JPH11258873A

JPH11258873A - 画像形成装置および画像形成方法

Info

Publication number: JPH11258873A
Application number: JP10062966A
Authority: JP
Inventors: Rintaro Nakane; 林太郎中根
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的容易にかつ短時間で画質の最適な制御を
行うことが可能なでき、適切な画質維持が可能な画像形
成装置を提供することにある。【解決手段】この発明は、高濃度と低濃度の２つのテス
トパターンに対する現像剤の付着量をトナー濃度計測部
８で計測し、この計測された高濃度部と低濃度部の現像
剤の付着量とそれらの目標値とにより、高濃度部と低濃
度部の偏差を算出し、この高濃度部と低濃度部の偏差の
補正に適したコントラスト電圧の操作量と背景電圧の操
作量とを調整ルールに従って選択し、選択された操作量
によりテスト操作して操作量に対する偏差の感度を検出
し、検出結果に応じて、操作量を決定する。そして、決
定された操作量により、コントラスト電圧および背景電
圧を調整し、偏差をなくして良好な画質を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばカラー
レーザプリンタやカラーデジタル複写機などの電子写真
式の画像形成装置および画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、同じ複写機で同じ原稿なのに
複写した複写物の濃さが違うといった経験を持つ人は多
いと思われる。電子写真における画像濃度の変動は、環
境、経時による画像形成条件の変化、劣化による影響で
ある。アナログ複写機は勿論、多階調のプリンタあるい
はデジタル複写機では、この画像濃度の変動をおさえ、
安定化を図ることが重要である。特に、カラーにおいて
は、濃度再現性のみならず、色再現性にまで影響を与え
てしまうため、画像濃度の安定化は必要不可欠な要求で
あるといえる。

【０００３】そこで、従来、像担持体上に複数のテスト
パターンを形成し、これらの画像濃度を検出することに
より階調特性の変化を把握し、画像形成部の作動部の調
整、良否判定を繰り返すフェードバック制御を行ってい
る。この際、制御量偏差に対応する操作量の算出は、予
め用意されたルックアップテーブルに基いて行ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなルックア
ップテーブルの内容は、オフラインで作製されるもので
あり、作製に当たっては種々の実験を行い、調整対象の
特性（制御量に対する操作量）を把握する必要がある。
そのため、作製作業に大きな労力および期間を必要とす
る。

【０００５】また、多入力多出力系では、一般的に、入
出力間の依存関係がそれぞれ独立していないため、入出
力関係をルックアップテーブルに記述するためには、そ
の入出力数の次元個数分のルックアップテーブルが必要
となるため、次元数が多いシステムでは、格納するメモ
リ容量を大量に必要とし、同定作業は極めて膨大とな
る。

【０００６】更に、その関係が非線型特性、固体間差、
再現性、経年変化により、必ずしも対象となる装置に合
致しない場合もある。フェードバック制御の採用によ
り、同定がある程度不完全な場合でも実用可能である
が、良否判定合格までの収束回数、制御時間は、同定し
た装置とのずれ分だけ多くなってしまう。

【０００７】そこで、比較的容易にかつ短時間で画質制
御を行うことができ、開発効率の向上、メモリ容量の低
減による製造コストの低減、更に、固体間差、再現性、
経年変化に応じて適切な画質維持が可能な画像形成装置
および画像形成方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の画像形成装置
は、像担持体上に画像データに基づいて現像剤像を形成
する画像形成手段と、上記像担持体上に形成された画像
の画質を検出する検出手段と、上記像担持体上に形成さ
れる画質を調整する複数の操作手段と、上記検出手段に
より検出された画質と予め設定された画質との制御量偏
差を算出する偏差算出手段と、上記算出された制御量偏
差が所定の許容範囲内にあるか否か判定する判定手段
と、上記偏差が許容範囲を越えている場合に、上記算出
された制御量偏差を補正するための操作手段を選択する
選択手段と、上記選択された操作手段によって上記画質
をテスト調整することにより、操作手段の調整操作量に
対する制御量の感度を検出する感度検出手段と、上記検
出した感度に応じて上記対応する操作手段の調整操作量
を決定する操作量決定手段と、上記決定した操作量に応
じて上記対応する操作手段を作動させ上記偏差を補正す
る手段と、を有する制御手段と、を備えたことを特徴と
している。

【０００９】また、この発明に係る画像形成装置は、像
担持体上に画像データに基づいて現像剤像を形成する画
像形成手段と、上記像担持体上に形成された現像剤像の
画像濃度を検出する検出手段と、上記像担持体上に形成
される現像剤像の画像濃度を調整する複数の操作手段
と、上記検出手段により検出された画像濃度と予め設定
された画像濃度との制御量偏差を算出する偏差算出手段
と、上記算出された制御量偏差が所定の許容範囲内にあ
るか否か判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越
えている場合に、上記算出された制御量偏差を補正する
ための操作手段を選択する選択手段と、上記選択された
操作手段によって上記画像濃度をテスト調整することに
より、操作手段の調整操作量に対する制御量の感度を検
出する感度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記
対応する操作手段の調整操作量を決定する操作量決定手
段と、上記決定した操作量に応じて上記対応する操作手
段を作動させ上記偏差を補正する手段と、を有し、全て
の偏差が許容範囲に収束するまで上記判定、操作手段の
選択、感度検出、操作量決定、および補正を繰り返す制
御手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】この発明に係る画像形成方法は、像担持体
をグリッドを用いて帯電し、高濃度のテストパターンと
低濃度のテストパターンとを発生し、上記帯電された像
担持体上に高濃度のテストパターンと低濃度のテストパ
ターンに基づいて潜像を形成し、この形成された像担持
体上の潜像を現像剤で現像し、この現像された高濃度の
テストパターンに対する現像剤の付着量と低濃度のテス
トパターンに対する現像剤の付着量とを計測し、予め上
記グリットバイアスと現像バイアスとの操作量の変更に
対する上記現像剤の付着量の変更感度の有無を表す依存
情報を用意し、高濃度部と低濃度部の付着量に対する目
標値と現像剤の付着量の計測により得られる高濃度部と
低濃度部の現像剤の付着量とにより、高濃度部と低濃度
部の偏差を算出し、この算出された高濃度部と低濃度部
の偏差が許容範囲内であるか否かを判定し、この判定結
果が許容範囲外の場合、上記依存情報に基き、上記高濃
度部と低濃度部の偏差に対応するグリッドバイアスおよ
び現像バイアスの操作量を選択し、上記選択された操作
量に対応するバイアスをテスト調整することにより、調
整操作量に対する上記偏差の感度を検出し、上記検出し
た感度に応じて上記対応するグリッドバイアス値と現像
バイアス値とを決定し、上記決定されたグリッドバイア
ス値と現像バイアス値とに応じて、グリッドバイアス電
圧と現像バイアス電圧とを本調整することを特徴として
いる。

【００１１】また、この発明に係る画像形成装置は、像
担持体上に画像データに基づいて高濃度部および低濃度
部の潜像を形成し、目標露光量情報に応じて露光量が制
御可能な露光手段と、上記露光手段で形成された上記像
担持体上の高濃度部および低濃度部の潜像を現像剤で現
像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担
持体上に付着した高濃度部および低濃度部に対する現像
剤の付着量をそれぞれ計測する現像剤付着量計測手段
と、上記画像データの単位画素当りの階調データに対
し、単位画素当りの発光時間を発光時間補正情報に基づ
き補正する発光時間補正手段と、上記発光時間補正手段
で補正された発光時間情報に基づき単位画素当りのパル
ス幅として上記露光手段の変調制御を行なう変調制御手
段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部
および低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの
目標値との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上
記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範囲
内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段に
より許容範囲内にないと判定された場合、上記発光時間
補正手段および変調制御手段から、上記算出された偏差
を補正するための手段を選択する選択手段と、上記選択
された発光時間補正手段および変調制御手段によって上
記現像剤付着量をテスト調整することにより、調整操作
量に対する偏差制御量の感度を検出する感度検出手段
と、上記検出した感度に応じて上記発光時間補正手段お
よび変調制御手段の調整操作量を決定する操作量決定手
段と、上記決定した操作量に応じて上記発光時間補正手
段および変調制御手を作動させ上記偏差を補正する手段
と、を有し、全ての偏差が許容範囲に収束するまで上記
判定、操作手段の選択、感度検出、操作量決定、および
補正を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態について詳細に説明する。図２は、こ
の発明に係る画像形成装置の一例としてカラーレーザプ
リンタの構成を示すものである。図２に示すように、カ
ラーレーザープリンタは、像担持体としての感光体ドラ
ム１を備え、この感光体ドラムは、図面に対して反時計
方向に回転する。感光体ドラム１の周囲には、帯電手段
である帯電器２、現像手段である第１現像器４、第２現
像器５、第３現像器６、第４現像器７、トナー付着量計
測部８、転写材支持体としての転写ドラム９、クリーニ
ング前除電器１０、クリーナ１１、除電ランプ１２が順
次配置されている。

【００１３】感光体ドラム１は、帯電器２により表面が
一様に帯電される。帯電器２と第１現像器４との間にお
いて、露光手段であるレーザ露光装置１３から出射され
たレーザビーム光１４が、感光体ドラム１の表面に露光
することにより、画像データに応じた静電潜像が形成さ
れる。

【００１４】第１ないし第４現像器４〜７は、各色に対
応した感光体ドラム１上の静電潜像をカラーのトナー像
に顕像化するもので、たとえば、第１現像器４はマゼン
タ、第２現像器５はシアン、第３現像器６はイエロー、
第４現像器７はブラックの現像を行なう。

【００１５】一方、転写材としての転写用紙は、給紙カ
セット１５から給紙ローラ１６で送り出され、レジスト
ローラ１７で一旦整位され、転写ドラム９の所定の位置
に吸着するようにレジストローラ１７で送られ、吸着ロ
ーラ１８および吸着帯電器１９により転写ドラム９に静
電吸着される。転写用紙は、転写ドラム９に吸着した状
態で、転写ドラム９の時計方向の回転に伴って搬送され
る。

【００１６】現像された感光体ドラム１上のトナー像
は、感光体ドラム１と転写ドラム９とが対向する位置
で、転写帯電器２０により転写用紙に転写される。複数
色の印字の場合、転写ドラム９の１回転を１周期とする
工程が、現像器を切換えて行ない、転写用紙に複数色の
トナー像を多重転写する。

【００１７】トナー像が転写された転写用紙は、転写ド
ラム９の回転に伴って更に搬送され、分離前内除電器２
１、分離前外除電器２２、分離除電器２３により除電さ
れた後、分離爪２４により転写ドラム９から剥離され、
搬送ベルト２５、２６により定着器２７に搬送される。
定着器２７により加熱された転写用紙上のトナーは溶融
し、定着器２７から排出された直後に転写用紙に定着
し、この定着を終了した転写用紙はトレー２８に排出さ
れる。

【００１８】図１は、この実施の形態に係るカラーレー
ザプリンタの帯電、露光、現像手段とその制御手段に係
わるブロック図である。図において、感光体ドラム１
は、図面に対して反時計方向（図示矢印方向）に回転す
る。帯電器２は、主に帯電ワイヤ３１、導電性ケース３
２、グリッド電極３３により構成されている。帯電ワイ
ヤ３１は、コロナ用の高圧電源３４に接続されていて、
感光体ドラム１の表面にコロナ放電して帯電させる。グ
リッド電極３３は、グリッドバイアス用の高圧電源３５
に接続されていて、グリッドバイアス電圧により感光体
ドラム１の表面に対する帯電量を制御している。

【００１９】帯電器２により一様に帯電された感光体ド
ラム１の表面は、レーザ露光装置からの変調されたレー
ザビーム光１４の露光により静電潜像が形成される。階
調データバッファ３６は、図示しない外部機器またはコ
ントローラからの階調データを格納し、プリンタの階調
特性を補正し、レーザ露光時間（パルス幅）データに変
換する。

【００２０】レーザ駆動回路３７は、レーザビーム光１
４の走査位置に同期するよう、階調データバッファ３６
からのレーザ露光時間データに応じてレーザ駆動電流
（発光時間）を変調させる。そして、変調されたレーザ
駆動電流により、レーザ露光装置内の半導体レーザ発振
器（図示しない）を駆動する。これにより、半導体レー
ザ発振器は、露光時間データに応じて発光動作する。

【００２１】さらに、レーザ駆動回路３７は、レーザ露
光装置内のモニタ用受光素子（図示しない）の出力と設
定値とを比較し、駆動電流により半導体レーザ発振器の
出力光量を設定値に保つ制御を行なっている。

【００２２】一方、パターン発生回路３８は、トナー付
着量計測のための低濃度と高濃度の２つの濃度の異なる
テストパターンの階調データを発生し、レーザ駆動回路
３７へ送るようになっている。上記テストパターンは、
後述する記憶部６１に記憶されているものであっても良
い。

【００２３】２つの階調データに対するテストパターン
の内、濃い濃度となる方を高濃度テストパターン、薄い
濃度になる方を低濃度テストパターンとする。

【００２４】さて、静電潜像を形成された感光体ドラム
１は、現像器４により現像される。現像器４は、たとえ
ば２成分現像方式で、トナーとキャリアによる現像剤が
収納されており、その現像剤に対するトナーの重量比
（以降、トナー濃度と記す）は、トナー濃度計測部３９
により計測される。そして、トナー濃度計測部３９の出
力に応じて、トナー補給ローラ４０を駆動するトナー補
給モータ４１が制御されることにより、トナーホッパ４
２内のトナーが現像器４内に補給されるようになってい
る。

【００２５】現像器４の現像ローラ４３は、導電性の部
材で形成されていて、現像バイアス用の高圧電源４４に
接続されており、現像バイアス電圧が印加された状態で
回転し、感光体ドラム１上の静電潜像に応じた像にトナ
ーを付着させる。こうして現像された画像領域内のトナ
ー像は、転写ドラム９によって支持搬送されてくる転写
用紙に転写される。

【００２６】また、制御回路４５は、電源投入後のウォ
ームアップ処理の終了時に、パターン発生回路３８から
階調データを発生させることにより、感光体ドラム１上
にトナー付着量計測用の高、低２つの階調パターンを露
光する。

【００２７】そして、感光体ドラム１上の高、低の階調
パターンが露光された位置がそれぞれ現像され、トナー
付着量計測部８の位置にくるのに同期して、トナー付着
量計測部８がトナー付着量を計測する。トナー付着量計
測部８の出力は、Ａ／Ｄ変換器４６でデジタル化されて
制御回路４５に入力される。

【００２８】感光体ドラム１上には、上記現像により、
図３に示すように、高濃度の階調データに対応するテス
トパターン領域（高濃度パッチ：高濃度部）と、低濃度
の階調データに対応するテストパターン領域（低濃度パ
ッチ：低濃度部）とが形成される。

【００２９】制御回路４５は、各テストパターンに対応
するトナー付着量計測部８の出力（計測値）と、予め設
定される基準値とをそれぞれ比較し、その比較結果に応
じて、像形成条件である帯電器２のグリッドバイアス電
圧、現像器４の現像バイアス電圧の２つを変更する処理
を行なう。

【００３０】また、制御回路４５は、図示しない外部機
器またはコントローラからの階調データと、プリンタ単
独のテストパターンおよびトナー付着量計測のためのパ
ターンの階調データの切換え制御、計測部８、３９の各
出力の取込み、高圧電源３４、３５、４４の出力量の制
御、レーザ駆動電流の目標値設定、トナー濃度の目標値
設定、トナー補給制御、階調データのプリンタの階調特
性の補正処理などを行なう。

【００３１】高圧電源３５、４４は、それぞれ制御回路
４５からＤ／Ａ変換器４７、４８を介して供給される出
力電圧制御信号により、制御される。

【００３２】制御回路４５には、電源がオフされても消
去されないＥＥＰＲＯＭ等で構成される書き換え可能な
記憶部６１、データ記憶用のＲＡＭ等で構成される記憶
部６２、待機時間等を計測するタイマ６３、および制御
回路４５の全体を制御するＣＰＵ６４により構成されて
いる。また、制御回路４５には、後述する調整ルール生
成装置２００が接続されている。

【００３３】記憶部６１には、各種設定値が予め記憶さ
れているものであり、たとえば、常温常湿の基準階調特
性になるバイアス条件に対応する初期グリッドバイアス
電圧値と初期現像バイアス電圧値、テストパターン階調
データ（高濃度部、低濃度部）、高濃度部のトナー付着
量に対する予め定められた目標値（偏差を求める際に利
用）、低濃度部のトナー付着量に対する予め定められた
目標値（偏差を求める際に利用）、高濃度部の偏差に対
する制御規格値、低濃度部の偏差に対する制御規格値、
表面電位特性を表す係数、所定印字枚数、所定経過時
間、最大制御回数、バイアス条件値、トナー付着量計測
部８の異常範囲、テストパターン領域以外の反射光量、
高濃度部の反射光量、低濃度部の反射光量のそれぞれの
上限値、下限値（所定範囲）が記憶されている。

【００３４】バイアス条件値としては、グリッドバイア
ス、現像バイアスのそれぞれの上限値、下限値（所定範
囲）と、グリッドバイアスと現像バイアスの差電圧が所
定の範囲内であるかである。

【００３５】上記高濃度部の目標値、低濃度部の目標値
は、コントロールパネル４９により変更入力および表示
可能となっている。

【００３６】また、記憶部６１には、コントラスト電圧
の変更量に関する依存表、背景電圧の変更量に関する依
存表も記憶されている。

【００３７】記憶部６２には、トナー付着量計測部８の
異常前に設定されていたバイアス値（バイアス変更モー
ド設定時に記憶）が記憶されるとともに、制御回数をカ
ウントするカウンタ、印字枚数をカウントするカウン
タ、トナー付着量計測部８の異常時にオンされるセンサ
異常フラグ、トナーのエンプティ時にオンされるトナー
エンプティフラグが設けられている。

【００３８】図４は、帯電器２のグリッド電極３３に対
するバイアス電圧の絶対値ＶＧ（以降、単にグリッドバ
イアス電圧と記す）に対する、帯電器２により感光体ド
ラム１の一様に帯電された表面電位（以降、未露光部電
位と記す）Ｖ０と、レーザ露光装置１３により一定光量
で全面露光され、減衰した感光体ドラム１の表面電位
（以降、露光部電位）ＶＬと、現像バイアス電圧ＶＤ
（一点鎖線）とを示している。

【００３９】本実施の形態では、反転現像のため電圧の
極性は負となっている。グリッドバイアス電圧ＶＧが増
加すると、未露光部電位ＶＯおよび露光部電位ＶＬの絶
対値は、それぞれ減少する。グリッドバイアス電圧ＶＧ
に対する露光部電位ＶＬ、未露光部電位ＶＯを線形近似
すると、次式のように表せる。ＶＯ（ＶＧ）＝Ｋ１・ＶＧ＋Ｋ２ ……（１）ＶＬ（ＶＧ）＝Ｋ３・ＶＧ＋Ｋ４ ……（２）ただし、Ｋ１〜Ｋ４は定数、ＶＯ、ＶＧ、ＶＬは絶対
値、ＶＯ（ＶＧ）、ＶＬ（ＶＧ）は任意のＶＧに対する
ＶＯ、ＶＬの大きさを表す。

【００４０】ここで、現像バイアス電圧の絶対値ＶＤ、
前述の露光部電位ＶＬ、未露光部電位ＶＯの関係で現像
濃度が変化する。いま、コントラスト電圧ＶＣと背景電
圧ＶＢＧを以下のように定義する。ＶＣ＝ＶＤ（ＶＧ）−ＶＬ（ＶＧ） ……（３）ＶＢＧ＝ＶＯ（ＶＧ）−ＶＤ（ＶＧ） ……（４）ただし、ＶＤ（ＶＧ）は、任意のＶＧに対するＶＤの大
きさである。

【００４１】コントラスト電圧ＶＣは、特にベタ部の濃
度に関与する（図５参照）。背景電圧ＶＢＧは、パルス
幅変調を用いる多階調方式においては、主に低濃度部の
濃度に関与する（図６参照）。

【００４２】図７は、背景電圧ＶＢＧの大きさを増加さ
せたときの階調データに対するトナー付着量Ｑを示して
いる。低濃度領域が図中Ｃの矢印方向に変化する。した
がって、これらコントラスト電圧ＶＣと背景電圧ＶＢＧ
とにより現像濃度を変化させることができる。

【００４３】ここで、式（１）〜（４）から次式を得る
ことができる。ＶＧ（ＶＣ、ＶＢＧ）＝（ＶＣ＋ＶＢＧ−Ｋ２＋Ｋ４）／（Ｋ１−Ｋ３） ……（５）ＶＤ（ＶＢＧ、ＶＧ）＝Ｋ１・ＶＧ＋Ｋ２−ＶＢＧ ……（６）上記式（５）、（６）から、グリッドバイアス電圧ＶＧ
に対する露光部電位ＶＬ、未露光部電位ＶＯの関係（Ｋ
１〜Ｋ４）が既知のとき、コントラスト電圧ＶＣと背景
電圧ＶＢＧを決定することで、グリッドバイアス電圧Ｖ
Ｇ、現像バイアス電圧ＶＤが一義的に決定できる。

【００４４】予め感光体ドラム１の表面電位を計測し、
グリッドバイアス電圧ＶＧに対する露光部電位ＶＬ、未
露光部電位ＶＯの関係（Ｋ１〜Ｋ４）を得た後、コント
ラスト電圧ＶＣと背景電圧ＶＢＧを設定する。前記式
（５）、（６）よりグリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バ
イアス電圧ＶＤが一義的に決定され、この条件下で複数
の濃度パターンを作像し、これらの現像後のトナー付着
量Ｑを計測し、この計測値と予め設定される基準値とを
比較して、その偏差ΔＱから、適正現像濃度にするコン
トラスト電圧ＶＣと背景電圧ＶＢＧのそれぞれの補正値
ΔＶＣとΔＶＢＧとを推論する。この推論結果より、再
びグリッドバイアス電圧ＶＧ、現像バイアス電圧ＶＤを
設定し、濃度パターンのトナー付着量計測を行ない、良
好とする許容範囲内になるまで繰り返す。

【００４５】次に、トナー付着量計測部８について詳細
に説明する。図８に示すように、トナー付着量計測部８
において、光源５１からの光は感光体ドラム１の表面に
照射され、感光体ドラム１あるいは、現像されて付着し
たトナーにより反射した反射光は、光電変換部５２でそ
の反射光の光量に応じた電流に変換され、さらに電流／
電圧変換した後、伝送回路５３によりＡ／Ｄ変換器４６
に伝送され、ここでデジタル信号に変換されて制御回路
４５に取込まれるようになっている。

【００４６】光源５１は、光源駆動回路５４によって電
流駆動されている。光源駆動回路５４は、制御回路４５
によってオン、オフ制御、あるいは、光源５１への駆動
電流の電流量を調整する信号により制御されている。

【００４７】次、このような構成のカラープリンタにお
いて、図９に示すフローチャートを参照しつつバイアス
変更モードの処理動作について説明する。このバイアス
変更モードは、ウオームアップステップ、テストパター
ン作像ステップ、付着量検出ステップ、判定ステップ、
バイアス変更ステップにより構成されている。

【００４８】まず、ウオームアップステップは、プリン
タの電源（図示しない）をオンにすると、装置の制御回
路４５のＣＰＵ６４が初期処理を行い、各初期動作の所
定シーケンスを実行する。特に、定着器２７のウオーム
アップに時間を要する。このウームアップが完了した時
点、あるいは、ウオームアップの終了の所定到達温度よ
り低い所定温度になった時点で、クリーニング動作を含
む作像系の初期動作等を行う。

【００４９】初期動作で、感光体ドラム１の温度、機内
温湿度、現像剤撹拌、帯電、除電による感光体ドラム１
の特性の安定化、感光体ドラム１上のクリーニング等が
行われ、通常の作像（ユーザの画像データによる印字）
状態とほぼ同じ作像環境になる。

【００５０】このウオームアップステップ終了後、ＣＰ
Ｕ６４はトナー付着量計測部８が正常か否かを調べる。
これは後述する付着量検出ステップにおけるセンサ出力
チェックの結果、センサ異常フラグの有無を確認する。
（電源投入時は、フラグクリアのため、正常と判定。）この結果、トナー付着量計測部８の異常が判定された場
合、ＣＰＵ６４は記憶部６１に記憶されている常温常湿
の基準階調特性になるバイアス条件に対応する初期グリ
ッドバイアス電圧値および初期現像バイアス電圧値で各
高圧電源３５、４４が制御される状態で、待機状態とな
る。すなわち、記憶部６１から読出された初期グリッド
バイアス電圧値および初期現像バイアス電圧値がそれぞ
れＤ／Ａ変換器４７、４８により出力電圧制御信号に変
換され、各高圧電源３５、４４に出力される。これによ
り、上記高圧電源３５、４４は、それぞれ上記グリッド
バイアス電圧値および現像バイアス電圧値となる。

【００５１】この際、ＣＰＵ６４、記憶部６２内の制御
回数カウンタ、印字枚数カウンタ、待機時間計時用のタ
イマ６３をそれぞれクリアする。

【００５２】また、トナー付着量計測部８の正常が判定
された場合、ＣＰＵ６４はバイアス変更モードとなり、
テストパターン作像ステップに進む。この際、ＣＰＵ６
４は現在、高圧電源３５、４４により設定されているグ
リッドバイアス電圧値および現像バイアス電圧値を記憶
部６２に記憶しておく（電源投入時は、基準値、それ以
外の時はトナー付着量計測部８の異常前に設定されてい
たバイアス値）。

【００５３】このテストパターン作像ステップは、上記
初期動作終了後、帯電、露光、現像、クリーニング、除
電プロセスを通常の作像シーケンスと同様に動作し、パ
ターン発生回路３８から発生される高濃度テストパター
ンと低濃度テストパターンに対する作像動作を実行す
る。

【００５４】このとき、帯電器２のグリッドバイアス電
圧値および現像器４の現像バイアス電圧値は、それぞれ
予め定められた値に設定されている。この値は、常温常
湿の基準階調特性になるバイアス条件となっている。

【００５５】すなわち、ＣＰＵ６４が、記憶部６１から
初期グリッドバイアス電圧値、初期現像バイアス電圧値
としての出力電圧制御信号を読出し、Ａ／Ｄ変換器４
７、４８を介して高圧電源３５、４４に供給することに
より、実行される。

【００５６】露光プロセスでは、予め定められた２つの
異なる階調データに対応する所定サイズの２つのテスト
パターン潜像の形成を行う。２つの階調データに対する
テストパターンの内、濃い濃度となる方を高濃度テスト
パターン、薄い濃度になる方を低濃度テストパターンと
する。

【００５７】各テストパターンのサイズは、感光体ドラ
ム１の軸方向の画像領域中央を中心に所定幅、感光体ド
ラム１の回転方向に所定長となっており、感光体ドラム
１の回転方向に所定距離離間して形成される。所定幅
は、トナー付着量計測部８の感光体ドラム１の軸方向の
位置に対応し、検出スポットサイズに電子写真特有のエ
ッジ効果等の影響が入らない最小サイズ、また、所定長
は、エッジ効果等の影響とセンサの応答特性が検出結果
に影響しない最小のサイズに設定されている。

【００５８】この実施の形態において、所定幅は、検出
スポットサイズより１．５〜５ｍｍ大きく、所定長は、
検出スポットサイズに１回のセンサ時定数の４倍の時間
で移動する長さと検出回数を乗じ、１．５〜５ｍｍを加
えた長さにしてある。

【００５９】現像プロセスでは、初期現像バイアス電圧
が印加されている現像ローラ４３によって現像され、２
つのテストパターン潜像が現像され、図３に示すよう
に、２つの濃度の異なるテストパターントナー像が形成
される。２つのテストパターンの内、低濃度の階調デー
タに対応するテストパターン領域を低濃度部、高濃度の
階調データに対応するテストパターン領域を高濃度部と
呼ぶことにする。

【００６０】次に、付着量検出ステップでは、２つのテ
ストパターンがそれぞれトナー付着量計測部８と対向す
る位置に到達したのに同期して、それぞれトナー付着量
計測部８により各テストパターンの反射光量が検出され
る。また、トナー付着量計測部８は、所定のタイミング
で感光体ドラム１の現像していない領域の反射光量も検
出する。

【００６１】このトナー付着量計測部８で検出した感光
体ドラム１の現像していない領域の反射光量、低濃度部
の反射光量、高濃度部の反射光量は、Ａ／Ｄ変換器４６
を介してＣＰＵ６４に供給される。ＣＰＵ６４はＡ／Ｄ
変換器４６から供給されるテストパターン領域以外の反
射光量、高濃度部の反射光量、低濃度部の反射光量のそ
れぞれを、記憶部６１から読出した上限値、下限値（所
定範囲）と比較する。

【００６２】この比較の結果、いずれか１つでも範囲外
のものがあった場合、ＣＰＵ６４は、トナー付着量計測
部８の出力値が異常であると判定し、記憶部６２にセン
サ異常フラグを立て、コントルールパネル４９の表示部
で、トナー付着量計測部８の出力値が異常である旨を表
示し、今回のバイアス変更モードに入る前のバイアス値
を記憶部６２から読出し、この読出したバイアス電圧値
としての出力電圧制御信号で各高圧電源３５、４４を制
御し、待機状態となる。

【００６３】トナー付着量計測部８の出力値が正常な場
合、ＣＰＵ６４は、Ａ／Ｄ変換器４６から供給される現
像していない領域の反射光量を基準とする低濃度部、高
濃度部に対する光学反射率に関連する所定関数の算出結
果をそれぞれ低濃度部のトナー付着量、高濃度部のトナ
ー付着量として判定する。

【００６４】すると、ＣＰＵ６４は、記憶部６１に記憶
されている予め定められた目標値と、上記判定された高
濃度部のトナー付着量、低濃度部のトナー付着量とを比
較し、それぞれの偏差としての高濃度部の偏差、低濃度
部の偏差を算出する。

【００６５】ついで、判定ステップに入り、ＣＰＵ６４
は、上記算出された高濃度部の偏差、低濃度部の偏差
が、それぞれ記憶部６１に記憶されている所定規格値内
に入っているかを判別する。高濃度部の偏差、低濃度部
の偏差が共にそれぞれの規格値範囲内ならば、記憶部６
２内の制御回数カウンタと印字枚数カウンタと、待機時
間計時用のタイマ６３をそれぞれクリアし、待機状態
（ユーザの印字要求により印字できる状態）になる。

【００６６】また、少なくても一方の偏差が規格値内で
ない場合、バイアス変更ステップに進む。このバイアス
変更ステップでは、高濃度部の偏差、低濃度部の偏差を
共に規格値内にするため、変更すべきグリッドバイアス
電圧値、現像バイアス電圧値を求め変更する。

【００６７】このバイアス変更ステップは主に３つの小
ステップに分けられる。（１）両偏差の関係から２つの
パラメータで表される電位関係の制御量を決定するステ
ップ、（２）その変更された電位関係と予め用意された
感光体ドラム１の表面電位特性を表す係数を含む関数か
ら変更すべきバイアス値を算出するステップ、（３）
そしてグリッドバイアス、現像バイアスをそれぞれの所
定タイミングで算出された変更値を設定するステップで
ある。

【００６８】これは、高濃度部の偏差、低濃度部の偏差
から直接、それぞれ現像バイアス電圧値、グリッドバイ
アス電圧値を予め用意した設定から選択するような方法
では、問題が生じる。環境の影響だけでなく経時的に変
化する現像特性に対して、感光体ドラム１、現像剤等の
使用、放置履歴、個体間差により妥当なバイアスの変更
量が異なり、また、時間的に変化し、このため繰り返し
検出・操作を行った場合の収束値は経時的に目標値から
はずれる可能性が生ずる。

【００６９】この場合、コントラスト電圧値、背景電圧
値やグリッドバイアス値／現像バイアス値を対応させる
位置型制御データよりも、コントラスト電圧の変更量、
背景電圧の変更量に対応させた速度型制御データの法が
望ましい。

【００７０】また、高濃度部、低濃度部に作用する電位
変化の効果は必ずしも独立でなく互いに依存関係を有す
るため、各偏差からそれぞれのバイアス値を決定するこ
とには矛盾を生じる。

【００７１】図１０は、コントラスト電圧を変更した場
合の階調特性の変化を示し、横軸は階調データ、縦軸は
出力画像濃度をそれぞれ示している。同様に図１１は、
背景電圧を変更した場合の階調特性の変化を表してい
る。しかし、コントラスト電圧と背景電圧の変化は、そ
れぞれ高濃度部、低濃度部に作用し、また、その作用の
仕方には依存関係がある。

【００７２】なお、コントラスト電圧は、所定露光量で
全面露光したときの現像位置の表面電位である露光部電
位と現像バイアス電圧との間の電圧であり、背景電圧
は、帯電後露光しない現像位置の表面電位である未露光
部電位と現像バイアス電圧との間の電圧をいい、コント
ラスト電圧の変化は、高濃度部ほど大きく、背景電圧の
変化は、低濃度部ほど大きく作用する。

【００７３】（１）そこで、本実施の形態に係るプリン
タの制御回路４５は、グリッドバイアス、現像バイアス
のいずれかを調整操作した際、他の調整箇所の制御量に
対する依存関係に基いて、最適な調整ルールを生成する
調整ルール生成装置２００を備えている。

【００７４】図１２に示すように、調整ルール生成装置
２００は、後述するグリッドバイアスおよび現像バイア
スの一方の操作量に依存する他のバイアスの制御量との
関係を示す依存表に応じて調整ルールを生成する可調整
制御量選択部２０２および調整ルール書式生成部２０４
を備えている。可調整制御量選択部２０２は、入力され
た依存表情報から調整可能性のある制御量の選択を行
い、調整ルール書式生成部２０４は、可調整制御量選択
部２０２による選択結果および依存表情報から制御量と
操作量との対応関係を調整ルールとしての書式に変換す
る。

【００７５】ここで、操作量とは、各バイアスの調整操
作入力をいい、制御量とは調整操作入力に影響のある調
整部位の出力をいう。

【００７６】そして、制御回路４５は、後述するよう
に、調整ルール生成装置２００によって生成された調整
ルール、トナー濃度測定部によって検出されたトナー濃
度、その他の種々の条件に従って最適な調整箇所および
操作量の選択および制御を行うための種々の構成部を備
えている。

【００７７】（２）得られたコントラスト電圧の制御
量、背景電圧の制御量とテストパターンの作像時のコン
トラスト電圧、背景電圧から変更すべき新たなコントラ
スト電圧と背景電圧が求められる。

【００７８】これらは、あくまでも電圧関係を表すパラ
メータなので、これらの電圧関係を実現する設定すべき
グリッドバイアス電圧値および現像バイアス電圧値を算
出する。

【００７９】この算出には、感光体ドラム１の表面電位
特性を表す係数を含む予め記憶部６１に用意してある関
数（上記式（５）（６）にて説明）により一義的に求め
ることができる。

【００８０】（３）求めた新しいグリッドバイアス電圧
値と現像バイアス電圧値をそれぞれの高圧電源３５、４
４の出力制御値に設定変更する。

【００８１】設定変更して再度、テストパターンを作像
する場合、グリッドバイアス電圧値と現像バイアス電圧
値の変更は、それぞれ所定のタイミングで行う。

【００８２】所定タイミングとは、少なくともグリッド
バイアスを変更した感光体ドラム１上の位置が現像位置
に到達するのと同期して現像バイアスを変更する。変更
タイミングを適当に行うと変更値によっては、かぶりの
原因となり、二成分現像ではキャリア付着による感光体
ドラム１のよごれの原因になる。

【００８３】図１３に、この実施の形態におけるグリッ
ドバイアスと現像バイアスの変更タイミングを示す。こ
の実施の形態では、キャリア付着を防止するためグリッ
ドバイアス電圧を下げるときは、グリッドバイアス用の
高圧電源３５の遅れ等による帯電電位変化の遅れ時間Ｔ
４とグリッド電極３３から感光体ドラム１の現像位置ま
での移動時間Ｔ１とを加えた時間より長い時間Ｔ２だけ
グリッドバイアス値の設定変更時刻ｔ１から経過した時
刻ｔ３で現像バイアス値の設定変更を行う。

【００８４】グリッドバイアス電圧を上げるときは、グ
リッド電極３３から感光体ドラム１の現像位置までの移
動時間Ｔ１から現像バイアス用の高圧電源４４の遅れ時
間Ｔ５を差し引いた時間より短い時間Ｔ３だけグリッド
バイアス電圧値の設定変更時刻ｔ４から経過した時刻ｔ
５で、現像バイアス電圧値の設定変更を行う。

【００８５】すなわち、変更時、感光体ドラム１上の同
一位置で背景電圧が大きくならないようにすることで、
キャリアが感光体ドラム１に付着しないようにしてい
る。

【００８６】ただし、Ｔ２、Ｔ３とＴ１との差を大きく
取りすぎると感光体ドラム１のかぶり量が増大する可能
性があるため、実施の形態では、Ｔ４＝５０msec以下、
Ｔ５＝５０msec以下のときで、Ｔ２−Ｔ１＝２００msec
以下、Ｔ１−Ｔ３＝２００msec以下としている。

【００８７】次に、再度、テストパターンの作像、検
出、判定を行うことにより、変更したグリッドバイアス
電圧で帯電した感光体ドラム１に再び露光により２つの
テストパターン潜像を形成し、変更した現像バイアス電
圧で現像した２つのテストパターンに対し、付着量検出
ステップ、判定ステップを行う。

【００８８】判定ステップにおいて、高濃度部の偏差、
低濃度部の偏差が規格値内ならば、変更したグリッドバ
イアス電圧値、現像バイアス電圧値を保持した状態で、
クリーニング動作の後、待機状態になる。少なくても一
方の偏差が規格値内でなければ、バイアス変更、パター
ン作像、検出、判定を繰り返す。

【００８９】次に、前述したバイアス変更ステップにお
ける調整ルール生成アルゴリズムについて説明する。前
述したように、グリッドバイアスあるいは現像バイアス
の制御量を変えるために１つの調整箇所を操作した場
合、調整箇所と制御量とが一義的に対応せず、１つの調
整個所の操作により他の制御量の変化が生じてしまう場
合がある。従って、バイアス変更ステップにおいて、各
調整箇所の操作量と、他の調整箇所の制御量との依存関
係を特定し、この依存関係に応じて生成した調整ルール
に従って各部の調整を行う必要がある。

【００９０】図１０に示したように、コントラスト電圧
が増加すると高濃度側の濃度が上昇し、勾配が大きくな
っていることがわかる。また、図１１に示す下ように、
背景電圧を増加させると低濃度部の現像開始が階調デー
タの高い方へシフトし、勾配が大きくなっていることが
わかる。

【００９１】また、図１０、図１１からコントラスト電
圧の変化量に比べ、背景電圧の変化量の方が小さくても
階調特性に与える効果が大きいことがわかる。さらに、
感光体ドラム１に対するかぶりや逆帯電トナーの付着、
現像剤が２成分現像剤の場合のキャリア付着の恐れがあ
るため、背景電圧を大きく変更せず、コントラスト電圧
主体で高濃度部を重視して粗調整を行い、低濃度部を含
めコントラスト電圧と背景電圧により微調整するように
考慮してある。

【００９２】本実施の形態に係るプリンタの制御回路４
５は、コントラスト電圧および背景電圧の操作量と高濃
度部および低濃度部の制御量との関係を示す依存表に応
じ、調整ルール生成装置２００により調整ルールを生成
し、この調整ルールに従って調整箇所の選択、調整の順
番等を定性的に管理して調整を行う。

【００９３】図１４は、グリッドバイアスおよび現像バ
イアスの制御量および操作量の定義を示している。図１
４（ａ）は制御量の定義を示し、制御量偏差ｅの添え字
は制御量番号であり対応する式がこれを定義している。
ここでは、ｅ１＝ΔＱＨ（＝ＱＨ−ＱＨＴ）：高濃度部偏差ｅ２＝ΔＱＬ（＝ＱＬ−ＱＨＬ）：低濃度部偏差で定義されている。

【００９４】ここで、ＱＨは高濃度部のトナー付着量
値、ＱＨＴはその目標値をそれぞれ示し、ＱＬは高濃度
部のトナー付着量値、ＱＨＬはその目標値をそれぞれ示
している。

【００９５】図１４（ｂ）は、操作量の定義を示し、操
作量ａの添え字は操作量番号であり、対応する実際の操
作手段を示すラベルを定義している。ここでは、ａ１＝ΔＶＣ（コントラスト電圧変更量）ａ２＝ΔＶＢＧ（背景電圧変更量）である。

【００９６】そして、図１５は、上述した制御量と操作
量との依存関係を表した依存表を示している。依存表に
は、以下の３種類のデータを入力して作成する。１．操作量の数（操作量の数と制御量の数は同数とす
る）２．各操作量がどの制御量に影響をあたえるのか３．各操作量は、相対的に制御量を同方向に変化させる
のか、異方向に変化させるのかすなわち、依存表において、ｅ１、ｅ２、ａ１、ａ２
は、それぞれ図１４で定義した制御量および操作量を示
している。そして、この依存表では、いずれかの操作量
ａを操作したとき感度のある制御量、つまり、影響を受
ける制御量に○印、影響を受けない制御量に×印をつけ
てある。逆にある制御量ｅｉに対し複数の操作量に○印
がある場合、それらの操作量に対し依存関係があること
を示している。調整の容易性を考えた場合、１つの操作
量に対して制御量が一義的に対応、すなわち他と独立に
なることが望ましい。

【００９７】また、上記依存表において、Ｏ／Ｇの欄
は、Ｏ：オフセット、Ｇ：グラジエントをそれぞれ示
し、ある操作量に依存する２つ以上の制御量の依存性質
を表している。つまり、基本的に１つの操作量変化に対
する２つの制御量の変化パターンにおいて、同一方向に
変化するものをオフセット（変化パターン「０」）、異
方向に変化するものをグラジエント（変化パターン
「１」）と定義している。従って、独立な場合、１つの
操作手段に対し１つの操作量が決まるためグラジエント
とみなす。

【００９８】本実施の形態において、ａ２（背景電圧）
に対するｅ１（高濃度部偏差）の依存を有りとするか無
しとするかで２通りの依存表となる。ａ２に対するｅ１
の変化は、現像剤を含めた現像システム固有の特性によ
り、また、階調段数のどこを基準とするか等によって相
違する。図１５（ａ）に示す依存表（１）は、ａ２に対
してｅ１は変化しないと見なせる場合であり、図１５
（ｂ）に示す依存表（２）は、ａ２に対してｅ１も変化
する場合である。

【００９９】また、依存表（２）では全て○となるた
め、調整ルールの優先順位を決めるための知識が必要と
なる。本実施の形態では、ａ１の変化に対するｅ１、ｅ
２の変化を比べ、ａ２の変化に対するｅ１、ｅ２の変化
の量の相対的な差が大きい、つまり、ａ２の変化に対す
るｅ１の変化に比較してｅ２の変化が小さい、と判断で
きる。そのため、ａ１をオフセット操作量Ｏ、ａ２をグ
ラジエント操作量Ｇとすることにより、後にルール生成
する際のオフセット優先のアルゴリズムにより優先順位
の根拠を得ている。

【０１００】依存表（１）においては、×となる部分が
あるため、逆にｅ１に対しては、ａ１のみ操作できるこ
とになり、ｅ１はａ１によって一義的に調整することに
ある。ルール生成においては、依存の多い制御量を優先
的に調整するため、ｅ２をａ２で調整した後、ｅ１をａ
１で調整するルールが得られる。また、依存表（２）
は、全て依存性があることを示しているため、２つの制
御量偏差、あるいは、制御量偏差の相対値を見る必要が
あり、ｅ１、ｅ２のいずれか目標に近い方、つまり、偏
差の小さい方、をみてオフセット操作量であるａ１を操
作し調整を行った後、また、許容範囲に入っていない制
御量、あるいは、両偏差の差を見て、グラジエント操作
量であるａ２を操作するという調整ルールが得られる。

【０１０１】このような依存表に基いて調整ルールを生
成する場合、調整ルール生成装置２００の可調整制御量
選択部２０２は、依存表のデータが入力されると、この
依存表データに基づき、以下に示すチェックリスト１，
２、および図１６に示した処理手順に従う処理により、
操作量と制御量の組合わせを決定してゆく。これらの手
順により、各操作量の順位と、それぞれの操作量で必ず
調整すべき制御量がある場合にはそれらを「ルールデー
タ」として出力する。

【０１０２】［チェックリスト１］：Ｉ．依存表のうち、各操作量が各制御量に影響を与える
かどうかを記述した部分の正方行列について、行和、列
和を算出するＩＩ．列和の数値の大きい順に優先度の高い操作量とす
る（同値の場合はオフセット操作量を優先し、さらに同
値の場合は操作量番号で優先度をつける）ＩＩＩ．行和の数値の小さい順に優先度の高い制御量と
する（同値の場合は同順位を許す）［チェックリスト２］：（図１６ないし図２１参照）ステップＩ．低順位の操作量を選択する（「選択操作
量」）ステップＩＩ．オフセット操作量であるか（「選択オフ
セット操作量」）（ＩＩ−ｉ）高順位の制御量から、操作量を定められて
いないものをーつ選択する（「選択制御量」）（ＩＩ−ｉｉ）選択操作量とともにルールとして採用さ
れた制御量の数が「０」または「１」（「２」未満）で
あるかステップＩＩ−ｉｉ−１．チェック０：選択オフセット
操作量以外に選択制御量が対応するオフセット操作量が
存在する →チェック０フラグ：その（選択オフセット操作量以外
の）オフセット操作量の番号（最初に該当したもの）ステップＩＩ−ｉｉ−２．チェック１：選択オフセット
操作量に対応する →チェック１フラグ：１＜存在する＞（ＩＩ−ｉｉｉ）選択操作量とともにルールとして採用
された制御量の数が「１」であるかステップＩＩ−ｉｉｉ−１．チェック２：低順位の操作
量から検索して、選択制御量が対応する、ルール未採用
のグラジェント操作量が存在する →チェック２フラグ：そのグラジェント操作量の番号
（最初に該当したもの）ステップＩＩ−ｉｉｉ−２．チェック３：低順位の操作
量から検索して、選択制御量が対応する、ルール未採用
のグラジェント操作量であって、他のオフセット操作量
による選択制御量に対応するものが存在する →チェック３フラグ：そのグラジェント操作量の番号
（最初に該当したもの）（ＩＩ−ｉｖ）依存関係パターンの検索（初期値：チェ
ックレベル０）ステップＩＩ−ｉｖ−１．チェックレベルが「０」のと
き：制御量がーつも選択されていない時 →ルールフラグ：チェック１フラグの内容ステップＩＩ−ｉｖ−２．チェックレベルが「１」のと
き：制御量がーつも選択されていない時 →ルールフラグ：チェック１フラグの内容ステップＩＩ−ｉｖ−３．チェックレベルが「２」のと
き：制御量がーつ選択されている時 →ルールフラグ：チェック２フラグの内容ステップＩＩ−ｉｖ−４．チェックレベルが「３」のと
き：制御量がーつ選択されている時 →ルールフラグ：チェック３フラグの内容ステップＩＩ−ｉｖ−５．チェックレベルが「４」のと
き：制御量がーつ選択されている時 →ルールフラグ：チェック２フラグの内容（ＩＩ−ｖ）組合せ決定（フラグが初期値と異なる場
合）ステップＩＩ−ｖ−１．制御量がーつ選択された場合 →チェックレベル＝２ステップＩＩ−ｖ−２．制御量が二つ選択された場合 →ルール決定、チェックレベル＝不変ステップＩＩ−ｖ−３．更新処理 →フラグ初期化（ＩＩ−ｖｉ）制御量が二つ選択された場合の特別処理
（オフセット操作量に対応する制御量は「主」、グラジ
ェント操作量に対応する制御量は「従」とする）ステップＩＩ−ｖｉ−１．チェックレベル＝３のとき、
制御量の主従を入れ換えるステップＩＩ−ｖｉ−２．制御量の主従がつかない場合
の表示ステップＩＩＩ．オフセット操作量に関する組合せ決定
の際に、として選択されず、かつ、一つの制御量だけに
対応しているグラジェント操作量を選ぶ。

【０１０３】そして、調整ルール生成装置２００の調整
ルール書式生成部２０４は、可調整制御量選択部２０２
から出力されるルールデータを操作量毎に整理して調整
に用い易い調整ルール書式に変更する。この調整ルール
書式生成手順を図３２、および以下に示すチェックリス
ト３、フォーマット１を参照して説明する。

【０１０４】［チェックリスト３］：Ｉ．優先順位の高い操作量からルール書式に変換ＩＩ．ルールデータに選択された操作量ＩＩＩ．ペア調整ルール（ルールデータで「２」のフラ
グを持つ場合）オフセッ卜操作量の調整ルールに引き続
いてグラジェント操作量の調整ルールを記述するＩＶ．ルールデータに記載されていない操作量（対応す
る未定制御量はすべて選択する）［フォーマット１］：Ｉ．操作量番号ＩＩ．オフセット操作量かグラジェント操作量かＩＩＩ．制御量のパターン（ＩＩＩ−１）ルールデータにおけるルールで最後にフ
ラグ「２」があるオフセット操作量「２」、グラジェン
ト操作量「１」（ＩＩＩ−ｉｉ）ルールデータにおけるルールで最後に
フラグ「２」がないオフセット操作量、グラジェント操
作量を問わず命「０」ＩＶ．調整対象の制御量番号Ｖ．調整ルール終了識別子（−１）このような手順によって得られた本実施の形態に係る調
整ルール書式は、以下のようになる。（調整ルール１） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|} Priority１: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|} （調整ルール２） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|,|Error.x2|} 2−Error case Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|,|Error.x2|} 1−Error case 上記の調整ルールにおいて、各記号は、Priority：調整
の優先順位、Delta Ｕ：操作量の変更量、ｅ：採用され
た制御量偏差の値、Grade.e ：偏差の勾配（他の偏差と
の差）、Error x ：対象とする制御量変数の偏差の値、
Min ｛｝：｛｝内の値の内、小さい方の値を採用、
２−Error case：２つの対象制御量偏差が両方とも許容
値外の場合、１−Error case：２つの対象制御量偏差が
片方だけ許容値外の場合、をそれぞれ示している。

【０１０５】調整ルール１いおいて、Priority 1のルー
ルは、対象としてｘ１の制御量偏差が許容値でない場
合、これを操作量の変更量Delta Ｕ２を算出するために
使用する偏差ｅとして採用し、調整ゲインＧ２の積を操
作量の変更量Delta Ｕ２とすることを意味している。テ
スト工程から調整ゲインを求める場合、テスト工程にお
いて操作量変数Ｕ２に対する制御量偏差ｘ１の感度から
求められる。

【０１０６】Priority 2のルールは、対象としてｘ２の
制御量偏差が許容値でない場合、これを操作量の変更量
Delta Ｕ１を算出するために使用する偏差の勾配Grad.
ｅの偏差ｅとして採用し、この場合、他の偏差ｘ１との
変化の差の変化率から調整ゲインＧ１の積を操作量の変
更量Delta Ｕ１とすることを意味している。テスト工程
から調整ゲインを求める場合、テスト工程において操作
量変数Ｕ１に対する制御量偏差ｘ２の感度から求められ
る。

【０１０７】そして、上記２つのルールを優先順位に従
って、制御状態が適合するか否かを調べ、適合した場
合、その調整ルールに基き操作を行う。

【０１０８】調整ルール２いおいて、Priority 1のルー
ルは、対象としてｘ１およびｘ２の２つの制御量偏差が
許容値でない場合、これを操作量の変更量Delta Ｕ２を
算出するために使用する偏差ｅとして、絶対値の小さい
方を採用し、調整ゲインＧ２の積を操作量の変更量Delt
a Ｕ２とすることを意味している。

【０１０９】Priority 2のルールは、対象としてｘ１お
よびｘ２の２つの制御量偏差の内、片方のみが許容値で
ない場合、これを操作量の変更量Delta Ｕ１を算出する
ために使用する偏差の勾配Grad. ｅの偏差ｅとして、他
方の偏差との変化の差の変化率から調整ゲインＧ１の積
を操作量の変更量Delta Ｕ１とすることを意味してい
る。

【０１１０】そして、制御回路４５は、上記２つの調整
ルールを優先順位に従って、制御状態が適合するか否か
を調べ、適合した場合、その調整ルールに基き偏差を調
整するための操作量を選択し、調整動作を実行する。

【０１１１】図２３は上述した付着量検出ステップ、判
定ステップ、バイアス変更ステップを実行する制御回路
４５の機能ブロックを示している。制御回路４５は、偏
差量算出部２０６を有し、この偏差量算出部は、制御量
定義入力部２０８から制御量定義記憶部２１０に入力さ
れた制御量定義式に基く目標値と、トナー付着量測定部
８によって検出されたトナー付着量と、から各制御量偏
差を算出し、良否判定部２１２および偏差記憶部２１３
へ入力する。

【０１１２】そして、良否判定部２１２は、許容値入力
部２１４から許容値記憶部２１６に入力された各偏差の
許容値に基き、偏差量算出部２０６によって算出された
偏差の良否判定（全ての制御量偏差がそれぞれの許容値
内なら良、それ以外は否）を行う。

【０１１３】良否判定により合格であると調整工程終了
であり、不合格の場合にはバイアス変更ステップにおい
て調整箇所の選択を行う。この場合、制御回路４５の調
整ルール生成装置２００は、依存表入力部２１８を介し
て依存表記憶部２２０に記憶されている依存表に基き、
予め調整ルールを生成し調整ルール記憶部２２２に格納
している。調整ルール生成装置２００により生成された
本実施の形態に係る画像形成装置の調整ルールは図２４
（ａ）にようになる。

【０１１４】そして、制御回路４５の調整機構選択部２
２４は、調整ルール記憶部２２２に格納されている調整
ルールと、偏差記憶部２１３に格納されている各制御量
偏差とに基いて調整すべき操作量番号を選択するととも
に、操作量定義入力部２２６を介して操作量定義記憶部
２２８に格納されている操作量番号と上記選択された操
作量番号とを比較して選択された操作量番号に対応する
調整機構を選択する。

【０１１５】そして、図２４（ｂ）に示すように、制御
回路４５は選択された調整機構によってテスト調整を行
い、その際のテスト操作量をテスト操作量記憶部２３０
に格納する。また、制御回路４５は、テスト調整後の高
濃度部および低濃度部におけるトナー付着量を検出する
ことにより、テスト操作に応じた制御量偏差の変化を検
出し、感度算出部２３６は、検出された制御量偏差の変
化と上記テスト操作量とに基いて、操作量に対する制御
量の感度を算出する。操作量算出部２３２は、感度算出
部２３６により算出された感度に基き、調整機構の現実
の操作量を算出し、操作量格納部２３４に格納する。

【０１１６】続いて、制御回路４５は、選択された調整
機構を、上記算出された操作量に応じて作動させ、バイ
アスの調整を実行する。調整後、制御回路４５は再びテ
ストパターンの形成、現像、およびトナー付着量測定を
行い、調整ルールに従い優先順位の高い操作から優先的
に調整を行い、良否判定で全ての偏差が許容値に収束す
るまで前述の工程を繰り返す。

【０１１７】なお、初期状態において、優先順位の高い
制御量の偏差が許容値内にある場合、次の優先順位の制
御量を検出し、調整操作を実行する。

【０１１８】次に、図２５から図２７を用いて、制御過
程における計測システムの入力であるトナー付着量とバ
イアス値の変化について説明する。

【０１１９】図２５、図２６は、たとえば低温低湿環境
などの高濃度トナー付着量ＱＨ、低濃度トナー付着量Ｑ
Ｌが共にそれぞれの目標値ＱＨＴ、ＱＬＴより低いとき
の例である。図２５、図２６の横軸は、制御回数で、図
２５の縦軸はトナー付着量検出値、図２６の縦軸はバイ
アス値である。

【０１２０】制御回数０では、グリッドバイアス電圧値
ＶＧ、現像バイアス電圧値ＶDは所定の初期値に設定し
て、高濃度および低濃度のテストパターンを形成する。
そのテストパターンに対して検出された高濃度部のトナ
ー付着量値ＱＨ、低濃度部のトナー付着量値ＱＬがそれ
ぞれ目標値ＱＨＴ、ＱＬＴより低く、それぞれの制御規
格値の範囲外であるため、バイアス変更ステップによる
変更量の算出を行う。

【０１２１】この場合、高濃度部がとても小さい（高濃
度部の偏差が負に大きい）ため、コントラスト電圧を大
きくするように、グリッドバイアス電圧値ＶＧ、現像バ
イアス電圧値ＶＤを変更する（制御回数１）。

【０１２２】そして、変更したバイアス電圧値で、テス
トパターンの形成、トナー付着量の検出を行う。図１０
からも分かるように、コントラスト電圧を増加すること
により、トナー付着量値ＱＨ、ＱＬが共に増加し、それ
ぞれの目標値に近付く（制御回数１）。

【０１２３】この時、調整ルールに従いコントラスト電
圧を少し大きく、背景電圧を大きくする変更量が抽出さ
れ、これらの電圧の変更量にしたがってグリッドバイア
ス電圧値ＶＧ、現像バイアス電圧値ＶＤが算出されて、
変更される（制御回数２）。

【０１２４】再度、変更したバイアス電圧値で、テスト
パターンの形成、トナー付着量の検出を行う。この際、
そのトナー付着量値ＱＨ、ＱＬがそれぞれ制御規格値に
届かないため（制御回数２）、上記同様のバイアス変更
を繰り返す（制御回数３）。この結果、トナー付着量値
ＱＨ、ＱＬが共に制御規格値内に入り制御を終了する。
なお、図２７は、上述した制御を行った際における、制
御回数に対応した操作量（ＶＣ、ＶＢＧ）の変化をそれ
ぞれ示している。

【０１２５】図２８（ａ）、２８ｂ（ｂ）は、たとえば
高温多湿環境などの高濃度トナー付着量ＱＨ、低濃度ト
ナー付着量ＱＬが共にそれぞれの目標値ＱＨＴ、ＱＬＴ
より高い時の制御例を示している。

【０１２６】この例では、初期バイアス値で高濃度部の
トナー付着量値ＱＨ、低濃度部のトナー付着量値ＱＬが
それぞれ目標値ＱＨＴ、ＱＬＴより高く（制御回数
０）、コントラスト電圧を減少することにより、グリッ
ドバイアス電圧値ＶＧ、現像バイアス電圧値ＶＤが変更
される（制御回数１）。トナー付着量値ＱＨ、低濃度部
のトナー付着量値ＱＬがそれぞれ目標値ＱＨＴ、ＱＬＴ
に近付く。その後は、主に背景電圧の変更とコントラス
ト電圧の微小変更を行って、それぞれの制御規格値内に
収束させている。この例では、収束に制御回数４回を要
している。

【０１２７】このように、高濃度部の偏差、低濃度部の
偏差の関係から、高濃度部、低濃度部に対して有効な変
更量を調整ルールに従って導出し、その変更分を作像条
件変更によって実現し、その効果を再度確認し、規格値
範囲外のときに制御を繰り返すことで、目標値に収束さ
せるものである。

【０１２８】上記例では、装置電源オン時をきっかけに
制御を行った。この実施の形態においては、装置ドア
（図示しない）を開閉した時、外部からの制御実行命令
が有った時、制御終了後で所定時間超過した時、制御終
了後で所定印字枚数を超過した時、トナーエンプティが
解除した時に、上記制御を行うことができる。

【０１２９】すなわち、装置ドアを開閉した時、つまり
給紙系、排紙系等の装置内部でジャムが発生し、紙の排
除のため、あるいは、メンテナンスのため、装置ドアを
開閉した時、感光体ドラム１に外光が入射する恐れがあ
り感光体ドラム１の表面電位特性に影響が出る可能性、
また、機内温湿度が急激に変化する可能性等があるた
め、装置開閉を検知するドアセンサ（図示しない）の検
出結果によりウオームアップ動作など初期動作終了後に
制御を行う。

【０１３０】また、外部からの制御実行命令が有った
時、つまりメンテナンス時に、サービスマンがコントロ
ールパネル４９の操作により、または、装置外部の制御
実行命令を受信した時、制御を行う。

【０１３１】また、制御終了後、所定時間超過した時、
つまり制御終了してから長時間経過すると装置外の温湿
度の変化に伴う装置内の温湿度の変化、また、感光体ド
ラム１の光疲労の回復による表面電位特性の変化、一度
撹拌された現像剤の放置による暈密度や帯電量の変化な
ど、階調特性に変化が生じる可能性がある。

【０１３２】そこで、一番最後に制御終了してからの時
間を計測するタイマ６３により、記憶部６１に記憶され
ている所定経過時間を超過した時点で制御を行う。

【０１３３】また、制御終了後、所定印字枚数を超過し
た時、制御終了してから多数枚の印字を行うと感光体ド
ラム１の光疲労による表面電位特性の変化、現像剤の帯
電量の変化など、階調特性に変化が生じる可能性があ
る。

【０１３４】そこで、一番最後に制御終了してからの印
字した枚数を計測する記憶部６２内のカウンタにより、
記憶部６１に記憶されている所定印字枚数を超過した時
点で制御を行う。ただし、連続印字の場合は、ユーザに
より設定された印字枚数の印字終了後に制御を行う。

【０１３５】また、トナーエンプティが解除した時、つ
まりトナーエンプティ後のトナー補給、トナーを含むカ
ートリッジ交換後、トナーまたは感光体ドラム１を含む
プロセスユニットの交換後、記憶部６２のトナーエンプ
ティフラグが解除されたとき制御を行う。

【０１３６】これは、制御効果として、トナーが規定よ
り少なく、濃度が減少してきても、上記バイアス条件内
で、できるだけ濃度を出すようにバイアス値を調整して
いる。しかし、トナー補給され、トナー量が規定値に入
ったときは、より目標値に入れるため、再度制御を行
う。

【０１３７】上記のいづれの場合も、制御開始から制御
終了まで、制御中であることを明示する表示を行い。外
部入力（コントロールパネル４９または、装置外部）に
対しビジー信号を発生し、印字するのを待ってもらうよ
うにする。

【０１３８】次に、制御終了条件について説明する。す
なわち、高濃度部の偏差、低濃度部の偏差が共に、記憶
部６１に記憶されている所定の制御規格値内である時
（正常終了）、記憶部６１に記憶されている所定回数の
制御（バイアス変更）を行った時（最大制御回数実
行）、バイアス変更値の算出結果が記憶部６１に記憶さ
れている所定のバイアス条件値となった時（操作量限
界）、トナー付着量計測部８の出力が記憶部６１に記憶
されている所定条件（異常範囲）となった時（センサ出
力異常）が、それぞれ制御終了条件である。

【０１３９】上記高濃度部の偏差、低濃度部の偏差が共
に所定の制御規格値内である時（正常終了）、つまり判
定ステップにおいて目標の範囲である所定の制御規格値
内に高濃度部の偏差、低濃度部の偏差が共に入った時、
グリッドバイアス電圧値と現像バイアス電圧値を保持し
た状態で装置待機状態に移る。すなわち、目標達成によ
る正常終了となる。

【０１４０】上記所定回数の制御（バイアス変更）を行
った時（最大制御回数実行）、つまり正常終了でない場
合に、バイアス変更ステップへ進み再びテストパターン
作像、付着量検出、判定と繰り返す。しかし、収束して
いるものの定常偏差がなんらかの原因で所定規格値内に
入らない場合、制御をいつまでも繰り返してしまう。

【０１４１】また、制御に要する最大の時間も有限に抑
える必要がある。この実施の形態では、目標からの偏差
に対する操作量に係わるパラメータの変更量を与え、偏
差０に対して変更量を０に対応させたため、定常偏差は
０に近づくはずだが、操作量変化に対する階調特性への
効果が履歴などで変化している場合など、収束に要する
繰り返し回数（制御回数）が増減する可能性がある。

【０１４２】したがって、許される制御回数で、定性的
に大きな偏差を減少する方向にバイアス値を変更するこ
とでも十分効果がある。そこで、制御に入ってからのバ
イアス変更した回数を記憶部６２内のカウンタで計測す
ることにより、所定の制御回数を行った時点のグリッド
バイアス電圧値と現像バイアス電圧値を保持した状態で
装置の待機状態となる。

【０１４３】上記バイアス変更値の算出結果が所定のバ
イアス条件となった時（操作量限界）、つまり変更すべ
きバイアス値の算出値と実際に設定するバイアス電圧
は、Ｄ／Ａ変換器４７、４８にセットした値に相当する
出力電圧を高圧電源３５、４４の出力電圧制御信号とし
て、高圧電源３５、４４に送られる。Ｄ／Ａ変換器４
７、４８への設定値と高圧電源３５、４４の出力電圧値
は、予め調整され、設定したバイアス値が出力されるよ
うになっている。

【０１４４】しかしながら、算出したバイアス値が高圧
電源３５、４４の出力可変範囲外になった場合、ＣＰＵ
６４の認識している出力電圧と実際の出力電圧が異なり
誤った制御を行ってしまう可能性がある。

【０１４５】また、画像欠陥や感光体ドラム１の汚れな
どの不具合の発生する可能性がないバイアス範囲で可変
しなければならない。さらに、グリッドバイアスと現像
バイアスの差電圧は、背景電圧に関連し、背景電圧は、
大きくし過ぎると逆帯電トナーの付着、２成分現像の場
合キャリア付着、小さくし過ぎるとかぶりが増加する等
の不具合を生じる。

【０１４６】そこで、ＣＰＵ６４は、記憶部６１に記憶
されているバイアス条件値としての、グリッドバイア
ス、現像バイアスをそれぞれ所定の上限値、下限値の範
囲、かつグリッドバイアスと現像バイアスの差電圧が所
定の範囲内のとき、実際にＤ／Ａ変換器４７、４８に設
定を行う。この条件以外の時、バイアス値のＤ／Ａ変換
器４７、４８への設定変更は行わず、現設定のグリッド
バイアス電圧値と現像バイアス電圧値を保持した状態で
制御終了し、待機状態となる。

【０１４７】この実施の形態では、所定値は以下のよう
に実験的に求めた値を設定してある。（この実施の形態
はマイナス帯電トナーによる正規現像であるためバイア
ス電圧値はマイナスである。以下の数値は絶対値を表し
ている。）グリッドバイアスの上限値を１０００Ｖ以下
の値、下限値を２５０Ｖ以上の値で設定してある。現像
バイアスは９２０Ｖ以下の値、下限値を１７０Ｖ以上の
値で設定してある。グリッドバイアスと現像バイアスの
差電圧は、上限値４００Ｖ以下の値、下限値８０Ｖ以上
の値に設定してある。

【０１４８】トナー付着量計測部８の出力が所定条件と
なった時（センサ出力異常）、つまりＣＰＵ６４は、Ａ
／Ｄ変換器４６から供給される感光体ドラム１のテスト
パターン領域以外の反射光量、高濃度テストパターンの
反射光量、低濃度テストパターン反射光量を、それぞれ
記憶部６１に記憶されているトナー付着量計測部８の異
常範囲か否かを調べる。

【０１４９】このとき、センサ電源の不良、光源５１の
劣化、投光・受光光路の汚れ、受光回路、センサ・受信
回路間の不良、感光体ドラム１の傷、フィルミングなど
の反射率の変化、およびテストパターン作像系の不良な
どで検出精度の悪化、制御系の誤動作になることがあ
る。

【０１５０】そこで、感光体ドラム１のテストパターン
領域以外の反射光量、高濃度テストパターンの反射光
量、低濃度テストパターン反射光量のそれぞれに対応す
るセンサ出力値のそれぞれに対し所定の上限・下限を設
け、いずれか一つの出力が範囲外のときは、その後、計
算、判定を行わず、センサ異常フラグをセットし、コン
トロールパネル４９にトナー付着量計測部８が異常であ
ることを表示し、トナー付着量計測部８の異常が発生す
る前のバイアス値を保持した状態で待機状態となる。

【０１５１】なお、記憶部６２内のセンサ異常フラグ
は、装置電源オンした状態で初期処理によりリセットさ
れる。また、メンテナンス時にサービスマンによりコン
トロールパネル４９からのリセット命令でもリセットで
きる。また、センサ異常フラグがセットされている時
は、制御は行わない。

【０１５２】次に、検出シーケンス（テストパターン作
像、現像、付着量検出ステップ）について説明する。テ
ストパターンの作像は、転写ドラムの無い装置において
は、転写、給紙、排紙動作、定着以外の動作を通常印字
動作と同様のタイミングで行う。転写をオフするのは、
転写材（用紙）がない状態で感光体ドラム１上にトナー
が飛散しないためである。

【０１５３】トナー付着量計測部８の光源５１は、ＣＰ
Ｕ６４の光源リモート信号によりオン／オフ可能で、オ
ンしてから光量が安定するのに要する時間経過した後、
検出できるようなタイミングでオンする。

【０１５４】したがって、通常印字動作においては、ト
ナー付着量計測部８の光源５１は発光していない。これ
は、転写前に露光されていない表面電位である未露光部
の電位が、光源５１からの投光により光除電され、画像
のチリまたはトナー飛散の防止、さらにセンサの投光位
置は、感光体ドラム１の軸方向の同一位置で行われるた
め、長期的にその部分の感光体ドラム１の光疲労による
画質への悪影響の防止を目的としている。

【０１５５】上記実施の形態では、転写ドラム９を有し
ており、転写、給紙、排紙動作だけでなく、転写ドラム
９における吸着、剥離動作も行わない。転写ドラム９に
おいては、転写材支持体のクリーニングのみ行う。これ
により、感光体ドラム１上に現像されたテストパターン
のトナー像は転写材支持体への付着量が極めて減少す
る。このため、転写ドラム９との位置関係を考慮せずに
テストパターンの作像、および付着量検出が可能とな
る。

【０１５６】以上のように構成されたプリンタによれ
ば、互いに相関関係を持った複数の調整箇所を有する画
像形成部を備えている場合でも、操作量と制御量との依
存関係に基いて調整ルールを生成し、この調整ルールに
基いて画像濃度の調整を行うことにより、調整作業の標
準化、自動化を図ることができ、効率よく的確な調整を
行うことができる。その結果、容易に安定した画像濃度
を維持することができ、生産性の向上、製造コストの低
減を図ることができると同時に、開発効率の向上も図る
ことができる。

【０１５７】なお、上記実施の形態において、グリット
バイアスおよび現像バイアスを調整することにより、画
像濃度を調整して画質を安定して維持する構成とした
が、これに限らず、他の画像形成条件を調整することに
より、画質維持を図る構成としてもよい。

【０１５８】例えば、以下に説明する第２の実施の形態
によれば、レーザ露光装置による露光量および発光時間
を調整することにより、形成される画像の画像濃度を調
整し、安定した画質を維持する構成としている。

【０１５９】第２の実施の形態において、レーザプリン
タの基本的構成は前述した第１の実施の形態と同一であ
り、異なる部分についてのみ詳細に説明する。図２９
は、本実施の形態に係る画像データ（階調情報を含む）
の流れと露光系に関する機能ブロックを詳細に示すもの
である。

【０１６０】通常の印字では、外部機器、あるいは、原
稿読取部および画像処理部からの階調情報を含む画像デ
ータ（以下、階調データと記す）が、画像転送クロック
とコマンド／ステータス情報にしたがって、本装置のイ
ンターフェィス（Ｉ／Ｆ）１６１に転送される。データ
リクエスト、プリンタビジィなどを含むコマンド／ステ
ータスの授受は、制御回路４５が管理する。

【０１６１】制御回路４５は、セレクタ１６２をインタ
ーフェィス１６１からの階調データを選択するよう設定
する。選択された階調データは、データ変換部１６３へ
送られ、ここで、制御回路４５から与えられた変換デー
タにしたがいレーザビーム光のパルス幅データに変換さ
れ、ラインバッファ１６４に格納される。ここまでのデ
ータ転送は、画像転送クロックに同期して行なわれる。

【０１６２】ここに、セレクタ１６２、データ変換部１
６３、および、ラインバッファ１６４によって前記階調
データバッファ３６が構成されている。

【０１６３】一方、レーザ露光装置１３内のレーザダイ
オード１６５から発光されたレーザビーム光は、図示し
ない偏向前光学系を通り、偏向手段としてのモータ１６
６で回転されるポリゴンミラー１６７によって偏向走査
される。モータ１６６はモータドライバ１６８によって
駆動される。ここに、レーザダイオード１６５、モータ
１６６、ポリゴンミラー１６７、および、モータドライ
バ１６８によってレーザ露光装置１３が構成されてい
る。

【０１６４】水平同期検出器１６９は、ポリゴンミラー
１６７によって偏向されたレーザビーム光１４の位置を
検出することにより、書込み走査位置の水平同期信号を
発生し、その水平同期信号を同期クロック発生回路１７
０に送る。同期クロック発生回路１７０では、入力され
る水平同期信号に基づいて、各画素単位の書込み同期ク
ロック信号を発生し、水平同期信号および書込み同期ク
ロック信号をラインバッファ１６４、制御回路４５が管
理するカウンタ１７１、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路１
７２、および、レーザドライバ１７３にそれぞれ転送す
る。

【０１６５】なお、書込み同期信号と水平同期信号信号
とによりレーザビーム光の走査との同期を行なってい
る。

【０１６６】カウンタ１７１は、制御回路４５の制御に
より、水平同期信号、書込み同期信号、および、印字開
始位置情報により、書込み領域（トップ、ボトム、ライ
ト、レフトのマージン）のタイミング信号を発生する。
前記タイミング信号と同期クロック信号とに基づき、ラ
インバッファ１６４からの読出し／転送、ＰＷＭ回路７
２の処理、レーザドライバ１７３の露光書出しなどが同
期して実行される。

【０１６７】すなわち、ラインバッファ１６４への階調
データの書込みまでは画像転送クロックが基準となり、
ラインバッファ１６４からの読出しからレーザビーム光
による露光までが、レーザ走査位置が基準に処理され
る。これは、レーザ光学系の有効画角により、外部画像
転送レートと書込み速度との差のためで、この速度をラ
インバッファ１６４に一時格納することで吸収してい
る。

【０１６８】ＰＷＭ回路１７２では、単位画素当たりの
パルス幅データに基づいて、単位画素当たりのレーザダ
イオード１６５の発光時間に対応するゲートパルスを発
生する。レーザドライバ１７３は、上記ゲートパルスに
したがった駆動電流をレーザダイオード１６５に供給
し、レーザダイオード１６５のオン，オフ制御を行な
う。

【０１６９】したがって、単位画素あたりのパルス幅デ
ータが大きい場合、単位画素当たりのレーザダイオード
１６５の発光時間は長く、感光体ドラム１に露光される
エネルギは大きく、また、面積も広くなる。逆に、単位
画素あたりのパルス幅データが小さい場合、単位画素当
たりのレーザダイオード１６５の発光時間は短く、感光
体ドラム１に露光されるエネルギは小さく、また、面積
も狭くなる。結果として、露光後の潜像パターンは、パ
ルス幅データに基づきレーザビーム光１４の露光により
階調表現された階調パターンの潜像が形成される。

【０１７０】ところで、レーザダイオード１６５の発光
量、すなわち露光量は、光量制御回路１７４によって制
御される。レーザダイオード１６５には、露光に使用さ
れる主発光（表面）と背面で発光するモニタ発光があ
り、モニタ発光量を検出するためのモニタダイオード
（図示しない）を備えている。光量制御回路１７４は、
このモニタダイオードの出力を検出して目標値と比較
し、その偏差を減らすよう、レーザドライバ１７３に対
してレーザ駆動電流の量を補正する信号を発生する。

【０１７１】ここに、水平同期検出器１６９、同期クロ
ック発生回路１７０、ＰＷＭ回路１７２、レーザドライ
バ１７３、および、光量制御回路１７４によって前記レ
ーザ駆動回路３７が構成されている。

【０１７２】パルス幅補正特性を変更する場合、制御回
路４５から変換データをデータ変換部１６３に転送する
ことにより変更する。これによって、階調データからパ
ルス幅データの変換特性（パルス幅補正特性）を変更す
ることができる。

【０１７３】また、露光量、すなわち、レーザダイオー
ド１６５の発光量を変更する場合、制御回路４５から前
述の光量制御回路１７４の目標値を転送することにより
変更する。これによって、露光量をが変更することがで
きる。

【０１７４】一方、テストパターンの作成を行なう場合
は、制御回路４５の制御によって、セレクタ１６２の選
択をパターン発生回路３８から発生されるテストパター
ンの画像データと内部画像転送クロックを選択するよう
切換える。パターン発生回路３８は、階調情報を含むデ
ータを制御回路４５からのデータにしたがって、内部画
像クロックと同期してセレクタ６２へテストパターン画
像データを転送する。データの流れは、インターフェィ
ス１６１からの画像データと同様である。

【０１７５】また、画像書込み領域を所定のテストパタ
ーンサイズにするため、制御回路４５がカウンタ１７１
への画像書込み領域情報（トップ、ボトム、ライト、レ
フトマージン）をテストパターン用のデータに書き換
え、これにしたがいテストパターン露光を行なう。した
がって、制御回路４５からの設定により、階調を含むテ
ストパターンの種類、サイズ、印字位置を指定すること
ができる。

【０１７６】次に、このような構成のレーザプリンタに
おいて、図３０に示すフローチャートを参照しつつ主に
作像条件変更処理を主体に説明する。この処理動作は、
大別してウオームアップステップＳ１、テストパターン
作像ステップＳ２、トナー付着量計測ステップＳ３、判
定ステップＳ４、作像条件変更ステップＳ５から構成さ
れている。

【０１７７】ウオームアップステップＳ１、テストパタ
ーン作像ステップＳ２、トナー付着量計測ステップＳ
３、および判定ステップＳ４は前述した第１の実施の形
態と同一であり、ここでは、作像条件変更ステップＳ５
について詳細に説明する。

【０１７８】すなわち、第１の実施の形態と同様に、判
定ステップＳ４において、高濃度部偏差、低濃度部偏差
の少なくても一方の偏差が規格値内でなければ、作像条
件変更ステップＳ５に進む。

【０１７９】図３１に示すように、作像条件変更ステッ
プは、高濃度部偏差、低濃度部偏差を共に規格値内に入
るような変更すべき露光光学系の光量制御目標値の変
更、パルス幅変調データ補正テーブルの変更により露光
量、露光幅の変更を行なう。ここでは、まず、前述した
調整ルール生成装置２００により生成された調整ルール
に従って、調整する操作量を選択し、つまり、露光量あ
るいは露光幅を選択し、選択した操作量を変更してテス
ト操作を行う。そして、トナー付着量を測定することに
より、選択した操作量の変更に伴う制御量、つまり、偏
差の感度を算出し、算出結果に応じて、操作量の変更量
を算出する。そして、算出された変更量に応じて露光量
あるいは露光幅の補正を行う。

【０１８０】図３２は、光量変更の階調特性の効果を示
している。横軸に階調データ、縦軸に出力画像濃度ＩＤ
を示し、Ｐ０が基準光量、Ｐ１〜Ｐ４は変更した光量
で、そのときの階調特性を示している。Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ
０＜Ｐ３＜Ｐ４の関係である。光量の変化に対し高濃度
程大きな変化が現れ、光量を増加させると階調の勾配が
大きくなり、光量を減少させると勾配が小さくなること
がわかる。したがって、高濃度ほど変化した階調特性に
対し光量を変更すること基準の階調特性に補正すること
ができる。しかしながら、光量変更のみでは、低濃度側
の非線形な変化を補正することは困難である。

【０１８１】図３３は、パルス幅補正特性と階調特性の
変化の関係を示している。第１象限は補正前の元データ
に対する出力画像濃度により基準階調特性を表してい
る。第３象限は、元データに対する補正データを表して
いる。第２象限は、補正データに対する基準階調特性と
変化した階調特性を表している。

【０１８２】元データをよりも細かく補正できるよう
に、階調データの分割段数に比べ補正データ分割段数は
多くとってある。すなわち、元データの分割段数に対し
実際のパルス幅変調段数は多く用意されている。実施例
では、元の階調段数を１６段階、パルス幅データを２５
６段階でいづれも０（露光しない）を含めての段数であ
る。したがって、階調データに対応して、用意されたパ
ルス幅変調段数の中から理想に近い基準階調特性となる
パルス幅データを選択的に対応させるのがパルス幅補正
手段（データ変換部６３）の役割である。

【０１８３】原則として、パルス幅補正手段での補正前
後のデータ関係が均等に比例したデータに対応し、光量
を含む作像条件が全て基準条件であり、環境条件も基準
の常温常湿で、作像に係わるユニット、材料が初期状態
であるとき、元データに対する出力画像濃度は、γ０で
示した基準階調特性となる。

【０１８４】今、階調特性が環境、経時によりγ１のよ
うな低濃度部ほど濃度が下がる階調特性変化をしたとす
る。このとき、第１象限に示す基準階調特性の各元デー
タに対応する画像濃度を実現するためには、φ１のよう
なデータの補正が必要となる。パルス幅に対し、階調特
性自体が非線形特性であり、しかも、変化も線形性があ
るとは限らない。しかし、元データと補正データとを直
線近似すると、比較的容易に各補正データ値が求められ
る。φ１は、低下した濃度を上げるため低濃度ほど補正
データ、すなわち、パルス幅を大きくすることで、基準
階調特性に近づけている。

【０１８５】また、階調特性が環境、経時によりγ２の
ような低濃度部ほど濃度が上がった階調特性変化をした
とする。このとき、第１象限に示す基準階調特性の各元
データに対応する画像濃度を実現するためには、φ２の
ようなデータの補正が必要となる。φ２は、増加した濃
度を下げるため低濃度程補正データ、すなわち、パルス
幅を小さくすることで、基準階調特性に近づけている。

【０１８６】原理的には、パルス幅補正により階調特性
変化いかなる場合も補正できる。しかし、最高濃度につ
いては、特に濃度が低下した場合には補正できない。ま
た、階調特性が極端に変化してパルス幅に対する画像濃
度の勾配が増加すると、用意した階調段数では分解能不
足となり、さらに多くの階調段数が必要となり、パルス
幅補正手段（データ変換部１６３）、パルス幅変調手段
（ＰＷＭ回路１７２）の規模の増加、発光応答性、高速
ドライブの限界、また、画像領域内の帯電むらやジッタ
などの影響が現れてくる。したがって、他の手段と分業
することで、変更量（補正量）を軽減することが望まし
い。

【０１８７】そこで、元データの最大値および最小値
（本実施例では「１５」と「０」）は、それぞれ補正デ
ータの最大値および最小値（本実施例では「２５５」と
「０」）に対応し、固定で補正は行わない。その他の元
データを所定関数にしたがって補正データに変換する。

【０１８８】図３４は、元データと補正データとの直線
近似した関係を示している。横軸は補正前の元データ
で、縦軸は補正後の補正データをとり、図３３の第３象
限のφ０とφ１の補正近似直線を示している。ここで、
元データの最小値を「０」、最大値を「ｎ」とし、各デ
ータをＤｉと定義する。ただし、ｉは０からｎまでの整
数とする。したがって、本実施の形態では、Ｄ０＝０、
Ｄ１＝１、……、Ｄｎ＝１５ということになる。

【０１８９】また、補正データは、最小値を０、最大値
をＤｍａｘとし、ｉ番目の元データに対応する補正デー
タをＤｃ（ｉ）と表すことにする。本実施例では、Ｄｃ
（０）＝０、……、Ｄｃ（ｉ）、……、Ｄｃ（ｎ）＝Ｄ
ｍａｘ＝２５５となる。そこで、以下の式を定義する。

【０１９０】 φ；Ｄｃ（ｉ）＝Ｃ１×Ｄ（ｉ）＋Ｃ２ ……（７）ただし、Ｃ１，Ｃ２は係数上記式（１）は、元データと補正データとを表す直線の
式であり、Ｃ１は傾き、Ｃ２は補正データ軸の切片を意
味する。上記式（７）からφ０を求めると、Ｃ２＝０、
かつ、Ｄｃ（ｎ）＝Ｄｍａｘだから、 φ0 ；Ｄｃ（ｉ）＝（Ｄｍａｘ／Ｄｎ）×Ｄ（ｉ）……（８）となり、一般的に φ；Ｄｃ（ｉ）＝（Ｄｍａｘ−Ｃ２／Ｄｎ）×Ｄ（ｉ）＋Ｃ２……（９）のように表せる。したがって、Ｃ２、すなわち、補正デ
ータ軸の切片を移動させることにより、低濃度側ほど大
きな変更量で補正することができる。

【０１９１】φ１の例では、画像データが低濃度ほど下
がるように階調特性が変化したとき（図３３のγ１参
照）、低濃度ほどパルス幅を増加させるように補正し
た。これは、式（９）を用いたとき係数Ｃ２の変更によ
り実現される。したがって、現在のＣ２の値を変更す
る量ΔＣが求まれば、新たなＣ２は、それらの和で求め
ることができる。

【０１９２】そこで、第２の実施の形態においては、露
光光量（光量制御量目標値）および露光幅（パルス幅デ
ータ補正係数）の操作量と高濃度部および低濃度部の制
御量偏差との関係を示す依存表に応じ、調整ルール生成
装置２００により調整ルールを生成し、この調整ルール
に従って調整箇所の選択、調整の順番等を定性的に管理
して調整を行う。

【０１９３】図３５（ａ）は、制御量の定義を示し、制
御量偏差ｅの添え字は制御量番号であり対応する式がこ
れを定義している。ここでは、ｅ１＝ΔＱＨ（＝ＱＨ−ＱＨＴ）：高濃度部偏差ｅ２＝ΔＱＬ（＝ＱＬ−ＱＨＬ）：低濃度部偏差で定義されている。

【０１９４】ここで、ＱＨは高濃度部のトナー付着量
値、ＱＨＴはその目標値をそれぞれ示し、ＱＬは高濃度
部のトナー付着量値、ＱＨＬはその目標値をそれぞれ示
している。

【０１９５】図３５（ｂ）は、操作量の定義を示し、操
作量ａの添え字は操作量番号であり、対応する実際の操
作手段を示すラベルを定義している。ここでは、ａ１＝ΔＰ（光量制御目標値変更量）ａ２＝ΔＣ（パルス幅データ補正係数変更量）である。

【０１９６】そして、図３６は、上述した制御量と操作
量との依存関係を表した依存表を示している。依存表に
は、以下の３種類のデータを入力して作成する。１．操作量の数（操作量の数と制御量の数は同数とす
る）２．各操作量がどの制御量に影響をあたえるのか３．各操作量は、相対的に制御量を同方向に変化させる
のか、異方向に変化させるのかすなわち、依存表（１）、（２）において、ｅ１、ｅ
２、ａ１、ａ２は、それぞれ図３５で定義した制御量お
よび操作量を示している。各依存表における各記号の意
味は前述した第１の実施の形態と同一である。このよう
な依存表に基いて調整ルールを生成する場合、調整ルー
ル生成装置２００の可調整制御量選択部２０２は、依存
表のデータが入力されると、この依存表データに基づ
き、前述したチェックリスト１，２、および処理手順に
従う処理により、操作量と制御量の組合わせを決定して
ゆく。これらの手順により、各操作量の順位と、それぞ
れの操作量で必ず調整すべき制御量がある場合にはそれ
らを「ルールデータ」として出力する。

【０１９７】このような手順によって得られた本実施の
形態に係る調整ルール書式は、以下のようになる。（調整ルール１） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|} Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|} （調整ルール２） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|,|Error.x2|} 2−Error case Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|,|Error.x2|} 1−Error case 上記の調整ルール１、２において、各記号の示す意味は
第１の実施の形態と同一できる。そして、制御回路４５
は、上述した調整ルール書式に従って偏差を調整するた
めの操作量を選択し、調整動作を実行する。

【０１９８】まず、制御回路４５は、上記調整ルールに
従い、制御量偏差ΔＱＨ、ΔＱＬに応じた最適な操作量
（光量制御目標値変更量、パルス幅データ補正係数変更
量）を選択し、光量補正量、パルス幅補正係数変更量と
テストパターン作像時の光量、パルス幅補正係数値から
変更すべき新たな光量、パルス幅補正係数値が求める。

【０１９９】本実施の形態では、光量算出は露光光学系
の光量制御手段（光量制御回路１７４）の目標値に与え
る電圧値を以下の式で算出する。Ｐｎｅｗ＝Ｐ＋ΔＰ……（１０）ただし、Ｐｎｅｗは新たな光量、Ｐは現在の光量、ΔＰ
は調整ルールにより得られた光量変更量である。

【０２００】また、パルス幅補正データの作成は、ΔＣ
と現在のＣ２との和を新たなＣ２とし、前記式（９）を
用いて、ｉ＝２，３，……，ｎ−１と元データＤｉに対
応するＤｃ（ｉ）を求める。０とＤｍａｘを含めた補正
データをパルス幅補正手段に転送する。

【０２０１】次に、求めた新しい露光光学系の光量制御
手段の目標値に与える電圧値のデータを光量制御手段で
ある光量制御回路１７４に転送し、０とＤｍａｘを含め
た補正データをパルス幅補正手段であるデータ変換部６
３に転送する。

【０２０２】次に、再度テストパターンの作像、計測、
判定を行なう場合、上記したように変更した露光光学系
の光量制御手段の目標値と変更した補正データのパルス
幅補正手段で２つのテストパターン潜像を形成し、現像
した２つのテストパターンに対し、トナー付着量計測ス
テップＳ３、判定ステップＳ４を行なう。判定ステップ
Ｓ４において、高濃度部偏差、低濃度部偏差が規格値内
ならば、変更した光量制御手段の目標値と変更した補正
データを保持した状態で、クリーニング動作の後、待機
状態になる。少なくても一方の偏差が規格値内でなけれ
ば、作像条件変更、パターン作像、計測、判定の各ステ
ップを繰り返す。

【０２０３】図３７、図３８は、制御過程のトナー付着
量計測値Ｑとレーザダイオード１６５の発光量（以後、
単にレーザ発光量と記す）Ｐ、および、パルス幅補正係
数Ｃの変更の様子を表すグラフの一例を示している。図
３７は、制御回数に対する高濃度部トナー付着量計測値
ＱＨと低濃度部トナー付着量計測値ＱＬをプロットした
ものである。図中、破線のＱＨＴ，ＱＬＴはそれぞれ高
濃度部、低濃度部トナー付着量の目標値を示している。

【０２０４】図３８は、制御回数に対するレーザ発光量
Ｐとパルス幅補正係数Ｃをプロットしたものである。制
御回数「０」は、最初にトナー付着量計測ステップＳ３
にて計測されたときのＱＨ，ＱＬで、そのテストパター
ンが形成されたときの条件がＰ，Ｃの値となる。ＱＨ
Ｔ，ＱＬＴに対しＱＨ，ＱＬともに低い、すなわち、負
に大きな偏差となっている。そこで、前述の作像条件変
更ステップＳ５でレーザ発光量Ｐを増加する変更が行な
われる（制御回数１回目）。

【０２０５】この条件でテストパターンのトナー付着量
の計測を行なうと、結果としてＱＨ，ＱＬともに増加
し、この例では、ＱＨはＱＨＴに対しまだ低く、ＱＬは
ＱＬＴに対し高くなった。再び、作像条件変更ステップ
Ｓ５でレーザ発光量Ｐの増加とパルス幅補正係数Ｃの減
少をする変更を行なう。その結果、ＱＨは制御規格値
（ＱＨＰ）内、ＱＬは減少し、ＱＬＴに近づいた。さら
に、同様の方向でレーザ発光量Ｐおよびパルス幅補正係
数Ｃを変更する（制御回数３回目）。その結果、ＱＨ，
ＱＬともにそれぞれの制御規格値内に入り、制御を終了
する。

【０２０６】以上のように構成された第２の実施の形態
においても、互いに相関関係を持った操作量と制御量と
の依存関係に基いて調整ルールを生成し、この調整ルー
ルに基いて露光光量および露光幅の調整を行うことによ
り、調整作業の標準化、自動化を図ることができ、効率
よく的確な画像濃度調整を行うことができる。その結
果、容易に安定した画質を維持することができ、生産性
の向上、製造コストの低減を図ることができると同時
に、開発効率の向上も図ることができる。

【０２０７】次に、この発明の第３の実施の形態につい
て説明する。本実施の形態によれば、前述したグリッド
バイアス、現像バイアスによる制御と、露光光量による
制御とを組み合わせて、画像濃度を制御する構成となっ
ている。

【０２０８】すなわち、前述した作像条件変更ステップ
において、第３の実施の形態では、高濃度部偏差、低濃
度部偏差を共に規格値内に入るような変更すべき露光光
学系の光量制御目標値の変更、グリッドバイアス電圧の
変更、現像バイアス電圧の変更により露光量、背景電位
の変更を行なう。

【０２０９】高濃度部偏差、低濃度部偏差の関係から２
つのパラメータで表される露光条件に係わる変更量、お
よび背景電位に係わる変更量を調整ルール生成装置２０
０によって生成された調整ルールに従って決定し、露光
量光学系光量制御目標値、グリッドバイアス電圧、現像
バイアス電圧を変更することにより、高濃度部偏差、お
よび低濃度部偏差を補正する。

【０２１０】これは、高濃度部偏差、低濃度部偏差から
直接、それぞれ光量目標値、バイアス値を予め用意した
テーブルから選択するような方法では問題が生じる。環
境の影響だけでなく、経時的に変化する現像特性に対し
て感光体ドラム２、現像剤などの履歴、個体間差により
妥当な変更量が異なり、また、時間的に変化し、このた
め、繰り返し検出、操作を行なった場合の収束値は経時
的に目標値からはずれる可能性が生ずる。

【０２１１】また、高濃度部、低濃度部に作用する露光
条件変化の効果は必ずしも独立でなく、相互作用が有る
ため、各偏差からそれぞれの露光条件を決定することに
は矛盾を生じる。

【０２１２】そこで、第３の実施の形態においては、露
光光量（光量制御量目標値）、グリッドバイアス、およ
び現像バイアスの操作量と高濃度部および低濃度部の制
御量偏差との関係を示す依存表に応じ、調整ルール生成
装置２００により調整ルールを生成し、この調整ルール
に従って調整箇所の選択、調整の順番等を定性的に管理
して調整を行う。

【０２１３】図３９（ａ）は、制御量の定義を示し、制
御量偏差ｅの添え字は制御量番号であり対応する式がこ
れを定義している。ここでは、ｅ１＝ΔＱＨ（＝ＱＨ−ＱＨＴ）：高濃度部偏差ｅ２＝ΔＱＬ（＝ＱＬ−ＱＨＬ）：低濃度部偏差で定義されている。

【０２１４】ＱＨは高濃度部のトナー付着量値、ＱＨＴ
はその目標値をそれぞれ示し、ＱＬは高濃度部のトナー
付着量値、ＱＨＬはその目標値をそれぞれ示している。

【０２１５】図３９（ｂ）は、操作量の定義を示し、操
作量ａの添え字は操作量番号であり、対応する実際の操
作手段を示すラベルを定義している。ここでは、ａ１＝ΔＰ（光量制御目標値変更量）ａ２＝ΔＶＢＧ（背景電圧変更量）である。

【０２１６】そして、図４０は、上述した制御量と操作
量との依存関係を表した依存表（１）、（２）を示して
いる。各依存表における各記号の意味は第１の実施の形
態と同一であるので、詳しい説明は省略する。

【０２１７】すなわち、依存表において、ｅ１、ｅ２、
ａ１、ａ２は、それぞれ図３９で定義した制御量および
操作量を示している。このような依存表に基いて調整ル
ールを生成する場合、調整ルール生成装置２００の可調
整制御量選択部２０２は、依存表のデータが入力される
と、この依存表データに基づき、前述したチェックリス
ト１，２、および処理手順に従う処理により、操作量と
制御量の組合わせを決定してゆく。これらの手順によ
り、各操作量の順位と、それぞれの操作量で必ず調整す
べき制御量がある場合にはそれらを「ルールデータ」と
して出力する。

【０２１８】このような手順によって得られた本実施の
形態に係る調整ルール書式は、以下のようになる。（調整ルール１） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|} Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|} （調整ルール２） Priority１: Delta.Ｕ２＝G2＊e :e=Min {|Error.x1|,|Error.x2|} 2−Error case Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|,|Error.x2|} １−Error case そして、制御回路４５は、上述した調整ルール書式に従
って偏差を調整するための操作量を選択し、調整動作を
実行する。

【０２１９】まず、制御回路４５は、上記調整ルールに
従い、制御量偏差ΔＱＨ、ΔＱＬに応じた最適な操作量
（光量制御目標値変更量、背景電圧変更量）を選択し、
レーザ露光装置の光量制御の目標値の変更量で、光量モ
ニタにより光電変換された信号との比較電圧（目標電
圧）の変更量と、現像バイアス電圧と感光体ドラム１の
未露光部電位との差である背景電位の変更量で、未露光
部電位を制御するグリッドバイアス電圧と現像バイアス
電圧とを決定し、テスト操作した後、制御量の感度に応
じて変更量を算出する。

【０２２０】光量変更の階調特性への効果は、前述した
図３２に示したように、光量の変化に対し高濃度ほど大
きな変化が現れ、光量を増加させると階調の勾配が大き
くなり、光量を減少させると勾配が小さくなることがわ
かる。

【０２２１】したがって、高濃度ほど変化した階調特性
に対し光量を変更することで、基準の階調特性に近付け
るように補正することができる。しかしながら、光量変
更のみでは、低濃度側の非線形な変化を補正することは
困難である。

【０２２２】一方、前述した図１１に示したように、背
景電位の変化は、低濃度部ほど大きく作用する。背景電
位を大きくすると、低濃度部ほど濃度を減少させている
ことがわかる。

【０２２３】得られた露光量補正量と、背景電位変更量
とテストパターン作像時の露光量、背景電位から変更す
べき新たな露光量と背景電位が求められる。また、光量
補正量とテストパターン作像時の光量、パルス幅補正係
数値から変更すべき新たな光量とパルス幅補正係数値が
求められる。

【０２２４】光量算出は露光光学系の光量制御手段（光
量制御回路１７４）の目標値に与える電圧値を前述した
以下の式で算出する。Ｐｎｅｗ＝Ｐ＋ΔＰまた、求められた背景電位からバイアス（グリッドバイ
アス、現像バイアス）電圧値を算出する。この算出に
は、感光体ドラム１の表面電位特性を表す係数を含む予
め用意してある関数により一義的に求めることができる
（前記式（５）（６）による説明を参照、ただし、Ｖｃ
は一定）。

【０２２５】次に、求めた新しい露光量を光量制御手段
である光量制御回路１７４の目標値として設定変更し、
新しいグリッドバイアス電圧値と現像バイアス電圧値を
それぞれの高圧電源３５，４５の出力制御値に設定変更
する。

【０２２６】設定変更して、再度テストパターンを作像
する場合、グリッドバイアス電圧値と現像バイアス電圧
値の変更は、それぞれ所定のタイミングで設定変更す
る。所定タイミングとは、少なくともグリッドバイアス
電圧値を変更した感光体ドラム２上の位置が現像位置に
到達するのと同期して現像バイアス電圧値を変更する。
変更タイミングを適当に行なうと、変更値によっては、
かぶりや二成分現像ではキャリア付着の感光体ドラム２
の汚れの原因になる。グリッドバイアス電圧と現像バイ
アス電圧の変更タイミングは、前述した図１３と同様に
設定する。

【０２２７】次に、再度、テストパターンの作像、検
出、判定を行なうことにより、変更したグリッドバイア
ス電圧で帯電した感光体ドラム１に再び露光により２つ
のテストパターン潜像を形成し、変更した現像バイアス
電圧で現像した２つのテストパターンに対し、トナー付
着量計測ステップＳ３、判定ステップＳ４を行なう。

【０２２８】判定ステップＳ４において、高濃度部偏
差、低濃度部偏差が規格値内ならば、変更した露光量、
グリッドバイアス電圧値、現像バイアス電圧値を保持し
た状態で、クリーニング動作の後、待機状態になる。少
なくても一方の偏差が規格値内でなければ、バイアス電
圧値の変更、パターン作像、検出、判定を繰り返す。

【０２２９】低濃度部偏差、高濃度部偏差の関係から露
光量変更量と背景電位を決定することで、各偏差に対し
独立に操作量変更量を決定する場合、特に背景電位の変
更量を誤判断する可能性がある。これに対して、一方の
偏差は同じ値なのに他方が異なる偏差の場合でも、適正
な操作量をその効果に適したパラメータ変更量で決定で
きる。

【０２３０】図４１、図４２は、制御過程のトナー付着
量計測値Ｑとレーザダイオード１６５の発光量（以後、
単にレーザ発光量と記す）Ｐ、および、バイアス電圧の
変更の様子を表すグラフの一例を示している。図４１
は、制御回数に対する高濃度部トナー付着量計測値ＱＨ
と低濃度部トナー付着量計測値ＱＬをプロットしたもの
である。図中、破線のＱＨＴ，ＱＬＴはそれぞれ高濃度
部、低濃度部トナー付着量の目標値を示している。

【０２３１】図４２は、制御回数に対するレーザ発光量
Ｐとバイアス値（グリッドバイアス電圧値、現像バイア
ス電圧値）をプロットしたものである。制御回数「０」
は、最初にトナー付着量計測ステップＳ３にて計測され
たときのＱＨ，ＱＬで、そのテストパターンが形成され
たときの条件がＰ，ＶＧ，ＶＤの値となる。ＱＨＴ，Ｑ
ＬＴに対しＱＨ，ＱＬともに低い、すなわち、負に大き
な偏差となっている。そこで、前述の作像条件変更ステ
ップＳ５でレーザ発光量Ｐを増加する変更が行なわれる
（制御回数１回目）。

【０２３２】この条件でテストパターンのトナー付着量
の計測を行なうと、結果としてＱＨ，ＱＬともに増加
し、この例では、ＱＨはＱＨＴに対しまだ低く、ＱＬは
ＱＬＴに対し高くなった。再び、作像条件変更ステップ
Ｓ５でレーザ発光量Ｐの増加、すなわち、ＶＧ，とＶＤ
との差を増加する変更を行なう。その結果、ＱＨは増加
し、ＱＬは減少し、それぞれＱＨＴ，ＱＬＴに近づい
た。さらに、同様の方向でレーザ発光量ＰおよびＶＧ，
とＶＤを変更する（制御回数３回目）。その結果、Ｑ
Ｈ，ＱＬともにそれぞれの制御規格値内に入り、制御を
終了する。

【０２３３】このように、露光量制御と背景電位制御と
を組合わせることで、バイアス変更による画像欠陥の発
生しない範囲で高濃度部から低濃度部までの階調特性を
維持する制御が可能となる。

【０２３４】更に、この発明の第４の実施の形態によれ
ば、高濃度部偏差、低濃度部偏差を共に規格値内に入る
ような調整すべくコントラスト電位およびパルス幅デー
タ補正係数の変更を行なうよう構成されている。

【０２３５】高濃度部偏差、低濃度部偏差の関係からコ
ントラスト電位に係る変更量、および背景電位に係わる
変更量を調整ルール生成装置２００によって生成された
調整ルールに従って決定し、パルス幅データ補正係数、
グリッドバイアス電圧、現像バイアス電圧を変更するこ
とにより、高濃度部偏差、および低濃度部偏差を補正す
る。

【０２３６】これは、高濃度部偏差、低濃度部偏差から
直接、それぞれパルス幅データ補正値、バイアス値を予
め用意したテーブルから選択するような方法では問題が
生じる。環境の影響だけでなく、経時的に変化する現像
特性に対して感光体ドラム２、現像剤などの履歴、個体
間差により妥当な変更量が異なり、また、時間的に変化
し、このため、繰り返し検出、操作を行なった場合の収
束値は経時的に目標値からはずれる可能性が生ずる。

【０２３７】また、高濃度部、低濃度部に作用する露光
条件変化の効果は必ずしも独立でなく、相互作用が有る
ため、各偏差からそれぞれの露光条件を決定することに
は矛盾を生じる。

【０２３８】そこで、第４の実施の形態においては、パ
ルス幅データ補正係数、グリッドバイアス、および現像
バイアスの操作量と高濃度部および低濃度部の制御量偏
差との関係を示す依存表に応じ、調整ルール生成装置２
００により調整ルールを生成し、この調整ルールに従っ
て調整箇所の選択、調整の順番等を定性的に管理して調
整を行う。

【０２３９】図４３（ａ）は、制御量の定義を示し、制
御量偏差ｅの添え字は制御量番号であり対応する式がこ
れを定義している。ここでは、ｅ１＝ΔＱＨ（＝ＱＨ−ＱＨＴ）：高濃度部偏差ｅ２＝ΔＱＬ（＝ＱＬ−ＱＨＬ）：低濃度部偏差で定義されている。

【０２４０】ＱＨは高濃度部のトナー付着量値、ＱＨＴ
はその目標値をそれぞれ示し、ＱＬは高濃度部のトナー
付着量値、ＱＨＬはその目標値をそれぞれ示している。

【０２４１】図４３（ｂ）は、操作量の定義を示し、操
作量ａの添え字は操作量番号であり、対応する実際の操
作手段を示すラベルを定義している。ここでは、ａ１＝ΔＶＣ（コントラスト電圧変更量）ａ２＝ΔＣ（パルス幅データ補正係数変更量）である。

【０２４２】そして、図４４は、上述した制御量と操作
量との依存関係を表した依存表を示している。すなわ
ち、依存表において、ｅ１、ｅ２、ａ１、ａ２は、それ
ぞれ図４３で定義した制御量および操作量を示してい
る。このような依存表に基いて調整ルールを生成する場
合、調整ルール生成装置２００の可調整制御量選択部２
０２は、依存表のデータが入力されると、この依存表デ
ータに基づき、前述したチェックリスト１，２、および
処理手順に従う処理により、操作量と制御量の組合わせ
を決定してゆく。これらの手順により、各操作量の順位
と、それぞれの操作量で必ず調整すべき制御量がある場
合にはそれらを「ルールデータ」として出力する。

【０２４３】このような手順によって得られた本実施の
形態に係る調整ルール書式は、以下のようになる。（調整ルール１） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|} Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|} （調整ルール２） Priority１: Delta.Ｕ２=G2＊e :e=Min {|Error.x1|,|Error.x2|} 2−Error case Priority２: Delta.Ｕ１=G1＊Grad.e :e=Min {|Error.x2|,|Error.x2|} 1−Error case そして、制御回路４５は、上述した調整ルール書式に従
って偏差を調整するための操作量を選択し、調整動作を
実行する。

【０２４４】まず、制御回路４５は、上記調整ルールに
従い、制御量偏差ΔＱＨ、ΔＱＬに応じた最適な操作量
（パルス幅データ係数変更量、コントラスト電圧変更
量）を選択し、レーザ露光装置のパルス幅制御の目標値
の変更量で、光量モニタにより光電変換された信号との
比較電圧（目標電圧）の変更量と、現像バイアス電圧と
感光体ドラム１の露光部電位との差であるコントラスト
電位の変更量で、露光部電位を制御するグリッドバイア
ス電圧と現像バイアス電圧とを決定し、テスト操作した
後、制御量の感度に応じて変更量を算出する。

【０２４５】コントラスト電位を変更したときの階調特
性は、前述した図１０に示されている。コントラスト電
位Ｖｃの変更によって高濃度部ほど変化が大きくなって
いる。コントラスト電位を増加すると、階調特性は階調
データに対する勾配をが大きくする方向に変化する。し
たがって、コントラスト電位の変更によって変動した階
調特性を特に高濃度ほど初期階調特性に近付けるように
補正することができる。また、パルス幅補正特性と階調
特性との変化の関係は、第２の実施の形態で詳述した通
りであり、図３３に示されている。

【０２４６】高濃度部偏差と低濃度部偏差との関係から
制御回路４５によりコントラスト電位変更量、およびパ
ルス幅データ補正係数変更量と、テストパターン作像時
のコントラスト電位値、パルス幅データ補正係数値と、
から変更すべき新たなコントラスト電位値、パルス幅デ
ータ補正係数値が求められる。

【０２４７】本実施の形態例では、コントラスト電位の
算出はテストパターンを形成したときの現在のコントラ
スト電位Ｖｃにコントラスト電位変更量ΔＶｃを加えた
値が新たなコントラスト電位Ｖcnewとなる。

【０２４８】Ｖcnew＝Ｖｃ＋ΔＶｃ背景電位を一定で初期の所定値とすると、第１の実施の
形態と同様に感光体ドラム１の表面電位特性係数（Ｋ１
〜Ｋ４）を含む式（５）（６）により、設定すべき新た
なグリッドバイアス電圧値、現像バイアス電圧値が算出
される。

【０２４９】また、パルス幅補正データの作成は、ΔＣ
と現在のＣ２との和を新たなＣ２とし、前記式（１０）
を用いて、ｉ＝２，３，……，ｎ−１と元データＤｉに
対応するＤｃ（ｉ）を求める。０とＤｍａｘを含めた補
正データをパルス幅補正手段に転送する。

【０２５０】次に、求めた新しいグリッドバイアス電圧
値と現像バイアス電圧値をそれぞれの高圧電源３５，４
５に設定変更し、０とＤｍａｘを含めた補正データをパ
ルス幅補正手段であるデータ変換部６３に転送する。

【０２５１】図４５、図４６は、制御過程のトナー付着
量計測値Ｑとバイアス値（グリッドバイアス値ＶＧ、現
像バイアス値ＶＤ）、および、パルス幅データ補正係数
Ｃの変更の様子を表すグラフの一例を示している。図４
５は、制御回数に対する高濃度部トナー付着量計測値Ｑ
Ｈと低濃度部トナー付着量計測値ＱＬをプロットしたも
のである。図中、破線のＱＨＴ，ＱＬＴはそれぞれ高濃
度部、低濃度部トナー付着量の目標値をそれぞれ示して
いる。

【０２５２】図４６は、制御回数に対するバイアス値Ｖ
Ｇ、ＶＤとパルス幅データ補正係数Ｃをプロットしたも
のである。制御回数「０」は、最初にトナー付着量計測
ステップにて計測されたときのＱＨ，ＱＬで、そのテス
トパターンが形成されたときの条件がＰ，Ｃの値とな
る。ＱＨＴ，ＱＬＴに対しＱＨ，ＱＬともに低い、すな
わち、負に大きな偏差となっている。そこで、前述の作
像条件変更ステップＳ５でコントラスト電位を増加する
変更が行なわれる（制御回数１回目；ＶＧ、ＶＤの差が
ほぼ同じで共に増加する）。

【０２５３】この条件でテストパターンのトナー付着量
検出を行なうと、結果としてＱＨ，ＱＬともに増加し、
この例では、ＱＨは、ＨＴに対しまだ低く、ＱＬはＱＬ
Ｔに対し高くなった。再び、作像条件変更ステップでコ
ントラスト電位の増加とパルス幅データ補正係数Ｃの減
少をする変更を行なう。その結果、ＱＨ，ＱＬともに制
御規格値（ＱＨＰ，ＱＬＰ）内に入り、制御を終了す
る。

【０２５４】以上のように構成された第４の実施の形態
によれば、パルス幅制御とコントラスト電位制御とを組
合わせることで、バイアス変更による画像欠陥の発生し
ない範囲で高濃度部から低濃度部までの階調特性を維持
する制御が可能となる。これにより、前述した実施の形
態と同様に、カラープリンタの画質を良好に維持するこ
とができる。

【０２５５】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、この発明は、カラープリンタに限定され
ることなく、他の画像形成装置にも適用可能である。

【０２５６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
比較的容易にかつ短時間で画像濃度の最適な制御を行う
ことができ、開発効率の向上、メモリ容量の低減による
製造コストの低減、更に、固体間差、再現性、経年変化
に応じて適切な画質維持が可能な画像形成装置および画
像形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係るカラーレーザプ
リンタの帯電、露光、現像手段とその制御手段に係わる
ブロック図。

【図２】カラーレーザプリンタの概略構成図。

【図３】感光体ドラム上に現像された高濃度の階調デー
タに対応する高濃度部と低濃度の階調データに対応する
低濃度部と、トナー付着量計測部を示す図。

【図４】帯電器のグリッドバイアス電圧に対する感光体
ドラムの未露光部電位および露光部電位と現像バイアス
電圧を示す図。

【図５】コントラスト電圧に対するベタ部の画像濃度を
示す図。

【図６】感光体ドラム表面の未露光部電位と低濃度パタ
ーンによる電圧および現像バイアス電圧との関係を示す
図。

【図７】背景電圧を増加させたときの階調データに対す
るトナー付着量を示す図。

【図８】トナー付着量計測部の構成を示すブロック図。

【図９】バイアス変更モードの処理動作を説明するため
のフローチャート。

【図１０】コントラスト電圧を変更した場合の階調特性
の変化を示を示す図。

【図１１】背景電圧を変更した場合の階調特性の変化を
示す図。

【図１２】調整ルール生成装置を概略的に示すブロック
図。

【図１３】グリッドバイアスと現像バイアスの変更タイ
ミングを示す図。

【図１４】制御量および操作量の定義を示す図。

【図１５】上記制御量と操作量との依存関係を示す依存
表。

【図１６】上記調整ルール生成装置における可調整制御
量選択部の処理動作を示すフローチャート。

【図１７】上記調整ルール生成装置における可調整制御
量選択部の処理動作を示すフローチャート。

【図１８】上記調整ルール生成装置における可調整制御
量選択部の処理動作を示すフローチャート。

【図１９】上記調整ルール生成装置における可調整制御
量選択部の処理動作を示すフローチャート。

【図２０】上記調整ルール生成装置における可調整制御
量選択部の処理動作を示すフローチャート。

【図２１】上記調整ルール生成装置における可調整制御
量選択部の処理動作を示すフローチャート。

【図２２】上記調整ルール生成装置における調整ルール
書式生成部の処理動作を示すフローチャート。

【図２３】上記調整装置のコントローラの機能ブロック
図。

【図２４】上記調整ルール生成装置により生成された調
整ルールおよび調整動作を示す図。

【図２５】制御過程における計測システムの入力である
トナー付着量の変化を示すグラフ。

【図２６】制御過程における計測システムの入力である
バイアス値の変化を示すグラフ。

【図２７】制御工程における操作量の変化を示すグラ
フ。

【図２８】制御過程における計測システムの入力である
トナー付着量の変化およびバイアス値の変化を示すグラ
フ。

【図２９】この発明の第２の実施の形態に係るカラープ
リンタにおける画像データの流れと露光系に関する機能
ブロックを示す図。

【図３０】要部の処理動作を説明するためのフローチャ
ート。

【図３１】上記カラープリンタにおける作像条件変更処
理を主体に説明するフローチャート。

【図３２】光量変更による効果を説明するための階調デ
ータと出力画像濃度との関係を示す図。

【図３３】パルス幅補正特性と階調特性の変化の関係を
示す図。

【図３４】元データと補正データとの直線近似した関係
を示す図。

【図３５】制御量および操作量の定義を示す図。

【図３６】上記制御量と操作量との依存関係を示す依存
表。

【図３７】制御過程におけるトナー付着量計測値の変化
の様子を示すグラフ。

【図３８】制御過程におけるレーザ発光量およびパルス
幅補正係数の変更の様子を示すグラフ。

【図３９】この発明の第３の実施の形態における、制御
量および操作量の定義を示す図。

【図４０】上記制御量と操作量との依存関係を示す依存
表。

【図４１】制御過程における計測システムの入力である
トナー付着量の変化を示すグラフ。

【図４２】制御過程における計測システムの入力である
バイアス値の変化を示すグラフ。

【図４３】この発明の第４の実施の形態における、制御
量および操作量の定義を示す図。

【図４４】上記制御量と操作量との依存関係を示す依存
表。

【図４５】制御過程における計測システムの入力である
トナー付着量の変化について説明する図。

【図４６】制御過程における計測システムの入力である
バイアス値の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１…感光体ドラム（像担持体）２…帯電器（帯電手段）４〜７…現像器（現像手段）８…トナー付着量測定部９…転写ドラム１３…レーザ露光装置１４…レーザビーム光２０…転写帯電器３４…コロナ用高圧電源３５…グリッドバイアス用高圧電源３６…階調データバッファ３７…レーザ駆動回路３８…パターン発生回路３９…トナー濃度計測部４３…現像ローラ４４…現像バイアス用高圧電源４５…制御回路６４…ＣＰＵ２００…調整ルール生成装置２０２…可調整制御量選択部２０４…調整ルール書式生成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに基づいて像担持体上に現像剤
像を形成する画像形成手段と、上記像担持体上に形成された画像の画質を検出する検出
手段と、上記像担持体上に形成される画質を調整する複数の操作
手段と、上記検出手段により検出された画質と予め設定された画
質との制御量偏差を算出する偏差算出手段と、上記算出された制御量偏差が所定の許容範囲内にあるか
否か判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越えて
いる場合に、上記算出された制御量偏差を補正するため
の操作手段を選択する選択手段と、上記選択された操作
手段によって上記画質をテスト調整することにより、操
作手段の操作量に対する制御量偏差の感度を検出する感
度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記対応する
操作手段の調整操作量を決定する操作量決定手段と、上
記決定した操作量に応じて上記対応する操作手段を作動
させ上記偏差を補正する手段と、を有する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】画像データに基づいて像担持体上に現像剤
像を形成する画像形成手段と、上記像担持体上に形成された画像の画質を検出する検出
手段と、上記像担持体上に形成される画質を調整する複数の操作
手段と、上記検出手段により検出された画質と予め設定された画
質との制御量偏差を算出する偏差算出手段と、上記算出された制御量偏差が所定の許容範囲内にあるか
否か判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越えて
いる場合に、上記算出された制御量偏差を補正するため
の操作手段を選択する選択手段と、上記選択された操作
手段によって上記画質をテスト調整することにより、操
作手段の操作量に対する制御量偏差の感度を検出する感
度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記対応する
操作手段の調整操作量を決定する操作量決定手段と、上
記決定した操作量に応じて上記対応する操作手段を作動
させ上記偏差を補正する手段と、を有し、全ての偏差が
許容範囲に収束するまで上記判定、操作手段の選択、感
度検出、操作量決定、および補正を繰り返す制御手段
と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】画像データに基づいて像担持体上に現像剤
像を形成する画像形成手段と、上記像担持体上に形成された現像剤像の画像濃度を検出
する検出手段と、上記像担持体上に形成される現像剤像の画像濃度を調整
する複数の操作手段と、上記検出手段により検出された画像濃度と予め設定され
た画像濃度との制御量偏差を算出する偏差算出手段と、上記算出された制御量偏差が所定の許容範囲内にあるか
否か判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越えて
いる場合に、上記算出された制御量偏差を補正するため
の操作手段を選択する選択手段と、上記選択された操作
手段によって上記画質をテスト調整することにより、操
作手段の操作量に対する制御量偏差の感度を検出する感
度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記対応する
操作手段の調整操作量を決定する操作量決定手段と、上
記決定した操作量に応じて上記対応する操作手段を作動
させ上記偏差を補正する手段と、を有する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】画像データに基づいて像担持体上に現像剤
像を形成する画像形成手段と、上記像担持体上に形成された現像剤像の画像濃度を検出
する検出手段と、上記像担持体上に形成される現像剤像の画像濃度を調整
する複数の操作手段と、上記検出手段により検出された画像濃度と予め設定され
た画像濃度との制御量偏差を算出する偏差算出手段と、上記算出された制御量偏差が所定の許容範囲内にあるか
否か判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越えて
いる場合に、上記算出された制御量偏差を補正するため
の操作手段を選択する選択手段と、上記選択された操作
手段によって上記画質をテスト調整することにより、操
作手段の操作量に対する制御量偏差の感度を検出する感
度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記対応する
操作手段の調整操作量を決定する操作量決定手段と、上
記決定した操作量に応じて上記対応する操作手段を作動
させ上記偏差を補正する手段と、を有し、全ての偏差が
許容範囲に収束するまで上記判定、操作手段の選択、感
度検出、操作量決定、および補正を繰り返す制御手段
と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】上記制御手段は、上記各操作手段の操作量
と上記制御量偏差との依存関係から上記操作量の優先順
位を示す調整ルールを作製する調整ルール生成手段を有
し、上記選択手段は、上記調整ルールに従って操作手段
を選択することを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】画像データに基づいて像担持体上に高濃度
部と低濃度部の潜像を形成する潜像形成手段と、上記潜像形成手段で形成された上記像担持体上の高濃度
部および低濃度部の潜像を現像剤で現像する現像手段
と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度部および低濃度部の現像剤の付着量を計測する現像
剤付着量計測手段と、上記高濃度部および低濃度部における現像剤の付着量を
調整する複数の操作手段と、上記現像剤付着量計測手段による高濃度部および低濃度
部の計測値と予め設定されたそれぞれの基準値との偏差
を算出する偏差算出手段と、上記算出された各偏差が所定の許容範囲内にあるか否か
判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越えている
場合に、上記検出された偏差を補正するための操作手段
を選択する選択手段と、上記選択された操作手段によっ
て上記現像剤付着量をテスト調整することにより、選択
手段の調整操作量に対する偏差の補正の感度を検出する
感度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記対応す
る操作手段の調整操作量を決定する操作量決定手段と、
上記決定した操作量に応じて上記対応する操作手段を作
動させ上記偏差を補正する手段と、を有し、全ての偏差
が許容範囲に収束するまで上記判定、操作手段の選択、
感度検出、操作量決定、および補正を繰り返す制御手段
と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】グリッドを用いて像担持体を帯電する帯電
手段と、上記グリッドにグリッドバイアス電圧を印加する第１の
印加手段と、高濃度のテストパターンと低濃度のテストパターンとを
発生する発生手段と、上記帯電手段により帯電された像
担持体上に上記発生手段により発生される高濃度のテス
トパターンと低濃度のテストパターンとに基づいて潜像
を形成する潜像形成手段と、上記潜像形成手段で形成された上記像担持体上の潜像を
現像剤で現像する現像手段と、上記現像手段に現像バイアス電圧を印加する第２の印加
手段と、上記テストパターンを上記像担持体上に形成する際、露
光部電位と現像バイアス電圧値の関係であるコントラス
ト電圧と、未露光部電位と現像バイアス電圧値の関係で
ある背景電圧と、を保持する保持手段と、上記現像手段により上記像担持体上に現像された高濃度
のテストパターンに対する現像剤の付着量と低濃度のテ
ストパターンに対する現像剤の付着量とを計測する現像
剤付着量計測手段と、高濃度部および低濃度部の付着量に対する目標値を設定
する設定手段と、上記設定手段により設定された高濃度
部および低濃度部の付着量に対する目標値と、現像剤付
着量計測手段により得られる高濃度部および低濃度部の
現像剤の付着量とにより、高濃度部および低濃度部の偏
差を算出する偏差算出手段と、上記算出手段により算出された高度部と低濃度部の偏差
が許容範囲内であるか否かを判定する判定手段と、上記偏差が許容範囲を越えている場合に、第１および第
２の印加手段から上記検出された偏差を補正するための
印加手段を選択する選択手段と、上記選択された印加手
段によって上記グリッドバイアス値あるいは現像バイア
ス値をテスト調整することにより、印加手段の調整操作
量に対する制御量偏差の感度を検出する感度検出手段
と、上記検出した感度に応じて上記対応する印加手段の
調整操作量を決定する操作量決定手段と、上記決定した
操作量に応じて上記対応する印加手段によりグリッドバ
イアス値あるいは現像バイアス値を調整して高濃度部お
よび低濃度部の偏差に対するコントラスト電圧および背
景電圧を補正する手段と、を有し、全ての偏差が許容範
囲に収束するまで上記判定、操作手段の選択、感度検
出、操作量決定、および補正を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】上記現像剤付着量計測手段が、高濃度部の
反射光量、低濃度部の反射光量、および像担持体からの
反射光量を計測するものであることを特徴とする請求項
７に記載の画像形成装置。
【請求項９】上記操作手段は、グリッドバイアス電圧を
変更した後、所定時間経過後に現像バイアス電圧を変更
するようにしたものであることを特徴とする請求項７に
記載の画像形成装置。
【請求項１０】上記制御手段は、上記各操作手段の操作
量と上記制御量偏差との依存関係から上記操作量の優先
順位を示す調整ルールを作製する調整ルール生成手段を
有し、上記選択手段は、上記調整ルールに従って操作手
段を選択することを特徴とする請求項６ないし９のいず
れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】グリッドを用いて像担持体を帯電し、高濃度のテストパターンと低濃度のテストパターンとを
発生し、上記帯電された像担持体上に高濃度のテストパターンと
低濃度のテストパターンとに基づいて潜像を形成し、この形成された像担持体上の潜像を現像剤で現像し、この現像された高濃度のテストパターンに対する現像剤
の付着量と、低濃度のテストパターンに対する現像剤の
付着量とを計測し、予め上記グリットバイアスと現像バイアスとの操作量の
変更に対する上記現像剤の付着量の変更感度の有無を表
す依存情報を用意し、高濃度部および低濃度部の付着量に対する目標値と、現
像剤の付着量の計測により得られる高濃度部および低濃
度部の現像剤の付着量とにより、高濃度部および低濃度
部の偏差を算出し、この算出された高濃度部および低濃度部の偏差が許容範
囲内であるか否かを判定し、この判定結果が許容範囲外の場合、上記依存情報に基
き、上記高濃度部および低濃度部の偏差に対応するグリ
ッドバイアスおよび現像バイアスの操作量を選択し、上記選択された操作量に対応するバイアスをテスト調整
することにより、調整操作量に対する上記偏差の感度を
検出し、上記検出した感度に応じて上記対応するグリッドバイア
ス値と現像バイアス値とを決定し、上記決定されたグリッドバイアス値と現像バイアス値と
に応じて、グリッドバイアス電圧と現像バイアス電圧と
を本調整することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】全ての制御量偏差が許容範囲に収束する
まで上記良否判定、操作量の選択、感度の検出、バイア
ス値の決定、および調整を繰り返すことを特徴とする請
求項１１に記載の画像形成方法
【請求項１３】画像データに基づいて像担持体上に高濃
度部および低濃度部の潜像を形成し、目標露光量情報に
応じて露光量が制御可能な露光手段と、上記露光手段で形成された上記像担持体上の高濃度部お
よび低濃度部の潜像を現像剤で現像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度部および低濃度部に対する現像剤の付着量をそれぞ
れ計測する現像剤付着量計測手段と、上記画像データの単位画素当りの階調データに対し、単
位画素当りの発光時間を発光時間補正情報に基づき補正
する発光時間補正手段と、上記発光時間補正手段で補正された発光時間情報に基づ
き単位画素当りのパルス幅として上記露光手段の変調制
御を行なう変調制御手段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部および
低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの目標値
との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範
囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により許容範囲内にないと判定された場
合、上記発光時間補正手段および変調制御手段から、上
記算出された偏差を補正するための手段を選択する選択
手段と、上記選択された発光時間補正手段および変調制
御手段によって上記現像剤付着量をテスト調整すること
により、調整操作量に対する偏差制御量の感度を検出す
る感度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記発光
時間補正手段および変調制御手段の調整操作量を決定す
る操作量決定手段と、上記決定した操作量に応じて上記
発光時間補正手段および変調制御手を作動させ上記偏差
を補正する手段と、を有する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】画像データに基づいて像担持体上に高濃
度部および低濃度部の潜像を形成し、目標露光量情報に
応じて露光量が制御可能な露光手段と、上記露光手段で形成された上記像担持体上の高濃度部お
よび低濃度部の潜像を現像剤で現像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度部および低濃度部に対する現像剤の付着量をそれぞ
れ計測する現像剤付着量計測手段と、上記画像データの単位画素当りの階調データに対し、単
位画素当りの発光時間を発光時間補正情報に基づき補正
する発光時間補正手段と、上記発光時間補正手段で補正された発光時間情報に基づ
き単位画素当りのパルス幅として上記露光手段の変調制
御を行なう変調制御手段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部および
低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの目標値
との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範
囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により許容範囲内にないと判定された場
合、上記発光時間補正手段および変調制御手段から、上
記算出された偏差を補正するための手段を選択する選択
手段と、上記選択された発光時間補正手段および変調制
御手段によって上記現像剤付着量をテスト調整すること
により、調整操作量に対する偏差制御量の感度を検出す
る感度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記発光
時間補正手段および変調制御手段の調整操作量を決定す
る操作量決定手段と、上記決定した操作量に応じて上記
発光時間補正手段および変調制御手を作動させ上記偏差
を補正する手段と、を有し、全ての偏差が許容範囲に収
束するまで上記判定、操作手段の選択、感度検出、操作
量決定、および補正を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】高濃度のテストパターンおよび低濃度の
テストパターンをそれぞれ発生するパターン発生手段
と、像担持体上に上記パターン発生手段から発生する高濃度
のテストパターンおよび低濃度のテストパターンに基づ
いて潜像を形成し、目標露光量情報に応じて露光量が制
御可能な露光手段と、上記露光手段で形成された上記像担持体上の高濃度のテ
ストパターンおよび低濃度のテストパターンの潜像を現
像剤で現像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度のテストパターンおよび低濃度のテストパターンに
対する現像剤の付着量をそれぞれ計測する現像剤付着量
計測手段と、上記画像データの単位画素当りの階調データに対し、単
位画素当りの発光時間を発光時間補正情報に基づき補正
する発光時間補正手段と、上記発光時間補正手段で補正された発光時間情報に基づ
き単位画素当りのパルス幅として上記露光手段の変調制
御を行なう変調制御手段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部および
低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの目標値
との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範
囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により許容範囲内にないと判定された場
合、上記発光時間補正手段および変調制御手段から、上
記算出された偏差を補正するための手段を選択する選択
手段と、上記選択された発光時間補正手段および変調制
御手段によって上記現像剤付着量をテスト調整すること
により、調整操作量に対する偏差制御量の感度を検出す
る感度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記発光
時間補正手段および変調制御手段の調整操作量を決定す
る操作量決定手段と、上記決定した操作量に応じて上記
発光時間補正手段および変調制御手を作動させ上記偏差
を補正する手段と、を有し、全ての偏差が許容範囲に収
束するまで上記判定、操作手段の選択、感度検出、操作
量決定、および補正を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】画像データに基づいて像担持体上に高濃
度部および低濃度部の潜像を形成し、発光強度または発
光時間などの露光条件が変更可能な露光手段と、バイアス電圧が印加され、上記露光手段で形成された上
記像担持体上の高濃度部および低濃度部の潜像を現像剤
で現像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度部および低濃度部に対する現像剤の付着量をそれぞ
れ計測する現像剤付着量計測手段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部および
低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの目標値
との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範
囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により許容範囲内にないと判定された場
合、上記露光手段の露光条件、上記現像手段のバイアス
電圧と上記像担持体の露光部電位との差であるコントラ
スト電位、および、上記現像手段のバイアス電圧と上記
像担持体の未露光部電位との差である背景電位の内、上
記偏差を補正するための操作量を選択し、選択された操
作量によって上記現像剤付着量をテスト調整することに
より、調整操作量に対する偏差制御量の感度を検出する
感度検出手段と、上記検出した感度に応じて上記選択さ
れた操作量の調整操作量を決定する操作量決定手段と、
上記決定した調整操作量に応じて上記選択された操作量
を本調整して上記偏差を補正する手段と、を有し、全て
の偏差が許容範囲に収束するまで上記判定、変更量の選
択、感度検出、操作量決定、および補正を繰り返す制御
手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】像担持体の表面を帯電し、印加されるバ
イアス電圧によって帯電量が制御される帯電手段と、上記帯電手段で帯電された上記像担持体上に画像データ
に基づいて高濃度部および低濃度部の潜像を形成し、目
標露光量情報に応じて露光量が制御可能な露光手段と、バイアス電圧が印加され、上記露光手段で形成された上
記像担持体上の高濃度部および低濃度部の潜像を現像剤
で現像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度部および低濃度部に対する現像剤の付着量をそれぞ
れ計測する現像剤付着量計測手段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部および
低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの目標値
との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範
囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により許容範囲内にないと判定された場
合、上記露光手段の露光量、および上記現像手段のバイ
アス電圧と上記像担持体の未露光部電位との差である背
景電位の内、上記偏差を補正するための操作量を選択す
る操作量選択手段と、選択された操作量によって上記現
像剤付着量をテスト調整することにより、調整操作量に
対する偏差制御量の感度を検出する感度検出手段と、上
記検出した感度に応じて上記選択された操作量の調整操
作量を決定する操作量決定手段と、上記決定した調整操
作量に応じて上記選択された操作量を本調整して上記偏
差を補正する手段と、を有し、全ての偏差が許容範囲に
収束するまで上記判定、操作量の選択、感度検出、調整
操作量決定、および補正を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】像担持体の表面を帯電し、印加されるバ
イアス電圧によって帯電量が制御される帯電手段と、上記帯電手段で帯電された上記像担持体上に画像データ
に基づいて高濃度部および低濃度部の潜像を形成する露
光手段と、バイアス電圧が印加され、上記露光手段で形成された上
記像担持体上の高濃度部および低濃度部の潜像を現像剤
で現像する現像手段と、上記現像手段の現像により上記像担持体上に付着した高
濃度部および低濃度部に対する現像剤の付着量をそれぞ
れ計測する現像剤付着量計測手段と、上記画像データの単位画素当りの階調データに対し、単
位画素当りの発光時間を発光時間補正情報に基づき補正
する発光時間補正手段と、上記発光時間補正手段で補正された発光時間情報に基づ
き単位画素当りのパルス幅として上記露光手段の変調制
御を行なう変調制御手段と、上記現像剤付着量計測手段で計測された高濃度部および
低濃度部の各計測値と予め設定されるそれぞれの目標値
との偏差をそれぞれ算出する偏差算出手段と、上記偏差算出手段で算出された各偏差がそれぞれ許容範
囲内にあるか否かを判定する判定手段と、上記判定手段により許容範囲内にないと判定された場
合、上記現像手段のバイアス電圧と上記像担持体の露光
部電位との差であるコントラスト電位と、上記発光時間
の内、上記偏差を補正するための操作量を選択する操作
量選択手段と、選択された操作量によって上記現像剤付
着量をテスト調整することにより、調整操作量に対する
偏差制御量の感度を検出する感度検出手段と、上記検出
した感度に応じて上記選択された操作量の調整操作量を
決定する操作量決定手段と、上記決定した調整操作量に
応じて上記選択された操作量を本調整して上記偏差を補
正する手段と、を有し、全ての偏差が許容範囲に収束す
るまで上記判定、操作量の選択、感度検出、調整操作量
決定、および補正を繰り返す制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。