JPH1169157A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない階調パターンの数で、かつ精度良く階
調補正テーブルを作成することができる画像形成装置を
提供すること。 【解決手段】 操作部（図１８）の液晶画面において、
ＡＣＣメニュー呼び出すと、図１９の画面が表示され
る。コピー使用時の自動階調補正の［実行］を選択する
と、図２０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ー使用時の階
調補正テーブルが参照データに基づいて変更される。図
２０の印刷スタートキーを選択すると、ＹＭＣＫ各色、
および文字、写真の各画質モードに対応した、複数の濃
度階課パターンを転写材上に形成する（Ｓ６０）。この
濃度階調パターンは、あらかじめＩＰＵのＲＯＭ中に記
憶・設定がなされている。パターンの書込み値は、現像
特性の検知結果に応じて変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル方式の
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置
の画像処理で使用され、画像データの階調変換のための
補正階調曲線の補正方法およびそれを用いた画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディジタル方式の画像形成装置に
おいて、プリンタなどの出力装置（画像形成手段）の出
力特性を補正するため、特定の濃度領域を強調するため
に、画像信号変換テーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌ
ｅ：以下ＬＵＴという）が使われている。画像形成装置
は、一般に、画像読み取り手段、画像処理手段、画像書
込み手段、画像処出力段などによって形成されており、
前述のＬＵＴは、画像処理手段に内装されていて、画像
読み取り手段から画像処理手段に入力される入力画像信
号を変換して出力画像信号として画像書込み手段に出力
する。このＬＵＴは、プリンタの画像濃度についての出
力特性を反映してつくられるため、画像形成手段などの
「劣化や汚れ」などで、プリンタの出力特性が変化して
しまった場合、補正の役割を果たさないことになる。

【０００３】これを補正するために、画像形成装置内部
で行われるプロセス・コントロールと呼ばれる制御の１
つとして、感光体や転写体などの像担持体上に、画像濃
度の異なる複数のパターンを形成し、前記パターンを光
学センサにより、その反射光、ないしは透過光を検知
し、帯電電位、現像バイアス、レーザーの露光量を変更
したり、また、前記階調補正テーブル変更したりするこ
とが行われる。上記の補正方法は、装置内で自動で補正
をすることができ、人の手を煩わせなくて良いというメ
リットがあるが、光学センサの特性上、トナーの付着量
が多い高濃度側において感度が無いため、トナーの付着
量が少ない、低濃度から中間濃度部へかけての補正とな
る。また、転写部の転写能力の経時変化による転写され
るトナー量の変動、または、定着部における定着性の変
化による画像濃度の変動を補正できない欠点がある。

【０００４】これに対し、像担持体上に形成したパター
ン像を転写材に転写、定着したものをスキャナで読み取
り、その読み取ったデータに基づいて前記階調補正テー
ブルの選択・作成を行ったり、色変換係数、ＲＧＢ−Ｙ
ＭＣＫ色変換テーブルの作成が行われる。この方法は、
前述した光学センサを用いた補正方法に比べて、排出さ
れた転写材を、人の手によって原稿台に載置するなどの
オペレーターによる処理が必要となるが、トナーの付着
量が多い、高画像濃度部の補正が可能であり、また、転
写部の経時変化、定着部における定着性の変化による画
像濃度の変化を補正できるというメリットがある。

【０００５】特開平７−２６４４１１号公報記載の発明
では、記録材上に階調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形成された階調パ
ターンを読み取る読取手段と、前記パターン読取手段に
より読み取った階調パターンに基づいて画像形成条件を
調整する調整手段とを備え、階調特性が線形でない濃度
域において、他の濃度域よりも階調パターンのステップ
を多くとる画像形成装置に関するものである。この発明
では、階調パターンは固定とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像濃度調
整を行うために、転写紙上に階調パターンを出力し、そ
れをスキャナで読みとらせ、画像処理部の階調補正テー
ブルの変換特性を決定することが行われる。これを自動
階調補正（ＡＣＣ：Ａｕｔｏ Ｃｏｌｏｒ Ｃａｌｉｂ
ａｒａｔｉｏｎ）と呼ぶ。この際、ソフト上の処理を簡
潔にし、さらに階調パターン作成のために使用するトナ
ーの量を少なくするために、少ない階調パターンの数
で、精度よく階調補正テーブルを決定することが必要で
ある。階調パターンが少ない場合、階調パターンの書込
み値が固定であると、経時変化をする現像特性の影響を
受けて、調整精度が安定しない場合がある。この理由を
図３１を例にとり説明する。

【０００７】図３１の第１象現の横軸は階調パターンの
レーザーの書込み値、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
値とスキャナの読み取り値との関係を表し、第２象現の
横軸は、感光体上のトナー付着量を表し、これは感光体
上のトナー付着量とスキャナの読み取り値の関係を表し
ている。第３象現の縦軸は現像ポテンシャルを表し、こ
れはプリンターの現像特性を表している。現像ポテンシ
ャルは感光体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上へのトナーの
付着量が大きくなる。第４象現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している。

【０００８】第１象現横軸のｎ（１），ｎ（２） は、
それぞれ階調パターンの１段目、２段目の書込み値を表
しており、ここでは、階調パターンの０段目は書込み値
を０としており、転写紙の地肌の読み取り値を示してい
る。第１象現の図でｇ１）とｈ１）とは、現像特性が異
なり、ｇ１）は、感光体上へのトナー付着量が多い場合
で、図中では、「現像量が多い」と記載した。ｈ１）
は、感光体上へのトナー付着量が標準である場合で、図
中では”現像量が標準”と記載した。１），ｈ１）の現
像特性に対する階調パターンの書込み値ｎ〔１〕，ｎ
〔２〕に対するスキャナの読み取り値をそれぞれＡｇ
〔ｎ〔１〕〕，Ａｇ〔ｎ〔２〕〕，Ａｈ〔ｎ〔１〕〕，
Ａｈ〔ｎ〔２〕〕とする。Ａｇ〔ｎ〔１〕〕とＡｈ〔ｎ
〔１〕〕は、グラフから判断してほぼ同じ値である。こ
の値をＡ〔１〕とすると、ｇ１），ｈ１）の現像特性に
対する階調パターンの１段目と２段目の読み取り値の差
Ａ〔１〕−Ａｇ〔ｎ〔２〕〕，Ａ〔１〕−Ａｈ〔ｎ
〔２〕〕は、それぞれ図中の（ｅ）ΔＡｇ〔１〕、
（ｆ）ΔＡｈ〔１〕に対応する。図から判断して、ΔＡ
ｇ〔１〕＞Ａｈ〔１〕であるので、直線補間やスプライ
ン補間などの方法によって、ｎ〔１〕からｎ〔２〕の間
のレーザーの書込み値を予測して階調補正テーブルを作
成する際、誤差が大きくなる場合がある。

【０００９】そこで、本発明の第１の目的は、上記のよ
うな場合に少ない階調パターンの数で、かつ精度良く階
調補正テーブルを作成することができる画像形成装置を
提供することである。本発明の第２の目的は、階調補正
テーブルを画像処理部、プリンタ部にそれぞれ有する構
成において、少ない階調パターンで精度良く、階調補正
テーブルを作成することができる画像形成装置を提供す
ることである。本発明の第３の目的は、像担持体上に現
像されたトナー像から現像特性を検知し、この検知され
た現像特性に基づいて階調パターンの書き込み値を決定
することにより少ないパターン数で調整精度が良い階調
補正テーブル得ることができる画像形成装置を提供する
ことである。本発明の第４の目的は、像担持体上に潜像
形成されたパターンの表面電位から現像特性を検知し、
感光体上に潜像形成された表面電位を読み取り良好なカ
ラーバランスおよび階調を得るためのＹＭＣＫの階調補
正テーブルをＡＣＣ実行により得ることができる画像形
成装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、画像形成装置が、原稿画像を光学的に走査して読み
取る画像読取手段と、この画像読取手段からの入力画像
信号を変換し画像信号として出力する画像処理手段と、
前記画像信号に応じて像担持体上に情報を書き込む画像
書き込み手段と、前記像担持体を有し、転写材上に画像
形成する画像形成手段と、複数の階調パターンを発生す
る画像信号発生手段と、前記画像処理手段に内装されて
前記入力画像信号を出力画像信号に変換する画像信号変
換テーブルと、転写材上に記録された前記複数の階調パ
ターンを前記画像読取手段が読み込んだ信号に基づいて
画像信号変換テーブルを作成・選択する手段と、現像特
性を検知する検知手段とを具備し、前記検知手段の検知
した結果に基づいて、前記転写材上に形成する階調パタ
ーンの書き込み信号レベルを変更することにより前記第
１の目的を達成する。

【００１１】請求項２記載の発明では、画像形成装置
が、原稿画像を光学的に走査して読み取る画像読取手段
と、この画像読み取り手段からの画像信号を処理し画像
信号として出力する画像処理手段と、この画像処理手段
からの画像信号に応じて像担持体上に情報を書き込む画
像書き込み手段と、前記画像処理手段からの画像信号と
外部装置からの画像信号とを切り替えて前記画像書き込
み手段へ出力する画像信号の切り替え手段と、前記像担
持体上の情報を複数色の現像剤にて顕像化し、転写材上
に画像を形成する画像形成手段と、前記切り替え手段か
らの画像信号を階調変換し、前記画像書込み手段に出力
する画像信号変換テーブルと、複数の階調パターンを発
生する画像信号発生手段と、前記画像処理手段に内装さ
れて前記入力画像信号を出力画像信号に変換する画像信
号変換テーブルと、転写材上に記録された前記階調パタ
ーンを前記画像読取手段が読み取った読み取り信号に基
づいて画像信号変換テーブルを作成・選択する手段と、
現像特性を検知する検知手段とを具備し、前記検知手段
の検知した結果に基づいて、前記切り替え手段後の画像
信号変換テーブルを変更するとともに、複数の階調パタ
ーンを発生する画像信号発生手段により発生した階調パ
ターンを、前記画像信号の切り替え後の画像信号変換テ
ーブルにより変換して階調パターンを形成することによ
り前記第２の目的を達成する。

【００１２】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の画像形成装置において、像担持体上に顕
像化した階調パターンの反射光もしくは透過光を検知す
る光検知手段を具備し、前記光検知手段が検知した結果
に基づいて前記検知手段が現像特性の検知を行うことに
より前記第３の目的を達成する。

【００１３】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
画像形成装置において、前記現像特性を階調濃度パター
ンの表面電位を検知する表面電位検知手段を具備し、こ
の表面電位検知手段と前記光検知手段の検知出力に基づ
いて現像特性を予測し、予測した結果に基づいて、転写
材に形成する階調パターンの書込み値を変更することに
より前記第４の目的を達成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図１ないし図３０を参照して詳細に説明する。図１
は、本実施の形態に係る複写機の機構図であり、この図
を参照して複写機本体１０１の機構の概略を説明する。
複写機本体１０１のほぼ中央部に配置された像担持体と
してのφ１２０ｍｍの有機感光体（ＯＰＣ）ドラム１０
２の周囲には、該感光体ドラム１０２の表面を帯電する
帯電チヤージャー１０３、一様帯電された感光体ドラム
１０２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１０４、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１
０５およびイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの３つの
カラー現像装置１０６、１０７、１０８、感光体ドラム
１０２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１０９、上記中間転写ベルト１０９に転
写電圧を印加するバイアスローラ１１０、転写後の感光
体ドラム１０２の表面に残留するトナーを除去するクリ
ーニング装置１１１および転写後の感光体ドラム１０２
の表面に残留する電荷を除去する除電部１１２などが順
次配列されている。

【００１５】また、前記中間転写ベルト１０９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１１３およ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１１４が配置されている。この中間転写ベ
ルト１０９から剥離された転写材を搬送する搬送ベルト
１１５の出口側端部には、トナー像を加熱および加圧し
て定着させる定着装置１１６が配置されているととも
に、この定着装置１１６の出口部には、排紙トレイ１１
７が取り付けられている。

【００１６】レーザ光学系１０４の上部には、複写機本
体１０１の上部に配置された原稿載置台としてのコンタ
クトカラス１１８、このコンタクトガラス１１８上の原
稿に走査光を照射する露光ランプ１１９、原稿からの反
射光を反射ミラー１２１によって結像レンズ１２２に導
き、光電変換素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）のイメージセンサアレイ１２
３に入光させる。ＣＣＤのイメージセンサアレイ１２３
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１０４中の半導体レーザのレ
ーザ発振を制御している。

【００１７】次に、上記複写機に内蔵される制御系を説
明する。図２に示すように制御系は、メイン制御部（Ｃ
ＰＵ）１３０を備え、このメイン制御部１３０に対して
所定のＲＯＭ１３１およびＲＡＭ１３２が付設されてい
るとともに、前記メイン制御部１３０には、インターフ
ェースＩ／Ｏ１３３を介してレーザ光学系制御部１３
４、電源回路１３５、光学センサ１３６、トナー濃度セ
ンサ１３７、環境センサ１３８、感光体表面電位センサ
１３９、トナー補給回路１４０、中間転写ベルト駆動部
１４１がそれそれ接続されている。レーザ光学系制御部
１３４は、前記レーザ光学系１０４のレーザ出力を調整
する。また前記電源回路１３５は、前記帯電チャージャ
ー１１３に対して所定の帯電用放電電圧を与えると共
に、現像装置１０５、１０６、１０７、１０８に対して
所定電圧の現像バイアスを与え、かつ前記バイアスロー
ラ１１０および転写バイアスローラ１１３に対して所定
の転写電圧を与える。

【００１８】光学センサ１３６は、前記感光体ドラム１
０２の転写後の領域に近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１０２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および地肌部におけ
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検知されるよう
になっている。この光学センサ１３６からの検知出力信
号は、図示を省略した光学センサ制御部に印加される。
光電センサー制御部は、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１３７の制御値の補正を行な
っている。

【００１９】さらに、トナー濃度センサ１３７は、現像
装置１０５から１０８には、現像装置１０５から１０８
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。トナー濃度センサ１３７は、検知されたト
ナー濃度値と基準値とを比較し、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１４
０に印加する機能を備えている。電位センサ１３９は、
像担持体である感光体ドラム１０２の表面電位を検知
し、中間転写ベルト駆動部１４１は、中間転写ペルトの
駆動を制御する。

【００２０】黒現像器１０５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、これは剤撹拌部材２０２
の回転によって撹拌され、現像スリーブ２０１Ｂ上で、
現像剤規制部材によってスリーブ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２０１Ｂ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２０１Ｂの回転方向に回転する。

【００２１】次に、図３のブロック図に基づいて、画像
処理部を説明する。図１において、４２０はスキャナ、
４０１はシェーディング補正回路、４０２はスキャナγ
変換回路、４０３はエリア処理回路、４０４は画像分離
回路、４０５はＭＴＦフィルター、４０６は色変換ＵＣ
Ｒ処理回路、４０７は変倍回路、４０８は画像加工（ク
リエイト）回路、４０９は画像処理用プリンタγ補正回
路、４１０は階調処理回路、４１１、４２３はインター
フェースＩ／Ｆ・セレクタ、４１２は画像形成部用プリ
ンタγ（以後プロコンγと呼ぶ）変換回路、４１３はプ
リンタ、４２１、４２２はそれぞれパターン生成回路で
ある。複写すべき原稿は、カラースキャナ４２０により
Ｒ、Ｇ、Ｂに色分解されて一例として１０ビット信号で
読み取られる。読み取られた画像信号は、シェーディン
グ補正回路４０１により、主走査方向のムラが補正さ
れ、１０ビット信号で出力される。

【００２２】スキャナγ変換回路４０２では、スキャナ
からの読み取り信号が反射率データから明度データに変
換される。画像分離回路４０４では、文字部と写真部の
判定、および有彩色・無彩色判定が行われる。ＭＴＦフ
ィルター４０５では、シャープな画像やソフトな画像な
ど、使用者の好みに応じてエッジ強調や平滑化等、画像
信号の周波数特性を変更する処理が行われる。エリア処
理４０３では、現在処理を行っている画像データが原稿
内のどの領域に属するかを区別するための領域信号を発
生させる。この回路で発生された領域信号により、後段
の画像処理部で用いるパラメータを切り替える。これら
の領域は、指定領域毎に、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色補正係数、空間フィ
ルター、階調変換テーブルなどの画像処理パラメータを
それぞれ画像領域に応じて設定することができる。イン
ターフェース（Ｉ／Ｆ）４２３は、スキャナ４２０で読
み取った画像を外部に出力する際に使用する。コピアの
ようにプリンター部（画像形成部）とスキャナ・ＩＰＵ
部（画像読み取り、画像処理部）として使用する場合に
は、プリンター部のＩ／Ｆセレクタ４１１から外部装置
に読み取った画像データを取り出すことができる。

【００２３】色変換ＵＣＲ処理回路４０６では、入力系
の色分解特性と出力系の色材の分光特性の違いを補正
し、忠実な色再現に必要な色材ＹＭＣの量を計算する色
補正処理部と、ＹＭＣの３色が重なる部分をＢｋ（ブラ
ック）に置き換えるためのＵＣＲ処理部からなる。色補
正処理は図３０に示すようなマトリクス演算をすること
により実現できる。

【００２４】ここで、★Ｒ、★Ｇ、★Ｂは、それぞれ
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）の分光特性こよって決まる。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ようにしてもよい。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。色相判定回
路４２２で、ＲＧＢ画像信号がＲＧＢＣＭＹのどの色相
の信号であるかを判定し、各色相に応じた色変換係数を
選択する。一方、ＵＣＲ処理は次式を用いて演算するこ
とにより行うことができる。

【００２５】

【数１】 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

【００２６】これらの式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は一定値でもよい。例えば、高濃度部では、αは１に
近く、ハイライト部では、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。

【００２７】変倍処理回路４０７は、縦横変倍が行わ
れ、画像加工（クリエイト）回路４０８は、リピート処
理などが行われる。画像処理用プリンタγ補正回路４０
９で、文字、写真など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４０９
は、前述したエリア処理回路４０３が発生した領域信号
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。

【００２８】階調処理回路４１０では、ディザ処理が行
われる。この階調処理回路４１０の出力は、画素周波数
を１／２に下げるために、２画素分のデータを同時にプ
リンタ４１３に転送することができるように、画像デー
タバスは、１６ビットの幅（８ビットの画像データの２
本分）を有する。インターフェースＩ／Ｆ・セレクタ４
１１は、スキャナ４０１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
部のホストコンピューターやあるいは画像処理装置から
の画像データをプリンタ４１３で出力するための切り替
え機能を有する。

【００２９】画像形成用プリンタγ（プロコンγ）補正
回路４１２は、インターフェースＩ／Ｆ・セレクタ４１
１からの画像信号を階調変換テープルで変換し、レーザ
ー変調回路に出力する。インターフェースＩ／Ｆ・セレ
クタ４１１、画像形成用プリンタγ補正回路４１２、プ
リンタ４１３およびシステムコントローラ４１７でプリ
ンタ部は構成され、スキャナ・ＩＰＵとは独立しても使
用可能である。ホストコンピュータ４１８からの画像信
号はプリンターコントローラ４１９を通してインターフ
ェース４１１に入力され、画像形成用プリンタγ補正回
路４１２により階調変換され、プリンタ４１３により画
像形成が行われることにより、プリンタとして使用でき
る。

【００３０】以上の画像処理回路はＣＰＵ４１５により
制御される。このＣＰＵ４１５は、ＲＯＭ４１４とＲＡ
Ｍ４１６とバス４１８で接続されている。また、ＣＰＵ
４１５はシリアルＩ／Ｆを通じて、システムコントロー
ラー４１７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４１７を通じて
送信される。送信された画質モード、濃度情報および領
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
各種パラメータが設定される。パターン生成回路４２
１、４２２はそれそれ画像処理部、画像形成部で使用す
る階調パターンを発生させる。

【００３１】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４０３からエリア信号を発生される。エ
リア信号に基づいて、スキャナγ変換回路４０３、ＭＴ
Ｆフィルター回路４０５、色変換ＵＣＲ回路４０６、画
像加工回路４０８、画像処理用プリンタγ補正回路４０
９、階調処理回路４１０で使用するパラメータを変更す
る。この図４では、特に、画像処理用プリンタγ補正回
路４０９、階調処理回路４１０を図示してある。

【００３２】画像処理用プリンタγ補正回路４０９内で
は、エリア処理回路４０３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の原稿の例では、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。

【００３３】画像処理用プリンタγ補正回路４０９で階
調変換された画像信号は、階調処理回路４１０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、ディザを行った処理、誤差拡散
処理などを行う。誤差拡散処理は、インクジェット原稿
に対して行う。階調処理後の画像信号は、デコーダ３に
より、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およびラ
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Ｆ
ＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）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
インターフェースＩ／Ｆセレクタ４１１に入力させるこ
とができる。

【００３４】図５は、レーザー変調回路のプロック図で
ある。書き込み周波数は、１８．６〔ＭＨｚ〕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プル（ＬＵＴ）
４５１でγ変換を行うことができる。パルス幅変調回路
（ＰＷＭ）４５２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）４５３で下位５ビットで３２値のパワー
変調が行われ、レーザーダイオード（ＬＤ）４５４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）４５５で発光強度をモニターし、１ドット毎に
補正を行う。

【００３５】レーザー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。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 ４２．３μ
ｍでは、ビーム径は主走査方向５０μｍ、副走査方向６
０μｍが使用される。

【００３６】次に、図６のフローチャートを参照して画
像処理用プリンタγ補正回路４０９で行われる階調変換
テーブル（ＬＵＴ）４５１の作成方法について説明す
る。階調変換曲線を作成する手順は、まず、全体の湾曲
度（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を選択し（ステップ１０）、
低画像濃度（ハイライト）部の湾曲度ｈを選択する（ス
テップ１１）。そして、高画像濃度（シャドー）部の湾
曲度ｓを選択し（ステップ１２）、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）ステッ
プ１３）。このステップ１０の処理について図７を参照
して説明する。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により、階調変換を行った
階調曲線をＥとし、これをＥ＝Ｂ（Ａ）と表記する。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、 くリスト１＞ typedef int Table［256 ］; table Ａ，Ｅ； int Ｂ（int Ａ，int curvature ） ｛ int value ； /*curvature の大きさに応じて湾曲度を変える演算*/ ・・・ return value ； ｝ /*full()：全体の湾曲度を変える処理， */ Table full（int curvature) ｛ /*curvature は、湾曲の度合い */ int i; for(ｉ＝0; ｉ＜＝255 ；ｉ＋＋） Ｅ［ｉ］＝Ｂ( Ａ［ｉ］，curvature); return Ｅ; ｝ と表すことができる。ここで、Ｂは、Ａの湾曲度を変え
るための関数である。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（２
５５，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。

【００３７】上記の条件を満たすベジエ関数は、始点Ｐ
０（０，０）と終点Ｐ１（２５５，２５５）とを結ぶ直
線ＰＯＰと直線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。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。例として、直線のp0
p1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に対する例について述べる。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＝（１２７．５，１２
７．５）または、（１２７，１２７）ｏｒ（１２８，１
２８）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、

【００３８】

【数２】 Ｐ２（ｄ）＝ＰＣ＋（−ｄ／√２，ｄ／√２）＝（１２７．５−ｄ／√２，１ ２７．５＋ｄ／√２）・・・・ 式３

【００３９】で与えられる（図８）。これにより、階調
変換曲線Ｐ（ｄ、ｔ）は、

【００４０】

【数３】 Ｐ（ｄ，ｔ）＝Ｐ０・ｔ² ＋２・Ｐ２（ｄ）・ｔ・（１−ｔ）＋Ｐ１・（１− ｔ）² ・・・・ 式４

【００４１】で与えられる。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２からｔを求め、求められたｔを再度式４に代
入し、出力値ｙを求める。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）の全ての組の（０
≦ｘ≦２５５）について求め、それをテーブルとして、
ＲＯＭ中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中に保持する。
湾曲度は、前述した関数Ｂ（）への引数 curvature で
与えられる。これにより、＜リスト１＞は、次のように
書き換えられる。

【００４２】 ＜リスト２＞ const table ＿max ＝9; typedef int Table ［256 ］; Table Ａ，Ｅ，Ｂ［table ＿max ］; /*full(): 全体の湾曲度を変える処理， */ Table full(int curvature) ｛ /*curvature は、湾曲度を指定する。 */ int i; for(i ＝0;i ＜＝255;i ＋＋) Ｅ［i ］＝Ｂ［curvature ］［Ａ［i ］］; return Ｅ; ｝ main() ｛ /*curvature は、湾曲度（湾曲の度合い） */ int curvature ＝1; Ｅ＝full(curvature); ｝ 上記の例では、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、上記の例では、ベジエ曲線を用いたが、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。

【００４３】次に、ステップ１１およびステップ１２の
処理について説明する。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。 ＜リスト２＞ をより一般的な形に書き直すと次のよう
になる：

【００４４】 ＜リスト３＞ const table ＿max ＝9; typedefint Table ［256 ］; Table Ａ，Ｅ，Ｂ［table ＿max ］; /*Transform():湾曲度を変える処理， */ Table Trannsform（Table Transformer ，Table Original) ｛ /* この関数は、Originalという階調変換曲線を * * Transformerという階調変換曲線を用いて湾曲度を * * 変える処理を行う */ int i; for(i ＝0;i ＜＝255;i ＋＋) Ｅ［i ］＝Transformer ［Original［i ］］; return Ｅ; ｝ main() ｛ /*curvature は、湾曲度（湾曲の度合い） */ int curvature ＝1; Ｅ＝Transform(Ｂ［curvature ］，Ａ); /* 階調変換曲線Ａを階調変換曲線Ｂ［curvature ］を用いて * * 湾曲度を変える */ ｝ 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、

【００４５】 ＜リスト４＞ const table ＿max ＝9; typedef int Table ［256 ］; Table Ａ，Ｂ［table ＿max ］, Ｅ，ＣＨ［table ＿max ］，ＣＳ［ table ＿max ］; /*Transform():湾曲度を変える処理、 */ Table Transform(Table Transformer ，Table Original); main() ｛ int curvature,h,s; /* curvature,h,s の数値を変えることにより、 曲線の湾曲度を変える */ /*全体の湾曲度を変える*/ Ｅ＝transform(Ｂ［curvature ］，Ａ); /*低画像濃度（ハイライト）部の湾曲度を変える*/ Ｅ＝Transform （ＣＨ［h ］，Ｅ); /*高画像濃度（シャドー）部の湾曲度を変える*/ Ｅ＝Transform(ＣＳ［s ］, Ｅ); ｝

【００４６】と表すこともできる。この中で、curvatur
e ，ｈ，ｓは、それぞれ全体、ハイライト、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。

【００４７】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、図の縦軸に平行な直線Ｌ２に対する実施の形態
について述べる。

【００４８】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Ｐ
２＝（３２，３２）とする。第１の例における制御点Ｐ
３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、Ｐ３（ｄ）＝（１６，１６）＋
（−ｄ／√２，ｄ／√２）とする。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、Ｐ３（ｄ）＝（１６，１６）
＋（０，ｄ）とする。以上のＰ０〜Ｐ３を用いて、階調
変換曲線Ｐ（ｄ，ｔ）は、

【００４９】

【数４】 Ｐ（ｄ，ｔ）＝Ｐ０・ｔ³ ＋３・Ｐ２ｔ² （１−ｔ）＋３・Ｐ３（ｄ）・（１ −ｔ）² ＋Ｐ１・（１−ｔ）³ ・・・・ 式５

【００５０】で与える。ここでは、終点として、Ｐ１＝
（２５５，２５５）としたが、終点Ｐ１をＰ１＝（６
４，６４）など、線分ｍ：（０，０）−（２５５，２５
５）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。

【００５１】次に、画像形成部用プリンタγ変換回路４
１２に設定する階調変換テープルの作成方法について述
べる。まず、現像特性の検知方法について図１０のフロ
ーチャートを用いて説明する。図１１に図示するよう
に、感光体ドラム１０２上にｎｐ個（ここでは、ｎｐ＝
１２）の濃度階調パターンを形成する（ステップ２
０）。そして、表面電位センサ１３９で感光体の表面電
位Ｖ_si（ｉ＝１，２，．．．，ｎｐ）を読み込み（ステ
ップ２１）、現像器によりトナーを付着させ現像するこ
とにより、顕像化する（ステップ２２）。その後、感光
体ドラム１０２の回転方向下流側に存在する光学センサ
１３６により、感光体ドラム１０２上のトナー像の検知
出力Ｖｐｉ（ｉ＝１，２，．．．，ｎｐ）を得る（ステ
ップ２３）。検知に用いるレーザー出力は、一例として
画像信号の値（１６進数表示）で００（Ｈ）、１０
（Ｈ）、２０（Ｈ）、３０（Ｈ）、４０（Ｈ）、５０
（Ｈ）、６０（Ｈ）、７０（Ｈ）、９０（Ｈ）、Ｂ０
（Ｈ）、Ｄ０（Ｈ）、ＦＦ（Ｈ）を用いる。

【００５２】主走査方向の２画素ず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。

【００５３】次に、画像信号の補正方法について図１２
を参照して説明する。グラフａ）の縦軸は、レーザー出
力（または画像出力信号）、横軸は、光学センサ１３６
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１３６で検知するこ
とによって得られる。グラフｂ）の縦軸は、ａ）と同じ
くレーザー出力、横軸は、感光体の表面電位を表す。こ
れは、感光体ドラム１０２の光減衰特性を表す。これ
は、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１０２上に形成したときの表面電位を電位セ
ンサによって測定することにより得られる。

【００５４】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、図の横軸は、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、
レーザー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、レーザーの書込み光量も、同様にレーザ
ーの最小値と最大値との間を８（〜１０）ビットの分解
能を持っている。図中で、ａは検知時に用いられるレー
ザー出力と画像入力信号との関係を表す。グラフｄ）の
縦軸は、感光体ドラム１０２上のトナー付着量、横軸
は、光学センサ１３６の出力を表し、これは、光学セン
サ１３６の出力特性を表している。この特性は、使用す
るセンサの種類や取付角度や感光体ドラム１０２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。

【００５５】グラフｅ）の縦軸は、トナー付着量、横軸
は、感光体の表面電位を表している。これは、感光体の
表面電位と感光体上ドラム１０２のトナー付着量の関係
（すなわち、現像特性）を表している。図中のｈは、現
像バイアスのＤＣ成分を表している。グラフｆ）は、画
像入力信号に対する感光体ドラム１０２上のトナー付着
量の関係を表している。グラフｄ）の関係を用いて光学
センサ１３６の出力ＶＰｉを感光体ドラム１０２上トナ
ー付着量（Ｍ／Ａ）ｉ［ｍｇ／ｃｍ² ］（ｉ＝１，
２，．．，ｎｐ）に換算する。

【００５６】これは、一例として以下に述べる方法によ
り求める。感光体ドラム１０２上に形成されたトナー像
３０４の反射光は、光電センサ１３６により検出され、
検知信号としてメイン制御部１３０に送られる。ＶＳ
Ｐ、ＶＳＧをそれぞれ基準パターン部のトナー付着部か
らの光電センサ１３６の出力およ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りの付
着量ｍ１［ｇ／ｃｍ² ］は、

【００５７】

【数５】 ｍ１＝− ln （Ｖ_SP／Ｖ_SG）／β β ＝−６．０ ×１０３ ［ｃｍ² ／ｇ］・・・・ 式６

【００５８】の関係からトナー付着量が換算される。こ
こで、βは、光電センサ１３６とトナーによって決まる
定数であり、上記の値は黒トナーの値である。イエロ
ー、シアン、マゼンタ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
ックアップテープルにより、変換してもよい。上記の方
法により、感光体表面電位ＶＳｉと感光体上トナー付着
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。

【００５９】しかしながら、グラフｄ）に示すように、
光学センサ１３６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
ては、実際には、ｂ）に示す様に感光体の表面電位が低
下し、トナー付着量が変化しているにも関わらず、感光
体上トナー付着量（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。

【００６０】実際の現像特性と検知値から求めた現像特
性のずれの補正を図１３のフローチャートを参照して説
明する。まず、画像信号ｉに対する光学センサ１３６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１０２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（ステップ
３０）。これらの値から、表面電位センサ１３６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

【００６１】

【数６】 （Ｍ／Ａ）ｉ＝ａ×ＶＳｉ＋ｂ （ＶＰｉ≧ＶＰｃ）・・・・ 式７

【００６２】もしくは、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤ
Ｃとして、

【００６３】

【数７】 （Ｍ／Ａ）ｉ＝ａ×（ＶＳｉ−ＶＤＣ）＋ｂ （ＶＰｉ≧ ＶＰｃ）・・ ・・ 式８

【００６４】を用いる。ここで、ａ，ｂは係数で、ＶＳ
ｉ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１３６の出力値がＶＰｃ
となる感光体ドラム１０２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。

【００６５】感光体ドラム１０２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
感光体ドラム１０２上の表面電位との直線関係からのず
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）≦（Ｍ／Ａ）Ｃを満たす感光体ド
ラム１０２上トナー付着量の検知結果について（（ステ
ップ３１、ステップ３２））、前述した式７の係数ａ，
ｂを決定する（ステップ３３）。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１
３６の検知出力をＶＰ_MAX として

【００６６】

【数８】VPｃ≦ＶＰ≦ＶＰ_MAX ・・・・ 式９

【００６７】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式８の係数ａ，ｂを決定してもよ
い。そして、（Ｍ／Ａ）ｉが、（Ｍ／Ａ）ｉ＞ （Ｍ／
Ａ）Ｃかどうかの判断を行う（ステップ３４）。（Ｍ／
Ａ）Ｉ＞（Ｍ／Ａ）Ｃである場合には（ステップ３５；
Ｙ）、電位出力ＶＳｉから感光体ドラム１０２上のトナ
ー付着量（Ｍ／Ａ）ｉを求める（ステップ３５）。

【００６８】上記の例では、所定値ＶＰｃに対する光学
センサ１３６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１０２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
１０２上トナー付着量を（Ｍ／Ａ）Ｃ、そのときの光学
センサ１３６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。この場合、｜ΔＶＰ／
Δ（Ｍ／Ａ）｜≧｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０ を満た
す感光体ドラム１０２上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（図１４参照）。

【００６９】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
現のａの階調変換テープルに対して、第４象現の検知特
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。

【００７０】以上の処理の手順を図１５のフローチャー
トに示してある。まず、感光体ドラム１０２上に基準パ
ターンを作成し（ステップ４０）、形成された基準パタ
ーンを光電センサ１３６、表面電位センサ１３９により
検知する（ステップ４１）。そして、検知された結果と
パターン形成特に使用したレーザーの出力値（画像信
号）から、現像特性を予測し（ステップ４２）、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（ステップ４３）。

【００７１】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）（一例であ
る）としたときの処理を、プログラム言語Ｃによって記
載すると、

【００７２】 /* 階調パターンの書込み値を画像形成部用階調変換テープルで変換する. */ /* 処理の開始 */ int ｊ; for(j ＝0;j ＜＝16;j＋＋） n1 ［j ］＝Ｂ［n ［j ］］; /*処理の終了*/ として変換する。これは、ルックアップテーブルであ
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。

【００７３】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説明する。設定時の
画像入力信号とレーザー出力との関係をａ、そのときの
レーザー出力に対する光学センサ１３６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の表面電位
に対する感光体ドラム１０２上の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１０２上の
トナー付着量との関係をｄとする。所定時間後の光学セ
ンサ１３６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ドラム１０２上
のトナー付着量との関係はｄ’となったことを表してい
る。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。

【００７４】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象現の
画像入力信号ｎとレーザー出力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の時のレーザー光量をＰＭＡＸとし
て、Ｐ＝ＰＭＡＸ／ＦＦ（Ｈ）×ｎである。

【００７５】初期設定時と所定時間後の経時変化した階
調性を見かけ上変化していないように補正する処理につ
いて図１６のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、上述した方法により現像特性を検知し（ステップ５
０）、光学センサ１３６と電位センサ１３９の検知結果
から求めた感光体ドラム１０２上のトナー付着量（Ｍ／
Ａ）ｉ（ｔ）をメモリに記憶する（ステップ５１）。こ
こで、ｔは、現在の時刻ｔを表している。そして、現像
特性の補正を行う（ステップ５２）。画像入力信号とレ
ーザー出力との関係がａであるとき、画像入力信号ｉに
対する、レーザー出力はＰｉに対し、感光体ドラム１０
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。

【００７６】−方、画像入力信号ｊに対して、レーザー
出力はＰｊで、このレーザー出力に対する感光体ドラム
１０２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（０）に変化している。上
記の場合の内、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
ザー出力との関係を、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。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、補間することにより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ＲＯＭ４１６中に記憶
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。

【００７７】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
ザー出力をＰＭＡＸ（ｔ）、初期設定時の画像入力信号
ＦＦＨのレーザー出力をＰＭＡＸ（０）とした場合、Ｐ
ＭＡＸ（０）≠ＰＭＡＸ（ｔ）である時の補正方法とし
て、画像信号００Ｈでのレーザー出力Ｐ０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。本実施の
形態では、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、レーザー光量の最大値を変更しない
ため、作像条件の制御が間単になるが、実質的な階調数
が減ってしまうという欠点がある。

【００７８】画像濃度（階調性）の自動階調補正（ＡＣ
Ｃ：Ａｕｔｏ Ｃｏｌｏｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）
の動作を図１７のフローチャートを参照して説明する。
操作部（図１８）の液晶画面において、ＡＣＣメニュー
呼び出すと、図１９に示す画面が表示される。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２０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
ター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。ここで、図２０の印刷スタートキーを選択
すると、図２１に示すような、ＹＭＣＫ各色、および文
字、写真の各画質モードに対応した、複数の濃度階課パ
ターンを転写材上に形成する（ステップ６０）。この濃
度階調パターンは、あらかじめＩＰＵのＲＯＭ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。

【００７９】ここでは、一例として１６進数表示で、０
０ｈ，１１ｈ，２２ｈ，・・・，ＥＥｈ，ＦＦｈ の１
６パターンを使用した場合について説明する。図では、
地肌部を除いて５階調分のパッチを表示しているが、０
０ｈ−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ーの書込み値が形
成される。すなわち、１画素目の画素の書込み値がｎ
１、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：２５
５、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：２５
５、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。

【００８０】転写材にパターンが出力された後、転写材
を原稿台１１８上に載置するように、操作画面上には、
図２２の画面が表示される。パターンが形成された転写
材を原稿台１１８に載置し（ステップ６１）、読み取り
スタートを選択すると、スキャナが走行し、ＹＭＣＫ濃
度パターンのＲＧＢデータを読み取る（ステップ６
２）。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。そして、パターンの読み取り値を、
後で詳述するＲＧＢ補正値を用いて補正する（ステップ
６３）。地肌データを用いた処理を行うと選択された場
合（ステップ６４；Ｙ）には、読み取りデータに対する
地肌データ処理を行い（ステップ６５）、参照データの
補正を行う場合（ステップ６６；Ｙ）には、参照データ
に対する高画像濃度部の処理（ステップ６７）を行った
後、ＹＭＣＫ階調補正テーブルを作成・選択を行う（ス
テップ６８）。

【００８１】上記の処理をＹＭＣＫの各色（ステップ６
９）、および写真、文字の各画質モード毎に行う（ステ
ップ７０）。処理中には、操作画面には図２３の画面が
表示される。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１９の画面中に表示され
ている。

【００８２】次に、地肌の補正について説明する。地肌
の補正の処理の第１の目的は、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。

【００８３】地肌の補正の処理の第２の目的は、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（Ａｕｔ
ｏ 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ために、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。

【００８４】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。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が入
った色に対しては色再現が良くなる場合ができる。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、使用者の状
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。

【００８５】感光体ドラム１０２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,or
Ｋ，ｉ＝０，１，…，９）とする。（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
表してもよい。予めＲＯＭ４１６またはＲＡＭ４１７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。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ＲＧ
Ｂ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。

【００８６】

【数９】 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１０

【００８７】一方、ＲＡＭ４１７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

【００８８】

【数１０】 ｋ［ｓ］［ｔ］＝｛ｓ＝Ｒ，Ｇ，ｏｒＢ；ｔ＝Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｏｒＫ｜ｋ［ｓ］ ［ｔ］≦１｝・・・・ 式１１

【００８９】が記憶されている。式７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：ｋ［ｓ］［ｔ］＝ｋ１［ｓ］［ｔ］／２ⁿ （ｋ１
［ｓ］［ｔ］はｋ１［ｓ］［ｔ］／２ⁿ の整数）例え
ば、ｎ＝１０、２ⁿ ＝１０２４などである。式１０、式
１１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。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、

【００９０】

【数１１】 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１２

【００９１】と補正し、これを新たな（ｒ［ｔ］
［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）として、以
下で用いる。この時用いる係数を図２４の表に示してあ
る。

【００９２】続いて、ＡＣＣ実行時における、γ変換処
理部４１０で行われる階調変換テーブル（ＬＵＴ）の生
成方法を図２５を参照して説明する。この図２５の第１
象現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の読み取り値との関係を
表している。第２象現の横軸は、感光体ドラム１０２上
のトナー付着量を表し、これは感光体ドラム１０２上の
トナー付着量とスキャナの読み取り値の関係を表してい
る。第３象現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している。現像ポテンシャルは
感光体ドラム１０２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１
０２上へのトナーの付着量が大きくなる。第４象現は現
像ポテンシャルと階調パターンの書込み値の関係を表し
ている。

【００９３】第１象現横軸の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している。
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］、ｒ［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。

【００９４】参照データは、スキャナの読み取り値ｖ０
［ｔ］［ｉ］＝（ｒ０［ｔ］［ｉ］、ｇ０［ｔ］
［ｉ］、ｂ０［ｔ］［ｉ］）および対応するレーザーの
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、後の記載を簡単にするために、Ａ［ｔ］
［ｎ［ｉ］］＝（０≦ｎ［ｉ］≦２５５，ｉ＝１，２，
・・・，１０，ｔ＝Ｙ，Ｍ，Ｃ，ｏｒＫ）と表す。

【００９５】ＹＭＣＫ階調変換テーブルは、前述したａ
［ＬＤ］とＲＯＭ４１６中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階調変換テープルヘの入力値で、参照デ
ータＡ［ｎ］は、入力値ｎをＹＭＣＫ階調変換した後の
レーザー書込み値ＬＤ［ｉ］で出力したＹＭＣトナー・
パターンを、スキャナ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、プリンターの出
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ＲＯＭまたはＲＡＭ
中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。この補正については後述する。

【００９６】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階調変換テープ
ルヘの入力値ｎに対応するレーザー出力値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、ＹＭＣ
Ｋ階調変換テープルに対する入力値ｎ＝００ｈ，０１ｈ
・・・ＦＦｈ（１６進数）に対するすべての値に対し
て、上記の処理を行う代わりに、ｎｉ＝０，１１ｈ，２
２ｈ，…，ＦＦｈのようなとびと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ＲＯＭ４１６中に
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［１１
ｈ］），（２２ｈ，ＬＤ［２２ｈ］），・・・，（ＦＦ
ｈ，ＬＤ［ＦＦｈ］）の組を通る、最も近いテーブルを
選択する。

【００９７】次に、演算手順を図２６のフローチャート
を参照して説明する。まず、ＹＭＣＫγ補正テーブルを
求めるために必要な入力値を決める（ステップ８０）。
ここでは、ｎ［ｉ］＝１１（ｈ）×ｉ（ｉ＝０，１，‥
‥，ｉｍａｘ＝１５）とした。そして、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し（ステ
ップ８１）、参照データＡ［ｎ］を、プリンターの出力
可能な画像濃度に応じて補正を行う（ステップ８２）。
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
ーの書込み値を、ＦＦｈ（１６進数表示）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，…，ｉ
１）、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≧ｉ
１，ｉ２≦ｉｍａｘ−１）補正を行う参照データＡ
［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１，‥‥，ｉ２）。

【００９８】以下では、ＲＧＢ−γ変接を行わない、原
稿反射率に比例した画像信号として仮定して、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
画像濃度部の技も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ２＋
１］と、低画像濃度部の技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、

【００９９】

【数１２】 Δｒｅｆ＝Ａ［ｉ１］−Ａ［ｉ２＋１］ ・・・・ 式１３

【０１００】ここで、反転処理である ＲＧ８ｙ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。ー方、プリンター部で作成可能な
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、

【０１０１】

【数１３】 Δｄｅｔ＝Ａ［ｉ１］−ｍｍａｘ ・・・・ 式１４

【０１０２】とする。これにより、式１３、式１４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、

【０１０３】

【数１４】 Ａ［ｉ］＝Ａ［ｉ１］＋（Ａ［ｉ］−Ａ［ｉ１］）×（Δｄｅｔ／Δｒｅｆ） （ｉ＝ｉ１＋１，ｉ１＋２，・・・，ｉ２−１，ｉ２） ・・・・ 式１５

【０１０４】とする。そして、ｎ［ｉ］に対応するスキ
ャナの読み取り画像信号ｍ［ｉ］を参照データＡ［ｎ］
から求める（ステップ８３）。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）を次のようにする。ｎ［ｊ］
≦ ｎ［ｉ］≦ｎ［ｊ＋１］となる（０≦ｊ≦ｊｍａ
ｘ）を求める。８ｂｉｔ画像信号の場合、ｎ［０］＝
０，ｎ［ｊｍａｘ］＝２５５、ｎ［ｊｍａｘ＋１］＝ｎ
［ｊｍａｘ］＋１、Ａ［ｊｍａｘ＋１］＝Ａ［ｊｍａ
ｘ］として参照データを求めておくと計算が容易にな
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（ステップ８４）。

【０１０５】

【数１５】 ｍ［ｉ］＝Ａ［ｊ］−（Ａ［ｊ＋１］−Ａ［ｉ］）・（ｎ［ｉ］−ｎ［ｊ］） ／（ｎ［ｊ＋１］−ｎ［ｊ］ ・・・・ 式１６

【０１０６】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を行ってもよい。その
場合には、ｍ［ｉ］＝ｆ（ｎ［ｉ］）とする。ｋ次関数
の場合には、ｆ（ｘ）＝Σｂ_i ｘ_i （加算範囲は、ｉ＝
０からｋである）とする。その後、ステップ８３で求め
られたｍ［ｉ］を得るためのＬＤの書込み値ＬＤ［ｉ］
をステップ８３の様な手順によって求める。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。

【０１０７】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。

【０１０８】これによるメリットとしては、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
体ドラム１０２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
しやすいたま、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、

【０１０９】

【数１６】 ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋ＋１］−ＬＤ［ｋ］）・（ｍ［ｉ］−ａ ［ＬＤ［ｋ］］）／ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）・・・・ 式１ ７

【０１１０】とする。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、

【０１１１】

【数１７】 ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋｍａｘ］−ＬＤ［ｋｍａｘ−１］）・（ ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ−１］］）／ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ］］−ａ［ＬＤ ［ｋｍａｘ−１］］）・・・・ 式１８

【０１１２】として、１次式で外挿を行うことによって
予測する。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。そし
て、求められた（ｎ［ｉ］，ＬＤ［ｉ］）（ｉ＝０，
１，…，１５）を基に、スプライン関数などで内挿を行
うか、あるいは、ＲＯＭ中に有しているγ補正テーブル
を選択する（ステップ２４５）。

【０１１３】続いて、他の実施の形態の係るＡＣＣで使
用する階調パターンの出力値を現像特性に検知結果に基
づいて補正する方法を図２７に基づいて説明する。図２
７の第１象現の横軸は階調パターンのレーザーの書込み
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の読
み取り値との関係を表している。第２象現の横軸は、感
光体ドラム１０２上のトナー付着量を表し、これは感光
体ドラム１０２上のトナー付着量とスキャナの読み取り
値の関係を表している。第３象現の縦軸は現像ポテンシ
ャルを表し、これはプリンターの現像特性を表してい
る。現像ポランシャルは感光体ドラム１０２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１０２上へのトナーの付着量が大
きくなる。第４象現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している。

【０１１４】感光体ドラム１０２上に形成した階調パタ
ーンの表面電位センサ１３９と光学センサ１３６の検知
結果から、前述した方法を用いて第３象現に示す”現像
量が多い”場合の現像特性ｇ２）と、”現像量が標準”
である場合に現像特性ｈ２）とを得ることができる。現
像特性ｇ２），ｈ２）のそれぞれの条件で転写紙上に階
調パターンを出力した結果が、第１象現のグラフｇ１）
とｈ１）である。現像特性ｈ２）を基準として考える
と、書込み値ｎ［ｉ］で形成したパターンの感光体ドラ
ム１０２上のトナ一付着量は（Ｍ／Ａ）ｉ、現像ポテン
シャルはΔＶ［ｉ］、スキャナの読み取り値はＡ［ｉ］
とする。新たに検知した現像特性がｇ２）で有った場
合、感光体ドラム１０２上のトナー付着量として（Ｍ／
Ａ）ｉを得るための階調パターンの書込み値は第４象現
のｎ１［ｉ］となる。

【０１１５】標準の現像特性ｈ２）のプリンターに対し
て、感光体ドラム１０２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）
ｉ、スキャナの読み取り値Ａ［ｉ］を得るためには、現
像ポテンシャルはΔＶ１［ｉ］、階調パターンの書込み
値はｎ１［ｉ］とすればよい。これは、第３象現内の点
Ｐ（（Ｍ／Ａ）ｉ，Δｖ［ｉ］）を線分１に沿って矢印
ｍの向きに動かし、現像特性ｇ２）との交点Ｑ（（Ｍ／
Ａ）ｉ，ΔＶ１［ｉ］）によって与えられる現像ポテン
シャルΔＶ１［ｉ］が、ｉ番目の階調パターンを形成す
る際に適切な現像ポテンシャルである。このときのレー
ザーの書込み値は、第４象現のグラフからｎ１［ｉ］と
求められる。

【０１１６】後述するように、光学センサ１３６を使用
する場合、感光体ドラム１０２上のトナーの反射光量を
検知するという光学センサ１３６の原理的な機能的な限
界から高いトナー付着量を検知することはできないが、
電位センサ１３９と併用する場合には、光学センサ１３
６が感度を有しない領域を電位センサ１３９の検知結果
からトナー付着量を予測することにより、この制約を補
うことができる。感光体ドラム１０２上のトナー付着量
を電位センサ１３９の検知結果から予測する方法は、感
光体表面電位と現像バイアスの直流成分から現像ポテン
シャルを求め、トナーが現像ポテンシャルに比例して感
光体ドラム１０２上に付着するという仮定を用いる。

【０１１７】この処理の手順を図２８のフローチャート
を参照して説明する。まず、現像特性を検知するかを判
断し（ステップ９０）、現像特性の検知は、自動階調補
正（ＡＣＣ）の実行直前でなくてもよく、前回の現像特
性の検知から所定枚数出力後（例えば、転写紙を１００
枚出力毎に実行するなど）に行うか、または、本体の電
源投入時に定着温度が所定値より低い場合に行う。実行
しない場合には（ステップ９０；Ｎ）、前回の検知時の
現像特性の検知結果をメモリ内に記憶しておき、記憶し
てある検知結果をメモリから読み出す。検知すると判断
した場合には（ステップ９０；Ｙ）、現像特性を検知し
（ステップ９１）、記憶している標準の現像特性と比較
する（ステップ９２）。その後、この比較の結果に基づ
いて階調パターンの書込み値を変更する（ステップ９
３）。この結果に基づいて、自動階調補正用のパターン
を出力する（ステップ９４）。この後は、後述する自動
階調補正処理を行う。

【０１１８】図２７の第３象現の現像ポテンシャルΔＶ
が、ΔＶｍａｘ（書込み値ＦＦｈの時の現像ポテンシャ
ル）かつ（Ｍ／Ａ）≧０の範囲で、感光体ドラム１０２
上のトナー付着量（（Ｍ／Ａ）（ΔＶ）との関係が図の
ように比例関係が成り立つ場合を式で表すと、 現像特
性ｈ２）に対して、

【０１１９】

【数１８】 （Ｍ／Ａ）（ΔＶ）＝ｋ（ｈ）×ΔＶ＋ΔＶＫ（ｈ）（ΔＶ≦ΔＶｍａｘかつ （Ｍ／Ａ）≧０）、・・・・・・・ 式１９

【０１２０】現像特性ｇ２）に対して、

【０１２１】

【数１９】 （Ｍ／Ａ）（ΔＶ）＝ｋ（ｇ）×ΔＶ＋ΔＶＫ（ｇ）（ΔＶ≦ΔＶｍａｘかつ （Ｍ／Ａ）≧０）、・・・・・ 式２０

【０１２２】と表記できる。ここで、ｋ（ｈ），ｋ
（ｇ）は傾き（トナー付着量γと呼ぶ）、ΔＶｋ
（ｈ）、ΔＶｋ（ｇ）は縦軸との切片（現像開始電位と
呼ぶ）を示す定数である。点Ｐ（（Ｍ／Ａ）ｉ，ΔＶ
［ｉ］），Ｑ（（Ｍ／Ａ）ｉ，ΔＶ１［ｉ］）の座標を
代入すると、感光体ドラム１０２上のトナー付着量の値
は、（Ｍ／Ａ）ｉで共通であるので、式１９＝式２０と
して、 Ｋ（ｈ）×ΔＶ［ｉ］＋ΔＶＫ（ｈ）＝ｋ（ｇ）×Ｖ１［ｉ］＋Ｖｋ（ｇ）か ら、ΔＶ１［ｉ］は、 Δ

【０１２３】

【数２０】 Ｖ１［ｉ］＝（１／ｋ（ｇ））｛ｋ（ｈ）×ΔＶ［ｉ］＋ΔＶＫ（ｈ）−ΔＶ Ｋ（ｇ）｝・・・・・ 式２１

【０１２４】として求められる。ΔＶ１［ｉ］を得るレ
ーザーの書込み値ｎ１［ｉ］を第４象現のグラフから求
める。このグラフは、レーザーの書込み値ｎ［ｉ］の階
調パターンを感光体ドラム１０２上に形成した際の表面
電位の検知結果Ｖ［ｉ］から、ΔＶ［ｉ］＝ＶＢ−Ｖ
［ｉ］いう変換によって求める。ここで、ＶＢは、現像
バイアスの直流成分の値である。上記の例では、現像ポ
テンシャルの範囲をΔＶ≦ΔＶｍａｘかつ（Ｍ／Ａ）≧
０ としたが、これは、現像開始電位ΔＶＫ（ｇ）、Δ
ＶＫ（ｈ）を用いて、ΔＶＫ（ｇ）≦ΔＶ≦ΔＶｍａ
ｘ、ΔＶＫ（ｈ）≦ΔＶ≦ΔＶｍａｘと同じ意味であ
る。

【０１２５】次の実施の形態を図２９を参照して説明す
る。図２９の第１象現の横軸は階調パターンのレーザー
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
ャナの読み取り値との関係を表している。第２象現の横
軸は、感光体ドラム１０２上のトナー付着量を表し、こ
れは感光体ドラム１０２上のトナー付着量とスキャナの
読み取り値の関係を表している。第３象現の縦軸はレー
ザー（ＬＤ）の書込み値を表し、これはプリンタの現像
特性を表しており、第４象現はＬＤの書込み値と階調バ
ターンの書込み値との関係を表しているが、これは同一
の物である。

【０１２６】感光体ドラム１０２上に形成した階調パタ
ーンの光学センサ１３６の検知結果から、前述した方法
を用いて第３象現に示す「現像量が多い」場合の現像特
性ｇ２）と、「現像量が標準」である場合に現像特性ｈ
２）とを得ることができる。ただし、感光体ドラム１０
２上のトナーの反射光量を検知するという光学センサ１
３６の原理的な機能的な限界から図中のｍ）に示す”光
学センサ１３６の限界”より高いトナー付着量を検知す
ることはできない。したがって、ｍ）より以下のトナー
付着量の領域のみを使用する。 現像特性ｇ２），ｈ
２）のそれぞれに条件で転写紙上に階調パターンを出力
した結果が、第１象現のグラフｇ１）とｈ１）である。

【０１２７】現像特性ｈ２）を基準として考えると、書
込み値ｎ［ｉ］で形成したパターンの感光体ドラム１０
２上のトナー付着量は（Ｍ／Ａ）ｉ、書込み値はｎ
［ｉ］、スキャナの読み取り値はＡ［ｉ］とする。新た
に検知した現像特性がｇ２）で有った場合、感光体ドラ
ム１０２上のトナー付着量として（Ｍ／Ａ）ｉを得るた
めの階調パターンの書込み値は第４象現のｎ１［ｉ］と
なる。標準の現像特性ｈ２）のプリンターに対して、感
光体ドラム１０２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉ、スキ
ャナの読み取り値Ａ［ｉ］を得るためには、階調パター
ンの書込み値はｎ１［ｉ］とすればよい。これは、第３
象現内の点Ｐ（（Ｍ／Ａ）ｉ，ｎ［ｉ］）を線分１に沿
って矢印ｍの向きに動かし、現像特性ｇ２）との交点Ｑ
（（Ｍ／Ａ）ｉ，ｎ１［ｉ］）によって与えられる書込
み値は、階調パターンを形成する際に適切な値である。

【０１２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、現像特性を検
知する検知手段を有し、ＹＭＣＫの階調補正テーブルを
作成するために使用する階調パターンの書込み値を現像
特性に応じて変更することにより、少ない階調パターン
の数で、ＹＭＣＫの階調補正テーブルを精度良く行うこ
とができる。請求項２記載の発明では、現像特性に応じ
て、プリンター部の階調補正テーブルを形成し、階調パ
ターンの出力信号をプリンター部の階調補正テーブルに
より変換して転写紙上に形成するので、少ない階調パタ
ーンで精度よく、階調補正テーブルを作成することがで
きる。請求項３記載の発明では、光検知手段で像担持体
に付着したトナー量を求め、これで書込み値が異なる複
数の階調パターンを作成し、読みとることにより、現像
特性を検知するので、少ないパターンの数で調整精度が
良い階調補正テーブルを得ることができる。請求項４記
載の発明では、光検知手段に加えて、さらに階調パター
ンの潜像電位を表面電位検知手段により検知することに
より、現像特性を検知するので、像担持体上に潜像形成
された階調パターンの表面電位を読みとり、良好なカラ
ーバランス及び階調を得るためのＹＭＣＫの階調補正テ
ーブルをＡＣＣ実行によって得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る複写機の機構図である。

【図２】本実施の形態に係る複写機の制御系を説明する
図である。

【図３】画像処理部の構成を示したブロック図である。

【図４】画像処理用プリンタγ補正回路および階調処理
回路の構成を示したブロック図である。

【図５】レーザー変調回路の構成を示したブロックであ
る。

【図６】階調変換曲線を作成する手順を示したフローチ
ャートである。

【図７】階調変換曲線の作成を説明する図である。

【図８】ベジエ関数で湾曲度を変えるところ示した図で
ある。

【図９】ハイライト領域の階調特性を変える変換曲線を
表した図である。

【図１０】現像特性の検知方法の手順を示したフローチ
ャートである。

【図１１】階調濃度が異なる１２種類の濃度パターンを
形成したところを示した図である。

【図１２】画像信号の補正方法を説明するための図であ
る。

【図１３】現像特性のずれを補正する処理の手順を示し
たフローチャートである。

【図１４】光学センサ出力とトナー付着量の関係を示し
た図である。

【図１５】画像形成用の階調変換テーブルの作成手順を
示したフローチャートである。

【図１６】初期設定時と所定時間後の経時変化した階調
性を見かけ上変化していないように補正する処理の手順
を示したフローチャートである。

【図１７】画像濃度の自動階調補正の動作の手順を示し
たフローチャートである。

【図１８】操作部の液晶画面を表した図である。

【図１９】ＡＣＣメニュー呼び出した画面を表した図で
ある。

【図２０】自動階調補正の［実行］を選択したとき表示
される画面を表した図である。

【図２１】複数の濃度階課パターンを転写材上に形成し
たところ示した図である。

【図２２】転写材にパターンが出力された後、転写材を
原稿台上に載置するように表示される画面を表した図で
ある。

【図２３】自動階調補正処理中の画面を表した図であ
る。

【図２４】ＲＧＢ信号の補正値を示した表である。

【図２５】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の生成方法を説明する図である。

【図２６】ＡＣＣ時の階調変換テーブルの作成の手順を
示したフローチャートである。

【図２７】他の実施の形態の係るＡＣＣで使用する階調
パターンの出力値を現像特性に検知結果に基づいて補正
する方法を説明する図である。

【図２８】階調パターンの書き込み値をの決定の手順を
示したフローチャートである。

【図２９】階調パターンの書込み値とスキャナの読み取
り値との関係、トナー付着量とスキャナの読み取り値の
関係、プリンタの現像特性、ＬＤの書込み値と階調バタ
ーンの書込み値との関係を表した図である。

【図３０】色補正処理に用いるマトリックス示した図で
ある。

【図３１】従来技術で階調パターンが少ない場合、調整
精度が安定しないときがあることを説明する図である。

【符号の説明】

１０１ 複写機本体 １０２ 感光体ドラム １０２ 帯電チヤージャー １０４ レーザ光学系 １０５ 黒現像装置 １０６〜１０８ カラー現像装置 １３０ メイン制御部（ＣＰＵ） １３１ ＲＯＭ １３２ ＲＡＭ １３３ は、インターフェースＩ／Ｏ １３４ レーザ光学系制御部 １３６ 光学センサ １３７ トナー濃度センサ １３８ 環境センサ １３９ 感光体表面電位センサ ４０１ シェーディング補正回路 ４０２ スキャナγ変換回路 ４０３ エリア処理回路 ４０４ 画像分離回路 ４０５ ＭＴＦフィルター ４０６ 色変換ＵＣＲ処理回路 ４０７ 変倍回路 ４０８ 画像加工（クリエイト）回路 ４０９ 画像処理用プリンタγ補正回路 ４１０ 階調処理回路 ４１１、４２３ インターフェースＩ／Ｆ・セレクタ ４１２ 画像形成部用プリンタγ（以後プロコンγと呼
ぶ）変換回路 ４１３ プリンタ ４２０ スキャナ ４２１ ４２２ パターン生成回路 ４５１ ＬＵＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑田 和美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を光学的に走査して読み取る画
   像読取手段と、 この画像読取手段からの入力画像信号を変換し画像信号
   として出力する画像処理手段と、 前記画像信号に応じて像担持体上に情報を書き込む画像
   書き込み手段と、 前記像担持体を有し、転写材上に画像形成する画像形成
   手段と、 複数の階調パターンを発生する画像信号発生手段と、 前記画像処理手段に内装されて前記入力画像信号を出力
   画像信号に変換する画像信号変換テーブルと、 転写材上に記録された前記複数の階調パターンを前記画
   像読取手段が読み込んだ信号に基づいて画像信号変換テ
   ーブルを作成・選択する手段と、 現像特性を検知する検知手段とを具備し、 前記検知手段の検知した結果に基づいて、前記転写材上
   に形成する階調パターンの書き込み信号レベルを変更す
   ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 原稿画像を光学的に走査して読み取る画
   像読取手段と、 この画像読み取り手段からの画像信号を処理し画像信号
   として出力する画像処理手段と、 この画像処理手段からの画像信号に応じて像担持体上に
   情報を書き込む画像書き込み手段と、 前記画像処理手段からの画像信号と外部装置からの画像
   信号とを切り替えて前記画像書き込み手段へ出力する画
   像信号の切り替え手段と、 前記像担持体上の情報を複数色の現像剤にて顕像化し、
   転写材上に画像を形成する画像形成手段と、 前記切り替え手段からの画像信号を階調変換し、前記画
   像書込み手段に出力する画像信号変換テーブルと、 複数の階調パターンを発生する画像信号発生手段と、 前記画像処理手段に内装されて前記入力画像信号を出力
   画像信号に変換する画像信号変換テーブルと、 転写材上に記録された前記階調パターンを前記画像読取
   手段が読み取った読み取り信号に基づいて画像信号変換
   テーブルを作成・選択する手段と、 現像特性を検知する検知手段とを具備し前記検知手段の
   検知した結果に基づいて、前記切り替え手段後の画像信
   号変換テーブルを変更するとともに、複数の階調パター
   ンを発生する画像信号発生手段により発生した階調パタ
   ーンを、前記画像信号の切り替え後の画像信号変換テー
   ブルにより変換して階調パターンを形成することを特徴
   とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体上に顕像化した階調パターンの
   反射光もしくは透過光を検知する光検知手段を具備し、
   前記光検知手段が検知した結果に基づいて前記検知手段
   が現像特性の検知を行うことを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記現像特性を階調濃度パターンの表面
   電位を検知する表面電位検知手段を具備し、この表面電
   位検知手段と前記光検知手段の検知出力に基づいて現像
   特性を予測し、予測した結果に基づいて、転写材に形成
   する階調パターンの書込み値を変更することを特徴とす
   る請求項３記載の画像形成装置。