JPH10148979A - 画像濃度の補正方法 - Google Patents

画像濃度の補正方法

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JPH10148979A
JPH10148979A JP8309058A JP30905896A JPH10148979A JP H10148979 A JPH10148979 A JP H10148979A JP 8309058 A JP8309058 A JP 8309058A JP 30905896 A JP30905896 A JP 30905896A JP H10148979 A JPH10148979 A JP H10148979A
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temperature
gradation
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temp
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JP8309058A
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Kiyoharu Nakagama
清張 中釜
Hirotaka Kabashima
浩貴 椛島
Kan Miyake
完 三宅
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置の使用開始時と稼動中とでの画
像濃度が変動することに対して自動的な補正を行う。 【解決手段】 電源投入直後又は省エネモードクリア直
後に、定着器の温度及び画像形成装置内の温度を検知
し、前記2種の温度情報に基づいて階調性の補正を行う
か否かの判定を行う。階調性の補正を行う場合は、露光
を行わないで中間調の階調補正用のパッチを作成し、濃
度補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の階
調性の補正を行う、画像濃度の補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式によって原稿画像のコピー
を得る複写装置では、基本的には次のようなプロセスに
よってコピー画像が得られる。回転する電子写真感光体
に対してコロナ帯電を行い、一様な帯電電位となった感
光体に対して走査光学系により原稿画像の像露光を行
う。像露光を受けた感光体部分は電位が下がって感光体
上には原稿画像に対応した静電潜像が形成される。この
静電潜像は例えばトナーとキャリアとを混合・撹拌した
現像剤を保持した現像器の現像スリーブ部分を通過する
際現像が行われる。即ち、トナーは摩擦帯電によって正
規現像の場合は感光体とは逆極性に帯電していて、現像
スリーブには感光体と同極性の現像バイアスを印加する
ことにより、感光体上の電位の下がった原稿白地の潜像
部分には帯電したトナーは付着しないで、電位の下がら
ない原稿文字又は画像の潜像部分にはトナーが付着して
トナー像が形成される。トナー像は転写紙上に転写さ
れ、加熱定着された転写紙は装置外に排出される。
【0003】このような複写装置にあっては、感光体の
特性にあわせて、コロナ帯電器による帯電電圧や、像露
光手段での原稿を照射する照明ランプの光量や、現像器
での現像スリーブに印加するバイアス電圧等について、
最適となる条件に設定し、濃い原稿或いは淡い原稿に対
しても、常に安定して読みやすい適当な濃度をもったコ
ピー画像が得られることが必要である。
【0004】一般に、画像形成装置は加熱定着方式が用
いられており、熱源である定着装置や露光ランプを備え
ている。このため、画像形成装置の電源が入れられ画像
形成を行っていると、前記熱源等により画像形成装置内
の温度が上昇し、ある温度(例えば50℃)において安
定推移することとなる。これに伴い現像器内の現像剤の
温度も上昇し、ある温度で安定推移することとなる。こ
のように画像形成装置では、環境の温度変化以外にも、
現像剤の温度変化を発生してしまう。現像剤中のトナー
はキャリアと摩擦帯電せしめることで帯電されるが、温
度が上昇したり湿度が低下するとトナーに保持されてい
る水分が開放され、トナーが保持できる電荷が高くな
る。一方、温度が低下したり湿度が上昇するとトナーは
吸湿し水分が保持されることとなり、トナーが保持する
電荷が低くなる。画像形成装置は常時使用されている訳
ではなく、節電のために使用しない時や夜間使用されな
い時があり、電源が落とされる。このように画像形成装
置が使用されると、使用している時には画像形成装置内
の温度は上昇し、使用されていない時には画像形成装置
内の温度は低下する。以上のような事情により画像形成
装置内の現像剤の温度が変化するため、現像剤において
はその特性であるトナーの帯電量(電荷の総和)が変化
するという問題を有する。
【0005】即ち、画像形成装置内の現像剤の温度は使
用中には高くなり、未使用状態になると温度が低くな
る。これに伴い現像剤中のトナーは、使用開始時には温
度が低く吸湿しているために電荷がリークして帯電量が
低くなり、使用に伴って温度上昇により水分が開放され
ると高い帯電量を示すこととなる。前記のようにトナー
が吸湿していてトナーの帯電量(Q/M)がリークする
と、感光体ドラム面上の電位、光量が同じであってもコ
ピーの画像濃度は放置前の使用時に較べて濃くなるとい
う問題を有している。図9は高湿条件下に放置された
後、コピーを開始したとき、原稿のオリジナル濃度(O
D)が0.2,0.4,Dmaxの3濃度についてのコ
ピー上での濃度推移を示したもので、コピー開始時には
ODが0.2,0.4については特に高く、全体として
のコピー濃度(CD)は使用状態でのコピー濃度と較べ
て極めて高くなっている。
【0006】対策として、ある時間以上放置された場合
にはQ/Mのリーク量を推定して露光光量を上げたり、
現像バイアスを画像が淡くなる方向に補正を行ってい
た。この方法では推定が含まれるため、放置時間や、現
像器の撹拌によるチャージアップ、現像剤の劣化等のパ
ラメータを把握し、補正を加えなければならない等、煩
雑で複雑な制御が必要であった。
【0007】また放置状態にあったことを検知して、コ
ピー前にプレ回転を行い現像剤を再撹拌し、トナーのQ
/Mのリーク分を撹拌によって再度チャージアップする
方法も取られていた。この方法は、ユーザーが許容でき
る時間内に元のQ/M状態に戻さなければならないた
め、この条件を満たすような現像剤の開発や現像器の撹
拌性能と現像剤へのストレス等、現像設計を大きく見直
さなければならないという問題を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】画像形成装置の使用開
始時においては、装置内は常温であり使用する現像剤は
吸湿した状態になっている。
【0009】画像形成装置の使用により、定着器等の熱
源により画像形成装置内の温度が上昇し、現像剤に保持
されていた水分が放出されることとなる。このように現
像剤は稼動初期においては吸湿していた水分の影響を受
け、摩擦帯電特性が低い状態にあるが、画像形成装置内
の温度の上昇に伴い、現像剤の温度も上昇し乾燥してく
るため、摩擦帯電特性が高くなってくる。画像形成装置
内の温度はある程度上昇した段階で安定し、現像剤の摩
擦帯電特性も安定になってくる。画像形成装置はこの安
定した現像剤の摩擦帯電特性にあわせて設定されてい
る。
【0010】従って、稼動初期においては現像剤の帯電
特性が低い状態にあり、中間調画像の濃度は高くなって
階調性が悪化してしまう。このため稼動初期においては
階調性を補正する必要がある。
【0011】しかし、画像形成装置の使用開始時に階調
性の補正を必ず行うことには問題がある。例えば画像形
成装置の先の稼動が終了してから短時間しか経過しない
で再び使用を開始したような場合には、階調性の補正を
行う階調補正プロセスを実行しても、実際上は補正を必
要としないという結果になる。また階調補正プロセスを
実行するには若干時間を必要とするところから、毎回使
用開始時に必ず階調性の補正を行うことは画像形成装置
の機能性を低下させることにもなりかねない。
【0012】本発明は、階調性の補正を高い確率で必要
とするときに、階調性の補正を行うようにした画像濃度
の補正方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的は、電源投入直
後、又は省エネモードクリア直後に定着器の温度を検知
し、所定温度以下の場合に階調性の補正を行うことを特
徴とする画像濃度の補正方法(請求項1の発明)及び、
電源投入直後に、又は省エネモードクリア直後に定着器
の温度及び画像形成装置内の温度を検知し、前記2種の
温度情報に基づき階調性の補正を行うかどうかを判定す
ることを特徴とする画像濃度の補正方法(請求項3の発
明)により達成される。
【0014】尚、本発明においては、前記の定着器の温
度は定着ローラの温度であって、階調性の補正はウォー
ムアップ中に行うことが好ましい実施態様である。
【0015】そしてここで行う階調性の補正は、感光体
表面を通常の画像形成時より低い帯電電位に帯電せし
め、未露光の潜像を感光体表面に形成し、該潜像を現像
剤にて現像することで階調補正用のパッチ画像を感光体
上に形成し、該階調補正用の画像に基づいて行う階調性
の補正が好ましい実施態様である。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の画像濃度の補正方法の説
明に先だって、本発明が適用される電子写真複写装置に
ついて、その構成と作動を図1の構成図によって説明を
行う。
【0017】図1において、装置上面の透明な原稿載置
台1上に置かれた原稿Dは原稿押さえカバー2によって
押さえられ、図示しないコピー釦を押釦すると、走査光
学系を構成する照明ランプ3aと第1ミラーとから成る
第1ミラーユニット3と、V字状に位置した第2ミラー
と第3ミラーから成る第2ミラーユニット4とは、照明
ランプ3aが点灯し、第1ミラーユニット3の速度Vに
よる読み取り動作と、第2ミラーユニット4の同方向へ
の速度V/2の移動動作によって、照明ランプ3aによ
って照射された原稿D画像の反射光は点線で示すように
結像レンズ5を通過し、反射ミラー6a,6b,6cを
介して像担持体である感光体ドラム10上に結像する。
周面に有機光導電性化合物(OPC)感光層を塗布した
小径(本実施例ではφ60mm)の感光体ドラム10
は、周速V(本実施例では270mm/sec)をもっ
て時計方向に回動し、スコロトロン帯電器11によって
一様に帯電(本実施例では−780V)した感光体ドラ
ム10は像露光によって原稿Dと等倍の潜像が形成され
る。なおスコロトロン帯電器11と現像装置13の間に
は感光体の電位消去用の部分露光手段(CEL)12が
設けられていて、感光体ドラム10上の原稿の潜像部分
の枠外を照射し、電位を失わせて潜像の枠外にはトナー
が付着するのを防止している。
【0018】感光体ドラム10上の潜像(本実施例では
マイナス帯電)は現像装置13を通過する際、現像剤中
のトナー(本実施例ではプラスに帯電)が潜像中の文字
等の電位の落ちていない箇所に付着し、現像される。こ
の際、現像スリーブ131に印加されるマイナスのバイ
アス電圧は、絶対値が低い程濃く現像が行われ、絶対値
が高い程淡く現像が行われる。そして、必要により転写
前の除電ランプによって感光体ドラム10の電荷が除電
された後、トナー像は給紙カセット14から搬送ローラ
15によって搬送されて来た転写紙上に転写器16によ
って転写される。転写後のトナー像を保持した転写紙
は、分離手段17によって感光体ドラム10から分離さ
れた後、搬送ベルト18によって定着器19へ送られ、
定着ローラ19aと圧着ローラ19bとによって押圧、
加熱されてトナー像は転写紙上に定着される。そして、
定着後の転写紙は排紙ローラ20によって装置外部の排
紙トレイ上に排出される。
【0019】一方、転写紙が分離した感光体ドラム10
は除電極21によって残留電荷が除去された後、クリー
ニング装置22にいたり、感光体ドラム10に当接した
ゴム材から成るクリーニングブレード22aによって残
留トナーが除去される。残留トナーが除去された感光体
ドラム10周面は、転写前露光手段23によって露光さ
れ、次の複写に備えることとなる。
【0020】以上説明した複写装置を用いて、本発明の
画像濃度の補正方法について説明する。
【0021】(実施の形態1)請求項1の発明について
説明する。図2は階調補正用の回路図で、図3は本発明
によるフローチャートを示している。
【0022】本発明においては、電源がONとなった時
点又は省エネモードが解除(例えば操作釦の押釦によ
る)した時点で、制御部CPUは定着器19の定着器温
度が所定温度以下であるか否かのチェックを行う(F0
1)。本実施の形態においては、定着器19の定着ロー
ラ19aに当接又は近接して設けた温度センサSHを用
い、温度センサSHよる定着ローラ19aの部分の検知
温度が50℃以下であるかどうかによって判定し、50
℃以下でないときは前の稼動後の休止時間は余り長くな
いと判断し、階調補正は行わないで現行の階調基準値に
基づいた画像形成を行う(F04)。また検知温度が5
0℃以下であるときは前の稼動後の休止時間は相当長か
ったものと判断し、階調補正プロセス実行となり(F0
2)、ここで決定した階調補正値に基づく画像形成が行
われる(F03)。
【0023】定着器19では、画像形成時には定着ロー
ラ19aは内部に設けたヒータによって200℃近くの
温度に管理され、回転する定着ローラ19aと圧着ロー
ラ19bとの間でトナー画像を保持した記録紙の定着が
なされる。定着ローラ19aの温度制御を行うため、定
着ローラ19aの周面に当接又は近接して温度センサを
設け、定着ローラ19aの温度制御を行っている。本発
明で用いる温度センサSHはこの定着ローラ19aの温
度制御に用いる温度センサを兼ねていても差し支えな
い。定着器19は熱効率を良くするため、記録紙の搬入
部と搬出部を除いてシールされ、比較的良好な保温性が
保たれて、定着器19内の気温は電源OFF時の気温か
ら極めて緩やかに下降するので、画像形成装置の休止時
間は温度センサSHの温度検出によって大体推定するこ
とが可能である。
【0024】本発明では電源ON又は省エネモード解除
によって、定着器温度50℃以下?(F01)、階調補
正プロセス実行(F02)のフローにはいるが、これら
のプロセスはウォームアップ中に行われ、ウォームアッ
プ終了と共に階調補正値に基づく画像形成(F03)が
行われることが望ましい。
【0025】次に本発明で実施する階調補正プロセスに
ついて説明する。
【0026】ここで行う階調性の補正は、画像濃度が予
め定められた濃度と大体同じで光量の影響を受けない未
露光により潜像を形成し、現像剤で現像することで中間
調(光学濃度0.4)の現像パッチ画像を感光体ドラム
10上に形成し、この現像パッチ画像の濃度を測定し、
この濃度が予め定められた濃度より高いと判断した場合
には階調性の補正モード(γモード)に入り、階調性の
補正を行うようにしたものである。
【0027】従来の階調性の補正方法としては、中間調
のパッチ原稿を露光することで中間調の画像を作成して
いた。しかしながら、露光ランプの強度は不安定で変動
を有している。このため、露光により中間調の画像を作
成すると、本来の特性からのズレを発生してしまう。特
に、中間調の濃度は、露光強度の変動に対して画像の濃
度の変動が大きい領域となっている。これに反して、こ
こで用いる階調性の補正方法は、露光ランプに頼ること
なく、電源ON直後に行う階調補正法として特に優れた
補正方法である。
【0028】先ず階調補正用のパッチ画像(γパッチ)
の作成法について図4の説明図を用いて説明する。感光
体ドラム10上でγパッチ部分に対して、スコロトロン
帯電器11によって画像形成部分の帯電電位−780V
より絶対値で低い−400Vの帯電電位になるように、
グリッド電圧を低下させることによって帯電を行う(図
4(a)参照)。
【0029】感光体ドラム10上のγパッチ部分の周縁
部には、CEL12による照射を行って電位を失わせる
(図4(b)参照)。
【0030】露光ランプは点灯しないで、γパッチ部分
に対しては露光を行わない(図4(c)参照)。
【0031】現像装置13の現像スリーブ131に対し
ては、画像形成部分に対して−170Vの現像バイアス
を印加するのに対して、γパッチ部分に対しては−28
0Vの現像バイアスを印加してγパッチ部分についての
現像パッチを形成する(図4(d)参照)。画像形成部
分での現像電界は610Vであるのに対して、γパッチ
部分での現像電界は120Vであって、トナーのQ/M
が正常な帯電量にあれば、画像形成部分については最大
濃度はCD1.3で、γパッチ部分については、CD
0.4の濃度のパッチが作成される。なおスコロトロン
帯電器11についてはグリッド電圧を変更して、感光体
ドラム10上での電位が−780V,−400Vとなる
よう切り換えがなされ、現像バイアスについても−17
0,−280Vと切り換えられるが、共に何れの電源部
についても印加電圧を可変とし、しかも精度よく切替え
がなされる範囲内に設定されている。
【0032】図5は定着器温度が50℃以下であると検
知された(F01)とき、引き続いて行われる階調補正
プロセス実行(F02)で行われる階調補正のフローチ
ャートを示している。本実施例では感光体ドラム10を
2回転回転し、その間に2回のγパッチを形成し(F
1)、感光体の特性が復元し、安定したデータが得られ
る2回目のγパッチ部分についての濃度(CD)が、感
光体ドラム10の周縁部に設けた発光素子と受光素子と
からなる濃度センサSDによって検知される(F2)。
【0033】濃度センサSDの出力はLsbをもって表
示及び処理を行っている。Lsbは濃度センサSDの出
力0〜5Vの間を6ビット、63分割してLsb0〜6
3をもって表示する。濃度センサSDによって受光する
コピー濃度CDと出力(Lsb)との関係を示したもの
が図6であって、例えば測定するコピー濃度CD0.4
に対しての出力はLsb15となっている。濃度センサ
SDによってγパッチから40点の濃度検出値がLsb
単位をもって読み取られる(F2)。読み取られたγパ
ッチの40点の濃度検出データからヒストグラムの作成
を行い(F3)、3点以上の高さをもった最も低いLs
b値のビンをもって読み込み値xを決定する(F4)。
【0034】γパッチでの濃度CD0.45に相当する
Lsb13をもってコピー中の階調補正の閾値とし、閾
値Lsb13と読み込み値xとの比較を行う(F5)。
読み込み値xがLsb13又はLsb13以上のとき
は、トナーの帯電量の低下はなくγパッチの濃度はCD
0.45より淡い状態にあるので、γモードを中止し、
階調補正は行わない。即ち図3のフローチャートでは点
線で示した経路によって階調標準値に基づく画像形成
(F04)が行われるよう、階調標準値のセットがなさ
れる。読み込み値xがLsb13より小さいとき、即ち
γパッチの濃度はCD0.45より濃い状態にあるの
で、階調補正を行う。階調補正はグリッド電圧、現像バ
イアス、露光強度のうち少なくとも1つを変更すること
によって行う。図5のフローでは、グリッド電圧の変更
によって階調補正を行う例を示している。
【0035】読み込み値xがLsb13より小さいと
き、13−xの演算を行い(F6B)、13−xが1の
ときには変更量−3(Lsb),2〜4のときには変更
量−6(Lsb),5以上のときには変更量−9(Ls
b)としてグリッド電圧の変更を行う。図7はLsbと
グリッド電圧との関係を示すグラフである。制御部では
グリッド電位780Vに対応するLsb51を基準と
し、変更量が例えば−3(Lsb)のときはLsb48
に変更することによってグリッド電位は下がる(画像は
淡くなる)ような階調補正が行われる(F6A)。この
階調補正値は、セットされて画像形成に当たってはこの
階調補正値に基づく画像形成装置が行われる。
【0036】(実施の形態2)請求項3の発明について
説明する。図2は階調補正用の回路図で、図8は本発明
のフローチャートを示している。
【0037】本発明が実施の形態1と異なる点は、実施
の形態1では、定着器の温度を検知して階調補正プロセ
スを行うか否かの判定を行っていたのに対して、実施の
形態2では更に画像形成装置内の温度を検知して階調補
正のプロセスを行うか否かの判定を付加して、真に階調
補正プロセスを行う必要性の高い条件下においてのみ階
調補正プロセスを行うようにしたものである。
【0038】図8のフローチャートで、電源がONとな
った時点又は省エネモードが解除した時点で、制御部C
PUは定着器19の定着器温度が所定温度以下であるか
否かのチェックを行う(F01A)。本実施の形態では
定着ローラ19aに当接又は近接して設けた温度センサ
SHを用い、検知温度が50℃以下であるかどうかの検
知を行う(F01A)。50℃以下でないと検知したと
きは、階調補正を行わないで現行の階調基準値に基づい
た画像形成を行う(F04)。また検知温度が50℃以
下であるときは、次の機内温度は40℃以下であるか否
かのチェックを行う(F01B)。
【0039】機内温度の検知は画像形成装置内であれば
どこでもよいが、好ましくは感光体ドラム10の近傍に
設置した温度センサSPによって行うことが好ましい。
感光体ドラム10近傍は露光、帯電、現像等によって連
続動作時には環境温度が上昇するからである。感光体ド
ラム10の感光層はその環境温度によって特性が変動す
るので、温度センサSPによって本発明の階調補正を行
うか否かの判定に用いると共に、感光体ドラム10の感
光特性を平均的に維持するための温度検知手段としても
併用することが可能である。
【0040】温度センサSPにより検知した機内温度が
40℃以下でないときは、階調補正を行わないで現行の
階調基準値に基づいた画像形成を行う(F04)。また
検知温度が40℃以下のときは、階調補正プロセス実行
となり(F02)、ここで決定した階調補正値に基づく
画像形成が行われる(F03)。これらに関しては既に
実施の形態1で説明を行っているので省略する。
【0041】
【発明の効果】本発明(請求項1,3の発明)によると
きは、休止後の画像形成装置の再稼動開始に当たって階
調補正のプロセスに入るか否かの判断が簡単な形でしか
も的確に自動的に行われ、優れた階調補正プロセスが実
行されるので、従来認められた稼動初期における著しい
高濃度の画像が改められて、常に安定して同じような濃
度の画像が得られることとなった。
【0042】更に実施の形態によって説明した請求項5
の発明によるときは、露光の変動による影響を受けない
ので、精度のよい濃度検出とこれに基づく調整が行われ
ることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用される電子写真複写装置の構成
図。
【図2】本発明の階調補正の回路図。
【図3】実施の形態1のフローチャート。
【図4】本発明のパッチ作成の説明図。
【図5】階調補正プロセスのフローチャート。
【図6】濃度センサによる濃度と出力の関係を示すグラ
フ。
【図7】Lsbとグリッド電位との関係を示すグラフ。
【図8】実施の形態2のフローチャート。
【図9】コピー枚数と画像濃度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 原稿載置台 3 第1ミラーユニット 3a 照明ランプ 10 感光体ドラム 11 スコロトロン帯電器 12 部分露光手段(CEL) 13 現像装置 131 現像スリーブ 16 転写器 17 分離手段 19 定着器 19a 定着ローラ SD 濃度センサ SH,SP 温度センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源投入直後、又は省エネモードクリア
    直後に定着器の温度を検知し、所定温度以下の場合に階
    調性の補正を行うことを特徴とする画像濃度の補正方
    法。
  2. 【請求項2】 前記定着器の温度が定着ローラの温度で
    あることを特徴とする請求項1に記載の画像濃度の補正
    方法。
  3. 【請求項3】 電源投入直後に、又は省エネモードクリ
    ア直後に定着器の温度及び画像形成装置内の温度を検知
    し、前記2種の温度情報に基づき階調性の補正を行うか
    どうかを判定することを特徴とする画像濃度の補正方
    法。
  4. 【請求項4】 階調性の補正をウォームアップ中に行う
    ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の画
    像濃度の補正方法。
  5. 【請求項5】 前記階調性の補正は、感光体表面を通常
    の画像形成時より低い帯電電位に電位せしめ、未露光の
    潜像を感光体表面に形成し、該潜像を現像剤にて現像す
    ることで階調補正用のパッチ画像を感光体上に形成し、
    該階調補正用の画像に基づき階調性の補正を行うことを
    特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の画像濃度
    の補正方法。
JP8309058A 1996-11-20 1996-11-20 画像濃度の補正方法 Pending JPH10148979A (ja)

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