(57)【要約】【課題】高温高湿環境下等において露光量調整を行った場合でも、中間調やハイライト部の階調特性を変化させることなく、細線再現性の悪化を防ぐ。【解決手段】感光体ドラムの露光量を調整するための露光量補正が行われた後（ステップＳ１０１）、露光量比較器は、算出された露光量を最低露光量と比較する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、算出された露光量が最低露光量以下の場合には、階調補正部は、階調補正データ格納部に格納されている露光量毎の複数の階調補正データの中から、露光量算出部により算出された露光量に基づいた階調補正データを選択し（ステップＳ１０４）、選択した階調補正データに基づいて、入力画像信号の階調を補正する。そして、予め設定されていた最低露光量が設定される（ステップＳ１０５）。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる少なくとも２種類以上の階調補正データを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された１つの階調補正データに基づいてテスト画像を形成するテスト画像形成手段と、
前記テスト画像形成手段により形成されたテスト画像を読み取った濃度データに基づいて露光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された露光量を予め設定された所定値と比較する比較手段と、
前記比較手段における比較結果に基づいて前記格納手段に格納されている階調補正データの中から１つの階調補正データを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された階調補正データを用いて入力画像信号を補正する補正手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記算出手段により算出された露光量が前記所定値よりも小さかった場合、像担持体を露光する露光量を前記所定値に設定する設定手段をさらに有する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記格納手段は、像保持体を露光する露光量を前記所定値まで増加させた場合に変化する階調特性を補正するための階調補正データを各露光量毎に格納する請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
出力されたテスト画像の画像濃度を読み取るための画像読取手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記画像読取手段により読み取られたテスト画像の濃度に基づいて露光量を算出する請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
形成されたテスト画像を読み取った濃度データに基づいて露光量を算出し、
算出された露光量を予め設定された所定値と比較し、
この比較結果に基づいて、格納されていた少なくとも２種類以上の異なる階調補正データの中から１つの階調補正データを選択する露光量補正方法。
【請求項６】
形成されたテスト画像を読み取った濃度データに基づいて露光量を算出するステップと、
算出された露光量を予め設定された所定値と比較するステップと、
この比較結果に基づいて、格納されていた少なくとも２種類以上の異なる階調補正データの中から１つの階調補正データを選択するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体ドラム等の像保持体上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、像保持体を露光する露光量を補正するための露光量補正方法とプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体ドラム等の像保持体の表面を帯電装置により帯電し、帯電された像保持体上に露光装置により静電潜像を形成する電子写真方式の画像形成装置では、経年変化や環境変化に伴い階調特性が変化してしまう場合がある。このような場合、画像形成装置の階調特性が目標値となるよう調整を行うプロセスコントロールが行われる。このプロセスコントロールでは、濃度が異なる複数のパッチからなるテストチャートの画像を形成して、このテストチャートの各パッチの濃度を検出して露光量調整や階調補正が行われる。
【０００３】
しかし、高温高湿環境等によりトナーの帯電量が低下した場合、トナーが感光体ドラムに付着し易くなり、印刷される画像の濃度が濃くなる。そのため、このような環境条件下において露光量調整を行った場合、露光量が少なくなるような調整が行われる。しかし、露光量が少なくなると、トナーが付着する場所の幅が狭い領域ではトナーが感光体ドラムに付着し難くなるため、罫線のような細い線の再現性である細線再現性が悪化してしまうという問題が発生する。
【０００４】
このような問題の解消を目的として、細線再現性を向上するための画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている方法では、露光装置による露光量を大きくし、帯電装置による帯電量と現像装置における現像バイアスのＤＣ成分を小さくすることにより、像に対するトナーの載り量をほぼ同じにしたまま細線再現性を向上させようとしている。
【０００５】
この特許文献１に開示されている方法では、ベタ部（Cin１００％）の電位条件（帯電電位（ＶＨ）と現像バイアスＤＣ成分（ＶＢ）の差の絶対値：Vcln、および、現像バイアスＤＣ成分（ＶＢ）と露光電位（ＶＬ）の差の絶対値：Vcontを一定に保つようにしているので、ベタ部の濃度は保証される。しかし、感光体における露光量と露光電位の関係カーブの曲率の差を利用しているため中間調やハイライト部の電位条件（VclnとVcontの比）は保証されていない。したがって、階調特性、特にハイライト再現性が変化してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６２８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の画像形成装置では、高温高湿環境下等において細線再現性を向上させるため露光量調整を行った場合に、階調特性、特にハイライト特性が変化してしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、高温高湿環境下等において露光量調整を行った場合でも、中間調やハイライト部の階調特性を変化させることなく、細線再現性の悪化を防ぐことが可能な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】
【０００９】
［画像形成装置］
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、異なる少なくとも２種類以上の階調補正データを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納された１つの階調補正データに基づいてテスト画像を形成するテスト画像形成手段と、
前記テスト画像形成手段により形成されたテスト画像を読み取った濃度データに基づいて露光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された露光量を予め設定された所定値と比較する比較手段と、
前記比較手段における比較結果に基づいて前記格納手段に格納されている階調補正データの中から１つの階調補正データを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された階調補正データを用いて入力画像信号を補正する補正手段とを有する。
【００１０】
本発明では、算出手段により算出された露光量が所定値より小さい場合には、選択手段は、算出された露光量に応じた階調補正データを格納手段の中から選択する。従って、本発明では、ベタ部、中間調、ハイライト部の全域の階調特性について階調補正が行なわれるため、高温高湿環境下等において露光量調整が行われた場合でも、中間調やハイライト部の階調特性を変化させることなく、細線再現性の悪化を防ぐことができる。
【００１１】
好ましくは、本発明は、前記算出手段により算出された露光量が前記所定値よりも小さかった場合、像担持体を露光する露光量を前記所定値に設定する設定手段をさらに有する。
【００１２】
本発明によれば、露光量補正により露光量が所定値より小さくなった場合でも、像担持体を露光する露光量として所定値が設定されるため、細線再現性の悪化を防ぐことができる。
【００１３】
また、好ましくは、本発明は、前記格納手段は、像保持体を露光する露光量を前記所定値まで増加させた場合に変化する階調特性を補正するための階調補正データを各露光量毎に格納する。
【００１４】
また、好ましくは、本発明は、出力されたテスト画像の画像濃度を読み取るための画像読取手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記画像読取手段により読み取られたテスト画像の濃度に基づいて露光量を算出する。
【００１５】
［露光量補正方法］
本発明の露光量補正方法は、形成されたテスト画像を読み取った濃度データに基づいて露光量を算出し、
算出された露光量を予め設定された所定値と比較し、
この比較結果に基づいて、格納されていた少なくとも２種類以上の異なる階調補正データの中から１つの階調補正データを選択する。
【００１６】
［プログラム］
本発明のプログラムは、形成されたテスト画像を読み取った濃度データに基づいて露光量を算出するステップと、
算出された露光量を予め設定された所定値と比較するステップと、
この比較結果に基づいて、格納されていた少なくとも２種類以上の異なる階調補正データの中から１つの階調補正データを選択するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、高温高湿環境下等において露光量調整を行った場合でも、中間調やハイライト部の階調特性を変化させることなく、細線再現性の悪化を防ぐことできるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態の画像形成装置を含む画像処理システムの構成を示す図である。
図１に示すように、画像処理システムは、ネットワーク１８を介して接続された画像形成装置１０および端末装置２０を含む。端末装置２０は、印刷ジョブ等の印刷データを生成して、画像形成装置１０に対して送信する。画像形成装置１０は、端末装置２０から送信された印刷データを受け付けて、印刷データに応じた画像を印刷用紙上に出力する。
【００２０】
次に、本実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成を図２に示す。
画像形成装置１０は、図２に示されるように、ＣＰＵ１１、メモリ１２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置１３、ネットワーク１８を介して外部のコンピュータなどとデータの送信及び受信を行う通信インタフェース（ＩＦ）１４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩ）装置１５、画像出力部１６を有する。これらの構成要素は、制御バス１７を介して互いに接続されている。
【００２１】
ＣＰＵ１１は、メモリ１２または記憶装置１３に格納された露光量補正プログラムに基づいて所定の処理を実行して、画像形成装置１０の動作を制御する。
【００２２】
図３は、上記の露光量補正プログラムが実行されることにより実現される画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態の画像形成装置１０は、図３に示されるように、画像処理部２１と、駆動回路２２と、ＲＯＳ（Raster Output Scanner）ユニット２３と、光学センサ２４と、誤差演算器２５と、濃度目標値メモリ２６と、露光量算出部２７と、露光量メモリ２８と、最低露光量メモリ２９と、露光量比較器３０と、露光量設定部３１と、基準画像信号生成部３２とを備えている。
【００２３】
基準画像信号生成部３２は、プロセスコントロールを実施する際に使用される各種テスト画像を生成して画像処理部２１に出力する。
【００２４】
画像処理部２１は、端末装置２０等からの入力画像信号または基準画像信号生成部３２により生成された基準画像信号に対して、階調補正等の各種画像処理を行った後に駆動回路２２に出力する。画像処理部２１の詳細な構成については後述する。
【００２５】
駆動回路２２は、画像処理部２１により画像処理された後の印刷データに基づいて、ＲＯＳユニット２３等の駆動を制御する。
【００２６】
光学センサ２４は、感光体ドラムや中間転写ベルト等のベルト上に形成されたテスト画像の濃度を検出する。濃度目標値メモリ２６は、露光量補正の際の目標となる濃度値である濃度目標値を格納している。誤差演算器２５は、光学センサ２４により検出されたテスト画像の濃度と、濃度目標値メモリ２６に格納されている濃度目標値との差を演算する。
【００２７】
露光量算出部２７は、誤差演算器２５により算出された誤差に基づいて、光学センサ２４により検出されたテスト画像の濃度が濃度目標値となるような露光量を算出する。露光量メモリ２８は、露光量算出部２７により算出された露光量の値を格納する。
【００２８】
最低露光量メモリ２９は、必要な細線再現性を確保するための最低限度の露光量である最低露光量を所定値として格納する。
【００２９】
露光量比較器３０は、露光量メモリ２８に格納されている露光量と、最低露光量メモリ２９に格納されている最低露光量とを比較する。つまり、露光量比較器３０は、最低露光量を閾値として、露光量算出部２７により算出された露光量が閾値以上であるか否かを判定している。
【００３０】
露光量設定部３１は、露光量メモリ２８に格納されている露光量が、最低露光量メモリ２９に格納されている最低露光量以上の場合には、露光量メモリ２８に格納されている露光量をそのまま駆動回路２２に設定する。そして、露光量メモリ２８に格納されている露光量が、最低露光量メモリ２９に格納されている最低露光量より小さい場合には、露光量設定部３１は、最低露光量を駆動回路２２に設定する。
【００３１】
次に、画像処理部２１の構成を図４を参照して説明する。画像処理部２１は、図４に示されるように、階調補正部４１、４３と、階調補正データ格納部４２、４４とを備えている。なお、実際の画像処理部には、図４に示した以外にも、入出力色変換処理、スクリーン処理等の他の画像処理を行う機能が備えられているが、本実施形態では説明を簡単にするためにその説明は省略する。
【００３２】
階調補正データ格納部４２は、感光体ドラム等の像保持体を露光する露光量を最低露光量まで増加させた場合に変化する階調特性を補正するための階調補正データを、各露光量毎に格納する。
【００３３】
階調補正データ格納部４２に格納されている階調補正データの生成方法を図５を参照して説明する。図５中、実線は、細線再現性に必要な最低露光量における入力画像信号レベルと出力画像濃度との関係（Ｃｉｎ−Ｄｏｕｔ特性）を示すグラフであり、破線は、ある露光量におけるＣｉｎ−Ｄｏｕｔ特性である。
【００３４】
図５中の破線を参照すると、たとえば、入力画像信号レベルＣｉｎが１００％の場合、ある露光量では出力画像濃度Ｄｏｕｔは約１．５５となることがわかる。そして、図５中の実線を参照すると、露光量をある露光量から最低露光量まで増加させた場合、出力画像濃度Ｄｏｕｔが１．５５という値が得られる入力画像信号レベルＣｉｎは８５％であることがわかる。
【００３５】
つまり、ある露光量を最低露光量まで増加した際に、この露光量の増加による階調特性の変化を補償しようとした場合、入力画像信号レベルＣｉｎを１００％から８５％に変換すれば良いことになる。
【００３６】
このような入力画像信号レベルの変換を行うためのデータを、各入力画像信号レベル毎に算出することにより、階調補正データ格納部４２に格納するための階調補正データを生成することができる。
【００３７】
このようにして得られた階調補正データの一例を図６に示す。なお、図６では、説明を簡単にするために、入力画像信号レベルＣｉｎが１０％刻みである場合を示しているが、実際の階調補正データは、８ビットで表現された２５６階調等のようにより細かい設定となっている。
【００３８】
図６に示された階調補正データの例では、入力画像信号レベルＣｉｎが０、１０、２０、・・・、９０％、１００％の場合、それぞれ、出力画像信号レベルＣｏｕｔを０、８、１６、・・・、７５、８５％に変換するような階調補正を行なうものとなっている。
【００３９】
図６に示した階調補正データをグラフに表したものを図７に示す。
なお、図７に示したグラフでは、ある露光量に対応する階調補正データを破線で示し、露光量の増加が行なわれなかった場合の階調補正データを実線で示されている。実線で示された階調補正データは、入力画像信号レベルＣｉｎと出力画像信号レベルＣｏｕｔが同じ値となっているデータであり、この階調補正データが選択された場合には実質的には階調補正を行なわないこととなる。
【００４０】
階調補正部４１は、露光量比較器３０の比較結果に基づいて、階調補正データ格納部４２に格納されている階調補正データの中から露光量算出部２７により算出された露光量に対応した１つの階調補正データを選択する。そして、階調補正部４１は、入力画像信号の階調を、選択した階調補正データに基づいて補正する。
【００４１】
なお、露光量算出部２７により算出された露光量が最低露光量以上の場合には、階調補正部４１は、階調補正データ格納部４２に格納されている階調補正データの中から図７の実線に示すような実質的に階調補正を行なわないような階調補正データを選択する。そのため、この場合には階調補正部４１における階調補正は行なわれない。
【００４２】
階調補正データ格納部４４は、経年変化や環境変化に伴って変化する階調特性を補正するための階調補正データを格納する。この階調補正データは、複数のテストパッチからなるテスト画像の濃度が、予め設定された目標濃度となるような階調補正が行われるよう設定される。
【００４３】
階調補正部４３は、階調補正部４１により階調補正が行なわれた後の画像データの階調を、階調補正データ格納部４４に格納された階調補正データに基づいて補正する。なお、この階調補正は本発明とは直接関係しないため、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
次に、本実施形態の画像形成装置１０の動作を図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の画像形成装置１０によって露光量補正方法が行われる際の動作を図８のフローチャートに示す。
【００４５】
先ず、感光体ドラムの露光量を調整するための露光量補正が行われる（ステップＳ１０１）。この露光量補正では、基準画像信号生成部３２により露光量補正を行うためのテスト画像を形成する基準画像信号が生成され画像処理部２１に出力される。そして、この基準画像信号は、画像処理部２１において画像処理され、所定のテスト画像が形成される。この際、階調補正部４１は、階調補正データ格納部４２に格納されている階調補正データの中から図７の実線に示すような実質的に階調補正を行なわないような階調補正データを選択する。そのため、この場合には階調補正部４１における階調補正は行なわれない。そして、形成されたテスト画像の濃度が光学センサ２４により検出され、誤差演算機２５は、検出されたテスト画像の濃度と濃度目標値メモリ２５に格納されていえる濃度目標値との差を演算する。そして、露光量算出部２７は、算出された濃度差が無くなるような露光量を演算し、露光量メモリ２８に格納する。
【００４６】
すると、露光量比較器３０は、露光量メモリ２８に格納された露光量を最低露光量メモリ２９に格納されている最低露光量と比較する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
ステップＳ１０２において、算出された露光量が最低露光量より大きい場合には、画像処理部２１内の階調補正部４１は、階調補正データ格納部４２の中から実質的に階調補正が行なわれない階調補正データを選択して階調補正を行なう（ステップＳ１０３）。つまり、階調補正部４１は、入力画像信号に対して何の変換も行なうことなくそのまま階調補正部４３に出力する。
【００４８】
ステップＳ１０２において、算出された露光量が最低露光量以下の場合には、階調補正部４１は、階調補正データ格納部４２に格納されている露光量毎の複数の階調補正データの中から、露光量算出部２７により算出された露光量に基づいた階調補正データを選択する（ステップＳ１０４）。そして、階調補正部４１は、選択した階調補正データに基づいて、入力画像信号の階調を補正する。
【００４９】
そして、露光量設定部３１は、露光量メモリ２８に格納されている露光量ではなく、予め設定されていた最低露光量を駆動回路２２に対して設定する（ステップＳ１０５）。
【００５０】
本実施形態の画像形成装置１０では、露光量算出部２７により算出された露光量が最低露光量より小さい場合には、露光量設定部３１により最低露光量が駆動回路２２に対して設定される。そして、算出された露光量の代わりに最低露光量を設定したことによる濃度変化を補償するために、算出された露光量に応じた階調補正データを階調補正データ格納部４２の中から選択するようにしている。従って、本実施形態の画像形成装置１０では、ベタ部、中間調、ハイライト部の全域の階調特性について階調補正が行なわれ、高温高湿環境下等において露光量調整が行われた場合でも、中間調やハイライト部の階調特性を変化させることなく、細線再現性の悪化を防ぐことが可能となる。
【００５１】
[変形例]
上記実施形態では、光学センサ２４により感光体ドラムや中間転写ベルト等のベルト上に形成されたテスト画像の濃度を検出する場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。スキャナ等の画像読取装置が備えられた画像形成装置の場合であれば、テスト画像を印刷用紙等の印刷媒体上に形成し、形成されたテスト画像を画像読取装置により読み取ってテスト画像の濃度を検出する場合でも同様に本発明を適用することができるものである。ただし、この場合には、印刷用紙を消費したり、出力されたテスト画像を画像読取装置にセットする必要があるのでユーザに手間をかける等の弊害が生じる。
【００５２】
また、上記実施形態では、図４に示したように、画像処理部２１内に２つの階調補正部４１、４３が設けられているものとして説明したが、経年変化や環境変化による階調の変化を補正するための階調補正データと、露光量を最低露光量に変化させたことによる濃度変化を補償するための階調補正データとを１つの階調補正データに合成すれば、１つの階調補正部のみで必要な階調補正を実現することが可能である。
【００５３】
さらに、階調補正データ格納部４２は、数多くの階調補正データを格納していなくても、露光量を最低露光量まで増加させた場合に変化する階調特性を補正するための階調補正データと、実質的に階調補正を変化させない階調補正データの少なくとも２種類以上の階調補正データを格納していれば、本発明を実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成システムの構成を示すシステム図である。
【図２】本発明の一実施形態の画像形成装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態の画像形成装置１０の機能構成を示すブロック図である
【図４】図３中の画像処理部２１の構成を示すブロック図である。
【図５】階調補正データ格納部４２に格納されている階調補正データの生成方法を説明するための図である。
【図６】階調補正データ格納部４２に格納されている階調補正データの一例を示す図である。
【図７】図６に示した階調補正データをグラフとして現した図である。
【図８】本発明の一実施形態の画像形成装置１０の露光量補正における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１０    画像形成装置
１１    ＣＰＵ
１２    メモリ
１３    記憶装置
１４    通信インタフェース（ＩＦ）
１５    ユーザインタフェース（ＵＩ）装置
１６    画像出力部
１７    制御バス
１８    ネットワーク
２０    端末装置
２１    画像処理部
２２    駆動回路
２３    ＲＯＳユニット
２４    光学センサ
２５    誤差演算器
２６    濃度目標値メモリ
２７    露光量算出部
２８    露光量メモリ
２９    最低露光量メモリ
３０    露光量比較器
３１    露光量設定部
３２    基準画像信号生成部
４１    階調補正部
４２    階調補正データ格納部
４３    階調補正部
４４    階調補正データ格納部
Ｓ１０１〜Ｓ１０５    ステップ
【図１】
2008304680.tif 000003
【図２】
2008304680.tif 000004
【図３】
2008304680.tif 000005
【図４】
2008304680.tif 000006
【図５】
2008304680.tif 000007
【図６】
2008304680.tif 000008
【図７】
2008304680.tif 000009
【図８】
2008304680.tif 000010