(57)【要約】【課題】現像ムラの影響を低減して、階調性のテーブルを補正することが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、形成する画像の階調性のテーブルを補正する階調性補正手段を備える。階調性補正手段は、副走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を媒体上に複数形成する副走査方向パッチ画像形成手段（Ｓ１１）と、同じ画像濃度の複数のパッチ画像を基に、画像濃度を測定する画像濃度測定手段（Ｓ１３）と、画像濃度測定手段によって測定された画像濃度と、所定の画像信号により形成される画像濃度とを比較して、形成する画像の階調性のテーブルを調整する調整手段（Ｓ１４）とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
形成する画像の階調性のテーブルを補正する階調性補正手段を備え、
前記階調性補正手段は、副走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を媒体上に複数形成する副走査方向パッチ画像形成手段と、
同じ画像濃度の複数の前記パッチ画像を基に、画像濃度を測定する画像濃度測定手段と、
前記画像濃度測定手段によって測定された画像濃度と、所定の画像信号により形成される画像濃度とを比較して、形成する画像の階調性のテーブルを調整する調整手段とを含む、画像形成装置。
【請求項２】
各々の前記パッチ画像の画像濃度の順は、副走査方向において、不規則である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
静電潜像を形成する感光体と、
回動しながら、前記感光体にトナーを供給する現像ローラとを備え、
少なくとも一組の同じ画像濃度のパッチ画像を含むパターン画像の副走査方向の長さは、前記現像ローラの周方向の長さと異なる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記副走査方向パッチ画像形成手段は、主走査方向に複数の前記パッチ画像を形成する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記階調性補正手段は、副走査方向の所定の位置で、主走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を媒体上に複数形成する主走査方向パッチ画像形成手段を含み、
前記主走査方向パッチ画像形成手段により形成された複数のパッチ画像により、主走査方向の現像ムラを調整する、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、カラーの画像を形成することができる、請求項１〜５のいずれか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、階調性が調整可能な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、画像形成装置が有する階調性のテーブルを補正し、最適な階調性のテーブルを作成する。この階調性のテーブルを使用して、画像を形成する。
【０００３】
ここで、画像形成装置の使用状況に応じて、ユーザの希望する階調性で画像を形成する技術が、特開平９−１７２５４７号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、まず、階調パターンの所定の濃度と、記録媒体上に記録され原稿読取り手段によって読取られた階調パターンの濃度とを比較して、γ（階調性）テーブルを複数作成し、登録しておく。ユーザは、登録された複数のγテーブルの中から最適なγテーブルを選択し、所望の階調性で画像を形成する。
【０００４】
また、従来においても上記と同様に、階調パターン画像を出力し、出力された階調パターン画像の濃度を読取って、所定の濃度と比較することにより、階調性のテーブルを補正している。図７は、階調性を補正するために使用される階調パターン画像の一例を示す図である。図７を参照して、出力される用紙Ｐ上には、イエローの階調パターン画像１０１ａ、シアンの階調パターン画像１０１ｂ、マゼンダの階調パターン画像１０１ｃ、ブラックの階調パターン画像１０１ｄが形成される。
【０００５】
それぞれの階調パターン画像１０１ａ〜１０１ｄは、段階的に濃度の異なる８つのパッチ画像から構成されている。ここで、イエローの階調パターン画像１０１ａについて説明すると、イエローの階調パターン画像１０１ａは、画像濃度が異なるパッチ画像１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ、１０２ｈを含む。パッチ画像１０２ａ〜１０２ｈは、図７中の矢印Ｘの方向で示す副走査方向に並んで１つずつ配置されている。パッチ画像１０２ａ〜１０２ｈの濃度については、階調パターン画像１０１ａの副走査方向の一方端側に位置するパッチ画像１０２ａの濃度が最も濃く、他方端側に向かって段階的に薄くなっていき、パッチ画像１０２ｈの濃度が最も薄くなるように構成されている。このような複数のパッチ画像１０２ａ〜１０２ｈを含む複数の階調パターン画像１０１ａ〜１０１ｄを形成して用紙Ｐに出力し、これらのパッチ画像１０２ａ〜１０２ｈの濃度と所定の濃度とを比較することにより、階調性のテーブルを補正している。
【特許文献１】特開平９−１７２５４７号公報（段落番号００２５〜００３０、図５、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したような階調パターン画像を用紙に出力した場合、階調パターン画像に含まれるパッチ画像において、いわゆる現像ムラを含むおそれがある。現像ムラとは、感光体や現像ローラ、転写ベルト、現像剤等の画像形成部を構成する部材の疲労等により、用紙に出力される画像濃度が部分的に薄くなったり濃くなったりする現象をいう。具体的には、たとえば、現像ローラの周方向の一部において、供給する現像剤が少なくなり、現像ローラの周期に合わせて、画像濃度が薄くなる現象をいう。このような場合、副走査方向において、用紙上に形成されるパッチ画像のいずれかが現像ムラを含むことになる。そうすると、現像ムラを含むパッチ画像の画像濃度が薄くなってしまう。このような現像ムラを含むパッチ画像の画像濃度を基に階調性のテーブルを補正すると、適切に階調性のテーブルを補正することができない。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、現像ムラの影響を低減して、階調性のテーブルを補正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】
【０００８】
この発明に係る画像形成装置は、形成する画像の階調性のテーブルを補正する階調性補正手段を備える。階調性補正手段は、副走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を媒体上に複数形成する副走査方向パッチ画像形成手段と、同じ画像濃度の複数のパッチ画像を基に、画像濃度を測定する画像濃度測定手段と、画像濃度測定手段によって測定された画像濃度と、所定の画像信号により形成される画像濃度とを比較して、形成する画像の階調性のテーブルを調整する調整手段とを含む。
【０００９】
好ましくは、各々のパッチ画像の画像濃度の順は、副走査方向において、不規則である。
【００１０】
さらに好ましくは、静電潜像を形成する感光体と、回動しながら、感光体にトナーを供給する現像ローラとを備え、少なくとも一組の同じ画像濃度のパッチ画像を含むパターン画像の副走査方向の長さは、現像ローラの周方向の長さと異なる。
【００１１】
さらに好ましくは、副走査方向パッチ画像形成手段は、主走査方向に複数のパッチ画像を形成する。
【００１２】
さらに好ましくは、階調性補正手段は、副走査方向の所定の位置で、主走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を媒体上に複数形成する主走査方向パッチ画像形成手段を含み、主走査方向パッチ画像形成手段により形成された複数のパッチ画像により、主走査方向の現像ムラを調整する。
【００１３】
さらに好ましくは、画像形成装置は、カラーの画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、階調性のテーブルを補正する際に、副走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を媒体上に複数形成し、同じ画像濃度の複数のパッチ画像を基に、画像濃度を測定することができる。そうすると、いずれかのパッチ画像に現像ムラを含んでいても、その影響を低減して、階調性のテーブルを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。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ーフェースとなる操作部１３と、原稿を自動的に所定の原稿読取り位置へ搬送する原稿送り装置１４と、原稿送り装置１４によって搬送されてきた原稿の画像を所定の読取り位置でスキャナで読取る画像読取り部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部１６と、画像データ等を格納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（インターフェース）部１９とを備える。また、制御部１１は、形成する画像の階調性のテーブルを補正する階調性補正手段を備える。
【００１６】
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。
【００１７】
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、プリンターとして作動する。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。
【００１８】
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。
【００１９】
次に、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。図２は、画像形成部１６の中央を通り、感光体の回転軸に垂直な平面で画像形成部１６を切断した場合の画像形成部１６の概略断面図である。図２を参照して、画像形成部１６は、感光体２３と、現像器２４とを含む。現像器２４には、現像剤（図示せず）が充填されている。現像器２４は、感光体２３に現像剤を供給する現像ローラ２５を含む。現像ローラ２５は、回動可能しながら、回転する感光体２３上に現像剤を供給する。画像形成部１６は、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色に対応する現像器２４を含むが、ここでは、そのうちの一つの現像器２４のみを表している。
【００２０】
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および図２を参照して、まず、高圧の電位が付与された感光体２３に、画像読取り部１５によって読取られた画像を基に露光し、静電潜像を形成する。次に、静電潜像が形成された感光体２３上に、現像ローラ２５から現像剤を供給し、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（図示せず）上に転写する。イエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色のトナーが転写ベルト上に転写され、転写ベルト上にフルカラー画像が形成された後、転写ベルトから用紙に転写し、出力する。このようにして、フルカラーの画像が形成される。
【００２１】
感光体２３や現像ローラ２５、転写ベルト、現像器２４内に充填されている現像剤等は、長期間の使用により疲労し、現像感度の低下や帯電性能の劣化を招く。このような場合において、形成する画像を最適な階調性とするためには、階調性のテーブルを補正する必要がある。
【００２２】
次に、デジタル複合機１０において、階調性のテーブルを補正する場合について説明する。図３は、この場合の制御部１１の動作を示すフローチャートである。図１〜図３を参照して、まず、副走査方向において、媒体である用紙Ｐ上に、同じ画像濃度のパッチ画像を複数形成する（図３において、ステップＳ１１、以下、ステップを省略する）。ここで、制御部１１は、副走査方向パッチ画像形成手段として作動する。パッチ画像とは、階調性のテーブルを補正するために使用される画像濃度測定用の画像である。
【００２３】
図４は、用紙Ｐ上に形成された複数の同じ画像濃度のパッチ画像の一例を示す図である。なお、図４中、矢印Ａの方向または逆の方向、すなわち、紙面上下方向を副走査方向、矢印Ｂの方向または逆の方向、すなわち、紙面左右方向を主走査方向とする。
【００２４】
図４を参照して、出力される用紙Ｐ上には、副走査方向において、複数のパッチ画像２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆが形成される。パッチ画像２６ａ、２６ｂ、２６ｃはそれぞれ画像濃度が異なり、パッチ画像２６ａ、２６ｂ、２６ｃの順に画像濃度が濃くなる。パッチ画像２６ａとパッチ画像２６ｄは同じ画像濃度である。同様に、パッチ画像２６ｂとパッチ画像２６ｆ、パッチ画像２６ｃとパッチ画像２６ｅも、同じ画像濃度である。つまり、副走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像２６ａ〜２６ｆが２つずつ形成されている。ここで、所定の画像信号により形成される画像濃度、すなわち、感光体２３が劣化等していない状況において形成されるパッチ画像２６ａ、２６ｄの画像濃度を画像濃度α、パッチ画像２６ｂ、２６ｆの画像濃度を画像濃度β、パッチ画像２６ｃ、２６ｅの画像濃度を画像濃度γとする。
【００２５】
各々のパッチ画像２６ａ〜２６ｆは、副走査方向において、画像濃度の順に並んで配置されておらず、パッチ画像２６ａ〜２６ｆの画像濃度の順は、副走査方向において、不規則である。
【００２６】
次に、複数のパッチ画像２６ａ〜２６ｆが形成され、出力された用紙Ｐを、画像読取り部１５によって読取らせる（Ｓ１２）。その後、パッチ画像２６ａおよびパッチ画像２６ｄを基に、画像濃度を測定する（Ｓ１３）。具体的には、パッチ画像２６ａおよびパッチ画像２６ｄのうち、数箇所の画像濃度を測定し、上限値と下限値を除いた平均値を取ることにより、画像濃度を測定する。ここで、制御部１１は、画像濃度測定手段として作動する。同様に、パッチ画像２６ｂ、２６ｃ、２６ｅ、２６ｆについても、画像濃度を測定する。このようにして測定されたパッチ画像２６ａ、２６ｄの画像濃度を、画像濃度α’、パッチ画像２６ｂ、２６ｆの画像濃度を、画像濃度β’、パッチ画像２６ｃ、２６ｅの画像濃度を、画像濃度γ’とする。
【００２７】
次に、上記のようにして測定されたパッチ画像２６ａ、２６ｄの画像濃度α’と、所定の画像信号により形成される画像濃度αとの差を比較する。画像濃度α’が画像濃度αよりも大きくずれ、画像濃度α’と画像濃度αとの差が許容範囲を超えていれば、たとえば、感光体２３への露光量や現像ローラ２５のバイアス電位等を増減させ、画像濃度α’と画像濃度αとの差が許容範囲内となるよう調整する。同様に、画像濃度β’と、画像濃度βとの差、画像濃度γ’と、画像濃度γとの差を比較し、調整する。このようにして、階調性のテーブルを補正する。ここで、制御部１１は、調整手段として作動する。
【００２８】
図５は、用紙Ｐ上に出力され、測定された画像濃度α’、β’、γ’と所定の画像信号により形成される画像濃度α、β、γとの関係を示す概念図である。図５中の実線は、適正な階調性、すなわち、所定の画像信号により、画像濃度α、β、γの画像が用紙Ｐ上に形成される状態を示している。図５を参照して、一点鎖線で示す画像濃度α’、β’、γ’が得られた場合、点線で示す画像濃度の補正値α’’、β’’、γ’’を用いて、一点鎖線で示す画像濃度α’、β’、γ’が実線の画像濃度α、β、γの許容範囲内となるよう調整する。
【００２９】
このような構成によれば、階調性のテーブルを補正する際に、副走査方向において、用紙Ｐ上に複数の同じ画像濃度のパッチ画像２６ａ、２６ｄを形成するため、複数のパッチ画像２６ａ、２６ｄの画像濃度を基に、用紙Ｐ上の画像濃度α’を測定することができる。そうすると、いずれかのパッチ画像２６ａ、２６ｄが現像ムラを含んでいても、その影響を低減することができる。したがって、現像ムラの影響を低減して、階調性のテーブルを補正することができる。
【００３０】
また、副走査方向において、各々のパッチ画像２６ａ〜２６ｆの画像濃度の順が不規則であるため、画像形成部１６が周期的に発生する類の現像ムラを有していても、その影響を低減することができる。
【００３１】
ここで、現像ローラ２５の周方向の長さをＣとし、パッチ画像２６ａ〜２６ｆを含むパターン画像２６ｇの副走査方向の長さをＤとすると、長さＤを、長さＣと異なるようにする。
【００３２】
このように構成することにより、たとえば、パッチ画像２６ａにおいて、現像ローラ２５の周期的な現像ムラを含んでいても、長さＤと長さＣとが異なるため、パッチ画像２６ｄにおいては、現像ローラ２５の周期的な現像ムラを含むことはない。したがって、現像ローラ２５の周期的な現像ムラの影響を低減することができる。なお、パターン画像２６ｇは、少なくとも一組の同じ画像濃度のパッチ画像を含んでいればよい。
【００３３】
また、パッチ画像２６ａ〜２６ｆを、主走査方向、すなわち、矢印Ｂの方向に複数形成することにしてもよい。さらに、副走査方向の所定の位置で、主走査方向において、同じ画像濃度のパッチ画像を用紙Ｐ上に複数形成してもよい。
【００３４】
図６は、この場合において用紙Ｐ上に形成された複数のパッチ画像の一例を示す図である。図６を参照して、イエローの複数のパッチ画像を含むパターン画像２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、シアンの複数のパッチ画像を含むパターン画像２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、マゼンダの複数のパッチ画像を含むパターン画像２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、ブラックの複数のパッチ画像を含むパターン画像３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、主走査方向に複数形成されている。このように構成することにより、主走査方向における現像ムラによる影響を低減することができる。
【００３５】
また、副走査方向の所定の位置で、主走査方向において、同じ画像濃度のイエローのパッチ画像３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３１ｈが複数形成されている。ここで、制御部１１は、主走査方向パッチ画像形成手段として作動する。このように構成することにより、主走査方向における現像ムラを調整することができる。
【００３６】
具体的に説明すると、用紙Ｐ上に形成されたパッチ画像３１ａ〜３１ｈの画像濃度をそれぞれ測定する。パッチ画像３１ａ〜３１ｈの画像濃度が、順にＲＧＢ値で３０、４０、５０、５０、４０、３０、３５、２０であったとすると、まず、これらの平均値を算出する。算出された平均値３７に対し、各パッチ３１ａ〜３１ｈの差分の比率を算出する。比率は、順に０．８、１．１、１．４、１．４、１．１、０．８、０．９、０．５となるため、これらの値の逆数を掛け合わせることにより、主走査方向における現像ムラを調整する。同様に、シアン、マゼンダ、ブラックのパッチ画像３２、３３、３４により、各色の主走査方向における現像ムラを補正する。
【００３７】
このように構成することにより、容易に、かつ、精度よく、主走査方向における現像ムラの影響を低減することができる。また、この補正値を、階調性のテーブルを補正する際に、副走査方向において反映させることにより、さらに精度よく階調性のテーブルを補正することができる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態においては、出力した用紙Ｐを読取らせて画像濃度を測定し、これと所定の画像信号により形成される画像濃度とを比較し、調整することにしたが、感光体上の静電潜像や転写ベルト上に形成された画像によっても、調整することができる。具体的には、感光体上の表面電位を測定する表面電位センサを設け、露光により所定の画像信号に対応する表面電位となっているかを測定したり、転写ローラ上に形成された画像の画像濃度を測定する濃度センサを設け、所定の画像信号に対応する画像濃度となっているかを測定する。
【００３９】
また、上記の実施の形態においては、イエロー、シアン、マゼンダ、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の場合について説明したが、これに限らず、単色のデジタル複合機についても適用される。
【００４０】
なお、上記の実施の形態については、デジタル複合機を用いて用紙に出力する場合について説明したが、これに限らず、デジタル複合機が有する他の機能によって他の媒体に画像を形成する場合についても適用される。
【００４１】
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。図示し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】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態に係るデジタル複合機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成部の一部を示す概略断面図である。
【図３】階調性のテーブルを補正する際の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】用紙Ｐ上に形成されるパッチ画像の一部を示す図である。
【図５】入力される画像信号と出力される画像濃度との関係を示す概念図である。
【図６】用紙Ｐ上に形成されるパッチ画像の一例を示す図である。
【図７】従来における階調性を補正するために使用される階調パターン画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  デジタル複合機、１１  制御部、１２  ＤＲＡＭ、１３  操作部、１４  原稿送り装置、１５  画像読取り部、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、２３  感光体、２４  現像器、２５  現像ローラ、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３２，３３，３４  パッチ画像、２６ｇ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  パターン画像。
【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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