JP2007079222A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印字画像の画質の安定性を確保しつつ，実際に印字出力される印字画像の濃度（階調）を原稿の画像の濃度に適合させることのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 １画素が１６階調（４ビット）で表現された画像データが，予め定められた階調変換情報に基づいて，６４階調（６ビット）で表現された画像データに変換される階調変換処理が実行され，その階調変換処理後の画像データに基づいてレーザ光源による所定の像担持体への露光が制御される画像形成装置において，１６階調（４ビット）で表現されたテストパターン画像を６４階調（６ビット）で表現されたテストパターン画像に変換して，その変換後のテストパターン画像に基づいて所定の像担持体上にテストパターン画像を形成し，そのテストパターン画像から検出された濃度に基づいて前記階調変換情報を設定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は，入力された画像データに基づいて印字出力を実行するプリンタ装置や複写機などの画像形成装置に関し，特に，実際に印字出力される印字画像の濃度を前記画像データの画像の濃度に適合させる技術に関するものである。

従来から，プリンタ装置や複写機などの画像形成装置においては，入力された画像データに基づく印字出力の実行に際し，該画像データに対してハーフトーン処理やディザ処理などの中間調処理が施される（例えば，特許文献１参照）。そして，中間調処理が施された画像データが，ＬＳＵ（レーザスキャナユニット）や感光体ドラム，現像装置などを有する画像形成部に出力されることにより，該画像データに基づく印字出力が実行される。
前記中間調処理では，例えば１画素が８ビット２５６階調で表現された画像データ（以下，「８ビット画像データ）という）が入力された場合に，その８ビット画像データにおける１画素が，１ドットが４ビット１６階調で表現された１６（４×４のマトリクス）のドットの集合で構成されるように，前記８ビット画像データに変換処理が施される。これにより，前記８ビット画像データは，１ドットが４ビット１６階調で表現される画像データ（以下，「４ビット画像データ」という）に変換される。このとき，８ビット画像データは，予め設定された変換テーブル（ディザパターンなど）に基づいて４ビット画像データに変換される。この変換テーブルは，前記ＬＳＵの露光特性や前記感光体ドラムの感度特性，現像装置の現像特性などが装置毎に異なるため，画像形成装置各々において設定される。この変換テーブルに基づいて変換された後の４ビット画像データに基づく印字出力では，印字後の印字画像の濃度（階調）が，前記８ビット画像データの画像の濃度（階調）に適合する。

ところが，前記各特性は，経時的或いは環境温度の変化等に起因して変化するため，予め設定された固定の変換テーブルでは，実際に印字された印字画像の濃度が原稿の画像の濃度に適合しなくなる。そのため，前記変換テーブルは，例えば累積印字枚数や環境温度の変化に応じて所定のタイミングで再設定する必要がある。
このような前記変換テーブルの再設定手法の一例として，濃度が異なる複数のテストパターンを一の転写材上の異なる領域に形成してこれを現像し，その後，形成された複数の現像されたテストパターンの濃度（階調）を検出し，その検出された濃度に基づいて前記変換テーブルを設定することが考えられる。このように前記変換テーブルを再設定することにより，前記画像形成部における各特性の変化を吸収し，実際に印字された印字画像の濃度を原稿の画像の濃度に適合させることができる。
特開２００５−１５１２８６号公報

しかしながら，前記画像形成部における各特性の変化に起因する濃度の変化を補正することができる前記変換テーブルの補正量の特定は困難であり，前記変換テーブルは前記各特性の変化を吸収し得ると推測される補正量で補正されるため補正誤差が生じる。そのため，場合によっては８ビット画像データから４ビット画像データへの変換処理時に大幅な濃度補正が施されることとなり，印字画像の画質の安定性に欠けることが問題となる。具体的には，大量部数の印字処理の実行中に前記変換テーブルの補正が実行された場合に，その連続する印字処理において得られる補正前の印字画像と補正後の印字画像との間に大きな濃度（階調）差が生じるという問題がある。
従って，本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，印字画像の画質の安定性を確保しつつ，実際に印字出力される印字画像の濃度（階調）を原稿の画像の濃度に適合させることのできる画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するために本発明は，１画素が第１の階調数で表現された画像データが，予め定められた階調変換情報に基づいて，１画素が前記第１の階調数よりも多い第２の階調数で表現された画像データに変換される階調変換処理が実行され，その階調変換処理後の画像データが，入力された画像データに基づいてレーザ光源による所定の像担持体への露光を制御する光源制御手段に出力される画像形成装置であって，前記第１の階調数で表現されたテストパターン画像データを前記第２の階調数で表現されたテストパターン画像データに変換して，その変換後のテストパターン画像データに基づいて所定の像担持体上に形成されたテストパターン画像の濃度を検出し，検出された前記テストパターン画像の濃度に基づいて前記階調変換情報を設定することを特徴とする画像形成装置として構成される。なお，前記階調変換処理や出力処理，設定処理などが，前記光源制御手段によって実行されることも考えられる。
本発明によれば，前記光源制御手段やその後段に配置される感光体ドラムや現像装置などの各特性に起因する濃度誤差の発生を防止し，実際に印字出力された印字画像の濃度を前記第１の階調数で表現された画像の濃度に適合させることができる。また，従来のように中間調処理で用いられるディザパターン等の所定の中間調変換情報を設定する場合と異なり，前記階調変換処理で用いられる前記階調変換情報が設定される構成であるため，大幅な濃度変化が生じることがなく，印字画像の画質の安定性が確保される。具体的には，大量部数の印字処理の実行中に前記階調変換情報が再設定されたとしても，その連続する印字処理において得られる再設定前の印字画像と再設定後の印字画像との間に大きな濃度差が生じない。

また，１画素が前記第１の階調数よりも多い第３の階調数で表現された画像データを，前記第３の階調数で表現された１画素を前記第１の階調数で表現された複数画素により表現する画像データに変換する中間調処理が行われる画像形成装置では，その中間調処理後に出力される前記第１の階調数で表現された画像データに対して前記階調変換処理が施される。
ここで，本発明によれば，前記光源制御手段やその後段に配置される感光体ドラム，現像装置などの各特性に起因する濃度誤差の発生が防止されているため，前記中間調処理において用いられるディザパターン等の所定の中間調変換情報を，理論的に定義することが可能となる。例えば，前記中間調変換情報を所定の計算式によって定義することができる。

本発明によれば，前記光源制御手段やその後段に配置される感光体ドラム，現像装置などの各特性に起因する濃度誤差の発生を防止し，実際に印字出力された印字画像の濃度を前記第１の階調数で表現された画像の濃度に適合させることができる。また，従来のように中間調処理で用いられるディザパターン等の所定の中間調変換情報を設定する場合と異なり，前記階調変換処理で用いられる前記階調変換情報が設定される構成であるため，大幅な濃度変化が生じることがなく，印字画像の画質の安定性が確保される。
また，前記光源制御手段やその後段に配置される感光体ドラム，現像装置などの各特性に起因する濃度誤差の発生が防止されているため，前記中間調処理において用いられるディザパターン等の所定の中間調変換情報を，理論的に定義することが可能となる。例えば，前記中間調変換情報を所定の計算式によって定義することができる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るカラー複写機１の概略構成を示す断面模式図，図２は前記カラー複写機１における制御システムを示すブロック図，図３は階調変換情報の一例を示す図，図４は前記カラー複写機１において実行される階調変換情報設定処理を説明するための図，図５は前記階調変換情報設定処理の手順の一例を説明するフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る前記カラー複写機１は，実際に印字された印字画像の濃度を原稿の画像の濃度に適合させるべく中間調処理で用いられるディザパターン等を再設定する従来装置とは異なり，光源による所定の像担持体への露光を制御する光源制御手段において行われる４ビット１６階調の画像データの６ビット６４階調の画像データへの変換処理時に用いられる階調変換情報を再設定することにより該光源制御手段よりも後段における階調誤差を皆無とし得る構成に特徴を有している。なお，前記カラー複写機１は本発明が適用される画像形成装置の単なる一例であって，他の例として，例えばモノクロ複写機，プリンタ装置，ファクシミリ装置，或いはこれらの各機能を有する複合機が該当する。

まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係るカラー複写機１（画像形成装置の一例）の概略構成について説明する。
図１に示すように，前記カラー複写機１は，該カラー複写機１の上面に配置された原稿台１１１及び不図示の操作パネルと，前記原稿台１１１の上面に該原稿台１１１に対して開閉可能な状態で支持された両面自動原稿送り装置（ＲＡＤＦ）１１２と，画像読取部１１０と，画像形成部２１０とを備えて概略構成されている。
前記両面自動原稿送り装置１１２は，原稿の一方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するよう原稿を搬送し，この一方の面についての画像読み取りが終了した後に，他方の面が原稿台１１１の所定位置において画像読取部１１０に対向するよう原稿を反転して原稿台１１１に向かって搬送することが可能である。そして，前記両面自動原稿送り装置１１２は，１枚の原稿について両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排出し，次の原稿についての両面搬送動作を実行する。

前記画像読取部１１０は，前記原稿台１１１上に載置された原稿，或いは前記両面自動原稿送り装置１１２により前記原稿台１１１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取るために，前記原稿台１１１の下方に配置されている。前記画像読取部１１０は，前記原稿台１１１の下面に沿って平行に往復移動する原稿走査体１１３，１１４と，光学レンズ１１５と，光電変換素子であるＣＣＤ１１６とを有している。
前記第１の走査ユニット１１３は，原稿表面を露光する露光ランプと，原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第１ミラーとを有し，前記原稿台１１１の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動するものである。
前記第２の走査ユニット１１４は，前記第１の走査ユニット１１３の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２ミラー及び第３ミラーとを有し，前記第１の走査ユニット１１３と一定の速度関係を保って平行に往復移動するものである。
前記光学レンズ１１５は，前記第２の走査ユニットの第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光像を縮小し，縮小された光像をＣＣＤ１１６上の所定位置に結像させるものである。
前記ＣＣＤ１１６は，結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力するものである。前記ＣＣＤ１１６は，白黒画像あるいはカラー画像を読み取り，Ｒ(赤)，Ｇ(緑)，Ｂ(青)の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤである。なお，このＣＣＤ１１６により電気信号に変換された画像データは，後述する読取処理部４０（図２参照）に入力される。

次に，前記画像形成部２１０について説明する。
前記画像形成部２１０の下方には，用紙トレイ内に積載収容されている用紙(記録媒体)Ｔを１枚ずつ分離して前記画像形成部２１０に向かって供給する給紙機構２１１が設けられており，該給紙機構２１１から１枚ずつ分離供給された用紙Ｔは，前記画像形成部２１０の手前に配置された一対のレジストローラ２１２によりタイミングが制御されて該画像形成部２１０に搬送される。前記画像形成装置２１０に搬送された前記用紙Ｔは，該画像形成部２１０の下方に配置された転写搬送ベルト機構２１３によって搬送される。前記転写搬送ベルト機構２１３は，駆動ローラ２１４と従動ローラ２１５との間に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト２１６に用紙Ｔを静電吸着させて搬送する。

また，画像形成部２１０における転写搬送ベルト２１６の上方には，転写搬送ベルト２１６に近接して，画像形成ステーションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ及びＰｄが，用紙搬送経路上流側から順に並設されている。
前記転写搬送ベルト２１６は，前記駆動ローラ２１４によって，図１において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動され，前述したように前記給紙機構２１１を通じて給送される用紙Ｔを担持し，該用紙Ｔを前記画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄへと順次搬送する。
ここで，前記画像ステーションＰａ〜Ｐｄ各々は，実質的に同一の構成を有しているため，前記画像ステーションＰａを中心に説明し，前記画像ステーションＰｂ〜Ｐｄについては括弧書きで示す。前記画像ステーションＰa（Ｐｂ〜Ｐｄ）は，図１に示す矢印Ｆ方向に回転駆動される感光体ドラム２２２ａ（２２２ｂ〜２２２ｄ）を含んでいる。
前記感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）の周辺には，該感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）を一様に帯電する帯電器２２３ａ（２２３ｂ〜２２３ｄ）と，前記感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）上に形成された静電潜像を現像する現像装置２２４ａ（２２４ｂ〜２２４ｄ）と，前記感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）上に現像されたトナー像の濃度を検出する濃度検出センサ３６（３７〜３９）と，前記感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）上のトナー像を用紙Ｔへ転写する転写用放電器２２５ａ（２２５ｂ〜２２５ｄ）と，感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）上に残留するトナーを除去するクリーニング装置２２６ａ（２２６ｂ〜２２６ｄ）とが前記感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）の回転方向に沿って順次配置されている。
なお，前記濃度検出センサ３６（３７〜３９）は，後述する階調変換情報設定処理（図５のフローチャート参照）において，前記感光体ドラム２２２ａ（２２２ｂ〜２２２ｄ）に形成されるテストパターン画像の濃度を検出する濃度検出手段の一例である。

また，前記感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）の上方には，ＬＳＵ（レーザースキャナユニット）３２（３３〜３５）がそれぞれ設けられている。前記ＬＳＵ３２（３３〜３５）は，入力された画像データに基づいて不図示の半導体レーザ素子による前記感光体ドラム２２２ａ（２２２ｂ〜２２２ｄ）への露光を制御する光源制御手段の一例であって，該半導体レーザ素子からのレーザービームを主走査方向に偏向させるためのポリゴンミラー（偏向装置）２４０ａ（２４０ｂ〜２４０ｄ），該ポリゴンミラー２４０ａ（２４０ｂ〜２４０ｄ）により偏向されたレーザービームを感光体ドラム２２２a（２２２ｂ〜２２２ｄ）表面に結像させるためのｆθレンズ２４１ａ（２４１ｂ〜２４１ｄ），ミラー２４２ａ（２４２ｂ〜２４２ｄ）及びミラー２４３ａ（２４３ｂ〜２４３ｄ）などを有している。
前記ＬＳＵ３２にはカラー原稿の黒色成分像に対応する画素信号が，ＬＳＵ３３にはカラー原稿のシアン色成分像に対応する画素信号が，ＬＳＵ３４にはカラー原稿のマゼンタ色成分像に対応する画素信号が，そして，ＬＳＵ３５にはカラー原稿のイエロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力される。そして，前記ＬＳＵ３２〜３５によって前記感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄへのレーザービームの走査が行われることによって，色変換された画像データに対応する静電潜像が，該感光体ドラム２２２a〜２２２ｄ上に形成される。なお，前記ＬＳＵ３２〜３５に代えて，発光ダイオードアレイと結像レンズアレイからなるＬＥＤヘッドを書き込み光学系として用いても良い。このＬＥＤヘッドは，ＬＳＵに比べ，サイズも小さく，また可動部分がなく無音であるため，複数個の光書き込みユニットを必要とするタンデム方式のデジタルカラー複写機などの画像形成装置で好適に用いられる。

また，前記現像装置２２４ａには黒色のトナーが，前記現像装置２２４ｂにはシアン色のトナーが，前記現像装置２２４ｃにはマゼンタ色のトナーが，前記現像装置２２４ｄにはイエロー色のトナーがそれぞれ収容されており，前記感光体ドラム２２２a〜２２２ｄ上の静電潜像は，これら各色のトナーにより現像される。これにより，前記画像形成部２１０にて色変換された画像データが各色のトナー像として再現される。

前記画像形成ステーションＰａと前記給紙機構２１１との間には，前記転写搬送ベルト２１６の表面を帯電させる用紙吸着用帯電器２２８が設けられている。これにより，前記給紙機構２１１から供給された用紙Ｔは，前記転写搬送ベルト２１６上に確実に吸着させた状態で前記画像形成ステーションＰａから前記画像形成ステーションＰｄの間をずれることなく搬送される。
一方，前記画像ステーションＰｄと後記する定着装置２１７との間で前記駆動ローラ２１４のほぼ真上部には，前記転写搬送ベルト２１６に静電吸着されている用紙Ｔを前記転写搬送ベルト２１６から分離するための交流電流が印加された除電器２２９が設けられている。
前記除電器２２９により前記転写搬送ベルト２１６から分離された前記用紙Ｔの搬送経路上には，該用紙Ｔを一対の定着ローラ間のニップを通過させることにより，前記用紙Ｔ上に転写形成されたトナー像を該用紙Ｔ上に定着する定着装置２１７が設けられている。
また，前記定着装置２１７の後段には，前記用紙Ｔの搬送経路を，当該カラー複写機１の外壁に設けられた排紙トレイ２２０に排出する排出ローラー２１９が設けられた搬送経路２１８ａと，前記用紙Ｔを該用紙Ｔの表裏面を反転させるスイッチバック搬送経路２２１を経て前記画像形成部２１０に向かって再供給する搬送経路２１８ｂと，の間で選択的に切り換える切換ゲート２１８が設けられている。

このように構成された前記カラー複写機１においては，用紙トレイから送り出された用紙Ｔが給紙機構２１１の給紙搬送経路のガイド内に供給されると，その用紙Ｔの先端部分がセンサー（図示せず）にて検知され，このセンサから出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラ２１２により一旦停止される。
そして，前記用紙Ｔは前記画像ステーションＰａ〜Ｐｄ各々とタイミングをとって図１の矢印Ｚ方向に回転している前記転写搬送ベルト２１６上に送られる。このとき前記転写搬送ベルト２１６には前述したように前記吸着用帯電器２２８により所定の帯電が施されているので，前記用紙Ｔは，前記画像ステーションＰａ〜Ｐｄを通過する間，安定して搬送供給される。
前記画像ステーションＰａ〜Ｐｄにおいては，各色のトナー像がそれぞれ形成され，前記転写搬送ベルト２１６により静電吸着されて搬送される用紙Ｔの支持面上で重ね合わされる。このとき，前記画像ステーションＰａ〜Ｐｄ各々では，必要に応じて前記感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上に形成されたトナー像の濃度が，前記濃度検出センサ３６〜３９によって検出される。具体的には，後述する階調変換情報設定処理（図５のフローチャート参照）において前記感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ上にテストパターン画像が形成されたときにその濃度が検出される。
その後，前記画像ステーションＰｄによる前記用紙Ｔへの画像の転写が完了すると，前記用紙Ｔは，その先端部分から順次，前記除電器２２９により前記転写搬送ベルト２１６上から剥離され，前記定着装置２１７へと導かれる。そして，前記定着装置２１７によりトナー像が定着された前記用紙Ｔは，前記切換ゲート２１８によって切り換えられた前記搬送路２１８ａ或いは２１８ｂに搬送される。

次に，図２を用いて，前記カラー複写機１の制御システムについて説明する。
図２に示すように，前記カラー複写機１は，大別すると，前記ＣＣＤ１１６から入力された画像データに各種の画像処理を施す読取処理部４０，前記読取処理部４０から出力された画像データに各種の画像処理を施す画像処理部４１と，後述する階調変換情報設定処理（図５のフローチャート参照）で用いられるテストパターン画像や種々のデータを記憶するハードディスク等の記憶部４３と，画像データを一時的記憶する半導体メモリ等のバッファメモリ４９と，前記ＬＳＵ３２〜３５（図１参照）の駆動を制御するＬＳＵ制御部３１と，画像編集部４５と，外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）４６と，外部画像データ入力部４７と，前記各構成要素を所定のシーケンスプログラムに基づいて統括的に制御するＣＰＵ（中央演算処理装置）４４とを備えてなり，これらの各構成要素がデータバス４８にデータ通信可能に接続されて構成されている。
前記外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）４６は，当該カラー複写機１に接続される通信携帯端末，デジタルカメラ，デジタルビデオカメラ等の画像入力処理装置から画像データを受け入れるための通信インターフェース手段である。また，前記外部画像データ入力部４７は，当該カラー複写機１とネットワーク等を介して外部接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置或いはファクシミリ装置において作成された画像データを入力するプリンタインタフェース或いはＦＡＸインターフェースである。

前記読取処理部４０は，前記ＣＣＤ１１６により原稿から読み取られた画像のＲＧＢ各色のラインデータのライン画像レベルを補正するシェーディング補正部（シェーディング補正回路）４０ｂと，前記各色のラインデータのずれを補正するラインバッファなどのライン合わせ部４０ｃと，前記各色のラインデータの各色相（色データ）を補正するセンサ色補正部（センサ色補正回路）４０ｄと，各画素の信号の変化にめりはりを持たせるよう補正するＭＴＦ補正部（ＭＴＦ補正回路）４０ｅと，画像の明暗を補正して視感度補正を行うγ補正部（γ補正回路）４０ｆとを備えて構成される。

前記画像処理部４１は，モノクロコピーモード時に前記読取処理部４０から入力されるカラー画像信号であるＲＧＢ信号からモノクロデータを生成するモノクロデータ生成部４１ａと，フルカラーコピーモード時に入力されたＲＧＢ信号を前記画像形成部２１０が備えるＹＭＣ（イエロー，マゼンタ，シアン）の各色に対応する画像形成ステーションＰｂ〜Ｐｄ（図１参照）に適用し得るＹＭＣ信号に変換すると共にクロック変換する入力処理部４１ｂと，領域分離部４１ｃと，黒生成部４１ｄと，色補正部（色補正回路）４１ｅと，ズーム処理部（ズーム処理回路）４１ｆと，空間フイルタ４１ｇと，中間調処理部４１ｈ（中間調処理手段の一例）と，前記各構成要素における各処理を実行するＤＳＰ等の半導体プロセッサ（不図示）とを少なくとも有する。

ここで，前記画像処理部４１で前記半導体プロセッサによって行われる画像処理手順について簡単に説明する。
前記入力処理部４１ｂにおいてＲＧＢ信号からＹＭＣ信号に変換された画像データは，その後，前記領域分離部４１ｃに転送される。ここに，前記画像データは，１画素が８ビット２５６階調（第３の階調数の一例）で表現されたものである。
前記領域分離部４１ｃでは，前記画像データに含まれる画像の種類（例えば，文字，網点写真，画紙写真等）が判断された後に，前記画像データが文字領域（テキスト領域），網点写真領域，印画紙写真領域等の画像の種類毎の領域に分離される。続いて，前記各領域に分離された画像データは，前記黒生成部４１ｄで下地色除去処理が行われる。このとき，画像データのＹＭＣ信号に基づいてＫ（ブラック）信号が生成される（黒生成処理）。

このようにして生成されたＹＭＣＫ各色の画像データは，後段に設けられた前記色補正部（色補正回路）４１ｅに転送される。この色補正部４１ｅでは，ＹＭＣＫ各色の画像データの印字濃度を整合させるように色補正処理が行われる。その後，前記色補正部４１ｅで補正された画像データは，後段のズーム処理部（ズーム処理回路）４１ｆで利用者により予め設定された倍率に応じた倍率変換処理がなされ，続いて前記空間フイルタ４１ｇによるフィルタ処理がなされる。
そして，前記空間フィルタ４１ｇによるフィルタ処理がなされた画像データには，前記中間調処理部４１ｈにおいて既定のディザパターンに基づくディザ処理が施される。このディザ処理では，１画素が８ビット２５６階調で表現された画像データ（以下，「８ビット画像データ」という）が，１ドットが４ビット１６階調（第１の階調数の一例）で表現された１６（４×４のマトリクス）のドットの配列で巨視的に１画素が２５６階調で表現される画像データ（以下，「４ビット画像データ」という）に変換される。換言すれば，前記４ビット画像データは，前記８ビット画像データにおける１画素を１６のドットに細分化して，その１ドットを１画素として表現するものである。なお，前記中間調処理部４１ｈによって実行される中間調処理としては，前記ディザ処理の他に，例えばハーフトーン処理が一例に考えられる。

前記画像処理部４１において上述の各構成部により各種処理がなされたＹＭＣＫ各色の４ビット画像データは，前記画像処理部４１からシリアル出力されて前記記憶部４３に格納される。そして，前記記憶部４３に格納された４ビット画像データが後述するＬＳＵ制御部３１に出力されるタイミングになると，前記バッファメモリ４９に記憶された４ビット画像データは，記憶された順に読み出されて，前記バッファメモリ４９に一旦記憶され，それぞれ出力タイミングがずらされて出力される。ここに，前記中間調処理後の画像データを前記ＬＳＵ制御部３１に出力するときの前記半導体プロセッサが中間調画像出力手段に相当する。
このように，前記カラー複写機１では，前記画像処理部４１において前記８ビット画像データが前記４ビット画像データに変換されてその後の処理が行われるため，前記画像処理部４１よりも後段に設けられた前記バッファメモリ４９や画像データの伝送ライン等は，４ビットの画像データを処理し得るものであればよいため，構成が簡素化され処理速度の向上が図られる。

前記４ビット画像データが入力された前記ＬＳＵ制御部３１では，該４ビット画像データが，予め設定された階調変換情報に基づいて，１ドットが６ビット６４階調（第２の階調数の一例）で表現された１６（４×４のマトリクス）のドットの配列で巨視的に１画素を２５６階調で表現する画像データ（以下，「６ビット画像データ」という）に変換される。このように前記ＬＳＵ制御部３１では，１ドットで表現し得る階調数が増加される。なお，前記階調変換情報は，図３に示すように，前記ＬＳＵ制御部３１に入力される１６階調の入力値Ｄと該入力値Ｄに対応して出力するべき６４階調の出力値Ｇとの変換関係を定義するものであって，前記ＬＳＵ制御部３１に設けられた不図示の記憶メモリに記憶されている。
そして，前記ＬＳＵ制御部３１で変換されたＹＭＣＫ各色の前記６ビット画像データ各々が，該ＬＳＵ制御部３１によって前記ＬＳＵ３２〜３５各々に出力されることにより，該ＬＳＵ３２〜３５による前記感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄへのレーザービームの走査が行われる。

ここで，図４を用いて，前記記憶部４３に記憶されたテストパターン画像について説明する。
前記テストパターン画像は，後述する階調変換情報設定処理に用いられるものであって，４ビットで表現し得る１６階調のテストパッチ（パッチＮｏ１〜１６）がＹＭＣＫ各色毎に一連に配列されたものである。前記テストパッチのパッチＮｏ１〜１６各々は，１６階調の階調値０〜１５各々に対応したものであって，各々の階調値によって塗りつぶされた矩形状のベタ画像である。実際に出力された前記パッチＮｏ１〜１６のテストパッチの濃度が，２５６階調で表現される目標値Ｅに適合している場合には，前記カラー複写機１において実際に印字出力された印字画像の濃度は，原稿の画像の印字濃度に適合する。

しかし，前述したように，前記ＬＳＵ制御部３１よりも後段に配置されたＬＳＵ３２〜３５や感光体ドラム２２２ａ〜２２２ｄ，現像装置２２４ａ〜２２４ｄなどの各特性が経時的或いは温度変化によって変化した場合には，実際に印字出力された印字画像の濃度が，原稿の画像の印字濃度に適合しなくなる。
そのため，前記カラー複写機１では，実際に印字出力された印字画像の濃度を，原稿の画像の印字濃度に適合させるべく，所定のタイミングで前記階調変換情報を再設定する階調変換情報設定処理が実行される。

以下，図４を参照しながら図５のフローチャートを用いて，当該カラー複写機１において実行される階調変換情報設定処理の手順の一例について説明する。図中のＳ１，Ｓ２…は処理手順（ステップ）番号を示し，処理はステップＳ１より開始される。なお，ここでは説明を簡易化するため，Ｙ（イエロー）色画像データの階調変換処理に用いられるＹ色階調変換情報の設定処理について説明し，他色については前記Ｙ色画像データについての処理手順と同じであるため説明を省略する。
まず，ステップＳ１，Ｓ２では，前記階調変換情報の設定を実行する所定のタイミングであるかどうかが判断される。この判断は，前記カラー複写機１のＣＰＵ４４により行われる判断処理であって，具体的には，前記ステップＳ１では周囲の温度が１０℃以上変化したか否かが判断され，前記ステップＳ２では累積印字枚数が２０００枚以上であるか否かが判断される。ここで，前記ステップＳ１の判断は周囲の温度を検出する不図示の温度センサの検出値，前記ステップＳ２の判断は印字枚数のカウンタ（不図示）のカウント値に基づいて行われる。
なお，前記温度変化や前記累積印字枚数は，前記カラー複写機１において入出力画像に濃度誤差が生じている可能性があることを検知するための指標の一例に過ぎない。例えば，前記カラー複写機１の主電源が投入されたこと，或いは前記感光体ドラム２２２ｄが交換されたことが検知された場合に，前記所定のタイミングであると判断してもよい。この場合には，電源スイッチ（不図示）からの出力信号，前記感光体ドラム２２２ｄ近傍に設けられた該感光体ドラム２２２ｄの着脱を検知するための着脱センサ（不図示）の出力信号等に基づいて判断処理が行われる。

前記ステップＳ１或いはＳ２で前記所定のタイミングであると判断されると（Ｓ１のＹｅｓ側或いはＳ２のＹｅｓ側），続いて，前記ＣＰＵ４４によって，１ドットが４ビット１６階調で表現された前記テストパターン画像が前記記憶部４３から読み出されて，前記ＬＳＵ制御部３１に出力される（Ｓ３）。即ち，前記テストパターン画像は，前記画像処理部４１を経由することなく，前記ＬＳＵ制御部３１に出力される。ここに，かかる出力処理を実行するときの前記ＣＰＵ４４がテストパターン出力手段に相当する。なお，前記出力処理は前記ＬＳＵ制御部３１によって実行されてもかまわない。この場合，前記ＬＳＵ制御部３１がテストパターン出力手段に相当する。

そして，前記ＬＳＵ制御部３１では，１ドットが４ビット１６階調で表現された前記テストパターン画像が，予め設定された階調変換情報（図３参照）に基づいて，１ドットが６ビット６４階調で表現される６ビット画像データに変換される（Ｓ４）。ここに，かかる変換処理を実行するときの前記ＬＳＵ制御部３１が階調変換手段に相当する。
続くステップＳ５では，前記ＬＳＵ制御部３１によって変換された前記テストパターン画像の前記６ビット画像データが，該ＬＳＵ制御部３１から前記ＬＳＵ３５に出力される。ここに，かかる出力処理を実行するときの前記ＬＳＵ制御部３１が変換画像データ出力手段に相当する。これにより，前記ＬＳＵ３５による前記感光体ドラム２２２ｄへのレーザビームの露光走査が開始され，該感光体ドラム２２２ｄに前記６ビット画像データに基づく前記テストパターン画像の静電潜像が形成される。

前記現像装置２２４ｄによって前記テストパターン画像が前記感光体ドラム２２２ｄ上に現像されると，そのテストパターン画像の濃度が前記濃度検出センサ３９によって検出される（Ｓ６）。なお，前記濃度検出センサ３９によって検出された濃度は，前記ＬＳＵ制御部３１に入力される。ここでは，図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように，前記濃度検出センサ３９によって，前記目標値Ｅとは異なる検出値Ｆが検出されたものとする。

続いて，ステップＳ７では，前記ＬＳＵ制御部３１によって，前記濃度検出センサ３９により検知された検知値Ｆに基づいて，図４（ａ），（ｂ）に示す設定値Ｈが設定され，前記Ｙ色画像データの階調変換処理に用いられる新たなＹ色の階調変換情報として，前記ＬＳＵ制御部３１に設けられた不図示の記憶メモリに記憶された階調変換情報が更新される。ここに，かかる設定処理を実行するときの前記ＬＳＵ制御部３１が階調変換情報設定手段に相当する。なお，当該一連の階調変換情報設定処理（Ｓ１〜７）において前記ＣＰＵ４４及び前記ＬＳＵ制御部３１により実行される前記各処理は，該ＣＰＵ４４及び該ＬＳＵ制御部３１のいずれで実行されてもかまわない。

ここで，前記ステップＳ７における階調変換情報設定手法の一例について説明する。
例えば，図４（ａ）に示すように，１６階調表現時に階調値が４である前記パッチＮｏ５のテストパッチが，該１６階調表現時の階調値４に対応する６４階調表現時の階調値３０に変換されて前記ＬＳＵ２２に出力されたにもかかわらず，実際に前記濃度検出センサ３９によって検出された検出値Ｆは，目標値Ｅの階調値６８とは異なる階調値２９となっている。
一方，図４（ａ）に示すように，１６階調表現時に階調値が７である前記パッチＮｏ８のテストパッチが，該１６階調表現時の階調値７に対応する６４階調表現時の階調値４４に変換されて前記ＬＳＵ２２に出力されたにもかかわらず，実際に前記濃度検出センサ３９によって検出された検出値Ｆは，目標値Ｅの階調値１１９とは異なる階調値６８となっている。
これにより，１６階調表現における階調値４を６４階調表現における階調値４４に変換すれば，前記パッチＮｏ４のテストパッチの実際の濃度の検出値Ｆを階調値６８とすることができることがわかる。したがって，前記パッチＮｏ５，即ち１６階調表現における階調値４に対応する６４階調表現における設定値Ｈとして階調値４４が設定される。なお，前記パッチＮｏ６，１１（１６階調表現における階調値５，１０）についても同様のことが言える。
一方，１６階調表現における他の階調値に対応する６４階調表現における設定値Ｈは，既定の換算係数から求められる濃度差を前記出力値Ｇに加減算することによって，或いは，濃度差と補正量との対応関係を示す既定の補正テーブルに基づいて設定される。

以上のように，前記カラー複写機１では，前記中間調処理部４１ｈで用いられるディザパターンを変更する従来装置とは異なり，前記所定のタイミングで前記階調変換情報を変更することによって前記ＬＳＵ制御部３１よりも後段における階調誤差の発生を防止することができる。したがって，例えば大量部数の印字処理の実行中に前記変換テーブルの再設定が実行されたとしても，その連続する印字処理において得られる前記階調変換情報の再設定前の印字画像と前記階調変換情報の再設定後の印字画像との間に大きな階調差が生じない。

さらに，前記カラー複写機１では，前記階調変換情報設定処理が実行されることにより，前記ＬＳＵ制御部３１よりも後段における階調誤差の発生が防止されるため，その後，前記中間調処理部４１ｈで用いられるディザパターンを理論的に定義することが可能となる。例えば，所定の計算式によって前記ディザパターンを設定，変更することができる。
なお，前記ディザパターンの設定，変更時には，実際の印字画像における１画素毎の階調表現のザラツキを防止して階調精度を向上させるため，近接するドット間の階調差を極力小さくするように該ディザパターンを設定することが望ましい。具体的には，前記ディザパターンを複数設定しておき，表現するべき階調数の大小などに応じて，異なるディザパターンを選定して中間調処理を実行することが考えられる。

本発明の実施の形態に係るカラー複写機１の概略構成を示す断面模式図。 本発明の実施の形態に係るカラー複写機１における制御システムを示すブロック図。 階調変換情報の一例を示す図。 本発明の実施の形態に係るカラー複写機１において実行される階調変換情報設定処理を説明するための図。 本発明の実施の形態に係るカラー複写機１において実行される階調変換情報設定処理の手順の一例を説明するフローチャート。

符号の説明

１…カラー複写機
３１…ＬＳＵ制御部
３２〜３５…ＬＳＵ
３６〜３９…濃度検出センサ
４１ｈ…中間調処理部
４４…ＣＰＵ
２２２ａ〜２２２ｄ…感光体ドラム
２２４ａ〜２２４ｄ…現像装置
Ｓ１，Ｓ２，，，…処理手順（ステップ）番号

Claims (3)

1. 入力された画像データに基づいてレーザ光源による所定の像担持体への露光を制御する光源制御手段を備えてなる画像形成装置であって，
   １画素が第１の階調数で表現された画像データを，予め定められた階調変換情報に基づいて，１画素が前記第１の階調数よりも多い第２の階調数で表現された画像データに変換する階調変換手段と，
   前記階調変換手段によって変換された画像データを前記光源制御手段に出力する変換画像データ出力手段と，
   前記第１の階調数で表現されたテストパターン画像データを前記階調変換手段に出力するテストパターン出力手段と，
   前記テストパターン出力手段により出力されたテストパターン画像データに基づいて所定の像担持体上に形成されたテストパターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と，
   前記濃度検出手段により検出された前記テストパターン画像の濃度に基づいて前記階調変換情報を設定する階調変換情報設定手段と，
   を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記階調変換手段，前記変換画像データ出力手段，前記テストパターン出力手段及び前記変換情報設定手段のいずれか一又は複数が，前記光源制御手段に含まれてなる請求項１に記載の画像形成装置。
3. １画素が前記第１の階調数よりも多い第３の階調数で表現された画像データを，前記第３の階調数で表現された１画素を前記第１の階調数で表現された複数画素により表現する画像データに変換する中間調処理手段と，
   前記中間調処理手段により変換された画像データを前記階調変換手段に出力する中間調画像出力手段と，
   を更に備えてなる請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。

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