JP3430702B2 - 画像濃度制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機やレー
ザプリンタ等の画像形成装置における画像濃度制御方法
及びその装置に係り、詳細には、所定入力濃度の画像信
号に応じて感光体等の像担持体上に濃度測定用基準パッ
チを形成し、像担持体上で測定したこの基準パッチの出
力濃度変化に基づいて記録画像の濃度を制御する画像濃
度制御方法及びその装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機やレーザプリンタ等の画
像形成装置において、その記録画像の画像濃度は温度・
湿度等の環境要因の影響を受け易く、例えば、一般的な
二成分現像剤を使用する複写機では低湿環境下で画像濃
度が低下し、高湿環境下では画像濃度が上昇する傾向に
ある。また、同一環境下であっても、記録画像の階調表
現においては画像信号によって入力した濃度（以下、入
力濃度と記す）と実際の画像濃度（以下、出力濃度と記
す）との相対比が低濃度と高濃度で相違する場合があ
る。

【０００３】このため、所望の出力濃度の記録画像を得
るためには、像担持体の帯電電位や露光強度、画像信号
の入力濃度等の作像条件を環境要因の変化に応じて的確
に制御する必要があることから、従来、像担持体上に所
定入力濃度のトナー像（以下、このトナー像を基準パッ
チと記す）を形成すると共に、この基準パッチの出力濃
度を光学的に測定し、その測定結果に基づいて記録画像
の形成に係る作像条件を補正する画像濃度制御方法が多
用されている。

【０００４】このような従来技術のうち、特開昭６３−
１０６６７２号公報に開示される画像濃度制御方法で
は、入力濃度の異なる複数の基準パッチを像担持体上に
形成すると共に、測定した各基準パッチの出力濃度とこ
れに対応する入力濃度とを夫々比較し、複数の測定結果
から入力濃度に対する出力濃度の特性を全入力濃度範囲
について把握した上で、画像信号の階調性やレーザビー
ムスキャナによる像担持体の露光強度を補正している。

【０００５】一方、特開平１−２９５２８１号公報に開
示される画像濃度制御方法では、入力濃度と出力濃度と
の相対比が異なる複数の入出力比テーブルを予め準備
し、像担持体上に形成した一の基準パッチの入力濃度と
出力濃度との比較に基づき、最適な入出力比テーブルを
選択して画像信号の階調性を補正している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前者（特開昭
６３−１０６６７２号公報）の制御方法は、異なる複数
の入力濃度に対して夫々に実際の出力濃度を確認してい
るので、入力濃度の補正値を低濃度から高濃度までの全
入力濃度範囲について略的確に把握することができ、記
録画像に所望する出力濃度を精度良く反映できるといっ
た利点を備えている。

【０００７】しかし、その一方では、入力濃度の補正値
を得るために複数の基準パッチを繰り返し像担持体上に
形成し、その度毎に基準パッチの出力濃度を測定しなけ
ればならず、係る基準パッチを形成している間は記録画
像の形成を行うことはできないので、長時間にわたりコ
ピージョブあるいはプリントジョブが中断されるといっ
た問題点があった。

【０００８】また、後者（特開平１−２９５２８１号公
報）の制御方法は、所定の入力濃度の基準パッチを一つ
だけ像担持体上に形成すれば、前述の入出力比テーブル
から全濃度範囲について入力濃度の補正値を得ることが
でき、前者に比べて簡便に補正値を得ることができる
他、コピージョブ等の中断時間が短時間で済むといった
利点を有している。

【０００９】しかし、この方法では、予め準備されてい
る複数の入出力比テーブルから実際の入力濃度と出力濃
度との相対比に最も近いと推測されるテーブルを選び出
すだけなので、低濃度から高濃度までの全濃度範囲につ
いて精度良く出力濃度を制御することが難しいといった
欠点がある。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、ユーザのコピー
ジョブあるいはプリントジョブを長時間に亘って中断さ
せることなく、且つ、所望する出力濃度を記録画像に精
度良く反映することができる画像濃度制御方法及びその
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像濃度制御方法は、画像信号の入力濃度に応じた
出力濃度の記録画像を像担持体上に形成する作像手段を
備えた画像形成装置における画像濃度制御方法であっ
て、以下の工程、すなわち 一連の記録画像形成動作の開始前に入力濃度の異な
る複数の基準パッチを上記作像手段に形成させると共
に、像担持体上におけるこれら基準パッチの出力濃度を
測定する第一工程と、 前工程の測定結果から各基準パッチの入出力におけ
る濃度差を算出し、これら算出値に基づいて記録画像の
形成に係る作像条件を補正する第二工程と、 記録画像の形成動作の合間に第一工程よりも少ない
基準パッチを上記作像手段に形成させ、像担持体上にお
けるその出力濃度を測定する第三工程と、 前工程で形成された基準パッチの入出力における濃
度差を算出し、この算出値に基づいて第二工程で補正さ
れた作像条件を再補正する第四工程と、 からなることを特徴とするものである。

【００１２】また、この制御方法を実現する本発明の画
像濃度制御装置は、画像信号の入力濃度に応じた出力濃
度の記録画像を像担持体上に形成する作像手段を備えた
画像形成装置の画像濃度制御装置であって、一連の記録
画像形成動作の開始前に入力濃度の異なる複数の基準パ
ッチを上記作像手段に形成させ、像担持体上におけるこ
れら基準パッチの出力濃度を濃度検出センサに測定させ
る初期設定モード実行手段と、画像形成動作の合間に上
記初期設定モードよりも少ない基準パッチを上記作像手
段に形成させ、像担持体上におけるその出力濃度を濃度
検出センサに測定させる再設定モード実行手段と、上記
初期設定モードの測定結果から各基準パッチの入出力に
おける濃度差を算出し、この算出値に基づいて記録画像
の形成に係る作像条件の補正値を決定する一方、上記再
設定モードで形成された基準パッチの入出力における濃
度差を算出し、この算出値に基づいて上記補正値を再補
正する補正値演算手段と、この補正値演算手段によって
得られた最新の補正値を用いて記録画像の形成に係る作
像条件を補正する濃度補正手段とを備えたことを特徴と
するものである。

【００１３】

【作用】このような技術的手段によれば、一連の記録画
像の形成動作の開始前では、入力濃度の異なる複数の基
準パッチを像担持体上に形成し、これら基準パッチの入
出力濃度差から記録画像の形成に係る作像条件を補正す
るので、作像条件をそのときの環境や画像形成装置の状
態に応じて精度良く補正することができ、しかも係る補
正はコピージョブやプリントジョブが開始される以前に
実行されるので、これらのジョブが中断されることがな
い。

【００１４】また、画像形成動作の合間では、画像形成
動作の開始前よりも少ない数の基準パッチしか像担持体
上に形成せず、この基準パッチの入出力濃度差から作像
条件を再補正するので、既に最適に補正されていた作像
条件に対してコピージョブやプリントジョブ中の画像形
成装置の状態変化に応じて適宜修整を加えることがで
き、しかもこの再補正では基準パッチの形成数が少ない
ことから、コピージョブやプリントジョブの中断時間を
短く抑えることができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の画像濃度
制御方法及びその装置を詳細に説明する。図１はこの発
明が適用されるカラー複写機を示すものである。同図に
おいて、符号２０は感光ドラム、２１は感光ドラム２０
の表面を予め帯電する帯電コロトロン、２２は原稿２２
２の画像情報を読み取るスキャナー部、２２８は帯電コ
ロトロン２１により帯電された感光ドラム２０上に静電
潜像を書込むラスタ走査装置（以下、ＲＯＳと記す）、
２３はブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各トナーを収容する四つの現
像器２３Ｋ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙが回転自在に配設
され、適宜切換選択されるロータリ現像ユニット、２５
は感光ドラム２０上の残留トナーを除去するクリーナ、
２６は感光ドラム２０上の残留電荷を除去するイレーズ
ランプである。

【００１６】この実施例において、スキャナー部２２
は、プラテン２２１上にセットされた原稿２２２に光ビ
ームを照射する露光ランプ２２３と、この露光ランプ２
２３を原稿２２２領域に亘って移動させるキャリッジ２
２４と、露光ランプ２２３による原稿２２２面からのビ
ームを所定の経路に沿って導く反射ミラー２２５と、原
稿２２２面からのビームを各色成分毎のデジタル信号に
変換するＣＣＤセンサ２２６と、原稿２２２面からのビ
ームをＣＣＤセンサ２２６部位に結像させる結像レンズ
２２７とから構成されている。また、上記ＲＯＳ２２８
は、上記ＣＣＤセンサ２２６で取り込んだ各色成分の画
像データに基づいてレーザビームを照射する半導体レー
ザ２２８ａ、半導体レーザ２２８ａからのビームを感光
体ドラム２０の主走査方向に亘つて振り分け偏向するポ
リゴンミラー２２８ｂ、半導体レーザ２２８ａからのビ
ームを感光体ドラム２０の主走査方向ラインに沿って結
像させる結像レンズ２２８ｃ及びビーム経路を規制する
反射ミラー２２８ｄにて構成されている。

【００１７】また、感光体ドラム２０に対する静電潜像
の書き込み位置と現像位置との間には感光体ドラム２０
の帯電電位を測定する電位計２７が配設される一方、現
像位置と転写位置との間には感光体ドラム２０上に形成
された基準パッチの濃度を測定する濃度検出センサ２８
が配設されている。この濃度検出センサ２８はＬＥＤに
よって感光体ドラムを照射し、その反射光量をフォトダ
イオードで測定する反射型光センサである。

【００１８】更に、符号３１は周面に記録シート３０が
巻付け保持され、この記録シート３０に感光体ドラム２
０上の各色成分トナー像を順次多重転写する転写ドラム
である。この転写ドラム３１には、記録シート３０保持
時にドラムシート３５を帯電する吸着コロトロン４１
と、感光体ドラム２０上のトナー像を記録シート３０側
へ転写させる転写コロトロン４２と、最終色の転写工程
が終了した記録シート３０を除電する除電コロトロン４
３と、最終色の転写工程が終了したドラムシート３５上
の電荷を除去するクリーニング除電コロトロン４４と、
最終色の転写工程が終了したドラムシート３５に付着し
た紙粉等を清掃するクリーニングブラシ４５と、記録シ
ート３０を剥離する時にドラムシート３５を内側から押
し上げる内押しロール４６と、記録シート３０を剥離す
る剥離フィンガ４７とが設けられている。尚、符号４８
は図示外のシート給送カセットから供給された記録シー
ト３０を各モードに応じた所定のタイミングで吸着コロ
トロン４１部位へ搬送するシート搬送系である。

【００１９】更に、符号５０は転写工程の終了した記録
シート３０を挿通させ、記録シート３０上に未定着トナ
ー像を定着させる定着器であり、この実施例では、内部
にヒータが内蔵された加熱ロール５１とこの加熱ロール
５１に圧接配置される加圧ロール５２とで構成され、上
記転写ドラム３１からの記録シート３０が案内プレート
５３を介して定着器５０へ搬送されるようになってい
る。また、符号５４は定着器５０を通過した記録シート
３０を搬送するフューザ出口ロール、５５は定着器５０
を通過した記録シート３０の後端検出用のフューザ出口
スイッチ、５６は定着された記録シート３０が収容され
る排出トレイ、５７は排出トレイ５６へ記録シート３０
を送出するための出口ロールである。

【００２０】以上のように構成されたカラー複写機で
は、先ず、ユーザーがコピーのスタートスイッチを操作
すると、原稿２２２の走査がなされ、感光体ドラム２０
上にはブラックＫに対応した静電潜像の書き込みが行わ
れる。一方、ロータリー現像ユニット２３ではブラック
現像器２３Ｋが感光体ドラム２０との対向位置に設定さ
れ、上記静電潜像はブラック現像器２３Ｋによってその
書き込みタイミングから少し遅れて現像される。そし
て、このようにして形成されたブラックＫのトナー像
は、転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写
される。また、ブラック現像器２３Ｋによる現像工程が
終了すると、転写ドラム３１が１回転サイクルを終了す
る迄の間に現像器の交換が行われ、ロータリ現像ユニッ
ト２３の９０°回転によってイエロー現像器２３Ｙが感
光体ドラム２０との対向位置に設定される。

【００２１】以降は転写ドラム３１の１回転サイクル毎
にこれら動作が繰り返され、その度毎にイエローＹ、マ
ゼンタＭ及びシアンＣのトナー像が感光体ドラム２０か
ら転写ドラム３１に保持された記録シート３０に転写さ
れ、記録シート３０上には４色のトナー像による重ね合
わせトナー像が形成される。そして、シアンＣのトナー
像の転写が終了した記録シート３０はそのまま転写ドラ
ム３１から剥離され、定着器５０を経て排出トレイ５６
に排出される。

【００２２】図２はこのカラー複写機の制御系を示すブ
ロック図である。先ず、スキャナー部２２において、Ｃ
ＣＤセンサ２２６で読み取られた画像データは増幅器６
０で適当なレベルまで増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６１
で８ビットのデジタル信号に変換される。そして、シェ
ーディング補正、ギャップ補正の後に濃度変換器６２で
反射率データから濃度データに変換され、画像処理部に
送られる。

【００２３】画像処理部に送られた画像データは、先ず
色変換部６３でカラー複写機としての基本的な画像処
理、すなわち色信号変換、墨再生（ＵＣＲ）、ＭＴＦ処
理等が行われ、ブラック、イエロー、シアン及びマゼン
タの画像データに変換される。次に、各色の画像データ
は第１ガンマ補正６４に送られ、各複写機のＲＯＳ２２
８及び画像形成部に固有の階調特性に合わせて色階調の
補正がなされる。

【００２４】次に、画像データは第２ガンマ補正６５に
送られるが、ここでは環境要因の変化によって画像濃度
が変動するのを避けるため、画像データの入出力比の補
正がなされる。補正に必要なデータは感光体ドラム２０
上に形成された基準パッチの濃度を濃度検出センサ２８
で検出することによって作成されるが、その具体的な作
成方法については後に詳述する。

【００２５】このようにして第２ガンマ補正６５が終了
した画像データは、Ｄ／Ａ変換器６８でアナログデータ
に変換された後、比較器６９で三角波発生器７０から送
出される所定周期の信号と比較され、パルス幅変調によ
る二値の画像データに変換される。具体的には、図３に
示すように、入力されたアナログ画像データを三角波と
比較し、アナログ画像データが三角波より大きい部分を
「０」、小さい部分を「１」として画像データの二値化
を行っている。そして、この二値画像データは光学部の
レーザドライバ７１に送られ、画像データが「０」の時
にＲＯＳ２２８の半導体レーザ２２８ａがオフ操作さ
れ、画像データが「１」の時にオン操作される。

【００２６】また、画像処理部には、感光体ドラム２０
上に基準パッチを形成する際にその画像信号を発生する
パッチ信号発生手段７２が設けられており、コントロー
ラ７４の制御信号に応じて画像面積率の異なる数種類の
基準パッチデータを生成する。前述のアナログ画像デー
タ及び基準パッチデータはコントローラ７４によって制
御されるセレクタ７３に入力され、いずれか一方のデー
タのみが上記比較器６９で三角波と比較されて二値化さ
れる。

【００２７】一方、画像形成部には、電位計２７及び濃
度検出センサ２８の検出信号に基づいて感光体ドラム上
２０に形成されるトナー像の濃度を一定に制御するため
のコントローラ７４、このコントローラ７４の制御信号
に応じて帯電器２１のグリッド電圧Ｖ_Gを変更する帯電
器制御部７５、やはりコントローラ７４の制御信号に応
じてロータリー現像ユニット２３の各現像器に印加する
現像バイアス電圧Ｖ_Bを変更する現像バイアス制御部７
６が設けられている。また、ロータリー現像ユニット２
３の各現像器に対してはトナー供給装置７７が接続され
ており、コントローラ７４の制御信号に応じてトナー補
給が行われるようになっている。更に、上記コントロー
ラ７４は光学部のレーザ光量制御部７８に対しても制御
信号を送出しており、レーザドライバ７１を介して半導
体レーザ２２８ａの発光量が調整されるようになってい
る。

【００２８】次に、このように構成された本実施例の複
写機における具体的な画像濃度制御方法について説明す
るが、画像濃度の制御は大きく分けて、複写機の電源投
入時あるいは既に電源が投入されていてもコピージョブ
が４時間以上行われなかった時に行われる初期設定制御
と、コピージョブ開始後に所定のコピー枚数毎（例え
ば、２０コピー）に行われる再設定制御とに分類され
る。前者の初期設定制御は長時間複写機を放置した際の
温度・湿度等の環境変化によって画像濃度が目標とする
濃度から大きく外れるのを防止することを目的としてお
り、係る制御が必要か否かは定着器５０の温度等に基づ
いて判断される。一方、後者の再設定制御はコピージョ
ブの開始に伴う現像器２３内のトナーの帯電率の変化に
よって画像濃度が変動するのを防止することを目的とし
て行われる。

【００２９】第一実施例 以下、前述のカラー複写機における画像濃度制御の第一
実施例について説明する。 ◎初期設定制御 複写機のコピースタートスイッチが操作されると、先
ず、画像形成部のコントローラ７４は定着器５０の温度
に基づいて初期設定制御が必要か否かをチェックし、係
る制御が必要と判断した場合には、前述の第２ガンマ補
正で用いる補正データを新たに作成するための初期設定
モードを実行する。

【００３０】初期設定モードがスタートすると、コント
ローラ７４はパッチ信号発生手段７２に対して基準パッ
チデータの発生を要求し、第２セレクタ７３に対しては
基準パッチデータの選択を要求する。これにより、基準
パッチデータは二値化されてレーザドライバ７１に供給
され、既に説明した通常の画像形成プロセスと同様にし
て感光体ドラム２０上に基準パッチが形成される。この
とき、コントローラ７４は画像面積率（Ｃ_in）０％、５
％、、１０％、１５％、３０％及び５０％の基準パッチ
データの発生を順次要求し、感光体ドラム２０上に形成
されたこれら基準パッチの濃度を前述の濃度検出センサ
２８で検出する。ここで、画像面積率の低い基準パッチ
を画像面積率の高い基準パッチよりも多く形成したの
は、記録画像の再現性には低濃度部（ハイライト部）の
再現性が重要であり、低濃度部の画像濃度制御に重点を
置く必要性が高いからである。

【００３１】次に、コントローラ７４は濃度検出センサ
２８の検出信号から各基準パッチの出力濃度を読み取
り、この値を予め定めておいた各画像面積率における基
準濃度と比較する。そして、各基準パッチの出力濃度と
上記基準濃度との濃度差を算出し、この濃度差に基づい
て以下に示すテーブル（表１）から画像面積率（Ｃ_in）
の補正データを作成する。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１中において、各画像面積率（Ｃ_in）に
ついて掲げられている数値は補正後の画像面積率を示す
階調数である。すなわち、この複写機では画像信号が８
ビットのデジタル信号として第２ガンマ補正６５に入力
されるので、画像濃度に関するその階調数は０〜２５５
までの２５６階調であり、画像面積率５０％の画像信号
が第２ガンマ補正６５に入力される場合にその階調数は
１２８、画像面積率１００％の画像信号が入力される場
合にその階調数は２５５である。

【００３４】この表１は画像面積率Ｃ_inに応じた階調数
で第２ガンマ補正６５に入力される画像信号の補正階調
数を示しており、濃度差３〜−３の場合は入力階調数と
補正階調数が同一となる。また、負の値の濃度差は基準
パッチの濃度が基準濃度よりも薄かったことを示してお
り、その値が大きくなるにつれて補正階調数は大きくな
る。一方、正の値の濃度差は基準パッチの濃度が基準濃
度よりも濃かったことを示しており、その値が大きくな
るにつれて補正階調数は小さくなる。

【００３５】従って、Ｃ_in＝０％の基準パッチの濃度差
が４であったとすれば、コントローラ７４は補正階調数
−５を選択し、Ｃ_in＝３０％の基準パッチの濃度差が−
６であったとすれば、コントローラ７４は補正階調数６
９を選択する。但し、前述のように階調数は０〜２５５
なので、選択された補正階調数が０未満の場合は０へ、
２５６以上の場合は２５５へ変換される。そして、この
ような手順により、コントローラ７４は各基準パッチの
画像面積率における補正値を選択する。

【００３６】尚、本実施例ではＣ_in＝１００％の基準パ
ッチを形成しなかったが、係る基準パッチは濃度検出セ
ンサで正確に濃度を検出することができず、また、高濃
度部の濃度差は中濃度部の濃度差と略比例関係にあるこ
とが実験的に把握されているので、ここではＣ_in＝５０
％の基準パッチの濃度差をＣ_in＝１００％の基準パッチ
の濃度差として用いた。

【００３７】基準パッチの各画像面積率について補正値
の選択が終了したならば、コントローラ７４は係る数点
の補正値を用い、基準パッチを形成しなかった画像面積
率（入力階調数）についての補間値を決定する。ここ
で、コントローラ７４が各基準パッチの画像面積率につ
いて以下の表２に示すような補正値を選択していると仮
定する。

【００３８】

【表２】

【００３９】すなわち、上段の画像面積率を有する画像
信号が第２ガンマ補正６５に入力されると、その出力階
調数は下段に示す階調数に補正されるのであるが、図４
はこの関係をプロットしたグラフである。補間値の決定
に当たっては、コントローラ７４がグラフ上に示された
補正値から破線で示す正規曲線をスプライン補間等によ
って演算し、これによって補間値を決定するのが理想的
である。しかし、係る演算は複雑であり長時間を要する
ことから、図５のグラフ（実線）に示すが如く、互いに
隣接する補正値の間の補間値を一次近似により演算する
こととした。

【００４０】そして、以上の手順によって補正値及び補
間値からなる補正データの作成が終了すると、コントロ
ーラ７４は係る補正データを第２ガンマ補正６５にセッ
トする。尚、このような補正データの作成はＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｋの全ての色について繰り返し行われ、その度毎に
感光体ドラム２０上には画像面積率の異なる複数の基準
パッチが繰り返し形成される。

【００４１】これにより、初期設定モードが終了して実
際にコピージョブがスタートすると、第２ガンマ補正に
入力された画像信号の階調数は図５のグラフ（実線）の
ように補正されることとなり、長時間複写機を放置した
ことによる環境変動に拘わらず、所望する出力濃度の記
録画像をファーストコピーから得ることができる。

【００４２】◎再設定制御 一方、コントローラ７４はコピージョブがスタートする
と２０コピー毎に再設定モードを実行し、パッチ信号発
生手段７２に対してＣ_in＝５０％の基準パッチデータの
発生を要求する。これによって感光体ドラム２０上には
基準パッチが形成され、コントローラ７４は濃度検出セ
ンサ２８の検出信号から係る基準パッチの出力濃度を読
み取ると共に、この値を予め定めておいたＣ_in＝５０％
の基準濃度と比較する。そして、比較によって算出され
た濃度差に基づき、前出の表１からＣ_in＝５０％の補正
値を求める。また、Ｃ_in＝１００％の補正値もＣ_in＝５
０％の濃度差に基づいて求める。

【００４３】次に、コントローラ７４は初期設定モード
で求めたＣ_in＝５０％，１００％の補正値をこの再設定
モードで求めた新たな補正値と置き換えると共に、初期
設定モードと同一の手法を用いてＣ_in＝３０〜５０％、
５０％〜１００％の補間値を演算し、第２ガンマ補正６
５にセットされた補正データを書き換える。

【００４４】例えば、Ｃ_in＝５０％の基準パッチの濃度
差が４〜５であったとすると、Ｃ_in＝５０％の補正階調
数は１１８、Ｃ_in＝１００％の補正階調数は２４０とな
るので、書き換えられた補正データは図５中に破線で示
すものとなる。

【００４５】補正データが書き換えられると再設定モー
ドは終了し、コピージョブが継続されるが、以降のコピ
ージョブにおいて第２ガンマ補正６５は書き換えられた
最新の補正データによって画像信号の階調数を補正す
る。これにより、コピーショブ実行中の画像濃度の変動
を抑えることができ、一定した画像濃度の記録画像を得
ることができる。

【００４６】また、この再設定モードではＣ_in＝５０％
の基準パッチのみを形成して第２ガンマ補正に用いる補
正データを書き換えているので、初期設定モードに要す
る時間よりも遥かに短い時間で補正データを書き換える
ことができる。従って、コピージョブの中断時間を極め
て短く抑えることができ、コピージョブ時間の短縮を図
ることができるものである。

【００４７】尚、コピージョブ中の画像濃度の変動は現
像器２３内のトナー量の変動、感光体ドラム２０の帯電
電位の変動、ＲＯＳ２２８による感光体ドラム２０の露
光量の変動等が主な要因であり、低濃度部の画像濃度は
ほとんど変動しないことが実験から把握されている。従
って、再設定モードでは、Ｃ_in＝０％、５％、１０％、
１５％、３０％の基準パッチを形成することなく第２ガ
ンマ補正６５の補正データの書き換えを行い、これによ
ってコピージョブの中断時間の短縮化を図った。

【００４８】第二実施例 次に、画像濃度制御の第二実施例について説明する。こ
の第二実施例における初期設定制御は前述の第一実施例
のそれと全く同じである。従って、ここでは初期設定制
御の説明は省略して再設定制御についてのみ説明する。

【００４９】◎再設定制御 初期設定モードが終了してコピージョブがスタートする
と、やはり２０コピー毎に再設定モードが実行され、第
一実施例と同様にＣ_in＝５０％の基準パッチが感光体ド
ラム２０上に形成される。コントローラ７４は係る基準
パッチの出力濃度と基準濃度とを比較してその濃度差を
算出すると共に、この濃度差に基づいて以下の表３から
画像データの補正係数を選択する。

【００５０】

【表３】

【００５１】次に、コントローラ７４は初期設定モード
で作成した補正データ、すなわち各画像面積率について
決定されている出力階調数（図５に示す実線グラフ）に
対する上記係数の積を演算し、第２ガンマ補正６５にセ
ットされている補正データをこの演算値に書き換える。
例えば、Ｃ_in＝５０％の基準パッチの濃度差が４〜５で
あったとすると、表３から選択される係数は１．２とな
り、初期設定モードの終了段階で階調数３８であった補
正データは階調数３８×１．２＝４６に書き換えられる

【００５２】そして、補正データが書き換えられると再
設定モードは終了し、以降のコピージョブでは書き換え
られた最新の補正データを用いて第２ガンマ補正が実行
される。これにより、第一実施例と同様、コピージョブ
実行中の画像濃度の変動を有効に抑えることができると
共に、コピージョブ時間の短縮化を図ることができるも
のである。

【００５３】第三実施例 次に、画像濃度制御の第三実施例について説明する。 ◎初期設定制御 この実施例においても前述の第一実施例と同じ判断に基
づいて初期設定モードが実行されると、感光体ドラム２
０上にＣ_in＝０％、５％、１０％、１５％、３０％、５
０％の各基準パッチが形成され、コントローラ７４は各
基準パッチの出力濃度と基準濃度との濃度差を算出す
る。ここまでは第一実施例と全く同一である。

【００５４】但し、この実施例では算出した濃度差に基
づいて画像信号の階調数を補正するのではなく、感光体
ドラム２０上における静電潜像のコントラスト電位を補
正するようにした。このため、先ずは算出した各基準パ
ッチの濃度差の平均値を求め、以下の表４から感光体ド
ラム上における目標暗電位Ｖ_HS、目標露光部電位Ｖ_LS、
現像バイアス電位Ｖ_Bを決定する。例えば、各基準パッ
チの濃度差の平均値が４であれば、目標暗電位Ｖ_HS＝６
００Ｖ、目標露光部電位Ｖ_LS＝２００Ｖ、現像バイアス
電位Ｖ_B＝４５０Ｖとなる。

【００５５】

【表４】

【００５６】次に、コントローラ７４は図６に示すフロ
ーチャートに従い、選択した目標暗電位Ｖ_HSと目標露光
部電位Ｖ_LSを実現するための帯電器２１のグリッド電位
Ｖ_GS、ＲＯＳ２２８のレーザ光量Ｌ_DSを決定する。

【００５７】フローチャートに沿って説明すると、先
ず、コントローラ７４は帯電器制御部７５に制御信号を
送出し、異なるグリッド電圧Ｖ_G1、Ｖ_G2で感光体ドラム
２０を帯電させる。そして、電位計２７を用いてその時
の暗電位Ｖ_H1、Ｖ_H2を測定し（ＳＴ１）、目標暗電位Ｖ
_HSを得るのに必要なグリッド電位Ｖ_GSを以下の式で計算
する（ＳＴ２）。

【００５８】

【数１】

【００５９】次に、ＳＴ２で求めたグリッド電位Ｖ_GSを
用いて感光体ドラム２０を帯電させる一方、コントロー
ラ７４はパッチ信号発生手段７２に対して基準パッチデ
ータの発生を要求する。これにより、基準パッチデータ
は二値化されてレーザドライバ７１に供給され、感光体
ドラム２０上には基準パッチデータに対応した静電潜像
が形成される。このとき、コントローラ７４はレーザ光
量制御部７８に対して制御信号を送出し、二通りのレー
ザ光量Ｌ_D1、Ｌ_D2を用いてＲＯＳ２２に感光体ドラム２
０を露光させる。そして、電位計２７を用いて各々の基
準パッチについて露光部電位Ｖ_L1、Ｖ_L2を測定し（ＳＴ
３）、目標露光部電位Ｖ_LSを得るのに必要なレーザ光量
Ｌ_DSを以下の式で計算する（ＳＴ４）。

【００６０】

【数２】

【００６１】そして、このようにして算出されたグリッ
ド電位Ｖ_GSを帯電器制御部７５へ、レーザ光量Ｌ_DSをレ
ーザ光量制御部７８へ、現像バイアス電位Ｖ_Bを現像バ
イアス制御部７６へ夫々設定し（ＳＴ５）、初期設定モ
ードは終了する。尚、このようなグリッド電位Ｖ_GS、レ
ーザ光量Ｌ_DS、現像バイアス電位Ｖ_Bの決定はＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｋの全ての色について繰り返し行われ、後にコピー
ジョブがスタートしたならば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色ト
ナー像を作成する度毎にＶ_GS、Ｌ_DS、Ｖ_Bが切り替えら
れる。また、いずれか一色についてのみＶ_GS、Ｌ_DS、Ｖ
_Bを決定し、その値を全ての色について適用しても構わ
ない。

【００６２】◎再設定制御 一方、コピージョブがスタートすると、やはり２０コピ
ー毎に再設定モードが実行され、Ｃ_in＝３０％、５０％
の二種類の基準パッチが感光体ドラム２０上に形成され
る。コントローラ７４はこれら基準パッチの出力濃度と
基準濃度との濃度差を算出した後、以下に示す表５から
Ｃ_in＝３０％の濃度差を用いて新たな現像バイアス電位
ＶＢを決定する一方、Ｃ_in＝５０％の濃度差を用いて新
たな目標暗電位Ｖ_HS、目標露光部電位Ｖ_LSを決定する。

【００６３】

【表５】

【００６４】そして、コントローラ７４はこの新たに選
択された目標暗電位Ｖ_HS、目標露光部電位Ｖ_LSを実現す
るために初期設定モードと同様の方法によって帯電器２
１のグリッド電位Ｖ_GS、ＲＯＳ２２８のレーザ光量Ｌ_DS
を決定し、決定したならばグリッド電位Ｖ_GSを帯電器制
御部７５へ、レーザ光量Ｌ_DSをレーザ光量制御部７８
へ、現像バイアス電位Ｖ_Bを現像バイアス制御部７６へ
夫々設定する。これにより再設定モードは終了する。

【００６５】この実施例においても、初期設定制御では
画像面積率の異なる複数の基準パッチを形成し、各画像
面積率における濃度差に基づいて感光体ドラム２０の帯
電電位やＲＯＳ２２８による露光量等の作像条件を決定
しているので、その時の温度、湿度等の環境に応じて画
像濃度を精度良く制御することができる一方、再設定制
御では画像面積率３０％及び５０％の基準パッチのみを
形成して初期設定制御で決定された作像条件を補正して
いるので、コピージョブの中断時間を可及的に短く抑え
つつ画像濃度の変動を防止することができる。

【００６６】尚、この再設定モードでＣ_in＝３０％の濃
度差を用いて現像バイアス電位Ｖ_Bを補正するのは、記
録画像の再現性のうち低濃度部のそれがＶ_HS〜Ｖ_Bの電
位差に大きな影響を受けるからであり、また、Ｃ_in＝５
０％の濃度差を用いて目標暗電位Ｖ_HS及び目標露光部電
位Ｖ_LSを補正するのは、高濃度部の再現性がＶ_HS〜Ｖ _LS
の電位差に大きな影響を受けるからである。

【００６７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の画像
濃度制御方法及びその装置によれば、一連の記録画像の
形成動作の開始前では、入力濃度の異なる複数の基準パ
ッチを像担持体上に形成することで、作像条件をそのと
きの環境や画像形成装置の状態に応じて精度良く補正す
ることができる一方、画像形成動作の合間では、画像形
成動作の開始前よりも少ない数の基準パッチのみ形成す
ることで、既に最適に補正されていた作像条件に対して
画像形成装置の状態変化に応じて適宜修整を加えること
ができるので、コピージョブあるいはプリントジョブに
おいてはその最初から最後まで画像濃度を精度良く制御
することができると共に、係るジョブの中断時間を可及
的に短く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像濃度制御方法が適用されるカラ
ー複写機を示す概略構成図である。

【図２】 実施例に係るカラー複写機の制御系を示すブ
ロック図である。

【図３】 実施例に係る比較器の作用を示す説明図であ
る。

【図４】 本発明の画像濃度制御方法の第一実施例にお
いて初期設定制御で決定された入力階調数の補正値を示
すグラフである。

【図５】 第一実施例において決定された入力階調数の
補正データを示すものであり、実線は初期設定制御で決
定した補正データを、破線は再設定モードで決定した補
正データを示すものである。

【図６】 本発明の画像濃度制御方法の第三実施例にお
いて、帯電器のグリッド電位、ＲＯＳのレーザ光量を決
定するためのプログラムを示すフローチャートである。

【符号の説明】

２０…感光体ドラム、２７…電位計、２８…光センサ、
７４…コントローラ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−11645（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−198973（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−267953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−86353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−208368（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−95406（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−84426（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−267273（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−137346（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 15/04 G03G 15/043 G03G 21/00 370 - 512

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号の入力濃度に応じた出力濃度の
   記録画像を像担持体上に形成する作像手段を備えた画像
   形成装置における画像濃度制御方法であって、 一連の記録画像形成動作の開始前に入力濃度の異なる複
   数の基準パッチを上記作像手段に形成させると共に、像
   担持体上におけるこれら基準パッチの出力濃度を測定す
   る第一工程と、前工程の測定結果から各基準パッチの入
   出力における濃度差を算出し、これら算出値に基づいて
   記録画像の形成に係る作像条件を補正する第二工程と、
   記録画像の形成動作の合間に第一工程よりも少ない基準
   パッチを上記作像手段に形成させ、像担持体上における
   その出力濃度を測定する第三工程と、前工程で形成され
   た基準パッチの入出力における濃度差を算出し、この算
   出値に基づいて第二工程で補正された作像条件を再補正
   する第四工程とからなることを特徴とする画像濃度制御
   方法。
2. 【請求項２】 上記第二工程において補正される作像条
   件が画像信号であり、算出した各基準パッチの入出力濃
   度差から所望の出力濃度に対する画像信号の補正値を決
   定することを特徴とする請求項１記載の画像濃度制御方
   法。
3. 【請求項３】 画像信号の補正値の決定は、各基準パッ
   チの入力濃度における補正値を決定した後、これら補正
   値のうちから互いに隣接する入力濃度の補正値を用い、
   当該入力濃度間の補間値を一次近似により演算すること
   を特徴とする請求項２記載の画像濃度制御方法。
4. 【請求項４】 画像信号の入力濃度に応じた出力濃度の
   記録画像を像担持体上に形成する作像手段を備えた画像
   形成装置の画像濃度制御装置であって、 一連の記録画像形成動作の開始前に入力濃度の異なる複
   数の基準パッチを上記作像手段に形成させ、像担持体上
   におけるこれら基準パッチの出力濃度を濃度検出センサ
   に測定させる初期設定モード実行手段と、画像形成動作
   の合間に上記初期設定モードよりも少ない基準パッチを
   上記作像手段に形成させ、像担持体上におけるその出力
   濃度を濃度検出センサに測定させる再設定モード実行手
   段と、上記初期設定モードの測定結果から各基準パッチ
   の入出力における濃度差を算出し、この算出値に基づい
   て記録画像の形成に係る作像条件の補正値を決定する一
   方、上記再設定モードで形成された基準パッチの入出力
   における濃度差を算出し、この算出値に基づいて上記補
   正値を再補正する補正値演算手段と、この補正値演算手
   段によって得られた最新の補正値を用いて記録画像の形
   成に係る作像条件を補正する濃度補正手段とを備えたこ
   とを特徴とする画像濃度制御装置。
5. 【請求項５】 上記濃度補正手段において補正される作
   像条件が画像信号であり、上記補正値演算手段は算出し
   た各基準パッチの入出力濃度差から所望の出力濃度に対
   する画像信号の補正値を決定することを特徴とする請求
   項４記載の画像濃度制御装置。
6. 【請求項６】 上記補正値演算手段における画像信号の
   補正値の決定は、各基準パッチの入力濃度における補正
   値を決定し、これら補正値のうちから互いに隣接する入
   力濃度の補正値を用いてこれら入力濃度間の補間値を一
   次近似により演算することを特徴とする請求項５記載の
   画像濃度制御装置。