(57)【要約】【課題】低湿環境下における擬似的連続画像出力を含む連続画像出力中における中間調の画像濃度を維持することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像処理部３０が、環境の絶対水分量が所定値以下である場合、連続画像出力中又は一定時間内の間欠的な画像出力中に、画像出力枚数に応じて、入力画像信号と出力画像の濃度とを関係付けるために用いるガンマテーブルを変更する構成とする。【選択図】図２
2010176011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体の表面を露光して静電像を形成する露光手段と、静電像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、入力画像信号を処理して前記感光体にトナー像を形成するための信号を生成する画像処理部と、を有する画像形成装置において、
前記画像処理部は、環境の絶対水分量が所定値以下である場合、連続画像出力中又は一定時間内の間欠的な画像出力中に、画像出力枚数に応じて、入力画像信号と出力画像の濃度とを関係付けるために用いるガンマテーブルを変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
連続画像出力又は一定時間内の間欠的な画像出力による画像出力枚数に応じて前記ガンマテーブルを変更するための情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶手段には、連続画像出力又は一定時間内の間欠的な画像出力による画像出力枚数に応じて前記ガンマテーブルを変更するための情報が、前記所定値以下の複数の絶対水分量に対応して記憶されており、前記画像処理部は、連続画像出力又は一定時間内の間欠的な画像出力中に、環境の絶対水分量及び画像出力枚数に応じて、前記記憶手段に記憶された前記情報を用いて前記ガンマテーブルを変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像処理部が連続画像出力中又は一定時間内の間欠的な画像出力中に画像出力枚数に応じて変更する前記ガンマテーブルは、中間調濃度の階調制御の処理を行う前の画像信号に対して補正演算を行うためのガンマテーブルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記間欠的な画像出力における画像出力枚数は、間欠的に出力される２つの画像の間隔が、前記一定時間内において、第１の時間より長く、且つ、該第１の時間より長い第２の時間より短い場合は、その間に前記感光体の露光部の電位の低下が回復した分に相当する画像出力枚数を差し引いた画像出力枚数とされることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機、プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置を使用する場合、装置周囲の使用環境と記録材としての用紙の保存環境とが異なるために、使用環境の雰囲気の水分量と用紙の吸湿水分量とに差が存在する状態で画像形成装置が動作する状況が考えられる。このような状態で画像形成装置が動作する状況は、使用環境と用紙の保存環境が同一であっても考えられる。
【０００３】
一般的に複写等で用いられる普通紙（中性紙）を室温状態から各環境下に放置した場合、１枚の紙が十分に環境になじむために必要な時間は、約１時間ほどである。カセット内に積載して画像形成装置内に供給された用紙は、環境に十分に長い時間なじませても、水分が吸脱湿されているのは、各環境とも表面に近い部分である。
【０００４】
特に、画像形成装置の周囲環境の絶対水分量が少ない低湿環境の場合、連続画像出力、或いは一定時間内の間欠的な画像出力が一定以上連続的に行われると、上述の水分量の差（装置周囲環境の水分量＜紙の水分量）が画像形成プロセスに不具合を与えることがある。上述の一定時間内の間欠的な画像出力が一定以上連続的に行われることを、「擬似的連続画像出力」という。
【０００５】
電子写真方式の画像形成装置の場合、感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写させるのに、転写手段は転写ベルト、ローラ等を転写部材として用いるが、この転写部材は感光体と接触或いは一定量の微小ギャップを保った状態で使用することが多い。この接触又は非接触の転写部材により、用紙を感光体にある一定量の密着状態で密着させることにより、感光体上のトナー像が用紙に効率的に転写される。
【０００６】
擬似的連続画像出力を含む連続画像出力をすると、転写の際の剥離放電、転写電圧及び用紙と画像形成装置の水分量の差などの影響によると考えられる、感光体上の潜像電位変動が発生し、画像濃度変動が生じる。
【０００７】
特許文献１は、このような低湿環境下での紙を用いた連続画像出力による画像濃度変動を抑制するための技術を開示する。特許文献１に記載の画像形成装置は、環境センサーと、補正手段Ｉと、補正手段ＩＩと、を備え、補正手段Ｉが測定された絶対水分量に応じて設定する現像コントラストを、補正手段ＩＩが現像コントラストの変動に見合った補正量によりフィードバック制御する。補正手段ＩＩは、測定された絶対水分量が少ない低湿環境であり、記録材として紙を使用し、かつ、画像出力が連続出力であるときに作動する。補正手段ＩＩは、予め求めた低湿環境下での任意に設定した時間内において連続又は間欠的な出力枚数と、感光体の露光部電位低下量との関係に基づき、その電位低下量を出力枚数に関係づける。そして、補正手段ＩＩは、出力枚数から、電位低下量による現像コントラストの変動に見合った補正量を求める。特許文献１には、露光量を補正すること、或いは帯電電位及び現像電位を補正することによって、現像コントラストを一定に制御し、画像濃度変動を抑制することが記載されている。
【０００８】
特許文献１に記載されるように、低湿環境での連続画像出力中に露光量を徐々に変更していくことで、露光部電位Ｖｌの低下を抑制し（Ｖｌを一定に保ち）、画像濃度変動を抑制することができる。又、低湿環境での連続画像出力中に帯電電位及び現像電位を徐々に切り替えていくことで、潜像コントラストの変動を抑制し、画像濃度変動を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００１−２８１９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されるように連続画像出力中において露光量を徐々に変更していく、或いは帯電電位及び現像電位を徐々に切り替えていくことでは解決できない、画像濃度変動に関する課題がある。
【００１０】
図１７は、連続画像出力中における、次の各場合の潜像コントラストを表している。即ち、
（１）１枚目（連続画像形成における１枚目の画像）、
（２）Ｎ枚目（補正無し）（連続画像形成中のＮ枚目の画像）、
（３）Ｎ枚目（露光量ＵＰ）（連続画像形成中のＮ枚目の露光量を増加補正した画像）
である（但し、Ｎ＞１である）。
【００１１】
従来技術によれば、連続画像出力中の画像濃度変動（実際は画像濃度低下である）を抑制するために、例えば露光量を補正する（図１７中、Ｎ枚目（露光量ＵＰ））。図１７より、Ｎ枚目（露光量ＵＰ）における最大画像濃度の潜像コントラスト（Ｄｍａｘ潜像コントラスト：横軸右端側）は、１枚目のそれと等しくなり、最大画像濃度（Ｄｍａｘ）が一定に保たれることが分かる。一方、図１７より、Ｎ枚目（露光量ＵＰ）における中間調の潜像コントラスト（横軸中間領域）は、露光量の増加により過度に補正されている（１枚目の中間調の潜像コントラストを上回っている）ことが分かる。
【００１２】
図１８は、連続画像出力中における、１枚目を色基準とした際の（１）Ｎ枚目（補正無し）の全階調域色差、（２）Ｎ枚目（露光量ＵＰ）の全階調域色差を表している。図１８より、露光量の増加後は、Ｄｍａｘ近傍の色差が、補正無しの場合よりも良化する一方で、中間調の色差が、補正無しの場合よりもむしろ悪化することが分かる。
【００１３】
このように、連続画像出力中における潜像電位変動起因で生じる中間調の画像濃度変動は、露光量の増加などの従来技術で抑えることは困難である。
【００１４】
尚、中間調の画像濃度に関しては、次のような特徴がある。つまり、（１）人間の目は、光学濃度１．３、１．４、１．５・・・といった高濃度域の濃度変動よりも、光学濃度１．０以下の、所謂、中間調濃度域の濃度変動に対して感度がある（敏感である）。（２）中間調の画像濃度変動は、中間調濃度のパッチ（試験画像）を基に階調補正を行う階調制御にとって重要である。このため、中間調の画像濃度変動を抑制することは重要な意味を持つ。
【００１５】
このように、低湿環境下での紙を用いた連続画像出力中における、感光体上の潜像コントラスト変動による濃度変動のうち、特に中間調の濃度変動に対する対策が必要である。
【００１６】
従って、本発明の目的は、低湿環境下における擬似的連続画像出力を含む連続画像出力中における中間調の画像濃度を維持することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体の表面を露光して静電像を形成する露光手段と、静電像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、入力画像信号を処理して前記感光体にトナー像を形成するための信号を生成する画像処理部と、を有する画像形成装置において、前記画像処理部は、環境の絶対水分量が所定値以下である場合、連続画像出力中又は一定時間内の間欠的な画像出力中に、画像出力枚数に応じて、入力画像信号と出力画像の濃度とを関係付けるために用いるガンマテーブルを変更することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低湿環境下における擬似的連続画像出力を含む連続画像出力中における中間調の画像濃度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２０】
実施例１
１．画像形成装置の全体構成
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略図である。本実施例では、画像形成装置１００は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（感光体）、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１の表面は、帯電バイアスが印加された帯電手段としての帯電器２により所定の電位に一様に帯電処理される。次いで、本実施例ではレーザーを照射する露光手段としての露光器３により画像露光が行われ、感光ドラム１の表面に静電潜像（静電像）が形成される。次いで、感光体上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器４により現像剤を用いて現像される。現像剤としては実質的にトナーから成る一成分現像剤、又はトナーとキャリアとを含む二成分現像剤が用いられる。現像器４は、現像剤を担持して感光ドラム１と対向する現像部へと供給する現像剤担持体としての現像スリーブ４ａを有する。本実施例では、現像時に、現像スリーブ４ａに現像バイアスが印加され、この現像バイアスにより現像スリーブ４ａと感光ドラム１との間に形成される電界の作用によって、感光ドラム１上の潜像にトナーが付着されて、トナー像（現像像）として可視化される。
【００２１】
ここで、連続画像出力中に、極力帯電電位を安定させておくことが重要である。図４は、連続画像出力時の帯電電位変化、及び連続画像出力時のＮ枚目（Ｎ＞１）におけるＥＶカーブを表したものである。ＥＶカーブとは、横軸に光量、縦軸に露光部電位をプロットした曲線を指す。図４（ａ）のように連続画像出力時の帯電電位が一定であれば、図４（ｂ）のように連続画像出力中のＮ枚目のＥＶカーブ形状は、一意に定まる。一方、図４（ｃ）のように連続画像出力時の帯電電位が不安定だと、図４（ｄ）のように連続画像出力中のＮ枚目のＥＶカーブ形状は、一意に定まらない。連続画像出力中のＮ枚目のＥＶカーブが一意に定まらないと、後述するガンマ補正で必要な、連続画像出力中におけるガンマ特性変化の再現性を得ることが困難となる。このため、図４（ａ）のような帯電電位変化を理想とし、連続画像出力中帯電電位は極力安定していることが望ましい。
【００２２】
尚、連続画像出力中の帯電電位を安定させる技術としては、例えば特開平７−１１０６１６号公報において提案されている次のような方法がある。接触帯電方式の帯電器において帯電電位を常に安定させる技術として、帯電部材として少なくとも第１の帯電部材と、該第１の帯電部材よりも被帯電体移動方向下流側に位置する第２の帯電部材と、を準備する。そして、第１の帯電部材により被帯電体を概略所望の帯電電位に帯電させ、第２の帯電部材により第１の帯電部材でなされた被帯電体の帯電の不均一性を補正する。本実施例では、斯かる帯電方式を採用することができる。
【００２３】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、記録材カセット（図示せず）から感光ドラム１との対向位置に搬送された記録材Ｐに、転写手段としての転写帯電器５により転写される。次いで、トナー像が転写された記録材Ｐは、感光ドラム１から定着手段としての定着器７へと搬送され、そこで加熱及び加圧によりトナー像が定着される。その後、記録材Ｐは画像形成装置１００の外部に排出され、出力画像が得られる。
【００２４】
感光ドラム１、帯電器２、露光器３、現像器４、転写帯電器５などにより、記録材Ｐに画像を形成するための画像形成手段としての画像形成部１０が構成される。
【００２５】
２．制御態様
画像形成装置１００は、補正手段２０を備え、更に、環境センサー１１、時間計測手段（タイマー）１６、枚数カウンター１７等を備えている。そして、補正手段２０によって、画像形成装置１００の周囲環境の状況に応じて現像プロセス条件が補正制御される（環境補正）。
【００２６】
補正手段２０は、図１に示すように、演算制御手段たるＣＰＵ、帯電電位制御手段、現像電位制御手段、及び環境変動テーブルを記憶した記憶媒体たる２つのメモリー（第１、第２のメモリー）１３、１４等を備えている。
【００２７】
補正手段２０による現像プロセス条件の補正制御の内容は、現像に用いられるトナー帯電量Ｑ／Ｍや、転写電圧等の転写パラメータが環境の影響で変化するので、現像コントラスト電位の設定値を環境に応じて変化させることである。水分量（絶対水分量）が増加した場合の露光部電位Ｖｌと非露光部電位Ｖｄの関係曲線の変化は、例えば図１０に示す太字の矢印方向である。図１０は、低湿環境での非露光部電位と露光部電位の関係をモデル的に示すグラフである。例えば、１０００枚の連続画像出力が行われた場合、露光部電位Ｖｌが、図中の実線Ｋ上の例えば点Ｐから点線Ｌ上の点Ｑへ大きく低下する。この点Ｐと点Ｑの露光部電位の差の分だけ、現像コントラストが変動する（大きくなる）。
【００２８】
各環境での必要な現像コントラスト電位（現像Ｖｃｏｎｔ）は、テーブル化された状態で第１のメモリー１３に記憶されており、補正手段２０において、水分量に対して必要な現像Ｖｃｏｎｔが算出される。又、必要な潜像コントラスト電位（潜像Ｖｃｏｎｔ）が算出される。必要な潜像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは、必要な現像Ｖｃｏｎｔに対し、地肌かぶり（非画像部に意図しないトナーが付着する現象）の対策として必要な背面電位（Ｖｂａｃｋ）を加えた値である。
潜像Ｖｃｏｎｔ＝現像Ｖｃｏｎｔ＋Ｖｂａｃｋ
【００２９】
次に、補正手段２０は、帯電及び露光により感光ドラム１上に上述のようにして求めた潜像Ｖｃｏｎｔを得るために必要な、非露光部電位Ｖｄと露光部電位Ｖｌを算出する。補正手段２０は、第２のメモリー１４に予め記憶されている、感光ドラム１の各環境下での表面電位（非露光部電位）Ｖｄと露光部電位Ｖｌとの関係をテーブル化した環境テーブルを用いて、ＣＰＵにより非露光部電位Ｖｄと露光部電位Ｖｌを算出する。
【００３０】
この算出された露光部電位Ｖｌと上述のようにして求めた現像Ｖｃｏｎｔとを加えた値が、現像器４の現像スリーブ４ａに印加する電位、即ち、現像電圧（現像バイアスの直流成分）Ｖｄｃとなる。
現像電圧Ｖｄｃ＝Ｖｌ＋現像Ｖｃｏｎｔ
【００３１】
この補正手段２０による現像電圧Ｖｄｃの設定は、画像出力のジョブ（一の画像形成開始命令による単数又は複数の記録材に対する一連の画像出力）が命令されるたびに実施される。しかし、低湿環境以外の環境で画像出力が行われている場合には、この現像電圧Ｖｄｃの設定値が変更されることはなく、その環境での値に保持される。
【００３２】
タイマー１６は、１つのジョブが終了し、画像形成装置１００の駆動停止後に作動し、後述する連続画像出力ガンマ補正部からアクセスを受けるまでの時間を計測する。実質的に、この時間は、次のジョブが開始されるまでの経過時間（停止後時間）ΔＴ（秒）に相当する。又、タイマー１６は、この経過時間を、該連続画像出力ガンマ補正部へ送信する役割も有する。
【００３３】
枚数カウンター１７は、連続画像出力の枚数履歴を保持する役割を有する。又、後述する連続画像出力ガンマ補正部からアクセスを受けた際に、この枚数履歴を該連続画像出力ガンマ補正部へ送信する役割、更には該連続画像出力ガンマ補正部からの命令に応じてこの枚数履歴の値を変更する役割を有する。
【００３４】
環境センサー１１は、画像形成装置１００の環境の温度及び湿度を測定し、これらの環境データを基に環境の水分量（絶対水分量）を計算する役割を有する。又、後述する画像処理部内の連続画像出力ガンマ補正部からアクセスを受けた際に、この水分量を、該連続画像出力ガンマ補正部へ送信する役割を有する。
【００３５】
３．画像処理部
次に、画像処理部について説明する。
【００３６】
図２は、本実施例の画像形成装置１００が備える画像処理部３０のブロック図を表している。以下、画像処理部３０を構成する各要素について説明する。
【００３７】
演算制御手段たるＣＰＵ７０１は、記憶媒体たるＲＯＭ７０２に保持された制御プログラムに基づき、記憶媒体たるＲＡＭ７０３をワークメモリーに使用して、画像処理部３０の各構成を統括的に制御する。
【００３８】
スキャナ等の画像読み取り装置によって読み込まれた紙原稿は、ＣＣＤセンサー７０４により電気信号に変換される。このＣＣＤセンサー７０４は、ＲＧＢ３ラインのカラーセンサーであり、その電気信号は、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各画像データとしてＡ／Ｄ変換部７０５に入力される。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換部７０５では、ゲイン調整、オフセット調整がされた後、色信号毎に８ビットのデジタル画像データに変換される。シェーディング補正部７０６で基準白色板の読み取り信号を用いて、ＣＣＤセンサー７０４の各画素の感度ばらつきや原稿照明ランプの光量のばらつきなどを色毎に補正する。
【００４０】
入力ガンマ補正部７０７は、ＲＧＢの各入力に対し、露光量と輝度が線形関係になるように補正を行う一次元のルックアップテーブル（ＬＵＴ：ＬｏｏｋＵｐ  Ｔａｂｌｅ）である。
【００４１】
入力ダイレクトマッピング部７０８は、色空間を統一するため、入力されたＲＧＢ信号からデバイス内のＲＧＢ信号に変換する三次元のＬＵＴである。この入力ダイレクトマッピング部７０８は、ＣＣＤセンサー７０４のＲＧＢフィルタの分光特性で決まる読取色空間を、ｓＲＧＢなどの標準色空間に変換する部分である。そして、この入力ダイレクトマッピング部７０８は、ＣＣＤセンサー７０４の感度特性や照明ランプのスペクトル特性等の諸特性なども吸収することができる。
【００４２】
ＢＥ（下地除去：Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ  Ｅｒａｓｅ）サンプリング部７０９では、下地を検出するため、指定された矩形領域の画素を離散的にサンプリングし、輝度のヒストグラムを作成し、これをプリント時の下地除去に利用する。
【００４３】
下地除去部７１０では、スキャナで読み取ったＲＧＢ画像データに対してＢＥサンプリング部７０９の結果に基づき下地部を除去するための非線形変換を行う。
【００４４】
次に、出力ダイレクトマッピング部７１１において、ＲＧＢ画像データからＣＭＹＫ画像データへの変換がなされる。この変換においては、ＲＧＢそれぞれの値をルックアップテーブルに入力し、その出力値の総和からＣ（シアン）成分を作る。同様に、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各成分もルックアップテーブルとその加算演算で形成している。
【００４５】
出力ガンマ補正部７１２は、各画像形成装置１００に対応した出力画像の濃度補正を行っている。出力ガンマ補正部７１２は、予め記憶してあるＣＭＹＫの一次元ルックアップテーブルに基づき、画像形成毎に異なる出力画像データのリニアリティを保つ役割をもつ。
【００４６】
連続画像出力ガンマ補正部７１４については、後述して詳しく説明する。
【００４７】
ハーフトーン処理部７１３は、機能に応じて異なる種類のスクリーニングを択一的に適用することができる。一般に、複写動作などでは、モアレの起きにくい誤差拡散系のスクリーニングを利用し、プリント動作では、文字や細線の再現性を考えてディザマトリクスなどを利用した多値スクリーン系のスクリーニングを用いることが多い。前者は注目画素とその周辺画素に対して誤差フィルタで重み付けし、階調数を保ちながら多値化の誤差を配分して補正していく方法である。一方後者は、ディザマトリクスの閾値を多値に設定し擬似的に中間調を表現する方法で、本実施例ではＣＭＹＫ独立に変換し、低線数と高線数の切り替えが可能となっている。
【００４８】
４．連続画像出力ガンマ補正部
連続画像出力ガンマ補正部７１４は、出力ガンマ補正部７１２の後段、かつ、ハーフトーン処理部７１３の前段に位置し、低湿環境での連続画像出力時における中間調の濃度変動補正、ガンマ補正を行う。
【００４９】
連続画像出力ガンマ補正部７１４は、受信部７１４ａ、記憶部７１４ｂ、演算部７１４ｃ、送信部７１４ｄを有する。
【００５０】
４−１．受信部
受信部７１４ａは、タイマー１６より、前のジョブが終了してから現在（画像形成装置にアクセス時）までの経過時間ΔＴを受信する。又、受信部７１４ａは、環境センサー１１より、画像形成装置１００内の水分量を受信する。又、受信部７１４ａは、枚数カウンター１７より、現在（画像形成装置にアクセス時）の時点で画像形成装置１００が連続画像出力中の何枚目まで出力したか、その枚数Ｎを受信する。
【００５１】
４−２．記憶部
記憶部７１４ｂは、連続画像出力時における各枚数目に対応した、後述するような補正係数曲線を記憶する。更に、上記各枚数目に対応して記憶された補正係数曲線群を、画像形成装置１００内の水分量レベル（本実施例では３レベル）に応じて、複数群記憶する（図５参照）。
【００５２】
ここで、補正係数曲線について説明する。図６は、画像形成装置１００内の水分量レベルが水分量レベルＡの場合の、連続画像出力時のＮ枚目に対応した、入力画像信号を横軸、入力画像信号に対して掛け合わせる補正係数を縦軸にプロットした曲線を表している。尚、入力画像信号とは、連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってくる画像信号を指す。図６に示す曲線が、水分量レベルＡかつ連続画像出力時のＮ枚目の補正係数曲線に相当する。補正係数曲線は、連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってくる、連続画像出力中のＮ枚目に相当する画像データに対して、後述する演算部７１４ｃがガンマ補正を行うための、演算パラメータ（補正係数）を表したものである。尚、ガンマ補正とは、具体的には入力画像信号に対する演算補正である。
【００５３】
４−３．演算部
演算部７１４ｃは、先ず、受信部７１４ａが受信した画像形成装置１００内の水分量に応じて、水分量レベルを選択する（水分量レベルについては後述する）。
【００５４】
次に、受信部７１４ａが受信したタイマー値ΔＴに応じて、下記のケース１、ケース２、ケース３のように、現在連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データが、連続画像出力中何枚目に相当するかを判断する。
【００５５】
ケース１：ΔＴが３０秒以内のとき
次のジョブの前の最後の１つのジョブが終了し、画像形成装置１００の駆動停止後、３０秒以内に次のジョブが開始されたときは（ΔＴ≦３０秒）、これらのジョブ間は連続と判断し、Ｎのカウントを継続して行う。具体的には、現在連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データを連続画像出力中のＮ＋１枚目であると判断する。
【００５６】
尚、感光ドラム１の種類、材質によっては電位の回復時間が異なる場合があることも想定されるので、上記閾値（３０秒）は任意に変更できるようになっている。
【００５７】
ケース２：ΔＴが１０分以上のとき
次のジョブの前の最後の１つのジョブが終了し、画像形成装置１００の駆動停止後、１０分以上経過した後に次のジョブが開始された場合は（ΔＴ＞１０分）、次のジョブは前のジョブに対して不連続と判断する。具体的には、現在連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データを連続画像出力中の１枚目であると判断する。
【００５８】
ここで、上記閾値を１０分と決めたのは、表１の結果によれば、露光部電位の低下状態は１０分程度でほぼ回復するからである。表１は、水分量０．８９ｇ／ｋｇの環境下で、電位低下した露光部電位Ｖｌの時間経過による電位の復帰性を確認した結果を示す。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
表１から、露光部電位Ｖｌの低下量が最大の５０Ｖ程度の場合において、露光部電位が完全に復帰するまでに一番長い時間を要しているが、おおよそ１０分でほとんど影響のないレベルまで回復することが分かった。低下量がそれ以下の場合は、露光部電位は１０分以下でほぼ完全に復帰する。
【００６１】
尚、感光ドラム１の種類、材質によっては電位の回復時間が異なる場合があることも想定されるので、上記閾値（１０分）は任意に変更できるようになっている。
【００６２】
ケース３：ΔＴが３０秒から１０分までのとき
次のジョブの前の最後の１つのジョブが終了し、画像形成装置１００の駆動停止後、３０秒より長く、１０分より短い期間に次のジョブが開始された場合は（３０秒＜ΔＴ＜１０分）、関数による復帰補正を行う。つまり、この場合は、上記ケース１、ケース２の連続と不連続の中間の状態である。この中間の状態の場合、露光部電位Ｖｌの低下は回復する傾向を有する。この場合は、現在連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データを単にＮ＋１枚目と判断するのではなく、上記回復分だけ復帰枚数を見積もり、その分をＮから減らして判断する必要がある。復帰枚数の計算方法として、時間ΔＴをＡ４横サイズで枚数換算する例を示せば、次の通りである。
【００６３】
図１１は、転写帯電器５がＯＮの状態で１０００枚の連続画像出力をした場合、及び２枚ずつを間欠的に５００回、計１０００枚の擬似的連続画像出力をした場合についての、露光部電位Ｖｌの初期値からの変動量を示す。尚、感光ドラム１はＬｏｔＡ、Ｂの２種を用意し、連続出力にはＬｏｔＡ、Ｂの２種を試し、擬似的連続画像出力にはＬｏｔＢの１種を試した。図１１から、１０００枚の連続出力で、露光部電位Ｖｌに約５０Ｖ程度の電位低下が発生している。又、２枚間欠の１０００枚の擬似的連続画像出力でも、同様な傾向の露光部電位の低下が発生している。つまり、短い時間間隔で出力が繰り返されるような擬似的連続画像出力を含めて、連続画像出力をすると、同様な露光部電位低下が発生することが分かる。画像出力の連続の概念には、間欠動作であっても擬似的に連続状態が継続されるような場合を含む。
【００６４】
図１１の実験データのように、連続１０００枚でほぼ電位の低下量が飽和状態になるような場合を想定すると、
復帰枚数ΔＳ＝｛１０００（枚）／１０（分）｝×｛（ΔＴ（秒）／６０）｝
＝１００×（ΔＴ／６０）（枚）
となる。この結果、現在連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データは、連続画像出力中のＮ−ΔＳ＋１枚目であると判断する。尚、Ｎ−ΔＳ＋１＜１となった場合は１とする。
【００６５】
最後に、演算部７１４ｃは、上述のようにして判断された、現在連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データの枚数と、水分量レベルとから、次のようにして入力画像信号をハーフトーン処理部７１３へ送信する。例えば、連続画像出力時のＮ枚目かつ水分量レベルＡであったならば、図６の補正係数曲線に従い、入力画像信号を、上記補正係数を掛け合わせた画像信号に変換（補正）し、ハーフトーン処理部７１３へ送信する。
【００６６】
４−４．送信部
上述の演算部７１４による処理と同時に、送信部７１４ｄは、演算部７１４ｃの上記判断に伴って、枚数カウンター１７に対し、カウンター値を、次のように変更するよう命令を送信する。即ち、ケース１の場合にはＮをＮ＋１に、ケース２の場合にはＮを１に、ケース３の場合にはＮをＮ−ΔＳ＋１に変更するよう命令を送信する。枚数カウンター１７は、このカウンター値の変更命令に従う。
【００６７】
５．補正係数曲線
次に、記憶部７１４ｂが補正係数曲線を複数記憶する点について説明する。
【００６８】
（１）連続画像出力時の枚数に応じて複数記憶する点について：
図７（ａ）は、連続画像出力時のＥＶカーブを表している。ＥＶカーブとは、横軸に光量、縦軸に露光部電位をプロットした曲線を指す。又、図７（ｂ）は、連続画像出力時のガンマ特性の変化を表している。
【００６９】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、連続画像出力中の帯電電位を一定に保った状態では、ガンマ特性はＥＶカーブの変化に従い、枚数とともに濃度が減少していく傾向を有する。そして、連続画像出力中に帯電電位を一定に保った状態では、上記傾向は再現性を有する。つまり、連続画像出力のＮ枚目におけるガンマ特性は予測することができる。
【００７０】
尚、連続画像出力中の帯電電位が安定しない系の場合、図７（ｂ）のグラフにおけるＮ枚目のガンマ特性は一意に定まらず、Ｎ枚目のガンマ特性を予測することは困難となる。このため、極力帯電電位が安定する構成であることが望ましい。
【００７１】
このようなガンマ特性の変化傾向及び再現性を踏まえて、補正係数曲線に関しては、連続画像出力時の枚数に応じて、適宜中間調の濃度が一定に保たれるように係数（図６中グラフ縦軸）を作りこんだ補正係数曲線を、複数記憶しておく必要がある（図５参照）。
【００７２】
（２）水分量レベルに応じて複数群記憶する点について：
図１２は、低湿環境での連続通紙枚数と露光部電位の低下量との関係を、水分量７．６ｇ／ｋｇ以下の複数の低湿環境で実験的に求めたものである。図１２から分かるように、露光部電位の低下の程度は低湿環境の中でも異なる。これに応じて、ガンマ特性変化の程度も異なる。
【００７３】
この現象を踏まえて、本実施例では、水分量７．６ｇ／ｋｇ以下の低湿環境で、水分量１ｇ／ｋｇ、１ｇ〜２．９ｇ／ｋｇ、２．９ｇ〜７．６ｇ／ｋｇと、３ランクの水分量レベルで上記補正係数曲線群を記憶しておく。これにより、水分量の違いによる連続画像出力中のガンマ特性変化の違いを吸収する（図５参照）。
【００７４】
６．画像濃度変動
図８は、連続画像出力ガンマ補正部７１４が機能しない状態で連続画像出力を行った際の、１枚目、Ｎ枚目における階調画像の濃度を表したもの（ガンマ特性）である。図８より、連続画像出力時の１枚目からＮ枚目で、ガンマ特性は全信号域にわたって濃度が低下していることが分かる。
【００７５】
一方、連続画像出力ガンマ補正部７１４による補正後のＮ枚目のガンマ特性は、図９のようになる。図９より、Ｎ枚目におけるガンマ特性が、Ｎ枚目の補正係数曲線に従って補正されたことで、中間調が１枚目のガンマ特性に近づいている、つまり中間調の濃度ダウンが抑制されていることが分かる。
【００７６】
このように連続画像出力ガンマ補正部７１４は、水分量レベル、連続画像出力時の枚数に応じて、入力画像信号に対して補正を行うことで、低湿環境での連続画像出力時における中間調の画像濃度変動を抑制することができる。本実施例では、水分量レベルに応じて連続画像出力時の画像出力枚数毎に作成された、入力画像信号を補正する補正係数と、入力画像信号との関係（補正係数曲線）を、ガンマテーブルを変更するための情報として記憶部７１４ｂに記憶している。低湿環境下における連続画像出力時には、水分量レベル及び画像出力枚数に応じて、記憶部７１４ｂから対応する補正係数曲線を選択する。そして、補正前のガンマテーブルの各画像入力信号に対して、補正曲線における対応する画像入力信号のための補正係数を乗じて、補正後の画像入力信号と出力画像の濃度とを関係付けるための補正後のガンマテーブルを得る。
【００７７】
７．制御フロー
次に、本実施例における制御を図３のフローチャートに従って説明する。
【００７８】
ステップＳ１で、画像形成装置に出力命令が与えられると、先ず、ステップＳ２で、環境センサー１１により水分量が測定、計算される。
【００７９】
測定された水分量に対して、適正な画像濃度Ｄｍａｘ値を得るために、ステップＳ３で、補正手段２０が、環境補正の必要性を判断する。補正手段２０における環境補正が必要と判断されると、補正手段２０は、図３中の関数Ａに示すように、上述して説明した制御手順で補正制御（環境補正）を行う。
【００８０】
次に、ステップＳ４で、連続画像出力ガンマ補正部７１４が、連続画像出力中におけるガンマ補正の必要性を判断する。環境の水分量＞７．６ｇ／ｋｇの場合、連続画像出力ガンマ補正部７１４は、ガンマ補正が不要と判断する。即ち、連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像データに対して一切の補正・演算等を行わず、ハーフトーン処理部７１３へそのまま画像データを送信する。
【００８１】
ステップＳ４で、ガンマ補正が必要と判断されると（環境の水分量≦７．６ｇ／ｋｇの場合）、ステップＳ５で、連続画像出力ガンマ補正部７１４内の受信部７１４ａが、前回のジョブの停止からの経過時間ΔＴ、枚数カウンター１７内の履歴枚数Ｎを読込む。そして、ステップＳ６で、連続画像出力ガンマ補正部７１４内の演算部７１４ｃが、上記受信部７１４ａが読み込んだ各種情報（ΔＴ、Ｎ）に基づき、現在、連続画像出力ガンマ補正部７１４に入ってきている画像が、連続画像出力中の何枚目に相当するか判断する。
【００８２】
次に、ステップＳ７で、演算部７１４ｃが、上述のようにして判断した連続画像形成中の枚数と水分量レベルとから、記憶部７１４ｂに記憶された補正係数曲線を選択し、ガンマ補正を実施する。同時に、送信部７１４ｄは、枚数カウンター１７が保持する履歴枚数Ｎを、上述のようにして判断した枚数に応じて変更するための信号を枚数カウンター１７へ送信する。
【００８３】
次いで、ステップＳ８において、ジョブの終了を判断する。そして、連続画像出力中ならばステップＳ５に戻って、ステップＳ５以下を繰り返す。ジョブが終了したならば、その後待機状態になる。
【００８４】
以上のような連続画像出力ガンマ補正部７１４による補正によって、低湿環境下での連続画像出力中における中間調の濃度変動を抑制することができた。
【００８５】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、入力画像信号を処理して感光ドラム１にトナー像を形成するための信号を生成する画像処理部３０を有する。そして、画像処理部３０は、環境の絶対水分量が所定値以下である場合、連続画像出力中又は一定時間内の間欠的な画像出力中に、画像出力枚数に応じてガンマテーブルを変更する。ガンマテーブルは、入力画像信号と出力画像の濃度とを関係付けるために用いる情報である。又、本実施例では、画像形成装置１００は、連続画像出力又は一定時間内の間欠的な画像出力による画像出力枚数に応じてガンマテーブルを変更するための情報を記憶する記憶手段（記憶部）７１４ｂを有する。特に、本実施例では、記憶手段７１４ｂには、連続画像出力又は一定時間内の間欠的な画像出力による画像出力枚数に応じてガンマテーブルを変更するための情報が、所定値以下の複数の絶対水分量に対応して記憶されている。そして、画像処理部３０は、連続画像出力又は一定時間内の間欠的な画像出力中に、環境の絶対水分量及び画像出力枚数に応じて、記憶手段７１４ｂに記憶された情報を用いてガンマテーブルを変更する。
【００８６】
尚、本実施例では、上記情報は、予め求められて記憶手段７１４ｂに記憶された、ガンマテーブルを補正するための入力画像信号と補正係数との関係（補正係数曲線）であり、適宜演算によりガンマテーブルを作成して用いる（即ち、適宜変更して用いる）。しかし、これに限定されるものではなく、補正後のガンマテーブル自体を、画像出力枚数、更には環境の絶対水分量に応じて予め作成して記憶手段７１４ｂに記憶させておき、これを選択して用いる（即ち、適宜変更して用いる）ようにしてもよい。
【００８７】
又、本実施例では、間欠的な画像出力における画像出力枚数は、間欠的に出力される２つの画像の間隔が、上記一定時間（１０分）内において、第１の時間（３０秒）より長く、且つ、該第１の時間より長い第２の時間（１０分）より短い場合は、次のようにする。即ち、この場合、画像出力枚数は、その間に感光ドラム１の露光部の電位の低下が回復した分に相当する画像出力枚数を差し引いた画像出力枚数とする。
【００８８】
８．効果
以上のように、本実施例によれば、低湿環境下で記録材として紙を用いた連続画像出力時に発生する感光ドラム１の露光部の電位低下に対し、次のような制御を行う。即ち、連続画像出力ガンマ補正部７１４によって、画像の出力間隔から擬似的連続画像出力を含めて連続画像出力であるか否かを判断する。そして、予め求めた連続画像出力枚数とガンマ特性変化との関係に基づき、中間調の濃度低下量を出力枚数に関係づけて、出力枚数から中間調の濃度変動に見合ったガンマ補正係数（補正係数曲線）を求めて、画像データを補正する。こうして、中間調の濃度を一定にする制御を行う。これにより、低湿環境下の紙を用いた連続画像出力時、良好に中間調の濃度を一定に制御して、中間調の濃度変動が抑制された画像を得ることができる。
【００８９】
又、本実施例によれば、画像出力が連続出力と断続出力との中間の状態になったとき、その断続時に露光部電位の低下が回復した分を出力枚数に関係づけて、出力枚数による補正量を求める際に、その出力枚数を電位低下量が回復した分だけ補正する。これにより、連続出力時に中間の出力状態があっても、ガンマ特性の制御を良好にできる。
【００９０】
実施例２
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符合を付して、詳しい説明は省略する。
【００９１】
実施例１では、低湿環境での連続画像出力においてガンマ補正を行う場合について説明をした。本実施例では、実施例１に対し、連続画像出力中に階調制御が入る場合について説明する。
【００９２】
１．画像形成装置の説明
本実施例では、後述する階調制御のために、画像形成装置１００内に形成された試験画像であるトナーパッチの濃度を検知する。そのため、本実施例の画像形成装置１００は、実施例１の構成に加えて、画像濃度検知手段としてパッチ検センサー４０を有する。
【００９３】
パッチ検センサー４０は、トナーパッチに対し、ＬＥＤ等光源を照射し、その正反射光のみ、或いは正反射光及び拡散反射光を受光し、その光量からトナーパッチの濃度を算出する仕組みを有する。本実施例では、図１３に示すように、このパッチ検センサー４０を、感光ドラム１上のトナーパッチを読める位置に配置する。
【００９４】
２．画像処理部の説明
本実施例では、画像処理部３０は、図１４に示すように、実施例１にて説明した構成に加えて、ＬＵＴ補正部７１５を更に有する。ＬＵＴ補正部７１５は、後述する階調制御のために、パッチ検センサー４０で読み取ったパッチ濃度を受信し、受信したパッチ濃度に基づいて新たなルックアップテーブルを作成し、出力ガンマ補正部７１２内のルックアップテーブルを更新する役割を担う。
【００９５】
３．階調制御の説明
本実施例では、画像形成装置１００の階調特性を一定に保つため、階調制御は一定のタイミングで実施される。
【００９６】
階調制御では、先ず、画像処理部３０が、中間調濃度のパッチ画像データを画像形成部１０へ送信し、画像形成部１０がパッチ画像データに基づいてトナーによって感光ドラム１上に画像形成することから始まる。
【００９７】
次に、トナーパッチをパッチ検センサー４０が読み取り、その濃度を算出する。
【００９８】
次に、画像処理部３０、詳しくはＬＵＴ補正部７１５が、パッチ検センサー４０が読み取ったトナー濃度を受信し、それを基に新たなルックアップテーブルを作成する。
【００９９】
図１５及び図１６は、ルックアップテーブルの概要を表している。図１５内の実線は、ハーフトーン処理部７１３に入ってくる入力画像信号（横軸）と、そのとき得られるトナー濃度（パッチ検センサー４０が読み取ったトナー濃度）（縦軸）と、をプロットした曲線である。階調特性を一定に保つためには、この曲線を所望の形状にする必要がある。上記所望の形状をターゲットと呼ぶ。本実施例では、図１５内に点線で表されるように、上記ターゲットはリニアであるものとする。
【０１００】
階調特性が図１５内に点線に表されるような曲線に適合するためには、ハーフトーン処理部７１３に入ってくる入力画像信号は、予め補正を受けている必要がある。図１６内の実線は、横軸に元の入力画像信号、縦軸に補正後入力画像信号をプロットした曲線であり、これがルックアップテーブルである。
【０１０１】
上記ＬＵＴ補正部７１５は、受信したトナー濃度から図１５内の実線の曲線をプロットし、ターゲットと照らし合わせながら、図１６内の実線のルックアップテーブルを作成する。最後に、ＬＵＴ補正部７１５は、出力ガンマ補正部７１２の記憶するルックアップテーブルを上記新たに作成したルックアップテーブルに更新することで、階調制御は完了する。
【０１０２】
ここで、本実施例では、階調制御は一定のタイミングで実施されるが、このタイミングは様々である。低湿環境での連続画像出力途中に階調制御が入る場合もあるし、出力して小休止後に階調制御が入る場合もあるし、或いは連続画像出力終了後１０分以上経過して階調制御が入る場合もある。しかしながら、連続画像出力ガンマ補正部７１４による画像信号に対する変更分は、後段に位置するハーフトーン処理部７１３に入力される入力画像信号に適宜反映される。これは、階調制御がどのタイミングで入るか、又、そのタイミングで連続画像出力ガンマ補正部７１４が機能しているか否かに関わらず行われる。そのため、階調制御の際は、適切にルックアップテーブルの作成を行うことができる。即ち、トナー濃度と、ハーフトーン処理部に入力される入力画像信号との間で整合を取ることが可能である。
【０１０３】
尚、本実施例において、階調制御と連続画像出力中のガンマ補正制御とが同時に成り立つ主な理由として、連続画像出力ガンマ補正部が、ハーフトーン処理部前段に位置することが挙げられる。仮に、連続画像出力ガンマ補正部が、ハーフトーン処理部後段に位置していたならば、階調制御と連続画像出力中のガンマ補正制御とは同時には成り立たない。その理由は次の通りである。即ち、この場合、ルックアップテーブル作成時に参照する、ハーフトーン処理部に入ってくる画像信号値が、ハーフトーン処理部後段に位置する連続画像出力ガンマ補正部によって予期せぬ値に書き換えられてしまう。そのため、パッチ濃度とハーフトーン処理部に入ってくる画像信号値との間に整合が取れなくなってしまう。
【０１０４】
本実施例では、画像処理部が連続画像出力中又は一定時間内の間欠的な画像出力中に画像出力枚数に応じて変更するガンマテーブルは、中間調濃度の階調制御の処理を行う前の画像信号に対して補正演算を行うためのガンマテーブルである。
【０１０５】
従って、連続画像出力中におけるガンマ補正制御は、ハーフトーン処理前に行うことによって、階調制御との併用が可能となる。
【０１０６】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得られ得ると共に、パッチ検センサーの検知結果に基づく階調制御をも行って、画像階調再現性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例における画像処理部の概略ブロック図である。
【図３】本発明に従う連続画像形成中のガンマ補正制御のフローチャート図である。
【図４】連続画像出力中の帯電電位とＮ枚目ＥＶカーブ形状との関係を説明するためのグラフ図である。
【図５】連続画像出力ガンマ補正部内の記憶部が記憶する補正係数曲線群を説明するためのグラフ図である。
【図６】補正係数曲線を説明するためのグラフ図である。
【図７】連続画像出力中におけるＥＶカーブ及びガンマ特性の変化を示すグラフ図である。
【図８】連続画像出力中ガンマ補正前Ｎ枚目のガンマ特性及び１枚目のガンマ特性を示すグラフ図である。
【図９】連続画像出力中ガンマ補正後Ｎ枚目のガンマ特性及び１枚目のガンマ特性を示すグラフ図である。
【図１０】水分量増加によって帯電電位露光電位が変化する様子を説明するためのグラフ図である。
【図１１】連続出力枚数と露光電位との関係を説明するためのグラフ図である。
【図１２】水分量違いによる露光電位変化違いを説明するためのグラフ図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置の他の実施例における画像処理部の概略ブロック図である。
【図１５】階調制御におけるルックアップテーブルを説明するためのグラフ図である。
【図１６】階調制御におけるルックアップテーブルを説明するためのグラフ図である。
【図１７】連続画像出力中における潜像コントラストの変化する様子を説明するためのグラフ図である。
【図１８】連続画像出力中におけるＮ枚目（補正無し）及びＮ枚目（露光量ＵＰ）のそれぞれの場合の１枚目との色差を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１          感光ドラム
２          帯電器
３          露光器
４          現像器
５          転写帯電器
３０        画像処理部
７１４      連続画像出力カンマ補正部
【図１】
2010176011.tif 000004
【図２】
2010176011.tif 000005
【図３】
2010176011.tif 000006
【図４】
2010176011.tif 000007
【図５】
2010176011.tif 000008
【図６】
2010176011.tif 000009
【図７】
2010176011.tif 000010
【図８】
2010176011.tif 000011
【図９】
2010176011.tif 000012
【図１０】
2010176011.tif 000013
【図１１】
2010176011.tif 000014
【図１２】
2010176011.tif 000015
【図１３】
2010176011.tif 000016
【図１４】
2010176011.tif 000017
【図１５】
2010176011.tif 000018
【図１６】
2010176011.tif 000019
【図１７】
2010176011.tif 000020
【図１８】
2010176011.tif 000021