JP5952237B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

一般的に、電子写真方式の画像形成装置では、画像内の画素値に対応してドットを成長させても、画素値とトナー濃度とは比例しない。

また、画像形成装置の機体差、環境条件などによって、画素値とトナー濃度との関係が変化するため、画素値に比例したトナー濃度で印刷するには、機体ごとに濃度特性を調整する必要がある。

ある濃度調整方法では、画像形成装置が、テストチャートを用紙に印刷し、印刷したテストチャートをスキャナーなどで読み取り、その読取結果に基づいて階調補正データを生成している（例えば特許文献１参照）。

この方法では、テストチャートの印刷および読取という操作が煩雑であるため、実際には、あまり実行されない。そのため、画像形成装置が、定期的に階調補正データの調整を自動的に行うことが多い。その場合、画像形成装置が、中間転写体上に調整トナーパターンを形成し、その調整トナーパターンの濃度を濃度センサーで測定し、その測定結果に基づいて階調補正データを調整している。

特開２００８−２６５５２号公報

中間転写体上の調整トナーパターンの濃度の測定結果に基づいて階調補正データを調整する場合、調整前の階調補正データを使用して画素値を補正した上で調整トナーパターンを形成させるため、経時変化などでトナー濃度が低下した場合、濃度調整を行っても、トナー濃度の最大濃度が、基準最大濃度（例えばＩＤ（Image Density）＝１．４）に達しなくなってしまうことがある。

図７は、階調補正データの調整について説明する図である。図７（Ａ）は、テストチャートを使用した階調補正データ生成時の画素値とトナー濃度との関係の一例を示す図である。図７（Ｂ）は、目標となる画素値とトナー濃度との関係を示す図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に示す画素値とトナー濃度との関係と、図７（Ｂ）に示す目標となる関係とから得られる階調補正データの一例を示す図である。図７（Ｄ）は、濃度特性変化後の画素値とトナー濃度との関係の一例を示す図である。

例えば、図７（Ａ）に示す濃度特性のときに、画素値の最大値Ｘｍａｘ（例えば８ビットデータの場合、２５５）で基準最大濃度となり、かつ画素値とトナー濃度とが比例するように階調補正データを生成すると、図７（Ｃ）に示すようになる。

その後、図７（Ｄ）の実線に示すように濃度特性が変化し、図７（Ａ）の場合（図７（Ｄ）の破線）より濃度が低くなった場合、図７（Ｃ）に示す階調補正データを使用して調整トナーパターンを生成すると、図７（Ｄ）に示すように、画素値の最大値Ｘｍａｘに対応するＹｍａｘでの濃度（つまり、階調補正後の最大濃度）が基準最大濃度より低くなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、濃度特性が変化しても、基準最大濃度まで使用できる補正データを生成する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、（ａ）濃度特性を測定し、（ｂ）前記濃度特性の最大濃度を、前記最大濃度より低い基準最大濃度に変更しつつ前記濃度特性を線形にする仮階調補正データを生成するとともに、（ｃ）前記濃度特性の最大濃度を維持しつつ前記濃度特性を線形にするベース階調補正データを生成し、（ｄ）前記ベース階調補正データに基づく階調補正後に実行される追加階調補正に使用される追加階調補正データを、前記ベース階調補正データおよび前記追加階調補正データに基づく階調補正と前記仮階調補正データに基づく階調補正とが同一となるように生成する補正データ生成部と、前記ベース階調補正データおよび前記追加階調補正データに基づき印刷画像の階調補正を行う画像処理部とを備える。

本発明によれば、濃度特性が変化しても、基準最大濃度まで使用できる補正データを生成する画像形成装置を得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図３は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ生成時の動作を説明するフローチャートである。 図４は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ生成時の処理を説明する図である。 図５は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ調整時の動作を説明するフローチャートである。 図６は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ調整時の処理を説明する図である。 図７は、階調補正データの調整について説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成を示す側面図である。この画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、ブラック、マゼンタ、シアン、およびイエローの４色の感光体である。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面へレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面において主走査方向に沿って光を走査するためのポリゴンミラーなど）、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターなどを有する。

現像装置３ａ〜３ｄは、トナーカートリッジ内のトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させて現像しトナー像を形成する。感光体ドラム１ａおよび現像装置３ａにより、ブラックの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像装置３ｂにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像装置３ｃにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像装置３ｄにより、イエローの現像が行われる。

中間転写ベルト５は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写される環状の中間転写体である。中間転写ベルト５は、駆動ローラー６およびテンションローラー７に張架され、駆動ローラー６からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー８は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト５に接触させ、中間転写ベルト５上のトナー像を用紙に転写する。なお、トナー像を転写された用紙は、図示せぬ定着器へ搬送され、トナー像が用紙へ定着される。

濃度センサー９は、中間転写ベルト５に光を照射し、その反射光を検出する。特に、濃度センサー９は、調整処理時において、中間転写ベルト５上の調整トナーパターンの濃度、位置などを検出する。この濃度センサー９は、反射型光学センサーである。

クリーニングユニット１０は、例えばクリーニングローラーであって、中間転写ベルト５上の残留トナーを除去する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。

図２に示すように、この画像形成装置は、コントローラー２１と、印刷装置２２と、画像読取装置２３と、記憶装置２４とを備える。

コントローラー２１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）および／またはマイクロコンピューターを有し、ハードウェアおよび／またはソフトウェアに基づき、画像形成装置内の各部を制御するとともに、各種処理部として動作する。

コントローラー２１は、補正データ生成部３１、補正データ調整部３２、および画像処理部３３として動作する。

補正データ生成部３１は、（ａ）この画像形成装置の濃度特性（画素値に対するトナー濃度の特性）を測定し、（ｂ）その濃度特性の最大濃度を、最大濃度より低い基準最大濃度に変更しつつ濃度特性を線形にする仮階調補正データを生成するとともに、（ｃ）その濃度特性の最大濃度を維持しつつ濃度特性を線形にするベース階調補正データを生成し、（ｄ）ベース階調補正データに基づく階調補正後に実行される追加階調補正に使用される追加階調補正データを、ベース階調補正データおよび追加階調補正データに基づく階調補正と仮階調補正データに基づく階調補正とが同一となるように生成する。

具体的には、補正データ生成部３１は、テストチャートを印刷装置２２に印刷させ、印刷されたテストチャートの画像を画像読取装置２３に読み取らせ、テストチャートの画像の読取結果に基づき濃度特性を測定する。

補正データ調整部３２は、（ｅ）ベース階調補正データを使用して濃度特性を測定し、（ｆ）その濃度特性に基づき追加階調補正データを調整する。

具体的には、補正データ調整部３２は、ベース階調補正データを適用した階調で調整トナーパターンを中間転写体ベルト５上に形成させ、中間転写ベルト５上に形成された調整トナーパターンの濃度を濃度センサー９で測定して濃度特性を測定する。

さらに、補正データ調整部３２は、ベース階調補正データを調整せずに、ベース階調補正データおよび追加階調補正データに基づく階調補正後の最大濃度が基準最大濃度となるように、追加階調補正データを調整する。

なお、補正データ調整部３２は、所定のスケジュールに基づく調整タイミングが到来すると自動的に追加階調補正データの調整を行う。また、ユーザーやサービスパーソンによる操作による調整要求が検出された場合にも、補正データ調整部３２は、追加階調補正データの調整を行う。

画像処理部３３は、ベース階調補正データおよび追加階調補正データに基づき印刷画像の階調補正を行う。

印刷装置２２は、図１に示す機械的な構成で、コントローラー２１内の画像処理部３３による画像処理後の画像データに基づく画像を印刷する内部装置である。

画像読取装置２３は、原稿から原稿画像を光学的に読み取り、原稿画像のカラー画像データを生成する内部装置である。

記憶装置２４は、フラッシュメモリーなどの不揮発性の記憶装置であり、上述の階調補正データなどを記憶している。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

（１）階調補正データの生成

図３は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ生成時の動作を説明するフローチャートである。図４は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ生成時の処理を説明する図である。図４（Ａ）は、テストチャートを使用した階調補正データ生成時の画素値とトナー濃度との関係の一例を示す図である。図４（Ｂ）は、最大濃度を基準最大濃度にする場合の線形な画素値とトナー濃度との関係を示す図である。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す画素値とトナー濃度との関係と、図４（Ｂ）に示す目標となる関係とから得られる仮階調補正データの一例を示す図である。図４（Ｄ）は、最大濃度を維持する場合の線形な画素値とトナー濃度との関係を示す図である。図４（Ｅ）および図４（Ｆ）は、ベース階調補正データおよび追加階調補正データの一例を示す図である。

補正データ生成部３１は、印刷装置２２を制御して、テストチャートを用紙に印刷させる（ステップＳ１）。テストチャートは、ブラック、マゼンタ、シアン、およびイエローの各色について、６４階調のパッチを含む。

次に、ユーザーが、テストチャートが印刷された用紙を、画像読取装置２３に載置した後、補正データ生成部３１は、画像読取装置２３を制御して、用紙に印刷されたテストチャートの画像を読み取らせ、テストチャートにおける各パッチのＲＧＢ画像データを取得する（ステップＳ２）。これにより、例えば図４（Ａ）に示すような濃度特性がブラック、マゼンタ、シアン、およびイエローの各色について得られる。

各色について、補正データ生成部３１は、その濃度特性から、図４（Ｂ）に示すような濃度特性への補正をするための、図４（Ｃ）に示すような仮階調補正データを生成するとともに（ステップＳ３）、図４（Ｄ）に示すような濃度特性への補正をするための、図４（Ｅ）に示すようなベース階調補正データを生成する（ステップＳ４）。

そして、各色について、補正データ生成部３１は、仮階調補正データおよびベース階調補正データから、図４（Ｆ）に示すような追加階調補正データを生成する（ステップＳ５）。このとき、図４に示すように、入力Ｘに対するベース階調補正データの入出力関係による出力ｔを、追加階調補正データに対する入力として得られる、追加階調補正データによる出力Ｙが、入力Ｘに対する仮階調補正データによる出力Ｙと同一となるように、追加階調補正データが生成される。

補正データ生成部３１は、そのベース階調補正データおよび追加階調補正データを記憶装置２４に記憶する（ステップＳ６）。

そして、印刷要求に基づき印刷画像を印刷させる際に、画像処理部３３は、記憶装置２４からベース階調補正データおよび追加階調補正データを読み出して、ある画素値を入力Ｘとし、ベース階調補正データにおけるその入力Ｘに対する出力ｔを、追加階調補正データに対する入力とし、追加階調補正データにおけるその入力ｔに対する出力Ｙを、階調補正後の画素値とする。

（２）階調補正データの調整

図５は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ調整時の動作を説明するフローチャートである。図６は、図１および図２に示す画像形成装置の、階調補正データ調整時の処理を説明する図である。図６（Ａ）は、濃度特性変化後の画素値とトナー濃度との関係の一例を示す図である。図６（Ｂ）は、最大濃度を基準最大濃度にする場合の線形な画素値とトナー濃度との関係を示す図である。図６（Ｃ）および図６（Ｄ）は、ベース階調補正データおよび調整後の追加階調補正データの一例を示す図である。

まず、補正データ調整部３２は、印刷装置２２を制御して、ベース階調補正データに基づき、調整トナーパターンを中間転写ベルト５上に形成させる（ステップＳ２１）。調整トナーパターンは、ブラック、マゼンタ、シアン、およびイエローの各色について、テストチャートの階調より少ない８階調のパッチを含む。

つまり、階調補正データの調整時には、追加階調補正データを使用せずに、ベース階調補正データのみで階調補正が行われ、各パッチの画素値が決定される。

そして、補正データ調整部３２は、印刷装置２２の濃度センサー９を使用して、調整トナーパターンの各パッチの濃度を測定する（ステップＳ２２）。

補正データ調整部３２は、測定した濃度に基づいて、追加階調補正データを調整する（ステップＳ２３）。

例えば図６（Ａ）に示す破線から実線へ濃度特性における濃度が低下した場合、ベース階調補正データおよび追加階調補正データで、図６（Ｂ）に示すような濃度特性が得られるように、ベース階調補正データ（図６（Ｃ））を変化させずに、追加階調補正データが、図６（Ｄ）に示す破線から実線へ調整される。

そして、補正データ調整部３２は、調整後の追加階調補正データで、記憶装置２４に記憶されている追加階調補正データを更新する（ステップＳ２４）。

調整後においても同様に、印刷要求に基づき印刷画像を印刷させる際に、画像処理部３３は、記憶装置２４からベース階調補正データおよび追加階調補正データを読み出して、ある画素値を入力Ｘとし、ベース階調補正データにおけるその入力Ｘに対する出力ｔを、追加階調補正データに対する入力とし、追加階調補正データにおけるその入力ｔに対する出力Ｙを、階調補正後の画素値とする。

以上のように、上記実施の形態によれば、補正データ生成部３１は、（ａ）濃度特性を測定し、（ｂ）濃度特性の最大濃度を、その最大濃度より低い基準最大濃度に変更しつつ濃度特性を線形にする仮階調補正データを生成するとともに、（ｃ）その濃度特性の最大濃度を維持しつつ濃度特性を線形にするベース階調補正データを生成し、（ｄ）ベース階調補正データに基づく階調補正後に実行される追加階調補正に使用される追加階調補正データを、ベース階調補正データおよび追加階調補正データに基づく階調補正と仮階調補正データに基づく階調補正とが同一となるように生成する。そして、画像処理部３３は、そのベース階調補正データおよび追加階調補正データに基づき印刷画像の階調補正を行う。

これにより、印刷装置２２の濃度特性が変化しても、基準最大濃度まで使用できる補正データ（つまり、ベース階調補正データと追加階調補正データとの組合せ）が生成される。

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、上記実施の形態では、中間転写体として中間転写ベルト５が使用されているが、他の形態の中間転写体を使用する場合でも同様に階調補正データの調整が実行される。

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

５ 中間転写ベルト（中間転写体の一例）
９ 濃度センサー
２３ 画像読取装置
３１ 補正データ生成部
３２ 補正データ調整部
３３ 画像処理部

Claims (4)

1. （ａ）濃度特性を測定し、（ｂ）前記濃度特性の最大濃度を、前記最大濃度より低い基準最大濃度に変更しつつ前記濃度特性を線形にする仮階調補正データを生成するとともに、（ｃ）前記濃度特性の最大濃度を維持しつつ前記濃度特性を線形にするベース階調補正データを生成し、（ｄ）前記ベース階調補正データに基づく階調補正後に実行される追加階調補正に使用される追加階調補正データを、前記ベース階調補正データおよび前記追加階調補正データに基づく階調補正と前記仮階調補正データに基づく階調補正とが同一となるように生成する補正データ生成部と、
   前記ベース階調補正データおよび前記追加階調補正データに基づき印刷画像の階調補正を行う画像処理部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. （ｅ）前記ベース階調補正データを使用して濃度特性を測定し、（ｆ）前記濃度特性に基づき前記追加階調補正データを調整する補正データ調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正データ調整部は、前記ベース階調補正データを調整せずに、前記ベース階調補正データおよび前記追加階調補正データに基づく階調補正後の最大濃度が前記基準最大濃度となるように、前記追加階調補正データを調整することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 画像読取装置と、中間転写体と、濃度センサーとをさらに備え、
   前記補正データ生成部は、テストチャートを印刷させ、印刷されたテストチャートの画像を前記画像読取装置に読み取らせ、前記テストチャートの画像の読取結果に基づき前記濃度特性を測定し、
   前記補正データ調整部は、前記ベース階調補正データを適用した階調で調整トナーパターンを前記中間転写体上に形成させ、前記中間転写体上に形成された前記調整トナーパターンの濃度を前記濃度センサーで測定して前記濃度特性を測定すること、
   を特徴とする請求項２または請求項３記載の画像形成装置。

Images