JPH06118759A

JPH06118759A - 画像安定化法

Info

Publication number: JPH06118759A
Application number: JP4265871A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kinoshita; 健木下; Takanobu Yamada; 孝信山田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1994-04-28
Also published as: US5404203A

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真プロセスを用いた作像装置において
高精度の画像安定化が可能な画像安定化法を提供する。【構成】電子写真プロセスによる作像装置において、
所定の基準帯電電位で帯電された感光体上に所定の基準
発光量で形成された潜像パターンの表面電位を検出し、
検出値から基準帯電電位を補正する。補正された基準帯
電電位で帯電された感光体上へ所定の複数の発光量にて
潜像パターンを作成し、その電位を検出し、複数の発光
量と検出電位の関係を直接に求め、上記の複数の発光量
の中から、所定の狙いの電位に最も近い検出電位が得ら
れた発光量を選択する。こうして補正された帯電電位と
選択された発光量を基に自動濃度制御のための基準トナ
ー像が作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスによ
る画像形成装置における画像再現の安定化に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真プロセスに用いる感光
体には、環境、耐刷による静電特性の変動および感光体
個々の静電特性のばらつきがある。特にカラー画像にお
いては、これらの静電特性の変動が色の再現性、バラン
スおよび低濃度部の再現性に大きな影響を及ぼす。そこ
で、画像再現の安定化のために、画像再現の前に、画像
濃度を安定的に良好な状態で維持する自動濃度制御（Ａ
ＩＤＣ）が行われている。このＡＩＤＣ動作では、基準
トナー像が、所定の表面電圧と所定の光量で感光体上に
ハーフトーン静電潜像パターンを形成しトナーで現像し
て作成され、そのパターンのトナー濃度を測定する。そ
して、そのトナー濃度を基に最大光量、表面電圧、階調
特性などの画像再現時の作像条件を調整する。さらに、
画像再現時の作像条件の調整の精度向上のために、ＡＩ
ＤＣ動作前に、感光体に潜像パターンを作成し、その電
位を測定し、その結果に基づいてＡＩＤＣ動作時の潜像
パターンの作像条件の調整が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＡＩＤＣ動作前に表面
電位補正や光量補正を行ってＡＩＤＣ動作時の作像条件
を調整する場合、まず被露光部の表面電位（暗部電位）
を補正し、その後に感光体上を基準光量にて露光し、露
光部の電位（明部電位）を検出し、その検出電位によっ
て、前もって作成された検出電位と光量との関係より最
大光量を設定する方法がある。たとえば、本出願人によ
る特願平４−１２６４８０号に記載された複写機では、
作像に先立って、感光体を帯電する帯電チャージャの基
準グリッド電位で帯電された感光体の表面電位を検出
し、その検出電位から表面電位補正量を求め、さらに、
基準光量を照射したときの表面電位を検出し、前もって
定めた表面電位と光量との関係から補正最大光量を決定
する。その後、それら補正後のグリッド電位と所定の光
量レベルを用いたＡＩＤＣ動作で基準トナー像を形成
し、その濃度から、画像再現時の帯電チャージャのグリ
ッド電位，現像器の現像バイアス電位，および、階調補
正特性を決定している。その後、コピーが行われる。こ
のようなＡＩＤＣ動作における潜像パターン作像条件の
補正により、ＡＩＤＣ動作の精度が向上し、感光体の環
境や耐刷による感度変化を、ある範囲までは補正でき
る。この方法では、コピー前の立ち上げ時間を短くする
ために、ＡＩＤＣ動作前に、ある１つの光量で作成した
基準パターンの電位を検出する。したがって、検出時間
が短く、コピー前の動作時間が長くならないという長所
がある。しかし、この方法は、条件によって補正がずれ
るという問題がある。たとえば、環境変動（高湿時な
ど）により、帯電チャージャのグリッド電位レベルが、
ＡＩＤＣ動作後に、初期補正後のグリッド電位レベルに
対して大きくずれた場合、感光体の静電特性、グリッド
電圧精度などにより、ＡＩＤＣ動作にて選択した（狙っ
た）表面電位が得られない。また、マルチコピー時に、
感光体の電位（特に光を照射したときの表面電位）が帯
電と除電の繰り返しにより変動する。この電位変動の対
策として、像間部で表面電位検出と補正を行っても、実
際にコピーするときの電位と、電位変動を補正するため
の電位が異なるため、補正精度が低下しやすい。ＡＩＤ
Ｃ動作を精度よく行うためには、基準トナー像を形成す
るときの暗部電位と明部電位をどのような条件下でも一
定にし、現像電圧を一定にする必要がある。

【０００４】本発明の目的は、電子写真プロセスを用い
た作像装置において高精度の画像安定化が可能な画像安
定化法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像安定化
法では、電子写真プロセスによる作像装置において、所
定の基準帯電電位で帯電された感光体の表面電位を検出
し、検出された表面電位から所定の関係より狙いの暗部
電位を生じるように基準帯電電位を補正する。次に、補
正された基準帯電電位で帯電された感光体を所定の複数
の光量で照射して複数の潜像パターンを作成し、各潜像
パターンの表面電位を検出する。そして、上記の検出さ
れた表面電位の中で狙いの明部電位に最も近い電位を生
じた照射光量を選択し、この選択された照射光量に対応
する最大光量を決定する。次に、補正された基準帯電電
位で帯電された感光体を、上記の最大光量の下での所定
の発光レベルの光量で照射し現像して基準トナー像を作
成し、基準トナー像の濃度を検出し、この検出濃度に対
応した画像再現の作像条件を設定する。好ましくは、上
記の複数の照射光量と表面電位の関係が既に求められて
いる場合に、上記の補正された基準帯電電位で帯電され
た感光体に上記の選択された照射光量にて潜像パターン
を作成し、この潜像パターンの表面電位を検出する。そ
して、上記の複数の照射光量と検出電位の関係を参照し
て、今回検出された表面電位が、上記の選択された照射
光量より大きい照射光量により得られている場合には、
選択された照射光量に対応して決定された最大光量を減
少し、上記の選択された照射光量より小さい照射光量に
より得られている場合には、選択された照射光量に対応
して決定された最大光量を増加する。次に、こうして決
定された最大光量を基準トナー像の作成に用いる。

【０００６】

【作用】電子写真プロセスによる作像装置において、Ａ
ＩＤＣ動作による画像再現の作像条件の調整の前に、Ａ
ＩＤＣ動作における基準パターンの作像条件が補正され
る。すなわち、まず、所定の基準帯電電位で帯電された
感光体上に所定の基準発光量で形成された潜像パターン
の表面電位を電位センサにより検出し、あらかじめ求め
られている関係を基に検出値から基準帯電電位を補正す
る。これにより暗部電位の補正が行われる。次に、この
補正された基準帯電電位で帯電された感光体上に、複数
の光量で照射した潜像パターンの表面電位を検出し、光
量とそれに対する明部電位の関係を求める。こうして、
照射光量とその照射後の表面電位の関係が直接に確認さ
れる。この関係を基に、狙いの表面電位に最も近い光量
を、ＡＩＤＣ作像時の最適の発光量として選択できる。
これにより感光体の露光特性が補正される。ＡＩＤＣ動
作は、この補正された基準帯電電位と選択された発光量
を用いて従来のように行われる。好ましくは、複数の照
射光量と明部電位との関係（光量と表面電位のテーブ
ル）が求められている場合には、この関係を利用して補
正を簡単に行う。すなわち、先に選択された光量でのみ
潜像パターンを生成し、その潜像パターンの明部電位を
測定する。そして、選択された照射光量での今回の検出
電位が、前回の検出電位より低い場合には最大光量を小
さくし、前回の検出電位より大きい場合には最大光量を
大きくする。その光量変化の大きさは、複数の照射光量
と明部電位との関係を参照して決められる。

【０００７】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
を説明する。（ａ)デジタルカラー複写機の構成図１は、本発明の実施例に係るデジタルカラー複写機の
全体構成を示す。デジタルカラー複写機は、原稿画像を
読み取るイメージリーダ部１００と、イメージリーダ部
で読み取った画像を再現する複写部２００とに大きく分
けられる。イメージリーダ部１００において、スキャナ
１０は、原稿を照射する露光ランプ１２と、原稿からの
反射光を集光するロッドレンズアレー１３、及び集光さ
れた光を電気信号に変換する密着型のＣＣＤカラーイメ
ージセンサ１４を備えている。スキャナ１０は、原稿読
取時にはモータ１１により駆動されて、矢印の方向（副
走査方向）に移動し、プラテン１５上に載置された原稿
を走査する。露光ランプ１２で照射された原稿面の画像
は、イメージセンサ１４で光電変換される。イメージセ
ンサ１４により得られたＲ,Ｇ,Ｂの３色の多値電気信号
は、読取信号処理部２０により、イエロー(Ｙ)、マゼン
タ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)のいずれかの８ビッ
トの階調データに変換され、同期用バッファメモリ３０
に記憶される。

【０００８】次いで、複写部２００において、プリント
ヘッド部３１は、入力される階調データに対して感光体
の階調特性に応じた階調補正(γ補正)を行った後、補正
後の画像データをＤ／Ａ変換してレーザダイオード駆動
信号を生成して、この駆動信号により半導体レーザ２６
４（図３参照）を発光させる。階調データに対応してプ
リントヘッド部３１から発生されるレーザビームは、反
射鏡３７を介して、回転駆動される感光体ドラム４１を
露光する。感光体ドラム４１は、１複写ごとに露光を受
ける前にイレーサランプ４２で照射され、帯電チャージ
ャ４３により一様に帯電されている。この状態で露光を
うけると、感光体ドラム４１上に原稿の静電潜像が形成
される。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナ
ー現像器４５a〜４５dのうちいずれか一つだけが選択さ
れ、感光体ドラム４１上の静電潜像を現像する。次に、
転写前イレーサランプ５５によって感光体上の電荷を消
した後に、現像されたトナー像は、転写チャージャ４６
により、転写ドラム５１上に巻きつけられた複写紙に転
写される。

【０００９】この印字過程は、イエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色につ
いて繰り返して行われる。このとき、感光体ドラム４１
と転写ドラム５１の動作に同期してスキャナ１０はスキ
ャン動作を繰り返す。その後、複写紙は、分離爪４７を
作動させることによって転写ドラム５１から分離され、
定着装置４８を通って定着され、排紙トレー４９に排紙
される。なお、複写紙は用紙カセット５０より給紙さ
れ、転写ドラム５１上のチャッキング機構５２によりそ
の先端がチャッキングされ、転写時に位置ずれが生じな
いようにしている。

【００１０】図２と図３は、実施例に係るデジタルカラ
ー複写機の制御系の全体ブロック図を示す。イメージリ
ーダ部１００は、イメージリーダ制御部１０１により制
御される。イメージリーダ制御部１０１は、プラテン１
５上の原稿の位置を示す位置検出スイッチ１０２からの
位置信号によって、ドライブＩ／Ｏ１０３を介して露光
ランプ１２を制御し、また、ドライブＩ／Ｏ１０３およ
びパラレルＩ／Ｏ１０４を介して、スキャンモータ１１
を駆動するスキャンモータドライバ１０５を制御する。
一方、イメージリーダ制御部１０１は、画像制御部１０
６とバスにより結合されている。画像制御部１０６は、
ＣＣＤカラーイメージセンサ１４および画像信号処理部
２０のそれぞれとバスで互いに接続されている。イメー
ジセンサ１４からの画像信号は、画像信号処理部２０に
入力されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの印字データが出力され
る。

【００１１】複写部２００には、複写動作一般の制御を
行うプリンタ制御部２０１が備えられる。ＣＰＵを備え
るプリンタ制御部２０１には、制御用のプログラムが格
納された制御ＲＯＭ２０２と各種データ(γ補正データ
など)が格納されたデータＲＯＭ２０３とが接続され
る。プリンタ制御部２０１は、これらＲＯＭのデータに
よってプリント動作の制御を行う。プリンタ制御部２０
１は、感光体ドラム４１の表面電位を検知する電位セン
サ４４、感光体ドラム４１の表面に付着する基準トナー
像のトナー付着量を光学的に検出するＡＩＤＣセンサ２
１０、現像器４５a〜４５d内におけるトナー濃度を検出
するＡＴＤＣセンサ２１１、温度センサ２１２および湿
度センサ２１３の各種センサからのアナログ信号が入力
される。

【００１２】プリンタ制御部２０１は、各センサ４４,
２１０〜２１３、操作パネル２２１およびデータＲＯＭ
２０３からのデータによって、制御ＲＯＭ２０２の内容
に従って、複写制御部２３１と表示パネル２３２とを制
御し、さらに、ＡＩＤＣセンサ２１０による自動、若し
くは、操作パネル２２１への入力による手動の濃度コン
トロールを行うため、パラレルＩ／Ｏ２４１およびドラ
イブＩ／Ｏ２４２を介して、帯電チャージャ４３のグリ
ッド電位Ｖ_Gを発生するＶ_G発生用高圧ユニット２４３お
よび現像器４５a〜４５dの現像バイアス電位Ｖ_Bを発生
するＶ_B発生用高圧ユニット２４４を制御する。なお、
プリンタ制御部２０１は、内部ＲＡＭを有する。プリン
タ制御部２０１は、また、イメージリーダ部１００の画
像信号処理部２０と画像データバスで接続されており、
画像データバスを介してやってくる画像濃度信号を基に
して、γ（階調補正）テーブルの格納されているデータ
ＲＯＭ２０３の内容を参照してドライブＩ／Ｏ２６１お
よびパラレルＩ／Ｏ２６２を介して半導体レーザドライ
バ２６３を制御している。半導体レーザドライバ２６３
は、半導体レーザ２６４の発光を駆動する。階調表現
は、本実施例では半導体レーザ２６４の発光強度の変調
により行う。

【００１３】(ｂ)画像信号処理図４は、プリンタ制御部２０１における画像データ処理
のブロック図である。ここで、画像信号処理部２０から
の多値画像データは、インターフェース部２５１を介し
て、ファーストイン・ファーストアウトメモリ(以下Ｆ
ＩＦＯメモリという)２５２に入力される。このＦＩＦ
Ｏメモリ２５２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１００と複写部２００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。ＦＩＦＯメモリ２５２のデータは、次にγ補正部２
５３に入力される。後で説明するように、データＲＯＭ
２０３のγ補正データがプリンタ制御部２０１によりγ
補正部２５３に送られ、γ補正部２５３は、入力データ
（ＯＤ）を補正して出力レベルをＤ／Ａ変換部２５４に
送る。Ｄ／Ａ変換部２５４で出力レベル（デジタル値）
から変換されたアナログ電圧は、次に、ゲイン切換部２
５５において、プリンタ制御部２０１からのゲイン設定
値に対応してゲイン切換信号発生回路部２５６によりス
イッチＳＷ₁〜ＳＷ₈（異なったパワーＰ₁〜Ｐ₈に対応）
を切り換えて増幅された後、ドライブＩ／Ｏ２６１を介
して半導体レーザドライバ２６３に送られ、半導体レー
ザ２６４をその値の強度で発光させる。

【００１４】一方、プリンタ制御部２０１は、発光信号
発生回路２６５に信号を送り、発光信号発生回路２６５
は、パラレルＩ／Ｏ回路を介して、クロックに基づく発
光信号を半導体レーザ駆動部２６３に送る。半導体レー
ザ駆動部２６３は、発光信号が入力されているときにの
み、ドライブＩ／Ｏ回路２６１から入力される画像信号
を出力し、半導体レーザ２６４を駆動する。なお、発光
信号発生回路２６５においてクロックのデューティ比を
切換え、画質を変えることもできる。

【００１５】ところで、中間調画像の複写においては、
階調特性を考慮しなければならない。一般に、感光体の
感光特性、トナーの特性、使用環境など種々の要因が絡
み合って、再現すべき原稿の読取濃度レベル（ＯＤ）
（以下、入力レベルともいう）とレーザ光の発光強度レ
ベル（従って再現された画像濃度レベル（ＩＤ）とは正
確には比例せず、図５の右上に図式的に示すように、本
来得られるべき特性Ａからずれた特性Ｂを示す。このよ
うな特性は、一般にγ特性（階調特性）と呼ばれ、特に
中間調画像に対する印字された再現画像の忠実度が低下
する大きな要因となっている。そこで、半導体レーザ２
６４の出力パワー（レーザエネルギともいう）Ｐについ
てγ補正部２５３であらかじめ出力特性を図５右下の露
光補正特性のように制御して比例特性Ａを実現させる。
すなわち低階調度で出力パワーを大きくし、高階調度で
出力パワーを小さくして、再現画像の濃度を階調度に比
例させるのである。なお、図５左下の感光体特性に示す
ように、半導体レーザの出力パワーＰに対応して感光体
の減衰電位Ｖ_Iは非線形的に変化する。また、トナー
は、Ｖ_I＜Ｖ_Bでは付着するが、図５の左上の現像特性に
示すように、トナー付着量も非線形的に変化する。

【００１６】（ｃ）自動画像濃度制御（ＡＩＤＣ）図６は、感光体ドラム４１の回りの帯電チャージャ４
３、現像器(たとえば４５r)などの配置を図式的に示
す。ここで、感光体ドラム４１には、帯電チャージャ４
３が対向して設置される。放電電位Ｖ_Cの帯電チャージ
ャ４３のグリッドにはグリッド電位発生ユニット２４３
により負のグリッド電位Ｖ_Gが印加される。グリッド電
位Ｖ_Gと感光体ドラムの暗部表面電位Ｖoとの関係はほぼ
Ｖo＝Ｖ_Gと見なせるので、感光体ドラム４１表面の電位
Ｖ_Oはグリッド電位Ｖ_Gにより制御できる。なお、表面電
位Ｖoは、電位センサ４４により検知される。電位セン
サ４４は、図のように、レーザー露光位置(Ａ)と現像位
置(Ｂ)の間に設けられる。また、ＡＩＤＣセンサ２１０
は、現像後の位置(Ｃ)に設定されている。トナー付着量
検出時は、転写前イレーサ５５の光がＡＩＤＣセンサ２
１０の受光部に入射するのを防止するため、転写前イレ
ーサ５５を消している。その他、感光体ドラム４１の近
辺には、上記センサ４４、２１０の他に、温度センサ２
１２が取り付けられており、機内温度のモニタを行って
いる。

【００１７】作像においては、まず、レーザ露光前にお
いて、グリッド電位発生ユニット２４３が駆動する帯電
チャージャ４３によって感光体ドラム４１には負の暗部
表面電位Ｖoが、また、現像バイアス発生ユニット２４
４により現像器４５rのローラには低電位の負の現像バ
イアス電圧Ｖ_B(｜Ｖ_B｜＜｜Ｖo｜)が与えられる。すな
わち、現像スリーブ表面電位はＶ_Bである。レーザ露光
によって感光体ドラム４１上の照射位置（Ａ）の電位が
低下して暗部表面電位Ｖoから静電潜像の減衰電位Ｖｉ
へ遷移する。減衰電位Ｖｉが現像バイアス電位Ｖ_Bより
も低電位になると、現像器４５rのスリーブ表面に運ば
れてきたトナー(負電荷を有する)が感光体ドラム４１上
に付着する。ＶoとＶ_Bの差は大きすぎても小さすぎても
よくない。トナー付着量は、現像電圧△Ｖ＝｜Ｖ_B−Ｖ
ｉ｜が大きいほど多い。一方、減衰電位Ｖｉは、同じ露
光量であっても表面電位Ｖoが変化するにつれ変る。そ
こで、ＶoとＶ_Bの差をある程度の範囲内に維持しつつ、
たとえば差をほぼ一定にしつつ、表面電位Ｖoおよび現
像バイアス電位Ｖ_Bを変化すれば、Ｖ_BとＶｉとの差が変
化するので、トナー付着量を変えることができ、濃度を
制御することができる。

【００１８】ＡＩＤＣ動作時には、後に説明するように
補正された条件で帯電された感光体上の所定領域に、補
正された基準光量で露光をうけて潜像が作成され、この
潜像を現像して得られた基準トナー像のトナー付着量
が、ＡＩＤＣセンサ２１０により光学的に検知される。
すなわち、基準トナー像に斜めから光を入射し、感光体
ドラム４１近傍に設けられたＡＩＤＣセンサ２１０によ
って、基準トナー像の正反射光と散乱反射光とを検出す
る。それぞれの検出信号はプリンタ制御部２０１に入力
され、ここで両検出信号の差Ｖ_sからトナー付着量が求
められる。このトナー付着量が、感光体ドラム４１の濃
度制御の基準となる。

【００１９】そこで、ＡＩＤＣセンサ２１０の検出値に
対応してＶo,Ｖ_Bを変化させれば、最大濃度レベルでの
トナー付着量を一定に保つ自動画像濃度制御（ＡＩＤ
Ｃ）を行うことができる。たとえば、感光体感度、相対
湿度などの環境の変化によりトナー帯電量の減衰特性が
変化するが、Ｖo,Ｖ_Bを変化させて最大濃度を自動的に
一定に保つことができる。そこで、本実施例では１つの
現像バイアス電位Ｖ_Bに１つのグリッド電位Ｖ_Gを対応さ
せ、(Ｖ_B,Ｖ_G)の設定値を、ＡＩＤＣセンサ２１０の検
出値Ｖ_sに対応した０〜１５の濃度検出レベル(ＬＢＡ)
に対応させて変化させる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】表１は、このようにして設定される（Ｖ_G,
Ｖ_B）の組のデータの例を示す。なお、表２と表３は、
Ｖ_B出力テーブルとＶ_G出力テーブルを示しており、グリ
ッド電位Ｖ_Gと現像バイアス電位Ｖ_Bは、各２０Ｖ刻みで
変化される。表１において、ＡＩＤＣセンサ２１０の検
出値は、その大きさを基に最左欄に示す０〜１５のレベ
ルに対応させられ、各レベルに対応してＶ_Bは２２０Ｖ
から２０Ｖずつ変化し最大で８２０Ｖになる。Ｖ_Gは、
Ｖ_Bより１８０Ｖ大きい値に保たれ、従って４００Ｖか
ら１０００Ｖまで変化する。なお、（Ｖ_G,Ｖ_B）の変化
量は制御の精度に対応して決めればよい。図７は、感光
体の各レベルでの電位を示す図式的なグラフである。こ
こで、Ｖ_G，Ｖo，Ｖ_Bには、最後にレベル０〜１５の添
字を付している。また、曲線は、最大光量で１ドットを
照射したときの電位の変化を示し、Ｖ_Iは、最大光量で
の減衰電位を表す。

【００２４】（ｄ）ＡＩＤＣ動作前の帯電電位と最大光
量の補正ところで、（ｃ）で説明したようにＡＩＤＣによる濃度
検出及び制御は、基準（Ｖ_G,Ｖ_B）と基準露光量によっ
て形成されたトナー像のトナー付着量を検出し、その検
出値に対応し（Ｖ_G,Ｖ_B）を変化させ付着量制御を行な
うわけであるが、このとき、基準のＶ_Gとこれに対する
表面電位Ｖoの値は感光体の環境等による感度変化、ま
たチャージャの汚れ等により変化する。そのため、同じ
Ｖ_G，Ｖ_B、露光量を与えたとしても現像電圧｜Ｖ_B−Ｖi
｜が異なってくるため、トナー付着量が変わってしまう
(図８参照)。また、環境、耐久等の影響による感度変化
からＶiは変化する。そのため、同じＶ_G，Ｖ_B、露光量
を与えたとしても｜Ｖ_B−Ｖi｜が異なってくるため、ト
ナー付着量が変わってしまう(図９参照)。当然、Ｖo,Ｖ
iともに変化したときには、｜Ｖ_B−Ｖi｜及びトナー付
着量は変わってしまう(図１０参照)。

【００２５】これらの現象のため、ＡＩＤＣセンサ２１
０によるトナー付着量検出時の前提条件である一定現像
電圧｜Ｖ_B−Ｖi｜での付着量検出が行えない。この結
果、最大濃度レベルの自動制御の精度が低くなってしま
う。これらの理由により、ＡＩＤＣセンサ２１０による
自動濃度制御を正確に行なうためには、基準トナー像を
形成するときの暗部電位Ｖoと明部電位Ｖiをどのような
条件下でも一定にする必要がある。そこで、ＡＩＤＣ動
作に先立ちＶo,Ｖiの検出及び検出値に基づくＶ_Gと最大
光量の補正を行なうことにより、ＡＩＤＣセンサ２１０
による自動濃度制御の精度を高める。以下に具体例を示
す。

【００２６】（ｄ−１）暗部電位補正まず、ＡＩＤＣセンサ２１０により基準トナー像の濃度
検出が行なわれる前に、所定Ｖ_G＝−７８０Ｖ（表３Ｎ
o．２０）で帯電した感光体の暗部電位Ｖoを電位センサ
４４により測定する。図１１は、補正前カーブが狙いの
カーブからずれているＡＩＤＣ動作前の状況の一例を示
す。その暗部電圧Ｖoが狙いのＶ_G-Ｖo特性からどれだけ
ずれているかを表面電位測定により判断し、表４のＶ_G
補正テーブルを基にＶ_Gの補正量を決定する（図１７の
フロー参照）。本実施例のＶ_Gの設定範囲(４００〜１０
００Ｖ)では、Ｖ_G-Ｖo特性は、通常は、図１２に示すよ
うにほぼ傾きを同じくしてずれが生じる。表４のＶ_G補
正量（ΔＶ_G）は、この特性変化を基に設計されてい
る。すなわち、検出された表面電位Ｖoと狙いのＶo（７
８０Ｖ）との差に対応して、傾きが同じと仮定してΔＶ
_Gが定められる。この補正の結果、図１３に示すように
暗部電位Ｖoは狙いの値に補正される。

【００２７】

【表４】

【００２８】（ｄ−２）最大光量補正先に説明したようにグリッド電位Ｖ_Gを補正し、狙いの
暗部電位Ｖoに合わせた後、次に、図１４に示すよう
に、複数の光量にて感光体ドラム４１上を照射し、得ら
れた複数の潜像パターンの電位Ｖi(明部電位)を電位セ
ンサ４４により検出する。これにより、半導体レーザ２
６４の照射光量と電位Ｖiとの関係(表６のテーブル)を
作成し、そのテーブルを基に狙いの明部電位Ｖiになる
ような光量を決定する（図１８，図１９のフロー参
照）。ここで、複数の光量とは、表５の８段階の最大光
量０.８０〜１.５０ｍＷ／ｃｍ²をそれぞれ光量レベル
２５５とした時の光量レベル６４(最大光量の１／４)で
の中間光量であり、０.２０(ＬＤ１)、０.２３(ＬＤ
２)、０.２５(ＬＤ３)、０.２８(ＬＤ４)、０.３０(Ｌ
Ｄ５)、０.３３(ＬＤ６)、０.３５(ＬＤ７)、０.３８
(ＬＤ８)ｍＷ／ｃｍ²の光量を順次感光体ドラム４１上
に照射する。ここで、上記各光量は感光体ドラム４１上
に同じ時間づつ照射され、それぞれに対して電位センサ
４４により明部電位Ｖi(Ｎ)（Ｎ＝１〜８）が読み込ま
れ、表６のような発光データ番号Ｎと検出電位Ｖi(Ｎ)
とのテーブルが作成される。

【００２９】次に、読み込まれた表６のデータＶi(Ｎ)
を順次狙い値Ｖi^*と比較し、その差ΔＶi＝｜Ｖi^*−Ｖi
(Ｎ)｜が最も小さい発光データ番号Ｎの値Ｎ^*を求め、
そのＮ^*に対応する光量レベル２５５の光量を最大光量
として設定するのである。以上のＶ_G補正と最大光量補
正により、図１５のように露光特性ＬＤＣをほぼ狙いの
カーブと同一にすることができる。その後、（ｃ）で説
明したＡＩＤＣ動作を行ない、コピー時の作像条件の調
整を行う。すなわち、基準トナー像の作成は、補正され
たグリッド電圧での感光体の帯電と、選択された発光デ
ータ番号Ｎ^*での所定のハーフトーン発光レベルでの照
射により行われる（図２０のフロー参照）。

【００３０】

【表５】

【００３１】

【表６】

【００３２】また、ここで検出された電位Ｖi(Ｎ)と発
光データ(Ｎ)の関係（表６）をメモリに記憶し、表６を
それ以降の光量補正時に用いることで、光量補正処理の
短縮化(ファーストコピー時間の短縮)ができる。本実施
例では、電源投入時のみ、前述の複数照射光量での電位
検出をさせ、その以降は、単一の照射光量での電位検出
と光量補正を行っている。すなわち、Ｖ_G補正について
は、電源投入時に（ｄ−１）で説明したのと同様の処理
を行う。次に、Ｖ_G補正後の感光体上に、前の処理によ
り求められた発光データ番号Ｎ^*の光量でのみ照射し、
その照射部分の電位Ｖiを電位センサ４４により検出す
る。次に、この検出値Ｖiから、表６より検出値Ｖiに最
も近い検出電位Ｖi(Ｎ)の発光データ番号Ｎを求める。
そして、Ｎ^*との差ΔＮを求め、Ｎ＞Ｎ^*の場合、発光量
が多い(検出電位が低い)ので、Ｎ^*よりΔＮだけ小さい
発光データ番号にし、最大光量を小さくする。Ｎ＜Ｎ^*
の場合、発光量が少ない(検出電位が高い)ので、Ｎ^*よ
りΔＮだけ大きい発光データ番号にし、最大光量を大き
くする。この最大光量の決定の後で、ＡＩＤＣ処理およ
びコピー処理を行う。

【００３３】なお、この一連の画像安定化制御は、コピ
ー毎に動作するようにしてもよい。また、コピー枚数や
時間をカウントして、所定枚数や所定時間毎に動作させ
たり、環境変動(温度、湿度)をモニターして、所定以上
変化した時に動作させるようにして、画像安定化制御の
処理回数を減らすことも可能である。これにより、消耗
品(感光体、現像剤など)の寿命を向上する。

【００３４】（ｅ）制御フローの説明図１６は、複写動作に関するメインフローチャートであ
る。まず、電源投入により、内部レジスタ、各種タイマ
などを初期設定し(Ｓ１)、メインルーチンの時間を規定
する。その後、Ｖ_G補正処理（Ｓ２、図１７参照）、光
量補正処理(Ｓ３、図１８、図１９参照）、ＡＩＤＣ処
理（Ｓ４、図２０参照）、コピー処理（Ｓ５)およびそ
の他の入力処理（Ｓ６）と出力処理(Ｓ７)を行なう。そ
してＳ２へ戻り、メインルーチンの処理を繰り返す。コ
ピー処理は、通常と同様なので説明を省略する。

【００３５】（ｅ−１）Ｖ_G補正処理図１７は、Ｖ_G補正処理（図１６Ｓ２）のフローを示
す。Ｓ１００で、操作パネル２２１でコピースイッチが
押されたか判断する。押されていれば感光体ドラム４１
を回転するメインモータを駆動し(Ｓ１０１)、メインイ
レーサ４２と転写前イレーサ５５を点灯する(Ｓ１０
２)。次に、Ｓ１０３で帯電チャージャ４３の基準グリ
ッド電圧データをセットし(表３のＮo．２０)、Ｓ１０
４でＶ_G発生ユニット２４３に帯電チャージャ４３のグ
リッド電位を発生させる。そして、Ｓ１０５にてＶo検
出許可タイマＴ１をセットし、Ｔ１タイマを更新させ
(Ｓ１０６)、Ｓ１０７にて、そのタイマが終了するのを
待ち、終了したらＴ１タイマをリセットする(Ｓ１０
８)。このＴ１タイマは、帯電チャージャ４３のグリッ
ド電位を発生してから、感光体上の電位が安定するまで
の時間である。

【００３６】次に、Ｔ１タイマが終了したら、感光体上
の電位(非露光部の暗部電位Ｖo)を電位センサ４４にて
検出する(Ｓ１０９)。検出回数が５０回となったら(Ｓ
１１０)、５０回のデータを平均し、その値を暗部電位
Ｖoとする(Ｓ１１１)。ここで、Ｓ１１２にて、Ｖ_G補正
テーブル(表４)より、求められた暗部電位Ｖoに対応し
たＶ_Gの補正量ΔＶ_Gを算出し、そのΔＶ_Gをデータ１に
格納する(Ｓ１１３)。そして、今のグリッド電位データ
にデータ１を加算し、得られた新たなグリッド電圧デー
タをセットする(Ｓ１１４)。続けて、Ｓ１１５にて第１
の発光パワーデータ(ＬＤ１)とＮ＝１(Ｎは発光データ
番号)をセットし（表５参照）、半導体レーザ２６４を
発光させる(Ｓ１１６)。その後、Ｓ１１７とＳ１１８に
て、Ｖi検出許可タイマＴ２および光量補正を許可する
光量補正処理フラグをセットし、この処理を終える。

【００３７】（ｅ−２）光量補正処理(Ｖi補正) 図１８と図１９は、光量補正（図１６Ｓ３）のフローを
示す。まず、Ｓ２０１にて、光量補正処理フラグ（図１
７Ｓ１１８）がセットされているか判断する。セットさ
れていなければ、この処理を終了する。光量補正処理フ
ラグがセットされていれば、次にＳ２０２にて第２光量
補正処理フラグのセットを判断する。セットされていれ
ば、Ｓ２２１に進む。第２光量補正処理フラグがセット
されていなければ、Ｓ２０３で第Ｎ番目の発光パワーデ
ータ(ＬＤＮ)をセットする（表５参照）。この場合は、
Ｖ_G補正処理（図１７Ｓ１１５）にてセットされている
データＬＤ１(Ｎ＝１)のパワーにて発光される。次に、
Ｖi検出許可タイマＴ２を更新させ(Ｓ２０４)、Ｓ２０
５にてＴ２タイマが終了していないと判断されると、Ｓ
２０４に戻る。Ｖi検出許可タイマＴ２が終了したら、
Ｔ２タイマをリセットする(Ｓ２０６)。このＴ２タイマ
は、発光パワーを切換えてから、感光体上の潜像が電位
センサ部位置に到達するまでの時間である。Ｔ２タイマ
が終了したら、第Ｎ番目(この場合Ｎ＝１)の発光パワー
で露光された感光体上の潜像電位(Ｖi)を電位センサ４
４にて検出する(Ｓ２０７)。検出回数が２０回となった
ら(Ｓ２０８)、２０回のデータを平均化し、その値をＶ
i(Ｎ)とし、表６のテーブルのように発光データ番号
(Ｎ)と検出値Ｖi(Ｎ)を対応させて記憶する（Ｓ２０
９）。次に、Ｓ２１０で狙いのＶi^*と求められたＶi
(Ｎ)との差の絶対値ΔＶi(Ｎ)(＝｜Ｖi^*−Ｖi(Ｎ)｜）
を求め、記憶する。

【００３８】そして、Ｓ２１１にて、発光データ番号Ｎ
を更新し、Ｓ２１２にてＮが８を越えていないと判断さ
れると、Ｓ２０３に戻り、繰り返し処理を行う。ここ
で、Ｓ２１０にて、発光データ番号Ｎが８を越えた時
は、８段階の照射光量での表面電位検出が終了したの
で、次のＳ２１１へ進み、上記の処理で求められたΔＶ
i(１)〜ΔＶi(８)の中の最小値を算出し、その最小値に
対応した発光データ番号を発光データ番号Ｎ^*として記
憶する（Ｓ２１３）。次に、発光データ番号Ｎ^*での最
大光量に相当する発光パワーをセットし(Ｓ２１４)、Ｓ
２１５〜Ｓ２１７にて、光量補正処理フラグをリセット
し、次回以降の補正のため第２光量補正処理を許可する
第２光量補正処理フラグをセットし、ＡＩＤＣ動作を許
可するＡＩＤＣ動作フラグをセットして、この光量補正
処理を終了する。以上が電源投入後、初めて、コピース
イッチが押された時の光量補正処理の説明である。この
処理により、その後の光量補正に用いる表６のような発
光データ番号(Ｎ)とその時の検出電位Ｖi(Ｎ)との関係
が得られる。

【００３９】次に、第２光量補正処理について説明す
る。コピースイッチが２回目以降に押されたときは、第
２光量補正処理フラグはセットされているので（Ｓ２０
１でＹＥＳ）、図１９のフローへ進む。Ｓ２２１にて、
第Ｎ^*番目の発光パワーをセットする。この値は、前回
の光量補正処理（Ｓ２１３）により求められた値であ
る。Ｓ２２１〜Ｓ２２７の処理は、前述のＳ２０３〜Ｓ
２０９の処理と同様であるので説明は省略する。次に、
Ｓ２２８にて、発光データ番号Ｎを１に初期化し、Ｓ２
２９にて、Ｓ２２７で記憶されたＶiと前回の光量補正
処理で求められたＶi(Ｎ)との差の絶対値を求め、その
値をΔＶ(Ｎ)として記憶する。次に、Ｓ２３０にて発光
データ番号Ｎを１つ繰り上げて、Ｎ＝８まで以上の計算
処理を繰り返す。次に、Ｓ２３１にて、Ｎが８を越えた
ら、Ｓ２３２へ進み、Ｓ２２９で記憶した８個のΔＶ
(Ｎ)の最小値を求め、最小値に対応する発光データ番号
Ｎを記憶する。次に、Ｓ２３３にて、前の処理にて求め
られたＮ^*と今回求めたＮとの差を求め、それをΔＮと
して記憶する。そしてＳ２３４にて、Ｎ＞Ｎ^*の場合、
発光量が多い(検出電位が低い)ので、Ｎ^*よりΔＮ低い
発光データ番号での発光パワーをセットし、Ｎ＞Ｎ^*の
場合、発光量が少ない(検出電位が高い)ので、Ｎ^*にΔ
Ｎを加算した発光データ番号での最大光量に相当する発
光パワーをセットする。そして、Ｓ２１７へ進み、ＡＩ
ＤＣ動作を許可するＡＩＤＣ動作フラグをセットし、こ
の処理を終了する。

【００４０】（ｅ−３）ＡＩＤＣ動作図２０は、ＡＩＤＣ動作処理（図１６Ｓ４）のフローを
示す。Ｓ３００にて、光量補正処理（図１８Ｓ２１７）
にてセットされるＡＩＤＣ動作フラグが立っているか判
断し、立っていれば、まずＡＩＤＣセンサ２１０のセン
サ感度を求める。センサ感度は、感光体との距離やセン
サ検出面の汚れにより影響を受けるため、その補正を次
の処理にて求めるものである。まずＳ３０１にて感光体
（Ｐ／Ｃ）の地肌の濃度検出を行う。ここでは、トナー
が付着していない時の感光体上をＡＩＤＣセンサ２１０
により検出する。次に、Ｓ３０２にて、シアンのベタ濃
度検出を行う。ここでは最大Ｖ_G,Ｖ_Bおよび最大光量に
て形成された潜像パターンをシアン現像剤で現像された
最大濃度パターンをＡＩＤＣセンサ２１０により検出す
る。この濃度レベルはセンサ出力が飽和するレベルであ
る。以上の処理による２つの検出値の差により、その時
のセンサ感度が得られる。

【００４１】次に、Ｓ３０３〜Ｓ３０６でシアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックの各色のハーフトーン濃度検
出を行う。ここで、Ｖ_G補正処理（図１７Ｓ１１４）で
求められたΔＶ_Gを補正したグリッド電位Ｖ_Gで感光体を
帯電させ、次に、光量補正処理（図１８Ｓ２１４，図１
９Ｓ２３４）でセットされた最大発光パワーでの所定の
ハーフトーン画像作成用の光量レベルにて感光体を露光
して、ハーフトーンの潜像パターンを形成し、この潜像
パターンを所定の現像バイアス電位Ｖ_Bで現像する。そ
して、このパターンのトナー濃度をＡＩＤＣセンサ２１
０により検出する。次に、Ｓ３０７にて、Ｓ３０３〜Ｓ
３０６で得られた各色のトナー濃度検出値に応じた作像
条件(Ｖ_G,Ｖ_B,γテーブル)のセットを表１のＡＩＤＣテ
ーブルより選択する。その後、Ｓ３０８にて、ＡＩＤＣ
動作フラグをリセットする。そして、Ｓ３０９にてコピ
ー処理を許可するコピー処理フラグをセットし、リター
ンする。したがって、次のコピー処理（Ｓ５）では、選
択された作像条件(Ｖ_G,Ｖ_B,γテーブル)のセットを用い
て作像が行われることになる。

【００４２】

【発明の効果】ＡＩＤＣ動作での基準トナー像の作像の
前に、レーザの照射光量とその照射後の表面電位の関係
を直接確認でき、狙いの表面電位に補正できる。そのた
め、作像時の環境やその他の条件（耐久など）に応じた
感光体のどのような感度変化に対しても、常に安定した
画像制御が可能になった。また、複数の照射光量と表面
電位の関係が一度求められると、それ以降は、その関係
を基に、１つの照射光量のみでの表面電位の検出により
簡単に補正ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタルカラー複写機の全体構成を示す断面図
である。

【図２】複写機の制御系の一部の全体ブロック図であ
る。

【図３】複写機の制御系の一部の全体ブロック図であ
る。

【図４】プリンタ制御部における画像データ処理のブロ
ック図である。

【図５】電子写真プロセスの特性を示す図である。

【図６】感光体ドラムの回りの構成を図式的に示す図で
ある。

【図７】グリッド電位Ｖ_Gと現像バイアス電位Ｖ_Bの組み
合わせを示す図である。

【図８】表面電位の現像電位への影響を示す図である。

【図９】潜像電位の現像電位への影響を示す図である。

【図１０】表面電位と潜像電位の現像電位への影響を示
す図である。

【図１１】Ｖ_G補正前の特性を示す図である。

【図１２】検出された特性と狙いの特性との関係を示す
グラフである。

【図１３】検出値と設定すべき光量の関係を示す図であ
る。

【図１４】光量補正のための表面電位検出のタイミング
チャートである。

【図１５】Ｖ_Gと光量とを補正した後の特性を示す図で
ある。

【図１６】コピー制御のメインフローチャートである。

【図１７】Ｖ_G補正処理のフローチャートである。

【図１８】光量補正処理の一部のフローチャートであ
る。

【図１９】光量補正処理の一部のフローチャートであ
る。

【図２０】ＡＩＤＣ動作処理のフローチャートである。

【符号の説明】

４１…感光体ドラム、４３…帯電チャージャ、４４…電位センサ、４５ａ〜４５ｄ…現像器、２０１…プリンタ制御部、２１０…ＡＩＤＣセンサ、２４３…Ｖ_B発生用高圧ユニット、２４４…Ｖ_G発生用高圧ユニット、２５５…レーザパワー切換回路、２６４…半導体レーザ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/06 １０１Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｚ 9186−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真プロセスによる作像装置におい
て、所定の基準帯電電位で帯電された感光体の表面電位を検
出し、検出された表面電位から所定の関係より狙いの暗
部電位を生じるように基準帯電電位を補正し、補正された基準帯電電位で帯電された感光体を所定の複
数の光量で照射して複数の潜像パターンを作成し、各潜
像パターンの表面電位を検出し、上記の検出された表面電位の中で狙いの明部電位に最も
近い電位を生じた照射光量を選択し、この選択された照
射光量に対応する最大光量を決定し、補正された基準帯電電位で帯電された感光体を、上記の
最大光量の下での所定の発光レベルの光量で照射し現像
して基準トナー像を作成し、基準トナー像の濃度を検出
し、この検出濃度に対応した画像再現の作像条件を設定する
ことを特徴とする画像安定化法。
【請求項２】上記の複数の照射光量と表面電位の関係
が既に求められている場合に、上記の補正された基準帯
電電位で帯電された感光体に上記の選択された照射光量
にて潜像パターンを作成し、この潜像パターンの表面電
位を検出し、今回検出された表面電位が、上記の複数の
照射光量と検出電位の関係において、上記の選択された
照射光量より大きい照射光量により得られている場合に
は、選択された照射光量に対応して決定された最大光量
を減少し、上記の選択された照射光量より小さい照射光
量により得られている場合には、選択された照射光量に
対応して決定された最大光量を増加し、こうして決定さ
れた最大光量を基準トナー像の作成に用いることを特徴
とする画像安定化法。