(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される記録媒体の反射率を測定する反射率測定手段と、
前記反射率から求められる明度に基づいて、前記記録媒体の明度指数を算出する記録媒体明度指数算出手段と、
前記記録媒体の明度指数と、所定の基準値として設定された前記記録媒体の基準明度指数及び画像の最大濃度の基準明度指数とに基づいて、前記画像の最大濃度の明度指数を算出する最大濃度明度指数算出手段と、
前記画像の階調性の有無を決定する階調性画像決定手段と、
前記画像の階調性の有無に応じて、単一の濃度の画像を形成する場合には、前記画像の最大濃度の明度指数をもとに所望の濃度に変換する一方で、前記階調性をもつ画像を形成する場合には、前記記録媒体の明度指数と前記画像の最大濃度の明度指数とをもとに各階調の明度指数を設定し、当該設定された各階調の明度指数に対応した明度から得られる濃度に変換する濃度変換手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記濃度変換手段は、前記階調性をもつ画像を形成する場合に、前記記録媒体の色に最も近い階調と前記記録媒体の有する階調との濃度差を、他の階調間の濃度差よりも大と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】
当該画像形成装置は、モノクロ又はカラーの電子写真プロセスに基づく画像形成を行う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】
搬送される記録媒体の反射率を測定する反射率測定処理と、
前記反射率測定処理で測定した前記反射率から求められる明度に基づいて、前記記録媒体の明度指数を算出する記録媒体明度指数算出処理と、
前記記録媒体明度指数算出処理で算出した前記記録媒体の明度指数と、所定の基準値として設定された前記記録媒体の基準明度指数及び画像の最大濃度の基準明度指数とに基づいて、前記画像の最大濃度の明度指数を算出する最大濃度明度指数算出処理と、
前記画像の階調性の有無を決定する階調性画像決定処理と、
前記階調性画像決定処理で決定した前記画像の階調性の有無に応じて、単一の濃度の画像を形成する場合には、前記最大濃度明度指数算出処理で算出した前記画像の最大濃度の明度指数をもとに所望の濃度に変換する一方で、前記階調性をもつ画像を形成する場合には、前記記録媒体明度指数算出処理で算出した前記記録媒体の明度指数と前記画像の最大濃度の明度指数とをもとに各階調の明度指数を設定し、当該設定された各階調の明度指数に対応した明度から得られる濃度に変換する濃度変換処理とを実行することを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記濃度変換処理は、前記階調性をもつ画像を形成する場合に、前記記録媒体の色に最も近い階調と前記記録媒体の有する階調との濃度差を、他の階調間の濃度差よりも大とすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法、特に画像部分の明度を調整して出力画像の高品位を得る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の中で、高速かつ低騒音の装置の一つとして、電子写真方式を採用したものが知られている。複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真方式の一般的な画像形成装置においては、像担持体として、表面に感光層を有するドラム状やベルト状の感光体を備えている。そして、感光体の周囲には、感光層の移動方向に沿って順に、感光体を帯電させて感光性を与える帯電装置、感光体を露光して静電潜像を作る露光装置、潜像をトナーなどの現像剤で現像する現像装置、現像された像を記録媒体に転写する転写分離装置、感光体についたトナーを除去するクリーニング装置、感光体を除電する除電装置が配置されている。さらに、記録媒体の搬送方向における感光体の下流側には、感光ドラムから記録媒体に転写されたトナー像を融着して定着させる定着装置が設けられている。記録媒体としては、一般的に紙などが使用されている。
【０００３】
階調画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する従来技術の一例として、特開平ー号公報１１−１７９４７号公報が挙げられる。この公報によれば、出力特性を視覚特性に適合させることによって出力画像の高品位化を図ることを目的として、明度の差が略一定である複数の濃度の画素により記録媒体上に階調画像を形成する構成が開示されている。更に、この公報では、具体的には、所定の濃度の濃度補正用画像を形成してその濃度を測定する濃度測定手段と、測定した濃度を明度に変換する変換手段と、変換に係る明度を均等に分割して分割に係る各境界に対応する濃度を算出して算出した濃度の情報を保持する濃度特性設定手段と、保持された濃度の情報を参照して画像信号の濃度を分割に係る各境界に対応する濃度のいずれかに変換する濃度変換手段と、濃度を変換した画像信号に基づいて記録媒体上に階調画像を形成する階調画像形成手段と、を備えた画像形成装置が開示されている。なお、この公報には記録媒体の明度についての考慮は払われていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録媒体として一般的に使われている紙は、各メーカーにより若干ではあるが明度に差が有る。また、近年、紙のリサイクル化が進んでいるため、この傾向が顕著化している。この様な紙（例えば、やや黄ばんだ紙）を記録媒体として使用すると、あるいは、この様な紙が混在した状態で使用すると、画像部分の明度が一定であるのに対し、背景部分（記録媒体の地肌部分）の明度が変動するため、画像部分と背景部分の明度の比が記録媒体毎に異なってしまい、記録媒体複数枚にまたがる書類を作成した場合、大変見にくいものとなってしまい、目の疲労感が増大すると言う課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記録媒体の明度に合わせて画像部分の最大濃度（例えば、一番黒い画像部分）を変化させて、画像の最大濃度の明度と記録媒体の明度の比を略一定にし、また、階調性画像を形成する場合に、画像の最大濃度の明度と記録媒体の明度の間を各階調間の明度の差が略一定となるように分割すること等により、出力画像の高品位化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
【０００７】
第１の手段は、搬送される記録媒体の反射率を測定する反射率測定手段と、前記反射率から求められる明度に基づいて、前記記録媒体の明度指数を算出する記録媒体明度指数算出手段と、前記記録媒体の明度指数と、所定の基準値として設定された前記記録媒体の基準明度指数及び画像の最大濃度の基準明度指数とに基づいて、前記画像の最大濃度の明度指数を算出する最大濃度明度指数算出手段と、前記画像の階調性の有無を決定する階調性画像決定手段と、前記画像の階調性の有無に応じて、単一の濃度の画像を形成する場合には、前記画像の最大濃度の明度指数をもとに所望の濃度に変換する一方で、前記階調性をもつ画像を形成する場合には、前記記録媒体の明度指数と前記画像の最大濃度の明度指数とをもとに各階調の明度指数を設定し、当該設定された各階調の明度指数に対応した明度から得られる濃度に変換する濃度変換手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記濃度変換手段は、前記階調性をもつ画像を形成する場合に、前記記録媒体の色に最も近い階調と前記記録媒体の有する階調との濃度差を、他の階調間の濃度差よりも大とすることを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段において、当該画像形成装置は、モノクロ又はカラーの電子写真プロセスに基づく画像形成を行うことを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、搬送される記録媒体の反射率を測定する反射率測定処理と、前記反射率測定処理で測定した前記反射率から求められる明度に基づいて、前記記録媒体の明度指数を算出する記録媒体明度指数算出処理と、前記記録媒体明度指数算出処理で算出した前記記録媒体の明度指数と、所定の基準値として設定された前記記録媒体の基準明度指数及び画像の最大濃度の基準明度指数とに基づいて、前記画像の最大濃度の明度指数を算出する最大濃度明度指数算出処理と、前記画像の階調性の有無を決定する階調性画像決定処理と、前記階調性画像決定処理で決定した前記画像の階調性の有無に応じて、単一の濃度の画像を形成する場合には、前記最大濃度明度指数算出処理で算出した前記画像の最大濃度の明度指数をもとに所望の濃度に変換する一方で、前記階調性をもつ画像を形成する場合には、前記記録媒体明度指数算出処理で算出した前記記録媒体の明度指数と前記画像の最大濃度の明度指数とをもとに各階調の明度指数を設定し、当該設定された各階調の明度指数に対応した明度から得られる濃度に変換する濃度変換処理とを実行することを特徴とする。
【００１１】
第５の手段は、第４の手段において、前記濃度変換処理は、前記階調性をもつ画像を形成する場合に、前記記録媒体の色に最も近い階調と前記記録媒体の有する階調との濃度差を、他の階調間の濃度差よりも大とすることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を用いて以下説明する。  図１、図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図であり、画像形成装置は、感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写分離装置５、クリーニング装置６、除電装置７、明度測定装置８、定着装置９から構成される。ここで、露光装置３は、レーザ制御装置１０、レーザ発生装置１１、ポリゴンミラー１２、ｆθレンズを含む光学系１３を備えている。
【００２０】
次に、画像形成装置の各構成要素の機能について説明すると、帯電装置２は、感光体１を帯電させて感光性を与え、露光装置３は、記録媒体１５に形成する画像情報に基づいて、レーザ発生器１１よりレーザビーム１４を出力し、ポリゴンミラー１２やｆθレンズを含む光学系１３により感光体１表面にレーザビーム１４を結像させながら走査し、静電潜像を形成する。この時、レーザ制御装置１０は画像情報に基づいてレーザービーム１４の出力を制御している。
【００２１】
また、現像装置４は、露光装置３により形成された感光体１上の静電潜像を現像剤などにより可視像に現像する。転写分離装置５は、現像された像を記録媒体１５に転写し、転写後、記録媒体１５を感光体１から分離する。クリーニング装置６は、転写後に感光体１上に残った現像剤を除去する。除電装置７は、感光体１上に残っている電荷を除電する。定着装置９は、記録媒体１５の搬送方向における感光体１の下流側に設置されていて、感光体１から記録媒体１５に転写された転写像を融着し定着させる。
【００２２】
また、明度測定装置８は、記録媒体１５の搬送方向における感光体１の上流側に設置されていて、露光プロセスが始まる前に、搬送されてくる記録媒体１５毎の明度を測定しその情報をレーザ制御装置１０に送る。明度測定装置８は給紙テーブル内に有っても良いし、給紙テーブルから転写分離装置５までの給紙経路途中に有っても良い。
【００２３】
以上説明した画像形成装置は基本的な概略構成を示したものであって、実際上の具体的な画像形成装置は前記概略構成に種々の他の構成要素を付加、具備したものであり、本発明の画像形成装置は実際に動作させるに必要な具体的構成を具備したものを当然のことながら対象とするものである。
【００２４】
次に、画像の最大濃度及び各階調の濃度を決定するプロセスを説明する。ここで、画像濃度の決定において、記録媒体に形成する画像部分の濃度に階調性を持たせることなく単一の最大濃度で画像を形成する場合と、画像部分の濃度に階調性を持たせて最大濃度から最小濃度までの濃度で画像（階調性画像）を形成する場合があり、本発明においては両者の場合を含めて画像形成を実行しようとするものである。
【００２５】
図３は画像の最大濃度又は各階調の濃度を決定する手順を示す図である。明度測定装置８では、先ず、光センサなどにより記録媒体１５の反射率を測定する（Ｐ１）。次いで、記録媒体１５の光反射率ρから、ＣＩＥ１９７６のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間による明度指数ＬＢ＊を算出する（Ｐ２）。
【００２６】
明度指数Ｌ＊と反射率ρの関係は、
Ｌ＊＝（１１６×ρ１／３）−１６  …（１）
のように式（１）で表現される。また、明度測定装置８で測定された記録媒体１５の明度指数ＬＢ＊はレーザ制御装置１０に送られる（Ｐ３）。
【００２７】
レーザ制御装置１０では、記録媒体における明度指数での画像部分の見やすさの観点で予め設定されている基準値（記録媒体の基準明度指数ＬＢＲ＊、画像の最大濃度の基準明度指数ＬＰＲ＊）をもとに、次の式（２）により、画像の最大濃度の明度指数ＬＰ＊を算出する（Ｐ４）。
【００２８】
ＬＢＲ＊：ＬＰＲ＊＝ＬＢ＊：ＬＰ＊  …（２）
例えば、基準値がＬＢＲ＊＝９４、ＬＰＲ＊＝１６と設定されていた場合、ＬＢ＊＝９０のときＬＰ＊＝１５．３２（例１）、ＬＢ＊＝８５のときＬＰ＊＝１４．４７（例２）、ＬＢ＊＝８０のときＬＰ＊＝１３．６２（例３）となる。これらの数値は図４に示す通りであって、図４では画像部分の階調数を８とした場合の画像部分の明度指数を示し、階調０が画像部分の最大明度指数、即ち最も黒い部分を表し、階調７が記録媒体の明度指数を表している。
【００２９】
換言すると、図４において、階調７における基準値９４は記録媒体の明度指数を表し、階調０における基準値１６は画像部分の最大濃度の明度指数を表していて、この記録媒体と画像部分の明度指数関係を画像の見やすさの基準として、例えば、記録媒体の明度指数が、例１として示されているように９０のときに、画像部分の最大濃度の明度指数が１５．３２であれば良いことを図示しているのである。
【００３０】
図４に示すように、今回、基準値をＬＢＲ＊＝９４、ＬＰＲ＊＝１６と設定したが、基準値はこの値に限ったものではなく、条件、状況に応じて任意に設定可能である。この様な算出データの複数種類を準備しておいて、これらをメモリなどの記憶装置に記憶させておき、記録媒体１５の明度指数ＬＢ＊の値に対応して、記憶装置から読み出すようにしても良い。このように、記録媒体１５の明度がばらついても、記録媒体１５の明度と画像の最大濃度に対応した明度の比を一定に保つようにする。
【００３１】
次に、階調性を有する画像を形成するのか否かを決定し（Ｐ５）、階調性画像でない場合（階調性画像で画像を形成するのではなくて単一の最大濃度で画像を形成する場合）には、式（２）により算出された明度指数ＬＰ＊は、式（１）をもとに反射率ρに変換される（Ｐ６）。更に、反射率ρは次に示す式（３）によって画像濃度Ｄに変換され（Ｐ７）、画像濃度に対応した出力となるようにレーザビーム１４出力が制御されて（Ｐ８）、最終的に記録媒体に所望濃度の画像が形成される（Ｐ９）。
【００３２】
Ｄ＝−ｌｏｇρ  …（３）
ここにおいて、レーザビーム出力制御（Ｐ８）から記録媒体への所望濃度の画像形成に至る手順については、図示していないが、感光体表面への静電潜像の形成、可視像への現像、記録媒体への転写及び定着が実行されるものである。
【００３３】
以上説明したような一連のプロセスにより画像が形成される。本実施形態の構成例では、記録媒体１５の明度指数Ｌ＊の算出を明度測定装置８で行っているが、この機能をレーザ制御装置１０に持たせても良い。
【００３４】
次に、階調性を有する画像を形成するのか否かを決定（Ｐ５）において、階調性画像を形成する場合には、式（１）で算出された記録媒体１５の明度指数ＬＢ＊と、式（２）で算出された画像の最大濃度の明度指数ＬＰ＊をもとに各階調の明度指数を設定する（Ｐ１０）。
【００３５】
例えば、階調数が８階調の場合、ＬＢ＊とＬＰ＊の間を７分割し、図４に示すように、各階調間の明度が略等間隔になるように設定する。図４では画像の最大濃度の階調を０、記録媒体の階調を７としている。この時、各階調と明度の関係は図５のように直線になる。図４、図５の例では８階調であるが、ｎ階調の場合はＬＢ＊とＬＰ＊の間を（ｎ−１）分割すれば良い。
【００３６】
更に、以上のように設定された各階調の明度指数は、式（１）をもとに反射率に変換される（Ｐ１１）。各階調と反射率の関係を図６、図７に示す。さらに、反射率は、前記Ｐ７に示したと同様に各階調の濃度に変換されて（Ｐ１２）、画像濃度に対応した出力となるようにレーザビーム１４出力を制御し（Ｐ８）、記録媒体へ画像が形成される（Ｐ９）のである。本実施形態の構成例においても、記録媒体１５の明度指数Ｌ＊の算出を明度測定装置８に代えて、レーザ制御装置１０に持たせても良い。
【００３７】
本実施形態では、階調性のある画像形成の場合に、階調間の濃度差が一定であって人間の眼で見て各階調間濃度差がリニアとなるように構成した例を示したが、この例に限らず、記録媒体の色に最も近い色、即ち図４の例では階調６の濃度については、階調６の画像と記録媒体との識別性の観点で、階調６と階調７の濃度差を他の階調の濃度差よりも大とするような階調画像としても良い。即ち、図４の例で、階調０と階調６までの濃度差は一定の規定値とし、階調６と階調７の濃度差は前記規定値よりも大とする画像形成である。
【００３８】
更に、記録媒体が白地のもの乃至白地に若干の着色のものであって画像が黒色の場合に限らず、記録媒体が黒色であって画像が白色乃至灰色の場合のものについても、本発明は適用可能である。
【００３９】
以上説明した本実施形態においては、モノクロの電子写真プロセスを例として説明したが、カラーの電子写真プロセスにおいても本発明を適用できることは言うまでもなく、さらには、インクジェットプリンタなどの画像形成装置にも本発明を適用できることは明らかである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、記録媒体毎の明度に応じて画像の最大濃度と、各階調の濃度を変更することで、記録媒体毎の明度にばらつきが生じた場合でも、画像の最大濃度の明度と背景部分の明度の比を一定にし、かつ、各階調間の明度の差を一定にすることができ、良好な階調画像を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略的な全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置における露光装置の構成を示す図である。
【図３】本実施形態における画像の最大濃度と各階調濃度を決定する手順を示す図である。
【図４】画像の各階調と明度の関係を示す図である。
【図５】図４に示す各階調と明度の関係を示すグラフである。
【図６】画像の各階調と反射率の関係を示す図である。
【図７】図６に示す各階調と反射率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
５  転写分離装置
６  クリーニング装置
７  除電装置
８  明度測定装置
９  定着装置
１０  レーザ制御装置
１１  レーザ発生装置
１２  ポリゴンミラー
１３  光学系
１４  レーザビーム
１５  記録媒体
【図１】
0004363755.tif 000002
【図２】
0004363755.tif 000003
【図３】
0004363755.tif 000004
【図４】
0004363755.tif 000005
【図５】
0004363755.tif 000006
【図６】
0004363755.tif 000007
【図７】
0004363755.tif 000008