JP3158653B2 - デジタル画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルプリンタ、デ
ジタル複写機などにおけるデジタル画像形成装置の階調
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルプリンタ、デジタル複写機など
における電子写真プロセスにおいては、画像読取濃度
（多値のデジタル値）に対応してレーザ発光を変調して
画像を再現する。画像再現において、出力画像の濃度
は、画像読取濃度（デジタル値）に比例していることが
望ましい。出力画像濃度の画像読取濃度に対する関係で
ある階調特性は、ピクトリアルな画像の印象を大きく左
右する因子である。そこで、入力される画像濃度を処理
して、出力画像濃度が入力画像濃度に比例するように発
光特性を補正する。これを階調補正という。カラー画像
再現においては、基本的に出力画像が画像濃度にリニア
に変化することが求められ、このために画像の安定化が
求められる。階調特性は、電子写真プロセスの感光体感
度、表面電位、現像バイアス電位、現像特性等の変化に
より微妙に変化してしまう。そこで、自動濃度制御、階
調補正などで画像再現を安定化している。デジタル画像
形成装置においては、読み取った画像濃度は、多値のデ
ジタル値に変換されるが、多値データの非線形変換はル
ックアップテーブル処理などにより容易であるので、デ
ジタル画像形成装置では、各種安定化制御が可能である
（たとえば、本出願人による特開平３−２７１７６４号
公報に記載された装置）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現実には、画
像安定化は完全ではないため、安定化制御による再現画
像の品質は、一部のプロのユーザにとっては満足できな
いことがある。また、デジタルイコライザ的機能とし
て、ユーザが階調特性を任意に選択できるようにする
と、ユーザは、好みの画調を実現できる。そこで、階調
特性をユーザが積極的に変化できるようにすると、ユー
ザに満足感を与えることができると考えられる。なお、
ユーザによる階調特性の変化を可能にするためには、階
調補正と画像安定化システムを連動して動作する必要が
あり、個々の画像生成プロセスに対応したプロセス制御
系が求められる。ここで、ユーザによる階調選択を可能
にしたとき、単に階調特性のみを変化すると、ユーザの
意志に反して、全体的な出力画像の濃度が上下してしま
い、階調特性の種類によっては、全体の濃度が濃くなっ
たり、薄くなったりして、かえって画像の質感が劣化す
ることがある。そこで、階調カーブを変えつつ、全体の
出力画像の濃度をほぼ保存できることが望ましい。

【０００４】本発明の目的は、ユーザによる階調特性の
選択に対応して濃度も自動的に調整できるデジタル画像
形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るデジタル画
像形成装置は、複数の階調カーブを記憶する記憶手段
と、記憶手段に記憶された複数の階調カーブから目標の
階調カーブを使用者が選択する選択手段と、選択された
階調カーブに対応して、出力画像の濃度が全体として基
本の目的階調カーブの場合と同じになるように濃度を調
整する濃度調整手段と、選択手段により選択された階調
カーブに基づいて露光データの補正を行う発光制御手段
とを備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】デジタル画像形成装置において、選択手段によ
り選択される複数の階調特性カーブは記憶手段に記憶し
ておき、選択手段によりユーザが目標の階調カーブを選
択する。発光制御手段は、選択手段により選択された階
調カーブに基づいてレーザ露光量の補正を行う。ここ
で、選択された階調カーブによっては、出力画像の全体
の濃度が変わることがある。そこで、出力画像の濃度が
全体として基本の目的階調カーブの場合と同じになるよ
うに濃度を調整する。この濃度調整のため、たとえば、
画像濃度制御における基準作像条件の下で作成された基
準トナー像の検出値に対応する画像濃度レベルを、選択
された階調カーブに対応して変え、現像条件を変える。
または、読み取った画像濃度を、選択された階調カーブ
に対応して増減する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例に
ついて次の順序で説明する。 （ａ）デジタルカラー複写機の構成 （ｂ）画像信号処理 （ｃ）画像安定化 （ｄ）標準階調制御 （ｅ）階調選択 （ｆ）最終濃度調整 （ｇ）プリンタ制御のフロー （ｈ）最終濃度調整変形例

【０００８】（ａ）デジタルカラー複写機の構成 図１は、本発明の実施例に係るデジタルカラー複写機の
全体構成を示す断面図である。デジタルカラー複写機
は、原稿画像を読み取るイメージリーダ部１００と、イ
メージリーダ部で読み取った画像を再現するプリンタ部
２００とに大きく分けられる。イメージリーダ部１００
のスキャナ１０は、原稿を照射する露光ランプ１２と、
原稿からの反射光を集光するロッドレンズアレー１３、
及び集光された光を電気信号に変換する密着型のＣＣＤ
センサ１４を備えている。スキャナ１０は、原稿読取時
にはモータ１１により駆動されて、矢印の方向（副走査
方向）に移動し、プラテン１５上に載置された原稿を走
査する。図３に示すように、イメージリーダ部１００
は、イメージリーダ制御部１０１により制御される。イ
メージリーダ制御部１０１は、プラテン１５上の原稿の
位置を示す位置検出スイッチ１０２からの位置信号によ
って、ドライブＩ／Ｏ１０３を介して露光ランプ１２を
制御し、また、ドライブＩ／Ｏ１０３およびパラレルＩ
／Ｏ１０４を介してスキャンモータドライバ１０５を制
御する。スキャンモータ１１は、スキャンモータドライ
バ１０５により駆動される。

【０００９】図１に戻って説明を続けると、露光ランプ
１２で照射された原稿面の画像は、ＣＣＤセンサ１４で
光電変換される。ＣＣＤセンサ１４により得られた赤
（Ｒ）,緑（Ｇ）,青（Ｂ）の３色の多値電気信号は、読
取信号処理部２０により、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかの８
ビットの階調データに変換され、プリンタ制御部２０１
に出力される。図３に示すように、画像制御部１０６
は、ＣＣＤカラーイメージセンサ１４および画像信号処
理部２０のそれぞれとバスで互いに接続されている。Ｃ
ＣＤカラーイメージセンサ１４からの画像信号は、画像
信号処理部２０に入力されて処理される。図２に示すよ
うに、画像信号処理部２０においては、ＣＣＤセンサ１
４によって光電変換された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２
１によりＲ，Ｇ，Ｂの多値デジタル画像データに変換さ
れ、次に、それぞれ、シェーディング補正回路２２にお
いてシェーディング補正される。このシェーディング補
正された画像データは原稿の反射光データであるため、
log変換回路２３によってlog変換を行って実際の画像の
濃度データに変換される。さらに、アンダーカラー除去
・墨加刷回路２４で、余計な黒色の発色を取り除くとと
もに、真の黒色データＫをＲ，Ｇ，Ｂデータより生成す
る。そして、マスキング処理回路２５にて、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の３色のデータがＹ，Ｍ，Ｃの３色のデータに変換され
る。こうして変換されたＹ，Ｍ，Ｃデータにそれぞれ所
定の係数を乗じる濃度補正処理を濃度補正回路２６にて
行い、空間周波数補正処理を空間周波数補正回路２７に
おいて行った後、プリンタ制御部２０１に画像濃度信号
として出力する。

【００１０】図１に戻って説明を続けると、プリンタ部
２００において、プリントヘッド部３１は、入力される
階調データに対して感光体の階調特性に応じた階調補正
を行った後、補正後の画像データをＤ／Ａ変換してレー
ザダイオード駆動信号を生成して、この駆動信号により
半導体レーザ２６４（図４）を発光させる。階調データ
に対応して発光強度を変調してプリントヘッド部３１か
ら発生されるレーザビームは、ポリゴンミラーを経て、
反射鏡３７を介して、回転駆動される感光体ドラム４１
を露光する。感光体ドラム４１は、１複写ごとに露光を
受ける前にイレーサランプ４２で照射され、帯電チャー
ジャ４３により一様に帯電されている。この状態で露光
をうけると、感光体ドラム４１上に原稿の静電潜像が形
成される。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのト
ナー現像器４５ａ〜４５ｄのうちいずれか一つだけが選
択され、感光体ドラム４１上の静電潜像を現像する。一
方、複写紙は用紙カセット５０より給紙され、転写ドラ
ム５１上に巻きつけられる。現像されたトナー像は、転
写チャージャ４６により複写紙に転写される。上記印字
過程は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色について繰り返して行
われる。このとき、感光体ドラム４１と転写ドラム５１
の動作に同期してスキャナ１０はスキャン動作を繰り返
す。その後、複写紙は、分離爪４７を作動させることに
よって転写ドラム５１から分離され、定着装置４８を通
って定着され、排紙トレー４９に排紙される。

【００１１】（ｂ）プリンタ制御部と画像信号処理 図３と図４は、デジタルカラー複写機の制御系の全体の
ブロック図を示す。プリンタ部２００には、プリント動
作一般の制御を行うプリンタ制御部２０１が備えられ
る。ＣＰＵを備えるプリンタ制御部２０１には、制御用
のプログラムが格納された制御ＲＯＭ２０２、各種デー
タ（階調補正データなど）が格納されたデータＲＯＭ２
０３およびＲＡＭ２０４が接続される。プリンタ制御部
２０１は、これらＲＯＭ、ＲＡＭのデータによってプリ
ント動作の制御を行う。プリンタ制御部２０１は、Ｖ₀
センサ４４、ＡＩＤＣセンサ２１０、ＡＴＤＣセンサ２
１１、温度センサ２１２、湿度センサ２１３からのアナ
ログ信号や、かぶり入力スイッチ２１４、カラーバラン
ススイッチ２１６、感光体ロットスイッチ２１８からの
信号が入力される。ここで、Ｖ₀センサ４４は、感光体
表面の電位を検出する。また、ＡＩＤＣセンサ２１０
は、各色ごとに、標準作像条件（感光体表面電位Ｖ₀、
現像バイアス電位Ｖ_B、露光量）で現像された感光体上
の基準トナー像のトナー量を検出し、Ｖ₀，Ｖ_B，露光量
を最適条件に設定する。また、操作パネル２２１でのキ
ー入力によって、パラレルＩ／Ｏ２２２を介して、プリ
ンタ制御部２０１に各種データが入力される。同様に、
後で詳細に説明するタブレットエディタ２３２（図１１
参照）での入力値がプリンタ制御部２０１に入力され
る。

【００１２】プリンタ制御部２０１は、各種入力データ
によって、制御ＲＯＭ２０２の内容に従って、複写制御
部２３１と操作パネル２２１とを制御し、さらに、パラ
レルＩ／Ｏ２４１およびドライブＩ／Ｏ２４２を介して
帯電チャージャ４３のグリッド電位Ｖ_Gを発生するＶ_G発
生用高圧ユニット２４３および現像器４５ａ〜４５ｄの
現像バイアス電位Ｖ_Bを発生するＶ_B発生用高圧ユニット
２４４を制御する。プリンタ制御部２０１は、また、イ
メージリーダ部１００の画像信号処理部２０と画像デー
タバスで接続されており、画像データバスを介して入っ
てくる画像濃度信号を基にして、後で説明するように、
階調補正テーブルが格納されているデータＲＯＭ２０３
の内容を参照して発光レベルを定め、ドライブＩ／Ｏ２
６１およびパラレルＩ／Ｏ２６２を介して半導体レーザ
ドライバ２６３を制御している。半導体レーザ２６４は
半導体レーザドライバ２６３によって、その発光が駆動
される。階調表現は、半導体レーザ２６４の発光強度の
変調により行う。

【００１３】図５は、操作パネル２２１の外観を示す。
ここで、ＬＣＤ表示部３０１は、操作で設定されたモー
ドの表示、ユーザへの操作手順の説明、ジャム表示やコ
ピー動作中表示等の状態表示を行う。パネルリセットキ
ー３０２は、全モードの初期化を行うキーである。キー
群３０３は、コピー枚数の設定を行うテンキーとクリア
を行うクリアキーである。スタートキー３０４は、コピ
ーの開始を指示するキーである。画質メニューキー３０
５を押すと、ＬＣＤ表示部３０１には、画質調整用のメ
ニューが表示される。ユーザは、これを操作することに
より画質調整が可能である。クリエイトメニューキー３
０６を押すと、ＬＣＤ表示部３０１には、各種クリエイ
ト機能の設定メニューが表示される。ユーザは、これを
操作することにより様々な機能設定・モード設定が可能
である。エンターキー３０７は、上述の画質メニューお
よびクリエイトメニューの各操作画面において、確定キ
ーおよび次画面キーとして使用される。リバースキー３
０８は、キャンセルキー、前画面キーとして使用され
る。カーソルキー３０９は、各操作画面において、メニ
ューのカーソル選択およびレベル設定を行うキーであ
る。マルチファンクションキー３１０は、ＬＣＤ表示部
３０１に表示される各選択メニューによって、意味を変
えることができるキーである。このパネルは、ＩＣカー
ド挿入口３１１、３１２を備え、最大で２つまでのＩＣ
カードが同時に挿入できる。そして、各挿入口に対応し
て、プログラム呼び出し／登録キー３１３とＩＣカード
排出キー３１４を備える。さらに、最終濃度調整キー３
１６が設けられる。このキーを押すと、目標階調カーブ
を選択したときに、それに対応して濃度も自動的に調整
される（(ｆ)節参照）。なお、バーコードリーダペン３
１５を用いて、バーコードを読み取って、様々なモード
設定を行うことが可能である。

【００１４】図６は、プリンタ制御部２０１における画
像データ処理のブロック図である。ここで、画像信号処
理部２０からの画像データ（８ビット）は、インターフ
ェース部２５１を介して、ファーストイン・ファースト
アウトメモリ（以下ＦＩＦＯメモリという）２５２に入
力される。このＦＩＦＯメモリ２５２は、主走査方向の
所定の行数分の画像の階調データを記憶することができ
るラインバッファメモリであり、イメージリーダ部１０
０とプリンタ部２００との動作クロック周波数の相違を
吸収するために設けられる。ＦＩＦＯメモリ２５２のデ
ータは、次にγ補正部２５３に入力される。データＲＯ
Ｍ２０３の各種γ補正データがプリンタ制御ＣＰＵ２５
０によりγ補正部２５３に送られ、γ補正部２５３は、
入力データを補正して発光レベルをＤ／Ａ変換部２５４
に送る。なお、データＲＯＭ２０３には、各種階調補正
データ（階調補正テーブル、各種修正値など）が格納さ
れている。Ｄ／Ａ変換部２５４で発光レベル（デジタル
値）から変換されたアナログ電圧は、次に、ゲイン切換
部２５５において、プリンタ制御ＣＰＵ２５０からのゲ
イン設定値に対応してゲイン切換信号発生回路部２５６
によりスイッチＳＷ１，ＳＷ２，…（異なったパワーＰ
１，Ｐ２，…に対応）を切り換えて設定されたゲインで
増幅された後、ドライブＩ／Ｏ２６１を介して半導体レ
ーザドライバ２６３に送られ、半導体レーザ２６４をそ
の値の光強度で発光させる。一方、プリンタ制御ＣＰＵ
２５０は、クロック切換回路２５７に信号を送って、ク
ロック発生回路２５８又は２５９を選択し、そのクロッ
ク発生回路の発生するクロック信号をパラレルＩ／Ｏ２
６２を介して半導体レーザドライバ２６３に送り、画像
データをそのクロックで変調させる。クロック発生回路
の選択により、発光信号のデューティ比（パターン）が
変化され（たとえば１００％と８０％）、階調の再現性
を選択できる。デューティ比が１００％のときは、通常
の発光に相当するが、デューティ比が８０％のときは、
通常の発光期間の８０％の期間に発光が行われる。

【００１５】（ｃ）画像安定化 階調特性は、基本的に、感光体の感度特性、現像特性、
および、帯電電位Ｖ₀，現像バイアス電位Ｖ_B，静電潜像
の減衰電位Ｖ_Sの設定によって決定される。カラー画像
再現においては、基本的に出力画像が原稿濃度にリニア
に変化することが求められ、このために画像の安定化が
求められる。本発明は、階調特性をユーザが選択できる
ようにするものであるが、階調制御システムは、画像安
定化システムと連動して動作し、選択された階調特性を
常に安定して供給できるものでなければならない。

【００１６】画像安定化を説明する前に、電子写真プロ
セスの概略を説明する。図７は、感光体ドラム４１のま
わりの帯電チャージャ４３と現像器４５ｒの配置を図式
的に示す。ここで、感光体４１には、放電電位Ｖ_Gの帯
電チャージャ４３が対向して設置される。帯電チャージ
ャ４３のグリッドには、グリッド電位発生ユニット２４
３により負のグリッド電位Ｖ_Gが印加されている。グリ
ッド電位Ｖ_Gと感光体ドラムの表面電位Ｖ₀との関係は、
ほぼＶ₀＝Ｖ_Gとみなせるので、感光体ドラム４１表面で
の電位Ｖ₀は、グリッド電位Ｖ_Gによって制御できる。な
お、表面電位Ｖ₀は、表面電位計であるＶ₀センサ４４に
より検知される。まず、レーザ露光前において、帯電チ
ャージャ４３によって感光体ドラム４１には負の表面電
位Ｖ₀が、また、現像バイアス発生ユニット２４４によ
り現像器４５ｒのローラには、低電位の負の現像バイア
ス電位Ｖ_B（｜Ｖ_B｜＜｜Ｖ₀｜）が与えられる。すなわ
ち、現像器４５ｒの現像スリーブ電位はＶ_Bである。レ
ーザ露光によって感光体ドラム４１上の照射位置の電位
が低下して表面電位Ｖ₀から静電潜像の減衰電位Ｖ_Sへ遷
移する。減衰電位Ｖ_Sが現像バイアス電位Ｖ_Bよりも低電
位になると、現像器４５ｒのスリーブ表面に運ばれて来
た負に帯電したトナーが感光体ドラム４１の上に付着す
る。

【００１７】ここで、Ｖ₀とＶ_Bの差は，大きすぎると非
露光部へのキャリア付着が発生し、小さすぎるとトナー
かぶりを生じるため、大きすぎても小さすぎてもよくな
い。トナー付着量は、現像電位差ΔＶ＝｜Ｖ_B−Ｖ_S｜が
大きいほど多い。一方、減衰電位Ｖ_Sは、同じ露光量で
あっても表面電位Ｖ₀が変化するにつれ変化する。そこ
で、Ｖ₀とＶ_Bの差をある程度の範囲内に維持しつつ、た
とえば差を一定にしつつ、表面電位Ｖ₀および現像バイ
アス電位Ｖ_Bを変化すれば、Ｖ_BとＶ_Sの差が変化するの
で、トナー付着量を変えることができ、濃度を制御する
ことができる（たとえば特開平３−２７１７６４号公報
参照）。また、レーザ発光のゲインは、Ｖ₀センサ４４
により得られた感光体の感度情報によって切り換えられ
る。

【００１８】また、電子写真プロセスは、静電気を取り
扱うため、環境の影響を受けてしまう。そのため、主に
現像特性と感光体特性が変化するので、この補償が必要
になる。そこで、４色について、それぞれ、標準作像条
件で現像されたトナー量をＡＩＤＣセンサ２１０で検出
する。すなわち、感光体ドラム４１上の画像領域外に濃
度制御の基本となる基準トナー像を形成し、感光体ドラ
ム４１の近傍に設けられたＡＩＤＣセンサ２１０によっ
てトナー量を検出する。この検出値に対応して、現像バ
イアス電位Ｖ_Bとグリッド電位Ｖ_Gを変化させ、現像電位
差（ΔＶ）を選択して、最大濃度レベルでのトナー付着
量を一定に保つ自動濃度制御を行うことができる。ま
た、地肌かぶりも除去しなければならない。

【００１９】（ｄ）標準階調制御 次に、入力される画像信号の値と実際にプリントされた
画像濃度がリニアな標準の階調補正について説明する。
特に、カラー画像においては、基本的にリニアな特性が
求められる。図８は、反転現像におけるセンシトメトリ
の図である。イメージリーダからの画像入力レベルＯＤ
は、原稿濃度に対してリニアに出力される。この画像入
力レベル値Ｌｘに対してレーザ発光量Ｐ（Ｌｘ）を直線
的に変化させると、階調特性（出力画像濃度ＩＤの画像
入力レベルＯＤに対する関係）は非線形になる。レーザ
発光に対応して、感光体の表面電位Ｖ_Sが減衰する。す
なわち、レーザ発光量が増加するにつれ表面電位は徐々
に非線形的に減衰していく。また、現像バイアス電位Ｖ
_Bは、地肌かぶりを除去するように感光体帯電電位Ｖ₀に
対して定められ、そして、現像電位差（Ｖ_B−Ｖ_S（Ｌ
ｘ））に対応して出力画像濃度ＩＤ（Ｖ_S）が得られる
のであるが、この現像特性は、また非線形性を示す。そ
こで、レーザの発光量Ｐを直線的に変化させるのではな
く、感光体特性と現像特性のそれぞれの非線形性を補正
して、出力画像濃度を入力レベルに対してリニアになる
ように、後述するように発光特性を非線形に補正する。
このことにより、出力画像濃度は、画像入力レベルに対
してリニアにできる。

【００２０】図９は、出力画像濃度ＩＤを画像入力レベ
ルＯＤに対してリニアにする標準の階調特性を実現する
階調補正データの求め方を示す図である。画像入力デー
タをそのまま無変換で下側に示すようにレーザ露光量に
リニアに変換して露光したとき、上側に示す階調カーブ
（画像入力レベルに対する出力画像濃度の関係）は、破
線のように非線形になる。これを実線で示す目標の階調
カーブに変換するための発光特性が、図中下の実線のカ
ーブとなる。すなわち、図中の点線上のＡ点（画像入力
レベルＬ₁）を実線上のＡ'点に変換するには、Ａ'点と
同じ出力画像濃度の破線上のＡ"点のレーザ露光量Ｐ
（Ｌ₁）を入力画像データＬ₁に対応して出力すればよ
い。同様に、点線上のＢ点を目標の実線上のＢ'点に変
換するには、Ｂ'点と同じ出力画像濃度の破線上のＢ"点
のレーザ露光量Ｐ（Ｌ₂）を出力すればよい。こうし
て、画像入力レベルに対するレーザ露光量すなわち階調
補正データが求められる。

【００２１】（ｅ）階調選択 以上では、原稿画像に忠実な出力を得るために入力画像
データに対してリニアに画像濃度を出力する標準の階調
カーブを実現することを説明した。本実施例では、ユー
ザは、標準のリニアな階調カーブの他に、違った階調カ
ーブを選択できる。目標の階調カーブの選択において、
本実施例では、ユーザによる選択を容易にするために、
階調カーブの形状とその形状の変化の度合いとの２階層
の入力で指定する。

【００２２】図１０は、目標の階調カーブの形状とその
形状変化の段階の概念を図式的に示す。目標階調カーブ
の選択の組み合わせとしては、標準カーブとの相対的関
係の基に、次の４種類（ａ）〜（ｄ）が考えられる。ま
た、各形状の変化の段階（レベル）を変えることにより
無限の階調カーブが実現できる。低濃度強調型（ａ）で
は、階調カーブを上に凸にする。この階調カーブを用い
ると、重厚な感じが得られる。高濃度強調型（ｂ）で
は、階調カーブを下に凸にする。この階調カーブを用い
ると、パステル調の感じが得られる。また、全体に暗い
画像を修正できる。中間調濃度部強調型（ｃ）では、階
調カーブは、高レベル側で大きく上に凸とするが、低レ
ベル側で小さく下に凸とする。この階調カーブを用いる
と、「彩やか」、「シャープ」といった感じが得られ
る。中間調濃度部非強調型（ｄ）では、階調カーブは、
低レベル側で小さく上に凸とするが、高レベル側で大き
く下に凸とする。この階調カーブを用いると、「しっと
り」、「なめらか」といった感じが得られる。中間調濃
度部強調型（ｃ）と中間調濃度部非強調型（ｄ）の階調
カーブがリニアな直線に交わる点は、たとえば標準階調
カーブ（図８）の場合と同じにすればよい。

【００２３】次に、これらの階調カーブの選択の具体的
方法について説明する。まず、図５に示す操作パネル２
２１による階調カーブの選択について説明する。操作パ
ネル２２１の設定では、階調カーブの選択とその形状の
変化度合いとの２段階の入力で選択する。まず、キー３
０６の操作によって、階調カーブ選択の画面を表示部３
０１に呼び出す。図１２は、表示部３０１に表示される
選択画面の図である。選択画面においては、標準階調カ
ーブと図１０で示した各種類の階調カーブが、階調カー
ブの特徴を表した言葉（「標準」、「なめらか」、「彩
やか」、「明るく」、「重く」）とともに表示される。
表示された５つの階調カーブの中から所望の階調カーブ
の選択は、表示部３０１の下方に設けられたキー３１０
によって選択される。キー３１０によって、いずれかの
階調カーブを選択すると次に、図１３に示すように、階
調カーブの形状の変化の度合いを示した言葉（「弱
く」、「標準」、「強く」）が表示部３０１に表示され
る。ユーザは、先ほどと同様にキー３１０によっていず
れかを選択することによって、変化度合いの設定を行
う。つまり、変化度合いは３つのレベルが選択可能であ
り、「強く」を選択すると先の図１２で選択した種類の
階調カーブ形状であって、図１０で示す標準階調カーブ
より離れた階調カーブが選択され、「弱く」を選択する
と標準階調カーブに一番近い階調カーブが選択され、
「標準」を選択すると中間の階調カーブが選択される。

【００２４】上記の選択においては、所望の階調カーブ
の種類の選択の後に、階調カーブのレベルの入力を促す
表示が出力され、レベルの未入力時は、レベル“０”で
標準の目標カーブが選択される。また、図１１に示すタ
ブレットエディタ２３２によっても、階調カーブの選択
が可能である。図１１は、タブレットエディタ２３２の
外観を示す。座標入力部３２０においては、座標入力ペ
ン３２１を用いてポイントすることにより、原稿上の位
置指定を行うことができる。これにより、各種編集機能
の内の部分編集指定を行える。また、この座標入力部３
２０には、モード設定用のキー群３２２，３２３が設け
られる。すなわち、モード設定キー３２２，３２３、階
調カーブ設定部３２４およびカラーパレット３２５が座
標入力部３２０に印刷されており、設定機能によって、
モード設定部やレベル設定部として使用できる。モード
設定キー３２２、３２３は、それぞれ、各種モード設定
用のキーであり、座標入力ペン３２１で押すことによ
り、モード設定を行うことができる。したがって、キー
群３２２、３２３を用いて、階調カーブの形状と変化度
合いを選択することも可能である。

【００２５】本実施例では、必要な階調補正カーブの数
は、４種の目標階調カーブ形状と１つの標準形状、各形
状の３つの変化度合い、４つの色（シアン，マゼンタ、
イエロー、ブラック）およびＡＩＤＣセンサ２１０によ
り得られる２８のトナー付着量レベルに対応して、（４
×３＋１）×４×２８＝１４５６である。クロック切り
換えによるパターン選択を行う場合には、さらにそれぞ
れのパターンごとに階調補正カーブが必要になる。各階
調補正カーブに対応した階調補正テーブルは、あらかじ
めデータＲＯＭ２０３に記憶しておく。

【００２６】（ｆ）最終濃度調整 以上に説明したように、本実施例ではユーザによる階調
特性（階調カーブ）の選択を可能としたが、このように
階調カーブを変化すると、ユーザの意志に反して、階調
カーブの種類によっては、出力画像の全体の濃度が濃く
なったり、薄くなったりして、かえって画像の質感が劣
化することがある。たとえば、低濃度強調型の階調カー
ブが選択されると、出力画像は、全体として濃くなる
し、高濃度強調型の階調カーブが選択されると、全体と
して薄くなる。

【００２７】したがって、全体の出力画像の濃度をほぼ
保存しながら、階調カーブを変えることが必要になる。
そこで、ユーザが、操作パネル２２１（図５）で最終濃
度調整キー３２０を押して、最終濃度調整を行うことを
設定すると、全体の濃度を、選択された階調カーブに応
じて調整することで、濃度をほぼ一定に見せつつ、画像
の印象のみを変化させる。たとえば、図１４と図１５に
図式的に示すセンシメトリ図において、階調カーブＡ
（低濃度強調型），Ｂ（高濃度強調型）の場合、カーブ
Ａ’，Ｂ’のように変えれば、最高出力濃度が小さくま
たは大きくなり、全体の濃度の変化が少なくなる。ここ
で、破線が、濃度調整後の各種特性を示す。

【００２８】具体的には、ＡＩＤＣセンサ２１０で検出
されたトナー付着量に対応して決定された濃度検出レベ
ル（ＬＢＡ）０〜２８（ここでは、０が最小濃度、２８
が最大濃度に対応する）に対して、選択されたカーブに
対してあらかじめ定められた数だけレベルを増減させ
る。したがって、濃度検出レベルは、−３〜３１まで変
化することになる。表１に示すように、ＡＩＤＣセンサ
２１０のトナー付着量に対応して濃度検出レベル（ＬＢ
Ａ）が定められ、各レベルに対応してグリッド電圧
Ｖ_G、現像バイアス電圧Ｖ_B、および、階調補正テーブル
が選択される。

【００２９】

【表１】

【００３０】表２は、ＲＯＭ２０４に記憶された補正表
の一例を示す。選択された階調カーブが低濃度強調型か
高濃度強調型であれば、表２より得られた値だけＡＩＤ
Ｃレベルが小さくまたは大きくされ、全体の濃度を薄
く、または、濃くする。ここで、図１０の中間調濃度強
調型と中間調濃度非強調型の場合には、全体の濃度変化
は大きくは変わらないので、ＡＩＤＣレベルの補正をし
ない。

【表２】

【００３１】（ｇ）プリンタ制御のフロー 図１６は、プリンタ制御部２０１のメインフローを示
す。まず、初期設定を行った後（Ｓ１）、操作パネル２
２１の入力処理を行い（Ｓ２）、操作パネル２２１のス
タートキーが押下されるのを待機する（Ｓ３）。スター
トキーが押下されると、後で詳細に説明するセンサ入力
処理（Ｓ４、図１７参照）が行われる。次に、操作パネ
ル２２１の各種スイッチからの入力信号がプリンタ制御
部２０１内のＲＡＭ内に取り込まれる（Ｓ５）。次に、
ステップＳ５で得た設定値によって、図５のゲイン切換
回路２５５のゲインを切換えて、半導体レーザ２６４の
光量レベルを設定する（Ｓ６）。次に、ＡＩＤＣ測定処
理が実行され、ＡＩＤＣセンサ２１０によりトナー付着
量が得られる（Ｓ７）。このＡＩＤＣ処理においては、
検出画像パターンを感光体上に作像して、その画像パタ
ーンのトナー付着量により画像再現濃度を、ＡＩＤＣセ
ンサ２１０によって検出し、プリンタ制御部２０１内の
ＲＡＭ２０４に取り込む。

【００３２】次に、測定されたトナー付着量に対応する
濃度検出レベルＬＢＡに基づいて、このレベルＬＢＡに
対応してあらかじめ設定されているグリッド電位補正値
と現像バイアス電圧補正値と階調補正テーブルのコード
を選択する（Ｓ８、図１８参照）。次に、上記ステップ
Ｓ８にて選択されたコードに基づき階調補正テーブルを
取り込む（Ｓ９）。次に、選択されたグリッド電位Ｖ_G
と現像バイアス電位Ｖ_Bと階調補正テーブルに基づいて
公知の電子写真法による複写動作（Ｓ１０、Ｓ１１）
を、終了するまで実行する。なお、カラー画像の場合に
は、１回の複写は、たとえばシアン、マゼンタ、イエロ
ー、ブラックの順で順次処理される。したがって、上述
のメインフローは、各色ごとに繰り返される。

【００３３】図１７は、キー入力処理（図１６Ｓ２）の
フローを示す。まず、階調カーブの形状の入力を受け付
け（Ｓ２１）、次に、その形状のレベルの入力を受け付
ける（Ｓ２２）。最後に、カラーバランススイッチ２１
６と操作パネル２２１からカラーバランスと濃度調整を
入力して（Ｓ２３）、リターンする。

【００３４】図１８は、Ｖ_G,Ｖ_B,階調データ選定（図１
６Ｓ８）のフローを示す。まず、ＡＩＤＣセンサによる
濃度検出レベルＬＢＡと、ステップＳ２で入力された目
標階調カーブとに基づいて階調補正テーブルのコードを
選択する（Ｓ４０）。次に最終濃度調整をするとの設定
がされていると最終濃度調整キー３２０から判定される
と（Ｓ４１）、選択された目標レベルに対応する補正レ
ベルｉを表２から求め（Ｓ４２）、補正されたＬＢＡに
補正レベルｉを加算する（Ｓ４３）。次に、こうして得
られたＡＩＤＣセンサ２１０の検出レベルＬＢＡに基づ
いてグリッド電圧Ｖ_G，現像バイアス電圧Ｖ_Bを選定する
（Ｓ４４）。そして、リターンする。

【００３５】（ｈ）最終濃度調整変形例 最終濃度調整は、画像読取の出力データＩＲout を修正
して行うこともできる。ここで、出力データＩＲout と
階調制御の入力データＯＤとの関係は、図１９に示すよ
うに、基本カーブから高濃度側と低濃度側にそれぞれ４
レベル変化できるとし、それぞれ−４〜＋４で表され
る。各レベルでの入力特性は、次のように基本特性ＩＲ
out（０） を基に計算される。

【数１】ＩＲout(４) ＝１.３２×ＩＲout(０)

【数２】ＩＲout(３) ＝１.２４×ＩＲout(０)

【数３】ＩＲout(２) ＝１.１６×ＩＲout(０)

【数４】ＩＲout(１) ＝１.０８×ＩＲout(０)

【数５】ＩＲout(−１)＝０.９２×ＩＲout(０)

【数６】ＩＲout(−２)＝０.８４×ＩＲout(０)

【数７】ＩＲout(−３)＝０.７８×ＩＲout(０)

【数８】ＩＲout(−４)＝０.７２×ＩＲout(０)ここ
で、ＩＲoutの計算値が２５５を越えると、ＩＲoutは、
上限値２５５とする。上式の右辺の係数は、出力画像全
体の濃度が変わらないように決められる。したがって、
目標カーブが選択されると、そのカーブに割り当てられ
たレベル（−４〜＋４）から、入力データＯＤが決めら
れる。この入力データの変換は、ルックアップテーブル
を用いて行ってもよい。

【００３６】同様にして、ＩＲ出力データの傾き（Ｇ
Ｔ）とずれ（ＳＢ）の２つの量を独立に修正しても良
い。たとえば図２０に示すように、傾きＧＴとずれＳＢ
の２つのパラメータで表す。すなわち、

【数９】Ｉ(Ｌ)＝ＧＴ×Ｌ＋ＳＢ 係数ＧＴ，ＳＢは、全体の濃度が変わらないように決め
られる。目標カーブが選択されると、タブレットエディ
タは、目標カーブに対応する＋４〜−４のコードを、必
要ならば、基本の階調カーブの傾きに対する相対的な傾
き（上の式の係数）を表すＧＴコードとずれを表すＳＢ
コードとともに、プリンタ制御部２０１に送る。プリン
タ制御部２０１では、両コードを用いて、上の式より０
〜２５５のレベルＬに対して目標カーブを換算する。こ
のようにすれば、傾きが一定のままで全体の濃度調整が
可能となる。たとえば、選択のレベル−２に対して、Ｇ
Ｔ＝０．８４、ＳＢ＝２であるので、

【数１０】 Ｉ(Ｌ)＝０.８４×Ｌ＋２ （ｌ＝０〜２５５） と計算される。

【００３７】

【発明の効果】目標の階調の選択を可能にした場合、階
調カーブの種類によっては、全体の濃度が濃くなった
り、薄くなったりして、かえって画像の質感が劣化する
ことがある。本発明では、選択した階調カーブに応じて
画像全体の濃度を調整するので、濃度をほぼ一定に見せ
つつ、画像の印象のみを階調選択により変化させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 デジタルカラー複写機の全体構成を示す断面
図である。

【図２】 画像信号処理部のブロック図である。

【図３】 プリンタ制御部の一部のブロック図である。

【図４】 プリンタ制御部の一部のブロック図である。

【図５】 操作パネルの斜視図である。

【図６】 プリンタ制御部における画像データ処理のブ
ロック図である。

【図７】 感光体ドラムのまわりの帯電チャージャと現
像器の配置を図式的に示す図である。

【図８】 反転現像におけるセンシトメトリの図であ
る。

【図９】 標準の階調補正データの求め方を示す図であ
る。

【図１０】 目標の階調カーブの形状とその形状強調の
段階の概念を図式的に示す図である。

【図１１】 タブレットエディタのパネルの図である。

【図１２】 階調カーブの種類選択の画面の図である。

【図１３】 階調カーブのレベル選択の画面の図であ
る。

【図１４】 目標カーブの選択に伴う濃度変化の効果を
示すセンシメトリ図である。

【図１５】 目標カーブの選択に伴う濃度変化の効果を
示すセンシメトリ図である。

【図１６】 プリンタ制御部のメインフローの図であ
る。

【図１７】 キー入力処理のフローチャートである。

【図１８】 Ｖ_G,Ｖ_B,階調データ選定のフローチャート
である。

【図１９】 出力データＩＲout と階調制御の入力デー
タＯＤとの関係の図である。

【図２０】 傾きＧＴとずれＳＢの２つのパラメータで
表す目標カーブの図である。

【符号の説明】

２０１…プリンタ制御部、 ２０３…データＲＯＭ、 ２１０…ＡＩＤＣセンサ、 ２３２…タブレットエディ
タ、 ２５３…γ補正部、 ３２２，３２３…モード設定キ
ー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波田 芳伸 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会 社内 (72)発明者 出山 弘幸 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会 社内 (56)参考文献 特開 平３−271764（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204745（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−187571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−125064（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/407 B41J 2/435 - 2/52 G03G 15/00 303

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の階調カーブを記憶する記憶手段
   と、 記憶手段に記憶された複数の階調カーブから目標の階調
   カーブを使用者が選択する選択手段と、 選択された階調カーブに対応して、出力画像の濃度が全
   体として基本の目標階調カーブの場合と同じになるよう
   に濃度を調整する濃度調整手段と、 選択手段により選択された階調カーブに基づいて露光デ
   ータの補正を行う発光制御手段とを備えたことを特徴と
   する画像再現装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたデジタル画像形成
   装置において、 上記の濃度調整手段が、画像濃度制御における基準作像
   条件の下で作成された基準トナー像の検出値に対応する
   画像濃度レベルを、選択された階調カーブに対応して変
   えることを特徴とするデジタル画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載されたデジタル画像形成
   装置において、 上記の濃度調整手段が、画像の読取値を、選択された階
   調カーブに対応して変えることを特徴とするデジタル画
   像形成装置。