JP2001260415A

JP2001260415A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001260415A
Application number: JP2000074621A
Authority: JP
Inventors: Koji Hayashi; 浩司林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】潜像を形成するレーザ光のエネルギー飛びに
よる階調飛びのない画像形成装置及びその方法を提供す
る。【解決手段】階調処理回路４１０における４＊４画素
で構成されるディザ・テーブルの設定を以下に示される
ように設定方法を変えることにより課題の解決が図れ
る。例えば、ある画像信号値Ｎａ１とＮａ１＋１との間
で５階調分の階調飛びが生じるとすると、階調処理回路
４１０にＮａ１以下の画像信号が入力された場合は、入
力された画像信号値に比例した値で出力する。Ｎａ１＋
１の画像信号が入力された場合は、その画素の値はＮａ
１の値で出力され、隣接画素の値が１階調分増加させて
出力される。Ｎａ１＋５以上の大きさの画像信号が入力
されたら隣接画素は使用されず、もとのように１つの画
素で表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタあ
るいはレーザコピー等のレーザ光によって感光体に潜像
を形成し、顕像化された潜像を転写材に定着させて画像
を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、階調画像を含む画像情報を再生記
録する画像処理方法として多値誤差拡散法技術が知られ
ているが、誤差拡散法の性質から生じる偽輪郭等の発生
という問題があった。この問題に対しては様々な解決手
段が取られていた。例えば、特開平３−１６３７９号公
報では３値誤差拡散法の２つの固定閾値に４＊４のディ
ザマトリクスが加算され、閾値を周期的に移動させる手
法が使用される方法が提案されている。

【０００３】また特開平３−３４７７０号公報では、４
値誤差拡散法において２＊２のマトリクスによる閾値が
順序づけされて設定される手法が提案されている。さら
に特開平３−３４７７２号公報では４値誤差拡散法に対
して４＊４の閾値ディザを設定し、さらにエッジ検出に
より中間調部で多値ディザ出力のみになるように誤差拡
散を制御する手法が提案されている。上記された各々の
技術では閾値を周期的なディザで乱すことによって偽輪
郭を解消し、視覚的に良好なドット配列が得られるよう
な技術が提案されている。

【０００４】さらに特開平１０−３０４１８９号公報で
は、多階調の画像信号をパルス幅変調により多値化再現
する画像処理装置において、画像が形成される際に形成
される万線の位置に同期して変動する複数の閾値レベル
と、入力画像信号とを比較して多値化データを出力し、
さらに入力画像信号と多値化データとの誤差で次の入力
画像信号を補正した上で、出力された多値化データを画
像として形成するという方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記さ
れた発明ではレーザ光によって画像を形成する画像形成
装置におけるレーザ光の発光エネルギー飛びによる偽輪
郭が発生することが考慮されておらず、発光エネルギー
飛びによって偽輪郭が発生しても上記の発明では偽輪郭
が除去されないという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、発光エネルギー飛びによる偽輪郭が発生しな
い画像形成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】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、隣接する複数の所定数個の
画素を１つの単位として入力された画像信号に階調処理
を施す階調処理手段と、光波領域の波長を有する電磁波
が照射されると表面電位が低下／上昇する潜像担持手段
と、階調処理手段によって階調処理が施された画像信号
値の大きさに比例したエネルギー値で干渉性の光波領域
の波長を有する電磁波を潜像担持手段に照射する光線照
射手段と、潜像担持手段の光線照射手段によって電磁波
が照射された箇所に、電荷を含むトナーを付与する現像
手段と、現像手段によって付与されたトナーを転写材に
転写する画像転写手段と、画像転写手段によって転写さ
れたトナーを転写材に定着させる画像定着手段と、を有
する画像形成装置であって、画像表現手段の出力特性を
検知する出力特性検知手段と、階調処理手段による階調
処理の際のパラメータを変更する階調処理パラメータ変
更手段とを、さらに有し、出力特性検知手段によって検
知された結果、出力の際に階調飛びが存在することが検
知された場合、階調飛びの為に表現されない画像信号値
を有する画像信号は隣接画素と合わせて複数の画素によ
って表現されるように、前記階調処理パラメータ変更手
段によって階調処理の際のパラメータが変更されること
を特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１に記載の
画像形成装置において、光線照射手段が照射できる画像
信号値を有する画像信号は１つの画素によって表現され
ることを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載の画像形成装置において、階調飛びの為に表現さ
れない画像信号値を有する画像信号は、隣接し合う２つ
の画素によって表現されることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれか１項に記載の画像形成装置において、階調処理
手段によって階調処理が施される画素の数は４であるこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１から４の
いずれか１項に記載の画像形成装置において、前記光線
照射手段によって照射される電磁波をパルス幅変調によ
って制御する光線パルス幅変調制御手段をさらに有する
ことを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１から４の
いずれか１項に記載の画像形成装置において、光線照射
手段によって照射される電磁波をパルス幅変調とパワー
変調の組み合わせによって制御する光線制御手段をさら
に有することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照した本発明
に係る画像形成装置の実施例が詳細に説明されている。
以下には本発明の一実施例として、本発明に係る画像形
成装置が電子写真複写機（以下では複写機と呼ばれる）
である例が示されている。図１から図５３には、本発明
が適用される画像形成装置の実施例が示されている。な
お以下で使用される数値で最後にｈがつくものは１６進
数表示の数値とする。例えば、Ｃ０ｈと示されていたと
すると１６進数でＣ０を意味し、１０進数だと１９２を
意味する。

【００１４】以下には本発明に適用される複写機の構成
についての説明が行われている。図２に示される複写機
の構成図によれば、複写機本体１０１のほぼ中央部に配
置された像担持体としてのφ１２０［ｍｍ］の有機感光
体（ＯＰＣ）ドラム１０２の周囲には、感光体の表面を
帯電させる帯電チャージャ１０３、一様に帯電した感光
体ドラム１０２の表面上に半導体レーザ光を照射して静
電潜像を形成するレーザ光学系１０４、静電潜像に各色
トナーを供給して現像し各色毎にトナー像を得る黒現像
装置１０５、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ各々３
色のカラー現像装置１０６、１０７、１０８、感光体ド
ラム１０２上に形成された各色毎のトナー像を順次転写
する中間転写ベルト１０９、中間転写ベルト１０９に転
写電圧を印加するバイアスローラ１１０、転写後の感光
体ドラム１０２の表面に残留するトナーを除去するクリ
ーニング装置１１１、転写後の感光体ドラム１０２の表
面に残留する電荷を除去する除電部１１２などが、感光
体ドラム１０２の回転の順に沿い順次配列されている。

【００１５】また、中間転写ベルト１０９には、転写さ
れたトナー像を転写材に転写するための電圧を印加する
転写バイアスローラ１１３及び転写後に中間転写ベルト
１０９に残留したトナー像を除去するためのベルトクリ
ーニング装置１１４が配設されている。中間転写ベルト
１０９から剥離された転写材を搬送する搬送ベルト１１
５の転写材出口側端部には、転写されたトナー像を加熱
及び加圧して定着させる定着装置１１６が配置されてお
り、定着装置１１６の転写材出口部には、排紙トレイ１
１７が取り付けられている。

【００１６】レーザ光学系１０４の上には、複写機本体
１０１の上に配置された原稿戴置台としてのコンタクト
ガラス１１８、コンタクトガラス１１８上の原稿に走査
光を照射する露光ランプ１１９、露光ランプ１１９によ
って照射され原稿によって反射された反射光を結像する
結像レンズ１２２に導く反射ミラー１２１、反射ミラー
１２１によって導かれた反射光を結像する結像レンズ１
２２、結像レンズ１２２によって結像された反射光を電
気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device)のイ
メージセンサアレイ１２３及び図２には図示されない画
像処理装置が存在する。なおイメージセンサアレイ１２
３において電気信号に変換されたが小津信号は、画像処
理装置を経てレーザ光学系１０４における半導体レーザ
のレーザ発振を制御する。

【００１７】以下には複写機に内蔵される制御系につい
ての説明が行われている。図３には複写機に内蔵される
制御系についての図が示されている。図３によれば、制
御系にはメイン制御部（ＣＰＵ）１３０が存在し、メイ
ン制御部１３０には、所定のＲＯＭ１３１及びＲＡＭ１
３２が付設されているとともに、インタフェイスＩ／Ｏ
１３３を介し、レーザ光学系制御部１３４、電源回路１
３５、光学センサ１３６（ａ，ｂ，ｃ）、トナー濃度セ
ンサ１３７、環境センサ１３８、感光体ドラム表面電位
センサ１３９、トナー補給回路１４０、中間転写ベルト
駆動部１４１及び操作部１４２が接続されている。

【００１８】レーザ光学系制御部１３４は、レーザ出力
を調整し、電源回路１３５は帯電チャージャ１０３には
所定の放電電圧を与え、黒現像装置１０５、カラー現像
装置１０６、１０７及び１０８には所定電圧の現像バイ
アスを与え、バイアスローラ１１０及び転写バイアスロ
ーラ１１３には所定の転写電圧を与えるものである。

【００１９】光学センサ１３６は、感光体ドラム１０２
の転写後の領域に近接して配置される発光ダイオードな
どの発光素子及びフォトセンサなどの受光素子からな
り、感光体ドラム１０２上に形成される検知パターン潜
像のトナー像におけるトナー付着量及び転写材の地肌部
におけるトナー付着量を、各色毎に検知するとともに、
感光体ドラム１０２の除電後における残留電位を検知す
るようになっている。

【００２０】なお光学センサ１３６ａ，ｂ，ｃは、それ
ぞれ同順で感光体ドラム１０２、転写ベルト１０９及び
搬送ベルト１１５に対向するように設置され、光学セン
サ１３６ａは、感光体ドラム１０２に付着したトナー付
着量を検知し、光学センサ１３６ｂは、転写ベルト１０
９に付着したトナー付着量を検知し、光学センサ１３６
ｃは、搬送ベルト１５５に付着したトナー付着量を検知
する。実用上は、上記３つの光学センサ１３６の内のい
ずれか１つが検知すればよい。

【００２１】光学センサ１３６からの検知出力信号は、
図示を省略した光学センサ制御部に印加されている。光
学センサ制御部は、検知パターン潜像のトナー像におけ
るトナー付着量と転写材の地肌部におけるトナー付着量
との比率を求め、その比率値を所定の基準値と比較して
画像濃度の変動を検知し、トナー濃度センサ１３７がト
ナー補給回路１４０に印加するトナー補給信号の制御値
の補正を行っている。

【００２２】さらに、トナー濃度センサ１３７は、黒現
像装置１０５、カラー現像装置１０６、１０７及び１０
８に存在する現像剤の透磁率変化に基づいてトナー濃度
を検知し、検知されたトナー濃度の値と所定の基準値と
を比較し、トナー濃度が一定の値を下回った場合は、下
回った分に対応した現像剤を補給する旨を表すトナー補
給信号をトナー補給回路１４０に印加する手段を有して
いる。電位センサ１３９は、感光体ドラム１０２の表面
電位を検知し、中間転写ベルト駆動部１４１は中間転写
ベルトの駆動を制御する。

【００２３】以下に現像装置についての説明がされる。
各々の現像装置は同じ構成を有し同じ動作を行うので、
図３の例にあわせてマゼンダ現像装置１０７について説
明される。マゼンダ現像装置１０７内にはマゼンダ色ト
ナーとキャリアと含む現像剤が収容されていて、現像剤
攪拌規制部材２０２Ｍの回転によって現像剤は攪拌さ
れ、現像スリーブ２０１Ｍ上で現像剤攪拌規制部材２０
２Ｍによって現像スリーブ２０１Ｍに汲み上げられる現
像剤量が調整される。供給された現像剤は、現像スリー
ブ２０１Ｍ上に磁気的に担持されるとともに、磁気ブラ
シとして現像スリーブ２０１Ｍの回転方向に回転する。

【００２４】以下には複写機の画像処理部の構成につい
ての説明が行われている。図１には、本実施例における
複写機の画像処理部を中心としたブロック図が示されて
いる。図１によれば、本実施例の複写機における画像処
理部は、大きくわけてスキャナ・ＩＰＵ部及びプリンタ
部によって構成されている。スキャナ・ＩＰＵ部は、ス
キャナ４２０、シェーディング補正回路４０１、エリア
処理回路４２３、スキャナγ補正回路４０２、画像メモ
リ４０３、画像分離回路４０４、ＭＴＦフィルタ４０
５、色変換ＵＣＲ処理回路４０６、変倍回路４０７、画
像加工回路（クリエイト回路）４０８、画像処理用プリ
ンタγ補正回路４０９、階調処理回路４１０、パターン
発生回路４２１、ＲＯＭ４１４、ＣＰＵ４１５及びＲＡ
Ｍ４１６によって構成されている。

【００２５】プリンタ部は、Ｉ／Ｆ・セレクタ４１１、
画像形成用プリンタγ補正回路４１２（以下、プロコン
γと呼ばれる）、プリンタ４１３、システムコントロー
ラ及びパターン発生回路４２２によって構成されてい
る。なおＣＰＵ４１５とシステムコントローラ４１７及
びシステムコントローラ４１７とプリンタコントローラ
４１９は、それぞれシリアルＩ／Ｆ４２４及びシリアル
Ｉ／Ｆ４２５によって接続されており、プリンタコント
ローラ４１９と外部コンピュータ４１８とは、双方向イ
ンタフェイスによって接続されている。なおプリンタ４
１３は、複写機の画像形成部を意味する。

【００２６】以下に画像処理部におけるスキャナ・ＩＰ
Ｕ部を構成するそれぞれの画像処理回路についての説明
が行われている。複写すべき原稿は、スキャナ４２０に
よってＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅの３色に色分解さ
れて１０ビット信号として読み取られる。読み取られた
画像信号は、シェーディング補正回路４０１により主走
査方向のムラが補正され、１０ビット信号で出力され
る。スキャナ４２０及びシェーディング補正回路４０１
に関する詳細な説明は画像読み取り系の説明の箇所にお
いて記述されている。

【００２７】エリア処理回路４２３では、現在処理を行
っている画像信号が写真領域あるいは文字領域等のどの
画像領域に属するかを区別するための領域信号が発生さ
れる。エリア処理回路４２３において発生された領域信
号に応じて、以降の画像処理部の各回路等において使用
されるパラメータが切り替えられる。

【００２８】これらの画像領域は、指定された領域毎
に、文字、銀塩写真（印画紙）、印刷原稿、インクジェ
ット、蛍光ペン、地図などそれぞれの原稿毎に最適な色
補正係数、空間フィルタ、階調変換テーブルなどの画像
処理パラメータをそれぞれの画像領域に応じて設定され
る。

【００２９】スキャナγ補正回路４０２ではスキャナ４
２０からの読み取り信号が、反射率データから明度デー
タに変換される。画像メモリ４０３はスキャナγ補正さ
れた画像信号が記憶される。画像分離回路４０４では、
文字部か写真部かの判定及び有彩色か無彩色かの判定が
行われる。

【００３０】ＭＴＦフィルタ４０５では、ユーザの好み
に応じてエッジの強調や平滑化などの画像信号の周波数
特性を変更する処理に加えて、画像信号のエッジ度に応
じたエッジ強調処理、いわゆる、適応エッジ強調処理が
行われる。例えば、文字エッジにはエッジ強調が行わ
れ、網点画像にはエッジ強調が行われないというように
画像に応じたエッジ強調の処理が、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅ
ｎ，Ｂｌｕｅの信号それぞれに対して行われる。

【００３１】図５には、ＭＴＦフィルタ４０５の例が示
されている。図５によれば、スキャナγ補正回路４０２
において、反射率リニアから明度リニアに変換された画
像信号は、平滑化フィルタ１１０１によって平滑化が行
われる。一例として、図１３に示される係数が使用され
る。

【００３２】次段の３＊３のラプラシアンフィルタ１１
０２によって画像信号の微分成分が抽出される。ラプラ
シアンフィルタ１１０２は具体例として、図１４に示さ
れる例が使用される。

【００３３】スキャナγ補正回路４０２によるγ補正が
行われない１０ビットの画像信号のうち、一例として、
上位８ビットの成分が、エッジ量検出フィルタ１１０３
によってエッジ検出される。図６、図７、図８及び図９
にはエッジ量検出フィルタの具体例が示されている。

【００３４】図６、図７、図８及び図９に示されるエッ
ジ量検出フィルタにより得られたエッジ量の内、最大値
がエッジ度として後段で使用される。エッジ度は必要に
応じて後段の平滑化フィルタ１１０４によって平滑化さ
れる。これによりスキャナ４２０の偶数画素と奇数画素
との感度差による影響が軽減される。

【００３５】一例として図１５に示される係数が使用さ
れる。テーブル変換回路１１０５により、求められたエ
ッジ度がテーブル変換される。このテーブルの値によ
り、線や点の濃さ（コントラスト及び濃度が含まれる）
及び網点部の滑らかさが指定される。テーブルの例が、
図２４に示されている。

【００３６】エッジ度は白地に黒い線や点などのように
画素の境界がはっきりしているものほど大きくなり、印
刷の細かい網点、銀塩写真や熱複写原稿などのような画
素の境界が滑らかなものほど小さくなる。テーブル変換
回路１１０５によって変換されたエッジ度（画像信号
Ｃ）と、ラプラシアンフィルタ１１０２の出力値（画像
信号Ｂ）との積が、平滑処理後の画像信号（画像信号
Ａ）に加算され、画像信号Ｅとして後段の画像処理部に
おける画像処理回路に伝達される。

【００３７】色変換ＵＣＲ処理回路４０６は、入力系の
色分解特性と出力系の色材の分光特性の違いを補正し、
忠実な色再現に必要な色材ＹＭＣの量を計算する色補正
処理部及びＹＭＣの３色が重なる部分をＢｋ（ブラッ
ク）に置き換えるためのＵＣＲ処理部によって構成され
る。色補正処理は、式１に示されるマトリクス演算を行
うことにより実現できる。ここでＲ，Ｇ，ＢはＲ，Ｇ，
Ｂの補数を表す。

【００３８】

【数１】

【００３９】マトリクス係数ａｉｊは、入力系及び出力
系の色材分光特性によって決定される。本実施例では、
１次マスキング方程式が例にあげられているが、Ｂ２、
ＢＧのような２次項あるいはさらに高次の項が用いられ
ることにより、より精度の高い色補正が行われることが
可能となる。また、色相によって演算式が変えられた
り、ノイゲバウアー方程式が用いられたとしても色補正
が行われることは可能である。いずれの方法がとられた
としても、Ｙ，Ｍ，Ｃの値はＢ，Ｇ，Ｒの値から求めら
れることが可能である。

【００４０】一方ＵＣＲ処理は、下記の式２を用いて演
算することにより行われることが可能である。Ｙ’＝Ｙ−α＊ｍｉｎ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）Ｍ’＝Ｍ−α＊ｍｉｎ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）Ｃ’＝Ｃ−α＊ｍｉｎ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）Ｂｋ＝ α＊ｍｉｎ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）・・・式２

【００４１】式２において、αはＵＣＲの量を決定する
係数で、α＝１の時１００％ＵＣＲ処理となる。αは一
定値でも式２は成り立つ。例えば、高濃度部ではαは１
に近く、低画像濃度部では（ハイライト部）では、０に
近くすることにより低画像濃度部での画像を滑らかにす
ることができる。変倍回路４０７では縦横変倍が行わ
れ、画像加工（クリエイト）回路４０８ではリピート処
理などが行われる。

【００４２】画像処理用プリンタγ補正回路４０９で
は、文字や写真などの画質モードに応じた画像信号の補
正が行われ、地肌飛ばしなども同時に行われることもあ
る。画像処理用プリンタγ補正回路４０９は、エリア処
理回路４２３で発生した領域信号に対応して切り替え可
能複数本（一例として１０本）の階調変換テーブルを有
する。この階調変換テーブルは、文字、銀塩写真（印画
紙）、印刷原稿、インクジェット、蛍光ペン、地図、熱
複写原稿などのそれぞれの原稿に適したものが用意され
ており、複写される原稿の種類に応じて最適な階調変換
テーブルが、複数本の画像処理パラメータの中から選択
される。

【００４３】階調処理回路４１０でディザ処理が行われ
る。階調処理回路４１０の出力は、画素周波数を１／２
に下げられ、階調処理回路４１０からＩ／Ｆ・セレクタ
４１１への画像データバスは、２画素分の画像信号が同
時にプリンタ部に転送されるように、１６ビットの幅
（８ビットの画像データの２本分）を有する。

【００４４】以下に画像処理部のプリンタ部を構成する
それぞれの画像処理回路についての説明が行われてい
る。なおスキャナ・ＩＰＵとは独立で使用されても、プ
リンタ部としての機能を果たす。

【００４５】Ｉ／Ｆ・セレクタ４１１は、スキャナ４２
０で読み込んだ画像信号を外部の画像処理装置などで処
理するように接続したり、外部のホストコンピュータや
画像処理部からの画像信号をプリンタ４１３で出力する
ように接続したりすることができるような切り替え機能
と、前述されたように接続された場合のインタフェイス
の機能とを果たす。

【００４６】プロコンγ４１２は、Ｉ／Ｆ・セレクタ４
１１からの画像信号を階調変換テーブルで変換し、図４
に示されるプリンタ４１３内のレーザ変調回路に出力す
る。

【００４７】外部コンピュータ４１８から画像信号が入
力された場合、プリンタコントローラ４１９を通じてＩ
／Ｆ・セレクタ４１１に入力され、プロコンγ４１２に
よって階調変換され、プリンタ４１３により画像が形成
されることによってプリンタ部としての機能を果たす。

【００４８】上述されたスキャナ・ＩＰＵ部及びプリン
タ部の各画像処理回路はＣＰＵ４１５により制御され，
ＢＵＳ４２６によってＣＰＵ４１５と接続されている。
ＣＰＵ４１５は、さらにＲＯＭ４１４とＲＡＭ４１６と
もＢＵＳ４２６によって接続されており、システムコン
トローラ４１７とはシリアルＩ／Ｆ４２４を通じて接続
されている。図示されない操作部などからのコマンド
が、システムコントローラ４１７を通じて送信される。
送信された画質モード、濃度情報及び領域情報等に基づ
いて各画像処理回路に各種パラメータが設定される。

【００４９】パターン発生回路４２１及びパターン発生
回路４２２では、それぞれスキャナ・ＩＰＵ部及びプリ
ンタ部で使用される階調パターンが発生される。図１０
によれば、原稿上の指定されたエリア情報と画像読み取
り時の読み取り位置情報とを比較した後、エリア処理回
路４２３からエリア信号が発生される。エリア信号に基
づいて、スキャナγ補正回路４０２、ＭＴＦフィルタ４
０５、色変換ＵＣＲ処理回路４０６、画像加工回路４０
８、画像処理用プリンタγ補正回路４０９及び階調処理
回路４１０で使用されるパラメータが変更される。図１
０では、特に画像処理用プリンタγ補正回路４０９及び
階調処理回路４１０が図示されている。

【００５０】画像処理用プリンタγ補正回路４０９内で
は、エリア処理回路４２３からのエリア信号は、デコー
ダ１によってデコードされ、セレクタ１によって、文字
あるいはインクジェットなどの複数の階調変換テーブル
の中から入力に応じて適切なものが選択される。図１０
の原稿の例では、文字の領域０と、印画紙の領域１と、
インクジェットの領域２とが存在する例が図示されてい
る。文字の領域０に対しては文字用の階調変換テーブル
１が選択され、印画紙の領域１に対しては印画紙用の階
調変換テーブル３が選択され、インクジェットの領域２
に対してはインクジェット用の階調変換テーブル２が選
択されている。

【００５１】画像処理用プリンタγ補正回路４０９で階
調変換された信号は、階調処理回路４１０の中で再びエ
リア信号と対応させられて、デコーダ２によってデコー
ドされたエリア信号に基づいて、セレクタ２によって、
使用される階調処理が切り替えられる。使用可能な階調
処理としては、ディザが使用されない処理、ディザが使
用される処理、誤差拡散処理などが存在する。誤差拡散
処理はインクジェット原稿に対し行われる。

【００５２】階調処理後の画像信号はライン１で送信さ
れるか、ライン２で送信されるかが読み取り位置情報に
応じてデコーダ３によって決定される。ライン１で送信
されるか、ライン２で送信されるかということは、副走
査方向に１画素異なる毎に切り替えられる。ライン１の
画像信号はセレクタ３の下流に位置するＦＩＦＯ（Firs
t In First Out) メモリに一時的に蓄えられ、ライン１
とライン２の画像信号は同期して出力される。このよう
にすることにより、画素周波数は１／２に下げられて、
Ｉ／Ｆ・セレクタ４１１に入力される。

【００５３】以下に図４９のブロック図に基づく画像読
み取り系の説明が行われている。画像読み取り系は、Ｃ
ＣＤ（Charge Coupled Device)５４０１、増幅回路５４
０２、Ｓ／Ｈ回路５４０３、Ａ／Ｄ変換回路５４０４、
黒補正回路５４０５、シェーディング補正回路５４０
６、ＣＣＤドライバ５４０９、パルスジェネレータ５４
１０、クロックジェネレータ５４１１、ＲＯＭ５４１
３、ＣＰＵ５４１４及びＲＡＭ５４１５によって構成さ
れている。なお画像処理部５４０７とプリンタ５４１２
は複写機の画像処理部と画像形成部を表す。

【００５４】各々の画像読み取り系の回路はＢＵＳ５４
２０によって接続され、ＣＰＵ５４１４によって制御さ
れており、制御に必要なデータはＲＯＭ５４１３及びＲ
ＡＭ５４１５に記憶されている。一方でＣＰＵ５４１４
は、複写機全体の制御を行うシステムコントローラ５４
１９とシリアルＩ／Ｆ５４２１によって接続されてい
る。さらにＣＰＵ５４１４は、図示されないスキャナ駆
動装置も制御し、図１に示されるスキャナ４２０の制御
を行っている。

【００５５】各々の画像読み取り系の回路についての説
明が、全体的な動作の説明とともに行われている。複写
される原稿は、図５０に示される露光ランプにより照射
され、その反射光がＣＣＤ５４０１のＲＧＢフィルタに
より、Ｒｅｄ（Ｒ），Ｇｒｅｅｎ（Ｇ），Ｂｌｕｅ
（Ｂ）の各色に色分解され、アナログの電気信号に変換
され、増幅回路５４０２により所定レベルに増幅され
る。

【００５６】パルスジェネレータ５４１０によって供給
されたタイミングをもとに、ＣＣＤ５４０１によってア
ナログの電気信号に変換された画像信号は、Ｓ／Ｈ回路
（サンプルホールド回路）５４０３によりサンプルホー
ルドされ、Ａ／Ｄ変換回路５４０４によりデジタル電気
信号に変換される。デジタル電気信号に変換された画像
信号は黒補正回路５４０５により、ＣＣＤ５４０１のチ
ップ間及び画素間の反射光量が少ない場合の電気信号で
ある黒レベルのばらつきが低減される。それによって画
像の黒の部分にスジやムラが発生することが防がれる。

【００５７】黒補正回路５４０５で黒部分のスジやムラ
がなくなった画像信号は、シェーディング補正回路５４
０６で、反射光量が多い場合の電気信号である白レベル
が補正される。白レベルはスキャナ４２０を均一な白色
版の位置に移動して照射して、読み取った時の白色デー
タに基づいており、照射系、光学系あるいはＣＣＤ５４
０１の感度のばらつきが補正される。図５１には、黒補
正及び白補正の概念図が示されている。

【００５８】シェーディング補正回路５４０６で白補正
された画像信号は、前述の画像処理部５４０７により処
理され、プリンタ４１２でプリントされて出力され、複
写機の一連の動作は終了する。

【００５９】ＣＣＤドライバ５４０９は、ＣＣＤ５４０
１を駆動するためのパルス信号を供給する。ＣＣＤドラ
イバ５４０９を駆動するために必要なパルス源は、パル
スジェネレータ５４１０で生成され、パルスジェネレー
タ５４１０は、水晶振動子などからなるクロックジェネ
レータ５４１１で生成される基準信号とする。前述され
たようにパルスジェネレータ５４１０は、Ｓ／Ｈ回路５
４０３がＣＣＤ５４０１からの画像信号をサンプルホー
ルドするために必要なタイミングを供給する。

【００６０】以下に各々の画像読み取り回路についての
詳細な説明が行われている。増幅回路５４０２の増幅量
は、特定の原稿濃度に対して、Ａ／Ｄ変換回路５４０４
の出力値が所望の値になるように決定する。一例とし
て、通常のコピー時に原稿濃度が、０．０５（反射率で
０．８９１）の画像信号が入力された場合は、Ａ／Ｄ変
換回路５４０４の出力値が８ビットとすると、２４０値
として出力されるように増幅する。

【００６１】一方、シェーディング補正回路５４０６に
おける白補正が必要な画像信号が入力された場合は、増
幅率を下げて補正の感度を上げる。そうすることによっ
て、反射光が多く８ビット信号で２５５値を超える大き
さの画像信号が入力された場合、通常のコピー時の増幅
率では２５５値に飽和してしまう時でも、より正確な白
レベルが検知できるので、白補正に誤差が生じなくな
る。

【００６２】図５２には、増幅回路５４０２で増幅され
た画像の読み取り信号が、Ｓ／Ｈ回路５４０３でサンプ
ルホールドされる模式図が示されている。横軸は、増幅
後のアナログ画像信号がＳ／Ｈ回路５４０３を通過する
時間を表し、縦軸は、増幅回路５４０２によって増幅さ
れ、Ｓ／Ｈ回路５４０３を通過するアナログ電気信号で
ある画像信号の大きさを表す。Ｓ／Ｈ回路５４０３に入
力されたアナログの電気信号の画像信号は、所定のサン
プルホールド時間５５０１でサンプルホールドされた
後、Ａ／Ｄ変換回路５４０４に送られる。

【００６３】図５２には、白補正が必要な画像信号が入
力された場合と、白補正が不必要な画像信号が入力され
た場合の一例が各々示されている。上述の場合と同様に
原稿濃度が０．０５の画像信号が入力されたとして、白
補正が必要な場合は、デジタル電気信号に変換された後
の値が、１８０値となるように増幅され、不必要な場合
は、２４０値となるように増幅されている。

【００６４】以下には感光体ドラム１０２において、潜
像を形成する電位に対してどのくらいのトナーが付着す
るかというトナー付着特性についての説明が行われてい
る。図２１には、潜像電位に対するトナー付着特性の図
が示されている。この特性は現像剤の特性の変化によっ
ても変化するが、ＡＣ（Alternative Current)現像バイ
アス条件が変化することによっても変化する。

【００６５】ＡＣ現像バイアス条件のうち、ＡＣ成分の
周波数Ｖｆ、ＡＣ成分のpeakからpeakまでの電圧である
peak-to-peak電圧、あるいはディーティー比などを変更
すると、現像部においてトナーを感光体ドラム１０２に
付着させる際の特性が変化する。

【００６６】図２１においてａ）の直線で示されるトナ
ー付着特性は現像ポテンシャルが０の時トナー付着量は
０ではないがこの特性で画像が形成された場合、非画像
部にトナーが付着する現象（地肌汚れあるいはかぶりと
呼ばれる現象）が起こったり、現像ポテンシャルΔＶ₁
に対しトナー付着量Ｍ₁が望ましい付着量である場合、
ａ）の特性ではトナー付着量が不足し、画像濃度が低い
などといった問題が生じ望ましい画像が得られない。

【００６７】上記された問題が回避されるために、ｂ）
で示される特性のようになるように現像バイアス条件が
変更されることによって、地肌の汚れの発生が防止され
たり、画像形成の際に必要とされるトナー付着量が得ら
れたりする。

【００６８】図２３及び図２４は潜像とトナー付着の模
式図である。図２３は感光体上に形成された四角いパッ
チの潜像の模式図であり、各○印はレーザが照射された
潜像を表し、その下の図は潜像の強さを表す。

【００６９】図２４は、図２３に示される潜像が現像さ
れた例であり、現像バイアスの周波数Ｖｆやpeak-to-pe
ak電圧Ｖｐｐが適正値よりも高い状態では、このような
トナー付着状態が得られる。白部は非画像域、斜線部は
画像域であり、潜像は画像域が均一なトナー付着領域に
あることを要求しているが、実際には中央部が周辺部に
対して周辺部のトナー付着が低くなった状態に現像され
る。

【００７０】以下には、図１におけるプリンタ部の階調
特性を検知して、スキャナ・ＩＰＵ部から出力される画
像信号を自動的に補正する自動階調補正が機能するよう
に、ユーザが選択する操作画面について説明されてい
る。なお本実施形態の複写機は、ある大きさの画像信号
に対してどのくらいの濃度で出力されるかという例が、
図３４に示されるような各色毎及び文字モードと写真モ
ード毎に分けて、一定段階毎にパッチ状に形成される階
調パターンを作成する手段を有する。

【００７１】図２６に示される操作部の液晶画面におい
て、自動階調補正（ＡＣＣ：Auto Color Calibration)
メニューが呼び出されると、液晶画面に図２８に示され
るような画面が表示される。図２８に示される画面にお
いて、「実行」が選択されると図２９の画面が表示され
る。「コピー使用時」が選択された場合には、コピー使
用時の階調補正テーブルが、「プリンタ使用時」が選択
された場合には、プリンタ使用時の階調補正テーブルが
各々参照データに基づいて変更される。

【００７２】変更後のＹＭＣＫ階調補正テーブルで形成
された画像がユーザにとって望ましくない場合には、処
理前のＹＭＣＫ階調補正テーブルで画像を形成できるよ
うに、図２９において上記各々の場合について「元に戻
す」キーが付設されている。

【００７３】図２９の画面における上記以外の選択項目
には、「地肌の補正」、「高濃度部の補正」、「コピー
使用時における目標更新」及び「プリンタ使用時におけ
る目標更新」のそれぞれに対して「行う」あるいは「行
わない」の選択が行える項目が存在する。これらの選択
は、必ずしも必要ではので、常時「行う」が選択される
ように設定しておいてもよい。

【００７４】以下には図３５に示されるフローチャート
に基づいて、本実施例の複写機における画像濃度が自動
階調補正される動作についての説明が行われる。図２９
の画面で、コピー使用時あるいはプリンタ使用時用の自
動階調補正の「実行」が選択されると、図３０の画面が
表示される。図３０の画面中の印刷スタートキーが押し
下げられると、図３４に示されるようなＹＭＣＫ各色と
文字及び写真の各画質モードに対応した、複数の濃度階
調パターンが転写材上に形成される（ステップＳ１）。

【００７５】図３４に示されるような濃度階調パターン
は、予めスキャナ・ＩＰＵのＲＯＭに記憶及び設定され
ている。パターンの入力画像信号である書き込み値は、
１６進数表示で００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、・・・、ＥＥ
ｈ、ＦＦｈで表される１６パターンである。図３４で
は、地肌部をのぞいて５階調分のパッチが表示されてい
るが、００ｈからＦＦｈまでの８ビット信号の範囲なら
ば、任意の値が選択可能である。文字モードの場合は、
パターン処理等のディザ処理は行われず、１ドットに対
し２５６階調でパターンが形成される。写真モードの場
合は、ディザ処理が行われる。

【００７６】転写材にパターンが出力された後、転写材
をコンタクトガラス１１８に戴置するように指示する、
図３２に示されるような画面が表示される。画面の指示
に従い、ユーザはステップＳ１で出力された転写材をコ
ンタクトガラス１１８に戴置して（ステップＳ２）、図
３２の画面上で「読み取りスタート」を選択するか、
「キャンセル」を選択する（ステップＳ３）。

【００７７】「キャンセル」が選択された場合には処理
は終了し、「読み取りスタート」が選択された場合には
ＹＭＣＫ濃度パターンのＲＧＢデータが読み取られる
（ステップＳ４）。この時、パターンが記されているパ
ターン部のデータと、パターンが記されていない地肌部
のデータとが読み取られる。次にパターン部のデータが
正常に読み取られたか否かの判定が行われる（ステップ
Ｓ５）。正常に読み取られていない場合には再び図３２
の画面が表示され、ステップＳ３からの動作が繰り返さ
れ、２度目も正常に読み取られない場合には処理が終了
する（ステップＳ６）。

【００７８】パターン部のデータが正常に読み取られた
場合、読み取りデータが機差補正され（ステップＳ
７）、図２９の画面において選択された結果に基づい
て、地肌の補正が行われるか否か判定が行われる（ステ
ップＳ８）。地肌の補正を「行う」が選択されていた場
合、読み取りデータに対して地肌補正の処理が行われる
（ステップＳ９）。「行わない」が選択されていた場
合、地肌補正の処理は行われず次のステップに進む。

【００７９】図２９の画面において選択された結果に基
づいて、高濃度部における補正が行われるか否かの判定
が行われる（ステップＳ１０）。高濃度部の補正を「行
う」が選択されていた場合、高濃度部の補正が行われる
（ステップＳ１１）。「行わない」が選択されていた場
合、高濃度部補正の処理は行われず、次のステップに進
む。

【００８０】ＹＭＣＫ階調補正テーブルが作成され、そ
の選択が行われる（ステップＳ１２）。当該選択の結果
に基づいて、ＹＭＣＫ各色に対し階調補正処理が行われ
（ステップＳ１３）、処理が実行されなければフローチ
ャートの動作はステップＳ４に戻る。同様に写真及び文
字等の各画質モードに対しても階調補正処理が行われ
（ステップＳ１４）、同じく処理が実行されなければス
テップＳ４に戻る。

【００８１】上記ステップＳ４からの処理中には、操作
画面には図３３の画面が表示される。処理終了後のＹＭ
ＣＫ階調補正テーブルで形成された画像が、ユーザにと
って望ましいものではない場合には、ユーザが処理前の
ＹＭＣＫ階調補正テーブルを選択できるように「元に戻
す」キーが図２９の画面中に表示されている。

【００８２】図３５のステップＳ９で地肌の補正が行わ
れる目的についての説明が以下で行われている。その目
的は２つあり、１つは自動階調補正実行の際に使用され
る転写材そのものの白色度を補正することであり、もう
１つは、自動階調補正実行の際に使用された転写材の厚
さ（以下、紙厚と呼ぶ）が薄く、転写材を押さえつける
圧板などの色が透けてスキャナに読み取られてしまった
時の転写材の白色度を補正することである。

【００８３】１つ目の転写材そのものの白色度が補正さ
れなければならない理由は、同一の機械によって、ほぼ
同じ時に、同じ図３４の階調パターンが形成されたとし
ても、使用される転写材の白色度によって、スキャナが
階調パターンを読み取る画像信号が実際のものとは異な
った値となる場合があるためである。

【００８４】この補正が行われない場合のデメリットと
としては、白色度が低い再生紙が使用された場合、再生
紙は一般にイエロー成分が多いために、階調補正テーブ
ルはイエロー成分が少なくなるように補正される。この
階調補正テーブルで白色度が高いアート紙などにコピー
された場合、イエロー成分が少ない画像が形成される。

【００８５】２つ目の紙厚が薄く圧板の色が透けて読み
取られる場合に、転写材の白色度が補正されなければな
らない理由は、透けた圧板の色によってスキャナが読み
取る画像信号が実際のものとは異なった値となる場合が
あるためである。

【００８６】例えば、圧板の代わりにＡＤＦ（Auto Doc
ument Feeder) と呼ばれる原稿自動送り装置を装着して
いて、原稿の搬送用にゴムのベルトが使用されているこ
とがあるが、このゴムの材質により白色度が低く若干の
灰色味がある場合がある。その場合読み取られる画像信
号も、全体的に高くなった画像信号として読み取られる
ために、ＹＭＣＫ階調補正テーブルが作成される際に
は、高くなった分薄くなるように作成される。この階調
補正テーブルで紙厚が厚く、光の透過性が悪い転写材が
使用された場合、全体的に濃度の薄い画像として再現さ
れる。

【００８７】上記２つの場合に代表される不具合をなく
すために、転写材の地肌部から読み取られる画像信号に
基づいて、パターン部から読み取られる画像信号の補正
が行われている。しかしながら、上記の補正が行われな
い場合にもメリットはあり、常に同じ性質の転写材が使
用される場合には、その転写材の性質にあわせた階調補
正テーブルが作成されるで、その転写材だけが使用され
るならば色再現が良くなるというメリットがある。

【００８８】具体例をもとに考えると、再生紙のように
イエロー成分が多い転写材が常に使用される場合には、
地肌の補正が行われない方がイエロー成分が入った色に
対しては色再現がよくなるような階調補正テーブルが作
成され、紙厚が薄い転写材が常に使用される場合には、
紙厚の薄い転写材にあわせた状態に階調補正テーブルが
作成されるというメリットがある。上記のようにユーザ
の状況と好みとにあわせて、地肌の補正のＯＮ／ＯＦＦ
が行われる。

【００８９】以下には図３５のフローチャートに示され
る自動階調補正実行時に、画像処理用プリンタγ補正回
路４０９において階調変換テーブルが生成される手順に
ついて説明されている。

【００９０】図３４に示される転写紙上に形成された階
調パターンを形成する際の各々の画像信号の大きさをＬ
Ｄ［ｉ］（ｉ＝０，１，・・・９）、形成されたパター
ンをスキャナで読み取った値をベクトル形式でｖ［ｔ］
［ｉ］＝（ｒ［ｔ］［ｉ］，ｇ［ｔ］［ｉ］，ｂ［ｔ］
［ｉ］）（ｔ＝Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｏｒＫ、ｉ＝０，１，・・
・，９）とする。

【００９１】（ｒ，ｇ，ｂ）の代わりに、明度、彩度、
色相角（Ｌ^*，ｃ^*，ｈ^*）、あるいは明度、赤み、青
み（Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*）などで表してもよい。予めＲＯ
Ｍ４１４またはＲＡＭ４１６に記憶されている基準とな
る白の読み取り値を（ｒ［Ｗ］，ｇ［Ｗ］，ｂ［Ｗ］）
とする。

【００９２】パターンの読み取り値ｖ［ｔ］［ｉ］＝
（ｒ［ｔ］［ｉ］，ｇ［ｔ］［ｉ］，ｂ［ｔ］［ｉ］）
において、ＹＭＣトナーの各補色の画像信号はそれぞれ
ｂ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｒ［ｔ］［ｉ］であ
るので、それぞれの補色の画像信号のみが使用される。
本実施例では、後の記載を簡単にするために、ａ［ｔ］
［ｉ］（ｉ＝０，１，２，・・・，９；ｔ＝Ｃ，Ｍ，
Ｙ，ｏｒＫ）が使用される。階調変換テーブルが作成さ
れると処理が簡単である。なお、ブラックトナーについ
ては、ＲＧＢのいずれの画像信号が使用されたとしても
十分な精度が得られるが、ここではＧの成分が使用され
る。

【００９３】参照データはスキャナの読み取り値ｖ０
［ｔ］［ｉ］＝（ｒ０［ｔ］［ｉ］，ｇ０［ｔ］
［ｉ］，ｂ０［ｔ］［ｉ］）及び対応するレーザの書き
込み値ＬＤ［ｉ］（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）の組によ
って与えられる。同様に、ＹＭＣＫ各色の補色画像信号
のみによって、後の記載を簡単にするために、Ａ［ｔ］［ｎ［ｉ］］（０≦ｎ［ｉ］≦２５５；ｉ＝
１，２，・・・，ｍ；ｔ＝Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｏｒ，Ｋ）と表される。ｍは参照データの数である。

【００９４】図２５には、画像信号の機差補正値の一例
が示されている。Black （Ｇ），Cyan（Ｒ），MAgenta
（Ｇ），Yellow（Ｂ）それぞれのトナーに対応する補正
値で、括弧内のＲＧＢは自動階調補正の時に使用される
スキャナが読み取ったRed （Ｒ），Green （Ｇ），Blue
（Ｂ）の信号を表す。それぞれの色のトナーに対し、ｋ
（０）、ｋ（１０２３）は、参照データ値０及び参照デ
ータ値１０２３に対する補正値を示す。

【００９５】補正後の参照データの値をＡ１［ｔ］［ｎ
［ｉ］］とすると、図２５の値を用いて参照データＡ
［ｔ］［ｎ［ｉ］］は以下のように補正される。Ａ１［ｔ］［ｎ［ｉ］］＝Ａ［ｔ］［ｎ［ｉ］］＋（ｋ（１０２３）−ｋ（０））＊ｎ［ｉ］／１０２３＋ｋ（０）・・・式３

【００９６】図３６には式３に示される関数がグラフで
表された例が示されている。図２５の補正値は製造時に
設定され機械内に保持されているか、図３７に示される
操作部の液晶画面により、ユーザの手によって設定され
ることも可能である。なお、以下では式３によって求め
られるＡ１［ｔ］［ｎ［ｉ］］を新たにＡ［ｔ］［ｎ
［ｉ］］として使用される。

【００９７】ＹＭＣＫ階調変換テーブルは、ａ［ＬＤ］
とＲＯＭ４１４に記憶される参照データＡ［ｎ］とを比
較することによって得られる。ここでｎはＹＭＣＫ階調
変換テーブルへの入力値であり、参照データＡ［ｎ］
は、入力値ｎを階調変換しレーザ書き込み値ＬＤ［ｉ］
で出力したＹＭＣＫ階調パターンをスキャナで読み取っ
た読み取り画像信号の目標値である。

【００９８】ここで参照データは、プリンタが出力可能
な画像濃度に応じて補正を行う参照値Ａ［ｎ］と補正さ
れないＡ［ｎ］との２種類の値からなる。補正されるか
否かの判断は、予めＲＯＭ４１４またはＲＡＭ４１６に
記憶されている判断用のデータにより判断される。

【００９９】前述のａ［ＬＤ］から、Ａ［ｎ］に対応す
るＬＤが求まることにより、ＹＭＣＫ階調変換テーブル
への入力値ｎに対応するレーザ出力値ＬＤ［ｎ］が求ま
る。これが、入力値ｉ＝０，１，・・・，２５５に対し
て求められることにより、階調変換テーブルが求められ
る。

【０１００】その際、ＹＭＣＫ階調変換テーブルに対す
る入力値ｎ＝００ｈ，０１ｈ，・・・，ＦＦｈ（１６進
数で表現されている）に対する全ての値に対して、上記
の処理が行われる代わりにｎ_i＝０，１１ｈ，２２ｈ，
・・・，ＦＦｈのような飛び飛びの値について上記の処
理が行われ、それ以外の点については、スプライン関数
などで補間されるか、予めＲＯＭ４１４に記憶されてい
るＹＭＣＫγ補正テーブルの内、上記の処理で求められ
た（０，ＬＤ［０］）、（１１ｈ，ＬＤ［１１ｈ］）、
（２２ｈ，ＬＤ［２２ｈ］）、・・・、（ＦＦｈ，ＬＤ
［ＦＦｈ］）の組を通過するテーブルが選択される。

【０１０１】図３８には自動階調補正の演算手順を説明
するための４元チャートが示されている。図３８におい
て第１象限（ａ）の横軸はＹＭＣＫ階調変換テーブルへ
の入力値ｎを表す。縦軸は処理後のスキャナの読み取り
値で前述の参照データＡ［ｉ］を表す。このグラフにお
ける処理後のスキャナの読み取り値は、スキャナが階調
パターンを読み取り、読み取られた値に対しＲＧＢγ変
換され、階調パターン中の数箇所の読み取りデータが平
均処理及び加算処理された後の値であり、演算精度の向
上のために図３８では１２ビットデータ信号として処理
される。

【０１０２】図３８において第２象限（ｂ）の横軸は縦
軸同様に処理後のスキャナの読み取り値を表す。第３象
限（ｃ）の縦軸はレーザ光の書き込み値を表す。このデ
ータａ［ＬＤ］は、プリンタ部の出力特性を表す。ま
た、実際に形成されるパターンのレーザ光の書き込み値
は００ｈ（地肌），１１ｈ，２２ｈ，・・・，ＥＥｈ，
ＦＦｈの１６点であり飛び飛びの値を示すが、図３８で
は検知点が補間され連続的なグラフとされる。

【０１０３】第４象限（ｄ）のグラフはＹＭＣＫ階調変
換テーブルＬＤ［ｉ］を表す。このテーブルを求めるこ
とが目的である。グラフ（ｆ）の縦軸と横軸とは、グラ
フ（ｄ）の縦軸と横軸と位置関係も含めて同じであり、
検知用の階調パターンが形成される際には、グラフ
（ｆ）に示されるＹＭＣＫ階調変換テーブル（ｇ）が使
用される。

【０１０４】グラフ（ｅ）の横軸は、第３象限（ｃ）と
同じであり、階調パターン作成時のレーザ光の書き込み
値と階調パターンが処理後にスキャナによって読み取ら
れる値との関係が表されるための、便宜上の線形変換が
示されている。ある入力値ｎに対して参照データＡ
［ｎ］が求められ、Ａ［ｎ］を得るためのＬＤ出力ＬＤ
［ｎ］を階調パターンの読み取り値ａ［ＬＤ］を用い
て、図３８に示される矢印（ｌ）に沿って求められる。

【０１０５】以下には図３９のフローチャートに基づい
て演算手順が説明されている。ＹＭＣＫ階調変換テーブ
ルが求められるために必要とされる入力値が決定される
（ステップＳ１０１）。ここでは、ｎ［ｉ］＝１１ｈ＊
ｉ（ｉ＝０，１，・・・，ｉｍａｘ＝１５）とされる。

【０１０６】機差補正が行われる（ステップＳ１０
２）。機差補正の処理は前述の通りである。次に参照デ
ータＡ［ｎ］が、プリンタが出力可能な画像濃度に応じ
て補正される（ステップＳ１０３）。

【０１０７】以下には、参照データＡ［ｎ］がプリンタ
が出力できる濃度に応じた値に補正される際の計算方法
が示されている。スキャナγ補正回路４０２によってＲ
ＧＢγ変換されずに、原稿反射率に比例した画像信号と
いう仮定のもとでの計算方法である。

【０１０８】プリンタ部で作成可能な最大画像濃度が得
られるレーザ光の書き込み値をＦＦｈであるとし、この
時のパターンの読み取り値ｍ［ＦＦｈ］をｍｍａｘとす
る。低画像濃度側から中間画像濃度側にかけて補正され
ない参照データＡ［ｉ］（ｉ＝０，１，・・・，ｉ
１）、高画像濃度側の補正が行われない参照データＡ
［ｉ］（ｉ＝ｉ２＋１，・・・，ｉｍａｘ−１）（ｉ１
≦ｉ２，ｉ２≦ｉｍａｘ−１）、補正される参照データ
Ａ［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１，・・・，ｉ２）とされる。

【０１０９】補正されない参照データの内、高画像濃度
部で最も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ２＋１］と低
画像濃度部の最も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ１］
とから、そのデータの差Δｒｅｆが求められる。即ち、 Δｒｅｆ＝Ａ［ｉ１］−Ａ［ｉ２＋１］・・・式４反転処理であるスキャナγ補正回路４０２によるＲＧＢ
γ変換が行われない反射率リニアあるいは明度リニアの
場合、Δｒｅｆ＞０である。

【０１１０】一方、プリンタ部で作成可能な最大画像濃
度が得られるパターンの読み取り値ｍｍａｘから、同様
にΔｄｅｔが求められる。即ち、 Δｄｅｔ＝Ａ［ｉ１］−ｍｍａｘ・・・式５とされる。

【０１１１】これにより、高画像濃度部が補正された参
照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１，・・・，ｉ２）は、Ａ［ｉ］＝Ａ［ｉ１］＋（Ａ［ｉ］−Ａ［ｉ１］）＊（Δｄｅｔ／Δｒｅｆ）（ｉ＝ｉ１＋１，ｉ１＋２，・・・，ｉ２−１，ｉ２）・・・式６となる。

【０１１２】次にｎ［ｉ］に対応するスキャナの読み取
り画像信号ｍ［ｉ］が参照データＡ［ｎ］から求められ
る（ステップＳ１０４）。その計算手順が以下に示され
ている。実際には、飛び飛びの値であるｎ［ｊ］に対応
する参照データＡ［ｎ［ｊ］］（０≦ｎ［ｊ］≦２５
５，ｊ＝０，１，・・・，ｊｍａｘ，ｎ［ｊ］≦ｎ
［ｋ］ｆｏｒｊ≦ｋ）は、以下のように設定される。

【０１１３】ｎ［ｊ］≦ｎ［ｉ］＜ｎ［ｊ＋１］となる
（０≦ｊ≦ｊｍａｘ）を求める。８ビット画像信号の場
合、ｎ［０］＝０，ｎ［ｊ］＝２５５，ｎ［ｊｍａｘ＋
１］＝ｎ［ｊｍａｘ］＋１，Ａ［ｊｍａｘ＋１］＝Ａ
［ｊｍａｘ］として参照データを求めておくと計算が簡
単になる。また、参照データの間隔はｎ［ｊ］の間隔が
できるだけ小さい間隔である方が、最終的に求まるγ補
正テーブルの精度が高くなる。

【０１１４】上記のように求められたｊから、ｍ［ｉ］
が次式によって求められる（ステップＳ１０５）。ｍ［ｉ］＝Ａ［ｊ］＋（Ａ［ｊ＋１］−Ａ［ｉ］）・（ｎ［ｉ］−ｎ［ｊ］）／（ｎ［ｊ＋１］−ｎ［ｊ］）・・・式７

【０１１５】本実施例においては一次式により補間され
たが、高次関数やスプライン関数などで補間されても所
望の結果は得られる。そのような式で求めたい場合に
は、ｍ［ｉ］＝ｆ（ｎ［ｉ］）とされる。

【０１１６】ＬＤの書き込み値ＬＤ［ｉ］と入力値ｎ
［ｉ］とから階調変換テーブルが求められる（ステップ
Ｓ１０６）。そのためのＬＤ［ｉ］がステップＳ１０５
と同様な手順によって求められる。

【０１１７】ＲＧＢγ変換されていない画像信号データ
が処理される場合には、ＬＤの値が大きくなるに応じ
て、ａ［ＬＤ］が小さくなる。即ち、ＬＤ［ｋ］＜ＬＤ
［ｋ＋１］に対して、ａ［ＬＤ［ｋ］］≧ａ［ＬＤ［ｋ
＋１］］となる。

【０１１８】パターン形成時の値はＬＤ［ｋ］＝００
ｈ，１１ｈ，２２ｈ，３３ｈ，４４ｈ５５ｈ，６６ｈ，
８８ｈ，ＡＡｈ，ＦＦｈ，（ｋ＝０，１，・・・，９）
の１０点とした。トナー付着量が少ない画像濃度では、
トナー付着量に対するスキャナの読み取り値の変化が大
きいので、パターンの書き込み値ＬＤ［ｋ］の間隔は密
にして読みこまれ、トナー付着量が多い画像濃度では、
トナー付着量に対するスキャナの読み取り値の変化が小
さいために間隔は広げて読み込まれる。

【０１１９】このように設定されるメリットとしては、
ＬＤ［ｋ］＝００ｈ，１１ｈ，２２ｈ，３３ｈ，４４
ｈ，５５ｈ，６６ｈ，７７ｈ，８８ｈ，９９ｈ，ＡＡ
ｈ，ＢＢｈ，ＣＣｈ，ＤＤｈ，ＥＥｈ，ＦＦｈのように
パターンの数が増える場合に比べて、トナー消費量が抑
えられるというメリットがある。また間隔を狭めるデメ
リットととして、感光体上の電位ムラ、トナーの付着ム
ラ、定着ムラ、電位ムラ等の影響による読み取り値が逆
転することが多いことから、ＬＤ書き込みの間隔が狭ま
ることが精度の向上に有効ではないということがある。
これらのメリット及びデメリットが考慮されて、上記さ
れた１０点のＬＤ書き込み値でパターンが形成されるよ
うにした。

【０１２０】ａ［ＬＤ［ｋ］］≧ｍ［ｉ］＞ａ［ＬＤ
［ｋ＋１］］となるＬＤ［ｋ］に対して、ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋ＋１］−ＬＤ
［ｋ］）・（ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）／（ａ［Ｌ
Ｄ［ｋ＋１］］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）とされる。

【０１２１】０≦ｋ≦ｋｍａｘとしたとき、ａ［ＬＤ
［ｋｍａｘ］］＞ｍ［ｉ］の場合（参照データから求め
られた目標値の画像濃度が高い場合）には、ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋｍａｘ］−ＬＤ
［ｋｍａｘ−１］）・（ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ
−１］］）／（ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ］］−ａ［ＬＤ［ｋ
ｍａｘ−１］］）とされ、１次式で外挿されることによって予測される。

【０１２２】上述のようにＹＭＣＫ階調補正テーブルへ
の入力値ｎ［ｉ］と出力値ＬＤ［ｉ］の組が（ｎ
［ｉ］，ＬＤ［ｉ］）（ｉ＝０，１，・・・，１５）が
求められる。求められた（ｎ［ｉ］，ＬＤ［ｉ］）（ｉ
＝０，１，・・・、１５）が元になって、スプライン関
数などで内挿されて階調変換テーブルが作成されるか、
ＲＯＭ４１４に保存される階調変換テーブルが選択され
る。

【０１２３】以下には現像特性の検知方法について図４
０のフローチャートに基づいて説明されている。なお現
像特性が検知される目的としては地肌汚れが発生した際
に検知されたり、濃度が確保されているか否かが検知さ
れたりするように行われる。

【０１２４】図４１に図示されるようなパターンで、感
光体ドラム１０２上にｎｐ個（ここでは、ｎｐ＝１２）
の濃度階調パターンが形成される（ステップＳ２３
０）。表面電位センサー１３９により、感光体ドラム１
０２に形成された階調パターンの各々のパッチについて
表面電位ＶＳ_i（ｉ＝１，２，・・・，ｎｐ）が検知さ
れ（ステップＳ２３１）、現像装置１０５、１０６、１
０７及び１０８のいずれか１つによって現像されること
により顕像化される（ステップＳ２３２）。

【０１２５】感光体ドラム１０２の回転方向下流側に位
置する光学センサ１３６により、感光体ドラム１０２上
に形成されたトナー像の検知出力ＶＰ_i（ｉ＝１，２，
・・・，ｎｐ）が得られる（ステップＳ２３３）。現像
特性の検知の際に使用されるレーザの出力は、一例とし
て、画像信号の値で００ｈ，１０ｈ，２０ｈ，３０ｈ，
４０ｈ，５０ｈ，６０ｈ，７０ｈ，９０ｈ，Ｂ０ｈ，Ｅ
０ｈ，ＦＦｈという値が使用される。形成された階調パ
ターンの現像特性が予測され（ステップＳ２３４）、階
調変換テーブルが作成される（ステップＳ２３５）。

【０１２６】以下には図４２に基づいて複写機の現像特
性などが考慮された上で画像信号が補正される方法につ
いての説明が行われている。以下には図４２に示される
各々の座標中のグラフについて説明されている。

【０１２７】座標ａ）において、縦軸は画像が感光体ド
ラム１０２上に形成される際のレーザの書き込み光量あ
るいは画像出力信号を表し、横軸は光学センサ１３６の
出力を表す。座標ａ）の曲線は、ｎｐ個の濃度階調パタ
ーンが感光体ドラム１０２上で現像された後に、現像さ
れたトナー像の反射光量を光学センサ１３６が検知する
ことによって得られる。

【０１２８】座標ｂ）において、縦軸は座標ａ）と同様
にレーザの書き込み光量あるいは画像出力信号を表し、
横軸は感光体ドラム１０２の表面電位を表す。座標ｂ）
に示される実線で描かれた直線グラフは、感光体ドラム
１０２の光減衰特性を表す。この直線グラフはｎｐ個の
濃度階調パターン潜像が感光体ドラム１０２上に形成さ
れた際の表面電位が感光体電位センサ１３９に測定され
た結果によって得られる。

【０１２９】座標ｃ）において、縦軸は座標ａ）及び座
標ｂ）と同様に、レーザ書き込み光量あるいは画像出力
信号を表し、横軸は画像入力信号（原稿画像の濃度に比
例する量）を表す。なお座標中のグラフａおよびグラフ
ｂは、図１のプリンタ部で使用される階調補正テーブル
を表す。座標ｃ）において画像入力信号は８ビット（２
５６値）の分解能を有し、レーザの書き込み光量も同様
に最小値と最大値との間を８ビット程度の分解能を有す
る。座標ｃ）に示されるａは検知時に使用されるレーザ
書き込み光量と画像入力信号との関係を表す。

【０１３０】座標ｄ）において、縦軸は感光体ドラム１
０２に付着するトナー付着量を表し、横軸は光学センサ
１３６の出力を表す。座標ｄ）に描かれたグラフは光学
センサ１３６の出力特性を表す。この特性は、使用され
るセンサの種類、取付角度あるは感光体ドラム１０２か
らの距離等によって変化するが、一般的な複写機ではほ
ぼ一定である。

【０１３１】座標ｅ）において、縦軸は座標ｄ）と同様
にトナー付着量を表し、横軸は感光体ドラム１０２の表
面電位を表す。座標ｅ）に示されるグラフは、感光体ド
ラム１０２の表面電位に対するトナー付着量を表してい
て、いわゆる、現像特性を表す。座標ｅ）に示されるｈ
は、現像バイアスのＤＣ（Direct Current）成分を表
す。座標ｆ）において、縦軸は座標ｄ）及びｅ）と同様
にトナー付着量を表し、横軸は画像入力信号を表す。座
標ｆ）に示されるグラフは、画像入力信号に対する感光
体ドラム１０２上のトナー付着量を表す。

【０１３２】以下には、座標ｄ）に示される関係を用い
て光学センサ１３６の検知出力ＶＰ _iから感光体ドラム
１０２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）_i［ｍｇ／ｃｍ²］
（ｉ＝１，２，・・・，ｎｐ）を求める方法が述べられ
ている。

【０１３３】感光体ドラム１０２上に形成されたトナー
付着領域からの反射光は光学センサ１３６により検出さ
れ、検知信号としてメイン制御部１３０に送信される。
ＶＳ _iを、形成されたパターンのトナー付着領域からの
反射光を検知した光学センサ１３６の出力とし、ＶＳ_G
を、地肌部からの反射光を検知した光学センサ１３６の
出力とする。

【０１３４】ＶＳ_P，ＶＳ_Gと式８に示される関係とを
用いることにより、光学センサ１３６の出力からトナー
付着量が換算される。ｍ₁＝−ｌｎ（ＶＳ_p／ＶＳ_G）／β ・・・式８ β ＝−６．０＊１０³［ｃｍ／ｇ］式８においてβは光学センサ１３６とトナーの成分とに
よって決まる定数であり、式８に示される値は黒トナー
の値である。イエロー、シアン及びマゼンタについても
同様に換算することができる。ここでは計算で求められ
たが予め作成されたルックアップテーブルで変換されて
もよい。

【０１３５】上記された方法により光学センサ１３６の
検知出力ＶＰ_iから感光体ドラム１０２上のトナー付着
量が換算され、求められた関係に基づいて感光体ドラム
１０２の表面電位ＶＳ_iと感光体ドラム１０２上のトナ
ー付着量（Ｍ／Ａ）_iとの関係である現像特性が求めら
れる。求められた結果は、座標ｅ）中に示されるグラフ
ｆで与えられる。

【０１３６】しかしながら、座標ｄ）に描かれたグラフ
に示されるように、光学センサ１３６の出力はあるトナ
ー付着量（Ｍ／Ａ）_cより高い付着量領域では（座標の
範囲では（Ｍ／Ａ）_i≧（Ｍ／Ａ）_c）、一定の値のＶ
Ｐ_MINしか取らなくなる。こうなる理由としては、トナ
ー付着量が多くなるほど照射された場所からの反射光が
減り、最終的にＶＰ＝ＶＰ_cの点で反射光が検知できな
くなるからである。

【０１３７】そのため、レーザの書き込み光量あるいは
画像入力信号が上昇して、感光体ドラム１０２の表面電
位が低下し、トナー付着量が増加していたとしても、光
学センサ１３６の検知出力から求められるトナー付着量
は一定値（Ｍ／Ａ）_cを境に増加しなくなる。

【０１３８】座標ｅ）には光学センサ１３６の検知出力
から求められるトナー付着量を示すグラフｆと、実際に
感光体ドラム１０２に付着するトナー量を示すグラフｅ
とが示されている。これらのグラフからもわかるよう
に、トナー付着量が（Ｍ／Ａ） _cより増加している範囲
では、実際のトナー付着量と光学センサ１３６の検知出
力から求められるトナー付着量との間でずれが生じるよ
うになる。

【０１３９】以下には上記のずれが補正される方法が示
されている。画像入力信号に対する光学センサ１３６の
検出値ＶＰ_iが、ＶＰ_min＝ＶＰ_C以上である時、検出
値ＶＰ_iから感光体ドラム１０２のトナー付着量かトナ
ー付着量に比例する量（Ｍ／Ａ）_iに換算される。これ
らの値に基づいて感光体ドラム表面電位センサ１３６の
出力値ＶＳ_iと（Ｍ／Ａ）_iとの関係式が求められる。

【０１４０】例として以下に示される式９あるいは式１
０の１次式が使用される。（Ｍ／Ａ）_i＝ａ＊ＶＳ_i＋ｂ（ＶＰ_i≧ＶＰ_c）・・・式９現像バイアスのＤＣ成分をＶ_DCとして（Ｍ／Ａ）_i＝ａ＊（ＶＳ_i−Ｖ_DC）＋ｂ（ＶＰ_i≧ＶＰ_c）・・・式１０ここでａ，ｂは係数を表し、いくつかのＶＳ_iと（Ｍ／
Ａ）_iとの値の組から最小２乗法などの方法によって決
定される。ここで式９及び式１０において、値を与え
る範囲をトナー付着量で考えて、（Ｍ／Ａ）_i≦（Ｍ／
Ａ）_cとしても同様の結果が得られる。

【０１４１】上記の表面電位との直線関係からのずれが
大きくなる場合がある。そのような状況になることを防
ぐために、（Ｍ／Ａ）_min≦（Ｍ／Ａ）≦（Ｍ／Ａ）_c
が満たされる感光体ドラム１０２上のトナー付着量の検
知結果について、式８及び式９の係数ａ，ｂが決定され
る。ここでは、トナー付着量が使用されたが、（Ｍ／
Ａ）_minに対応する光学センサ１３６の検知出力をＶＰ
_maxとして、ＶＰ_c≦ＶＰ≦ＶＰ_maxが満たされるトナ
ー付着領域に対応するトナー付着領域から式９あるいは
式１０の係数ａ，ｂが決定されてもよい。

【０１４２】図５２には本実施例で使用されるレーザ光
が感光体ドラム１０２に照射される照射エネルギーの階
調特性の例が示されている。横軸は図４に示されるレー
ザ変調回路への入力値を表し、縦軸はレーザ変調回路か
ら出力されるレーザ光の照射エネルギーの相対値を表し
ている。横軸の入力値において入力値が０の時のレーザ
の照射エネルギーはＥ０（０．１０［ｍＷ］）で、入力
値が０からＮａ１（１Ｆｈ）までの間はほぼリニアに出
力されるが、入力値Ｎａ１と入力値Ｎａ２（２０ｈ）と
の間で出力のレーザの照射エネルギーに飛びが生じてい
る。

【０１４３】以下にはレーザ光の照射エネルギーの具体
的な値について説明されている。入力値２５５の時のレ
ーザ光の照射エネルギーが９００［ｍＷ］だとすると、
入力値０でのレーザ光の照射エネルギーＥ０は５０［ｍ
Ｗ］程度である。５０［ｍＷ］の大きさの照射エネルギ
ーで、感光体ドラム１０２が照射されたとしたら、感光
体ドラム１０２の帯電電位は５０［Ｖ］程度低下するこ
とが目安とされている。（具体的には７００［Ｖ］から
６５０［Ｖ］程度の低下である。）

【０１４４】以下には、図４７に示される階調特性を有
するレーザ光を発振させる画像信号に施される階調処理
について説明されている。本実施例の画像形成装置で
は、主走査方向２画素＊副走査方向２画素の合わせて４
画素が１つの単位として階調処理が施される。図１２に
は、以下の説明で使用される画素の位置関係が示されて
いる。図１７は、本実施例の複写機において階調処理回
路４１０に入力された画像信号が階調変換されてどのよ
うな値で出力されるかということが示されるディザ・テ
ーブルの例である。図１１及び図１８は、本実施例の複
写機において画像信号が処理される方法が説明されるた
めの概念図として利用される。

【０１４５】図１１において横軸は図１３に示されるデ
ィザ画素の各々の構成要素である画素ａ００、画素ａ１
０、画素ａ０１及び画素ａ１１への入力値を表し、縦軸
は入力された値に対するレーザ光の照射エネルギーを表
す。以下には図１１に示されるディザ・テーブルが設定
された階調処理回路４１０に入力された画像信号が、ど
のようなエネルギー値を有するレーザ光で照射されるか
ということについての説明が行われている。

【０１４６】従来の技術では、階調処理回路４１０から
出力される画像信号はレーザ光の出力特性が特に考慮さ
れていなっかったため、Ｎａ１とＮａ２とによって与え
られるエネルギー値の差は他の階調間の信号に比べて大
きく、結果としてＮａ１とＮａ２の値をとる画素の間で
階調飛びが生じるようになっていた。

【０１４７】上記の階調飛びが補正される方法が図１１
の概念図に基づいて以下で説明されている。なお図１２
に示される概念図は、図１７に示されるディザ・テーブ
ルにおいて、入力画像信号の階調が低い領域について考
えられているものである。本実施例におけるレーザ光の
エネルギー特性は図５３に示されるように、書き込み値
Ｎａ１に対してＥａ１（０．１７５［ｍＷ］）とＬＤ書
き込み値Ｎａ２に対してＥａ２（０．２０［ｍＷ）との
間でエネルギー飛びが生じ、その間表現され得る階調は
５階調分であるとする。

【０１４８】ａ００の位置に示されるディザ画素に入力
された画像信号の値が０からＮａ１以下までの値である
場合は、特に階調飛びがないのでレーザ光の照射エネル
ギーは入力値に比例して出力され、Ｎａ１の時はエネル
ギーの大きさがＥａ１（０．１７５［ｍＷ］）であるレ
ーザ光が照射される。

【０１４９】ａ００に入力した画像信号の値がＮａ２で
ある場合、比例させて出力するとエネルギー飛びが生じ
てしまうので、画素ａ００から出力されるエネルギー値
はＥａ１に固定して、画素ａ１０から出力されるエネル
ギー値をＥ０から１階調分増加させる。

【０１５０】ディザへの入力値がＮａ１＋２の値で与え
られる画像信号である場合は、同様にａ００の画素はＥ
ａ１のエネルギー値で照射され、隣接画素ａ１０はＥ０
から２階調分増加した値の照射エネルギー値で照射され
る。このように、ディザに入力される画像信号がＮａ１
以上Ｎａ１＋（Ｎｂ２−Ｎｂ１）＋１未満の場合は、画
素ａ００から出力されるエネルギー値は固定され、隣接
する画素ａ１０の値が１階調分ずつ増加した値によっ
て、エネルギー飛びによって表現できない階調が隣接画
素で表現される。Ｎｂ１＝００ｈ，Ｎｂ２＝０５ｈとす
る。

【０１５１】ディザに入力される画像信号がＮａ１＋
（Ｎｂ２−Ｎｂ１）＋１以上の値であったら、画素ａ１
０から出力されるエネルギー値はＥ０に戻され、元のよ
うに１つの画素で表現されるようになる。その際、従来
ａ００にＮａ２が入力されて出力されていたエネルギー
値がＮａ１＋（Ｎｂ２−Ｎｂ１）＋１が入力された際に
出力されるようにディザ・テーブルが設定される。

【０１５２】以上の方法が利用されて形成されたディザ
・テーブルが図１７に示されるものである。以下には図
１７に示されるディザ・テーブルについて説明されてい
る。図１７に示されるディザ・テーブルは、図１１に示
される方法によって、画素ａ００及び画素ａ１０の２つ
の画素のそれぞれ別の入力値について補正されている。
また階調処理回路４１０から出力される画像信号の値が
４ｎ₀以上になると、４ｎ₀以下の場合よりもトナー付
着時の階調性が豊富でなくなる場合が想定されている。

【０１５３】ディザ・テーブルへの入力値をｎとする
と、ａ００＝４ｎ（００ｈ≦ｎ＜ｎ₁）ａ００＝Ｎａ１（ｎ₁≦ｎ＜ｎ₁＋Δｎ）ａ００＝４（ｎ−Δｎ）（ｎ₁＋Δｎ≦ｎ＜ｎ₀＋Δｎ）ａ００＝４ｎ₀ （ｎ₀＋Δｎ≦ｎ＜４ｎ₀＋２Δｎ）ａ００＝｜α・｛ｎ−（４ｎ₀＋２Δｎ）｝｜（４ｎ₀＋２Δｎ≦ｎ≦ＦＦｈ）ただし、ｎ₁＝｜Ｎａ１／４｜ α＝（ＦＦｈ−４ｎ₀）／｛ＦＦｈ−（４ｎ₀＋２Δｎ）｝で｜ｘ｜は、Ｇａｕｓｓの数と呼ばれ、ｘより小さな最
大の整数を表す。

【０１５４】ａ１０＝００ｈ（００ｈ≦ｎ＜ｎ₁）ａ１０＝（Ｎｂ２／Δｎ）（ｎ−ｎ₁）（ｎ₁≦ｎ＜ｎ₁＋Δｎ）ａ１０＝００ｈ（ｎ₁＋Δｎ≦ｎ＜ｎ₀＋Δｎ）ａ１０＝４（ｎ−ｎ₀−Δｎ）（ｎ₀＋Δｎ≦ｎ＜２・ｎ₀＋２Δｎ）ａ１０＝４・ｎ₀ （２・ｎ₀＋２Δｎ≦ｎ＜４・ｎ₀＋２Δｎ）ａ１０＝｜α｛ｎ−（４・ｎ₀＋２Δｎ）｝｜（４・ｎ₀＋２Δｎ≦ｎ≦ＦＦｈ）

【０１５５】ａ０１＝ａ１１＝００ｈ（００ｈ≦ｎ＜２（ｎ₀＋Δｎ））ａ０１＝ａ１１＝２｛ｎ−２（ｎ₀＋Δｎ）｝（２・（ｎ₀＋Δｎ）≦ｎ＜４・ｎ₀＋２Δｎ）ａ０１＝ａ１１＝｜α・｛ｎ−（４・ｎ₀＋２Δｎ）｝｜（４・ｎ₀＋２Δｎ≦ｎ≦ＦＦｈ）以上のディザ・テーブルは、一般的にはＮａ１＝１Ｆ
ｈ，ｎ₀＝４０ｈ，Δｎ＝０５ｈとされて使用されるこ
とが多い。

【０１５６】また、レーザ光の照射エネルギー飛びによ
る階調飛びが補正される方法として、図１６に示される
概念図に基づく補正でも補正される。以下にはその方法
が示されている。

【０１５７】ａ００の位置に示されるディザ画素に入力
された画像信号の値が０からＮａ１以下までの値である
場合は、特に階調飛びもないのでレーザ光の照射エネル
ギーは入力値に比例して出力され、Ｎａ１の時はエネル
ギーの大きさがＥａ１（０．１７５［ｍＷ］）であるレ
ーザ光が照射される。

【０１５８】ａ００に入力した画像信号の値がＮａ２で
ある場合、Ｎａ１からＮａ２に書き込み値を増加させて
出力するとエネルギー飛びが生じてしまうので、画素ａ
００から出力されるエネルギー値はＥａ１に固定され
て、画素ａ１０から出力されるエネルギー値がＥ０から
１階調分増加される。

【０１５９】ディザへの入力値がＮａ２＋１の値で与え
られる画像信号である場合は、同様にａ００の画素はＥ
ａ１のエネルギー値で照射され、隣接画素ａ１０はＥ０
から２階調分増加した値の照射エネルギー値で照射され
る。このように、ａ００に入力される画像信号がＮａ１
以上Ｎａ１＋（Ｎｂ２−Ｎｂ１）＋１未満の場合は、画
素ａ００から出力されるエネルギー値は固定され、隣接
する画素ａ１０の値が１階調分づつ増加した値によっ
て、エネルギー飛びによって表現できない階調が隣接画
素で表現される。Ｎｂ１＝００ｈ，Ｎｂ２＝０５ｈとす
る。

【０１６０】ａ００に入力される画像信号がＮａ１＋
（Ｎｂ２−Ｎｂ１）＋１以上の値であったら、画素ａ１
０から出力されるエネルギー値はＥ０に戻され、元のよ
うに１つの画素で表現されるようになる。その際、従来
ａ００にＮａ２が入力されて出力されていたエネルギー
値がディザに対してＮａ１＋（Ｎｂ２−Ｎｂ１）＋１が
入力された際に出力されるようにディザ・テーブルが設
定される。

【０１６１】図１６で示される方法と図１１で説明され
る方法との違いは隣接画素が１つ使用されているか、２
つ使用されているかということである。このようにして
隣接画素値を３つに増やす方法も考えられるが、以下に
おいての説明は省略される。

【０１６２】上記されるように階調処理回路４１０のデ
ィザ・テーブルが設定されることによって、レーザ光の
照射エネルギーの特性が考慮された画像信号が出力さ
れ、適切な階調で潜像が形成されるようになるので、レ
ーザ光の照射エネルギー飛びによる階調飛び、ひいては
それによって生じる偽輪郭の発生が回避されることが可
能になる。

【０１６３】照射エネルギー及び潜像電位の条件につい
ての説明が以下で行われている。感光体ドラム１０２へ
の照射エネルギーは、Ｅａ１≧Ｅｂ２であることと、で
きるだけＥａ１とＥｂ２との差が大きいことが望まし
い。理由としてはＥａ１＜Ｅｂ２という条件で潜像が形
成された場合、顕像化時に現像バイアスの条件によって
画像濃度の逆転などが生じる場合があるからである。以
下にはその詳細が説明されている。

【０１６４】図１８にはレーザ照射によって形成される
潜像の模式図が示されている。縦軸は潜像が形成される
際の電位を表しており、現像バイアスのＤＣ成分はＶ_B
で表示されており、潜像へのトナー付着はＶ_BからＶ_L
の範囲（図中のｉで示される範囲）で行われる。Ｖ₀は
帯電電位を表し、Ｖ_Dは画像信号００ｈに対するレーザ
照射によって低下した電位を表す。

【０１６５】横軸は、位置で画素の幅（ｆ）〜（ｈ）に
よって示されている。レーザ光の照射エネルギーがＥａ
１からＥａ２へ変化した場合、図１８に示される潜像の
変化は（ｇ）で示される画素２において（ａ）から
（ｂ）のように変化するとする。

【０１６６】仮に画素２に隣接する画素１（ｆ）あるい
は画素３（ｈ）のＥ０のレーザ光が照射された潜像電位
が（ｄ）で示され、Ｅｂ１のレーザ光が照射された潜像
電位が（ｃ）で示されるとすると、２つの画素をあわせ
て見ると、（ａ）と（ｃ）をあわせて表現される画像よ
りも（ｂ）と（ｄ）をあわせて表現される画像のほうが
薄くなるという、画像濃度の逆転が生じてしまう。

【０１６７】そこでＥ０の照射エネルギーに対応する潜
像電位とＥｂ２の照射エネルギーに対応する潜像電位
は、Ｖ_DのＶ_B間であることが望ましい。図１８におい
ては、Ｎａ１の画像信号が入力された場合は（ａ）と
（ｊ）とで表現され、Ｎａ１＋（Ｎｂ２−Ｎｂ１）の画
像信号が入力された場合は、（ａ）と（ｅ）とで表現さ
れるようにする。

【０１６８】レーザ変調回路のブロック図が図４に示さ
れている。画像処理時の画素周波数は２５［ＭＨｚ］で
あるが、２本のレーザ光を走査しているため、感光体ド
ラム１０２への書き込み周波数は画素周波数の半分の１
２．５［ＭＨｚ］であり、１画素の走査時間は８０［ｎ
ｓｅｃ］である。８ビットの画像データはＬＵＴ（ルッ
クアップテーブル）４５１でγ変換を行うことができ
る。

【０１６９】ＰＷＭ（パルス幅変調回路）４５２で８ビ
ットの画像信号の上位３ビットの信号に基づいて８値の
パルス幅に変換され、ＰＭ（パワー変調回路）４５３で
下位５ビットで３２値のパワー変調が行われ、ＬＤ（レ
ーザダイオード）４５４が変調された信号に基づいて発
光する。ＰＤ（フォトディレクタ）４５５で発光強度を
モニターし、１ドット毎に補正される。

【０１７０】レーザ光の強度の最大値は画像信号とは独
立に８ビット（２５６段階）に可変できる。１画素の大
きさに対し主走査方向のビーム系は（これは静止時のビ
ームの強度が最大値に対し、１／ｅ²に減衰するときの
幅として定義される）は、６００ＤＰＩで１画素４２．
３［μｍ］とすると、ビーム系は主走査方向５０［μ
ｍ］、副走査方向６０［μｍ］が使用される。図１０に
示されるライン１及びライン２の画像データの各々に対
して、上記のレーザ変調回路が用意されている。ライン
１及びライン２の画像データは、同期しており感光体ド
ラム１０２上を主走査方向に並行して走査する。

【０１７１】以下には図１９に基づいて発光波形の特徴
について説明されている。図１９（１）は画像信号０Ｆ
ｈ、（２）は１Ｆｈ、（３）は２Ｆｈ、（４）は３Ｆ
ｈ、（５）は４Ｆｈ、（６）は５Ｆｈの場合で、横軸は
１画素を走査する時間である。本発明で使用される変調
方式は一例として８ビット・２５６階調の画像信号に対
して、上位３ビット（８値分）をパルス幅変調に割り当
て、下位５ビット分をパワー変調に割り当てるものであ
る。

【０１７２】そのため、図１９（１）に示される画像信
号値０Ｆｈに対しては１番目のパルス幅の発光強度（パ
ワー）がＰ₀＋（１５／３１）（Ｐ_M−Ｐ₀）＝｛（１
５／３１）Ｐ_M＋（１６／３１）Ｐ₀｝として出力され
る矩形領域となる発光波形の目標値が斜線部（ａ）に示
されている。Ｐ_Mはあるパルス幅の最大パワーである
が、ここではパルス幅によらず一定とされている。また
Ｐ₀はパルス幅の最小発光強度（パワー）の最小値であ
る。このＰ₀は、Ｐ₀〜Ｐ_Mの発光出力が安定するよう
に決定されており、その結果として微弱な発光がされて
いる。

【０１７３】実際の発光波形は、上述されているように
オーバーシュートやアンダーシュートが発生し、一例と
して実線（ｂ）に示された発光波形となる。ここで斜線
部（ａ）より大きな発光出力が得られている実線部
（ｂ）はオーバーシュートであり、斜線部（ａ）より小
さな発光出力が得られている実線部（ｂ）はアンダーシ
ュートである。このオーバーシュートとアンダーシュー
トにより、１画素内に照射されるトータルの発光エネル
ギーが、目標とされる（あるいは理想値）に比べて”ず
れ”が生じる。

【０１７４】実際に感光体ドラム１０２上に形成される
潜像は発光エネルギーをパラメータとしたガウス分布が
レーザの走査方向に沿ってスキャンされたものであるの
で、静電潜像となる時点で発光波形がなまらされてその
影響は小さくなる。知られていることであるが、位置座
標（ｘ，ｙ）、画像信号ｎにおけるレーザ光の照射エネ
ルギーをＥ（ｘ，ｙ，ｎ）とすると、式１１に示され
る。

【０１７５】

【数２】

【０１７６】ただし、Ａ（ｙ）＝（２／π・ｗｘ・ｗ
ｙ）ｅｘｐ（−２ｙ²／ｗｙ²）でＰ（ｎ，ｔ）は、画
像信号ｎ，時刻ｔの時の感光体ドラム１０２上への照射
エネルギー（発光波形に比例）、ｖは感光体ドラム１０
２を走査するレーザの線速度、ｗｘ、ｗｙは、それぞれ
主走査、副走査方向のビーム経の半径で、上記されるよ
うに本実施例ではｗｘ＝２５［μｍ］ｗｙ＝３０［μ
ｍ］である。

【０１７７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、出力機構の特性で階調飛びが
生じる場合でも、階調飛びを低減させ偽輪郭の発生を抑
えることが可能になる。

【０１７８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、階調飛びが生じない階調が出力
される場合は、１つの画素で表現されるようになるの
で、無駄な画素の使用が避けられる。

【０１７９】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２に記載の発明において、階調飛びが生じる階調
を表現するのは２つに限定されるので、余分な画素の使
用が避けられる。

【０１８０】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３に記載の発明において、階調処理が施される画素
の数が４つに限定されるので、階調処理回路４１０にお
ける処理がより早くなる。

【０１８１】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか１項に記載の発明において、パルス幅
変調によってレーザ光の照射が制御されていても、偽輪
郭の発生が抑えられる。

【０１８２】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか１項に記載の発明において、パルス幅
変調とパワー変調の組み合わせによってレーザ光の照射
が制御されていても、偽輪郭の発生が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として適用される電子写真複
写機の画像処理部を中心とした全体ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例として適用される電子写真複
写機全体の内部構成が示された概略図である。

【図３】本発明の一実施例として適用される電子写真複
写機の制御系のブロック図である。

【図４】本発明の一実施例として適用される電子写真複
写機のレーザ書き込み系の内部構成について示されるブ
ロック図である。

【図５】ＭＴＦフィルタ４０５の構成が示される図であ
る。

【図６】図５に示されるＭＴＦフィルタ４０５のエッジ
量検出フィルタ１１０３において副走査方向のエッジを
検出する際に用いられるフィルタ係数の一例が示される
図である。

【図７】図５に示されるＭＴＦフィルタ４０５のエッジ
量検出フィルタ１１０３において主走査方向のエッジを
検出する際に用いられるフィルタ係数の一例が示される
図である。

【図８】図５に示されるＭＴＦフィルタ４０５のエッジ
量検出フィルタ１１０３において斜め方向のエッジを検
出する際に用いられるフィルタ係数の一例が示される図
である。

【図９】図５に示されるＭＴＦフィルタ４０５のエッジ
量検出フィルタ１１０３において斜め方向のエッジを検
出する際に用いられるフィルタ係数の一例が示される図
である。

【図１０】エリア加工が行われる際の動作が説明される
ための概念図である。

【図１１】階調処理回路４１０における階調処理の一例
が説明されるための概念図である。

【図１２】階調処理回路４１０において階調処理される
際に使用される２＊２ディザマトリクスの画素の位置関
係である。

【図１３】図５に示される適応エッジ強調回路の平滑化
フィルタ１１０１によって平滑化される際に使用される
係数の一例である。

【図１４】図５に示される適応エッジ強調回路のラプラ
シアンフィルタ１１０２によって微分成分が抽出される
際に使用される係数の一例である。

【図１５】図５に示されるＭＴＦフィルタの平滑化フィ
ルタ１１０４によってエッジ度が平滑化される際に使用
される係数の一例である。

【図１６】階調処理回路４１０における階調処理の一例
が説明されるための概念図である。

【図１７】階調処理回路４１０において使用されるディ
ザ・テーブルの一例である。

【図１８】感光体ドラム１０２において形成される潜像
の模式図である。

【図１９】図４に示されるレーザ変調回路に入力される
画像信号の値とレーザの出力との関係が示された図であ
る。

【図２０】感光体ドラム１０２における現像特性であ
る。

【図２１】ＡＣ現像バイアスとトナー付着量との関係が
示された図である。

【図２２】感光体ドラム１０２上に形成された静電潜像
の模式図である。

【図２３】図２２において形成された潜像がトナーによ
って顕像化された模式図である。

【図２４】適応エッジ強調フィルタテーブルの一例であ
る。

【図２５】Ｂｌａｃｋ，Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｄａ，Ｙ
ｅｌｌｏｗのそれぞれトナーに対する機差補正値の例で
ある。

【図２６】本発明の一実施例として適用される電子写真
複写機の操作部全体が示された図である。

【図２７】本発明の一実施例として適用される電子写真
複写機の操作部における液晶画面が示された図である。

【図２８】自動階調補正（Auto Color Calibration）が
実行されるか否かをユーザに問い合わせる画面である。

【図２９】自動階調補正を実行するか否かをユーザが選
択するために表示される画面である。

【図３０】自動階調補正の実行中に表示される画面であ
る。

【図３１】自動階調補正の実行中に表示される画面であ
る。

【図３２】自動階調補正の実行中に表示される画面であ
る。

【図３３】自動階調補正の実行中に表示される画面であ
る。

【図３４】自動階調補正の実行の際に出力されるパター
ンである。

【図３５】自動階調補正実行の動作手順が示されたフロ
ーチャートである。

【図３６】自動階調補正の機差補正値である。

【図３７】自動階調補正の機差補正値をユーザが入力す
るための液晶画面である。

【図３８】自動階調補正の演算手順が説明されるための
４元チャートである。

【図３９】自動階調補正の演算手順が説明されるための
フローチャートである。

【図４０】現像特性が検知される動作手順が示されたフ
ローチャートである。

【図４１】現像特性が検知される際に感光体ドラム１０
２上に形成される濃度階調パターンの例である。

【図４２】画像信号が補正される方法が説明されるため
の図である。

【図４３】画像形成用プリンタγ補正回路４１２の階調
変換特性とトナー付着量との関係が示された図である。

【図４４】画像形成用プリンタγ補正回路４１２の階調
変換特性とトナー付着量との関係が示された図である。

【図４５】ディザ・テーブルが補正される際の動作が示
されたフローチャートである。

【図４６】ディザ・テーブルが補正される際の動作が示
されたフローチャートである。

【図４７】自動階調補正実行の際のフローチャートであ
る。

【図４８】ディザ・テーブルが補正される際の動作が示
されたフローチャートである。

【図４９】本発明の一実施例として適用される電子写真
複写機の画像読み取り系のブロック図である。

【図５０】本発明の一実施例として適用される電子写真
複写機のスキャナ光学系の模式図である。

【図５１】シェーディング補正回路５４０６及び黒補正
回路５４０５において白補正及び黒補正が説明されるた
めの概念図である。

【図５２】Ｓ／Ｈ回路５４０３において画像信号がサン
プルホールドされる模式図である。

【図５３】潜像を形成するレーザ光の照射エネルギーの
階調特性である。

【符号の説明】

４０１シェーディング補正回路４０２スキャナγ補正回路４０３画像メモリ４０４画像分離回路４０５ＭＴＦフィルタ４０６色変換ＵＣＲ処理回路４０７変倍回路４０８画像加工回路４０９画像処理用プリンタγ補正回路４１０階調処理回路４１１Ｉ／Ｆ・セレクタ４１２画像形成用プリンタγ補正回路４１３プリンタ４１４ＲＯＭ４１５ＣＰＵ４１６ＲＡＭ４１７システムコントローラ４１８外部コンピュータ４１９プリンタコントローラ４２０スキャナ４２１パターン発生回路４２２パターン発生回路４２３エリア処理回路４２４シリアルＩ／Ｆ４２５シリアルＩ／Ｆ４２６ＢＵＳ１１０１平滑化フィルタ１１０２ラプラシアンフィルタ１１０３エッジ量検出フィルタ１１０４平滑化フィルタ１１０５テーブル変換回路５４０１ＣＣＤ５４０２増幅回路５４０３Ｓ／Ｈ回路５４０４Ａ／Ｄ変換回路５４０５黒補正回路５４０６シェーディング補正回路５４０７画像処理部５４０８ＢＵＳ５４０９ＣＣＤドライバ５４１０パルスジェネレータ５４１１クロックジェネレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ａ５Ｃ０７４ 1/407 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１Ｅ５Ｃ０７７９Ａ００１Ｆターム(参考） 2C262 AA05 AA24 AA26 AA27 AB07 BB06 BB12 BB13 BB15 BB49 BC10 GA02 2C362 CA03 CA05 CA09 CA11 EA04 2H027 DA50 EA02 EA18 EB04 EC03 EC07 ZA07 2H076 AB05 AB12 AB22 DA17 DA19 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 CH01 CH07 5C074 AA05 AA09 BB03 BB26 CC26 DD03 DD07 DD16 DD24 EE11 FF15 GG12 GG13 HH02 5C077 LL19 MP08 NN04 NN09 NN17 NN19 PP15 PP33 PQ08 PQ23 TT03 TT06 9A001 HH25 HH31 JJ35 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隣接する複数の所定数個の画素を１つの
単位として入力された画像信号に階調処理を施す階調処
理手段と、光波領域の波長を有する電磁波が照射されると表面電位
が低下／上昇する潜像担持手段と、前記階調処理手段によって階調処理が施された画像信号
値の大きさに比例したエネルギー値で干渉性の光波領域
の波長を有する電磁波を前記潜像担持手段に照射する光
線照射手段と、前記潜像担持手段の前記光線照射手段によって電磁波が
照射された箇所に、電荷を含むトナーを付与する現像手
段と、該現像手段によって付与されたトナーを転写材に転写す
る画像転写手段と、該画像転写手段によって転写されたトナーを転写材に定
着させる画像定着手段と、を有する画像形成装置であっ
て、前記画像表現手段の出力特性を検知する出力特性検知手
段と、前記階調処理手段による階調処理の際のパラメータを変
更する階調処理パラメータ変更手段とを、さらに有し、前記出力特性検知手段によって検知された結果、出力の
際に階調飛びが存在することが検知された場合、階調飛
びの為に表現されない画像信号値を有する画像信号は隣
接画素と合わせて複数の画素によって表現されるよう
に、前記階調処理パラメータ変更手段によって階調処理
の際のパラメータが変更されることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記光線照射手段が照射できる画像信号
値を有する画像信号は１つの画素によって表現されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記画像形成装置において、階調飛びの
為に表現されない画像信号値を有する画像信号は、隣接
し合う２つの画素によって表現されることを特徴とする
請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記階調処理手段によって階調処理が施
される画素の数は４であることを特徴とする請求項１か
ら３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記画像形成装置において、前記光線照
射手段によって照射される電磁波をパルス幅変調によっ
て制御する光線パルス幅変調制御手段をさらに有するこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項６】前記画像形成装置において、前記光線照
射手段によって照射される電磁波をパルス幅変調とパワ
ー変調の組み合わせによって制御する光線制御手段をさ
らに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか
１項に記載の画像形成装置。