(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調パターンの画像信号を生成する階調パターン画像信号生成手段と、画像信号に基づいて像坦持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記階調パターン画像信号生成手段の画像信号に基づいて像坦持体上に形成した階調パターンの静電潜像の表面電位を検知する表面電位検知手段と、前記静電潜像を現像して像坦持体上に可視像を形成する現像手段と、前記現像手段により像坦持体上に現像された可視像を記録紙に記録する手段とを有する画像形成手段を備えた画像形成装置において、
前記階調パターン画像信号生成手段に基づいて形成された階調パターンを色分解して読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲では前記画像読取手段から前記画像形成手段の第１のγ特性を推定する第１のγ特性演算手段と、前記画像読取手段の感度が低下する濃度の範囲では前記表面電位検知手段の表面電位と該表面電位と画像濃度の関係式から前記画像形成手段の第２のγ特性を推定する第２のγ特性演算手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、高濃度領域が濃度不足の時、操作パネル上にメッセージを表示する手段を備え、前記画像形成手段のγ特性が所定の範囲外であるとき、操作パネル上にメッセージを表示することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、画像形成手段のγ補正をするγ補正手段を備え、第１のγ特性演算手段または第２のγ特性演算手段により推定したγ特性に基づき前記γ補正手段のγ補正カーブを変更するγ補正カーブ変更手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または３記載の画像形成装置において、前記画像形成手段のγ特性が所定の範囲外であるとき、前記画像形成手段の目標入出力特性（目標γ特性）を変更して、前記画像形成手段のγ特性の補正をするγ補正手段のγ補正カーブを変更するγ補正カーブ変更手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した画像読取手段の出力信号の出力値Ｘ（Ｘ＝ＲまたはＧまたはＢ値）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した画像読取手段の出力信号の出力値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計値Ｓ（Ｓ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、画像読取手段に入力する階調パターンの濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対する画像読取手段のＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した出力信号の出力値Ｘ（Ｘ＝ＲまたはＧまたはＢ値）の変化量（ΔＸ／ΔＩＤ）の絶対値（|ΔＸ／ΔＩＤ|）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、画像読取手段に入力する階調パターンの濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対する画像読取手段のＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した出力信号の出力値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計値Ｓ（Ｓ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の変化量（ΔＳ／ΔＩＤ）の絶対値（|ΔＳ／ΔＩＤ|）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記階調パターンにおける表面電位（ＶＳ ）と濃度（ＩＤ）の関係は、
ＩＤ＝ａ・ＶＳ＋ｂ  （但し、ａ，ｂは定数）
または、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤＣとして、
ＩＤ＝ａ・（ＶＳ−ＶＤＣ）＋ｂ  （但し、ａ，ｂは定数）
の関係式から成り立つことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、デジタルカラープリンタ、デジタルカラー複写機、カラーファクシミリ等に用いられる電子写真方式あるいは噴射式のデジタルカラー画像形成装置に関し、特に、画像形成装置のキャリブレーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカラー画像形成装置において、画像形成装置のキャリブレーションとは、あらかじめ予想した色になるように画像形成装置を補正することをいうが、このようなキャリブレーションに関する技術としては、階調パターンを画像形成装置から形成し、その階調パターンを画像読取センサで読み取り、γ補正の補正内容を変更するものが開示されている（特開平４−７７０６０号公報）。
しかし、上記技術では、センサが読み取り可能な濃度領域は、画像形成装置が出力する濃度領域よりも小さいことがあるので、階調パターンの高濃度領域の部分が読み取れないことがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルカラー複写機等のプリンタのキャリブレーションを行なう時、階調パターンをプリンタから出力して、スキャナから読み込ませる場合、前述したように、スキャナが読み取り可能な濃度領域は、プリンタが出力する濃度領域よりも小さいことがあるので、階調パターンの高濃度領域の部分が読み取れないことがある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、上記の欠点を除去し、階調パターンの高濃度領域の濃度を推定し、画像形成装置のγ特性を精度良く求めることを目的としている。さらに、画像形成装置のキャリブレーションも精度良く可能にすることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、階調パターンを形成する階調パターン形成手段と、前記階調パターン形成手段で形成された階調パターンを記録する画像形成手段と、前記画像形成手段から出力した前記階調パターンを色分解して読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段の色分解毎の出力信号（例えば、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）値）の合計（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）から前記画像形成手段のγ（ガンマ）特性を推定するγ特性演算手段を備えている。
【０００６】
また、本発明に係る画像形成装置は、階調パターンを形成する階調パターン形成手段と、前記階調パターン形成手段で形成された階調パターンを記録する画像形成手段と、前記画像形成手段から出力した前記階調パターンを色分解して読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲では前記画像読取手段から前記画像形成手段の第１のγ特性を推定する第１のγ特性演算手段と、前記画像形成手段から出力した前記階調パターンを測色する画像測色手段と、前記画像読取手段の感度が低下する濃度の範囲では、前記画像測色手段から前記画像形成手段の第２のγ特性を推定する第２のγ特性演算手段とを備えている。
【０００７】
本発明の請求項１記載の画像形成装置は、階調パターンの画像信号を生成する階調パターン画像信号生成手段と、画像信号に基づいて像坦持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記階調パターン画像信号生成手段の画像信号に基づいて像坦持体上に形成した階調パターンの静電潜像の表面電位を検知する表面電位検知手段と、前記静電潜像を現像して像坦持体上に可視像を形成する現像手段と、前記現像手段により像坦持体上に現像された可視像を記録紙に記録する手段とを有する画像形成手段を備えた画像形成装置において、前記階調パターン画像信号生成手段に基づいて形成された階調パターンを色分解して読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲では前記画像読取手段から前記画像形成手段の第１のγ特性を推定する第１のγ特性演算手段と、前記画像読取手段の感度が低下する濃度の範囲では前記表面電位検知手段の表面電位と該表面電位と画像濃度の関係式から前記画像形成手段の第２のγ特性を推定する第２のγ特性演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、高濃度領域が濃度不足の時、操作パネル上にメッセージを表示する手段を備え、前記画像形成手段のγ特性が所定の範囲外であるとき、操作パネル上にメッセージを表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、画像形成手段のγ補正をするγ補正手段を備え、第１のγ特性演算手段または第２のγ特性演算手段により推定したγ特性に基づき前記γ補正手段のγ補正カーブを変更するγ補正カーブ変更手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の画像形成装置は、請求項１または３記載の画像形成装置において、前記画像形成手段のγ特性が所定の範囲外であるとき、前記画像形成手段の目標入出力特性（目標γ特性）を変更して、前記画像形成手段のγ特性の補正をするγ補正手段のγ補正カーブを変更するγ補正カーブ変更手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した画像読取手段の出力信号の出力値Ｘ（Ｘ＝ＲまたはＧまたはＢ値）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した画像読取手段の出力信号の出力値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計値Ｓ（Ｓ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、画像読取手段に入力する階調パターンの濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対する画像読取手段のＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した出力信号の出力値Ｘ（Ｘ＝ＲまたはＧまたはＢ値）の変化量（ΔＸ／ΔＩＤ）の絶対値（|ΔＸ／ΔＩＤ|）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲とは、画像読取手段に入力する階調パターンの濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対する画像読取手段のＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）に色分解した出力信号の出力値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計値Ｓ（Ｓ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の変化量（ΔＳ／ΔＩＤ）の絶対値（|ΔＳ／ΔＩＤ|）が所定値以上の範囲とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の画像形成装置は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記階調パターンにおける表面電位（ＶＳ ）と濃度（ＩＤ）の関係は、
ＩＤ＝ａ・ＶＳ＋ｂ  （但し、ａ，ｂは定数）
または、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤＣとして、
ＩＤ＝ａ・（ＶＳ−ＶＤＣ）＋ｂ  （但し、ａ，ｂは定数）
の関係式から成り立つことを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明においては、画像形成手段で階調パターンを形成し、その階調パターンを画像読取手段で読み取り、画像読取手段から画像形成手段のγ特性を演算するので、画像形成装置のγ特性を精度良く求めることが可能となり、画像形成装置のキャリブレーションを精度良く行なうことが可能となる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の画像形成装置を複写機に適用した場合を実施例として説明する。図１は本実施例の複写機の構成例を示す図であって、この複写機は大別して画像形成手段であるプリンタ１０１と、画像読取手段であるスキャナ１０２とから構成されている。
【００１８】
プリンタ１０１は、そのほぼ中央部に配設された像担持体である感光体ドラム（ＯＰＣ）１０３と、感光体ドラム１０３の表面を一様に帯電する帯電チャージャ１０４と、一様に帯電された感光体ドラム１０３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１０５と、静電潜像に各色トナーを供給して各色毎にトナー現像を行なう黒現像装置１０６，イエロー現像装置１０７，マゼンタ現像装置１０８，シアン現像装置１０９と、感光体ドラム１０３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１１０と、中間転写ベルト１１０に転写電圧を印加するバイアスローラ１１１と、転写後の感光体ドラム１０３の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、転写後の感光体ドラム１０３の表面に残留する電荷を除去する除電部１１３と、中間転写ベルト１１０に転写されたトナー像を記録紙に転写するための電圧を印加する転写バイアスローラ１１４と、中間転写ベルト１１０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１１５と、中間転写ベルト１１０から剥離された記録紙を搬送する搬送ベルト１１６と、記録紙に転写したトナー像を加熱及び加圧して定着させる定着装置１１７と、定着後の記録紙を排出する排紙トレイ１１８とを備えている。
【００１９】
スキャナ１０２は、図示の如く、プリンタ１０１の上部に配置されており、原稿載置台としてのコンタクトガラス１１９と、コンタクトガラス１１９上の原稿に走査光を照射する露光ランプ１２０と、原稿からの反射光を導くための反射ミラー１２１及び結像レンズ１２２と、反射ミラー１２１及び結像レンズ１２２を介して導かれた反射光を受光して、電気信号に変換する光電変換素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）１２３とを備えている。尚、ＣＣＤ１２３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部を経て、レーザ光学系１０５中の半導体レーザからレーザ光として照射される。
【００２０】
図２は、上記の複写機に内蔵される制御系の一例を示す図である。制御系として、先ず、メイン制御部２０１を備えており、メイン制御部２０１により複写機各部の制御や後述する演算処理が行なわれる。このメイン制御部２０１には、マイクロコンピュータ等からなる中央処理装置であるＣＰＵ２０２と、ＣＰＵ２０２で使用する各種データや、制御プログラムを記憶したＲＯＭ２０３と、ワークメモリとして各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２０４と、ＣＰＵ２０２と後述する各部との入出力を行なうためのインターフェースＩ／Ｏ２０５とから構成される。
【００２１】
また、インターフェースＩ／Ｏ２０５を介してメイン制御部２０１には、レーザ光学系制御部２０６、電源回路２０７、光学センサ２０８、トナー濃度センサ２０９、環境センサ２１０、感光体表面電位センサ２１１、トナー補給回路２１２、中間転写ベルト駆動部２１３、図示しない画像処理部等がそれぞれ接続されている。
【００２２】
尚、レーザ光学系制御部２０６は、レーザ光学系１０５のレーザ出力を制御する。また、電源回路２０７は、帯電チャージャ１０４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１０６〜１０９の現像スリーブ（例えば、図中の１０８ａ）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１１１及び転写バイアスローラ１１４に対して所定の転写電圧を与えるものである。
【００２３】
光学センサ２０８は、発光ダイオード等の発光素子とフォトセンサ等の受光素子とから成り、感光体ドラム１０３上に形成される階調濃度パターン潜像のトナー像（階調濃度パターンの可視像）におけるトナー付着量及び地肌部分におけるトナー付着量を各色毎に検知する。この光学センサ２０８からの検知出力信号は、メイン制御部２０１に入力され、後述するトナー付着量の検知及び画像信号の補正等に利用される。また、光学センサ２０８からの検知出力信号は、図示を省略した光電センサ制御に印加され、光電センサ制御部は、階調濃度パターンのトナー像にお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２０９の制御値の補正を行なっている。
【００２４】
また、トナー濃度センサ２０９は、現像装置１０６〜１０９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し、トナー濃度値と基準値とを比較し、トナー濃度値が一定値を下回ってトナー不足状態になった場合、その不足分に対応した大きさのトナー補給信号を出力する。表面電位センサ２１１は、像担持体である感光体ドラム１０３の表面電位を検知し、中間転写ベルト駆動部２１３は、中間転写ベルト１１０の駆動を制御する。トナー補給回路２１２は、トナー濃度センサ２０９からのトナー補給信号に応じて、現像装置１０６〜１０９内へ供給するトナー量を制御する。
【００２５】
次に、図３を参照して、画像処理部について説明する。画像処理部は、スキャナ１０２で読み取った画像信号を入力し、該画像信号に対して後述する種々の画像処理を施して、プリンタ１０１（詳細には、レーザ光学系制御部２０６）へ出力する。画像処理部は、図示の如く、撮像素子（ＣＣＤ１２３）のムラや、光源の照明ムラ等を補正するシェーディング補正回路３０１と、スキャナ１０２からの読み取り信号（反射率データ）を明度データに変換するＲＧＢ・γ補正回路３０２と、文字部と写真部の判定、及び有彩色・無彩色判定を行なう画像分離回路３０３と、入力系（特に高周波領域）のＭＴＦ特性劣化を補正するＭＴＦ補正回路３０４と、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、忠実な色再現性に必要な色材Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の量を算出し、Ｙ，Ｍ，Ｃ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処理を行なう色変換ＵＣＲ処理回路３０５と、縦横変倍を行なう変倍回路３０６と、リピート処理等を行なう画像加工（クリエイト）回路３０７と、使用者の好みに応じてシャープな画像やソフトな画像等になるように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ＭＴＦフィルター３０８と、プリンタ１０１の特性に応じて画像信号の補正を行なうγ変換回路３０９と、ディザ処理またはパターン処理を行なう階調処理回路３１０と、スキャナ１０２で読み込んだ画像信号を外部の画像処理装置等で処理したり、外部の画像処理装置からの画像信号をプリンタ１０１で出力するためのＩ／Ｆ（インターフェース）３１１及び３１２と、上記各部を制御するＣＰＵ３１３と、ＲＯＭ３１４と、ＲＡＭ３１５とを備えている。尚、３１６はバスを示す。また、ＣＰＵ３１３はシリアルＩ／Ｆ（図示せず）を介してメイン制御部２０１と接続されており、メイン制御部２０１を経由して図示しない操作部等からのコマンドが送信される。
【００２６】
図４は、レーザ光学系１０５内に設置されているレーザ変調回路４０１のブロック図を示す。レーザ変調回路４０１は、書き込み周波数が１８．６ＭＨｚであり、１画素の走査時間は５３．８ｎｓｅｃである。８ビットの画像信号（画像デデータ）はＬＵＴ（ルックアップテーブル）４０２でγ変換を行なうことができる。また、パルス幅変調回路（ＰＷＭ）４０３で８ビットの画像信号の上位２ビットの信号に基づいて４値のパルス幅に変換され、パワー変調回路（ＰＭ）４０４で下位６ビットで６４値のパワー変調が行なわれ、レーザダイオード（ＬＤ）４０５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）４０６で発光強度をモニターし、１ドット毎に補正を行なう。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。
【００２７】
以上、複写機の構成について説明したが、次に、上記構成の複写機のキャリブレーションについて、
（１）γ特性演算処理ａ、
（２）γ特性演算処理ｂ、
（３）γ特性演算処理ｃ、
（４）γ補正処理、
の順序で説明する。
【００２８】
（１）γ特性演算処理ａ：
γ特性演算処理ａを図１１に示すフローチャートと図７のグラフで説明する。先ず、レーザ光学系１０５を制御して、図５のようにｎｐ個（本実施例では１２個）の階調パターンの静電潜像を感光体ドラム１０３に形成し、現像装置により静電潜像にトナーを供給してトナー現像を行ない、感光体上にトナー像を形成する。このトナー像を中間転写ベルト１１０に転写後、記録紙に転写、定着させる。定着後は記録紙を排出する。そして、階調パターンを記録した記録紙をスキャナ１０２で読み込み、スキャナの出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂをメイン制御部２０１のＲＡＭ２０４に記憶する。
ここで、レーザ出力、すなわち、階調パターンを形成する際のレーザ信号は、例えば、画像信号の値で００，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，Ｂ０，Ｄ０，ＦＦ（いずれも１６進数）を用いる。
【００２９】
使用する階調パターンは実際の画像形成と同様にディザ処理を施したパターンを用いる。具体的には、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Ｎ１１、処理後の２画素目の画像信号をＮ２２とすると、
Ｎ１＋Ｎ２≦ＦＦ（Ｈ）のとき、Ｎ１１＝Ｎ１＋Ｎ２，Ｎ２２＝０、
Ｎ１＋Ｎ２＞ＦＦ（Ｈ）のとき、Ｎ１１＝ＦＦ（Ｈ），Ｎ２２＝Ｎ１＋Ｎ２−ＦＦ（Ｈ）、
である（（Ｈ）は１６進数を表す）。
【００３０】
メイン制御部２０１のＣＰＵ２０２で、ＲＡＭ２０４に記憶されているスキャナ１０２の出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂ値の合計値Ｓ（＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）を演算すれば、図７のグラフ（ｄ）のレーザ出力とスキャナ出力値合計の関係を求めることができる。また、図７のグラフ（ｃ）は階調パターンの濃度（ＩＤ）とスキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓ（＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の関係である。階調パターンの濃度（ＩＤ）とスキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓの関係は、あらかじめ測定しておいた階調パターンの濃度（ＩＤ）とスキャナ出力値の合計値Ｓとから最小自乗法で濃度を演算すればよい。尚、この計算は一度計算しておけばよい。
【００３１】
レーザ出力と階調パターンの濃度の関係（γ特性）は、図７のグラフ（ｄ）のレーザ出力とスキャナ出力値合計の関係と、図７のグラフ（ｃ）の階調パターンの濃度（ＩＤ）とスキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓとの関係から求めることができる。
以上のγ特性演算処理ａをプリンタのイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色成分毎に行なえば、色成分毎のγ特性が演算できる。
【００３２】
（２）γ特性演算処理ｂ：
前記のγ特性演算処理ａはイエロー，マゼンタ，シアンの色成分の階調パターンのγ特性の演算は可能だが、ブラックの色成分の階調パターンのγ特性の演算では高濃度の部分の演算ができない。
そこで、γ特性演算処理ｂを図１２に示すフローチャートと図８で説明する。先ず、レーザ光学系１０５を制御して、図５のようにｎｐ個（本実施例では１２個）の階調パターンの静電潜像を感光体ドラム１０３に形成し、現像装置により静電潜像にトナーを供給してトナー現像を行ない、感光体上にトナー像を形成する。このトナー像を中間転写ベルト１１０に転写後、記録紙に転写、定着させる。定着後は記録紙を排出する。そして、階調パターンを記録した記録紙をスキャナ１０２で読み込み、スキャナの出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂをメイン制御部２０１のＲＡＭ２０４に記憶する。さらに、高濃度部の階調パターンを濃度計で測定して、操作パネルから入力する。入力された濃度値はメイン制御部２０１、ＣＰＵ３１３を経由して、ＲＡＭ２０４に記憶する。尚、階調パターンの形成はγ特性演算処理（ａ）で用いた処理が使用できる。
【００３３】
ここで、スキャナの感度が良好な範囲の決定方法について説明する。
図６（ａ）は画像濃度（ＩＤ）と画像濃度に対するスキャナ出力値Ｘ（ＲまたはＧまたはＢ）の関係である。画像濃度が１．５以内、すなわちスキャナ出力値がＸ以上であるときを、スキャナの感度が良好な範囲であるとする。この範囲でスキャナの出力値から画像濃度を演算することができる。また、スキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓ（＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）からでもスキャナの感度が良好な範囲を推定できる。図６（ｂ）は画像濃度（ＩＤ）と画像濃度に対するスキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓの関係であり、画像濃度（ＩＤ）が１．５以内、すなわち、スキャナ出力値がＳ以上であるときを、スキャナの感度が良好な範囲であるとする。この範囲でスキャナの出力値から画像濃度を演算することができる。
【００３４】
また、画像濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対するスキャナ出力値Ｘ（ＲまたはＧまたはＢ）の変化量（ΔＸ／ΔＩＤ）の絶対値（｜ΔＸ／ΔＩＤ｜）からでもスキャナの感度が良好な範囲を推定できる。図６（ｃ）は画像濃度（ＩＤ）と画像濃度に対するスキャナ出力値Ｘと画像濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対するスキャナ出力値Ｘ（ＲまたはＧまたはＢ）の変化量（ΔＸ／ΔＩＤ）の絶対値（｜ΔＸ／ΔＩＤ｜）の関係であり、画像濃度が１．５以内、すなわち、｜ΔＸ／ΔＩＤ｜が｜ΔＸ０／ΔＩＤ０｜  以上であるときを、スキャナの感度が良好な範囲であるとする。この範囲でスキャナの出力値から画像濃度を演算することができる。
【００３５】
また、画像濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対するスキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓ（＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の変化量（ΔＳ／ΔＩＤ）の絶対値（｜ΔＳ／ΔＩＤ｜）からでもスキャナの感度が良好な範囲を推定できる。図６（ｄ）は画像濃度（ＩＤ）と画像濃度に対するスキャナ出力値Ｒ，Ｇ，Ｂの合計値Ｓの変化量（ΔＳ／ΔＩＤ）の絶対値（｜ΔＳ／ΔＩＤ｜）の関係であり、画像濃度が１．５以内、すなわち、｜ΔＳ０／ΔＩＤ０｜以上であるときを、スキャナの感度が良好な範囲であるとする。この範囲でスキャナの出力値から画像濃度を演算することができる。
以上のような方法により、スキャナの感度が良好な範囲を決定できる。
【００３６】
γ特性演算処理はスキャナの感度が良好な範囲内と範囲外に分割して次のように演算する。
スキャナの感度が良好な範囲では、前記γ特性演算処理ａのようにγ特性を演算すればよい。スキャナの感度が良好な範囲外では、スキャナの感度が良好な範囲内で演算可能な最高濃度（ＩＤｓｍａｘ）とＲＡＭ２０４に記憶された高濃度部の階調パターンの濃度値（ＩＤｍａｘ）とから演算できる。例えば、図８のように、点Ｂ（ＩＤｓｍａｘの点）と点Ａ（ＩＤｍａｘの点）を直線補間すればよい。このように直線補間しても実際の画像濃度に近い値で演算することができる。
以上のγ特性演算処理ｂをプリンタのイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色成分毎に行なえば、色成分毎のγ特性が演算できる。
【００３７】
（３）γ特性演算処理ｃ：
前記のγ特性演算処理ｂはイエロー，マザンタ，シアン，ブラックの色成分の階調パターンのγ特性の演算は可能だが、高濃度部の階調パターンの濃度を濃度計で測定しなければならない。γ特性演算処理ｃでは表面電位計により高濃度部の演算を行なうので、濃度計は必要ない。
γ特性演算処理ｃを図１３のフローチャートと図９のグラフで説明する。図９のグラフ（ｆ）は感光体の光減衰特性を示し、このグラフは、レーザ光学系１０５を制御して図５のようにｎｐ個（本実施例では１２個）の階調パターンの静電潜像を感光体ドラム１０３上に形成し、その静電潜像の表面電位を電位センサ２１１で測定することによって得られる。測定値はメイン制御部２０１のＲＡＭ２０４に記憶する。
【００３８】
次に、現像装置により感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー現像を行ない、感光体上にトナー像を形成する。このトナー像を中間転写ベルト１１０に転写後、記録紙に転写、定着させる。定着後は記録紙を排出する。そして、階調パターンを記録した記録紙をスキャナ１０２で読み込み、スキャナの出力信号Ｒ，Ｇ，Ｂをメイン制御部２０１のＲＡＭ２０４に記憶する。
【００３９】
図９のグラフ（ｅ）は感光体の表面電位と記録紙に定着された階調パターンの画像濃度の関係を示す。あらかじめ階調パターンの表面電位（ＶＳ）に対応した画像濃度（ＩＤ）を測定しておき、
ＩＤ＝ａ・ＶＳ＋ｂ  （但し、ａ，ｂは定数）
または、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤＣとして、
ＩＤ＝ａ・（ＶＳ−ＶＤＣ）＋ｂ  （但し、ａ，ｂは定数）
の関係式を用いて、表面電位（ＶＳ）に対応した画像濃度（ＩＤ）を決定する。
尚、点Ａの画像濃度（ＩＤａ）と表面電位（ＶＳａ）、点Ｂの画像濃度（ＩＤｂ）と表面電位（ＶＳｂ）とからａ，ｂを決定する。
【００４０】
前記のようにして、感光体の表面電位から、図９のグラフ（ｆ）は感光体の光減衰特性と、グラフ（ｅ）の感光体の表面電位と記録紙に定着された階調パターンの画像濃度の関係からレーザ出力と画像濃度の関係（γ特性）が得られる。
尚、スキャナの感度が良好な範囲の決定方法についてはγ特性演算処理ｂで用いた処理が使用できる。
【００４１】
γ特性はスキャナの感度が良好な範囲内と範囲外に分割して次のように演算する。
スキャナの感度が良好な範囲では、前記γ特性演算処理ａのようにγ特性を演算すればよい。スキャナの感度が良好な範囲外では、前記のように感光体の表面電位からγ特性を演算する（図９の点Ａ，Ｂの区間部分）。
以上のγ特性演算処理（ｃ）をプリンタのイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色成分毎に行なえば、色成分毎のγ特性が演算できる。
【００４２】
（４）γ補正処理：
次に、図７，８，９のグラフ（ａ）のγ補正カーブの決定方法について説明する。図７，８，９のグラフ（ｂ）はプリンタの目標入出力特性（横軸：画像入力信号、縦軸：出力画像濃度）である。この目標入出力特性はプリンタのイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色成分毎にあらかじめ決定しておく。
【００４３】
前記γ特性演算処理ａ，ｂ，ｃで演算したイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色成分毎のレーザ出力と出力画像濃度の関係、すなわち、γ特性と前記目標入出力特性とから図７，８，９のグラフ（ａ）のγ補正カーブを演算して決定する。
【００４４】
前記γ補正カーブをルックアップテーブル（以下、ＬＵＴ）に設定して、γ補正を行なう。また、ＬＵＴの中からγ補正カーブを選択する方式の場合には、前記グラフ（ａ）のγ補正カーブと最も近いカーブを選択すればよい。
ただし、γ特性演算処理ａ，ｂ，ｃで演算したイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの色成分毎のγ特性が所定の範囲外であるときは、目標入出力特性が得られない。図９の例では、点Ａの濃度が所定値（ＩＤｔ）以下であるときである。このようなときは、操作パネル上にγ特性が異常であることを表示して、ユーザに知らせる。
【００４５】
この状態でプリンタ、複写機を使用すると色バランスがずれてしまうので、図７，８，９のグラフ（ｂ）のプリンタの目標入出力特性を変更して、色バランスのずれを少なくする。例えば、図１０のように、γ特性が所定の範囲外である色成分の画像出力濃度の最高濃度（ＩＤａ  ）を目標入出力特性の最高濃度とするように目標入出力特性を変更すればよい。前記のように変更した目標入出力特性と、前記γ特性演算処理ａ，ｂ，ｃで演算できたγ特性に基づいて、上記のようにγ補正カーブを演算して決定すればよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置では、画像読取手段の色成分毎の出力信号（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計から画像形成手段のγ特性を演算することにより、画像形成装置のγ特性を精度良く演算することができる。
【００４７】
また、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲では前記画像読取手段から画像形成手段のγ特性を演算し、画像読取手段の感度が低下する濃度の範囲では、画像測色手段から画像形成手段のγ特性を演算することにより、画像形成装置のγ特性を精度良く演算することができる。
【００４８】
そして請求項１記載の発明によれば、画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲では前記画像読取手段から画像形成手段のγ特性を演算し、画像読取手段の感度が低下する濃度の範囲では、静電潜像の表面電位から画像形成手段のγ特性を演算するので、画像形成装置のγ特性を精度良く演算することができる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、画像形成手段のγ特性が所定の範囲外であるとき、操作パネル上にメッセージを表示するので、色バランスが異常であることが判明する。
【００５０】
請求項３記載の発明によれば、画像形成手段のγ補正をするγ補正手段を備えているので、γ特性演算処理部から求めたγ特性に基づきγ補正が行なえる。
【００５１】
請求項４記載の発明によれば、画像形成手段のγ特性が所定の範囲外であるとき、画像形成手段の目標入出力特性（目標γ特性）を変更するので、色バランスのずれを少なくすることができる。
【００５２】
請求項５記載の発明によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂに色分解した画像読取手段の出力信号の出力値Ｘ（Ｘ＝ＲまたはＧまたはＢ値）が所定値以上の範囲を画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲としているので、画像形成装置のγ特性を精度良く演算でき、画像形成装置のγ補正を精度良く行なうことができる。
【００５３】
請求項６記載の発明によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂに色分解した画像読取手段の出力信号の出力値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計値Ｓ（Ｓ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）が所定値以上の範囲を画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲としているので、画像形成装置のγ特性を精度良く演算でき、画像形成装置のγ補正を精度良く行なうことができる。
【００５４】
請求項７記載の発明によれば、画像読取手段に入力する階調パターンの濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対する画像読取手段のＲ，Ｇ，Ｂに色分解した出力信号の出力値Ｘ（Ｘ＝ＲまたはＧまたはＢ値）の変化量（ΔＸ／ΔＩＤ）の絶対値（|ΔＸ／ΔＩＤ|）が所定値以上の範囲を画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲としているので、画像形成装置のγ特性を精度良く演算でき、画像形成装置のγ補正を精度良く行なうことができる。
【００５５】
請求項８記載の発明によれば、画像読取手段に入力する階調パターンの濃度（ＩＤ）の変化量（ΔＩＤ）に対する画像読取手段のＲ，Ｇ，Ｂに色分解した出力信号の出力値（Ｒ，Ｇ，Ｂ値）の合計値Ｓ（Ｓ＝Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の変化量（ΔＳ／ΔＩＤ）の絶対値（|ΔＳ／ΔＩＤ|）が所定値以上の範囲を画像読取手段の感度が良好な濃度の範囲としているので、画像形成装置のγ特性を精度良く演算でき、画像形成装置のγ補正を精度良く行なうことができる。
【００５６】
請求項９の発明によれば、階調パターンにおける表面電位（ＶＳ ）と濃度（ＩＤ）の関係を、
ＩＤ＝ａ・ＶＳ＋ｂ（但し、ａ，ｂは定数）、
または、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤＣとして、
ＩＤ＝ａ・（ＶＳ−ＶＤＣ）＋ｂ（但し、ａ，ｂは定数）、
の関係式から成り立つこととしているので、画像形成装置のγ特性を精度良く演算でき、画像形成装置のγ補正を精度良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す複写機の概略構成図である。
【図２】図１に示す複写機の制御系の説明図である。
【図３】図１に示す複写機の画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す複写機のレーザ光学系内に設置されているレーザ変調回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】感光体上に形成される階調パターンの画像信号の説明図である。
【図６】（ａ）は画像濃度とスキャナ出力値の関係を示すグラフ、（ｂ）は画像濃度とスキャナ出力値合計の関係を示すグラフ、（ｃ）は画像濃度とスキャナ出力値の関係及び画像濃度と画像濃度の変化量に対するスキャナ出力値の変化量（ΔＸ／ΔＩＤ）の関係を同時に示すグラフ、（ｄ）は画像濃度とスキャナ出力値合計の関係及び画像濃度と画像濃度の変化量に対するスキャナ出力値合計の変化量（ΔＳ／ΔＩＤ）の関係を同時に示すグラフである。
【図７】ｒ特性演算処理ａを説明するためのグラフであって、γ補正カーブ、目標入出力特性、出力画像濃度とスキャナ出力値合計の関係、スキャナ出力値合計とレーザ出力の関係を同時に示したグラフである。
【図８】ｒ特性演算処理ｂを説明するためのグラフであって、γ補正カーブ、目標入出力特性、出力画像濃度とスキャナ出力値合計の関係、スキャナ出力値合計とレーザ出力の関係、レーザ出力と出力画像濃度の関係を同時に示したグラフである。
【図９】ｒ特性演算処理ｃを説明するためのグラフであって、γ補正カーブ、目標入出力特性、出力画像濃度とスキャナ出力値合計の関係、スキャナ出力値合計とレーザ出力の関係、感光体表面電位と出力画像濃度の関係、感光体表面電位とレーザ出力の関係を同時に示したグラフである。
【図１０】γ補正処理の説明に用いるグラフであって、γ補正カーブ、目標入出力特性、出力画像濃度とレーザ出力の関係を同時に示したグラフである。
【図１１】階調パターンの読取処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】階調パターンの読取処理の別の例を示すフローチャートである。
【図１３】階調パターンの読取処理のさらに別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１：プリンタ（画像形成手段）
１０２：スキャナ（画像読取手段）
１０３：感光体ドラム
１０４：帯電チャージャ
１０５：レーザ光学系
１０６：黒現像装置
１０７：イエロー現像装置
１０８：マゼンタ現像装置
１０９：シアン現像装置
１１０：中間転写ベルト
１１１：バイアスローラ
１１２：クリーニング装置
１１３：除電部
１１４：転写バイアスローラ
１１５：ベルトクリーニング装置
１１６：搬送ベルト
１１７：定着装置
１２０：露光ランプ
１２１：反射ミラー
１２２：結像レンズ
１２３：ＣＣＤ
２０１：メイン制御部
２０２：ＣＰＵ（中央演算処理装置）
２０３：ＲＯＭ
２０４：ＲＡＭ
２０６：レーザ光学系制御部
２０７：電源回路
２０８：光学センサ
２０９：トナー濃度センサ
２１１：感光体表面電位センサ
２１２：トナー補給回路
２１３：中間転写ベルト駆動部
３０１：シェーディング補正回路
３０２：ＲＧＢ・γ補正回路
３０３：画像分離回路
３０４：ＭＴＦ補正回路
３０５：色変換ＵＣＲ処理回路
３０６：変倍回路
３０７：画像加工回路
３０８：ＭＴＦフィルター
３０９：γ変換回路
３１０：階調処理回路
３１３：ＣＰＵ（中央演算処理装置）
３１４：ＲＯＭ
３１５：ＲＡＭ
４０１：レーザ変調回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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