８６へ移行し、帯電効率αは正常な値であると判
断し、ステップＳ１６３へ移行する。

【０１０８】一方、上記の条件を満たさない場合、ステ
ップＳ１８３へ移行し、帯電またはレーザ発光が異常で
あると判断する。次に、ステップＳ１８４へ移行し、サ
ービスコール処理を実行する。次に、ステップＳ１８５
において、装置を停止させる。

【０１０９】上記の処理により、係数Ａ、Ｋｓ、帯電効
率α等のγ補正用発光特性データを作成するために用い
られるデータに異常がある場合、所定のデータに変更す
ることができるとともに、保守が必要であることを使用
者に警告し、装置を停止させることが可能となる。この
結果、使用者は装置が異常な状態のまま使用することが
なく、常に良好な状態で装置を使用することが可能とな
る。

【０１１０】また、前回の算出結果、またはイニシャル
の設定値とを比較し、その差または比が、設定されたし
きい値を超えて異なる場合、その値はイレギュラーとみ
なし、前回の算出結果、またはイニシャルの設定値を採
用し、次段に進むようにしてもよい。さらに、設定され
たしきい値を所定回数以上イレギュラーの算出結果が続
いた場合、感光体１０、帯電チャージャ８、Ｖｇ発生ユ
ニット１１５、Ｖセンサ２０７のいずれかが不良である
ことを表示させるようにしてもよい。さらに、上記算出
結果は、感光体１０、現像剤、ＡＩＤＣセンサ２１４、
Ｖセンサ２０７等の交換により自動的またはリセットボ
タン２０６によりリセットされるようにしてもよい。

【０１１１】再び、図２７を参照して、次に、ステップ
Ｓ１６３では、現像装置１２〜１５の各現像位置での感
光体６の感光特性カーブを予測する。上記の処理で求め
た各係数はＶセンサの位置での係数である。そこで、各
現像位置での係数をＶセンサの位置の係数に対する比例
計算により算出する。各現像位置での感光体の感光特性
の算出は、一連のγ補正制御において唯一直接演算する
ことができないため、以下に説明する経験則を用いて演
算することになる。

【０１１２】経験則に関しては、環境、膜厚、通紙モー
ド、休止モード、ビーム径等を制御因子として実験によ
り分散分析を行なった。その結果、寄与率の高い（５％
以上程度）ものについて、その影響を所定のデータとし
て各制御因子ごとにルックアップテーブルとしてデータ
ＲＯＭ２０３に記憶し、Ｖセンサ２０７の位置のＡｖ、
Ｋｓｖ、αｖ、βｖに対する各現像位置のそれぞれの比
を得ることができる。

【０１１３】具体例として、各現像装置の位置における
温度とＫｓの比との関係を図２１に示し、温度とαの比
との関係を図３３に示し、プリント枚数とαの比との関
係を図３４に示し、プリント枚数とＡの比との関係を図
３５に示す。また、図３２〜図３５の○は現像装置１２
の現像位置に関するデータであり、△は現像装置１３の
現像位置に関するデータであり、×は現像装置１４の現
像位置に関するデータであり、□は現像装置１５に関す
るデータである。これらの各データがルックアップテー
ブルとしてデータＲＯＭ２０３に予め記憶されている。
したがって、記憶されているルックアップテーブルのデ
ータを基に、各現像位置での感光体の感度特性を得るこ
とができる。

【０１１４】また、感光体の回転速度切換機能を有する
場合には、現像位置での予測は速度切換による速度の増
減に応じた到達時間に相当する位置の補正係数を選択す
ることにより各現像位置での感光体の感度特性を算出す
ることが可能である。さらに、プリント密度（解像度）
切替機能を有する場合には、上記と同様にプリント密度
に応じた補正係数を選択するようにしてもよい。

【０１１５】図３６は、上記演算により求められた各現
像位置での感光体の感度特性を示す図である。図３６で
は、最も上の曲線がＶセンサ２０７の位置における感光
体の感度特性を示す曲線であり、以下順に現像装置１２
〜１５の各現像位置での感光体の感度特性を示す曲線が
順次示されている。以上の処理により、Ｖセンサ２０７
の位置における各係数を用いて各現像位置での各係数を
求め、最終的に各現像位置での感光体の感度特性を得る
ことが可能となる。

【０１１６】再び、図１４を参照して、次に、ステップ
Ｓ５において、ＬＤパワー光量（作像時の最大露光量）
の最適化を行なう。ＬＤパワー光量は、現像条件によら
ず感光体の条件により一義的に決定する。上記の各現像
位置での予測した感光体の感度特性に基づき各現像位置
での半減光量Ｅｈ（ｉ）の２．５倍程度の値にＬＤパワ
ー光量Ｐｍａｘ（ｉ）を決定する。なお、上記の半減光
量Ｅｈ（ｉ）は、ある電位で帯電した感光体を露光位置
で露光し、その後、各現像位置に感光体が到達したと
き、感光体の電位が１／２に半減する露光量である。

【０１１７】ＬＤパワー光量の算出にあたっては以下の
式を用いた。 ここで、ｉ＝１〜４（ここで、ｉ＝１は、イエロー現像
装置１２、ｉ＝２は、マゼンタ現像装置１３、ｉ＝３
は、シアン現像装置１４、ｉ＝４は、ブラック現像装置
１５をそれぞれ示し、Ｅｈ（１）〜Ｅｈ（４）は、イエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像位置での半
減光量をそれぞれ示し、Ａ（１）〜Ａ（４）、Ｂ（１）
〜Ｂ（４）、Ｋｓ（１）〜Ｋｓ（４）は、各現像位置で
の各係数をそれぞれ示している。）である。ＬＤパワー
光量の算出は、（５）式の（６）式となるＥｈ（ｉ）を
求めればよいが、（７）式および（８）式の（９）式と
なるＥｈａ（ｉ）とＥｈｂ（ｉ）をそれぞれ求め、これ
らを平均したものをＥｈ（ｉ）とし、それを２．５倍し
たものをＰｍａｘ（ｉ）とした。すなわち、次式により
Ｐｍａｘ（ｉ）を算出した。

【０１１８】 Ｐｍａｘ（ｉ）＝２．５×（−Ｋｓ（ｉ））×ｌｎ（１／２） ×（１／Ａ（ｉ）＋１／Ｂ（ｉ））／２ …（１０） 以上の計算により各現像位置（ｉ＝１〜４）での半減光
量の２．５倍程度の値のＬＤパワー光量Ｐｍａｘ（ｉ）
を決定する。

【０１１９】また、たとえば、モノカラーコピー時のみ
システムスピードを上げる等、検出時と作像時とのシス
テムスピードが異なる場合、その時間単位当りの積算光
量が上記条件で求めた光量と等価となるようにＬＤパワ
ー光量を決定する。

【０１２０】次に、図１４のステップＳ６に示す現像効
率算出処理について詳細に説明する。図３７は、現像効
率算出処理を説明するためのフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１９１において、実効現像電位算出処理
が実行される。

【０１２１】具体的には、上記のステップＳ２で作成し
た３階調×４色のテストパターン（以下、ＡＩＤＣパタ
ーンと称す）の実効現像電位を求める。ここでは、各現
像位置での予測された感光体の感度特性を用いてパター
ン作成時の条件を入力することにより算出する。

【０１２２】まず、平均の現像電位Ｖｅ（ｉ、ｎ）を次
式により求める。 Ｖｅ（ｉ，ｎ）＝（Ｖｂｉ（ｉ）−Ｖｒ）×（Ｋｓ（ｉ）） ／｛（Ｂ（ｉ）−Ａ（ｉ））×Ｅ（ｎ）｝ ×（ｅ^{(-B(i)*E(n)*D/Ks(i))}−ｅ^{(-A(i)*E(n)*D/Ks(i))}） ＋Ｖｒ …（１１） 次に、均一露光時の各現像位置でのＶ（Ｃ）＝Ｖｂ＋Ｖ
ｍｇとなる光量Ｃ（ｉ）を次式により求める。

【０１２３】 Ｃ（ｉ）＝Ｋｓ（ｉ）×ｌｎ｛（Ｖｂｉ（ｉ）−Ｖｒ） ／（Ｖｂ（ｉ）＋Ｖｍｇ（ｉ）−Ｖｒ）｝ …（１２） ここで、Ｖｍｇはかぶり出し電位（現像開始電位）補正
係数であり、初期値は０である。

【０１２４】次に、ＡＩＤＣパターンの実効の現像電位
ΔＶｅ（ｉ，ｎ）を算出する。算出にあたっては露光の
リップルが現像バイアス電位Ｖｂより十分大きいとき、
現像バイアス電位Ｖｂにまたがっているとき、または十
分に小さいときの３つの場合に分ける。

【０１２５】まず、（Ｃ（ｉ）／Ｂ（ｉ））＜Ｅ（ｎ）
×Ｄのとき（リップルがＶｂより十分大きいとき）、次
式により算出する。

【０１２６】 ΔＶｅ（ｉ，ｎ）＝Ｖｂ（ｉ）＋Ｖｍｇ（ｉ）−Ｖｅ（ｉ，ｎ） …（１３） 次に、（Ｃ（ｉ）／Ａ（ｉ））＜Ｅ（ｎ）×Ｄ＜（Ｃ
（ｉ）／Ｂ（ｉ））のとき（Ｖｂにまたがっていると
き）、以下の式により求める。

【０１２７】 ΔＶｅ（ｉ，ｎ）＝［−１／｛（Ａ（ｉ）−Ｂ（ｉ））×Ｅ（ｎ）×Ｄ｝］ ×｛Ｋｓ（ｉ）×（Ｖｂｉ（ｉ）−Ｖｒ） ×ｅ^{(-A(i)*E(n)*D/Ks(i))}＋（Ａ（ｉ）×Ｅ（ｎ） ×Ｄ−Ｃ（ｉ）−Ｋｓ（ｉ））×（Ｖｂ（ｉ） ＋Ｖｍｇ（ｉ）−Ｖｒ）｝ …（１４） 最後に、（Ｃ（ｉ）／Ａ（ｉ））＞Ｅ（ｎ）×Ｄのとき
（Ｖｂより十分小さいとき）、次式により求める。

【０１２８】ΔＶｅ（ｉ，ｎ）＝０ …（１５） 再び、図３７を参照して、次に、ステップＳ１９２にお
いて、各色ごとの現像効率算出処理が実行され、ステッ
プＳ７へ移行する。

【０１２９】次に、上記の各色ごとの現像効率算出処理
について詳細に説明する。図３８は、各色ごとの現像効
率算出処理を説明するためのフローチャートである。ま
ず、ステップＳ２０１において、各色ごとの現像効率算
出処理が実行される。

【０１３０】具体的には、上記のステップＳ２で求めた
トナーの付着量と上記実効現像電位の算出により求めた
実効の現像電位とにより現像効率を求める。付着量と実
効現像電位との関係を１次式で近似し、その傾きと切片
を求める。このときの傾きを現像効率とする。本来１次
式の切片は０となるはずであるが、必ずしも現像バイア
ス電位Ｖｂのレベルよりかぶり出すとは限らないため、
何らかの値を持つこととなる。そこで、切片はかぶり出
し電位補正係数Ｖｍｇとして用いる。

【０１３１】実際のかぶり出し電位補正係数Ｖｍｇの算
出は、傾き（現像効率η（ｉ））と切片（ν（ｉ））と
により求める。図３９は、表面電位と付着量との関係を
示す図である。図３９に示すように、かぶり出し電位補
正係数Ｖｍｇ（ｉ）は、 Ｖｍｇ（ｉ）＝ν（ｉ）／η（ｉ） …（１６） により求めることができる。ここで算出したＶｍｇ
（ｉ）を用いて、上記した実効現像電位の算出処理を再
計算することにより切片のない形（ν（ｉ）＝０）で現
像効率の算出が可能となる。

【０１３２】また、かぶり出し電位をマニュアルで調整
するための調整キーを操作パネル２０５に設けてもよ
い。この場合は、サービスマンがマニュアルでもかぶり
出し電位を補正することができる。

【０１３３】再び、図３８を参照して、次に、ステップ
Ｓ２０２において、算出された現像効率η（ｉ）が各色
ごとに設定された最小値ηｍｉｎ（ｉ）より大きく最大
値ηｍａｘ（ｉ）より小さいか否かが判断される。この
条件を満たす場合はステップＳ２０３へ移行し、満たさ
ない場合はステップＳ２０５へ移行する。上記範囲に入
る場合、ステップＳ２０３において、現像装置等が正常
であると判断され、ステップＳ７へ移行する。

【０１３４】一方、ステップＳ２０２の条件を満たさな
い場合、ステップＳ２０５において、現像効率η（ｉ）
を予め定められた所定の値ηｓ（ｉ）に変更し、ステッ
プＳ７へ移行する。ここで、用いられるηｓ（ｉ）は、
前回算出された値または予め定められた所定の設定値で
ある。

【０１３５】また、前回の算出結果またはイニシャルの
設定値と比較し、その差または比が、設定されたしきい
値を超えて異なる場合、その値はイレギュラーとみな
し、前回の算出結果またはイニシャルの設定値を採用
し、次の処理に進むようにしてもよい。さらに、設定さ
れたしきい値を所定回数以上イレギュラーの算出結果が
続いた場合において、算出された感光体に関する各係数
が正常な場合、Ｖｂ発生ユニット２１３、現像装置１２
〜１５、ＡＩＤＣセンサ２１４のいずれかが不良である
ことを表示するようにしてもよい。さらに、上記算出結
果は、感光体１０、現像剤、ＡＩＤＣセンサ２１４、Ｖ
センサ２０７等の交換により自動的またはリセットボタ
ン２０６によりリセットされるようにしてもよい。

【０１３６】再び、図１４を参照して、次に、ステップ
Ｓ７において、各色ごとに必要とされる実効現像電位Δ
Ｖｅの算出を行なう。まず、現像特性カーブの近似を行
なう。現像特性は、直線（電位と付着量とはリニアな関
係）となるはずであるが、低温低湿時、低Ｔ／Ｃ時（キ
ャリアに対するトナーの含有率が低い場合）等の高付着
時には必ずしもリニアとならない場合が考えられる。そ
のため、ここでは、上記各色の現像効率の算出処理によ
り求めた現像効率を用いて、若干高付着側を鈍らせた形
で各色の現像特性カーブを近似する。図４０は、上記処
理により求めた現像特性カーブの一例を示す図である。

【０１３７】次に、ステップＳ５で求めたＬＤパワー光
量と上記処理により求めた現像特性カーブとにより所望
の最大付着量（最大濃度）を得るための各色ごとの必要
とされる実効現像電位ΔＶｅを算出する。まず、所望の
最大付着量を転写材上での量とするため転写特性を予測
して算出する。ここで、転写特性の予測は、データＲＯ
Ｍ２０３に予め格納した所定の係数を用いて、環境セン
サ２０９から入力される湿度情報、操作パネル２０５か
ら入力される転写材情報、現像装置駆動カウンタ２１０
から入力されるカウンタ情報の少なくとも１つ以上の情
報により補正をかけて行なう。図４１は、転写紙に転写
されるトナー量と転写されずに感光体上に残留するトナ
ーの残り量との関係を示す図であり、図４２は、絶対温
度に対する係数を示す図であり、図４３は、紙種に対す
る係数を示す図であり、図４４は、耐久枚数に対する係
数を示す図である。上記補正処理には、たとえば、図４
１〜図４４に示す各情報が少なくとも１つ以上用いられ
る。

【０１３８】本実施の形態では、目標とする紙上付着量
を０．７ｍｇ／ｃｍ² としている。感光体１０上のトナ
ー付着量が０．７ｍｇ／ｃｍ² のときの感光体１０上の
トナー残り量（Ｒ_0.7 ）を図４１から読出し、さらにそ
のときの環境センサ２０９から入力される環境情報、操
作パネル２０５から入力される転写材情報、感光体駆動
カウンタ２１０から入力されるカウンタ情報に基づき、
たとえば、図４２〜図４４に示す各情報に対する転写効
率係数ｄ１、ｄ２、ｄ３を読出す。次に、次式を用いて
各色ごとに必要とされる実効の現像電位ΔＶｅ₍₂₅₅₎ を
算出する。

【０１３９】 ΔＶｅ₍₂₅₅₎ ＝（０．７＋Ｒ_0.7 ×ｄ１×ｄ２×ｄ３） ／η（ｉ） …（１７） 次に、ステップＳ８において、作像パラメータであるグ
リッド電位Ｖｇおよび現像バイアス電位Ｖｂを決定す
る。具体的には、まず、後に示す各現像位置での感光体
感度特性の近似式を逆算して、上記処理で求めた各色ご
との必要な実効の現像電位ΔＶｅを満たすための各色ご
との現像バイアス電位Ｖｂを算出する。このとき、上記
現像効率の算出処理において求めたかぶり出し電位補正
係数も考慮する。

【０１４０】次に、求めた現像バイアス電位Ｖｂに設定
かぶりマージンを加算したものを各色の表面電位Ｖｂｉ
とし、ステップＳ１８１で求めた帯電効率を用いてこの
Ｖｂｉを得るグリッド電位Ｖｇを算出する。このとき、
設定可能なグリッド電位Ｖｇ、現像バイアス電位Ｖｂの
範囲をどちらかが超えた場合、設定可能な範囲で最も近
い値を設定し、他方をその値に合わせて再計算（Ｖｂ＋
かぶりマージンまたはＶｂｉ−かぶりマージン）する。

【０１４１】次に、ステップＳ９において、マルチコピ
ー時の補正用電位を求める。すなわち、マルチコピー時
の感度変化補正のための電位を求める。帯電効率がマル
チコピー中に大きく変わらないとすると、潜像形成系の
変化は、感光体１０の感度変化によるものと考えられ
る。ＬＤパワー光量は、感光体の感度より決定している
ため、露光量と電位とで規格化することにより補正でき
ると考えられる。幾何的に規格化を行なう場合、最大値
または最小値で行なってもよいが、ここでは、感度が高
いハーフトーン部の方が画像に対するインパクトが大き
いので、半減光量近辺またはある一定階調で規格化を行
なう。つまり、その階調の電位が常に一定になるように
ＬＤパワー光量にフィードバックをかける。ただし、実
際の検出は、Ｖセンサ２０７で行なうため、Ｖセンサ２
０７の位置での電位が補正できていれば、現像位置での
電位を補正できているものとする。

【０１４２】具体的には、この処理において、その露光
量Ｅ１の照射時の電位Ｖ１を、後で示すＤ＿Ａ、Ｄ＿
Ｂ、Ｅ（Ｅ１）を用いて次式により算出しておく。

【０１４３】

【数２】

【０１４４】これは、γ補正カーブ作成時の露光量Ｅ１
の照射時の電位となる。

【０１４５】次に、ステップＳ１０において、リニア発
光時のγ特性を予測する。まず、バイアス光量から設定
したＬＤパワー光量まで２５５分割した光量を求める。
図６で示した一画素内の４つの分割小画素をそれぞれＤ
＿０画素、Ｄ＿１画素、Ｄ＿２画素、Ｄ＿３画素と名付
け、それぞれに割りつけられた関数Ｄ＿Ｅ０（ｎ）、Ｄ
＿Ｅ１（ｎ）、Ｄ＿Ｅ２（ｎ）、Ｄ＿Ｅ３（ｎ）の希望
演算階調ｎに対する増加率をそれぞれＤ＿０Ａ、Ｄ＿１
Ａ、Ｄ＿２Ａ、Ｄ＿３Ａとし、オフセット値をそれぞれ
Ｄ＿０Ｂ、Ｄ＿１Ｂ、Ｄ＿２Ｂ、Ｄ＿３Ｂとすると、関
数Ｄ＿Ｅ０（ｎ）、Ｄ＿Ｅ１（ｎ）、Ｄ＿Ｅ２（ｎ）、
Ｄ＿Ｅ３（ｎ）は、それぞれ以下に示す式（１９）〜
（２２）で求められる。

【０１４６】 Ｄ＿Ｅ０（ｎ）＝Ｄ＿０Ａ×（ｎ−Ｄ＿０Ｂ） … （１９） Ｄ＿Ｅ１（ｎ）＝Ｄ＿１Ａ×（ｎ−Ｄ＿１Ｂ） … （２０） Ｄ＿Ｅ２（ｎ）＝Ｄ＿２Ａ×（ｎ−Ｄ＿２Ｂ） … （２１） Ｄ＿Ｅ３（ｎ）＝Ｄ＿３Ａ×（ｎ−Ｄ＿３Ｂ） … （２２） ここで、各画素の分割数を一般化してｍ＋１とし、ｊを
０〜ｍの整数とし、最大変調可能光量をＰｍａｘとし、
最小バイアス光量をＰｂｉａｓとすると、注目画素の積
算光量Ｅ（ｎ）は次式（２３）で求められる。

【０１４７】

【数３】

【０１４８】次に、それぞれの階調に対して次のように
して実効現像電位ΔＶを求める。まず、それぞれの階調
における、注目画素のそれぞれの微小画素の積算光量に
対する比を求める。これにより発光パターンの形状が決
定される。注目微小画素の積算光量の比をＤ＿ｊＳＴＤ
（ｎ）とすると、 Ｄ＿ｊＳＴＤ（ｎ）＝（Ｄ＿Ｅｊ（ｎ）×（（Ｐｍａｘ−Ｐｂｉａｓ） ／２５５））／（Ｅ（ｎ）×４） … （２４） となる。

【０１４９】次に、発光パターンにより決定される感光
体上での光量分布関数の最大値Ｑ（ｎ）、最小値Ｐ
（ｎ）は次式（２５）（２６）にて求められる。

【０１５０】 Ｐ（ｎ）＝（Ｄ＿０ＳＴＤ（ｎ）＋（Ｄ＿１ＳＴＤ（ｎ）−Ｄ＿２ＳＴＤ （ｎ））／３．５＋（Ｄ＿２ＳＴＤ（ｎ）−（Ｄ＿１ＳＴＤ（ｎ））／３０） ×４．０５５５ … （２５） Ｑ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）−０．９５７８＋１．８８８９×｛２×（Ｄ＿１ＳＴＤ （ｎ）−Ｄ＿０ＳＴＤ（ｎ））＋（Ｄ＿２ＳＴＤ（ｎ）−Ｄ＿１ＳＴＤ（ｎ）） ＋（Ｄ＿２ＳＴＤ（ｎ）−Ｄ＿０ＳＴＤ（ｎ））＋（Ｄ＿３ＳＴＤ（ｎ） −Ｄ＿２ＳＴＤ（ｎ））＋（Ｄ＿３ＳＴＤ（ｎ）−Ｄ＿１ＳＴＤ（ｎ））｝ … （２６） この実施の形態で示した式は一例であり他の係数であっ
ても同様の効果が得られる。これにより走査方向の光量
分布関数の係数を求めることができた。

【０１５１】さらに副走査方向の光量分布関数の最大
値、最小値はステップＳ４でＡ、Ｂとして既に求められ
ている。そこで、これらを掛け合せることにより主、副
の最大値、最小値を求めることができる。

【０１５２】ここで、感光体上の光量分布の最大値をＤ
Ａ、最小値をＤ Ｂ、拡散係数をτとすると、次式
（２７）〜（３３）で２５６階調に対する実効の現像電
位が求められる。

【０１５３】

【数４】

【０１５４】ここで求めた露光量と実効現像電位ΔＶｅ
との関係は、たとえば、図４５に示すようになる。

【０１５５】次に、それぞれの実効現像電位ΔＶｅに対
して、現像効率を用いて感光体上のトナー付着量を求め
る。ここで求めた実効現像電位ΔＶｅと感光体上のトナ
ー付着量との関係は、たとえば、図４６に示すようにな
る。

【０１５６】次に、それぞれの感光体上のトナー付着量
に対して、予測転写残量を減算し、紙上付着量を求め
る。ここで、予測転写残量は、予めルックアップテーブ
ルに記憶されており、環境センサ２０９の情報によりフ
ィードバックされる。紙上付着量をＰＴ（ｎ，ｉ）、感
光体上のトナー付着量をＰＡ（ｎ，ｉ）とすると、紙上
付着量は以下の式で表わされる。

【０１５７】 ＰＴ（ｎ，ｉ）＝ＰＡ（ｎ，ｉ）−Ｒ（ｎ）×ｄ１×ｄ２×ｄ３ …（３４） 次に、トナーの特性による紙上付着量と濃度との関係を
求める。この処理は、予め計測しておいた特性をルック
アップテーブルに記憶しておく。たとえば、図４７に示
す紙上付着量と濃度との関係が予め記憶されている。し
たがって、このルックアップテーブルを用いて紙上の濃
度を求めることにより、２５６階調分の濃度を算出する
ことができる。この結果、たとえば、図４８に示すよう
なγ特性カーブを得ることができる。

【０１５８】次に、ステップＳ１１において、上記の処
理により作成したγ特性カーブを用いてγ補正用発光特
性データを作成する。この演算方法は、γ特性カーブが
リニアな特性となるようにする場合、算出すべきγ補正
用発光特性データは、γ特性カーブのＸ−Ｙ軸変換によ
り計算することができる。

【０１５９】まず、ステップＳ１０で求めたγ特性カー
ブを目標とする濃度（目標の付着量の濃度）とレベル０
との間で８ビットで規格化する。このとき、γ特性カー
ブの最大濃度が目標とする濃度に達しない場合、その不
足分に応じて規格化のゲインを調整する。この結果、た
とえば、図４９に示すような濃度データと発光データと
が得られる。

【０１６０】次に、８ビットのデータを１０ビットに変
換し（４倍）、Ｘ−Ｙ軸を変換する。その後、データ欠
損分を直線補完する。この結果、図５０に示すデータが
得られる。

【０１６１】最後に、移動平均フィルタを用いて得られ
たデータをスムージング処理する。この結果、ステップ
Ｓ１０で作成したγ特性カーブをリニアに変換するため
のγ補正用発光特性データが作成される。

【０１６２】また、この実施の形態では、複数異なる発
光パターンのγ補正用発光特性データを作成することも
可能である。これは以上に述べた実施の形態より発光パ
ターンを決定する関数のパラメータであるＤ＿０Ａ、Ｄ
＿１Ａ、Ｄ＿２Ａ、Ｄ＿３Ａ、Ｄ＿０Ｂ、Ｄ＿１Ｂ、Ｄ
＿２Ｂ、Ｄ＿３Ｂを１色につき２種類以上定義すること
により、たとえば画素内のすべての微小画素が同じ光量
で発光しているモードＡとある山形の形状で発光してい
るモードＢの２種類のγ補正用発光特性データを作成す
ることが可能である。

【０１６３】再び、図１４を参照して、ステップＳ１２
において、プリントキーが入力される。次に、ステップ
Ｓ１３において、プリントスイッチがオンされているか
否かが判断される。プリントスイッチがオンされている
場合はステップＳ１４へ移行し、オンされていない場合
はステップＳ１２を繰返す。次に、ステップＳ１４にお
いて、各色の作像処理が実行される。次に、ステップＳ
１５において、コピーが終了したか否かが確認される。
コピーが終了していない場合はステップＳ１４へ移行
し、コピーが終了している場合はステップＳ２へ移行し
以降の処理を繰返す。

【０１６４】以上の処理により、常に最適な作像パラメ
ータおよびγ補正用発光特性データを演算により求める
ことができ、良好な画像を形成することができる。

【０１６５】［実施の形態２］次に、実施の形態２につ
いて説明する。実施の形態１と異なる点は、関数配列パ
ラメータを複数用いることである。すなわち図５の関数
配列パラメータの代わりに、図５２に示されるようなシ
アン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色について、
それぞれ奇数ライン関数配列パラメータと偶数ライン関
数配列パラメータを用いることである。関数は、実施の
形態１と同様に図４の互いに傾きの異なる１次関数を使
用する。

【０１６６】シアンの奇数ライン、偶数ラインの関数配
列パラメータは、２画素周期で設定され、かつ、奇数ラ
インと偶数ラインとで周期の位相が逆に設定される。一
般に、所定数Ｎ（この実施の形態ではＮ＝２）のドット
の周期で主走査方向の関数の配列を決定する第１の関数
配列パラメータと、第１のパラメータよりＮ／２ドット
分関数の配列をずらした第２の関数配列パラメータを記
憶しておき、第１のパラメータと第２のパラメータとを
１ラインごとに切換えて関数処理を行なう。

【０１６７】また、この実施の形態において、ブラック
の奇数ラインおよび偶数ラインの関数配列パラメータは
それぞれ、他色の偶数ラインおよび奇数ラインの関数配
列パラメータと同じ構成とした。

【０１６８】入力画像データは奇数ラインか偶数ライン
かに応じて、それぞれ奇数ライン関数配列パラメータと
偶数ライン関数配列パラメータによって関数処理され、
それぞれのラインの関数処理後データが得られる。関数
配列パラメータは、実施の形態１の図６と同様、２画素
周期で設定されている。

【０１６９】図５３は、シアンの奇数ラインにおける、
クロック、関数配列パラメータ、入力画像データおよび
関数処理後画像データ（露光データ）の関係の一例を示
す図である。クロックは、変調周波数の４倍の周波数の
信号である。関数配列パラメータは、図６で示したよう
に２画素周期で設定されている。入力画像データは関数
配列パラメータによって関数処理され、最下段に示す関
数処理後画像データが得られる。関数処理後画像データ
に対応して半導体レーザ１００の発光強度が変調され
る。このときの見かけ上のデューティ比は７５％になっ
ている。

【０１７０】同様に、図５４は、シアンの偶数ラインに
おける、クロック、関数配列パラメータ、入力画像デー
タおよび関数処理後画像データ（露光データ）の関係の
一例を示している。

【０１７１】図３において、ＳＯＳセンサ１０８が第１
走査ラインの走査開始を検出すると、図４のドライブＩ
／Ｏ３１０およびパラレルＩ／Ｏ３１１から送られた、
シアンの奇数ライン関数配列パラメータによって関数処
理され、露光データ変換後に得られた所定の光強度、ク
ロック信号に基づき、１ライン目の走査が開始される。
続いて、ＳＯＳセンサ１０８が第２走査ラインの走査開
始信号を検出すると、今度はシアンの偶数ライン関数配
列パラメータによって関数処理され、露光データ変換後
に得られた所定の光強度、クロック信号に基づき、２ラ
イン目の走査を行なう。以後、３，５，７，…，２ｎ−
１（ただし、ｎは自然数である）ラインは奇数ラインの
関数配列パラメータに基づき関数処理された露光データ
を、２，４，８，…，２ｎラインは偶数ラインの関数配
列パラメータに基づき関数処理された露光データをもと
に走査を行ない、有効画像エリア内の潜像を形成する。

【０１７２】以後マゼンタ、イエロー、ブラックについ
ても同様に、各色の奇数ライン関数配列パラメータおよ
び偶数ライン関数配列パラメータによって関数処理され
た露光データに基づき走査を行ない有効画像エリア内の
潜像を形成する。

【０１７３】図５５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、それ
ぞれ、このようにして２ドット周期で画像形成したシア
ン、マゼンタ、イエロー、ブラックのドットパターンの
例を示す図である。ここではたとえば、シアン、マゼン
タ、イエローの奇数、偶数、偶数ラインのドット形成位
置を同じとし、ブラック作像時には、その非発光部が他
色の非発光部と重ならないようにした。

【０１７４】副走査ラインの奇数部、偶数部それぞれに
対応した関数処理パラメータに基づき関数処理を行な
い、得られた所定の光強度で、各色４５度のドット角度
を形成することは、単一色の画像形成にも適用できる。
この場合は、所定の単一色で、読取り、レーザ露光によ
る潜像形成、画像、転写のプロセスを１回行なう。

【０１７５】以上の処理により、この実施の形態では、
各分割小画素ごとに設定した関数により得られた露光強
度での制御が可能になるため、露光データにピークを持
たすことができ、より深い潜像を形成することが可能と
なる。特にハイライト部から中間調部にかけての粒状性
が飛躍的に向上する。また、図４および図５２に示され
るような関数、関数配列パラメータを用いることで、応
答性の悪い半導体レーザを用いても、レーザのオーバー
シュートおよびアンダーシュートによる影響の少ない良
好な画像を形成することができる。

【０１７６】また、この実施の形態において、ブラック
の奇数ラインおよび偶数ラインの関数配列パラメータは
それぞれ、他色の偶数ラインおよび奇数ラインの関数配
列パラメータと同じ構成とすることで、ブラック作像時
には、その非発光部が他色の非発光部と重ならないよう
にドットを形成できる。このため、ブラックのドット形
成タイミングを他の色と１ドット周期だけずらせるの
で、４色の色重ね時の色モアレが軽減される。これは色
モアレの発生が主に周期的な各色のドットの再現位置の
ずれに起因するので、非ドット形成部分にはみ出した色
が見えないように他の色で覆ってしまうことがモアレ防
止に効果的であるためである。

【０１７７】

【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、各
画素領域が複数の微小画素領域に分割され、各微小画素
領域に関数が割当られ、その関数と画像濃度データとに
もとづいて各微小画素領域の露光量が演算される。した
がって、各画素領域の露光量分布にピークを持たせるこ
とができ、より深い潜像を形成できる。このため、中間
調部の粒状性が改善され、ハイライト部の階調再現性が
向上し、ピッチムラなどの画像ノイズが減少する。

【０１７８】また、設定された作像パラメータに応じて
γ補正用データを演算する演算手段を設ければ、大容量
のメモリを用いることなく良好な階調特性を得ることが
できる。また、記憶手段から読出した複数の関数に基づ
いて画像濃度データと感光体の一画素に対応する画素領
域の露光量との関係を演算し、その演算結果と設定され
た作像パラメータとに基づいてγ補正用データを演算す
れば、γ補正用データを容易かつ正確に演算できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるデジタル複写機の
全体構成を示す断面図である。

【図２】図１に示すデジタル複写機の画像処理部の構成
を示すブロック図である。

【図３】図１に示すデジタル複写機のプリンタ部の光学
系を示す斜視図である。

【図４】図１に示すデジタル複写機のプリンタ制御系の
構成を示すブロック図である。

【図５】関数処理に用いる関数を示す図である。

【図６】関数配列パラメータを示す図である。

【図７】画像データの比較例を示す図である。

【図８】図７に示す画像データからシミュレーションに
より得られた感光体上の潜像電位分布を示す図である。

【図９】関数配列パラメータに基づき加工された画像デ
ータを示す図である。

【図１０】デューティ処理クロック、関数配列パラメー
タ、入力画像データおよび加工後画像データの関係を示
す図である。

【図１１】得られたドットパターンを示す図である。

【図１２】シミュレーションにより得られた感光体上の
潜像電位分布を示す図である。

【図１３】関数処理に用いる他の関数を示す図である。

【図１４】図１に示すデジタル複写機のプリンタ制御系
のメインフローチャートである。

【図１５】汚れがある場合とない場合とのＡＩＤＣセン
サの出力特性を示す図である。

【図１６】カラートナーのＡＩＤＣセンサの規格化され
た出力特性を示す図である。

【図１７】ブラックトナーのＡＩＤＣセンサの規格化さ
れた出力特性を示す図である。

【図１８】ＡＩＤＣ較正処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１９】感光体地肌レベル、ベタレベル検出処理を説
明するためのフローチャートである。

【図２０】露光量ステップと露光量レベルとの関係を示
す図である。

【図２１】ＡＩＤＣ検出処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【図２２】各色ごとの３レベルのテストトナー像作成処
理を説明するための第１のフローチャートである。

【図２３】各色ごとの３レベルのテストトナー像作成処
理を説明するための第２のフローチャートである。

【図２４】各色ごとの３レベルのテストトナー像作成処
理を説明するための第３のフローチャートである。

【図２５】露光量レベルの決定更新処理を説明するため
のフローチャートである。

【図２６】Ｖ検出処理を説明するためのフローチャート
である。

【図２７】感光体感度特性算出処理を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２８】感光体感度特性の近似式作成処理を説明する
ためのフローチャートである。

【図２９】電源投入時の感光体の感度特性を示す図であ
る。

【図３０】帯電効率算出処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【図３１】表面電位とグリッド電位との関係を示す図で
ある。

【図３２】各現像装置の位置における温度とＫｓの比と
の関係を示す図である。

【図３３】各現像装置の位置における温度とαの比との
関係を示す図である。

【図３４】各現像装置の位置におけるプリント枚数とα
の比との関係を示す図である。

【図３５】各現像装置の位置におけるプリント枚数とＡ
の比との関係を示す図である。

【図３６】各現像位置での感光体の感度特性を示す図で
ある。

【図３７】現像効率算出処理を説明するためのフローチ
ャートである。

【図３８】各色の現像効率算出処理を説明するためのフ
ローチャートである。

【図３９】表面電位と付着量との関係を示す図である。

【図４０】現像特性のカーブの一例を示す図である。

【図４１】転写紙に転写されるトナー量と転写されずに
感光体上に残留するトナーの残り量との関係を示す図で
ある。

【図４２】絶対湿度に対する転写効率係数を示す図であ
る。

【図４３】紙種に対する転写効率係数を示す図である。

【図４４】耐久枚数に対する転写効率係数を示す図であ
る。

【図４５】露光量と実効現像電位との関係を示す図であ
る。

【図４６】感光体上の付着量と実効現像電位との関係を
示す図である。

【図４７】紙上付着量と濃度との関係を示す図である。

【図４８】γ補正特性カーブを示す図である。

【図４９】濃度データと発光データとの関係を示す図で
ある。

【図５０】Ｘ−Ｙ軸変換されたデータを示す図である。

【図５１】２つのモードに対するＸ−Ｙ軸変換されたデ
ータを示す図である。

【図５２】この発明の実施の形態２によるデジタル複写
機の関数配列パラメータを示す図である。

【図５３】奇数ラインについて、デューティ処理クロッ
ク、関数配列パラメータ、入力画像データおよび加工後
画像データの関係を示す図である。

【図５４】偶数ラインについて、デューティ処理クロッ
ク、関数配列パラメータ、入力画像データおよび加工後
画像データの関係を示す図である。

【図５５】得られたドットパターンを示す図である。

【符号の説明】

１ プリンタ部 ２ イメージリーダ部 １０ 感光体ドラム １１ 帯電チャージャ １２〜１５ 現像装置 １６ クリーニング装置 １７ イレーサランプ ２０ 転写ドラム ２１ 用紙吸着チャージャ ２４，２５ 分離チャージャ ２６ 分離爪 ２７ 搬送装置 ３０ 定着装置 ４２ ＣＣＤセンサ ４４ 画像信号処理部 ５０ プリントヘッド部 １００ 半導体レーザ １０３ ポリゴンミラー １０４ ｆ−θレンズ １０５ ミラー ２０１ プリンタ制御部 ２０２ 制御ＲＯＭ ２０３ データＲＯＭ ２０４ ＲＯＭ ２０５ 操作パネル ２０６ リセットボタン ２０７ Ｖセンサ ２０８ 感光体駆動カウンタ ２０９ 環境センサ ２１０ 現像装置駆動カウンタ ２１１ 現像装置駆動回路 ２１２ トナー補給駆動装置 ２１３ Ｖｂ発生ユニット ２１４ ＡＩＤＣセンサ ２１５ Ｖｇ発生ユニット ３０３ γ補正部 ３０４ 関数処理部 ３０５ クロック発生部 ３０６ メモリ ３１２ ＬＤドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波田 芳伸 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 中田 洋信 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 廣田 好彦 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿の各画素の画像濃度データに基づい
   て感光体を露光させることにより、前記感光体上に画像
   を形成する画像形成装置であって、 前記感光体の前記原稿の一画素に対応する画素領域を複
   数の微小画素領域に分割し、該複数の微小画素領域の各
   々を順次露光させるための発光手段、 それぞれが、前記複数の微小画素領域に割り当てられ、
   前記画像濃度データをパラメータとする複数の関数を記
   憶する記憶手段、 前記原稿の各画素の画像濃度データと前記記憶手段から
   読出した前記複数の関数とに基づいて前記複数の微小画
   素領域の各々の露光量を演算する露光量演算手段、およ
   び前記露光量演算手段の演算結果に基づいて前記発光手
   段の発光強度を制御する制御手段を備える、画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 さらに、前記原稿の画像を形成するため
   の作像パラメータを最適値に設定するための設定手段、 前記記憶手段から読出した前記複数の関数に基づいて前
   記画像濃度データと前記感光体の前記原稿の一画素に対
   応する画素領域の露光量との関係を演算し、その演算結
   果と前記設定手段で設定された作像パラメータとに基づ
   いて、所望の階調特性を得るためのγ補正用データを演
   算するデータ演算手段、および前記データ演算手段で演
   算されたγ補正用データに基づいて前記原稿の各画素の
   画像濃度データを補正し、該補正した画像濃度データを
   前記原稿の各画素の画像濃度データとして前記露光量演
   算手段に与える補正手段を備える、請求項１に記載の画
   像形成装置。