JPH11143143A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体の径が小さい小型の画像形成装置で
も、長期にわたってユーザーが所望する階調特性を維持
できるようにする。 【解決手段】 所定の速度で回転する感光体上に潜像を
形成し、この潜像を可視像に現像して被転写材に転写す
るプリンタ部４と、画像形成時の濃度をユーザー側で任
意に選択可能とする操作パネル２１と、操作パネル２１
からのコピー濃度情報を累積して記憶する濃度情報累積
メモリ２７と、感光体の回転数を累積して記憶する回転
数累積メモリ２９と、濃度情報累積メモリ２７および回
転数累積メモリ２９に記憶された各情報に基づいてガン
マ補正を行うガンマ補正部１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真式の画像形成装置にお
いては、感光体にレーザービームを照射して静電潜像を
形成し、これを可視像（トナー像）に現像したうえで、
被転写材に転写している。このような画像形成装置で
は、長期にわたって使用していると、感光体表面の膜厚
の減少や感光体感度の経時変化等により、文字部が太く
なったりイメージ部がつぶれて暗くなるなどの階調再現
性不良が発生し、画質が劣化してしまう。

【０００３】そこで通常は、感光体周りにフォトセンサ
等の濃度センサを設けて、実際に感光体上に形成した基
準パッチの濃度を濃度センサで検出し、その検出結果に
基づいて各種のパラメータ（感光体の表面電位、階調特
性を決めるガンマ等）を補正することにより、長期間に
わたって安定した濃度の画像を得るようにしている（例
えば、特開平５−１４７２９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年において
は、画像形成装置の小型化が進むにつれて感光体（ドラ
ム）の径も小さくなり、これに伴って感光体周りに濃度
センサの取付スペースを確保することが困難になってい
る。また、小径の感光体周りに濃度センサを取り付けら
れたとしても、感光体表面の曲率が大きいために乱反射
が顕著になり、十分な検出精度が得られない状況となっ
ている。

【０００５】そこで、濃度センサを用いずに感光体の感
度低下を補正するものとして、例えば実開昭６３−１４
２６７号公報には、感光体の回転累積数に応じて露光
量、現像バイアスにより、感光体の感度補正を行う技術
が開示され、また特開平６−１８６８２９号公報には、
感光体の総回転時間や総通電時間に基づいて露光量を補
正することにより、経時的な感光体疲労による感度特性
および光学系部品の光量不足を補正する技術が開示され
ている。

【０００６】しかしながら、実開昭６３−１４２６７号
公報に開示された技術では、出力画像の最大濃度は安定
するものの、中間階調部でつぶれが発生するという問題
があった。また、仮に中間階調部でのつぶれを防止する
ためにガンマ補正を行ったとしても、長期使用による感
光体の疲労度合い（感度低下の度合い等）は、画像形成
装置の設置環境や使用状況によって多少異なるため、感
光体の回転累積数や総通電時間等の情報を基に感光体の
感度特性変化を予測し補正するだけでは、長期にわたっ
てユーザーの所望する階調特性を維持することができな
かった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の速度で
回転する感光体上に潜像を形成し、この潜像を可視像に
現像して被転写材に転写する画像形成手段と、画像形成
時の濃度をユーザー側で任意に選択可能とする操作パネ
ルと、感光体の累積回転数と操作パネルにおける濃度選
択状況とに基づいてガンマ補正を行う補正手段とを備え
た構成を採用している。

【０００８】上記構成からなる画像形成装置において
は、長期使用に伴う感光体の感度特性変化への対応とし
て、予め実験的に予想される感光体の感度低下分につい
ては、感光体の累積回転数を基にガンマ補正を行うこと
で補正し、実験的に予想し得ない感光体の感度特性のバ
ラツキ分については、操作パネルにおける濃度選択状況
を基にガンマ補正を行うことで解消するため、長期にわ
たってユーザーの所望する階調特性を維持することがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、例えば電子写真式の複写機
に適用した場合の本発明の実施の形態につき、図面を参
照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は、複写機に限
らず、例えば電子写真式のプリンタやファクシミリなど
の画像形成装置全般に広く適用し得るものである。

【００１０】図１は本実施形態に係る電子写真式の複写
機の概略構成図であり、図２はその機能ブロック図であ
る。図示した複写機１は、主として、画像読取部２、画
像処理部３およびプリンタ部４によって構成されてい
る。

【００１１】画像読取部２は、プラテンガラス等の原稿
台５にセットされた原稿６の画像を光学的に読み取るも
ので、その原稿６に光を照射する照明装置７と、原稿６
からの反射光を受光するイメージセンサ８と、このイメ
ージセンサ８を実装してなるセンサ基板９とを備えてい
る。

【００１２】画像処理部３は、画像読取部２から与えら
れる画像信号に各種の画像処理、例えば図２に示すよう
に地肌除去処理や階調処理、さらには周波数補正フィル
タによる文字画像部の強調並びに写真画像部の平滑化処
理等を施すものである。

【００１３】プリンタ部４は、画像処理部３にて処理さ
れた画像情報をプリントするもので、ガンマ補正部１
０、レーザー変調部１１、露光装置１２および感光体１
３とその周辺機器により構成されている。

【００１４】感光体１３の周辺には、その回転方向（図
の時計回り方向）に従って帯電器１４、現像器１５、転
写ロール１６、クリーナ１７が順に配設されている。ま
た、帯電器１４には高圧電源１８が、現像器１５には現
像バイアス電源１９が、転写ロール１６には転写バイア
ス電源２０がそれぞれ接続されている。

【００１５】さらに、複写機１の上面部には、実際にコ
ピー処理を実行するのに先立って、コピー枚数やコピー
濃度を含む各種の設定，指示等をユーザー側で行うため
の操作パネル２１が設けられている。

【００１６】操作パネル２１には、図３に示すように、
ユーザーにより入力されたコピー枚数を表示する枚数表
示部２２と、ユーザーが所望のコピー濃度を選択するた
めの濃度選択ボタン２３と、この濃度選択ボタン２３を
介してユーザーにより選択されたコピー濃度のレベルを
表示する濃度表示ランプ２４と、ユーザーによって設定
された内容をクリアしたり、連続コピーを中断したりす
るためのストップ／クリアボタン２５と、コピーの開始
を指示するスタートボタン２６とが設けられている。

【００１７】このうち、濃度選択ボタン２３は、コピー
濃度を濃くするための濃度アップボタン２３ａとコピー
濃度を薄くするための濃度ダウンボタン２３ｂとから成
り、ユーザーが各々のボタン２３ａ，２３ｂを１回押す
ごとに、濃度表示ランプ２４の点灯位置が「こく」「ふ
つう」「うすく」の３段階の中で１段階ずつ変化するよ
うになっている。

【００１８】また、ユーザーにより入力されたコピー枚
数（枚数表示部２２に表示されたコピー枚数）と、同じ
くユーザーにより選択されたコピー濃度情報（濃度表示
ランプ２４の点灯位置に対応した濃度情報）は、実際に
ユーザーによってコピー開始のスタートボタン２６が押
された時点ではじめて有効となり、その後のコピー動作
に反映されるようになっている。

【００１９】即ち、濃度選択ボタン２５により選択され
たコピー濃度情報は、画像処理部３に与えられ、そこで
の階調処理に反映される。また、そのコピー濃度情報
は、濃度情報累積メモリ２７にも与えられる。

【００２０】濃度情報累積メモリ２７は、例えば、操作
パネル２１から与えられるコピー濃度情報（「こく」
「ふつう」「うすく」）に応じて予め設定された数値
を、コピー枚数ごとに累積して記憶するものである。

【００２１】具体的には、ユーザーにより選択されたコ
ピー濃度が「こく」であった場合は「＋１」、「ふつ
う」であった場合は「０」、「うすく」であった場合は
「−１」とし、それらの数値を操作パネル２１からコピ
ー濃度情報累積値メモリ２９に与える。これにより濃度
情報累積メモリ２７では、操作パネル２１から与えられ
る数値をコピー１枚ごとにカウントしながら累積する。
そして、このように累積されたコピー濃度情報の累積値
Ｘは、濃度情報累積メモリ２７からプリンタ部４のガン
マ補正部１０へと与えられる。

【００２２】また、プリンタ部４には、プリント処理に
伴う感光体１３の回転数を検出する回転数検出手段２８
と、この回転数検出手段２８により検出された感光体の
回転数を累積して記憶する回転数累積メモリ２９とが設
けられている。

【００２３】このうち、回転数検出手段２８としては、
例えばプリント動作時における感光体１３の回転数を、
感光体１３と一体に回転するスリット円板とこのスリッ
ト円板のスリット通過を感知する光学センサの組み合わ
せからなる検出機構で直に検出するものでもよいし、感
光体１３を回転駆動するパルスモータ等の駆動パルス数
や、感光体１３またはこれを駆動するモータの駆動時間
に基づいて間接的に検出するものであってもよい。

【００２４】回転数累積メモリ２９は、上述のように回
転数検出手段２８により検出された感光体１３の回転数
を累積して記憶し、そこで累積された感光体１３の累積
回転数Ｎが、回転数累積メモリ２９からガンマ補正部１
０およびレーザー変調部１１へと与えられる。

【００２５】続いて、上記構成からなる複写機１の動作
機能について説明する。先ず、ユーザーは、原稿台５に
原稿６をセットするとともに、操作パネル２１を介して
所望のコピー枚数およびコピー濃度を入力，選択したの
ち、操作パネル２１のスタートボタン２６を押す。

【００２６】これにより、照明装置７から原稿６に光が
照射されるとともに、その原稿６からの反射光がイメー
ジセンサ８へと招集される。その際、原稿６に記録され
ている画像は、イメージセンサ８が図１の矢印方向に移
動することで、その一端から他端にわたり順に読み取り
走査される。

【００２７】このときイメージセンサ８は、原稿６から
の反射光であるアナログの画像信号を光電変換してデジ
タルの画像信号に変換し、このデジタル変換された画像
信号がセンサ基板９から画像処理部３へと出力される。

【００２８】こうして画像処理部３に与えられた画像信
号には、所定の画像処理、即ち地肌除去処理、階調処理
および周波数補正フィルタによる文字画像部の強調並び
に写真画像部の平滑化処理が施される。このとき、ユー
ザーによって選択されたコピー濃度の情報は、画像処理
部３の階調処理に反映される。

【００２９】例えば、コピー濃度情報が「こく」の場合
は、画像全体がダイナミックにこくなるように階調処理
が行われ、コピー濃度情報が「うすく」の場合は画像全
体がダイナミックにうすくなるように階調処理が行われ
る。また、そのときのコピー濃度情報は、その後ユーザ
ーによって変更もしくはリセットされた時点でクリアさ
れる。

【００３０】続いて、上述のように画像処理部３で処理
された画像信号は、デジタル信号としてプリンタ部４へ
と送られる。プリンタ部４では、画像処理部３から送ら
れたデジタル信号をガンマ補正部１０に取り込み、そこ
で、予めプリンタの階調特性に合わせて用意されたＬＵ
Ｔ(Look Up Table) を用いてガンマ（γ）補正を行い、
この補正された信号をレーザー変調部１１に送る。ここ
で、ガンマ補正とは、原稿に記録された画像濃度と実際
にプリント出力された画像濃度との関係が低階調部から
高階調部のわたって一様な比例特性を示すように、各階
調域での濃度特性を変換する処理をいう。

【００３１】レーザー変調部１１では、ガンマ補正され
た信号をレーザーのパルス幅に変調する。これにより、
画像処理部３から与えられたデジタル信号は、最終的に
レーザーの駆動信号として変換され、その駆動信号に従
って露光装置１２から感光体１３へとレーザーが照射さ
れる。

【００３２】一方、感光体１３の表面は、上記レーザー
の照射に先立って帯電器１４により一様な電位、例えば
−４００ｖに帯電される。そして、露光装置１２からの
レーザーの照射により、例えば最も濃度が高い部分は−
１００ｖ、最も濃度が低い部分は−４００ｖ、階調部は
その間の−４００ｖ〜−１００ｖの間で濃度の見合うよ
うな電位となるように、感光体１３の表面に静電潜像が
形成される。

【００３３】こうして感光体１３の表面に形成された静
電潜像は、感光体１３の回転とともに現像部へと移動
し、そこに待機している現像器１５にて現像される。即
ち、現像器１５には、所定の隙間を介して感光体１３と
対向する現像ロール１５ａが設けられ、この現像ロール
１５ａ上に、マイナスに摩擦帯電された均一のトナー層
が形成されている。そしてこの現像ロール１５ａに、現
像バイアス電源１９によって−３００ｖの直流バイアス
と２．０ｋｖピークツゥピークの交流バイアスが印加さ
れ、これに伴う静電潜像との電位差によって感光体１３
の表面にトナーが付着する。このとき、電位差の最も大
きい部分（上記−１００ｖ電位部）に、最も多くのトナ
ーが付着することになる。

【００３４】こうして感光体１３上に形成されたトナー
像（可視像）は、感光体１３の回転とともに転写部へと
移動し、そこに待機している転写ロール１６にて被転写
材に転写される。即ち、転写ロール１６には、これに接
続された転写バイアス電源２０によって転写バイアスが
印加される。一方、被転写材となる用紙３０は、図示せ
ぬ用紙搬送系によって感光体１３と転写ロール１６との
間に送られ、そこでトナー像の物理的転写と上記転写バ
イアスによる静電転写の相乗作用により、感光体１３上
のトナー像が用紙３０へと転写される。

【００３５】その後、トナー像が転写された用紙３０は
定着器３１へと送られ、そこで加圧加熱による画像の定
着がなされたのち、最終的なコピーとして図示せぬトレ
イに排出される。また、上記転写後に感光体１３上に残
ったトナーは、クリーナ１７によって除去される。この
クリーナ１７の除去作業で感光体１３の表面が徐々に削
られ、これに伴う膜厚の減少により感光体１３の感度特
性が経時的に変化する。

【００３６】その対応として、上記一連のコピー処理に
おいては、操作パネル２１を介してユーザーにより選択
されたコピー濃度の情報が、コピースタート時（ユーザ
ーによってスタートボタン２６が押された時）に、画像
処理部３および濃度情報累積メモリ２７へと送られる。

【００３７】このとき、例えば、コピー枚数が１０枚，
コピー濃度が「こく」でコピー動作が開始された場合
は、そのコピー濃度情報に対応した数値「＋１」がコピ
ー枚数分（この場合は１０枚分）だけ濃度情報累積メモ
リ２７に累積されるため、コピー終了時における濃度情
報累積メモリ２７の累積値Ｘは「＋１０」となる。ま
た、その後、コピー枚数が５枚，コピー濃度が「うす
く」でコピー動作が行われた場合は、上記同様にコピー
濃度情報に対応した数値「−１」がコピー枚数分（この
場合は５枚分）だけ濃度情報累積メモリ２７に累積され
るため、コピー終了時の濃度情報累積メモリ２７の累積
値Ｘは、その前の累積値「＋１０」に今回の「−５」が
累積されて「＋５」となる。

【００３８】一方、プリンタ部４のプリント動作に際し
ては、所定の速度で回転する感光体１３の回転数が回転
数検出手段２８によって検出され、その検出信号が回転
数累積メモリ２９に与えられ、そこで累積・記憶され
る。

【００３９】このとき、例えば、一番最初のコピー作業
で感光体１３が合計３０回転したとすると、回転数累積
メモリ２９の累積回転数Ｎは「３０」となり、その後の
コピー作業で感光体１３が合計２０回転したとすると、
その回転数「２０」が回転数累積メモリ２９に累積され
るため、コピー終了時の回転数累積メモリ２９の累積回
転数Ｎは、その前の累積回転数「３０」に今回の回転数
「２０」が累積されて「５０」となる。

【００４０】ここで、回転数累積メモリ２９に累積され
た累積回転数Ｎは、レーザー変調部１１へとフィードバ
ックされ、このフィードバックされた累積回転数Ｎを用
いてレーザー変調部１１は以下の一次変換式によりレー
ザー光量の補正を行う。 Ｌ′＝Ｌ＋Integer(Ｎ／Ｃ) Ｌ′：レーザー光量補正値 Ｌ ：レーザー光量初期値 Ｎ ：感光体累積回転数 Ｃ ：定数＝３０００

【００４１】ちなみに、上記の一次変換式においては、
例えば感光体１３の径（直径）が３０ｍｍで、Ａ４サイ
ズの用紙１枚につき感光体１３が３回転するのに対し、
Ａ４サイズの用紙を１００枚コピーするごとにレーザー
光量の補正が必要である場合への対応例として定数Ｃ＝
３０００に設定してある。

【００４２】さらに、上記回転数累積メモリ２９の累積
回転数Ｎと濃度情報累積メモリ２７の累積値Ｘは、それ
ぞれガンマ補正部１０へとフィードバックされる。これ
に対してガンマ補正部１０には、ガンマ補正用のＬＵＴ
が例えばNO. ０から順に幾つも用意されており、工場出
荷時のデフォルト状態ではNO. ０のＬＵＴが選択される
ようになっている。

【００４３】即ち、ガンマ補正部１０においては、以下
の数式に従ってガンマ補正用のＬＵＴのナンバー（NO.
）を割り出し、この割り出したテーブルナンバーに対
応するＬＵＴを選択してガンマ補正を行う。このとき、
以下の数式から割り出したテーブルナンバー（ＬＵＴN
O. ）は、リセットされずにガンマ補正部５に記憶保持
される。 ＬＵＴ NO.＝Integer(Ｎ／Ｃ) ＋Integer(Ｘ／Ｄ) ＬＵＴ NO.：選択されるＬＵＴのナンバー Ｎ：感光体累積回転数 Ｘ：コピー濃度情報累積値 Ｃ：定数＝３０００ Ｄ：定数＝１００

【００４４】ちなみに、上記の数式においては、例えば
感光体１３の径（直径）が３０ｍｍで、Ａ４サイズの用
紙１枚につき感光体１３が３回転するのに対し、Ａ４サ
イズの用紙を１００枚コピーするごとにガンマ補正が必
要である場合への対応例として定数Ｃ＝３０００に設定
してある。

【００４５】また、ユーザーにより選択されたコピー濃
度の情報については、感光体１３の感度低下に伴ってコ
ピー濃度が慢性的にうすくなった場合の濃度選択状況を
想定し、その累積値Ｘが１００ごとにガンマ補正が必要
である場合への対応例として定数Ｄ＝１００に設定して
ある。

【００４６】これにより、長期使用に伴う感光体１３の
感度特性変化への対応として、予め実験的に予想される
感光体１３の感度低下分については、感光体１３の累積
回転数Ｎに基づいてガンマ補正を行うことで補正でき、
実験的に予想し得ない感光体１３の感度特性のバラツキ
分、即ち複写機１の設置環境や使用状況による長期的な
濃度特性のバラツキについては、ユーザーによって選択
されたコピー濃度の情報に基づいてガンマ補正を行うこ
とで解消できる。

【００４７】このように本実施形態においては、感光体
１３の回転数を回転数検出手段２８で検出し、その検出
した回転数を回転数累積メモリ２９に累積して記憶する
一方、操作パネル２１においてユーザーにより選択され
たコピー濃度の情報を濃度情報累積メモリ２７に累積し
て記憶し、これらの累積情報、特にユーザーによって選
択されたコピー濃度の情報も反映させながら、ガンマ補
正部５でガンマ補正を行うようにしたので、長期にわた
ってユーザーの所望する階調特性を維持することができ
る。

【００４８】また本実施形態では、「こく」のコピー濃
度情報をプラスの数値、「うすく」のコピー濃度情報を
マイナスの数値に置き換えて濃度情報累積メモリ２７に
累積・記憶するようにしているため、ユーザー個々の濃
度認識レベルのばらつきの影響を受けることなく、常に
適切な状況でガンマ補正を行うことができる。即ち、一
定の濃度に対して、或るユーザーＡは少し薄いと感じ、
別のユーザーＢは少し濃いと感じる場合でも、コピー濃
度を選択する際には、ユーザーＡが「こく」を選択し、
ユーザーＢが「うすく」を選択するため、結果的にそれ
らの濃度情報は相殺される。したがって、ユーザーＡ，
Ｂが共に「こく」を選択する状況、つまり感光体１３の
感度低下に伴ってコピー濃度が慢性的にうすくなった状
況でのみ、ガンマ補正を実行させることができる。

【００４９】さらに、ガンマ補正を行うにあたって、操
作パネル２１からのコピー濃度情報を有効に利用してい
るため、きわめて低コストにて、安定した階調特性を実
現することができる。

【００５０】なお、上述の実施形態においては、操作パ
ネル２１における濃度選択状況を把握するために、「こ
く」「ふつう」「うすく」といったコピー濃度情報を
「＋１」「０」「−１」といった数値に置き換え、これ
らのコピー濃度情報に対応した数値をコピー１枚ごとに
濃度情報累積メモリ２７に累積し、その累積値Ｘが所定
の値（本形態では１００，２００，３００，…）に達す
るごとにガンマ補正を行うようにしているが、操作パネ
ル２１における濃度選択状況がどのような条件を満たす
ときにガンマ補正を行うかについては、感光体１３の感
度低下に伴って慢性的にコピー濃度が薄くなった場合の
濃度選択状況を想定したうえで適宜設定すればよい。

【００５１】具体的には、感光体１３の感度低下に伴っ
て慢性的にコピー濃度が薄くなると、操作パネル２１に
おいて個々のユーザーが「こく」のコピー濃度を選択す
る頻度が高くなることが想定される。そのため、上記以
外の条件として、例えば、操作パネル２１のスタートボ
タン２６が押されるたびに、そのとき選択されているコ
ピー濃度の情報を順に取得していき、その中で「こく」
のコピー濃度が所定数以上連続して選択された場合や、
「こく」のコピー濃度が所定の割合以上選択された場
合、さらにはそのいずれか一方の条件を満たした場合
に、ガンマ補正を行うようにするなど、種々の条件設定
が考えられる。

【００５２】また、上記実施形態においては、ガンマ補
正用のＬＵＴを幾つか用意して、それらのＬＵＴの中か
らいずれか一つを適宜選択することでガンマ補正を行う
ようにしているが、これ以外にも、ガンマ補正用のＬＵ
Ｔを一つだけ用意し、そのＬＵＴのデータを所定の演算
式により書き換えることでガンマ補正を行うようにして
もよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
光体の累積回転数と操作パネルにおける濃度選択状況と
に基づいてガンマ補正を行うようにしたので、感光体の
径が小さい小型の画像形成装置においても、感光体の経
時的な感度低下を補正しつつ、長期にわたってユーザー
が所望する階調特性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態に係る電子写真式の複写機の概略構
成図である。

【図２】 実施形態に係る電子写真式の複写機の機能ブ
ロック図である。

【図３】 操作パネルの一例を示す図である。

【符号の説明】

１…複写機、２…画像読取部、３…画像処理部、４…プ
リンタ部、１０…ガンマ補正部、１１…レーザー変調
部、１２…露光装置、１３…感光体、１５…現像器、１
６…転写ロール、２３…濃度選択ボタン、２７…濃度情
報累積メモリ、２８…回転数検出手段、２９…回転数累
積メモリ、３０…用紙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の速度で回転する感光体上に潜像を
   形成し、この潜像を可視像に現像して被転写材に転写す
   る画像形成手段と、 画像形成時の濃度をユーザー側で任意に選択可能とする
   操作パネルと、 前記感光体の累積回転数と前記操作パネルにおける濃度
   選択状況とに基づいてガンマ補正を行う補正手段とを備
   えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、前記感光体の累積回転
   数が所定数に達するか、前記操作パネルにおける濃度選
   択状況が所定の条件を満たすかのいずれかにおいて、ガ
   ンマ補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。