JPH11218974A

JPH11218974A - 画像形成装置の画質補償装置

Info

Publication number: JPH11218974A
Application number: JP10023515A
Authority: JP
Inventors: Shoji Nakamura; 昌次中村; Mitsuru Tokuyama; 満徳山; Mihoko Tanimura; 美保子谷村; Masaaki Otsuki; 正明大槻
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-10
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JP3479447B2

Abstract

(57)【要約】【課題】テストパッチ像の濃度検出を基に、形成され
る画像の形態に応じて一定の画質を保つ画質補償制御を
行う。【解決手段】一定条件でテストパッチ像（１８）を形
成し（ｓ１）、そのテストパッチ像の濃度検出を行う
時、少なくともエッジ先端の高濃度領域（１８ａ）と、
中央の安定領域（１８ｃ）の濃度とを検出（ｓ２）し、
高濃度領域の検出結果と、画像の形態、例えば線画像の
基準濃度との対比により露光光量の条件設定を行い、中
間調等のベタ画像の基準濃度との対比による露光光量の
条件設定と制御（ｓ４，ｓ５，ｓ６）することで、それ
ぞれの画像の形態に応じた画質補償（ｓ７）を１種類の
テストパッチ像にて行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用してなる複写機（デジタル複写機を含む）やプリンタ
等の画像形成装置において、特に画質の劣化を防止し、
常に安定した画質を補償できる画像形成装置における画
質補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用してなる複写機やレ
ーザプリンタ等の画像形成装置においては、経時変化等
に起因する画質劣化を防ぐために幾つかの方法が提案さ
れ、実施に供されている。

【０００３】画像形成装置は、常に同一条件にて画像を
再生、つまり画像形成を行うと、徐々に画質状態が劣化
していく。この画質の劣化は、経時的な変化、例えば画
像形成回数に応じて、記録媒体である感光体の帯電性等
が変化することで初期の画像濃度が得られなくなる。ま
た、下地（バックグランド）において、トナー等が付着
してはいけない領域にもトナーが付着する画質劣化を生
じる。そのため、画質劣化を解消する簡単な方法として
は、画像形成回数をカウントし、そのカウント内容に応
じて帯電手段に供給する電圧を制御するように、感光体
上に帯電電位を所定状態の補償するものである。

【０００４】上述の簡単な方法を改良するために、感光
体に帯電されるている電位を実際に測定し、その測定結
果に応じて上述した帯電手段に供給する電圧を制御し、
感光体に帯電される電位を常に一定に保つようにして、
画質を補償する方法がある。この方法によれば、当然感
光体を常に一定の電位に保つことができるため、画像形
成回数により制御するものと比べて一段と補償精度が向
上する。

【０００５】しかし、実際に感光体にトナー像を形成し
た場合において、トナー濃度が初期の濃度状態にならな
い場合があったり、またバックグランドの領域に不要な
トナーが付着するようなこともある。

【０００６】そこで、さらに画質状態を安定化させる方
法として提案され、実施に供されている方法としては、
感光体上に直接テスト用のテストパッチ像（濃度検出用
画像）を形成し、そのテストパッチ像の濃度を検出す
る。この検出結果と、予め決められた基準の濃度値とを
比較し、その比較結果に応じて、規準の画像濃度となる
ようなテストパッチ像を形成できる画像形成条件、例え
ば上述した帯電手段、さらには露光ランプによる光量、
現像装置の現像バイアス等の設定条件を制御するように
している。つまり露光量や現像バイアス等を制御するの
は、先に説明したようにバックグランドの領域に不要な
トナーが付着するのを防止するために行われることもあ
る。

【０００７】以上の方法であれば、感光体の劣化だけで
なく、環境上の変化、例えば温度や湿度変化に応じて感
光体上に形成されるトナーによる画像濃度が変化する
が、このような変化に対しても対処できるため、より安
定した画質補償を行える点で非常に有利である。

【０００８】また、カラー画像を形成するために画像形
成装置は、感光体上に形成されたトナー像を転写材であ
る普通紙等のシート上に転写する時に、各色のトナー像
を順次重ねるように転写する必要性から、該シートを巻
き付け、転写位置へと搬送するための転写ドラムを設け
る方式が提案され実施されるようになった。また、中間
転写媒体を設けて、感光体に形成された各色のトナー像
を一旦中間転写媒体に順次重ねて転写し、これを一度に
シート上に再転写させるようにした画像形成方式等があ
る。

【０００９】このようなカラーの画像を得る画像形成装
置においては、感光体に接する転写ドラム（中間転写媒
体も含めて）上に、感光体上に形成されたテスト用のト
ナーパッチ像を転写し、その反射光を読み取ることで形
成された濃度を検出するようにしている。この濃度検出
の結果に応じて、先に説明したように基準となる濃度に
なるように帯電手段に供給する帯電電圧の制御、現像バ
イアス等の制御を行うことで、画質を補償するようにし
ている。この方法によれば、当然に感光体に形成された
トナー像を転写した状態で、実際にシート上に形成され
る状態での濃度検出を行えるため、より優れた画質補償
が可能となる。

【００１０】このような画質補償を行う方法としては、
例えば特開平６−１１９３５号公報等に記載されてい
る。つまり、感光体上に形成された所定の階調をもつト
ナー像（テストパッチ像）を転写ドラム等に転写し、そ
の転写されたトナー像の濃度を検出し、検出した濃度が
基準濃度か否かを判定し、その結果に応じて帯電電位や
現像バイアス電圧等を制御して、基準濃度になるように
制御している。

【００１１】また、画質補償を行う時に、テストパッチ
像の濃度検出を行う場合、テストパッチ像の潜像を現像
する時にエッジ効果により周辺と中央部分で大きな濃度
差が生じる。そのため、従来においては安定する領域、
つまり中央部の濃度を検出し、これに基づいて画質補償
制御を行っている。

【００１２】そこで、特開平４−２３８３６７号公報、
特開昭６０−７３６５４号公報によれば、テストパッチ
像の周辺のエッジ効果を無くすようにテストパッチ像の
周辺の電位等を制御し、全域において均一な濃度が形成
するようにしている。そのため、検出領域を特定するこ
となく良好な濃度検出が可能になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−２３８
３６７号公報や特開昭６０−７３６５４号公報に記載さ
れた技術によれば、上述したようにテストパッチ像をエ
ッジ効果の影響を受けることなく正確な濃度検出が可能
になる。よって、画質補償が安定する。

【００１４】しかし、上述した公報記載のものにおいて
は、テストパッチ像を形成する点においては優れている
としても、テストパッチ像を形成するための制御が面倒
になる。また、テストパッチ像の１種類の濃度を検出す
る点のみを考えれれば、エッジ効果の部分を避けて、安
定した領域による濃度を検出するものと比べれば、何ら
画質補償を行う点では大差はない。かえってエッジ効果
の領域を避けて濃度検出を行う方が、テストパッチ像を
形成する点で簡単になる分、利用価値が高くなるものと
思われる。

【００１５】さらに、テストパッチ像の１種類の濃度を
検出するのみであり、画像の種類（形態）の違いに応じ
た画質制御は、そのままでは行えなくなる。つまり、単
に濃度検出を行い画像形成を行うプロセス手段の一つ、
または複数の条件設定を行うことはできても、写真や文
字等の画像の形状や形態（種類）の違いにより、同一条
件で画質補償を行っても良好な結果を得られない。例え
ば、写真画像等に注目した画質補償を行った時、文字に
よる画像形成に対しては視覚印象とはあわない過度の補
正を行うことがあり、そのためトナー付着量が増し、文
字の太りや線画のトナーの盛り上がりとなり、ひいては
トナー消費量の増大ともなる。

【００１６】そこで、特開平１−３１９０６９号公報に
よれば、基準となるテストパッチ像の形状を変えて画面
全体の濃度を安定させるための提案がなされている。こ
れによると文字による画像と、写真画像の画像形成にお
いて、基準となるテストパッチ像のパターンを切り替え
ることが提案されている。しかし、縞状にラインを形成
するパターンによりテストパッチ像をマクロな濃度セン
サで間接的に線画像のトナー付着量を検出しようとして
いるため、トナー像を形成する媒体上でのトナーの跳ね
散りなどのため、検出精度が低下する問題がある。しか
も、基準となるパターンの数が増すと、テストパッチ像
の作成や制御に時間がかかるとともに、そのための制御
が面倒になることにもなる。

【００１７】本発明は、以上の問題を解消するべく画質
を補償するためにテストパッチ像を形成する場合、その
テストパッチ像のエッジ効果等を積極的に利用し、精度
を上げ、複数のテストパッチ像を形成することなく、単
純に形成することで、複数の画像の形態の違いによる画
質を補償できるようにした補償装置を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的を達
成するための請求項１記載の画質補償装置におていは、
トナー像形成媒体に対し各種プロセス手段を介して所望
のトナー像による画像形成を行う画像形成装置におい
て、該トナー像を形成する各種プロセス手段の一つ又は
複数の条件を制御することで画質補償を行うものであっ
て、画質補償を行うために上記トナー像形成媒体に決め
られたテストパッチ像を形成し、該テストパッチ像の濃
度を検出することで、基準となる濃度との対比において
上記プロセス手段の条件を設定制御してなる画質補償制
御において、形成された上記テストパッチ像の濃度が異
なる複数の領域を検出し、該検出した複数領域の濃度
と、検出した領域に応じたそれぞれの基準濃度との対比
を行い基準濃度に基づいた上記プロセス手段の設定条件
を制御することを特徴とする。

【００１９】このような構成によれば、形成されたテス
トパッチ像の濃度を検出する時に、検出領域を複数設定
し、それぞれの領域の濃度検出を行っている。そして、
その検出した領域毎に対応する基準濃度との対比によ
り、それぞれにおけるプロセス手段による設定条件が制
御される。例えば、テストパッチ像の高濃度領域の濃度
検出においては、文字等の線画像により画質補償を行う
べく、その基準濃度との対比によるプロセス手段の設定
条件を決めている。また、テストパッチ像の中央部の領
域の濃度検出においては、中間調等を再現する写真画像
等の例えばべた画像による基準濃度との対比によるプロ
セス手段の設定条件が決められる。これにより、１つの
テストパッチ像により、形態の異なる画像の画質状態を
それぞれにおいて補償制御を行える。これにより、テス
トパッチ像をそれぞれの画像形態により設ける必要がな
くなる。

【００２０】そこで、上述の画質補償装置の具体的な構
成である請求項２記載の発明は、上記テストパッチ像の
複数の領域においては、テストパッチ像先端の高濃領域
と中央の安定領域とする。そして、それぞれの検出領域
による濃度検出を行い、その領域に対応した画質補償対
象が線画像とべた画像とすることで、線画像とべた画像
とでそれぞれの基準濃度との対比によるプロセス手段の
条件設定が可能となり、上述したように画像形態の異な
る場合におけるそれぞれの画質を補償できる。

【００２１】また、上述した画質補償装置における請求
項３記載の発明によれば、上記テストパッチ像の濃度検
出において、テストパッチ像の像先端を検出する時に、
最大濃度と最小濃度との中間点と、最大濃度との間の特
定領域での検出濃度を利用して画質補償制御を行うよう
にする。このようなすれば、例えば図８に示すようにテ
ストパッチ像の先端の高濃度領域が鋭角状態となった場
合の濃度検出結果が安定し、これによる安定した画質補
償制御を可能にしいてる。

【００２２】また、上述した画質補償装置における請求
項４記載の発明によれば、上記テストパッチ像の濃度検
出において、テストパッチ像の像先端を検出する時に、
最大濃度と最小濃度の中間点と、最大濃度との間で検出
した濃度値の平均値を求めるようにすれば、図８に示す
ようにテストパッチ像の先端の高濃度領域での平均値Ｄ
ａｖｅを得ることができ、一時的な大きな濃度誤差等を
解消でき、安定した濃度検出が可能になる。これによ
り、安定した画質補償制御が可能になる。

【００２３】さらに、上述した画質補償装置において、
請求項５記載の発明によれば、上記テストパッチ像の像
後端の領域の濃度検出を行い、該検出濃度に基づいてべ
た画像の後端部分の画質補償として利用する。これは、
べた画像、特に中間調等の画像における後端において濃
度低下が生じれば大きく画質が劣化する。そのため、テ
ストパッチ像による後端の領域の濃度検出を行い、この
検出結果と、基準濃度との対比においてプロセス手段の
条件設定を行うことで、濃度低下を押させるような画質
補償を行える。

【００２４】そして、上述した画質補償装置における請
求項６記載の発明は、上記テストパッチ像として、少な
くとも主走査方向に平行となる領域、副走査方向に平行
となる領域、それらが混在する領域を有するパターンで
あれば、それぞれの領域の濃度検出を行える。この濃度
検出の結果において、画像が例えば線画像の場合におけ
る水平、垂直、傾斜する線画像による画質を補償でき、
鮮明な減り張り出る画像を得ることができる。

【００２５】最後に、上述した画質補償装置における請
求項７記載した発明によれば、上記テストパッチ像が、
画像の周辺エッジに影響されない安定した濃度領域が形
成できる大きさのパターン設定しておけば、テストパッ
チ像のエッジ領域の他、安定した濃度領域による安定し
た濃度検出を行える。この検出結果により、少なくとも
２種の画像形態に応じた良好なる画質補償を行える。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について以下に
図面を参照して詳細に説明する。図１乃至図６は本発明
の画質補償のための一実施形態を説明するための図であ
る。図１は本発明の画質補償制御を行う制御手順の一例
を示すフローチャート、図２は本発明の画質補償のため
のプロセス手段として露光光量を調整するためにレーザ
の駆動電力の設定状態を説明するための図、図３は決め
られたトナーを付着させた時のテストパッチ像の濃度状
態、及びその濃度を検出した状態を示す図、図４は本発
明のテストパッチ像のパターンの一例を示す図、図５は
画像形成装置の位置構成例を示す図である。また、図６
は画像形成装置の全体の回路構成を示すブロック図で
る。

【００２７】まず、図５において画像形成装置について
説明するが、本実施形態においては画像形成装置として
デジタル複写機について説明する。しかし、本発明はこ
のデジタル複写機に限定されるものではなく、電子写真
方式を採用してなる画像形成装置全てに適用できること
は言うまでもない。また、図５においては、トナー像形
成媒体（記録媒体）であるである感光体に形成されたト
ナー像を、直接シートに転写する方式であるが、該シー
トを吸着した状態で転写を行う転写ドラム方式、また中
間転写体に一旦トナー像を転写し、最終的にシートに転
写するものにも適用できる。

【００２８】（画像形成装置の構造）画像形成装置本体
は、トナー像を形成するための記録媒体であるドラム形
状の感光体１を例えば矢印方向に回転駆動している。こ
の感光体１は、まず帯電器（帯電手段）２にて特定の極
性に均一帯電された後、レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）
３からのレーザビームにより露光されることで、画像に
応じて静電潜像が形成される。このレーザビームの露光
位置の回転下流側には、例えば黒（ブラック）の現像を
行えるようにした現像装置である現像ユニット４が配置
されている。

【００２９】現像ユニット４にて現像された感光体１上
のトナー像は、感光体１と同じ周速度で搬送制御される
シート上に転写器５にて転写される。つまり、シートは
感光体１上に形成されたトナー像先端にシート先端が一
致するタイミングで、転写器５と対向する転写位置へと
搬送制御される。

【００３０】上記感光体１上に形成されたトナー像は、
感光体１と接触する領域（転写領域）で、シートへと転
写される。この時、転写器５にてシート背面にトナーと
逆極性の帯電がなされることで、感光体１上のトナー像
がシート上に転写される。転写後には、図示しない剥離
手段にてシートが感光体１より剥離される。

【００３１】そして、転写後、転写されなかったトナー
は、図示しない感光体クリーナによって除去され、除電
ランプにより感光体１表面は不要な電荷が除去される。
これにより、次のトナー像の形成が行われる。

【００３２】一方、感光体１より剥離されたシートは、
搬送経路に沿って定着部６へと搬送される。定着部６は
一定温度に加熱制御されるヒートローラに対して、シー
トを該ヒートローラへと圧接させる加圧ローラとから構
成されている。従って、シート上に担持されたトナー像
は、加熱溶融され圧力の作用にて定着される。この定着
処理を終えたシートは、画像形成が完了されたとして画
像形成装置の外部へと排出処理される。

【００３３】上述した画像形成装置において、画像形成
動作が開始されると感光体１は、帯電器２により均一に
帯電された後、レーザ走査ユニット３を介して画像処理
回路７からの画像データに基づいて光による画像が書き
込まれていく。つまり、画像処理回路は、ＣＰＵ基板８
の制御により画像処理等を行い、処理後の画像データに
応じて半導体レーザがＯＮ−ＯＦＦ駆動され、この時の
光ビームがレーザ走査ユニット３を介して感光体１の回
転軸方向に走査されることで光像が書き込まれる。この
場合、画像部（トナーが付着する部分）がレーザによっ
て書き込まれるため、感光体１上の電位がほぼ零に近い
電位となる。

【００３４】次に感光体１上に形成された静電潜像は、
現像ユニット４の現像位置へと送られる。そして、現像
ユニット４には、ＣＰＵ基板８からＤ／Ａ変換器等を介
して現像バイアス電圧の供給源、つまり高圧回路より所
定の現像バイアス電圧が加えられており、その電圧によ
って感光体１上に形成された静電潜像にトナーを付着さ
せる。

【００３５】このように形成されたトナー像が、搬送さ
れてくるシートに同期し転写位置、つまり感光体１と転
写器５とが対向する位置に達すると、転写器５に加えら
れている転写電圧によってシート上に静電的に転写され
る。

【００３６】そして、感光体１はトナー像がシートに転
写した後は、残ったトナーをクリーナで清掃され、また
残留電荷が、除電ランプにて除去され、上述したように
順次次の画像形成のための工程に備えられる。

【００３７】一方、上述した画像処理回路７へと入力さ
れる画像データは、例えば上部に配置されたスキャナ９
から転送されてくる。あるいは、画像形成装置と通信ケ
ーブル等を介して接続された外部機器、例えばワードプ
ロセッサやパーソナルコンピュータ、あるいは電話回線
を介して接続されるファクリミリ装置等である。

【００３８】上記スキャナ９は、上部に透明なガラスか
らなる原稿台が設けられており、該原稿台上に載置され
た原稿１０の画像を光学的に読取るようになっている。
そのため、原稿を照射する露光ランプ１１、原稿からの
反射光を所定の光路へと導く第１反射ミラー１２、該反
射光を原稿の画像が光学走査されることで光電変換する
読取素子であるＣＣＤへの光路へと反射する第２及及び
第３反射ミラー１３，１４、上記ＣＣＤの受光面に原稿
の画像を結像させるためのレンズ１５からなる走査光学
系を備えている。該光学系にて原稿１０の画像が結像さ
れるＣＣＤ１６からは、受光した光量に応じたアナログ
信号が、読取データとして上述した画像処理回路７へと
ＣＰＵ基板８の制御により転送される。

【００３９】光学系は、露光ランプ１１及び第１反射ミ
ラー１２とを支持した第１走査ユニット、第２及び第３
反射ミラー１３，１４を支持した第２走査ユニットを備
え、第１走査ユニットを例えば原稿１０に対して平行に
左から右方向に走行させ、第２走査ユニットを同一方向
に第１走査ユニットの走行速度の１／２の速度で走行さ
せる。これより、原稿１０の全域を光学的に走査し、Ｃ
ＣＤ１６の受光面に受光させることで、原稿１０の全域
の画像が読取られ、読取データとしてＣＣＤ１６から出
力される。

【００４０】そして、画像処理回路７側では、読取デー
タをＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換し、多値データ
を得、また必要に応じて２値データに変換する等の画像
処理、さらにシャーディング補正等の補正処理を施す。
その処理後のデータは、画像処理データとして記憶さ
れ、画像形成開始指令に応答して、順次読出され、レー
ザ走査ユニット３を介して、感光体１上に照射される。

【００４１】また、本発明においては、図４に示すよう
なパターンによるテストパッチ像１８を感光体１表面に
形成し、このテストパッチ像１８の濃度検出を行うこと
で、基準濃度との対比においてプロセス手段の一部の条
件設定を行い基準濃度になるような画質補償制御を行
う。そしてテストパッチ像１８の濃度検出を行うため
に、反射型の光センサであるトナー濃度センサ（濃度検
出センサ）１７を、感光体１表面に対向配置している。
この画質制御は、上述したようにＣＰＵ基板８にて行う
ようにしている。

【００４２】図６は、図５に示す画像形成装置によるＣ
ＰＵ基板８を含めた画像形成の制御及び、本発明による
濃度制御による画質補償を行うために制御を行うために
制御回路構成を示す全体のブロック図である。ここで、
図２に示す部分と同一部分を同一符号を付している。

【００４３】図６において、Ｉ／Ｏポート２０は、レー
ザ制御ブロック２１を通して半導体レーザ２２、レーザ
走査ユニット３に配置されるポリゴンミラーの同期セン
サ２３、モータドライバ２４を通して感光体１等の駆動
パルスモータ２５、帯電器２のための高圧電源２６ａ等
にそれぞれ接続されている。

【００４４】また図６において、８ビットのＤ／Ａ変換
器２７ａ，２７ｂ，２７ｃにより、濃度検出センサ１７
の発光部１７ａの光量、現像バイアス電圧用高電圧源２
６ｂの出力、転写電圧用高圧電源２６ｃの出力が個々に
制御される。濃度検出センサ１７の受光部１７ｂの濃度
検出出力は８ビットのＡ／Ｄ変換器２８ａに、また湿度
センサ２９の検出出力は８ビットのＡ／Ｄ変換器２８ｂ
に接続され、ＣＰＵ８０が受光量（濃度）や湿度を読み
取る。タイマ３０は一定間隔でＣＰＵ８０に割り込みを
かけるように構成されている。

【００４５】またＲＯＭ３１には、画像形成装置の制
御、テストパッチ像を形成するための制御（プログラ
ム）、さらに各種制御パラメータ、およびトナー濃度セ
ンサ１７による検出した値の補正のためのパラメータ等
が格納されたおり、ＲＡＭ３２はプログラム実行のため
のワークエリア等の記憶に使用される。

【００４６】（画質補償制御）以上の画像形成装置にお
いて、次にシート上に形成される画質状態を、予め決め
られた基準の画質に制御する画質補償制御について説明
する。

【００４７】通常、上述した画像形成動作を開始する前
の段階、例えば画像形成装置の電源投入後の立ち上げ状
態、あるいは画像形成装置本体が休止しているような待
機状態等において、画像形成装置は自動的に画質補償の
ためのテストパッチ像を形成し、そのテストパッチ像の
濃度に応じて上述した帯電器２、現像ユニット４の現像
バイアス電圧、感光体１上を露光走査するレーザ走査ユ
ニット３の露光光量等の画像形成（プロセス）手段の設
定条件の一つ、または複数の補正制御を行う。

【００４８】そのため、感光体１上に決められた濃度、
つまり決められた条件でのトナーによるテストパッチ像
を形成する。その形成されたテストパッチ像は、例えば
図５に示したように濃度検出センサ１７にて検出され
る。そして、検出した濃度に基づいて、基準の濃度との
対比を行い、この基準となる濃度を維持できるように上
述したプロセス手段の条件設定を行い、どのような環境
下においても安定した濃度、つまり画質状態を得るよう
にプロセス手段の画像形成条件を自動的に調整する。こ
のプロセス手段としては少なくとも一つであり、複数を
同時に調整することもある。

【００４９】上記テストパッチ像を形成する時には、テ
ストパッチ像を決められた条件にて感光体１表面に形成
し、そのトナー濃度（トナーの付着密度等）の特性変化
を検出する。このトナー濃度を、測定するために上述し
たように感光体１に対向させて、発光部１７ａ及び受光
部１７ｂからなるトナー濃度センサ（濃度検出センサ）
１７を設け、該濃度検出センサ１７にて検出された濃度
信号は、Ａ／Ｄ変換器２８ａ等を介してＣＰＵ８０が取
り込む。このＣＰＵ８０は、入力された検出濃度と、予
め設定されている基準濃度との対比（比較）を行い、そ
の比較結果に応じて帯電器２に供給する電圧の制御を行
う。そのために、高圧回路２６ａにその制御信号を出力
する。あるいは現像バイアス電圧を制御するために、Ｄ
／Ａ変換器２７ｂ等を介して高圧回路２６ｂを介して現
像ユニット４の現像ローラに供給するようにしている。
あるいは、レーザ走査ユニット３の半導体レーザ２２の
発光量を制御する駆動電力が設定される。

【００５０】またＣＰＵ８０は、テストパッチ像を形成
するタイミングに合わせて、上述した濃度検出センサ１
７による濃度検出を行うためにＤ／Ａ変換器２７ａを介
して発光部１７ａによる駆動制御を行うこともできる。
これは、発光部１７ａが出力する光量の制御を行う。

【００５１】上述の構成において、テストパッチ像を形
成するための一例、及び形成されたテストパッチ像の検
出に応じて特にレーザ走査ユニット３の半導体レーザ２
２の発光量の設定条件（駆動パルス幅／駆動電圧等によ
る駆動電力量）を制御する一例を説明する。

【００５２】まず、画質補償を行うためのタイミングに
なれば、感光体１に例えば図４に示すようなパターンに
よるテストパッチ像１８を形成する。このテストパッチ
像１８は、感光体１を決められた電位に帯電し、そして
決められた光量で露光し、現像ユニット４にて決められ
た現像バイアス電圧で現像することで形成する。この
時、一例としてテストパッチ像１８は、３種類の異なる
濃度のトナー像が形成されるようになっている。

【００５３】そのため、レーザ走査ユニット３による半
導体レーザ２２の発光光量（露光光量）を変えている。
例えば、半導体レーザ２２を駆動する電力量を０．２０
ｍＷ、０．３０ｍＷ、及び０．４０ｍＷにし、３種類の
テストパッチ像１９を形成する。この露光制御により、
トナーを付着させることで、濃度の異なる３種類のテス
トパッチ像１８が感光体１表面に形成される。

【００５４】上述のようにして形成されたテストパッチ
像１８は、濃度検出センサ１７にてトナーの付着量とし
て濃度検出される。従って、濃度検出センサ１７から、
検出濃度信号がＣＰＵ８０へと送られる。例えば、濃度
検出センサ１７の出力は、図３に示すように、テストパ
ッチ像の濃度に応じた値となる。つまり、図３（ａ）に
示すように画像濃度が濃い場合には、テストパッチ像１
８からの反射光量が少なくなる。その結果、図３（ｂ）
に示すように、濃度検出センサ１７からの出力は小さく
なる。

【００５５】このような濃度検出センサ１７からの３種
類の出力データは、ＣＰＵ８０にて３点の濃度値を直線
近似または図２（ｂ）に示すように３点間の補完線（Ｄ
ｃ）を求める。この補完線（Ｄｃ）に応じて、基準濃度
（Ｄｃｔ）との対比により、半導体レーザ２２のパワ
ー、つまり駆動電力（Ｄｃｏ）を算出する。この出力が
補正値として、決められた濃度になる条件として、画像
形成を行う時の駆動電力量として設定される。これによ
り、画像形成を行う時には、決められた濃度での画質を
補償できる。

【００５６】（本発明の第１の実施形態）以下に、本発
明によりテストパッチ像を形成し、この濃度検出に応じ
て画質補償制御を行う第１の実施形態について説明す
る。この実施形態においては、濃度検出を複数箇所、特
に濃度の濃い領域と、安定領域等を定めて検出し、その
検出状態を記憶し、画像形成モードに応じた画質制御を
行うようにしたものである。つまり、テストパッチ像１
８としは、１種類のパターンにより少なくとも２種類の
濃度検出を行い、その結果により、画像形成モード、例
えば文字による画像形成、写真等の中間調の再現を良好
する画像形成による画質補償を行うようにしたものであ
る。

【００５７】そこで、本発明の実施形態において使用す
るテストパッチ像１８は１種類であり、先に説明したよ
うに図４に示すように正方形状のパターンである。この
正方形のパターンの大きさは、後で詳細に述べるが１５
ｍｍ×１５ｍｍに設定している。

【００５８】また、テストパッチ像を形成するために、
感光体１は帯電器２にて一様に決められた電位、例えば
−５００Ｖに均一帯電される。そのため、帯電器２を構
成するグリッド等に−５００Ｖの電圧を供給する。そし
て、３種類の濃度のテストパッチ像を形成すべく、レー
ザ走査ユニット３の半導体レーザ２２の駆動電圧等を制
御する。例えば、上述した１５×１５ｍｍの範囲で半導
体レーザによる照射を行う。この時、３種類のパターン
を形成すべく、半導体レーザ２２による露光光量とし
て、０．２０ｍＷ，０．３０ｍＷ，０．４０ｍＷで、半
導体レーザ２２が駆動される。

【００５９】上述したテストパッチ像を形成するための
パターン露光を終了すれば、現像ユニット４にてトナー
が付着される。つまり、現像ユニット４の現像ローラに
は、所定の現像バイアス電圧、例えば−３５０Ｖ程度の
電圧が供給される。現像ユニット４においては、平均粒
径が８μｍ程度のトナーと、平均粒径が９０μｍ程度の
フェライトキャリアとからなる２成分現像剤を、現像ロ
ーラが感光体１と対向する現像領域へと搬送することで
現像を行う。この場合、トナーは負に帯電されており、
パターン露光された領域にトナーが付着する。

【００６０】トナーは、感光体１への露光光量が多い領
域に多く付着する傾向にある。そのため、半導体レーザ
２２による露光光量が多い部分のトナー付着量が多く、
よってトナー濃度が濃く（トナー密度が高く）なる。従
って、半導体レーザ２２の駆動電力が多いほど濃度が濃
くなる。この場合、３種類の濃度の異なるトナー付着に
よるテストパッチ像１８−１，１８−２，１８−３が形
成される。

【００６１】ここで、現像を行う時、エッジ効果により
現像の開始、特に静電潜像の開始点の先端領域で濃く、
潜像潜像の終了点で淡くなる。図４にその状態を示すよ
うに、現像を開始する部分１８ａが濃く、終了する部分
１８ｂが淡くなる。また、中央部１８ｃは、静電潜像の
状態に応じたトナーが付着する。

【００６２】そのため、図３（ａ）に示すように、トナ
ー濃度が先端部分（１８ａ）で濃く、端部（１８ｂ）で
淡く、中央部（１８ｃ）で安定した濃度状態となる。そ
して、濃度検出センサ１７にて検出した出力値について
は、図３（ｂ）に示すように濃度が濃い領域は、小さ
く、濃度が淡い領域は大きくなる。

【００６３】そこで、本発明においては、エッジ効果に
おいて現像を行う初期の立ち上げ、つまりテストパッチ
像１８の濃い領域（最大領域１８ａ）の濃度検出値Ｄｃ
と、濃度が安定した領域（中央部１８ｃ）の濃度検出値
Ｄｐを得る。これは、ＣＰＵ８０の記憶部、例えばＲＡ
Ｍ３２等に記憶される。この検出値は、３種類のテスト
パッチ像１８−１，１８−２，１８−３のそぞれ同一領
域にて濃度検出センサ１７を介して得られる。

【００６４】上述したように３種類のテストパッチ像１
８のよる濃度検出が行われ、この検出結果に応じてＣＰ
Ｕ８０では図２（ｂ）に示すように３点間を結んだ補完
線を得る。ここで、Ｄｐは上述したように安定した領域
での濃度検出値にかかる特性直線でる補完線であり、Ｄ
ｃは濃度の濃い領域での検出値にかかる特性直線である
補完線である。横軸においてはそれぞれの半導体レーザ
２２の駆動電力を示し、縦軸に濃度検出センサ１７によ
る出力値を示している。

【００６５】また、図２（ａ）においては、半導体レー
ザ２２の駆動電力（レーザパワー）に対するトナーの付
着量における濃度との関係を示している。この図から理
解できるように、半導体レーザの駆動電力を大きくする
ことでトナーの付着量が増し、濃度が濃くなる。従っ
て、実際に画像形成を行った場合、文字等の線画像を形
成する場合（文字モードの場合）、線状による画像であ
り、エッジ効果の影響により濃度が濃くなる傾向にあ
る。また、写真等のべた画像の場合（写真モードの場
合）には、トナーの付着量が安定するため正規の濃度状
態となる。

【００６６】従って、線画像等においては半導体レーザ
２２による露光光量の変化に対して濃度の変化幅が小さ
い。また、写真等による画像の場合には露光光量の変化
に応じて濃度の変化幅が大きくなる。このように、形成
する画像形態、つまりモードが、写真モードと文字モー
ドとが区別されている場合、文字モードでは露光光量を
写真モードよりも低めに設定しても、エッジ効果により
濃い濃度の鮮明な画像を得ることができる。例えば、基
本設定として、画像形成のためのプロセス手段である半
導体レーザの駆動電力を、線画像等による文字領域で
０．２５ｍＷ、べた画像等の写真領域で０．３５ｍＷに
別々に設定しいてる。

【００６７】このように、形成する画像状態に応じて半
導体レーザによる露光光量を制御するようにすれば、当
然画質、特に濃度状態を基準となる濃度に合わせて画質
補償を行える。そのため、画像形態、例えば文字画像の
形成モードと写真モードとの形成モードを区別する場
合、そのモードに応じた制御を行うと同時に、文字モー
ドにおいては、写真モードに比べて露光光量を低めに押
さえて制御する。

【００６８】そのため、形成されたテストパッチ像の３
種類の検出結果において、図２（ｂ）に示すように３点
のそれぞれの検出出力値とその時のレーザの露光光量
（駆動電力）との関係でプロットする。この時、上述し
たように濃度の濃い領域の検出値Ｄｃと、安定した領域
の検出値Ｄｐのそれぞれ３点を直線で結んでプロットし
た補完線Ｄｃ，Ｄｐを利用する。

【００６９】この図２（ｂ）の状態において、画像形成
モードが写真モードでれば、Ｄｐによる補完線を利用し
て画質補償制御を行い、文字モードであればＤｃによる
補完線を利用して画質補償を行う。そして、写真モード
でれば、３点間の補完線Ｄｐと基準濃度Ｄｐｔとが交わ
る部分のレーザ２２の駆動電力を求める。このように補
完線Ｄｐと基準濃度Ｄｐｔとが交わる部分の半導体レー
ザ２２の駆動電力Ｄｐｏが簡単に求まる。これは、ＣＰ
Ｕ８０で取り込んだ３点間の濃度検出値を基に、簡単に
求めることが可能となる。

【００７０】これに対し、文字モードであれば、基準濃
度Ｄｃｔが予め定められており、３点の濃度検出値によ
る補完線Ｄｃと交わる部分のレーザ２２の駆動電力Ｄｃ
ｏを求めることができる。この求めた値にて、画像形成
時に半導体レーザ２２が駆動制御される。

【００７１】このようにすることで、それぞれの画像形
成モードで、画像形成を行う時に決められた画質を得る
ための最適な半導体レーザ２２の駆動電力を設定でき、
安定した画質を補償できる。また、テストパッチ像１８
としては、１種類のパターンを用意しておけばよく、テ
ストパッチ像１８を形成する制御は、従来と同様でよ
く、現像ユニット４のエッジ効果を効果的に利用でき、
かつ画像モードに応じた適切な画質補償を行える。

【００７２】次に図１の制御手順（フローチャート）を
参照してＣＰＵ８０による制御動作を説明する。これに
より、基準の画質に合う画質補償制御による画像形成を
行える。

【００７３】まず、感光体１の表面を帯電器２にて均一
に帯電を行う。例えば、テストパッチ像は、その濃度が
異なるように３個形成する。そのため、現像ユニット４
にてそれぞれに３個のテストパッチ像によるトナー像を
形成する。

【００７４】そこで、感光体１は、均一に帯電されレー
ザ走査ユニット３からテストパッチ用の画像（パター
ン）、つまり半導体レーザ２２にてレーザビームが照射
されることになる。例えば、そのテストパッチ像１８の
パターンの大きさとしては、１５ｍｍ×１５ｍｍで、３
個の区画された露光が行われる。このパターンにより露
光光量としては、半導体レーザ２２の駆動電力を０．２
０ｍＷ，０．３０ｍＷ，０．４０ｍＷに設定されてい
る。その露光が行われた領域を現像するために現像ユニ
ット４にて所定の現像バイアス電圧が供給された状態で
現像が行われる。その結果、３種類の濃度のトナー像、
つまりテストパッチ像１８が形成される（ｓ１）。

【００７５】そして、形成されたテストパッチ像１８の
濃度検出（測定）を濃度検出センサ１７が行う。この
時、図４に示すようにエッジ（領域１８ａ）及び中央部
（安定領域１８ｃ）の濃度がそれぞれ検出される（ｓ
２）。

【００７６】次に、画像領域判定、つまり形成する画像
の形態についての判別が行われる。例えば、文字画像に
よる画像形成を行う場合には、濃度検出センサ１７から
のエッジ領域の検出濃度Ｄｃを取り込む（ｓ４）。この
検出濃度Ｄｃは、３種類である。つまり、異なる濃度の
テストパッチ像１８の濃度が、それぞれ検出される。

【００７７】この検出濃度に応じて、図２（ｂ）のよう
な３点間での特性直線（補完線Ｄｃ）を作成し、基準濃
度Ｄｃｔとの対比を行う。つまり作成した補完線Ｄｃと
基準濃度Ｄｃｔとが交差する点での半導体レーザ２２の
駆動電力（露光光量）Ｄｃｏが決まる（ｓ６）。これ
は、文字画像による場合である。

【００７８】また、中間調等を再現するための例えば写
真画像の場合、濃度検出センサ１７からの中央領域の検
出濃度Ｄｐを取り込む（ｓ５）。この検出濃度Ｄｐは、
３種類である。つまり、テストパッチ像の異なる濃度３
種類について、それぞれ検出される。そして、３種類の
検出濃度Ｄｐに応じて、図２（ｂ）のような３点間での
特性直線（Ｄｐ）を作成し、基準濃度Ｄｐｔとの対比を
行う。つまり作成した特性直線Ｄｐと基準濃度Ｄｐｔと
が交差する点での半導体レーザ２２の駆動電力（露光光
量）Ｄｐｏが決まる（ｓ６）。

【００７９】上述ようによにして、検出した濃度に応じ
て、画像形成を行う時のそれぞれ画像形態における画像
形成のためのプロセス手段の一つ、例えばレーザ走査ユ
ニット３の半導体レーザ２２による駆動電力が調整制御
される。この決定した条件、つまり半導体レーザ２２の
駆動電力は一時記憶され、画像形成時に利用（ｓ７）さ
れる。

【００８０】以上のようにして露光光量を調整すること
で、基準濃度に一致するようにした画像を形成でき、常
に画質状態を安定させる補償制御を行える。また、形成
されるテストパッチ像１８は、１種類のパターンであ
り、テストパッチ像の濃度検出領域を異ならせることで
良好なる画質補償を可能にしている。

【００８１】ここで、実際に画像形成を行う場合、形成
する画像モードに応じて、上述したステップｓ４又はｓ
５にて決定した半導体レーザ２２の駆動電力値が利用さ
れる。そのため、スキャナ９にて画像を読取った後、画
像処理回路７にて画像モードが中間調を含む画像（写真
等の画像）か線状により線画像（文字画像等）かを判断
できる。これは、周知の画像処理技術を利用すればよ
い。従って、実際に画像形成動作を行う場合に、再生す
るための画像に応じて半導体レーザ２２による適正な駆
動電力を採用して画質補償を行った画像形成を行える。
また、オペレータが事前に原稿１０の画像を何れの画像
モードかを設定入力すれば、その入力に応じた画質補償
制御を行うための半導体レーザ２２の駆動電力が利用さ
れる。

【００８２】画質補償の制御は、画像形成を行う前にそ
の都度行うことができ、図１においてステップｓ３にて
形成する画像形態を自動判別、又はオペレータの設定に
て行うようにすればよい。これにより、原稿１０の画像
データにより画像形成が、ステップｓ７にて、画質補償
のために設定した条件である半導体レーザ２２の駆動電
力にて実行される。

【００８３】さらに、画像モードにおいては、それぞれ
に区別して説明した。しかし、これは説明を簡単にする
ためであって、原稿１０においては、文字のみ、写真の
みの画像ではなく、これらが混在するようなものもあ
る。そのような場合、従来の周知の技術においては、画
像領域を判別し、切り分けを行うようにしている。つま
り、写真領域及び文字領域等を切り分けられる。その切
り分けた領域毎に半導体レーザ２２の駆動電力を切り換
えるように制御することで、混在するものあっても同様
に対処できる。

【００８４】ここで、この実施形態におけるテストパッ
チ像１８の大きさについて述べる。図５に示すような画
像形成装置においては、現像バイアス電圧、半導体レー
ザの駆動電力を変えて、いろいろの条件でテストパッチ
像を形成し、エッジ部（１８ａ）の大きさと後端部（領
域１８ｂ）の欠けの大きさを調べた。その結果、エッジ
（領域１８ａ）の大きさは最大６ｍｍ、欠けの領域（１
８ｂ）は最大４ｍｍであった。そのため、中央部の領域
１８ｃとして濃度検出のために必要な領域、つまり長さ
として５ｍｍとした時、１５ｍｍのテストパッチ像の長
さを必要とする。よって、１５ｍｍ×１５ｍｍとなる。
これは、単なる一例であり、任意のテストパッチ像１８
の大きさを設定すればよいことであり、少なくとも安定
する中央部の領域が測定できる大きさを設定する必要が
ある。

【００８５】（本発明の第２の実施形態）第１の実施形
態においては、テストパッチ像の形状として正方形を採
用した。そこで、１つの濃度検出センサ１７にて検出す
る濃度領域としては、図４においてエッジ領域１８ａ
と、安定した中央部領域１８ｃである。

【００８６】ここで、本実施形態においては、画質の状
態をさらに良好に保つことを第１の目的とする。つま
り、画像形成を行うために現像ユニット４にて現像を行
う場合、図４に示すようにエッジ効果によりエッジ領域
１８ａと欠け領域１８ｂが生じ、欠け領域１８ｂにおい
ては画質に大きな影響を与える。例えば、この欠け領域
１８ｂが長ければ、画像のボケ等の問題や、長く尾を引
くゴースト等の画像にもなる。これは、写真等の中間調
を再現する時に影響される。しかし、線画像等の場合に
は、濃い領域で現像が行われるため、欠け領域１８ｂの
影響が生じない。

【００８７】これに対し、線画像による画像形成を行う
場合、主走査方向の線画像と副走査方向の線画像でトナ
ーの付着量が異なり、トナーの盛り上がりや、太さまで
変わることがある。実際には、欠けの影響が出る主走査
方向の線画像は、トナーの付着量が減少し、副走査方向
の線画像はトナー付着量が多く盛り上がる傾向にある。

【００８８】そこで、この実施形態においては、このよ
うな不都合をなくす目的で、図７に示すようなパターン
によるテストパッチ像１８０を形成する。このパターン
によれば、主走査方向に平行な辺（領域１８０ａ）、副
走査方向に平行は辺（領域１８０ｄ）、及び角度（例え
ば４５度）をもった辺（領域１８０ｅ）を有する形状と
した。

【００８９】このようなパターン形状のテストパッチ像
１８０を形成するために、半導体レーザ２２の駆動電力
を、それぞれ０．２０／０．３０／０．４０ｍＷの３段
階に切り換えて露光し、濃度の異なる３種類のテストパ
ッチ像１８０を形成した。そして、それぞれの濃度を検
出するために、３個の濃度検出センサ１７−１，１７−
２，１７−３を感光体１の回転軸方向に沿って並設し、
感光体１の回転する方向における濃度検出をそれぞれの
センサにて検出した。

【００９０】まず、第１の濃度検出センサ１７−１に
て、主走査方向に平行なテストパッチ像１８０のエッジ
（領域１８０ａ）の濃度Ｄｃｍ、及び中央部の領域（安
定領域１８０ｃ）の濃度Ｄｐの検出結果を得る。そし
て、第２の濃度検出センサ１７−２にて、副走査方向に
平行なエッジ（領域１８０ｄ）の濃度Ｄｃｓを、第３の
濃度検出センサ１７−３にて斜めのエッジ部（領域１８
０ｅ）の濃度Ｄｃａの検出結果を得る。このように、４
領域の濃度検出結果を、それぞれについて３種の異なる
濃度にて、図２（ｃ）に示す３点間の補完線Ｄｃ，Ｄ
ｐ，Ｄｃｓ，Ｄｃａが作成できる。

【００９１】まず、写真モードによる画像形成を行う時
にの半導体レーザ２２の駆動電力は、第１の実施形態に
おいて説明したように、テストパッチ像１８０の安定領
域１０８ｃの濃度検出結果を利用しており、図２（ｃ）
の３点間の補完線Ｄｐにて、規準濃度Ｄｐｔにて半導体
レーザ２２の駆動電力Ｄｐｏを求める。この駆動電圧Ｄ
ｐｏにて、写真モードの画像形成を実行する。

【００９２】そして、線画像のモードによる画像形成を
行う時の画質補償のための半導体レーザ２２の駆動電圧
は、その線画の状態に応じて、図２（ｃ）に示す各補完
線Ｄｃｍ，Ｄｃｓ，Ｄｃａと、それぞれに予め決められ
た規準濃度Ｄｃｍｔ，Ｄｃｓｔ，Ｄｃａｔとの比較にお
いて、半導体レーザ２２の駆動電力Ｄｃｍｏ，Ｄｃｓ
ｏ，Ｄｃａｏを設定する。

【００９３】例えば、画像処理回路７にて線画像の連続
している方向、すなわち主走査方向に平行か、垂直か、
４５度程度傾斜しているか、それ以外の角度かを確認す
る。その結果に基づいて、テストパッチ像１８０の所定
の領域にて検出した濃度に基づく図２（ｃ）に示す補完
線を用いて適正露光光量を得る半導体レーザ２２の駆動
電力を設定する。この時、線画像が主走査方向に平行な
場合には、補完線Ｄｃｍが、それに垂直の場合には補完
線Ｄｃｓが用いられ、半導体レーザ２２の駆動電力Ｄｃ
ｍｏ又はＤｃｓｏが設定される。

【００９４】また、角度を持った線画像が４５度以外の
場合、４５度に近ければ、濃度検出結果による補完線Ｄ
ｃｓを利用し、それ以外の角度においては最も近い方の
検出値、つまり補完線Ｄｃｍ又はＤｃｓを利用し、それ
ぞれの規準濃度Ｄｃｍｔ又はＤｃｓｔとの対比を行うよ
うにして、半導体レーザ２２の駆動電力が設定される。

【００９５】このように、テストパッチ像１８０の濃度
検出領域に応じて、例えば４領域の濃度検出を行い、そ
れに応じた半導体レーザ２２の露光光量の出力状態を設
定することで、線幅や、トナーの付着状態を良好に行え
る光量制御が可能になり、よって線画の画質を向上でき
る。

【００９６】なお、写真等の中間調の再現性を良好にす
るためには、上述したようにテストパッチ像１８０の安
定領域１８０ｃ、またテストパッチ像１８においても安
定領域１８ｃの濃度検出を行い、その結果により中間調
等の再現を良好に行う画質補償を行うべく、半導体レー
ザ２２の駆動電力を設定するようにしている。ここで、
図５に示す画像形成装置における現像ユニット４は、現
像剤としてトナー及びキャリアからなる２成分系現像剤
を用いている。この場合、エッジ効果等により画像の終
端部分の濃度低下が生じる。例えば、図３（ａ）に示す
通りである。そのため、中間調のべた状態において濃度
低下により尾引きが目立つ。

【００９７】この点、線画像の場合、べた状態ではなく
線幅が狭く、エッジ効果による先端部分での影響が大き
く、後端部分の濃度低下の問題は影響されない。つま
り、現像する時にエッジ先端での現像が行われるのみ
で、濃度低下といった不具合はないくなる。しかし、線
の方向が走査方向に平行か垂直かでその走査方向に大き
な幅が生じるため、上述したような半導体レーザ２２の
駆動電力を線の方向に応じて補正制御することで解消し
ている。

【００９８】そして、本発明においては、写真等の中間
調の画像を良好に劣化することなく画質補償を行うため
に半導体レーザ２２の駆動電力を補正することで解消で
きる。そのため、図３（ｂ）に示すようにテストパッチ
像１８の後端領域１８ｂの濃度検出を行い、この検出濃
度応じた半導体レーザ２２の駆動電力を設定する。

【００９９】例えば、領域１８ｂにおける最大濃度、つ
まり濃度Ｄｐと、領域１８ｂにおける最小濃度Ｄｍｉｎ
の平均値Ｄｋ（＝（Ｄｐ＋Ｄｍｉｎ）／２）を求める。
この平均値Ｄｋにおいても、濃度の異なる３種類のテス
トパッチ像１８により３点での補完線（Ｄｋ）を作成で
きる。そして、規準濃度（Ｄｋｔ）を定め、この濃度を
得るための半導体レーザ２２の駆動電力量を設定する。
この場合、半導体レーザ２２の駆動電力は、中間調（写
真）の再現時の駆動電力より多少高めになる。これによ
り後端の濃度低下を防止でき良好な画質を補償できる。

【０１００】これは、あくまで写真等の中間調の再現時
において中間調のべた状態の後端領域において補正する
ものであって、写真そのものは、安定領域１８ｃ（１８
０ｃ）の濃度検出に基づいて行われる。

【０１０１】また、図７のテストパッチ像１８０におい
ても、像の後端領域１８０ｂの濃度検出を行うことで上
述した写真の後端領域の補正を行えることは勿論であ
る。

【０１０２】（濃度検出の各種形態）なお、第１の実施
形態及び第２の実施形態によれば、テストパッチ像１
８，１８０の濃度の検出としては、例えばエッジ領域
（１８ａ，１８０ａ）において、最大濃度を一定区間保
った最高濃度検出を行い、この濃度検出を行うものとし
て説明した。

【０１０３】しかし、図８（ａ）に示すように、最大濃
度を示す領域が非常に狭い場合には、その検出位置での
差で大きな濃度差が生じる。その結果、安定した画質補
償の制御が望めなくなる。

【０１０４】そこで、高濃度領域の検出を行う時には、
最大濃度Ｄｃと濃度が安定する領域の濃度Ｄｐとの中間
濃度Ｄｍと、最大濃度Ｄｃとの間の濃度データＤｆを採
用するようにする。これによりエッジ効果を利用した文
字等の画像形成における濃度設定に大きく左右するた
め、その画質補償が良好に行える。つまり、最大濃度近
くの濃度に基づくため、その濃度差が小さくなり、よっ
て安定した濃度検出を行える。また、濃度測定におい
て、測定値のバラツキを拾う回数が減少し、安定した制
御を行える。

【０１０５】また、別の濃度検出としては、図８（ｂ）
に示すように、最大濃度Ｄｃと中間濃度Ｄｍとの間の測
定データを平均化（Ｄａｖｅ）することで、測定結果が
安定する。つまり、最大濃度Ｄｃを良好に反映でき、文
字モードによる画質状態を安定させることができる。

【０１０６】このように検出した濃度を平均すれば、一
時的に生じる大きな測定誤差が解消され、正確な濃度検
出が可能になる。その結果、文字モードの画像形成の安
定化と、太めの文字の画質（文字の盛り上がり）を抑え
ることができる。

【０１０７】以上各種実施形態を説明したように、画像
形成装置においては、シートを感光体１上に形成された
トナー画像を形成する方式について説明した。このよう
な方式による画像形成装置に限らず、トナー像を一旦中
間転写媒体に転写した後、これを最終的に中間転写媒体
からシートに転写する方式の画像形成装置、またシート
を転写ドラム等に吸着させトナー像を転写する方式おい
ても本発明を適用できることは勿論である。この場合、
テストパッチ像を中間転写体や転写ドラム等に転写さ
せ、その濃度を検出するようにして画質補償制御を行え
る。そのため、中間転写媒体、転写ドラムがトナー像形
成媒体を構成している。

【０１０８】このように転写した状態でテストパッチ像
の濃度検出を行うと、実際にシートにトナー像を転写す
る状態を含めた画質補償制御を行えるため、より効果的
な画質補償を行える。例えば、転写状態を確認できるた
め、転写電圧等を含めた画質補償のための制御を行え
る。

【０１０９】（画質補償を行うためのタイミング）ここ
で、図１に示すような画質補償のための制御を行うタイ
ミングにおいては、当然画像形成動作を行う前の状態に
おいて画質を一定に保つための条件設定を行う時に行
う。

【０１１０】ここで、画像形成を行う前とは直前、また
それ以外を含む。つまり、画質状態が変化する時は、計
時変化、環境変化、画像形成のプロセス手段の交換、さ
らにトラブル後の復帰状態等が考えられる。特に、図１
に示し補償制御においては、例えばテストパッチ像１８
の異なる２領域の濃度検出を行い、その結果を記憶し、
それぞれの領域での半導体レーザの駆動電力を設定して
おき、これを規準として記憶しておく。そして、画像形
成を行う時に原稿からの画像データを画像処理回路７が
認識し、それぞれの文字領域又は写真領域に応じた上記
規準の駆動電力により半導体レーザ２２の駆動制御を行
うことができる。

【０１１１】そこで、第１のタイミングとしては、画像
形成装置の電源が投入された時に、画像形成動作の立ち
上げ時点に行う。これは、画像形成装置が放置された
後、電源投入され、画像形成動作を行うためにプロセス
条件を設定しておく必要がある。これにより、画像形成
動作を安定させることができる。

【０１１２】この場合、特に画像形成装置がトラブル状
態に陥り、画像形成を行えなくなる。そして、トラブル
解除を行った後に電源投入が行われ、この時にテストパ
ッチ像を形成し画質補償を行うようにすることが最善で
ある。このトラブルとしては、シートジャムや、トナー
無し等において一時的に画像形成装置が動作不可能にな
る状態を含む。

【０１１３】第２のタイミングとしては、感光体１の交
換、各種プロセス手段の交換等の行った後のタイミング
においてテストパッチ像を形成し、安定した画質補償を
行うことが最善である。そのため、交換を行った後の画
像形成装置の立ち上げ期間を利用し、本発明の画質補償
制御を行うことが好適でもある。これは、交換により画
質が基準の画質とずれることが考えられる。そのため、
プロセス手段の交換に限らず、一定の画質を補償するこ
とが重要であり、交換等を行ったタイミングで、上述に
説明した本発明の制御を実行させる。

【０１１４】第３のタイミングとしては、画像形成動作
の回数が所定枚数に達した時等、定期的に行う。この場
合、経時的な変化により画質が変わることがある。その
ため、その画質の変化が生じる前の画像形成回数（枚
数）設定を行い、画像形成回数が決められた回数に達し
た時に、上述した本発明による画質補償のための制御を
実効する。これは、感光体１等の寿命との兼ね合いもあ
るが、その交換を行う前に順次行うことで、安定した画
質を補償できる。また、一定期間、例えば１日毎、１週
間と言った期間を設定して、その都度行うこともでき
る。

【０１１５】また第４のタイミングとしては、周囲の環
境変化に応じて行う。つまり、画像形成装置が設置され
た位置での環境変化により画質が左右されることがあ
る。このような環境変化を検出することで本発明の画質
補償制御を行うことで、環境変化に左右されることな
く、画質補償制御を行える。

【０１１６】その一例としては、画像形成装置内に、図
６に示すように湿度センサ２９を備え、その湿度センサ
２９からの検出出力をＣＰＵ８０へと送る。この時、前
回の湿度状態に対して、検出した湿度状態が大きく変化
したことをＣＰＵ８０が確認すれば、本発明による制
御、つまりトナー像形成媒体の全周の特性を把握し、良
好なる領域選定を行い、この領域にテストパッチ像を形
成するといった画質補償制御である。

【０１１７】これにより、湿度変化において大きく画質
状態が変化する場合、一定の画質状態を補償するための
プロセス手段の条件設定を行える。よって、画質を安
定、つまり基準の画質に一致する状態で画像形成を行え
る。

【０１１８】なお、説明が後になったが、本発明の実施
形態において、半導体レーザの露光光量を調整するため
に、駆動電力を制御しているが、これに限らず現像ユニ
ットの現像バイアス電圧、帯電器２の帯電電位の制御、
さらに上述したように転写電位等の制御等を合わせて行
うか、いずれか一つ又は複数の制御を行うことで、画質
状態を安定させることが可能になる。

【０１１９】また、画像形成装置においては、デジタル
方式における半導体レーザによる露光光量を設定してい
るが、アナログ方式、例えば原稿からの反射光を直接感
光体１表面に露光する方式においては、その露光光量を
調整するために原稿を光照射する露光ランプの駆動電圧
等を制御することもできる。

【０１２０】さらに、半導体レーザ２２の駆動電力とし
て説明したが、その電力制御を行うために、一定電圧に
対して供給する時間、つまりパルス幅を制御する場合、
また電圧値を制御する場合、また両方を行う場合もあ
る。

【０１２１】

【発明の効果】本発明による画像形成装置の画質補償装
置によれば、画質を一定状態に維持させるためのプロセ
ス手段の条件設定を行う時に、テストパッチ像による濃
度検出領域を複数設定して検出することで、その濃度検
出状態に応じたそれぞれの画質補償制御を行える。例え
ば、写真又は文字等の画像形態が異なる場合においても
安定した画質を得ることができるプロセス条件の設定を
可能にしている。

【０１２２】そのため、テストパッチ像としては１種の
画像パターンを用意すればよく、テストパッチ像を形成
するための面倒な制御等が不要なり、また１種類で現像
部分でのエッジ効果等を取り入れての画質補償を行え
る。この結果、エッジ効果を解消する画質補償を行う必
要もなく、安定した画質状態を維持できる。

【０１２３】また、テストパッチ像のパターンを工夫す
ることで、さらに濃度の検出領域を増すことができ、こ
れによる更なる異なる形態での画像の画質補償を効果的
に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画質補償のためのプロセス手段
である半導体レーザの露光光量を調整する駆動電力の条
件設定を行う制御手順を示すフローチャートである。

【図２】図１における半導体レーザの駆動電力を設定す
るための特性図である。

【図３】本発明にかかるテストパッチ像によりトナーに
よる濃度特性（ａ）と、該濃度特性の検出出力の関係
（ｂ）とを示す図である。

【図４】本発明にかかる画質補償のためのテストパッチ
像の一パターン例を示す図である。

【図５】本発明にかかる画像形成装置の一構成例を説明
するための図である。

【図６】本発明の画像形成装置の画質補償制御を含めた
画像形成装置全体の制御回路構成を示すブロック図であ
る。

【図７】本発明にかかる画質補償のためのテストパッチ
像の他のパターン例を示す図である。

【図８】テストパッチ像の検出領域による濃度検出の事
例を説明するための図である。

【符号の説明】

１感光体（トナー像形成媒体）２帯電器３レーザ走査ユニット４現像ユニット（現像手段）５転写器７画像処理回路８ＣＰＵ基板１７濃度検出センサ１８テストパッチ像１８０テストパッチ像２２半導体レーザ２９湿度センサＤｃ高濃度検出値Ｄｐ安定濃度検出値Ｄｃｍ主走査方向の濃度検出値Ｄｃｓ主走査方向に垂直の濃度検出値Ｄｃａ傾斜部の濃度検出値Ｄｃｔ線画像の基準濃度Ｄｐｔべた画像の基準濃度Ｄｃｏ線画像に対応した半導体レーザの駆動電力（設
定条件）Ｄｐｏベタ画像に対応した半導体レーザの駆動電力
（設定条件）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大槻正明大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像形成媒体に対し各種プロセス手
段を介して所望のトナー像による画像形成を行う画像形
成装置において、該トナー像を形成する各種プロセス手
段の一つ又は複数の条件を制御することで画質補償を行
うものであって、画質補償を行うために上記トナー像形
成媒体に決められたテストパッチ像を形成し、該テスト
パッチ像の濃度を検出することで、基準となる濃度との
対比において上記プロセス手段の条件を設定制御してな
る画質補償制御において、形成された上記テストパッチ像の濃度が異なる複数の領
域を検出し、該検出した複数領域の濃度と、検出した領
域に応じたそれぞれの基準濃度との対比を行い基準濃度
に基づいた上記プロセス手段の設定条件を制御すること
を特徴とする画像形成装置の画質補償装置。
【請求項２】上記テストパッチ像の複数の領域は、テ
ストパッチ像先端の高濃領域と中央の安定領域であり、
それぞれの検出領域に対応した画質補償対象が線画像と
べた画像であり、線画像とべた画像とでそれぞれの基準
濃度が設定されていることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置の画質補償装置。
【請求項３】上記テストパッチ像の濃度検出におい
て、テストパッチ像の像先端を検出する時に、最大濃度
と最小濃度との中間点と、最大濃度との間の特定領域の
検出濃度を採用することを特徴とする請求項２記載の画
像形成装置の画質補償装置。
【請求項４】上記テストパッチ像の濃度検出におい
て、テストパッチ像の像先端を検出する時に、最大濃度
と最小濃度の中間点と、最大濃度との間で検出した濃度
値の平均値を求めることを特徴とする請求項２記載の画
質形成装置の画質補償装置。
【請求項５】上記テストパッチ像の像後端の領域の濃
度検出を行い、該検出濃度に基づいてべた画像の後端部
分の画質補償として利用することを特徴とする請求項２
記載の画像形成装置の画質補償装置。
【請求項６】上記テストパッチ像は、少なくとも主走
査方向に平行となる領域、副走査方向に平行となる領
域、それらが混在する領域を有するパターンであること
特徴とする請求項１記載の画像形成装置の画質補償装
置。
【請求項７】上記テストパッチ像は、画像の周辺エッ
ジに影響されない安定した濃度領域が形成できる大きさ
に設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像
形成装置の画質補償装置。