(57)【要約】【課題】精度の良い画像濃度特性を長期に亘り安定して維持することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】階調調整の調整指示があると（ＳＰ１）、記録紙に階調パターン画像を形成し（ＳＰ２）、その記録紙から階調パターン画像を読取り（ＳＰ４）、階調特性を補正するための画像濃度補正特性を計算する（ＳＰ５）。階調特性上での最大濃度値を検出し、最大濃度値が所定値以上であるか否かを判別し、最大濃度値が所定値以上であれば、その最大濃度値の階調特性を記憶し（ＳＰ７）、最大濃度値が所定値未満であれば、画像形成部のそれまでの階調特性を保持し（ＳＰ８）、画像形成部の最適な階調特性を得る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調パターン画像を記録紙上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって前記記録紙上に形成された階調パターン画像を読取る読取手段と、
前記画像形成手段が画像を形成するための階調特性を記憶する記憶手段と、
前記読取手段によって読取られた階調パターン画像に基づいて、前記画像形成手段によって形成される画像の濃度値を検知するための画像濃度値検知手段と、
前記画像濃度値検知手段によって検知された階調パターン画像の最大濃度値が所定値以上であるか否かに応じて、前記記憶手段に記憶している階調特性を変更するかを決定する制御手段とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記読取手段によって読取られた階調パターン画像の最大濃度値が前記所定値以上であれば、前記記憶手段に記憶している階調特性を前記読取手段によって読取られた階調特性に変更する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記読取手段によって読取られた階調パターン画像の最大濃度値が前記所定値未満であれば、前記記憶手段に記憶しているそれまでの階調特性を維持する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成手段はカラー画像を形成する、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記階調パターン画像は、連続的に濃度が変化する複数色の画像パターンである、請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像形成装置に関し、特に、階調特性が調整可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置を複写機として使用する場合には、感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視化し、可視像を用紙に転写して出力する。画像形成装置を長期間使用すると、感光体や現像剤等の疲労により、出力する画像の階調特性、いわゆる濃淡度合いが変化する場合がある。このような場合、画像形成装置の使用状況に応じて、階調特性のテーブルを補正し、最適な階調特性のテーブルを作成する。この階調特性のテーブルを使用して、画像を形成する。
【０００３】
特開２０００−２３８３４１号公報（特許文献１）には、例えば、起動時に、階調パターンに応じた画像を記録紙上に転写することにより、階調パターン画像を形成し、記録紙上に形成された階調パターン画像を読取り、読取った画像信号の階調と記録紙上に記録される階調とが一致するように自動階調補正を行うことが記載されている。特許文献１では、その後、感光ドラム上にパッチを作成して濃度値を検知し、その濃度値を基準濃度値として記憶しておき所定のタイミングで感光ドラム上に形成されたパッチの濃度値を検出し、検知された濃度値を基準濃度値に一致させることも記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２３８３４１号公報（要約、図２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように記録紙に転写して階調パターンを作成する方法は、長期の使用によって感光体ドラムの電位に対する現像トナーの付着特性が変化することなどにより、必ずしも最適な画像形成条件が得られているとは言えない。例えば、感光体ドラムの帯電電位が上昇して現像トナーの付着特性などが変化したり、現像剤が少なくなっている場合もあり、最適な画像形成条件でない状態で、画像形成部が維持している階調特性で画像形成を行った場合、正しい階調が得られない。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、精度の良い画像濃度特性を長期に亘り安定して維持することが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】
【０００６】
この発明は、階調パターン画像を記録紙上に形成する画像形成手段と、画像形成手段によって記録紙上に形成された階調パターン画像を読取る読取手段と、画像形成手段が画像を形成するための階調特性を記憶する記憶手段と、読取手段によって読取られた階調パターン画像に基づいて、画像形成手段によって形成される画像の濃度値を検知するための画像濃度値検知手段と、画像濃度値検知手段によって検知された階調パターン画像の最大濃度値が所定値以上であるか否かに応じて、記憶手段に記憶している階調特性を変更するか否かを決定する制御手段とを備える。
【０００７】
一実施形態では、制御手段は、読取手段によって読取られた階調パターン画像の最大濃度値が所定値以上であれば、記憶手段に記憶している階調特性を読取手段によって読取られた階調特性に変更する。他の実施形態では、制御手段は、読取手段によって読取られた階調パターン画像の最大濃度値が所定値未満であれば、記憶手段に記憶しているそれまでの階調特性を維持する。
【０００８】
具体的には、画像形成手段はカラー画像を形成する。そして、階調パターン画像は、連続的に濃度が変化する複数色の画像パターンである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、階調パターン画像を読取って検知された階調パターン画像の最大濃度値が所定値以上であるか否かに応じて、記憶している画像形成手段の階調特性を変更するかを決定して、画像形成手段の階調特性を読取った階調特性に合わせるようにしたため、その時点における最適な階調特性が得られるので、精度の良い画像濃度特性を長期に亘り安定して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】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施形態に係る画像形成装置を、デジタル複合機１０に適用した場合の、デジタル複合機１０の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１を参照して、デジタル複合機１０は、デジタル複合機１０全体を制御する制御手段として作動する制御部１１と、画像データ等の書き込みや読出しを行うためのＤＲＡＭ１２と、デジタル複合機１０の有する情報を表示する表示部を含み、デジタル複合機１０におけるユーザとのインタフェースとなる操作部１３と、原稿の画像を所定の読取り位置でスキャナにより読取る読取手段として作動する画像読取り部１５と、画像読取り部１５で読取られた原稿等からその画像を形成する画像形成手段として作動する画像形成部１６と、画像データ等を格納する記憶手段として作動するハードディスク１７と、公衆回線２０に接続されるＦＡＸ通信部１８と、ネットワーク２１と接続するためのネットワークＩＦ（インタフェース）部１９とを備える。
【００１２】
操作部１３は、階調調整を行うときに操作される階調調整キーや、画像読取り部１５による読取りを指示する読取りキーなどを含む。制御部１１は、画像読取り部１５から与えられる原稿データをＤＲＡＭ１２に圧縮符号化して書き込み、ＤＲＡＭ１２に書き込んだデータを読出し、伸張符号化して画像形成部１６により出力する。
【００１３】
デジタル複合機１０は、画像読取り部１５により読取られた原稿を用いて、ＤＲＡＭ１２を介して画像形成部１６において画像を形成することにより、複写機として作動する。また、デジタル複合機１０は、ネットワークＩＦ部１９を通じて、ネットワーク２１に接続されたパソコン２２から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭ１２を介して画像形成部１６において画像を形成することにより、プリンタとして作動する。
【００１４】
さらに、デジタル複合機１０は、ＦＡＸ通信部１８を通じて、公衆回線２０から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭ１２を介して画像形成部１６において画像を形成することにより、また、画像読取り部１５により読取られた原稿の画像データを、ＦＡＸ通信部１８を通じて公衆回線２０に画像データを送信することにより、ファクシミリ装置として作動する。
【００１５】
なお、図１において太線の矢印は画像データの流れを示しており、細線の矢印は制御信号または制御データの流れを示している。
【００１６】
次に、図１に示したデジタル複合機１０に備えられる画像形成部１６の具体的な構成について説明する。
【００１７】
図２は画像形成部１６の構成を示す図であり、図３は、図２に示した画像形成部１６の感光体ドラムと現像機とを、感光体ドラムの回転軸に垂直な平面で切断した場合の概略断面図である。図２を参照して、画像形成部１６は、シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体ドラム３１，３２，３３，３４と、現像器３５，３６，３７，３８とを含む。感光体ドラム３１，３２，３３，３４には転写ベルト３９が接触している。現像器３５，３６，３７，３８にはそれぞれの色に対応する現像剤が充填されている。各現像器３５，３６，３７，３８は、感光体ドラム３１，３２，３３，３４のそれぞれにトナーを供給する現像ローラを含む。図３はシアンの現像器３５に含まれている現像ローラ３６を代表例として示している。現像ローラ３６は回動可能である。
【００１８】
ここで、デジタル複合機１０における画像形成のプロセスについて、簡単に説明する。図１〜図３を参照して、まず、図１に示した画像読取り部１５によって読取られた画像を基に光を照射して、高圧の電位が付与された感光体ドラム３１，３２，３３，３４に、静電潜像を形成する。次に、静電潜像が形成された感光体ドラム３１，３２，３３，３４上に、対応する現像ローラからトナーを供給し、静電潜像を可視化する。その後、得られた可視像を転写ベルト３９に転写する。シアン，イエロー，マゼンタ，ブラックの４色のトナーが転写ベルト３９上に転写される。転写ベルト３９上にフルカラー画像を形成した後、転写ベルト３９から図示しない用紙にカラー画像を転写し、用紙を排出する。このようにして、フルカラーの画像が形成される。
【００１９】
現像器３５，３６，３７，３８内に充填されている各色の現像剤は、長期間の使用により、帯電性能等が劣化する。このような場合において、形成する画像が最適な階調特性を有するためには、画像形成装置１０の使用状況に応じて、階調特性のテーブルを補正し、最適な階調特性のテーブルを作成する必要がある。そして、最適に調整された階調特性のテーブルを使用して、画像を形成する。
【００２０】
図４はこの発明の一実施形態の画像形成装置の一例のデジタル複合機１０で最適な階調特性を得るための動作を説明するためのフローチャートである。
【００２１】
階調調整はサービスマンによって行われる。サービスマンは操作部１３の階調調整キーを操作する。制御部１１は、図４に示すステップ（図示ではＳＰと略称する。）ＳＰ１において、階調調整の指示があったか否かを判別する。階調調整の指示があったことを判別すると、ステップＳＰ２において、画像形成部１６により図５に示すように記録紙３０に階調パターン画像を作成する。
【００２２】
図５はシアン，イエロー，マゼンタ，ブラックの階調パターン画像を作成した記録紙３０を示す図である。図５に示す記録紙３０の主走査方向（矢印Ａに示す方向または逆方向）に、シアン，イエロー，マゼンタ，ブラックの順に各色の階調パターンを作成する。階調パターンは、副走査方向（矢印Ｂに示す方向または逆方向）に所定の幅ごとに、段階的に各色の濃度が異なっている。
【００２３】
サービスマンは、図５に示す階調パターン画像が記録された記録紙３０を画像読取り部１５にセットして、操作部１３の読取りキーを操作する。ステップＳＰ３において、記録紙３０がセットされて読取りキーが操作されたことを判別すると、ステップＳＰ４において画像読取り部１５により記録紙３０の階調パターン画像を読取る。ステップＳＰ５において、制御部１１は記録紙３０から読取った階調パターン画像のガンマ特性より、このガンマ特性を補正するための画像濃度補正特性を計算で求める。
【００２４】
図６は図５に示した記録紙３０から読取った階調特性と、画像濃度補正特性曲線と、階調特性を示す図であり、図７は図６に示した階調特性と、調整された階調特性を示す図である。
【００２５】
図６に示すように、階調特性ａは、階調数の増加に伴って濃度が１点鎖線で示すようにほぼ直線的に伸びるはずであるが、長期の使用に伴って画像の濃度がベストの状態でなくなり、階調数が多くなるに従って実線に示すように濃度が飽和してくる。この濃度の飽和は、画像形成部１６に含まれる感光体ドラム２３の帯電電位に対する現像トナーの付着特性などが変化することにより、最適な画像形成条件が確保されないことによる。
【００２６】
このように記録紙３０から読取った階調特性ａは、階調の高い所で飽和しているため階調数に応じて適切な濃度が得られない。そこで、直線で示される階調特性ｃが得られるように画像濃度補正特性曲線ｂを計算し、画像濃度補正特性ｂで階調特性ａを補正する。
【００２７】
画像形成部１６は、ステップＳＰ６において、読取った階調特性ａから最大濃度値を検出し、最大濃度値が所定値である例えばＩＤ（Ｉｍａｇｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）＝１．０以上であるか否かを判別する。最大濃度値がＩＤ＝１．０以上であれば、ステップＳＰ７において、その最大濃度値の階調特性をハードディスク１７に記憶する。最大濃度値がＩＤ＝１．０未満であれば、ステップＳＰ８において、ハードディスク１６に記憶されている画像形成部１６のそれまでの階調特性を保持する。
【００２８】
例えば、図６に示した階調特性ａから最大濃度値としてＩＤ＝１．１が得られたものとする。この場合はＩＤ＝１．０以上であるので、図７に示すように最大濃度値がＩＤ＝１．１の階調特性ｃを画像形成部１６の階調特性として変更する。もし、階調特性ａから最大濃度値としてＩＤ＝０．９しか得られなかったときには、画像形成部１６のそれまでの図７に示す階調特性ｄを画像形成部１６の階調特性として保持する。
【００２９】
上述のごとく、この実施形態によれば、階調調整を行うときに、記録紙３０に階調パターン画像を作成し、その階調パターン画像を読取って最適な階調特性となるように画像濃度補正特性を計算し、画像濃度補正特性で階調特性を補正して適正な階調特性を得る。読取った階調特性から最大濃度値を検出して、その最大濃度値が所定値であるＩＤ＝１．０以上であれば、その最大濃度値で画像形成部１６の階調特性を維持する。これにより、目的とする階調数に対応した濃度で精度の良い画像濃度特性を長期に亘り安定して維持することができる。もし、最大濃度値がＩＤ＝１．０未満であれば、それまで保持している階調特性により画像を形成する。
【００３０】
なお、上述の説明では、この発明をシアン，イエロー，マゼンタ，ブラックの４色から構成されるフルカラーのデジタル複合機１０に適用して例について説明したが、これに限ることなく、単色のデジタル複合機にこの発明を適用してもよい。
【００３１】
また、上述の説明では、この発明をデジタル複合機１０に適用したが、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの単体機器にこの発明を適用してもよい。
【００３２】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置を、デジタル複合機に適用した場合の、デジタル複合機の構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成部の全体の構成を示す図である。
【図３】図１に示した画像形成部の概略断面図である。
【図４】この発明の一実施形態の画像形成装置の一例のデジタル複合機で基準となる濃度を作成する動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】シアン，イエロー，マゼンタ，ブラックの階調パターン画像を作成した記録紙を示す図である。
【図６】図５に示した記録紙から読取った階調特性と、画像濃度補正特性曲線と、補正した階調特性とを示す図である。
【図７】図６に示した補正した階調特性と、調整された階調特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  画像形成装置、１１  制御部、１２  ＤＲＡＭ、１３  操作部、１５  画像読取部、１６  画像形成部、１７  ハードディスク、１８  ＦＡＸ通信部、１９  ネットワークＩＦ部、２０  公衆回線、２１  ネットワーク、２２  パソコン、３１，３２，３３，３４  感光体ドラム、３５，３６，３７，３８  現像器、３６  現像ローラ、３９  転写ベルト。
【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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