JPH05188707A

JPH05188707A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05188707A
Application number: JP4001188A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kamiya; 裕二神谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真技術を使用した画像形成装置におい
て、画像領域を複数のセグメントに分割したときに、各
セグメントの境界で余計なスジが生じるのを防止する。【構成】感光体ドラム２に現像されたトナー像を転写
材に転写し、定着器８で熱圧着して排紙する。その際、
センサ１００により感光体ドラム２上の潜像電位を測定
し、その測定値を制御・演算処理部１０２に送る。そし
て、この制御・演算処理部１０２でコピー濃度の補正量
を演算してレーザ２１を制御するが、この時、画像領域
を複数に分割した各セグメントのコピー濃度をそのセグ
メント及び隣接するセグメントのセンサ１００の測定値
に基づいて補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を使用し
た複写機，印刷機，ファクシミリ，プリンタ等の画像形
成装置、特に画像階調性の長期安定化を図ったデジタル
式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術を用いた画像形成装置にお
いて、原稿にハーフトーンが多くある場合、濃度ムラが
発生し易くなる。そこで、ムラの少ないコピー画像を得
ることを目的として、画像領域を感光体（像担持体）の
駆動方向あるいはそれと垂直な方向に区切り、その分割
された各セグメント毎に一つの補正テーブルを設けて、
セグメント内で最適な補正をすることが提案されてい
る。

【０００３】すなわち、感光体上あるいは転写材上の任
意の画像電位量あるいはトナー濃度量を読み取るセンサ
を設け、潜像形成用，転写用等の各種電極及び感光体の
汚れ，劣化，現像器のトナー劣化，コート量の不良等の
画像悪化要因による濃度ムラを検知することが知られて
いる。そして、画像領域を複数のセグメントに分割し、
各セグメント毎に補正テーブルを用意し、センサで検知
した画像測定信号を演算器で処理して補正量を決定し、
原稿信号に応じた補正をコピー毎に行って濃度ムラを低
減させることが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像形成装置にあっては、各セグメント間
で補正量に大きな差があると、隣合うセグメントの境界
で濃度差が生じ、余計なスジが生じるという問題点があ
った。

【０００５】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、隣合うセグメント間で補正量の調整がで
き、余計なスジが生じることのない画像形成装置を得る
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、静電潜像が形成される感光体と、形成された静電潜
像をトナーにより現像する現像手段と、この感光体上の
トナーを転写材に転写する転写手段を有する画像形成装
置において、前記感光体上の潜像形成領域を複数のセグ
メントに分割したときの各セグメント毎の電位または同
セグメント毎の転写材のトナー濃度を検知させるセンサ
と、各セグメントのコピー濃度をそのセグメント及び隣
接するセグメントの前記センサの測定値に基づいて補正
する補正手段とを備えたものである。

【０００７】また、前記補正手段は、補正するセグメン
トの補正量をセンサの測定値に従って演算した後、隣接
するセグメントの補正量を演算した結果と合わせて任意
のセグメントの補正量を決定するようにしたものであ
る。

【０００８】

【作用】本発明の画像形成装置においては、センサによ
り感光体上の各セグメント毎の電位あるいは転写材のト
ナー濃度が検知される。そして、補正手段により各セグ
メントのコピー濃度がそのセグメント及び隣接するセグ
メントのセンサの測定値に基づいて補正される。

【０００９】

【実施例】

〔実施例１〕図１は本発明の一実施例による画像形成装
置の概略を示す構成図である。図において、１は複写
機，印刷機，ファクシミリ，プリンタ等で共有のデジタ
ル式電子写真技術を使用した転写材プリンタ部本体、２
は静電潜像が形成される感光体ドラムで、この感光体ド
ラム２の周囲に除電器３，一次帯電器４，現像器５，転
写分離帯電器６及びクリーナ７が配置されている。そし
て、感光体ドラム２上に帯電，現像されたトナー像を転
写材デッキ９より搬入された転写材上に帯電器６により
転写するように構成されている。

【００１０】また、上記トナーが転写された転写材は、
搬送ベルト１０により定着器８に送られ、ここでトナー
が熱圧着されて排紙トレイ１１上に送出されるようにな
っている。

【００１１】一方、半導体レーザ２１から発射されたレ
ーザ光はポリゴンモータ２２に直結されたポリゴンミラ
ー２３により走査され、結像レンズ２４により光線が等
間隔になるように補正された後、反射ミラー２５により
その潜像画像が感光体ドラム２に照射される。図２はこ
れらの潜像光学系の概略を示したもので、半導体レーザ
２１を発したレーザ光が感光体ドラム２に走査される様
子が示されている。

【００１２】また、本発明による補正を実現するための
手段として、１００〜１０３の電装部品が設けられてい
る。すなわち、１００は感光体ドラム２上の画像領域
（静電潜像領域）を複数のセグメントに分割したときの
各セグメント毎の電位を検知するドラム軸方向検知セン
サで、センサ制御・読取部１０３により駆動，補償が制
御される。１０１は原稿を読み取るスキャナ部とプリン
タ間のスキャナ・プリンタ間インターフェース、１０２
は上記検知センサ１００の測定値に基づいてコピー濃度
を補正する補正手段を構成している制御・演算処理部
で、各セグメントのコピー濃度をそのセグメント及び隣
接するセグメントの検知センサ１００の測定値に基づい
て補正し、また補正するセグメントの補正量を検知セン
サ１００の測定値に従って演算した後、隣接するセグメ
ントの補正量を演算した結果と合わせて任意のセグメン
トの補正量を決定する。

【００１３】ここで、数千枚または数時間おきの測定モ
ードにおいては、上記ドラム軸方向検知センサ１００が
ドラム２上を移動走査して潜像電位量を測定し、センサ
制御・読取部１０３を通して測定値を制御・演算処理部
１０２に送る。この制御・演算処理部１０２は、測定終
了後直ちに補正量を演算して記憶する。そして、通常の
コピー時には、原稿を読み取ったスキャナ部からの信号
をスキャナ・プリンタ間インターフェース１０１を通し
て受信し、この値を制御・演算処理部１０２に送り、濃
度の変換，反転，トリム，マスク，フィルタといった画
像の加工を実行した後、上述の補正量によりデータの変
換を行った後、半導体レーザ２１に出力する。

【００１４】なお、上記検知センサ１００は移動走査型
に限定せず、複数のセンサ素子をもつラインセンサを用
いてもよい。また、レーザ光潜像後だけにも限定せず、
各セグメント毎の現像後のトナー濃度や、クリーニング
前の転写残留トナー濃度や、搬送ベルト１０上の転写材
トナー濃度や、定着後の転写材コピー画像を読み取るセ
ンサ素子、あるいはＣＣＤであってもよい。

【００１５】図３は制御・演算処理部１０２をさらに細
分化した詳細構成を示すブロック図である。ＣＰＵある
いはＭＰＵもしくはＤＳＰと呼ばれる中央演算処理装置
１０４がこの制御・演算処理部１０２の中心部品であ
り、プログラム用ＲＯＭ１０５内に実行すべきプログラ
ムが書き込まれている。１０６〜１０９は読み込み・書
込みが可能なＲＡＭで、センサ１００からの測定値を一
時記憶するセンサ測定値用ＲＡＭ１０６と、この測定値
からセグメント内の最適化を図るための補正テーブルを
記憶するＲＡＭ１０７と、スキャナからの原稿画像デー
タを記憶するＣＣＤデータラインバッファ１０８と、中
央演算処理装置１０４がプログラムを実行する上で使用
するプログラム用ＲＡＭ１０９より構成されている。

【００１６】そして、スキャナ・プリンタ間インターフ
ェース１０１及びセンサ制御・読取部１０３と半導体レ
ーザ２１との間の信号送受信のために、Ｉ／Ｏ部１１０
とドライバ・コントローラ１１１が中央演算処理装置１
０４とデータバスにより連結されている。

【００１７】また、スキャナ部から送られるデータを、
ＣＣＤデータラインバッファ１０８に高速転送するた
め、ＤＭＡコントローラ１１２がＲＡＭとＩ／Ｏ部１１
０とに接続され、バッファ１０８に読み込む場合は、Ｉ
／Ｏ部１１０からデータを直接読み込み、中央演算処理
装置１０４を介さずに転送し、半導体レーザ２１に送信
する場合は、逆にバッファ１０８からＩ／Ｏ部１１０に
直接転送するようになっている。

【００１８】ここで、本実施例では感光体ドラム２に対
し、軸方向即ち回転方向に垂直な方向のドラム有効画像
領域を３００個のセグメントに分割している。これは、
ドラム上有効画像領域が約３００mmのためであり、１セ
グメントの分割長さは約１mmに相当している。この１mm
という長さは、一様ハーフトーンの原稿をコピーしたと
きの濃度ムラによりスジが１mm以下であることが少な
く、任意の１mm間隔内では濃度ムラのばらつきが少ない
という経験値から決定している。また、本実施例で用い
たドラム上電位測定用のセンサ１００の分解能にほぼ等
しく、さらに、センサ１００をドラム軸方向に走査する
ための精度，補正量テーブルの大きさ，中央演算処理装
置１０４の時間的負担も考慮に入れて決定している。

【００１９】また、本実施例では、原稿画像信号とレー
ザ出力信号とセンサ測定信号を１画素（ドット）８ビッ
トのデータ（２５６階調）で扱い、原稿画像の解像度４
００ｄｐｉで受信し、レーザ出力信号も解像度４００ｄ
ｐｉで送信している。したがって、センサ測定値用ＲＡ
Ｍ１０６は（３００×８×３×１）バイトを必要として
いる。ここで、（×８×３）はセンサ測定時において、
８階調濃度の画像を１階調３回形成し、合計２４回測定
を繰り返すからである。また、補正量テーブルＲＡＭ１
０７は（３００×２５６×１）バイトの容量である。こ
こで、（×２５６）は１セグメントの補正量テーブルの
大きさを示している。同様に、ＣＣＤデータラインバッ
ファ１０８は（４８００×１６×１）バイトの容量を必
要としている。ここで、（４８００）という値は、ドラ
ム有効画像領域約３００mmを４００ｄｐｉで構成するた
め、１ライン内の画素数を示している。また（×１６）
はＣＣＤデータラインバッファ１０８がＬＩＦＯ形の構
成をして、画像加工用に１６ライン分の領域を確保して
いるからである。

【００２０】次に、図４〜図７のフローチャートにより
具体的な動作について説明する。

【００２１】図４は補正量決定（ＰＲ１）のメインプロ
グラムの動作を示すフローチャートであり、補正枚数に
達するかまたは不図示の任意時間に達するかの判断（Ｐ
Ｒ２）により、測定モード（ＰＲ３）を実行するかある
いは通常モード（ＰＲ４）へ移行するか否かに分岐す
る。そして、測定モード（ＰＲ３）は図５に示すよう
に、まずドラム２上に１階調のハーフトーン（ＨＴ）画
像を形成し（ＰＲ５）、センサ１００を駆動してドラム
２上の潜像状態を検知して（ＰＲ６）、読み取り値の補
償を行い（ＰＲ７）、測定値ＲＡＭへ書き込む（ＰＲ
９）。この時、１階調につき３回測定し、その測定値を
平均した後（ＰＲ８）、測定値ＲＡＭへ保存する（ＰＲ
９）。そして、これらの動作を８階調分繰り返す。な
お、８階調分の測定を合計３回実行してもよい。次に、
補正量の演算とＲＡＭへの書き込みを実行し（ＰＲ１
０）、元に戻る（リターン）。

【００２２】図６は上記補正量の演算とＲＡＭへの書き
込み動作を示すフローチャートである。ここでは、まず
測定値の重み平均処理を実施する（ＰＲ１１）。そし
て、任意セグメントに対し、その前後のセグメント２個
ずつ計５個のセグメントを考慮に入れて、重さ関数を
１：１：４：１：１とする。この重さ関数は、セグメン
ト間濃度ムラの補正能力が実験的に認められるため採用
している。また、各重さとその和が２ⁿ （ｎは整数）で
表現でき、中央演算処理装置１０４での計算でシフト命
令の多用により重み平均処理が実現できるため、処理が
高速にできる利点がある。なお、画像両端付近では、セ
グメントの前後が欠けたり、無くなるため、重さの和は
２ⁿ ではなくなる。

【００２３】その後、８階調の測定値から、センシトメ
トリーを使用して補正量を計算する（ＰＲ１２）。ここ
で、センシトメトリーとは、原稿濃度−ＣＣＤ読み取り
値（スキャナ特性），ＣＣＤ読み取り値−レーザ出力値
（補正量テーブル），レーザ出力値−コピー濃度（プリ
ンタ特性），原稿濃度−コピー濃度（原稿コピー特性）
の四つ事象の関係を示した対応図もしくはテーブルであ
る。そして、セグメント毎に異なるプリンタ特性に変化
しても、理想の原稿コピー特性を実現するようにセグメ
ント毎に異なる補正量テーブルを作成し、プリンタ特性
のずれを補っている。

【００２４】図７はコピー時（ＰＲ２０）の補正動作を
示すフローチャートである。まず濃度の変換やネガ・ポ
ジ処理，マスク処理，フィルタ処理等、画像の加工処理
が実行される（ＰＲ２１）。次に、スキャナ部からの原
稿信号がインターフェース１０１を通して読み込まれ、
ＣＣＤデータラインバッファ１０８に書き込まれる（Ｐ
Ｒ２２）。そして、測定モードで調査した補正量テーブ
ルによりレーザ出力値を変換後（ＰＲ２３）レーザ２１
に出力する（ＰＲ２４）。

【００２５】このように、ＣＣＤデータラインバッファ
１０８からの原稿画像信号を画像の加工処理のみではな
く、プリンタ特性を補正するように、信号のそのものを
セグメント毎に補正変換してレーザに出力し、結果とし
て理想的な原稿コピー特性を実現している。そして、本
実施例では、補正量テーブルは１セグメントのみのセン
サー測定値ではなく、近隣の数セグメントも含めて算出
している。

【００２６】図８は本発明による補正の効果を示したも
のである。横軸をドラム軸方向にとり、目盛りは１セグ
メントの長さである１mmにし、縦軸はハーフトーン濃度
をもつ原稿をコピーしたときのコピー紙の精密濃度計に
よる出力値を示している。図では、４階調のハーフトー
ン濃度について示している。まず、図８の（ａ）では、
ドラム軸方向にプリンタ特性が変動して、１階調ハーフ
トーンをコピーしても濃度がばらついていることを示し
ている。そして、従来の方法であるセグメント毎の１対
１補正を実施すると、図８の（ｂ）に示すように、全体
の濃度は均一になるものの、セグメント間の境界におい
て濃度の段差，ずれを生じ、ドラム回転方向のすじムラ
を引き起こすようになる。そこで、近隣のセグメントを
考慮した本実施例の補正とすると、図８の（ｃ）に示す
ように、セグメント間のすじムラが減少していることが
わかる。

【００２７】〔実施例２〕上述の実施例１では、センサ
１００による測定値を重み平均処理をした後に補正量テ
ーブルを作成しているが、他の実施例としてセグメント
から補正量テーブルを１対１で計算した後に重み計算処
理を実行し、補正量の変化を滑らかにするようにしても
よい。この補正量の演算とＲＡＭへの書き込み（ＰＲ１
０）についての動作フローチャートを図９に示す。セン
シトメトリーにより注目しているセグメント内測定値の
みを使用し、このセグメントでの補正量を計算（ＰＲ１
２）した後、１：：１：４：１：１の重み平均処理で実
行補正量を算出している（ＰＲ１１）。このような補正
方法によっても、実施例１と同様の補正効果がある。

【００２８】〔実施例３〕実施例１及び実施例２では、
センサ測定回数が３００回で、かつセグメントの個数も
３００個であり、また測定ピッチと補正間隔が同じであ
る必要がある。しかし、補正量のスムージングによるセ
グメント間の濃度ムラの解消が本発明の目的であるの
で、測定ピッチを補正間隔より長くとれば測定回数やメ
モリの減少も兼ね備えることになる。具体的には、測定
ピッチを補正間隔の２倍にとり、実施例１及び実施例２
で必要であった３００回のセンサ測定回数を１５１回の
約半分にしている（図５のＰＲ６，７，８参照）。

【００２９】図１０はその動作を示したもので、センサ
１００の測定ピッチは２mmとし、実施例２のように一旦
センシトメトリーより１５１個の補正量テーブルを求め
る（ＰＲ１２）。次に、各補正量テーブルの間を補間し
て、３００個の補正量テーブルができあがる（ＰＲ１
３）。この補正量の補間計算処理では、センサ１００か
らのプリンタ特性の情報が実施例１，２に比べ半減して
いるため、細かな濃度ムラを補正することよりも、補正
後のセグメント間濃度ずれを減少し、測定や演算の時間
の短縮とメモリの短縮に重点をおいた方法となる。な
お、実施例１，２，３によるセンサ測定とセグメントと
の関係を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】補正量のセグメント別による補正は、コピ
ー画像全体として見ると、濃度ムラの少ない画像が得ら
れるが、二つのセグメント間で補正量に大きな差がある
と、隣合うセグメントの境界において濃度差が生じ、余
計なスジをつくるという問題を抱えていた。そこで、本
発明で実施しているように、隣接した２個または近接の
数セグメント内の測定値あるいは１対１対応の補正量を
使って滑らかな補正量を算出することで、余計なスジを
生じない補正を実現できるようになる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数に
分割した各セグメントのコピー濃度を、そのセグメント
及び隣接するセグメントのセンサの測定感光体電位もし
くは測定トナー濃度に基づいて補正するようにしたた
め、隣合うセグメント間で補正量を調整することがで
き、余計なスジが生じることがないという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像形成装置の概略
構成図

【図２】図１の潜像光学系の概略構成図

【図３】図１の制御・演算処理部の詳細構成を示すブ
ロック図

【図４】一実施例の補正量決定の動作を示すフローチ
ャート

【図５】図４の測定モードの動作を示すフローチャー
ト

【図６】図５の補正量の演算とＲＡＭへの書き込み動
作を示すフローチャート

【図７】一実施例のコピー時の補正動作を示すフロー
チャート

【図８】本発明による効果を示す濃度分布図

【図９】本発明の他の実施例を示すフローチャート

【図１０】本発明の他の実施例を示すフローチャート

【符号の説明】

２感光体ドラム１００ドラム軸方向検知センサ１０２制御・演算処理部（補正手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される感光体と、形成さ
れた静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、この
感光体上のトナーを転写材に転写する転写手段を有する
画像形成装置において、前記感光体上の潜像形成領域を
複数のセグメントに分割したときの各セグメント毎の電
位または同セグメント毎の転写材のトナー濃度を検知す
るセンサと、各セグメントのコピー濃度をそのセグメン
ト及び隣接するセグメントの前記センサの測定値に基づ
いて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記補正手段は、補正するセグメントの
補正量をセンサの測定値に従って演算した後、隣接する
セグメントの補正量を演算した結果と合わせて任意のセ
グメントの補正量を決定することを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置。