JPH08106204A - 画像形成装置の露光条件設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体の光感度が変動してもその影響を受け
ることなく、簡易かつ高精度に適正な露光条件を設定す
ることができる画像形成装置の露光条件設定方法を提供
する。 【構成】 ２つの異なるレーザ発光強度ＬＤ１，ＬＤ２
を参考点として適正なレーザ発光強度ＬＤＳを直線近似
によって算出する露光条件設定方法において、参考点と
なるレーザ発光強度ＬＤ１，ＬＤ２を前回算出した適正
レーザ発光強度ＬＤＳからの所定のオフセット±ＬＤof
fsetにより設定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ等の露光手段
によって画像に対応した露光を行う静電方式による画像
形成装置の露光条件設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ等の露光手段によって感光体に画
像に対応した露光を行う静電方式の画像形成装置におい
ては、画像に対応した感光体表面電位が光強度等の露光
条件に応じて変化し、画像濃度が変化することから、露
光条件を適正な状態に設定する必要があり、従来より様
々な露光条件設定方法が提案されている。

【０００３】例えば特開平３−８９２６９号には、露光
手段の露光条件を異なる状態に変化させ、各々の状態に
おける感光体表面電位を所定の感光体電位測定手段を用
いて測定し、この測定結果に基づいて適正な露光条件を
設定する方法が開示されている。この方法では、図５に
示すように、所定の電位に帯電された感光体を、２つの
異なるレーザ発光強度ＬＤ１とＬＤ２で露光し、それぞ
れの露光部分における電位（以下、露光部分電位とい
う）ＶＬ１とＶＬ２を測定する。そして、最適な感光部
分電位ＶＬＳが得られるレーザ発光強度ＬＤＳを、図示
のようにＶＬ１とＶＬ２から直線近似によって算出す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に感光
体は、低電位になるにつれて光感度が小さくなるため、
図６に示すように、レーザ強度の上昇に対して電位の低
下率が鈍くなり、ある電位まで低下すると飽和する、と
いう性質を有している。また、近年特に盛んに用いられ
ている有機感光体では、図７に示すように感光体の温度
によってその光感度が大きく変化することが知られてお
り、例えば、ある目標電位（ここでは２００Ｖ）を得る
のに必要な光量が、常温では１．０５ｍＷのものが、高
温では０．８ｍＷ、低温では１．４ｍＷになる。また、
感光体は、使用を繰り返すことによって表面の膜厚が減
少するためその光感度が低下することも知られている。

【０００５】このような性質を有する感光体を用いた画
像形成装置において、図５に示した従来の露光条件設定
方法を適用した場合、以下のような問題が生じる。すな
わち、図５の従来例では、測定した２つの電位ＶＬ１，
ＶＬ２の間を直線近似して最適な露光部分電位ＶＬＳが
得られるレーザ発光強度ＬＤＳを算出したが、実際には
図６に示すようにレーザ強度の上昇に対して電位の低下
率が鈍くなるため、電位ＶＬ１とＶＬ２の間は下に凸の
曲線になっている。したがって、参考値として設定され
た２つのレーザ発光強度ＬＤ１，ＬＤ２の差をあまり大
きくすると、曲線の湾曲の影響が大きくなり、直線近似
により算出されるレーザ発光強度ＬＤＳの精度が低下し
てしまう。

【０００６】一方、２つの参考値ＬＤ１，ＬＤ２の差を
あまり小さく設定すると、直線近似により算出されるレ
ーザ発光強度ＬＤＳがこれら参考値ＬＤ１，ＬＤ２で挟
まれた範囲から外れるため、この場合も精度が低下して
しまう。したがって、２つの参考値ＬＤ１，ＬＤ２は、
想定される装置や感光体のばらつき等を考慮し、適正な
露光部分電位ＶＬＳが得られるレーザ発光強度ＬＤＳを
含む範囲で、かつ可能な限り差が小さくなるよう設定す
ることが望ましい。

【０００７】ところが、前述したように、感光体の光感
度は温度や膜厚の変化に応じて大きく変動することか
ら、結局は、ある程度の許容誤差を見込んで２つの参考
値ＬＤ１，ＬＤ２の差を大きく設定しなければならない
ことなる。これを回避するため、参考値の数を増やす方
法が考えられるが、このようにすると露光量の設定に多
くの時間と手間を要することになり、使い勝手が悪くな
るという問題がある。また、２つの参考値の間を直線で
なく、二次関数等で近似する方法もあるが、この場合処
理が複雑になるという問題がある。

【０００８】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、感光体の光感度が変動してもその影響を受け
ることなく、簡易かつ高精度に適正な露光条件を設定す
ることができる画像形成装置の露光条件設定方法を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、帯電された感光体に、
所定の露光手段によって画像に対応した露光を行うこと
により潜像を形成し、この感光体表面の潜像を現像した
後、印刷媒体に転写することによって印刷画像を得る画
像形成装置に適用される露光条件設定方法であって、前
記露光手段による所定の露光条件を少なくとも２つの異
なる状態に変化させ、各々の状態における感光体表面電
位を検出する第１ステップと、前記第１ステップの検出
結果に基づき、目標となる感光体表面電位が得られる露
光条件の適正値を算出する第２ステップと、前記第２ス
テップで算出された露光条件の適正値を基準として、次
回の露光条件設定において前記第１ステップで露光条件
を変化させるための参考値を設定する第３ステップとを
有することを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記露光手段はレーザ光によるもの
で、前記露光条件はレーザ発光強度であることを特徴と
している。

【００１１】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１記載の発明において、前記露光手段はレーザ光によ
るもので、前記露光条件はレーザのオン・オフ時間を制
御するパルス幅であることを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、露光条件の設定
を行う毎に、前回算出した露光条件の適正値を反映した
参考値が設定され、これら参考値に基づき新たな露光条
件の適正値が算出される。

【００１３】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明において、露光条件としてレーザ発光強
度が設定される。

【００１４】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項１記載の発明において、露光条件としてレーザのオン
・オフを制御するパルス幅が設定される。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例を適用した
カラー複写機の機械的構成を示す透視図であり、図２は
同複写機の電気的構成を示すブロック図である。図１に
示すように、このカラー複写機は、原稿台ＳＴにセット
された原稿を読み取るスキャナー部１０、読み取った画
像データを処理する画像処理部２０、処理された画像デ
ータに従ってレーザを駆動して感光体４２に光ビームを
照射するＲＯＳ光学部３０、および印刷画像を形成する
画像形成部４０から構成されている。

【００１６】そして図２に示すように、スキャナー部１
０では、露光ランプ１１によって原稿ＯＳに光を照射
し、その反射光をＣＣＤ１２で読み取り、増幅器１３で
適当なレベルまで増幅した後、Ａ／Ｄ変換器１４で８ビ
ットのディジタル画像データに変換する。そして、この
画像データに対し、シェーディング補正（符号１５）、
ギャップ補正（符号１６）を施した後、濃度変換部１７
で反射率データから濃度データに変換し、これを画像処
理部２０へ送出する。

【００１７】画像処理部２０では、スキャナー部１０か
ら供給される濃度データに対し、カラー複写機として基
本的な画像処理である色信号変換、墨再生（ＵＣＲ）、
ＭＴＦ処理等を施し（符号２１）、イエロー、マゼン
ダ、シアンおよびブラックの４色の画像データに変換す
る。そして、ガンマ補正を施した後（符号２２）、後述
する画像形成部４０の階調性に合わせて各色階調の補正
を行い、Ｄ／Ａ変換器２３でアナログデータに変換す
る。このアナログ画像データは、比較器２４において三
角波発生器２５から供給される所定周期の三角波信号と
比較される。この比較結果により、アナログ画像データ
はパルス幅変調され、２値の画像データに変換される。

【００１８】すなわち図３に示すように、比較器２４に
おいては、アナログ画像データＡＳは三角波ＴＳと比較
され、アナログ画像データＡＳが三角波ＴＳより大きい
とき値「０」、アナログ画像データＡＳが三角波ＴＳよ
り小さいとき値「１」となる２値画像データＰＳに変換
され、ＲＯＳ光学部３０へ出力される。ＲＯＳ光学部３
０では、２値画像データＰＳの値が「０」のときレーザ
ＯＦＦとされ、「１」のときレーザＯＮとされる。

【００１９】また、パッチ発生器２６は、露光条件設定
時に感光体４２上の画像領域外の所定領域に基準潜像パ
ッチを作成すべくパッチデータを発生させる。セレクタ
２７は、パッチ発生器２６から出力されるパッチデータ
とＤ／Ａ変換器２３から出力されるアナログ画像データ
のいずれかを選択し、比較器２４へ供給する。すなわ
ち、この複写機は、通常のコピー動作モードの他に、所
定の基準潜像パッチを用いて露光条件の設定を行う露光
条件設定モードを有しており、通常のコピー動作モード
では、アナログ画像データが選択され、露光条件設定モ
ードでは、パッチデータが選択されるようになってい
る。この露光条件設定モードにおける動作の詳細につい
ては後述する。

【００２０】ＲＯＳ光学部３０には、画像形成部４０の
演算装置４１により制御されレーザ光量を可変にするレ
ーザ光量可変装置３１とレーザ駆動回路３２が設けられ
ており、レーザ駆動回路３２は比較器２４から供給され
る２値化データＰＳに基づき、レーザ３３をオン・オフ
制御する。レーザ光はポリゴンミラー３４により偏向さ
れ、ｆ・θレンズ３５、反射ミラー３６を介して画像形
成部４０の感光体４２へ導かれる。

【００２１】画像形成部４０には、感光体４２の周囲に
帯電装置４３、ロータリ現像装置４４、転写装置４５、
クリーナー装置４６、除電ランプ４７および感光体表面
電位を測定する電位計４８が配置されている。また、画
像形成を制御する演算装置４１の他、この演算装置４１
によって制御され帯電装置４３の帯電量を変化させる帯
電量可変装置４９、ロータリ現像装置４４の各色の現像
器にトナーを供給するトナーディスペンス装置５０に加
え、図１に示すように、定着装置５１、用紙搬送装置５
２、用紙トレイ５３等が設けられている。

【００２２】こうした構成により、周知のゼログラフィ
ープロセスに従って画像形成が行われる。すなわち、回
転する感光体４２は、帯電装置４３により一様にマイナ
ス帯電された後、レーザ光によりまず第１色目「ブラッ
ク」の潜像が形成される。この潜像は、ロータリ現像装
置４４の第１色目「ブラック」に対応する現像器によっ
てマイナス帯電されたブラックトナーが現像バイアス電
圧によって感光体４２上のマイナス電荷が除去された部
分に吸引されることにより現像される。この現像像は、
用紙トレイから用紙搬送装置５２によって搬送され転写
ドラム４５ａに巻き付けられた図示しない用紙に転写コ
ロトロン４５ｂによって転写される。感光体４２上に転
写されずに残った像はクリーナー装置４６により除去さ
れ、感光体４２は除電ランプ４７により除電され、再び
帯電装置４３により一様にマイナス帯電され、第２色目
「イエロー」の像形成が続いて行われる。

【００２３】このようにして、第３色目「マゼンダ」、
第４色目「シアン」まで４色の現像像が転写ドラム４５
ａ上の用紙に順次転写されると、用紙は剥離コロトロン
４５ｃにより転写ドラム４５ａから剥離された後、定着
装置５１によってトナーが定着され、カラーコピーが形
成される。また、転写ドラム４５ａの周囲には除電コロ
トロン４５ｄが設けられており、この除電コロトロン４
５ｄは、各色の転写後、または用紙剥離後に用紙上及び
転写ドラム４５ａのフィルム上の余分な電荷を除電す
る。

【００２４】次に、図４に示すフローチャートを参照
し、本実施例による露光条件設定モードにおける感光体
電位制御の動作を説明する。なお、本実施例では、複写
機の電源投入直後におけるコピー開始前と、その後の所
定時間経過毎におけるコピー開始前に、演算装置４１か
らの指示に応じて以下の動作を行うが、本発明はこれに
限らず、使用する感光体４２の感度変動特性に合わせて
コピー実行中等に以下の動作を行うことも可能である。

【００２５】まず初期状態として、画像形成部４０の演
算装置４１には予め目標暗電位（感光体上の暗部の目標
電位）ＶＨＳ、目標露光電位（感光体上の露光部の目標
電位）ＶＬＳ、目標暗電位ＶＨＳと現像バイアス電位Ｖ
Ｂとの電位差であるカブリ防止電位差ＶＣ、グリッド電
圧の参考値ＶＧ１，ＶＧ２、および次回の適正レーザ発
光強度を計算するためのオフセット量ＬＤoffsetに加
え、前回の感光体電位制御で求めた適正レーザ発光強度
ＬＤＳが記憶されている。

【００２６】そしてステップＳ１では、帯電装置４３の
グリッド電圧を帯電量可変装置４９により参考値ＶＧ
１，ＶＧ２としたときの暗電位ＶＨ１，ＶＨ２を電位計
４８で検出する。さらにステップＳ２では、下式（１）
によって目標暗電位ＶＨＳが得られる適正グリッド電圧
ＶＧＳを算出する。 ＶＧＳ＝（ＶＧ２−ＶＧ１）×（ＶＨＳ−ＶＨ１）／（ＶＨ２−ＶＨ１） ＋ＶＧ１ ……………………………………………（１）

【００２７】次に、ステップＳ３では、露光条件設定を
行う。本実施例では、レーザ発光強度の参考値ＬＤ１，
ＬＤ２を、演算装置４１に記憶されているオフセット量
ＬＤoffsetと前回の感光体電位制御で求めた適正レーザ
発光強度ＬＤＳに基づき、下式（２），（３）によって
算出する。 ＬＤ１＝ＬＤＳ−ＬＤoffset ………………………………（２） ＬＤ２＝ＬＤＳ＋ＬＤoffset ………………………………（３）

【００２８】すなわち、前回のレーザ発光強度の適正値
ＬＤＳを基準として新たに参考値ＬＤ１，ＬＤ２が設定
されるため、ＬＤ１とＬＤ２の差をあまり大きくしなく
ても、２つの参考値ＬＤ１，ＬＤ２の間で新たな適正レ
ーザ発光強度ＬＤＳを求めることができる。

【００２９】そして、ステップＳ４では、上記ステップ
Ｓ２で求めた適正グリッド電圧ＶＧＳによって感光体４
２を帯電させるとともに、セレクタ２７が演算装置４１
の指示に応じてパッチ発生器２６からのパッチデータを
選択し、これを比較器２４へ出力する。これにより、パ
ッチデータは三角波と比較され、２値化されたデータが
ＲＯＳ光学部３０のレーザ駆動回路３２へ供給される。
一方、レーザ光量可変装置３１はレーザ駆動回路３２が
駆動するレーザ３３のレーザ発光強度を上記ステップＳ
３で求めた異なる２つの値ＬＤ１，ＬＤ２に変化させ
る。これにより、各々のレーザ発光強度ＬＤ１，ＬＤ２
に対応したパッチが感光体４２上に作成される。そし
て、このときのそれぞれのパッチ電位ＶＬ１，ＶＬ２を
電位計４８で検出する。

【００３０】次に、ステップＳ５では、目標露光電位Ｖ
ＬＳが得られる適正レーザ発光強度ＬＤＳを図５に示し
た２点間の直線近似によって算出する。そしてステップ
Ｓ６では、目標暗電位ＶＨＳとカブリ防止電位差ＶＣと
の差を計算して現像バイアス電位ＶＢを求める。さらに
ステップＳ７では、上記のように算出した適正グリッド
電圧ＶＧＳ、適正レーザ発光強度ＬＤＳおよび現像バイ
アス電位ＶＢが演算装置４１に記憶され、以後はこれら
の値に基づき画像が形成される。こうして、次回の感光
体電位制御においても、上記動作が繰り返され、今回の
算出値を反映した新たな適正レーザ発光強度ＬＤＳが求
められる。

【００３１】このように、本実施例によれば、目標露光
電位ＶＬＳを得るための露光条件としてレーザ発光強度
を設定する際に、２つの異なるレーザ発光強度の参考値
ＬＤ１，ＬＤ２に基づく直線近似によって適正レーザ発
光強度ＬＤＳを得るが、２つの参考値ＬＤ１，ＬＤ２を
前回求めた適正レーザ発光強度ＬＤＳからのオフセット
ＬＤoffsetにより設定するため、感光体の温度や膜厚な
どの直前の状態が反映されるとともに、２つの参考値Ｌ
Ｄ１，ＬＤ２の差をあまり大きくしなくても、これら参
考値ＬＤ１，ＬＤ２の間で新たな適正レーザ発光強度Ｌ
ＤＳを求めることができる。この結果、感光体の温度変
化や膜厚の減少等によって感光体の光感度が変動しても
その影響を受けることなく、直線近似を用いた簡単な方
法で高精度に露光条件を設定することができる。

【００３２】なお、既述した実施例では、露光条件とし
てレーザ光量可変装置３１により可変となるレーザ発光
強度を採用したが、これに限らず、例えばレーザ３３を
オン・オフ制御する際のパルス幅（すなわち、レーザＯ
Ｎの時間間隔）を露光条件としてもよい。この場合、制
御の対象はパッチ発生器２６から出力されるパッチデー
タ（画像面積率１００％）のアナログ電圧になり、図３
について説明したように、比較器２４に入力するアナロ
グ電圧を変えるとレーザ３３をオン・オフするパルス幅
が変わる。したがって、図４のステップＳ３で参考値と
なる２つのパッチデータのアナログ電圧を設定し、ステ
ップＳ４で各々のパッチデータのアナログ電圧における
パッチ電位ＶＬ１，ＶＬ２を検出し、さらにステップＳ
５で目標露光電位ＶＬＳが得られるパッチデータのアナ
ログ電圧を２点間の直線近似によって算出し、その値を
画像面積率１００％のアナログ電圧とすることにより、
上記実施例と同様の効果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、露光条件の適正値を算出するための参考値を前回求
めた適正値を基準として設定するため、感光体の温度や
膜厚などの直前の状態が反映されるとともに、各参考値
の差をあまり大きくしなくても、これら参考値の範囲内
で新たな適正値を求めることができる。この結果、感光
体の温度変化や膜厚の減少等によって感光体の光感度が
変動してもその影響を受けることなく、直線近似等を用
いた簡単な方法で高精度に適正な露光条件を設定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例の機械的構成を示す透視
図である。

【図２】 同実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図３】 同実施例で行われるパルス幅変調による画像
データの２値化を説明するための図である。

【図４】 同実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】 従来の露光条件設定方法を説明するための図
である。

【図６】 レーザ強度と感光体表面電位との関係を示す
グラフである。

【図７】 各温度領域におけるレーザ強度と感光体表面
電位との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ スキャナ部 ２０ 画像処理部 ３０ ＲＯＳ光学部 ３１ レーザ光量可変装置 ３２ レーザ駆動回路（露光手段） ３３ レーザ（露光手段） ４０ 画像形成部 ４１ 演算装置 ４２ 感光体 ４８ 電位計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電された感光体に、所定の露光手段に
   よって画像に対応した露光を行うことにより潜像を形成
   し、この感光体表面の潜像を現像した後、印刷媒体に転
   写することによって印刷画像を得る画像形成装置に適用
   される露光条件設定方法であって、 前記露光手段による所定の露光条件を少なくとも２つの
   異なる状態に変化させ、各々の状態における感光体表面
   電位を検出する第１ステップと、 前記第１ステップの検出結果に基づき、目標となる感光
   体表面電位が得られる露光条件の適正値を算出する第２
   ステップと、 前記第２ステップで算出された露光条件の適正値を基準
   として、次回の露光条件設定において前記第１ステップ
   で露光条件を変化させるための参考値を設定する第３ス
   テップとを有する画像形成装置の露光条件設定方法。
2. 【請求項２】 前記露光手段はレーザ光によるもので、
   前記露光条件はレーザ発光強度であることを特徴とする
   請求項１記載の露光条件設定方法。
3. 【請求項３】 前記露光手段はレーザ光によるもので、
   前記露光条件はレーザのオン・オフ時間を制御するパル
   ス幅であることを特徴とする請求項１記載の露光条件設
   定方法。