JP2008261909A - Image density control device and image forming apparatus having same - Google Patents

Image density control device and image forming apparatus having same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure sharp, high quality image quality of images of various forms and to avoid an inversion phenomenon of image density regardless of the device characteristics. <P>SOLUTION: The image density control device includes: a binary processing section 22 for subjecting a multivalue image signal to a binary process; a peripheral density level acquiring section 24 that acquires the peripheral density level of a pixel within an observation window, having a target pixel as its reference, based on the gradation value of a binary signal acquired by the binary processing section; and an exposure control value acquiring section 25 that obtains an exposure control value for the target pixel according to the peripheral density level of the target pixel acquired by the peripheral density level acquiring section. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光手段により感光体上に形成された潜像をトナーにより現像することで得られるトナー像の濃度を制御する画像濃度制御装置、及びこの種の画像濃度制御装置を備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image density control device for controlling the density of a toner image obtained by developing a latent image formed on a photosensitive member by an exposure means with toner, and image formation provided with this type of image density control device. It relates to the device.

電子写真方式による画像形成装置(印字装置、ファクシミリ装置、複写機など)では、感光体の劣化や環境条件が変動することでトナー像の濃度が変化するため、適切な濃度が安定して得られるようにレーザー光量などの画像形成条件を制御する画像濃度制御(画像安定化制御)が行われおり、このような画像濃度制御として、複数種類のテストパターンを用いて画像形成条件を制御する技術が広く利用されている(特許文献1・2参照)。   In an electrophotographic image forming apparatus (printing apparatus, facsimile apparatus, copying machine, etc.), the density of the toner image changes due to the deterioration of the photoreceptor and the environmental conditions, so that an appropriate density can be stably obtained. In this way, image density control (image stabilization control) for controlling image forming conditions such as the amount of laser light is performed. As such image density control, there is a technique for controlling image forming conditions using a plurality of types of test patterns. Widely used (see Patent Documents 1 and 2).

このようなテストパターンを用いた画像濃度制御では、感光体の劣化や環境条件の変化に対して適切でかつ安定した画像濃度を得る上で大きな効果を奏するものの、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保する要望を十分に満足するものとは言い難く、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができる構成が望まれる。   Image density control using such a test pattern is very effective in obtaining an appropriate and stable image density against deterioration of the photoreceptor and changes in environmental conditions, but for various types of images. It is difficult to say that the demand for ensuring clear and high-quality image quality is sufficiently satisfied, and a configuration capable of ensuring clear and high-quality image quality for various types of images is desired.

そこで本件出願人は、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することを目的にした画像濃度制御装置を先に提案したところである(特許文献3参照)。   Therefore, the applicant of the present application has previously proposed an image density control device aimed at ensuring clear and high-quality image quality for various types of images (see Patent Document 3).

この画像濃度制御装置においては、全体が黒で塗りつぶされたベタ部では、トナー層の厚みが画像濃度に影響することに着目して、トナー層の厚みを最適化することができるテストパターンを用いで露光条件を決定し、また白領域と黒領域とが混在する中間調では、トナー層の太り具合が画像濃度に影響することに着目して、トナー層の太り具合を最適化することができるテストパターンを用いで露光条件を決定するようにしている。
特開平3−279971号公報(第3図、第4図) 特開2001−80113号公報(第3図、第4図、第5図) 特開2004−306590号公報(図22、図23)
This image density control device uses a test pattern that can optimize the thickness of the toner layer by paying attention to the fact that the thickness of the toner layer affects the image density in a solid portion that is entirely black. In the halftone where white and black areas are mixed, the toner layer thickness can be optimized by focusing on the fact that the toner layer thickness affects the image density. The exposure condition is determined using the test pattern.
JP-A-3-279971 (FIGS. 3 and 4) Japanese Patent Laid-Open No. 2001-80113 (FIGS. 3, 4, and 5) JP 2004-306590 A (FIGS. 22 and 23)

しかるに、比較的低濃度の中間調領域では、画像濃度がトナー層の太り具合により定まり、トナー層の厚みの影響をほとんど受けないのに対して、同じ中間調でも高濃度の中間調領域では、濃度がベタ部に近づくのにしたがって、画像濃度がトナー層の太り具合だけでなくトナー層の厚みの影響を大きく受けるようになる。このため、中間調で一律の露光条件とすると、高濃度の中間調領域ではトナー層の太り具合は最適化されるものの、トナー層の厚みは最適化されず、トナー層の厚さが過大となる場合があり、この場合、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象が発生する。   However, in a relatively low density halftone area, the image density is determined by the thickness of the toner layer and is hardly affected by the thickness of the toner layer. As the density approaches the solid part, the image density is greatly affected by not only the thickness of the toner layer but also the thickness of the toner layer. For this reason, assuming uniform exposure conditions in halftone, the toner layer thickness is optimized in a high density halftone area, but the toner layer thickness is not optimized, and the toner layer thickness is excessive. In this case, a phenomenon occurs in which the image density is reversed between the solid portion and the halftone portion.

そこで、このような画像濃度の逆転現象を避けるため、前記特許文献3で提案した画像濃度制御装置では、現像コントラスト電位の制御により現像条件の最適化を行うようにしたが、この手法では、現像剤や現像システムなどの装置の特性によっては、高品質な画質を確保する要望を十分満足するものとは言い難い場合があり、改善が望まれる。   Therefore, in order to avoid such an image density reversal phenomenon, in the image density control apparatus proposed in Patent Document 3, the development conditions are optimized by controlling the development contrast potential. Depending on the characteristics of the device such as the agent and the development system, it may be difficult to say that the demand for ensuring high quality image quality is sufficiently satisfied, and improvement is desired.

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、また装置の特性に関係なく、画像濃度の逆転現象を避けることができるように構成された画像濃度制御装置及び画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to ensure clear and high-quality image quality for various forms of images. Another object of the present invention is to provide an image density control apparatus and an image forming apparatus configured to be able to avoid an image density reversal phenomenon regardless of the characteristics of the apparatus.

本発明は、多値の画信号に対して2値化処理を行う2値化処理手段と、この2値化処理手段で取得した2値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得手段と、この周辺濃度レベル取得手段にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得手段とを有する構成とする。   According to the present invention, a binarization processing unit that performs binarization processing on a multivalued image signal, and a pixel of interest based on a gradation value of the binary signal acquired by the binarization processing unit. The peripheral density level acquisition means for acquiring the peripheral density level for the pixels in the observed window, and the exposure control value of the target pixel according to the peripheral density level of the target pixel acquired by the peripheral density level acquisition means And a required exposure control value acquisition means.

本発明によれば、注目画素の周辺の濃度状態を示す周辺濃度レベルに応じて露光制御値を求めるため、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、またテストパターンごとの最適露光制御値を基準にして所定の補間法により求められた周辺濃度レベル及び露光制御値の対応関係にしたがって露光制御値を求めるため、画像濃度が逆転する現象が発生することを避けることができる。   According to the present invention, since the exposure control value is obtained according to the peripheral density level indicating the peripheral density state of the target pixel, it is possible to ensure clear and high quality image quality for various forms of images. Since the exposure control value is obtained according to the correspondence relationship between the peripheral density level obtained by a predetermined interpolation method and the exposure control value with reference to the optimum exposure control value for each test pattern, the phenomenon that the image density is reversed occurs. Can be avoided.

上記課題を解決するためになされた第1の発明は、多値の画信号に対して2値化処理を行う2値化処理手段と、この2値化処理手段で取得した2値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得手段と、この周辺濃度レベル取得手段にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得手段とを有する構成とする。   A first invention made to solve the above problems is a binarization processing means for performing binarization processing on a multi-valued image signal, and a level of the binary signal acquired by the binarization processing means. Peripheral density level acquisition means for acquiring a peripheral density level for a pixel in the observation window with reference to the target pixel based on the tone value, and the peripheral density level of the target pixel acquired by the peripheral density level acquisition means And an exposure control value acquisition means for obtaining the exposure control value of the target pixel according to the above.

これによると、注目画素の周辺の濃度状態を示す周辺濃度レベルに応じて露光制御値を求めるため、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができる。   According to this, since the exposure control value is obtained according to the peripheral density level indicating the density state around the pixel of interest, it is possible to ensure clear and high quality image quality for various forms of images.

前記課題を解決するためになされた第2の発明は、前記周辺濃度レベルが、前記観測窓内の黒画素数である構成とする。   According to a second aspect of the present invention for solving the above problem, the peripheral density level is the number of black pixels in the observation window.

これによると、周辺濃度レベル取得のための演算処理が簡単になり、制御時間を短縮することができる。なお、本発明では、このように単純に黒画素数を計数する他、観測窓内の画素と注目画素との位置関係に応じた重み付けを施して周辺濃度レベルを求めるなどの構成も可能である。   According to this, the calculation processing for obtaining the peripheral density level is simplified, and the control time can be shortened. In the present invention, in addition to simply counting the number of black pixels in this way, it is possible to obtain a peripheral density level by weighting according to the positional relationship between the pixel in the observation window and the target pixel. .

前記課題を解決するためになされた第3の発明は、感光体上に作像された複数のテストパターンごとのトナー像の濃度に基づいてそのテストパターンごとの最適露光制御値を取得するパターン別最適値取得手段と、このパターン別最適値取得手段にて取得したテストパターンごとの最適露光制御値を基準にして、所定の補間法により周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係を求める対応関係設定手段とを有する構成とする。   According to a third aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, the optimum exposure control value for each test pattern is obtained based on the density of the toner image for each of the plurality of test patterns formed on the photoconductor. Correspondence that obtains the correspondence between the peripheral density level and the exposure control value by a predetermined interpolation method on the basis of the optimum exposure control value for each test pattern acquired by the optimum value acquisition means and the optimum value acquisition means for each pattern And setting means.

これによると、実際のトナー像の濃度と露光制御値との関係をテストパターンで検証して露光制御値を求めるので、感光体の劣化や環境条件の変化に影響されることなく適切な濃度を安定して得ることができる。しかも、テストパターンごとの最適露光制御値を基準にして所定の補間法により求められた周辺濃度レベル及び露光制御値の対応関係にしたがって露光制御値を求めるため、画像濃度が逆転する現象が発生することを避けることができる。   According to this, since the exposure control value is obtained by verifying the relationship between the actual toner image density and the exposure control value with the test pattern, an appropriate density can be obtained without being affected by the deterioration of the photosensitive member or the change of the environmental conditions. It can be obtained stably. In addition, since the exposure control value is obtained according to the correspondence relationship between the peripheral density level and the exposure control value obtained by a predetermined interpolation method with reference to the optimum exposure control value for each test pattern, a phenomenon in which the image density is reversed occurs. You can avoid that.

前記課題を解決するためになされた第4の発明は、前記パターン別最適値取得手段において、中間調制御用のテストパターン及びベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、前記対応関係設定手段において、中間調領域に属する所定の基準周辺濃度レベルの露光制御値を、前記中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、べた濃度に相当する周辺濃度レベルの露光制御値を、前記ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、両者間の高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、所定の補間法により求めるようにした構成とする。   According to a fourth aspect of the present invention for solving the above-described problems, in the optimum value acquisition unit for each pattern, the optimum exposure control value of the test pattern for halftone control and the test pattern for solid portion control is obtained, and the correspondence In the relationship setting means, the exposure control value of a predetermined reference peripheral density level belonging to the halftone area is set as the optimum exposure control value of the test pattern for halftone control, and the exposure control value of the peripheral density level corresponding to the solid density is set. The exposure control value of the peripheral density level belonging to the high density halftone area between the two is determined by a predetermined interpolation method as the optimum exposure control value of the solid pattern control test pattern.

これによると、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象を避けて、周辺濃度レベルが増大するのに応じて次第に大きくなる、あるいは次第に小さくなるように、露光制御値を設定することができ、適切な制御を行うことができる。   According to this, the exposure control value is set so as to gradually increase or decrease as the peripheral density level increases while avoiding the phenomenon that the image density is reversed between the solid portion and the halftone portion. And appropriate control can be performed.

前記課題を解決するためになされた第5の発明は、前記対応関係設定手段において、前記基準周辺濃度レベルより低い低濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、一律に前記中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値とした構成とする。   According to a fifth aspect of the present invention for solving the above-described problems, the correspondence setting means uniformly sets exposure control values of peripheral density levels belonging to a low density halftone area lower than the reference peripheral density level to the halftone level. It is set as the optimal exposure control value acquired by the test pattern for control.

これによると、低濃度中間調領域に適した露光制御値を得ることができる。   According to this, an exposure control value suitable for the low density halftone region can be obtained.

前記課題を解決するためになされた第6の発明は、前記ベタ部制御用のテストパターンが、全体が黒で塗りつぶされたベタ黒テストパターンであり、前記中間調制御用のテストパターンが、白領域と黒領域とが混在すると共にトナー像の太り具合の判別精度が向上するように白領域と黒領域との面積比率が設定された白黒テストパターンである構成とする。   According to a sixth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, the test pattern for solid portion control is a solid black test pattern filled with black, and the test pattern for halftone control is white. A black-and-white test pattern is set in which the area ratio between the white area and the black area is set so that the area and the black area are mixed and the determination accuracy of the thickness of the toner image is improved.

これによると、ベタ黒テストパターンでトナー層の厚さを的確に評価することができるため、ベタ部に適した露光制御値を得ることができる。また白黒テストパターンでトナー像の太り具合を評価に評価することができるため、中間調に適した露光制御値を求めることができ、特に白領域と黒領域との面積比率を適切に設定することで、トナー像の太り具合が高精度に判別され、より一層適切な露光制御値を得ることができる。   According to this, since the thickness of the toner layer can be accurately evaluated with the solid black test pattern, an exposure control value suitable for the solid portion can be obtained. In addition, since it is possible to evaluate the thickness of the toner image with a black-and-white test pattern, it is possible to obtain an exposure control value suitable for a halftone, and in particular, to appropriately set the area ratio between the white area and the black area. Thus, the thickness of the toner image can be determined with high accuracy, and a more appropriate exposure control value can be obtained.

この場合、基準周辺濃度レベルは、略中心の周辺濃度レベルに設定すると良い。   In this case, the reference peripheral density level may be set to a substantially central peripheral density level.

前記課題を解決するためになされた第7の発明は、前記パターン別最適値取得手段において、孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、前記対応関係設定手段において、周辺濃度レベルが最低となる孤立点の露光制御値を、前記孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値とした構成とする。   According to a seventh aspect of the present invention for solving the above-described problems, the optimum value for each pattern obtaining unit obtains an optimum exposure control value of a test pattern for isolated point control, and the corresponding relationship setting unit obtains a peripheral density level. The exposure control value of the isolated point with the lowest is the optimum exposure control value of the test pattern for the isolated point control.

これによると、周辺濃度レベルが最低となる、すなわち周辺黒画素数が0となる孤立点の場合、孤立点専用のテストパターンを用いることで、孤立点に適した露光制御値を得ることができる。   According to this, in the case of an isolated point having the lowest peripheral density level, that is, the number of peripheral black pixels is 0, an exposure control value suitable for the isolated point can be obtained by using a test pattern dedicated to the isolated point. .

前記課題を解決するためになされた第8の発明は、前記孤立点制御用のテストパターンが、1つの黒画素が周囲を白画素で囲まれた形態の孤立点を複数配列したものである構成とする。   In an eighth aspect of the present invention made to solve the above-described problem, the isolated point control test pattern includes a plurality of isolated points arranged such that one black pixel is surrounded by white pixels. And

これによると、孤立点に適した露光制御値を得ることができる。   According to this, an exposure control value suitable for an isolated point can be obtained.

前記課題を解決するためになされた第9の発明は、前記補間法が、直線補間によるものである構成とする。   According to a ninth aspect of the invention made to solve the above problems, the interpolation method is based on linear interpolation.

これによると、補間のための演算処理が簡単になり、制御時間を短縮することができる。   According to this, calculation processing for interpolation is simplified, and the control time can be shortened.

前記課題を解決するためになされた第10の発明は、前記観測窓が、前記2値化処理手段で行われる2値スクリーン処理でのスクリーンピッチの少なくとも1回分を包含する大きさに設定された構成とする。   In a tenth aspect of the invention made to solve the above-mentioned problem, the observation window is set to a size including at least one screen pitch in the binary screen processing performed by the binarization processing means. The configuration.

これによると、注目画素とスクリーン線との位置関係に応じて周辺濃度レベルが大きく変化して適切な制御ができなくなる不具合を避けることができる。   According to this, it is possible to avoid the problem that the peripheral density level changes greatly according to the positional relationship between the target pixel and the screen line and appropriate control cannot be performed.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明による画像形成装置を示す模式的な断面図である。この画像形成装置は、感光体ドラム1の周囲に、感光体ドラム1の作像面を均一に帯電させる帯電ローラ2と、感光体ドラム1の作像面に対して露光用のレーザー光を走査して静電潜像を形成するLSU(レーザー・スキャニング・ユニット、露光手段)3と、感光体ドラム1の作像面上の静電潜像をトナーで現像する現像ローラ4を備えた現像器5と、感光体ドラム1の作像面上に形成されたトナー像を記録紙上に転写する転写ローラ6と、感光体ドラム1の作像面を清掃するクリーニングブレード7とが設けられており、給紙部8の記録紙が感光体ドラム1と転写ローラ6との間に送り込まれた後、定着器9を経て排紙部10に排出される。さらにこの画像形成装置は、上部に複写やファクシミリ送信のための原稿読取部11を備えている。   FIG. 1 is a schematic sectional view showing an image forming apparatus according to the present invention. This image forming apparatus scans around the photosensitive drum 1 with a charging roller 2 that uniformly charges the image forming surface of the photosensitive drum 1 and an exposure laser beam on the image forming surface of the photosensitive drum 1. A developing device including an LSU (laser scanning unit, exposure means) 3 for forming an electrostatic latent image and a developing roller 4 for developing the electrostatic latent image on the image forming surface of the photosensitive drum 1 with toner. 5, a transfer roller 6 for transferring a toner image formed on the image forming surface of the photosensitive drum 1 onto a recording sheet, and a cleaning blade 7 for cleaning the image forming surface of the photosensitive drum 1. After the recording paper in the paper supply unit 8 is fed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 6, it is discharged to the paper discharge unit 10 through the fixing device 9. The image forming apparatus further includes an original reading unit 11 for copying and facsimile transmission.

図2は、図1に示した画像形成装置における画像濃度制御部の概略構成を示すブロック図である。この画像濃度制御部(画像濃度制御装置)21は、2値化処理部(2値化処理手段)22と、画像メモリ23と、周辺濃度レベル取得部(周辺濃度レベル取得手段)24と、露光制御値取得部(制御値取得手段)25と、パターン別最適値取得部(パターン別最適値取得手段)26と、対応関係設定部27と、対応テーブル記憶部28とを有している。   FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an image density control unit in the image forming apparatus shown in FIG. The image density control unit (image density control device) 21 includes a binarization processing unit (binarization processing unit) 22, an image memory 23, a peripheral density level acquisition unit (peripheral density level acquisition unit) 24, and an exposure. A control value acquisition unit (control value acquisition unit) 25, a pattern-specific optimum value acquisition unit (pattern-specific optimal value acquisition unit) 26, a correspondence setting unit 27, and a correspondence table storage unit 28 are provided.

パターン別最適値取得部26では、感光体ドラム1上に形成された複数のテストパターンごとのトナー像の濃度を検出するフォトセンサ(濃度検出手段)29の検出結果に基づいてテストパターンごとの最適露光制御値を取得する処理が行われる。対応関係設定部27では、パターン別最適値取得部26にて取得した最適露光制御値を基準にして周辺濃度レベル及び露光制御値の対応関係を所定の補間法により求る処理が行われ、その周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係に関する情報が対応テーブルとして対応テーブル記憶部28に記憶される。   In the optimum value acquisition unit 26 for each pattern, the optimum value for each test pattern is determined based on the detection result of the photosensor (density detection means) 29 that detects the density of the toner image for each of the plurality of test patterns formed on the photosensitive drum 1. Processing for acquiring an exposure control value is performed. The correspondence setting unit 27 performs a process of obtaining a correspondence between the peripheral density level and the exposure control value by a predetermined interpolation method based on the optimum exposure control value acquired by the pattern-specific optimum value acquisition unit 26. Information regarding the correspondence between the peripheral density level and the exposure control value is stored in the correspondence table storage unit 28 as a correspondence table.

2値化処理部22では、入力される多値の画信号に対する2値化処理が行われ、これにより得られた画素値が、所要のライン数の画素値を記憶する画像メモリ23に記憶される。周辺濃度レベル取得部24では、画像メモリ23から画素値を読み出して、注目画素を基準とした所定の観測窓内の画素ごとの階調値に基づいて当該注目画素の周辺濃度レベルを取得する処理が行われる。露光制御値取得部25では、対応テーブル記憶部28に記憶された周辺濃度レベルと露光制御値との対応テーブルにしたがって、周辺濃度レベル取得部24にて取得した注目画素の周辺濃度レベルから当該注目画素の露光制御値を求める処理が行われる。   In the binarization processing unit 22, binarization processing is performed on the input multi-value image signal, and pixel values obtained thereby are stored in an image memory 23 that stores pixel values of a required number of lines. The The peripheral density level acquisition unit 24 reads the pixel value from the image memory 23 and acquires the peripheral density level of the target pixel based on the gradation value for each pixel in the predetermined observation window with the target pixel as a reference. Is done. In the exposure control value acquisition unit 25, according to the peripheral density level and exposure control value correspondence table stored in the correspondence table storage unit 28, the attention control value is acquired from the peripheral density level of the target pixel acquired by the peripheral density level acquisition unit 24. Processing for obtaining the exposure control value of the pixel is performed.

露光制御値取得部25から出力される画素単位の露光制御信号は、レーザー変調回路31に入力され、これに応じてレーザー変調回路31から出力される制御信号に応じてレーザー駆動回路32にてLSU3でのレーザーの露光動作が制御される。レーザー変調回路31では、パルス幅変調(PWM)制御、すなわち露光制御値取得部25により取得された露光制御値に応じて画素単位の光源点灯時間を制御する。   The pixel-by-pixel exposure control signal output from the exposure control value acquisition unit 25 is input to the laser modulation circuit 31, and the LSU 3 is output from the laser drive circuit 32 in response to the control signal output from the laser modulation circuit 31. The laser exposure operation is controlled. The laser modulation circuit 31 controls the light source lighting time for each pixel according to the pulse width modulation (PWM) control, that is, the exposure control value acquired by the exposure control value acquisition unit 25.

図3は、図1に示した感光体ドラム1の作像面に形成されるトナー像の状態を示している。図4は、図2に示した画像濃度制御部21で用いられるテストパターンを示している。ここでは、孤立点制御用、中間調制御用、及びベタ部制御用の3種類のテストパターンが用いられる。   FIG. 3 shows the state of the toner image formed on the image forming surface of the photosensitive drum 1 shown in FIG. FIG. 4 shows a test pattern used in the image density control unit 21 shown in FIG. Here, three types of test patterns for isolated point control, halftone control, and solid portion control are used.

図3(A)に示す孤立点では、感光体の生地(作像面)41上に形成されたトナー像の太り具合が問題となり、この場合、図4(A)に示す孤立点制御用のテストパターンにより、孤立点のトナー像の太り具合を的確に評価することができるため、孤立点に適した露光制御値を求めることができる。   At the isolated point shown in FIG. 3A, the thickness of the toner image formed on the photosensitive material (image forming surface) 41 becomes a problem. In this case, the isolated point control shown in FIG. Since the thickness of the toner image at the isolated point can be accurately evaluated by the test pattern, an exposure control value suitable for the isolated point can be obtained.

この孤立点制御用のテストパターンは、1つの黒画素が周囲を白画素で囲まれた形態の孤立点を複数配列したものであり、ここでは、2×2画素からなる正方領域の1画素のみが黒画素となり、1つの黒画素が周囲を白画素で囲まれている。   This isolated point control test pattern is a plurality of isolated points in which a single black pixel is surrounded by white pixels. Here, only one pixel in a square region composed of 2 × 2 pixels is arranged. Becomes a black pixel, and one black pixel is surrounded by white pixels.

図3(B)に示す低濃度中間調領域では、感光体の生地41の露出面とトナー像との割合に応じて画像濃度が変化し、トナー層の太り具合が画像濃度に影響する。この場合、図4(B)に示す中間調制御用のテストパターンにより、トナー像の太り具合を的確に評価することができるため、中間調に適した露光制御値を求めることができる。   In the low density halftone region shown in FIG. 3B, the image density changes in accordance with the ratio between the exposed surface of the photoconductor 41 and the toner image, and the thickness of the toner layer affects the image density. In this case, since the thickness of the toner image can be accurately evaluated by the test pattern for halftone control shown in FIG. 4B, an exposure control value suitable for the halftone can be obtained.

この中間調制御用のテストパターンは、白領域と黒領域とが混在する白黒テストパターンであり、ここでは、2×2画素からなる正方領域の3画素が黒画素となる黒領域と白領域とが規則的に交互に並び、黒領域が斜め方向でのみ隣接する状態となっており、トナー像の太り具合の判別精度が向上するように白領域と黒領域との面積比率が設定されている。   This test pattern for halftone control is a black and white test pattern in which a white area and a black area are mixed. Here, a black area and a white area in which three pixels of a square area composed of 2 × 2 pixels are black pixels. Are regularly arranged alternately, and the black areas are adjacent to each other only in an oblique direction, and the area ratio between the white area and the black area is set so as to improve the accuracy of determination of the thickness of the toner image. .

図3(C)に示す高濃度中間調領域では、低濃度中間調領域と同様に、トナー層の太り具合が画像濃度に影響するが、図4(B)に示す中間調制御用のテストパターンによりトナー像の太りを制御しただけでは、トナー層の厚さが過大となり、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象が発生する。このため、以下に詳述するように、中間調制御用のテストパターンによる最適露光制御値から、図4(C)に示すベタ部制御用のテストパターンによる最適露光制御値に向けて滑らかに変化するように露光制御値を設定する。   In the high density halftone area shown in FIG. 3C, as in the low density halftone area, the thickness of the toner layer affects the image density, but the test pattern for halftone control shown in FIG. If the thickness of the toner image is simply controlled by this, the toner layer becomes excessively thick, and a phenomenon occurs in which the image density is reversed between the solid portion and the halftone portion. For this reason, as will be described in detail below, the optimum exposure control value based on the test pattern for halftone control smoothly changes toward the optimum exposure control value based on the test pattern for solid portion control shown in FIG. The exposure control value is set to

図3(D)に示すベタ部では、トナー層の厚みが画像濃度に影響し、トナー層の厚さに応じて画像濃度が変化し、この場合、図4(C)に示すベタ部制御用のテストパターンにより、トナー層の厚さを的確に評価することができるため、ベタ部に適した露光制御値を得ることができる。このベタ部制御用のテストパターンは、全体が黒で塗りつぶされたベタ黒テストパターンである。   In the solid portion shown in FIG. 3D, the thickness of the toner layer affects the image density, and the image density changes according to the thickness of the toner layer. In this case, the solid portion control shown in FIG. With this test pattern, the thickness of the toner layer can be accurately evaluated, so that an exposure control value suitable for the solid portion can be obtained. This solid part control test pattern is a solid black test pattern filled with black as a whole.

これらのテストパターンは、フォトセンサ29により全体の平均濃度が検出され、このとき、テストパターンの作像が、露光制御値を段階的に変化させて複数回行われ、各テストパターンごとの露光制御値の異なる複数のトナー像の濃度をフォトセンサ29で検出する。これで取得したセンサ出力値は、パターン別最適値取得部26にて所定の出力目標値と比較され、この出力目標値を実現することができる最適露光制御値が各テストパターンごとに求められる。   For these test patterns, the average density of the whole is detected by the photo sensor 29. At this time, image formation of the test pattern is performed a plurality of times while changing the exposure control value stepwise, and exposure control for each test pattern is performed. The density of a plurality of toner images having different values is detected by the photo sensor 29. The sensor output value acquired in this way is compared with a predetermined output target value by the optimum value acquisition unit 26 for each pattern, and an optimum exposure control value that can realize this output target value is obtained for each test pattern.

図5は、図2に示した画像濃度制御部21で行われる処理の要領を説明する模式図である。周辺濃度レベル取得部24では、注目画素が黒画素の場合に、周辺濃度レベルとして、注目画素を中心とした観測窓内の黒画素数をカウントする処理が行われ、露光制御値取得部25において対応テーブルを参照して周辺濃度レベル(周辺黒画素数)から露光制御値を求める処理が行われる。他方、注目画素が白画素の場合には、露光制御値取得部25において露光制御値を0とする。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the outline of processing performed by the image density control unit 21 shown in FIG. In the peripheral density level acquisition unit 24, when the target pixel is a black pixel, a process of counting the number of black pixels in the observation window centered on the target pixel is performed as the peripheral density level, and the exposure control value acquisition unit 25 Processing for obtaining an exposure control value from the peripheral density level (number of peripheral black pixels) is performed with reference to the correspondence table. On the other hand, when the target pixel is a white pixel, the exposure control value acquisition unit 25 sets the exposure control value to 0.

パターン別最適値取得部26では、図4に示した孤立点制御用のテストパターン、中間調制御用のテストパターン及びベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得する処理が行われ、これらのテストパターンごとの最適露光制御値に基づいて対応関係設定部27において対応テーブルが作成される。   In the optimum value acquisition unit 26 for each pattern, a process for acquiring the optimum exposure control value of the test pattern for isolated point control, the test pattern for halftone control, and the test pattern for solid portion control shown in FIG. Based on the optimum exposure control value for each test pattern, the correspondence setting unit 27 creates a correspondence table.

対応テーブルでは、周辺濃度レベルを孤立点領域、低濃度中間調領域、高濃度中間調領域、ベタ濃度領域の4領域に分けて周辺濃度レベルごとの露光制御値が設定される。   In the correspondence table, the peripheral density level is divided into four areas of an isolated point area, a low density halftone area, a high density halftone area, and a solid density area, and an exposure control value for each peripheral density level is set.

まず、孤立点領域、すなわち注目画素の周囲の観測窓内の画素が全て白画素で、周辺濃度レベル(周辺黒画素数)が最低となる領域では、対応する露光制御値を、孤立点制御用のテストパターンで取得した最適露光制御値(dutyA)とする。これにより、孤立点に適した露光制御値を得ることができる。なお、ここでは、観測窓内の画素が全て白画素となる場合(周辺濃度レベル=0)のみを孤立点領域としたが、観測窓内に僅かな黒画素しかない場合も孤立点領域に含まれるように設定することも可能である。   First, in the isolated point area, that is, in the area where the pixels in the observation window around the target pixel are all white pixels and the peripheral density level (number of peripheral black pixels) is the lowest, the corresponding exposure control value is set for the isolated point control. The optimum exposure control value (duty A) acquired with the test pattern. Thereby, an exposure control value suitable for an isolated point can be obtained. Here, only the case where the pixels in the observation window are all white pixels (peripheral density level = 0) is defined as the isolated point region, but the isolated point region also includes the case where there are only a few black pixels in the observation window. It is also possible to set so that

一方、ベタ濃度領域、すなわち注目画素の周囲の観測窓内の画素が全て黒画素で、周辺濃度レベル(周辺黒画素数)が最高となる領域では、対応する露光制御値を、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値(dutyC)とする。これにより、ベタ部に適した露光制御値を得ることができる。なお、ここでは、観測窓内の画素が全て黒画素となる場合(周辺濃度レベル=24)のみをベタ濃度領域としたが、観測窓内に僅かな白画素しかない場合もベタ濃度領域に含まれるように設定することも可能である。   On the other hand, in the solid density area, that is, the area where the pixels in the observation window around the target pixel are all black pixels and the peripheral density level (number of peripheral black pixels) is the highest, the corresponding exposure control value is The optimum exposure control value (duty C) of the test pattern. Thereby, the exposure control value suitable for the solid portion can be obtained. Here, only the case where all the pixels in the observation window are black pixels (peripheral density level = 24) is the solid density area, but the solid density area also includes a case where there are only a few white pixels in the observation window. It is also possible to set so that

また、所定の基準周辺濃度レベルより低い低濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値は、一律に中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値(dutyB)とする。これにより低濃度中間調領域に適した露光制御値を得ることができる。   Further, the exposure control value of the peripheral density level belonging to the low density halftone region lower than the predetermined reference peripheral density level is uniformly set to the optimum exposure control value (duty B) acquired by the test pattern for halftone control. Thereby, an exposure control value suitable for the low density halftone region can be obtained.

一方、基準周辺濃度レベルより高い高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値は、中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値(dutyB)と、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値(dutyC)から、周辺濃度レベル(周辺黒画素数)が増大するのに応じて次第に大きくなる、あるいは小さくなるように、所定の補間法により求める。これにより、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象を避けることができる。   On the other hand, the exposure control value of the peripheral density level belonging to the high density halftone area higher than the reference peripheral density level is the optimum exposure control value (duty B) acquired by the test pattern for halftone control and the test pattern for solid portion control. The optimum exposure control value (duty C) is determined by a predetermined interpolation method so as to gradually increase or decrease as the peripheral density level (the number of peripheral black pixels) increases. Thereby, it is possible to avoid a phenomenon in which the image density is reversed between the solid portion and the halftone portion.

図6・図7は、図2に示した対応関係設定部27で作成される対応テーブルの一例を示しており、図6に解像度が600dpiの場合を、図7に解像度が1200dpiの場合をそれぞれ示している。   6 and 7 show an example of the correspondence table created by the correspondence setting unit 27 shown in FIG. 2. FIG. 6 shows a case where the resolution is 600 dpi, and FIG. 7 shows a case where the resolution is 1200 dpi. Show.

解像度が600dpiの場合、観測窓は注目画素を中心とした5×5画素の領域となり、周辺濃度レベル(周辺黒画素数)が0〜24の25段階に分かれる。ここでは、高濃度中間調領域と低濃度中間調領域とを区分する基準周辺濃度レベルを、略中心(最大レベルの約50%)の12としており、低濃度中間調領域が周辺濃度レベルの1〜12の範囲、高濃度中間調領域が周辺濃度レベルの13〜23の範囲となる。   When the resolution is 600 dpi, the observation window is an area of 5 × 5 pixels centered on the target pixel, and the peripheral density level (the number of peripheral black pixels) is divided into 25 levels of 0 to 24. Here, the reference peripheral density level for distinguishing the high density halftone area and the low density halftone area is set to 12 which is substantially the center (about 50% of the maximum level), and the low density halftone area is 1 of the peripheral density level. The range of ˜12, the high density halftone region is the range of 13-23 of the peripheral density level.

解像度が1200dpiの場合、観測窓は注目画素を中心とした9×9画素の領域となり、周辺濃度レベル(周辺黒画素数)が0〜80の81段階に分かれる。ここでは、高濃度中間調領域と低濃度中間調領域とを区分する基準周辺濃度レベルが、略中心(最大レベルの約50%)の40としており、低濃度中間調領域が周辺濃度レベルの1〜40の範囲、高濃度中間調領域が周辺濃度レベルの41〜79の範囲となる。   When the resolution is 1200 dpi, the observation window is an area of 9 × 9 pixels centered on the target pixel, and the peripheral density level (number of peripheral black pixels) is divided into 81 steps of 0 to 80. Here, the reference peripheral density level for distinguishing the high density halftone area and the low density halftone area is set to 40, which is substantially the center (about 50% of the maximum level), and the low density halftone area is 1 of the peripheral density level. The high density halftone region is in the range of 41 to 79 of the peripheral density level.

図8・図9は、図2に示した対応関係設定部27で作成される対応テーブルをグラフ化して示しており、図8に直線補間の場合を、図9に曲線補間の場合をそれぞれ示している。直線補間の場合には、1次関数による補間式、曲線補間の場合には、2次関数などによる補間式により、高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルごとの露光制御値が算出される。これにより、高濃度中間調領域とベタ濃度領域との間で画像濃度が逆転することがなく、滑らかに変化する濃度補正を行う。   FIGS. 8 and 9 are graphs showing the correspondence table created by the correspondence setting unit 27 shown in FIG. 2. FIG. 8 shows the case of linear interpolation, and FIG. 9 shows the case of curve interpolation. ing. In the case of linear interpolation, an exposure control value for each peripheral density level belonging to the high density halftone region is calculated by an interpolation formula using a linear function, and in the case of curve interpolation, an interpolation formula using a quadratic function or the like. As a result, the image density is not reversed between the high density halftone area and the solid density area, and the density correction that smoothly changes is performed.

例えば直線補間の場合、中間調制御用及びベタ部制御用のテストパターンごとの最適露光制御値(dutyB、dutyC)、観測窓内の総画素数N、黒画素数Nb、基準周辺濃度レベルの黒画素数Nm=(N−1)/2から、露光制御値dutyXを求める補間式は、
dutyX=(dutyC−dutyB)×(Nb−Nm)/Nm+dutyB
となる。
For example, in the case of linear interpolation, the optimum exposure control value (duty B, duty C) for each test pattern for halftone control and solid portion control, the total number of pixels N in the observation window, the number of black pixels Nb, the black of the reference peripheral density level From the number of pixels Nm = (N−1) / 2, the interpolation equation for obtaining the exposure control value dutyX is:
dutyX = (dutyC−dutyB) × (Nb−Nm) / Nm + dutyB
It becomes.

中間調制御用及びベタ部制御用のテストパターンごとの最適露光制御値(dutyB、dutyC)の大小関係は、装置の特性や状態に応じて逆転することがあり、図8・図9の(A)に示す例では、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値(dutyC=128、8bitで256階調の場合、以下同様)が、中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値(dutyB=180)より小さくなっている。図8・図9の(B)に示す例では、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値(dutyC=240)が、中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値(dutyB=200)より大きくなっている。   The magnitude relationship between the optimum exposure control values (duty B, duty C) for each test pattern for halftone control and solid portion control may be reversed depending on the characteristics and state of the apparatus. ), The optimal exposure control value for the solid pattern test pattern (duty C = 128, for 8 bits and 256 gradations, the same applies below) is used as the optimal exposure control value for the halftone control test pattern (duty B). = 180). In the example shown in FIG. 8B, the optimum exposure control value (duty C = 240) of the solid pattern control test pattern is the optimum exposure control value (duty B = 200) of the test pattern for halftone control. It is getting bigger.

図10は、図5に示した観測窓の大きさを設定する要領を示している。観測窓は、2値化処理部22で行われるスクリーン処理でのスクリーンピッチの少なくとも1回分を包含する大きさに設定されており、解像度に応じたスクリーン線数の違いに伴って観測窓の大きさが異なり、ここでは、600dpi/150lpiで注目画素を中心とした5×5画素、1200dpi/200lpiで注目画素を中心とした9×9画素としている。   FIG. 10 shows a procedure for setting the size of the observation window shown in FIG. The observation window is set to a size that includes at least one screen pitch in the screen processing performed by the binarization processing unit 22, and the size of the observation window varies with the number of screen lines corresponding to the resolution. Here, 5 × 5 pixels centered on the target pixel at 600 dpi / 150 lpi, and 9 × 9 pixels centered on the target pixel at 1200 dpi / 200 lpi.

スクリーン処理では、スクリーン線数に応じて線状に黒画素を集合させて2値画像を作成し、スクリーン線数に応じて黒画素が偏在するため、観測窓が小さいと、注目画素とスクリーン線との位置関係、すなわち注目画素が線状の黒画素領域の内か外かに応じて、周辺濃度レベル(周辺黒画素数)が大きく変化して、適切な制御ができなくなるが、観測窓の大きさを1スクリーンピッチよりも広い範囲とすることで、スクリーン線数に応じて黒画素が偏在することによる影響をなくすことができる。   In screen processing, black pixels are gathered linearly according to the number of screen lines to create a binary image, and black pixels are unevenly distributed according to the number of screen lines. The peripheral density level (number of surrounding black pixels) changes greatly depending on the positional relationship between the pixel and the pixel of interest within or outside the linear black pixel region, and appropriate control cannot be performed. By setting the size to a range wider than one screen pitch, it is possible to eliminate the influence of uneven black pixels depending on the number of screen lines.

図11は、図2に示した画像濃度制御部21で行われる制御前後のガンマ特性の変化状況を示している。ここでは、2値化処理部22での誤差拡散及びスクリーンの各処理方式において、現像器の状態などに応じて同一の露光制御値で作像しても画像濃度が高くなる高濃度状態及び画像濃度が低くなる低濃度状態の2つの状態で、電子データ上の階調を変化させながら、実際に作像された画像の濃度(マクベス濃度)を測定したものである。   FIG. 11 shows a change state of the gamma characteristic before and after the control performed by the image density control unit 21 shown in FIG. Here, in each of the error diffusion and screen processing methods in the binarization processing unit 22, a high density state and an image in which the image density becomes high even if an image is formed with the same exposure control value according to the state of the developing device, etc. The density (Macbeth density) of the actually formed image is measured while changing the gradation on the electronic data in two states of low density where the density is low.

制御前と制御後とを比較すると、(A)に示す誤差拡散処理及び(B)に示すスクリーン処理のいずれの場合でも、全体的に画像濃度が低下する方向に変化するものの、高濃度域での階調反転もなく、また装置の状態が濃いか薄いかに関係なく、一定した濃度特性を確保することができ、安定した画像形成が可能である。   Comparing before control and after control, in either case of the error diffusion processing shown in (A) and the screen processing shown in (B), the overall image density changes in a decreasing direction, but in the high density range. Therefore, a constant density characteristic can be ensured irrespective of whether the apparatus is dark or light, and stable image formation is possible.

図12は、本発明によるカラー画像形成装置の一例を示すブロック図である。このカラー画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及び黒(K)の各色ごとの複数のプロセスユニット121a〜121dが中間転写ベルト122に沿って配列されており、これらのプロセスユニット121a〜121dの各感光体ドラム123a〜123dに対してLSU124にて書き込みが行われた後に現像器125a〜125dにより現像されることで、各感光体ドラム123a〜123d上に各色ごとのトナー像が作像され、この各色ごとのトナー像が中間転写ベルト122に順次転写されて合成されることでカラー画像が得られるようになっており、給紙部の記録紙が中間転写ベルト122と2次転写ローラ126との間に送り込まれてカラーのトナー像が記録紙に転写される。   FIG. 12 is a block diagram showing an example of a color image forming apparatus according to the present invention. In this color image forming apparatus, a plurality of process units 121 a to 121 d for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are arranged along the intermediate transfer belt 122. Then, writing is performed on the photosensitive drums 123a to 123d of these process units 121a to 121d by the LSU 124 and then developed by the developing units 125a to 125d, whereby each color on the photosensitive drums 123a to 123d. A toner image for each color is formed, and a color image is obtained by sequentially transferring and synthesizing the toner images for each color to the intermediate transfer belt 122, and the recording paper of the paper feeding unit is transferred to the intermediate transfer belt. A color toner image is transferred between the belt 122 and the secondary transfer roller 126 and transferred onto the recording paper.

このカラー画像形成装置では、各プロセスユニット121a〜121dにおいて各色ごとのテストパターンが作像される。このテストパターンの作像は、中間転写ベルト122を走行させながら行われ、各感光体ドラム123a〜123d上に作像された各色ごとのテストパターンが中間転写ベルト122上に順次転写された後、中間転写ベルト122上のテストパターンの濃度が画像濃度センサ127で順次検出される。   In this color image forming apparatus, a test pattern for each color is created in each of the process units 121a to 121d. This test pattern image formation is performed while the intermediate transfer belt 122 is running, and after the test patterns for the respective colors formed on the respective photosensitive drums 123a to 123d are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 122, The density of the test pattern on the intermediate transfer belt 122 is sequentially detected by the image density sensor 127.

画像濃度制御部131では、画像濃度センサ127の出力値に基づいて、前記の例と同様に、テストパターンごとの最適露光制御値が算出され、さらに周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係に関する対応テーブルが各色ごとに作成される。そして、画信号が入力されると、注目画素の周辺濃度レベルが各色ごとに求められ、対応テーブルにしたがって周辺濃度レベルから画素ごとの露光制御値が各色ごとに取得され、この露光制御値がレーザー変調回路132に入力され、これに応じてレーザー変調回路132から出力される制御信号に応じてレーザー駆動回路133にてLSU124でのレーザーの露光動作が制御される。   The image density control unit 131 calculates the optimum exposure control value for each test pattern based on the output value of the image density sensor 127, and further relates to the correspondence between the peripheral density level and the exposure control value. A correspondence table is created for each color. Then, when the image signal is input, the peripheral density level of the target pixel is obtained for each color, and the exposure control value for each pixel is obtained for each color from the peripheral density level according to the correspondence table. The laser driving operation of the LSU 124 is controlled by the laser driving circuit 133 in response to a control signal input to the modulation circuit 132 and output from the laser modulation circuit 132 accordingly.

本発明にかかる画像濃度制御装置及びそれを備えた画像形成装置は、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、また装置の特性に関係なく、画像濃度の逆転現象を避けることができる効果を有し、露光手段により感光体上に形成された潜像をトナーにより現像することで得られるトナー像の濃度を制御する画像濃度制御装置、及びこの種の画像濃度制御装置を備えた画像形成装置、例えばプリンタ、ファクシミリ装置、複写機、複合機などとして有用である。   The image density control apparatus and the image forming apparatus including the image density control apparatus according to the present invention can ensure clear and high-quality image quality for various types of images, and can control the image density regardless of the characteristics of the apparatus. An image density control device for controlling the density of a toner image obtained by developing a latent image formed on a photosensitive member by exposure means with toner, which has an effect of avoiding a reverse phenomenon, and an image of this type It is useful as an image forming apparatus provided with a density control device, for example, a printer, a facsimile machine, a copying machine, a multifunction machine, and the like.

本発明による画像形成装置を示す模式的な断面図Schematic sectional view showing an image forming apparatus according to the present invention. 図1に示した画像形成装置における画像濃度制御部の概略構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image density control unit in the image forming apparatus shown in FIG. 図1に示した感光体ドラムの作像面に形成されるトナー像の状態を示す図The figure which shows the state of the toner image formed on the image creation surface of the photosensitive drum shown in FIG. 図2に示した画像濃度制御部で用いられるテストパターンを示す図The figure which shows the test pattern used with the image density control part shown in FIG. 図2に示した画像濃度制御部で行われる処理の要領を説明する模式図FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the outline of processing performed by the image density control unit shown in FIG. 図2に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルを示す図The figure which shows the corresponding | compatible table produced in the corresponding | compatible relationship setting part shown in FIG. 図2に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルを示す図The figure which shows the corresponding | compatible table produced in the corresponding | compatible relationship setting part shown in FIG. 図2に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルをグラフ化して示す図The figure which shows the correspondence table created by the correspondence setting part shown in FIG. 2 in a graph 図2に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルをグラフ化して示す図The figure which shows the correspondence table created by the correspondence setting part shown in FIG. 2 in a graph 図5に示した観測窓の大きさを設定する要領を説明する図The figure explaining the point which sets the size of the observation window shown in FIG. 図2に示した画像濃度制御部で行われる制御前後のガンマ特性の変化状況を示す図The figure which shows the change condition of the gamma characteristic before and behind control performed by the image density control part shown in FIG. 本発明によるカラー画像形成装置の一例を示すブロック図1 is a block diagram showing an example of a color image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体ドラム
3 LSU(露光手段)
21 画像濃度制御部(画像濃度制御装置)
22 2値化処理部(2値化処理手段)
24 周辺濃度レベル取得部(周辺濃度レベル取得手段)
25 露光制御値取得部(制御値取得手段)
26 パターン別最適値取得部(パターン別最適値取得手段)
27 対応関係設定部
28 対応テーブル記憶部
29 フォトセンサ(濃度検出手段)
31 レーザー変調回路(露光制御手段)
32 レーザー駆動回路
1 Photosensitive drum 3 LSU (exposure means)
21 Image density controller (image density controller)
22 Binarization processing unit (binarization processing means)
24 Ambient concentration level acquisition unit (Ambient concentration level acquisition means)
25 Exposure control value acquisition unit (control value acquisition means)
26 Optimum value acquisition unit for each pattern (optimum value acquisition means for each pattern)
27 Correspondence setting unit 28 Corresponding table storage unit 29 Photo sensor (density detection means)
31 Laser modulation circuit (exposure control means)
32 Laser drive circuit

Claims (11)

多値の画信号に対して2値化処理を行う2値化処理手段と、
この2値化処理手段で取得した2値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得手段と、
この周辺濃度レベル取得手段にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得手段とを有することを特徴とする画像濃度制御装置。
Binarization processing means for performing binarization processing on multi-value image signals;
Peripheral density level acquisition means for acquiring a peripheral density level for a pixel in the observation window based on the target pixel based on the gradation value of the binary signal acquired by the binarization processing means;
An image density control apparatus comprising: an exposure control value acquisition unit that obtains an exposure control value of the target pixel according to the peripheral density level of the target pixel acquired by the peripheral density level acquisition unit.
前記周辺濃度レベルが、前記観測窓内の黒画素数であることを特徴とする請求項1に記載の画像濃度制御装置。   The image density control apparatus according to claim 1, wherein the peripheral density level is the number of black pixels in the observation window. 感光体上に作像された複数のテストパターンごとのトナー像の濃度に基づいてそのテストパターンごとの最適露光制御値を取得するパターン別最適値取得手段と、
このパターン別最適値取得手段にて取得したテストパターンごとの最適露光制御値を基準にして、所定の補間法により周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係を求める対応関係設定手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の画像濃度制御装置。
An optimum value acquisition unit for each pattern for acquiring an optimum exposure control value for each test pattern based on the density of the toner image for each of the plurality of test patterns formed on the photoreceptor;
Correspondence setting means for obtaining a correspondence relationship between the peripheral density level and the exposure control value by a predetermined interpolation method on the basis of the optimum exposure control value for each test pattern acquired by the optimum value acquisition means for each pattern. The image density control apparatus according to claim 1.
前記パターン別最適値取得手段において、中間調制御用のテストパターン及びベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、
前記対応関係設定手段において、中間調領域に属する所定の基準周辺濃度レベルの露光制御値を、前記中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、べた濃度に相当する周辺濃度レベルの露光制御値を、前記ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、両者間の高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、所定の補間法により求めるようにしたことを特徴とする請求項3に記載の画像濃度制御装置。
In the optimum value acquisition means for each pattern, an optimal exposure control value of a test pattern for halftone control and a test pattern for solid portion control is acquired,
In the correspondence setting means, the exposure control value of a predetermined reference peripheral density level belonging to the halftone area is set as the optimum exposure control value of the test pattern for halftone control, and the exposure control of the peripheral density level corresponding to the solid density is performed. The value is the optimum exposure control value of the test pattern for the solid portion control, and the exposure control value of the peripheral density level belonging to the high density halftone area between the two is obtained by a predetermined interpolation method. The image density control apparatus according to claim 3.
前記対応関係設定手段において、前記基準周辺濃度レベルより低い低濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、一律に前記中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値としたことを特徴とする請求項4に記載の画像濃度制御装置。   In the correspondence setting means, the exposure control value of the peripheral density level belonging to the low density halftone area lower than the reference peripheral density level is uniformly set to the optimum exposure control value acquired by the test pattern for halftone control. The image density control apparatus according to claim 4. 前記ベタ部制御用のテストパターンが、全体が黒で塗りつぶされたベタ黒テストパターンであり、前記中間調制御用のテストパターンが、白領域と黒領域とが混在すると共にトナー像の太り具合の判別精度が向上するように白領域と黒領域との面積比率が設定された白黒テストパターンであることを特徴とする請求項4若しくは請求項5に記載の画像濃度制御装置。   The solid part control test pattern is a solid black test pattern filled with black, and the halftone control test pattern includes a mixture of white and black areas and a toner image that is thick. 6. The image density control apparatus according to claim 4, wherein the image density control apparatus is a black-and-white test pattern in which an area ratio between a white area and a black area is set so as to improve discrimination accuracy. 前記パターン別最適値取得手段において、孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、
前記対応関係設定手段において、周辺濃度レベルが最低となる孤立点の露光制御値を、前記孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値としたことを特徴とする請求項3に記載の画像濃度制御装置。
In the optimum value acquisition means for each pattern, an optimum exposure control value of a test pattern for isolated point control is obtained,
4. The image density according to claim 3, wherein, in the correspondence setting means, the exposure control value of the isolated point having the lowest peripheral density level is set as the optimum exposure control value of the test pattern for the isolated point control. Control device.
前記孤立点制御用のテストパターンが、1つの黒画素が周囲を白画素で囲まれた形態の孤立点を複数配列したものであることを特徴とする請求項7に記載の画像濃度制御装置。   8. The image density control apparatus according to claim 7, wherein the isolated point control test pattern includes a plurality of isolated points arranged such that one black pixel is surrounded by white pixels. 前記補間法が、直線補間によるものであることを特徴とする請求項3に記載の画像濃度制御装置。   The image density control apparatus according to claim 3, wherein the interpolation method is linear interpolation. 前記観測窓が、前記2値化処理手段で行われる2値スクリーン処理でのスクリーンピッチの少なくとも1回分を包含する大きさに設定されたことを特徴とする請求項1に記載の画像濃度制御装置。   2. The image density control apparatus according to claim 1, wherein the observation window is set to a size including at least one screen pitch of the binary screen processing performed by the binarization processing means. . 請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の画像濃度制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the image density control device according to claim 1.
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