(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の濃度のパッチを形成するための画像データを用いて、パッチを記録媒体上に形成し、該形成されたパッチを読み取り、階調特性を補正する画像形成装置であって、
前記画像形成装置周辺の環境の状態を判断する判断手段と、
前記環境ごとに複数の濃度のパッチを形成するための画像データを有し、前記判断手段による判断結果に基づき、高温多湿の場合、低温低湿に比べて低濃度に密なパッチを形成する画像データを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された画像データを用いて形成したパッチに基づいて階調特性を補正するデータを作成する作成手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記環境の状態は、温湿度センサで測定され、該測定結果は制御回路で判定されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置はカラー画像形成装置であって、前記画像データは４色分あることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
複数の濃度のパッチを形成するための画像データを用いて、パッチを記録媒体上に形成し、該形成されたパッチを読み取り、階調特性を補正する画像形成装置の階調特性補正方法であって、
前記画像形成装置周辺の環境の状態を判断する判断工程と、
前記環境ごとに複数の濃度のパッチを形成するための画像データを有し、前記判断手段による判断結果に基づき、高温多湿の場合、低温低湿に比べて低濃度に密なパッチを形成する画像データを選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された画像データを用いて形成したパッチに基づいて階調特性を補正するデータを作成する作成工程とを有することを特徴とする画像形成装置の階調特性補正方法。
【請求項５】
前記環境の状態は、温湿度センサで測定され、該測定結果は制御回路で判定されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置の階調特性補正方法。
【請求項６】
前記画像形成装置はカラー画像形成装置であって、前記画像データは４色分あることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置の階調特性補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の濃度のパッチを形成するための画像データを用いて、パッチを記録媒体上に形成し、該形成されたパッチを読み取り、階調特性を補正する画像形成装置及びその階調特性補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図面を参照しながら一般的な画像形成装置の構成を説明する。
【０００３】
図１２は、画像形成装置の構成を示す概略断面図である。アルミシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）又はＡ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓｅ等からなる光導電体を塗布して構成される感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に駆動されローラー帯電器２により所定電位に均一に帯電される。
【０００４】
また、装置本体内の上方にはレーザーダイオード７、高速モーター８によって回転駆動される多面鏡９、レンズ１０及び折り返しミラー１１が配置され、露光装置を構成している。
【０００５】
ここで、レーザードライバ１２に画像信号が入力されると、レーザードライバ１２はレーザーダイオード７を発光させる。そして、この光は光路１３を通って画像信号に対応した光情報が感光ドラム１に照射され、潜像が形成される。更に感光ドラム１が矢印方向に進むと、この潜像は現像装置４によって現像され、トナー可視像となる。現像されたトナー可視像は所定のバイアスが印加された転写ローラー３により転写紙Ｐ上に転写される。次に、トナー像が転写された転写紙Ｐは搬送手段により搬送され定着装置５によって溶融固着され永久像となる。
【０００６】
一方、感光ドラム１上に残留したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置６によって清掃される。
【０００７】
また、階調画像を出力する画像形成装置では、入力された画像信号はレーザードライバ１２に入る前にＬＵＴ１４によって画像信号と出力される画像の濃度との関係、即ち階調特性が直線関係になるように調整されている。このＬＵＴ１４に何も設定されていない初期状態では画像信号はそのままレーザードライバ１２に送られ、階調特性は図１３に示すａのようになり直線に成っていない。そこで、扱うことのできる全ての画像信号によって濃度検知用トナー像（以後パッチと称す）を感光ドラム上に試験的に形成し、それらのトナー像の濃度を光学センサ等によって検知し、その検知結果からＬＵＴを作成すれば正確に階調特性が直線な画像形成装置が得られる。
【０００８】
しかしながら、例えば画像信号が８ビットの場合は、２５６種類のトナー像を作成することとなり、中間調制御において多量のトナーと時間が費やされることとなる。そこで、実際には図３に示すａ1 〜ａ10のように、適当な間隔で濃度が変化するような画像信号をあらかじめ数点選んでおき、中間調制御時にそれらを使ってパッチを作成し、それらの濃度から間の値を補間してＬＵＴを作成することにより、トナーの消費を最小に抑えつつ階調特性が直線の画像を得ていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１３のａに示した初期状態のγ特性は、画像形成装置が常温常湿環境下（２３℃、６０％程度）にあるときの場合で、画像形成装置周囲の環境によっては必ずしも図１３に示すａのようにはならず、図１３に示すｂ，ｃのようになることがある。図１３に示すｂは高温高湿環境下（３０℃、８０％）の時のγ特性で、同ｃは低温低湿環境下（１５℃、１０％程度）の時のγ特性である。したがって、画像形成装置が高温高湿環境下にあり、初期のγ特性がｂのような場合にａの場合と同様な画像信号でパッチを作成すると、高濃度のパッチばかりが作成され中間調の部分のパッチが抜けてしまうため、補正が正しく行われないという欠点があった。。
【００１０】
一方、初期のγ特性がｃのような場合にａの場合と同様な画像信号でパッチを作成すると、低濃度のパッチばかり作成され、これもまた中間調の部分のパッチが抜けてしまうため、補正が正しく行われないという欠点があった。
【００１１】
特に、階調画像を出力する画像形成装置では、中間調部分の正確な再現が必須であるため、補正が正しく行われなければ、高品位の画像が得られなかった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために成されたもので、いかなる環境においても常に正確な階調特性を持つ画像が得られる画像形成装置及びその階調特性補正方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の濃度のパッチを形成するための画像データを用いて、パッチを記録媒体上に形成し、該形成されたパッチを読み取り、階調特性を補正する画像形成装置であって、前記画像形成装置周辺の環境の状態を判断する判断手段と、前記環境ごとに複数の濃度のパッチを形成するための画像データを有し、前記判断手段による判断結果に基づき、高温多湿の場合、低温低湿に比べて低濃度に密なパッチを形成する画像データを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された画像データを用いて形成したパッチに基づいて階調特性を補正するデータを作成する作成手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の濃度のパッチを形成するための画像データを用いて、パッチを記録媒体上に形成し、該形成されたパッチを読み取り、階調特性を補正する画像形成装置の階調特性補正方法であって、前記画像形成装置周辺の環境の状態を判断する判断工程と、前記環境ごとに複数の濃度のパッチを形成するための画像データを有し、前記判断手段による判断結果に基づき、高温多湿の場合、低温低湿に比べて低濃度に密なパッチを形成する画像データを選択する選択工程と、前記選択工程で選択された画像データを用いて形成したパッチに基づいて階調特性を補正するデータを作成する作成工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明に係る好適な一実施例を詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施例＞
図１は、第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。但し、図１２と同様な構成及び作用のものについては同一の番号を付し、説明は省略する。図示するように、第１の実施例では、画像形成装置内に温湿度センサ１５を配置し、これによって画像形成装置内の温湿度の変化を測定できるようにしている。
【００２０】
次に、第１の実施例における中間調制御を図２に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
【００２１】
まず、画像形成装置本体の電源投入、電源投入時からの経過時間、或いは印字枚数等の適当なタイミングで中間調制御が起動される。次に、温湿度センサ１５の測定結果が制御回路１６に送られ、その時点の画像形成装置周囲の環境の状態を判断する（ステップＳ２１）。先に述べたように、一般に階調画像を出力する画像形成装置の初期のγ特性は、例えば常温常湿環境下、高温高湿環境下、低温低湿環境下でそれぞれ図３、図４、図５のようになっている。
【００２２】
そこで、常温常湿環境下では図３に示すａ1 〜ａ10のように、高温高湿環境下では図４に示すｂ1 〜ｂ10のように、低温低湿環境下では図５に示すｃ1 〜ｃ10のように環境ごとにそれぞれパッチを出力する画像信号のデータの組を用意しておく。この画像信号のデータの組は必要によって更に細かな環境ごとに用意しておいてもよい。
【００２３】
このようにして、あらかじめ各環境ごとに適当な間隔で濃度が変化するような画像信号の組を用意しておき、制御回路１６が温湿度センサ１５による測定結果から、その時点で最適な画像信号の組を選出する（ステップＳ２２）。そして、この画像信号の組をレーザードライバ１２に送り、感光ドラム１上に濃度検知用パッチの潜像を形成し、現像器４によって現像することでパッチを作成し（ステップＳ２３）、それらの濃度を適正なタイミングで濃度センサ１７によって測定する（ステップＳ２４）。
【００２４】
ここで、濃度センサ１７は、図６に示すようにＬＥＤなどの発光素子１７１、フォトダイオード、Ｃｄｓ等の受光素子１７２、及びホルダー１７３で構成されており、感光ドラム１上のパッチＴの濃度を測定するものである。
【００２５】
そして、測定した各パッチの濃度データと各パッチを作成するのに用いた画像信号のデータをＬＵＴ演算回路１８に送り、階調特性が直線になるようにＬＵＴを作成する（ステップＳ２５）。
【００２６】
以上のように制御することにより、あらゆる環境において正確な階調の画像を得ることができる。
【００２７】
＜第２の実施例＞
次に、図面を参照しながら本発明に係る第２の実施例を詳細に説明する。
【００２８】
第２の実施例では、本発明をカラー画像形成装置に適用したものである。
【００２９】
図７は、第２の実施例におけるカラー画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図示するように、装置全体の内には感光ドラム１、ローラ帯電器２、更に感光ドラム１の左側には、複数個の現像器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを回転可能な支持体１９で担持している。
【００３０】
感光ドラム１の右側には、転写材（不図示）を保持し、且つ、感光ドラム１上の像を転写材（不図示）上に転移させる機能を有する転写ドラム３が配置されている。以上の構成により、感光ドラム１は、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に駆動される。
【００３１】
次に、装置本体の上方には、レーザーダイオード７、高速モーター８によって回転駆動させる多面鏡９、レンズ１０及び折り返しミラー１１が配置され、露光装置を構成している。
【００３２】
上述のレーザーダイオード７には、イエロー（以下、Ｙと略す）の画像模様に従った信号が入力されると、光路１３を通って感光ドラム１に照射され、潜像が形成される。更に感光ドラム１が矢印方向に進むと、その潜像は現像装置４ａによって可視化される。
【００３３】
感光ドラム１の画像と同期して転写材カセット２５内からピックアップローラー２６によって転写材が供給されると、グリッパー２１によって転写材（不図示）は保持され、続いて吸着ローラー２２と転写材を支持して搬送する転写ドラム３との間に電圧印加を行うことで転写材は転写ドラム３上に静電吸着され、感光ドラム１上のトナー像が、その後、転写材（不図示）上に転写される。
【００３４】
以上の行程をマゼンタ（以下、Ｍと略す）、シアン（以下、Ｃと略す）、ブラック（以下、ＢＫと略す）と順に行うことによって転写材上には複数色のトナー像が形成される。この転写材は、分離爪２０によって転写ドラム３から剥がされ、更に転写材は定着装置５によって溶融固着されカラー画像が得られる。
【００３５】
また、感光ドラム１上の転写残トナーはファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置６によって清掃される。そして、転写ドラム３上のトナーも必要に応じてファーブラシ、ウエブ等の転写ローラークリーニング装置２４によって清掃される。
【００３６】
そして、第１の実施例と同様に、温湿度センサ１５によって画像形成装置内の温湿度の変化を測定し、濃度センサ１７で転写ドラム３上に作成されるパッチの濃度を測定するように構成されている。
【００３７】
次に、第２の実施例における中間調制御を図８に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
【００３８】
まず、画像形成装置本体の電源投入、電源投入時からの経過時間、或いは印字枚数等の適当なタイミングで中間調制御が起動される。次に、温湿度センサ１５の測定結果が制御回路１６に送られ、その時点の画像形成装置周囲の環境の状態を判断する（ステップＳ８１）。第２の実施例では、ＬＵＴはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４色分用意されている。また、パッチを出力する画像信号のデータの組も環境ごとに図３，図４，図５と同様なものが４色分用意されている。
【００３９】
中間調制御は、まずＹから行い、制御回路１６は温湿度センサ１５による測定結果から、その時点でＹのＬＵＴを作成するのに最適な画像信号の組を選出する（ステップＳ８２）。そして、この画像信号の組をレーザードライバ１２に送り、感光ドラム１上にパッチの潜像を形成する。このパッチの潜像を現像器４ａによって現像し、更に転写ドラム３上に転写して転写ドラム３上にＹトナーの濃度検知用パッチを作成し（ステップＳ８３）、それらの濃度を適正なタイミングで濃度センサ１７によって測定する（ステップＳ８４）。
【００４０】
そして、測定した各パッチの濃度データと各パッチを作成するのに用いた画像信号のデータとをＬＵＴ演算回路１８に送り、階調特性が直線になるようにＹのＬＵＴを作成する（ステップＳ８５）。
【００４１】
以後、同様にしてＭ，Ｃ，Ｂｋと残りのトナーに対してもＬＵＴを作成する（ステップＳ８６，Ｓ８７）。但し、上述の中間調制御を行う色の順番はこれだけに限らず、任意でかまわない。
【００４２】
カラー画像を出力する際には、中間調の正確な再現は特に重要である。第２の実施例のようにして各色のトナーに対してＬＵＴを作成することであらゆる環境において、高品位の画像を得ることができる。
【００４３】
＜第３の実施例＞
次に、図面を参照しながら本発明に係る第３の実施例を詳細に説明する。
【００４４】
図９は、第３の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。但し、図１と同様な構成及び作用のものについては同一の番号を付し、その説明は省略する。
【００４５】
第３の実施例では、中間調制御の際に作成するパッチの画像信号のデータ組を固定し、代わりにＬＵＴの初期値を環境ごとに用意しておき、環境によりＬＵＴを切り替えるように制御することを特徴とする。
【００４６】
次に、第３の実施例における中間調制御を図１０に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
【００４７】
まず、画像形成装置本体の電源投入、電源投入時からの経過時間、或いは印字枚数等の適当なタイミングで中間調制御が起動される。次に、温湿度センサ１５の測定結果が制御回路１６に送られ、その時点の画像形成装置周囲の環境の状態を判断する（ステップＳ１０１）。
【００４８】
ここで、ＬＵＴは図１１の曲線Ｌで示されるようなものであり、また曲線Ｇはγ特性を示している。図によれば、画像信号Ｉ1 が入力されると、ＬＵＴ２７を通してレーザードライバ１２に送られる信号が変換されてｆ1 となり、画像濃度はｇ1 となることがわかる。したがって、環境の変化によってγ特性の曲線Ｇが変化した場合、画像信号Ｉ1 〜Ｉ10の値が固定されていても、ＬＵＴの曲線Ｌを変えることにより第１及び第２の実施例でレーザードライバに送られる画像信号の組を変えるのと同様な効果が得られる。そこで、環境ごとにあらかじめＬＵＴを用意しておく。
【００４９】
そして、制御回路１６は温湿度センサ１５の測定結果によりその時点で最適なＬＵＴを選出する（ステップＳ１０２）。次に、制御回路１６はあらかじめ設定されている画像信号の組を先に選択されたＬＵＴに送り、ここで画像信号を変換してレーザードライバ１２に送り、感光ドラム１上に濃度検知用パッチの潜像を形成し、現像器４によって現像することでパッチを作成する（ステップＳ１０３）。そして、それらの濃度を適正なタイミングで濃度センサ１７によって測定する（ステップＳ１０４）。
【００５０】
画像信号データはＬＵＴ演算回路１８に送られ、階調特性が直線になるようにＬＵＴを作成しなおす（ステップＳ１０５）。
【００５１】
以上のように制御することにより、あらゆる環境において正確な階調の画像を得ることができる。
【００５２】
また、あらかじめ環境ごとにＬＵＴを用意しておくことで、万一センサが故障したり、センサや感光ドラム表面が汚れていることでパッチの濃度の正確な測定ができなくなった場合でも、ＬＵＴが初期値として与えられているので最低限の保証ができる。
【００５３】
尚、γ特性は、現像器のトナーの消費量によっても変化するので、環境データにトナー消費量もデータとして加え、画像信号の組或いはＬＵＴの組の何れかを選択することにより、更に正確な選択が可能となる。
【００５４】
また、本発明は電子写真方式に限ることなく、インクジエット方式、熱転写法式にも適用することが可能である。
【００５５】
尚、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、システム或いは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置周辺の環境ごとに複数の濃度のパッチを形成するための画像データを有し、その環境の状態が高温多湿の場合、低温低湿に比べて低濃度に密なパッチを形成する画像データを選択し選択された画像データを用いて形成したパッチに基づいて階調特性を補正するデータを作成することにより、いかなる環境においても常に正確な階調特性を持つ画像を得ることができる。
【００５７】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施例における中間調制御処理を示すフローチャートである。
【図３】常温常湿環境下でのγ特性を示す図である。
【図４】高温高湿環境下でのγ特性を示す図である。
【図５】低温低湿環境下でのγ特性を示す図である。
【図６】実施例における濃度センサの構成を示す図を示す。
【図７】第２の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図８】第２の実施例における中間調制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施例における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】第３の実施例における中間調制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】ＬＵＴを通して得られる画像信号と画像濃度との関係を示す図である。
【図１２】一般的な画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図１３】各環境下でのγ特性を示す図である。
【図１】
0003884780.tif 000002
【図２】
0003884780.tif 000003
【図３】
0003884780.tif 000004
【図４】
0003884780.tif 000005
【図５】
0003884780.tif 000006
【図６】
0003884780.tif 000007
【図７】
0003884780.tif 000008
【図８】
0003884780.tif 000009
【図９】
0003884780.tif 000010
【図１０】
0003884780.tif 000011
【図１１】
0003884780.tif 000012
【図１２】
0003884780.tif 000013
【図１３】
0003884780.tif 000014