JP3580063B2 - カラーレーザプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーレーザプリンタに係り、特に環境変化に対応して画質安定化を図ることのできるカラーレーザプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のプリンタは、レーザービームを用いて感光体に電荷を与えることで静電潜像を形成し、この静電潜像を逆の電荷を与えたトナーで中和することにより現像を行なう。この際、特開平０７−１２８９７４号公報にも開示されているように、温度・湿度の環境条件によりトナー粒子の電荷量が変化するため、再現画像の濃度は環境条件により変化することになる。例えば、高温高湿条件下では、単位トナー粒子当たりの電荷量は少なくなり、低温低湿条件下では、単位トナー粒子当たりの電荷量は多くなる。このため、電子写真方式の一般的傾向として、高温高湿環境下では低温低湿環境に比べ、より多くのトナーが電荷の中和に必要となり、再現画像が高濃度になる傾向にある。
【０００３】
従来、このような問題に対して、先の特開平０７−１２８９７４号公報に見られるような、トナー濃度検知器と温湿度センサを用いた現像装置の制御や、特開平６−６４２３８号公報に見られるような、感光体上の濃度センサを用いたレーザ強度補正やγ補正テーブル切替えが提案されてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の、このような方法ではトナー粒子の個数と印画濃度（あるいは、明度・彩度）の関係が必ずしも線形ではないため、トナー濃度制御やレーザの最大強度を制御する方式では、再現画像のベタ濃度を安定化することはできても、中間階調濃度までは安定化されない問題が残る。
【０００５】
また、特開平６−６４２３８号公報の様に、感光体上に濃度センサを設け、γ補正テーブルを切替える方法では、予め校正のための画像出力が必要となるため、環境変化への動的な対応が困難である。これは、特に１日中稼働状態にあるオフィスプリンタでは、煩わしさのもととなる。また、γ補正テーブルを温湿度パラメータに関して選択切替えするとしても、温度・湿度双方の変化に滑らかに対応するためには、数多くのテーブルが必要となる。これに対し、テーブル数を節約しようとすると、テーブル切替えの発生する境界環境で、再現画像が不安定となる問題が生じる。
【０００６】
さらに、カラーレーザプリンタの場合には、環境条件による色材毎の特性の違いや、混色時の色材の重ね合わせに対する特性の変化を吸収することができないためにカラーバランスの変化を補償できない問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、カラーレーザプリンタに対して、温湿度環境条件の変化に対して安定な階調特性と、カラーバランスが得られる動的な補償機能を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、環境の温度・湿度を測定するセンサと、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に階調を補正する階調補正手段と、前記階調補正を行った各色の階調値を、温湿度の状態と混色の状態に応じて補正を行う混色補正手段とを用い、温湿度環境の変化に応じてこれら補正手段の内部パラメータを動的に修正することによって達成される。
【０００９】
このような構成により、温湿度センサにより感知された温湿度に対応して、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色毎の階調補正係数を修正することにより、環境に対して安定な単色での階調特性が得られる。さらに、混色時の影響を補正する混色補正手段の係数も温湿度に対して修正することにより、色の重ね合わせに対する温湿度の転写特性への影響に起因するカラーバランスの崩れを補正することができ、混色の再現色も補償され安定なカラーバランスが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１１】
まず、処理の概要について説明する。
【００１２】
図１は本発明による処理の流れを示している。メインコンピュータ等から入力された画像データ１は、４色分解手段２により、シアン（Ｃ：Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍ：Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙ：Ｙｅｌｌｏｗ）、ブラック（Ｋ：Ｂｌａｃｋ）の各色の階調値の組（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の点順次データに分解される。階調値は通常０〜２５５の整数値を取るが、以下の説明では簡単のために２５５で正規化し、０〜１の値を取るものとして説明する。なお、ここでは１がベタ印画に対応するものとする。
【００１３】
この（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）各階調値は、それぞれ階調補正手段８により通常γ補正と呼ばれる階調補正を行なう。本実施例では、例えば、シアンの階調値Ｃに対して、
【００１４】
【数１】

【００１５】
なる補正を行う。
【００１６】
ここで、ｇｃ、γｃは、それぞれ温湿度センサ３の出力に対応して、上限補正テーブル４およびγ補正テーブル５の値を後で示す方法によりテーブル補間手段７で補間した値である。なお、ここで上限補正テーブル４は、階調と彩度との関係を求めると階調が増加するに従い彩度（または明度）が所定の値に略一定になるもので、このときの階調値を記録したものである。
【００１７】
Ｍ、Ｙ、Ｋの階調値に対してもテーブル補間手段で同様の処理を施す。ただし、異なる色に対する色材の温湿度特性は、通常異なっているため、本実施例では各色毎に上限補正テーブル４とγ補正テーブル５を用意している。
【００１８】
階調補正手段８は、単色それぞれでの階調特性に関して温湿度の影響を補正するが、色の重ね合わせに対する温湿度の転写特性への影響に起因するカラーバランスの崩れなどは、次の混色補正手段９によって補正する。
【００１９】
この混色補正手段９は、単純な一次変換であり、係数ａｉｊは、やはり温湿度センサ３の出力に対応して、混色補正テーブル６の値を補間して定めている。
【００２０】
これによって、温湿度環境に対してγ特性・カラーバランスが補正された階調値（Ｃ”、Ｍ”、Ｙ”、Ｋ”）は、バッファメモリ１０に蓄えられ、ついで面順次でビデオ信号発生回路１１によりビデオ信号としてプリンタエンジン１２へ送られ、印画出力を得る。
【００２１】
次に、補正テーブルとテーブル補間手段の詳細について述べる。各補正テーブルは、図２の代表環境１３に対する補正値から成る。図２では低温（ｔ０）・常温（ｔ１）・高温（ｔ２）と低湿（ｈ０）・常湿（ｈ１）・高湿（ｈ２）の９種類の組合せの環境を代表環境１３としている。
【００２２】
この代表環境１３の一つの環境に対して測定した無補正の明度特性の例が図３である。図１における上限補正テーブル４のｇとγ補正テーブル５のγは、図３の明度階調特性とモデル式
【００２３】
【数２】

【００２４】
との誤差を最小とするｇ、γを各環境の各色に対して求めることで作成する。
【００２５】
なお、ここでは、ｇ、γは各色の明度階調性を線形化するよう定めたが、色度階調性を線形化するよう求めても、ほぼ同様の結果が得られる。ただし、Ｂｌａｋの色度は全階調域で０であるので、Ｂｌａｃｋに関してはやはり明度階調性を線形化するのが良い。
【００２６】
また、混色補正テーブル６の係数Ａ＝（ａｉｊ）は、例えば次のようにして求める。まず、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋそれぞれの代表ｎ階調の組合せ、ｎ×ｎ×ｎ×ｎ通りの代表測色値に基づいて、任意の階調値の組合せに対応する再現色の測色値を補間推定する再現色推定関数を作る。この補間関数としては、例えば次のような線形補間を考えることができる。
【００２７】
補間したいＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの階調値をそれぞれ、ｃ，ｍ，ｙ，ｋとする。また、各階調値に最も近い測定点の階調値をｃ０、ｃ１、ｍ０、ｍ１、ｙ０、ｙ１、ｋ０、ｋ１但し、ｃ０≦ｃ≦ｃ１、ｍ０≦ｍ≦ｍ１、ｙ０≦ｙ≦ｙ１、ｋ０≦ｋ≦ｋ１である。ここで、表色系をＣＩＥのＬ＊ａｂとすると、次式で表せる。
【００２８】
【数３】

【００２９】
【数４】

【００３０】
【数５】

【００３１】
この再現色推定関数を代表環境１３の各環境に対して求めておき、（ｔｉ，ｈｊ）環境に置ける混色補正係数Ａ＝（ａｉｊ）を、階調値の組（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）に対する常温常湿（ｔ１，ｈ１）環境の再現色と、（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）を行列Ａ＝（ａｉｊ）により線形変換した（ｃ’，ｍ’，ｙ’，ｋ’）に対する（ｔｉ，ｈｊ）環境の再現色の誤差を最小とする再小自乗法により決定する。
【００３２】
以上では、（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）４色に対する混色補正を考慮したが、カラーバランスへのＢｌａｃｋの影響が無視できる場合には、もちろん（ｃ，ｍ，ｙ）３色に対する混色補正で十分である。
【００３３】
このようにして求めた代表環境１３の各環境に対する上限補正テーブル４、γ補正テーブル５、混色補正テーブル６に対するテーブル補正手段７は、次の２重線形補間で行なう。
【００３４】
図２の領域１４内の環境点（ｔ，ｈ）における補正係数γ（ｔ，ｈ）を例とした場合、
【００３５】
【数６】

【００３６】
ここで、ｔｉ≦ｔ≦ｔ（ｉ＋１）、ｈｊ≦ｈ≦ｈ（ｊ＋１） （ｉ，ｊ＝０，１）である。また、領域１４外の環境に対しては、最も近い境界１５での補間値をγの値として用いることにする。他のｇ、ａｉｊ等の補正係数の補間処理も同様である。
【００３７】
以上ようにして、温湿度環境に対する階調特性（γ特性）とカラーバランスの変化を補償する画質安定化装置が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、階調補正手段によって、任意の温湿度環境に対する階調特性を効果的に補償することが可能となり、混色補正手段によって、色の重ね合わせに対する温湿度の転写特性への影響に起因するカラーバランスの崩れを補正することにより、任意の温湿度環境に対するカラーバランスを効果的に補償することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデータ処理の流れ。
【図２】代表温湿度環境。
【図３】明度階調特性の例。
【符号の説明】
１…画像データ、２…４色分解手段、３…温湿度センサ、４…上限補正テーブル、５…γ補正テーブル、６…混色補正テーブル、７…テーブル補間手段、８…階調補正手段、９…混色補正手段、１０…バッファメモリ、１１…ビデオ信号発生回路、１２…プリンタエンジン、１３…代表環境、１４…領域、１５…境界。

Claims (2)

1. シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の階調値指定により再現色が決定されるカラーレーザプリンタであって、環境の温度・湿度を測定するセンサと、前記センサ情報に基づいて各色毎に階調を補正する階調補正手段とを備えたカラーレーザプリンタにおいて、
   前記階調補正手段は、温度・湿度の少なくともいずれかの連続関数であり、上限補正値ｇとガンマ補正値γとを備え、ｇ、γを温度・湿度の少なくともいずれかの連続関数、ｘを入力階調値、ｙを出力階調値 (0 ≦ｘ , ｙ≦ 1) として、ｙ＝ｇ ( １−（１−ｘ）＊＊γ ) ( ただし、記号＊＊は冪乗を意味する )
   で表される変換を施し、
   前記階調補正手段により補正された各色毎の階調値を、前記温度・湿度と色の重ね合わせに応じて補正することにより、温湿度の転写特性への影響に起因するカラーバランスの崩れを補正する混色補正手段を備えたことを特徴とするカラーレーザプリンタ。
2. 請求項１に記載のカラーレーザプリンタにおいて、
   前記混色補正手段は、温度・湿度の少なくともいずれかの連続関数を成分とする行列で表現される一次変換を施すことを特徴とするカラーレーザプリンタ。

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