JPH07131607A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調テストパターンが定着されてから所定の
時間経過後に階調テストパターンを読み取ることによ
り、安定した画像濃度で補正量を制御することが可能と
なり、階調性の優れた画像を形成することができる。 【構成】 テストパターン記憶領域２１１に登録してあ
る階調テストパターンに従って、全色の階調テストパタ
ーンを出力すると同時にタイマ２１３を起動させ、ＲＡ
Ｍ２１２に記憶された所定の時間経過後に、出力された
階調テストパターンを原稿読み取り部２０２から読み取
る。読み取られた画像濃度を基に、γ−ＬＵＴ２５を設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンタ装置等の画
像形成装置の画像処理特性を調整する方法として、次の
ような手法が知られている。即ち、画像形成装置を起動
させて、一つのある特定の階調テストパターンを記録材
上に形成した後、形成された記録材上の階調テストパタ
ーンの濃度を画像読み取り手段にて読み取り、その画像
情報をもとに、例えばγ補正手段などの画像形成条件を
決定する手段にフィードバックする手法が知られてい
た。この手法により、耐久による特性変動量や環境条件
の変動量に応じて画像品質を安定させることができた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複写機やプリンタ装置等においては、定着行程を出たば
かりの出力サンプルの濃度は不安定であることが知られ
ている。たとえば、熱定着直後では、出力されたトナー
画像の温度変化が大きく、出力サンプルのトナーの物性
も変化しており、室内温度になるにつれ、表面状態が変
化することがある。

【０００４】さらには、トナー画像を定着ローラに付着
させないよう、離形性をよくするために、通常、シリコ
ンオイルをローラ表面にコートすることが、良く知られ
ているが、このシリコンオイルが、定着直後には、支持
体およびトナー層表面に残っているが、時間の経過とと
もに、支持体に吸着される。このことが、結果として、
光沢ダウン、濃度ダウン等の現象をひきおこし、光学濃
度を変化させていた。

【０００５】また、インクジェット方式の場合は、記録
剤に打たれたインクが徐々に乾燥するため、やはり画像
の光学濃度が変化してしまうことが知られている。この
ように、階調テストパターンの光学濃度の変化が起こっ
ているにもかかわらず、その情報をもとにγ補正手段な
どの画像形成条件を決定する手段にフィードバックして
いたため、最適な画像が得られなくなるという欠点があ
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決することを目的としたもので、前記の課題を解決す
る一手段として、以下のような構成を備える。即ち、特
定の階調テストパターンを形成するパターン形成手段
と、前記パターン形成手段により階調テストパターンが
形成されてからの時間を計測する時間計測手段と、前記
時間計測手段により所定の時間が経過した後前記階調テ
ストパターンを読み取る読み取り手段と、前記読み取り
手段により読み取られた前記階調テストパターンの濃度
データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶
された各階調レベルの濃度データを用いて階調補正する
階調補正手段とを有する。

【０００７】更に、前記時間計測手段による時間計測の
際に、前記階調テストパターンを読み取り装置上に設置
する旨の要求を報知する報知手段を有し、前記読み取り
手段により読み込んだ画像情報が前記階調テストパター
ンであるかを判断するパターン判断手段と、前記判断手
段によって前記画像情報が前記階調テストパターンでな
かったと判断した場合にその旨を通知する通知手段とを
有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】以上の構成により、階調テストパターンが形成
されてから所定の時間経過後に階調テストパターンを読
み取ることにより、安定した画像濃度で補正量を制御す
ることが可能となり、階調性の優れた画像を形成するこ
とができるという効果がある。

【０００９】また、本発明の階調テストパターンによる
階調補正を定期的に行なうことにより、長期に渡り階調
性が優れ、カラーバランスの優れた画像が形成できるよ
うになる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。 ＜第１実施例＞図１は本実施例のカラー複写機の概略構
成を示すブロック図である。図１において、２０１は複
写機全体を制御するためのプリンタ制御部であり、マイ
クロプロセッサ等のＣＰＵ２８、ＣＰＵ２８の制御プロ
グラムや各種データを記憶するＲＯＭ２１０、ＣＰＵ２
８のワークエリアとして使用されるＲＡＭ２１２等を備
えている。ＲＯＭ２１０は後述する階調テストパターン
を記憶しているテストパターン記憶領域２１１を含む。

【００１１】２０２は原稿読み取り部であり、後述する
ＣＣＤ２１等を備え、原稿画像を読み取ってその読み取
った画像信号をプリンタ制御部２０１に出力している。
プリンタ制御部２０１は、この原稿読み取り部２０２よ
りの画像信号を後述するγ補正用のルックアップテーブ
ル（γ−ＬＵＴ）２５により補正してプリンタエンジン
部１００の出力特性に合致したデータに変換され、プリ
ンタエンジン部１００に出力される。１００はプリンタ
エンジン部であり、本実施例では例えば図２に示すレー
ザビームプリンタとしての構成である。

【００１２】また、２１３はタイマ、２１４は本実施例
における補正係数テーブルであり、詳細については後述
する。図２は図１に示すプリンタエンジン部１００の概
要構成を示す断面図であり、以下、図２を参照して本実
施例におけるプリンタエンジン部１００についての説明
を行う。

【００１３】図１に示す本実施例のプリンタエンジン部
１００は、原稿読み取り部２０２よりの画像信号に基づ
いて記録紙上に画像を形成する。図２において、２０１
及び２０２はそれぞれ図１に示すプリンタ制御部及び原
稿読み取り部である。原稿読み取り部２０２は、光源３
０３、色分解光学系３０４、ＣＣＤ２１等により構成さ
れ、原稿台ガラスにのせられた読み取り原稿３０１の画
像を読み取り、信号に変換する。プリンタ制御部２０１
は、原稿読み取り部２０２で読み取られた画像信号を半
導体レーザ１０３の駆動用信号に変換してレーザドライ
バ１０２に出力する。

【００１４】レーザドライバ１０２は半導体レーザ１０
３を駆動するための回路であり、入力された画像信号に
応じて半導体レーザをオン・オフ切替している。レーザ
光１０４は回転多面鏡１０５で左右方向に振られて感光
ドラム１０６上を走査する。このレーザ光の走査により
潜像が形成された感光ドラム１０６は、図中に示す矢印
の方向に回転する。この回転により回転現像器１１２に
より各色ごとの現像がなされる（図２では、イエロート
ナーによる現像状態を示している）。

【００１５】一方、記録紙は転写ドラム１１３に巻き付
けられて、１回転する毎にＹ（イエロー），Ｍ（マゼン
タ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（ブラック）の順に回転現像
器１１２により現像され、計４回の回転で４色が転写さ
れてカラー記録が終了する。こうしてカラー転写が終了
すると、記録紙は転写ドラム１１３から離れ、定着ロー
ラ対１１４によって定着され、カラー画像プリントが完
成する。

【００１６】この記録紙にはカットシートを用い、カセ
ット記録紙はプリンタ部１００に装着した用紙カセット
に収納され、給紙ローラ１０９及び搬送ローラ１１０と
１１１とにより装置内に取り込まれて、静電ドラム１０
６に供給される。また、３００は操作のための各種スイ
ッチ及びＬＥＤ表示器等が配されている操作パネルであ
る。

【００１７】図３は本実施例の複写機において制御部２
０１に設けられている階調画像を得るための画像信号処
理部の構成を示すブロック図である。以下、図３に示す
画像信号処理部の構成について説明する。読み取り部２
０２内のＣＣＤ２１により読み取られた原稿画像の輝度
信号は、Ａ／Ｄ変換部２２に入力され、デジタル輝度信
号に変換される。このデジタル輝度信号はシェーディン
グ部２３に送られ、ＣＣＤ２１の個々の素子の感度バラ
ツキによる光量ムラがシェーディング補正される。シェ
ーディング補正を行うことにより、ＣＣＤ２１の測定再
現性が向上する。シェーディング部２３で補正された輝
度信号は、更にＬＯＧ変換部２４によりＬＯＧ変換され
る。続いて、ＬＯＧ変換された信号はガンマルックアッ
プテーブル（γ−ＬＵＴ）２５に送られ、γ−ＬＵＴ２
５を用いて、プリンタエンジン部１００の初期設定時に
おける原稿画像濃度と、γ特性に従って処理された出力
画像濃度とが一致するように、画像信号を変換する。γ
−ＬＵＴ２５はＣＰＵ２８により個々のプリンタ毎に後
述する処理により作成される。

【００１８】こうして変換された画像信号はパルス幅変
調回路２６でパルス幅変調された信号となってレーザド
ライバ１０２に入力され、図２に示す半導体レーザ１０
３を駆動している。２９はパターンジェネレータで、後
述する各種階調テストパターンを発生させる。本実施例
では、全色とも画素が副走査方向に並ぶパルス幅変換処
理による階調再現手段を用い、レーザ光の走査により感
光ドラム１０６上にはドット面積変化による階調特性を
有する静電潜像が形成され、現像、転写、定着といった
過程を経て階調画像が得られる。

【００１９】次に、図４に原稿画像の濃度再生のための
特性を示す４限チャートを示す。図４において、第Ｉ象
限は原稿濃度を濃度信号に変換する読み取り部２０２の
特性を示し、第II象限は濃度信号をレーザ出力信号に変
換するためのγ−ＬＵＴ２５の特性を示している。ま
た、第III象限はレーザ出力信号からプリンタ出力濃度
に変換するプリンタの特性を示し、第IV象限は原稿濃度
とプリンタ出力濃度の関係を示しており、即ち第IV象限
に示される特性は、本実施例の複写機における全体的な
階調特性を表している。

【００２０】本実施例では、階調特性を図４の第IV象限
に示されるように線型にするために、第III象限に示さ
れるプリンタ部の記録特性の歪を、第II象限に示される
γ−ＬＵＴ２５によって補正している。なお、本実施例
では画像信号を８ビットのデジタル信号として処理して
いるため、階調数は２５６階調である。

【００２１】本実施例において、上述したγ−ＬＵＴ２
５は以下に述べる演算結果により生成されるが、γ−Ｌ
ＵＴ２５の生成は、画像データのプリンタ出力後の時間
経過による濃度変化に対応することを目的としている。
画像データのプリンタ出力後の時間経過による濃度変化
の具体例を、図５に示す。図５において、横軸は画像デ
ータのプリンタ出力後の経過時間、縦軸は出力画像の光
学濃度である。

【００２２】画像データの濃度はプリンタ出力後３時間
くらいで安定するが、特に最初の１分以内で、急激な変
化は終わってしまう。従って本実施例では、濃度変化に
対して安定に再現性良く濃度を取り出すために、階調テ
ストパターンが出力されてから本体内のタイマ２１３を
起動させ、１分経過してから、原稿読み取り部２０２に
より階調テストパターンの読み取りを行う。

【００２３】以下に、ＣＰＵ２８による上述したγ−Ｌ
ＵＴ２５の設定制御について説明する。図６は、本実施
例におけるＣＰＵ２８によるγ−ＬＵＴ２５の生成の過
程を示すフローチャートである。まず、ステップＳ３１
で、操作パネル３００からγ−ＬＵＴ作成のための制御
スイッチをオンにする。

【００２４】続いてステップＳ３２に進み、図３に示し
たパターンジェネレータ２９により、プリンタ制御部２
０１のＲＯＭ２１０内のテストパターン記憶領域２１１
に登録してある階調テストパターンに従って、全色の階
調テストパターンを出力し、図１に示す本体内のタイマ
２１３を起動させる。この全色の階調テストパターンの
例を図７に示す。

【００２５】尚、前記全色の階調テストパターンを出力
する際には、図３に示すようにγ−ＬＵＴ２５は作用さ
せずに、出力せねばならない。次にステップＳ３３で、
タイマ２１３によりＲＡＭ２１２に記憶された所定の時
間、即ち本実施例においては１分が経過したら、ステッ
プＳ３２において出力された階調テストパターン、例え
ば図７に示す階調テストパターンが形成された原稿を図
１に示すように読み取り原稿３０１として原稿台ガラス
３０２に載せ、光源３０３で照らし、次に色分解光学系
３０４を通してＣＣＤ２１で反射光量信号に変換する。
そして反射光量信号を図３に示すＬＯＧ変換部２４によ
ってＬＯＧ変換し、読み取り濃度データとしてＣＰＵ２
８が取り込む。

【００２６】続いてステップＳ３４に進み、ステップＳ
３３で階調テストパターンを読み取る際のレーザ出力レ
ベルと、読み取った階調テストパターンの濃度値とを、
各階調テストパターンの座標により対応させて、レーザ
出力レベルと読み取り濃度との関係を求め、ＲＡＭ２１
２に格納する。そして処理はステップＳ３５に進み、ス
テップＳ３４で得られたレーザ出力レベルと読み取り濃
度との関係により、図４の第III象限に示したプリンタ
特性を求める。そしてこのプリンタ特性の入出力関係を
互いに入れ換えることにより、第II象限に示すプリンタ
のγ補正の特性を各濃度毎に決定し、γ−ＬＵＴ２５を
設定する。

【００２７】ステップＳ３５においてγ−ＬＵＴ２５を
求める際に、階調テストパターンの階調パターン数しか
データがないので、濃度信号の「０」から「２５５」ま
で全レベルに対してレーザ出力レベルが対応できるよう
にするには、途中の不足しているデータは、補間を行な
うことにより生成しなければならない。以上で本実施例
におけるγ−ＬＵＴ２５の生成が終了し、“コピー出来
ます”等の、プリンタが複写可能状態になったことをユ
ーザに知らせるメッセージを操作パネル３００上に表示
し、コピースタンバイとなる。

【００２８】以上説明したようにして生成されたγ−Ｌ
ＵＴ２５を、図３に示す画像信号処理部において使用し
てγ補正を行うことにより、プリンタ出力後の安定した
濃度と原稿の濃度とで、図４の第IV象限に示されるよう
な線形の関係が保たれる。尚、本実施例において階調テ
ストパターンが出力されてから１分経過後に階調テスト
パターンの読み取りを行うものとしたが、これは階調テ
ストパターン出力後１分で図５に示される濃度変化率が
緩やかになるのと、階調テストパターンが出力されてか
らそれを読み取りるために原稿台ガラス３０２の上に置
く作業が１分で十分に完了できるとして設定したにすぎ
ず、もちろん画像形成装置に最適化した時間を個々に設
定するのが好ましい。

【００２９】以上説明したように本実施例によれば、階
調テストパターンが定着されてから所定の時間経過後
に、原稿台に設置された階調テストパターンを読み取っ
て得られた濃度情報に応じてγ−ＬＵＴ２５を設定する
ことにより、プリンタ出力後の安定した濃度が原稿画像
の濃度に対して線形となり、良好な階調性が得られるよ
うになる。また、以上の制御を定期的に行なうことによ
り、長期に渡り階調性が優れ、カラーバランスの優れた
画像が形成できるようになる。

【００３０】＜第２実施例＞以下、本発明に係る第２実
施例について説明する。図８は第２実施例におけるプリ
ンタ装置の概略構成を示すブロック図である。上述の第
１実施例における図１のブロック図と同一構成のものに
は同一番号を付し、説明を省略する。

【００３１】上述した第１実施例と異なる部分は、表示
部８０１が追加されている箇所である。表示部８０１
は、図２に示す操作パネル３００上に存在する。図５で
示したような全色の階調テストパターンを出力してか
ら、例えば１分後に図１に示す原稿読み取り部２０２で
階調テストパターンを読み取るまで、表示部８０１にリ
ーダが稼動するまでの時間（カウントダウン時間）を、
例えば図９に示すように表示させる。

【００３２】以上説明したように第２実施例によれば、
画像形成装置とユーザとの間のインターフェイスが格段
に向上し、ユーザによる例えば原稿置き忘れ等の操作ミ
スを減少させることができ、作業効率が向上する。 ＜第３実施例＞以下、本発明に係る第３実施例について
説明する。

【００３３】第３実施例においては、ユーザの操作ミス
等によるプリンタ装置の誤動作を極力防ぐことを目的と
する。第３実施例におけるプリンタの概要構成は、第１
実施例の図１〜図３に示す構成と同様であるため、図１
〜図３、および図７、図１０を参照して第３実施例を説
明する。

【００３４】図１０は、第３実施例におけるγ−ＬＵＴ
２５の生成の過程を示すフローチャートである。まず、
ステップＳ３１で、図２に示す操作パネル３００からγ
−ＬＵＴ作成のための制御スイッチをオンにする。続い
てステップＳ３２に進み、図３に示したパターンジェネ
レータ２９により、プリンタ制御部２０１のＲＯＭ２１
０内のテストパターン記憶領域２１１に登録してある階
調テストパターンに従って、全色の階調テストパターン
を出力し、図１に示す本体内のタイマ２１３を起動させ
る。この全色の階調テストパターンの例を図７に示す。

【００３５】尚、前記全色の階調テストパターンを出力
する際には、図３に示すようにγ−ＬＵＴ２５は作用さ
せずに、出力せねばならない。次にステップＳ３３で、
タイマ２１３によりＲＡＭ２１２に記憶された所定の時
間、即ち１分が経過したら、ステップＳ３２において出
力された階調テストパターンが形成された原稿を図１に
示す読み取り原稿３０１として原稿台ガラス３０２に載
せ、光源３０３で照らし、次に色分解光学系３０４を通
してＣＣＤ２１で反射光量信号に変換する。そして反射
光量信号を図３に示すＬＯＧ変換部２４によってＬＯＧ
変換し、読み取り濃度データとしてＣＰＵ２８が取り込
む。

【００３６】続いてステップＳ３４に進み、ステップＳ
３３で階調テストパターンを読み取る際のレーザ出力レ
ベルと、読み取った階調テストパターンの濃度値とを、
各階調テストパターンの座標により対応させて、レーザ
出力レベルと読み取り濃度との関係を求め、ＲＡＭ２１
２に格納する。次に、ステップＳ１０１において、レー
ザ出力レベルと読み取り濃度との関係が、正常かどうか
を判断する。

【００３７】ステップＳ１０１で、レーザ出力レベルと
読み取り濃度との関係が正常であるとは、即ち階調テス
トパターンが原稿台ガラス上の所定の位置に載せられて
いるということを示し、逆に異常であるとは、ユーザに
よる階調テストパターンの置き忘れ等を含む、即ち正常
に階調テストパターンを読み込めない状態を示す。図１
１に、レーザ出力レベルと読み取り濃度との関係を示
す。図１１から分かるように、関係正常時には読み取り
濃度のレンジが十分にあり、かつレーザ出力レベルに対
して読み取り濃度は増加傾向にあり、決して逆転するこ
とはない。それに対して、階調テストパターンを載せな
かった等の原因による関係異常時には、原稿読み取り部
２０２は原稿台の圧板面を読み込んでしまい、例えば図
１１に破線で示したように読み取り濃度のレンジが狭く
なり、読み取り濃度の逆転等も発生する。

【００３８】ステップＳ１０１では、次のような条件式
を満足するか否かで、正常か否かの判断を行なう。 Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ ≦ ｋ Ｄ（ｎ＋１） ≦ Ｄ（ｎ） ここでＤｍａｘは読み取った最大濃度、Ｄｍｉｎは読み
取った最小濃度、ｋは係数、Ｄ（ｎ）はｎレベルのレー
ザ出力の読み取り濃度である。

【００３９】ステップＳ１０１において、レーザ出力と
読み取り濃度の関係が異常と判断される場合はステップ
Ｓ１０２に進み、その旨を表示部８０１にメッセージと
して表示する。そしてステップＳ３１に戻り、制御スイ
ッチの押下からやり直す。ステップＳ１０１において、
レーザ出力と読み取り濃度の関係が正常と判断される場
合はステップＳ３５に進み、以下、図６のステップＳ３
５に示す第１実施例と同様にしてγ−ＬＵＴ２５を設定
する。

【００４０】尚、第３実施例においては、階調テストパ
ターンが出力されてから１分経過後に階調テストパター
ンの読み取りを行うものとしたが、第１実施例同様、画
像形成装置に最適化した時間を個々に設定するのが好ま
しい。以上説明したように第３実施例においては、ユー
ザの操作ミス等により階調テストパターンが読み込まれ
なかった場合においても、レーザ出力と読み取り濃度の
関係を確認することにより、階調制御の誤動作を防ぎ、
より確実に、良好な階調性が得られるようになる。

【００４１】以上第１〜第３実施例において、主にレー
ザービームプリンタについて説明を行ったが、本発明は
もちろんこれらの例に限定されるものではなく、例えば
インクジェットプリンタや、ドットマトリクスプリンタ
等にも適用可能である。尚、本発明は、複数の機器から
構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る
装置に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装
置にプログラムを供給することによって達成される場合
にも適用できることは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、階
調テストパターンが形成されてから所定の時間経過後に
階調テストパターンを読み取ることにより、安定した画
像濃度で補正量を制御することが可能となり、階調性の
優れた画像を形成することができるという効果がある。

【００４３】また、本発明の階調テストパターンによる
階調補正を定期的に行なうことにより、長期に渡り階調
性が優れ、カラーバランスの優れた画像が形成できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本実施例における機器構成図である。

【図３】本実施例における画像処理部の詳細構成を示す
ブロック図である。

【図４】本実施例における階調再現性を示す４限チャー
ト図である。

【図５】本実施例における階調テストパターンの出力後
経過時間と画像濃度の関係を示す図である。

【図６】本実施例におけるγ−ＬＵＴ更新処理のフロー
チャートである。

【図７】本実施例における階調テストパターンの出力例
を示す図である。

【図８】本発明に係る第２実施例の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図９】第２実施例における表示部の例を示す図であ
る。

【図１０】本発明に係る第３実施例のγ−ＬＵＴ更新処
理のフローチャートである。

【図１１】第３実施例におけるレーザ出力レベルと読み
取り濃度の関係の例を示す図である。

【符号の説明】 ２１ ＣＣＤ ２５ γ−ＬＵＴ ２８ ＣＰＵ ２９ パターンジェネレータ １００ プリンタ部 １０２ 半導体レーザ １０６ 感光ドラム １１３ 転写ドラム １１４ 定着ローラ対 ２０１ プリンタ制御部 ２０２ 原稿読み取り部 ２１０ ＲＯＭ ２１１ テストパターン記憶領域 ２１２ ＲＡＭ ２１３ タイマ ２１４ 補正係数テーブル ３００ 操作パネル ３０１ 読み取り原稿 ３０２ 原稿台ガラス ３０３ 光源 ３０４ 色分解光学系

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定の階調テストパターンを形成するパ
   ターン形成手段と、前記パターン形成手段により階調テ
   ストパターンが形成されてからの時間を計測する時間計
   測手段と、 前記時間計測手段により所定の時間が経過した後前記階
   調テストパターンを読み取る読み取り手段と、 前記読み取り手段により読み取られた前記階調テストパ
   ターンの濃度データを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段により記憶された各階調レベルの濃度デー
   タを用いて階調補正する階調補正手段とを有することを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記時間計測手段による時間計測の際
   に、前記階調テストパターンを読み取り装置上に設置す
   る旨の要求を報知する報知手段を有することを特徴とし
   た請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記読み取り手段により読み込んだ画像
   情報が前記階調テストパターンであるかを判断するパタ
   ーン判断手段と、 前記判断手段によって前記画像情報が前記階調テストパ
   ターンでなかったと判断した場合にその旨を通知する通
   知手段とを有することを特徴とした請求項１記載の画像
   形成装置。