JP2568381B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力された複数色成分
の画像信号に対して夫々階調補正を行い、該階調補正後
の複数色成分の画像信号に応じて、記録媒体上にカラー
画像を形成するカラー画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開昭５６−１４１６７３
号公報に示されるように、各色毎に等ステップのハーフ
トーンデータを与えてハーフトーンカラーパッチを記録
し、各色濃度成分を順次計測することにより各色毎に、
濃度補正特性を設定する技術が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
カラーパッチを単一の素子により、読み取っていたた
め、各色濃度成分の計測に長時間を要していた。一方濃
度補正特性を精度良く設定するためには、カラーパッチ
のパッチ数を多くする必要があり、更に、各色毎に濃度
特性を設定するためには、色数に比例して時間がかかっ
てしまっていた。

【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、複数色成分の階調の異なるパターンを高速に読
み取り、精度良く階調補正特性を設定することができる
カラー画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明のカラー画像形成装置は、入力された
複数色成分の画像信号に対して階調補正を行い、該階調
補正後の複数色成分の画像信号に応じて、記録媒体上に
カラー画像を形成するカラー画像形成装置において、前
記複数色成分の各々について、階調が異なるパターンを
表す基準信号を発生するための信号発生手段と、前記基
準信号に応じて、階調が異なるパターンを前記複数色成
分の各々について１つの記録媒体上に一括して形成する
ための像形成手段と、前記記録媒体上の階調が異なるパ
ターンを並行して読み取ることが可能な複数の素子によ
り構成され、前記像形成手段により前記記録媒体上に形
成された前記階調が異なるパターンを読み取り、電気信
号を発生するための読取手段と、前記読取手段により発
生した電気信号に基づいて、前記複数色成分の画像信号
について階調補正特性を設定し、該階調補正特性により
前記複数色成分の画像信号の階調補正を行うための階調
補正手段と、前記読取手段が前記複数色成分の各々につ
いての階調が異なるパターンを読み取る際の前記複数の
素子の読み取り特性のばらつきを補正する補正手段とを
有し、前記読取手段は、前記信号発生手段により発生し
た基準信号に基づき前記記録媒体上に形成された複数色
成分のパターンを読み取るための読み取り動作の前に、
前記補正手段により前記複数の素子の読み取り特性のば
らつきを補正するための読み取り動作を行い、かつ、１
回のばらつき補正動作の後に前記複数色成分の各々のパ
ターンの読み取りを行うことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】図１に本実施例を示す。原稿１は原稿台の透
明板２の上に置かれ原稿マット３により固定される。感
光ドラム２４、転写ドラム５３は矢印方向に回転し、カ
ラープロセスを実行する。１２は分光用ダイクロミラ
ー、１４、１６、１８は分光をセンスして色信号Ｂ、
Ｇ、Ｒを発生するＣＣＤである。ランプ８、ミラー９、
１０を往復動して原稿１を走査し同時に各ＣＣＤからカ
ラー信号Ｂ、Ｇ、Ｒを出力し、再生用Ｙ信号を作り、そ
の後再び往復動してＭ信号を出力し、以上の走査を４回
くり返してＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ信号を形成し、レーザを制
御しドラム２４上に各色潜像を順次形成する。各色を順
次現像し転写ドラム５３を４回転してその上の紙にくり
返し転写し、フルカラーコピーを得る。

【０００７】光学系は照明ランプ５、６から光を発し
て、反射鏡７、８からの光と合わさって原稿に光が照射
され、その反射光が移動反射ミラー９、１０に反射さ
れ、レンズ１１を通り、１２のダイクロフィルタを通
る。ここで青の波長の光と緑の波長の光と赤の波長の光
に分光される。各分解光のうち青い波長の分解光は、ブ
ルーフィルタ１３を通って固体撮像素子１４に受光され
る。同様に緑の波長の光はグリーンフィルタ１５を通っ
て、固体撮像素子１６に受光される。赤の波長の光はレ
ッドフィルタ１７を通して固体撮像素子１８に受光され
る。即ち原稿３は照明ランプ５、６と一体となって移動
する移動反射ミラー９とこの移動反射ミラー９の１／２
の移動速度をもって同一方向へ移動する移動反射ミラー
１０によって光路長を保ちながら更にレンズ１１とダイ
クロフィルタ１２を経て各色の固体撮像素子１４、１
５、１６に結像される。又後に述べるカラーバランス、
階調性の自動制御をする為のテストチャート４を原稿よ
り手前に設けている。テストモードスイッチ１６５のオ
ンを条件にコピーキー１６６をオンすると照明ランプが
原稿に沿って移動する際にこのテストチャート４をも走
査してＣＣＤは基準信号を発生することになる。各固体
撮像素子１４、１６、１８の出力を後に述べる画像処理
部２７を経て半導体レーザ２１よりポリゴンミラー２２
へ光出力として照射する。ポリゴンミラー２２はスキャ
ナモータ２３により回転させられている為に感光ドラム
２４の回転方向に垂直にレーザ光が走査される。またド
ラム上をレーザ光が走査開始する１１ｍｍ前の位置にホ
トセンサ６４が有りこれにレーザ光があたるとＢ、Ｄ信
号を発生する。

【０００８】感光ドラム２４は高圧電源２５から負の高
圧電流を供給されているマイナス帯電器２５により負に
帯電させられている。続いて露光部２６に達すると原稿
台の透明板２上の原稿１は照明ランプ５、６に照明され
移動反射鏡ミラー９、１０及びレンズ１１、ダイクロフ
ィルタ１２、ブルーフィルタ１３、グリーンフィルタ１
５、レッドフィルタ１７により固体撮像素子１４、１
６、１８に結像される。ＣＣＤからの画像出力は図２の
画像処理部２７ブロック図より、各色毎にシェーディン
グユニット２８によりシェーディング補正され、γ補正
ユニット２９によりγ補正（階調リニア化）され、マス
キング処理ユニット３０により濁り補正され、ＵＣＲ処
理ユニット３１に下色除去補正され、ディザ処理ユニッ
ト３２により階調再現補正され、多値化処理ユニット３
３により更に階調アップ補正され、レーザドライバユニ
ット３４からレーザ２１を変調して、そのレーザ光が感
光ドラム２４に結像される。そこで静電潜像が形成され
４色の現像器３６、３７、３８、３９に入る。ここで１
回の露光スキャンで３色分解して上記各処理を行うが
Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｂｋ（ブラック）のスキャン毎にＵＣＲ処
理出力が出される。本件制御部の信号によって画像処理
ユニット２７における１色分解光信号を選択すると対応
する現像器が選択される構成になっている。そこで選択
された現像器は磁気フレード方式による粉体現像により
行われ静電潜像は顕像化される。その後静電潜像の消去
の為のゴースト用豆ランプ４０と負の電圧電源２５より
供給されているマイナスのポスト電極４１により負に帯
電され静電潜像を消去している。

【０００９】次に、上下のカセット４３、４４を操作部
４５より選択したカセットより、給紙コロ４６、４７が
回転して送られてきた複写紙４８は第１レジストローラ
上、下４９、５０を通り、搬送ローラ５１より第２レジ
ストローラ５２を通って、転写ドラム５３に巻つけられ
る。そこで感光体ドラム２４上のトナーを転写用電極５
４によって複写紙４８に転写する。転写は選択された色
の回数行われそのたびに、交流高圧発生装置２５より高
電圧供給された除電電極５５によって複写紙４８の除電
を行う。選択された回数転写を終わると紙はグリッパ５
７からはがされて、搬送用ファン５８によってベルト５
９上に吸着されて、定着部６０に導かれる。

【００１０】テストモードの場合はテストチャートによ
る基準カラー信号が上述のイメージ処理とプロセスシー
ケンスを経て紙上に再生され排出される。この場合走査
移動は最大原稿サイズの距離以下であって、テストチャ
ート付近であり、時間短縮を画っている。

【００１１】図２は画像処理ユニットのブロック図を示
す。ダイクロフィルタより３色に分解された原稿の光が
固体撮像素子１４、１６、１８に受光される。その出力
をＣＣＤ受光ユニット６１、６２、６３でＣＣＤ中の複
数の画素の情報を増巾し、Ａ／Ｄコンバータ化して次の
シェーデングユニット２８に送る。次に本体制御部６４
からチャート４の白色部を光学系が通過する時に信号が
送られ、ＣＣＤの出力レベルが一定になる様に構成する
のがシェーデングユニット２８である。シェーデングユ
ニット２８から次にγ補正ユニット２９でＣＣＤの入力
感度を本体制御部６４の信号により切り換える。その信
号をマスキング処理ユニット３０において各Ｂ、Ｇ、Ｒ
信号を同時に演算処理を行って、各色成分の混合比を変
えて色補正を行う。各色の混合比は本体制御部の信号の
切り換えにより行う。その信号をＵＣＲ処理ユニットで
Ｂ、Ｇ、Ｒの最小値信号を判別し、その最小信号に、本
体制御信号で任意の係数をかけた値を黒レベル信号とす
る。その値を各色から減じるか減じないかは本体制御信
号による。ここで各色Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｂｋの信号のうち、
本体制御部６４のセレクト信号によってこのうちの一色
の信号がディザ処理ユニット３２に送られる。ディザ処
理ユニット３２では、各色信号が深みのある信号、例え
ば６ｂｉｔ信号であるのをテーブル参照のＲＯＭを利用
して比較し、１．０のデジタル信号に変換し、レーザの
変調し易い様にする。次にディザ処理ユニット３２の内
部に並列にディザ処理するブロック即ち域値レベルの高
いものを配列したディザＲＯＭと低いものを配列したデ
ィザＲＯＭを設けてこれによる出力をセレクトする多値
化処理ユニット３３を通す。これは１画素を例えば３値
（高、中、低）の濃度で表せるようにしたものでこの処
理ユニットのセレクトコントロールを本体制御部で行
う。その多値化処理ユニットは１画素を１、０．５、０
のパルス巾で出力しようとするもので、その出力により
レーザドライバーユニット３４でレーザ２１を駆動す
る。これは入力信号と上記２つのディザＲＯＭとをそれ
らのコンパレータで同時に比較処理し、それらの各出力
をタイミングをとって時間内に順次制御しそれらをオア
の関係で出力する。又カラー別にディザＲＯＭのパター
ンが違う。

【００１２】次に図３に本体制御部６４のブロック図を
示す。ユーザが、操作するメインコントロールユニット
７２とサービスマン等が行うサブコントロールユニット
７３に対し操作を行うとキーＩ／Ｏ６６を通してバスコ
ントローラ６９からＣＰＵ６５のコントロールバスＣＢ
ＵＳにより操作データが入力されて複写動作をメモリ部
６８の内容に従って動作させる。この動作でＣＰＵ６５
は、バスコントローラＣＢＵＳによりＩ／Ｏポート７４
を使って入力インターフェース７５から入力装置Ｉ₁ 〜
Ｉ_j までの信号を入力し、出力ドライバー７６から出力
装置Ｏ₁ 〜Ｏ_jまでを動作させる。又、ＣＰＵは、操作
データをメインコントロール７２又はサブコントロール
７３からバスコントローラを使って画像処理コントロー
ラＩ／Ｏ７１に出力し、画像処理部へコントロールデー
タを送る。本複写機のシーケンスはドラムモータの駆動
による基準パルス発生装置７０からのクロックをＣＰＵ
６５のＩＮＴに入力して制御される。

【００１３】テストモードに係わる指令入力信号、入力
スイッチセンサの各信号は入力インタフェース７５を介
して入力される。

【００１４】定着器６０に至る経路に発光ダイオードと
ホトトランジスタからなるホトセンサユニット１７０を
設け複写紙上に形成されたチャート画像を読み取る。

【００１５】図５は複写紙上に形成されたチャート４の
画像位置とホトセンサユニット１７０の配置で、反射型
センサ構成であり、図の様にホトトランジスタと発光ダ
イオードが交互に並んでいる。

【００１６】図７はテストモードにおけるカラー補正制
御を示すフローチャートで、これは図２の本体制御部の
マイコンＣＰＵのメモリ６８（図３）にプログラムされ
ている。ＣＰＵにはテストモードスイッチ１６５、コピ
ーキー１６６、警告ランプ１６７、ストップランプ１６
８、センサユニット１７０が接続されている。

【００１７】一般的に感光ドラムや現像剤が疲労すると
濃度が低下ししかも濃い部分と薄い部分の濃度差が少な
くなる。

【００１８】本実施例は、この差が小さい事を検出した
時は現在のメモリよりもさらにγの立ったつまり入力デ
ータの変化量に対し出力データの変化量の大きいメモリ
を選択するようにしていつも一定の階調が得られる。

【００１９】テストモードスイッチ１６５をオンすると
まずリセット釦の入力判定をする（ステップ１ａ）。こ
れは、例えば各色毎に４種のγカーブがセットされたＲ
ＯＭメモリが３色対応して各々あるが、これらのうちγ
カーブの傾斜がもっともゆるやかなメモリを各色につい
て選択するためのもので、スイッチＳＷＢ₁ 、ＳＷＧ
₁ 、ＳＷＲ₁ を選択する。例えばブルー画像のγを決定
するスイッチはＳＷＢ₁、ＳＷＢ₂ 、ＳＷＢ₃ 、ＳＷＢ₄
と４個有り数字が大きいほどγの傾斜が急になってい
る。

【００２０】尚メンテナンス例えばドラム交換をした直
後にはサービスマンがリセット釦（図示せず）を押すこ
とによりステップ２ａ、３ａの所でＳＷＢ₁ 、ＳＷＧ
₁ 、ＳＷＲ₁ をＯＮしてγをリセットする。

【００２１】この間本体制御部６４はドラム駆動モータ
に同期した基準パルス発生装置７０からのクロック入力
をドラム上への潜像形成開始からカウントする事でホト
センサ１７０の下にパッチ画像の白の中心が到来したタ
イミングを判断し（ステップ４ａ）ホトセンサ１７０か
らの信号を読み込み（５ａ）、階調の違うパターンをセ
ンスする４個のホトトランジスタの間で例えば０．１Ｖ
以上の差があれば（６ａ）、発光ダイオードに流す電流
を調整し（７ａ）、差をなくす。これは自動的に１７０
の発光ダイオードをＤ／Ａ変換信号で制御することによ
りできる。尚上記差を零にする調整をせずにこのホトト
ランジスタ間のバラツキを記憶しておいてＢ、Ｇ、Ｒの
画像を読み込んだ時にその値に補正を加えることにより
前補正することもできる。次にステップ４ａの時と同様
にパッチ画像のブルー部分の中心になった時（８ａ）に
ホトセンサの信号を読み込み（９ａ）ホトトランジスタ
４個間の差が一定値例えば０．６Ｖ以上ずつあれば階調
が充分あると判断し（１０ａ）、もし０．５９Ｖ以下の
時は現在の選択されているカラー別γメモリのγ選択ス
イッチＳＷＢ１〜４のどれがＯＮか判断し（１１ａ、１
２ａ、１３ａ）、例えばＳＷＢ₁ がＯＮの時はＳＷＢ₁
をＯＦＦにし次のＳＷＢ₂ をＯＮにする。もしＳＷＢ₃
がＯＮの時はＳＷＢ₃ をＯＦＦしＳＷＢ₄ をＯＮする。
ＳＷＢ₄ よりさらにγの急なメモリはないのでこれ以上
画質が悪いと補正できないことを警報ランプ１６７によ
り知らせる（１８ａ）。

【００２２】また更に疲労が進んだりあるいは照明ラン
プ５、６が切れたとかその他の異常で正常な画像が形成
されなくなった時は（１３ａ）、ストップランプ１６８
をＯＮし（１４ａ）、次の複写動作がリセット釦を押す
まで禁止される。以下グリーン、レッドに対しても同様
である。

【００２３】尚各ホトトランジスタ間で所定電圧がある
か否かの判定は２つのホトトランジスタ同志間に設けた
アナログオペアンプの各出力が１か否かを判定すること
により可能である。このようにしてテストチャートから
カラー毎のγ補正ユニット２９の特定のメモリを選択す
る。

【００２４】尚階調判定信号により前述ディザＲＯＭの
域値配列を選択したり、多値化ユニットの多値処理のレ
ベル（２値、３値、４値のいずれか）を選択したりして
階調性を忠実に再現することもできる。

【００２５】一度γメモリを選択するとメインＳＷが切
られても次の複写動作の時に同じ補正回路を選択できる
ようにバックアップ手段が画像処理ユニット２７に設け
られている。

【００２６】尚１画素４ドットでプリントするカラープ
リンタにおいても適用できる。又Ｂ、Ｇ、Ｒ信号がホス
トコンピュータから伝送されてきた場合であっても前述
の如き基準カラー信号をホストから発生又は内部で発生
させ入力ラインＢ、Ｇ、Ｒに入力させることにより達成
できる。

【００２７】本例はモノクロのデジタル処理による再生
システムにも適用できる。

【００２８】又前述の階調ズレの判定出力により表示を
してマニュアル調節する様構成することもできる。

【００２９】他の例としてチャートの画像を複写紙に転
写しないで、図６のドラム位置に作成し、ホトセンサで
ドラム上のチャートの画像を検出することによりテスト
モードを設けることなく通常のコピー中に補正すること
も出来る。又テストチャートに対応したドラム面の電位
を測定することによっても達成できる。又ＵＣＲ処理ユ
ニットからのテストチャートに対応の出力信号Ｙ、Ｍ、
Ｃを測定して補正することもできる。又ホトセンサはラ
ンプとＣＣＤの組合せ等がある。

【００３０】又図２のＣＣＤ受光ユニット６１、６２、
６３とシェーデイングユニット２８との間を長くして例
えば建物と建物とにまたがって通信装置として使用する
事も出来る。またチャートを貼り付けるのではなくチャ
ートを読んだのと同じ信号を発生する回路を内蔵しても
良い。

【００３１】チャートの画像を読み取り選択するメモリ
をかえてγカーブをかえたがさらに照明ランプ５、６の
点燈電圧、帯電極６３の電圧レーザ２１の光量、ＣＣＤ
アンプのゲインを変える事でさらに補正範囲を広くする
事が出来る。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入力さ
れた複数色成分の画像信号に対して階調補正を行い、該
階調補正後の複数色成分の画像信号に応じて、記録媒体
上にカラー画像を形成するカラー画像形成装置におい
て、記録媒体上の階調が異なるパターンを並行して読み
取ることが可能な複数の素子により構成され、像形成手
段により記録媒体上に形成された階調が異なるパターン
を読み取り、電気信号を発生するための読取手段を有す
ることにより、階調が異なるパターンを高速に読み取る
ことができる。しかも、この読取手段が複数色成分の各
々についての階調が異なるパターンを読み取る際の、複
数の素子の読み取り特性のばらつきを補正する補正手段
を有し、１回のばらつき補正動作の後に複数色成分の各
々のパターンの読み取りを行うことにより、階調が異な
るパターンを複数の色成分の各々について精度良くかつ
効率良く読み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー複写機の断面図。

【図２】画像処理部のブロック図。

【図３】本体処理ユニットのブロック図。

【図４】テストチャート図。

【図５】チャートを複写した図とホトセンサの位置関係
図。

【図６】他の実施例のチャートを複写した図とホトセン
サの位置関係図。

【図７】制御フローチャート図。

【符号の説明】

１７０ センサユニット ２４ 感光ドラム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された複数色成分の画像信号に対し
   て階調補正を行い、該階調補正後の複数色成分の画像信
   号に応じて、記録媒体上にカラー画像を形成するカラー
   画像形成装置において、 前記複数色成分の各々について、階調が異なるパターン
   を表す基準信号を発生するための信号発生手段と、 前記基準信号に応じて、階調が異なるパターンを前記複
   数色成分の各々について１つの記録媒体上に一括して形
   成するための像形成手段と、 前記記録媒体上の階調が異なるパターンを並行して読み
   取ることが可能な複数の素子により構成され、前記像形
   成手段により前記記録媒体上に形成された前記階調が異
   なるパターンを読み取り、電気信号を発生するための読
   取手段と、 前記読取手段により発生した電気信号に基づいて、前記
   複数色成分の画像信号について階調補正特性を設定し、
   該階調補正特性により前記複数色成分の画像信号の階調
   補正を行うための階調補正手段と、 前記読取手段が前記複数色成分の各々についての階調が
   異なるパターンを読み取る際の前記複数の素子の読み取
   り特性のばらつきを補正する補正手段とを有し、 前記読取手段は、前記信号発生手段により発生した基準
   信号に基づき前記記録媒体上に形成された複数色成分の
   パターンを読み取るための読み取り動作の前に、前記補
   正手段により前記複数の素子の読み取り特性のばらつき
   を補正するための読み取り動作を行い、かつ、１回のば
   らつき補正動作の後に前記複数色成分の各々のパターン
   の読み取りを行うことを特徴とするカラー画像形成装
   置。