(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に対する帯電、多階調の画像信号による露光及び現像を含む電子写真プロセスを行って多階調の画像形成を行う画像形成装置の電子写真プロセス制御装置において、階調と目標感光体表面電位との関係が格納され前記階調に対する前記目標感光体表面電位を出力する記憶手段と、前記階調と前記感光体の露光量との関係が格納されこの関係により前記感光体の露光量を前記階調に対応した露光量に変換する、前記関係を変更できる階調／露光量変換手段と、この階調／露光量変換手段により変換された前記露光量と前記感光体の表面電位との関係をシミュレートする感光体表面電位推定手段と、この感光体表面電位推定手段でシミュレートした前記感光体の表面電位と前記記憶手段から出力された前記目標感光体表面電位とが等しくなるように前記階調／露光量変換手段の前記関係を変更することにより潜像電位γを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位と前記感光体の帯電電位から、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された環境条件とから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件とから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された環境条件と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【請求項７】
請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真プロセスによって多階調の複写あるいは印刷等を行う画像形成装置の電子写真プロセス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスによって多階調の複写あるいは印刷等を行う画像形成装置は複写機、プリンタ、ファクシミリ等がある。このような画像形成装置の電子写真プロセス制御装置としては、感光体の表面電位などを表面電位計などにより測定し、その測定値と感光体表面電位の目標値との差に比例した量だけ感光体の露光量を補正し、このような動作を感光体表面電位が目標値に合うまで繰り返すものがある。
【０００３】
例えば、特開昭６３ー１５１９７３号公報には、感光体表面上において画像信号で変調した光ビームを走査することによって潜像を形成し、その潜像を現像することによって可視画像を得る電子写真式印字装置において、光ビーム照射後の感光体表面の明部電位を測定する測定手段と、この測定手段の測定結果の信号に基づいて明部電位が目標値の公差範囲内になるように前記光ビームの光量を制御する制御手段とを備えて成る電子写真式印字装置が記載されている。
【０００４】
また、このような画像形成装置の電子写真プロセス制御装置を多階調の画像形成を行う画像形成装置の電子写真プロセス制御装置に応用した例なども見られる。例えば、特開昭６２ー２３５６８５号公報には、入力したデジタル画像データを変換情報に従って変換する変換手段と、所定データを出力するデータ発生手段と、変換された画像データと前記所定データを選択して画像信号として出力する選択手段と、前記画像信号に基づいて像形成を行う像形成手段と、該像形成手段の像形成要素をモニタするモニタ手段とを備え、前記所定のデータに対応するモニタ情報により前記変換情報を変更するようにしたことを特徴とする画像形成装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記多階調の画像形成を行う画像形成装置の電子写真プロセス制御装置では、感光体の表面電位などを測定し、その測定値と感光体表面電位の目標値との差に比例した量だけ感光体の露光量を補正し、このような動作を感光体表面電位が目標値に合うまで繰り返すので、画像データの１つ１つの階調を制御するのに時間がかかることになる。
【０００６】
本発明は、多階調の画像形成を行う画像形成装置において任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して階調に対する潜像電位が一定になるように階調と感光体の露光量との関係を変更することにより、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる電子写真プロセス制御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】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、感光体に対する帯電、多階調の画像信号による露光及び現像を含む電子写真プロセスを行って多階調の画像形成を行う画像形成装置の電子写真プロセス制御装置において、階調と目標感光体表面電位との関係が格納され前記階調に対する前記目標感光体表面電位を出力する記憶手段と、前記階調と前記感光体の露光量との関係が格納されこの関係により前記感光体の露光量を前記階調に対応した露光量に変換する、前記関係を変更できる階調／露光量変換手段と、この階調／露光量変換手段により変換された前記露光量と前記感光体の表面電位との関係をシミュレートする感光体表面電位推定手段と、この感光体表面電位推定手段でシミュレートした前記感光体の表面電位と前記記憶手段から出力された前記目標感光体表面電位とが等しくなるように前記階調／露光量変換手段の前記関係を変更することにより潜像電位γを制御する制御手段とを備えたものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位と前記感光体の帯電電位から、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された環境条件とから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに環境により特性が大きく変化する感光体でも潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件とから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに感光体の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された環境条件と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに環境により特性が大きく変化する感光体でも潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができるとともに、画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるものであり、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに感光体の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に潜像電位γを制御することができるとともに、画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図３は請求項１に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示す。この実施形態は、デジタル複写機の一実施形態であり、透明な原稿台１１上に載置された原稿１２がランプからなる光源１３により照明されてその反射光が光学系１４を介して読み取り手段としてのＣＣＤ１５により受光される。原稿台１１又は光源１３及び光学系１４が駆動源により駆動されて移動することにより原稿１２が走査され、ＣＣＤ１５が原稿１２を読み取って画像信号を出力する。
【００１５】
このＣＣＤ１５からの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１６により多階調のデジタル画像データに変換され、原稿画像処理部１７により所定の画像処理が行われる。露光操作値決定部１８は原稿画像処理部１７からの多階調の画像データにより露光に関する操作値を決定し、半導体レーザなどで構成される露光手段としての露光制御部１９は露光操作値決定部１８からの操作値に応じた露光量の露光を感光体、例えば感光体ドラム２０に行う。
【００１６】
感光体ドラム２０は、駆動源により回転駆動されて帯電手段としての帯電器２１により電荷が付与されて均一に帯電し、露光制御部１９による露光で静電潜像が形成される。帯電操作値決定部２２は帯電に関する操作値を決定し、帯電制御部２３は帯電操作値決定部２２からの操作値に応じて帯電器２１を駆動して帯電器２１に感光体ドラム２０を帯電させる。
【００１７】
感光体ドラム２０上の静電潜像は現像手段としての現像部２４によりトナーが付着されてトナー像に可視画像化される。現像部２４は、現像ローラ２４ａ及び撹拌器２４ｂを有し、例えば２成分現像剤により感光体ドラム２０上の静電潜像を現像する。現像ローラ２４ａには現像バイアス電源から現像バイアス電圧が印加され、撹拌器２４ｂは現像部２４内の現像剤を撹拌する。転写材としての転写紙２５は、給紙装置から搬送ローラを介してレジストローラ２６へ給送され、レジストローラ２６により感光体ドラム２０上のトナー像に合わせて送出される。
【００１８】
この転写紙２５は、転写手段としての転写チャージャ２７により感光体ドラム２０上のトナー像が転写されて分離手段としての分離チャージャ２８により感光体ドラム２０から分離され、定着装置２９によりトナー像が定着されてコピーとして排出される。また、感光体ドラム２０は、残留トナーが転写紙分離後にクリーニング装置により除去され、残留電荷が除電ランプにより除去される。
【００１９】
このような電子写真プロセスが繰り返して行われることにより多階調の画像形成が繰り返して行われる。このデジタル複写機の環境条件を測定するための環境条件測定手段としては感光体ドラム２０の周囲の温度、湿度をそれぞれ測定する温度センサ３０、湿度センサ３１が設けられ、また、感光体ドラム２０の表面電位が現像部２４より手前で感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定される。
【００２０】
トナー付着量センサ３３は感光体ドラム２０のトナー付着量を検知し、トナー濃度センサ３４は現像部２４内の現像剤のトナー濃度を検知する。また、総画像形成枚数計数手段としての現像剤用コピーカウンタ３５は現像部２４内の現像剤が新品の時から上述のようにコピーを１枚とるごとにカウントして総コピー枚数を計数し、現像剤総撹拌時間測定部３６は現像部２４内の現像剤が新品の時から撹拌器２４ｂにより現像部２４内の現像剤を撹拌した時間を測定する。
【００２１】
ここに、このデジタル複写機の電子写真プロセスにおけるネガ・ポジ現像での各電位関係を示すと、図２のようになる。まず、感光体ドラム２０は帯電チャージャ２１により帯電電位Ｖｄに帯電され、続いて、画像となる部分（露光部）がその画像濃度により異なる露光量で露光制御部１９により露光されて露光部電位Ｖｌとなる。
【００２２】
ここで、現像バイアス電源から現像ローラ２４ａに印加される現像バイアス電圧Ｖｂと露光部電位Ｖｌとの差（Ｖｂ−Ｖｌ）は「現像ポテンシャル」と称され、この現像ポテンシャルなる電位差に比例した量のトナーが現像部２４にて感光体ドラム２０の表面に付着して静電潜像が現像される。このように感光体ドラム２０の表面に付着したトナーが転写紙２５に転写されることにより転写紙２５上に画像が形成される。
【００２３】
よって、感光体ドラム２０のトナー付着量は現像ポテンシャルの大きさによって変化することがわかり、例えば感光体ドラム２０の露光部電位を原稿画像の濃度に対応した適切な電位に制御することが、電子写真プロセス、特にカラー電子写真プロセスにおいて、高画質の画像を得るために重要である。
【００２４】
また、多階調の電子写真プロセスにおいては各階調について上記のような電位制御を行う必要がある。そして、階調と露光部電位との関係（潜像電位γ）はあらかじめ目標値が設定されている。この目標潜像電位γは常に一定であるとは限らない。例えば、温度／湿度のような環境条件、感光体ドラム２０の露光部電位とトナー付着量との関係である現像特性の変動によっても変動する。いずれにせよ潜像電位γの制御では階調と露光部電位との関係を常に目標の潜像電位γに合わせることが重要である。
【００２５】
図１は、このデジタル複写機の電子写真プロセス制御装置を示す。感光体表面電位目標値記憶装置３７は、画像データの階調と目標感光体表面電位との関係がデータとして格納された記憶手段であり、所定のタイミング毎の潜像電位γ制御時に階調発生装置から入力される任意の階調（例えば順次に入力される全ての階調）Ａに対する目標感光体表面電位Ｖｔｇｔ（Ａ）を比較手段としての比較器３８へ出力する。
【００２６】
階調／露光量変換部３９は、任意の階調Ａと感光体ドラム２０の露光量との関係がデータとして格納されていてこの関係により感光体ドラム２０の露光量を任意の階調Ａに対応した露光量とするものであって、その関係を変更できる階調／露光量変換手段であり、上記露光操作値決定部１８にて用いられる。
【００２７】
露光操作値決定部１８は画像形成時には階調／露光量変換部３９により原稿画像処理部１７からの画像データの階調Ａをこれに対応した露光量Ｌ（Ａ）に変換変換して露光に関する操作値を決定し、露光制御部１９は露光操作値決定部１８からの操作値に応じた露光量（原稿画像処理部１７からの画像データの階調Ａに対応した露光量）Ｌ（Ａ）の露光を感光体ドラム２０に行う。
【００２８】
所定のタイミング毎の潜像電位γ制御時には、階調／露光量変換部３９は階調発生装置から入力される任意の階調（例えば順次に入力される全ての階調）Ａをこれに対応した露光量Ｌ（Ａ）に変換して感光体表面電位推定装置４０へ出力する。感光体表面電位推定装置４０は、感光体ドラム２０の露光量と感光体ドラム２０の表面電位との関係をシミュレートする感光体表面電位推定手段であり、階調／露光量変換部３９から入力された露光量Ｌ（Ａ）に対する感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する。
【００２９】
感光体表面電位目標値記憶装置３７からの目標感光体表面電位Ｖｔｇｔ（Ａ）と感光体表面電位推定装置４０からの感光体表面電位推定値Ｖ（Ｌ（Ａ））とは比較器３８により比較され、この比較器３８の比較結果により階調／露光量変換部３９の階調Ａと露光量との関係が目標感光体表面電位Ｖｔｇｔ（Ａ）と感光体表面電位推定値Ｖ（Ｌ（Ａ））とが等しくなるように変更される。
【００３０】
所定のタイミング毎の潜像電位γ制御時において以上の動作が全ての階調Ａに対して行われることにより、潜像電位γ（階調と露光部電位との関係）を良好に制御することができ、しかも、感光体表面電位推定装置４０を用いているために短時間に全ての階調について制御を行うことができる。
【００３１】
さらに、図４を用いて本電子写真プロセス制御装置を説明する。図４の第１象限は画像データの階調と目標感光体表面電位との関係を示し、この関係は感光体表面電位目標値記憶装置３７に格納されている。図４の第２象限は感光体ドラム２０の露光量と感光体ドラム２０の表面電位との関係を示し、この関係は感光体表面電位推定装置４０に格納されている。
【００３２】
図４の第３象限は階調Ａと感光体ドラム２０の露光量との関係を示し、この関係は階調／露光量変換部３９に格納されている。そして、階調Ａと感光体ドラム２０の露光量との関係が目標どおりになるように階調／露光量変換部３９に格納されている階調Ａと露光量との関係が比較器３８の比較結果により変更される。
例えば、感光体ドラム２０の露光量と感光体ドラム２０の表面電位との関係が図４の第２象限の実線のようになっていたならば、階調Ａと感光体ドラム２０の露光量との関係も図４の第３象限の実線のようになる。
【００３３】
また、感光体ドラム２０の感度が変わって露光量Ｌ（Ａ）に対する感光体表面電位推定装置４０の出力Ｖ（Ｌ（Ａ））が図４の第２象限の点線のようになったならば、階調Ａと感光体ドラム２０の露光量との関係も図４の第３象限の点線のように補正されることになる。
以上説明したような機能により、画像データの階調と感光体ドラム２０の表面電位との関係を目標に保つことができる。
【００３４】
このように、請求項１に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、感光体としての感光体ドラム２０に対する帯電、多階調の画像信号による露光及び現像を含む電子写真プロセスを行って多階調の画像形成を行うデジタル複写機からなる画像形成装置の電子写真プロセス制御装置において、階調と目標感光体表面電位との関係が格納され前記階調に対する前記目標感光体表面電位を出力する記憶手段としての感光体表面電位目標値記憶装置３７と、前記階調と前記感光体２０の露光量との関係が格納されこの関係により前記感光体２０の露光量を前記階調に対応した露光量に変換する、前記関係を変更できる階調／露光量変換手段としての階調／露光量変換部３９と、この階調／露光量変換手段により変換された前記露光量と前記感光体２０の表面電位との関係をシミュレートする感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定装置４０と、この感光体表面電位推定手段でシミュレートした前記感光体の表面電位と前記記憶手段から出力された前記目標感光体表面電位とが等しくなるように前記階調／露光量変換手段３９の前記関係を変更することにより、潜像電位γを制御する制御手段としての比較器３８とを備えたので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を変更するができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００３５】
次に、請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。この実施形態では、上記請求項１に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態において、感光体表面電位推定装置４０が図６に示すように構成される。この感光体表面電位推定装置４０は、階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）と、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位とから感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する感光体表面電位推定手段４０ａが用いられる。
【００３６】
ここに、潜像電位γ制御時には、感光体２０の潜像特性を測定するために、感光体ドラム２０上に潜像パッチが形成される。すなわち、露光操作値決定部１８は階調／露光量変換手段３９により潜像パッチ発生部からの基準濃度を有するパッチの階調をこれに対応した露光量に変換して露光に関する操作値を決定する。
感光体ドラム２０は、帯電チャージャ２１により均一に帯電された後に、露光制御部１９より露光操作値決定部１８からの操作値に応じた露光量の露光を受けて潜像パッチが形成される。
【００３７】
感光体表面電位推定手段４０ａは、あらかじめ様々な感光体ドラム２０に対して帯電チャージャ２１による帯電量及び露光制御部１９による露光量を様々に変更してその表面電位を表面電位計３２により測定し、同時にあらかじめ設定した露光量で作成された感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位及び帯電電位も表面電位計３２により測定し、これらの測定電位（例えば感度の良い感光体ドラムでは図５の黒丸のようになり、感度の劣化した感光体ドラムでは図５の白丸のようになる）から、感光体ドラム２０の任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定する（感度の良い感光体ドラムでは図５の実線のように推定し、感度の劣化した感光体ドラムでは図５の点線のように推定する）ようなシミュレーションモデルに作成したものである。
【００３８】
このシミュレーションモデル４０ａは、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を格納したルックアップテーブルでもよいし、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を学習させたニューラルネットワーク、ファジィモデルなどであってもよい。
【００３９】
感光体表面電位推定装置４０を図６に示すような構成とすることにより、感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位より感光体ドラム２０の感度を考慮して精度良く任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を求めることができ、ひいては潜像電位γを良好に制御できることになる。
【００４０】
このように、請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定手段４０ａは、前記感光体２０の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定された、前記感光体２０の潜像特性を測定するために前記感光体２０上に作成された潜像パッチの表面電位と前記感光体２０の帯電電位から、前記感光体２０に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体２０の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段４０ａからなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００４１】
次に、請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。この実施形態では、上記請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態において、感光体表面電位推定装置４０が図７に示すように構成される。この感光体表面電位推定装置４０は、階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）と、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定された温度、湿度等の環境条件とから感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する感光体表面電位推定手段４０ｂが用いられる。
【００４２】
感光体表面電位推定手段４０ｂは、あらかじめ様々な感光体ドラム２０に対して帯電チャージャ２１による帯電量、露光制御部１９による露光量、温度、湿度等の環境条件を様々に変更してその表面電位を表面電位計３２により測定し、同時にあらかじめ設定した露光量で作成された感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位及び帯電電位も表面電位計３２により測定し、これらの測定電位及び環境条件から、感光体ドラム２０の任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定するシミュレーションモデルに作成したものである。
【００４３】
このシミュレーションモデル４０ｂは、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定された温度、湿度等の環境条件と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を格納したルックアップテーブルでもよいし、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定された温度、湿度等の環境条件と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を学習させたニューラルネットワーク、ファジィモデルなどであってもよい。
【００４４】
この実施形態では、上記請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態に比べて感光体表面電位推定手段４０ｂに環境条件を入力するようにしたことにより、環境により特性が大きく変化する感光体ドラム２０に対しても良好に任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定できることになる。
【００４５】
このように、請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定装置４０は、前記感光体２０の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定された、前記感光体２０の潜像特性を測定するために前記感光体２０上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体２０の帯電電位と、前記感光体２０の周囲の環境条件を測定するための温度センサ３０、湿度センサ３１等からなる環境条件測定手段により測定された環境条件とから、前記感光体２０に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体２０の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段４０ｂからなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに環境により特性が大きく変化する感光体でも潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００４６】
次に、請求項４に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。この実施形態では、上記請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態において、感光体表面電位推定装置４０が図８に示すように構成される。この感光体表面電位推定装置４０は、階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）と、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時に測定された温度、湿度等の環境条件と、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記画像形成時に測定された温度、湿度等の環境条件とから感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する感光体表面電位推定手段４０ｃが用いられる。
【００４７】
感光体表面電位推定手段４０ｃは、あらかじめ様々な感光体ドラム２０に対して帯電チャージャ２１による帯電量、露光制御部１９による露光量、温度、湿度等の環境条件を様々に変更してその表面電位を表面電位計３２により測定し、同時にあらかじめ設定した露光量で作成された感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位及び帯電電位も表面電位計３２により測定し、これらの測定電位、これらの電位を測定した時点で環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等により測定した温度、湿度等の環境条件、実際に画像形成を行う際に環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定される温度、湿度等の環境条件から、感光体ドラム２０の任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定するシミュレーションモデルに作成したものである。
【００４８】
このシミュレーションモデル４０ｃは、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時に測定された温度、湿度等の環境条件、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記画像形成時に測定された温度、湿度等の環境条件と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を格納したルックアップテーブルでもよいし、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時に測定された温度、湿度等の環境条件、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記画像形成時に測定された温度、湿度等の環境条件と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を学習させたニューラルネットワーク、ファジィモデルなどであってもよい。
【００４９】
この実施形態では、上記請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態に比べて、感光体表面電位推定手段４０ｃに環境条件を感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで別々に入力するようにしたことにより、感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定できることになる。
【００５０】
このように、請求項４に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定装置４０は、前記感光体２０の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定された、前記感光体２０の潜像特性を測定するために前記感光体２０上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体２０の帯電電位と、前記感光体２０の周囲の環境条件を測定するための温度センサ３０、湿度センサ３１等からなる環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件とから、前記感光体２０に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体２０の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段４０ｃからなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに感光体の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００５１】
次に、請求項５に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。この実施形態では、上記請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態において、感光体表面電位推定装置４０が図９に示すように構成される。この感光体表面電位推定装置４０は、階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）と、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数（総画像形成枚数）とから感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する感光体表面電位推定手段４０ｄが用いられる。
【００５２】
感光体表面電位推定手段４０ｄは、あらかじめ様々な感光体ドラム２０に対して帯電チャージャ２１による帯電量、露光制御部１９による露光量、総コピー枚数を様々に変更してその表面電位を表面電位計３２により測定し、同時にあらかじめ設定した露光量で作成された感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位及び帯電電位も表面電位計３２により測定し、これらの測定電位及び総コピー枚数から、感光体ドラム２０の任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定するシミュレーションモデルに作成したものである。
【００５３】
このシミュレーションモデル４０ｄは、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を格納したルックアップテーブルでもよいし、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を学習させたニューラルネットワーク、ファジィモデルなどであってもよい。
【００５４】
この実施形態では、上記請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態に比べて、感光体表面電位推定手段４０ｄに総コピー枚数を入力するようにしたことにより、画像形成の繰り返しで感光体ドラム２０の表面が削られて感光体ドラム２０の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定できることになる。
【００５５】
このように、請求項５に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定装置４０は、前記感光体２０の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定された、前記感光体２０の潜像特性を測定するために前記感光体２０上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体２０の帯電電位と、前記感光体２０の履歴を示すパラメータとしての総コピー枚数とから、前記感光体２０に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体２０の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段４０ｄからなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００５６】
次に、請求項６に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。この実施形態では、上記請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態において、感光体表面電位推定装置４０が図１０に示すように構成される。この感光体表面電位推定装置４０は、階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）と、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定された温度、湿度等の環境条件と、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数（総画像形成枚数）とから感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する感光体表面電位推定手段４０ｅが用いられる。
【００５７】
感光体表面電位推定手段４０ｅは、あらかじめ様々な感光体ドラム２０に対して帯電チャージャ２１による帯電量、露光制御部１９による露光量、温度、湿度等の環境条件、総コピー枚数を様々に変更してその表面電位を表面電位計３２により測定し、同時にあらかじめ設定した露光量で作成された感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位及び帯電電位も表面電位計３２により測定し、これらの測定電位、環境条件及び総コピー枚数から、感光体ドラム２０の任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定するシミュレーションモデルに作成したものである。
【００５８】
このシミュレーションモデル４０ｅは、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定された温度、湿度等の環境条件、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を格納したルックアップテーブルでもよいし、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定された温度、湿度等の環境条件、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を学習させたニューラルネットワーク、ファジィモデルなどであってもよい。
【００５９】
この実施形態では、上記請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態に比べて、感光体表面電位推定手段４０ｅに環境条件を入力するようにしたことにより、画像形成の繰り返しで感光体ドラム２０の表面が削られて感光体ドラム２０の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定できることになる。
【００６０】
このように、請求項６に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定装置４０は、前記感光体２０の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定された、前記感光体２０の潜像特性を測定するために前記感光体２０上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体２０の帯電電位と、前記感光体２０の周囲の環境条件を測定するための温度センサ３０、湿度センサ３１等からなる環境条件測定手段により測定された環境条件と、前記感光体２０の履歴を示すパラメータとしての総コピー枚数とから、前記感光体２０に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体２０の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段４０ｅからなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに環境により特性が大きく変化する感光体でも潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができるとともに、画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００６１】
次に、請求項７に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。この実施形態では、上記請求項４に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態において、感光体表面電位推定装置４０が図１１に示すように構成される。この感光体表面電位推定装置４０は、階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）と、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位と、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時に測定された温度、湿度等の環境条件と、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記画像形成時に測定された温度、湿度等の環境条件と、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数（総画像形成枚数）とから感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））を推定する感光体表面電位推定手段４０ｆが用いられる。
【００６２】
感光体表面電位推定手段４０ｆは、あらかじめ様々な感光体ドラム２０に対して帯電チャージャ２１による帯電量、露光制御部１９による露光量、温度、湿度等の環境条件、総コピー枚数（総画像形成枚数）を様々に変更してその表面電位を表面電位計３２により測定し、同時にあらかじめ設定した露光量で作成された感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位及び帯電電位も表面電位計３２により測定し、これらの測定電位、これらの電位測定時点で環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等により測定した温度、湿度等の環境条件、実際に画像形成を行う際に環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で測定される温度、湿度等の環境条件、総コピー枚数から、感光体ドラム２０の任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定するシミュレーションモデルに作成したものである。
【００６３】
このシミュレーションモデル４０ｆは、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時に測定された温度、湿度等の環境条件、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記画像形成時に測定された温度、湿度等の環境条件、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を格納したルックアップテーブルでもよいし、上記階調／露光量変換部３９からの露光量Ｌ（Ａ）、表面電位計３２にて測定された感光体ドラム２０の帯電電位、感光体ドラム２０上の潜像パッチの表面電位、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記感光体ドラム２０の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時に測定された温度、湿度等の環境条件、環境条件測定手段としての温度センサ３０、湿度センサ３１等で上記画像形成時に測定された温度、湿度等の環境条件、現像剤用コピーカウンタ３５で計数した総コピー枚数と感光体ドラム２０の表面電位Ｖ（Ｌ（Ａ））との関係を学習させたニューラルネットワーク、ファジィモデルなどであってもよい。
【００６４】
この実施形態では、上記請求項４に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態に比べて、感光体表面電位推定手段４０ｆに総コピー枚数を入力するようにしたことにより、画像形成の繰り返しで感光体ドラム２０の表面が削られて感光体ドラム２０の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に任意の露光量に対する感光体ドラム２０の表面電位を推定できることになる。
【００６５】
このように、請求項７に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置は、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段としての感光体表面電位推定装置４０は、前記感光体２０の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段としての表面電位計３２により測定された、前記感光体２０の潜像特性を測定するために前記感光体２０上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体２０の帯電電位と、前記感光体２０の周囲の環境条件を測定するための温度センサ３０、湿度センサ３１等からなる環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件と、前記感光体２０の履歴を示すパラメータとしての総コピー枚数とから、前記感光体２０に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体２０の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段４０ｆからなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに感光体の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に潜像電位γを制御することができるとともに、画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、感光体に対する帯電、多階調の画像信号による露光及び現像を含む電子写真プロセスを行って多階調の画像形成を行う画像形成装置の電子写真プロセス制御装置において、階調と目標感光体表面電位との関係が格納され前記階調に対する前記目標感光体表面電位を出力する記憶手段と、前記階調と前記感光体の露光量との関係が格納されこの関係により前記感光体の露光量を前記階調に対応した露光量に変換する、前記関係を変更できる階調／露光量変換手段と、この階調／露光量変換手段により変換された前記露光量と前記感光体の表面電位との関係をシミュレートする感光体表面電位推定手段と、この感光体表面電位推定手段でシミュレートした前記感光体の表面電位と前記記憶手段から出力された前記目標感光体表面電位とが等しくなるように前記階調／露光量変換手段の前記関係を変更することにより潜像電位γを制御する制御手段とを備えたので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００６７】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位と前記感光体の帯電電位から前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００６８】
請求項３に係る発明によれば、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された環境条件とから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに環境により特性が大きく変化する感光体でも潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができる。
【００６９】
請求項４に係る発明によれば、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件とから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに感光体の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００７０】
請求項５に係る発明によれば、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００７１】
請求項６に係る発明によれば、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された環境条件と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに環境により特性が大きく変化する感光体でも潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができるとともに、画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【００７２】
請求項７に係る発明によれば、請求項１記載の電子写真プロセス制御装置において、前記感光体表面電位推定手段は、前記感光体の表面電位を測定するための感光体表面電位測定手段により測定された、前記感光体の潜像特性を測定するために前記感光体上に作成された潜像パッチの表面電位及び前記感光体の帯電電位と、前記感光体の周囲の環境条件を測定するための環境条件測定手段により測定された前記潜像パッチの表面電位及び帯電電位の測定時点の環境条件及び実際に画像形成を行う際の環境条件と、前記感光体の履歴を示すパラメータとから、前記感光体に前記階調に対応した任意の露光量で露光した場合の前記感光体の表面電位を推定する感光体表面電位推定手段からなるので、階調に対応した任意の露光量に対する感光体表面電位推定値を利用して該感光体表面電位推定値と潜像電位とが等しくなるように階調と感光体の露光量との関係を精度良く変更することができ、多糧調の画像形成を行う画像形成装置でもいちいち複数の潜像パッチを作成することなく全ての階調に対して短時間に潜像電位γを良好に制御して電子写真プロセスを最適に制御することができ、さらに感光体の帯電電位及び潜像パッチの表面電位の測定時と実際に画像形成を行う時点とで環境条件が変わったとしてもそれを補正して良好に潜像電位γを制御することができるとともに、画像形成の繰り返しで感光体の表面が削られて感光体の感度が劣化するという長期的な劣化により生ずる特性変動についても考慮して良好に潜像電位γを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における電子写真プロセス制御装置を示すブロック図である。
【図２】ネガ・ポジ現像方式を説明するための図である。
【図３】上記実施形態を示す概略図である。
【図４】上記実施形態の階調／露光量／感光体表面電位の関係を示す特性図である。
【図５】請求項２に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態における帯電電位／潜像パッチの表面電位／感光体表面電位の関係を示す特性図である。
【図６】同実施形態を示すブロック図である。
【図７】請求項３に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図８】請求項４に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図９】請求項５に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１０】請求項６に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１１】請求項７に係る発明を適用した画像形成装置の一実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
２０      感光体ドラム
３０      温度センサ
３１      湿度センサ
３２      表面電位計
３５      現像剤用コピーカウンタ
３７      感光体表面電位目標値記憶装置
３８      比較器
３９      階調／露光量変換部
４０      感光体表面電位推定装置
４０ａ〜４０ｆ      感光体表面電位推定手段
【図１】
0003699790.tif 000002
【図２】
0003699790.tif 000003
【図３】
0003699790.tif 000004
【図４】
0003699790.tif 000005
【図５】
0003699790.tif 000006
【図６】
0003699790.tif 000007
【図７】
0003699790.tif 000008
【図８】
0003699790.tif 000009
【図９】
0003699790.tif 000010
【図１０】
0003699790.tif 000011
【図１１】
0003699790.tif 000012