JP5188313B2 - 画像形成装置及びその濃度階調制御方法 - Google Patents
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Description
以下の実施形態では、中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写・担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置が例示されている。しかし、画像形成装置としては、これに限定されるものではなく、記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置の一態様として複写機を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、あるいはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また、以下の実施形態に記載されている構成部品の形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を以下に例示するもののみに限定されるものではない。
図1は本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラー複写機の概略的構成を示す図である。図1において、カラー複写機(画像形成装置)100は、原稿を読み取るリーダ部Aと、リーダ部Aで読み取った原稿を電子写真方式により出力するプリンタ部Bとから構成されている。
リーダ部Aの原稿台ガラス102上に置かれた原稿101は、光源103によって照らされ、原稿101からの反射光は光学系104を介して撮像素子(本実施形態ではCCDセンサ)105に結像する。CCDセンサ105は、例えば3列に配置されたCCDラインセンサから構成され、各ラインセンサが反射光のレッド、グリーンおよびブルーの各色成分信号を生成することで、3色の色成分信号を取得する。光源103、光学系104及びCCDセンサ105は、読取光学系ユニットとして、図1に示す矢印の方向(副走査方向)に移動し、原稿101の画像を順次ライン毎の電気信号(画像信号)に変換する。
プリンタ部Bは、図1に示すように、一定速度で回転する像担持体としての電子写真感光体ドラム1を有する画像形成部と、この画像形成部に記録媒体を搬送すると共に、この画像形成部で画像が形成された後の記録媒体を搬送する搬送部を有する。以下、電子写真感光体ドラムを「感光体ドラム」と称す。
プリンタ制御部109の画像処理動作についてさらに説明する。図3は図1におけるプリンタ制御部109の構成を示すブロック図である。プリンタ制御部109は、CPU28、LUT25、レーザドライバ26、ROM281、RAM282およびパターンジェネレータ29を有する。前述のCPU214はリーダ部AのCPUであり、CPU28はプリンタ部のCPUである。図中では、CPU214とCPU28は異なるCPUとして説明されているが、同一のCPUでリーダ部とプリンタ部を制御するようにしてもよい。以下、説明を簡単にするために、リーダ部とプリンタ部をCPU28で制御するものとする。
つぎに、フォトセンサ40について説明する。図5は図1における感光体ドラム1のトナー像が形成される面に対向して配されるフォトセンサ40の概略的構成を示す図である。フォトセンサ40は、LED40aおよびフォトダイオード40bからなる。図6はフォトセンサ40及びその出力信号を処理する信号処理回路600の構成を示すブロック図である。本実施の形態において、信号処理回路600は、以下後述するA/D変換回路41、濃度換算回路42及びCPU28から構成される。フォトセンサ40では、LED40aから出射され、フォトダイオード40bに入力される感光体ドラム1からの反射光(近赤外光)は、例えば0〜5Vの範囲の電気信号に変換されて出力される。この電気信号は、A/D変換回路41により、8ビット(0〜255)のディジタル信号に変換され、このディジタル信号値を濃度値に変換するテーブル42aを有する濃度換算回路42によって、濃度情報に変換される。
理モードの像担持体(感光体ドラム1)の画像の濃度の相関性関係を関数化して、濃度換算回路42の内部に記憶させてもよい。
画像形成装置100は、前述したフォトセンサ40の特性を利用し、全ての画像形成モードの画像を記録媒体上に形成することなく、全ての画像形成モードのγLUTを生成することに特徴を有する。画像形成装置100のCPU28は、以下の2つの濃度階調制御を行う。
オペレータが操作部217に設けられた「自動階調補正」というモード設定ボタンを押すことにより、キャリブレーション処理が開始する。図9は第1の実施形態における画像形成装置100のプリンタ制御部109内のCPU28によって実行されるキャリブレーション処理手順を示すフローチャートである。操作部217に設けられた表示器218は、タッチセンサ付きの液晶操作パネル(タッチパネルディスプレイ)で構成される。図10、図11および図12は図2における表示器218に表示される画面を示す図である。
C=−kc×log10(R/255)
Y=−ky×log10(B/255)
Bk=−kk×log10(G/255) …… (1)
つぎに、得られた濃度情報から最大濃度を補正する方法を示す。図15は感光体ドラム1の相対ドラム表面電位と、数式(1)の演算によって得られる画像濃度との関係を示すグラフである。図中、値Aはテストプリント1をプリントした際のコントラスト電位、つまり現像バイアス電位と、感光体ドラム1が一次帯電された後に最大の信号値(8ビットならば255)で変調されたレーザ光により感光された感光体ドラム1の表面電位との差を示す。また、値DAは濃度255で印刷したパッチパターン62から得られた画像濃度を示す。
数式(2)において、Kaは補正係数であり、現像方式の種類によって、その値を最適化することが好ましい。
つぎに、コントラスト電位から、グリッド電位および現像バイアス電位を求める方法を簡単に説明する。図17はグリッド電位と感光体ドラム1の表面電位との関係を示すグラフである。まず、グリッド電位−200Vにおける、最小の信号値で変調したレーザ光で感光された感光体ドラム1の表面電位VL、並びに、最大の信号値で変調したレーザ光で感光された感光体ドラム1の表面電位VHを表面電位センサ(図示せず)で測定する。同様に、グリッド電位を−400Vにしたときの感光体ドラム1の表面電位VLおよびVHを測定する。そして、グリッド電位−200Vのデータとグリッド電位−400Vのデータとを補間・外挿することで、グリッド電位と表面電位との関係を求める。なお、この電位データを求めるための制御を電位測定制御と呼ぶ。
SCA、SCBのLUT25の作成後、CPU28は、感光体ドラム1(像担持体)上にSCA、SCBのパッチ画像を形成させる(ステップS60)。図24はSCA、SCBの2つの画像形成モードによって感光体ドラム1上に形成されたパッチ画像を示す図である。SCA、SCBのパッチ画像はLUT25に基づいて、ハイライト濃度からダーク濃度にかけて、10レベル分のパッチ画像が新たに感光体ドラム1上に形成される。
第2の実施形態と前記第1の実施形態とでは、図9のフローチャートのステップS60以降の処理が異なる。ステップS59までの処理は、前記第1の実施形態と同様であるので、第2の実施形態ではその説明を省略する。また、第2の実施形態の画像形成装置の構成は前記第1の実施形態と同じである。
25 LUT(γLUT)
28、214 CPU
40 フォトセンサ
105 CDDセンサ
108 リーダ画像処理部
109 プリンタ制御部
A リーダ部
B プリンタ部
Claims (17)
- 入力される画像データを処理する第1の画像処理モードと前記第1の画像処理モードとは異なる画像処理を行う第2の画像処理モードとを実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段により処理された画像データに基づいて像担持体にトナー像を形成し、前記トナー像を記録媒体に転写、定着させて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上のトナー像の濃度を検出する第1の濃度検出手段と、
前記記録媒体上の画像の濃度を検出する第2の濃度検出手段と、
前記第1の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記像担持体に形成されるトナー像の濃度と前記第2の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記像担持体に形成されるトナー像の濃度との相関関係が予め記憶される記憶手段と、
前記第1の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記記録媒体に形成された画像の濃度を前記第2の濃度検出手段に検出させ、検出結果に基づいて前記第1の画像処理モードで処理される画像の濃度を補正する第1の補正パラメータを設定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記画像形成手段に、前記第1の画像処理モードで処理され前記第1の補正パラメータで補正された画像データに基づいて前記像担持体上にトナー像を形成させ、該像担持体上に形成されたトナー像の濃度を前記第1の濃度検出手段に検出させ、検出結果と、前記相関関係とに基づいて、前記第2の画像処理モードにおける前記像担持体上の濃度制御目標値を設定し、該濃度制御目標値を用いて前記第2の画像処理モードで処理される画像の濃度を補正する第2の補正パラメータを作成することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2の補正パラメータは、前記第2の画像処理モードにおける前記濃度制御目標値と、前記第2の画像処理モードにおける画像データを用いて前記像担持体に形成されたトナー像濃度とのずれ分に基づいて作成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記第2の画像処理モードにおける画像データは、前記第1の補正パラメータを用いて補正された画像データであって、
前記第2の補正パラメータは、前記第2の画像処理モードにおける前記濃度制御目標値と、前記第2の画像処理モードにおける画像データを用いて前記像担持体に形成されたトナー像濃度とのずれ分及び前記第1の補正パラメータとに基づいて作成されることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第1の補正パラメータとして、前記第2の濃度検出手段の検出結果に基づいて前記第1の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第1の補正テーブルを作成し、前記第2の補正パラメータとして、前記第1の補正テーブルと前記相関関係とに基づいて前記第2の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第2の補正テーブルを作成し、前記画像形成手段に、前記第1の補正テーブルまたは前記第2の補正テーブルにより補正された画像データに基づいて前記像担持体にトナー像を形成させることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記画像形成手段に、前記第1の画像処理モード及び前記第2の画像処理モードそれぞれで処理された画像データに基づいて階調性を有する第1のパッチ画像及び第2のパッチ画像を前記像担持体に形成させることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2の濃度検出手段は、原稿を読み取るためのリーダであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2の濃度検出手段は、前記画像形成手段よりも前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられ、濃度階調を制御するために前記記録媒体に形成された画像に対向する位置に設けられたカラーセンサであることを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 入力される画像データを処理する第1の画像処理モードと前記第1の画像処理モードとは異なる画像処理を行う第2の画像処理モードとを実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段により処理された画像データに基づいて像担持体にトナー像を形成し、前記トナー像を記録媒体に転写、定着させて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上のトナー像の濃度を検出する第1の濃度検出手段と、
前記記録媒体に形成された画像の濃度を検出する第2の濃度検出手段と、
前記画像形成手段に、前記第1の画像処理モードに基づいて前記記録媒体に画像を形成させ、前記第2の濃度検出手段に、前記記録媒体上に形成された画像の濃度を検出させ、前記第2の濃度検出手段の検出結果に基づいて前記第1の画像処理モードで処理される画像の濃度を補正するための第1の補正パラメータを作成する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記画像形成手段に、それぞれ前記第1の補正パラメータで補正された前記第1の画像処理モードにおける画像データ及び前記第2の画像処理モードにおける画像データに基づいて前記像担持体上にトナー像を形成させ、該像担持体上に形成されたトナー像の濃度を前記第1の濃度検出手段に検出させ、前記第1の画像処理モードにおける濃度検出結果を濃度階調制御における濃度制御目標値として設定し、該濃度制御目標値を用いて前記第2の画像処理モードで処理される画像の濃度を補正する第2の補正パラメータを作成することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2の補正パラメータは、前記第1の画像処理モードにおける前記濃度制御目標値と、前記第2の画像処理モードにおける画像データに基づいて前記像担持体上に形成された前記トナー像の濃度検出結果とに基づいて前記第1の画像処理モードと前記第2の画像処理モードとの前記像担持体における画像濃度の階調特性の相関関係を求め、該相関関係と前記第1の補正パラメータとに基づいて作成されることを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第1の補正パラメータとして、前記第2の濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記第1の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第1の補正テーブルを作成し、前記第2の補正パラメータとして、前記第1の補正テーブルと前記相関関係とに基づいて、前記第2の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第2の補正テーブルを作成し、前記画像形成手段に、前記第1の補正テーブルまたは前記第2の補正テーブルにより補正されたデータに基づいて前記像担持体にトナー像を形成させることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記画像形成手段に、前記第1の画像処理モード及び前記第2の画像処理モードそれぞれで処理された画像データに基づいて、階調性を有する第1のパッチ画像及び第2のパッチ画像を前記像担持体に形成させる請求項8乃至10の何れか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2の濃度検出手段は、原稿を読み取るためのリーダであることを特徴とする請求項8至請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2の濃度検出手段は、前記画像形成手段よりも前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられ、濃度階調を制御するために前記記録媒体に形成された画像に対向する位置に設けられたカラーセンサであることを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 第1の画像処理モードと、前記第1の画像処理モードとは異なる第2の画像処理モードとを実行する画像処理手段を有し、前記画像処理手段により処理された画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成装置の濃度階調制御方法であって、
前記第1の画像処理モードで前記記録媒体に濃度階調を制御するための画像を形成する画像形成ステップと、
第1の濃度検出手段により前記記録媒体上の画像の濃度を検出し、該検出結果に基づいて第1の画像処理モードに対応する第1の補正パラメータを作成する第1の作成ステップと、
前記第1の画像処理モード及び前記第2の画像処理モードそれぞれで処理された画像データに基づいて像担持体にトナー像を形成するトナー像形成ステップと、
前記トナー像形成ステップにおいて形成されたトナー像の濃度を第1の濃度検出手段により検出し、前記第1の画像処理モードで形成された前記トナー像の検出結果を濃度階調制御における濃度制御目標値として設定し、該濃度制御目標値と、前記第2の画像処理モードで形成された前記トナー像の検出結果との相関関係を求める処理ステップと、
前記第1の補正パラメータと前記相関関係とに基づいて前記第2の画像処理モードに対応する第2の補正パラメータを作成する第2の作成ステップと、を有することを特徴とする画像形成装置の濃度階調制御方法。 - 前記第1の補正パラメータは、前記第1の濃度検出手段の検出結果に基づいて作成される、前記第1の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第1の補正テーブルであり、前記第2の補正パラメータは、前記第1の補正テーブルと前記相関関係に基づいて作成される、前記第2の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第2の補正テーブルであることを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置の濃度階調制御方法。
- 第1の画像処理モードと、前記第1の画像処理モードとは異なる第2の画像処理モードとを実行する画像処理手段を有し、前記画像処理手段により処理された画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記第1の画像処理モードで処理された画像データに基づいて像担持体に形成されたトナー像の濃度と前記第2の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記像担持体に形成されたトナー像の濃度との相関関係が予め記憶されている前記画像形成装置の濃度階調制御方法であって、
前記第1の画像処理モードで前記記録媒体に濃度階調を制御するための画像を形成する画像形成ステップと、
濃度検出手段により前記記録媒体上の画像の濃度を検出し、検出結果に基づいて第1の画像処理モードに対応する第1の補正パラメータを作成する第1の作成ステップと、
前記第1の画像処理モードで処理され前記第1の補正パラメータで補正された画像データに基づいて前記像担持体上に形成したトナー像の濃度を検出し、検出結果と、前記相関関係とに基づいて、前記第2の画像処理モードにおける前記像担持体上の濃度制御目標値を設定し、該濃度制御目標値と、前記第1の補正パラメータを用いて補正された前記第2の画像処理モードにおける画像データを用いて前記像担持体に形成されたトナー像の濃度とのずれ分及び前記第1の補正パラメータとに基づいて前記第2の画像処理モードに対応する第2の補正パラメータを作成する第2の作成ステップと、を有することを特徴とする画像形成装置の濃度階調制御方法。 - 前記第1の補正パラメータは、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて作成される、前記第1の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第1の補正テーブルであり、前記第2の補正パラメータは、前記第1の補正テーブルと前記相関関係に基づいて作成される、前記第2の画像処理モードに対応するγ特性を補正するための第2の補正テーブルであることを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置の濃度階調制御方法。
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