(57)【要約】【課題】多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、また装置の特性に関係なく、画像濃度の逆転現象を避けることができるようにする。【解決手段】多値の画信号に対して２値化処理を行う２値化処理部２２と、この２値化処理部で取得した２値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得部２４と、この周辺濃度レベル取得部にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得部２５とを有するものとする。【選択図】図２
2008261909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値の画信号に対して２値化処理を行う２値化処理手段と、
この２値化処理手段で取得した２値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得手段と、
この周辺濃度レベル取得手段にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得手段とを有することを特徴とする画像濃度制御装置。
【請求項２】
前記周辺濃度レベルが、前記観測窓内の黒画素数であることを特徴とする請求項１に記載の画像濃度制御装置。
【請求項３】
感光体上に作像された複数のテストパターンごとのトナー像の濃度に基づいてそのテストパターンごとの最適露光制御値を取得するパターン別最適値取得手段と、
このパターン別最適値取得手段にて取得したテストパターンごとの最適露光制御値を基準にして、所定の補間法により周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係を求める対応関係設定手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像濃度制御装置。
【請求項４】
前記パターン別最適値取得手段において、中間調制御用のテストパターン及びベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、
前記対応関係設定手段において、中間調領域に属する所定の基準周辺濃度レベルの露光制御値を、前記中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、べた濃度に相当する周辺濃度レベルの露光制御値を、前記ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、両者間の高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、所定の補間法により求めるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の画像濃度制御装置。
【請求項５】
前記対応関係設定手段において、前記基準周辺濃度レベルより低い低濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、一律に前記中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値としたことを特徴とする請求項４に記載の画像濃度制御装置。
【請求項６】
前記ベタ部制御用のテストパターンが、全体が黒で塗りつぶされたベタ黒テストパターンであり、前記中間調制御用のテストパターンが、白領域と黒領域とが混在すると共にトナー像の太り具合の判別精度が向上するように白領域と黒領域との面積比率が設定された白黒テストパターンであることを特徴とする請求項４若しくは請求項５に記載の画像濃度制御装置。
【請求項７】
前記パターン別最適値取得手段において、孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、
前記対応関係設定手段において、周辺濃度レベルが最低となる孤立点の露光制御値を、前記孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値としたことを特徴とする請求項３に記載の画像濃度制御装置。
【請求項８】
前記孤立点制御用のテストパターンが、１つの黒画素が周囲を白画素で囲まれた形態の孤立点を複数配列したものであることを特徴とする請求項７に記載の画像濃度制御装置。
【請求項９】
前記補間法が、直線補間によるものであることを特徴とする請求項３に記載の画像濃度制御装置。
【請求項１０】
前記観測窓が、前記２値化処理手段で行われる２値スクリーン処理でのスクリーンピッチの少なくとも１回分を包含する大きさに設定されたことを特徴とする請求項１に記載の画像濃度制御装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の画像濃度制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光手段により感光体上に形成された潜像をトナーにより現像することで得られるトナー像の濃度を制御する画像濃度制御装置、及びこの種の画像濃度制御装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置（印字装置、ファクシミリ装置、複写機など）では、感光体の劣化や環境条件が変動することでトナー像の濃度が変化するため、適切な濃度が安定して得られるようにレーザー光量などの画像形成条件を制御する画像濃度制御（画像安定化制御）が行われおり、このような画像濃度制御として、複数種類のテストパターンを用いて画像形成条件を制御する技術が広く利用されている（特許文献１・２参照）。
【０００３】
このようなテストパターンを用いた画像濃度制御では、感光体の劣化や環境条件の変化に対して適切でかつ安定した画像濃度を得る上で大きな効果を奏するものの、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保する要望を十分に満足するものとは言い難く、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができる構成が望まれる。
【０００４】
そこで本件出願人は、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することを目的にした画像濃度制御装置を先に提案したところである（特許文献３参照）。
【０００５】
この画像濃度制御装置においては、全体が黒で塗りつぶされたベタ部では、トナー層の厚みが画像濃度に影響することに着目して、トナー層の厚みを最適化することができるテストパターンを用いで露光条件を決定し、また白領域と黒領域とが混在する中間調では、トナー層の太り具合が画像濃度に影響することに着目して、トナー層の太り具合を最適化することができるテストパターンを用いで露光条件を決定するようにしている。
【特許文献１】特開平３−２７９９７１号公報（第３図、第４図）
【特許文献２】特開２００１−８０１１３号公報（第３図、第４図、第５図）
【特許文献３】特開２００４−３０６５９０号公報（図２２、図２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、比較的低濃度の中間調領域では、画像濃度がトナー層の太り具合により定まり、トナー層の厚みの影響をほとんど受けないのに対して、同じ中間調でも高濃度の中間調領域では、濃度がベタ部に近づくのにしたがって、画像濃度がトナー層の太り具合だけでなくトナー層の厚みの影響を大きく受けるようになる。このため、中間調で一律の露光条件とすると、高濃度の中間調領域ではトナー層の太り具合は最適化されるものの、トナー層の厚みは最適化されず、トナー層の厚さが過大となる場合があり、この場合、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象が発生する。
【０００７】
そこで、このような画像濃度の逆転現象を避けるため、前記特許文献３で提案した画像濃度制御装置では、現像コントラスト電位の制御により現像条件の最適化を行うようにしたが、この手法では、現像剤や現像システムなどの装置の特性によっては、高品質な画質を確保する要望を十分満足するものとは言い難い場合があり、改善が望まれる。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、また装置の特性に関係なく、画像濃度の逆転現象を避けることができるように構成された画像濃度制御装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、多値の画信号に対して２値化処理を行う２値化処理手段と、この２値化処理手段で取得した２値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得手段と、この周辺濃度レベル取得手段にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得手段とを有する構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、注目画素の周辺の濃度状態を示す周辺濃度レベルに応じて露光制御値を求めるため、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、またテストパターンごとの最適露光制御値を基準にして所定の補間法により求められた周辺濃度レベル及び露光制御値の対応関係にしたがって露光制御値を求めるため、画像濃度が逆転する現象が発生することを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、多値の画信号に対して２値化処理を行う２値化処理手段と、この２値化処理手段で取得した２値信号の階調値に基づいて、注目画素を基準とした観測窓内の画素を対象にした周辺濃度レベルを取得する周辺濃度レベル取得手段と、この周辺濃度レベル取得手段にて取得した注目画素の周辺濃度レベルに応じて当該注目画素の露光制御値を求める露光制御値取得手段とを有する構成とする。
【００１２】
これによると、注目画素の周辺の濃度状態を示す周辺濃度レベルに応じて露光制御値を求めるため、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができる。
【００１３】
前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記周辺濃度レベルが、前記観測窓内の黒画素数である構成とする。
【００１４】
これによると、周辺濃度レベル取得のための演算処理が簡単になり、制御時間を短縮することができる。なお、本発明では、このように単純に黒画素数を計数する他、観測窓内の画素と注目画素との位置関係に応じた重み付けを施して周辺濃度レベルを求めるなどの構成も可能である。
【００１５】
前記課題を解決するためになされた第３の発明は、感光体上に作像された複数のテストパターンごとのトナー像の濃度に基づいてそのテストパターンごとの最適露光制御値を取得するパターン別最適値取得手段と、このパターン別最適値取得手段にて取得したテストパターンごとの最適露光制御値を基準にして、所定の補間法により周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係を求める対応関係設定手段とを有する構成とする。
【００１６】
これによると、実際のトナー像の濃度と露光制御値との関係をテストパターンで検証して露光制御値を求めるので、感光体の劣化や環境条件の変化に影響されることなく適切な濃度を安定して得ることができる。しかも、テストパターンごとの最適露光制御値を基準にして所定の補間法により求められた周辺濃度レベル及び露光制御値の対応関係にしたがって露光制御値を求めるため、画像濃度が逆転する現象が発生することを避けることができる。
【００１７】
前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記パターン別最適値取得手段において、中間調制御用のテストパターン及びベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、前記対応関係設定手段において、中間調領域に属する所定の基準周辺濃度レベルの露光制御値を、前記中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、べた濃度に相当する周辺濃度レベルの露光制御値を、前記ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値とし、両者間の高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、所定の補間法により求めるようにした構成とする。
【００１８】
これによると、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象を避けて、周辺濃度レベルが増大するのに応じて次第に大きくなる、あるいは次第に小さくなるように、露光制御値を設定することができ、適切な制御を行うことができる。
【００１９】
前記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記対応関係設定手段において、前記基準周辺濃度レベルより低い低濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値を、一律に前記中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値とした構成とする。
【００２０】
これによると、低濃度中間調領域に適した露光制御値を得ることができる。
【００２１】
前記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記ベタ部制御用のテストパターンが、全体が黒で塗りつぶされたベタ黒テストパターンであり、前記中間調制御用のテストパターンが、白領域と黒領域とが混在すると共にトナー像の太り具合の判別精度が向上するように白領域と黒領域との面積比率が設定された白黒テストパターンである構成とする。
【００２２】
これによると、ベタ黒テストパターンでトナー層の厚さを的確に評価することができるため、ベタ部に適した露光制御値を得ることができる。また白黒テストパターンでトナー像の太り具合を評価に評価することができるため、中間調に適した露光制御値を求めることができ、特に白領域と黒領域との面積比率を適切に設定することで、トナー像の太り具合が高精度に判別され、より一層適切な露光制御値を得ることができる。
【００２３】
この場合、基準周辺濃度レベルは、略中心の周辺濃度レベルに設定すると良い。
【００２４】
前記課題を解決するためになされた第７の発明は、前記パターン別最適値取得手段において、孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得し、前記対応関係設定手段において、周辺濃度レベルが最低となる孤立点の露光制御値を、前記孤立点制御用のテストパターンの最適露光制御値とした構成とする。
【００２５】
これによると、周辺濃度レベルが最低となる、すなわち周辺黒画素数が０となる孤立点の場合、孤立点専用のテストパターンを用いることで、孤立点に適した露光制御値を得ることができる。
【００２６】
前記課題を解決するためになされた第８の発明は、前記孤立点制御用のテストパターンが、１つの黒画素が周囲を白画素で囲まれた形態の孤立点を複数配列したものである構成とする。
【００２７】
これによると、孤立点に適した露光制御値を得ることができる。
【００２８】
前記課題を解決するためになされた第９の発明は、前記補間法が、直線補間によるものである構成とする。
【００２９】
これによると、補間のための演算処理が簡単になり、制御時間を短縮することができる。
【００３０】
前記課題を解決するためになされた第１０の発明は、前記観測窓が、前記２値化処理手段で行われる２値スクリーン処理でのスクリーンピッチの少なくとも１回分を包含する大きさに設定された構成とする。
【００３１】
これによると、注目画素とスクリーン線との位置関係に応じて周辺濃度レベルが大きく変化して適切な制御ができなくなる不具合を避けることができる。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は、本発明による画像形成装置を示す模式的な断面図である。この画像形成装置は、感光体ドラム１の周囲に、感光体ドラム１の作像面を均一に帯電させる帯電ローラ２と、感光体ドラム１の作像面に対して露光用のレーザー光を走査して静電潜像を形成するＬＳＵ（レーザー・スキャニング・ユニット、露光手段）３と、感光体ドラム１の作像面上の静電潜像をトナーで現像する現像ローラ４を備えた現像器５と、感光体ドラム１の作像面上に形成されたトナー像を記録紙上に転写する転写ローラ６と、感光体ドラム１の作像面を清掃するクリーニングブレード７とが設けられており、給紙部８の記録紙が感光体ドラム１と転写ローラ６との間に送り込まれた後、定着器９を経て排紙部１０に排出される。さらにこの画像形成装置は、上部に複写やファクシミリ送信のための原稿読取部１１を備えている。
【００３４】
図２は、図１に示した画像形成装置における画像濃度制御部の概略構成を示すブロック図である。この画像濃度制御部（画像濃度制御装置）２１は、２値化処理部（２値化処理手段）２２と、画像メモリ２３と、周辺濃度レベル取得部（周辺濃度レベル取得手段）２４と、露光制御値取得部（制御値取得手段）２５と、パターン別最適値取得部（パターン別最適値取得手段）２６と、対応関係設定部２７と、対応テーブル記憶部２８とを有している。
【００３５】
パターン別最適値取得部２６では、感光体ドラム１上に形成された複数のテストパターンごとのトナー像の濃度を検出するフォトセンサ（濃度検出手段）２９の検出結果に基づいてテストパターンごとの最適露光制御値を取得する処理が行われる。対応関係設定部２７では、パターン別最適値取得部２６にて取得した最適露光制御値を基準にして周辺濃度レベル及び露光制御値の対応関係を所定の補間法により求る処理が行われ、その周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係に関する情報が対応テーブルとして対応テーブル記憶部２８に記憶される。
【００３６】
２値化処理部２２では、入力される多値の画信号に対する２値化処理が行われ、これにより得られた画素値が、所要のライン数の画素値を記憶する画像メモリ２３に記憶される。周辺濃度レベル取得部２４では、画像メモリ２３から画素値を読み出して、注目画素を基準とした所定の観測窓内の画素ごとの階調値に基づいて当該注目画素の周辺濃度レベルを取得する処理が行われる。露光制御値取得部２５では、対応テーブル記憶部２８に記憶された周辺濃度レベルと露光制御値との対応テーブルにしたがって、周辺濃度レベル取得部２４にて取得した注目画素の周辺濃度レベルから当該注目画素の露光制御値を求める処理が行われる。
【００３７】
露光制御値取得部２５から出力される画素単位の露光制御信号は、レーザー変調回路３１に入力され、これに応じてレーザー変調回路３１から出力される制御信号に応じてレーザー駆動回路３２にてＬＳＵ３でのレーザーの露光動作が制御される。レーザー変調回路３１では、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御、すなわち露光制御値取得部２５により取得された露光制御値に応じて画素単位の光源点灯時間を制御する。
【００３８】
図３は、図１に示した感光体ドラム１の作像面に形成されるトナー像の状態を示している。図４は、図２に示した画像濃度制御部２１で用いられるテストパターンを示している。ここでは、孤立点制御用、中間調制御用、及びベタ部制御用の３種類のテストパターンが用いられる。
【００３９】
図３（Ａ）に示す孤立点では、感光体の生地（作像面）４１上に形成されたトナー像の太り具合が問題となり、この場合、図４（Ａ）に示す孤立点制御用のテストパターンにより、孤立点のトナー像の太り具合を的確に評価することができるため、孤立点に適した露光制御値を求めることができる。
【００４０】
この孤立点制御用のテストパターンは、１つの黒画素が周囲を白画素で囲まれた形態の孤立点を複数配列したものであり、ここでは、２×２画素からなる正方領域の１画素のみが黒画素となり、１つの黒画素が周囲を白画素で囲まれている。
【００４１】
図３（Ｂ）に示す低濃度中間調領域では、感光体の生地４１の露出面とトナー像との割合に応じて画像濃度が変化し、トナー層の太り具合が画像濃度に影響する。この場合、図４（Ｂ）に示す中間調制御用のテストパターンにより、トナー像の太り具合を的確に評価することができるため、中間調に適した露光制御値を求めることができる。
【００４２】
この中間調制御用のテストパターンは、白領域と黒領域とが混在する白黒テストパターンであり、ここでは、２×２画素からなる正方領域の３画素が黒画素となる黒領域と白領域とが規則的に交互に並び、黒領域が斜め方向でのみ隣接する状態となっており、トナー像の太り具合の判別精度が向上するように白領域と黒領域との面積比率が設定されている。
【００４３】
図３（Ｃ）に示す高濃度中間調領域では、低濃度中間調領域と同様に、トナー層の太り具合が画像濃度に影響するが、図４（Ｂ）に示す中間調制御用のテストパターンによりトナー像の太りを制御しただけでは、トナー層の厚さが過大となり、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象が発生する。このため、以下に詳述するように、中間調制御用のテストパターンによる最適露光制御値から、図４（Ｃ）に示すベタ部制御用のテストパターンによる最適露光制御値に向けて滑らかに変化するように露光制御値を設定する。
【００４４】
図３（Ｄ）に示すベタ部では、トナー層の厚みが画像濃度に影響し、トナー層の厚さに応じて画像濃度が変化し、この場合、図４（Ｃ）に示すベタ部制御用のテストパターンにより、トナー層の厚さを的確に評価することができるため、ベタ部に適した露光制御値を得ることができる。このベタ部制御用のテストパターンは、全体が黒で塗りつぶされたベタ黒テストパターンである。
【００４５】
これらのテストパターンは、フォトセンサ２９により全体の平均濃度が検出され、このとき、テストパターンの作像が、露光制御値を段階的に変化させて複数回行われ、各テストパターンごとの露光制御値の異なる複数のトナー像の濃度をフォトセンサ２９で検出する。これで取得したセンサ出力値は、パターン別最適値取得部２６にて所定の出力目標値と比較され、この出力目標値を実現することができる最適露光制御値が各テストパターンごとに求められる。
【００４６】
図５は、図２に示した画像濃度制御部２１で行われる処理の要領を説明する模式図である。周辺濃度レベル取得部２４では、注目画素が黒画素の場合に、周辺濃度レベルとして、注目画素を中心とした観測窓内の黒画素数をカウントする処理が行われ、露光制御値取得部２５において対応テーブルを参照して周辺濃度レベル（周辺黒画素数）から露光制御値を求める処理が行われる。他方、注目画素が白画素の場合には、露光制御値取得部２５において露光制御値を０とする。
【００４７】
パターン別最適値取得部２６では、図４に示した孤立点制御用のテストパターン、中間調制御用のテストパターン及びベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値を取得する処理が行われ、これらのテストパターンごとの最適露光制御値に基づいて対応関係設定部２７において対応テーブルが作成される。
【００４８】
対応テーブルでは、周辺濃度レベルを孤立点領域、低濃度中間調領域、高濃度中間調領域、ベタ濃度領域の４領域に分けて周辺濃度レベルごとの露光制御値が設定される。
【００４９】
まず、孤立点領域、すなわち注目画素の周囲の観測窓内の画素が全て白画素で、周辺濃度レベル（周辺黒画素数）が最低となる領域では、対応する露光制御値を、孤立点制御用のテストパターンで取得した最適露光制御値（dutyＡ）とする。これにより、孤立点に適した露光制御値を得ることができる。なお、ここでは、観測窓内の画素が全て白画素となる場合（周辺濃度レベル＝０）のみを孤立点領域としたが、観測窓内に僅かな黒画素しかない場合も孤立点領域に含まれるように設定することも可能である。
【００５０】
一方、ベタ濃度領域、すなわち注目画素の周囲の観測窓内の画素が全て黒画素で、周辺濃度レベル（周辺黒画素数）が最高となる領域では、対応する露光制御値を、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値（dutyＣ）とする。これにより、ベタ部に適した露光制御値を得ることができる。なお、ここでは、観測窓内の画素が全て黒画素となる場合（周辺濃度レベル＝２４）のみをベタ濃度領域としたが、観測窓内に僅かな白画素しかない場合もベタ濃度領域に含まれるように設定することも可能である。
【００５１】
また、所定の基準周辺濃度レベルより低い低濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値は、一律に中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値（dutyＢ）とする。これにより低濃度中間調領域に適した露光制御値を得ることができる。
【００５２】
一方、基準周辺濃度レベルより高い高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルの露光制御値は、中間調制御用のテストパターンにより取得した最適露光制御値（dutyＢ）と、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値（dutyＣ）から、周辺濃度レベル（周辺黒画素数）が増大するのに応じて次第に大きくなる、あるいは小さくなるように、所定の補間法により求める。これにより、ベタ部分と中間調部分とで画像濃度が逆転する現象を避けることができる。
【００５３】
図６・図７は、図２に示した対応関係設定部２７で作成される対応テーブルの一例を示しており、図６に解像度が６００dpiの場合を、図７に解像度が１２００dpiの場合をそれぞれ示している。
【００５４】
解像度が６００dpiの場合、観測窓は注目画素を中心とした５×５画素の領域となり、周辺濃度レベル（周辺黒画素数）が０〜２４の２５段階に分かれる。ここでは、高濃度中間調領域と低濃度中間調領域とを区分する基準周辺濃度レベルを、略中心（最大レベルの約５０％）の１２としており、低濃度中間調領域が周辺濃度レベルの１〜１２の範囲、高濃度中間調領域が周辺濃度レベルの１３〜２３の範囲となる。
【００５５】
解像度が１２００dpiの場合、観測窓は注目画素を中心とした９×９画素の領域となり、周辺濃度レベル（周辺黒画素数）が０〜８０の８１段階に分かれる。ここでは、高濃度中間調領域と低濃度中間調領域とを区分する基準周辺濃度レベルが、略中心（最大レベルの約５０％）の４０としており、低濃度中間調領域が周辺濃度レベルの１〜４０の範囲、高濃度中間調領域が周辺濃度レベルの４１〜７９の範囲となる。
【００５６】
図８・図９は、図２に示した対応関係設定部２７で作成される対応テーブルをグラフ化して示しており、図８に直線補間の場合を、図９に曲線補間の場合をそれぞれ示している。直線補間の場合には、１次関数による補間式、曲線補間の場合には、２次関数などによる補間式により、高濃度中間調領域に属する周辺濃度レベルごとの露光制御値が算出される。これにより、高濃度中間調領域とベタ濃度領域との間で画像濃度が逆転することがなく、滑らかに変化する濃度補正を行う。
【００５７】
例えば直線補間の場合、中間調制御用及びベタ部制御用のテストパターンごとの最適露光制御値（dutyＢ、dutyＣ）、観測窓内の総画素数Ｎ、黒画素数Ｎｂ、基準周辺濃度レベルの黒画素数Ｎｍ＝（Ｎ−１）／２から、露光制御値dutyＸを求める補間式は、
dutyＸ＝（dutyＣ−dutyＢ）×（Ｎｂ−Ｎｍ）／Ｎｍ＋dutyＢ
となる。
【００５８】
中間調制御用及びベタ部制御用のテストパターンごとの最適露光制御値（dutyＢ、dutyＣ）の大小関係は、装置の特性や状態に応じて逆転することがあり、図８・図９の（Ａ）に示す例では、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値（dutyＣ＝１２８、８bitで２５６階調の場合、以下同様）が、中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値（dutyＢ＝１８０）より小さくなっている。図８・図９の（Ｂ）に示す例では、ベタ部制御用のテストパターンの最適露光制御値（dutyＣ＝２４０）が、中間調制御用のテストパターンの最適露光制御値（dutyＢ＝２００）より大きくなっている。
【００５９】
図１０は、図５に示した観測窓の大きさを設定する要領を示している。観測窓は、２値化処理部２２で行われるスクリーン処理でのスクリーンピッチの少なくとも１回分を包含する大きさに設定されており、解像度に応じたスクリーン線数の違いに伴って観測窓の大きさが異なり、ここでは、６００dpi／１５０lpiで注目画素を中心とした５×５画素、１２００dpi／２００lpiで注目画素を中心とした９×９画素としている。
【００６０】
スクリーン処理では、スクリーン線数に応じて線状に黒画素を集合させて２値画像を作成し、スクリーン線数に応じて黒画素が偏在するため、観測窓が小さいと、注目画素とスクリーン線との位置関係、すなわち注目画素が線状の黒画素領域の内か外かに応じて、周辺濃度レベル（周辺黒画素数）が大きく変化して、適切な制御ができなくなるが、観測窓の大きさを１スクリーンピッチよりも広い範囲とすることで、スクリーン線数に応じて黒画素が偏在することによる影響をなくすことができる。
【００６１】
図１１は、図２に示した画像濃度制御部２１で行われる制御前後のガンマ特性の変化状況を示している。ここでは、２値化処理部２２での誤差拡散及びスクリーンの各処理方式において、現像器の状態などに応じて同一の露光制御値で作像しても画像濃度が高くなる高濃度状態及び画像濃度が低くなる低濃度状態の２つの状態で、電子データ上の階調を変化させながら、実際に作像された画像の濃度（マクベス濃度）を測定したものである。
【００６２】
制御前と制御後とを比較すると、（Ａ）に示す誤差拡散処理及び（Ｂ）に示すスクリーン処理のいずれの場合でも、全体的に画像濃度が低下する方向に変化するものの、高濃度域での階調反転もなく、また装置の状態が濃いか薄いかに関係なく、一定した濃度特性を確保することができ、安定した画像形成が可能である。
【００６３】
図１２は、本発明によるカラー画像形成装置の一例を示すブロック図である。このカラー画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の各色ごとの複数のプロセスユニット１２１ａ〜１２１ｄが中間転写ベルト１２２に沿って配列されており、これらのプロセスユニット１２１ａ〜１２１ｄの各感光体ドラム１２３ａ〜１２３ｄに対してＬＳＵ１２４にて書き込みが行われた後に現像器１２５ａ〜１２５ｄにより現像されることで、各感光体ドラム１２３ａ〜１２３ｄ上に各色ごとのトナー像が作像され、この各色ごとのトナー像が中間転写ベルト１２２に順次転写されて合成されることでカラー画像が得られるようになっており、給紙部の記録紙が中間転写ベルト１２２と２次転写ローラ１２６との間に送り込まれてカラーのトナー像が記録紙に転写される。
【００６４】
このカラー画像形成装置では、各プロセスユニット１２１ａ〜１２１ｄにおいて各色ごとのテストパターンが作像される。このテストパターンの作像は、中間転写ベルト１２２を走行させながら行われ、各感光体ドラム１２３ａ〜１２３ｄ上に作像された各色ごとのテストパターンが中間転写ベルト１２２上に順次転写された後、中間転写ベルト１２２上のテストパターンの濃度が画像濃度センサ１２７で順次検出される。
【００６５】
画像濃度制御部１３１では、画像濃度センサ１２７の出力値に基づいて、前記の例と同様に、テストパターンごとの最適露光制御値が算出され、さらに周辺濃度レベルと露光制御値との対応関係に関する対応テーブルが各色ごとに作成される。そして、画信号が入力されると、注目画素の周辺濃度レベルが各色ごとに求められ、対応テーブルにしたがって周辺濃度レベルから画素ごとの露光制御値が各色ごとに取得され、この露光制御値がレーザー変調回路１３２に入力され、これに応じてレーザー変調回路１３２から出力される制御信号に応じてレーザー駆動回路１３３にてＬＳＵ１２４でのレーザーの露光動作が制御される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明にかかる画像濃度制御装置及びそれを備えた画像形成装置は、多様な形態の画像に対して鮮明で高品質な画質を確保することができ、また装置の特性に関係なく、画像濃度の逆転現象を避けることができる効果を有し、露光手段により感光体上に形成された潜像をトナーにより現像することで得られるトナー像の濃度を制御する画像濃度制御装置、及びこの種の画像濃度制御装置を備えた画像形成装置、例えばプリンタ、ファクシミリ装置、複写機、複合機などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による画像形成装置を示す模式的な断面図
【図２】図１に示した画像形成装置における画像濃度制御部の概略構成を示すブロック図
【図３】図１に示した感光体ドラムの作像面に形成されるトナー像の状態を示す図
【図４】図２に示した画像濃度制御部で用いられるテストパターンを示す図
【図５】図２に示した画像濃度制御部で行われる処理の要領を説明する模式図
【図６】図２に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルを示す図
【図７】図２に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルを示す図
【図８】図２に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルをグラフ化して示す図
【図９】図２に示した対応関係設定部で作成される対応テーブルをグラフ化して示す図
【図１０】図５に示した観測窓の大きさを設定する要領を説明する図
【図１１】図２に示した画像濃度制御部で行われる制御前後のガンマ特性の変化状況を示す図
【図１２】本発明によるカラー画像形成装置の一例を示すブロック図
【符号の説明】
【００６８】
１  感光体ドラム
３  ＬＳＵ（露光手段）
２１  画像濃度制御部（画像濃度制御装置）
２２  ２値化処理部（２値化処理手段）
２４  周辺濃度レベル取得部（周辺濃度レベル取得手段）
２５  露光制御値取得部（制御値取得手段）
２６  パターン別最適値取得部（パターン別最適値取得手段）
２７  対応関係設定部
２８  対応テーブル記憶部
２９  フォトセンサ（濃度検出手段）
３１  レーザー変調回路（露光制御手段）
３２  レーザー駆動回路
【図１】
2008261909.tif 000003
【図２】
2008261909.tif 000004
【図３】
2008261909.tif 000005
【図４】
2008261909.tif 000006
【図５】
2008261909.tif 000007
【図６】
2008261909.tif 000008
【図７】
2008261909.tif 000009
【図８】
2008261909.tif 000010
【図９】
2008261909.tif 000011
【図１０】
2008261909.tif 000012
【図１１】
2008261909.tif 000013
【図１２】
2008261909.tif 000014