JPH06208271A

JPH06208271A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06208271A
Application number: JP5003153A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tsukada; 茂塚田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1993-01-12
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体の感度変動に基づく画像濃度変動のう
ち、特に、多階調のデジタル画像形成装置で重要である
中間濃度部分の濃度再現性を安定して行える画像形成装
置を提供する。【構成】感光体４０１上に目標暗電位ＶＨＳにて帯電さ
せる帯電手段４０２の制御電位ＶＧＳを算出し、制御電
位ＶＧＳで帯電された感光体４０１上の潜像パッチの検
出電位、及び潜像パッチの露光光量に基づいて目標中間
調電位ＶＭＳを得る光ビーム光量ＶＬＳを算出し、目標
暗電位ＶＨＳからかぶり防止電位ＶＣを減算して現像バ
イアス電位ＶＢを算出し、帯電制御電位ＶＧＳ、光ビー
ム光量ＬＤＳ、及び現像バイアス電位ＶＢを設定する制
御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多階調のデジタル画像
データに基いて変調された光ビームで感光体を走査し、
形成した潜像を現像する形式の画像形成装置において、
感光体の中間調パッチ電位を補正し、画像の中間濃度部
分を安定的に再現可能とする画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原稿からの反射光を感光体に照射して画
像を形成するアナログ式画像装置では、安定した高濃度
部補正を得るために、感光体の露光部分電位（以下、明
電位という）を検出し、この検出光量に基づいて光量を
補正し、明電位を一定にする方式が広く採用されている
（例えば、特開昭６３−８５７６９号公報、参照）。ま
た、アナログ／デジタル式に係わらず、検出感度を上げ
るために中間調パッチを用い、感光体上に作成したパッ
チ現像像の反射光を光センサで検出し、検出光量に基づ
いてトナーディスペンス等の画像形成条件を制御するも
のも数多く報告されている（例えば、特公昭５９−３０
２６９号公報、参照）。さらに、作成したパッチ電位を
検出し、パッチの黒部分の電位に応じて現像電位（パッ
チ電位と現像バアイスとの差）が一定になるように現像
バイアスを補正するものも報告されている（例えば、特
開平３−９１７７３号公報、参照）。

【０００３】ところで、近年、盛んに発表されているデ
ジタル式、即ち、多階調のデジタル画像データに基づい
て変調された光ビームを感光体に照射して潜像を形成す
る画像形成装置では、滑らかな中間濃度部分の再現性が
可能になり、しかも、人間の目の感度が高濃度部に比
べ、中間濃度部分（濃度、約１．２以下）に対し敏感で
あるため、原稿の背景部と、高濃度部との再現だけでな
く、アナログ式画像形成装置には要求されていなかった
中間濃度部の安定性が強く要求されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、デジタル式画
像形成装置に、光ビームを全点灯して形成される明電位
を検出し、この明電位を検出光量に基づいて補正する前
述の技術を適用しても、明電位部分、即ち、高濃度部濃
度は安定するが、中間濃度部分は安定しないという問題
がある。

【０００５】この問題を図１１、及び図１２（Ａ）、
（Ｂ）を用いて説明する。図１１は、コピーサイクル数
に対応し、露光部分がトナーで現像されるイメージライ
ティング方式のデジタル式画像形成装置の感光体におけ
る非露光部分電位（以下、暗電位という）と、光ビーム
を全点灯した明電位と、中間部分電位との変動特性を示
すもので、図中符号ｆ、ｈは明電位補正により得られた
明電位曲線、中間電位曲線を示し、ｅ、ｇは補正しない
明電位曲線、中間電位曲線を示す。さて、暗電位ｄを７
００Ｖに一定に保持しても、明電位はコピーサイクル数
に対応して変化し、明電位ｅは２００Ｖから出発し、１
０００コピーサイクル目では１５０Ｖに低下する。この
時、中間電位ｇは明電位ｅにつられて、３５０Ｖから３
２０Ｖに低下する。このように、感光体の感度は、環境
条件や、コピーサイクル数等により変動することが知ら
れている。そこで、明電位を一定になるように補正する
と、明電位ｆは１０００コピーサイクル目でも２００Ｖ
に保持することが出来るが、この場合でも中間電位ｈは
１０００コピーサイクル目では３３５Ｖで、初期の３５
０Ｖから低下している。

【０００６】この感光体電位の変動による影響を、図１
２（Ａ）の画像面積率対感光体表面電位、及び図１２
（Ｂ）の画像面積率対画像濃度変動曲線に基づいて説明
する。図１２（Ａ）は１コピーサイクル目、及び１００
０コピーサイクル目の画像面積率対感光体表面電位の関
係を示し、曲線（ａ）は１コピーサイクル目、曲線
（ｂ）（補正なし）は１０００コピーサイクル目の関係
曲線である。そして、従来例により明電位が２００Ｖに
なるように補正した曲線（ｃ）では、明電位、即ち、面
積率１００％の感光体電位は曲線（ａ）と一致するもの
の、中間電位部分の電位が一致していないことがわか
る。

【０００７】この関係を図１２（Ｂ）の画像面積率対画
像濃度の関係で見ると、曲線（ａ）、（ｃ）では面積率
１００％の濃度は一致するが、中間濃度部分の濃度は一
致していない。この理由から、高濃度部に比べて中間濃
度部に対し敏感な人間の目から見ると、中間濃度部分の
再現性を重視する多階調のデジタル画像形成装置では、
全体の画像再現性に大きな変動を与えてしまうという問
題がある。

【０００８】他方、感光体の感度は、上述したように環
境条件や、コピーサイクル数等により変動するが、所定
期間放置することで回復することも知られている。そこ
で、前述した明電位が一定になるように光量を補正する
技術を、中間調画像データに相当する潜像パッチを現像
し、光センサでパッチ反射光を検出して画像形成条件を
制御するデジタル画像形成装置に適用しても、中間調濃
度部分が安定しないという同様な問題を派生する。

【０００９】この問題を図１３（Ａ）、（Ｂ）を用いて
説明する。図１３（Ａ）は、イメージライティング方式
のデジタル型画像形成装置における感光体の暗電位、明
電位、及び中間調パッチ電位とコピーサイクル数との変
動関係を示し、図中符号ｑ１、ｒ１は前述した明電位補
正技術に基づいて補正された明電位、中間調パッチ電位
の曲線を示し、ｑ、ｒは補正なしの曲線を示すものであ
る。図１３（Ａ）のように、暗電位ｐを７００Ｖに一定
に保っても、明電位はコピーサイクル数に対応して変動
し、明電位ｑは２００Ｖから１０００コピーサイクル目
には１５０Ｖ迄低下し、中間調パッチ電位ｒも、明電位
ｑにつられて３５０Ｖから３２０Ｖに低下している。そ
の後、装置を一晩相当の８時間の間放置すると、明電位
ｑ、及び中間調パッチ電位ｒはそれぞれ初期の２００
Ｖ、及び３５０Ｖにほぼ回復している。

【００１０】また、明電位を定期的に検出して光量を補
正するとともに、中間調パッチ現像像の反射光を検出し
て中間調パッチ濃度が一定になるようにトナーディスペ
ンス制御する従来技術を適用した場合について考える
と、明電位ｑ１は１０００コピーサイクル目で２００Ｖ
に保つことが出来るが、この場合でも、中間調パッチ電
位ｒ１は１０００コピーサイクル目では３３５Ｖで、初
期の３５０Ｖから低下している。そして、８時間放置
後、再び、暗電位ｐが７００Ｖの状態で、明電位ｑ１が
２００Ｖになるように光量補正すると、感光体の感度が
回復しているため、中間調パッチ電位ｒ１は初期と同じ
３５０Ｖになる。

【００１１】図１３（Ｂ）は、従来補正による明電位部
分に相当する面積率１００％濃度ｓと、中間調パッチ濃
度ｔと、トナー濃度ｕとの推移を示したものである。１
コピーサイクル目では、面積率１００％濃度ｓは１．
８、中間調パッチ濃度ｔは１．２、トナー濃度ｕは８％
であるが、１０００コピーサイクル目になると、中間調
パッチ電位ｒ１が３５０Ｖから３３５Ｖに低下し、これ
に伴って中間調パッチ濃度ｔが上昇するが、定期的に中
間調パッチ反射光を検出し、トナーディスペンス制御を
してトナー濃度ｕを下げて補正するため、結果的に１０
００コピーサイクル目では、中間調パッチ濃度ｔは１．
２に保たれているが、トナー濃度ｕは６．５％に低下す
る。また、面積率１００％濃度ｓは、明電位ｑ１が１コ
ピーサイクル目と同じ２００Ｖで、しかも、トナー濃度
ｕが低下しているため、１．７に低下する。しかし、こ
の間の変動は緩やかで、また、人間の目の感度の敏感な
中間濃度部分が一定に保たれているため、全体的な画像
の見た目の変動としては小さく、それ程問題ではない。

【００１２】ところが、翌日に相当する８時間放置後の
濃度安定性には、次のような問題が発生する。即ち、ト
ナー濃度ｕは放置しても変化しないため、放置後も６．
５％である。従って、明電位ｑ１が放置前と同じ２００
Ｖであるため、面積率１００％濃度ｓは放置前と同じ
１．７であるが、中間調パッチ電位ｒ１は放置により感
光体の感度は回復し、３３５Ｖから３５０Ｖに増加し、
このため、放置後の使用開始時には中間調パッチ濃度ｔ
は放置前の１．２から１．１の低濃度にシフトする。

【００１３】このシフトは、人間の目の感度が敏感な中
間濃度部分で発生するため、全体的な画像が薄く感じら
れてしまう。さらに、中間調パッチ濃度ｔが目標の１．
２に対し薄いため、装置は急激なトナディスペンス制御
を行い、トナー濃度ｕを上げて中間調パッチ濃度ｔを補
正するため、放置後は中間調パッチ濃度ｔが急激に変動
する。１０００から１２００コピーサイクルの間に、中
間調パッチ濃度ｔは１．２に、また、面積率１００％濃
度ｓは１．８と１コピーサイクル目と同じ濃度に回復す
るが、この放置後の中間調パッチ濃度ｔの急激な変動は
全体的画像に大きな変動を与えるだけでなく、急激なト
ナー供給は現像剤撹拌不良による下地カブリを発生する
危険性が存在する。

【００１４】また、作成したパッチ電位を検出し、現像
バイアスで、パッチの現像電位を一定に補正する前述の
従来技術を適用しても、パッチの黒部分の電位に応じて
現像電位が一定になるように現像バイアスを制御するも
のであるから、実際の画像の中間濃度部分とは異なった
現像電位を持つ中間濃度パッチの反射光に基づいてトナ
ーディスペンス制御をすることになる。従って、中間濃
度パッチの現像電位は常に一定になるため、トナー濃度
は常に一定になり、中間調パッチ濃度は安定し、前述し
た下地カブリは発生しないが、１コピーサイクル目から
１０００コピーサイクル目の間、実際の画像の中間調電
位ｒ１は３５０Ｖから３３５Ｖに変化しているため、実
際の画像の中間調濃度ｔは、一定のトナー濃度ｕでは変
動し、このため、濃くなってしまう。

【００１５】このように、上述した従来技術を適用して
も、中間濃度部分の再現性を重視する多諧調のデジタル
画像形成装置では、中間濃度の急激な変動に伴って、全
体画像の見た目の安定性に大きな変化が発生する上、下
地カブリを発生させる危険性がある。

【００１６】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、中間調パッチ電位を
一定に保持して中間調濃度の安定性をはかり、もって、
環境条件や、コピーサイクル数等による感光体の感度変
動に基づく画像濃度変動のうち、特に、多階調のデジタ
ル画像形成装置で重要である中間濃度部分の濃度再現性
を安定して行える画像形成装置を提供することにある。

【００１７】さらに、本発明は、中間調パッチ電位を一
定に保持し、もって、所定時間放置後に感光体感度が回
復する際に、緩やかなトナーディスペンスを行い、もっ
て、放置後の使用開始の際に、中間濃度部の濃度再現性
を安定的に行い、大きな画像変動を生ぜしめることがな
い画像形成装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、帯電手段によ
り帯電された感光体を、原稿画像の多階調デジタル画像
データに基いて変調された光ビームにより走査し、感光
体上に形成された潜像を現像手段により現像する形式の
画像形成装置において、感光体上に目標とする中間調画
像データに相当する潜像パッチを作成するパッチ作成手
段と、感光体上に形成された潜像パッチの電位を検出す
る電位検出手段と、光ビームの光量を、感光体上に目標
中間調電位を形成させる光ビーム光量に補正する光ビー
ム光量補正手段とを備え、感光体を目標暗電位ＶＨＳに
て帯電させる帯電手段の制御電位ＶＧＳを求め、制御電
位ＶＧＳにて帯電された感光体上に潜像パッチを形成す
る光ビーム光量、及び潜像パッチの検出電位に基づいて
目標中間調電位ＶＭＳを形成する光ビーム光量ＬＤＳを
求め、目標暗電位ＶＨＳからかぶり防止電位ＶＣを減算
して現像バイアス電位ＶＢを求め、帯電制御電位ＶＧ
Ｓ、光ビーム光量ＬＤＳ、及び現像バイアス電位ＶＢの
設定値に基づいて帯電手段、光ビーム光量可変手段、及
び現像手段を制御する制御手段とを備えるよう構成した
ものである。

【００１９】本発明は、上記画像形成装置が、感光体上
に形成したパッチ作成手段により作成された潜像パッチ
の現像像の反射光を検出する光センサを備えるととも
に、上記制御手段は、光ビーム光量ＬＤＳにて感光体上
に形成された目標中間調潜像パッチの中間調パッチ電位
ＶＭを電位検出手段により検出し、潜像を現像バイアス
電位ＶＢで現像した現像像の反射光を光センサで検出
し、中間調パッチ電位ＶＭが目標中間調電位ＶＭＳから
偏差を生じないように光ビーム光量ＬＤＳを補正すると
ともに、光センサの検出出力に基づいて現像手段のトナ
ーディスペンス制御をするよう構成したものである。

【００２０】

【作用】本発明は、感光体上に目標暗電位ＶＨＳにて帯
電させる帯電手段の制御電位ＶＧＳを算出し、帯電制御
電位ＶＧＳで帯電された感光体上に形成した中間調潜像
パッチを形成する光ビーム光量と、この潜像パッチの検
出電位とに基づいて目標中間調電位ＶＭＳを形成する光
ビーム光量ＬＤＳを算出し、目標暗電位ＶＨＳからかぶ
り防止電位ＶＣを減算して現像バイアス電位ＶＢを算出
し、これら帯電制御電位ＶＧＳ、光ビーム光量ＬＤＳ、
及び現像バイアス電位ＶＢを設定し、これに基づいて感
光体の帯電、露光、及び現像制御を行う。

【００２１】また、本発明は、光ビーム光量ＬＤＳにて
感光体上に目標中間調パッチ潜像を形成し、この潜像の
中間調パッチ電位ＶＭを電位検出手段により検出し、こ
の潜像を現像バイアス電位ＶＢで現像した現像像の反射
光を光センサで検出し、中間調パッチ電位ＶＭが目標中
間調電位ＶＭＳから偏差を生じないように光ビーム光量
ＬＤＳを補正するとともに、光センサの検出出力に基づ
いて現像手段のトナーディスペンス制御をする。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の構成を、添付した図面に示す
実施例に基づいて説明する。図１は本発明の画像形成装
置をカラー複写機に適用した１実施例の概略的ブロック
図、図２は図１に示す実施例装置の詳細なブロック図で
ある。図１に示すように、カラー複写機の構成を大別す
ると、原稿を読み取るスキャナ−部１００、読み取った
画像データを処理する画像処理部２００、処理された画
像データに従ってレーザーを駆動して感光体に光ビーム
を照射するＲＯＳ光学部３００、及び画像を形成する画
像形成部４００からなる。なお、図中符号１０１は原稿
台を示す。

【００２３】図２に示すように、まず、スキャナー部１
００では、原稿を露光ランプ１０２で照射し、その反射
光をＣＣＤ１０３で読み取り、増幅器１０４で適当なレ
ベル迄増幅後、Ａ／Ｄ変換器１０５で８ビットのデジタ
ル画像データに変換する。この画像データは、シェーデ
ィング補正部１０６、ギャップ補正部１０７でシェディ
ング補正、ギャップ補正を施された後、濃度変換器１０
８で反射率データから濃度データに変換され、画像処理
部２００に送られる。

【００２４】画像処理部２００では、色変換器２０１に
て、カラー複写機として基本的な画像処理、即ち、色信
号変換、墨再生（ＵＣＲ）、ＭＴＦ処理等が行われ、イ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像デー
タに変換される。次に、ガンマー補正２０２部で画像形
成部の階調性に合わせ、各色階調の補正が行われた後、
Ｄ／Ａ変換器２０３でアナログデータに変換され、比較
器２０５では、図４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」、即ち、レーザーをオフ、
アナログ画像データが小さい部分を「１」、即ち、レー
ザーをオンとなる２値画像データに変換し、これをＲＯ
Ｓ光学部３００に送る。さらに、中間調濃度に相当する
面積率６０％画像データを発生するパッチ発生器２０６
と、アナログ画像データと面積率６０％画像データとの
何れかを選択して比較器２０５に送るセレクター２０７
とが設けられている。セレクター２０７は、通常コピー
時はアナログ画像データを選択し、後述する画像形成部
４００の演算装置４１１によりパッチ作成の指令信号が
出力されると、パッチ発生器２０６からの６０％画像デ
ータを選択し、比較器２０５に送って２値化する。

【００２５】ＲＯＳ光学部３００は、画像形成部４００
の演算装置４１１により制御されてレーザー光量を可変
するレーザー光量可変装置３０６と、レーザー駆動回路
３０１とを備え、レーザー駆動回路３０１は比較器２０
５より送られて来る２値化データに基づいてレーザー３
０２をオン、オフ制御する。レーザー光はポリゴンミラ
ー３０３により偏向され、ｆθレンズ３０４、反射ミラ
ー３０５を介して画像形成部４００の感光体４０１に導
かれる。

【００２６】画像形成部４００には、感光体４０１の周
囲にスコロトロン型帯電装置４０２、ブラック、シア
ン、マゼンタ、及びイエローの各色現像器を具備するロ
ータリー式現像装置４０３、転写装置４０６、クリーナ
ー装置４０４、除電ランプ４０５、感光体上の電位を測
定する電位計４０９が備えられている。また、演算装置
４１１により制御される現像バイアス可変装置４１２、
ロータリー現像装置４０３の各色現像器にトナーを供給
するトナーディスペンス装置４１５、定着装置４０８、
用紙搬送装置４０７、さらに、画像形成を制御するとと
もに、後述する制御量を算出する演算装置４１１、演算
装置４１１により制御され、帯電装置４０２のグリッド
電圧を制御し、感光体帯電量を可変する帯電量可変装置
４１４が備えられている。

【００２７】そして、周知のゼログラフィー・プロセス
に従って画像形成が行われる。即ち、回転する感光体４
０１は帯電装置４０２により一様にマイナス帯電され、
レーザー光により、まず、第１色目の潜像が形成され
る。潜像は、ロータリー現像装置４０３の第１色目のブ
ラック現像器でマイナス帯電されたブラック・トナーで
レーザー光により書き込まれた部分が現像され、現像像
は用紙トレイ４０７ａから用紙搬送装置４０７によって
搬送され、転写ドラム４０６に巻き付けられた図示しな
い用紙に転写コロトロン４０６ａにより転写される。感
光体上に転写されずに残留する像はクリーナー装置４０
４により除去され、感光体４０１は除電ランプ４０５に
より除電され、再び、帯電装置４０２により一様にマイ
ナス帯電され、第２色目のイエロー像の形成が続いて行
われる。このようにして、第３色目マゼンタ、第４色目
シアン迄４色の現像像が転写ドラム４０６上の用紙に順
次転写されると、用紙は剥離コロトロン４０６ｃにより
転写ドラム４０６ｂから剥離され、定着装置４０８で定
着され、カラーコピーが形成される。また、転写ドラム
４０６ｂの周囲には、除電コロトロン４０６ｄがあり、
各色転写後、または、用紙剥離後に用紙上、及び転写ド
ラム４０６ｂのフィルム上の余分な電荷を除電する。

【００２８】次に、本実施例の作用を図３の感光体電位
制御のフローチャートを参照して説明する。本例では、
装置の電源投入直後のコピー開始前と、その後は毎３０
分経過後のコピー開始前に演算装置４１１からの指示で
本フローチャートに従い感光体電位制御を行うが、勿
論、これに限定されるわけではなく、使用する感光体の
感度変動特性に合わせて、コピー中に実施してもよい。

【００２９】予め、目標暗電位ＶＨＳと、目標中間調電
位ＶＭＳと、目標暗電位ＶＨＳと現像バイアス電位ＶＢ
の差である目標カブリ防止電位差ＶＣとを画像形成部４
００の演算装置４１１に記憶させておく。まず、演算装
置４１１からの指令に従って、帯電量可変装置４１３に
より設定された帯電装置４０２のグリッド電圧ＶＧ１、
ＶＧ２にて帯電させた時の暗電位ＶＨ１、ＶＨ２を電位
計４０９で検出し（ステップＳ１）、目標暗電位ＶＨＳ
を得るグリッド電圧ＶＧＳを、図５（Ａ）に示す関係か
ら、検出した暗電位ＶＨ１、ＶＨ２、及び設定したグリ
ッド電圧ＶＧ１、ＶＧ２を用い、ＶＧＳ＝ＶＧ１＋
〔（ＶＧ２−ＶＧ１）（ＶＨＳ−ＶＨ１）〕／（ＶＨ２
−ＶＨ１）を算出する（ステップＳ２）。次に、演算装
置４１１からの指示で、画像処理部２００のセレクター
２０７はパッチ発生器２０６からの６０％画像データを
選択して比較器２０５に送り、三角波と比較した２値化
データをＲＯＳ光学部３００のレーザー駆動回路３０１
に送り、レーザー光量可変装置３０６は演算装置４１１
により設定されたレーザー光量ＬＤ１、ＬＤ２の２通り
のレーザー光量でレーザー駆動回路３０１を駆動し、グ
リッド電圧ＶＧＳで帯電された感光体４０１上に、２通
りのレーザー光量ＬＤ１、ＬＤ２で６０％画像データの
中間調パッチを露光し、各々の中間調パッチ電位ＶＭ
１、ＶＭ２を電位計４０９で検出する（ステップＳ
３）。

【００３０】次に、目標中間調電位ＶＭＳを得るレーザ
ー光量ＬＤＳを、図５（Ｂ）に示す関係から、設定され
たレーザー光量ＬＤ１、ＬＤ２、及び検出した中間調パ
ッチ電位ＶＭ１、ＶＭ２により、ＬＤＳ＝ＬＤ２−
〔（ＬＤ２−ＬＤ１）（ＶＭＳ−ＶＭ２）〕／（ＶＭ１
−ＶＭ２）を算出する（ステップＳ４）。目標暗電位Ｖ
ＨＳからカブリ防止電位ＶＣを減算して現像バイアス電
位ＶＢを算出後（ステップＳ５）、演算装置４１１はグ
リッド電圧ＶＧＳ、レーザー光量ＬＤＳ、現像バイアス
電位ＶＢを設定値として帯電量可変装置４１３、レーザ
ー光量可変装置３０６、及び現像バイアス可変装置４１
２に設定する（ステップＳ６）。

【００３１】そして、帯電量可変装置４１３からの設定
グリッド電圧ＶＧＳで感光体４０１を目標暗電位ＶＨＳ
に帯電させるとともに、レーザー光量可変装置３０６は
設定レーザー光量ＬＤＳでレーザー駆動回路３０１を駆
動し、感光体４０１に目標中間調電位ＶＭＳを得るレー
ザー光量ＬＤＳにより原稿画像の潜像を形成し、現像バ
イアス可変装置４１２から設定現像バイアスＶＢをロー
タリー現像装置４０３に入力し、現像を行う。このよう
な感光体電位制御を、各色に対しても同様に行ってコピ
ーを作成する。

【００３２】なお、コピー中に行う場合は、図３のフロ
ーチャートを全て実施しないで、コピー開始前に設定さ
れたグリッド電圧ＶＧＳ、レーザー光量ＬＤＳで６０％
画像データの中間調パッチを感光体の非画像部分に定期
的に作成し、この中間調パッチ電位ＶＭを電位計４０９
で検出し、目標中間調電位ＶＭＳからの偏差に従って、
直接、レーザー光量ＬＤＳを補正してもよい。

【００３３】図６は本実施例によるコピーサイクル数対
暗電位／明電位／中間電位の変動状況を示す図である。
図６に示すように、本実施例による中間電位制御により
中間電位ｍは１０００コピーサイクル目でも初期の３５
０Ｖに保持されているが、明電位ｋは１０００コピーサ
イクル目では、初期の２００Ｖより高い２１５Ｖに上昇
していることが分かる。

【００３４】図７（Ａ）はこの状況における１コピーサ
イクル目、及び１０００コピーサイクル目の画像面積率
対感光体表面電位の変動関係を示し、曲線（ａ）が１コ
ピーサイクル目、曲線（ｂ）（補正なし）が１０００コ
ピーサイクル目の曲線で、本実施例により中間電位を３
５０Ｖに保持した曲線（ｊ）の中間電位は、画像面積率
６０％近傍で曲線（ａ）と一致するが、明電位、即ち、
画像面積率１００％の電位は一致していないことが分か
る。

【００３５】従って、図７（Ｂ）の画像面積率対濃度の
関係に示すように、曲線（ａ）、及び本実施例による曲
線（ｊ）の中間濃度部分、即ち、面積率６０％近傍の濃
度は一致するが、面積率１００％近辺の濃度は一致して
いない。しかし、前述したように、人間の目の感度は高
濃度に比べ、中間濃度部分に対し敏感であり、しかも、
一般のデジタル画像形成装置では、通常の印刷物等の原
稿の最大濃度（濃度、約１．６程度）でも、面積率１０
０％では再現させず、８０％程度で再現している。従っ
て、写真原稿のような最大濃度部分が２．０程度あるも
のをコピーしない限り高濃度部分の差は関係なく、ま
た、たとえこの場合でも、人間の目の感度は低いので、
殆ど気にならない。

【００３６】図８は本発明の他の実施例のカラー複写機
の詳細なブロック図を示すもので、図２に示す実施例と
は、ロータリー現像装置４０３により形成した現像像の
トナー濃度を検出する光センサ４１０を、感光体４０１
の周面と対向して設けた現像装置４０３の感光体回転方
向下流側に設けた点で相違し、その余の点では図２に示
したものと差異がないので、その詳述は省略する。ま
た、この実施例では、前述したように、図３に示すコピ
ー開始前の感光体電位制御のフローチャートに基づい
て、グリッド電圧ＶＧＳ、レーザー光量ＬＤＳ、現像バ
イアス電位ＶＢを設定しておくことは勿論である。

【００３７】図９は本発明の他の実施例によるコピー中
の感光体電位制御と、トナーディスペンス制御とのフロ
ーチャートを示すもので、具体的には、レーザー光量Ｌ
ＤＳの補正と、トナーディスペンス制御とを行う。そこ
で、本発明の他の実施例の作用を図９に示すフローチャ
ートに基づいて説明する。コピーは常に演算装置４１１
に設定した最新のグリッド電圧ＶＧＳ、レーザー光量Ｌ
ＤＳ、現像バイアス電位ＶＢで画像を形成していて、装
置の電源投入直後から、又は、前回行った図９に示すフ
ローを実施してから５コピー目と判断されると（ステッ
プＳ２１）、演算装置４１１からの指示で、画像処理部
２００のセレクター２０７はパッチ発生器２０６からの
面積率６０％画像データを選択して比較器２０５に送
る。三角波と比較して２値化したデータをＲＯＳ光学部
３００のレーザー駆動回路３０１に送り、目標暗電位Ｖ
ＨＳにて帯電させるグリッド電圧ＶＧＳで感光体４０１
を帯電させた感光体非画像部分に、目標中間調電位ＶＭ
Ｓにて露光させるレーザー光量ＬＤＳで、６０％面積率
の中間調パッチ潜像を各色毎に作成する（ステップＳ２
２）。

【００３８】次に、パッチ潜像像の中間調パッチ電位Ｖ
Ｍを電位計４０９で検出した後（ステップＳ２３）、各
色中間調パッチ潜像は各色現像器で現像バイアスＶＢで
現像され、光センサ４１０で現像像の反射光を検出する
（ステップＳ２４）。ステップＳ２３で検出した中間調
パッチ電位ＶＭが目標中間調電位ＶＭＳからΔＶＭ以上
離れていたら、その偏差がなくなるようにレーザー光量
ＬＤＳを補正する（ステップＳ２５）。以降、演算装置
４１１は補正されたＬＤＳをレーザー光量可変装置３０
６に送り、レーザー３０２を駆動してコピーを続行す
る。そして、ステップＳ２４において、光センサ４１０
で検出した現像像反射光に従って、各色トナーディスペ
ンス制御を行う（ステップＳ２６）。本例では、５コピ
ー毎にコピー中に実施するが、これに限定されるもので
はなく、使用する感光体４０１の感度変動特性に合わせ
て実施するタイミングは変更してもよい。

【００３９】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の他の実
施例を適用した場合の暗電位／明電位／中間電位のコピ
ーサイクル数、及び放置後の変動傾向と、面積率１００
％濃度／中間濃度／トナー濃度、及び放置後の変動傾向
とを示す図である。図１０（Ａ）のように、本発明の他
の実施例による中間調パッチ電位ｗが１０００コピーサ
イクル目でも、初期の３５０Ｖと一定に保持される一
方、明電位ｖ（本実施例）は１０００コピーサイクル目
では初期の２００Ｖよりも高い２１５Ｖに上昇している
ことが分かる。また、８時間放置後は、感光体感度が回
復するため、暗電位ｐが７００Ｖで、中間調パッチ電位
ｗ（本実施例）が３５０Ｖになるように補正すると、明
電位ｖ（本実施例）も初期の２００Ｖに戻る。

【００４０】この時、図１０（Ｂ）に示すように、中間
調濃度ｙは、一定な中間調パッチ電位ｗに対する現像像
の反射光を光センサ４１０で定期的に検出してトナーデ
ィスペンス制御をしているため、１０００コピーサイク
ル目でも８％のトナー濃度ｚ（本実施例）を保持し、中
間調パッチ濃度ｙを１．２に保っている。一方、面積率
１００％濃度ｘは、トナー濃度ｚが一定で、明電位ｖが
２００Ｖよりも高い２１５Ｖになっているため、１コピ
ーサイクル目の１．８よりも薄い１．７になる。しか
し、従来例と同様に、この間の変動は緩やかなもので、
また、前述のように、人間の目の感度が高い中間濃度部
分が一定に保たれているため、全体的な画像の見た目の
変動としては小さく、それ程問題にならない。

【００４１】さらに、従来例では大きな問題が発生した
翌日の朝に相当する８時間放置後も、従来例で大きな問
題の原因となっていたトナー濃度ｚの放置による変化が
ないため、放置後８％で、中間調パッチ電位ｗは放置前
と同じ３５０Ｖに制御され、このため、中間調パッチ濃
度ｙは放置前と同じ１．２である。つまり、従来例で発
生したような人間の目の感度が敏感な中間濃度部分の濃
度シフトが起きない。さらに、中間調パッチ濃度ｙが目
標の１．２であるため、急激なトナーディスペンスも起
きず、放置後も画像で消費されたトナーを補うように緩
やかにディスペンスが行われ、中間濃度部分ｙは常に
１．２で安定し、現像剤撹拌不良により下地カブリの危
険性も無い。

【００４２】また、この時、面積率１００％濃度ｘは、
明電位ｖが放置後で２１５Ｖから２００Ｖに回復するた
め、１００％濃度ｘは放置前の１．７から放置後は１．
８にシフトするが、前述したように、一般に、人間の目
の感度は高濃度に比べ、中間濃度部分に対し敏感であ
る。また、一般のデジタル画像形成装置では、通常の印
刷物等の原稿の最大濃度部分（濃度、１．６程度）で
も、面積率１００％では再現せず、８０％程度で再現し
ている。従って、写真原稿のように最大濃度部分が２．
０程度あるものをコピーしない限り、高濃度部分の差
は、関係がなく、たとえ、その場合でも、人間の目の感
度は低いので殆ど気にならない。なお、前述した実施例
で述べた面積率６０％の中間調パッチ画像は、これに限
定されるものではなく、中間調に対応するパッチ画像で
あればよいものである。さらに、本実施例は、モノクロ
の多諧調デジタル画像形成装置に適用し得ることは言う
迄もない。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、感光
体上に目標暗電位ＶＨＳを形成する帯電手段の制御電位
ＶＧＳと、制御電位ＶＧＳにて帯電した感光体に中間調
パッチ潜像を形成して目標中間調電位ＶＭＳを得る光ビ
ーム光量ＬＤＳと、目標暗電位ＶＨＳとかぶり防止電位
ＶＣとの差の現像バイアスＶＢとを設定し、この設定値
に基づいて制御するよう構成してあるので、環境条件
や、コピーサイクル数等による感光体感度の変動にもか
かわらず、感光体の中間調電位を一定に保持することが
出来、このため、人間の目にとって敏感な中間濃度が一
定に保持され、多諧調デジタル式画像形成装置において
要求される重要な中間調濃度の再現性を保持し得るとい
う顕著な効果を奏するものである。

【００４４】また、本発明によれば、感光体に目標中間
調電位ＶＭＳを形成する光ビーム光量ＬＤＳにて露光し
た目標中間調パッチ潜像の中間調パッチ電位ＶＭを検出
し、中間調パッチ電位ＶＭが目標中間調パッチ電位ＶＭ
Ｓから偏差を生じないように光ビーム光量ＬＤＳを補正
するとともに、この潜像を現像バアイス電位ＶＢで現像
した現像像の反射光を光センサで検出し、光センサの検
出出力に基づいてトナーディスペンス制御をするよう構
成してあるので、感光体の感度変動に伴う中間調電位が
変動しても、中間調電位を一定に補正してコピー中の中
間濃度を一定にして中間調濃度再現性を保持することが
出来る上、放置による感光体感度が回復する場合でも、
中間電位、及び中間濃度を一定に保持しているため、ト
ナー濃度シフトが発生しない。従って、従来例のよう
に、放置後の感光体の感度回復による中間電位の上昇に
伴い、トナー濃度を濃くするための急激なトナーディス
ペンス制御を行う必要がなく、単にトナーの不足分を補
給するだけの緩やかなトナー補給が行われ、これによ
り、全体の画像の見た目の安定性が確保され、また、現
像剤の撹拌不良による下地かぶりの危険性が排除され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の１実施例の概略的ブ
ロック図である。

【図２】図１に示す実施例装置の詳細なブロック図で
ある。

【図３】図２に示す装置の感光体電位制御のフローチ
ャートである。

【図４】アナログ画像データと三角波とを比較し、レ
ーザー光をオン、オフ制御する信号を得る過程を示す図
である。

【図５】（Ａ）は本実施例に示す目標暗電位に対する
グリッド電圧の関係を示す図、（Ｂ）はその目標中間調
パッチ電位に対するレーザー光量の関係を示す図であ
る。

【図６】図２に示す実施例装置により得られたコピー
サイクル数対表面電位の関係を示す図である。

【図７】（Ａ）は図２の実施例装置により得られた画
像面積率対感光体表面電位の関係を示す図、（Ｂ）はそ
の画像面積率対濃度の関係を示す図である。

【図８】本発明の画像形成装置の他の実施例装置の詳
細なブロック図である。

【図９】図８に示す装置のコピー中のレーザー光量Ｌ
ＤＳの補正と、トナーディスペンスとの制御フローチャ
ートである。

【図１０】（Ａ）は図８に示す装置により得られたコ
ピーサイクル数対暗電位／明電位／中間電位の変動を示
す図、（Ｂ）はコピーサイクル数対１００％画像濃度／
中間濃度／トナー濃度の変動を示す図である。

【図１１】従来装置によるコピーサイクル数対暗電位
／中間調電位／明電位の変動を示す図である。

【図１２】従来装置による画像面積率対表面電位と、
濃度との関係を示すもので、（Ａ）は画像面積率対表面
電位の関係、（Ｂ）は画像面積率対濃度の関係を示す図
である。

【図１３】従来装置において、所定時間使用中と、所
定時間放置後とのコピーサイクル数対感光体電位、及び
濃度変化を示すもので、（Ａ）はコピーサイクル数対暗
電位／明電位／中間電位の関係を示す図、（Ｂ）はコピ
ーサイクル数対１００％濃度／中間濃度／トナー濃度の
関係を示す図である。

【符号の説明】

１００スキャナー部、２００画像処理部、３００
ＲＯＳ光学部、４００画像形成部、２０４三角波発生
器、２０５比較器、２０６パッチ発生器、２０７
セレクター、３０１レーザー駆動回路、３０２レー
ザー、３０３ポリゴンミラー、３０４ｆθレンズ、３
０６レーザー光量可変装置、４０１感光体、４０２
帯電装置、４０３ロータリー現像装置、４０６転
写装置、４０９電位計、４１０光センサ、４１１
演算装置、４１２現像バイアス可変装置、４１３帯
電量可変装置、４１５トナーディスペンス制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/06 １０１ 15/08 １１２ 9222−2Ｈ１１５ 9222−2Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電手段により帯電された感光体を、原
稿画像の多階調デジタル画像データに基いて変調された
光ビームにより走査し、該感光体上に形成された潜像を
現像手段により現像する形式の画像形成装置において、
前記感光体上に目標とする中間調画像データに相当する
潜像パッチを作成するパッチ作成手段と、前記感光体上
に形成された潜像パッチの電位を検出する電位検出手段
と、前記光ビームの光量を、感光体上に目標中間調電位
を形成させる光ビーム光量に補正する光ビーム光量補正
手段とを備え、前記感光体を目標暗電位ＶＨＳにて帯電
させる帯電手段の制御電位ＶＧＳを求め、上記制御電位
ＶＧＳにて帯電された感光体上に前記潜像パッチを形成
する光ビーム光量、及び該潜像パッチの検出電位に基づ
いて目標中間調電位ＶＭＳを形成する光ビーム光量ＬＤ
Ｓを求め、前記目標暗電位ＶＨＳからかぶり防止電位Ｖ
Ｃを減算して現像バイアス電位ＶＢを求め、前記帯電制
御電位ＶＧＳ、光ビーム光量ＬＤＳ、及び現像バイアス
電位ＶＢの設定値に基づいて前記帯電手段、光ビーム光
量可変手段、及び現像手段を制御する制御手段とを備え
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記画像形成装置は、前記感光体上に形
成したパッチ作成手段により作成された前記潜像パッチ
の現像像の反射光を検出する光センサを備えるととも
に、上記制御手段は、前記光ビーム光量ＬＤＳにて感光
体上に形成された目標中間調潜像パッチの中間調パッチ
電位ＶＭを前記電位検出手段により検出し、前記潜像を
現像バイアス電位ＶＢで現像した現像像の反射光を光セ
ンサで検出し、前記中間調パッチ電位ＶＭが目標中間調
電位ＶＭＳから偏差を生じないように前記光ビーム光量
ＬＤＳを補正するとともに、前記光センサの検出出力に
基づいて前記現像手段のトナーディスペンス制御をする
ことを特徴とする「請求項１」記載の画像形成装置。