JP3489258B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置にかか
り、特に感光体上に濃度の異なる複数の基準パッチを作
成し、その濃度を測定して所要の階調補正を行うように
した階調補正手段を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンター、あるいはファクシ
ミリ等、画像に応じたデジタル信号で変調したレーザー
等の光ビームの書込みで形成した静電潜像をトナーによ
って顕像化し、これを転写媒体に転写して再現画像を得
る画像形成装置では、その源画像である原稿等の読み取
り特性や現像特性に応じ、階調が濃度や反射率に対して
直線的になるように再現画像の階調補正を施す手段が備
えられている。

【０００３】図１２は本発明は適用される画像形成装置
の一例としてのカラー複写機を説明する全体構成図であ
って、１０はスキャナー部、２０は画像処理部、３０は
露光光学部（ＲＯＳ光学部）、４０は画像形成部であ
る。また、１１ａは源画像である原稿を載置する原稿
台、４４は感光体、４４ａは帯電装置、４４ｂはクリー
ナー装置、４４ｃは除電ランプ、４５はロータリー現像
装置、４６は転写装置、４６ａは転写コロトロン、４６
ｂは剥離コロトロン、４６ｃは除電コロトロン、４６ｄ
は転写ドラム、４６ｅは吸着装置、４７はトナーディス
ペンス装置、４８は電位計、４９は転写媒体である用紙
を収納する用紙トレイ、５０は用紙搬送装置、５１は定
着装置、５１ａ，５１ｂは転写ロールである。

【０００４】同図において、このカラー複写機の構成
は、大きく分けて、原稿を読み取るスキャナー部１０、
読み取った原稿の画像データを処理する画像処理部２
０、処理された画像データに従ってレーザーを駆動して
感光体４４に光ビームを照射する露光光学部３０、そし
て再現画像を作成する画像形成部４０とからなる。

【０００５】まず、スキャナー部１０では、原稿台１１
ａ上に載置された原稿を露光ランプで照射し、その反射
光を光電変換してデジタル信号として画像処理部２０に
与える。画像処理部２０は、上記画像に応じたデジタル
信号に色変換や階調補正等の画像処理を施して露光光学
部３０に出力する。

【０００６】露光光学部３０は入力した画像信号に従っ
てレーザーを変調し、走査光学系により画像形成部４０
の感光体４４の表面に静電潜像を形成する。この形式の
カラー複写機では、最初に黒の画像データをレーザーに
印加して黒に対応した静電潜像を形成する。感光体４４
は上記レーザー光による書込みに先立って、帯電装置４
４ａによってその表面に一様な静電気が帯電される。感
光体４４に形成された静電潜像はロータリー現像装置４
５の位置で、まず黒（ブラック：Ｂｋ）の現像器Ｂｋに
よりトナー現像され、トナー像として顕像化される。

【０００７】トナー現像されたトナー像は感光体４４の
回転で転写コロトロン４６ａの位置において、用紙トレ
イ４９から送り出されて用紙搬送装置５０により搬送さ
れた用紙上に転写される。なお、上記の用紙は、用紙搬
送装置５０から吸着装置４６ｅで転写装置４６の転写ド
ラム４６ｄ上に巻付けされて転写コロトロン４６ａと感
光体４４の対向位置に搬送される。

【０００８】担持した黒のトナー像を用紙に転写後、感
光体４４はクリーナー装置４４ｂにより残留トナーが除
去され、除電ランプ４４ｃで表面の電荷を中和して次の
イエロー画像の作像のために帯電装置４４ａで一様な静
電荷が帯電される。一様な静電荷が帯電された感光体４
４は、イエロー画像のデータで変調したレーザー光の走
査で静電潜像が形成される。この静電潜像はロータリー
現像装置４５のイエロー現像器Ｙでイエロートナーでト
ナー現像されて顕像化される。

【０００９】一方、転写装置４６の転写ドラム４６ｄに
吸着されている用紙は当該転写ドラム４６ｄの回転で再
び転写コロトロン４６ａの部位に回転してくる。用紙が
転写コロトロン４６ａの部位に回転してきたとき、感光
体４４上に担持されたイエローのトナー像は先の黒のト
ナー像に重ねて転写される。以下、同様にしてマゼン
タ、シアンの各トナー像の全てが用紙に重ね転写されて
フルカラーのトナー像が作成される。

【００１０】全てのトナー像が転写された用紙は剥離コ
ロトロン４６ｂで発生される剥離電界で転写ドラム４６
ｄから剥離され、定着装置５１に渡されてその定着ロー
ラ５１ａ，５１ｂにより加圧／加熱処理されてトナーが
固定され、永久画像として画像形成装置から排出され
る。なお、ロータリー現像装置にはトナーディスペンス
装置４７が設置されており、各色のトナーの補給を行
う。

【００１１】この種の画像形成装置では、画像形成装置
ごとの特性の相違、または経時的な特性の変化を補うた
めに、基準の階調パターン濃度を検知して階調補正特性
を変更するための種々の階調補正方式が知られている。

【００１２】例えば、特開昭６３−２０８３６８号公報
には、所定の階調パターンの読み取り信号と階調パター
ンとの対応結果に基づいて階調補正特性を演算するよう
にしたものが開示されている。

【００１３】また、基準濃度値を得るための１つ以上の
基準パッチの検出濃度値に応じて濃度変化係数を補正す
るものが特開平４−１２６４６２号公報に開示がある。
さらに、特開平３−２７１７６７号公報には、基準トナ
ー像の濃度を検出して帯電器のグリッドとバイアス電位
を選択し、選択結果に応じたデータから階調補正データ
を作成するようにした階調補正方式が提案されている。

【００１４】なお、感光体４４の周囲に配置された電位
計４８ａは感光体４４の帯電電位を測定して帯電装置４
１ａによる感光体４４表面の静電荷量を所定値にコント
ロールして画像濃度を制御するものである。また、光セ
ンサー４８ｂは現像された基準パッチの濃度値を検出し
て画像の階調を補正するためのセンサーである。

【００１５】これらの階調補正方式は、感光体、転写体
あるいは転写媒体の上に最低濃度レベルから最高濃度レ
ベルの間の何点かに基準パッチを作成し、その基準パッ
チの濃度値を光センサーで測定し、目標濃度値と測定濃
度値との差から全体の階調特性が目標の階調特性となる
ように階調補正データを直線近似、または曲線近似によ
って作成して画像形成装置ごとの特性の相違、または経
時的な特性の変化を補正するものである。

【発明が解決しようとする課題】

【００１６】画像の最低濃度、すなわちハイライト部分
の階調再現性は人間の目に敏感であることから非常に重
要視されているが、上記従来技術には最低濃度付近に相
当するハイライト部分の階調補正の関しては、当該ハイ
ライト部分の濃度検知精度が低いことによる階調補正エ
ラーが発生するという問題がある。

【００１７】この問題の原因の１つは、濃度と光センサ
ー出力とが指数関係にあるため、ハイライト部分では濃
度を検出する光センサーの検出誤差に相当する濃度差が
大きいことにある。この濃度差は基準パッチ濃度を検出
する場所（感光体上、転写体上、転写媒体上）によらず
発生する。

【００１８】さらに、一般的に行われている基準パッチ
を感光体上に作成し、その濃度を検知する場合には、次
のような原因が加わり、上記の問題をより大きくしてい
る。

【００１９】図１３は基準パッチを形成するトナーの理
想的な分布形態を説明する模式図であって、（ａ）は最
低濃度付近すなわちハイライト付近のパッチ、（ｂ）は
中間濃度付近のパッチを示す。同図（ａ）（ｂ）に示し
たように、ハイライト付近のパッチも中間濃度付近のパ
ッチも原理的には所定のトナー量が整然と分布して所定
の濃度を表していればよいが、実際の画像形成装置にお
いては、用紙に転写されなかったトナー所謂カブリトナ
ーが存在するために、次のような問題を招いている。

【００２０】図１４は感光体上にカブリトナーが存在す
る場合の基準パッチを形成するトナーの分布形態を説明
する模式図であって、（ａ）は最低濃度付近すなわちハ
イライト付近のパッチ、（ｂ）は中間濃度付近のパッチ
を示す。なお、同図中、カブリトナーを便宜上黒丸で示
す。

【００２１】同図において、感光体上に形成した最低濃
度付近のパッチ（ａ）と中間濃度付近のパッチ（ｂ）に
カブリトナーが存在する場合、当該カブリトナーはパッ
チ（ａ）（ｂ）に対して同様に作用するため、中間濃度
付近のパッチに較べて最低濃度付近のパッチに対するカ
ブリトナーの影響が大きくなる。

【００２２】このカブリトナーの量は、環境や現像剤の
特性によって異なり、また、光センサーはこのカブリト
ナーと実際に転写媒体に転写される最低濃度付近のパッ
チトナーとの識別を行うことができない。

【００２３】したがって、光センサーで感光体上の最低
濃度付近のパッチの濃度値を測定し、この測定結果で最
終的な用紙上の濃度の予測を行うと、用紙に転写されな
いカブリトナーに影響されて検出精度（測定精度）が低
下し、結果としてハイライト部分の階調補正精度が低下
してしまうという問題があった。

【００２４】図１５は最低濃度付近に基準パッチを作成
した階調補正方法の説明図であって、（ａ）は画像形成
装置の理想濃度階調性と検知した感光体上の基準パッチ
濃度値から求めた濃度階調性の説明図、（ｂ）は検知し
た基準パッチ濃度から作成した階調補正データの説明
図、（ｃ）は作成した階調補正データで階調補正した後
の濃度階調性の説明図である。

【００２５】同図（ａ）において、Ａは出力画像信号に
対する濃度値の理想階調曲線、Ｂは基準パッチの濃度か
ら求めた測定階調曲線である。また、同図（ｂ）におい
て、Ｃは基準パッチの濃度測定値から求めた階調補正デ
ータ、Ｄは入力＝出力のデータである。

【００２６】そして、同図（ｃ）において、Ｅは補正し
た後の濃度階調特性曲線であって、（ａ）に示した基準
パッチの濃度から求めた測定階調曲線Ｂを（ｂ）の階調
補正データで補正した濃度階調特性曲線Ｅは、理想階調
曲線Ａに較べハイライト部分が飛び過ぎている。これ
は、最低濃度付近の基準パッチの濃度測定時に感光体上
のカブリトナーを一緒に検知してパッチ濃度を実際より
高めの値として測定したためである。

【００２７】この対策として、最低濃度の階調性は固定
し、中間濃度部分の階調性のみを制御することも考えら
れる。

【００２８】図１６は最低濃度付近に基準パッチを作成
しない階調補正方法の説明図であって、（ａ）は画像形
成装置の理想濃度階調性と検知した感光体上の基準パッ
チ濃度値から求めた濃度階調性の説明図、（ｂ）は検知
した基準パッチ濃度から作成した階調補正データの説明
図、（ｃ）は作成した階調補正データで階調補正した後
の濃度階調性の説明図である。

【００２９】同図（ａ）において、Ａは出力画像信号に
対する濃度値の理想階調曲線、Ｂは基準パッチの濃度か
ら求めた測定階調曲線である。ここでは、最低濃度付近
に基準パッチを作成しないため、ハイライト部分の測定
値はない。

【００３０】また、同図（ｂ）において、Ｃは基準パッ
チの濃度測定値から求めた階調補正データ、Ｄは入力＝
出力のデータである。（ａ）と同様に、最低濃度付近に
基準パッチを作成しないため、ハイライト部分の階調補
正データは入力＝出力＝０の位置にある。

【００３１】そして、同図（ｃ）において、Ｅは補正し
た後の濃度階調特性曲線であり、理想階調曲線Ａに較べ
てハイライト部分が出過ぎている。これは、最低濃度付
近に基準パッチを作成せず、最低濃度部分の階調再現補
正を実施しないためである。

【００３２】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、最低濃度付近のハイライト部分から高濃度にわた
る画像全体の濃度を正確に階調補正することのできる補
正手段を備えた画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【００３３】 以下、上記目的を達成するための本発明
の構成を実施例の符号と対応させて説明する。すなわ
ち、請求項１に記載の第１の発明は、画像の各階調に対
応して定められた濃度の中の複数の濃度の基準パッチを
画像担持体上に作成するパッチ作成手段２５と、作成さ
れた前記基準パッチの濃度を測定する濃度測定手段４８
ａ，４８ｂと、画像形成装置の出力する濃度の最低値付
近に相当するハイライト階調補正条件を外部から入力す
るハイライト階調補正条件入力手段６１と、画像形成装
置の出力する濃度の最低値付近以外では前記濃度測定手
段で測定された濃度値と所定の目標濃度値の差に基づい
て階調補正データを作成し且つ、画像形成装置の出力す
る濃度の最低値付近では前記ハイライト階調補正条件入
力手段から入力されたハイライト階調補正条件と前記濃
度測定手段で測定された濃度値と所定の目標濃度値の差
から階調補正データを作成する階調補正データ生成手段
２９とを少なくとも備え、前記階調補正データ生成手段
で生成された階調補正データを用いて、画像形成すべき
画像信号の階調を補正する階調補正手段２３を備えたこ
とを特徴とする。

【００３４】また、請求項２に記載の第２の発明は、前
記階調補正データ生成手段２９が、ハイライト階調補正
条件入力手段６１から入力されたハイライト階調補正条
件を記憶するハイライト階調補正条件記憶手段２９ｄを
備え、前記ハイライト階調補正条件記憶手段に記憶され
たハイライト階調補正条件と、前記濃度測定手段による
最低濃度付近以外の複数の基準パッチの濃度測定値と所
定の目標濃度値との差とを用いて階調補正データを生成
することを特徴とする。

【００３５】さらに、請求項３に記載の第３の発明は、
前記階調補正データ生成手段２９が、前記濃度測定手段
による測定された最低濃度付近以外の複数のパッチ濃度
の測定値と所定の目標濃度値との差に応じて、前記ハイ
ライト階調補正条件記憶手段に記憶されたハイライト階
調補正条件を変更するハイライト階調補正条件変更手段
２９ｅを備えたことを特徴とする。

【００３６】なお、基準パッチを作成する像担持体は、
感光体に限るものではなく、転写装置（中間転写体）、
あるいは転写媒体（用紙等）も含み、作成した基準パッ
チの濃度を光センサー等で測定するものも含む。

【作用】

【００３７】 前記第１の発明の構成において、パッチ
作成手段２５は、画像の各階調に対応して定められた濃
度の中の複数の濃度の基準パッチを画像担持体上に作成
する。濃度測定手段４８ａ，４８ｂは、作成された前記
基準パッチの濃度を測定してその出力を演算装置４１に
与える。ハイライト階調補正条件入力手段６１はコント
ロールパネル等からなり、前記濃度作測定手段で測定さ
れた濃度の最低値付近に相当するハイライト階調補正条
件を外部から入力する。階調補正データ生成手段２９
は、画像形成装置の出力する濃度の最低値付近以外では
前記濃度測定手段で測定された濃度値と所定の目標濃度
値の差に基づいて階調補正データを作成し且つ、画像形
成装置の出力する濃度の最低値付近では前記ハイライト
階調補正条件入力手段と前記濃度測定手段で測定された
濃度値と所定の目標濃度値の差から入力されたハイライ
ト階調補正条件から階調補正データを作成する。そし
て、階調補正手段２３は、前記階調補正データ生成手段
で生成された階調補正データを用いて、画像形成すべき
画像信号の階調を補正する。

【００３８】また、前記第２の発明の構成において、前
記階調補正データ生成手段２９に備えたハイライト階調
補正条件記憶手段２９ｄは、ハイライト階調補正条件入
力手段６１から入力されたハイライト階調補正条件を記
憶する。そして、前記ハイライト階調補正条件記憶手段
に記憶されたハイライト階調補正条件と、前記濃度測定
手段による最低濃度付近以外の複数の基準パッチの濃度
測定値と所定の目標濃度値との差とを用いて階調補正デ
ータを生成する。

【００３９】さらに、前記第３の発明の構成において、
前記階調補正データ生成手段２９に備えたハイライト階
調補正条件変更手段２９ｅは、前記濃度測定手段による
測定された最低濃度付近以外の複数のパッチ濃度の測定
値と所定の目標濃度値との差に応じて、前記ハイライト
階調補正条件記憶手段に記憶されたハイライト階調補正
条件を変更する。

【実施例】

【００４０】以下、本発明の実施例につき、図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置
の階調補正部を含んだ全体構成を説明する模式図であっ
て、１０はスキャナー部、２０は画像処理部、３０は露
光光学部（ＲＯＳ部）、４０は画像形成部で、前記図１
２の同一符号を付した部分に対応する。

【００４１】同図において、１１は原稿、１２は露光ラ
ンプ、１３はＣＣＤ、１４は増幅器、１５はＡ／Ｄ変換
器、１６はシェーディング補正回路、１７はギャップ補
正回路、１８は濃度変換回路、２１は色変換回路、２２
は第１階調補正手段、２３は第２階調補正手段、２４は
Ｄ／Ａ変換回路、２５はパッチ作成手段（基準パッチ作
成手段）、２６はセレクター、２７は比較器、２８は三
角波発生器、２９は階調補正データ生成手段、３１はレ
ーザー駆動回路、３２はレーザー、３３はポリゴンミラ
ー、３４はｆθレンズ、３５は反射ミラー、３６はレー
ザー光量可変装置、４１は演算装置、４２は帯電量可変
装置、４３は現像バイアス可変装置、４４は感光体、４
４ａは帯電装置、４４ｂはクリーナー装置、４４ｃは除
電ランプ、４５はロータリー現像装置、４６は転写装
置、４７はトナーディスペンス装置、４８ａは電位計、
４８ｂは光センサーである。なお、６１はコントロール
パネル等に設置したハイライト階調補正条件入力手段で
ある。

【００４２】この画像形成装置では、スキャナー部１０
は原稿１１を読取り、画像処理部２０は読み取った画像
データを処理し、露光光学部（ＲＯＳ部）３０は処理さ
れた画像データでレーザーを駆動してレーザー光により
感光体上に静電潜像を形成する。画像形成部４０は静電
潜像をトナー現像して転写部材に転写し、定着して永久
画像として装置外に排出する。

【００４３】まず、スキャナー部１０では露光ランプ１
２で原稿を照明し、その反射光をＣＣＤ１３で光電変換
して増幅器１４で適当なレベルに増幅する。増幅した読
み取り信号はＡ／Ｄ変換器１５で８ビットのデジタル画
像データに変換され、シェーディング補正回路でシェー
ディング補正が、またギャップ補正回路１７でギャップ
補正が施される。その後、濃度変換回路１８で反射率デ
ータから濃度データに変換されて画像処理部に送られ
る。

【００４４】画像処理部２０では、カラー複写機として
の基本的な画像処理、すなわち色変換回路２１による色
信号変換、墨再生（ＵＣＲ）、ＭＴＦ処理、等が実行さ
れ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画
像データに変換される。また、第１階調補正手段２２で
は、スキャナー部１０と画像形成部４０の階調性に合わ
せて各色階調の補正が行われる。これらの各種補正の内
容は既知であるので詳しい説明は省略する。第２階調補
正手段２３は、ハイライト階調補正条件入力手段６１か
らの条件入力と演算装置４１からの入力に基づいく階調
補正データ生成手段２０からの階調補正データに基づい
て階調補正を行う。

【００４５】階調補正された画像データはＤ／Ａ変換器
２４でアナログデータに変換されてセレクター２６を通
して比較器２７に入力する。比較器２７には三角波発生
器２８から図２に示したような所定周期の三角波が印加
されており、上記画像データをこの三角波と比較してパ
ルス幅変調され、２値の画像データに変換される。すな
わち、図２は図１の比較器における画像データの２値化
の説明図であって、（ａ）はアナログ画像データ、
（ｂ）は所定周期の三角波である。

【００４６】同図において、入力したアナログ画像デー
タ（ａ）を三角波（ｂ）と比較し、アナログ画像データ
（ａ）が三角波（ｂ）より大きい部分を「０」値、小さ
い部分を「１」値とし、「０」値でレーザーをオフ（Ｏ
ＦＦ）、「１」値でオン（オン）とする２値画像データ
として比較器２７からレーザー駆動回路３１に送られ
る。

【００４７】図１において、濃度の異なる複数の基準パ
ッチを作成するためのパッチ作成手段２５が設けられて
いる。このパッチ作成手段２５には濃度の異なる複数の
基準パッチパターン（例えば、前記図１３に示したよう
なもの）のデータが格納されており、基準パッチ作成モ
ードでこのパッチ作成手段２５からパッチパターンがセ
レクター２６を通して比較器２７からレーザー駆動回路
３１に与えられる。

【００４８】なお、セレクター２６は、Ｄ／Ａ変換器２
４からのアナログ画像データとパッチ作成手段２５から
のパッチパターンデータとを切り換えるようになってい
る。すなわち、セレクター２７は、通常の画像形成時
（コピー時）はＤ／Ａ変換器２４からのアナログ画像デ
ータを選択し、画像形成部４０の演算装置４１から基準
パッチ作成の指示が出た場合はパッチ作成手段２５から
の基準パッチデータを比較器２７に送り込んで２値化す
る。

【００４９】露光光学部（ＲＯＳ部）３０には、画像形
成部４０の演算装置４１制御されてレーザー３２の出力
光量を可変するレーザー光量可変装置３６およびレーザ
ー駆動回路３１がある。レーザー駆動回路３１は、比較
器２７から送られた２値化データに基づいてレーザーを
オン／オフ制御する。

【００５０】レーザー３２からのレーザー光はポリゴン
ミラー３３により偏向され、ｆθレンズ３４、反射ミラ
ー３５を介して画像形成部４０の感光体４４に導かれ
る。画像形成部４０を構成する感光体４４の周囲には、
帯電装置４４ａ、ロータリー現像装置４５、転写装置４
６、クリーナー装置４６ｂ、除電ランプ４４ｃ、感光体
４４上の電位を測定する電位計４８ａ、感光体４４上に
形成された基準パッチの濃度を測定する濃度計測定手段
である光センサー４８ｂが配置されている。

【００５１】また、ロータリー現像装置４５には、各色
の現像器Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃにそれぞれのトナーを供給す
るトナーディスペンス装置４７が設けてある。さらに、
画像形成部４０には、画像形成全体を制御し、基準パッ
チ作成の指示や光センサー４８ｂの出力に従ってトナー
ディスペンスや画像形成条件を制御する演算装置４１、
演算装置４１により制御されて帯電装置４４ａの帯電量
を変化させる帯電量可変装置４２、現像バイアスを変化
させる現像バイアス可変装置４３が備えられている。

【００５２】なお、図１２と同様に、画像形成部４０に
は定着装置や用紙搬送装置が備えられているが、図１で
は省略してある。上記の構成において、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４４の表面は帯電装置４４ａにより
例えばマイナス電荷で一様に帯電される。帯電された感
光体４４の表面にレーザー光の走査で第１色目（ここで
は、黒：Ｂｋ）の潜像が形成される。

【００５３】この潜像はロータリー現像装置４５の第１
色目の現像装置Ｂｋでマイナス帯電された黒トナーによ
りレーザー光で書き込まれた部分が現像されて顕像化さ
れる。現像されたトナー像は用紙トレイ（図１２の４
９）から用紙搬送装置（同５０）によって搬送され、転
写装置４６の転写ドラム４６ｄに巻付けられて転写コロ
トロン（同４６ａ）の部位に送り込まれた用紙に転写さ
れる。

【００５４】転写後、転写されずに感光体４４に残留し
たトナーはクリーナー装置４６ｂによって除去されると
共に、除電ランプ４４ｃで除電されて、再び帯電装置４
４ａで一様にマイナス帯電され、先に転写された用紙上
の第１色のトナー像に重ね合わせて第２色目（イエロ
ー）の像形成が行われる。以下、同様にして、用紙上に
第３色目（マゼンタ）、第４色目（シアン）のトナー像
の重ね転写が順次行われる。

【００５５】上記の転写プロセスを経て全色のトナー像
の重ね転写が終了すると、用紙は剥離コロトロン（図１
２の４６ｂ）により転写ドラムから剥離されて定着装置
（同５１）に搬送されて定着される。なお、転写ドラム
の周囲にも除電コロトロン（同４６ｃ）が配置されてお
り、各色の転写後、または用紙の剥離後に用紙上または
転写ドラムの余分な電荷を除電する。このようにしてフ
ルカラーの画像形成が行われる。

【００５６】次に、本発明における階調補正装置による
階調補正の実施例について説明する。図１に示した画像
形成装置において、階調補正を実行するモードになる
と、画像形成部４０のからパッチ作成の指示がパッチ作
成手段２５に与えられる。パッチ作成手段２５は複数濃
度のパッチデータを発生し、セレクター２６はこのパッ
チデータを選択して比較器２７に送る。比較器２７で２
値化されたデータは露光光学部３０のレーザー駆動回路
３１で与えられ、感光体４４上に濃度の異なる複数の基
準パッチの潜像が形成され、トナー現像される。

【００５７】本発明の実施例で作成する複数の基準パッ
チは、各色０〜２５５の２５６階調の階調中、画像面積
１５％、２０％、３０％、５０％に相当する３８／２５
６、５１／２５６、７６／２５６、１２８／２５６レベ
ルの４つのパッチである。現像された各色４つの基準パ
ッチは光センサー４８ｂでそれぞれの濃度値が測定され
る。その測定結果と各パッチ濃度の目標値は演算装置４
１から階調補正データ生成手段２９に送られる。

【００５８】図３はコントロールパネル上に設けられる
ハイライト階調補正条件入力手段の説明図であって、ユ
ーザに対してハイライト階調再現性条件の入力を指示す
るようになっている。このハイライト階調補正条件入力
手段は、写真モードと文字モードのそれぞれにＹ、Ｍ、
Ｃ、Ｋ（Ｂｋ）の補正条件を設定できるようにされてい
る。入力された値は階調補正データ生成手段２９に送ら
れて記憶される。

【００５９】図４は本発明による画像形成装置の第１実
施例における階調補正データ生成手段周りの構成を説明
するブロック図であって、２９ａは差分回路、２９ｂは
テーブルデータ、２９ｃは補正データ作成回路、２９ｄ
はメモリ、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００６０】同図において、階調補正データ生成手段２
９は演算装置４１から入力する濃度測定結果と目標濃度
の差を演算する差分演算回路２９ａ、光センサーの読み
取り値と階調オフセット量の関係を示すテーブルデータ
２９ｂ、ハイライト階調補正条件入力手段６１から設定
された補正条件を記憶するメモリ２９ｄ、および補正デ
ータ作成回路２９ｃとから構成される。

【００６１】この階調補正データ生成手段２９で生成さ
れる階調補正データは、２５６階調補正データ、すなわ
ち入力した２５６階調を図５の関係に従って２５６階調
の出力に変換する。

【００６２】すなわち、図５は入力階調を出力階調に変
換するための２５６階調補正データの一例の説明図であ
って、Ｆは補正データ、Ｇは入力（Ｘ）＝出力（Ｙ）の
直線である。ここで、ハイライト階調補正条件入力手段
より設定される値は階調補正データ生成手段で作成され
る２５６階調の階調補正データ、すなわち入力の２５６
階調（Ｘ軸）を出力の２５６階調（Ｙ軸）に変換する関
係の出力２５６階調Ｙ切片に相当し、初期値は全て
「０」になっている。もちろん、設定入力される値はこ
れに限定されず、入力２５６階調（Ｘ軸）の立上り点で
あってもよく、またハイライトパッチの仮想のパッチ測
定濃度でもよい。次に、階調補正データ生成手段での２
５６階調の階調補正データ作成方法について説明する。

【００６３】図６は本発明による階調補正の第１実施例
のおける階調補正データ作成のアルゴリズムを説明する
フローチヤートである。なお、同図において、Ｃinは画
像面積、Ｒadc-delta は光センサーの読み取り値と目標
値との差、ＰＴ−ＴＲＣは各画像面積のポイントでの補
正量、Ｐ−ＬＵＴはルックアップテーブル（階調補正値
テーブル）を示す。

【００６４】まず、Ｓ−１において、各色それぞれに画
像面積（Ｃ_in）１５％、２０％、３０％、５０％のパッ
チ濃度測定結果と画像面積（Ｃ_in）の目標濃度値の差Ｒ
adc−delta （ＣＩＮ）を計算する。

【００６５】図７は階調補正データ生成手段に記憶され
ている光センサーの読み取り値Ｒadc-delta と階調オフ
セット量の関係を示すテーブルデータの説明図である。
次に、図６のＳ−２において、図１１に示したテーブル
データを参照してＲadc−delta（ＣＩＮ）から各画像面
積（Ｃ_in）のテーブルＮｏ．を求める。

【００６６】この際、Ｃｉｎ１００％はＣｉｎ５０％の
濃度変動と同様の変化をするため、１００％のテーブル
Ｎｏ．はＲadc−delta（５０％）から求める。さらに、
Ｓ−３では、テーブルより、テーブルＮｏ．に従い各Ｃ
ｉｎ（１５％，２０％，３０％，５０％，１００％）の
階調オフセット量を写真モード／文字モードそれぞれ求
め、Ｓ−４でハイライト階調補正条件入力手段から入力
された写真モード／文字モードそれぞれのハイライト階
調補正条件の値をＣｉｎ０％の階調オフセット量とし、
Ｓ−５で各Ｃｉｎのポイントでの補正量ＰＴ−ＴＲＣ
「ＣＩＮ」を計算する。

【００６７】補正量ＰＴ−ＴＲＣ「ＣＩＮ」の計算は、
各Ｃｉｎごとに、そのＣｉｎの値に各Ｃｉｎの階調オフ
セット量を加えて求める。例えば、Ｃｉｎ１５％（３８
／２５５レベル）の階調オフセット量が＋３の場合は、
ＰＴ−ＴＲＣ「１５」＝３８＋３＝４１レベルになる。

【００６８】そして、Ｓ−６で各測定ポイントのＰＴ−
ＴＲＣからその間のデータを各ポイントとポイントを結
ぶ直線近似計算で求め、２５６階調の全体の階調補正デ
ータＰ−ＬＵＴ（０〜２５５）を計算し、Ｓ−７で０〜
２５５の範囲を越えた０以下は０に、２５５以上は２５
５にする。以上で階調補正データ、すなわち０〜２５５
の入力２５６階調に対する出力２５６階調Ｐ−ＬＵＴ
（０〜２５５）のデータが図８に示したように求まる。

【００６９】すなわち、図８はハイライト階調補正条件
が初期値０のとき計算された２５６階調の階調データの
説明図であって、Ｇは階調補正データ、Ｈは入力信号＝
出力信号の直線を示す。この階調データは、図４の第２
階調補正手段２３に転送される。画像データは前記した
ように、この階調補正データで補正されて画像形成がな
される。

【００７０】しかし、ここで求まった階調補正データを
用いて適応した画像を作成すると、各色階調補正後の濃
度階調性は中間濃度（Ｃｉｎ１５％）以上ではパッチ濃
度測定による補正で正しく補正されるが、ここではハイ
ライト階調補正条件が初期値「０」になっているため、
ハイライト再現性は従来技術の問題点の項で説明したハ
イライト部分の階調再現補正そのものを実施しない場合
（図１６参照）と同じで、画像形成装置間や経時変動に
よりハイライト再現性は正しくないことがある。

【００７１】そこで、本発明では、作成したハイライト
再現性を確認して、ハイライト階調補正条件入力手段６
１により各色毎にハイライト階調補正条件を設定する。
すなわち、濃度が濃いときには−側に、薄いときには＋
側にする。

【００７２】ユーザがコントロールパネルからハイライ
ト階調補正条件の値を入力すると、図６に示した階調補
正データの作成アルゴリズムが実行され、Ｃｉｎ０％の
階調オフセット量は初期値「０」の代わりに新たにハイ
ライト階調補正条件入力手段６１から入力された値が使
用される。

【００７３】図９はハイライト階調補正条件として「−
５」を設定した場合の階調データの説明図であって、Ｉ
は設定したＰＴ−ＴＲＣに基づく階調補正データを、Ｈ
は入力信号＝出力信号の直線を示す。図示したように、
ハイライト階調補正条件入力手段６１によりハイライト
階調補正条件を設定入力することで、画像形成装置にと
って重要、かつ基準パッチの濃度値の測定では精度よく
検知できないハイライト部分の階調補正データを正しく
作成することができる。

【００７４】この階調補正データを用いて画像形成を行
うことにより、所望の濃度階調性を得ることができる。
以降、Ｃｉｎ１５％以上の基準パッチが定期的に作成さ
れ、その濃度値の測定と前記図６のアルゴリズムの実行
により経時的なＣｉｎ１５％以上の変動を補う階調補正
データが作成される。本実施例により、精度の高い階調
補正を施して高品質の再生画像を得ることが可能とな
る。次に、本発明による画像形成装置の第２実施例を説
明する。

【００７５】前記第１実施例では、ハイライト階調補正
条件入力手段からハイライト階調補正条件を設定入力し
たときのみハイライト階調性が更新され、その後の定期
的なＣｉｎ１５％以上の基準パッチ濃度の測定時には更
新されない。画像形成装置間あるいは長い間の経時的な
ハイライト部分の階調変動には対応できるが、短い間隔
の変動には対応できない。

【００７６】図１０は本発明による画像形成装置の第２
実施例における階調補正データ生成手段周りの構成を説
明するブロック図であって、２９ｅは加算回路でハイラ
イト階調補正条件変更手段を構成する。また、図４と同
一符号は同一部分に対応する。

【００７７】また、図１１は図１０の階調補正データ生
成手段に記憶されている光センサーの読み取り値と目標
値の差（Ｒadc-delta ）と階調オフセット量の関係を示
すテーブルデータの説明図である。このテーブルでは、
１５％のＲadc-delta に応じて０％の階調オフセット量
も求めるようになっている。

【００７８】１５％のＲadc-delta に応じて０％の階調
オフセット量を求めるのは、画像形成装置間のバラツキ
がＣｉｎ０％とＣｉｎ１５％では必ずしも同じ傾向を持
たないが、同一装置内の短い間隔の経時変動はＣｉｎ０
％と隣接するＣｉｎ１５％では略ゝ同じ傾向を示すこと
に基づくものである。

【００７９】そして、図１０の階調補正データ生成手段
２９に備えた加算回路２９ｃは、前記図６に示した２５
６階調の階調補正データの作成時、Ｓ−４でＣｉｎ０％
の階調オフセット量をハイライト階調補正条件入力手段
６１から設定入力されてメモリー２９ｅに記憶されてい
るハイライト階調補正条件の値と、図１１のテーブルデ
ータ２９ｂから１５％のＲadc-delta に応じて求めた０
％の階調オフセット量のデータとの和を算出し、これを
Ｃｉｎ０％の階調オフセット量とする。

【００８０】これにより、定期的に測定されるＣｉｎ１
５％の基準パッチの濃度測定結果により、短い間隔での
変動にも対応することのできる階調補正データが作成さ
れる。このようにして、本実施例によれば、より精度の
高い階調補正を施して高品質の再生画像を得ることが可
能となる。

【００８１】なお、上記各実施例では、感光体上の基準
パッチを高センサーで読み取る構成となっているが、本
発明はこれに限るものではなく、転写装置（中間転写装
置）あるいは用紙等の転写媒体上の基準パッチを光セン
サー等の濃度測定手段で測定する方法を採用しても同様
の効果を得ることができる。また、本発明は、フルカラ
ーの画像形成装置に限らず、単色の画像形成装置にも同
様に適用することができる。

【発明の効果】

【００８２】以上説明したように、本発明によれば、階
調補正データ生成手段を備え、ハイライト階調補正条件
入力手段から設定入力した値と像担持体に作成した基準
パッチから実際に測定した濃度値の両者を使用して階調
補正データを作成することにより、画像形成装置間や長
い間の経時的ハイライト部分の階調変動に対応した階調
補正データを得ることができ、この階調データを使用し
て画像形成を実行することで画像形成装置にとって重要
なハイライト再現性を精度よく補正することが可能な画
像形成装置を提供できる。

【００８３】また、ハイライト部分に近い濃度、例えば
全階調の１５％部分の基準パッチの濃度値を利用するこ
とで短期の経時的ハイライト部分の階調変動に対応でき
る階調補正装置を備えた画像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像形成装置の階調補正部を含
んだ全体構成を説明する模式図である。

【図２】 図１の比較器における画像データの２値化の
説明図である。

【図３】 コントロールパネル上に設けられるハイライ
ト階調補正条件入力手段の説明図である。

【図４】 本発明による画像形成装置の第１実施例にお
ける階調補正データ生成手段周りの構成を説明するブロ
ック図である。

【図５】 入力階調を出力階調に変換するための２５６
階調補正データの一例の説明図である。

【図６】 本発明による階調補正の第１実施例のおける
階調補正データ作成のアルゴリズムを説明するフローチ
ヤートである。

【図７】 階調補正データ生成手段に記憶されている光
センサーの読み取り値Ｒadc-delta と階調オフセット量
の関係を示すテーブルデータの説明図である。

【図８】 ハイライト階調補正条件が初期値０のとき計
算された２５６階調の階調データの説明図である。

【図９】 ハイライト階調補正条件として「−５」を設
定した場合の階調データの説明図である。

【図１０】 本発明による画像形成装置の第２実施例に
おける階調補正データ生成手段周りの構成を説明するブ
ロック図である。

【図１１】 図１０の階調補正データ生成手段に記憶さ
れている光センサーの読み取り値（Ｒadc-delta ）と階
調オフセット量の関係を示すテーブルデータの説明図で
ある。

【図１２】 本発明は適用される画像形成装置の一例と
してのカラー複写機を説明する全体構成図である。

【図１３】 基準パッチを形成するトナーの理想的な分
布形態を説明する模式図である。

【図１４】 感光体上にカブリトナーが存在する場合の
基準パッチを形成するトナーの分布形態を説明する模式
図である。

【図１５】 最低濃度付近に基準パッチを作成した階調
補正方法の説明図である。

【図１６】 最低濃度付近に基準パッチを作成しない階
調補正方法の説明図である。

【符号の説明】

１０・・・・スキャナー部、２０・・・・画像処理部、
３０・・・・露光光学部（ＲＯＳ部）、４０・・・・画
像形成部、１１・・・・原稿、１２・・・・露光ラン
プ、１３・・・・ＣＣＤ、１４・・・・増幅器、１５・
・・・Ａ／Ｄ変換器、１６・・・・シェーディング補正
回路、１７・・・・ギャップ補正回路、１８・・・・濃
度変換回路、２１・・・・色変換回路、２２・・・・第
１階調補正手段、２３・・・・第２階調補正手段、２４
・・・・Ｄ／Ａ変換回路、２５・・・・パッチ作成手段
（基準パッチ作成手段）、２６・・・・セレクター、２
７・・・・比較器、２８・・・・三角波発生器、２９・
・・・階調補正データ生成手段、３１・・・・レーザー
駆動回路、３２・・・・レーザー、３３・・・・ポリゴ
ンミラー、３４・・・・ｆθレンズ、３５・・・・反射
ミラー、３６・・・・レーザー光量可変装置、４１・・
・・演算装置、４２・・・・帯電量可変装置、４３・・
・・現像バイアス可変装置、４４・・・・感光体、４４
ａ・・・・帯電装置、４４ｂ・・・・クリーナー装置、
４４ｃ・・・・除電ランプ、４５・・・・ロータリー現
像装置、４６・・・・転写装置、４７・・・・トナーデ
ィスペンス装置、４８ａ・・・・電位計、４８ｂ・・・
・光センサー、６１・・・・コントロールパネル等に設
置したハイライト階調補正条件入力手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 1/407 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 512 B41J 2/52 G03G 15/04 G03G 15/043 H04N 1/04 106

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像の各階調に対応して定められた濃度
   の中の複数の濃度の基準パッチを画像担持体上に作成す
   るパッチ作成手段と、 作成された前記基準パッチの濃度を測定する濃度測定手
   段と、 画像形成装置の出力する濃度の最低値付近に相当するハ
   イライト階調補正条件を外部から入力するハイライト階
   調補正条件入力手段と、画像形成装置の出力する濃度の最低値付近以外では 前記
   濃度測定手段で測定された濃度値と所定の目標濃度値の
   差に基づいて階調補正データを作成し且つ、画像形成装
   置の出力する濃度の最低値付近では前記ハイライト階調
   補正条件入力手段から入力されたハイライト階調補正条
   件と前記濃度測定手段で測定された濃度値と所定の目標
   濃度値の差から階調補正データを作成する階調補正デー
   タ生成手段とを少なくとも備え、 前記階調補正データ生成手段で生成された階調補正デー
   タを用いて、画像形成すべき画像信号の階調を補正する
   階調補正手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記階調補正データ
   生成手段が、ハイライト階調補正条件入力手段から入力
   されたハイライト階調補正条件を記憶するハイライト階
   調補正条件記憶手段を備え、 前記ハイライト階調補正条件記憶手段に記憶されたハイ
   ライト階調補正条件と、前記濃度測定手段による最低濃
   度付近以外の複数の基準パッチの濃度測定値と所定の目
   標濃度値との差とを用いて階調補正データを生成するこ
   とを特徴とする階調補正手段を備えた画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記階調補正データ
   生成手段が、前記濃度測定手段による測定された最低濃
   度付近以外の複数のパッチ濃度の測定値と所定の目標濃
   度値との差に応じて、前記ハイライト階調補正条件記憶
   手段に記憶されたハイライト階調補正条件を変更するハ
   イライト階調補正条件変更手段を備えたことを特徴とす
   る階調補正手段を備えた画像形成装置。