JP2003195584A

JP2003195584A - 画像処理方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003195584A
Application number: JP2001400302A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Sato; 明彦佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置の濃度再現を安定させる。【解決手段】本発明は、画像形成部により像担持体上
に形成された画像パターンを記録媒体上に転写し、該転
写された画像パターンを読み取る読み取り手段、前記読
み取った画像信号に従い前記画像形成部の画像形成条件
を決める決定手段、前記画像形成部により通常の画像形
成シーケンス中に前記像担持体上に形成されたパッチパ
ターンに応じた光を検出する光検出手段、前記光検出手
段による検出結果を用いて、前記画像形成条件を補正す
る補正手段とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、レーザープ
リンタ等の画像形成に関し、画像データを形成する画像
階調データを制御することで、実際に出力する画像デー
タの濃度変動を一定範囲内に抑えるように構成された画
像処理方法及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンタ等の画像形
成装置の画像処理特性を調整する方法（画像制御方法）
として、次のような手法が知られている。

【０００３】例えば、画像形成装置を起動した際、その
ウォームアップ動作の終了後に、特定画像パターンを感
光ドラム等の像担持体上に形成する。そして、形成され
た画像パターンの濃度を光学式センサで読み取り、読み
取った濃度値に基づいて、γ補正回路など画像形成条件
を決定する回路の動作を変更することにより、形成され
る画像の品質を安定させている。

【０００４】さらに、環境条件の変動等によって、階調
特性の変化が生じた場合にも、再度特定画像パターンを
像担持体上に形成して、画像濃度データを読み取り、再
びγ補正回路などの画像形成条件を決定する回路にフィ
ードバックをかけることにより、環境条件の変動量に応
じて画像品質を安定させることができる。

【０００５】また、画像形成装置が長期に渡って連続的
に使用された場合、像担持体上の画像パターンを読み取
った濃度と、実際に出力された画像の濃度が一致せず、
濃度変動が発生するケースが生じてくる。その場合、ユ
ーザ自身が通常シーケンスとは別の、キャリブレーショ
ンを行うモードを起動して、記録媒体上に特定画像パタ
ーンを形成し、その画像パターンをＣＣＤを介して読込
ませることにより、その濃度値に従って画像形成条件を
補正する方法も知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような特定な画像パターンを像担持体上に形成し、その
濃度パターンを検出して補正する方法では、通常の画像
形成シーケンス中に補正を行うことができず特定枚数の
プリントが終了したタイミングでプリント処理を停止し
て補正処理を行う必要があり制御に多大な時間と手間が
かかるため、頻繁に制御を実施させることができず、刻
々と変化する画像特性に対し、十分に品質を安定化させ
ているとは言えなかった。

【０００７】また同様に、画像データのキャリブレーシ
ョンは、ユーザモードによってユーザ自身の自発的なキ
ャリブレーションの実施に頼る必要があったため、定期
的に濃度レベルを補正しないと、目標濃度レベルと実際
の濃度レベル状態とはズレが生じ、濃度変動が大きくな
ってしまう。さらにキャリブレーションの実施タイミン
グは、ユーザの判断に委ねていることから、同じように
頻繁に制御を実施させることができなかった。

【０００８】そこで、本発明は上述の問題を解決すべ
く、より精度が高く、より容易に多頻度で、しかも今ま
でユーザが自発的に行っていたキャリブレーションと擬
似的に同じ階調補正処理を行う画像安定化制御により、
画像濃度の変動レベルを抑え、画像濃度安定化を達成す
る、画像処理方法および画像形成装置を提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、像担持体上に画像を形成
する画像形成手段と、前記像担持体上の画像を記録媒体
上に転写する転写手段と、前記記録媒体上に転写された
画像を記録媒体上に定着する定着手段と、前記像担持体
上に形成された画像情報を検出する光学検出手段と、前
記記録媒体上に定着された画像の画像情報を読み取る読
み取り手段と、画像形成条件を制御する制御手段と、画
像特性を判断するための画像パターンを前記像担持体上
に形成し、前記記録媒体上に転写、定着した後、前記読
み取り手段により読み取り、読み取った画像情報に従っ
て前記画像形成条件を補正するキャリブレーション手段
を有する画像形成装置において、前記キャリブレーショ
ン手段を実行時に、キャリブレーションにより決定した
画像形成条件で、像担持体上にパッチを形成する画像形
成手段と、前記像担持体上に形成されたパッチの画像情
報を前記光学検出手段により読み取り、この画像情報を
前記画像形成条件の基準とし、画像形成シーケンス中
に、像担持体上にパッチを形成し、形成されたパッチの
画像情報を前記光学検知手段で読み取り、読み取った画
像情報と、前記基準となる画像情報とから前記キャリブ
レーションにより決定した画像形成条件をさらに補正す
る補正手段を持ち、前記キャリブレーション手段実施時
に、前記補正手段をリセットする制御手段を持つことを
特徴とする画像形成装置を提供するものである。

【００１０】請求項２に記載の発明は、像担持体上に画
像を形成する画像形成工程と、前記像担持体上の画像を
記録媒体上に転写する転写工程と、前記記録媒体上に転
写された画像を記録媒体上に定着する定着工程と、前記
像担持体上に形成された画像情報を検出する光学検出工
程と、前記記録媒体上に定着された画像の画像情報を読
み取る読み取り工程と、画像形成条件を制御する制御工
程と、画像特性を判断するための画像パターンを前記像
担持体上に形成し、前記記録媒体上に転写、定着した
後、前記読み取り手段により読み取り、読み取った画像
情報に従って前記画像形成条件を補正するキャリブレー
ション工程を有する画像処理方法において、前記キャリ
ブレーション工程を実行時に、キャリブレーションによ
り決定した画像形成条件で、像担持体上にパッチを形成
する画像形成工程と、前記像担持体上に形成されたパッ
チの画像情報を前記光学検出工程により読み取り、この
画像情報を前記画像形成条件の基準とし、画像形成シー
ケンス中に、像担持体上にパッチを形成し、形成された
パッチの画像情報を前記光学検知工程で読み取り、読み
取った画像情報と、前記基準となる画像情報とから前記
キャリブレーションにより決定した画像形成条件をさら
に補正する補正工程を持ち、前記キャリブレーション工
程実施時に、前記補正工程で使用される補正データをリ
セットする制御工程を持つことを特徴とする画像処理方
法を提供するものである。

【００１１】請求項３に記載の発明は、上記第１及び上
記第２の発明において、前記画像形成条件が、γＬＵＴ
であることを特徴とする、画像処理方法及び画像形成装
置を提供するものである。

【００１２】請求項４に記載の発明は、上記第１から上
記第３の発明において、前記補正手段で使用される補正
データが、濃度変動レベルの積算データ、濃度変動レベ
ルを算出するための濃度変動値、濃度変動レベルから算
出した補正γＬＵＴのうちいずれかであることを特徴と
する、画像処理方法及び画像形成装置を提供するもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。

【００１４】（第一の実施形態）図１は本発明に係る一
実施の形態例におけるデジタルカラー複写機の構造を示
す断面図である。本実施の形態例では上部にデジタルカ
ラー画像リーダ部（以下「リーダ部」と称す。）と、リ
ーダ部とプリンタ部の間に画像処理部を有する。

【００１５】（リーダ部）図１において、４００は原稿
給送手段となる自動原稿給送装置であり、載置された原
稿を一枚ずつ原稿台ガラス面３１上の所定位置に給送す
る。原稿給送装置４００により原稿台ガラス面３１に原
稿が給送載置されると、スキャナが所定方向に往復され
て原稿反射光をミラー３２a、３２ｂおよび３２ｃを介
してレンズ３３によりＲＧＢ三色分解フィルタと一体形
成されたＣＣＤ３４に集光し、カラー色分解画像アナロ
グ信号が得られる。

【００１６】得られたカラー分解画像アナログ信号は、
不図示の増幅回路を経て対応するデジタル信号に変換さ
れ、画像処理部にて必要な画像処理を施された後プリン
タ部に送出される。

【００１７】（プリンタ部）プリンタ部において、像担
持体である感光ドラム１は、図矢印方向に回転自在に担
持され、その感光ドラムの周りには、前露光ランプ１
１、コロナ帯電器２、レーザ露光光学系３ｃ、電位セン
サ１２、４つの現像器（４ｙ、４ｃ、４ｍ、４Ｂｋ）、
ドラム上光量検知センサ１３、転写装置５、クリーニン
グ器６が配置されている。

【００１８】レーザ露光光学系において、リーダ部から
の画像信号は、不図示のレーザ出力部にて光信号に変換
され、変換されたレーザ光がポリゴンミラー３aで反射
された後、レンズ３ｂおよびミラー３ｃを通って感光ド
ラム１の表面に投影される。

【００１９】プリンタ部による画像形成時には、感光ド
ラム１を図矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１でド
ラム表面を除電した後、帯電器２により一様に帯電させ
てから各分解色ごとに光像Ｅを照射して潜像を形成す
る。

【００２０】次に所定の現像器を動作させて感光ドラム
１上の潜像を現像し、感光ドラム上に樹脂を基体とした
トナー画像を形成する。現像器は偏心カム２４ｙ、２４
ｃ、２４ｍ、２４Ｂｋの動作により各分解色に応じて択
一的に感光ドラム１に接近させるようにしている。

【００２１】感光ドラム１上の現像されたトナー画像
は、記録材カセット７a、中間トレイ２２または記録材
トレイ７ｂおよび７ｃから搬送系及び転写装置５を介し
て感光ドラム１との対向位置に供給された記録材７に転
写される。本実施の形態例の転写装置５は、記録材保持
手段としての転写ドラム５a、転写帯電器５ｂ、記録材
７を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃと対向する吸
着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５eとを有
し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５aの
周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート５ｆが
円筒状に一体的に張設されている。

【００２２】記録材担持シート５ｆは、ポリカーボネー
トフィルム等の誘電体シートが使用されている。（以下
「転写シート」と称す。）ドラム状とされる転写装置つまり転写ドラム５aを回転
させるに従って、感光ドラム１上のトナー像は転写帯電
器５ｂにより転写シート５ｆに担持された記録材７上に
転写される。

【００２３】このようにして転写シート５ｆに吸着搬送
される記録材７には、所望の色画像が転写され、フルカ
ラー画像が形成される。フルカラー画像形成の場合、こ
のようにして４色トナー像の転写が終了した記録材７
は、転写ドラム５aから分離爪８a、分離押し上げコロ８
ｂ及び分離帯電器５ｈの作用によって転写シート５ｆか
ら分離され、熱ローラ定着器９（以下「定着器」と称
す。）を介してトレイ１０に排紙される。

【００２４】他方、転写終了後の感光ドラム１は表面の
残留トナーがクリーニング器６で清掃された後、再度画
像形成工程に供される。

【００２５】記録材７の両面に画像を形成する場合に
は、一方の面に画像を形成した記録材７を定着器９から
排出した後、すぐに搬送パス切り替えガイド１９を駆動
してその記録材７を搬送パス２０に一旦導いてから反転
ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先
頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出させ、中間
トレイ２２に収納する。その後再び上述した画像形成工
程によってもう一方の面に画像を形成する。

【００２６】また、転写ドラム５の記録材担持シート５
f上における粉体の飛散付着、記録材上７におけるオイ
ルの付着等を防止するために、記録材担持シート５ｆを
介して対向するファーブラシ１４およびファーバックア
ップブラシ１５や、記録担持シート５ｆを介して対向す
るオイル清掃ローラ１６およびオイル清掃バックアップ
ブラシ１７や、記録材担持シート５ｆを介して対向する
研磨ローラ１８および研磨ローラバックアップブラシ１
９を用いて清掃を行う。

【００２７】このような清掃は、画像形成前、もしくは
画像形成後に行い、またジャム（紙づまり）発生時には
随時行う。また、本実施の形態例においては、所望のタ
イミングで偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５aと
一体化しているカムフォロア５ｉを作動させることによ
り、記録材担持シート５ｆと感光ドラム１とのギャップ
が任意に設定可能な構成となっている。例えば、スタン
バイ中または電源オフ時には、転写ドラム５aと感光ド
ラム１の間隔を離すようにしてある。

【００２８】図２は本実施の形態例のカラー画像形成装
置における制御系の構成を示すブロック図である。本実
施の形態例のカラー画像形成装置は、制御上大きく２つ
のブロックに分けられる。一つは主にリーダ部及び画像
処理部の制御を行うリーダコントローラであり、他の一
つはプリンタ部の制御を行うプリンタコントローラであ
る。

【００２９】（リーダコントローラ７００）図２におい
て、７０２は走査ミラーと露光ランプを移動させる不図
示の光学モータを駆動するための光学駆動モータドライ
バ、７０３は原稿を自動的に交換する自動原稿送り装置
ＲＤＦを制御するためのＲＤＦコントローラ、７０４は
カラー画像形成装置の動作モードを設定するための操作
部、７０５はリーダコントローラ７００の制御プログラ
ム等が格納されたＲＯＭ、７０６は制御値等のデータを
格納しておくＲＡＭ、７０７は露光ランプ３２等の負荷
を駆動するためのＩ／Ｏである。また、ＲＡＭ７０６は
電源を切ってもデータが保持できるように電池でバッテ
リバックアップされている。

【００３０】（プリンタコントローラ７０１の周辺制御
部）プリンタコントローラ７０１は、プリンタコントロ
ーラ７０１の制御プログラムを格納するＲＯＭ７５０、
制御値などのデータを格納しておくＲＡＭ７５１、電位
センサ１２およびドラム上光量検知センサ１３などから
のアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコン
バータ７５２、アナログ信号設定値を高圧制御部７７０
などに出力するＤ／Ａコンバータ７５３、モータおよび
クラッチなどの負荷を駆動するＩ／Ｏ７５４、およびソ
ータを制御するソータコントローラ７０８に接続されて
いる。

【００３１】また、リーダコントローラ７００とプリン
タコントローラ７０１は相互に接続されているととも
に、それぞれ画像処理部２０３を介しても接続されてい
る。また、画像処理部２０３はレーザドライバ１１０に
接続されている。

【００３２】さらに、プリンタコントローラ７０１はＡ
／Ｄコンバータ７５２を介して定着上サーミスタ７８
１、定着下サーミスタ７８２、電位センサ１２、温度セ
ンサ７８３、湿度センサ７８４、および感光ドラム面上
濃度検知センサ７８５と接続されており、また、Ｄ／Ａ
コンバータ７５３を介して高圧制御部７７０および現像
剤濃度検知部７８０に接続され、さらに、Ｉ／O７５４
を介して感光ドラムモータドライバ７６０、定着駆動モ
ータドライバ７６１、およびメインモータドライバ７６
２に接続されている。

【００３３】図３に本実施例による階調画像を得る画像
信号処理回路を示す。

【００３４】画像の輝度信号がリーダ部のＣＣＤ３４で
得られ、リーダ画像処理部２０３において面順次の画像
信号に変換される。この画像信号は、初期設定時のプリ
ンタのγ特性が入力された画像信号によって表される、
原画像の濃度と出力画像の濃度が一致するように、ＬＵ
Ｔ３０１（γＬＵＴ）にて濃度特性が変換される。

【００３５】図４に階調が再現される様子を４限チャー
トで示す。図４において、第I象限は、原稿濃度を濃度
信号に変換するリーダ部の読み取り特性を、第II象限
は、濃度信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ
３０１の変換特性を、第III象限は、レーザ出力信号か
ら出力濃度に変換するプリンタ部の記録特性を、そして
第IV象限は、原稿濃度から出力濃度の関係を示すこの画
像形成装置のトータルの階調再現特性を、それぞれ示し
ている。階調数は８ｂｉｔのデジタル信号で処理してい
るため２５６階調となる。

【００３６】本実施の形態の画像形成装置においては、
第ＩＶ象限の階調特性をリニアにするために、第III象
限のプリンタ特性がリニアでない分を、第II象限のＬＵ
Ｔ３０１により補正をかけている。そして、ＬＵＴ３０
１にて濃度変換された後、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路
３０２により信号がドット幅に対応した信号に変換さ
れ、レーザのＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザドライバ３
０３に送信される。

【００３７】本実施例においては、Ｙ（イエロー）、Ｍ
（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の全色
とも、パルス幅変調処理による階調再現方法を用いてい
る。そして、レーザの走査により感光体ドラム１上には
ドット面積の変化によって、所定の階調特性を有する潜
像が形成され、現像、転写、定着という過程を経て階調
画像が再生される。

【００３８】（キャリブレーション制御）次に、記録媒
体上に画像パターンを形成する、通常画像形成時とは異
なるシーケンスでの画像制御として、リーダ部及びプリ
ンタ部の双方を含む系の画像再現特性の安定化に関する
キャリブレーション制御について説明する。まず、リー
ダ部を用いたプリンタ部のキャリブレーションについ
て、図５のフロー図を用いて説明する。このフローは、
リーダ部を制御するＣＰＵ（不図示）とプリンタ部を制
御するＣＰＵ３０５により実現される。

【００３９】操作部より、キャリブレーション用のパタ
ーンを出力するためのモード開始ボタンを押すことで、
本制御を開始する（ステップＳ５０１）。テストパター
ンは、図６に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色、４
列１６行の全部で６４階調分のグラデーションのパッチ
群により成り立ち、ここで、６４階調分は、２５６階調
のうち濃度の低い領域を重点的にレーザ出力レベルを割
り当て、高濃度領域はレーザ出力レベルをまびいてあ
る。これは、特に濃度の低いパッチについて濃度の高い
ものに比べ多く形成することで、低濃度の像形成の特性
について多くの情報を収集できハイライト部における階
調特性を良好に調整することを目的としたものである。

【００４０】また、テストプリントはＬＵＴ３０１を通
さず、直接パターンジェネレータ３０４により発生させ
ている。

【００４１】図６において、６０１は解像度２００ｌｐ
ｉ（＝ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチ、６０２は４０
０ｌｐiのパッチでそれぞれ構成されている。各解像度
の画像を形成するためには、パルス幅変調回路３０２に
おいて、処理の対象となっている画像データとの比較に
用いられる三角波の周期を複数用意することによって実
現可能である。なお、本画像形成装置において、像形成
される画像中の階調画像部は２００ｌｐiの解像度、文
字等の線画像部は４００ｌｐiの解像度、プリンタコン
トローラにより展開されたページ記述言語に基づく画像
を解像度向上のためスムージング処理をしたスムージン
グ画像は８００ｌｐiの解像度でそれぞれ作成してい
る。

【００４２】ステップＳ５０２では、このテストプリン
トの画像を、本画像形成装置の操作者が原稿台ガラス３
１上に載せ、スキャナにより読み取りを開始させる。

【００４３】読み取りの結果、得られたＲＧＢ値より、
光学濃度の換算するためには、下式（１）を用いる（ス
テップS５０３）。尚、下記式（１）はスキャナ特性を
踏まえ、読み取りにより得られたＲＧＢ値を市販の濃度
計と同じ値にするために、補正係数（ｋ）で調整してい
る。また、式（１）の演算処理に用いることなく予めＲ
ＧＢ値からＭＣＹＢｋの関係を記述したＬＵＴを用いて
ＲＧＢの輝度情報からＭＣＹＢｋの濃度情報に変換して
もよい。

【００４４】

【外１】

【００４５】パッチ毎に平均されたＲＧＢ信号を、先に
示した光学濃度への変換方法により、濃度値に直しそれ
を出力濃度として横軸にレーザ出力レベルをプロットし
たのが、図７である。

【００４６】図７では、更に、右の縦軸のように紙のベ
ース濃度、本例では０．０８を０レベルに、この画像形
成装置の最大濃度として設定している１．６０を２５５
レベルに正規化している。図７中で、得られたデータが
Ｃ点のように特異的に濃度が高かったり、あるいはＤ点
のように低かったりした場合には、原稿台ガラス３１上
に汚れがあったり、テストパターン上に不良がある場合
があるので、データ列に連続性が保存されるように、プ
ロットの前後の傾きの変化の大きいものにはリミッタを
かけて補正を行うようにしている。ステップS５０４で
は、濃度変換したデータを上述のように２５５レベルに
正規化した後、データの補正を行っている。

【００４７】ＬＵＴ３０１の内容は前述のように、図７
の濃度レベルを入力レベル（図４の濃度信号軸）に、レ
ーザ出力レベルを出力レベル（図４のレーザ出力信号
軸）に座標を入れ換えのみで簡単に作成できる。パッチ
に対応しない濃度レベルについては、補間演算により値
を求める。このとき、入力レベル０レベルに対して、出
力レベルが０レベルになるよう制限条件を設けている。
そして、ステップＳ５０５では、上述の様に作成した変
換内容をＬＵＴ（Ｃ）としてＬＵＴ３０１に設定する。

【００４８】以上で、読取装置(スキャナ)を用いたキャ
リブレーションによるγ変換テーブル作成が完了する
が、本実施例の画像安定化制御においては、上述のキャ
リブレーションと、シーケンス中の階調補正制御とから
構成されており、キャリブレーションにより目標値に設
定された濃度レベルに対してズレが生じた分を、補正制
御で補正を行う仕組みである。従って、キャリブレーシ
ョンを実行したときに、ステップS５０６において、後
述するＬＵＴ補正データ（本実施例では、前回測定分と
今回測定分の、濃度レベルと目標濃度レベルの差分値、
積算した目標濃度レベルとの積算差分濃度値、差分ＬＵ
Ｔ補正値）をクリアする必要がある。すなわち、キャリ
ブレーション実行時においては、今までの補正データを
使用する必要はなく、キャリブレーションで得たデータ
のみで補正制御を行えばよいからである。

【００４９】その後、ステップS５０８にてキャリブレ
ーションが実施されたＬＵＴを用いて、目標となる濃度
レベルを求めるために、各色ごとのパッチを形成して、
目標濃度レベルをＲＡＭ７５１に記憶する。この目標濃
度レベルは、後述する階調補正制御を行うための、濃度
レベルの差分を算出するために使用されることになる。

【００５０】次にキャリブレーションによる制御を行っ
た後の、階調性についての補足制御について説明する。

【００５１】ＲＯＭ７５０には、環境が変化した場合に
対応して、各環境に対応したＬＵＴのデータが保存され
ている。

【００５２】上述のキャリブレーション制御を実施する
ときには、そのときの水分量データを保存しておき、そ
の水分量に対応する環境におけるＬＵＴ(a)を求める。

【００５３】ＬＵＴ（ａ）を求めた後通常の画像形成シ
ーケンス中に、環境が変化した時点の水分量に対応する
ＬＵＴ(b)を求めておき、前述のキャリブレーションに
より得られたＬＵＴ(C)を（ＬＵＴ(b)−ＬＵＴ(a)）を
用いて下式により補正する。

【００５４】ＬＵＴnow＝ＬＵＴ(c)＋（ＬＵＴ(b)−ＬＵＴ(a)）・・・（２）この制御により、画像形成装置は環境変化があったとし
ても濃度信号に対してリニアな特性になるように構成さ
れ、結果として機械毎の濃度階調特性ばらつきを押え込
めるようになる。

【００５５】また、この制御をユーザが実施可能な環境
即ち図１のカラーデジタル複写機の操作部にかかる制御
を開始させる指示部を提供することにより、画像形成装
置の階調特性が悪くなったとユーザが判断した時点で、
必要に応じて制御をかけることができ、リーダ／プリン
タの双方を含む系の階調特性の補正を容易に実行できる
ようになり、上述のような環境変動に対する補正をも適
切に行うことができる。

【００５６】（プリンタの階調制御）次に、上述した通
常の画像形成中に行う画像制御として、プリンタ単独の
画像再現特性の安定化に関する制御系について詳細に説
明する。

【００５７】本制御は、通常の画像形成シーケンス中に
感光ドラム１上の非画像領域に形成されるパッチパター
ン濃度を検出し、前述のＬＵＴ３０１を逐次補正するこ
とにより、画像安定化を達成するものである。従って従
来のように、所定プリント枚数のプリントが終了したタ
イミングで、感光ドラム等の像担持体上に特定画像パタ
ーンを形成し画像形成条件を補正するものに比べより多
頻度に画像安定化処理を行うことができる。

【００５８】図９は感光ドラム１に相対するＬＥＤとフ
ォトダイオードから成るフォトセンサ４０からの信号を
処理する処理回路を示す。尚、この処理回路は図１のデ
ジタルカラー複写機のプリンタ部に設けられている。フ
ォトセンサ４０に入射された感光ドラム１からの近赤外
光は、フォトセンサ４０により電気信号に変換され、電
気信号はＡ／Ｄ変換回路７５２により０〜５Ｖの出力電
圧を０〜２５５レベルのデジタル信号に変換される。そ
して、濃度換算回路４２により濃度に変換される。

【００５９】また、本実施例で使用したフォトセンサ４
０は、感光ドラム１からの正反射光のみを検出するよう
構成されている。

【００６０】感光ドラム１上の濃度を各色の面積階調に
より段階的に変えていった時の、フォトセンサ４０出力
と出力画像濃度との関係を図１０に示す。

【００６１】トナーが感光体ドラム１に付着していない
状態でのフォトセンサ４０の出力を５Ｖ、すなわち、２
５５レベルに設定してある。図１０からわかるように、
各トナーによる面積被覆率が大きくなり、画像濃度が大
きくなるに従って、感光ドラム１単体よりフォトセンサ
４０出力が小さくなる。

【００６２】これらの特性より、各色専用のセンサ出力
信号から濃度信号に変換するテーブル４２ａを持つこと
で、各色とも精度良く濃度信号を読み取ることができ
る。

【００６３】プリンタの階調制御は、キャリブレーショ
ンの制御により達成された色再現性の安定維持が目的で
あるため、キャリブレーションによる制御の終了直後の
状態を上述した目標値として設定する。

【００６４】キャリブレーション制御が終了した時点
で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色毎のパッチパターンを感光
ドラム上に一つずつ形成して、フォトセンサ４０で検知
する。

【００６５】ここで、パッチを形成するためのレーザ出
力は、各色とも濃度信号（図４の濃度信号軸）で６４レ
ベルを用いる。この際、ＬＵＴ３０１の設定は、終了し
た直後のキャリブレーション制御で得たものを用い、図
１０の濃度変換テーブル４２ａを用いて濃度値を得る。
このときの濃度値Ｄ６４をパッチ濃度レベルの目標値と
して記憶しておく。なお、目標値はキャリブレーション
制御が行われるごとに更新される。

【００６６】プリンタの階調補正制御は、通常画像形成
中に非画像領域に形成したパッチ濃度を検出し、前述し
たキャリブレーション制御で得たγＬＵＴを随時補正し
ていく制御である。本実施例において目標値を補正する
際は、パッチを形成するためのレーザ出力は、目標値設
定時と同様であることが重要であり、各色とも濃度信号
（図４の濃度信号軸）で６４レベルを用いる。この際、
ＬＵＴ３０１の内容は、その時点での通常画像形成時と
同様とする。すなわち、キャリブレーション制御で得た
ものを、前回までの階調補正制御により補正したものを
用いる。

【００６７】濃度信号６４は、濃度＝１．６を２５５に
正規化した濃度スケールでパッチ出力濃度がＤ６４にな
るように制御されているが、プリンタの画像特性は不安
定であり、常に変化を起こす可能性を持つため、測定し
た結果がＤ６４になるわけではなく、ΔＤだけずれてい
る場合がある。

【００６８】このΔＤに基づき、階調補正制御ではキャ
リブレーション制御で作成したＬＵＴ（Ｃ）（γＬＵ
Ｔ）を補正する。

【００６９】図１１に、本実施例の場合の、濃度信号６
４で出力濃度がΔＤｘずれた場合の、一般的な濃度信号
０〜２５５における出力濃度の変化に対応するγＬＵＴ
補正テーブルを示す。この補正テーブルを例えばＲＡＭ
７５１に予め記憶しておき、制御時には、γＬＵＴ補正
テーブルの濃度信号６４での値がΔＤになるようγ補正
テーブルを規格化し、これを打ち消すように形成したＬ
ＵＴを、ＬＵＴ３０１に加算することでＬＵＴ３０１を
補正する。

【００７０】実際には、キャリブレーション制御直後に
作成した濃度信号＝６４のパッチ濃度レベルＤ(car)
と、シーケンス中に濃度信号＝６４で作成したパッチ濃
度レベルＤseqとの差分、ΔＤ（＝Ｄ(car)―Ｄ(seq)）
とから、階調補正量を決めるための濃度信号６４で規格
化された濃度補正テーブルを通して補正量を求める。こ
の差分ΔＤは、シーケンス中にパッチ形成を行う度ごと
に算出されるが、実際に階調補正量を決めるためには、
前回算出の差分濃度データΔＤprevと、今回算出した差
分濃度データΔＤnowの二つをフィードバックの対象と
して以下の式に当てはめてΔＤの算出量を決めている。

【００７１】 ΔＤ＝α×（β×ΔＤnow＋△Ｄprev）/（６４×（β＋１））…(3) α・βは前回分のΔＤprev、今回分のΔＤnowのフィー
ドバック量を決めるための係数で、本実施例では、α＝
0.5、β＝１として、フィードバック量をそれぞれ半分
ずつとして算出している。

【００７２】式３で決定した、目標濃度レベルとの差分
ΔＤを、キャリブレーション終了からのΔＤの積算値で
ある積算濃度データΔＤsum（１回目の階調補正時には
ΔＤsuｍ＝０、それ以降は各階調補正で得られるΔＤの
合計）に足しこむことにより、キャリブレーションから
の濃度変動分ΔＤsumを算出する。

【００７３】ΔＤsum＝ΔＤsum＋ΔＤ・・・(4) この式４で求めたΔＤsumの値に対し、図１１に示すＤ
６４で正規化したデータを乗算することにより、各出力
信号に対する補正ＬＵＴテーブルΔＬＵＴcarを算出
し、上述のキャリブレーション処理で作成したγＬＵＴ
に足しこむことで、補正処理を行う。

【００７４】なお、この積算濃度データΔＤsum、差分
濃度データΔＤnow、ΔＤprev、補正ＬＵＴであるΔＬ
ＵＴadjの値はそれぞれ記憶しておき、シーケンス中で
の、次の階調補正処理の際に使用されることになるが、
図５のステップＳ５０６において、これらの値はキャリ
ブレーション実行時には全てリセットされることにな
る。

【００７５】このようにして算出した新しいＬＵＴ３０
１を書き換えるタイミングは、連続画像形成シーケンス
中に算出終了時、書き換え準備ができた段階で、レーザ
書き込みが行われていない間に行う。

【００７６】濃度レベルを目標のレベルに保つために
は、理想的にはキャリブレーション制御を実行すればよ
いが、この処理自体はユーザ自身の自主的な作業による
ので、頻繁に行うことは想定しにくい。従って、キャリ
ブレーション処理を実行した後に、上述の階調補正制御
を行っていくことにより、擬似キャリブレーション処理
を行うことで、画像階調特性を自動的に維持することが
できるようになる。

【００７７】また、上記実施形態では、ネットワークを
構成するハードウェア等が含まれるものの、各データ処
理を順次実施するソフトウェアでも実現できるものであ
る。即ち、上述した実施の形態の機能を実現するソフト
ウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（また
は、記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（または、ＣＰ
ＵやＭＰＵ）が、記憶媒体に格納されたプログラムコー
ドを読み出し、実行することによっても達成されること
は言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出され
たプログラムコード自体が、上述した実施の形態の機能
を実現することになり、そのプログラムコードを記憶し
はＣＤ、ＭＤ、メモリカード、ＭＯ等のさまざまな記憶
媒体に書き込み可能である。

【００７８】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、上述した実施の形態の
機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの
指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレー
ティングシステム（ＯＳ）等が、実際の処理の一部また
は全部を行い、その処理によって、上述した実施の形態
の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもな
い。

【００７９】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵ等が、実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって、上述した実施の形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本実施例において
は、従来の画像階調のキャリブレーション制御と擬似的
に同じ階調補正制御を、より精度が高く、より多頻度で
行う画像安定化制御により、画像濃度の変動レベルを抑
え、画像濃度安定化を達成する、画像処理方法および画
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】本発明に係る一実施の形態例としてのカラー画
像形成装置の概略断面図である。

【図２】図１に示す本実施の形態例のカラー画像形成装
置における制御系の構成を示すブロック図である。

【図３】本実施の形態例である階調画像を得る画像信号
処理回路を示す図である。

【図４】階調再現特性を示す４限チャート図である。

【図５】キャリブレーション制御を説明するフローチャ
ートである。

【図６】キャリブレーション制御で使用するテストチャ
ートを示す図である。

【図７】テストチャートの読み取り結果を示す図であ
る。

【図８】各水分量に対応するγＬＵＴを示す図である。

【図９】フォトセンサから濃度変換までを説明するフロ
ー図である。

【図１０】フォトセンサ出力と画像濃度の関係を示す図
である。

【図１１】γＬＵＴを補正するテーブルを示す図であ
る。

【符号の説明】

１感光ドラム２コロナ帯電器３レーザ露光光学系４現像装置５転写装置５ｆ記録材担持シート（転写シート）６クリーニング器７記録材カセット８ａ分離爪８ｂ分離押し上げコロ９熱ローラ定着器１０排紙トレイ１１前露光ランプ１２電位センサ１３ドラム上光量検知センサ１４ファーブラシ１５ファーバックアップブラシ１６オイル清掃ローラ１７オイル清掃バックアップブラシ１８研磨ローラ１９研磨ローラバックアップブラシ３１原稿台ガラス面３２ａ、ｂ、ｃミラー３３レンズ３４フルカラーセンサ４００自動原稿給送装置２０２プリンタ部２０３画像処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に画像を形成する画像形成手
段と、前記像担持体上の画像を記録媒体上に転写する転写手段
と、前記記録媒体上に転写された画像を記録媒体上に定着す
る定着手段と、前記像担持体上に形成された画像情報を検出する光学検
出手段と、前記記録媒体上に定着された画像の画像情報を読み取る
読み取り手段と、画像形成条件を制御する制御手段と、画像特性を判断するための画像パターンを前記像担持体
上に形成し、前記記録媒体上に転写、定着した後、前記
読み取り手段により読み取り、読み取った画像情報に従
って前記画像形成条件を補正するキャリブレーション手
段を有する画像形成装置において、前記キャリブレーション手段を実行時に、キャリブレー
ションにより決定した画像形成条件で、像担持体上にパ
ッチを形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたパッチの画像情報を前記光
学検出手段により読み取り、この画像情報を前記画像形
成条件の基準とし、画像形成シーケンス中に、像担持体上にパッチを形成
し、形成されたパッチの画像情報を前記光学検知手段で
読み取り、読み取った画像情報と、前記基準となる画像
情報とから前記キャリブレーションにより決定した画像
形成条件をさらに補正する補正手段を持ち、前記キャリブレーション手段実施時に、前記補正手段を
リセットする制御手段を持つことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】像担持体上に画像を形成する画像形成工
程と、前記像担持体上の画像を記録媒体上に転写する転写工程
と、前記記録媒体上に転写された画像を記録媒体上に定着す
る定着工程と、前記像担持体上に形成された画像情報を検出する光学検
出工程と、前記記録媒体上に定着された画像の画像情報を読み取る
読み取り工程と、画像形成条件を制御する制御工程と、画像特性を判断するための画像パターンを前記像担持体
上に形成し、前記記録媒体上に転写、定着した後、前記
読み取り手段により読み取り、読み取った画像情報に従
って前記画像形成条件を補正するキャリブレーション工
程を有する画像処理方法において、前記キャリブレーション工程を実行時に、キャリブレー
ションにより決定した画像形成条件で、像担持体上にパ
ッチを形成する画像形成工程と、前記像担持体上に形成されたパッチの画像情報を前記光
学検出工程により読み取り、この画像情報を前記画像形
成条件の基準とし、画像形成シーケンス中に、像担持体上にパッチを形成
し、形成されたパッチの画像情報を前記光学検知工程で
読み取り、読み取った画像情報と、前記基準となる画像
情報とから前記キャリブレーションにより決定した画像
形成条件をさらに補正する補正工程を持ち、前記キャリブレーション工程実施時に、前記補正工程で
使用される補正データをリセットする制御工程を持つこ
とを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】前記画像形成条件が、γＬＵＴであるこ
とを特徴とする、特許請求項1及び２記載の画像処理方
法及び画像形成装置。
【請求項４】前記補正手段で使用される補正データ
が、濃度変動レベルの積算データ、濃度変動レベルを算
出するための濃度変動値、濃度変動レベルから算出した
補正γＬＵＴのいずれかであることを特徴とする、特許
請求項１から３に記載の画像処理方法及び画像形成装
置。
【請求項５】画像形成部により像担持体上に形成され
た画像パターンを記録媒体上に転写し、該転写された画
像パターンを読み取る読み取り手段、前記読み取った画像信号に従い前記画像形成部の画像形
成条件を決める決定手段、前記画像形成部により通常の画像形成シーケンス中に前
記像担持体上に形成されたパッチパターンに応じた光を
検出する光検出手段、前記光検出手段による検出結果を用いて、前記画像形成
条件を補正する補正手段とを有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項６】画像形成部により像担持体上に形成され
た画像パターンを記録媒体上に転写し、該転写された画
像パターンを読み取る読み取り工程、前記読み取った画像信号に従い前記画像形成部の画像形
成条件を決める決定工程、前記画像形成部により通常の画像形成シーケンス中に前
記像担持体上に形成されたパッチパターンに応じた光を
検出する光検出工程、前記光検出手段による検出結果を用いて、前記画像形成
条件を補正する補正工程とを有することを特徴とする画
像形成方法。
【請求項７】前記通常の画像形成シーケンス中に形成
されるパッチパターンは前記像担持体上の非画像領域に
形成されることを特徴とする請求項５、６記載の画像形
成方法。