JPH09284556A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調補正用テストパターンの濃度を正確に検
出し、階調補正テーブルを作成することで、常に階調性
に優れた高品質な画像を出力する画像形成装置を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 基準校正板、及び装置内部の暗部の反射
光量を濃度センサー２５で読み取りダーク基準とし、中
間転写体１８の地肌を濃度センサー２５で読み取った結
果をハイライト基準とする。階調補正用パターンを濃度
センサー２５で読み取った結果をダーク基準とハイライ
ト基準に基づき正規化し、これに基づいて階調補正テー
ブルを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高画質の記録画像
を得るための電子写真方式の画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、ワー
クステーション等の出力端末として、様々な原理のプリ
ンタが提案されており、特に電子写真プロセスとレーザ
走査技術を用いたレーザビームプリンタは記録速度と印
字品質の点で優位性が高くプリンタの主流となってい
る。

【０００３】そして市場ではフルカラーのレーザビーム
プリンタが成長期に入っているが、フルカラーでは、例
えば画像データが８ビットであれば各色単位に２５６階
調、シアン・マゼンタ・イエローの組合せで約１６７０
万色の出力が要求されるため、階調再現性は特に重要な
要素である。

【０００４】一般にこの種の機器では、画像を形成ある
いは保持する像担持体上に規定の画像データを用いてテ
ストパターンを形成し、これを反射型センサー等を応用
した濃度センサーで検出し、機器の入出力の非線形性を
補正したり（γ補正）、読み取り値が予め定められた値
となるよう電子写真プロセスのパラメータを変更する。

【０００５】以下に従来の電子写真装置について述べて
いくが、感光体上にレーザビーム等で形成された潜像を
各色の現像器で現像し、顕画化された単色画像を一旦中
間転写体と呼称する像形成媒体上に転写して合成し、中
間転写体上の合成像を一括して用紙に転写する、いわゆ
る中間転写体方式の電子写真装置について主に説明す
る。

【０００６】図７は従来の電子写真装置の構成図、図８
は同濃度センサー周辺のブロック構成図、図９は同濃度
センサーの発光光量調整を示す図、図１０は同飽和濃度
検出用のパターンを示す図、図１１は同彩色成分及び無
彩色成分の階調補正用テストパターンに対する濃度セン
サーの出力例を示す図、図１２は同ブラックの各パター
ンの濃度計測結果、ハイライト基準とダーク基準の関係
及びデータ処理を示す図、図１３は同ブラックの濃度変
換テーブルをグラフ化した図、図１４は同シアンの各パ
ターンの濃度計測結果、ハイライト基準とダーク基準の
関係及びデータ処理を示す図、図１５は同シアンの濃度
変換テーブルをグラフ化した図、図１６は同飽和濃度検
出用のパターンを示す図、図１７は同画像データと階調
補正テーブルの関係図である。

【０００７】まず感光体周辺の構成を説明する。図７に
おいて、１はループベルト状の感光体である。感光体１
はＰＥＴ基材、アルミ蒸着層、電荷発生層（ＣＧＬ）、
電荷輸送層（ＣＴＬ）で構成されている。感光体１は３
本の感光体搬送ローラ２、３、４によって支持され、駆
動モータ（図示せず）によって駆動方向ｄ１に周回動す
る。５は感光体位置検出用マークであり、感光体１の端
部に１つ配置されている。６は感光体位置検出マーク５
を検出する感光体位置検出センサーである。感光体１は
継目７を有しており、画像を形成する際は継目７を回避
せねばならない。この際に感光体位置検出センサー６の
出力を参照する。

【０００８】感光体１の周面にはｄ１で示す回転方向に
帯電器８、露光光学系９、ブラック（Ｋ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像器
１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、中間転写前除電器１
１、中間転写ローラ１２、感光体クリーニング装置１
３、及び除電器１４が設けられている。

【０００９】帯電器８はタングステンワイヤ等からなる
帯電線と金属板からなるシールド板、グリッド板等（図
示せず）によって構成され、帯電線へ負の高電圧を印加
すると帯電線がコロナ放電を起こし、グリッド板に例え
ば−７００Ｖの電圧を印加すると感光体１の表面は一様
に−７００Ｖ程度の負の電位に帯電する。

【００１０】露光光学系９はレーザ駆動装置、ポリゴン
ミラー、レンズ系、ポリゴンミラー回転用のモータ（ス
キャナモータ）等（図示せず）で構成され、帯電された
感光体１上に静電潜像を形成する。１５は露光光学系９
から照射される露光光線である。露光光線１５は階調変
換装置（図示せず）からの画像信号をレーザ駆動回路
（図示せず）によりパルス幅変調して得られ、感光体１
上に特定色の画像データに対応する静電潜像を形成す
る。

【００１１】各現像器１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ
はそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのト
ナーを収納している。各色現像器は導電性ゴム等を用い
たスリーブローラ１６Ｋ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙを有
しており、スリーブローラを感光体１の駆動方向ｄ１に
対して順方向に回転させると、現像器内部から薄層化さ
れたトナーがスリーブローラの表面に供給される。トナ
ーは薄層化される時点で摩擦により負に帯電している。
各色の現像はスリーブローラに負の電圧（現像バイア
ス）を印加し、スリーブローラを回転させながら、各色
離接カム１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃに対応した専
用モータ（図示せず）を駆動し、選択された現像器、例
えばブラック現像器１０Ｋをｄ３方向に移動し、スリー
ブローラ１６Ｋを感光体１に接触させて行う。即ち本例
では非磁性一成分トナーを用いた接触現像が採用されて
いる。

【００１２】潜像が形成された部分の感光体１の表面電
位（明電位）は−５０〜−１００Ｖ近くに上昇してお
り、スリーブローラに−３００Ｖ程度の負の電位を与え
ることで、感光体１からスリーブローラの方向に電界が
発生する。この結果スリーブローラ上の負に帯電したト
ナーには電界の逆、即ち感光体１の方向にクーロン力が
作用し、トナーは感光体１に形成された潜像部分に付着
する。一方潜像が形成されていない部分の感光体１の表
面電位（暗電位）は−７００Ｖであるから、現像バイア
スを印加しても電界はスリーブローラから感光体１の方
向に生じるためトナーは感光体１に付着しない。以上の
ような現像プロセスは、光が照射された部分（即ち白）
にトナーを付着させる（即ち黒）ため一般にネガポジプ
ロセスあるいは反転現像と呼称されている。

【００１３】中間転写前除電器１１は赤色ＬＥＤを複数
個線上に配置したものであり、感光体１に形成されたト
ナー像を各色画像の合成媒体である中間転写体１８に転
写する直前に感光体１の表面を除電する。中間転写前除
電器１１は原則的に第一色目の転写時には動作せず、二
色目以降の転写の際に動作する。転写前除電は中間転写
体１８にトナー像が転写され、かつ感光体１上にトナー
が存在しない場合に、中間転写体１８のトナー像が感光
体１に逆転写するのを防止する効果がある。

【００１４】逆転写発生のメカニズムを以下に説明す
る。中間転写体１８にトナー像が存在し、かつ感光体１
上にトナーが存在しない場合には、中間転写体１８上の
トナーは後述する中間転写ローラ１２による転写バイア
スと感光体１の表面電位による過剰な電界中にさらされ
る。このためトナーの真の電荷が剥奪される、いわゆる
電荷注入が発生しトナーと感光体１間でファンデルワー
ルス力が支配的になりトナーが感光体１に逆転写した
り、逆帯電トナー（正に帯電したトナー）が発生して、
クーロン力により感光体１に逆転写すると考えられてい
る。

【００１５】一方転写前除電を行った場合は、感光体１
のトナーが存在しない部分が明電位となるため、トナー
に過剰な電界が作用しなくなり、効率よく逆転写を防止
することができる。しかしながら除電作用が大きすぎる
と、ドット周辺のトナーがない部分の電位のバリアが消
失し、トナーを感光体１の面方向に束縛する力が減少す
るため、転写の際にドットが飛散してしまう。従って転
写前除電器の発光光量は十分管理する必要がある。

【００１６】中間転写ローラ１２は感光体支持ローラ３
の近傍にあって、中間転写体１８の内側に接触する金属
ローラであり、中間転写体１８を挟んで感光体１と対向
して配置されている。感光体１のアルミ蒸着層は接地さ
れているため、中間転写ローラ１２に正電圧を印加する
と中間転写ローラ１２から感光体１の方向に電界が発生
する。このため感光体１上の負電荷トナーには中間転写
体１８の方向にクーロン力が作用しトナーは中間転写体
１８に転写される。

【００１７】感光体クリーニング装置１３は感光体１を
挟んで感光体支持ローラ４と対向して配置されており、
感光体１から中間転写体１８の転写後に感光体１に残っ
ている残留トナーを除去する。感光体１の継目７は露光
光線１５の走査方向に対して３゜〜５゜程度傾斜して設
けられており、継目７が感光体クリーニング装置１３を
通過する際の衝撃により、画像が乱れないよう配慮され
ている。従って感光体クリーニング装置１３は感光体１
に対して離接する機構を有していない。除電器１４は赤
色ＬＥＤを複数個線上に配置したものであり、感光体１
上の残留電位を除去する。

【００１８】次に中間転写体周辺の構成について説明す
る。中間転写体１８は導電性の樹脂等からなる継ぎ目の
ないループ状のベルトであり単色画像を合成してフルカ
ラー画像を形成するための媒体である。中間転写体１８
は３本の搬送ローラ１９、２０、２１によって支持さ
れ、感光体１と同一の駆動モータ（図示せず）により方
向ｄ２に周回動する。２２は中間転写体位置検出用マー
クであり、中間転写体１８の端部に８つ配置されてい
る。２３は中間転写体位置検出マーク２２を検出する中
間転写体位置検出センサーである。画像を形成する際に
は、複数個の中間転写体位置検出用マーク２２から１つ
を選択して画像形成位置の基準として用いる。

【００１９】以下、画像形成基準の決定方法について説
明する。図７の構成の電子写真装置では、感光体１と中
間転写体１８の周長は等しくなるよう設計されている
が、完全に同一ではないため各々の回転周期は異なる。
もし感光体位置検出マーク５を画像形成基準にした場合
は、感光体１上では常に同じ位置にトナー像が形成され
るが、中間転写体１８上で画像を重ねると各色のトナー
像が位置ずれを起こす。一方、中間転写体１８から画像
形成基準を得た場合は、周長差に応じて感光体１上の画
像形成位置は徐々に変わって行くが、中間転写体１８上
では同じ位置に合成像が形成される。従って画像形成基
準は中間転写体１８から得ねばならない。ところで感光
体１には継目７があり、継目上にトナー像は形成できな
いため、中間転写体１８の適当な位置で画像形成位置を
見つけても、画像形成動作に移行できない場合がある。

【００２０】そこで中間転写体１８の端部に中間転写体
位置検出マーク２２を複数個配置しておき、感光体位置
検出マーク５を検出する直前の中間転写体位置検出マー
ク２２を、画像形成基準として選択する。更に感光体位
置検出マーク５を検出する直前の中間転写体位置検出マ
ーク２２を検出してから、感光体位置検出マーク５を検
出するまでの時間を位相差時間として計測し、選択され
た中間転写体位置検出マーク２２を検出後、全ての作像
プロセスを位相差時間だけ遅延させる処理を行ってい
る。

【００２１】原理上は中間転写体位置検出マーク２２は
一つであっても構わないが、感光体１と中間転写体１８
の位置関係によってはファースト印字が遅くなったり、
中間転写体位置検出マーク２２を検出してから画像形成
開始までに時間がかかり、中間転写体１８上の画像位置
合わせ精度の劣化が考えられるため、中間転写体１８に
は複数の中間転写体位置検出マーク２２を配置し、マー
ク検出後速やかに画像形成が開始されるよう配慮されて
いる。

【００２２】中間転写体１８の周面にはｄ２で示す回転
方向に、転写前帯電器２４、濃度センサー２５、用紙転
写ローラ２６、中間転写体クリーニング装置２７が配置
されている。

【００２３】転写前帯電器２４はタングステンワイヤ等
からなる帯電線と金属板からなるシールド板（図示せ
ず）で構成されるコロトロンチャージャであり、帯電線
へ負の高電圧を印加すると帯電線がコロナ放電を起こ
し、中間転写体１８上に合成されたトナー像を、強制的
に再帯電する。転写前帯電器２４の起動は記録用紙２８
に転写する直前に、中間転写体１８上の画像領域に対し
てのみ行われ、その他の期間は停止している。転写前帯
電により、用紙転写の際の機構的なマージン及び対環境
特性が改善される。

【００２４】濃度センサー２５は反射型センサーを応用
したものであり、中間転写体１８上のトナー濃度を検出
する。濃度センサー２５の発光側はＤ／Ａ変換器（図示
せず）に接続されており、Ｄ／Ａ変換器にデータを設定
して電流を制御することで発光光量を変化させることが
できる構成となっている。受光側の出力はオペアンプ
（図示せず）等で増幅されＣＰＵのＡ／Ｄ変換ポート
（図示せず）に入力される。

【００２５】用紙転写ローラ２６は金属の中心軸と発泡
シリコンや導電性ウレタンゴムで構成されている。中間
転写体１８上で合成されたトナー像を記録用紙に転写す
る際に中間転写体１８と接触回動する。用紙転写ローラ
２６がトナー等で汚染されると画像が劣化するため、近
傍にクリーニング機構（図示せず）が配置されている。

【００２６】中間転写体クリーニング装置２７は用紙転
写後の中間転写体１８上の残留トナーを除去する装置で
あり、中間転写体１８上にトナー像が合成されている間
は中間転写体１８から離間しており、クリーニングに共
する時のみ当接する。

【００２７】次に給紙系並びに定着装置の構成を説明す
る。給紙系は記録紙カセット３０、給紙ローラ３１、用
紙搬送路３２、スリップローラ３３、レジストローラ３
４ａとその従動ローラ３４ｂから構成されている。

【００２８】記録紙カセット３０は記録紙を収納するた
めのカセットであり、最大１００枚の用紙を装着するこ
とができる。カセット周辺には記録紙カセット有無セン
サー、記録紙サイズ判別センサー、記録紙有無センサ
ー、記録紙残量センサー（全て図示せず）等が配置され
ている。給紙ローラ３１は半月形のローラであり、記録
紙カセット３０から記録用紙２８を１枚づつ用紙搬送路
３２へ送り出す。

【００２９】用紙搬送路３２の途中には、スリップロー
ラ３３が配置され、給紙ローラ３１によってピックアッ
プされた記録用紙２８はスリップローラ３３によりレジ
ストローラ３４まで搬送される。記録用紙２８の先端が
レジストローラ３４に到達した時点では、レジストロー
ラ３４は回転しておらず、記録用紙２８は先に進むこと
ができずにスリップローラ３３位置でスリップしてい
る。

【００３０】レジストローラ３４ａと従動ローラ３４ｂ
は記録用紙２８と中間転写体１８上の合成像の位置を一
致させるため一時的に記録用紙２８を停止待機させる。
動作時は共に回動して記録用紙２８を用紙転写ローラ２
６の方向へ搬送する。

【００３１】次に定着装置３５の構成を説明する。定着
装置３５はヒートローラ３６、加圧ローラ３７、温度セ
ンサー３８等で構成されている。ヒートローラ３６はヒ
ータと、アルミ製の芯金、厚み０．５ｍｍ程度のシリコ
ンゴムによって構成されており、記録用紙２８上に転写
されたトナー像の表面を加熱しトナーを軟化、溶融させ
る。加圧ローラ３７は鉄製の軸と厚み３ｍｍ程度のシリ
コンゴムとからなり、ヒートローラ３６との間に記録用
紙２８を挟持して圧力を加える。ヒートローラ３６と加
圧ローラ３７の挟持回転に伴い熱と圧力で記録用紙２８
上のトナー像は記録用紙２８に定着されカラー画像を形
成する。

【００３２】温度センサ３８はサーミスタ等の温度セン
サであり、ヒートローラ３６の表面温度を検出する。温
度センサ３８からの出力は適当なサンプリング周期で検
出され、検出結果に基づいて、単位時間当りのヒータの
点灯時間が制御され、常に規定の温度を保持している。

【００３３】上述してきた構成によるものを含め、電子
写真は一般に環境変動等に対して敏感であり、例えば機
内温度の上昇に伴って、階調特性は経時的に変化する。
フルカラー出力を行う電子写真装置にとって階調性の確
保、更に印刷の３原色であるシアン、マゼンタ、イエロ
ーを合成したときのグレーバランスの確保は重要な技術
課題の一つであり、これまでにも様々なアプローチがな
されてきている。

【００３４】従来の電子写真装置は例えば電源投入時の
初期化の段階で階調補正を実行する。まず初期化動作に
ついて詳細に説明する。電源が投入されると電子写真装
置はメモリ等のハードウェア、及び画像形成に必要な、
例えば現像器、定着装置３５や感光体１が装着されてい
るかのチェック、更に初期ジャム等の検出を行い、異常
がなければ定着装置３５のヒートローラ３６のヒータを
オンにして、ヒートローラ温度が所定の温度に達するま
で待機する。所定の温度は、トナーの軟化が始まる温度
であり、約１００゜Ｃ程度である。ヒートローラ３６の
表面温度が所定温度に達すると初期化動作に入る。

【００３５】初期化動作では、まず感光体１と中間転写
体１８の駆動用モータ（メインモータ）、スリーブロー
ラ１６の駆動用モータ、露光光学系９内のポリゴンミラ
ーを回転させるスキャナモータ、用紙搬送モータの駆動
を開始し、サーボ系が正常に機能することを確認する。
次に少なくともメインモータは駆動したまま、帯電器８
及び除電器１４を起動し感光体１の表面電位の初期化を
開始する。

【００３６】次に各構成要素のポジションを確認する。
まず各現像器の位置を確認し、例えば現像器１０Ｋが現
像位置に出ていれば、離接カム１７Ｋを専用モータを駆
動し待機位置に復帰させる。次に用紙転写ローラ２６の
位置を確認し、用紙転写位置にあれば待機位置に復帰さ
せる。更に中間転写体クリーニング装置２７の位置を確
認し、中間転写体１８に対して離間していればこれを当
接させる。中間転写体クリーニング装置２７は通常は中
間転写体１８に当接しクリーニング状態を保っており、
単色画像を合成する場合にのみ中間転写体１８から離間
する。もちろんこれらの過程において、上記の構成要素
を待機位置に復帰させるべく指令を出したにもかかわら
ず復帰がなされない場合は、電子写真装置は初期化を中
止し表示パネル等にエラーメッセージを出力する。

【００３７】次に現像器の初期化を行う。まず離接カム
１７Ｃを１８０゜回転させ現像器１０Ｃを方向ｄ３に移
動させる。現像器１０Ｃが現像位置に固定されたことを
確認し、スリーブローラ１６Ｃを回転させる。このとき
現像バイアスは印加しないため（仮に印加しても潜像は
形成されておらず）トナーは感光体１に付着しない。

【００３８】各現像器は現像位置においてトナーの残量
検出を行う。まず両側部に透明なレンズを取付けた現像
器にレンズを通して外部から発光素子による光を入れ
る。発光素子と反対側に配置された受光素子で光を検出
すると、現像器内部のトナーが不足していると判断す
る。発光素子と受光素子は一本の光軸上にあり、現像器
１０Ｃが現像位置にあるときにレンズ部分を光軸が通る
ように配置されている。現像器内部ではトナー攪拌手段
に取り付けたワイパーにより、レンズを一定周期でクリ
ーニングしており、トナーによる汚れの影響を防止して
いる。レンズのクリーニング部材はスリーブローラ１６
Ｃの回転用動力に連結されているため、トナー残量検出
にはスリーブローラ１６Ｃを回転させる必要がある。ま
た本トナー残量検出手法は現像器１０Ｃが待機位置にあ
る（即ち離接カム１７Ｃが待機位置にある）時は現像器
１０Ｃの有無を検出できる。さて一定時間スリーブロー
ラ１６Ｃを回転させた後にトナー残量検出結果に異常が
なければ、離接カム１７Ｃを再度１８０゜回転させ、現
像器１０Ｃを待機位置に復帰する。以上で現像器１０Ｃ
に対する初期化を終了する。

【００３９】以降現像器１０Ｍ、現像器１０Ｙ、現像器
１０Ｋの順に初期化を実行していく。現像器の初期化順
序には根拠がある。初期化中は感光体１は方向ｄ１に駆
動されているため、駆動方向と逆の方向に現像器を初期
化しないと、例えば高圧電源が誤動作した場合等に、各
現像器間でトナーが混色するおそれがある。

【００４０】全ての現像器の初期化が終了すると、ヒー
トローラ３６の駆動源である用紙搬送用のモータ以外の
駆動源の回転を停止し、帯電器８や除電器１４を停止
し、定着装置内部のヒートローラ３６が規定の温度に達
して定着可能になるまでウォームアップを行う。階調補
正はこのウォームアップ期間に実行される。

【００４１】以下、階調補正動作について詳細に説明す
る。ウォームアップ期間に入ると再度メインモータの駆
動を開始する。ただしこの時は、帯電器８等の高圧電源
は印加しない。メインモータ起動により中間転写体１８
と感光体１が定速に達したのち、中間転写体１８を少な
くとも一周させ、中間転写体１８をクリーニングする。
まず濃度センサー２５とその周辺部について説明する。

【００４２】全構成に関係する部分の説明には図７を用
い、濃度センサー２５周辺の詳細な説明には図８を用い
る。図８において１８は中間転写体、２５は濃度センサ
ー、４０はＣＰＵ、４１はＤ／Ａ変換器、４２はＲＡ
Ｍ、５６ａと５６ｂはオペアンプである。

【００４３】濃度センサー２５は中間転写体１８と対向
して配置されて反射型センサーであり、ＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１へのに数値設定により、反射型センサー
の発光側電流を変化させて光量制御が可能な構成となっ
ている。Ｄ／Ａ変換器４１に設定可能な値は６ビットで
あり、０〜６３の値を設定することができる。濃度セン
サー２５の出力はオペアンプ５６ａとオペアンプ５６ｂ
に各々入力されている。オペアンプ５６ａとオペアンプ
５６ｂのゲインの比は１／２：１に設定されている。各
オペアンプの出力はＣＰＵ４０の異なるＡ／Ｄ変換ポー
トに入力され、ＣＰＵ４０は元は同じ出力を２つのゲイ
ンで検出できる。

【００４４】電子写真装置が、ウォームアップ期間に入
るとメインモータ（図示せず）を起動し、感光体１と中
間転写体１８を駆動する。ただしこの時は、帯電器８等
の高圧電源は印加しない。メインモータ起動により感光
体１と中間転写体１８が定速に達したのち、中間転写体
１８を少なくとも一周させ、中間転写体１８をクリーニ
ングする。

【００４５】階調補正の第一段階として彩色成分（シア
ン・マゼンタ・イエロー）と無彩色成分（ブラック）毎
に濃度センサー２５の発光側の光量を決定する。以下に
濃度センサーの発光光量調整について図９を用いて詳細
に説明する。図９の横軸は中間転写体１８の回転サイク
ル数であり、縦軸は濃度センサ出力をＡ／Ｄ変換したも
の、即ちＣＰＵ４０が認識する濃度データを示す。

【００４６】中間転写体１８が完全にクリーニングされ
た状態で、まず彩色成分の地肌濃度の調整目標値５７
を、例えばアナログレベルで１．２５ｖ、即ちＡ／Ｄ変
換後のデータとしては「６４」（＝１．２５ｖ／５．０
０ｖ×２５５）とする。ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１
に６ビット量の中央値（＝「３２」）をセットし（図９
における彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の
発光光量を設定する。中間転写体１８を一周回転させ、
規定のサンプリング周期（例えば２０ｍｓ周期）で中間
転写体１８の地肌濃度を検出しながら、その検出値を累
計する。

【００４７】中間転写体１８の一周回転が終了すると、
累計されている値をサンプリング回数で除算し、地肌濃
度の平均値５８を算出する。この平均値と地肌濃度の調
整目標値５７（＝「６４」）を比較する。図９ではＤ／
Ａ変換器４１に「３２」を設定した彩色成分第一サイク
ルの場合、中間転写体が一周する間の地肌濃度の平均値
５８は、地肌濃度の調整目標値５７を越えているため、
光量の再設定が必要と判断される。

【００４８】次の彩色成分第二サイクルでは、「１６」
（＝３２−１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。この
ときの変更幅は「１６」となる。彩色成分第二サイクル
では、地肌濃度の平均値は地肌濃度の調整目標値５７を
下回るため、やはり光量の再設定が必要となる。前回の
変更幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」とす
る。また地肌濃度の平均値＜地肌濃度の調整目標値５７
であるから、濃度センサーの発光光量は増加せねばなら
ないと判定する。

【００４９】彩色成分第三サイクルでは「２４」（＝１
６＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた動
作を繰り返す。実際は地肌濃度の平均値と地肌濃度の調
整目標値５７との差が規定値以下であれば、現在のＤ／
Ａ変換器４１の設定値をメモリに保持し、彩色成分計測
時の濃度センサー発光光量設定を終了するが、変更幅は
サイクル単位に１／２されており、変更幅が０となった
時点で発光量調整動作を打ち切るため、上述の動作が無
限ループとなることはない。計測サイクルが進むにつれ
て、Ｄ／Ａ変換器４１の設定に対する変更幅は小さくな
り、設定値は収束する。

【００５０】次に無彩色成分に対する濃度センサーの発
光光量を決定する。この過程は彩色成分における場合と
ほぼ同様だが、地肌濃度の調整目標値５９は例えばアナ
ログレベルでは３．０ｖ、即ちＡ／Ｄ変換後のデータと
しては「１５３」（＝３．００ｖ／５．００ｖ×２５
５）であり、彩色成分の目標値より高い値が設定され
る。

【００５１】ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に６ビット
量の中央値（＝「３２」）をセットし（図９における無
彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の発光光量
を設定する。中間転写体１８を一周回転させ、規定のサ
ンプリング周期（例えば２０ｍｓ周期）で中間転写体１
８の地肌濃度を検出しながら、その検出値を累計する。

【００５２】中間転写体１８の一周回転が終了すると、
累計されている値をサンプリング回数で除算し、地肌濃
度の平均値６０を算出し、地肌濃度の平均値と地肌濃度
の調整目標値５９（＝「１５３」）を比較する。図９で
はＤ／Ａ変換器４１に「３２」を設定した無彩色成分第
一サイクルの場合、中間転写体が一周する間の地肌濃度
の平均値６０は、調整目標値５９を下回るため、光量の
再設定が必要と判断される。

【００５３】次の無彩色成分第二サイクルでは、「４
８」（＝３２＋１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。
このときの変更幅は「１６」となる。無彩色成分第二サ
イクルでは、地肌濃度の平均値は調整目標値５９を下回
るため、やはり光量の再設定が必要となる。前回の変更
幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」とする。
今回も地肌濃度の平均値＜調整目標値５９であるから、
濃度センサーの発光光量は増加せねばならないと判定す
る。

【００５４】無彩色成分第三サイクルでは「５６」（＝
４８＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた
動作を繰り返す。実際は地肌濃度の平均値と調整目標値
５９との差が規定値以下であれば、現在のＤ／Ａ変換器
４１の設定値をメモリに保持し、無彩色成分計測時の濃
度センサー発光光量設定を終了するが、変更幅はサイク
ル単位に１／２されており、変更幅が０となった時点で
発光量調整動作を打ち切るため、上述の動作が無限ルー
プとなることはない。計測サイクルが進につれて、Ｄ／
Ａ変換器４１の設定に対する変更幅は小さくなり、設定
値は収束する。

【００５５】上述した動作により、彩色成分と無彩色成
分に対する濃度センサー２５の発光光量が決定される。
彩色成分と無彩色成分で異なる発光量が決定されると、
階調補正の第二段階に入る。

【００５６】第二段階では、各色トナーの飽和濃度を検
出する。飽和濃度とは、それ以上トナーを重畳しても濃
度が上昇しなくなる限界濃度のことを指す。一般に記録
紙上に単色トナーの層を次々と重ねると、トナー濃度の
上昇カーブは徐々に緩やかになり、最後はそれ以上トナ
ー層を重ねても、トナー濃度が上昇しなくなり飽和状態
となる。これと同様に中間転写体１８上に同一の単色ト
ナーを重畳したときの濃度センサー２５の出力も飽和状
態となる。

【００５７】まず飽和濃度検出用のテストパターンにつ
いて説明する。図１０は飽和濃度検出用のテストパター
ンを示したものである。飽和濃度を検出するため画像デ
ータは最大値（ＦＦＨ）とする。テストパターンは合計
２つであり、飽和濃度検出用パターン６１の位置でブラ
ックとマゼンタの飽和濃度を検出し、飽和濃度検出用パ
ターン６２の位置でイエローとシアンの飽和濃度を検出
する。また６３は中間転写体１８の駆動方向を示してい
る。

【００５８】次に中間転写体１８上に同一色の単色トナ
ーを複数回合成して、飽和濃度を得る過程を説明する。
まず露光光学系９内のポリゴンミラーの回転を開始す
る。また感光体１は駆動方向ｄ１に、中間転写体１８は
駆動方向ｄ２に、それぞれ駆動される。更に現像器１０
Ｋ〜１０Ｃ内部のスリーブローラ１６Ｋ〜１６Ｃの駆動
源の回転を開始する。また中間転写体クリーニング装置
２７は、この時点で中間転写体１８から離間し、中間転
写体１８上に複数回数トナー像を重畳できるようにす
る。

【００５９】各駆動源の起動直後に高圧電源に接続され
た帯電器８内の帯電線に−４０００ｖから−５０００Ｖ
程度の高電圧を印加しコロナ放電を行なわせ、更に帯電
器８内のグリッドに−７００Ｖを印加して、感光体１の
表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。更に除電器
１４を動作させ、中間転写ローラ１２に＋１０００Ｖ程
度の高電圧を印加する。

【００６０】中間転写体１８と感光体１の搬送速度が定
速に達すると、感光体位置検出センサー６は感光体位置
検出マーク５の検出を開始し、更に中間転写体位置検出
センサー２３は中間転写体位置検出マーク２２の検出を
開始する。感光体位置検出マーク５と中間転写体位置検
出マーク２２の検出時間差に基づいて、感光体１の継目
７を回避し、かつ最も最短時間で画像形成が可能な中間
転写体位置検出マーク２２が選択され、選択された中間
転写体位置検出マーク２２が検出されてから実際に画像
形成プロセスを起動するまでの遅延時間が計算される。
以降の画像形成においては、全色の画像形成開始基準と
してこの時点で選択された中間転写体位置検出マーク２
２が用いられる。

【００６１】さて上述の手順で選択された中間転写体位
置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサー２３に
よって検出されると、所定時間経過後に電子写真装置に
内蔵された飽和濃度検出用パターンデータに基づき、感
光体１上に図１０に示したテストパターンの静電潜像が
形成される。所定時間経過後にブラック現像器１０Ｋが
感光体１に当接し、図１０における飽和濃度検出用パタ
ーン６１の位置の潜像を顕画化する。飽和濃度検出用パ
ターン６１の位置の現像が終了すると、現像器１０Ｋは
待機位置に復帰し、次にマゼンタ現像器１０Ｍが感光体
１に当接し、図１０における飽和濃度検出用パターン６
２の位置の潜像を顕画化する。こうして感光体１が一周
する間に異なる色の現像器を当接・離間することで２色
のテストパターンを同時に形成することができる。

【００６２】顕画化されたテストパターンは中間転写体
１８に転写され濃度センサー２５の位置に搬送される。
飽和濃度検出用パターン６１が濃度センサー２５の位置
に到達する直前に、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に無
彩色成分を読み取る際の発光光量設定をおこない、ブラ
ックトナー像に対する濃度センサー２５の出力の読み取
りを開始する。ブラックトナー濃度を読み取る場合は、
ＣＰＵ４０は図８におけるオペアンプ５６ｂ（ゲイン＝
１の方）のＡ／Ｄ変換ポートを選択する。濃度センサー
２５の出力は、予め定められたサンプリング周期でＣＰ
Ｕ４０に読み込まれＲＡＭ４２に格納される。

【００６３】所定回数読み取るとＣＰＵ４０はＤ／Ａ変
換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設定をおこ
ない、マゼンタトナー像に対する濃度センサー２５の出
力の読み取りを開始する。マゼンタトナー像を読み取る
場合は、ＣＰＵ４０は図８におけるオペアンプ５６ａ
（ゲイン＝１／２の方）のＡ／Ｄ変換ポートを選択す
る。濃度センサー２５の出力は、予め定められたサンプ
リング周期でＣＰＵ４０に読み込まれＲＡＭ４２に格納
される。

【００６４】こうしてブラックとマゼンタの飽和濃度検
出パターンが形成された中間転写体１８の読み取り結果
が時間順にＲＡＭ４２に格納される。ブラックとマゼン
タでＣＰＵ４０のＡ／Ｄ変換ポートを変えるのは、彩色
成分濃度が飽和状態に近付くと、通常ゲイン（＝１）で
はＣＰＵのＡ／Ｄ変換ポートのリファレンス電位（５
Ｖ）を越えるためである。つまりゲイン＝１／２でＣＰ
Ｕ４０に取り込み、ソフトウェアにより２倍して使用す
る。この手法では読み取り精度が低下するが、飽和濃度
のような高濃度域は視覚特性上の精度も低いため、この
程度の誤差は問題にならない。

【００６５】一層目の読み取りが終了すると、ＣＰＵ４
０は飽和濃度検出用パターン６１及び飽和濃度検出用パ
ターン６２の位置に対応したＲＡＭ４２のアドレスから
読み取り結果を集計し、各色毎に一層目の濃度データを
求めＲＡＭ４２に格納する。

【００６６】二層目以降も同様にして画像を形成する。
二層目以降の飽和濃度検出用パターンは中間転写体１８
上で一層目と全く同じ位置に合成され、濃度センサー２
５により濃度を計測し、ＲＡＭ４２に格納する。

【００６７】さて二層目の濃度計測が終了した時点で、
一層目の濃度データと二層目の濃度データを比較する。
これらの濃度データの比が予め定められた範囲を満たさ
ない場合は、ＣＰＵ４０は感光体１から中間転写体１８
への転写が異常であると判定する。層が増えるに従って
濃度データの絶対値は収束するが、転写不良が発生した
場合は、特に一層目から二層目の濃度上昇率が非常に小
さくなる。予め現像器内部のトナー量は、従来例で示し
た残量検出手段によって判定されているから、転写不良
を正しく検出できる。転写不良が発生した場合は、階調
補正はもとより、通常の印字も不良となるため、ＣＰＵ
４０は直ちに電子写真装置を停止し、ディスプレイ装置
にエラーメッセージを表示する。本例では、一層目と二
層目の濃度上昇率に基づいて転写不良を検出している
が、地肌濃度はある程度チューニングされるので、一層
目の濃度データそのものでもある程度の判定は可能であ
る。また各層の濃度データと濃度上昇率を組み合わせて
も転写不良は判定可能である。

【００６８】以上のようにして単層画像を合成して行く
と、四層程度の合成で中間転写体１８上のトナー濃度は
飽和する。このときの濃度センサー２５の出力をブラッ
ク、マゼンタ毎に求めてダーク基準としてＲＡＭ４２に
格納する。飽和濃度が検出されると中間転写体クリーニ
ング装置２７は当接位置に移動し、中間転写体１８はク
リーニングされる。以上のようにブラックとマゼンタの
ダーク基準を検出すると、次はイエローとシアンのダー
ク基準を検出する。

【００６９】選択された中間転写体位置検出マーク２２
が中間転写体位置検出センサー２３によって検出される
と、所定時間経過後に電子写真装置に内蔵された飽和濃
度検出用パターンデータに基づき、感光体１上に図１０
に示したテストパターンの静電潜像が形成される。所定
時間経過後にイエロー現像器１０Ｙが感光体１に当接
し、図１０における飽和濃度検出用パターン６１の位置
の潜像を顕画化する。飽和濃度検出用パターン６１の位
置の現像が終了すると、現像器１０Ｙは待機位置に復帰
し、次にシアン現像器１０Ｃが感光体１に当接し、図１
０における飽和濃度検出用パターン６２の位置の潜像を
顕画化する。

【００７０】顕画化されたテストパターンは中間転写体
１８に転写され濃度センサー２５の位置に搬送される。
飽和濃度検出用パターン６１が濃度センサー２５の位置
に到達する直前に、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に彩
色成分を読み取る際の発光光量設定をおこない、イエロ
ー及びシアントナー像に対する濃度センサー２５の出力
の読み取りを開始する。このときＣＰＵ４０は図８にお
けるオペアンプ５６ａ（ゲイン＝１／２の方）のＡ／Ｄ
変換ポートを選択する。濃度センサー２５の出力は、予
め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４０に読み込ま
れＲＡＭ４２に格納される。こうしてイエローとシアン
の飽和濃度検出パターンが形成された中間転写体１８の
読み取り結果が時間順にＲＡＭ４２に格納される。

【００７１】一層目の読み取りが終了すると、ＣＰＵ４
０は飽和濃度検出用パターン６１及び飽和濃度検出用パ
ターン６２の位置に対応したＲＡＭ４２のアドレスから
読み取り結果を集計し、各色毎に一層目の濃度データを
求めＲＡＭ４２に格納する。

【００７２】二層目以降も同様にして画像を形成し、中
間転写体１８上で合成し、濃度センサー２５により濃度
を計測し、ＲＡＭ４２に格納する。以降の動作はブラッ
クとマゼンタトナーの飽和濃度を検出した場合と同じで
あり、こうしてイエローとシアンのダーク基準が検出さ
れる。

【００７３】以上のようにして各色のダーク基準が検出
されると、階調補正は第三段階にはいる。第三段階以降
では、中間転写体クリーニング装置２７は当接し、中間
転写体１８は常にクリーニングされている。第三段階で
は、濃度センサー２５の光量を彩色成分計測時、無彩色
成分計測時の２つの設定に切り換えて、中間転写体１８
の地肌濃度、即ちハイライト基準を計測する。既に画像
形成が可能な状態であるので、選択された中間転写体位
置検出マーク２２を中間転写体位置検出センサー２３が
検出するのを待って、電子写真装置は階調補正の第三段
階に移行する。

【００７４】選択された中間転写体位置検出マーク２２
が中間転写体位置検出センサー２３によって検出される
と、所定時間経過後にＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に
彩色成分を読み取る際の発光量設定をおこない、濃度セ
ンサー２５の出力の読取りを開始する。濃度センサー２
５の出力は予め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４
０に読み込まれる。ＣＰＵ４０は読み込み結果を直ちに
ＲＡＭ４２に格納する。例えば中間転写体１８の画像領
域を３７０ｍｍ、搬送速度を１００ｍｍ／ｓ、サンプリ
ング周期を１０ｍｓとすると中間転写体１８が一周する
間に３７０個のデータがＲＡＭ４２に格納される。

【００７５】彩色成分用の発光量設定のもとで中間転写
体１８の地肌濃度計測が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ／
Ａ変換器４１にデータをセットして、濃度センサー２５
の発光量を無彩色成分計測時の設定にし、選択された中
間転写体位置検出マーク２２の検出を待つ。再度中間転
写体位置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサー
２３によって検出されると、彩色成分のときと全く同様
に、無彩色成分用の発光量設定のもとで中間転写体１８
の地肌濃度を計測し、結果はＲＡＭ４２に格納される。
無彩色成分の発光量設定のもとで中間転写体１８の地肌
濃度計測が終了すると階調補正の第三段階は終了する。

【００７６】第三段階が終了すると第四段階に入る。第
四段階では中間転写体１８上に形成された階調を有する
テストパターンの濃度を各色毎に検出し、第三段階まで
で求められたダーク基準とハイライト基準を用いて、電
子写真装置のγ特性を補正するテーブルを作成する。

【００７７】第四段階で使用されるテストパターンを図
１６に示す。テストパターンは電源投入時や、適当な条
件が整った場合に形成されるため、多数回の同一パター
ン形成によりパターン領域が物理的に劣化しても、画質
劣化が視覚的に目だちにくいように、画像領域の端部に
形成される。テストパターンは合計１０個であり、各々
異なる濃度パターンを形成するように予め画像データが
設定されている。例えば先頭のパターンは１６進表現で
１０Ｈ、次のパターンは２０Ｈのように、画像の先頭か
ら順に濃度が高くなる設定となっている。

【００７８】また中間転写体１８においてテストパター
ンの形成位置は各色共通であり、画像データも共通であ
るが、各色画像は色によって異なるスクリーン角を用い
て形成され、例えばホストコンピュータ等から転送され
た画像データを印字する際のスクリーン角と階調補正実
行時のスクリーン角は色毎に共通である。次に中間転写
体１８に形成された彩色成分並びに無彩色成分のトナー
を、濃度センサー２５で検出した時の一般的な特性につ
いて図１１を用いて説明する。図１１は彩色成分（シア
ン・マゼンタ・イエロー）及び無彩色成分（ブラック）
の階調補正用テストパターンに対する濃度センサー２５
の出力例を示すものである。

【００７９】簡単のため、トナーが無い状態の中間転写
体１８を濃度センサー２５で検出した時の出力は、グラ
フの中央を示すものとする。また彩色成分と無彩色成分
のパターンは、先頭から順に濃度が上昇するよう予め定
められているとする。彩色成分の場合階調補正用テスト
パターンの濃度上昇とともに、濃度センサー２５の出力
も上昇する。厳密には各色で特性は異なるが、パターン
濃度の上昇に応じて濃度センサー２５の出力が単調増加
するという点では差はない。

【００８０】一方同条件で無彩色成分のパターンを検出
した時は、パターン濃度の上昇に応じて濃度センサー２
５の出力は単調減少する。パターン濃度上昇と共に彩色
成分と無彩色成分でグラフの中央、即ち中間転写体１８
の地肌レベルを挟んで異なる方向に値が変化するのが大
きな特徴である。

【００８１】誘電体である中間転写体１８はカーボンが
分散されているため黒色であるが、表面は滑らかであ
り、ある程度の反射率を有する。彩色成分を検出する場
合は、トナーの反射率と光の散乱が共に増加し濃度セン
サー出力は単調増加する。一方無彩色成分に対する特性
は、パターン濃度に応じて濃度センサーからの照射光は
トナー表面で吸収されるため、濃度センサーの出力は単
調減少する。

【００８２】さて階調補正の第二段階終了後に、選択さ
れた中間転写体位置検出マーク２２が検出されると、所
定時間経過後に電子写真装置に内蔵された濃度データに
基づき、感光体１上にテストパターンの静電潜像が形成
される。既に各高電圧等の画像形成に必要な構成要素は
起動され、この時点では画像形成の準備は整っている。

【００８３】画像形成プロセスは選択された中間転写体
位置検出マーク２２を基準にして進行するため、以降の
動作は選択された１つの中間転写体位置検出マーク２２
の検出に基づくものである。所定時間経過後にブラック
現像器１０Ｋが感光体１に当接し階調補正用テストパタ
ーンを顕画化する。顕画化されたブラックのテストパタ
ーンは中間転写体１８に転写され、濃度センサー２５ま
で搬送される。

【００８４】更に所定時間経過後に、ＣＰＵ４０はＤ／
Ａ変換器４１に無彩色成分を読み取る際の発光量設定を
おこない、濃度センサー２５の出力の読取りを開始す
る。濃度センサー２５の出力は予め定められたサンプリ
ング周期でＣＰＵ４０に読み込まれる。読み込みは全画
像領域に対して行い、ＣＰＵ４０は読込み結果を直ちに
ＲＡＭ４２に格納する。

【００８５】以上のようにして無彩色成分のテストパタ
ーンの濃度測定が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換
器４１に彩色成分を読み取る際の発光量設定をおこな
い、選択された中間転写体位置検出マーク２２が再度検
出されるのを待つ。以降はブラックと同じ画像データを
用いてシアン、マゼンタ、イエローのテストパターンを
中間転写体位置検出マーク２２が検出される毎に形成
し、ブラックの場合と同様にＲＡＭ４２に格納する。

【００８６】前述したように、この時点で中間転写体ク
リーニング装置２７は当接状態であり、中間転写体１８
は常にクリーニングされているので、濃度センサー２５
は色毎に階調補正パターンを読み取ることができる。

【００８７】こうして無彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、無彩色成分のテストパターン
の濃度検出結果、並びに彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、シアン・マゼンタ・イエロー
の各テストパターンの濃度検出結果がそれぞれＲＡＭ４
２に格納されている。このデータは、濃度センサー２５
の出力を単に時間順に取得したものに過ぎないため、テ
ストパターン形成・読み取り動作が終了すると、電子写
真装置は各モータや帯電器８等の動作をすべて停止し、
データ処理を行う。

【００８８】ＲＡＭ４２内のデータはすべて同じ中間転
写体位置検出マーク２２の検出に基づき得られたものな
ので、地肌濃度とテストパターン読み取り開始点は中間
転写体１８の同一地点のものである。また中間転写体位
置検出マーク２２を検出してから、ＣＰＵ４０が濃度セ
ンサー２５の出力の取り込みを開始するまでの時間は定
まっているので、１つ１つのテストパターン位置に対応
した読み取り結果は容易に得られる。まずテストパター
ン１つに対して８個のポイントの値を合計し、この平均
値を１つのパターンの濃度値とする。こうして無彩色成
分の光量設定における各パターン位置の地肌濃度とトナ
ー濃度及び彩色成分の光量設定における各パターン位置
の地肌濃度とシアン、マゼンタ、イエローのトナー濃度
を求めることができる。

【００８９】各色の階調補正用テストパターンの濃度計
測が終了すると、第二段階で求めたダーク基準と第三段
階で求めたハイライト基準を用いて階調補正テーブルを
作成する。以降簡単のために、ブラック（無彩色成分）
とシアン（彩色成分）のデータ処理について説明する。
マゼンタとイエローに対するデータ処理はシアンの場合
と同様である（ただしダーク基準は独立した値を使用す
る）。また各パターン位置をｎ（ｎ＝０〜９）とし、ｎ
の位置の中間転写体１８の地肌濃度（ハイライト基準）
を、ブラックの場合はＨＬ＿Ｋ［ｎ］、シアンの場合は
ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］とし、階調パターンのトナー濃度を
シアンの場合はＤ＿Ｃ［ｎ］、ブラックの場合はＤ＿Ｋ
［ｎ］とする（ＤはＤｅｎｓｉｔｙの意味）。更にブラ
ックのダーク基準をＤＫ＿Ｋ、シアンのダーク基準をＤ
Ｋ＿Ｃとする（ＤＫはｄａｒｋの意味。配列要素が無い
のはダーク基準がパターン位置に無関係であるため）。

【００９０】まずブラックに対するデータ処理を図１２
を用いて説明する。図１２はブラックの各パターンの濃
度計測結果とハイライト基準、ダーク基準の関係及びデ
ータ処理を示す図である。ブラックのデータ処理はダー
ク基準ＤＫ＿Ｋと、各パターン毎の濃度データＤ＿Ｋ
［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿Ｋ［ｎ］を用いて行
う。

【００９１】まず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｈ
Ｌ＿Ｋ［ｎ］−Ｄ＿Ｋ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ［ｎ］を
真の濃度レベルと規定する。

【００９２】次に全てのｎに対して、ＤＬ［ｎ］＝ＨＬ
＿Ｋ［ｎ］−ＤＫ＿Ｋを計算し、ＤＬ［ｎ］を各パター
ン毎のダイナミックレンジと規定する。

【００９３】次にＤＩＦ［ｎ］を、ＤＬ［ｎ］に対して
８ビットで正規化する。即ち各パターン毎に正規化値Ｎ
Ｍ［ｎ］を、ＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］＊２５５／ＤＬ
［ｎ］に基づき計算する。更に正規化されたデータを記
録紙上の濃度に変換する。濃度変換は予め実験的に取得
した濃度変換テーブルを用いる。

【００９４】ブラックの濃度変換テーブルについて図１
３を用いて説明する。図１３はブラックの濃度変換テー
ブルの内容をグラフ化した図である。図１３において横
軸は、各パターン毎の濃度センサー２５の出力を上述し
た手法に基づいて正規化した値であり、縦軸は同じパタ
ーンを記録紙に形成した時の濃度（マクベス濃度）であ
る。

【００９５】これらのテーブルは、中間転写体１８に形
成された階調補正用パターンや飽和濃度検出用パターン
を、濃度センサー２５で検出し、正規化したデータと、
同一パターンを記録紙上に転写・定着したサンプルがあ
れば容易に得ることができる。

【００９６】ブラックの濃度変換テーブルは、中〜高濃
度域で正規化値に対する記録紙上濃度が急激に変化する
ため、テストパターンの濃度が上昇するほど検出の精度
が低くなる。この特性は一般に言われる反射率→濃度変
換特性そのものと考えてよい。

【００９７】フルカラー画像ではブラックは補助的な使
われ方され、また人間の視覚特性が高濃度域ほど濃度差
に鈍感になるため、高濃度域における精度の劣化はさほ
ど問題にならない。

【００９８】次にシアンに対するデータ処理を図１４を
用いて説明する。図１４はシアンの各パターンの濃度計
測結果とハイライト基準、ダーク基準の関係及びデータ
処理を示す図である。シアンのデータ処理は各パターン
毎の濃度データＤ＿Ｃ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿
ＣＭＹ［ｎ］と、ダーク基準ＤＫ＿Ｃを用いる。

【００９９】まず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｄ
＿Ｃ［ｎ］−ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ
［ｎ］を真の濃度レベルと規定する。

【０１００】次に全てのｎに対して、ＤＬ［ｎ］＝ＤＫ
＿Ｃ−ＨＬ＿Ｃ［ｎ］を計算し、ＤＬ［ｎ］を各パター
ン毎のダイナミックレンジと規定する。

【０１０１】次にＤＩＦ［ｎ］を、ＤＬ［ｎ］に対して
８ビットで正規化する。即ち各パターン毎に正規化値Ｎ
Ｍ［ｎ］を、ＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］＊２５５／ＤＬ
［ｎ］に基づき計算する。更に正規化されたデータを記
録紙上の濃度に変換する。濃度変換は予め実験的に取得
した濃度変換テーブルを用いる。

【０１０２】濃度変換テーブルについて図１５を用いて
説明する。図１５はシアンの濃度変換テーブルをグラフ
化した図である。図１５において横軸は、各パターン毎
の濃度センサー２５の出力を上述した手法に基づいて正
規化した値であり、縦軸は同じパターンを記録紙に形成
した時の濃度（マクベス濃度）である。

【０１０３】これらのテーブルは、中間転写体１８に形
成された階調補正用パターンや飽和濃度検出用パターン
を、濃度センサー２５で検出し、正規化したデータと、
同一パターンを記録紙上に転写・定着したサンプルがあ
れば容易に得ることができる。またハイライト基準とダ
ーク基準が測定系で一意に定まれば、これらのグラフの
形はほとんど変わらないため、正規化後のデータから記
録紙上の濃度が正しく予測できる。

【０１０４】さて濃度変換テーブルは、濃度センサー２
５の出力を記録紙上の画像濃度に変換するテーブルだか
ら、用紙にトナー像を転写する際の用紙転写特性と、定
着特性を含んでいる。従って用紙転写特性が環境等によ
り変動して階調性を劣化させる場合は、濃度変換テーブ
ルの変換特性を環境パラメータ等に応じて変更すれば、
影響を吸収することができる。

【０１０５】以上の説明で濃度センサー２５の出力から
画像濃度を検出する手法を示した。一方階調補正用テス
トパターンのデータ、即ち入力は予め定められた値であ
り既知である。この入力データと、記録紙上濃度との関
係は電子写真装置のγ特性に他ならない。従って記録紙
上の濃度に対する入力データの関係を求めれば、γ特性
の逆関数（階調補正テーブル）を求めることができる。

【０１０６】次に図１６および図１７を用いて画像デー
タと階調補正テーブルの関係を説明する。ＣＰＵ４０は
作成された階調補正テーブルを、図１７のＳＲＡＭ５１
に転送している。

【０１０７】コントローラ５２から出力された画像デー
タ５３が、ＳＲＡＭ５１のアドレスをアクセスすると、
階調を補正された画像データがＳＲＡＭ５１からレーザ
ドライバ５４に出力される。レーザドライバ５４は画像
データに応じたパルス幅変調を行いレーザダイオード５
５を発光させる。階調補正テーブルをアクセスすること
で、例えばコントローラ５２から均等ステップの画像デ
ータ５３が出力されると、電子写真装置のγ特性は逆関
数である階調補正テーブルによって打ち消され、記録用
紙上の画像濃度も均等ステップとなる。以上の動作によ
り画像の階調性が確保される。

【０１０８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の電子写真装置には次のような解決すべき課題がある。
前述した様にダーク基準、ハイライト基準、テストパタ
ーンの濃度値をセンサーで測定するという背景には、ト
ナーを幾層にも積み重ねる事でトナーの反射光量は飽和
する、すなわち一定レベルになり実用上４層程度で十分
であるという実験結果があった。しかしながら上記従来
例には飽和濃度値取得の為の中間転写体１８での複数の
重ね合わせ動作に時間がかかり、又、実印時すなわち用
紙に転写しない為のトナーの浪費という結果につなが
る。しかしもっと本質的な問題は、機械のサンプル数n
を増やし、又、環境、経時的なパラメータを増やしてい
おくと、4層程度では飽和しないと言うことが判明し
た。これはダーク基準の絶対不変を前提にした濃度レベ
ルの検出という思想が崩壊する事を意味する。ここで更
に層数を増やす事は、階調補正のデータ取得時間が更に
長くなり、又、トナー消費量の増大（ランニングコスト
のアップ）や機内飛散の増大を招く事になる。

【０１０９】したがって本発明は、階調補正用テストパ
ターンの濃度を正確に検出し、階調補正テーブルを作成
することで、常に階調性に優れた高品質な画像を出力す
る画像形成装置を提供することを目的とする。

【０１１０】

【課題を解決するための手段】このために本発明の画像
形成装置は、感光体上にテストパターンの潜像を形成す
る潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段と、
顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写体
と、前記テストパターンの濃度を検出しかつその出力値
に基づいて階調補正を行う濃度センサーを有し、前記濃
度センサーを、前記中間転写体に対して平行移動自在に
設けた。

【０１１１】また感光体上にテストパターンの潜像を形
成する潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段
と、顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写
体と、前記テストパターンの濃度を検出する濃度センサ
ー及び前記中間転写体近傍の基準校正部材を有し、この
基準校正部材の反射光量を前記濃度センサーで検出し、
この時の前記濃度センサーの出力値に基づいて階調補正
を行う。

【０１１２】また感光体上にテストパターンの潜像を形
成する潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段
と、顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写
体と、反射濃度を検出する濃度センサー及び前記中間転
写体近傍の基準校正部材を有し、この基準校正部材の反
射光量と前記テストパターンの反射光量の双方を同一の
前記濃度センサーで検出し、この時の前記濃度センサー
の出力値に基づいて階調補正を行う。

【０１１３】また感光体上にテストパターンの潜像を形
成する潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段
と、顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写
体と、前記テストパターンの濃度を検出する濃度センサ
ーを有し、装置内部の実質的に反射光量が０の領域を前
記濃度センサーで検出し、この時の前記濃度センサーの
出力値に基づいて階調補正を行う。

【０１１４】また感光体上にテストパターンの潜像を形
成する潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段
と、顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写
体と、反射濃度を検出する濃度センサーを有し、装置内
部の実質的に反射光量が０の領域と前記テストパターン
の反射光量の双方を同一の前記濃度センサーで検出し、
この時の前記濃度センサーの出力値に基づいて階調補正
を行う。

【０１１５】また前記基準校正部材に対応する前記濃度
センサー出力値は彩色成分に関する階調補正に、また前
記反射光量が０の領域に対応する前記濃度センサー出力
値は無彩色成分に関する階調補正に有効とする。

【０１１６】また彩色成分に関する階調補正において使
用する濃度センサー、及び無彩色成分に関する階調補正
において使用する濃度センサーは独立させた。

【０１１７】

【発明の実施の形態】上記手段によりダーク基準とハイ
ライト基準が一意に決定され、精度の高い階調補正が可
能となる。

【０１１８】以下、本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態によ
る電子写真装置の構成図、図２は同濃度センサー周辺の
ブロック構成図、図３は同濃度センサーの動作説明図、
図４は同濃度センサーの発光光量調整を示す図、図５は
同ブラックの各パターンの濃度計測結果とハイライト基
準の関係及びデータを示す図、図６は同シアンの各パタ
ーンの濃度計測結果とハイライト基準、ダーク基準の関
係図である。図１は、従来例と同一であるため濃度セン
サー２５周辺の構成以外は説明を省略する。また初期化
動作までは従来例と全く同じでありこれも省略する。以
下に、濃度センサー２５と基準濃度センサーについて説
明する。

【０１１９】全構成に関係する部分の説明には図１を用
い、濃度センサー２５の詳細な動作説明には図２を用い
る。図２において３９は基準濃度校正板であり、４０は
ＣＰＵであり、４１はＤ／Ａ変換器であり、４２はＲＡ
Ｍである。

【０１２０】濃度センサー２５は中間転写体１８上に形
成された中間調を含むテストパターンの濃度及び中間転
写体１８の地肌濃度を読み取る。基準濃度校正板３９は
予め定められた反射率を有する白色板であり、ダーク基
準として使用する。ダーク基準は彩色成分トナー（シア
ン、マゼンタ、イエロー）の最大濃度を示し、濃度セン
サー２５の出力を正規化する際に用いられる。一方無彩
色トナー（ブラック）に対するダーク基準は装置内部の
実質的に反射光量が０の領域を使用する。

【０１２１】彩色成分に対して比較的明度の高い白色板
をダーク基準とするのは次のような理由がある。反射型
センサーでトナー濃度を検出する場合、実際は反射率の
変化を検出している。彩色成分のトナー濃度が上昇する
と反射率も上昇する。ダーク基準は彩色トナー濃度の上
限を規定するものであるから、高反射率、即ち白色が適
している。

【０１２２】一方無彩色トナーに対するダーク基準は、
厳密には低反射率（黒色）の基準濃度校正板を用いて検
出すべきであるが、具体的な材料で完全に反射率０の部
材を構成するのは難しく極めて簡便な方法という事で装
置内部の暗部を使用する。又、図３の様に濃度センサー
２５は前記暗部と基準濃度校正板３９と前記中間転写体
１８の間を移動可能とする。

【０１２３】階調補正の第一段階として彩色成分（シア
ン・マゼンタ・イエロー）と無彩色成分（ブラック）毎
に濃度センサー２５の発光側の光量を決定する。以下に
濃度センサーの発光光量調整について図４を用いて詳細
に説明する。図４の横軸は中間転写体１８の回転サイク
ル数であり、縦軸は濃度センサ出力をＡ／Ｄ変換したも
の、即ちＣＰＵ４０が認識する濃度データを示す。

【０１２４】中間転写体１８が完全にクリーニングされ
た状態で、まず彩色成分の地肌濃度の調整目標値４３
を、例えばアナログレベルで１．２５ｖ、即ちＡ／Ｄ変
換後のデータとしては「６４」（＝１．２５ｖ／５．０
０ｖ×２５５）とする。ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１
に６ビット量の中央値（＝「３２」）をセットし（図４
における彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の
発光光量を設定する。中間転写体１８を一周回転させ、
規定のサンプリング周期（例えば１０ｍｓ周期）で中間
転写体１８の地肌濃度を検出しながら、その最小値を更
新し保持する。

【０１２５】中間転写体１８の一周回転が終了すると、
保持されている地肌濃度の最小値４４と地肌濃度の調整
目標値４３（＝「６４」）を比較する。図４ではＤ／Ａ
変換器４１に「３２」を設定した彩色成分第一サイクル
の場合、中間転写体が一周する間の地肌濃度の最小値４
４は、調整目標値４３を越えているため、光量の再設定
が必要と判断される。

【０１２６】次の彩色成分第二サイクルでは、「１６」
（＝３２−１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。この
ときの変更幅は「１６」となる。彩色成分第二サイクル
では、地肌濃度の最小値は調整目標値４３を下回るた
め、やはり光量の再設定が必要となる。前回の変更幅
「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」とする。ま
た地肌濃度の最小値＜調整目標値４３であるから、濃度
センサーの発光光量は増加せねばならないと判定する。

【０１２７】彩色成分第三サイクルでは「２４」（＝１
６＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた動
作を繰り返す。実際は地肌濃度の最小値と調整目標値４
３との差が規定値以下であれば、現在のＤ／Ａ変換器４
１の設定値をメモリに保持し、彩色成分計測時の濃度セ
ンサー発光光量設定を終了するが、変更幅はサイクル単
位に１／２されており、変更幅が０となった時点で発光
量調整動作を打ち切るため、上述の動作が無限ループと
なることはない。計測サイクルが進むにつれて、Ｄ／Ａ
変換器４１の設定に対する変更幅は小さくなり、設定値
は収束する。

【０１２８】次に無彩色成分に対する濃度センサーの発
光光量を決定する。この過程は彩色成分における場合と
ほぼ同様だが、地肌濃度の調整目標値４５は例えばアナ
ログレベルでは３．０ｖ、即ちＡ／Ｄ変換後のデータと
しては「１５３」（＝３．００ｖ／５．００ｖ×２５
５）であり、彩色成分の目標値より高い値が設定され
る。

【０１２９】ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に６ビット
量の中央値（＝「３２」）をセットし（図４における無
彩色成分第一サイクル）、濃度センサー２５の発光光量
を設定する。中間転写体１８を一周回転させ、規定のサ
ンプリング周期（例えば１０ｍｓ周期）で中間転写体１
８の地肌濃度を検出しながら、その最大値を更新し保持
する。

【０１３０】中間転写体１８の一周回転が終了すると、
保持されている地肌濃度の最大値４６と地肌濃度の調整
目標値４５（＝「１５３」）を比較する。図４ではＤ／
Ａ変換器４１に「３２」を設定した無彩色成分第一サイ
クルの場合、中間転写体が一周する間の地肌濃度の最大
値４６は、調整目標値４５を下回るため、光量の再設定
が必要と判断される。

【０１３１】次の無彩色成分第二サイクルでは、「４
８」（＝３２＋１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。
このときの変更幅は「１６」となる。無彩色成分第二サ
イクルでは、地肌濃度の最大値は調整目標値４５を下回
るため、やはり光量の再設定が必要となる。前回の変更
幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」とする。
また地肌濃度の最大値＜調整目標値４５であるから、濃
度センサーの発光光量は増加せねばならないと判定す
る。

【０１３２】無彩色成分第三サイクルでは「５６」（＝
４８＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた
動作を繰り返す。実際は地肌濃度の最大値と調整目標値
４５との差が規定値以下であれば、現在のＤ／Ａ変換器
４１の設定値をメモリに保持し、無彩色成分計測時の濃
度センサー発光光量設定を終了するが、変更幅はサイク
ル単位に１／２されており、変更幅が０となった時点で
発光量調整動作を打ち切るため、上述の動作が無限ルー
プとなることはない。計測サイクルが進むにつれて、Ｄ
／Ａ変換器４１の設定に対する変更幅は小さくなり、設
定値は収束する。上述した動作により、彩色成分と無彩
色成分に対する濃度センサー２５の発光光量が決定され
る。

【０１３３】彩色成分と無彩色成分で異なる発光量が決
定されると、階調補正の第二段階に入る。第二段階で
は、濃度センサー２５の光量を彩色成分計測時、無彩色
成分計測時の２つの設定に切り換えて、中間転写体１８
の地肌濃度を計測する。この計測動作は印字サイクルに
組み込まれているため、一部通常の印字サイクルと同様
の処理が行われる。

【０１３４】即ちまず露光光学系９内のポリゴンミラー
の回転を開始する。また感光体１は駆動方向ｄ１に、中
間転写体１８は駆動方向ｄ２に、それぞれ駆動される。
更に現像器１０Ｋ〜１０Ｃ内部のスリーブローラ１６Ｋ
〜１６Ｃの駆動源の回転を開始する。

【０１３５】各駆動源の起動直後に高圧電源に接続され
た帯電器８内の帯電線に−４０００ｖから−５０００Ｖ
程度の高電圧を印加しコロナ放電を行なわせ、更に帯電
器８内のグリッドに−７００Ｖを印加して、感光体１の
表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。更に除電器
１４を動作させ、中間転写ローラ１２に＋１０００Ｖ程
度の高電圧を印加する。

【０１３６】中間転写体１８と感光体１の搬送速度が定
速に達すると、感光体位置検出センサー６は感光体位置
検出マーク５の検出を開始し、更に中間転写体位置検出
センサー２３は中間転写体位置検出マーク２２の検出を
開始する。感光体位置検出マーク５と中間転写体位置検
出マーク２２の検出時間差に基づいて、感光体１の継目
７を回避し、かつ最も最短時間で画像形成が可能な中間
転写体位置検出マーク２２が選択され、選択された中間
転写体位置検出マーク２２が検出されてから実際に画像
形成プロセスを起動するまでの遅延時間が計算される。
以降の画像形成においては、全色の画像形成開始基準と
してこの時点で選択された中間転写体位置検出マーク２
２が用いられる。

【０１３７】さて上述の手順で選択された中間転写体位
置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサー２３に
よって検出されると、所定時間経過後にＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設定
をおこない、濃度センサー２５の出力の読取りを開始す
る。濃度センサー２５の出力は予め定められたサンプリ
ング周期でＣＰＵ４０に読み込まれる。ＣＰＵ４０は読
み込み結果を直ちにＲＡＭ４２に格納する。例えば中間
転写体１８の画像領域を３７０ｍｍ、搬送速度を１００
ｍｍ／ｓ、サンプリング周期を１０ｍｓとすると中間転
写体１８が一周する間に３７０個のデータがＲＡＭ４２
に格納される。

【０１３８】彩色成分用の発光光量設定のもとで中間転
写体１８の地肌濃度計測が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１にデータをセットして、濃度センサー２
５の発光量を無彩色成分計測時の設定にし、選択された
中間転写体位置検出マーク２２の検出を待つ。再度中間
転写体位置検出マーク２２が中間転写体位置検出センサ
ー２３によって検出されると、彩色成分のときと全く同
様に、無彩色成分用の発光光量設定のもとで中間転写体
１８の地肌濃度を計測し、結果はＲＡＭ４２に格納され
る。無彩色成分の発光光量設定のもとで中間転写体１８
の地肌濃度計測が終了すると階調補正の第二段階は終了
する。

【０１３９】第二段階が終了すると、中間転写体１８上
に形成されたパターン濃度を検出する第三段階に入る。
まず階調補正用テストパターンについて説明する。図１
０は階調補正用テストパターンである。階調を補正する
ために、中間調を含んだテストパターンとなっている。
テストパターンは電源投入時や、適当な条件が整った場
合に形成されるため、多数回の同一パターン形成により
パターン領域が物理的に劣化しても、画質劣化が視覚的
に目だちにくいように、画像領域の端部に形成される。
階調補正用テストパターンのパターン領域は合計１０個
であり、各々異なる濃度パターンを形成するように予め
画像データが設定されている。例えば先頭のパターンは
１６進表現で１０Ｈ、次のパターンは２０Ｈのように、
画像の先頭から順に濃度が高くなる設定となっている。

【０１４０】また中間転写体１８上における階調補正用
テストパターンの形成位置は各色共通であり、画像デー
タも共通であるが、各色画像は色によって異なるスクリ
ーン角を用いて形成され、例えばホストコンピュータ等
から転送された画像データを印字する際のスクリーン角
と階調補正実行時のスクリーン角は色毎に共通である。

【０１４１】さて階調補正の第二段階終了後に、選択さ
れた中間転写体位置検出マーク２２が検出されると、所
定時間経過後に電子写真装置に内蔵された濃度データに
基づき、感光体１上にテストパターンの静電潜像が形成
される。第二段階開始時に、各高電圧等の画像形成に必
要な構成要素は起動され、この時点では画像形成の準備
は整っている。画像形成プロセスは選択された中間転写
体位置検出マーク２２を基準にして進行するため、以降
の動作は選択された１つの中間転写体位置検出マーク２
２の検出に基づくものである。

【０１４２】所定時間経過後にブラック現像器１０Ｋが
感光体１に当接し現像する。顕画化されたブラックの階
調補正用テストパターンは中間転写体１８に転写され、
濃度センサー２５まで搬送される。更に所定時間経過後
に、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ変換器４１に無彩色成分を読み
取る際の発光光量設定をおこない、濃度センサー２５の
出力の読取りを開始する。濃度センサー２５の出力は予
め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４０に読み込ま
れる。読み込みは全画像領域に対して行い、ＣＰＵ４０
は読込み結果を直ちにＲＡＭ４２に格納する。

【０１４３】以上のようにして無彩色成分の階調補正用
テストパターンの濃度測定が終了すると、ＣＰＵ４０は
Ｄ／Ａ変換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設
定をおこない、選択された中間転写体位置検出マーク２
２が再度検出されるのを待つ。以降はブラックと同じ画
像データを用いてシアン、マゼンタ、イエローのテスト
パターンを中間転写体位置検出マーク２２が検出される
毎に形成し、ブラックの場合と同様にＲＡＭ４２に格納
する。

【０１４４】こうして無彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、無彩色成分のテストパターン
の濃度検出結果、並びに彩色成分の光量設定における中
間転写体１８の地肌濃度、シアン・マゼンタ・イエロー
の各テストパターンの濃度検出結果がそれぞれＲＡＭ４
２に格納されている。このデータは、濃度センサー２５
の出力を単に時間順に取得したものに過ぎないため、階
調補正用テストパターン形成・読み取り動作が終了する
と、電子写真装置は各モータや帯電器８等の動作をすべ
て停止し、データ処理を行う。

【０１４５】ＲＡＭ４２内のデータはすべて同じ中間転
写体位置検出マーク２２の検出に基づき得られたものな
ので、地肌濃度と階調補正用テストパターン読み取り開
始点は中間転写体１８の同一地点のものである。また中
間転写体位置検出マーク２２を検出してから、ＣＰＵ４
０が濃度センサー２５の出力の取り込みを開始するまで
の時間は定まっているので、１つ１つの階調補正用テス
トパターン位置に対応した読み取り結果は容易に得られ
る。まず階調補正用テストパターン１つに対して８個の
ポイントの値を合計し、この平均値を１つのパターンの
濃度値とする。こうして無彩色成分の光量設定における
各パターン位置の地肌濃度とトナー濃度及び彩色成分の
光量設定における各パターン位置の地肌濃度とシアン、
マゼンタ、イエローのトナー濃度を求めることができ
る。

【０１４６】中間転写体１８の地肌濃度は、中間転写体
１８にトナーが無い状態の濃度レベルであり、記録用紙
上ではこの部分は白となる。従ってこれをハイライト基
準という。一方ダーク基準は、基準濃度校正板３９が固
定であり、外部の影響を受けにくいため、上述した階調
補正用テストパターン読み取りが終了した後に前記濃度
センサー２５は主走査方向に中間転写体１８に対して平
行移動し、基準濃度校正板３９上で停止し、一度だけ読
み取られ、ＣＰＵ４０によりＲＡＭ４５に格納される。

【０１４７】以降簡単のために、ブラック（無彩色成
分）とシアン（彩色成分）のデータ処理について説明す
る。マゼンタとイエローに対するデータ処理はシアンの
場合と同様である。また各パターン位置をｎ（ｎ＝０〜
９）とし、ｎの位置の中間転写体１８の地肌濃度を、ブ
ラックの場合はＨＬ＿Ｋ［ｎ］、シアンの場合はＨＬ＿
ＣＭＹ［ｎ］とし（ＨＬはＨｉｇｈｔ Ｌｉｇｈｔの意
味。またＣＭＹはハイライト基準がシアン、マゼンタ、
イエローで共通であることを意味する）、トナー濃度を
シアンの場合はＤ＿Ｃ［ｎ］、ブラックの場合はＤ＿Ｋ
［ｎ］とする（ＤはＤｅｎｓｉｔｙの意味）。更にシア
ンのダーク基準をＤＫ＿ＣＭＹとする（ＣＭＹはダーク
基準がシアン、マゼンタ、イエローで共通であることを
意味し、配列要素が無いのはダーク基準がパターン位置
に無関係であることを意味する）。

【０１４８】まずブラックに対するデータ処理を図５を
用いて説明する。図５はブラックの各パターンの濃度計
測結果とハイライト基準の関係、及びデータ処理を示す
図である。ブラックのデータ処理は各パターン毎の濃度
データＤ＿Ｋ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿Ｋ［ｎ］
を用いて行う。ダーク基準は濃度センサー２５が主走査
方向に中間転写体１８に対して平行移動し装置内部の実
質的に反射光量０の暗部を読み取る。

【０１４９】まず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｈ
Ｌ＿Ｋ［ｎ］−Ｄ＿Ｋ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ［ｎ］を
真の濃度レベルと規定する。

【０１５０】次にＤＬ＝地肌濃度の最大値４７をダイナ
ミックレンジとして規定する。ブラックのダーク基準４
８は「０」であるから、ダイナミックレンジとして地肌
濃度の最大値４７をそのまま用いる。

【０１５１】次にＤＩＦ［ｎ］を、ダイナミックレンジ
ＤＬに対して８ビットで正規化する。即ち各パターン毎
に正規化値ＮＭ［ｎ］を、ＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］＊
２５５／ＤＬに基づき計算する。

【０１５２】更に正規化されたデータを記録紙上の濃度
に変換する。濃度変換は予めブラックのテストパターン
を中間転写体１８上に形成し、正規化までの過程を経た
データと、同一のテストパターンを記録紙上に形成して
画像濃度を測定し、その関係をテーブル化した変換テー
ブルを用いて行う。

【０１５３】次にシアンに対するデータ処理を図６を用
いて説明する。図６はシアンの各パターンの濃度計測結
果とハイライト基準、ダーク基準の関係、及びデータ処
理を示す図である。

【０１５４】シアンのデータ処理は各パターン毎の濃度
データＤ＿Ｃ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿ＣＭＹ
［ｎ］と、ダーク基準４９（ＤＫ＿ＣＭＹ）を用いる。
ＤＫ＿ＣＭＹは濃度センサー２５で基準濃度校正板３９
を読み取った値を用いる。

【０１５５】まず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｄ
＿Ｃ［ｎ］−ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ
［ｎ］を真の濃度レベルと規定する。

【０１５６】次に、ＤＬ＝ＤＫ＿ＣＭＹ−地肌濃度最小
値５０を計算しダイナミックレンジとして規定する。

【０１５７】次にＤＩＦ［ｎ］を、ダイナミックレンジ
ＤＬに対して８ビットで正規化する。即ち各パターン毎
に正規化値ＮＭ［ｎ］を、ＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］＊
２５５／ＤＬに基づき計算する。

【０１５８】更に正規化されたデータを記録紙上の濃度
に変換する。濃度変換は予めシアンのテストパターンを
中間転写体１８上に形成し、正規化までの過程を経たデ
ータと、同一のテストパターンを記録紙上に形成して画
像濃度を測定し、その関係をテーブル化した変換テーブ
ルを用いて行う。

【０１５９】さて記録紙上の濃度に変換することで、濃
度変換テーブルに用紙転写・定着特性を含ませることが
できる。例えば用紙転写特性が環境等により変動して階
調性を劣化させる場合は、濃度変換テーブルの変換特性
を環境パラメータ等に応じて変更してこの影響を吸収す
ることができる。

【０１６０】さてテストパターンのデータ、即ち入力は
予め定められた値であり、既知である。この入力データ
と、以上のようにして求めた記録紙上の濃度との関係は
電子写真装置のγ特性に他ならない。

【０１６１】従って記録紙上の濃度に対する入力データ
の関係を求めれば、γ特性の逆関数（階調補正テーブ
ル）を求めることができる。画像データと階調補正テー
ブルの関係については従来例で示した通りであるのでこ
こでは省略する。

【０１６２】

【発明の効果】本発明によれば、階調補正用テストパタ
ーンの濃度を正確に検出し、階調補正テーブルを作成す
ることで、常に階調性に優れた高品質な画像を出力する
ことができる。またダーク基準とハイライト基準が一意
に決定され、精度の高い階調補正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による電子写真装置の構
成図

【図２】本発明の一実施の形態による電子写真装置の濃
度センサー周辺のブロック構成図

【図３】本発明の一実施の形態による電子写真装置の濃
度センサーの動作説明図

【図４】本発明の一実施の形態による電子写真装置の濃
度センサーの発光光量調整を示す図

【図５】本発明の一実施の形態による電子写真装置のブ
ラックの各パターンの濃度計測結果とハイライト基準の
関係及びデータを示す図

【図６】本発明の一実施の形態による電子写真装置のシ
アンの各パターンの濃度計測結果とハイライト基準、ダ
ーク基準の関係図

【図７】従来の電子写真装置の構成図

【図８】従来の電子写真装置の濃度センサー周辺のブロ
ック構成図

【図９】従来の電子写真装置の濃度センサーの発光光量
調整を示す図

【図１０】従来の電子写真装置の飽和濃度検出用のパタ
ーンを示す図

【図１１】従来の電子写真装置の彩色成分及び無彩色成
分の階調補正用テストパターンに対する濃度センサーの
出力例を示す図

【図１２】従来の電子写真装置のブラックの各パターン
の濃度計測結果、ハイライト基準とダーク基準の関係及
びデータ処理を示す図

【図１３】従来の電子写真装置のブラックの濃度変換テ
ーブルをグラフ化した図

【図１４】従来の電子写真装置のシアンの各パターンの
濃度計測結果、ハイライト基準とダーク基準の関係及び
データ処理を示す図

【図１５】従来の電子写真装置のシアンの濃度変換テー
ブルをグラフ化した図

【図１６】従来の電子写真装置の飽和濃度検出用のパタ
ーンを示す図

【図１７】従来の電子写真装置の画像データと階調補正
テーブルの関係図

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 感光体搬送ローラ ３ 感光体支持ローラ ４ 感光体支持ローラ ５ 感光体支持ローラ ６ 感光体位置検出センサー ７ 継目 ８ 帯電器 ９ 露光光学系 １０Ｋ 現像器（ブラック） １０Ｃ 現像器（シアン） １０Ｍ 現像器（マゼンタ） １０Ｙ 現像器（イエロー） １１ 中間転写前除電器 １２ 中間転写ローラ １３ 感光体クリーニング装置 １４ 除電器 １５ 露光光線 １６Ｋ スリーブローラ（ブラック） １６Ｃ スリーブローラ（シアン） １６Ｍ スリーブローラ（マゼンタ） １６Ｙ スリーブローラ（イエロー） １７Ｋ 離接カム（ブラック） １７Ｃ 離接カム（シアン） １７Ｍ 離接カム（マゼンタ） １７Ｙ 離接カム（イエロー） １８ 中間転写体 １９ 中間転写体支持ローラ ２０ 中間転写体支持ローラ ２１ 中間転写体支持ローラ ２２ 中間転写体位置検出マーク ２３ 中間転写体位置検出センサー ２４ 転写前帯電器 ２５ 濃度センサー ２６ 用紙転写ローラ ２７ 中間転写体クリーニング装置 ２８ 記録用紙 ３０ 記録紙カセット ３１ 給紙ローラ ３２ 用紙搬送路 ３３ スリップローラ ３４ａ レジストローラ ３４ｂ 従動ローラ ３５ 定着装置 ３６ ヒートローラ ３７ 加圧ローラ ３８ 温度センサ ３９ 基準濃度校正板 ４０ ＣＰＵ ４１ Ｄ／Ａ変換器 ４２ ＲＡＭ ４３ 地肌濃度の調整目標値（彩色成分） ４４ 地肌濃度の最小値 ４５ 地肌濃度の調整目標値（無彩色成分） ４６ 地肌濃度の最大値 ４７ 地肌濃度の最大値 ４８ ブラックのダーク基準 ４９ シアンのダーク基準 ５０ 地肌濃度の最小値 ５１ ＳＲＡＭ ５２ コントローラ ５３ 画像データ ５４ レーザドライバ ５５ レーザダイオード ５６ａ オペアンプ ５６ｂ オペアンプ ５７ 地肌濃度の調整目標値（彩色成分） ５８ 地肌濃度の平均値 ５９ 地肌濃度の調整目標値（無彩色成分） ６０ 地肌濃度の平均値 ６１ 飽和濃度検出用パターン ６２ 飽和濃度検出用パターン ６３ 中間転写体駆動方向

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体上にテストパターンの潜像を形成す
   る潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段と、
   顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写体
   と、前記テストパターンの濃度を検出しかつその出力値
   に基づいて階調補正を行う濃度センサーを有し、前記濃
   度センサーを、前記中間転写体に対して平行移動自在に
   設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】感光体上にテストパターンの潜像を形成す
   る潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段と、
   顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写体
   と、前記テストパターンの濃度を検出する濃度センサー
   及び前記中間転写体近傍の基準校正部材を有し、この基
   準校正部材の反射光量を前記濃度センサーで検出し、こ
   の時の前記濃度センサーの出力値に基づいて階調補正を
   行うことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】感光体上にテストパターンの潜像を形成す
   る潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段と、
   顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写体
   と、反射濃度を検出する濃度センサー及び前記中間転写
   体近傍の基準校正部材を有し、この基準校正部材の反射
   光量と前記テストパターンの反射光量の双方を同一の前
   記濃度センサーで検出し、この時の前記濃度センサーの
   出力値に基づいて階調補正を行うことを特徴とする画像
   形成装置。
4. 【請求項４】感光体上にテストパターンの潜像を形成す
   る潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段と、
   顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写体
   と、前記テストパターンの濃度を検出する濃度センサー
   を有し、装置内部の実質的に反射光量が０の領域を前記
   濃度センサーで検出し、この時の前記濃度センサーの出
   力値に基づいて階調補正を行うことを特徴とする画像形
   成装置。
5. 【請求項５】感光体上にテストパターンの潜像を形成す
   る潜像形成手段と、前記潜像を顕画化する現像手段と、
   顕画化されたトナー像を合成し、保持する中間転写体
   と、反射濃度を検出する濃度センサーを有し、装置内部
   の実質的に反射光量が０の領域と前記テストパターンの
   反射光量の双方を同一の前記濃度センサーで検出し、こ
   の時の前記濃度センサーの出力値に基づいて階調補正を
   行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】前記基準校正部材に対応する前記濃度セン
   サー出力値は彩色成分に関する階調補正に、また前記反
   射光量が０の領域に対応する前記濃度センサー出力値は
   無彩色成分に関する階調補正に有効で有ることを特徴と
   する請求項２または３記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】彩色成分に関する階調補正において使用す
   る濃度センサー、及び無彩色成分に関する階調補正にお
   いて使用する濃度センサーは独立している事を特徴とす
   る請求項６記載の画像形成装置。