(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セットアップ時に求めた第１の階調変換テーブルと、ジョブ実行時に求めた第２の階調変換テーブルとを合成し、画像形成条件を制御する画像形成装置において、
前記第１の階調変換テーブルにおける入力階調数を拡張する第１の階調拡張手段と、
前記第２の階調変換テーブルにおける出力階調数を拡張する第２の階調拡張手段と、
前記第２の階調拡張手段によって出力階調数が拡張された第２の階調変換テーブルの出力階調値を前記第１の階調拡張手段によって入力階調数が拡張された第１の階調変換テーブルの入力階調値に当てはめて、拡張前の階調数と同じ入出力階調数を有する第３の階調変換テーブルを生成する合成手段と
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セットアップ時に求めた第１の階調変換テーブルと、ジョブ実行時に求めた第２の階調変換テーブルとを合成して画像形成条件を制御する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置の階調補正では、電源投入時などのセットアップ時に多階調のトナーパッチを形成し、その濃度検出値から読取階調に対する出力階調を得るための階調変換テーブルを生成している（特開昭６３−１１３５６８号公報参照）。しかし、セットアップ後のジョブ実行時にも濃度の変動は起こりえるため、これを補正する必要が生じる。
【０００３】
ところが、ジョブ実行時はセットアップ時のように時間的な余裕がないことから、多階調のトナーパッチを生成してその濃度検出値から階調変換テーブルを求めるのは困難である。そこで、少ない階調（例えば、２階調）のトナーパッチを形成し、このトナーパッチの濃度検出値から生成した階調変換テーブルを補正することで、短時間で精度良い階調変換テーブルを生成するようにしている。
【０００４】
この技術では、セットアップ時に生成した階調変換テーブルとジョブ実行時に生成した階調変換テーブルとを別個に記憶しておくメモリが必要となる。そこで、少ない階調のトナーパッチからでも精度良く階調変換テーブルを生成し、しかもメモリ容量を節約する観点から、セットアップ時に生成した階調変換テーブルと、ジョブ実行時に生成した階調変換テーブルとを合成する技術が開示されている（特開平５−３３６３６７号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、セットアップ時に生成した階調変換テーブルと、ジョブ実行時に生成した階調変換テーブルとを合成する技術においては、合成する前の階調変換テーブルが飽和している場合、合成して得た階調変換テーブルも階調の途中から飽和してしまい、画像データで表現できる全ての階調で精度良い変換を行えなくなる問題がある。
【０００６】
図９は、飽和による影響を説明する図である。すなわち、（ａ）はジョブ実行時に生成した階調変換テーブル、（ｂ）はセットアップ時に生成した階調変換テーブル、（ｃ）は合成後の階調変換テーブルである。
【０００７】
階調変換テーブルの合成を行うには、先ず、図９（ａ）に示すジョブ実行時の階調変換テーブルを用いて入力階調Ｃinに対する出力階調Ｃout を求める。続いて、この出力階調Ｃout の値を図９（ｂ）に示すセットアップ時の階調変換テーブルの入力階調Ｃinに当てはめ、この入力階調Ｃinに対する出力階調Ｃout を求める。
【０００８】
このジョブ実行時の階調変換テーブルの入力階調Ｃin→出力階調Ｃout →セットアップ時の階調変換テーブルの入力階調Ｃin→出力階調Ｃout を全ての階調について行い、図９（ｃ）に示すジョブ実行時の入力階調Ｃinに対するセットアップ時の出力階調Ｃout から成る合成後の階調変換テーブルを作成する。
【０００９】
ここで、図９（ａ）に示すジョブ実行時の階調変換テーブルにおいては、入力階調Ｃinが２５５に達する前に出力階調Ｃout が２５５に飽和している。このため、階調変換テーブルを合成を行う場合、飽和した部分が２５５より低い出力階調で飽和してしまうことになる。
【００１０】
また、このような合成によって階調変換テーブルを作成する場合、例えば朝一番で行うセットアップが何らかの原因によって濃度がずれていると、合成後の階調変換テーブルとして正確なものが生成できず、精度良い階調補正ができないことになる。また、ずれていた濃度がしばらくすると元の状態に戻る場合もあるが、ジョブ実行時に作成する階調変換テーブルでそのずれ量を吸収するには時間がかかり、大きな濃度変化を精度良く補正するのは困難である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成された画像形成装置である。すなわち、本発明は、セットアップ時に求めた第１の階調変換テーブルと、ジョブ実行時に求めた第２の階調変換テーブルとを合成し、画像形成条件を制御する画像形成装置であり、第１の階調変換テーブルにおける入力階調数を拡張する第１の階調拡張手段と、第２の階調変換テーブルにおける出力階調数を拡張する第２の階調拡張手段と、第２の階調拡張手段によって出力階調数が拡張された第２の階調変換テーブルの出力階調値を第１の階調拡張手段によって入力階調数が拡張された第１の階調変換テーブルの入力階調値に当てはめて、拡張前の階調数と同じ入出力階調数を有する第３の階調変換テーブルを生成する合成手段とを備えている。
【００１２】
このような本発明では、第１の階調拡張手段で第１の階調変換テーブルにおける入力階調数を拡張し、第２の階調拡張手段で第２の階調変換テーブルにおける出力階調数を拡張していることから、いずれかの階調変換テーブルが飽和する場合であっても、階調数の拡張によって飽和させずに済み、合成して得られる第３の階調変換テーブルにおいて飽和を避けることができるようになる。また、合成して得られる第３の階調変換テーブルでは、拡張前の階調数と同じ入出力階調数となるため、入出力とも拡張する前の階調数から成るルックアップテーブルを自動的に作成することができるようになる。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、セットアップ時にトナーパッチの濃度検出を行って得た検出値と、ジョブ実行時にトナーパッチの濃度検出を行って得た検出値とが所定の閾値を越える場合、ジョブの実行を一時停止し、第１の階調変換テーブルの再作成を行うものでもある。
【００１４】
このような本発明では、セットアップ時のトナーパッチの濃度検出値とジョブ実行時のトナーパッチの濃度検出値とが所定の閾値を越えている場合、再度セットアップ時に行う第１の階調変換テーブルの作成をやり直すことから、セットアップ時だけ何らかの影響で濃度検出値がずれている場合、その後に正常に戻った状態で階調変換テーブルを作成し直すことができ、合成後の第３の階調変換テーブルの精度を向上させることができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態における画像形成装置の構成図である。すなわち、この画像形成装置は、転写ベルトＢ上に形成されたトナーパッチの濃度を受光センサＳで検出し、この検出値に基づき画像形成条件の制御を行うＣＰＵ１と、階調補正のためのＬＵＴ（Look Up Table ）２と、三角波等の基準波を発生するパターン発生器３と、ＬＵＴ２を参照して階調補正された画像データとパターン発生器３での基準波とを比較してパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を出力するパルス幅変調回路４と、ＰＷＭ信号に基づきレーザ光の出力制御を行うレーザドライバ５と、レーザドライバ５からの信号に基づきＫ（黒）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（黄）の各色の現像を行う感光体６１、６２、６３、６４とを備えている。
【００１６】
このうち、本実施形態における画像形成装置は、ＣＰＵ１で実行されるプログラム処理として、第１の階調拡張手段１１と、第２の階調拡張手段１２と、合成手段１３とを備えている点に特徴がある。
【００１７】
本実施形態の画像形成装置では、階調補正を行うにあたりＬＵＴ２を用いているが、このＬＵＴ２として、装置の電源投入時等に行われるセットアップにおいて生成される第１の階調変換テーブルと、ジョブ実行時に生成される第２の階調変換テーブルとを合成したものが用いられている。
【００１８】
ここで、第１の階調拡張手段１１は、セットアップ時に生成した第１の階調変換テーブルの階調数を拡張し、第２の階調拡張手段１２は、ジョブ実行時に生成した第２の階調変換テーブルの階調数を拡張する。また、合成手段１３は、階調数の拡張された第１の階調変換テーブルと第２の階調変換テーブルとの合成を行い、第３の階調変換テーブルであるＬＵＴ２を生成する。
【００１９】
ここで、ＬＵＴ２の合成による生成を図２のフローチャートに沿って説明する。なお、以下の説明で図２に示されない符号は、特に指示しない限り図１を参照するものとする。
【００２０】
先ず、セットアップ開始として、ステップＳ１０１に示すように、画像濃度検出用のトナーパッチを作成する。このセットアップ時には例えば１２階調から成るトナーパッチを転写ベルトＢ上に作成する。
【００２１】
次に、ステップＳ１０２に示すように、受光センサＳによってこのトナーパッチの濃度を検出する。次いで、ステップＳ１０３では、１２階調から成るトナーパッチの濃度検出値を２５６階調に拡張し、目標濃度カーブと突き当てて、第１の階調変換テーブルを作成する。
【００２２】
そして、ステップＳ１０４では、第１の階調拡張手段１１により、第１の階調変換テーブルの階調数を出力画像（例えば、８ｂｉｔ）以上まで拡張する処理を行う。
【００２３】
このセットアップ時の第１の階調変換テーブルの作成における具体例を説明する。図３は、入力階調Ｃinと光学センサＳの検出値Ｒadc との関係を示す図である。この図のプロットが実際に検出した１２階調から成るトナーパッチの濃度検出値である。この１２階調から成るトナーパッチの濃度検出値を直線補間して２５６階調に対応するトナーパッチの濃度検出値を作成する。
【００２４】
また、図４は突き当て処理による第１の階調変換テーブルの作成例を示す図である。すなわち、図４（ａ）に示すように、先に直線補間した２５６階調に対応するトナーパッチの濃度検出値（現在のＲadc ）と目標のＲadc との差を補間するため、先ず、図中▲１▼に示すようにＬＵＴを求めようとする入力階調Ｃinに対応する目標Ｒadc を求め、次に、図中▲２▼に示すようにその目標Ｒadc と同じ現在のＲadc を求める。その後、図中▲３▼に示すように目標Ｒadc と同じ現在のＲadc に対応した入力階調Ｃinを求め、その入力階調Ｃinを出力階調Ｃout とする。
【００２５】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の▲１▼〜▲３▼の処理を全ての階調において行い、入力階調Ｃinと出力階調Ｃout との関係を求めて得たＬＵＴすなわち第１の階調変換テーブルを示している。
【００２６】
次に、ジョブ実行時のＬＵＴ作成について説明する。先ず、図２のステップＳ１０５に示すように、画像濃度検出用のトナーパッチを作成する。このジョブ実行時には、時間的な余裕がないことから例えば２階調から成るトナーパッチを転写ベルトＢ上に作成する。
【００２７】
次に、ステップＳ１０６に示すように、受光センサＳによってこのトナーパッチの濃度を検出する。次いで、ステップＳ１０７では、２階調の各々の濃度検出値から各々のセットアップ時との変動量を算出し、所定のテーブルを用いて２つの階調におけるＰｏｉｎｔ＿ＬＵＴを求める。
【００２８】
その後、ステップＳ１０８では、２つの階調におけるＰｏｉｎｔ＿ＬＵＴから他の階調のＬＵＴ値を係数によって算出して第２の階調変換テーブルを作成し、、第２の階調拡張手段１２により、第２の階調変換テーブルの階調数を出力画像（例えば、８ｂｉｔ）以上まで拡張する処理を行う。
【００２９】
このジョブ実行時の第２の階調変換テーブルの作成における具体例を説明する。図５は２階調のトナーパッチ濃度検出値から第２の階調変換テーブルを作成する例を示す図である。
【００３０】
先ず、図５（ａ）に示すように、低階調（ＣinＡ）と高階調（ＣinＢ）のトナーパッチの濃度検出値を求め、セットアップ時に求めた各々の階調における濃度検出値との差ΔＲadc （ＣinＡ）、ΔＲadc （ＣinＢ）を算出する。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示すように、２つの階調ＣinＡ、ＣinＢに対応したΔＲadc （ＣinＡ）、ΔＲadc （ＣinＢ）から、各々のＰｏｉｎｔ＿ＬＵＴを求める。このＰｏｉｎｔ＿ＬＵＴは、図６に示すΔＲadc とΔＬＵＴとの関係を示すテーブルによって求める。
【００３２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、先に求めた２つの階調におけるＰｏｉｎｔ＿ＬＵＴから所定の係数や近似式を用いて他の入力階調Ｃinにおける出力階調Ｃout を計算する。そして、図５（ｄ）に示すように、数階調に拡張した各入力階調Ｃinにおける出力階調Ｃout を各々直線補間して第２の階調変換テーブルを作成する。
【００３３】
本実施形態では、セットアップ時に作成した第１の階調変換テーブルと、ジョブ実行時に作成した第２の階調変換テーブルとを合成手段１３によって合成し（図２に示すステップＳ１０９）、第３の階調変換テーブルすなわちＬＵＴ２を生成している。
【００３４】
次に、この合成手順について説明する。図７は合成を説明する図で、（ａ）はジョブ実行時に生成した第２の階調変換テーブル、（ｂ）はセットアップ時に生成した第１の階調変換テーブル、（ｃ）は合成後の階調変換テーブルである。
【００３５】
合成を行うには、先ず、図７（ａ）に示すジョブ実行時に作成した第２の階調変換テーブルの出力階調Ｃout の階調数を第２の階調拡張手段１２によって拡張する。この例では５１１まで拡張しており、これによって図中破線で示す飽和部分が手前の傾斜に基づき延長されることになる。
【００３６】
次に、図７（ｂ）に示すセットアップ時に作成した第１の階調変換テーブルの入力階調Ｃinの階調数を第１の階調拡張手段１１によって拡張する。この場合、図７（ａ）に示す出力階調Ｃout を５１１に拡張したのに対応し、第１の階調変換テーブルの入力階調Ｃinも５１１に拡張する。これによって図中１点鎖線で示す部分が手前の傾斜に基づき延長されることになる。
【００３７】
そして、図７（ａ）に示す入力階調Ｃinに対する出力階調Ｃout を求め、その出力階調Ｃout の値を図７（ｂ）に示す入力階調Ｃinに当てはめ、この入力階調Ｃinに対する出力階調Ｃout を求める。
【００３８】
このジョブ実行時の階調変換テーブルの入力階調Ｃin→出力階調Ｃout →セットアップ時の階調変換テーブルの入力階調Ｃin→出力階調Ｃout を全ての階調について行い、図７（ｃ）に示すジョブ実行時の入力階調Ｃinに対するセットアップ時の出力階調Ｃout から成る合成後の階調変換テーブルを作成する。
【００３９】
このような合成により、図７（ｃ）の図中破線で示す飽和部分がなくなり、全ての入力階調Ｃinに対する出力階調Ｃout を得ることが可能となる。
【００４０】
なお、階調数の拡張において、図７（ａ）に示すジョブ実行時に生成した第２の階調変換テーブルの出力階調Ｃout と、図７（ｂ）に示すセットアップ時に生成した第１の階調変換テーブルの入力階調Ｃinのみを拡張し、図７（ａ）に示すジョブ実行時に生成した第２の階調変換テーブルの入力階調Ｃinと、図７（ｂ）に示すセットアップ時に生成した第１の階調変換テーブルの出力階調Ｃout とをそのまま拡張しないようにすれば、合成後には、入出力とも拡張する前の階調数から成るＬＵＴを自動的に作成することが可能となる。
【００４１】
次に、本実施形態における画像形成装置のテーブル作成の流れを説明する。図８はテーブル作成を説明するフローチャートである。先ず、ステップＳ２０１に示すように、セットアップで作成する多階調のトナーパッチにより第１の階調変換テーブルを作成する。
【００４２】
次いで、ステップＳ２０２に示すように、セットアップで作成した第１の階調変換テーブルを基準値として記憶する。その後、ステップＳ２０３に示すように、ジョブ実行時にハイライトおよび中間調の２つのトナーパッチを作成する。
【００４３】
そして、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で作成した２つのトナーパッチの光学センサによる検出値と、ステップＳ２０２で記憶したセットアップ時の基準値とを比較する。
【００４４】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で比較した結果、その差が所定値以上になっているか否かを判断する。ここで、所定値以上になっている場合にはステップＳ２０１へ戻り、セットアップ時に行う多階調のトナーパッチを用いて再度、第１の階調変換テーブルの作成を行う。つまり、ジョブ実行時のトナーパッチ検出値がセットアップ時の基準値と所定値以上ずれている場合には、セットアップ時に何らかの影響によって通常とは異なる基準値が作成されたものとみなし、再度セットアップ時に行う第１の階調変換テーブルの作成を行う。
【００４５】
一方、ステップＳ２０５で比較結果が所定値以上になっていない場合にはステップＳ２０６へ進み、ジョブ実行時に作成したハイライトおよび中間調の２つのトナーパッチの光学センサによる検出値に基づき第２の階調変換テーブルを作成する。つまり、この場合は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０２で作成した基準値が信頼できるものとみなし、ジョブ実行時における第２の階調変換テーブルを作成する。その後は、この第２の階調変換テーブルと第１の階調変換テーブルとの合成を行い、第３の階調変換テーブルを用いた画像形成を行うことになる。
【００４６】
このようなテーブル作成によって、電源投入時など環境が不安定な時に第１の階調変換テーブルを作成した場合であっても、その後の判断で再度作成することができ、ジョブ実行時には信頼性の高い階調変換テーブルによって画像形成を行うことが可能となる。
【００４７】
また、ジョブ実行時に階調変換テーブルを更新するには以下のタイミングで行う。すなわち、例えば、４色のカラー画像形成モード時においては、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色全ての階調パッチデータがそろった時点で階調変換テーブルの合成を行い、３色のカラー画像形成モード時においては、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色全ての階調パッチデータがそろった時点で階調変換テーブルの合成を行い、単色（黒）画像形成モード時においては、Ｋ（黒）の階調パッチデータが得られた時点で階調変換テーブルの合成を行う。
【００４８】
これにより、合成終了時の次のプリント１色目から新たな階調変換テーブルが使用されることになる。また、この際、ジョブ実行時に使用する階調変換テーブルと、計算（合成）処理で用いられる階調変換テーブルとを独立して記憶しておくことにより、連続ジョブ実行時においてもジョブを中断することなく新たな階調変換テーブルを作成し、次のプリント１色目から使用できるようになる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば次のような効果がある。すなわち、セットアップ時に作成した第１の階調変換テーブルとジョブ実行時に作成した第２の階調変換テーブルを合成して第３の階調変換テーブルを作成する場合、画像データで表現できる全ての階調に対応した変換テーブルを作成することができ、精度良い画像形成を行うことが可能となる。また、セットアップ時など環境が不安定な時に第１の階調変換テーブルを作成した場合でも、再度の作成によって常に安定した状態で第１の階調変換テーブルおよび第２の階調変換テーブルを作成でき、合成後の第３の階調変換テーブルの高信頼性による画質向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態における画像形成装置の構成図である。
【図２】  ＬＵＴ合成を説明するフローチャートである。
【図３】  入力階調Ｃinと光学センサの検出値Ｒadc との関係を示す図である。
【図４】  突き当て処理による第１の階調変換テーブルの作成例を示す図である。
【図５】  ２階調のトナーパッチ濃度検出値から第２の階調変換テーブルを作成する例を示す図である。
【図６】  ΔＲadc とΔＬＵＴとの関係を示す図である。
【図７】  合成手順について説明する図である。
【図８】  テーブル作成を説明するフローチャートである。
【図９】  飽和による影響を説明する図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…ＬＵＴ、３…パターン発生器、４…パルス幅変調回路、５…レーザドライバ、１１…第１の階調拡張手段、１２…第２の階調拡張手段、１３…合成手段
【図１】
0003846059.tif 000002
【図２】
0003846059.tif 000003
【図３】
0003846059.tif 000004
【図４】
0003846059.tif 000005
【図５】
0003846059.tif 000006
【図６】
0003846059.tif 000007
【図７】
0003846059.tif 000008
【図８】
0003846059.tif 000009
【図９】
0003846059.tif 000010