JP3597336B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像データに応じて光又はイオン流を変調して記録媒体を照射させ、電子写真方式で記録媒体上にドットイメージを形成する複写機，プリンタ，ファクシミリ等の各種画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いたレーザプリンタ等の画像形成装置には、プリンタコントローラ及びプリンタエンジンがそれぞれ以下のような処理を行なうようにしたものがある。
【０００３】
プリンタコントローラは、ホストコンピュータ等の外部装置から送られてくるベクタ形式の画像情報を画像データ（ビットマップデータ）に展開したり、あるいは画像読取装置（スキャナ）により原稿の画像データを読み取ってフレームメモリに一旦記憶し、そのいずれかの画像データを所定タイミングで読み出して各ドット毎にγ補正（階調補正）を行なうことにより、プリンタエンジンの非線形性（ドットの書き込み濃度又は書き込みサイズ）を補正した後、ディザ処理等の擬似階調処理を施してプリンタエンジンへ送出する。
【０００４】
プリンタエンジンは、プリンタコントローラから送られてくる画像データを各ドット毎に再びγ補正を行なうことにより、濃度のバラツキを修正し、その画像データをプリント出力する。すなわち、その画像データに応じてレーザビームを変調（パワー変調又はパルス幅変調等），走査して電子写真方式により記録媒体上にドットイメージを形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置においては、入力される（フレームメモリから読み出した）画像データに対して擬似階調処理を行なう前にγ補正を行なうようにしているため、プリント出力される画像データの階調数が減少するという問題があった。
【０００６】
例えば、擬似階調処理としてドット集中型のディザ処理を行なう場合、図１０に示すように、高濃度部（ベタ部）ではドット密度及びドットサイズが大きくなるため各ドットの一部が重なる（斜線を施して示す）が、低濃度部（単独ドット部）では逆にドット密度及びドットサイズが小さくなるためそのような重なりがなくなる。
【０００７】
したがって、プリンタコントローラからの画像データをプリンタエンジンによってそのままプリント出力した時のドットγ特性（その画像データによる変調ドットの書き込みレベル（階調）と濃度との関係）は図１１に実線で示すようになる。この場合に、フレームメモリから読み出される画像データの階調数を２５６階調とする。
【０００８】
そこで、そのドットγ特性（非線形性）が図１１に破線で示す基準のドットγ特性になるようにフレームメモリから読み出される画像データをγ補正する必要があるが、それを行なうとプリンタエンジンによってプリント出力される画像データの階調数は、例えば図１２の（ａ）（ｂ）に示すように高濃度部及び低濃度部においてはそれぞれ約１／２に減少することになり、全体としては約２／３に減り、約１７０階調となる。
【０００９】
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、γ補正を行なってもプリント出力される画像データの階調数が減少しないようにし、安定した階調性を再現できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、画像データに応じて光又はイオン流を変調して記録媒体を照射させ、電子写真方式で記録媒体上にドットイメージを形成する画像形成装置において、上記の目的を達成するため、次の各手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明は、注目ドットの周囲の書き込みドット数別に該注目ドットの階調を徐々に変化させた複数のγ補正用パターンをそれぞれグラデーションパターンとして記録媒体上に作像するグラデーションパターン作像手段と、該手段によって記録媒体上に作成された各グラデーションパターンの濃度を光学的センサを用いて検出する濃度検出手段と、該手段の検出結果に基づいて上記書き込みドット数別にγ補正データを作成するγ補正データ作成手段と、入力される画像データに対して擬似階調処理を施す擬似階調処理手段と、該手段によって擬似階調処理が施された画像データの注目ドットに対して周囲のドットを参照し、該ドットの環境を判断するドット環境判断手段と、該手段の判断結果に応じてγ補正データ作成手段によって作成された上記書き込みドット数別のγ補正データのうちのいずれかを選択し、そのγ補正データを用いて上記画像データの注目ドットの階調を補正して対応する書き込みレベル信号を出力するγ補正手段とを設けたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、グラデーションパターン作像手段を、ドットパターン，ベタパターンの２種類以上のパターンをそれぞれグラデーションパターンとして記録媒体上に作像する手段としたものである。請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、グラデーションパターン作像手段に、記録媒体上に作像する各グラデーションパターンの先頭に濃度検出手段による検出開始位置を示すマークパターンを付加する手段を備えたものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記マークパターンを、中間濃度の均一ベタパターンとしたものである。
請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、γ補正データ作成手段が、濃度検出手段による上記マークパターンの濃度検出時点からの時間を計測する時間計測手段と、該手段による計測時間によって濃度検出手段によって順次検出されるグラデーションパターンの各位置毎の濃度に対する注目ドットの階調を判断してドットγ特性を算出するドットγ特性算出手段とを備え、該手段によって算出されたドットγ特性に基づいてγ補正データを作成するようにしたものである。
【００１４】
この発明による画像形成装置では、グラデーションパターン作像手段が、注目ドットの周囲の書き込みドット数別に該注目ドットの階調数を徐々に変化させた複数のγ補正用パターン（ドットパターン，ベタパターンの２種類以上のパターン）をそれぞれグラデーションパターンとして記録媒体上に作像し、濃度検出手段がその各グラデーションパターンの濃度を光学的センサを用いて検出し、γ補正データ作成手段がその検出結果に基づいて上記書き込みドット数別にγ補正データを作成する。
【００１５】
その後、入力される画像データに対して擬似階調処理手段が擬似階調処理を施し、その画像データの注目ドットに対してドット環境判断手段が周囲のドットを参照してそのドットの環境を判断し、γ補正手段がその判断結果に応じてγ補正データ作成手段によって作成された上記書き込みドット数別のγ補正データのうちのいずれかを選択し、そのγ補正データを用いて上記画像データの注目ドットの階調を補正（γ補正）して対応する書き込みレベル信号を出力する。
【００１６】
したがって、γ補正を行なってもプリント出力される画像データの階調数が減少することがなくなり、安定した階調性を再現することができる。また、γ補正データを作成する際に使用するγ補正用パターンをパッチパターンではなくグラデーションパターンにしたので、画像データのγ補正（階調性）の精度が向上する。
【００１７】
なお、グラデーションパターン作像手段が、記録媒体上に作像する各グラデーションパターンの先頭に濃度検出手段による検出開始位置を示すマークパターン（例えば中間濃度の均一ベタパターン）を付加するようにすれば、濃度検出手段が光学的センサを用いてそのマークパターンの濃度を検出した時点からグラデーションパターンの濃度の検出を開始すればよいため、その濃度検出を確実に行なうことができる。
【００１８】
また、γ補正データ作成手段が、濃度検出手段による上記マークパターンの濃度検出時点からの時間を計測することにより、濃度検出手段によって順次検出されるグラデーションパターンの各位置毎の濃度に対する注目ドットの階調を判断してドットγ特性を算出し、そのドットγ特性に基づいてγ補正データを作成するようにすれば、その後の画像データのγ補正をさらに高精度に行なうことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図２は、この発明の第１実施形態であるカラー画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。
【００２０】
このカラー画像形成装置において、１は像担持体（記録媒体）である可撓性のベルト状感光体であり、そのベルト状感光体１は回動ローラ２，３の間に架設されていて、その各回動ローラ２，３の駆動により時計方向に回動される。
４は帯電手段である帯電部材、５は像露光手段であるレーザ書き込み系ユニットである。６〜９は現像手段である現像器であり、それぞれ特定色のトナーを収容している。
【００２１】
レーザ書き込み系ユニット５は、上面にスリット状の露光用開口部を設けた保持筐体に納めて装置本体に組み込まれる。
なお、レーザ書き込み系ユニット５として、発光部と収束性光伝送体を一体としたものを使用してもよい。
帯電部材４及びクリーニング装置１５は、ベルト状感光体１を架設している２個の回動ローラ２，３のうちの回動ローラ２に対向して設けられている。
【００２２】
各現像器６〜９は、例えばイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックの各トナーをそれぞれ収容するもので、所定の位置でベルト状感光体１と近接あるいは接触する各現像スリーブを備え、ベルト状感光体１上の潜像を非接触現像あるいは接触現像法により顕像化する機能を有している。
１０は転写像担持体（記録媒体）である中間転写ベルトであり、その中間転写ベルト１０は回動ローラ１１，１２の間に架設されていてバイアスローラ１３の駆動により反時計回りに回動される。
【００２３】
ベルト状感光体１と中間転写ベルト１０は回動ローラ３に接触しており、ベルト状感光体１上の第１回目の顕像が、中間転写ベルト１０内に設けられたバイアスローラ１３により、その中間転写ベルト１０上に転写される。
そして、同じようなプロセスを反復することにより、第２回目，第３回目，第４回目の各顕像が中間転写ベルト１０上にそれぞれ重ねられて位置ズレを生じないように転写される。
【００２４】
中間転写ベルト１０に接離するように、転写ローラ１４が設けられている。
１５はベルト状感光体１のクリーニング装置、１６は中間転写ベルト１０のクリーニング装置で、そのクリーニング装置１６のブレード１６Ａは画像形成中は中間転写ベルト１０の表面より離間した位置に保たれ、画像転写後のクリーニング時にのみ図示のように中間転写ベルト１０の表面に圧接される。
【００２５】
このカラー画像形成装置によるカラー画像形成のプロセスは、例えば次のようにして行なわれる。
まず、この実施形態による多色像の形成は、次の像形成システムに従って遂行される。例えば、図示しない画像読取装置において、オリジナル原稿の画像を撮像素子が走査するカラー画像データ入力部（スキャナ）で得られたデータが画像データ処理部により演算処理されて画像データ（多値のビットマップデータ）が作成され、この画像データは一旦画像メモリに記憶される。
【００２６】
その後、画像メモリに記憶された画像データは、画像形成時に読み出されて図２に示したカラー画像形成装置へと入力される。
すなわち、このカラー画像形成装置（プリンタ）とは別体の画像読取装置から出力される画像データ（色信号）が後述するプリンタコントローラ及びエンジンのγ補正部，書き込み部を介してレーザ書き込み系ユニット５に入力されると、このレーザ書き込み系ユニット５において次のような動作が行なわれる。
【００２７】
まず、図示しない半導体レーザから画像データに応じて変調されたレーザビームが発生され、そのレーザビームが駆動モータ５Ａによって回転されるポリゴンミラー５Ｂにより偏向走査され、ｆθレンズ５Ｃを通った後、ミラー５Ｄにより光路を曲げられて、予め除電ランプ２１により除電され、帯電部材４によって一様に帯電されたベルト状感光体１の周面上に露光され、静電潜像が形成される。
【００２８】
ここで、露光する画像パターンは、所望のフルカラー画像をイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックに色分解したときの単色の画像パターンである。
ベルト状感光体１上に形成された各々の静電潜像は、回転型現像ユニットを構成するイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各現像器６〜９で順次現像されて顕像化され、単色化されて単色画像（ドットイメージ）が形成された後、ベルト状感光体１に接触しながら反時計回りに回転する中間転写ベルト１０上に転写されて重ね合わされる。
【００２９】
中間転写ベルト１０上に重ね合わされたイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの画像は、給紙台１７から給紙ローラ１８，レジストローラ１９を経て転写部へ搬送された転写紙に転写ローラ１４により転写される。
そして、転写終了後、転写紙は定着装置２０により定着されてフルカラー画像が完成する。中間転写ベルト１０及びベルト状感光体１は、シームレスである。
【００３０】
図３は、このカラー画像形成装置の一部を拡大して示す図である。
中間転写ベルト１０の端部には６個のマーク４１Ａ〜４１Ｆがあり、マーク検知センサ４０により任意のマーク（例えば４１Ａ）を検出することにより１色目の書き込みを開始し、一周して再度マーク４１Ａを検知したときに２色目の書き込みを開始する。
【００３１】
このとき、マーク４１Ｂ〜４１Ｆをマークの個数を管理することによって書き込みタイミングとして使用できないようにし、マーク検知センサ４０からの対応する信号にマスクがかかるようにしている。
ところで、ベルト状感光体１上の中間転写ベルト１０と接した部分からやや上流に、ベルト状感光体１上のトナー量（画像濃度）を検出するための光学的センサであるＰセンサ２２が設けられている。なお、Ｐセンサ２２を中間転写ベルト１０上の画像濃度を検出できる位置に設けるようにしてもよい。
【００３２】
図１は、このカラー画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。外部（ホストコンピュータ等の外部機器）より送られてくるベクタ形式の画像情報は、プリンタコントローラ５１に入力される。プリンタコントローラ５１では、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）が外部からの画像情報に基づいて画像データ（ビットマップデータ）を作成する。なお、１ドット単位の画像情報として、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色で各色８ビットの情報が含まれている。
【００３３】
次に、プリンタコントローラ５１内のＣＰＵは、１ドット単位の画像情報に基づいて作成した画像データに対して擬似階調処理（多値ディザ処理あるいは多値誤差拡散処理等）を施し、各色４ビットの画像データに変換した後、その各画像データを各色４ビットのフレームメモリに一旦記憶し、その後各色毎に読み出してエンジン５４側のγ補正部５２に入力する。なお、プリンタコントローラ５１内のＣＰＵは、上述した画像読取装置から送られてくる１ドット単位の画像データに対しても擬似階調処理を施すことができる。
【００３４】
γ補正部５２は、入力される画像データを各ドット（注目ドット）毎にその周囲のドット環境（状況）の判断を行なってγ補正（階調補正）し、書き込みレベル信号として書き込み部５３に送る。
書き込み部５３では、送られてくる書き込みレベル信号に基づいてレーザ書き込み系ユニット５内の半導体レーザから発生されるレーザビームを変調（パワー変調又はパルス幅変調等）させ、ベルト状感光体１上に静電潜像を形成させる。
【００３５】
なお、プリンタコントローラ５１のＣＰＵが、入力される画像データに対して擬似階調処理を施す擬似階調処理手段としての機能を果たす。
また、エンジン５４のγ補正部５２が、プリンタコントローラ５１からの上記ＣＰＵによって擬似階調処理が施された画像データの注目ドットに対して周囲のドットを参照し、該ドットの環境（状況）を判断するドット環境判断手段と、その判断結果に応じて後述する書き込みドット数別のγ補正データのうちのいずれかを選択し、そのγ補正データを用いて画像データの注目ドットの階調を補正して対応する書き込みレベル信号を出力するγ補正手段としての機能を果たす。
【００３６】
さらに、エンジン５４のＣＰＵが、注目ドットの周囲の書き込みドット数別にその注目ドットの階調を徐々に変化させた複数のγ補正用パターン（ドットパターン及びベタパターンの２種類以上のパターン）をそれぞれグラデーションパターンとしてベルト状感光体１上に作像するグラデーションパターン作像手段と、ベルト状感光体１上に作成された各グラデーションパターンの濃度を光学的センサであるＰセンサ２２を用いて検出する濃度検出手段と、その検出結果に基づいて上記書き込みドット数別にγ補正データを作成するγ補正データ作成手段としての機能を果たす。
【００３７】
グラデーションパターン作像手段は、ベルト状感光体１上に作像する各グラデーションパターンの先頭に濃度検出手段による検出開始位置を示すマークパターン（例えば中間濃度の均一ベタパターン）を付加する手段を有する。
また、γ補正データ作成手段は、濃度検出手段による上記マークパターンの濃度検出時点からの時間を計測する時間計測手段と、その計測時間によって濃度検出手段によって順次検出されるグラデーションパターンの各位置毎の濃度に対する注目ドットの階調を判断してドットγ特性を算出するドットγ特性算出手段とを有し、そのドットγ特性に基づいてγ補正データを作成する。
【００３８】
図４はγ補正部５２における主に多値ディザ処理が施された画像データに対して最適なγ補正を行なうための回路の構成例を、図５はγ補正部５２における主に多値誤差拡散処理が施された画像データに対して最適なγ補正を行なうための回路の構成例をそれぞれ示すブロック図であり、一部の回路が重複して図示されている。
【００３９】
γ補正部５２は、ドット環境判断部８１，１００，ラインバッファ８２，位置整合用ラッチ８３，注目ポイントラッチ８４，γ補正テーブル８５からなる。
ドット環境判断部８１は、ＯＲゲート８６〜８８，ラインバッファ８９，注目ポイントラッチ９０，周囲判定用ラッチ９１〜９８，及び判断部９９からなる。ドット環境判断部１００は、ラインバッファ１０１，注目ポイントラッチ１０２，周囲判定用ラッチ１０３〜１１０，及び判断部１１１からなる。
【００４０】
このγ補正部５２において、プリンタコントローラ５１から４ビットの重みを持った画像データが各色毎に順次送られてくるため、図４のＯＲゲート８６はその画像データを書き込みの有無を示す１ビット（１ドット）のデータに変換する。つまり、入力される画像データの各ビットが全て「０」か否かを判定し、全て「０」であれば「０（書き込みドットでないドット）」を、いずれかのビットが「１」であれば「１（書き込みドット）」をそれぞれ出力する。なお、ここでは書き込みの有無を判断の基準にしているが、その他のレベルを境にしても構わない。
【００４１】
ＯＲゲート８６から出力されたデータは、周囲判定用ラッチ９１（ｉ＋１）に入り、画像同期クロックに同期して順次周囲判定用ラッチ９２，９３へとシフトしていく。
また、プリンタコントローラ５１からの画像データはラインバッファ８２に入り、１ライン分遅れた画像データをＯＲゲート８７が上述と同様に書き込みの有無を示す１ビットのデータに変換する。
【００４２】
ＯＲゲート８７から出力されたデータは、周囲判定用ラッチ９４（ｉ）に入り、画像同期クロックに同期して順次注目ポイントラッチ９０，周囲判定用ラッチ９５へとシフトしていく。
さらに、ラインバッファ８２によって１ライン分遅れた画像データはもう１つのラインバッファ８９に入り、さらに１ライン分遅れた画像データをＯＲゲート８８が上述と同様に書き込みの有無を示す１ビットのデータに変換する。
【００４３】
ＯＲゲート８８から出力されたデータは、周囲判定用ラッチ９６（ｉ−１）に入り、画像同期クロックに同期して順次周囲判定用ラッチ９７，９８へとシフトしていく。
判断部９９は、周囲判定用ラッチ９１〜９８の各データ（注目ドットに対する周囲のドット）を参照してその環境（書き込みドット数）を判断し、その結果を３ビットのコード情報（最適なγ補正データを選択するための情報）としてγ補正テーブル８５に送る。ここでは、上記書き込みドット数は「０」〜「８」の数となるため、「８」の時には「７」を示すコード情報を出力する。
【００４４】
一方、プリンタコントローラ５１から送られてくる４ビットの重みを持った画像データは、図５の周囲判定用ラッチ１０３（ｉ＋１）にも入り、画像同期クロックに同期して順次周囲判定用ラッチ１０４，１０５へとシフトしていく。
また、プリンタコントローラ５１からの画像データは前述したようにラインバッファ８２にも入るため、１ライン分遅れた画像データが周囲判定用ラッチ１０６（ｉ）に入り、画像同期クロックに同期して順次注目ポイントラッチ１０２，周囲判定用ラッチ１０７へとシフトしていく。
【００４５】
さらに、ラインバッファ８２によって１ライン分遅れた画像データはもう１つのラインバッファ１０１に入り、さらに１ライン分遅れた画像データが周囲判定用ラッチ１０８（ｉ−１）に入り、画像同期クロックに同期して順次周囲判定用ラッチ１０９，１１０へとシフトしていく。
【００４６】
判断部１１１は、周囲判定用ラッチ１０３〜１１０の各画像データ（注目ドットに対する周囲のドット）を参照してその環境（各ドットの階調の平均値）を判断し、その結果を３ビットのコード情報（最適なγ補正データを選択するための情報）として次のγ補正テーブル８５に送る。ここでは、各画像データはそれぞれ４ビットで「０」〜「１５」の範囲の数値を示すため、上記判断結果を３ビット（上位３ビット）に変換して「０」〜「７」の範囲の数値に振り分ける。
【００４７】
また、プリンタコントローラ５１から送られてくる４ビットの重みを持った画像データは、一方では上述したようにラインバッファ８２を過ぎ、その後位置整合用ラッチ８３を経て、注目ポイントラッチ８４にラッチされ、γ補正テーブル８５に入力される。
【００４８】
γ補正テーブル８５は、プリンタコントローラ５１からの擬似階調処理の種類に応じた選択信号によってドット環境判断部８１（主に多値ディザ処理が施された画像データに対応できるもの）からのコード情報（判断結果）又はドット環境判断部１００（主に多値誤差拡散処理が施された画像データに対応できるもの）からのコード情報のいずれかを選択する。例えば、選択信号が“０（例えば多値ディザ処理を示す）”であればドット環境判断部８１からのコード情報を、“１（例えば多値誤差拡散処理を示す）”であればドット環境判断部１００からのコード情報をそれぞれ選択する。
【００４９】
その後、選択したコード情報に応じて後述する書き込みドット数別のγ補正データのうちのいずれかを選択し、そのγ補正データを用いて注目ポイントラッチ８４から入力される４ビットの重みを持った画像データ（注目ドット）をγ補正してその書き込みレベルを可変設定し、対応する８ビットの書き込みレベル信号を書き込み部５３へ出力する。
【００５０】
以下、擬似階調処理が施された画像データのγ補正について説明する。
図６の（ａ）〜（ｉ）は、γ補正用パターンの異なる例を示す説明図である。
この図において、○は２５６段階（０〜２５５）の書き込みレベル（階調）で書き込まれる注目ドット（変調ドット）を、斜線部分は「２５５（１００％）」の書き込みレベルで書き込まれるドット（書き込みドット）をそれぞれ示す。
【００５１】
９通りのγ補正用パターンは、それぞれ３×３マトリックスの繰り返しであるが、注目ドットの周囲の書き込みドット数が異なる。
なお、注目ドット（○）及びその周囲のドット（斜線部分）ともに、２５６段階（０〜２５５）の書き込みレベル（階調）で書き込まれるγ補正用パターンを用いることもできる。
【００５２】
エンジン５４側のＣＰＵ８０（図４，図５参照）は、注目ドットの周囲の書き込みドット数別にその注目ドットの書き込みレベルを徐々に変化させた各γ補正用パターンをそれぞれグラデーションパターンとしてベルト状感光体１に作像する（ここでは作像パターンがベルト状感光体１の回動方向に濃度が徐々に濃くなるように注目ドットの書き込みレベルを変化させる）。このとき、その各グラデーションパターンの先頭に図７に示すようにＰセンサ２２による検出開始位置を示すマークパターン（中間濃度の均一ベタパターン）を付加する。
【００５３】
その後、Ｐセンサ２２を用いて各マークパターンの濃度をそれぞれ検出した時点からグラデーションパターンの濃度の検出を開始する。このとき、Ｐセンサ２２によるマークパターンの濃度検出時点からの時間を計測することにより、Ｐセンサ２２を用いて順次検出されるグラデーションパターンの各位置毎の濃度に対する注目ドットの書き込みレベル（階調）を判断して図８に示すようなドットγ特性を算出し、そのドットγ特性に基づいてγ補正データを作成する。
【００５４】
すなわち、注目ドットの周囲の書き込みドット数別のドットγ特性により、それぞれ最小２乗法で注目ドットのγ補正後の書き込みレベル算出用の近似式を求める。そして、その各近似式にそれぞれ「０」〜「１５」を順次当てはめて注目ドットのγ補正後の書き込みレベル（８ビットのため０〜２５５の範囲内）を求め、その各レベルと注目ドットのγ補正前の書き込みレベル（４ビットのため０〜１５の範囲内）との関係を示すγ補正データを作成し、γ補正テーブル８５の内部メモリに書き込む。
【００５５】
したがって、この第１実施形態の画像形成装置によれば、γ補正を行なってもプリント出力される画像データの階調数が減少することがなくなり、安定した階調性を再現することができる。また、γ補正データを作成する際に使用するγ補正用パターンをパッチパターンではなくグラデーションパターンにする共に、その先頭にＰセンサ２２による検出開始位置を示すマークパターンを付加し、そのマークパターンの濃度検出時点からの時間計測等を行なうため、画像データのγ補正（階調性）の精度が大幅に向上する。
【００５６】
次に、この発明の第２実施形態について説明する。なお、γ補正部５２以外のハード構成は前述の実施形態と同じであるため、図１〜図３を再び参照する。
この実施形態のカラー画像形成装置におけるプリンタコントローラ５１は、画像データに対してドット集中型の多値ディザ処理又はドット分散型の多値ディザ処理を選択的に施せる機能を持っている。
【００５７】
図９は、γ補正部５２におけるドット集中型又はドット分散型のいずれの多値ディザ処理が施された画像データに対しても最適なγ補正を行なうための回路の構成例を示すブロック図である。
γ補正部５２は、ドット環境判断部１２０及びγ補正テーブル１４０からなる。
ドット環境判断部１２０は、ラインバッファ１２１，注目ポイントラッチ１２２，周囲判定用ラッチ１２３〜１３０，及び判断部１３１からなる。
【００５８】
このγ補正部５２において、プリンタコントローラ５１から各色毎に順次送られてくる４ビットの重みを持った画像データは、周囲判定用ラッチ１２８（ｉ＋１）に入り、画像同期クロックに同期して順次周囲判定用ラッチ１２９，注目ポイントラッチ１２２，周囲判定用ラッチ１３０へとシフトしていく。
また、プリンタコントローラ５１からの画像データはラインバッファ１２１にも入り、１ライン分遅れた画像データが周囲判定用ラッチ１２３（ｉ）に入り、画像同期クロックに同期して順次周囲判定用ラッチ１２４，１２５，１２６，１２７へとシフトしていく。
【００５９】
判断部１３１は、周囲判定用ラッチ１２３〜１３０の各画像データ（注目ドットに対する周囲のドット）を参照してその環境（各画像データの論理積及び書き込みドットの個数）を判断し、その判断結果である各画像データの論理積に対応する情報を１ビットのコード情報として、書き込みドットの個数に対応する情報を３ビットのコード情報としてそれぞれγ補正テーブル１４０に送る。
【００６０】
ここで、周囲判定用ラッチ１２３〜１３０の各画像データの論理積が「０」の場合には、上記１ビットのコード情報を“０”にする。また、周囲判定用ラッチ１２３〜１３０の各画像データの論理積が「０」でない場合には、上記１ビットのコード情報を“１”にする。さらに、上記３ビットのコード情報を送る場合、各画像データはそれぞれ４ビットで「０」〜「１５」の範囲の数値を示すため、上記判断結果を３ビット（上位３ビット）に変換して「０」〜「７」の範囲の数値に振り分ける。
【００６１】
一方、プリンタコントローラ５１から送られてくる４ビットの重みを持った画像データは、上述したように周囲判定用ラッチ１２８，１２９，及び注目ポイントラッチ１２２へとシフトされ、ライン（主走査）方向に３クロック分遅れた状態でγ補正テーブル１４０に入力される。
【００６２】
γ補正テーブル１４０は、判断部１３１からの１ビットのコード情報によってプリンタコントローラ５１の擬似階調処理の種類を判別する。つまり、上記１ビットのコード情報が“０”であればドット集中型の多値ディザ処理と判別し、“１”であればドット分散型の多値ディザ処理と判別する。
【００６３】
その後、その結果及び判断部１３１からの３ビットのコード情報に応じて前述した第１実施形態と同様の書き込みドット数別のγ補正データのうちのいずれかを選択し、そのγ補正データを用いて注目ポイントラッチ１２２から入力される４ビットの重みを持った画像データ（注目ドット）をγ補正してその書き込みレベルを可変設定し、対応する８ビットの書き込みレベル信号を書き込み部５３へ出力する。
【００６４】
なお、擬似階調処理（ドット集中型又はドット分散型の多値ディザ処理）が施された画像データのγ補正については、第１実施形態と擬似階調処理の種類が一部異なる他は全て同じなので、説明を省略する。
したがって、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
なお、第１，第２実施形態では、グラデーションパターン及びマークパターンをベルト状感光体１に作像し、その濃度をＰセンサ２２を用いて検出するようにしたが、そのＰセンサ２２又はそれと同等の光学的センサを中間転写ベルト１０の表面に対向して設置し、グラデーションパターン及びマークパターンをベルト状感光体１を介して中間転写ベルト１０に作像し、その濃度をＰセンサ２２又は上記光学的センサを用いて検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、第１，第２実施形態では、注目ドットの周囲の書き込みドット数別のγ補正用パターンとして９通り（全種類）のγ補正用パターンを用意したが、その各γ補正用パターンを必ずしも全て用意する必要はなく、擬似階調処理の種類やγ補正の精度等によって選択的に（例えば注目ドットの周囲の書き込みドット数が１個，４個，５個，６個，８個の５通りのγ補正用パターンを）用意するようにしてもよい。
【００６７】
以上、この発明をレーザビームを照射する半導体レーザを用いた電子写真方式の画像形成装置に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、レーザビーム以外の光を照射するＬＥＤやＥＬあるいはイオン流を照射する記録ヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置にも適用し得るものである。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明の画像形成装置によれば、プリント出力される画像データの階調数が減少することがなくなるため、安定した階調性を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示したカラー画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１実施形態であるカラー画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。
【図３】図２に示したカラー画像形成装置の一部を拡大して示す図である。
【図４】図１のγ補正部５２における主に多値ディザ処理が施された画像データに対して最適なγ補正を行なうための回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】同じく主に多値誤差拡散処理が施された画像データに対して最適なγ補正を行なうための回路の構成例をそれぞれ示すブロック図である。
【図６】図３のベルト状感光体１上にグラデーションパターンとして作像するγ補正用パターンの異なる例を示す説明図である。
【図７】図３のベルト状感光体１上に作像するマークパターンとグラデーションパターンとの位置関係を示す説明図である。
【図８】図３のベルト状感光体１上に作像されたマークパターン及びグラデーションパターンのドットγ特性の一例を示す線図である。
【図９】この発明の第２実施形態のγ補正部におけるドット集中型及びドット分散型の多値ディザ処理が施された画像データに対して最適なγ補正を行なうための回路の構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来のカラー画像形成装置のプリンタコントローラで画像データに対してドット集中型のディザ処理を行なった場合の高濃度部（ベタ部）と低濃度部（単独ドット部）におけるドット密度及びドットサイズの例を示す図である。
【図１１】同じくそのカラー画像形成装置のプリンタコントローラからの画像データをプリンタエンジンによってプリント出力した時のドットγ特性の一例を示す線図である。
【図１２】同じくそのカラー画像形成装置の問題点を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１：ベルト状感光体 ５：レーザ書き込み系ユニット
６〜９：現像器 １０：中間転写ベルト
１３：バイアスローラ １４：転写ローラ
２２：Ｐセンサ ５１：プリンタコントローラ
５２：γ補正部 ５３：書き込み部
５４：エンジン ８０：ＣＰＵ
８１，１００，１２０：ドット環境判断部
８２，８９，１０１，１２１：ラインバッファ
８３：位置整合用ラッチ
８４，９０，１０２，１２２：注目ポイントラッチ
８５，１４０：γ補正テーブル
８６〜８８：ＯＲゲート
９１〜９８，１０３〜１１０，１２３〜１３０：周囲判定用ラッチ
９９，１１１，１３１：判断部

Claims (5)

1. 画像データに応じて光又はイオン流を変調して記録媒体を照射させ、電子写真方式で記録媒体上にドットイメージを形成する画像形成装置において、
   注目ドットの周囲の書き込みドット数別に該注目ドットの階調を徐々に変化させた複数のγ補正用パターンをそれぞれグラデーションパターンとして前記記録媒体上に作像するグラデーションパターン作像手段と、該手段によって前記記録媒体上に作成された各グラデーションパターンの濃度を光学的センサを用いて検出する濃度検出手段と、該手段の検出結果に基づいて前記書き込みドット数別にγ補正データを作成するγ補正データ作成手段と、入力される画像データに対して擬似階調処理を施す擬似階調処理手段と、該手段によって擬似階調処理が施された画像データの注目ドットに対して周囲のドットを参照し、該ドットの環境を判断するドット環境判断手段と、該手段の判断結果に応じて前記γ補正データ作成手段によって作成された前記書き込みドット数別のγ補正データのうちのいずれかを選択し、そのγ補正データを用いて前記画像データの注目ドットの階調を補正して対応する書き込みレベル信号を出力するγ補正手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記グラデーションパターン作像手段が、ドットパターン及びベタパターンの２種類以上のパターンをそれぞれグラデーションパターンとして前記記録媒体上に作像する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記グラデーションパターン作像手段が、前記記録媒体上に作像する各グラデーションパターンの先頭に前記濃度検出手段による検出開始位置を示すマークパターンを付加する手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記マークパターンは、中間濃度の均一ベタパターンであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記γ補正データ作成手段が、前記濃度検出手段による前記マークパターンの濃度検出時点からの時間を計測する時間計測手段と、該手段による計測時間によって前記濃度検出手段によって順次検出されるグラデーションパターンの各位置毎の濃度に対する注目ドットの階調を判断してドットγ特性を算出するドットγ特性算出手段とを有し、該手段によって算出されたドットγ特性に基づいてγ補正データを作成するようにしたことを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。

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