JP2000284554A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置間ばらつき、環境変化等による用紙転写
効率の変化を抑制して常に良好な階調特性が得られる電
子写真装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 感光体１と、現像器１０と、顕画化され
たトナー像を合成し保持する中間転写体１８と、中間転
写体１８上のトナー像を用紙上に転写する用紙転写ロー
ラ２６と、用紙上トナー像を定着する定着装置３５と、
中間転写体１８上のトナー像の濃度を検出する濃度セン
サ２５と、データの処理を行う中央処理装置とを有し、
中央処理装置は、合成保持したトナー像での用紙転写
前、用紙転写後の中間転写体１８上トナー付着量と中間
転写体１８上トナー付着量に応じた濃度センサ２５から
の出力値との相関関係を示す用紙付着量変換テーブルを
作成し、用紙付着量変換テーブルに基づく階調補正をト
ナー像の用紙転写特性の変動に応じて行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高画質の記録画像
を出力する電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、ワー
クステーション等の出力端末として、様々な原理のプリ
ンタが提案されており、特に電子写真プロセスとレーザ
走査技術を用いたレーザビームプリンタは、記録速度と
印字品質の点で優位性が高く、プリンタの主流となって
いる。そして市場では、フルカラーのレーザビームプリ
ンタが成長期に入っているが、フルカラーでは、例えば
画像データが８ビットであれば、各色単位に２５６階
調、シアン・マゼンタ・イエローの組合せで約１６７０
万色の出力が要求されるため、階調再現性は特に重要な
要素である。

【０００３】一般に、この種の装置では、画像を形成あ
るいは保持する像担持体上に規定の画像データを用いて
テストパターンを形成し、これを反射型センサ等を応用
した濃度センサで検出し、入出力の非線形性を補正した
り（このような補正を「γ補正」という）、読み取り値
が予め定められた値となるよう電子写真プロセスのパラ
メータを変更する。

【０００４】以下、従来の電子写真装置について説明す
る。電子写真装置としては、感光体上にレーザビーム等
で形成された潜像を各色の現像器で現像し、顕画化され
た単色画像を一旦中間転写体（像形成媒体）上に転写し
て合成し、中間転写体上の合成像を一括して用紙に転写
する、いわゆる中間転写体方式の電子写真装置について
主に説明する。

【０００５】まず、感光体周辺の構成を説明する。図１
は一般的な電子写真装置を示す構成図である。図１にお
いて、１はループベルト状の感光体である。感光体１
は、ＰＥＴ基材、アルミ蒸着層、電荷発生層（ＣＧ
Ｌ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）で構成されている。感光体
１は、３本の感光体搬送ローラ２、３、４によって支持
され、駆動モータ（図示せず）によって駆動方向ｄ１に
周回動する。５は感光体位置検出用マークであり、感光
体１の端部に１つ配置されている。６は感光体位置検出
マーク５を検出する感光体位置検出センサである。感光
体１は、継目７を有しており、画像を形成する際は、継
目７を回避せねばならない。この回避のために感光体位
置検出センサ６の出力を参照する。

【０００６】感光体１の周囲には、回転方向ｄ１に沿っ
て帯電器８、露光光学系９、ブラック（Ｋ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像器
１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、中間転写前除電器１
１、中間転写ローラ１２、感光体クリーニング装置１３
および除電器１４が設けられている。

【０００７】帯電器８は、タングステンワイヤ等からな
る帯電線と金属板からなるシールド板、グリッド板等
（図示せず）とによって構成され、帯電線へ負の高電圧
を印加すると帯電線がコロナ放電を起こし、グリッド板
に例えば−６００Ｖの電圧を印加すると、感光体１の表
面は一様に−５００Ｖ程度の負の電位に帯電する。

【０００８】露光光学系９は、レーザ駆動装置、ポリゴ
ンミラー、レンズ系、ポリゴンミラー回転用のモータ
（スキャナモータ）等（図示せず）で構成され、帯電さ
れた感光体１上に静電潜像を形成する。１５は露光光学
系９から照射される露光光線である。露光光線１５は、
多階調データをパルス幅変調部（図示せず）により変調
し、もしくは、前記多階調データを単位マトリクス内で
画素毎にスライスレベルを切り換えて（ディザ法）レー
ザ変調信号と成し、レーザ駆動回路（図示せず）でレー
ザを点滅させることで得られ、感光体１上に特定色の画
像データに対応する静電潜像を形成する。

【０００９】各現像器１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ
はそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのト
ナーを収納している。各現像器１０Ｋ、１０Ｙ、１０
Ｍ、１０Ｃは、導電性ゴム等を用いたスリーブローラ１
６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃを有しており、スリーブ
ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃを感光体１の駆
動方向ｄ１に対して順方向に回転させると、現像器１０
Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの内部から薄層化されたト
ナーがスリーブローラの表面に供給される。これらのト
ナーは、薄層化される時点で摩擦により負に帯電してい
る。各色の現像は、スリーブローラに負の電圧（現像バ
イアス）を印加し、スリーブローラを回転させながら、
各離接カム１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃに対応した
専用モータ（図示せず）を駆動し、選択された現像器た
とえばブラック現像器１０Ｋをｄ３方向に移動させ、ス
リーブローラ１６Ｋを感光体１に接触させる。即ち、図
１では非磁性一成分トナーを用いた接触現像が採用され
ている。

【００１０】潜像が形成された部分の感光体１の表面電
位（明電位）は、−５０〜−１００Ｖ近くに上昇してお
り、スリーブローラ１６Ｋに−３００Ｖ程度の負の電位
を与えることで、感光体１からスリーブローラ１６Ｋの
方向に電界が発生する。この結果、スリーブローラ１６
Ｋ上の負に帯電したトナーには、電界の逆すなわち感光
体１の方向にクーロン力が作用し、トナーは感光体１に
形成された潜像部分に付着する。一方、潜像が形成され
ていない部分の感光体１の表面電位（暗電位）は−５０
０Ｖであるから、現像バイアスを印加しても、電界はス
リーブローラ１６Ｋから感光体１の方向に生じるためト
ナーは感光体１に付着しない。以上のような現像プロセ
スは、光が照射された部分（即ち白）にトナーを付着さ
せる（即ち黒）ため一般にネガポジプロセスあるいは反
転現像と呼称されている。

【００１１】中間転写前除電器１１は、赤色ＬＥＤを複
数個線上に配置したものであり、感光体１に形成された
トナー像を各色画像の合成媒体である中間転写体１８に
転写する直前に感光体１の表面を除電する。中間転写前
除電器１１は、原則的に第一色目の転写時には動作せ
ず、二色目以降の転写の際に動作する。転写前除電は、
中間転写体１８にトナー像が転写され、かつ感光体１上
にトナーが存在しない場合に、中間転写体１８のトナー
像が感光体１に逆転写するのを防止する効果がある。

【００１２】上記逆転写発生のメカニズムについて説明
する。中間転写体１８にトナー像が存在しかつ感光体１
上にトナーが存在しない場合には、中間転写体１８上の
トナーは、後述する中間転写ローラ１２による転写バイ
アスと感光体１の表面電位による過剰な電界中にさらさ
れる。このため、トナーの真の電荷が剥奪される、いわ
ゆる電荷注入が発生し、中間転写体１８上のトナーと感
光体１間でファンデルワールス力が支配的になり、トナ
ーが感光体１に逆転写したりすることがある。逆帯電ト
ナー（正に帯電したトナー）が発生して、クーロン力に
より感光体１に逆転写すると考えられている。

【００１３】一方、転写前除電を行った場合は、感光体
１のトナーが存在しない部分が明電位となるため、トナ
ーに過剰な電界が作用しなくなり、効率よく逆転写を防
止することができる。しかしながら、除電作用が大きす
ぎると、ドット周辺のトナーがない部分の電位のバリア
が消失し、トナーを感光体１の面方向に束縛する力が減
少するため、転写の際にドットが飛散してしまう。従っ
て、転写前除電器の発光光量は十分管理する必要があ
る。

【００１４】中間転写ローラ１２は、感光体搬送ローラ
３の近傍にあって、中間転写体１８の内側に接触する金
属ローラであり、中間転写体１８を挟んで感光体１と対
向して配置されている。感光体１のアルミ蒸着層は接地
されているため、中間転写ローラ１２に正電圧を印加す
ると、中間転写ローラ１２から感光体１の方向に電界が
発生する。このため、感光体１上の負電荷トナーには、
中間転写体１８の方向にクーロン力が作用し、トナーは
中間転写体１８に転写される。

【００１５】感光体クリーニング装置１３は、感光体１
を挟んで感光体搬送ローラ４と対向して配置されてお
り、感光体１から中間転写体１８への転写後に感光体１
に残っている残留トナーを除去する。感光体１の継目７
は露光光線１５の走査方向に対して３度〜５度程度傾斜
して設けられており、継目７が感光体クリーニング装置
１３を通過する際の衝撃により、画像が乱れないよう配
慮されている。従って、感光体クリーニング装置１３
は、感光体１に対して離接する機構を有していない。除
電器１４は、赤色ＬＥＤを複数個線上に配置したもので
あり、感光体１上の残留電位を除去する。

【００１６】次に、中間転写体１８周辺の構成について
説明する。中間転写体１８は、導電性の樹脂等からなる
継ぎ目のないループ状のベルトであり、それぞれの単色
画像を合成してフルカラー画像を形成するための媒体で
ある。中間転写体１８は、３本の搬送ローラ１９、２
０、２１によって支持され、感光体１と同一の駆動モー
タ（図示せず）により方向ｄ２に周回動する。２２は中
間転写体位置検出用マークであり、中間転写体１８の端
部に８つ配置されている。２３は中間転写体位置検出用
マーク２２を検出する中間転写体位置検出センサであ
る。画像を形成する際には、複数個の中間転写体位置検
出用マーク２２から１つを選択して画像形成位置の基準
として用いる。

【００１７】次に、画像形成基準の決定方法について説
明する。図１の構成の電子写真装置では、感光体１と中
間転写体１８の周長は等しくなるよう設計されている
が、完全に同一ではないため各々の回転周期が異なる。
もし、感光体位置検出用マーク５を画像形成基準にした
場合は、感光体１上では常に同じ位置にトナー像が形成
されるが、中間転写体１８上で画像を重ねると各色のト
ナー像が位置ずれを起こす。一方、中間転写体１８から
画像形成基準を得た場合は、周長差に応じて感光体１上
の画像形成位置は徐々に変わって行くが、中間転写体１
８上では同じ位置に合成像が形成される。従って画像形
成基準は、中間転写体１８から得ねばならない。ところ
で、感光体１には継目７があり、継目７上にトナー像は
形成できないため、中間転写体１８の適当な位置で画像
形成位置を見つけても、画像形成動作に移行できない場
合がある。

【００１８】そこで、中間転写体１８の端部に、中間転
写体位置検出用マーク２２を複数個配置しておき、感光
体位置検出用マーク５を検出する直前の中間転写体位置
検出用マーク２２を画像形成基準として選択する。更
に、感光体位置検出用マーク５を検出する直前の中間転
写体位置検出用マーク２２を検出してから、感光体位置
検出用マーク５を検出するまでの時間を位相差時間とし
て計測し、選択された中間転写体位置検出用マーク２２
を検出後、全ての作像プロセスを位相差時間だけ遅延さ
せる処理を行っている。

【００１９】原理上は、中間転写体位置検出用マーク２
２は一つであっても構わないが、感光体１と中間転写体
１８の位置関係によっては、ファースト印字が遅くなっ
たり、中間転写体位置検出用マーク２２を検出してから
画像形成開始までに時間がかかり、中間転写体１８上の
画像位置合わせ精度の劣化が考えられるため、中間転写
体１８には複数の中間転写体位置検出用マーク２２を配
置し、マーク２２検出後速やかに画像形成が開始される
よう配慮されている。

【００２０】中間転写体１８の周面には、回転方向ｄ２
に沿って、ＰＴＣ（プリチャージトランスファ）２４、
濃度センサ２５、用紙転写手段としての用紙転写ローラ
２６、中間転写体クリーニング装置２７が配置されてい
る。濃度センサ２５は、反射型センサを応用したもので
あり、中間転写体１８上のトナー濃度を検出する。濃度
センサ２５の発光側は、Ｄ／Ａ変換器４１（図７）に接
続されており、Ｄ／Ａ変換器４１にデータを設定して電
流を制御することで発光光量を変化させることができる
構成となっている。受光側の出力は、オペアンプ５６
ａ、５６ｂ（図７）等で増幅され、ＣＰＵ４０（図７）
のＡ／Ｄ変換ポート（図示せず）に入力される。中間転
写体クリーニング装置２７は、用紙転写後の中間転写体
１８上の残留トナーを除去する装置であり、中間転写体
１８上にトナー像が合成されている間は中間転写体１８
から離間しており、クリーニングに供する時のみ当接す
る。

【００２１】次に、給紙系並びに定着装置の構成を説明
する。給紙系は、用紙カセット３０、給紙ローラ３１、
用紙搬送路３２、スリップローラ３３、レジストローラ
３４ａ、レジストローラ３４ａの従動ローラ３４ｂとか
ら構成されている。用紙カセット３０は、用紙を収納す
るためのカセットであり、最大１００枚の用紙を装着す
ることができる。用紙カセット３０の周辺には、用紙カ
セット有無センサ、用紙サイズ判別センサ、用紙有無セ
ンサ、用紙残量センサ（全て図示せず）等が配置されて
いる。

【００２２】給紙ローラ３１は、半月形のローラであ
り、用紙カセット３０から用紙２８を１枚ずつ用紙搬送
路３２へ送り出す。用紙搬送路３２の途中には、スリッ
プローラ３３が配置され、給紙ローラ３１によってピッ
クアップされた用紙２８は、スリップローラ３３により
レジストローラ３４ａまで搬送される。用紙２８の先端
がレジストローラ３４ａに到達した時点では、レジスト
ローラ３４ａは回転しておらず、用紙２８は先に進むこ
とができずにスリップローラ３３位置でスリップしてい
る。レジストローラ３４ａと従動ローラ３４ｂは、用紙
２８と中間転写体１８上の合成像の位置を一致させるた
め一時的に用紙２８を停止待機させる。動作時は、共に
回動して用紙２８を用紙転写ローラ２６の方向へ搬送す
る。

【００２３】次に、定着装置３５の構成を説明する。定
着装置３５は、ヒートローラ３６、加圧ローラ３７、温
度センサ３８等で構成されている。ヒートローラ３６
は、ヒータと、アルミ製の芯金と、厚み０．５ｍｍ程度
のシリコンゴムとによって構成されており、用紙２８上
に転写されたトナー像の表面を加熱し、トナーを軟化、
溶融させる。加圧ローラ３７は、鉄製の軸と厚み３ｍｍ
程度のシリコンゴムとからなり、ヒートローラ３６との
間に用紙２８を挟持して圧力を加える。ヒートローラ３
６と加圧ローラ３７の挟持回転に伴い、熱と圧力で、用
紙２８上のトナー像は用紙２８に定着しカラー画像を形
成する。

【００２４】温度センサ３８は、サーミスタ等のセンサ
であり、ヒートローラ３６の表面温度を検出する。温度
センサ３８からの出力は、適当なサンプリング周期で検
出され、検出結果に基づいて、単位時間当りのヒータの
点灯時間が制御され、常に規定の温度を保持している。

【００２５】上述してきた構成によるものを含め、電子
写真装置は、一般に環境変動に対して敏感であり、例え
ば機内温度の上昇に伴って、階調特性は経時的に変化す
る。フルカラー出力を行う電子写真装置にとって、階調
性の確保、更に印刷の３原色であるシアン、マゼンタ、
イエローを合成したときのグレーバランスの確保は重要
な技術課題の一つであり、これまでにも様々なアプロー
チがなされてきている。

【００２６】従来の電子写真装置は、例えば電源投入時
の初期化の段階で階調補正を実行する。まず初期化動作
について詳細に説明する。

【００２７】電源が投入されると、電子写真装置では、
メモリ等のハードウェアや、画像形成に必要な例えば現
像器、定着装置３５、感光体１が装着されているかのチ
ェック、更に初期ジャム等が発生しているか否かの検出
を行い、異常がなければ定着装置３５のヒートローラ３
６のヒータをオンにして、ヒートローラ温度が所定の温
度に達するまで待機する。所定の温度はトナーの軟化が
始まる温度であり、約１００℃程度である。ヒートロー
ラ３６の表面温度が所定温度に達すると初期化動作に入
る。

【００２８】初期化動作では、まず感光体１と中間転写
体１８の駆動用モータ（メインモータ）、スリーブロー
ラ１６の駆動用モータ、露光光学系９内のポリゴンミラ
ーを回転させるスキャナモータ、用紙搬送モータの駆動
を開始し、サーボ系が正常に機能することを確認する。
次に少なくともメインモータは駆動したまま、帯電器８
および除電器１４を起動し、感光体１の表面電位の初期
化を開始する。

【００２９】次に、各構成要素のポジションを確認す
る。まず各現像器の位置を確認し、例えば現像器１０Ｋ
が現像位置に出ていれば、離接カム１７Ｋを待機位置に
復帰させる。次に、用紙転写ローラ２６の位置を確認
し、用紙転写位置にあれば待機位置に復帰させる。更
に、中間転写体クリーニング装置２７の位置を確認し、
中間転写体１８に対して離間していればこれを当接させ
る。中間転写体クリーニング装置２７は、通常は中間転
写体１８に当接しクリーニング状態を保っており、単色
画像を合成する場合にのみ中間転写体１８から離間す
る。もちろんこれらの過程において、上記の構成要素を
待機位置に復帰させるべく指令を出したにもかかわらず
復帰がなされない場合は、電子写真装置は初期化を中止
し表示パネル等にエラーメッセージを出力する。

【００３０】次に、現像器の初期化を行うが、まず現像
器１０Ｃの初期化を行う。まず離接カム１７Ｃを１８０
度回転させ現像器１０Ｃを方向ｄ３に移動させる。現像
器１０Ｃが現像位置に固定されたことを確認し、スリー
ブローラ１６Ｃを回転させる。このとき、現像バイアス
は印加しないため（仮に印加しても潜像は形成されてお
らず）トナーは感光体１に付着しない。

【００３１】次に、現像器１０Ｃは、現像位置において
トナーの残量検出を行う。まず両側部に透明なレンズを
取付けた現像器１０Ｃにレンズを通して外部から発光素
子による光を入れる。発光素子と反対側に配置された受
光素子で発光素子からの光を検出した場合は、現像器１
０Ｃ内部のトナーが不足していると判定する。発光素子
と受光素子は一本の光軸上にあり、現像器１０Ｃが現像
位置にあるときにレンズ部分を光軸が通るように配置さ
れている。現像器１０Ｃ内部ではトナー撹拌手段に取り
付けたワイパーにより、レンズを一定周期でクリーニン
グしており、トナーによる汚れの影響を防止している。
レンズのクリーニング部材は、スリーブローラ１６Ｃの
回転用動力に連結されているため、トナー残量検出には
スリーブローラ１６Ｃを回転させる必要がある。また本
トナー残量検出手法では、現像器１０Ｃが待機位置にあ
る（即ち離接カム１７Ｃが待機位置にある）時は現像器
１０Ｃの有無を検出できる。さて一定時間スリーブロー
ラ１６Ｃを回転させた後にトナー残量検出結果に異常が
なければ、離接カム１７Ｃを再度１８０度回転させ、現
像器１０Ｃを待機位置に復帰する。以上で現像器１０Ｃ
に対する初期化を終了する。

【００３２】以降、現像器１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋの順
に初期化を実行していく。現像器の初期化順序には根拠
がある。これは、初期化中は感光体１は方向ｄ１に駆動
されているため、駆動方向と逆の方向に現像器を初期化
しないと、例えば高圧電源が誤動作した場合等に、各現
像器間でトナーが混色するおそれがあるからである。全
ての現像器１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋの初期化が
終了すると、ヒートローラ３６の駆動源である用紙搬送
用のモータ以外の駆動源の回転を停止し、帯電器８や除
電器１４を停止し、定着装置内部のヒートローラ３６が
規定の温度に達して定着可能になるまでウォームアップ
を行う。階調補正はこのウォームアップ期間に実行され
る。

【００３３】以下、階調補正動作について詳細に説明す
る。ウォームアップ期間に入ると、再度メインモータの
駆動を開始する。ただし、この時は、帯電器８等の高圧
電源は印加しない。メインモータ起動により中間転写体
１８と感光体１が定速に達したのち、中間転写体１８を
少なくとも一周させ、中間転写体１８をクリーニングす
る。まず濃度センサ２５とその周辺部について説明す
る。

【００３４】全構成に関係する部分の説明には図１を用
い、濃度センサ２５周辺の詳細な説明には図７を用い
る。図７は従来の濃度センサ周辺のブロック構成図であ
る。図７において、４０はＣＰＵ、４１はＤ／Ａ変換
器、４２はＲＡＭ、５６ａと５６ｂはオペアンプであ
る。濃度センサ２５は、中間転写体１８と対向して配置
された反射型センサであり、ＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ変換
器４１への数値設定により、濃度センサ２５の発光側電
流を変化させて光量制御を行うことができる。Ｄ／Ａ変
換器４１に設定可能な値は６ビットであり、０〜６３の
値を設定することができる。濃度センサ２５の出力は、
オペアンプ５６ａとオペアンプ５６ｂに各々入力されて
いる。オペアンプ５６ａとオペアンプ５６ｂのゲインの
比は、１／２：１に設定されている。つまり、オペアン
プ５６ｂのゲインが１のときはオペアンプ５６ａのゲイ
ンは１／２である。各オペアンプ５６ａ、５６ｂの出力
は、ＣＰＵ４０の異なるＡ／Ｄ変換ポートに入力され、
ＣＰＵ４０は元は同じ出力を２つのゲインで検出でき
る。なお、ＣＰＵ４０、Ｄ／Ａ変換器４１、ＲＡＭ４
２、オペアンプ５６ａ、５６ｂは制御部（図示せず）内
に配置されている。

【００３５】電子写真装置は、前述したようにウォーム
アップ期間に入るとメインモータを起動し、感光体１と
中間転写体１８を駆動する。ただし、この時は、帯電器
８等の高圧電源は印加しない。メインモータ起動により
感光体１と中間転写体１８が定速に達したのち、中間転
写体１８を少なくとも一周させ、中間転写体１８をクリ
ーニングする。

【００３６】階調補正の第一段階として、彩色成分（シ
アン・マゼンタ・イエロー）と無彩色成分（ブラック）
毎に濃度センサ２５の発光側の光量を決定する。以下に
濃度センサ２５の発光光量調整について図８を用いて詳
細に説明する。図８は濃度センサ２５の発光光量調整の
説明図であり、図８の横軸は中間転写体１８の回転サイ
クル数であり、縦軸は濃度センサ出力をＡ／Ｄ変換した
もの、即ちＣＰＵ４０が認識する濃度データを示す。

【００３７】中間転写体１８が完全にクリーニングされ
た状態で、まず彩色成分の地肌濃度の調整目標値５７を
例えばアナログレベルで１．２５ＶすなわちＡ／Ｄ変換
後のデータとして「６４」（＝１．２５Ｖ／５．００Ｖ
×２５５）とする。ＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ変換器４１に
６ビット量の中央値（＝「３２」）をセットし（図８に
おける彩色成分第一サイクル）、濃度センサ２５の発光
光量を設定する。中間転写体１８を一周回転させ、規定
のサンプリング周期（例えば２０ｍｓ周期）で中間転写
体１８の地肌濃度を検出しながら、その検出値を累計す
る。中間転写体１８の一周回転が終了すると、累計され
ている値をサンプリング回数で除算し、地肌濃度の平均
値５８を算出する。この平均値と地肌濃度の調整目標値
５７（＝「６４」）を比較する。

【００３８】図８では、Ｄ／Ａ変換器４１に「３２」を
設定した彩色成分第一サイクルの場合、中間転写体１８
が一周する間の地肌濃度の平均値５８は調整目標値５７
を越えているため、光量の再設定が必要と判定される。

【００３９】次の彩色成分第二サイクルでは、「１６」
（＝３２−１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。この
ときの変更幅は「１６」となる。彩色成分第二サイクル
では地肌濃度の平均値は調整目標値５７を下回るため、
やはり光量の再設定が必要となる。前回の変更幅「１
６」を１／２し、今回の変更幅は「８」とする。また地
肌濃度の平均値＜調整目標値５７であるから、濃度セン
サ２５の発光光量は増加せねばならないと判定する。

【００４０】彩色成分第三サイクルでは「２４」（＝１
６＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた動
作を繰り返す。実際は、地肌濃度の平均値と調整目標値
５７との差が規定値以下であれば、現在のＤ／Ａ変換器
４１の設定値をメモリに保持し、彩色成分計測時の濃度
センサ発光光量設定を終了するが、変更幅はサイクル単
位に１／２されており、変更幅が０となった時点で発光
量調整動作を打ち切るため、上述の動作が無限ループと
なることはない。計測サイクルが進むにつれてＤ／Ａ変
換器４１の設定に対する変更幅は小さくなり、設定値は
収束する。

【００４１】次に、無彩色成分に対する濃度センサ２５
の発光光量を決定する。この過程は、彩色成分における
場合とほぼ同様だが、地肌濃度の調整目標値５９は例え
ばアナログレベルでは３．０ＶすなわちＡ／Ｄ変換後の
データとして「１５３」（＝３．００Ｖ／５．００Ｖ×
２５５）であり、彩色成分の目標値より高い値が設定さ
れる。ＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ変換器４１に６ビット量の
中央値（＝「３２」）をセットし（図８における無彩色
成分第一サイクル）、濃度センサ２５の発光光量を設定
する。中間転写体１８を一周回転させ、規定のサンプリ
ング周期（例えば２０ｍｓ周期）で中間転写体１８の地
肌濃度を検出しながら、その検出値を累計する。

【００４２】中間転写体１８の一周回転が終了すると、
累計されている値をサンプリング回数で除算し、地肌濃
度の平均値６０を算出し、地肌濃度の平均値と地肌濃度
の調整目標値５９（＝「１５３」）を比較する。図８で
は、Ｄ／Ａ変換器４１に「３２」を設定した無彩色成分
第一サイクルの場合、中間転写体１８が一周する間の地
肌濃度の平均値６０は、調整目標値５９を下回るため、
光量の再設定が必要と判断される。

【００４３】次の無彩色成分第二サイクルでは、「４
８」（＝３２＋１６）をＤ／Ａ変換器４１に設定する。
このときの変更幅は「１６」となる。無彩色成分第二サ
イクルでは、地肌濃度の平均値は調整目標値５９を下回
るため、やはり光量の再設定が必要となる。前回の変更
幅「１６」を１／２し、今回の変更幅は「８」とする。
今回も地肌濃度の平均値＜調整目標値５９であるから、
濃度センサ２５の発光光量は増加せねばならないと判定
する。

【００４４】無彩色成分第三サイクルでは「５６」（＝
４８＋８）をＤ／Ａ変換器４１に設定し、上述してきた
動作を繰り返す。実際は地肌濃度の平均値と調整目標値
５９との差が規定値以下であれば、現在のＤ／Ａ変換器
４１の設定値をメモリに保持し、無彩色成分計測時の濃
度センサ発光光量設定を終了するが、変更幅はサイクル
単位に１／２されており、変更幅が０となった時点で発
光量調整動作を打ち切るため、上述の動作が無限ループ
となることはない。計測サイクルが進むにつれてＤ／Ａ
変換器４１の設定に対する変更幅は小さくなり、設定値
は収束する。上述した動作により、彩色成分と無彩色成
分に対する濃度センサ２５の発光光量が決定される。

【００４５】彩色成分と無彩色成分で異なる発光量が決
定されると、階調補正の第二段階に入る。第二段階で
は、各色トナーの飽和濃度を検出する。飽和濃度とは、
それ以上トナーを重畳しても濃度が上昇しなくなる限界
濃度のことを指す。一般に用紙上に単色トナーの層を次
々と重ねると、トナー濃度の上昇カーブは徐々に緩やか
になり、最後はそれ以上トナー層を重ねても、トナー濃
度が上昇しなくなり飽和状態となる。これと同じように
中間転写体１８上に同一の単色トナーを重畳したときの
濃度センサ２５の出力も飽和状態となる。

【００４６】まず飽和濃度検出用のテストパターンにつ
いて説明する。図９は飽和濃度検出用のパターン図であ
る。飽和濃度を検出するため、画像データは最大値（Ｆ
ＦＨ）とする。テストパターンは合計２つであり、飽和
濃度検出用パターン６１の位置でブラックとマゼンタの
飽和濃度を検出し、飽和濃度検出用パターン６２の位置
でイエローとシアンの飽和濃度を検出する。また６３は
中間転写体１８の駆動方向を示している。

【００４７】次に、中間転写体１８上に同一色の単色ト
ナーを複数回合成して、飽和濃度を得る過程を説明す
る。まず露光光学系９内のポリゴンミラーの回転を開始
する。また感光体１は、駆動方向ｄ１に、中間転写体１
８は駆動方向ｄ２にそれぞれ駆動される。更に現像器１
０Ｋ〜１０Ｃ内部のスリーブローラ１６Ｋ〜１６Ｃの駆
動源の回転を開始する。また中間転写体クリーニング装
置２７は、この時点で中間転写体１８から離間し、中間
転写体１８上に複数回数トナー像を重畳できるようにす
る。

【００４８】各駆動源の起動直後に高圧電源に接続され
た帯電器８内の帯電線に−４０００Ｖから−５０００Ｖ
程度の高電圧を印加しコロナ放電を行なわせ、更に帯電
器８内のグリッドに−６００Ｖを印加して、感光体１の
表面を一様に−５００Ｖ程度に帯電させる。更に除電器
１４を動作させ、中間転写ローラ１２に＋１０００Ｖ程
度の高電圧を印加する。

【００４９】中間転写体１８と感光体１の搬送速度が定
速に達すると、感光体位置検出センサ６は感光体位置検
出用マーク５の検出を開始し、更に中間転写体位置検出
センサ２３は中間転写体位置検出用マーク２２の検出を
開始する。感光体位置検出用マーク５と中間転写体位置
検出用マーク２２の検出時間差に基づいて、感光体１の
継目７を回避しかつ最も最短時間で画像形成が可能な中
間転写体位置検出用マーク２２が選択され、選択された
中間転写体位置検出用マーク２２が検出されてから実際
に画像形成プロセスを起動するまでの遅延時間が計算さ
れる。以降の画像形成においては、全色の画像形成開始
基準としてこの時点で選択された中間転写体位置検出用
マーク２２が用いられる。

【００５０】さて、上述の手順で選択された中間転写体
位置検出用マーク２２が中間転写体位置検出センサ２３
によって検出されると、所定時間経過後に電子写真装置
に内蔵された飽和濃度検出用パターンデータに基づき、
感光体１上に図９に示したテストパターンの静電潜像が
形成される。所定時間経過後にブラック現像器１０Ｋが
感光体１に当接し、図９における飽和濃度検出用パター
ン６１の位置の潜像を顕画化する。飽和濃度検出用パタ
ーン６１の位置の現像が終了すると、現像器１０Ｋは待
機位置に復帰し、次にマゼンタ現像器１０Ｍが感光体１
に当接し、図９における飽和濃度検出用パターン６２の
位置の潜像を顕画化する。このように感光体１が一周す
る間に異なる色の現像器を当接・離間することで、２色
のテストパターンを同時に形成することができる。

【００５１】顕画化されたテストパターンは、中間転写
体１８に転写され、濃度センサ２５の位置に搬送され
る。飽和濃度検出用パターン６１が濃度センサ２５の位
置に到達する直前に、ＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ変換器４１
に無彩色成分を読み取る際の発光光量設定をおこない、
ブラックトナー像に対する濃度センサ２５の出力の読み
取りを開始する。ブラックトナー濃度を読み取る場合、
ＣＰＵ４０は、図７におけるオペアンプ５６ｂ（ゲイン
＝１の方）のＡ／Ｄ変換ポートを選択する。ここで図１
０は従来の最大濃度補正パターン図である。濃度センサ
２５の出力は、予め定められたサンプリング周期でＣＰ
Ｕ４０に読み込まれ、ＲＡＭ４２に格納される。

【００５２】所定回数読み取ると、ＣＰＵ４０はＤ／Ａ
変換器４１に彩色成分を読み取る際の発光光量設定をお
こない、マゼンタトナー像に対する濃度センサ２５の出
力の読み取りを開始する。マゼンタトナー像を読み取る
場合は、ＣＰＵ４０は、図７におけるオペアンプ５６ａ
（ゲイン＝１／２の方）のＡ／Ｄ変換ポートを選択す
る。濃度センサ２５の出力は、予め定められたサンプリ
ング周期でＣＰＵ４０に読み込まれ、ＲＡＭ４２に格納
される。

【００５３】こうして、ブラックとマゼンタの飽和濃度
検出パターンが形成された中間転写体１８の読み取り結
果が時間順にＲＡＭ４２に格納される。ブラックとマゼ
ンタでＣＰＵ４０のＡ／Ｄ変換ポートを変えるのは、彩
色成分濃度が飽和状態に近付くと、通常ゲイン（＝１）
ではＣＰＵのＡ／Ｄ変換ポートのリファレンス電位（５
Ｖ）を越えるためである。つまりゲイン＝１／２でＣＰ
Ｕ４０に取り込み、ソフトウェアにより２倍して使用す
る。この手法では読み取り精度が低下するが、飽和濃度
のような高濃度域は視覚特性上の精度も低いため、この
程度の誤差は問題にならない。

【００５４】一層目の読み取りが終了すると、ＣＰＵ４
０は、飽和濃度検出用パターン６１および飽和濃度検出
用パターン６２の位置に対応したＲＡＭ４２のアドレス
から読み取り結果を集計し、各色毎に一層目の濃度デー
タを求め、ＲＡＭ４２に格納する。二層目以降も同様に
して画像を形成する。二層目以降の飽和濃度検出用パタ
ーンは中間転写体１８上で一層目と全く同じ位置に合成
され、濃度センサ２５により濃度を計測し、ＲＡＭ４２
に格納する。

【００５５】さて、二層目の濃度計測が終了した時点
で、一層目の濃度データと二層目の濃度データを比較す
る。これらの濃度データの比が予め定められた範囲を満
たさない場合は、ＣＰＵ４０は、感光体１から中間転写
体１８への転写が異常であると判定する。層が増えるに
従って濃度データの絶対値は収束するが、転写不良が発
生した場合は、特に一層目から二層目の濃度上昇率が非
常に小さくなる。予め現像器内部のトナー量は、残量検
出手段によって判定されているから、転写不良を正しく
検出できる。転写不良が発生した場合は、階調補正はも
とより、通常の印字も不良となるため、ＣＰＵ４０は、
直ちに電子写真装置を停止し、ディスプレイ装置にエラ
ーメッセージを表示する。ここでは、一層目と二層目の
濃度上昇率に基づいて転写不良を検出しているが、地肌
濃度はある程度チューニングされるので、一層目の濃度
データそのものでもある程度の判定は可能である。また
各層の濃度データと濃度上昇率を組み合わせても転写不
良は判定可能である。

【００５６】以上のようにして単層画像を合成して行く
と、四層程度の合成で中間転写体１８上のトナー濃度は
飽和する。このときの濃度センサ２５の出力をブラッ
ク、マゼンタ毎に求めてダーク基準としてＲＡＭ４２に
格納する。飽和濃度が検出されると中間転写体クリーニ
ング装置２７は当接位置に移動し、中間転写体１８はク
リーニングされる。

【００５７】以上のようにブラックとマゼンタのダーク
基準を検出すると、次はイエローとシアンのダーク基準
を検出する。選択された中間転写体位置検出用マーク２
２が中間転写体位置検出センサ２３によって検出される
と、所定時間経過後に電子写真装置に内蔵された飽和濃
度検出用パターンデータに基づき、感光体１上に図９に
示したテストパターンの静電潜像が形成される。所定時
間経過後にイエロー現像器１０Ｙが感光体１に当接し、
図９における飽和濃度検出用パターン６１の位置の潜像
を顕画化する。飽和濃度検出用パターン６１の位置の現
像が終了すると、現像器１０Ｙは待機位置に復帰し、次
にシアン現像器１０Ｃが感光体１に当接し、図９におけ
る飽和濃度検出用パターン６２の位置の潜像を顕画化す
る。

【００５８】顕画化されたテストパターンは、中間転写
体１８に転写され、濃度センサ２５の位置に搬送され
る。飽和濃度検出用パターン６１が濃度センサ２５の位
置に到達する直前に、ＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ変換器４１
に彩色成分を読み取る際の発光光量設定をおこない、イ
エローおよびシアントナー像に対する濃度センサ２５の
出力の読み取りを開始する。このときＣＰＵ４０は、図
７におけるオペアンプ５６ａ（ゲイン＝１／２の方）の
Ａ／Ｄ変換ポートを選択する。濃度センサ２５の出力
は、予め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４０に読
み込まれ、ＲＡＭ４２に格納される。こうしてイエロー
とシアンの飽和濃度検出パターンが形成された中間転写
体１８の読み取り結果が時間順にＲＡＭ４２に格納され
る。

【００５９】一層目の読み取りが終了すると、ＣＰＵ４
０は、飽和濃度検出用パターン６１および飽和濃度検出
用パターン６２の位置に対応したＲＡＭ４２のアドレス
から読み取り結果を集計し、各色毎に一層目の濃度デー
タを求めＲＡＭ４２に格納する。二層目以降も同様にし
て画像を形成し、中間転写体１８上で合成し、濃度セン
サ２５により濃度を計測し、ＲＡＭ４２に格納する。以
降の動作は、ブラックとマゼンタトナーの飽和濃度を検
出した場合と同じであり、こうしてイエローとシアンの
ダーク基準が検出される。

【００６０】以上のようにして各色のダーク基準が検出
されると、階調補正は第三段階にはいる。第三段階以降
では、中間転写体クリーニング装置２７は当接し、中間
転写体１８は常にクリーニングされる。第三段階では、
濃度センサ２５の光量を彩色成分計測時、無彩色成分計
測時の２つの設定に切り換えて、中間転写体１８の地肌
濃度すなわちハイライト基準を計測する。既に画像形成
が可能な状態であるので、選択された中間転写体位置検
出用マーク２２を中間転写体位置検出センサ２３が検出
するのを待って、電子写真装置は階調補正の第三段階に
移行する。選択された中間転写体位置検出用マーク２２
が中間転写体位置検出センサ２３によって検出される
と、所定時間経過後にＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ変換器４１
に彩色成分を読み取る際の発光量設定をおこない、濃度
センサ２５の出力の読取りを開始する。濃度センサ２５
の出力は、予め定められたサンプリング周期でＣＰＵ４
０に読み込まれる。ＣＰＵ４０は、読み込み結果を直ち
にＲＡＭ４２に格納する。例えば中間転写体１８の画像
領域を３７０ｍｍ、搬送速度を１００ｍｍ／ｓ、サンプ
リング周期を１０ｍｓとすると中間転写体１８が一周す
る間に３７０個のデータがＲＡＭ４２に格納される。

【００６１】彩色成分用の発光量設定のもとで、中間転
写体１８の地肌濃度計測が終了すると、ＣＰＵ４０はＤ
／Ａ変換器４１にデータをセットして、濃度センサ２５
の発光量を無彩色成分計測時の設定にし、選択された中
間転写体位置検出用マーク２２の検出を待つ。再度中間
転写体位置検出用マーク２２が中間転写体位置検出セン
サ２３によって検出されると、彩色成分のときと全く同
ように、無彩色成分用の発光量設定のもとで中間転写体
１８の地肌濃度を計測し、結果はＲＡＭ４２に格納され
る。無彩色成分の発光量設定のもとで中間転写体１８の
地肌濃度計測が終了すると階調補正の第三段階は終了す
る。

【００６２】次に、第四段階の最大濃度補正について述
べる。前述したように、電子写真装置の用紙上濃度は環
境変動の影響を受け、また経時的に変化し、画像データ
の最大値（ＦＦＨ）に対応する濃度値は一定でない。そ
のため、現像バイアスを制御して目標最大濃度を確保す
るもので、補正パターンとして図１０に示すものが各色
毎に用意される（各パターンの描画データは一定でＦＦ
Ｈ）。そして感光体１上に、前記パターンを形成しなが
ら、各パターン位置で現像バイアスを最低（−１２５
Ｖ）から最大（−３５０Ｖ）まで変化させることで、１
０段階の濃度パターンが顕画化され、第一転写後、濃度
センサ２５により検出され、後述する濃度検出アルゴリ
ズムに従って濃度値がＣＰＵ４０により認識され、ＲＡ
Ｍ４２に格納される。そして、各パターンの濃度チェッ
クを行い、目標最大濃度（例えば反射濃度１．５）に対
応する現像バイアス値を選択する。

【００６３】第四段階が終了すると第五段階に入る。第
五段階では中間転写体１８上に形成された階調を有する
テストパターンの濃度を各色毎に検出し、第三段階まで
で求められたダーク基準とハイライト基準を用いて、電
子写真装置のγ特性を補正するテーブルを作成する。

【００６４】第五段階で使用されるテストパターンを図
１１に示す。図１１は階調補正用テストパターンを示す
パターン図である。テストパターンは、電源投入時や、
適当な条件が整った場合に形成されるため、多数回の同
一パターン形成によりパターン領域が物理的に劣化して
も、画質劣化が視覚的に目だちにくいように、画像領域
の端部に形成される。テストパターンは合計１０個であ
り、各々異なる濃度パターンを形成するように、予め画
像データが設定されている。例えば先頭のパターンは１
６進表現で１０Ｈ、次のパターンは２０Ｈのように、画
像の先頭から順に濃度が上昇する設定となっている。

【００６５】また中間転写体１８において、テストパタ
ーンの形成位置は各色共通であり、画像データも共通で
あるが、各色画像は色によって異なるスクリーン角（画
像濃度を変化させるための単位マトリクスの配列に色ず
れ抑止効果のため角度をつけている。この角度をスクリ
ーン角という）を用いて形成され、例えばホストコンピ
ュータ等から転送された画像データを印字する際のスク
リーン角と階調補正実行時のスクリーン角は色毎に共通
である。次に、中間転写体１８に形成された彩色成分お
よび無彩色成分のトナーを濃度センサ２５で検出した時
の一般的な特性について、図１２を用いて説明する。図
１２は彩色成分および無彩色成分の階調補正用テストパ
ターンに対する濃度センサの出力例示図である。簡単の
ため、トナーが無い状態の中間転写体１８を濃度センサ
２５で検出した時の出力はグラフの中央を示すものとす
る。また、彩色成分と無彩色成分のパターンは、先頭か
ら順に濃度が上昇するよう予め定められているとする。

【００６６】彩色成分の場合、階調補正用テストパター
ンの濃度上昇とともに、濃度センサ２５の出力も上昇す
る。厳密には各色で特性は異なるが、パターン濃度の上
昇に応じて濃度センサ２５の出力が単調増加するという
点では差はない。

【００６７】一方、同条件で無彩色成分のパターンを検
出した時は、パターン濃度の上昇に応じて濃度センサ２
５の出力は単調減少する。パターン濃度上昇と共に彩色
成分と無彩色成分でグラフの中央すなわち中間転写体１
８の地肌レベルを挟んで異なる方向に値が変化するのが
大きな特徴である。

【００６８】誘電体である中間転写体１８は、カーボン
が分散されているため黒色であるが、表面は滑らかであ
り、ある程度の反射率を有する。彩色成分を検出する場
合は、トナーの反射率と光の散乱が共に増加し、濃度セ
ンサ出力は単調増加する。一方、無彩色成分に対する特
性は、パターン濃度に応じて濃度センサ２５からの照射
光はトナー表面で吸収されるため、濃度センサ２５の出
力は単調減少する。

【００６９】さて、階調補正の第二段階終了後に選択さ
れた中間転写体位置検出用マーク２２が検出されると、
所定時間経過後に電子写真装置に内蔵された濃度データ
に基づき、感光体１上にテストパターンの静電潜像が形
成される。既に各高電圧等の画像形成に必要な構成要素
は起動され、この時点では画像形成の準備は整ってい
る。

【００７０】画像形成プロセスは、選択された中間転写
体位置検出用マーク２２を基準にして進行されるため、
以降の動作は選択された１つの中間転写体位置検出用マ
ーク２２の検出に基づくものである。所定時間経過後に
現像器１０Ｋが感光体１に当接し、階調補正用テストパ
ターンを顕画化する。顕画化されたブラックのテストパ
ターンは、中間転写体１８に転写され、濃度センサ２５
まで搬送される。

【００７１】更に所定時間経過後に、ＣＰＵ４０は、Ｄ
／Ａ変換器４１に無彩色成分を読み取る際の発光量設定
をおこない、濃度センサ２５の出力の読み取りを開始す
る。濃度センサ２５の出力は、予め定められたサンプリ
ング周期でＣＰＵ４０に読み込まれる。読み込みは、全
画像領域に対して行い、ＣＰＵ４０は読込み結果を直ち
にＲＡＭ４２に格納する。

【００７２】以上のようにして、無彩色成分のテストパ
ターンの濃度測定が終了すると、ＣＰＵ４０は、Ｄ／Ａ
変換器４１に彩色成分を読み取る際の発光量設定をおこ
ない、選択された中間転写体位置検出用マーク２２が再
度検出されるのを待つ。以降は、ブラックと同じ画像デ
ータを用いて、シアン、マゼンタ、イエローのテストパ
ターンを中間転写体位置検出用マーク２２が検出される
毎に形成し、ブラックの場合と同ようにＲＡＭ４２に格
納する。前述したように、この時点で中間転写体クリー
ニング装置２７は当接状態であり、中間転写体１８は常
にクリーニングされているので、濃度センサ２５は色毎
に階調補正パターンを読み取ることができる。

【００７３】こうして、無彩色成分の発光量設定におけ
る中間転写体１８の地肌濃度、無彩色成分のテストパタ
ーンの濃度検出結果、並びに、彩色成分の発光量設定に
おける中間転写体１８の地肌濃度、シアン・マゼンタ・
イエローの各テストパターンの濃度検出結果がそれぞれ
ＲＡＭ４２に格納される。このデータは、濃度センサ２
５の出力を単に時間順に取得したものに過ぎないため、
テストパターン形成・読み取り動作が終了すると、電子
写真装置は、各モータや帯電器８等の動作をすべて停止
し、データ処理を行う。

【００７４】ＲＡＭ４２内のデータは、すべて同じ中間
転写体位置検出用マーク２２の検出に基づき得られたも
のなので、地肌濃度とテストパターンの読み取り開始点
は中間転写体１８の同一地点のものである。また中間転
写体位置検出用マーク２２を検出してからＣＰＵ４０が
濃度センサ２５の出力の取り込みを開始するまでの時間
は定まっているので、１つ１つのテストパターン位置に
対応した読み取り結果は容易に得られる。まずテストパ
ターン１つに対して、８個のポイントの値を合計し、こ
の平均値を１つのパターンの濃度値とする。こうして無
彩色成分の発光量設定における各パターン位置の地肌濃
度とトナー濃度及び彩色成分の発光量設定における各パ
ターン位置の地肌濃度とシアン、マゼンタ、イエローの
トナー濃度を求めることができる。

【００７５】各色の階調補正用テストパターンの濃度計
測が終了すると、第二段階で求めたダーク基準と第三段
階で求めたハイライト基準を用いて階調補正テーブルを
作成する。以降簡単のために、ブラック（無彩色成分）
とシアン（彩色成分）のデータ処理について説明する。
マゼンタとイエローに対するデータ処理はシアンの場合
と同様である（ただしダーク基準は独立した値を使用す
る）。また各パターン位置をｎ（ｎ＝０〜９）とし、ｎ
の位置の中間転写体１８の地肌濃度（ハイライト基準）
を、ブラックの場合はＨＬ＿Ｋ［ｎ］、シアンの場合は
ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］とし、階調パターンのトナー濃度を
シアンの場合はＤ＿Ｃ［ｎ］、ブラックの場合はＤ＿Ｋ
［ｎ］とする（ＤはＤｅｎｓｉｔｙの意味）。更にブラ
ックのダーク基準をＤＫ＿Ｋ、シアンのダーク基準をＤ
Ｋ＿Ｃとする（ＤＫはｄａｒｋの意味である。配列要素
が無いのはダーク基準がパターン位置に無関係であるた
めである）。

【００７６】まずブラックに対するデータ処理を図１３
を用いて説明する。図１３はブラックの各パターンの濃
度計測結果、ハイライト基準とダーク基準の関係および
データ処理を示すグラフである。ブラックのデータ処理
は、ダーク基準ＤＫ＿Ｋと、各パターン毎の濃度データ
Ｄ＿Ｋ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿Ｋ［ｎ］を用い
て行う。

【００７７】まず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｈ
Ｌ＿Ｋ［ｎ］−Ｄ＿Ｋ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ［ｎ］を
真の濃度レベルと規定する。次に、全てのｎに対して、
ＤＬ［ｎ］＝ＨＬ＿Ｋ［ｎ］−ＤＫ＿Ｋを計算し、ＤＬ
［ｎ］を各パターン毎のダイナミックレンジと規定す
る。次に、ＤＩＦ［ｎ］をＤＬ［ｎ］に対して８ビット
で正規化する。即ち各パターン毎に正規化値ＮＭ［ｎ］
をＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］×２５５／ＤＬ［ｎ］に基
づき計算する。更に、正規化されたデータを用紙上の濃
度に変換する。濃度変換は予め実験的に取得した濃度変
換テーブルを用いる。

【００７８】ブラックの濃度変換テーブルについて、図
１４を用いて説明する。図１４はブラックの濃度変換テ
ーブルのグラフである。図１４において、横軸は各パタ
ーン毎の濃度センサ２５の出力を上述した手法に基づい
て正規化した値であり、縦軸は同じパターンを用紙に形
成した時の濃度（マクベス濃度）である。この濃度変換
テーブルは、中間転写体１８に形成された階調補正用パ
ターンや飽和濃度検出用パターンを濃度センサ２５で検
出し正規化したデータと、同一パターンを用紙上に転写
・定着したサンプルとがあれば容易に得ることができ
る。

【００７９】ブラックの濃度変換テーブルは中・高濃度
域で正規化値に対する用紙上濃度が急激に変化するた
め、テストパターンの濃度が上昇するほど検出の精度が
低くなる。この特性は、一般に言われる反射率ｖｓ濃度
変換特性そのものと考えてよい。フルカラー画像では、
ブラックは補助的な使われ方がされ、また人間の視覚特
性が高濃度域ほど濃度差に鈍感になるため、高濃度域に
おける精度の劣化はさほど問題にならない。

【００８０】次にシアンに対するデータ処理を図１５を
用いて説明する。図１５はシアンの各パターンの濃度計
測結果、ハイライト基準とダーク基準の関係およびデー
タ処理を示すグラフである。シアンのデータ処理は、各
パターン毎の濃度データＤ＿Ｃ［ｎ］と、ハイライト基
準ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］と、ダーク基準ＤＫ＿Ｃを用い
る。

【００８１】まず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｄ
＿Ｃ［ｎ］−ＨＬ＿ＣＭＹ［ｎ］を計算し、ＤＩＦ
［ｎ］を真の濃度レベルと規定する。次に、全てのｎに
対して、ＤＬ［ｎ］＝ＤＫ＿Ｃ−ＨＬ＿Ｃ［ｎ］を計算
し、ＤＬ［ｎ］を各パターン毎のダイナミックレンジと
規定する。次に、ＤＩＦ［ｎ］をＤＬ［ｎ］に対して８
ビットで正規化する。即ち各パターン毎に正規化値ＮＭ
［ｎ］をＮＭ［ｎ］＝ＤＩＦ［ｎ］×２５５／ＤＬ
［ｎ］に基づき計算する。更に、正規化されたデータを
用紙上の濃度に変換する。濃度変換には、予め実験的に
取得した濃度変換テーブルを用いる。

【００８２】濃度変換テーブルについて図１６を用いて
説明する。図１６はシアンの濃度変換テーブルのグラフ
である。図１６において、横軸は各パターン毎の濃度セ
ンサ２５の出力を上述した手法に基づいて正規化した値
であり、縦軸は同じパターンを用紙に形成した時の濃度
（マクベス濃度）である。この濃度変換テーブルは、中
間転写体１８に形成された階調補正用パターンや飽和濃
度検出用パターンを濃度センサ２５で検出し正規化した
データと、同一パターンを用紙上に転写・定着したサン
プルとがあれば容易に得ることができる。またハイライ
ト基準とダーク基準が測定系で一意に定まれば、図１６
のグラフの形はほとんど変わらないため、正規化後のデ
ータから用紙上の濃度が正しく予測できる。

【００８３】以上の説明で濃度センサ２５の出力から画
像濃度を検出する手法を示した。一方、階調補正用テス
トパターンのデータ即ち入力データは予め定められた値
であり、既知である。この入力データと用紙上濃度との
関係は電子写真装置のγ特性に他ならない。従って、用
紙上の濃度に対する入力データの関係を求めればγ特性
の逆関数（階調補正テーブル）を求めることができる。

【００８４】次に、図１７を用いて画像データと階調補
正テーブルとの関係を説明する。図１７は画像データの
処理ブロックを示すブロック図である。ＣＰＵ４０は作
成された階調補正テーブルをＳＲＡＭ５１に転送してい
る。コントローラ５２から出力された画像データｖがＳ
ＲＡＭ５１のアドレスをアクセスすると、階調を補正さ
れた画像データｖｇがＳＲＡＭ５１からレーザドライバ
５３に出力される。レーザドライバ５３は、画像データ
ｖｇに応じたパルス幅変調を行い、レーザダイオード５
４を発光させる。階調補正テーブルをアクセスすること
で、例えばコントローラ５２から均等ステップの画像デ
ータｖが出力されると、電子写真装置のγ特性は逆関数
である階調補正テーブルによって打ち消され、用紙上の
画像濃度も均等ステップとなる。以上の動作により画像
の階調性が確保される。

【００８５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子写真装置は次のような問題点を有している。す
なわち、中間転写体１８上の付着トナー量に対するセン
サレベルと用紙上濃度との関係（この関係を示すテーブ
ルを以下、「濃度変換テーブル」と称する。）は予め実
験により決定されており、一義的な固定テーブルが装置
内のＲＯＭに内蔵されている。前記濃度変換テーブルの
本質は、用紙転写特性、定着特性の入出力の関係を表し
たものであるが、量産を考慮した場合、用紙転写系を構
成する部品はロット内、ロット間で寸法、材質がばらつ
く。その為、これらが、システムアップされた場合、用
紙転写特性に関わるパラメータたとえばローラニップ
幅、ニップ圧、転写電流も当然装置毎にばらつきが発生
する。結果的に、用紙転写特性、定着特性はばらつく
為、上述した濃度変換テーブルは一義的に決まらず、従
来の階調補正では装置間で階調性がばらつく。この様な
電子写真装置を用いたカラープリンタの使用環境では、
ホストコンピュータによりカラー画像データの加工、蓄
積、転送が行われ、通常はモニタ用のＣＲＴを見なが
ら、オペレータが作業を行っている。この場合、ＣＲＴ
の画面上の色とプリンタのハードコピーの色とは当然同
じである必要があるが、両者の物理特性の違いから、そ
のγ特性、色再現範囲は通常異なっている。そのため、
プリンタ内でＣＲＴ画面上の色と合せるために一般的に
マスキング補正が行われるのは周知の通りである。マス
キング補正は前記電子写真装置のγ特性が一定であると
いう前提条件の基に装置固有の係数が設定されるが、前
述した様に装置間でγ特性（階調性）が異なると一元化
された係数が設定出来ず、逆の表現をすれば、一種類の
マスキング係数では、所定の色データに対し、装置間で
異なった色の出力画像となる。

【００８６】また、別の問題として用紙転写のγ特性が
環境の変化により大きく変化してしまうことがある。た
とえば、初期状態から環境の変化の過程で、目標濃度に
到達できないような大きな転写効率の変化があった場
合、その変化の程度によっては、中間転写体１８上での
トナー付着量に対する用紙上濃度が、内蔵された濃度変
換テーブルの数値と異なってしまい、階調補正の精度が
低下する。

【００８７】用紙転写効率は、電子写真プロセスの種々
の要素のなかでも最も環境、経時変化が顕著であり、従
来の電子写真装置では、これらの要素のパラメータの変
動によっては、階調制御が不可能となる状況が発生す
る。

【００８８】この電子写真装置では、装置間ばらつき、
環境変化等による用紙転写効率の変化を抑制して常に良
好な階調特性が得られることが要求されている。

【００８９】本発明は、装置間ばらつき、環境変化等に
よる用紙転写効率の変化を抑制して常に良好な階調特性
が得られる電子写真装置を提供することを目的とする。

【００９０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の電子写真装置は、露光光学系から出力される
レーザ光の単位画素周期毎のパルス幅変調を画像データ
に基づいて行うことにより、もしくは単位マトリックス
内で画素毎にスライスレベルを切り替えることにより階
調表現する電子写真装置であって、レーザ光によりテス
トパターン等の潜像が形成される感光体と、潜像を顕画
化する現像器と、顕画化されたトナー像を合成し保持す
る中間転写体と、中間転写体上のトナー像を用紙上に転
写する用紙転写ローラと、用紙上トナー像を定着する為
の定着装置と、中間転写体上のトナー像の濃度を検出す
る濃度センサと、データの処理を行う中央処理装置とを
有し、中央処理装置は、合成保持したトナー像における
用紙転写前および用紙転写後の中間転写体上トナー付着
量と中間転写体上トナー付着量に応じた濃度センサから
の出力値との相関関係を示す用紙付着量変換テーブルを
作成し、用紙付着量変換テーブルに基づく階調補正をト
ナー像の用紙転写特性の変動に応じて行う構成を有して
いる。

【００９１】これにより、装置間ばらつき、環境変化等
による用紙転写効率の変化を抑制して常に良好な階調特
性が得られる電子写真装置が得られる。

【００９２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の電子写
真装置は、露光光学系から出力されるレーザ光の単位画
素周期毎のパルス幅変調を画像データに基づいて行うこ
とにより、もしくは単位マトリックス内で画素毎にスラ
イスレベルを切り替えることにより階調表現する電子写
真装置であって、レーザ光によりテストパターン等の潜
像が形成される感光体と、潜像を顕画化する現像器と、
顕画化されたトナー像を合成し保持する中間転写体と、
中間転写体上のトナー像を用紙上に転写する用紙転写ロ
ーラと、用紙上トナー像を定着する為の定着装置と、中
間転写体上のトナー像の濃度を検出する濃度センサと、
データの処理を行う中央処理装置とを有し、中央処理装
置は、合成保持したトナー像における用紙転写前および
用紙転写後の中間転写体上トナー付着量と中間転写体上
トナー付着量に応じた濃度センサからの出力値との相関
関係を示す用紙付着量変換テーブルを作成し、用紙付着
量変換テーブルに基づく階調補正をトナー像の用紙転写
特性の変動に応じて行うこととしたものである。

【００９３】この構成により、用紙転写前後の中間転写
体上のトナー量が濃度センサにより検出され、中央処理
装置は、用紙転写特性が変動したと判定した場合、用紙
転写前後の中間転写体上のトナー量に基づいて用紙付着
トナー量を算出し、用紙付着量変換テーブルを作成する
ことにより、用紙転写特性の変動に対応し、装置間ばら
つき、環境変化等による用紙転写効率の変化を抑制する
という作用を有する。

【００９４】請求項２に記載の電子写真装置は、請求項
１に記載の電子写真装置において、中央処理装置は、用
紙上トナー量と定着後の用紙上濃度との関係を予め所定
値として記憶部に記憶することとしたものである。

【００９５】この構成により、装置間ばらつき、環境変
化等による用紙転写効率の変化による用紙上濃度の変化
が抑制されるという作用を有する。

【００９６】請求項３に記載の電子写真装置は、請求項
１又は２に記載の電子写真装置において、中央処理装置
は、濃度センサにより検出した階調特性に基づいて演算
を行い、用紙付着量変換テーブル作成後に必ず階調補正
テーブル作成を行うこととしたものである。

【００９７】この構成により、用紙転写特性の変化に対
して迅速な階調補正が可能になるという作用を有する。

【００９８】請求項４に記載の電子写真装置は、請求項
１乃至３のいずれか１に記載の電子写真装置において、
用紙転写ローラの近傍に配置された温湿度検出部を備
え、中央処理装置は、用紙付着量変換テーブルの更新動
作の前に、温湿度検出部の出力結果に基づいて用紙転写
ローラの通電電流を制御することとしたものである。

【００９９】この構成により、温度もしくは湿度の変動
に伴う用紙転写効率の変化が抑制されるという作用を有
する。

【０１００】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図６を参照しながら説明する。

【０１０１】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
よる電子写真装置の構成は図１と同様であり、また、初
期化から定着までの一連の動作、中間転写体１８上のト
ナー濃度の認識アルゴリズムは従来と同様であるので、
その説明は省略する。

【０１０２】図２は本発明の実施の形態１による電子写
真装置をＣＰＵ（中央処理装置）を中心に示すブロック
図である。

【０１０３】図２において、１０１は画像データ発生
部、１０２は電子写真装置の階調特性に応じて画像デー
タを補正するためのγテーブルを収納するγテーブル
部、１０３は画像データの一画素単位の濃度レベルをレ
ーザ光の照射時間に変調する為のパルス幅変調部、９は
感光体１上に静電潜像を形成する為のレーザ光学系、１
０４は潜像形成部、１０５は潜像形成部１０４で形成し
た潜像をトナー像にするするための現像部、１０６は現
像部１０５で形成したトナー像を各色保持し重ねあわせ
るための中間転写部、１０７は中間転写部１０６で転写
されたトナー像を一括転写するための用紙転写部、１０
８は用紙転写部で転写された用紙上トナー像を定着する
為の定着部、１０９はの中間転写体１８上のトナー付着
量を検出する為の濃度検出部、１１０は電子写真装置の
画像形成動作の制御を行うＣＰＵ、１１１は画像形成動
作に関するプログラムが内蔵されているＲＯＭ、１１２
は温湿度検出部としての温湿度センサ、１１３はＡ／Ｄ
変換器である。なお、ＣＰＵ１１０は図７、図１７のＣ
ＰＵ４０と同様のものである。

【０１０４】このように構成された電子写真装置につい
て、その動作を図３〜図６を用いて詳述する。図３は中
間転写体１８上のトナー量と濃度センサ２５の出力レベ
ル（センサレベル）との関係を示すグラフであり、図４
はセンサレベルと用紙上トナー量との関係を示すグラ
フ、図５は転写電流と用紙転写効率との関係を相対湿度
（ＲＨ）をパラメータとして示すグラフ、図６は用紙付
着量トナー（つまり用紙上トナー量）と濃度との関係を
示すグラフである。

【０１０５】電源を投入して、初期化を終了した電子写
真装置は、従来の技術と同様のテストパターンを中間転
写体１８上にトナー像として顕画化する。しかる後に濃
度センサ２５により該テストパターンを検出し、ＣＰＵ
１０９により階調特性を認識する事になる。この場合、
中間転写体１８上のトナー付着量とセンサレベルの関係
は予め実験により数値化されており、そのトナー付着量
の変化に対するセンサレベルの変化特性は予め記憶部
（図示せず）に記憶されているため、中間転写体１８上
のトナー付着量の検出が可能となる（図３参照）。次
に、所定の印字シーケンスおよび従来の技術と同様の給
紙・搬送部により、用紙２８が用紙転写ローラ２６に進
入し、前述した中間転写体１８上のトナー像が用紙２８
上に転写される。そして、転写後、中間転写体１８上に
は、この時点での用紙転写特性（用紙転写特性は機械の
構成材料、寸法、温度、湿度で決まる。したがって、機
械の構成材料の特性、機械寸法差、温湿度の変化に応じ
てばらつく）に応じた未転写トナーが残る。該残トナー
の量を濃度センサ２５で検出し、ＣＰＵ１１０で認識す
る。この一連の動作によりＣＰＵ１１０は、用紙転写前
のトナー量から残トナー量を引き算し、実際の用紙上ト
ナー量を算出し、センサレベルと用紙付着量の関係（こ
の関係を示すテーブルを以下、「用紙付着量変換テーブ
ル」と称する）を認識することが可能となる。用紙上ト
ナー付着量Ｔｐ１は、図３において、中間転写体１８上
トナー量Ｔｍ１に対応するセンサレベルＶ１から残トナ
ー量Ｔｓ１に対応するセンサレベルＶ１′を引き算した
値Ｖ（＝Ｖ１−Ｖ１′）、すなわちＴｐ１＝Ｔｍ１−Ｔ
ｓ１＝ｋ（Ｖ１−Ｖ１′）として求められる。ここで、
ｋはセンサレベルからトナー量への変換係数である。

【０１０６】以上説明した方法で、階調補正用テストパ
ターンデータレベル等の入力画像データレベル（ＡＯ
Ｈ）と用紙付着量との関係すなわちγ特性が任意に認識
出来ることになり（図４参照）、これを基に従来の技術
と同様の手法により、最大濃度補正および階調補正時の
階調補正テーブルの作成が可能となる。ここで、従来で
は濃度変換テーブル（濃度センサ２５で検出したセンサ
レベルと用紙濃度との関係を示すテーブル）と称してい
た概念を用紙付着量変換テーブルに置き換える。すなわ
ち、最大濃度補正時に、用紙上トナー付着量が目標値に
なる様に現像バイアスを決定し、これを基に再度、階調
補正用テストパターンを検出し、階調補正テーブルを作
成すれば良い。上記用紙付着量変換テーブルおよび階調
補正テーブルは、予め初期値（デフォルト値）が設定さ
れており、用紙付着量検出動作および階調補正動作が実
行される度にテーブルの値が更新される事になる。

【０１０７】これら一連の動作を所定の条件において起
動させる。まずＣＰＵ１１０は、機械間ばらつきに関し
ては、第一回目の電源投入後に上記用紙付着量テーブル
を更新する動作を行う。これは図４においてはＴｐ１の
値が更新される事を意味する。また、用紙転写に関連す
る部品、ユニットの交換時にも同様の動作を行う。環境
変動とくに湿度が変化した場合、紙の抵抗値の変化等に
より用紙転写特性は変動する。環境変動に対する用紙転
写特性の変動の傾向は予め実験等により把握されている
為、どのような環境条件において前記階調補正を起動す
るかは予め決定できる（この階調補正を起動する環境を
以下、「起動環境」という）。そして、温湿度センサ１
１２により常に装置内の環境はモニターされており、所
定の起動環境を検出すれば、上記動作が実行される。一
般に用紙転写特性は３０％ＲＨ以下の低湿度になると転
写効率が低下するため、この条件下になれば補正動作が
開始される。低湿度での転写効率の低下により最大濃度
が目標値に達しない可能性があるが、用紙転写制御部
（図示せず）たとえばローラ転写で構成される装置であ
れば、転写電流の設定値を可変にする事で最大濃度を確
保する事が出来る。この転写電流可変アルゴリズムは事
前の実験により決定される。図５に、本実施の形態にお
ける転写特性を示す。用紙転写効率と転写電流との関係
は湿度をパラメータとして図５の様な特性になる。図５
から分かるように、湿度が変化しても、転写電流を増減
させることにより、用紙転写効率の適性値を確保するこ
とができる。

【０１０８】まず、本実施の形態の電子写真装置におけ
るエンジンは、電源投入時は、転写電流の値は湿度６０
％での最適値１８０μＡが出力可能のように準備されて
いるものとする。この時点で、用紙転写部近傍に配置さ
れた温湿度センサ１１２により湿度が計測される。温湿
度センサ１１２は、湿度の変化に応じて出力電圧レベル
が変化するように構成されており、この出力電圧レベル
をＡ／Ｄ変換器１１３でＡ／Ｄ変換して得られたデジタ
ル値と湿度との関係は電圧湿度変換テーブルとしてＲＯ
Ｍ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０は任意の時点
での湿度を認識することができる。

【０１０９】温湿度センサ１１２における計測において
湿度が６０％から３０％へ変化した場合、初期状態での
設定値１８０μＡでは用紙転写効率が６０％以下となっ
て転写不良となり（図５参照）、従来の階調補正では目
標濃度を確保できなくなり、階調性の低下につながる可
能性がある。ここで、感光体１上での露光後電位、現像
プロセスによる感光体１上へのトナー付着量には限界が
あり、必ず飽和点が存在する。これは第一転写プロセス
でも同様のことがいえる。すなわち、中間転写体１８上
でのトナー付着量も限界があり、用紙転写効率の低下の
程度によっては用紙上へのトナー付着量が大きく低下す
るためである。これは目標濃度を確保出来ない可能性が
あることを意味する。それ故、湿度３０％での転写効率
がもっとも良好な条件に設定を変更する必要がある。す
なわち、図５に示す特性から、最適転写電流は１２０μ
Ａであり、この値に相当するデータ値をＣＰＵ１１０は
セットし、図２に示すＤ／Ａ変換器１１４を介して転写
用高圧電源１１５にアナログレベルとして入力される。
転写用高圧電源１１５は定電流方式の高圧電源であり、
上述したアナログレベルに呼応して出力電流が可変でき
るように構成され、転写電流１２０μＡが用紙転写ロー
ラ２６へ出力される。

【０１１０】そして、用紙付着量変換テーブルの更新動
作は、用紙制御部の可変動作が終了後に実行される。何
故なら、可変動作は用紙転写のγ特性を変えてしまう可
能性を含んでおり、特性が確定した時点で初めて正確な
検出が可能となる。また、これら用紙付着量変換テーブ
ルの更新動作が終了後、必ず、階調補正テーブルの更新
動作が行われる。何故なら、用紙付着量変換テーブルの
更新動作が実行されるということは、センサレベルとト
ナー付着量の関係が更新されることを意味し、これはす
なわちγ特性が変わることになるからである。

【０１１１】以上は、用紙上トナー付着量を管理する事
で精度良い階調補正を実現するという内容であるが、最
終的には用紙上濃度（すなわち定着後の画像）で管理す
る必要がある。プリンタ、複写機という電子写真を応用
したハードコピー装置は、ユーザの視覚特性に訴えるも
のであり、その指標の一つは、濃度の安定性である。単
色濃度が一定である事が色再現性が安定する条件となる
からであり、用紙上濃度を管理するためには、目標濃度
の数値化が必要となる。ここで、問題となるのは、トナ
ー付着量が同じでも、光沢度により濃度は異なった値と
なる。光沢度はトナーの物性、定着特性で異なるため、
解決手段としては、装置ごとに、事前の実験でトナー付
着量と濃度との関係をテーブル化（以下、「濃度変換テ
ーブル」と称する）すればよい。なお、当然のことなが
ら、同一製品ではトナー物性と定着特性は一定である。

【０１１２】前述した様に濃度センサ２５のセンサレベ
ルと用紙上トナー付着量との関係はＣＰＵ１１０で算出
出来るため、ＣＰＵ１１０は上記濃度変換テーブルを装
置に内蔵する事で濃度センサ２５のセンサレベルと濃度
との関係を認識することができる。これを図６に示す。
図６において、センサレベルＶのとき用紙付着量トナー
Ｔｐであり、このとき用紙上濃度はＩＤとなる。

【０１１３】なお、本実施の形態における補正動作で
は、用紙付着量変換テーブルを基に階調補正テーブルを
作成したが、新たに上記濃度変換テーブルを参照する事
で階調補正テーブルを作成出来るため、精度の良い濃度
の管理が可能となる。

【０１１４】以上のように本実施の形態によれば、ＣＰ
Ｕ（中央処理装置）１１０は、合成保持したトナー像に
おける用紙転写前および用紙転写後の中間転写体１８上
のトナー付着量と中間転写体１８上のトナー付着量に応
じた濃度センサ２５からの出力値（センサレベル）との
相関関係を示す用紙付着量変換テーブルを作成し、この
用紙付着量変換テーブルに基づく階調補正をトナー像の
用紙転写特性の変動に応じて行うようにしたので、用紙
転写前後の中間転写体１８上のトナー量が濃度センサ２
５により検出され、中央処理装置１１０は、用紙転写特
性が変動したと判定した場合、用紙転写前後の中間転写
体１８上のトナー量に基づいて用紙付着トナー量を算出
し、用紙付着量変換テーブルを作成することにより、用
紙転写特性の変動に対応し、装置間ばらつき、環境変化
等による用紙転写効率の変化を抑制することができるの
で、常に良好な階調特性を得ることができる。

【０１１５】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の電子写真装置
によれば、露光光学系から出力されるレーザ光の単位画
素周期毎のパルス幅変調を画像データに基づいて行うこ
とにより、もしくは単位マトリックス内で画素毎にスラ
イスレベルを切り替えることにより階調表現する電子写
真装置であって、レーザ光によりテストパターン等の潜
像が形成される感光体と、潜像を顕画化する現像器と、
顕画化されたトナー像を合成し保持する中間転写体と、
中間転写体上のトナー像を用紙上に転写する用紙転写ロ
ーラと、用紙上トナー像を定着する為の定着装置と、中
間転写体上のトナー像の濃度を検出する濃度センサと、
データの処理を行う中央処理装置とを有し、中央処理装
置は、合成保持したトナー像における用紙転写前および
用紙転写後の中間転写体上トナー付着量と中間転写体上
トナー付着量に応じた濃度センサからの出力値との相関
関係を示す用紙付着量変換テーブルを作成し、用紙付着
量変換テーブルに基づく階調補正をトナー像の用紙転写
特性の変動に応じて行うことにより、用紙転写前後の中
間転写体上のトナー量が濃度センサにより検出され、中
央処理装置は、用紙転写特性が変動したと判定した場
合、用紙転写前後の中間転写体上のトナー量に基づいて
用紙付着トナー量を算出し、用紙付着量変換テーブルを
作成することにより、用紙転写特性の変動に対応し、装
置間ばらつき、環境変化等による用紙転写効率の変化を
抑制することができるので、電子写真装置として常に良
好な階調特性を得ることができるという有利な効果が得
られる。

【０１１６】請求項２に記載の電子写真装置によれば、
請求項１に記載の電子写真装置において、中央処理装置
は、用紙上トナー量と定着後の用紙上濃度との関係を予
め所定値として記憶部に記憶することにより、装置間ば
らつき、環境変化等による用紙転写効率の変化による用
紙上濃度の変化を抑制することができるので、電子写真
装置として常に良好な階調特性を得ることができるとい
う有利な効果が得られる。

【０１１７】請求項３に記載の電子写真装置によれば、
請求項１又は２に記載の電子写真装置において、中央処
理装置は、濃度センサにより検出した階調特性に基づい
て演算を行い、用紙付着量変換テーブル作成後に必ず階
調補正テーブル作成を行うことにより、用紙転写特性の
変化に対して迅速な階調補正が可能になるという有利な
効果が得られる。

【０１１８】請求項４に記載の電子写真装置によれば、
請求項１乃至３のいずれか１に記載の電子写真装置にお
いて、用紙転写ローラの近傍に配置された温湿度検出部
を備え、中央処理装置は、用紙付着量変換テーブルの更
新動作の前に、温湿度検出部の出力結果に基づいて用紙
転写ローラの通電電流を制御することにより、温度もし
くは湿度の変動に伴う用紙転写効率の変化を抑制するこ
とができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な電子写真装置を示す構成図

【図２】本発明の実施の形態１による電子写真装置をＣ
ＰＵ（中央処理装置）を中心に示すブロック図

【図３】中間転写体上のトナー量と濃度センサの出力レ
ベル（センサレベル）との関係を示すグラフ

【図４】センサレベルと用紙上トナー量との関係を示す
グラフ

【図５】転写電流と用紙転写効率との関係を相対湿度
（ＲＨ）をパラメータとして示すグラフ

【図６】用紙付着量トナーと濃度との関係を示すグラフ

【図７】従来の濃度センサ周辺のブロック構成図

【図８】濃度センサの発光光量調整の説明図

【図９】飽和濃度検出用のパターン図

【図１０】従来の最大濃度補正パターン図

【図１１】階調補正用テストパターンを示すパターン図

【図１２】彩色成分および無彩色成分の階調補正用テス
トパターンに対する濃度センサの出力例示図

【図１３】ブラックの各パターンの濃度計測結果、ハイ
ライト基準とダーク基準の関係およびデータ処理を示す
グラフ

【図１４】ブラックの濃度変換テーブルのグラフ

【図１５】シアンの各パターンの濃度計測結果、ハイラ
イト基準とダーク基準の関係およびデータ処理を示すグ
ラフ

【図１６】シアンの濃度変換テーブルのグラフ

【図１７】画像データの処理ブロックを示すブロック図

【符号の説明】

１ 感光体 ２、３、４ 感光体搬送ローラ ５ 感光体位置検出用マーク ６ 感光体位置検出センサ ７ 継目 ８ 帯電器 ９ 露光光学系 １０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ 現像器 １１ 中間転写前除電器 １２ 中間転写ローラ １３ 感光体クリーニング装置 １４ 除電器 １５ 露光光線 １６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ スリーブローラ １７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ 離接カム １８ 中間転写体 １９、２０、２１ 搬送ローラ ２２ 中間転写体位置検出用マーク ２３ 中間転写体位置検出センサ ２４ ＰＴＣ ２５ 濃度センサ ２６ 用紙転写ローラ ２７ 中間転写体クリーニング装置 ２８ 用紙 ３０ 用紙カセット ３１ 給紙ローラ ３２ 用紙搬送路 ３３ スリップローラ ３４ａ レジストローラ ３４ｂ 従動ローラ ３５ 定着装置 ３６ ヒートローラ ３７ 加圧ローラ ３８ 温度センサ ４０ ＣＰＵ（中央処理装置） ４１ Ｄ／Ａ変換器 ４２ ＲＡＭ ５１ ＳＲＡＭ ５２ コントローラ ５３ レーザドライバ ５４ レーザダイオード ５６ａ，５６ｂ オペアンプ １０１ 画像データ発生部 １０２ γテーブル部 １０３ パルス幅変調部 １０４ 潜像形成部 １０５ 現像部 １０６ 中間転写部 １０７ 用紙転写部 １０８ 定着部 １０９ 濃度検出部 １１０ ＣＰＵ（中央処理装置） １１１ ＲＯＭ １１２ 温湿度センサ（温湿度検出部） １１３ Ａ／Ｄ変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C262 AA05 AA24 AA26 AA27 AB11 BB03 BB30 BB37 BC01 FA13 GA02 GA05 GA42 2H027 DA09 DA11 DA14 DE10 EA03 EB03 EC03 EC06 EC09 ED24 EE08 EF09 2H032 AA05 BA09 CA14 CA15 DA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光光学系から出力されるレーザ光の単位
   画素周期毎のパルス幅変調を画像データに基づいて行う
   ことにより、もしくは単位マトリックス内で画素毎にス
   ライスレベルを切り替えることにより階調表現する電子
   写真装置であって、前記レーザ光によりテストパターン
   等の潜像が形成される感光体と、前記潜像を顕画化する
   現像器と、顕画化されたトナー像を合成し保持する中間
   転写体と、前記中間転写体上のトナー像を用紙上に転写
   する用紙転写ローラと、用紙上トナー像を定着する為の
   定着装置と、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検出
   する濃度センサと、データの処理を行う中央処理装置と
   を有し、前記中央処理装置は、前記合成保持したトナー
   像における用紙転写前および用紙転写後の中間転写体上
   トナー付着量と前記中間転写体上トナー付着量に応じた
   前記濃度センサからの出力値との相関関係を示す用紙付
   着量変換テーブルを作成し、前記用紙付着量変換テーブ
   ルに基づく階調補正をトナー像の用紙転写特性の変動に
   応じて行うことを特徴とする電子写真装置。
2. 【請求項２】前記中央処理装置は、用紙上トナー量と定
   着後の用紙上濃度との関係を予め所定値として記憶部に
   記憶することを特徴とする請求項１に記載の電子写真装
   置。
3. 【請求項３】前記中央処理装置は、前記濃度センサによ
   り検出した階調特性に基づいて演算を行い、前記用紙付
   着量変換テーブル作成後に必ず階調補正テーブル作成を
   行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真
   装置。
4. 【請求項４】前記用紙転写ローラの近傍に配置された温
   湿度検出部を備え、前記中央処理装置は、前記用紙付着
   量変換テーブルの更新動作の前に、前記温湿度検出部の
   出力結果に基づいて前記用紙転写ローラの通電電流を制
   御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に
   記載の電子写真装置。