(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間調の濃度レベルを表す多値入力画像データを補正データに基づいて制御データに補正し、補正後の制御データを画像形成部に出力する中間調濃度補正手段を備えた画像形成装置において、
中間調濃度補正手段は、予め設定された基準範囲に含まれない濃度レベルの制御データを、画像形成時のトナー量が階調性の立ち上がりポイントの変動による影響を受けることなく画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがない最低濃度レベル、又は、画像形成時のトナー量が階調性の飽和ポイントの変動による影響を受けることなく画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない最高濃度レベルの制御データとすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された低濃度側基準値以下である多値入力画像データを最低濃度レベルの制御データに補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された低濃度側基準値以下である補正後の制御データを最低濃度レベルの制御データに変換することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された高濃度側基準値以上である多値入力画像データを最高濃度レベルの制御データに補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された高濃度側基準値以上である補正後の制御データを最高濃度レベルの制御データに変換することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間調濃度補正手段を備え、多値入力画像データに基づく多色カラー画像形成を行なうことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の画像形成を行う複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、多値入力画像データの濃度レベルを補正して画像形成部に供給する濃度補正手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置で行われる電子写真プロセスにおいては、帯電器、露光ユニット及び現像装置に対する印加電圧等のプロセス条件や温度及び湿度の環境条件等の変動因子によって画像の濃度特性が変動する。そこで、画像形成装置では、一般に、入力画像データの濃度特性を補正して露光ユニットに出力するようにされている。
【０００３】
即ち、電源投入時又は所定枚数分の画像形成プロセスの終了時等のタイミングで、濃度が異なる複数の画像データに基づく複数のトナーパターンを感光体ドラムの表面に形成した後に各トナーパターンの濃度を測定する。この測定結果と予め設定された基準濃度との差に基づいて濃度変換テーブルを作成する。以後の画像形成プロセスでは、入力画像データの濃度を濃度変換テーブルを参照して補正し、補正後の画像データが露光ユニットに供給される。
【０００４】
ここで、画像形成装置ではベタ画像、ライン画像及び中間調画像等の複数種の画像が形成されるが、画像形成プロセスにおける変動因子が濃度に与える影響は画像の種類に応じて異なる。
【０００５】
そこで、特開平１０−１１２７９５号公報には、中間調濃度補正に関して、予め入力画像データが２値データであるか多値データであるかを識別し、識別結果に応じて異なる階調補正テーブルを用いて濃度を変換するようにした構成が開示されている。詳細には、入力画像データが多値データである場合には、目標とする最大濃度よりも高い濃度の画像を形成できるようにプロセス条件を設定するとともに、設定したプロセス条件下で形成する画像の最大濃度が目標とする最大濃度に略一致するように画像データを補正する画像処理条件を設定し、入力画像データが多値データでない場合には、形成する各画像の面積が略一致するように画像処理条件を設定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−１１２７９５号公報に開示された構成では、入力画像データが多値データである場合には、文字等のベタ画像を出力する際のレーザ出力値（レーザデューティ）は最大値に満たないレベルにされることになるが、高濃度の飽和ポイントが変化した場合、最大トナー付着量を適正とする制御が行われず、ベタ画像を正確に再現することができず、白抜けが発生する可能性がある。
【０００７】
この発明の目的は、低濃度領域の階調性の立ち上がりポイントの変化や高濃度領域の飽和ポイントの変化が発生した場合にも、トナー付着量に過不足を生じることがなく、適正な画像濃度を確保して高い画像品質を維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【０００９】
（１）中間調の濃度レベルを表す多値入力画像データを補正データに基づいて制御データに補正し、補正後の制御データを画像形成部に出力する中間調濃度補正手段を備えた画像形成装置において、
中間調濃度補正手段は、予め設定された基準範囲に含まれない濃度レベルの制御データを、画像形成時のトナー量が階調性の立ち上がりポイントの変動による影響を受けることなく画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがない最低濃度レベル、又は、画像形成時のトナー量が階調性の飽和ポイントの変動による影響を受けることなく画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない最高濃度レベルの制御データとすることを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、濃度レベルが予め設定された基準範囲外である制御データが、最低濃度レベル又は最高濃度レベルの制御データとして中間調濃度補正手段から画像形成部に出力される。したがって、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合に画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがなく、階調性の飽和ポイントが変動した場合に画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない。
【００１１】
(2) 前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された低濃度側基準値以下である多値入力画像データを最低濃度レベルの制御データに補正することを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、多値入力画像データの濃度レベルが予め設定された低濃度側基準値より低い場合、中間調濃度補正手段が多値入力画像データを最低濃度レベルの制御データに補正して画像形成部に供給する。したがって、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に低い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が過剰となるような制御データが画像形成部に出力される可能性が低下する。
【００１３】
(3) 前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された低濃度側基準値以下である補正後の制御データを最低濃度レベルの制御データに変換することを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、多値入力画像データを補正した制御データの濃度レベルが低濃度側基準値より低い場合、中間調濃度補正手段が補正後の制御データを最低濃度レベルの制御データに変換した後に画像形成部に供給する。したがって、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に低い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が過剰となるような制御データが画像形成部に出力されることがない。
【００１５】
(4) 前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された高濃度側基準値以上である多値入力画像データを最高濃度レベルの制御データに補正することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、多値入力画像データの濃度レベルが予め設定された高濃度側基準値より高い場合、中間調濃度補正手段が多値入力画像データを最高濃度レベルの制御データに補正して画像形成部に供給する。したがって、階調性の飽和ポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に高い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が不足するような制御データが画像形成部に出力される可能性が低下する。
【００１７】
(5) 前記中間調濃度補正手段は、濃度レベルが予め設定された高濃度側基準値以上である補正後の制御データを最高濃度レベルの制御データに変換することを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、多値入力画像データを補正した制御データの濃度レベルが高濃度側基準値より高い場合、中間調濃度補正手段が補正後の制御データを最高濃度レベルの制御データに変換した後に画像形成部に供給する。したがって、階調性の飽和ポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に高い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が不足するような制御データが画像形成部に出力されることがない。
【００１９】
(6) 前記濃度補正手段を備え、多値カラー入力画像データに基づくカラー画像形成を行なうことを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、フルカラーの画像形成を行なう場合に、いずれの色についても画像形成時のトナー量に過不足を生じることがなく、フルカラー画像の再現性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す図である。画像形成装置の画像形成部は、４個の画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄを、用紙等の記録材の搬送方向に一列に並設して構成されている。画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、矢印方向に回転駆動される感光体ドラム１の周囲に感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる帯電器２、感光体ドラム１の表面を露光して静電潜像を形成する露光ユニット３、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化する現像装置４、トナー像を転写材に転写する転写器５、及び、感光体ドラム１の表面に残留したトナーを除去するクリーナ６を順に配置して構成されており、感光体ドラム１の表面において帯電、露光、現像及び転写の各工程からなる画像形成プロセスを行う。
【００２２】
各画像形成ステーション１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに備えられている露光ユニット２は、例えば、光源である半導体レーザとポリゴンミラーを含む走査光学系機器を備えており、後述する制御データに基づいて半導体レーザから照射されたレーザ光によって感光体ドラム１の表面を主走査方向に露光走査する。また、画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれの現像装置４には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（ＢＫ）の各色のトナーを収納した現像槽が装着されている。したがって、各画像形成ステーション１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄでは、感光体ドラム１の表面にＹ、Ｍ、Ｃ及びＢＫの各色のトナー像が形成される。
【００２３】
画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄにおいて感光体ドラム１と転写器５との間には、駆動プーリ７ａ及び従動プーリ７ｂに張架されて矢印方向に回転駆動される転写搬送ベルト７が通過する。したがって、転写器５は、転写搬送ベルト７を挟んで感光体ドラム１の表面に対向している。転写搬送ベルト７は、図示しない給紙部から給紙された転写材を上面に静電吸着させた状態で画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄの感光体ドラム１の回転に同期して搬送する。これにより、転写搬送ベルト７の回転によって転写材が画像形成ステーション１０ｄ、１０ｃ、１０ｂ及び１０ａをこの順に通過する間に、ＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹの各色のトナー像が転写材の表面に順に転写される。
【００２４】
画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄを通過した転写材は、定着装置８に導かれる。定着装置８は、転写材を加熱及び加圧し、トナー像を溶融して転写材の表面に堅牢に定着させる。これによって、転写材の表面には、各色のトナー像の減法混色によるカラー画像が形成される。
【００２５】
図２は、上記画像形成装置の濃度補正手段を含む制御部のブロック図である。画像形成装置の制御部２０は、データ入力部２１、画像処理部２２、データ出力部２３及びＣＰＵ２４を含む。データ入力部２１は、図示しないスキャナ部又は外部端末装置からの多値画像データの入力を受け付ける。画像処理部２２は、データ入力部２１に入力された多値入力画像データに対して中間調濃度補正処理を含む画像処理を実行し、画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれが備える露光ユニット３に供給すべき制御データを作成する。データ出力部２３は、画像処理部２２において作成された制御データを画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれに出力する。
【００２６】
画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄのそれぞれは、データ出力部２３から供給された制御データに基づいて露光ユニット２の半導体レーザから照射されるレーザ光の光量を制御する。即ち、露光ユニット２は制御データに応じた光量のレーザ光によって感光体ドラム１の表面を露光走査するものであり、この場合に制御データは半導体レーザの出力信号である。
【００２７】
ＣＰＵ２４は、データ入力部２１、画像処理部２２及びデータ出力部２３の動作を制御するとともに、画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄが備える電源ユニットに帯電電圧、現像バイアス及び転写電圧等のプロセス条件の設定データを出力する。
【００２８】
画像処理部２２には、濃度補正部２２ａが含まれる。濃度補正部２２ａは、この発明の中間調濃度補正手段に相当し、入力画像の各画素についての濃度レベルを表す多値入力画像データをメモリ２２ｂに記憶されている補正テーブルに基づいて補正する。この補正テーブルは、ともに０〜２５５の濃度値をとる８ビットのデータである多値入力画像データと制御データとの関係を記憶したものである。
【００２９】
図３は、この発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の画像処理部に格納されている補正テーブルの内容を示す図である。図３に示す補正テーブルでは、一例として、多値入力画像データの濃度値における８〜２５０を基準範囲とすべく低濃度側基準値Ｓｕ＝８及び高濃度側基準値Ｓｔ＝２５０が予め設定されており、低濃度側基準値Ｓｕ以下の多値入力画像データに対応する制御データの濃度値を全て０、高濃度側基準値Ｓｔ以上の多値入力画像データに対応する制御データの濃度値を全て２５５として記憶している。
【００３０】
この構成により、第１の実施形態に係る画像形成装置では、画像形成処理時において、データ入力部２１を介して入力された多値入力画像データが画像処理部２２で図３に示す補正テーブルを参照して制御データに補正される際に、０〜８の濃度値の多値入力画像データは全て０の濃度値の制御データに補正され、２５０〜２５５の濃度値の多値入力画像データは全て２５５の濃度値の制御データに補正される。
【００３１】
このようにして、第１の実施形態に係る画像形成装置では、補正テーブルを参照して多値入力画像データを制御データに補正する間に、低濃度側基準値Ｓｕ以下の多値入力画像データが全て最低濃度レベルである濃度値０の制御データに補正されるとともに、高濃度側基準値Ｓｔ以上の多値入力画像データが全て最高濃度レベルである濃度値２５５の制御データに補正される。これによって、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合に画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがなく、階調性の飽和ポイントが変動した場合に画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない。
【００３２】
図４は、この発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の制御部における処理手順の一部を示すフローチャートである。ＣＰＵ２４は、中間調濃度補正処理時において、多値入力画像データが入力されると（１０１）、入力された多値入力画像データの濃度レベルが低濃度側基準値Ｓｕ以下であるか否かの判別を行う（１０２）。ＣＰＵ２４は、多値入力画像データの濃度レベルが低濃度側基準値Ｓｕ以下である場合には中間調濃度補正処理結果として最低濃度レベルの制御データを出力し（１０３）、多値入力画像データの濃度レベルが低濃度側基準値Ｓｕより大きい場合には多値入力画像データの濃度レベルが高濃度側基準値Ｓｔ以上であるか否かの判別を行う（１０４）。
【００３３】
ＣＰＵ２４は、多値入力画像データの濃度レベルが高濃度側基準値Ｓｔ以上である場合には中間調濃度補正処理結果として最高濃度レベルの制御データを出力し（１０５）、多値入力画像データの濃度レベルが高濃度側基準値Ｓｔより小さい場合にはメモリ２２ｂに格納している補正テーブルを参照して多値入力画像データの濃度レベルに対応した制御データを出力する（１０６）。なお、この処理で使用される補正テーブルは、一例として図５に示すように、低濃度側基準値Ｓｕから高濃度側基準値Ｓｔまでの間の基準範囲における多値入力画像データについて制御データとの関係を記憶したものである。
【００３４】
この処理により、第２の実施形態に係る画像形成装置では、補正テーブルを参照して多値入力画像データを制御データに補正する前に、多値入力画像データが基準範囲に含まれるか否かを判別し、低濃度側基準値Ｓｕ以下の多値入力画像データの中間調濃度補正結果として最低濃度レベルの制御データを出力するとともに、高濃度側基準値Ｓｔ以上の多値入力画像データの中間調濃度補正結果として最高濃度レベルの制御データを出力する。これによって、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合に画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがなく、階調性の飽和ポイントが変動した場合に画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない。
【００３５】
図６は、この発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の制御部における処理手順の一部を示すフローチャートである。ＣＰＵ２４は、中間調濃度補正処理時において、多値入力画像データが入力されると（１１１）、メモリ２２ｂに格納されている補正テーブルを参照して多値入力画像データの濃度レベルに対応する制御データを読み出す（１１２）。次いで、ＣＰＵ２４は、読み出した制御データの濃度レベルが低濃度側基準値Ｒｕ以下であるか否かの判別を行う（１１３）。ＣＰＵ２４は、制御データの濃度レベルが低濃度側基準値Ｒｕ以下である場合にはその制御データを最低濃度レベルの制御データに変換し（１１４）、制御データの濃度レベルが低濃度側基準値Ｒｕより大きい場合には制御データの濃度レベルが高濃度側基準値Ｒｔ以上であるか否かの判別を行う（１１５）。ＣＰＵ２４は、制御データの濃度レベルが高濃度側基準値Ｒｔ以上である場合にはその制御データを最高濃度レベルの制御データに変換する（１１６）。
【００３６】
この後、ＣＰＵ２４は、変換後の制御データをデータ出力部２３を介して画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄに出力する（１１４，１１６→１１７）。また、補正後の制御データの濃度レベルが基準範囲内にある場合には、ＣＰＵ２４はその制御データを変換することなく画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄに出力する（１１３→１１５→１１７）。なお、この処理で使用される補正テーブルは、一例として図７に示すように、０〜２５５の８ビットのデータの全範囲における多値入力画像データについて制御データとの関係を記憶したものである。
【００３７】
この処理により、第３の実施形態に係る画像形成装置では、補正テーブルを参照して多値入力画像データを制御データに補正した後に、補正後の制御データが基準範囲に含まれるか否かを判別し、低濃度側基準値Ｒｕ以下の制御データを最低濃度レベルの制御データに変換して出力するとともに、高濃度側基準値Ｒｔ以上の制御データを最高濃度レベルの制御データに変換して出力する。これによって、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合に画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがなく、階調性の飽和ポイントが変動した場合に画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない。
【００３８】
以上のようにして、上記いずれの実施形態においても、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合に画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがなく、階調性の飽和ポイントが変動した場合に画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがないようにすることができ、出力画像において、入力画像の白地部分に対応する部分にトナーが付着すること、及び、入力画像のベタ部分に対応する部分の濃度が低下することを防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００４０】
(1) 濃度レベルが予め設定された基準範囲外である制御データを、最低濃度レベル又は最高濃度レベルの制御データとして画像形成部に出力することにより、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合に画像の低濃度領域におけるトナー量が過剰となるような制御データが出力されることがなく、階調性の飽和ポイントが変動した場合に画像の高濃度領域におけるトナー量が不足するような制御データが出力されることがない。これによって、出力画像において、入力画像の白地部分に対応する部分にトナーが付着すること、及び、入力画像のベタ部分に対応する部分の濃度が低下することを防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【００４１】
(2) 多値入力画像データの濃度レベルが予め設定された低濃度側基準値より低い場合、多値入力画像データを最低濃度レベルの制御データに補正して画像形成部に供給することにより、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に低い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が過剰となるような制御データが画像形成部に出力されないようにすることができ、出力画像における入力画像の白地部分に対応する部分にトナーが付着することを防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【００４２】
(3) 多値入力画像データを補正した制御データの濃度レベルが低濃度側基準値より低い場合、補正後の制御データを最低濃度レベルの制御データに変換した後に画像形成部に供給することにより、階調性の立ち上がりポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に低い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が過剰となるような制御データが画像形成部に出力されないようにすることができ、出力画像における入力画像の白地部分に対応する部分にトナーが付着することを防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【００４３】
(4) 多値入力画像データの濃度レベルが予め設定された高濃度側基準値より高い場合、多値入力画像データを最高濃度レベルの制御データに補正して画像形成部に供給することにより、階調性の飽和ポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に高い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が不足するような制御データが画像形成部に出力されないようにすることができ、出力画像における入力画像のベタ部分に対応する部分の濃度が低下することを防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【００４４】
(5) 多値入力画像データを補正した制御データの濃度レベルが高濃度側基準値より高い場合、補正後の制御データを最高濃度レベルの制御データに変換した後に画像形成部に供給することにより、階調性の飽和ポイントが変動した場合にも、濃度レベルが十分に高い多値入力画像データについて画像形成時のトナー量が不足するような制御データが画像形成部に出力されないようにすることができ、出力画像における入力画像のベタ部分に対応する部分の濃度が低下することを防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【００４５】
(6) フルカラーの画像形成を行なう場合に、いずれの色についても画像形成時のトナー量に過不足を生じることがないようにすることができ、フルカラー画像の再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す図である。
【図２】同画像形成装置の濃度補正手段を含む制御部のブロック図である。
【図３】この発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の画像処理部に格納されている補正テーブルの内容を示す図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の制御部における処理手順の一部を示すフローチャートである。
【図５】同第２の実施形態に係る画像形成装置の制御部に格納されている補正テーブルの内容を示す図である。
【図６】この発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の制御部における処理手順の一部を示すフローチャートである。
【図７】同第３の実施形態に係る画像形成装置の制御部に格納されている補正テーブルの内容を示す図である。
【符号の説明】
１−感光体ドラム
１０ａ〜１０ｄ−画像形成ユニット（画像形成部）
２０−制御部
２１−データ入力部
２２−画像処理部
２２ａ−濃度補正部（中間調濃度補正手段）
２２ｂ−メモリ
２３−データ出力部
【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】
0004130298.tif 000008