JPH0854784A

JPH0854784A - デジタルカラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH0854784A
Application number: JP6189211A
Authority: JP
Inventors: Okuji Okuyama; 奥士奥山; Eiichi Sakai; 栄一坂井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【目的】調整処理に関わる設計コストの増大を極力抑止
しつつ、正確な調整処理を行なって色や濃度の安定性を
向上できるデジタルカラー画像形成装置を提供すること
を目的とする。【構成】検知センサ９が検知したカラーパッチ画像の濃
度データに基づいて、制御部８がメモリ２１から制御係
数を読み出して所定濃度のカラー画像を得るように現像
スリーブ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの回転数を設定するた
めに、検知濃度データの変動に合わせてトナー付着量が
正確に制御され、調整処理に関わる設計コストの増大を
極力抑止しつつ、正確で応答性の良い調整処理を行なっ
て色や濃度の安定性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
電子写真プロセスを利用するデジタルカラー画像形成装
置、特に、像担持体へのトナーの付着量を制御して色や
濃度の安定性を向上させる技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル方式、反転現像の画像形
成装置が実用化されており、例えばカラー電子写真複写
機並びにパーソナルコンピュータやファクシミリ等の出
力部を構成するカラー記録装置が知られている。このよ
うな画像形成装置においては、連続運転時であっても再
現性の良好な記録画像を得るために、調整作業を行なう
必要があるが、この調整作業は複雑でしかも煩雑である
という問題点を有していた。この問題点を解消するため
に、現在ではパッチ検知方式による画像濃度コントロー
ル技術が採用されている。

【０００３】カラーのパッチ検知方式では、一次色，Ｙ
ｅｌｌｏｗ（Ｙ），Ｍａｇｅｎｔａ（Ｍ），Ｃｙａｎ
（Ｃ），Ｂｌａｃｋ（Ｂｋ）及び二次色，Ｒｅｄ，Ｇｒ
ｅｅｎ，Ｂｌｕｅ全ての色安定性を確保するため、各色
についてパッチ濃度パターンを検知する必要がある。特
開昭６３−１１３５６８号公報に記載されている技術も
このパッチ検知方式の一例であって、各色毎の階調濃度
パターンを感光体上に形成し、検知センサーによって該
パターン濃度を測定することで補正量を求め、この補正
量に基づいてレーザビーム等の露光量を可変制御し濃度
調整処理を行なうものである。

【０００４】また、上記露光量制御の他に帯電量制御や
現像バイアス制御を行なう技術も開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な、各色毎の階調濃度パターンを測定するものでは、そ
の測定データの種類や数量が多く、調整処理に関わるプ
ログラムが複雑化したり用意する補正データも増大し設
計コストが膨大になり過ぎるという新たな問題を生じ
る。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、調整処理に関わる設計コストの増大を
極力抑止しつつ、色や濃度の安定性を向上できるデジタ
ルカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明は上記従
来の問題点を解決するものであって、光学的な検知手段
がカラーパッチ画像の各色毎の濃度データ値を検知する
ことで、画像の形成条件を制御する反転現像のデジタル
カラー画像形成装置において、予め装置内に記憶された
基準濃度データに応じたカラーパッチ画像を像担持体上
に形成するカラーパッチ画像形成手段と、現像スリーブ
を速度可変に回転させるスリーブ回転手段と、前記カラ
ーパッチ画像の濃度データ値に対して該濃度を前記基準
濃度に近づける方向に前記現像スリーブの回転数制御を
行なうための制御係数をデータテーブルとして記憶する
制御係数記憶手段と、前記検知手段によって検知された
濃度データ値に基づいて前記制御係数記憶手段から制御
係数を読み出して前記スリーブ回転手段をフィードバッ
ク制御するスリーブ回転数制御手段と、を具備する構成
とするものである。

【０００８】ここで、前記デジタルカラー画像形成装置
が反転現像の画像形成装置とする構成とすることができ
る。前記スリーブ回転数制御手段は、前記カラーパッチ
画像形成手段が形成したカラーパッチ画像の検知濃度デ
ータ値に基づく前記制御係数を前記スリーブ回転手段の
回転数と乗算演算して前記スリーブ回転手段をフィード
バック制御する構成とすることができる。

【０００９】さらに、前記スリーブ回転数制御手段は、
前記カラーパッチ画像形成手段が形成したカラーパッチ
画像の検知濃度データ値に基づく前記制御係数を前記ス
リーブ回転手段の回転数と加算演算して前記スリーブ回
転手段をフィードバック制御する構成とすることもでき
る。また、前記カラーパッチ画像形成手段は、前記検知
手段の検知濃度データ値が変動傾向を生じる点を上限と
し、また、前記検知手段の検知濃度データ値が飽和傾向
を生じる点を下限とする領域内に、一定濃度のカラーパ
ッチ画像を形成するような基準濃度データを設定する構
成とすることもできる。

【００１０】

【作用】このため、本発明に係わるデジタルカラー画像
形成装置によれば、光学的な検知手段が検知したカラー
パッチ画像の濃度データ値に基づいて、スリーブ回転数
制御手段が制御係数記憶手段から制御係数を読み出して
現像スリーブの回転数を速度可変にフィードバック制御
するために、検知濃度データ値の変動に合わせてトナー
付着量が正確に制御され、調整処理に関わる設計コスト
の増大を極力抑止しつつ、色や濃度の安定性を向上でき
る。

【００１１】また、前記スリーブ回転数制御手段が、カ
ラーパッチ画像の検知濃度データ値に基づく前記制御係
数を前記スリーブ回転手段の回転数と乗算演算するよう
にしたものでは、スリーブの回転数を変更制御する際の
応答性を早くすることができる。また、前記スリーブ回
転数制御手段が、カラーパッチ画像の検知濃度データ値
に基づく前記制御係数を前記スリーブ回転手段の回転数
と加算演算するようにすることもできる。

【００１２】また、前記カラーパッチ画像形成手段は、
前記検知手段の検知濃度データ値が変動傾向を生じる点
を上限とし、また、前記検知手段の検知濃度データ値が
飽和傾向を生じる点を下限とする領域内に、一定濃度の
カラーパッチ画像を形成するような基準濃度データを設
定するものでは、前記検知手段は不安定検知領域でカラ
ーパッチ画像を検知することがないため、正確な調整処
理を行なうことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図１
は、本実施例におけるデジタルカラー画像形成装置の概
略制御ブロック図である。図１において、通常の画像記
録モードについてその動作説明を行なう。

【００１４】矢印の方向に回転する像担持体としての感
光体１に対向して、帯電器２、現像器３、転写ローラ
４、除電ブラシ５及びクリーニング部６が配設されてい
る。帯電器２によって帯電した感光体１上に不図示の露
光部から画像に応じたレーザ光が照射されると、現像器
３によって感光体１表面の照射された部分にトナーが付
着して静電潜像が顕像化される。現像器３は一次色であ
るＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ毎に４つの現像スリーブ３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄとスリーブ回転手段としての現像スリー
ブ駆動モータ（不図示）を有しており、特定の色の画像
を形成する際には、直流（ＤＣ）バイアスがかけられた
現像スリーブ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの中から特定の現
像スリーブに交流（ＡＣ）バイアスを重畳することで、
現像スリーブ駆動モータによって回転する現像スリーブ
上のトナー粒子が励起されて感光体１に付着し特定色の
画像が形成される。二次色についても現像スリーブ３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの組み合わせによって所望の色を
形成することができる。

【００１５】現像器３によって感光体１上に形成された
トナー像が、転写ローラ４の転写位置にくると、タイミ
ングを制御された不図示の記録紙も前記転写位置に搬送
され、記録紙の裏面よりトナーとは逆極性の転写バイア
スが印加され、静電的引力の作用で感光体１上のトナー
像が記録紙の表面に転写され、除電ブラシ５が不要電位
の除電を行なう。

【００１６】カラー画像の形成を行なう場合にはＹ色に
ついて帯電・露光・現像工程を行ない、Ｍ・Ｃ・Ｂｋ色
についても順次前記一連の工程を繰り返し、終了した時
点で最後に転写工程を行ない、分離爪もしくは曲率分離
等の公知の分離手段によって記録紙を感光体１から分離
し、不図示の定着器によって熱定着して装置から排出す
る。そして、クリーニング部６が感光体１の残留トナー
をクリーニングすることで次なる記録に備える。

【００１７】次に、本発明の特徴的なカラーパッチ画像
による自動画像調整について図を用いてその動作を詳述
する。カラーパッチ用画像データは予めメモリ７に記憶
されており、画像調整モード時に制御部８がメモリ７か
ら各色のカラーパッチ用画像データを順次読み出し、、
露光部に対してカラーパッチ用画像データを出力するこ
とで、帯電した感光体１に露光が行なわれ、現像器３に
よって静電潜像が顕像化する。このように、帯電器２、
露光部、現像器３、メモリ７及び制御部８はカラーパッ
チ画像形成手段としての機能を有している。ここで、制
御部８は現像スリーブの回転数を画像記録モード時の１
／３に減じるよう制御するため、感光体１へのカラーパ
ッチ画像のトナー付着量も１／３に落ちることになる。
この理由については後述する。

【００１８】一方、除電ブラシ５とクリーニング部６と
の間に設けられた検知センサ９は図２にその概略構成を
示したように、感光体１の仮想垂線（点線）に対し各々
４０°の角度をもって設置された一対のフォトダイオー
ド（ＬＥＤ）とフォトトランジスタ（ＰｔＴｒ）で構成
され、カラーパッチ画像を形成するトナー量に応じた反
射光を受光するようになっている。

【００１９】図３には前記ＬＥＤとＰｔＴｒのカラーパ
ッチ画像検知回路１０を示すものである。ＬＥＤには電
圧Ｖ_LED及び抵抗１１に基づいた電流が流れて、一定光
量の光を発する。一方、ＰｔＴｒは受光光量に比例した
電流値が得られ、抵抗１２と抵抗１３との比で決まる可
変電圧がＯＰアンプ１６に入力すると、抵抗１４と抵抗
１５で決定される増幅率で増幅され出力電圧（検知シグ
ナル）を得るものである。

【００２０】従って、検知シグナルとトナー付着量の関
係を示す図４でもわかるように、感光体１上にトナー付
着がないときにはＰｔＴｒの受光光量は最大であるか
ら、カラーパッチ画像検知回路の検知シグナルも最大に
なり、トナーが感光体１を覆うまではトナー付着量が増
加するに従い検知シグナル値も低下する。しかし、トナ
ーが少ない領域はトナー付着量の若干の増減でＰｔＴｒ
の受光光量にバラツキが生じるため、検知シグナルは安
定領域の上限を示し、これ以降、変動傾向が大きくな
る。また、トナーが感光体１を覆ってからはトナー付着
量が増加してもＰｔＴｒの受光光量は変わらないので検
知シグナルは下限を示し飽和状態となる。こうした変動
領域や飽和領域は不安定領域であり、トナー付着量に対
する安定した出力電圧が得られない。

【００２１】検知シグナルの上限におけるトナー付着量
は０．１ｍｇ／ｃｍ²、下限におけるトナー付着量は
０．６ｍｇ／ｃｍ²であることが測定結果として求めら
れた。スリーブ回転数制御手段としての制御部８は制御
プログラムが記憶されたＲＯＭ内蔵のＣＰＵ等で構成さ
れ、カラーパッチ画像検知回路１０からの検知シグナル
に応じて、制御係数記憶手段としてのメモリ２１から制
御係数を読み出し、現像スリーブ駆動モータの回転数を
制御することで、現像スリーブの回転数を変更可能に設
定している。

【００２２】一般に、トナー付着量が多過ぎたり逆に少
な過ぎても色の安定性を確保することはできず、そのた
めに基準のトナー付着量を規定して基準値からズレを生
じないようにトナー付着量制御を行なう必要がある。従
って、カラーパッチ画像の基準のトナー付着量もプリン
ト画像の基準トナー付着量としての０．６ｍｇ／ｃｍ ²
にすべきところ、不安定領域に基準トナー付着量を設定
することは正確な調整処理ができないため、本発明にお
いては、プリント画像の基準トナー付着量である０．６
ｍｇ／ｃｍ²の１／３の０．２ｍｇ／ｃｍ²をカラーパ
ッチ画像の基準トナー付着量として規定している。そし
て、カラーパッチ画像の検知濃度が０．２ｍｇ／ｃｍ²
よりどれほど増減しているかを測定することで、プリン
ト画像の基準トナー付着量を予測して制御し階調濃度を
再現するものである。

【００２３】例えば、カラーパッチ画像の検知トナー付
着量が（０．２−０．０２）ｍｇ／ｃｍ²であれば、プ
リント画像の基準トナー付着量は（０．６−０．０６）
ｍｇ／ｃｍ²（カラーパッチ画像付着量とプリント画像
の基準トナー付着量は３倍の関係があるから、誤差も３
倍となる。）となることが予想され画像記録モード時の
トナー付着量を０．６ｍｇ／ｃｍ²とすべく調整処理が
なされる。

【００２４】このように、カラーパッチ画像の濃度が安
定領域内に形成されるようにカラーパッチ画像データが
ＲＯＭ等で構成されるメモリ７に設定されることで、カ
ラーパッチ画像の測定濃度が低濃度ゆえに変動したり、
高濃度ゆえに実測値と異なることがなく、安定したカラ
ーパッチ画像を得られるため、正確な調整処理を行なう
ことができる。

【００２５】図５は、トナー付着量と現像スリーブ回転
数の関係を示した図である。同図でもわかるように、本
発明はトナー付着量と現像スリーブ回転数の関係が略比
例関係にあることに着目してトナー付着量を制御したた
め、上述カラーパッチ画像の検知トナー付着量からプリ
ント画像の基準トナー付着量を簡単に求めることができ
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】ＲＯＭ等で構成されるメモリ２１内には表
１に示すようなデータテーブルが予め記憶されており、
検知シグナルのデータを入力すると制御係数がデータと
して出力されるようになっている。制御部８は制御プロ
グラムに従って制御係数を読み出して以下の乗算演算を
行なう。Ｖ_sleeve(i+1)＝Ｖ_sleeve(i)×制御係数・・・（１）ここで、Ｖ_sleeve(i)は測定時の現像スリーブ回転数で
あり、Ｖ_sleeve(i+1)は補正後の現像スリーブ回転数を
示している。この結果、現像スリーブ駆動モータは変更
制御されて、現像スリーブの回転数をＶ_sleeve(i+1)に
設定される。

【００２８】また、上記（１）式の代わりに次式の加算
演算で行なうこともできる。Ｖ_sleeve(i+1)＝Ｖ_sleeve(i)＋制御係数・・・（２）この場合には制御係数は表１の代わりに表２に示すよう
なデータテーブルに設定されることになる。

【００２９】

【表２】

【００３０】ただし、（１）式あるいは（２）式でも演
算処理時間に違いはないが、制御部８が現像スリーブの
回転数を制御する際に、後者においては制御プログラム
の関係上、一定の微小な回転ステップ毎に回転数の増減
制御がされるため、濃度補正が終了するまでに時間がか
かるが、前者ではＶ_sleeve(i+1)で設定される回転数が
そのまま一度に制御されるため、濃度補正の応答性の点
において好適である。従って、後者のケースを使用する
場合には調整処理の過渡的状態を短くするために、前者
の場合に比して画像調整を頻繁に行なえば良い。

【００３１】次に、画像調整処理のフローチャートを図
６に示す。なお、図示されていないが通常の画像記録モ
ードで所定枚数の記録が行なわれた時点で以下の画像調
整モードを実行するようになっている。まず、Ｓ１で
は、制御部８がメモリ７からカラーパッチ画像の画像作
成パターンデータを入力して前述のとおり現像スリーブ
の回転数を１／３に落としてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各々１
つのカラーパッチ画像を形成し、検知センサ９で該カラ
ーパッチ画像を読み取り、カラーパッチ画像検知回路１
０がカラーパッチ画像の濃度データに応じた検知シグナ
ルを出力する。

【００３２】次に、Ｓ２で表１若しくは表２に設定され
ているようなデータテーブルに従い、制御係数を用いて
乗算演算若しくは加算演算し、現像スリーブ回転数Ｖ
_sleeve _(i+1)を求め、現像スリーブの回転数を変更する
ようなフィードバック制御を行なう。Ｓ３では、画像記
録モードに戻って通常の記録を行ないつつ、記録枚数を
カウントする。以上は、ＣＰＵの制御プログラムを示す
ものであり、ソフト的に調整処理がされ得るものであ
る。なお、該記録枚数は使用する演算形態と制御精度に
よって異なるため、装置の目標とする制御レベルに応じ
た枚数を設定することが好ましい。

【００３３】このように、カラーパッチの数が各色１つ
で済むため、従来のパッチ検知方式による画像濃度制御
に比して応答性、制御性が良く、調整処理に関わる設計
コストの増大を極力抑止できる。

【００３４】

【表３】

【００３５】表３は画像調整処理における各特性の実写
テスト結果を示したものである。ここで、初期状態にお
ける１００枚記録と１０万プリント状態における１００
枚記録した中から双方３枚の無作為抽出を行ない評価し
たところ実施例１及び実施例２の画像調整の効果が著し
く、特に通常記録５回に１回の割合で画像調整を行なう
条件下では実施例２に比して実施例１の方が画像調整の
応答性の点で優れた結果を得られることがわかった。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように上記構成のデジタル
カラー画像形成装置によれば、検知手段が検知したカラ
ーパッチ画像の濃度データ値に基づいて、スリーブ回転
数制御手段が制御係数記憶手段から制御係数を読み出し
て現像スリーブの回転数を速度可変にフィードバック制
御するために、検知濃度データ値の変動に合わせてトナ
ー付着量が正確に制御され、調整処理に関わる設計コス
トの増大を極力抑止しつつ、色や濃度の安定性を向上で
きるまた、前記スリーブ回転数制御手段が、カラーパッチ画
像の検知濃度データ値に基づく前記制御係数を前記スリ
ーブ回転手段の回転数と乗算演算するようにしたもので
は、スリーブの回転数を変更制御する際の応答性を早く
することができる。

【００３７】また、前記スリーブ回転数制御手段が、カ
ラーパッチ画像の検知濃度データ値に基づく前記制御係
数を前記スリーブ回転手段の回転数と加算演算するよう
にすることもできる。また、前記カラーパッチ画像形成
手段は、前記検知手段の検知濃度データ値が変動傾向を
生じる点を上限とし、また、前記検知手段の検知濃度デ
ータ値が飽和傾向を生じる点を下限とする領域内に、一
定濃度のカラーパッチ画像を形成するような基準濃度デ
ータを設定するものでは、前記検知手段は不安定検知領
域でカラーパッチ画像を検知することがないため、正確
な調整処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるデジタルカラー画像
形成装置の概略制御ブロック図

【図２】本発明の一実施例における検知センサの概略構
成図

【図３】本発明の一実施例におけるカラーパッチ画像検
知回路図

【図４】本発明の一実施例における検知シグナルとトナ
ー付着量の関係を示す図

【図５】本発明の一実施例におけるトナー付着量と現像
スリーブ回転数の関係を示した図

【図６】本発明の一実施例における画像調整処理のフロ
ーチャート

【符号の説明】

１感光体３現像器７，２１メモリ８制御部９検知センサ１０カラーパッチ画像検知回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的な検知手段がカラーパッチ画像の各
色毎の濃度データ値を検知することで、画像の形成条件
を制御するデジタルカラー画像形成装置において、予め装置内に記憶された基準濃度データに応じたカラー
パッチ画像を像担持体上に形成するカラーパッチ画像形
成手段と、現像スリーブを速度可変に回転させるスリーブ回転手段
と、前記カラーパッチ画像の濃度データ値に対して該濃度を
前記基準濃度に近づける方向に前記現像スリーブの回転
数制御を行なうための制御係数をデータテーブルとして
記憶する制御係数記憶手段と、前記検知手段によって検知された濃度データ値に基づい
て前記制御係数記憶手段から制御係数を読み出して前記
スリーブ回転手段をフィードバック制御するスリーブ回
転数制御手段と、を具備することを特徴とするデジタルカラー画像形成装
置。
【請求項２】前記デジタルカラー画像形成装置が反転現
像の画像形成装置であることを特徴とする請求項１に記
載のデジタルカラー画像形成装置。
【請求項３】前記スリーブ回転数制御手段は、前記カラ
ーパッチ画像形成手段が形成したカラーパッチ画像の検
知濃度データ値に基づく前記制御係数を前記スリーブ回
転手段の回転数と乗算演算して前記スリーブ回転手段を
フィードバック制御することを特徴とする請求項１に記
載のデジタルカラー画像形成装置。
【請求項４】前記スリーブ回転数制御手段は、前記カラ
ーパッチ画像形成手段が形成したカラーパッチ画像の検
知濃度データ値に基づく前記制御係数を前記スリーブ回
転手段の回転数と加算演算して前記スリーブ回転手段を
フィードバック制御することを特徴とする請求項１に記
載のデジタルカラー画像形成装置。
【請求項５】前記カラーパッチ画像形成手段は、前記検
知手段の検知濃度データ値が変動傾向を生じる点を上限
とし、また、前記検知手段の検知濃度データ値が飽和傾
向を生じる点を下限とする領域内に、一定濃度のカラー
パッチ画像を形成するような基準濃度データを設定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のデジタル
カラー画像形成装置。