JP3861109B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

【００３９】
ここで、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、Ｒ、Ｇ、Ｂの補数を示す。マトリクス係数ａｉｊは、入力系と出力系（色材）の分光特性によって決定される。ここでは、１次マスキング方程式を例に挙げたが、Ｂ² 、ＢＧのような２次項、あるいはさらに高次の項を用いることにより、より精度良く色補正することができる。また、色相によって演算式を変えたり、ノイゲバウアー方程式を用いることも可能である。何れの方法にしても、Ｙ、Ｍ、Ｃは、Ｂ’、Ｇ’、Ｒ’（またはＢ、Ｇ、Ｒでもよい）の値から求めることができる。
【００４０】
一方、ＵＣＲ処理に関しては、次式を用いて演算することにより処理することができる。
Ｙ’＝Ｙ−α・ｍｉｎ （Ｙ、Ｍ、Ｃ）
Ｍ’＝Ｍ−α・ｍｉｎ （Ｙ、Ｍ、Ｃ）
Ｃ’＝Ｃ−α・ｍｉｎ （Ｙ、Ｍ、Ｃ）
Ｂｋ’＝ α・ｍｉｎ （Ｙ、Ｍ、Ｃ） …式２
【００４１】
式２において、αはＵＣＲの量を決める係数で、α＝１の時１００％ＵＣＲ処理となる。αは一定値でも良い。例えば、高濃度部において、αは１に近く、ハイライト部においては０に近くすることにより、ハイライト部での画像を滑らかにすることができる。
【００４２】
変倍回路１０７では、縦横の変倍処理が行われ、画像加工（クリエイト）回路１０８では、リピート処理などが行われる。
【００４３】
画像処理用プリンタγ回路１０９では、文字部分、写真部分などのそれぞれの画質モードに応じて、画像信号の補正が行われる。また、地肌飛ばしなども同時に行うこともできる。画像処理用プリンタγ補正回路１０９は、前述したエリア処理回路１０２によって発生した領域信号に対応して切り替え可能な複数本（一例として１０本）の階調変換テーブルを有する。この階調変換テーブルは、文字、銀塩写真（印画紙）、印刷原稿、インクジェット、蛍光ペン、地図、熱転写原稿など、それぞれの原稿に最適な階調変換テーブルを複数の画像処理パラメータの中から選択することができる。
【００４４】
階調処理回路１１０ではディザ処理が行われる。ディザ処理が施された出力は、画素周波数を１／２に下げるため、２画素分のデータを同時にプリンタ部に転送することができるように、画像データバスを１６ビットの幅（８ビットの画像データの２本分）を備えるように構成する。
【００４５】
次に、プリンタ部において、Ｉ／Ｆ・セレクタ１１１は、スキャナ１２０で読み込んだ画像データを外部の画像処理装置などで処理するために出力したり、外部のホスト装置であるコンピュータ１１８、あるいは画像処理装置からの画像データをプリンタ１１３で出力するための切り替え機能を有する。
【００４６】
画像形成用プリンタγ（プロコンγ）補正回路１１２は、Ｉ／Ｆセレクタ１１１からの画像信号を階調変換テーブルを用いて変換し、後述するレーザ変調回路に出力する。
【００４７】
プリンタ部は、前述のようにＩ／Ｆセレクタ１１１と、画像形成用プリンタγ１１２と、プリンタ１１３と、システムコントローラ１１７とから構成され、スキャナ・ＩＰＵ部とは独立しても使用可能である。ホスト装置であるコンピュータ１１８からの画像信号は、プリンターコントローラ１１９を介してＩ／Ｆセレクタ１１１に入力され、画像形成用プリンタγ補正回路１１２により階調変換され、プリンタ１１３により画像形成が行われて出力することにより、プリンタとして使用できる。
【００４８】
画像処理部であるスキャナ・ＩＰＵ部は、ＣＰＵ１１５により制御される。ＣＰＵ１１５は、ＲＯＭ１１４とＲＡＭ１１６とシステムバス１２５とに接続されている。また、ＣＰＵ１１５は、シリアルＩ／Ｆを通じて、システムコントローラ１１７と接続されており、図示しない操作部などからのコマンドが、システムコントローラ１１７を通じて送信される。送信された画質モード、濃度情報及び領域情報等に基づいて上述したそれぞれの画像処理回路に対する各種パラメータが設定される。パターン発生回路１２１、１２２は、それぞれ画像処理部、画像形成部で使用する階調パターンを発生させる。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態である画像形成装置の概略機構を示す断面図である。図２において、複写機本体１は、ほぼ中央部に配置された像担持体としてのφ１２０［ｍｍ］の有機感光体（ＯＰＣ）である感光体ドラム２と、その周囲には、感光体ドラム２の表面に帯電する帯電チャージャ３と、一様に帯電された感光体ドラム２の表面上に半導体レーザ光を照射して静電潜像を形成するレーザ光学系４と、静電潜像に各色トナーを供給して現像し、各色毎にトナー像を得る黒現像装置５及びイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの３つのカラー現像装置６、７、８と、感光体ドラム２上に形成された各色毎のトナー像を順次転写する中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９に転写電圧を印加するバイアスローラ１０と、転写後の感光体ドラム２の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１１と、転写後の感光体ドラム２の表面に残留する電荷を除去する除電部１２とが順次配列されている。
【００５０】
また、中間転写ベルト９には、転写されたトナー像を転写材に転写する電圧を印加するための転写バイアスローラ１３及び転写材に転写後に残留したトナー像をクリーニングするためのベルトクリーニング装置１４が配設されている。中間転写ベルト９から剥離された転写材を搬送する搬送ベルト１５の出口側端部には、トナー像を加熱及び加圧して定着させる定着装置１６が配置されているとともに、この定着装置１６の出口部には、排紙トレイ１７が取り付けられている。
【００５１】
レーザ光学系４の上部には、複写機本体１の上部に配置された原稿載置台としてのコンタクトガラス１８、このコンタクトガラス１８上の原稿に走査光を照射する露光ランプ１９、原稿からの反射光を反射ミラー２１によって結像レンズ２２に導き、光電変換素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）のイメージセンサアレイ２３に入光させる。ＣＣＤのイメージセンサアレイ２３で電気信号に変換された画像信号は図示しない画像処理装置を経て、レーザ光学系４中の半導体レーザのレーザ発振を制御する。
【００５２】
図３は、本発明の実施形態である画像形成装置に内蔵される制御系の拡大断面図である。図３に示したように制御系は、メイン制御部（ＣＰＵ）３０を備え、このメイン制御部３０に対して所定のＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２が付設されているとともに、メイン制御部３０には、インタフェースＩ／Ｏ３３を介してレーザ光学系制御部３４と、電源回路３５と、光学センサ３６と、トナー濃度センサ３７と、環境センサ３８と、電位センサ３９と、トナー補給回路４０と、中間転写ベルト駆動部４１と、操作部４２とがそれぞれ接続されている。
【００５３】
レーザ光学系制御部３４は、レーザ光学系４のレーザ出力を調整するものであり、また電源回路３５は、帯電チャージャ１３に対して所定の帯電用放電電圧を与えると共に、黒現像装置５、カラー現像装置６、７、８に対して所定電圧の現像バイアスを与え、かつバイアスローラ１０および転写バイアスローラ１３に対して所定の転写電圧を与えるものである。
【００５４】
光学センサ３６は、感光体ドラム２の転写後の領域に隣接配置される発光ダイオードなどの発光素子とフォトセンサなどの受光素子とからなり、感光体ドラム２上に形成される検知パターン潜像のトナー像におけるトナー付着量及び地肌部におけるトナー付着量が各色毎にそれぞれ検知されるとともに、感光体除電後のいわゆる残留電位が電位センサ３９により検知されるようになっている。
【００５５】
この光学センサ３６からの検知出力信号は、図示しない光学センサ制御部に印加されている。光学センサ制御部は、検知パターントナー像に於けるトナー付着量と地肌部におけるトナー付着量との比率を求め、その比率値を基準値と比較して画像濃度の変動を検知し、トナー濃度センサ３７の制御値の補正を行なっている。さらに、トナー濃度センサ３７は、黒現像装置５からカラー現像装置６、７、８内に存在する現像剤の透磁率変化に基づいてトナー濃度を検知する。さらに、トナー濃度センサ３７は、検知されたトナー濃度値と基準値と比較し、トナー濃度が一定値を下回ってトナー不足状態になった場合に、その不足分に対応した大きさのトナー補給信号をトナー補給回路４０に印加する機能を備えている。電位センサ３９は、像担持体である感光体ドラム２上の表面電位を検知し、中間転写ベルト駆動部４１は、中間転写ベルト９の駆動を制御する。
【００５６】
黒現像装置５内に黒トナーとキャリアを含む現像剤が収容されていて、これは、現像剤撹拌部材の回転によって撹拌され、現像スリーブ４５上で、現像剤規制部材４４によってスリーブ４５上に汲み上げられる現像剤量を調整する。この供給された現像剤は、現像スリーブ４５上に磁気的に担持されつつ、磁気ブラシとして現像スリーブ４５の回転方向Ｓに回転する。
【００５７】
図４は、本発明の実施形態である画像形成装置の処理例のうち、特に、画像処理用プリンタγ補正回路１０９、階調処理回路１１０を示したブロック構成図である。図４において、原稿上の指定されたエリア情報と画像読み取り時の読み取り位置情報とを比較し、エリア処理回路１０２からエリア信号が発生される。エリア信号に基づいて、スキャナγ変換回路１０３、ＭＴＦフィルタ回路１０５、色変換ＵＣＲ回路１０６、画像加工回路１０８、画像処理用プリンタγ補正回路１０９、階調処理回路１１０で使用するパラメータを変更する。
【００５８】
画像処理用プリンタγ補正回路１０９内では、エリア処理回路１０２からのエリア信号をデコーダ１でデコードし、セレクタ１により、文字、インクジェットなどの複数の階調変換テーブルの中から選択する。図４における原稿の例では、文字の領域０と、印画紙の領域１と、インクジェットの領域２が存在する例を図示している。文字の領域０に対しては、文字用の階調変換テーブル１、印画紙の領域１に対しては、印画紙用の階調変換テーブル３、インクジェットの領域２に対しては、インクジェット用の階調変換テーブル２がそれぞれ一例として選択される。
【００５９】
画像処理用プリンタγ補正回路１０９で階調変換処理された画像信号は、階調処理回路１１０の中で再びエリア信号に対応させてデコーダ２によってデコードされた信号に基づいて、セレクタ２により、使用する階調処理方法を切り替える。使用可能な階調処理としては、ディザを使用しない処理方法、ディザを行う処理方法、誤差拡散処理方法などがある。誤差拡散処理方法は、インクジェット原稿に対して行う。
【００６０】
階調処理後の画像信号はセレクタ３に送られ、デコーダ３からの読み取り位置情報に基づいてライン１であるか、またはライン２であるかを選択する。ライン１及びライン２は副走査方向に１画素異なる毎に切り替えられる。ライン１のデータは、セレクタ３の下流に位置するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ ＦｉｒｓｔＯｕｔ）メモリに一時的に蓄えられ、ライン１とライン２のデータが出力される。これにより、画素周波数を１／２に下げてＩ／Ｆセレクタ１１１に入力させることができる。
【００６１】
図５は、本発明の実施形態である画像形成装置におけるレーザ変調回路のブロック構成図である。図５において、書き込み周波数は、１８．６［ＭＨ_Z ］であり、１画素の走査時間は、５３．８［ｎｓｅｃ］である。８ビットの画像データは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５１でγ変換を行うことができる。
【００６２】
入力された位置情報は、パルス幅変調回路（ＰＷＭ）１５２で８ビットの画像信号の上位３ビットの信号に基づいて８値のパルス幅に変換され、パワー変調回路（ＰＭ）１５３で下位５ビットで３２値のパワー変調が行われ、レーザダイオード（ＬＤ）１５４が変調された信号に基づいて発光する。フォトディテクタ（ＰＤ）１５５で発光強度をモニタし、１ドット毎に補正を行う。レーザ光の強度の最大値は、画像信号とは独立に８ビット（２５６段階）に可変できる。
【００６３】
１画素の大きさに対し、主走査方向のビーム径（これは、静止時のビームの強度が最大値に対し、１／ｅ² に減衰するときの幅として定義される）は、９０［％］以下、望ましくは８０［％］である。６００ＤＰＩ、１画素４２．３［μｍ］では、ビーム径は主走査方向５０［μｍ］、副走査方向６０［μｍ］が使用される。
【００６４】
図６は、画像処理用プリンタγ変換回路１０９で行われる階調変換テーブル（ＬＵＴ）１５１の階調変換曲線の作成方法についてのフローチャートである。階調変換曲線を作成する手順は、まず、全体の湾曲度（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を選択する（ＳＴＥＰ１）。続いて、低画像濃度（ハイライト）部の湾曲度ｈを選択する（ＳＴＥＰ２）。高画像濃度（シャドー）部の湾曲度ｓを選択した後（ＳＴＥＰ３）、画像濃度を所望の値になるように、全体に係数ＩＤＭＡＸを掛ける（ＳＴＥＰ４）。
【００６５】
図６に示されるＳＴＥＰ１の処理について図７に基づいて説明する。基準となる階調曲線Ａに対し、全体の湾曲度を変える階調変換をＢとし、ハイライト領域（低濃度領域）の湾曲度を変える階調変換をＣＨ、シャドー領域（高濃度領域）の湾曲度を変える階調変換をＣＳとする。階調曲線Ａを階調変換Ｂによって階調変換処理したものを階調曲線Ｅとし、これをＥ＝Ｂ（Ａ）と表記する。
【００６６】
これは、具体的に、プログラム言語Ｃの書式を用いて概略を表記すると、以下のように示される。

【００６７】
ここで、階調変換Ｂは、階調曲線Ａの湾曲度を変えるための関数を備える。この関数の一例としては、８ビット画像信号の場合、０＝Ｂ（０、ｎ）、２５５＝Ｂ（２５５、ｎ）（ｎは任意の整数）を満たす２次のベジエ関数を用いることができる。
【００６８】
上記の条件を満たすベジエ関数は、始点Ｐ０（０、０）と終点Ｐ１（２５５、２５５）とを結ぶ直線Ｐ０Ｐ１を交わる直線Ｌと、その直線Ｌ上に存在し、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌとの交点からの距離ｄをパラメータとする制御点Ｐ２とから２次のベジエ曲線として表される。
【００６９】
上記の関数では、関数Ｂの引数である整数ｃｕｒｖａｔｕｒｅに応じて距離ｄを比例させることにより、湾曲度を変えることができる。一例として、直線Ｐ０Ｐ１と直交する直線Ｌ１に対する場合と、図の縦軸に平行な直線Ｌ２に対する場合について述べる。
【００７０】
第１の例における制御点を、両端点Ｐ０、Ｐ１の作る線分Ｐ０Ｐ１の中心点ＰＣ＝( Ｐ０＋Ｐ１）／２＝（１２７．５、１２７．５）、または、（１２７、１２７）ｏｒ（１２８、１２８）に対し、この点に対する距離ｄをパラメータとしたとき、制御点Ｐ２は、以下の数式によって示される（図８参照）。
Ｐ2(d)＝ＰＣ＋( −d/√2 、d/√2)＝(127.5−d/√2 、127.5 ＋d/√2)…式３
【００７１】
これにより、階調変換曲線Ｐ（ｄ、ｔ）は、以下の数式によって与えられる。
Ｐ(d、t)＝Ｐ0 ・t²＋2 ・Ｐ2(d)・t ・(1−t)＋Ｐ1 ・(1−t)² …式４
【００７２】
但し、ｔは０≦ｔ≦１の媒介変数である。Ｐ（ｄ、ｔ）は、階調変換曲線への入力ｘと出力ｙの組（ｘ、ｙ）として与えられるので、関数Ｂへの引数として与えられた整数Ａからｘ＝Ａとして、式４からｔを求め、求められたｔを再び式４に代入し、出力値ｙを求める。
【００７３】
実際には、上記のような計算を毎回行う代わりに、予め（ｘ、ｙ）の全ての組（０≦ｘ≦２５５）について求め、それを階調補正テーブルとして、ＲＯＭに記憶させておくことにより、計算時間を省略することができる。この階調補正テーブルを湾曲度を変えて数組（あるいは数１０組）をＲＯＭに保持する。湾曲度は、前述した関数Ｂへの引数ｃｕｒｖａｔｕｒｅで与えられる。
【００７４】
これにより、＜リスト１＞は、以下のように書き換えられる。

【００７５】
なお、上記の〈リスト２〉では、ｔａｂｌｅ ｍａｘ＝９としていることから、湾曲度が異なるテーブルの本数を９本としている。なお、上記例では、ベジエ関数を用いたが、他にも、必要に応じて高次関数や指数・対数関数などを用いることもできる。
【００７６】
次に、図６に示されるＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ３の処理について図８及び図９び示されるグラフに基づいて説明する。上記と同様にして、低画像濃度（ハイライト）領域、高画像濃度（シャドー）領域の湾曲度を変えることができる。
【００７７】
＜リスト２＞をより一般的な形に書き直すと以下のように示される。

【００７８】
ハイライト変換曲線ＣＨ［ｈ］、シャドー変換曲線ＣＳ［ｓ］の変換を実行すると、以下のように表すことができる。

【００７９】
この中で、ｃｕｒｖａｔｕｒｅ、ｈ、ｓは、それぞれ全体、ハイライト部、シャドー部の湾曲度を決める値である。なお、ハイライト部とシャドー部の湾曲は、互いに独立に作成されている。
【００８０】
ハイライト領域、およびシャドー領域のように、特定の濃度領域の湾曲度を変えるための階調変換曲線を次のように生成する。始点Ｐ０と終点Ｐ１とを結ぶ直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｐ０Ｐ１を交わる直線Ｌ１と、その直線Ｌ１上に存在し、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌ１との交点からの距離ｄをパラメータとする制御点Ｐ３とから３次のベジエ曲線を用いて階調変換曲線を生成する。ここでは、一例として、直線Ｐ０Ｐ１と直交する直線Ｌ１に対する場合と、縦軸に平行な直線Ｌ２に対する実施例について述べる。
【００８１】
ハイライト領域の階調特性を変える変換曲線は、図９に示すように、一例として次のように生成する。始点Ｐ０、終点Ｐ１をそれぞれＰ０＝（０、０）、Ｐ１＝（２５５、２５５）とし、第１の制御点Ｐ２をＰ２＝（３２、３２）とする。
【００８２】
第１の例における制御点Ｐ３は、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌ１との交点からの距離ｄをパラメータとして、以下の数式に示される。
Ｐ3 (d) ＝(16 、16) ＋( −d/√2 、d/√2) …式５
【００８３】
第２の例における制御点Ｐ３は、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌ２との交点からの距離ｄをパラメータとして、以下の数式に示される。
Ｐ3 (d) ＝(16 、16) ＋(0、d) …式６
【００８４】
以上のＰ０〜Ｐ３を用いて、階調変換曲線Ｐ（ｄ、ｔ）は、以下の数式によって与える。

【００８５】
ここでは、終点として、Ｐ１＝（２５５、２５５）としたが、終点Ｐ１をＰ１＝（６４、６４）など、線分ｍ：（０、０）−（２５５、２５５）上の点とする。このとき、線分ｍ上で線分Ｐ０Ｐ１に含まれない線分は階調変換としてそのまま恒等変換として用い、それ以外の領域が、ハイライト領域、およびシャドー領域のように、特定の濃度領域の湾曲度を変えるための階調変換曲線として作用する。
【００８６】
図１０は、画像形成部用γテーブルで使用する補正用γ変換テーブルの変換特性を表す図である。図１０に示される第１象限の横軸は、画像形成部用γテーブルで使用する補正用γ変換テーブルへの入力値、縦軸は、出力値で、これはレーザの書込み信号に相当する。第２象限の横軸は、感光体上の表面電位［Ｖｏｌｔｓ］で、第２象限は感光体の光減衰特性（潜像特性）を表す。第３象限の縦軸は、感光体上に付着したトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ² ］で、第３象限は、現像特性を表す。第４象限は、目標とする階調特性を表している。
【００８７】
ここでは、画像形成用プリンタγ回路１１２の目標とすべき階調特性を求めることが目的である。図１０では、初期値として線形（リニア）な特性を示している。第２象限の（ａ）潜像特性１は、帯電電位ＶＤ、現像バイアス（ＤＣ成分）ＶＢ、露光電位ＶＬからなる潜像条件のうち、ＶＤとＶＬの差の絶対値｜ＶＤ−ＶＬ｜が最も大きくなる条件での潜像特性である。一方、（ｂ）潜像特性２は、同じくＶＤとＶＬの差の絶対値｜ＶＤ−ＶＬ｜が最も小さくなる条件での潜像特性である。
【００８８】
（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２は、レーザの書込み値ＬＤ＝０〜２５５（８ビット処理の場合）のそれぞれに対する感光体ドラム２の表面電位の測定結果である。これは、電位センサ３９によって測定される。図１０中の（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２は、それぞれ模式的に折れ線および曲線で表しているが、これは、ＬＤ＝０〜２５５のすべての書込み値に対して測定をすることが必要ではない。
【００８９】
図１１は、図１０に示された目標とする階調特性を作成する際の手順を示すフローチャートである。まず、潜像特性を検知するために、電位条件として電位制御条件の上限値（および下限値）を設定する（ＳＴＥＰ３００）。上限値の設定は、一例として、ＶＤ＝−９００［Ｖ］、ＶＢ＝−７５０［Ｖ］、ＶＬ＝−１００［Ｖ］である。一方、下限値の設定は、ＶＤ＝−４００［Ｖ］、ＶＢ＝−２５０［Ｖ］、ＶＬ＝−１００［Ｖ］である。
【００９０】
ＬＤ＝０〜２５５のうちの任意の１０点ＬＤ［ｉ］（ｉ＝０〜９）を選択し、感光体ドラム２上に潜像パターンを形成し（ＳＴＥＰ３０１）、それぞれの書込み値ＬＤ［ｉ］（ｉ＝０〜９）に対して感光体ドラム２の表面電位を測定する（ＳＴＥＰ３０２）。電位制御条件の上限値を測定した場合には、下限値を測定するために、再び設定する（ＳＴＥＰ３００）。
【００９１】
次に、感光体ドラム２上の表面電位の測定結果を補間し、潜像特性１および２を求め（ＳＴＥＰ３０３）、得られた（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２に対して次の処理を行う。第４象限の目標とする階調特性として所定の値（図ではをリニア）を仮定する（ＳＴＥＰ３０４）。続いて、（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２のそれぞれに対して（ｃ）現像特性１及び（ｄ）現像特性２を仮定し（ＳＴＥＰ３０５）、目標とする階調特性を得るための補正用γ変換テーブルを作成する（ＳＴＥＰ３０６）。
【００９２】
現像特性は、次のような模式的な特性を仮定する。感光体ドラム２上の表面電位とトナー付着量が、帯電電位ＶＤの時、感光体上のトナー付着量は、０［ｍｇ／ｃｍ² ］、現像バイアスのＤＣ成分ＶＤの時は、（Ｍ／Ａ）₀ ［ｍｇ／ｃｍ² ］、露光電位ＶＬの時、（Ｍ／Ａ)₁［ｍｇ／ｃｍ² ］、とする。
【００９３】
なお、ここでは、模式的な現像特性を仮定したが、後述する方法により、感光体上のトナー付着量を光学センサなどを用いて検知し、その結果を用いることも可能である。
【００９４】
露光電位ＶＬの時のトナー付着量（Ｍ／Ａ）₁ は、電位制御上のトナー付着量の目標値である。このようにして作成した補正用γ変換テーブルは、第１象限のテーブル特性１及びテーブル特性２である。
【００９５】
第１象限の（ｇ）無変換特性は、入力信号０〜２５５のそれぞれに対して出力０〜２５５のすべての値を取り得るため、有効な階調数は２５６階調であり、最も有効階調数が多い。（ｇ）無変換特性は、入力と出力の関係を示す傾きが４５°であるが、それに対して、わずかでも傾きが大きかったり、または小さかったりすると有効階調数は減ってしまう。従って、第１象限のテーブル特性は、無変換特性に近いことが望ましい。
【００９６】
第１象限のテーブル特性を（ｇ）無変換特性と比較すると、（ｅ）テーブル特性１（変更前）は、無変換特性に近いが、（ｆ）テーブル特性２（変更前）は、無変換特性と比較するとかなり下に凸な特性で、中間の入力値から０付近にかけてフラットな特性となっている。従って、（ｆ）テーブル特性２（変更前）は、かなり有効階調数が失われている。
【００９７】
現像剤の特性の経時変化を補正するために、（ｅ）テーブル特性１（変更前）から（ｆ）テーブル特性２（変更前）へと順次変更する必要がある場合を考える。この場合、初期は無変換特性に近く、有効な階調数が多いが、時間の経過とともに有効階調数が減っていくことになる。これに対し、初期から経時にかけて、平均的に無変換特性に近く、有効階調数の変化が少ないようにするために、第４象限の目標とする階調特性を変更する。
【００９８】
図１２は、画像形成用プリンタγ変換回路１１２で使用する補正用γ変換テーブルの変換特性を表す別の図である。第４象限の目標とする階調特性を、（ｈ）階調特性（変更前）から（ｉ）階調特性（変更後）に変更する。すると、第１象限の（ｅ）テーブル特性１（変更前）および（ｆ）テーブル特性２（変更前）から（ｊ）テーブル特性１（変更後）および（ｋ）テーブル特性２（変更後）に変更になる。
【００９９】
上記のように変換すると、現像特性の経時変化に応じて、潜像特性を（ａ）潜像特性１から（ｂ）潜像特性２に変更するにつれて、（ｊ）テーブル特性１（変更前）から（ｋ）テーブル特性２（変更後）と変更していく。（ｊ）テーブル特性１（変更前）と（ｋ）テーブル特性２（変更後）とは、（ｇ）無変換特性に対してほぼ線対称であり、（ｇ）無変換特性に対して有効階調数の減少量がほぼ等しい。
【０１００】
図１３は、図１２に示される第４象限の（ｈ）階調特性（変更前）および（ｉ）階調特性（変更後）のそれぞれに対応する（ｌ）有効階調数（変更前）、（ｍ）有効階調数（変更後）の変化を示した図である。この変化は、（ａ）潜像特性１から（ｂ）潜像特性２へと現像特性の経時変化に応じて潜像条件を変更した場合の有効階調数を表している。このグラフは、上限値である２５５に近い方が望ましい。
【０１０１】
ハッチング▲１▼は、変更前の有効階調数が変更後の有効階調数よりも大きい領域を表し、ハッチング▲２▼は、変更後の有効階調数が変更前の有効階調数よりも大きい領域を表す。
【０１０２】
図１２の第４象限の（ｉ）階調特性（変更後）の有効階調数が大きく、有効階調数が低下する領域が少ない。図１１のフローチャートに戻って説明すると、目標とする階調特性を変更し（ＳＴＥＰ３０７）、目標とする階調特性を記憶する（ＳＴＥＰ３０８）。現像特性を検知しているか否か確認し（ＳＴＥＰ３０９）、検知していない場合には、現像特性を検知する（ＳＴＥＰ３１０）。ＳＴＥＰ３０９において、現像特性を検知すると、ＳＴＥＰ３０７で求めた階調特性から補正用γ変換テーブルを作成し、記憶する（ＳＴＥＰ３１１）。
【０１０３】
図１４は、目標とする階調特性の求め方を示す図である。ここでは、図１２に示される第１象限の（ｅ）テーブル特性１と（ｆ）テーブル特性２との平均を取った補正用γ変換テーブルを作成する。（ｅ）テーブル特性１（変更前）をＡ₁ ≡（ｉ、Ａ₁ ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）、（ｆ）テーブル特性２（変更前）をＡ₂ ≡（ｉ、Ａ₂ ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）、平均テーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）と表し、プログラム言語ｃ／ｃ＋＋を用いて表すと、以下のように示される。

【０１０４】
〈リスト５〉で示されたプログラムを用いて平均したテーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を得る。ここで、（ｘ、ｙ）のｘが入力（第１象限の横軸）、ｙは出力（第１象限の縦軸）、ａ₁ 、ａ₂ は、Ａ₁ ［ｉ］、Ａ₂ ［ｉ］それぞれに対する重み係数である。重み係数ａ₁ 、ａ₂ が１の場合は単純平均になる。ａ₁ もしくはａ₂ の係数を他方よりも大きくした場合には、大きくした係数をかけたテーブルＡ₁[ｉ] もしくはＡ₂[ｉ] の電位制御条件を採用した場合に有効階調数が大きくなる。
【０１０５】
上記のテーブルＢを（ｇ）無変換特性Ｅ≡（ｉ、ｉ）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を得るように、第４象限の目標階調特性を変更する。目標階調特性とするテーブルＣ≡（ｉ、Ｃ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を求める方法を図１４並びに図１５に示されるフローチャートに基づいて説明する。
【０１０６】
テーブルＣのｉ番目の成分（ｉ、Ｃ［ｉ］）を以下のようにして求める。矢印（１）に示すように、目標とする（ここでは、ｇ）無変換特性Ｅ≡（ｉ、ｉ））（ｉ＝０、１、２、…、２５５））に対する入力値ｉの時に得られるべき出力値（ここでは、ｉ）を求める（ＳＴＥＰ３２０）。矢印（２）に示すように、テーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）の出力をｉとする入力値ｊ＝（ｊ、Ｂ［ｊ］）を求める（ＳＴＥＰ３２１）。テーブルは離散値であるため、出力値ｉに一致するＢ［ｊ］が得られない場合が往々にしてある。この場合には、線形補間もしくはスプライン関数などを用いてＢ［ｊ’］を求める。ここでｊ' は整数値ではなく、実数値である。
【０１０７】
整数値ｊに対して、
Ｂ［ｊ］≦ｉ＝Ｂ［ｊ’］≦Ｂ［ｊ＋１］
（等号は、Ｂ［ｊ］＝Ｂ［ｊ＋１］の場合に成り立つ） …式８
【０１０８】
整数値ｊに対して、上記式８に示されるようになる実数値ｊ' を以下の数式に基づいて補間処理する。
（ｊ、Ｂ［ｊ］）と（ｊ＋１、Ｂ［ｊ＋１］） …式９
【０１０９】
上記補間処理は、以下に示されるＳＴＥＰにおいても同様である。
矢印（３）に示すように、第４象限の（ｈ）階調特性（変更前）Ｃ０≡（ｉ、（Ｍ／ａ）ｉ）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）において、ＳＴＥＰ３２１で求めた入力値ｊに対する出力値（Ｍ／Ａ）ｊを求める（ＳＴＥＰ３２２）。矢印（４）に示すように、（ｉ）階調特性（変更後）の入力値を（１) のｉとし、出力値をＳＴＥＰ３２２で求めた（Ｍ／Ａ）ｊを出力値とし、目標特性とするテーブルＣ≡（ｉ、Ｃ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）とする（ＳＴＥＰ３２３）。
【０１１０】
（ｅ）テーブル特性１（変更前）Ａ₁ ≡（ｉ、Ａ₁ ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）、（ｆ）テーブル特性２（変更前）Ａ₂ ≡（ｉ、Ａ₂ ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を、ＳＴＥＰ３２３で求めた（ｉ）階調特性（変更後）を得られるように変更すると、それぞれ（ｊ）テーブル特性１（変更後）、（ｋ）テーブル特性２（変更後）を得る。
【０１１１】
上記のようにして求めた（ｊ）テーブル特性１（変更後）、（ｋ）テーブル特性２（変更後）は、図１６に示すように（ｇ）無変換特性に対して線対称となる。
【０１１２】
現像特性の経時変化を補正するための電位制御条件が、電位制御条件の上限値と下限値の間ではなく、電位制御条件の中間の値から、上限値または下限値へと変化していく場合には、図１２の第２象限の（ａ）潜像特性１を潜像条件の初期値とし、（ｂ）潜像特性２を潜像特性の下限値または上限値とする。
【０１１３】
次に、図１７のフローチャートに基づいて説明する。
まず、現像特性を検知し（ＳＴＥＰ３３０）、検知された現像特性から、初期の電位制御条件を求める（ＳＴＥＰ３３１）。続いて、電位制御条件の上限値または下限値を、現像剤の経時変化の特性に応じて選択し、潜像特性を求め（ＳＴＥＰ３３２）、目標とする階調特性を求める（ＳＴＥＰ３３３）。次に、ＳＴＥＰ３３０で検知された現像特性に応じて補正テーブル特性を求めて（ＳＴＥＰ３３４）、画像処理部におけるプリンタγの調整を行う（ＳＴＥＰ３３５）。
【０１１４】
画像処理部におけるプリンタγの調整は、後述する自動階調補正（ＡＣＣ）の機能を使用したり、図示しないマニュアル調整画面により、ハイライト、ミドル、シャドーなどの濃度領域毎に行う。画像処理部のプリンタγと画像形成部のプリンタγとは、疑似輪郭の発生を防止するために合成して使用することも可能である。
【０１１５】
電位制御条件の上限値または下限値のみではなく、複数の潜像条件を用いて目標とする階調特性を求める。ｎ個の電位制御条件のそれぞれについて、ｎ個のテーブル特性（変更前）を求め、これをＡｋ≡（ｉ、Ａｋ［ｉ］）（ｋ＝０、１、…、ｎ−１；ｉ＝０、１、２、…、２５５）とする。
【０１１６】
平均テーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を以下に示す数式に基づいて求める。
【０１１７】
【数２】

【０１１８】
ここで、ａ_k は、ｋ番目のテーブルにかける重み係数である。このようにすることにより、電位制御条件が異なる場合に得られた補正テーブルの違いを考慮することができる。以降の処理は前述した方法を使用するものである。
【０１１９】
図１８は、図１２の第２象限に相当するグラフを示す図であるが、縦軸は、潜像特性検知時のレーザ出力としている。単位は、［ｍＪ／ｃｍ² ］で、感光体ドラム２上に照射するレーザのエネルギーを表す。
【０１２０】
潜像特性検知のレーザ出力時には、帯電電位ＶＤをＶＤ３としており、潜像特性１検知時の帯電電位ＶＤ１および潜像特性２検知時の帯電電位ＶＤ２よりも（絶対値で）大きな値としている。ただし、ＶＤ３＝ＶＤ２としても良い。
【０１２１】
図１２の（ａ）潜像特性１を求める場合には、第２象限の縦軸の原点ＯをＯ１と見なし、（ｂ）潜像特性２を求める場合には、第２象限の縦軸の原点ＯをＯ２と見なすことにより、必要とする潜像特性を得ることができる。
【０１２２】
画像形成用プリンタγ変換回路１１２において設定する補正用γ変換テーブルの作成方法について述べる。まず初めに、潜像特性の検知方法について図１９のフローチャートに基づいて説明する。
【０１２３】
図２０に図示される感光体ドラム２上にｎｐ個（ここでは、ｎｐ＝１２）の濃度階調パターンを形成する（ＳＴＥＰ２１９）。電位センサ３９で感光体ドラム２上の表面電位Ｖｓｉ（ｉ＝１、２、…、ｎｐ）を読み込む（ＳＴＥＰ２２０）。現像器によりトナーを付着させ現像することにより、パターンを顕像化する（ＳＴＥＰ２２１）。感光体ドラム２の回転方向Ａ下流側に存在する光学センサ３６により、感光体ドラム２上のトナー像の検知出力Ｖｐｉ（ｉ＝１、２、…、ｎｐ）を得る（ＳＴＥＰ２２２）。
【０１２４】
検知に用いるレーザ出力は、一例として、画像信号の値（１６進数表示）で以下に示されるものを用いる。
00（Ｈ）、10（Ｈ）、20（Ｈ）、30（Ｈ）、40（Ｈ）、50（Ｈ）、
60（Ｈ）、70（Ｈ）、90（Ｈ）、B0（Ｈ）、D0（Ｈ）、FF（Ｈ）
【０１２５】
主走査方向の２画素づつの画像信号の和をその値に応じて次のように２画素に割り振る。すなわち、１画素目の画像信号をＮ１、２画素目の画像信号をＮ２、処理後の１画素目の画像信号をＮ１* 、２画素目の画像信号をＮ２* とすると、Ｎ１＋Ｎ２≦ＦＦ（Ｈ）のとき、
Ｎ1*＝Ｎ1 ＋Ｎ2
Ｎ2*＝0
Ｎ１＋Ｎ２＞ＦＦ（Ｈ）のとき、
Ｎ1*＝ＦＦ（Ｈ）
Ｎ2*＝Ｎ1 ＋Ｎ2 −ＦＦ（Ｈ）
とする。
【０１２６】
図２１は、現像特性を求める方法を示すグラフである。
光学センサ検知データを示すグラフ（ａ）の縦軸は、レーザ出力（または画像出力信号）、横軸は、光学センサ３６の出力を表す。このグラフは、ｎｐ個の濃度階調パターン潜像を感光体ドラム１０２上に形成した後、現像し、そのトナー像の反射光量を光学センサ３６で検知することによって得られる。
【０１２７】
感光体の光減衰特性を示すグラフ（ｂ）の縦軸は、（ａ）と同じくレーザ出力、横軸は、感光体の表面電位を表す。これは、感光体の光減衰特性を表す。これは、グラフ（ａ）と同じく、ｎｐ個の濃度階調パターン潜像を感光体ドラム２上に形成したときの表面電位を電位センサ３９によって測定することにより得られる。
【０１２８】
階調変換テーブルを示すグラフ（ｃ）は、画像形成部に用いる階調変換テーブルを表し、横軸は、画像入力信号（これは、例えば原稿画像の濃度に比例する量）で、縦軸は、レーザの出力または画像入力信号を階調変換テーブルによる変換後を行った画像信号（画像出力信号）を表す。ここでは、画像入力信号は８ビット（２５６値）の分解能を有し、レーザの書込み光量も、同様にレーザの最小値と最大値との間を８（〜１０）ビットの分解能を持つ。
【０１２９】
光学センサ特性を示すグラフ（ｄ）は、検知時に用いられるレーザ出力と画像入力信号との関係を表す。グラフ（ｄ）の縦軸は、感光体上のトナー付着量、横軸は、光学センサ３６の出力を表し、これは、光学センサ３６の出力特性を表す。この特性は、使用するセンサの種類や取付角度や感光体からの距離などによって異なるが、これは予め知られており、ほぼ一定である。
【０１３０】
現像特性を示すグラフ（ｅ）は、感光体ドラム２上の表面電位とトナー付着量の関係（すなわち、現像特性）を表す。縦軸は、トナー付着量、横軸は、表面電位を表し、図中の（ｈ）は、現像バイアスのＤＣ成分を表す。
【０１３１】
再現性を示すグラフ（ｆ）は、画像入力信号に対する感光体上のトナー付着量の関係を表す。グラフ（ｄ）の関係を用いて光学センサの出力ＶＰｉを感光体上トナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉ［ｍｇ／ｃｍ² ］（ｉ＝１、２、…、ｎｐ）に換算する。これは、一例として以下に述べる方法により求める。
【０１３２】
感光体ドラム２上に形成されたトナー像の反射光は、光学センサ３６により検出され、検知信号としてメイン制御部（ＣＰＵ）３０に送られる。ＶＳＰ、ＶＳＧをそれぞれ基準パターン部のトナー付着部からの光学センサ出力及び地肌部の出力として、基準パターンに付着したトナーの単位面積当たりの付着量ｍ１［ｇ/ ｃｍ² ］は、以下の数式によってトナー付着量が換算される。
ｍ１＝−ｌｎ( Ｖ_SP/ Ｖ_SG)/β
β＝−6.0 ×103[ｃｍ²/ｇ] …式１１
【０１３３】
ここで、βは、光学センサ３６の出力とトナー付着量によって決まる定数であり、上記の値は黒トナーの値である。Ｙイエロー、Ｃシアン、Ｍマゼンダのカラートナーについても同様に換算することができる。ここでは、計算を行ったが、予め作成されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５１により、変換することも可能である。
【０１３４】
上記の方法により、感光体ドラム２上の表面電位ＶＳｉとトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉとの関係が求められ、グラフ（ｅ）の現像特性ｉが得られる。
【０１３５】
しかしながら、グラフ（ｄ）に示すように、光学センサ３６の出力は、あるトナー付着量（Ｍ／Ａ）Ｃより高いトナー付着量領域（（Ｍ／Ａ）≧（Ｍ／Ａ）Ｃ）では、一定の値ＶＰ_MIN を示す。一方、図中（ｃ）のｎという画像入力信号以上の画像入力信号に対して、実際には、グラフ（ｂ）に示すように感光体ドラム２の表面電位が低下し、トナー付着量が変化しているにも関わらず、感光体ドラム２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）は常に一定値（Ｍ／Ａ）Ｃになる。そのため、グラフ（ｅ）中で、実際の現像特性がｃであっても、検知した結果から求めた現像特性はｉのようになり、実際の値ｃと検知された値ｉとの間でずれが生じる。
【０１３６】
図２２は、実際の現像特性の値と検知した値とから求めた現像特性のずれの補正処理を示すフローチャートである。まず、画像信号ｉに対する光学センサ３６の検出値ＶＰｉが、所定値ＶＰｃ以上である場合、その検出値から感光体ドラム２上のトナー付着量またはそれにほぼ比例する量（Ｍ／Ａ）ｉに換算する（ＳＴＥＰ２２３）。これらの値から、電位センサ３９の出力値ＶＳｉと（Ｍ／Ａ）ｉとの関係式を求める。ここでは、１次式を用いて次のような関係式を示す。
（Ｍ／Ａ）ｉ＝ａ×ＶＳｉ＋ｂ （ＶＰｉ≧ＶＰｃ） …式１２
【０１３７】
もしくは、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤＣとして、以下の関係式を用いる。
（Ｍ／Ａ）ｉ＝ａ×（ＶＳｉ−ＶＤＣ）＋ｂ （ＶＰｉ≧ＶＰｃ）…式１３
【０１３８】
ここで、ａ、ｂは係数で、ＶＳｉと（Ｍ／Ａ）ｉの値から最小自乗法等の方法を用いて決定する。ここで、光学センサ３６の出力値がＶＰｃとなる感光体上のトナー付着量を（Ｍ／Ａ）Ｃとすると、（Ｍ／Ａ）ｉ≦（Ｍ／Ａ）Ｃを満たす付着量範囲としても同じである。
【０１３９】
感光体ドラム２上のトナー付着量がある値（Ｍ/ Ａ）_MIN より低い領域では、トナー付着量と表面電位との直線関係から、ずれが大きくなる場合がある。それを防ぐために、（Ｍ／Ａ）_MIN ≦（Ｍ／Ａ）Ｃ≦（Ｍ／Ａ）を満たす感光体ドラム２上のトナー付着量の検知結果について（ＳＴＥＰ２２４及びＳＴＥＰ２２５）、前述した式１２及び式１３の係数ａ、ｂを決定する（ＳＴＥＰ２２６）。
【０１４０】
ここでは、トナー付着量を用いたが、（Ｍ／Ａ）_MIN に対応する光学センサ３６の検知出力をＶＰ_MAX として以下の関係式が示される。
ＶＰｃ≦ＶＰ≦ＶＰ_MAX …式１４
【０１４１】
上記式１４を満たすトナー付着領域に対応するトナー付着領域から前述した数式１３の係数ａ、ｂを決定してもよい。（Ｍ／Ａ）ｉが、（Ｍ／Ａ）ｉ＞（Ｍ／Ａ）Ｃかどうかの判断を行う（ＳＴＥＰ２２７）。（Ｍ／Ａ）ｉ＞（Ｍ／Ａ）Ｃである場合には、電位出力ＶＳｉから感光体上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉを求める（ＳＴＥＰ２２８）。
【０１４２】
上記の例では、所定値ＶＰｃに対する光学センサ３６の検知出力の大小関係からその値を用いるかどうかを判断したが、このＶＰｃは以下のように、感光体ドラム２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）の変化Δ（Ｍ／Ａ）に対する光検知手段の出力値ＶＰの変化量ΔＶＰの比の絶対値｜ΔＶＰ/ Δ（Ｍ／Ａ）｜が、所定値｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０と、等しい感光体ドラム２上のトナー付着量を（Ｍ／Ａ）Ｃ、そのときの光学センサ３６の出力値をＶＰｃとすることにより、前述した方法を用いることができる。
【０１４３】
この場合、図２３のグラフに示されるように
｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜≧｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０を満たす感光体ドラム２上のトナー付着量領域が、
（Ｍ／Ａ）≦（Ｍ／Ａ）Ｃと対応し、
｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜＞｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０が、
（Ｍ／Ａ）ｉ≦（Ｍ／Ａ）Ｃに対応する。
【０１４４】
このようにして求められた現像特性ｉと画像信号からグラフ（ｆ）の検知結果ｃが得られる。第１象限のａの階調変換テーブルに対して、第４象限の検知特性ｃが得られた。この結果を用いて、理想特性ｄを得るための補正後の階調変換テーブル（ｂ）を得ることができる。上記のようにして得られた階調変換テーブルを画像形成用階調変換テーブルとして使用する。
【０１４５】
以上の流れを図２４のフローチャートに基づいて説明する。
感光体ドラム２上に基準パターンを形成する（ＳＴＥＰ２２９）。形成された基準パターンを光学センサ３６及び電位センサ３９により検知する（ＳＴＥＰ２３０）。検知された結果と基準パターン形成持に使用したレーザの出力値（画像信号）から、現像特性を予測する（ＳＴＥＰ２３１）。予測された現像特性などから画像形成部用の階調変換テーブルを作成する（ＳＴＥＰ２３２）。
【０１４６】
自動階調補正用の階調パターン出力時に、上述の処理によって形成された階調変換テーブルＢ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）（８ビット処理の場合）により階調パターンの書込み値ｎ［ｊ］（ｊ＝０、１、２、…、１６）（一例である）を変換して使用する。変換後の階調パターンの書込み値をｎ１［ｊ］（ｊ＝０、１、２、…、１６）としたときの処理を一例として、プログラム言語Ｃによって記載すると、以下に示される〈リスト５〉として変換する。

【０１４７】
これは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）である階調変換テーブルＢ[ ｉ] により、ｎ[ ｉ] を変換し、ｎ1[ｉ] を求めたことを意味する。
【０１４８】
次に、現像特性が初期設定時から所定時間後、経時変化した場合の補正方法を述べる。設定時の画像入力信号とレーザ出力との関係をａ、そのときのレーザ出力に対する光学センサ３６の検知データをｂ、前述した方法によって求められた感光体ドラム２上の表面電位に対するトナー付着量の関係をｃ、また、画像入力画像信号と感光体ドラム２上のトナー付着量との関係をｄとする。
【０１４９】
所定時間後の光学センサ３６の検知出力がｂ’となったとすると、これは、現像特性がｃからｃ’に変化したことを表し、その結果、画像入力画像信号に対する感光体上のトナー付着量との関係はｄ’となったことを表す。そのため、初期と所定時間後では、階調性は変化してしまっている。
【０１５０】
初期と所定時間後で階調性が変化してしまっていることが、画像再現の点から望ましいことではない。そのため、これを次のように補正する。第１象限の画像入力信号ｎとレーザ出力Ｐとの関係は、初期設定時には、ａに示すように、線形の関係であるとする。即ち、画像信号ＦＦＨの時のレーザ光量をＰＭＡＸとして表すと以下の数式になる。
Ｐ＝ＰＭＡＸ／ＦＦ（Ｈ）×ｎ …式１５
【０１５１】
初期設定時と所定時間後の経時変化した階調特性を見かけ上変化していないように現像特性を補正する処理について図２５のフローチャートに基づいて説明する。上述した方法により現像特性を検知する（ＳＴＥＰ２３３）。光学センサ３６と電位センサ３９の検知結果から求めた感光体ドラム２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉ（ｔ）をメモリに記憶する（ＳＴＥＰ２３４）。ここで、ｔは、現在の時刻を表す。次に、現像特性の補正を行う（ＳＴＥＰ２３５）。画像入力信号とレーザ出力との関係がａであるとき、画像入力信号ｉに対するレーザ出力はＰｉに対し、感光体ドラム２上のトナー付着量は、初期（Ｍ／Ａ）ｉ（０）から所定時間後、（Ｍ／Ａ）ｉ（ｔ）に変化している。一方、画像入力信号ｊに対して、レーザ出力はＰｊで、このレーザ出力に対する感光体ドラム２上のトナー付着量は、初期（Ｍ／Ａ）ｊ（０）から所定時間後、（Ｍ／Ａ）ｊ（ｔ）に変化している。
【０１５２】
上記の場合、特に（Ｍ／Ａ）ｉ（０）＝（Ｍ／Ａ）ｊ（ｔ）である場合、所定時間後の画像入力信号ｉとレーザ出力との関係を、ｉ→Ｐｉからｉ→Ｐｊと変更することにより、見かけ上、画像入力信号に対する画像濃度が初期と所定時間後で変化していないことになる。
【０１５３】
ｎｐ個の検知データを用いて、同様な処理を行うことにより、特性ａ’を求めることができる。この際、実際の測定点の間の値は、直線補間を行うか、スプライン曲線などにより、補間することで与えることができる。あるいは、全ての点について計算を行わずに、検知されたｎｐ個のデータ点または、その中の何点かについて、上記の計算を行い、その値を用いてＲＯＭに記憶されたルックアップテーブルを選択し、それを補正特性ａ’として用いてもよい。
【０１５４】
上記の方法によって得られた所定時間後の特性ａ’において、画像入力信号ＦＦＨに対応するレーザ出力をＰＭＡＸ（ｔ）、初期設定時の画像入力信号ＦＦＨのレーザ出力をＰＭＡＸ（０）とした場合、ＰＭＡＸ（０）≠ＰＭＡＸ（ｔ）である時の補正方法として、画像信号００（Ｈ）でのレーザ出力Ｐ００とＰＭＡＸ（０）との間の分解能を維持したままで、ＰＭＡＸ（ｔ）＝Ｐｋ（０）となる画像入力信号ｋまでを使用する場合と、ＰＭＡＸ（ｔ）との間を８〜１０ビットの分解能を持たせる場合の２つの補正方法がある。
【０１５５】
本発明では、上記の２つのいずれの方法を用いてもよいが、前者の場合は、レーザ光量の最大値を変更しないため、作像条件の制御が簡単になるが、実質的な階調数が減ってしまう可能性がある。
【０１５６】
次に、画像濃度（階調性）の自動階調補正（ＡＣＣ：Ａｕｔｏ Ｃｏｌｏｒ
Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）の動作例を図２６のフローチャートに基づいて、図２７〜図３４を参照しながら説明する。
【０１５７】
図２７に示される操作部の液晶画面において、ＡＣＣ（自動階調補正）メニューを呼び出すと、図２８の画面が表示される。コピー使用時、あるいはプリンタ使用時用の自動階調補正の［実行］を選択すると、図２９の画面が表示される。コピー使用時を選択した場合には、コピー使用時に使用する階調補正テーブルが、プリンタ使用時を選択するとプリンタ使用時の階調補正テーブルが参照データに基づいて変更される。
【０１５８】
ここで、印刷スタートキーを選択すると、図３０に示すような、ＹＭＣＫ各色、及び文字、写真の各画質モードに対応した、複数の濃度階調パターンを転写材上に形成する（ＳＴＥＰ１１）。この濃度階調パターンは、あらかじめスキャナ・ＩＰＵ部のＲＯＭ１１４中に記憶・設定がなされている。パターンの書込み値は、後述する方法によって現像特性の検知結果に応じて変更する。
【０１５９】
ここでは、一例として１６進数表示で、００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、…、ＥＥｈ、ＦＦｈの１６パターンを使用した場合について説明する。図３０では、地肌部を除いて５階調分のパッチを表示しているが、００ｈ−ＦＦｈの８ビット信号の内、任意の値を選択することができる。文字モードでは、パターン処理などのディザ処理を行わず、１ドット２５６階調でパターンが形成され、写真モードでは、主走査方向に隣接した２画素ずつの書込み値の和を配分してレーザの書込み値が形成される。すなわち、１画素目の画素の書込み値がｎ１、２画素目の書込み値がｎ２である場合のパターン処理は、
ｎ１＋ｎ２≦２５５の場合、
１画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２、２画素目の書込み値：０
ｎ１＋ｎ２＞２５５の場合、
１画素目の書込み値：２５５、２画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−２５５
または、
ｎ１＋ｎ２≦１２８の場合、
１画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２、２画素目の書込み値：０
１２８＜ｎ１＋ｎ２≦２５６の場合、
１画素目の書込み値：１２８、２画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−１２８
２５６＜ｎ１＋ｎ２≦３８３の場合、
１画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−１２８、２画素目の書込み値：１２８
３８３＜ｎ１＋ｎ２の場合、
１画素目の書込み値：２５５、２画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−２５５
等と配分する。これ以外にも、実際に画像形成時に使用しているパターン処理を用いる。
【０１６０】
転写材にパターンが出力された後、転写材をコンタクトガラス１１８上に載置するように、操作画面上には、図３１の画面が表示される。
【０１６１】
パターンが形成された転写材をコンタクトガラス１１８に載置し（ＳＴＥＰ１２）、読み取りスタートを選択すると、スキャナ１２０が走行し、ＹＭＣＫ濃度パターンのＲＧＢデータを読み取る（ＳＴＥＰ１３）。この際、パターン部のデータと転写材の地肌部のデータを読み取る。パターンの読み取り値を、後述するＲＧＢ補正値を用いて補正する（ＳＴＥＰ１４）。地肌データを用いた処理を行うと選択された場合には（ＳＴＥＰ１５）、読み取りデータに対する地肌データ処理を行い（ＳＴＥＰ１６）、参照データの補正を行う場合には（ＳＴＥＰ１７）、参照データに対する高画像濃度部の処理を行った後（ＳＴＥＰ１８）、ＹＭＣＫ階調補正テーブルを作成・選択を行う（ＳＴＥＰ１９）。上記の処理をＹＭＣＫの各色（ＳＴＥＰ２０）、及び写真、文字の各画質モード毎に行う（ＳＴＥＰ２１）。処理中には、操作画面には図３２に示される画面が表示される。
【０１６２】
処理終了後のＹＭＣＫ階調補正テーブルで画像形成を行った結果が、望ましくない場合には、処理前のＹＭＣＫ階調補正テーブルを選択することができるように、［元に戻す］キーが図２８の画面中に表示されている。
【０１６３】
地肌の補正について説明する。
地肌の補正の処理の目的は２つある。まず、ＡＣＣ時に使用される転写材の白色度を補正することである。これは、同一の機械に、同じ時に画像を形成しても、使用する転写材の白色度によって、スキャナ１２０で読み取られる値が異なるためである。これは補正しない場合のデメリットとしては、例えば、白色度が低い、再生紙などをこのＡＣＣに用いた場合、再生紙は一般にイエロー成分が多いために、イエローの階調補正テーブルを作成した場合に、イエロー成分が少なくなるように補正する。この状態で、次に、白色度が高いアート紙などでコピーをした場合に、イエロー成分が少ない画像となって望ましい色再現が得られない場合がある。
【０１６４】
もう一つの理由としては、ＡＣＣ時に用いた転写紙の厚さ（紙厚）が薄い場合には、転写材を押さえつける圧板など色が透けてスキャナに読み取られてしまう。例えば、圧板の代わりにＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）と呼ばれる原稿自動送り装置を装着している場合には、原稿の搬送用にベルトを用いているが、これが使用しているゴム系の材質により、白色度が低く、若干の灰色味がある。そのため、読み取られた画像信号も、見かけ上、全体に高くなった画像信号として読み取られるめに、ＹＭＣＫ階調補正テーブルを作成する際に、その分薄くなるように作成する。この状態で、今度は紙厚が厚く、透過性が悪い転写紙を用いた場合には、全体の濃度が薄い画像として再現されるため、必ずしも望ましい画像が得られないという不具合が生じる。
【０１６５】
上記のような不具合を防ぐために、紙の地肌部の読み取り画像信号から紙の地肌部の画像信号により、パターン部の読み取り画像信号の補正を行っている。
【０１６６】
しかし、上記の補正を行わない場合にもメリットがあり、常に再生紙のようにイエロー成分が多い転写紙を用いる場合には、補正をしない方がイエロー成分の入った色に対しては色再現が良くなる場合がある。また、常に紙厚が薄い転写紙のみしか用いない場合には、薄い紙に合わせた状態に階調補正テーブルが作成されるというメリットがある。上記のように、操作者の状況と好みとに応じて、地肌部の補正をＯＮ／ＯＦＦを行うことができる。
【０１６７】
感光体ドラム２上に形成した階調パターンの書込み値をＬＤ［ｉ］（ｉ＝０、１、…、９）、形成されたパターンのスキャナでの読み取り値のベクトルをｖ［ｔ］［ｉ］≡( ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）（ｔ＝Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｏｒｋ、ｉ＝０、１、…、９）とする。
【０１６８】
また、（ｒ、ｇ、ｂ）の代わりに、明度、彩度、色相角（Ｌ^* 、ｃ^* 、ｈ^* ）、あるいは、明度、赤み、青み（Ｌ^* 、ａ^* 、ｂ^* ）などで表しても良い。あらかじめＲＯＭ１１４またはＲＡＭ１１６中に記憶してある基準となる白の読み取り値を（ｒ［Ｗ］、ｇ［Ｗ］、ｂ［Ｗ］）とする。
【０１６９】
ある画像濃度のパターンの番号をｋ番目とした時（例えば、画像濃度が最も高いパターンなどを選択する）、ＹＭＣＫ各トナーに対して、パターンの読み取り値の大きさ（Δｒ［ｔ］［ｋ］、Δｇ［ｔ］［ｋ］、Δｂ［ｔ］［ｋ］）をＲＧＢ信号の読み取り値( ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）から以下のように求める。
Δｒ［ｔ］［ｋ］＝ｒ［Ｗ］−ｒ［ｔ］［ｋ］、
Δｇ［ｔ］［ｋ］＝ｇ［Ｗ］−ｇ［ｔ］［ｋ］、
Δｂ［ｔ］［ｋ］＝ｂ［Ｗ］−ｂ［ｔ］［ｋ］、 …式１６
【０１７０】
一方、ＲＡＭ１１６中には、ＹＭＣＫトナーのそれぞれに対し、パターンの読み取り値のＲＧＢ成分の大きさの割合が記憶されていて、以下の数式により求められる。

【０１７１】
数式 のｋ［ｓ］［ｔ］は、１近辺の小数をとることを意味しているが、複写機内部では以下のように、整数データとして保持している。

例えば、ｎ＝１０、２ⁿ ＝１０２４などである。
【０１７２】
数式１７、数式１８の値を用いて、スキャナでの読み取り値ｖ［ｔ］［ｉ］＝（ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）（ｔ＝Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｏｒＫ、ｉ＝０、１、…、９）を以下のように補正する。
【０１７３】
一例として、ｔ＝Ｃ（シアン）の場合について説明する。シアントナーの読み取り値のＲＧＢ成分は、以下の数式に示されるように補正される。
ｒ1[Ｃ][ｉ] ＝ｒ[ Ｃ][0]−Δｒ[ ｔ][ｋ] ×ｋ[ ｒ][ｔ]
ｇ1[Ｃ][ｉ] ＝ｇ[ Ｃ][0]−Δｇ[ ｔ][ｋ] ×ｋ[ ｇ][ｔ]
ｂ1[Ｃ][ｉ] ＝ｂ[ Ｃ][0]−Δｂ[ ｔ][ｋ] ×ｋ[ ｂ][ｔ] …式１９
【０１７４】
これを新たな（ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）として、以下で用いる。上記の値は、操作部の液晶画面において図３４に示すように表示され、液晶画面内の項目を選択し、テンキーで数値を入力することにより、変更可能となっている。
【０１７５】
ＡＣＣ実行時における、γ変換処理部で行われる階調変換テーブル（ＬＵＴ）の生成方法について図３５を用いて説明する。図３５は、感光体ドラム２上のトナー付着量とスキャナ１２０の読み取り値の関係を表す。第１象限の横軸は、階調パターンの書込み値、縦軸は、転写紙に出力した階調パターンの読み取り値であり、これは階調パターンの書込み値とスキャナ１２０の読み取り値との関係を表す。第２象限の横軸は、感光体ドラム２上のトナー付着量を表す。第３象限の縦軸は現像ポテンシャルを表し、これはプリンタの現像特性を表す。現像ポテンシャルは、感光体ドラム２上の表面電位と現像バイアスの直流成分との差を表し、この値が大きいほど感光体ドラム２上へのトナーの付着量が大きくなる。第４象限は現像ポテンシャルと階調パターンの書込み値の関係を表す。
【０１７６】
第１象限横軸のｎ［０］、ｎ［１］は、階調パターンの１段目、２段目の書込み値を表す。パターンの読み取り値ｖ［ｔ］［ｉ］＝（ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）において、ＹＭＣトナーの各補色の画像信号はそれぞれｂ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］であるので、それぞれの補色の画像信号のみを用いる。ここでは、後の記載を簡単にするために、ａ［ｔ］［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、９; ｔ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、ｏｒＫ）を用いて表す。階調変換テーブルを作成すると処理が簡単である。なお、ブラックトナーについては、ＲＧＢのいずれの画像信号を用いても十分な精度が得られるが、ここでは、Ｇ（グリーン）成分を用いる。
【０１７７】
参照データは、スキャナ１２０の読み取り値ｖ０［ｔ］［ｉ］＝（ｒ０［ｔ］［ｉ］、ｇ０［ｔ］［ｉ］、ｂ０［ｔ］［ｉ］) 及び対応するレーザの書込み値ＬＤ［ｉ］（ｉ＝１、２、…、１０）の組によって与えられる。同様に、ＹＭＣの補色画像信号のみを用いて、Ａ［ｔ］［ｎ［ｉ］］（０≦ｎ［ｉ］≦２５５、ｉ＝１、２、…、１０、ｔ＝Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｏｒＫ）と表す。
【０１７８】
ＹＭＣＫ階調変換テーブルは、前述したａ［ＬＤ］とＲＯＭ１１４内に記憶されている参照データＡ［ｎ］とを比較することによって得られる。ここで、ｎは、ＹＭＣＫ階調変換テーブルへの入力値で、参照データＡ［ｎ］は、入力値ｎをＹＭＣＫ階調変換した後のレーザ書込み値ＬＤ［ｉ］で出力したＹＭＣＫトナー・パターンを、スキャナ１２０で読み取った読み取り画像信号の目標値である。ここで、参照データは、プリンタによって出力可能な画像濃度に応じて補正を行う参照データＡ［ｎ］と、補正を行わない参照データＡ［ｎ］とがある。補正を行うかどうかの判断は、予めＲＯＭ１１４またはＲＡＭ１１６に記憶されている後述する判断用のデータにより判断される。この補正についての後述する。
【０１７９】
前述したａ［ＬＤ］から、Ａ［ｎ］に対応するＬＤを求めることにより、ＹＭＣＫ階調変換テーブルへの入力値ｎに対応するレーザ出力値ＬＤ［ｎ］を求める。これを、入力値ｉ＝０、１、…、２５５（８ｂｉｔ信号の場合）に対して求めることにより、階調変換テーブルを求めることができる。その際、ＹＭＣＫ階調変換テーブルに対する入力値ｎ＝００ｈ、０１ｈ…、ＦＦｈ（１６進数）に対する全ての値に対して、上記の処理を行う代わりに、ｎｉ＝０、１１ｈ、２２ｈ、…、ＦＦｈのような飛び飛びの値について上記の処理を行い、それ以外の点については、スプライン関数などで補間を行うか、あるいは、予めＲＯＭ１１４内に記憶されているＹＭＣＫγ補正テーブルの内、上記の処理で求めた（０、ＬＤ［０］）、（１１ｈ、ＬＤ［１１ｈ］）、（２２ｈ、ＬＤ［２２ｈ］）、…、（ＦＦｈ、ＬＤ［ＦＦｈ］）の組を通る内、最も近いテーブルを選択する。
【０１８０】
図３６は、ＡＣＣ時の階調変換テーブルの作成における演算手順を示すフローチャートである。ＹＭＣＫγ補正テーブルを求めるために必要な入力値を決める（ＳＴＥＰ２４０）。ここでは、ｎ［ｉ］＝１１（ｈ）×ｉ（ｉ＝０、１、…、ｉｍａｘ＝１５）とした。前述した手順でＲＧＢ信号の補正値を用いて参照データを補正する（ＳＴＥＰ２４１）。参照データＡ［ｎ］をプリンタの出力可能な画像濃度に応じて補正を行う（ＳＴＥＰ２４２）。
【０１８１】
プリンタ部で作成可能な最大画像濃度を得られるレーザの書込み値を、ＦＦｈ（１６進数表示）でであるとし、この時のパターンの読み取り値ｍ［ＦＦｈ］をｍｍａｘとする。低画像濃度側から中間画像濃度側にかけて補正を行わない参照データＡ［ｉ］（ｉ＝０、１、…、ｉ１）、高画像濃度側の補正を行わない参照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ２＋１、…、ｉｍａｘ−１）（ｉ２≧ｉ１、ｉ２≦ｉｍａｘ−１）、補正を行う参照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１、…、ｉ２）とする。
【０１８２】
以下では、ＲＧＢ−γ変換を行わない原稿反射率に比例した画像信号と仮定して、具体的な計算方法を述べる。補正を行わない参照データの内、高画像濃度（シャドー）部の最も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ２＋１］と、低画像濃度（ハイライト）部の最も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ１］とから、そのデータの差Δｒｅｆを求める。すなわち、以下の数式によって示される。
Δｒｅｆ＝Ａ[ ｉ1]−Ａ[ ｉ2 ＋1] …式２０
【０１８３】
ここで、反転処理であるＲＧＢγ変換を行わない反射率リニアあるいは明度リニアの場合には、Δｒｅｆ＞０である。一方、プリンタ部で作成可能な最大画像濃度を得られるパターンの読み取り値ｍｍａｘから、同様に差Δｄｅｔを求める。すなわち、以下の数式によって示される。
Δｄｅｔ＝Ａ[ ｉ1]−ｍｍａｘ …式２１
【０１８４】
これにより、数式２０、式２１から、高濃度部の補正を行った参照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１、…、ｉ２）を、以下の数式によって示されるものとする。

【０１８５】
ｎ［ｉ］に対応するスキャナ１２０の読み取り画像信号ｍ［ｉ］を参照データＡ［ｎ］から求める（ＳＴＥＰ２４３）。実際には、飛び飛びのｎ［ｊ］に対応する参照データＡ［ｎ［ｊ］］（０≦ｎ［ｊ］≦２５５、ｊ＝０、１、…ｊｍａｘ、ｎ［ｊ］≦ｎ［ｋ］ｆｏｒｊ≦ｋ）を次のようにし、ｎ［ｊ］≦ｎ［ｉ］＜ｎ［ｊ＋１］となるｊ（０≦ｊ≦ｊｍａｘ）を求める。
【０１８６】
８ｂｉｔ画像信号の場合、ｎ［０］＝０、ｎ［ｊｍａｘ］＝２５５、ｎ［ｊｍａｘ＋１］＝ｎ［ｊｍａｘ］＋１、Ａ［ｊｍａｘ＋１］＝Ａ［ｊｍａｘ］として参照データを求めておくと計算が簡単になる。また、参照データの間隔は、ｎ［ｊ］はできるだけ小さい間隔である方が、最終的に求めるγ補正テーブルの精度が高くなる。上記のようにして求めたｊから、ｍ［ｉ］を次式から求める。

【０１８７】
ここでは、一次式により補間したが、高次関数やスプライン関数などで補間することも可能である。その場合には、以下の通りにする。
ｍ[ ｉ] ＝ｆ( ｎ[ ｉ]) …式２４
【０１８８】
ｋ次関数の場合には、以下の通りにする。
【０１８９】
【数３】

【０１９０】
ＳＴＥＰ２４３で求められたｍ［ｉ］を得るためのＬＤの書込み値ＬＤ［ｉ］を求める（ＳＴＥＰ２４４）。ＲＧＢγ変換を行っていない画像信号データを処理する場合には、ＬＤの値が大きくなるに応じて、ａ［ＬＤ］が小さくなる。すなわち、
ＬＤ［ｋ］＜ＬＤ［ｋ＋１］に対して、ａ［ＬＤ［ｋ］］≧ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］
となる。
【０１９１】
ここで、パターン形成時の値をＬＤ[ ｋ] ＝００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、…、６６ｈ、８８ｈ、ＡＡｈ、ＦＦｈ（ｋ＝０、１、…、９）の１０値とした。これは、トナー付着量が少ない画像濃度では、トナー付着量に対するスキャナの読み取り値の変化が大きいため、パターンの書込み値ＬＤ［ｋ］の間隔を密にし、トナー付着量が多い画像濃度では、トナー付着量に対するスキャナの読み取り値の変化が小さいために、間隔を広げて読み込む。
【０１９２】
これによるとメリットとしては、ＬＤ［ｋ］＝００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、…、ＥＥｈ、ＦＦｈ（計１６点）などとパターンの数を増やす場合に比べて、トナー消費を抑えられること、また、高画像濃度領域では、ＬＤ書込み値に対する変化が少ないこと、感光体上の電位ムラ、トナーの付着ムラ、定着ムラ、電位ムラなどの影響で、読み取り値が逆転したりしやすいため、ＬＤ書込み値の間隔を狭めても必ずしも精度の向上に有効ではないことなどから、上記のようなＬＤ書込み値でパターンを形成した。
ａ［ＬＤ［ｋ］］≧ｍ［ｉ］＞ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］となるＬＤ［ｋ］に対して、
ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋ＋１］−ＬＤ［ｋ］）・（ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）／（ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）
とする。
【０１９３】
０≦ｋ≦ｋｍａｘ（ｋｍａｘ＞０）としたとき、ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ］］＞ｍ［ｉ］の場合（参照データから求めた目標値の画像濃度が高い場合）には、
ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋｍａｘ］−ＬＤ［ｋｍａｘ−１］）・（ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ−１］］）／（ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ］］−ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ−１］］）
として、１次式で外挿を行うことによって予測する。
【０１９４】
これにより、ＹＭＣＫγ補正テーブルへの入力値ｎ[ ｉ] と出力値ＬＤ[ ｉ] の組（ｎ［ｉ］、ＬＤ［ｉ］）（ｉ＝０、１、…、１５）が求められる。
【０１９５】
ＳＴＥＰ２４５で求められた（ｎ［ｉ］、ＬＤ［ｉ］）（ｉ＝０、１、…、１５）を元に、スプライン関数などで内挿を行うか、あるいは、ＲＯＭ１１４中に有しているγ補正テーブルを選択する。
【０１９６】
図３７に基づいて画像処理用プリンタγ１０９に設定する階調変換テーブルと画像形成用プリンタγ１１２に設定する階調変換テーブルの合成方法を説明する。上記のようにして作成されたプロコン階調変換テーブル・データをＩＰＵへ転送する（ＳＴＥＰ２５０）。画像形成用プリンタγ１１２にスルーの階調変換テーブルを設定し、二重に補正を行わないようにする（ＳＴＥＰ２５１）。以下にスルーの階調変換テーブルを示す。
【０１９７】
【表１】

【０１９８】
画像処理用階調変換テーブルと画像形成用階調変換テーブルとの合成を行う（ＳＴＥＰ２５２）。これにについて説明する。基準となる階調曲線Ａに対し、画像形成用階調変換テーブルの階調変換をＢとする。階調曲線Ａを階調変換Ｂにより、階調変換を行った階調曲線をＥ＝Ｂ（Ａ）と表記する。また、文字、写真、地図などのモード毎に湾曲度を替える階調変換をｍｏｄｅとする。
【０１９９】
これは、具体的には、プログラム言語Ｃの書式を用いて概略を表記すると、

【０２００】
なお、上記の例では、ｍｏｄｅ ｍａｘ＝１０としていることから、画質モードを１０個持つことになる。１０個の画質モードは、一例としてそれぞれ、原稿の種類に応じて、単色用の文字モード、写真モード、印刷インク用の文字モード、写真モード、印画紙用、インクジェット用、蛍光ペン用、熱転写原稿用、地図用、複写原稿用に対応するものである。
【０２０１】
次に、合成した１０本の階調変換テーブルを画像処理用の階調変換テーブルとしてそれぞれのエリアに対応させて設定する（ＳＴＥＰ２５３）。前述した図５２（新規：ｃａｔ ｉｐｕ１．ｊｂｈ：ｐ．２）の例では、テーブル１〜４の画像処理用の階調変換テーブルのそれぞれと、画像形成用の階調変換テーブルとを合成し、合成した階調変換テーブルをそれぞれテーブル１〜４に設定する。
【０２０２】
画像形成用プリンタγ１１２に設定する階調変換テーブルと画像処理用プリンタγ１０９に設定する階調変換テーブルとを合成して作成した階調変換テーブルに対し、平滑化処理を行い、階調変換テーブルの階調飛びを無くす方法について述べる。
【０２０３】
合成した階調変換テーブルの一例をＥ２として、以下の表に示す。
【０２０４】
【表２】

【０２０５】
ＩＮの３と４の間に階調飛び２→５が見られ、疑似輪郭となる可能性がある。上の表で、ＩＮは、階調変換テーブルへの入力値、ＯＵＴは、階調変換テーブルの出力値を表す。このＥ２に対し、一例として、１×５の大きさを持つデジタル・フィルタによる処理を行う。
フィルタとして、以下に示す係数▲５▼を用いて以下の表に示す。
【０２０６】
【表３】

【０２０７】
この処理をプログラム言語Ｃを用いて表記すると＜リスト７＞のように表すことができる。

【０２０８】
ここで、関数ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ（Ｔａｂｌｅ Ｏｕｔ、Ｔａｂｌｅ Ｉｎ）の関数引き数の中のＴａｂｌｅ Ｉｎは、デジタルフィルタ処理を行う前の補正諧調曲線（即ち、ＬＵＴ）、Ｔａｂｌｅ Ｏｕｔは、デジタルフィルタ処理後の補正諧調曲線である。これにより前述したＥ２は、より諧調飛びの小さい階調補正テーブルＥ３になり、以下に参照表を示す。
【０２０９】
【表４】

【０２１０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、現像特性が経時的に変化し、それに応じて、補正用の階調変換テーブルを変更していっても、すべての領域で有効階調数の低下を防ぎ、階調豊かな画質を維持することができる。
【０２１３】
また、像担持体の現像特性の経時変化を補正するための電位制御条件の上限値または下限値に応じた潜像特性のうちの一方を、他方を包含する電位制御条件下で検知し、検知した結果から、他方の電位条件で求めた場合の潜像特性を予測し、補正用テーブルを作成することにより、本補正に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態である画像形成装置の制御系を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態である画像形成装置の処理例を示すブロック構成図である。
【図５】レーザ変調回路の構成を示すブロック図である。
【図６】階調変換テーブル（ＬＵＴ）の作成方法を示すフローチャートである。
【図７】図６に示される処理例を説明するための第１の図である。
【図８】図６に示される処理例を説明するための第２の図である。
【図９】図６に示される処理例を説明するための第３の図である。
【図１０】補正用γ変換テーブルの変換特性を示す図である。
【図１１】階調特性を作成する際の流れを示すフローチャートである。
【図１２】補正用γ変換テーブルの変換特性を示す別の図である。
【図１３】有効階調数の変化を示すグラフである。
【図１４】目標とする階調特性の求め方を示すグラフである。
【図１５】目標とする階調特性の求め方を示すフローチャートである。
【図１６】補正用γ変換テーブルを示すグラフである。
【図１７】目標とする階調特性を作成する際の手順を示すフローチャートである。
【図１８】感光体の光減衰特性を示すグラフである。
【図１９】現像特性の検知手順を示すフローチャートである。
【図２０】濃度階調パターンを示す図である。
【図２１】現像特性を求める方法を示すグラフである。
【図２２】現像特性のずれの補正処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】光学センサ出力とトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図２４】画像形成部用の階調変換テーブルを作成する際の手順を示すフローチャートである。
【図２５】現像特性の補正手順を示すフローチャートである。
【図２６】ＡＣＣを実行する際の流れを示すフローチャートである。
【図２７】表示部全体を示す平面図である。
【図２８】自動階調補正の操作画面を示す第１の図である。
【図２９】自動階調補正の操作画面を示す第２の図である。
【図３０】トナーパターンを示すグラフである。
【図３１】自動階調補正の操作画面を示す第３の図である。
【図３２】自動階調補正の操作画面を示す第４の図である。
【図３３】ＲＧＢ信号の補正値を示す表である。
【図３４】ＲＧＢ信号の補正係数を示す操作画面の平面図である。
【図３５】階調変換テーブルの生成方法を説明するためのグラフである。
【図３６】ＡＣＣ時の階調変換テーブルの作成手順を示すフローチャートである。
【図３７】階調変換テーブルを合成する際の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ シェーディング補正回路
１０２ エリア処理回路
１０３ スキャナγ変換回路
１０４ 画像分離回路
１０５ ＭＴＦフィルタ
１０６ 色変換ＵＣＲ処理回路
１０７ 変倍回路
１０８ 画像加工回路
１０９ 画像処理用プリンタγ変換回路
１１０ 階調処理回路
１１１ Ｉ／Ｆ・セレクタ
１１２ 画像形成用プリンタγ変換回路
１１３ プリンタ
１１４ ＲＯＭ
１１５ ＣＰＵ
１１６ ＲＡＭ
１１７ システムコントローラ
１１８ コンピュータ
１１９ プリンタコントローラ
１２０ スキャナ
１２１、１２２ パターン生成回路
１２３ Ｉ／Ｆ
１２５ システムバス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that is used in image processing of an image forming apparatus such as a digital copying machine, a printer, or a FAX, and that includes a correction gradation curve correction method for gradation conversion of image data.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a digital image forming apparatus, an image signal conversion table (Look Up Table: hereinafter referred to as LUT) is used to correct output characteristics of an output device (image forming means) such as a printer or to emphasize a specific density region. ) Is used.
[0003]
In general, an image forming apparatus is formed by an image reading unit, an image processing unit, an image writing unit, and the like. The LUT is built in the image processing unit, and an input image signal input from the image reading unit to the image processing unit. Is output to the image writing means as an output image signal.
[0004]
The LUT is created by reflecting the output characteristics of the image density of the printer (image forming unit). Therefore, if the output characteristics of the printer change due to “deterioration or dirt” in the image forming means, correction is performed. It will not play a role.
[0005]
In order to correct this, as one of processes called process control performed in the image forming apparatus, a plurality of gradation patterns having different image densities are formed on an image carrier such as a photosensitive member or a transfer member. By detecting the gradation pattern with an optical sensor and detecting the reflected or transmitted light, the charging potential, the developing bias, the laser exposure amount can be changed, and the gradation correction table can be changed. Is done.
[0006]
The above correction method can be automatically corrected in the image forming apparatus and has the advantage that the operator's hand is not required. However, due to the characteristics of the optical sensor, the high density has a large amount of toner adhesion. Since there is no sensitivity in the area, the correction is performed from the low density part to the intermediate density part where the toner adhesion amount is small. In addition, there is a problem in that fluctuations in the amount of toner transferred due to changes in the transfer capability of the transfer part over time or fluctuations in image density due to changes in fixability in the fixing part cannot be corrected.
[0007]
In contrast, the pattern image formed on the image carrier is transferred to a transfer material, and the fixed image is read by a scanner, and a gradation correction table is selected and created based on the read data, or color conversion is performed. A coefficient, an RGB-YMCK color conversion table, and the like are created. Compared with the correction method using the optical sensor described above, this method requires processing by the operator such as placing the discharged transfer material on the document table by the operator's hand. Many high density portions can be corrected, and there is an advantage that a change in image density due to a change in the transfer portion with time and a change in fixing property in the fixing portion can be corrected.
[0008]
As described above, the function of the gradation conversion table is corrected in accordance with image forming functions such as charging, laser exposure, development, transfer, and fixing, and fluctuations in the image forming unit including supplies such as developer and photosensitive member. It has a correction function and an image processing function for improving color reproduction and gradation.
[0009]
The functions of the above-described gradation conversion table may be assigned to different gradation conversion circuits, or a gradation conversion table having two functions may be combined in one gradation conversion circuit. .
[0010]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-265570 discloses an image forming apparatus that corrects fluctuations in an image forming unit using a gradation correction table.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in the above prior art, the gradation conversion table does not take into consideration that the gradation conversion table for correcting gradation fluctuations in the image forming unit is linear, and therefore the gradation conversion table over time. When the correction table changes, there is a problem that the number of effective gradations may decrease.
[0012]
The first object of the present invention is to maintain gradation-rich image quality without causing a decrease in the number of effective gradations even when the characteristics of the gradation conversion table for correcting development characteristics are changed over time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
[0013]
The second object of the present invention is to change the potential control condition in accordance with development characteristics that change over time, so that the number of effective gradations does not decrease within the range of the changeable potential control condition. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus.
[0014]
A third object of the present invention is to form an image that effectively prevents a decrease in the number of effective gradations when the development potential of development characteristics that change with time decreases or increases in one direction. To provide an apparatus.
[0015]
A fourth object of the present invention is to provide an image forming apparatus that shortens the time required to detect latent image characteristics.
[0016]
A fifth object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a method for determining gradation conversion characteristics without reducing the number of effective gradations in a potential control range.
[0017]
A sixth object of the present invention is to provide an average effective level even when the potential control conditions are sequentially changed or the correction table slightly changes depending on the potential conditions in response to changes in the developer characteristics over time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a method for determining gradation conversion characteristics with a small decrease in the number of keys.
[0018]
A seventh object of the present invention is to provide an image forming apparatus that discloses a latent image condition when detecting a latent image characteristic.
[0019]
An eighth object of the present invention is to correct the development characteristics so as to obtain a predetermined gradation characteristic, thereby preventing an effective gradation number from being lowered and maintaining an image having rich gradation characteristics. To provide an apparatus.
[0020]
A ninth object of the present invention is to provide an image forming apparatus that outputs an image with little change in image density over time in an image forming apparatus having a gradation conversion table in both the image processing means and the image forming means. There is.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the problem, the invention described in claim 1 includes a gradation conversion table holding means for holding an image processing gradation conversion table representing conversion characteristics from an input image signal to an output image signal, and an image processing floor. Image conversion means for converting an input image signal into an output image signal using a tone conversion table, and an image carrier on which an image corresponding to the output image signal is written as a latent image based on the gradation conversion table for image formation A difference between a first latent image characteristic that is a latent image characteristic under a condition that an absolute value of a difference between a charging potential of an image carrier and an exposure potential is maximized, and a charging potential and an exposure potential. Absolute value of the mostsmallMeans for detecting a second latent image characteristic which is a latent image characteristic under the following conditions, and a development result of the image carrier based on the first and second latent image characteristics is an arbitrarily set first target floor Means for determining first and second development characteristics corresponding to each latent image characteristic so as to show tone characteristics, and obtaining first and second gradation characteristics corresponding to the first and second development characteristics When,Input image signal-output image signal curve representing the first gradation characteristic table value in the orthogonal coordinate plane and input image signal-output image representing the second gradation characteristic table value in the orthogonal coordinate plane The signal curve is symmetric with respect to the straight line indicated by the non-conversion characteristicsThe first target gradation characteristic of the gradation conversion table for image formation isChange to the second target gradation characteristicBy determining the development characteristics corresponding to each latent image characteristic so that the gradation characteristic changing means and the development result of the image carrier based on each latent image characteristic indicate the second target gradation characteristic, respectively. And means for adjusting a gradation conversion table for image formation based on the second gradation characteristic.
[0025]
  Claim2The described invention is claimed.1In the described invention, the first latent image characteristic and the second latent image characteristic are obtained by one detection.
[0027]
  Claim3The invention described in claim 1Or 2In the described invention, the gradation characteristic changing means includes the first gradation value so that the weighted average value of the table value of the first gradation characteristic and the table value of the second gradation characteristic matches the table value of the non-conversion characteristic. The target gradation characteristic is changed to the second target gradation characteristic.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram illustrating a configuration of an image processing unit in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0031]
In FIG. 1, an image processing unit in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes two units, a scanner / IPU unit and a printer unit. The scanner / IPU unit includes a scanner 120, a shading correction circuit 101, an area processing circuit 102, a scanner γ conversion circuit 103, an image separation circuit 104, an MTF filter 105, a color conversion UCR processing circuit 106, The zoom circuit 107 includes an image processing (create) circuit 108, an image processing printer γ conversion circuit 109, a gradation processing circuit 110, a pattern generation circuit 121, and an I / F (interface) 123. In addition, each of the parts other than the pattern generation circuit 121 is configured to be connected to the ROM 114, the CPU 115, and the RAM 116 via the system bus 125.
[0032]
The printer unit described later includes an I / F selector 111, an image forming unit printer γ (hereinafter referred to as “procon γ”) conversion circuit 112, a printer 113, and a pattern generation circuit 122. Other than the above, each part is configured to be connected to the system controller 117. The system controller 117 is connected to the CPU 115 of the scanner / IPU unit via a serial I / F, and the I / F selector 111 of the printer unit is connected to a computer 118 which is a host device via the printer controller 119. ing.
[0033]
First, in the scanner / IPU unit, an original to be copied is color-separated into R, G, and B by a scanner 120 that can also read a color image, and is read as a 10-bit image signal as an example. The read image signal is corrected for unevenness in the main scanning direction by the shading correction circuit 101 and output as a 10-bit signal.
[0034]
The area processing circuit 102 generates an area signal for distinguishing which area in the document the image data currently being processed belongs to. The parameters used in the subsequent image processing unit are switched according to the region signal generated by the area processing circuit 102. These areas include color correction coefficients, spatial filters, and tone conversions that are optimal for each original, such as text, silver halide photographs (photographic paper), printed originals, inkjets, highlighters, maps, and thermal transfer originals. Image processing parameters such as a table can be set according to the image area.
[0035]
An I / F (interface) 123 is used when outputting image data read by the scanner 120 to the outside. When used as a printer unit (image forming unit) and a scanner / IPU unit (image reading unit, image processing unit), the read image data can be output from the I / F selector 111 of the printer unit to an external device. .
[0036]
In the scanner γ conversion circuit 103, a read signal from the scanner 120 is converted from reflectance data to lightness data. In the image separation circuit 104, the character portion and the photograph portion in the read image data are determined, and the chromatic / achromatic color is determined. The MTF filter 105 performs processing for changing the frequency characteristics of an image signal such as edge enhancement and smoothing according to the user's preference, such as a sharp image or a soft image.
[0037]
The color conversion UCR processing circuit 106 corrects the difference between the color separation characteristics of the input system and the spectral characteristics of the output system color material, and the color materials YMC (Y yellow, M magenta, C, necessary for reproducing a faithful color). The color correction processing unit calculates the amount of cyan), and the UCR processing unit replaces the portion where the three colors of YMC overlap with Bk (black). The color correction process can be realized by performing a matrix operation as shown in the following equation.
[0038]
[Expression 1]

[0039]
Here, R ′, G ′, and B ′ indicate the complements of R, G, and B. The matrix coefficient aij is determined by the spectral characteristics of the input system and the output system (color material). Here, the primary masking equation is taken as an example, but B²By using a quadratic term such as BG, or a higher-order term, color correction can be performed with higher accuracy. It is also possible to change the arithmetic expression depending on the hue or use the Neugebauer equation. In any method, Y, M, and C can be obtained from values of B ′, G ′, and R ′ (or B, G, and R may be used).
[0040]
On the other hand, UCR processing can be processed by calculating using the following equation.
Y ′ = Y−α · min (Y, M, C)
M ′ = M−α · min (Y, M, C)
C ′ = C−α · min (Y, M, C)
Bk ′ = α · min (Y, M, C) Equation 2
[0041]
In Equation 2, α is a coefficient that determines the amount of UCR, and when α = 1, 100% UCR processing is performed. α may be a constant value. For example, when α is close to 1 in the high density portion and close to 0 in the highlight portion, the image in the highlight portion can be smoothed.
[0042]
The scaling circuit 107 performs vertical and horizontal scaling processing, and the image processing (create) circuit 108 performs repeat processing and the like.
[0043]
The image processing printer γ circuit 109 corrects the image signal in accordance with each image quality mode such as a character portion and a photograph portion. Moreover, it is also possible to perform a background skip. The image processing printer γ correction circuit 109 has a plurality of (for example, 10) gradation conversion tables that can be switched in accordance with the area signal generated by the area processing circuit 102 described above. This gradation conversion table is an optimum gradation conversion table for each original such as characters, silver halide photographs (printing paper), printed originals, ink jets, fluorescent pens, maps, thermal transfer originals, etc. You can choose.
[0044]
In the gradation processing circuit 110, dither processing is performed. The dithered output lowers the pixel frequency by half, so that the image data bus has a 16-bit width (8-bit image) so that data for two pixels can be transferred to the printer at the same time. 2) of data).
[0045]
Next, in the printer unit, the I / F selector 111 outputs the image data read by the scanner 120 for processing by an external image processing device or the like, or the computer 118 as an external host device, or image processing A switching function for outputting image data from the apparatus by the printer 113 is provided.
[0046]
An image forming printer γ (procedure γ) correction circuit 112 converts an image signal from the I / F selector 111 using a gradation conversion table, and outputs it to a laser modulation circuit described later.
[0047]
The printer unit includes the I / F selector 111, the image forming printer γ112, the printer 113, and the system controller 117 as described above, and can be used independently of the scanner / IPU unit. An image signal from a computer 118 serving as a host device is input to an I / F selector 111 via a printer controller 119, subjected to gradation conversion by an image forming printer γ correction circuit 112, and image formation is performed by a printer 113. By outputting, it can be used as a printer.
[0048]
The scanner / IPU unit as an image processing unit is controlled by the CPU 115. The CPU 115 is connected to the ROM 114, the RAM 116, and the system bus 125. The CPU 115 is connected to the system controller 117 through a serial I / F, and commands from an operation unit (not shown) are transmitted through the system controller 117. Various parameters for each of the image processing circuits described above are set based on the transmitted image quality mode, density information, region information, and the like. The pattern generation circuits 121 and 122 generate gradation patterns used in the image processing unit and the image forming unit, respectively.
[0049]
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic mechanism of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, a copying machine main body 1 includes a photosensitive drum 2 that is an organic photosensitive member (OPC) of φ120 [mm] as an image carrier disposed almost at the center, and a photosensitive drum 2 around the photosensitive drum 2. A charging charger 3 for charging the surface of the photosensitive drum 2, a laser optical system 4 for irradiating the surface of the uniformly charged photosensitive drum 2 with a semiconductor laser beam to form an electrostatic latent image, and various colors for the electrostatic latent image. It is formed on a photosensitive drum 2 and a black developing device 5 for supplying toner and developing a toner image for each color and three color developing devices 6, 7, 8 of yellow Y, magenta M, and cyan C. An intermediate transfer belt 9 that sequentially transfers toner images for each color, a bias roller 10 that applies a transfer voltage to the intermediate transfer belt 9, and a cleaning device 11 that removes toner remaining on the surface of the photosensitive drum 2 after transfer. , Photoconductor after transfer A discharger 12 are sequentially arranged to eliminate the charge remaining on the surface of the ram 2.
[0050]
The intermediate transfer belt 9 includes a transfer bias roller 13 for applying a voltage for transferring the transferred toner image to the transfer material, and a belt cleaning device 14 for cleaning the toner image remaining on the transfer material after transfer. It is arranged. A fixing device 16 that heats and pressurizes and fixes the toner image is disposed at the end of the conveying belt 15 that conveys the transfer material peeled off from the intermediate transfer belt 9. A paper discharge tray 17 is attached to the section.
[0051]
Above the laser optical system 4, a contact glass 18 serving as a document placement table disposed above the copier body 1, an exposure lamp 19 for irradiating the document on the contact glass 18 with scanning light, and reflected light from the document Is guided to the imaging lens 22 by the reflection mirror 21 and is incident on an image sensor array 23 of a CCD (Charge Coupled Device) which is a photoelectric conversion element. The image signal converted into an electrical signal by the CCD image sensor array 23 passes through an image processing device (not shown) to control the laser oscillation of the semiconductor laser in the laser optical system 4.
[0052]
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a control system built in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the control system includes a main control unit (CPU) 30, a predetermined ROM 31 and RAM 32 are attached to the main control unit 30, and the main control unit 30 has an interface I. Laser optical system control unit 34, power supply circuit 35, optical sensor 36, toner concentration sensor 37, environmental sensor 38, potential sensor 39, toner supply circuit 40, and intermediate transfer belt drive unit via / O33 41 and the operation unit 42 are connected to each other.
[0053]
The laser optical system control unit 34 adjusts the laser output of the laser optical system 4, and the power supply circuit 35 gives a predetermined charging discharge voltage to the charging charger 13, and the black developing device 5, color A developing bias having a predetermined voltage is applied to the developing devices 6, 7, and 8, and a predetermined transfer voltage is applied to the bias roller 10 and the transfer bias roller 13.
[0054]
The optical sensor 36 includes a light emitting element such as a light emitting diode and a light receiving element such as a photo sensor which are arranged adjacent to the post-transfer area of the photoconductive drum 2, and is a detection pattern latent image formed on the photoconductive drum 2. The toner adhesion amount in the toner image and the toner adhesion amount in the background portion are detected for each color, and the so-called residual potential after the charge removal from the photosensitive member is detected by the potential sensor 39.
[0055]
The detection output signal from the optical sensor 36 is applied to an optical sensor control unit (not shown). The optical sensor control unit obtains a ratio between the toner adhesion amount in the detection pattern toner image and the toner adhesion amount in the background portion, compares the ratio value with a reference value, detects a change in image density, and detects the toner density sensor. The control value 37 is corrected. Further, the toner concentration sensor 37 detects the toner concentration based on the change in magnetic permeability of the developer existing in the color developing devices 6, 7, 8 from the black developing device 5. Further, the toner density sensor 37 compares the detected toner density value with a reference value, and when the toner density falls below a certain value and becomes a toner shortage state, a toner replenishment signal having a magnitude corresponding to the shortage. Is applied to the toner supply circuit 40. The potential sensor 39 detects the surface potential on the photosensitive drum 2 that is an image carrier, and the intermediate transfer belt drive unit 41 controls the drive of the intermediate transfer belt 9.
[0056]
A developer containing black toner and a carrier is accommodated in the black developing device 5, which is agitated by the rotation of the developer agitating member, and is pumped onto the sleeve 45 by the developer regulating member 44 on the developing sleeve 45. Adjust the amount of developer produced. The supplied developer rotates in the rotation direction S of the developing sleeve 45 as a magnetic brush while being magnetically carried on the developing sleeve 45.
[0057]
FIG. 4 is a block diagram showing the image processing printer γ correction circuit 109 and the gradation processing circuit 110 among the processing examples of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the area processing circuit 102 generates an area signal by comparing the designated area information on the document with the reading position information at the time of image reading. Based on the area signal, parameters used in the scanner γ conversion circuit 103, the MTF filter circuit 105, the color conversion UCR circuit 106, the image processing circuit 108, the image processing printer γ correction circuit 109, and the gradation processing circuit 110 are changed.
[0058]
In the image processing printer γ correction circuit 109, the area signal from the area processing circuit 102 is decoded by the decoder 1, and the selector 1 selects from a plurality of gradation conversion tables such as characters and inkjets. In the example of the document in FIG. 4, an example in which a character area 0, a photographic paper area 1, and an inkjet area 2 exist is illustrated. For character area 0, character gradation conversion table 1, for photographic paper area 1, gradation conversion table 3 for photographic paper, and inkjet area 2 for inkjet The gradation conversion table 2 is selected as an example.
[0059]
The image signal subjected to the gradation conversion processing by the image processing printer γ correction circuit 109 is used by the selector 2 based on the signal decoded by the decoder 2 again corresponding to the area signal in the gradation processing circuit 110. The gradation processing method to be switched is switched. Usable gradation processes include a processing method that does not use dither, a processing method that performs dither, and an error diffusion processing method. The error diffusion processing method is performed on the ink jet document.
[0060]
The image signal after gradation processing is sent to the selector 3 and selects whether it is the line 1 or the line 2 based on the reading position information from the decoder 3. Line 1 and line 2 are switched every time one pixel differs in the sub-scanning direction. The data of line 1 is temporarily stored in a FIFO (First In First Out) memory located downstream of selector 3, and the data of line 1 and line 2 are output. Thereby, the pixel frequency can be reduced to ½ and input to the I / F selector 111.
[0061]
FIG. 5 is a block diagram of a laser modulation circuit in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the writing frequency is 18.6 [MH._ZThe scanning time for one pixel is 53.8 [nsec]. The 8-bit image data can be subjected to γ conversion by a look-up table (LUT) 151.
[0062]
The input position information is converted into an 8-value pulse width based on the upper 3 bits of the 8-bit image signal by the pulse width modulation circuit (PWM) 152, and the lower 5 bits by the power modulation circuit (PM) 153. Then, power modulation of 32 values is performed, and the laser diode (LD) 154 emits light based on the modulated signal. The light intensity is monitored by a photo detector (PD) 155, and correction is performed for each dot. The maximum value of the laser light intensity can be varied to 8 bits (256 levels) independently of the image signal.
[0063]
The beam diameter in the main scanning direction with respect to the size of one pixel (this is 1 / e with respect to the maximum beam intensity at rest.²Is defined as a width when the frequency is attenuated to 90 [%] or less, preferably 80 [%]. With 600 DPI and one pixel 42.3 [μm], the beam diameter is 50 [μm] in the main scanning direction and 60 [μm] in the sub-scanning direction.
[0064]
FIG. 6 is a flowchart of a method for creating a gradation conversion curve of the gradation conversion table (LUT) 151 performed by the image processing printer γ conversion circuit 109. In the procedure for creating the gradation conversion curve, first, the overall curvature is selected (STEP 1). Subsequently, the curvature h of the low image density (highlight) portion is selected (STEP 2). After selecting the curvature s of the high image density (shadow) portion (STEP 3), the whole is multiplied by a coefficient IDMAX (STEP 4) so that the image density becomes a desired value.
[0065]
The processing of STEP1 shown in FIG. 6 will be described based on FIG. For the reference gradation curve A, the gradation conversion that changes the overall curvature is B, and the gradation conversion that changes the curvature of the highlight area (low density area) is CH and the shadow area (high density area). Let CS be the gradation conversion that changes the degree of curvature. A gradation curve E obtained by performing gradation conversion processing on the gradation curve A by gradation conversion B is referred to as a gradation curve E, which is expressed as E = B (A).
[0066]
Specifically, this is expressed as follows when the outline is expressed using the format of the programming language C.

[0067]
Here, the gradation conversion B includes a function for changing the curvature of the gradation curve A. As an example of this function, in the case of an 8-bit image signal, a second-order Bezier function satisfying 0 = B (0, n), 255 = B (255, n) (n is an arbitrary integer) can be used. .
[0068]
A Bezier function that satisfies the above conditions exists on the straight line L that intersects the straight line P0P1 that connects the start point P0 (0, 0) and the end point P1 (255, 255), and the straight line L between the straight line P0P1 and the straight line L. It is expressed as a quadratic Bezier curve from the control point P2 with the distance d from the intersection as a parameter.
[0069]
In the above function, the degree of curvature can be changed by making the distance d proportional to the integer curve which is an argument of the function B. As an example, a case with respect to a straight line L1 orthogonal to the straight line P0P1 and a case with respect to a straight line L2 parallel to the vertical axis of the drawing will be described.
[0070]
The control point in the first example is the center point PC = (P0 + P1) / 2 = (127.5, 127.5) or (127, 127) or (128) of the line segment P0P1 formed by the end points P0, P1. 128), when the distance d to this point is used as a parameter, the control point P2 is expressed by the following equation (see FIG. 8).
P2 (d) = PC + (− d / √2, d / √2) = (127.5−d / √2, 127.5 + d / √2) Equation 3
[0071]
Thus, the gradation conversion curve P (d, t) is given by the following mathematical formula.
P (d, t) = P0 .t²+2 ・ P2 (d) ・ t ・ (1−t) + P1 ・ (1−t)²    ... Formula 4
[0072]
However, t is a parameter of 0 ≦ t ≦ 1. Since P (d, t) is given as a set (x, y) of an input x and an output y to the gradation conversion curve, from the integer A given as an argument to the function B, x = A, Then, t is obtained, and the obtained t is again substituted into Equation 4 to obtain the output value y.
[0073]
Actually, instead of performing the above calculation every time, all the sets (0 ≦ x ≦ 255) of (x, y) are obtained in advance and stored in the ROM as a gradation correction table. Thus, the calculation time can be omitted. Several sets (or several tens of sets) of this gradation correction table are stored in the ROM while changing the degree of curvature. The degree of curvature is given by the argument “curvature” to the function B described above.
[0074]
As a result, <List 1> is rewritten as follows.

[0075]
In <List 2> above, table is used. Since max = 9, the number of tables having different curvatures is nine. In the above example, a Bezier function is used. However, a high-order function, an exponent / logarithmic function, or the like can be used as necessary.
[0076]
Next, the processing of STEP2 and STEP3 shown in FIG. 6 will be described based on the graphs shown in FIGS. In the same manner as described above, the curvature of the low image density (highlight) region and the high image density (shadow) region can be changed.
[0077]
<List 2> is rewritten in a more general form as shown below.

[0078]
When conversion of the highlight conversion curve CH [h] and the shadow conversion curve CS [s] is executed, it can be expressed as follows.

[0079]
Among them, curvature, h, and s are values that determine the degree of curvature of the whole, the highlight portion, and the shadow portion, respectively. Note that the curves of the highlight portion and the shadow portion are created independently of each other.
[0080]
A gradation conversion curve for changing the curvature of a specific density area, such as a highlight area and a shadow area, is generated as follows. A third order from a straight line L1 that intersects the straight line P0P1 and the straight line P0P1 connecting the start point P0 and the end point P1, and a control point P3 that exists on the straight line L1 and that has a distance d from the intersection of the straight line P0P1 and the straight line L1 as a parameter. A tone conversion curve is generated using the Bezier curve. Here, as an example, a case of a straight line L1 orthogonal to the straight line P0P1 and an example of a straight line L2 parallel to the vertical axis will be described.
[0081]
As shown in FIG. 9, the conversion curve that changes the gradation characteristics of the highlight region is generated as follows as an example. The start point P0 and the end point P1 are set to P0 = (0, 0) and P1 = (255, 255), respectively, and the first control point P2 is set to P2 = (32, 32).
[0082]
The control point P3 in the first example is represented by the following equation using the distance d from the intersection of the straight line P0P1 and the straight line L1 as a parameter.
P3 (d) = (16, 16) + (− d / √2, d / √2) Equation 5
[0083]
The control point P3 in the second example is represented by the following formula using the distance d from the intersection of the straight line P0P1 and the straight line L2 as a parameter.
P3 (d) = (16, 16) + (0, d) ... Formula 6
[0084]
Using the above P0 to P3, the gradation conversion curve P (d, t) is given by the following equation.

[0085]
Here, the end point is P1 = (255, 255), but the end point P1 is a point on the line segment m: (0, 0) − (255, 255), such as P1 = (64, 64). At this time, a line segment that is not included in the line segment P0P1 on the line segment m is used as an identity conversion as it is as a gradation conversion, and other areas are specified density areas such as a highlight area and a shadow area. It acts as a gradation conversion curve for changing the degree of curvature.
[0086]
FIG. 10 is a diagram illustrating conversion characteristics of a correction γ conversion table used in the image forming unit γ table. The horizontal axis of the first quadrant shown in FIG. 10 is the input value to the correction γ conversion table used in the γ table for the image forming unit, and the vertical axis is the output value, which corresponds to the laser writing signal. The horizontal axis of the second quadrant is the surface potential [Volts] on the photoconductor, and the second quadrant represents the light attenuation characteristic (latent image characteristic) of the photoconductor. The vertical axis of the third quadrant represents the amount of toner adhering to the photoreceptor [mg / cm²], The third quadrant represents development characteristics. The fourth quadrant represents a target gradation characteristic.
[0087]
Here, the purpose is to obtain the gradation characteristics to be targeted by the image forming printer γ circuit 112. FIG. 10 shows linear characteristics as initial values. The (a) latent image characteristic 1 in the second quadrant is the absolute value | VD−VL | of the difference between VD and VL among the latent image conditions including the charging potential VD, the developing bias (DC component) VB, and the exposure potential VL. This is the latent image characteristic under the largest condition. On the other hand, (b) latent image characteristic 2 is a latent image characteristic under the condition that the absolute value | VD−VL | of the difference between VD and VL is minimized.
[0088]
(A) Latent image characteristic 1 and (b) Latent image characteristic 2 are measurement results of the surface potential of the photosensitive drum 2 for each of the laser writing values LD = 0 to 255 (in the case of 8-bit processing). This is measured by the potential sensor 39. In FIG. 10, (a) latent image characteristic 1 and (b) latent image characteristic 2 are schematically represented by a polygonal line and a curve, respectively, for all write values of LD = 0 to 255. It is not necessary to make a measurement.
[0089]
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for creating the target gradation characteristics shown in FIG. First, in order to detect the latent image characteristic, an upper limit value (and a lower limit value) of the potential control condition is set as the potential condition (STEP 300). For example, the setting of the upper limit value is VD = −900 [V], VB = −750 [V], and VL = −100 [V]. On the other hand, the lower limit values are set to VD = −400 [V], VB = −250 [V], and VL = −100 [V].
[0090]
Arbitrary 10 points LD [i] (i = 0 to 9) are selected from LD = 0 to 255, and a latent image pattern is formed on the photosensitive drum 2 (STEP 301). ] (I = 0 to 9), the surface potential of the photosensitive drum 2 is measured (STEP 302). When the upper limit value of the potential control condition is measured, it is set again to measure the lower limit value (STEP 300).
[0091]
Next, the measurement result of the surface potential on the photosensitive drum 2 is interpolated to obtain the latent image characteristics 1 and 2 (STEP 303), and the obtained (a) latent image characteristic 1 and (b) latent image characteristic 2 are obtained. The following processing is performed. A predetermined value (linear in the figure) is assumed as the target gradation characteristic of the fourth quadrant (STEP 304). Subsequently, (c) development characteristic 1 and (d) development characteristic 2 are assumed for (a) latent image characteristic 1 and (b) latent image characteristic 2, respectively (STEP 305), and a target gradation characteristic is obtained. A correction γ conversion table to be obtained is created (STEP 306).
[0092]
As development characteristics, the following typical characteristics are assumed. When the surface potential and the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 are the charging potential VD, the toner adhesion amount on the photosensitive member is 0 [mg / cm.²When the DC component VD of the developing bias is (M / A)₀[Mg / cm²], At exposure potential VL, (M / A)₁[Mg / cm²].
[0093]
Although typical development characteristics are assumed here, it is also possible to detect the toner adhesion amount on the photoconductor using an optical sensor or the like by a method described later, and use the result.
[0094]
Amount of toner adhered at exposure potential VL (M / A)₁ Is a target value of the toner adhesion amount for potential control. The correction γ conversion tables created in this way are the table characteristics 1 and 2 in the first quadrant.
[0095]
Since the (g) non-conversion characteristic of the first quadrant can take all values of the output 0 to 255 for each of the input signals 0 to 255, the number of effective gradations is 256 gradations, and the most effective floor There are many logarithms. (G) In the non-conversion characteristics, the inclination indicating the relationship between input and output is 45 °. On the other hand, if the inclination is slightly larger or smaller, the number of effective gradations is reduced. Therefore, it is desirable that the table characteristics of the first quadrant are close to the non-conversion characteristics.
[0096]
When the table characteristics of the first quadrant are compared with (g) no conversion characteristics, (e) table characteristics 1 (before change) are close to no conversion characteristics, but (f) table characteristics 2 (before change) are no conversion. Compared with the characteristic, the characteristic is considerably downward and flat from the intermediate input value to near zero. Therefore, (f) Table characteristic 2 (before change) has lost a significant number of effective gradations.
[0097]
Consider a case where it is necessary to sequentially change (e) table characteristic 1 (before change) to (f) table characteristic 2 (before change) in order to correct a change in developer characteristics over time. In this case, the initial value is close to the non-conversion characteristic and the number of effective gradations is large, but the number of effective gradations decreases with the passage of time. On the other hand, from the beginning to the lapse of time, the target gradation characteristics of the fourth quadrant are changed so that the average conversion is close to the non-conversion characteristics and the change in the number of effective gradations is small.
[0098]
FIG. 12 is another diagram showing the conversion characteristics of the correction γ conversion table used in the image forming printer γ conversion circuit 112. The target gradation characteristic of the fourth quadrant is changed from (h) gradation characteristic (before change) to (i) gradation characteristic (after change). Then, from (e) table characteristic 1 (before change) and (f) table characteristic 2 (before change) to (j) table characteristic 1 (after change) and (k) table characteristic 2 (after change) in the first quadrant. Will be changed.
[0099]
When converted as described above, (j) table characteristic 1 (before change) as the latent image characteristic is changed from (a) latent image characteristic 1 to (b) latent image characteristic 2 in accordance with the change with time of the development characteristic. To (k) Table characteristic 2 (after change). (J) Table characteristic 1 (before change) and (k) Table characteristic 2 (after change) are substantially line symmetric with respect to (g) no conversion characteristic, and (g) effective order with respect to no conversion characteristic. The amount of reduction of the logarithm is almost equal.
[0100]
FIG. 13 shows (l) number of effective gradations (before change) corresponding to (h) gradation characteristics (before change) and (i) gradation characteristics (after change) in the fourth quadrant shown in FIG. , (M) shows the change in the number of effective gradations (after change). This change represents the number of effective gradations when the latent image condition is changed in accordance with the change with time of the development characteristic from (a) latent image characteristic 1 to (b) latent image characteristic 2. This graph is preferably close to the upper limit of 255.
[0101]
Hatching (1) indicates a region where the effective gradation number before the change is larger than the effective gradation number after the change, and hatching (2) indicates that the effective gradation number after the change is more than the effective gradation number before the change. Represents a large area.
[0102]
The number of effective gradations in (i) gradation characteristics (after change) in the fourth quadrant of FIG. 12 is large, and there are few areas where the number of effective gradations decreases. Returning to the flowchart of FIG. 11, the target gradation characteristic is changed (STEP 307), and the target gradation characteristic is stored (STEP 308). It is confirmed whether or not the development characteristics are detected (STEP 309). If not detected, the development characteristics are detected (STEP 310). When the development characteristic is detected in STEP 309, a correction γ conversion table is created from the gradation characteristic obtained in STEP 307 and stored (STEP 311).
[0103]
FIG. 14 is a diagram illustrating how to obtain target gradation characteristics. Here, a correction γ conversion table is created by taking the average of (e) table characteristic 1 and (f) table characteristic 2 in the first quadrant shown in FIG. (E) Set table characteristic 1 (before change) to A₁≡ (i, A₁ [I]) (i = 0, 1, 2,... 255), (f) Table characteristic 2 (before change) A₂≡ (i, A₂ [I]) (i = 0, 1, 2,..., 255), average table B≡ (i, B [i] (i = 0, 1, 2,..., 255), and programming language c / c ++ This is expressed as follows.

[0104]
An averaged table B≡ (i, B [i] (i = 0, 1, 2,..., 255) is obtained using the program shown in <List 5>, where x in (x, y) Is input (horizontal axis of the first quadrant), y is output (vertical axis of the first quadrant), a₁, A₂A₁[I], A₂[I] A weighting factor for each. Weight coefficient a₁, A₂When is 1, it is a simple average. a₁Or a₂Table A multiplied by the larger coefficient₁[i] or A₂When the potential control condition [i] is adopted, the number of effective gradations increases.
[0105]
In Table B, the target gradation characteristic of the fourth quadrant is changed so as to obtain (g) no conversion characteristic E≡ (i, i) (i = 0, 1, 2,..., 255). A method for obtaining the table C≡ (i, C [i]) (i = 0, 1, 2,..., 255) as the target gradation characteristics will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0106]
The i-th component (i, C [i]) of the table C is obtained as follows. As shown by the arrow (1), it is obtained at the input value i for the target (here, g) no-conversion characteristic E≡ (i, i)) (i = 0, 1, 2,..., 255)). An output value (here, i) to be obtained is obtained (STEP 320). As shown by the arrow (2), the input value j = (j, B [j]) where i is the output of the table B≡ (i, B [i]) (i = 0, 1, 2,..., 255). ) Is obtained (STEP 321). Since the table has discrete values, B [j] that matches the output value i is often not obtained. In this case, B [j ′] is obtained using linear interpolation or a spline function. Here, j ′ is not an integer value but a real value.
[0107]
For an integer value j,
B [j] ≦ i = B [j ′] ≦ B [j + 1]
(The equal sign holds when B [j] = B [j + 1].) Equation 8
[0108]
For the integer value j, a real value j ′ as shown in the above equation 8 is interpolated based on the following equation.
(J, B [j]) and (j + 1, B [j + 1]) Equation 9
[0109]
The above interpolation processing is the same in STEP shown below.
As indicated by the arrow (3), in the (h) gradation characteristic (before change) C0≡ (i, (M / a) i) (i = 0, 1, 2,..., 255) in the fourth quadrant, An output value (M / A) j corresponding to the input value j obtained in STEP 321 is obtained (STEP 322). As indicated by an arrow (4), (i) the input value of the gradation characteristic (after change) is set to i in (1), the output value is set to (M / A) j obtained in STEP 322, and the target characteristic is set. Table C≡ (i, C [i]) (i = 0, 1, 2,..., 255) (STEP 323).
[0110]
(E) Table characteristic 1 (before change) A₁≡ (i, A₁ [I]) (i = 0, 1, 2,... 255), (f) Table characteristic 2 (before change) A₂≡ (i, A₂ [I]) (i = 0, 1, 2,..., 255) are changed to obtain (i) gradation characteristics (after change) obtained in STEP 323, respectively (j) table characteristics 1 (changes) After), (k) Table characteristic 2 (after change) is obtained.
[0111]
(J) Table characteristic 1 (after change) and (k) Table characteristic 2 (after change) obtained as described above are line-symmetric with respect to (g) no conversion characteristic as shown in FIG.
[0112]
When the potential control conditions for correcting changes over time in development characteristics change from the middle value of the potential control conditions to the upper limit value or lower limit value instead of between the upper limit value and lower limit value of the potential control condition In FIG. 12, (a) latent image characteristic 1 in the second quadrant is set as an initial value of the latent image condition, and (b) latent image characteristic 2 is set as a lower limit value or an upper limit value of the latent image characteristic.
[0113]
Next, a description will be given based on the flowchart of FIG.
First, development characteristics are detected (STEP 330), and initial potential control conditions are obtained from the detected development characteristics (STEP 331). Subsequently, the upper limit value or the lower limit value of the potential control condition is selected according to the characteristics of the change with time of the developer, the latent image characteristic is obtained (STEP 332), and the target gradation characteristic is obtained (STEP 333). Next, a correction table characteristic is obtained according to the development characteristic detected in STEP 330 (STEP 334), and the printer γ is adjusted in the image processing unit (STEP 335).
[0114]
Adjustment of the printer γ in the image processing unit is performed for each density region such as highlight, middle, and shadow by using an automatic gradation correction (ACC) function described later or a manual adjustment screen (not shown). The printer γ of the image processing unit and the printer γ of the image forming unit can be combined and used in order to prevent the occurrence of pseudo contours.
[0115]
A target gradation characteristic is obtained using not only the upper limit value or the lower limit value of the potential control condition but also a plurality of latent image conditions. For each of the n potential control conditions, n table characteristics (before change) are obtained, and Ak≡ (i, Ak [i]) (k = 0, 1,..., n−1; i = 0 , 1, 2,..., 255).
[0116]
An average table B≡ (i, B [i] (i = 0, 1, 2,..., 255) is obtained based on the following formula.
[0117]
[Expression 2]

[0118]
Where a_kIs a weighting factor applied to the kth table. By doing so, it is possible to consider the difference in the correction table obtained when the potential control conditions are different. The subsequent processing uses the method described above.
[0119]
FIG. 18 is a diagram showing a graph corresponding to the second quadrant of FIG. 12, and the vertical axis represents the laser output when the latent image characteristic is detected. The unit is [mJ / cm² ] Represents the energy of the laser irradiated onto the photosensitive drum 2.
[0120]
At the time of laser output for latent image characteristic detection, the charging potential VD is set to VD3, which is larger (in absolute value) than the charging potential VD1 when the latent image characteristic 1 is detected and the charging potential VD2 when the latent image characteristic 2 is detected. However, VD3 = VD2 may be set.
[0121]
When (a) the latent image characteristic 1 in FIG. 12 is obtained, the origin O of the vertical axis of the second quadrant is regarded as O1, and (b) when the latent image characteristic 2 is obtained, the vertical axis of the second quadrant By regarding the origin O as O2, the required latent image characteristics can be obtained.
[0122]
A method of creating a correction γ conversion table set in the image forming printer γ conversion circuit 112 will be described. First, a latent image characteristic detection method will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0123]
Np (here, np = 12) density gradation patterns are formed on the photosensitive drum 2 shown in FIG. 20 (STEP 219). The surface potential Vsi (i = 1, 2,..., Np) on the photosensitive drum 2 is read by the potential sensor 39 (STEP 220). A pattern is visualized by attaching and developing the toner with a developing device (STEP 221). The detection output Vpi (i = 1, 2,..., Np) of the toner image on the photosensitive drum 2 is obtained by the optical sensor 36 present on the downstream side in the rotation direction A of the photosensitive drum 2 (STEP 222).
[0124]
As an example of the laser output used for detection, the value shown below in terms of an image signal value (in hexadecimal notation) is used.
00 (H), 10 (H), 20 (H), 30 (H), 40 (H), 50 (H),
60 (H), 70 (H), 90 (H), B0 (H), D0 (H), FF (H)
[0125]
The sum of image signals for every two pixels in the main scanning direction is allocated to the two pixels as follows according to the value. That is, assuming that the first pixel image signal is N1, the second pixel image signal is N2, the processed first pixel image signal is N1 *, and the second pixel image signal is N2 *, N1 + N2 ≦ FF (H )When,
N1 * = N1 + N2
N2 * = 0
When N1 + N2> FF (H),
N1 * = FF (H)
N2 * = N1 + N2 -FF (H)
And
[0126]
FIG. 21 is a graph showing a method for obtaining development characteristics.
The vertical axis of the graph (a) indicating the optical sensor detection data represents the laser output (or image output signal), and the horizontal axis represents the output of the optical sensor 36. This graph is obtained by forming np density gradation pattern latent images on the photosensitive drum 102, developing the latent image, and detecting the amount of reflected light of the toner image by the optical sensor 36.
[0127]
The vertical axis of the graph (b) showing the light attenuation characteristics of the photoconductor is the laser output as in (a), and the horizontal axis is the surface potential of the photoconductor. This represents the light attenuation characteristic of the photoreceptor. Similar to the graph (a), this is obtained by measuring the surface potential when the np density gradation pattern latent images are formed on the photosensitive drum 2 by the potential sensor 39.
[0128]
A graph (c) showing the gradation conversion table represents a gradation conversion table used in the image forming unit, the horizontal axis is an image input signal (this is an amount proportional to the density of the original image, for example), and the vertical axis is , Represents an image signal (image output signal) obtained by converting a laser output or an image input signal by a gradation conversion table. Here, the image input signal has a resolution of 8 bits (256 values), and the amount of laser writing light similarly has a resolution of 8 (-10) bits between the minimum value and the maximum value of the laser.
[0129]
The graph (d) showing the optical sensor characteristics represents the relationship between the laser output used at the time of detection and the image input signal. In the graph (d), the vertical axis represents the toner adhesion amount on the photoreceptor, and the horizontal axis represents the output of the optical sensor 36, which represents the output characteristics of the optical sensor 36. This characteristic varies depending on the type of sensor to be used, the mounting angle, the distance from the photosensitive member, and the like, but this is known in advance and is almost constant.
[0130]
The graph (e) showing the development characteristics represents the relationship between the surface potential on the photosensitive drum 2 and the toner adhesion amount (that is, development characteristics). The vertical axis represents the toner adhesion amount, the horizontal axis represents the surface potential, and (h) in the figure represents the DC component of the developing bias.
[0131]
Graph (f) showing reproducibility represents the relationship between the toner adhesion amount on the photoreceptor and the image input signal. Using the relationship of the graph (d), the output VPi of the optical sensor is converted to the toner adhesion amount (M / A) i [mg / cm on the photoreceptor.²] (I = 1, 2,..., Np). This is calculated | required by the method described below as an example.
[0132]
The reflected light of the toner image formed on the photosensitive drum 2 is detected by the optical sensor 36 and sent to the main control unit (CPU) 30 as a detection signal. Using VSP and VSG as the optical sensor output from the toner adhering portion of the reference pattern portion and the output of the background portion, the adhering amount m1 [g / cm / unit area of toner adhering to the reference pattern, respectively.²], The toner adhesion amount is converted by the following mathematical formula.
m1 = −ln (V_SP/ V_SG) / β
β = −6.0 × 103 [cm²/g]...Formula 11
[0133]
Here, β is a constant determined by the output of the optical sensor 36 and the toner adhesion amount, and the above value is the value of black toner. Y yellow, C cyan, and M magenta color toners can be similarly converted. Although the calculation is performed here, it is also possible to perform conversion using a lookup table (LUT) 151 created in advance.
[0134]
By the above method, the relationship between the surface potential VSi on the photosensitive drum 2 and the toner adhesion amount (M / A) i is obtained, and the development characteristic i in the graph (e) is obtained.
[0135]
However, as shown in the graph (d), the output of the optical sensor 36 is in a toner adhesion amount region ((M / A) ≧ (M / A) C) higher than a certain toner adhesion amount (M / A) C. Constant value VP_MINIndicates. On the other hand, in response to an image input signal equal to or greater than the image input signal n in FIG. 5C, the surface potential of the photosensitive drum 2 actually decreases and the toner adhesion amount changes as shown in the graph (b). In spite of this, the toner adhesion amount (M / A) on the photosensitive drum 2 is always a constant value (M / A) C. Therefore, even if the actual development characteristic is c in the graph (e), the development characteristic obtained from the detection result is i, and there is a deviation between the actual value c and the detected value i. Occurs.
[0136]
FIG. 22 is a flowchart showing a process for correcting a deviation in development characteristics obtained from actual development characteristic values and detected values. First, when the detection value VPi of the optical sensor 36 with respect to the image signal i is equal to or larger than the predetermined value VPc, the detected value is converted into the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 or an amount (M / A) i substantially proportional thereto. (STEP 223). From these values, a relational expression between the output value VSi of the potential sensor 39 and (M / A) i is obtained. Here, the following relational expression is shown using a linear expression.
(M / A) i = a × VSi + b (VPi ≧ VPc) (12)
[0137]
Alternatively, the following relational expression is used where the DC component of the developing bias is VDC.
(M / A) i = a × (VSi−VDC) + b (VPi ≧ VPc) Equation 13
[0138]
Here, a and b are coefficients, which are determined from the values of VSi and (M / A) i using a method such as a least square method. Here, assuming that the toner adhesion amount on the photoconductor where the output value of the optical sensor 36 is VPc is (M / A) C, the adhesion amount range satisfying (M / A) i ≦ (M / A) C can be obtained. The same.
[0139]
A certain amount of toner adhesion on the photosensitive drum 2 (M / A)_MINIn a lower region, the deviation may be large due to the linear relationship between the toner adhesion amount and the surface potential. To prevent it, (M / A)_MINRegarding the detection result of the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 satisfying ≦ (M / A) C ≦ (M / A) (STEP 224 and STEP 225), the coefficients a and b of the above-described Expression 12 and Expression 13 are determined ( (STEP226).
[0140]
Here, the toner adhesion amount is used, but (M / A)_MINThe detection output of the optical sensor 36 corresponding to_MAXThe following relational expression is shown.
VPc ≦ VP ≦ VP_MAX                                      ... Formula 14
[0141]
The coefficients a and b of Equation 13 may be determined from the toner adhesion area corresponding to the toner adhesion area satisfying the above formula 14. It is determined whether (M / A) i is (M / A) i> (M / A) C (STEP 227). When (M / A) i> (M / A) C, the toner adhesion amount (M / A) i on the photosensitive member is obtained from the potential output VSi (STEP 228).
[0142]
In the above example, it is determined whether or not to use the value from the magnitude relationship of the detection output of the optical sensor 36 with respect to the predetermined value VPc. This VPc is a toner adhesion amount (M / M) on the photosensitive drum 2 as follows. The absolute value | ΔVP / Δ (M / A) | of the ratio of the change amount ΔVP of the output value VP of the light detection means to the change Δ (M / A) of A) is a predetermined value | ΔVP / Δ (M / A) When the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 equal to | 0 is (M / A) C and the output value of the optical sensor 36 at that time is VPc, the above-described method can be used.
[0143]
In this case, as shown in the graph of FIG.
A toner adhesion amount region on the photosensitive drum 2 satisfying | ΔVP / Δ (M / A) | ≧ | ΔVP / Δ (M / A) | 0
Corresponding to (M / A) ≦ (M / A) C,
| ΔVP / Δ (M / A) |> | ΔVP / Δ (M / A) | 0 is
This corresponds to (M / A) i ≦ (M / A) C.
[0144]
The detection result c of the graph (f) is obtained from the development characteristic i and the image signal thus obtained. A detection characteristic c in the fourth quadrant was obtained for the gradation conversion table for a in the first quadrant. Using this result, a corrected gradation conversion table (b) for obtaining the ideal characteristic d can be obtained. The gradation conversion table obtained as described above is used as an image forming gradation conversion table.
[0145]
The above flow will be described based on the flowchart of FIG.
A reference pattern is formed on the photosensitive drum 2 (STEP 229). The formed reference pattern is detected by the optical sensor 36 and the potential sensor 39 (STEP 230). The development characteristics are predicted from the detected result and the output value (image signal) of the laser used for forming the reference pattern (STEP 231). A gradation conversion table for the image forming unit is created from the predicted development characteristics and the like (STEP 232).
[0146]
When a gradation pattern for automatic gradation correction is output, gradation is determined by the gradation conversion table B [i] (i = 0, 1, 2,..., 255) (in the case of 8-bit processing) formed by the above-described processing. The pattern write value n [j] (j = 0, 1, 2,..., 16) (an example) is converted and used. As an example, the processing when the written value of the converted gradation pattern is n1 [j] (j = 0, 1, 2,..., 16) is described in the programming language C as shown below. Convert as>.

[0147]
This means that n1 [i] is obtained by converting n [i] using the gradation conversion table B [i], which is a lookup table (LUT).
[0148]
Next, a correction method when the development characteristics change with time after a predetermined time from the initial setting will be described. The relationship between the image input signal at the time of setting and the laser output is a, the detection data of the optical sensor 36 for the laser output at that time is b, and the toner adhesion amount with respect to the surface potential on the photosensitive drum 2 obtained by the above-described method. Let c be the relationship, and d be the relationship between the image input image signal and the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2.
[0149]
If the detection output of the optical sensor 36 after a predetermined time becomes b ′, this indicates that the development characteristic has changed from c to c ′. As a result, the toner adhesion amount on the photoconductor with respect to the image input image signal The relationship between and represents d ′. Therefore, the gradation has changed between the initial stage and a predetermined time.
[0150]
It is not desirable from the viewpoint of image reproduction that the gradation changes after the initial time and a predetermined time. Therefore, this is corrected as follows. The relationship between the image input signal n in the first quadrant and the laser output P is assumed to be a linear relationship as shown by a at the time of initial setting. That is, when the laser light quantity at the time of the image signal FFH is expressed as PMAX, the following formula is obtained.
P = PMAX / FF (H) × n Equation 15
[0151]
A process for correcting the development characteristics so that the gradation characteristics that have changed with time after the initial setting and after a predetermined time have not changed apparently will be described with reference to the flowchart of FIG. The development characteristics are detected by the method described above (STEP 233). The toner adhesion amount (M / A) i (t) on the photosensitive drum 2 obtained from the detection results of the optical sensor 36 and the potential sensor 39 is stored in the memory (STEP 234). Here, t represents the current time. Next, the development characteristics are corrected (STEP 235). When the relationship between the image input signal and the laser output is a, the laser output with respect to the image input signal i is Pi, and the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 is predetermined from the initial (M / A) i (0). After a time, it changes to (M / A) i (t). On the other hand, the laser output is Pj with respect to the image input signal j, and the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 with respect to this laser output is (M / A) after a predetermined time from the initial (M / A) j (0). ) J (t).
[0152]
In the above case, particularly when (M / A) i (0) = (M / A) j (t), the relationship between the image input signal i and the laser output after a predetermined time is changed from i → Pi to i → By changing to Pj, the image density with respect to the image input signal apparently does not change after the predetermined time.
[0153]
The characteristic a ′ can be obtained by performing similar processing using np pieces of detection data. At this time, the value between the actual measurement points can be given by performing linear interpolation or interpolation using a spline curve or the like. Alternatively, the above calculation is performed for the detected np data points or some of them without performing the calculation for all the points, and the lookup table stored in the ROM is calculated using the calculated values. It may be selected and used as the correction characteristic a ′.
[0154]
In the characteristic a ′ after a predetermined time obtained by the above method, the laser output corresponding to the image input signal FFH is PMAX (t), and the laser output of the image input signal FFH at the initial setting is PMAX (0) As a correction method when PMAX (0) ≠ PMAX (t), while maintaining the resolution between the laser output P00 and PMAX (0) in the image signal 00 (H), PMAX (t) = There are two correction methods when using up to an image input signal k that becomes Pk (0) and when providing a resolution of 8 to 10 bits between PMAX (t).
[0155]
In the present invention, either of the above two methods may be used. However, in the former case, the maximum value of the laser light amount is not changed, so that the control of the image forming condition is simplified. May be reduced.
[0156]
Next, automatic gradation correction (ACC: Auto Color) of image density (gradation)
An example of the calibration operation will be described with reference to FIGS. 27 to 34 based on the flowchart of FIG.
[0157]
When the ACC (automatic gradation correction) menu is called on the liquid crystal screen of the operation unit shown in FIG. 27, the screen of FIG. 28 is displayed. When [Execute] of automatic gradation correction for copy use or printer use is selected, the screen of FIG. 29 is displayed. When the copy use is selected, the gradation correction table used when using the copy is changed. When the printer is used, the gradation correction table when the printer is used is changed based on the reference data.
[0158]
Here, when the print start key is selected, as shown in FIG. 30, a plurality of density gradation patterns corresponding to the respective color modes of YMCK and characters and photographs are formed on the transfer material (STEP 11). This density gradation pattern is stored and set in advance in the ROM 114 of the scanner / IPU unit. The pattern writing value is changed according to the detection result of the development characteristics by a method described later.
[0159]
Here, a case where 16 patterns of 00h, 11h, 22h,..., EEh, FFh are used in hexadecimal notation will be described as an example. In FIG. 30, patches for five gradations are displayed excluding the background portion, but any value can be selected from the 8-bit signals of 00h-FFh. In the character mode, no dithering such as pattern processing is performed, and a pattern is formed with 256 tones per dot. In the photographic mode, the sum of the writing values of every two adjacent pixels in the main scanning direction is distributed to write the laser. A value is formed. That is, the pattern processing when the writing value of the first pixel is n1 and the writing value of the second pixel is n2,
When n1 + n2 ≦ 255,
First pixel write value: n1 + n2, second pixel write value: 0
If n1 + n2> 255,
Write value for the first pixel: 255, write value for the second pixel: n1 + n2-255
Or
When n1 + n2 ≦ 128,
First pixel write value: n1 + n2, second pixel write value: 0
If 128 <n1 + n2 ≦ 256,
Write value for the first pixel: 128, write value for the second pixel: n1 + n2-128
If 256 <n1 + n2 ≦ 383,
First pixel write value: n1 + n2−128, second pixel write value: 128
If 383 <n1 + n2,
Write value for the first pixel: 255, write value for the second pixel: n1 + n2-255
Allocation with etc. In addition to this, pattern processing actually used at the time of image formation is used.
[0160]
After the pattern is output on the transfer material, the screen of FIG. 31 is displayed on the operation screen so that the transfer material is placed on the contact glass 118.
[0161]
When the transfer material on which the pattern is formed is placed on the contact glass 118 (STEP 12) and the reading start is selected, the scanner 120 runs and reads the RGB data of the YMCK density pattern (STEP 13). At this time, the data of the pattern portion and the data of the background portion of the transfer material are read. The pattern read value is corrected using an RGB correction value to be described later (STEP 14). When it is selected that the processing using the background data is performed (STEP 15), the background data processing is performed on the read data (STEP 16), and when the reference data is corrected (STEP 17), the high image density for the reference data is determined. After performing the above processing (STEP 18), a YMCK gradation correction table is created and selected (STEP 19). The above processing is performed for each color of YMCK (STEP 20) and for each image quality mode of photographs and characters (STEP 21). During processing, the screen shown in FIG. 32 is displayed on the operation screen.
[0162]
If the result of image formation using the YMCK tone correction table after the end of processing is not desirable, the [Undo] key is shown in FIG. 28 so that the YMCK tone correction table before processing can be selected. Is displayed on the screen.
[0163]
The background correction will be described.
There are two purposes for the background correction process. First, the whiteness of the transfer material used during ACC is corrected. This is because even if images are formed on the same machine at the same time, the values read by the scanner 120 differ depending on the whiteness of the transfer material used. As a disadvantage of not performing correction, for example, when recycled paper or the like having low whiteness is used for this ACC, the recycled paper generally has a lot of yellow components, and therefore, when a gradation correction table for yellow is created. The correction is made so that the yellow component is reduced. In this state, when copying is next performed on art paper or the like having high whiteness, an image with a small amount of yellow components may be obtained and a desired color reproduction may not be obtained.
[0164]
As another reason, when the thickness of the transfer paper (paper thickness) used at the time of ACC is thin, a color such as a pressure plate for pressing the transfer material is seen through and read by the scanner. For example, when an automatic document feeder called ADF (Auto Document Feeder) is installed instead of the pressure plate, a belt is used for conveying the original, but depending on the rubber material used, The whiteness is low and there is a slight gray taste. Therefore, the read image signal is also created so as to be thinner when the YMCK gradation correction table is created so that it can be read as an image signal that is apparently high overall. In this state, when a transfer sheet having a thick paper thickness and poor transparency is used, an image having a low overall density is reproduced, so that a desirable image cannot always be obtained.
[0165]
In order to prevent the above problems, the read image signal of the pattern portion is corrected from the read image signal of the paper background portion based on the image signal of the paper background portion.
[0166]
However, there is an advantage even when the above correction is not performed, and when using transfer paper with a large amount of yellow components, such as recycled paper, color correction is performed for colors containing yellow components without correction. May improve. In addition, when only the transfer sheet having a thin paper thickness is always used, there is an advantage that the gradation correction table is created in a state matched to the thin paper. As described above, the correction of the background portion can be turned ON / OFF according to the situation and preference of the operator.
[0167]
LD [i] (i = 0, 1,..., 9) is the written value of the gradation pattern formed on the photosensitive drum 2, and v [t] [i] is the vector of the read value of the formed pattern with the scanner. ] ≡ (r [t] [i], g [t] [i], b [t] [i]) (t = Y, M, C, ork, i = 0, 1,..., 9) .
[0168]
Also, instead of (r, g, b), brightness, saturation, hue angle (L^*, C^*, H^*), Or brightness, redness, blueness (L^*, A^*, B^*) Etc. A reference white reading value stored in advance in the ROM 114 or the RAM 116 is assumed to be (r [W], g [W], b [W]).
[0169]
When the number of a pattern having a certain image density is kth (for example, a pattern having the highest image density is selected), for each toner of YMCK, the magnitude of the read value of the pattern (Δr [t] [k] , Δg [t] [k], Δb [t] [k]) from the RGB signal reading values (r [t] [i], g [t] [i], b [t] [i]) Seek like.
Δr [t] [k] = r [W] −r [t] [k],
Δg [t] [k] = g [W] −g [t] [k],
Δb [t] [k] = b [W] −b [t] [k], Equation 16
[0170]
On the other hand, the RAM 116 stores the ratio of the RGB component size of the pattern read value for each of the YMCK toners, and is obtained by the following equation.

[0171]
Although k [s] [t] in the mathematical formula means to take a decimal number near 1, it is held as integer data in the copying machine as follows.

For example, n = 10, 2ⁿ= 1024 or the like.
[0172]
Using the values of Equations 17 and 18, the reading value v [t] [i] = (r [t] [i], g [t] [i], b [t] [i]) ( t = Y, M, C, orK, i = 0, 1,..., 9) are corrected as follows.
[0173]
As an example, a case where t = C (cyan) will be described. The RGB component of the cyan toner read value is corrected as shown in the following equation.
r1 [C] [i] = r [C] [0] −Δr [t] [k] × k [r] [t]
g1 [C] [i] = g [C] [0] −Δg [t] [k] × k [g] [t]
b1 [C] [i] = b [C] [0] −Δb [t] [k] × k [b] [t] Equation 19
[0174]
This is used below as new (r [t] [i], g [t] [i], b [t] [i]). The above value is displayed on the liquid crystal screen of the operation unit as shown in FIG. 34, and can be changed by selecting an item in the liquid crystal screen and inputting a numerical value with the numeric keypad.
[0175]
A method of generating a gradation conversion table (LUT) performed by the γ conversion processing unit when ACC is executed will be described with reference to FIG. FIG. 35 shows the relationship between the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2 and the reading value of the scanner 120. In the first quadrant, the horizontal axis represents the written value of the gradation pattern, and the vertical axis represents the read value of the gradation pattern output to the transfer paper. This is the relationship between the written value of the gradation pattern and the read value of the scanner 120. Represents. The horizontal axis of the second quadrant represents the toner adhesion amount on the photosensitive drum 2. The vertical axis of the third quadrant represents the development potential, which represents the development characteristics of the printer. The developing potential represents the difference between the surface potential on the photosensitive drum 2 and the DC component of the developing bias, and the larger this value, the larger the amount of toner attached to the photosensitive drum 2. The fourth quadrant represents the relationship between the development potential and the gradation pattern writing value.
[0176]
N [0] and n [1] on the horizontal axis of the first quadrant represent the first and second writing values of the gradation pattern. In the pattern read value v [t] [i] = (r [t] [i], g [t] [i], b [t] [i]), the complementary color image signals of YMC toner are b Since [t] [i], g [t] [i], and b [t] [i], only the complementary color image signals are used. Here, in order to simplify the subsequent description, a [t] [i] (i = 0, 1, 2,..., 9; t = C, M, Y, orK) is used. Processing is simple if a gradation conversion table is created. For black toner, sufficient accuracy can be obtained by using any of RGB image signals, but here, a G (green) component is used.
[0177]
The reference data includes the reading value v0 [t] [i] = (r0 [t] [i], g0 [t] [i], b0 [t] [i]) of the scanner 120 and the corresponding laser writing value LD. [I] (i = 1, 2,..., 10). Similarly, A [t] [n [i]] (0 ≦ n [i] ≦ 255, i = 1, 2,..., 10, t = Y, M, C using only YMC complementary color image signals. , OrK).
[0178]
The YMCK gradation conversion table is obtained by comparing a [LD] described above with reference data A [n] stored in the ROM 114. Here, n is an input value to the YMCK gradation conversion table, and the reference data A [n] is a YMCK toner pattern output with the laser writing value LD [i] after the input value n is YMCK gradation converted. Is the target value of the read image signal read by the scanner 120. Here, the reference data includes reference data A [n] that is corrected according to the image density that can be output by the printer, and reference data A [n] that is not corrected. The determination as to whether or not to perform the correction is made based on data for determination described later stored in the ROM 114 or the RAM 116 in advance. This correction will be described later.
[0179]
The laser output value LD [n] corresponding to the input value n to the YMCK gradation conversion table is obtained by obtaining the LD corresponding to A [n] from the a [LD] described above. By obtaining this with respect to the input values i = 0, 1,..., 255 (in the case of an 8-bit signal), a gradation conversion table can be obtained. At this time, instead of performing the above processing on all values for the input values n = 00h, 01h..., FFh (hexadecimal number) for the YMCK gradation conversion table, ni = 0, 11h, 22h,. The above-described processing is performed for the jump value such as, and the other points are interpolated by a spline function or the like, or are obtained by the above-mentioned processing in the YMCKγ correction table stored in the ROM 114 in advance. (0, LD [0]), (11h, LD [11h]), (22h, LD [22h]),..., (FFh, LD [FFh]), the closest table is selected. .
[0180]
FIG. 36 is a flowchart showing a calculation procedure in creating a gradation conversion table during ACC. An input value necessary for obtaining the YMCKγ correction table is determined (STEP 240). Here, n [i] = 11 (h) × i (i = 0, 1,..., Imax = 15). The reference data is corrected using the RGB signal correction values in the above-described procedure (STEP 241). The reference data A [n] is corrected according to the image density that can be output by the printer (STEP 242).
[0181]
The writing value of the laser that can obtain the maximum image density that can be created by the printer unit is FFh (hexadecimal number display), and the reading value m [FFh] of the pattern at this time is mmax. Reference data A [i] (i = 0, 1,..., I1) that is not corrected from the low image density side to the intermediate image density side, and reference data A [i] that is not corrected on the high image density side (i = , imax−1) (i2 ≧ i1, i2 ≦ imax−1), and reference data A [i] (i = i1 + 1,..., i2) to be corrected.
[0182]
In the following, a specific calculation method will be described on the assumption that the image signal is proportional to the document reflectance without RGB-γ conversion. Among the reference data that is not corrected, the reference data A [i2 + 1] having the lowest image density in the high image density (shadow) portion and the reference data A [i1] having the lowest image density in the low image density (highlight) portion. Then, the difference Δref of the data is obtained. That is, it is represented by the following mathematical formula.
Δref = A [i1] −A [i2 + 1] Equation 20
[0183]
Here, Δref> 0 in the case of reflectance linearity or lightness linearity that does not perform RGBγ conversion, which is inversion processing. On the other hand, the difference Δdet is similarly obtained from the read value mmax of the pattern that can obtain the maximum image density that can be created by the printer unit. That is, it is represented by the following mathematical formula.
Δdet = A [i1] −mmax Equation 21
[0184]
As a result, the reference data A [i] (i = i1 + 1,..., I2) obtained by correcting the high density portion is expressed by the following equations from Equations 20 and 21.

[0185]
The read image signal m [i] of the scanner 120 corresponding to n [i] is obtained from the reference data A [n] (STEP 243). Actually, the reference data A [n [j]] (0 ≦ n [j] ≦ 255, j = 0, 1,... Jmax, n [j] ≦ n [k] corresponding to the skipped n [j] forj ≦ k) is determined as follows, and j (0 ≦ j ≦ jmax) satisfying n [j] ≦ n [i] <n [j + 1] is obtained.
[0186]
In the case of an 8-bit image signal, calculation is performed when reference data is obtained as n [0] = 0, n [jmax] = 255, n [jmax + 1] = n [jmax] +1, and A [jmax + 1] = A [jmax]. It will be easy. In addition, as for the interval of the reference data, the accuracy of the finally obtained γ correction table is higher when n [j] is as small as possible. From j obtained as described above, m [i] is obtained from the following equation.

[0187]
Here, the interpolation is performed using a linear expression, but it is also possible to perform interpolation using a higher-order function or a spline function. In that case, do as follows.
m [i] = f (n [i]) ... Formula 24
[0188]
In the case of a k-th order function, it is as follows.
[0189]
[Equation 3]

[0190]
An LD write value LD [i] for obtaining m [i] obtained in STEP 243 is obtained (STEP 244). When image signal data that has not undergone RGBγ conversion is processed, a [LD] decreases as the value of LD increases. That is,
For LD [k] <LD [k + 1], a [LD [k]] ≧ a [LD [k + 1]]
It becomes.
[0191]
Here, the value at the time of pattern formation was set to 10 values of LD [k] = 00h, 11h, 22h,..., 66h, 88h, AAh, FFh (k = 0, 1,..., 9). This is because the change in the read value of the scanner with respect to the toner adhesion amount is large at an image density with a small toner adhesion amount, and therefore the interval between the pattern writing values LD [k] is narrowed. Since the change in the reading value of the scanner with respect to the adhesion amount is small, reading is performed with a wider interval.
[0192]
As a merit, LD [k] = 00h, 11h, 22h,... EEh, FFh (16 points in total) and the like can reduce toner consumption compared to increasing the number of patterns. In the image density region, there is little change to the LD writing value, and the reading value is likely to be reversed due to the influence of uneven potential on the photoconductor, uneven toner adhesion, fixing unevenness, uneven potential, etc. The pattern was formed with the LD writing value as described above, because the narrowing of the interval is not necessarily effective in improving accuracy.
For LD [k] where a [LD [k]] ≧ m [i]> a [LD [k + 1]],
LD [i] = LD [k] + (LD [k + 1] −LD [k]) · (m [i] −a [LD [k]]) / (a [LD [k + 1]] − a [LD [ k]])
And
[0193]
When 0 ≦ k ≦ kmax (kmax> 0) and a [LD [kmax]]> m [i] (when the image density of the target value obtained from the reference data is high),
LD [i] = LD [k] + (LD [kmax] −LD [kmax−1]) · (m [i] −a [LD [kmax−1]]) / (a [LD [kmax]] − a [LD [kmax-1]])
As a prediction, extrapolation is performed using a linear expression.
[0194]
Thereby, a set (n [i], LD [i]) (i = 0, 1,..., 15) of the input value n [i] and the output value LD [i] to the YMCKγ correction table is obtained.
[0195]
Based on (n [i], LD [i]) (i = 0, 1,..., 15) obtained in STEP 245, interpolation is performed using a spline function or the like, or the ROM 114 has this. Select the γ correction table.
[0196]
Based on FIG. 37, a method for synthesizing the gradation conversion table set in the image processing printer γ109 and the gradation conversion table set in the image forming printer γ112 will be described. The process control gradation conversion table data created as described above is transferred to the IPU (STEP 250). A through gradation conversion table is set in the image forming printer γ112 so that double correction is not performed (STEP 251). A through gradation conversion table is shown below.
[0197]
[Table 1]

[0198]
The tone conversion table for image processing and the tone conversion table for image formation are synthesized (STEP 252). This will be described. The gradation conversion of the gradation conversion table for image formation is set to B with respect to the reference gradation curve A. A gradation curve obtained by performing gradation conversion on the gradation curve A by gradation conversion B is expressed as E = B (A). Further, the tone conversion for changing the degree of curvature for each mode such as a character, a photograph, and a map is referred to as mode.
[0199]
Specifically, when the outline is expressed using the format of the programming language C,

[0200]
In the above example, mode Since max = 10, ten image quality modes are provided. As an example, each of the ten image quality modes corresponds to the type of document, a monochrome color mode, a photographic mode, a printing ink character mode, a photographic mode, a photographic paper, an inkjet, a highlight pen, and a thermal transfer document. This corresponds to a printer, a map, and a copy manuscript.
[0201]
Next, the combined 10 gradation conversion tables are set as image processing gradation conversion tables corresponding to the respective areas (STEP 253). 52 described above (new: cat ipu1. jbh: p. In the example of 2), each of the gradation conversion tables for image processing in Tables 1 to 4 and the gradation conversion table for image formation are combined, and the combined gradation conversion tables are set in Tables 1 to 4, respectively. To do.
[0202]
The tone conversion table created by combining the tone conversion table set for the image forming printer γ112 and the tone conversion table set for the image processing printer γ109 is subjected to smoothing processing, and the tone conversion table A method for eliminating gradation skip will be described.
[0203]
An example of the combined tone conversion table is shown in the following table as E2.
[0204]
[Table 2]

[0205]
A gradation skip 2 → 5 is seen between IN 3 and 4, and there is a possibility of a pseudo contour. In the above table, IN represents an input value to the gradation conversion table, and OUT represents an output value of the gradation conversion table. For this E2, as an example, processing by a digital filter having a size of 1 × 5 is performed.
The filter is shown in the following table using the coefficient (5) shown below.
[0206]
[Table 3]

[0207]
This process can be expressed as shown in <List 7> using the programming language C.

[0208]
Here, Table In in the function arguments of the function filtering (Table Out, Table In) is a correction gradation curve (that is, LUT) before digital filter processing, and Table Out is a correction gradation after digital filter processing. It is a curve. As a result, E2 described above becomes a gradation correction table E3 with a smaller gradation skip, and a reference table is shown below.
[0209]
[Table 4]

[0210]
【The invention's effect】
  As is clear from the above explanation,BookAccording to the inventionCurrentEven if the image characteristics change over time, and the gradation conversion table for correction is changed accordingly, the number of effective gradations is prevented from decreasing in all areas and gradation-rich image quality is maintained. Can do.
[0213]
  In addition, the potential control conditions for correcting changes with time in the development characteristics of the image carrierUpper limit or lower limitOne of the latent image characteristics depending on the value, Potential control conditions including the otherDetect below,Based on the detection result, the latent image characteristic when obtained under the other potential condition is predicted, and a correction table is created.thingThus, the time required for this correction can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a control system of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a processing example of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a laser modulation circuit.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for creating a gradation conversion table (LUT).
FIG. 7 is a first diagram for explaining an example of processing shown in FIG. 6;
8 is a second diagram for explaining the processing example shown in FIG. 6; FIG.
9 is a third diagram for explaining the processing example shown in FIG. 6; FIG.
FIG. 10 is a diagram illustrating conversion characteristics of a correction γ conversion table.
FIG. 11 is a flowchart showing a flow when creating gradation characteristics;
FIG. 12 is another diagram showing the conversion characteristics of the correction γ conversion table.
FIG. 13 is a graph showing changes in the number of effective gradations.
FIG. 14 is a graph showing how to obtain target gradation characteristics;
FIG. 15 is a flowchart showing how to obtain target gradation characteristics;
FIG. 16 is a graph showing a correction γ conversion table.
FIG. 17 is a flowchart illustrating a procedure for creating target gradation characteristics.
FIG. 18 is a graph showing light attenuation characteristics of a photoconductor.
FIG. 19 is a flowchart showing a procedure for detecting development characteristics.
FIG. 20 is a diagram illustrating a density gradation pattern.
FIG. 21 is a graph showing a method for obtaining development characteristics.
FIG. 22 is a flowchart illustrating a developing characteristic deviation correction processing procedure;
FIG. 23 is a graph showing a relationship between an optical sensor output and a toner adhesion amount.
FIG. 24 is a flowchart illustrating a procedure for creating a gradation conversion table for an image forming unit.
FIG. 25 is a flowchart showing a developing characteristic correction procedure;
FIG. 26 is a flowchart showing a flow when ACC is executed.
FIG. 27 is a plan view showing the entire display unit;
FIG. 28 is a first diagram showing an operation screen for automatic gradation correction.
FIG. 29 is a second diagram illustrating an operation screen for automatic gradation correction.
FIG. 30 is a graph showing a toner pattern.
FIG. 31 is a third diagram showing an operation screen for automatic gradation correction.
FIG. 32 is a fourth diagram showing an operation screen for automatic gradation correction.
FIG. 33 is a table showing correction values of RGB signals.
FIG. 34 is a plan view of an operation screen showing correction coefficients for RGB signals.
FIG. 35 is a graph for explaining a method of generating a gradation conversion table.
FIG. 36 is a flowchart showing a procedure for creating a gradation conversion table during ACC.
FIG. 37 is a flowchart showing a procedure for synthesizing a gradation conversion table.
[Explanation of symbols]
101 Shading correction circuit
102 Area processing circuit
103 Scanner γ conversion circuit
104 Image separation circuit
105 MTF filter
106 Color conversion UCR processing circuit
107 Scaling circuit
108 Image processing circuit
109 Image Processing Printer γ Conversion Circuit
110 gradation processing circuit
111 I / F selector
112 Image forming printer γ conversion circuit
113 Printer
114 ROM
115 CPU
116 RAM
117 system controller
118 computers
119 Printer controller
120 scanner
121, 122 pattern generation circuit
123 I / F
125 system bus

Claims (3)

Tone conversion table holding means for holding an image processing gradation conversion table representing conversion characteristics from an input image signal to an output image signal; and using the image processing gradation conversion table, the input image signal is converted to the output image. An image forming apparatus having image conversion means for converting into a signal, and an image carrier on which an image corresponding to the output image signal is written as a latent image based on an image forming gradation conversion table,
The first latent image characteristic which is a latent image characteristic under the condition that the absolute value of the difference between the charging potential and the exposure potential of the image carrier is the largest, and the absolute value of the difference between the charging potential and the exposure potential is Means for detecting a second latent image characteristic which is a latent image characteristic under the smallest condition;
First and second development corresponding to each latent image characteristic such that a development result of the image carrier based on the first and second latent image characteristics indicates a first target gradation characteristic set arbitrarily. Means for determining respective characteristics and obtaining first and second gradation characteristics corresponding to the first and second development characteristics;
Input image signal representing the table value of the first gradation characteristic in the orthogonal coordinate plane-Output image signal curve and input image signal representing the table value of the second gradation characteristic in the orthogonal coordinate plane- The second target gradation characteristic is changed by changing the first target gradation characteristic of the image forming gradation conversion table so that the output image signal curve is axisymmetric with respect to the straight line indicated by the non-conversion characteristic. a gradation characteristic changing means to,
By determining the development characteristics corresponding to each latent image characteristic so that the development result of the image carrier based on each latent image characteristic indicates the second target gradation characteristic, the first and second And an image forming apparatus for adjusting an image forming gradation conversion table based on the gradation characteristics of the image forming apparatus.   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first latent image characteristic and the second latent image characteristic are obtained by one detection. The gradation characteristic changing means is configured to change the weighted average value of the table value of the first gradation characteristic and the table value of the second gradation characteristic to match the table value of the non-conversion characteristic. 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the target gradation characteristic is changed to the second target gradation characteristic.

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