(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号から出力画像信号への変換特性を表す画像処理用階調変換テーブルを保持する階調変換テーブル保持手段と、前記画像処理用階調変換テーブルを用いて前記入力画像信号を前記出力画像信号に変換する画像変換手段と、画像形成用階調変換テーブルに基づいて前記出力画像信号に応じた画像が潜像として書き込まれる像担持体とを有する画像形成装置であって、
前記像担持体の帯電電位と露光電位との差の絶対値が最も大きくなる条件での潜像特性である第１の潜像特性と、前記帯電電位と前記露光電位との差の絶対値が最も小さくなる条件での潜像特性である第２の潜像特性とを検出する手段と、
前記第１及び第２の潜像特性に基づく前記像担持体の現像結果が、任意に設定した第１の目標階調特性を示すように各潜像特性に対応する第１及び第２の現像特性をそれぞれ決定し、該第１及び第２の現像特性に対応する第１及び第２の階調特性を求める手段と、
前記第１の階調特性のテーブル値を直交座標面内に表した入力画像信号―出力画像信号曲線と、前記第２の階調特性のテーブル値を直交座標面内に表した入力画像信号―出力画像信号曲線とが、無変換特性が示す直線に対して線対称になるように前記画像形成用階調変換テーブルの前記第１の目標階調特性を変化させて第２の目標階調特性とする階調特性変更手段と、
前記各潜像特性に基づく前記像担持体の現像結果が、前記第２の目標階調特性を示すように各潜像特性に対応する現像特性をそれぞれ決定することにより、前記第１及び第２の階調特性を基に画像形成用階調変換テーブルを調整する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】
前記第１の潜像特性と前記第２の潜像特性とを、一回の検出で求め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】
前記階調特性変更手段は、前記第１の階調特性のテーブル値と前記第２の階調特性のテーブル値との加重平均値が前記無変換特性のテーブル値と一致するように前記第１の目標階調特性を前記第２の目標階調特性に変化させることを特徴とする請求項１又は２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】
本発明は、デジタル方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置の画像処理で使用され、画像データの階調変換のための補正階調曲線の補正方法を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル方式の画像形成装置において、プリンタなどの出力装置（画像形成手段）の出力特性を補正したり、特定の濃度領域を強調するために、画像信号変換テーブル（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ：以下ＬＵＴという）が使われている。
【０００３】
一般に画像形成装置は、画像読み取り手段、画像処理手段、画像書込み手段などによって形成されており、ＬＵＴは、画像処理手段に内装されていて、画像読み取り手段から画像処理手段に入力される入力画像信号を変換して出力画像信号として画像書込み手段に出力する。
【０００４】
ＬＵＴは、プリンタ（画像形成部）の画像濃度についての出力特性に反映してつくられるため、画像形成手段における”劣化や汚れ”などにより、プリンタの出力特性が変化してしまった場合、補正の役割を果たさないことになる。
【０００５】
これを補正するために、画像形成装置内部で行われるプロセス・コントロールと呼ばれる制御の１つとして、感光体や転写体などの像担持体上に、画像濃度の異なる複数の階調パターンを形成し、その階調パターンを光学センサにより検知し、その反射光、または透過光を検知することにより、帯電電位、現像バイアス、レーザ露光量を変更したり、また、階調補正テーブル変更したりすることが行われる。
【０００６】
上記の補正方法は、画像形成装置内で自動的に補正することができ、操作者の手を煩わせなくて良いというメリットがあるが、光学センサの特性上、トナーの付着量が多い高濃度部において感度が無いため、トナーの付着量が少ない低濃度部から中間濃度部へかけての補正となる。また、転写部の転写能力の経時変化により転写されるトナー量の変動、または、定着部における定着性の変化による画像濃度の変動を補正できないという問題がある。
【０００７】
これに対し、像担持体上に形成されたパターン像を転写材に転写し、定着したものをスキャナで読み取り、その読み取ったデータに基づいて階調補正テーブルの選択及び作成を行ったり、色変換係数、ＲＧＢ−ＹＭＣＫ色変換テーブルの作成等が行われる。この方法は、前述した光学センサを用いた補正方法に比べて、排出された転写材を操作者の手によって原稿台に載置するなどのオペレータによる処理が必要となるが、トナーの付着量が多い高濃度部の補正が可能であり、また、転写部の経時変化、定着部における定着性の変化による画像濃度の変化を補正できるというメリットがある。
【０００８】
上記のように、階調変換テーブルの機能は、帯電、レーザ露光、現像、転写、定着などの作像機能と、現像剤、感光体などのサプライからなる画像形成部の変動に応じて補正する補正機能と、色再現や階調性を向上させるための画像処理機能とを有する。
【０００９】
上記の階調変換テーブルの機能は、別々の階調変換回路にそれぞれの機能を割り当てても良いし、１つの階調変換回路に２つの機能の階調変換テーブルを合成することも可能である。
【００１０】
また、公知技術として、画像形成部の変動を階調補正テーブルにより補正する画像形成装置が特開平８−２６５５７０号公報に開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術に示されるように、階調変換テーブルは、画像形成部の階調変動を補正するための階調変換テーブルをリニアにするといった配慮を行っていないため、経時的に階調補正テーブルが変化していった場合に、有効階調数が減少する可能性があるという問題点がある。
【００１２】
本発明の第１の目的は、現像特性補正用の階調変換テーブルの特性を経時的に変更した場合においても、有効な階調数の低下を発生させずに、階調豊かな画質を維持することのできる画像形成装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の目的は、経時的に変化する現像特性に応じて電位制御条件を変更することにより、その変更可能な電位制御条件の範囲内で、有効階調数の低下が生じないようにする画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の第３の目的は、経時的に変化する現像特性の現像ポテンシャルが低下、もしくは上昇の一方向である場合に、効果的に、有効階調数の低下が生じないようにする画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の第４の目的は、潜像特性の検知に要する時間を短縮する画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の第５の目的は、電位制御範囲において、有効階調数を減らさない階調変換特性の決定方法を有する画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の第６の目的は、現像剤の特性の経時変化に対応して、電位制御条件を順次変更したり、電位条件によって微妙に補正テーブルが変化していく場合でも、平均的に有効階調数の減少が少ない階調変換特性の決定方法を有する画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の第７の目的は、潜像特性を検知する際の潜像条件を開示する画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
本発明の第８の目的は、現像特性を予め決められた階調特性が得られるように補正することにより、有効な階調数の低下を防ぎ、階調性豊かな画像を維持する画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
本発明の第９の目的は、画像処理手段と画像形成手段との両方に階調変換テーブルを有する構成の画像形成装置において、画像濃度の経時変化の少ない画像を出力する画像形成装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、入力画像信号から出力画像信号への変換特性を表す画像処理用階調変換テーブルを保持する階調変換テーブル保持手段と、画像処理用階調変換テーブルを用いて入力画像信号を出力画像信号に変換する画像変換手段と、画像形成用階調変換テーブルに基づいて出力画像信号に応じた画像が潜像として書き込まれる像担持体とを有する画像形成装置であって、像担持体の帯電電位と露光電位との差の絶対値が最も大きくなる条件での潜像特性である第１の潜像特性と、帯電電位と露光電位との差の絶対値が最も小さくなる条件での潜像特性である第２の潜像特性とを検出する手段と、第１及び第２の潜像特性に基づく像担持体の現像結果が、任意に設定した第１の目標階調特性を示すように各潜像特性に対応する第１及び第２の現像特性をそれぞれ決定し、該第１及び第２の現像特性に対応する第１及び第２の階調特性を求める手段と、第１の階調特性のテーブル値を直交座標面内に表した入力画像信号―出力画像信号曲線と、第２の階調特性のテーブル値を直交座標面内に表した入力画像信号―出力画像信号曲線とが、無変換特性が示す直線に対して線対称になるように画像形成用階調変換テーブルの第１の目標階調特性を変化させて第２の目標階調特性とする階調特性変更手段と、各潜像特性に基づく像担持体の現像結果が、第２の目標階調特性を示すように各潜像特性に対応する現像特性をそれぞれ決定することにより、第１及び第２の階調特性を基に画像形成用階調変換テーブルを調整する手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、第１の潜像特性と第２の潜像特性とを、一回の検出で求めることを特徴とする。
【００２７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、階調特性変更手段は、第１の階調特性のテーブル値と第２の階調特性のテーブル値との加重平均値が無変換特性のテーブル値と一致するように第１の目標階調特性を第２の目標階調特性に変化させることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態である画像形成装置を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態である画像形成装置における画像処理部の構成を示すブロック構成図である。
【００３１】
図１において、本発明の実施形態である画像形成装置における画像処理部は、スキャナ・ＩＰＵ部とプリンタ部の２つによって構成される。前述のスキャナ・ＩＰＵ部は、スキャナ１２０と、シェーディング補正回路１０１と、エリア処理回路１０２と、スキャナγ変換回路１０３と、画像分離回路１０４と、ＭＴＦフィルタ１０５と、色変換ＵＣＲ処理回路１０６と、変倍回路１０７と、画像加工（クリエイト）回路１０８と、画像処理用プリンタγ変換回路１０９と、階調処理回路１１０と、パターン生成回路１２１と、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１２３とから構成されていて、さらにパターン生成回路１２１以外の上記各部位がＲＯＭ１１４とＣＰＵ１１５とＲＡＭ１１６とにシステムバス１２５を介して接続されるように構成されている。
【００３２】
後述したプリンタ部は、Ｉ／Ｆセレクタ１１１と、画像形成部用プリンタγ（以後プロコンγと呼ぶ）変換回路１１２と、プリンタ１１３と、パターン生成回路１２２とから構成されていて、パターン生成回路１２２以外の上記各部位がシステムコントローラ１１７に接続されるように構成されている。システムコントローラ１１７は、スキャナ・ＩＰＵ部のＣＰＵ１１５とシリアルＩ／Ｆを介して接続され、また、プリンタ部のＩ／Ｆセレクタ１１１は、プリンタコントローラ１１９を介して、上位装置であるコンピュータ１１８に接続されている。
【００３３】
まず、スキャナ・ＩＰＵ部において、複写すべき原稿は、カラー画像も読み込み可能なスキャナ１２０によりＲ、Ｇ、Ｂに色分解されて一例として１０ビットの画像信号として読み取られる。読みとられた画像信号は、シェーディング補正回路１０１により、主走査方向のムラが補正され、１０ビット信号で出力される。
【００３４】
エリア処理回路１０２では、現在処理を行っている画像データが原稿内のどの領域に属するかを区別するための領域信号を発生させる。エリア処理回路１０２で発生された領域信号により、後段の画像処理部で用いるパラメータを切り替える。これらの領域は、指定領域毎に、文字、銀塩写真（印画紙）、印刷原稿、インクジェット、蛍光ペン、地図、熱転写原稿など、それぞれの原稿に最適な色補正係数、空間フィルタ、階調変換テーブルなどの画像処理パラメータをそれぞれ画像領域に応じて設定することができる。
【００３５】
Ｉ／Ｆ（インタフェース）１２３は、スキャナ１２０で読み取った画像データを外部に出力する際に使用する。プリンタ部（画像形成部）とスキャナ・ＩＰＵ部（画像読み取り部、画像処理部）として使用する場合には、プリンタ部のＩ／Ｆセレクタ１１１から外部装置に読み取った画像データを出力することができる。
【００３６】
スキャナγ変換回路１０３では、スキャナ１２０からの読み取り信号が反射率データから明度データに変換される。画像分離回路１０４では、読み取った画像データにおける文字部分と写真部分の判定、及び有彩色・無彩色の判定が行われる。ＭＴＦフィルタ１０５では、シャープな画像やソフトな画像など、使用者の好みに応じてエッジ強調や平滑化といった画像信号の周波数特性を変更する処理が行われる。
【００３７】
色変換ＵＣＲ処理回路１０６では、入力系の色分解特性と出力系の色材の分光特性の違いを補正し、忠実な色を再現するために必要な色材ＹＭＣ（Ｙイエロー、Ｍマゼンダ、Ｃシアン）の量を計算する色補正処理部と、ＹＭＣの３色が重なる部分をＢｋ（ブラック）に置き換えるためのＵＣＲ処理部とからなる。色補正処理は、次式のようなマトリクス演算をすることにより実現できる。
【００３８】
【数１】
0003861109.tif 000002
【００３９】
ここで、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’は、Ｒ、Ｇ、Ｂの補数を示す。マトリクス係数ａｉｊは、入力系と出力系（色材）の分光特性によって決定される。ここでは、１次マスキング方程式を例に挙げたが、Ｂ2 、ＢＧのような２次項、あるいはさらに高次の項を用いることにより、より精度良く色補正することができる。また、色相によって演算式を変えたり、ノイゲバウアー方程式を用いることも可能である。何れの方法にしても、Ｙ、Ｍ、Ｃは、Ｂ’、Ｇ’、Ｒ’（またはＢ、Ｇ、Ｒでもよい）の値から求めることができる。
【００４０】
一方、ＵＣＲ処理に関しては、次式を用いて演算することにより処理することができる。
Ｙ’＝Ｙ−α・ｍｉｎ  （Ｙ、Ｍ、Ｃ）
Ｍ’＝Ｍ−α・ｍｉｎ  （Ｙ、Ｍ、Ｃ）
Ｃ’＝Ｃ−α・ｍｉｎ  （Ｙ、Ｍ、Ｃ）
Ｂｋ’＝  α・ｍｉｎ  （Ｙ、Ｍ、Ｃ）                  …式２
【００４１】
式２において、αはＵＣＲの量を決める係数で、α＝１の時１００％ＵＣＲ処理となる。αは一定値でも良い。例えば、高濃度部において、αは１に近く、ハイライト部においては０に近くすることにより、ハイライト部での画像を滑らかにすることができる。
【００４２】
変倍回路１０７では、縦横の変倍処理が行われ、画像加工（クリエイト）回路１０８では、リピート処理などが行われる。
【００４３】
画像処理用プリンタγ回路１０９では、文字部分、写真部分などのそれぞれの画質モードに応じて、画像信号の補正が行われる。また、地肌飛ばしなども同時に行うこともできる。画像処理用プリンタγ補正回路１０９は、前述したエリア処理回路１０２によって発生した領域信号に対応して切り替え可能な複数本（一例として１０本）の階調変換テーブルを有する。この階調変換テーブルは、文字、銀塩写真（印画紙）、印刷原稿、インクジェット、蛍光ペン、地図、熱転写原稿など、それぞれの原稿に最適な階調変換テーブルを複数の画像処理パラメータの中から選択することができる。
【００４４】
階調処理回路１１０ではディザ処理が行われる。ディザ処理が施された出力は、画素周波数を１／２に下げるため、２画素分のデータを同時にプリンタ部に転送することができるように、画像データバスを１６ビットの幅（８ビットの画像データの２本分）を備えるように構成する。
【００４５】
次に、プリンタ部において、Ｉ／Ｆ・セレクタ１１１は、スキャナ１２０で読み込んだ画像データを外部の画像処理装置などで処理するために出力したり、外部のホスト装置であるコンピュータ１１８、あるいは画像処理装置からの画像データをプリンタ１１３で出力するための切り替え機能を有する。
【００４６】
画像形成用プリンタγ（プロコンγ）補正回路１１２は、Ｉ／Ｆセレクタ１１１からの画像信号を階調変換テーブルを用いて変換し、後述するレーザ変調回路に出力する。
【００４７】
プリンタ部は、前述のようにＩ／Ｆセレクタ１１１と、画像形成用プリンタγ１１２と、プリンタ１１３と、システムコントローラ１１７とから構成され、スキャナ・ＩＰＵ部とは独立しても使用可能である。ホスト装置であるコンピュータ１１８からの画像信号は、プリンターコントローラ１１９を介してＩ／Ｆセレクタ１１１に入力され、画像形成用プリンタγ補正回路１１２により階調変換され、プリンタ１１３により画像形成が行われて出力することにより、プリンタとして使用できる。
【００４８】
画像処理部であるスキャナ・ＩＰＵ部は、ＣＰＵ１１５により制御される。ＣＰＵ１１５は、ＲＯＭ１１４とＲＡＭ１１６とシステムバス１２５とに接続されている。また、ＣＰＵ１１５は、シリアルＩ／Ｆを通じて、システムコントローラ１１７と接続されており、図示しない操作部などからのコマンドが、システムコントローラ１１７を通じて送信される。送信された画質モード、濃度情報及び領域情報等に基づいて上述したそれぞれの画像処理回路に対する各種パラメータが設定される。パターン発生回路１２１、１２２は、それぞれ画像処理部、画像形成部で使用する階調パターンを発生させる。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態である画像形成装置の概略機構を示す断面図である。図２において、複写機本体１は、ほぼ中央部に配置された像担持体としてのφ１２０［ｍｍ］の有機感光体（ＯＰＣ）である感光体ドラム２と、その周囲には、感光体ドラム２の表面に帯電する帯電チャージャ３と、一様に帯電された感光体ドラム２の表面上に半導体レーザ光を照射して静電潜像を形成するレーザ光学系４と、静電潜像に各色トナーを供給して現像し、各色毎にトナー像を得る黒現像装置５及びイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの３つのカラー現像装置６、７、８と、感光体ドラム２上に形成された各色毎のトナー像を順次転写する中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９に転写電圧を印加するバイアスローラ１０と、転写後の感光体ドラム２の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１１と、転写後の感光体ドラム２の表面に残留する電荷を除去する除電部１２とが順次配列されている。
【００５０】
また、中間転写ベルト９には、転写されたトナー像を転写材に転写する電圧を印加するための転写バイアスローラ１３及び転写材に転写後に残留したトナー像をクリーニングするためのベルトクリーニング装置１４が配設されている。中間転写ベルト９から剥離された転写材を搬送する搬送ベルト１５の出口側端部には、トナー像を加熱及び加圧して定着させる定着装置１６が配置されているとともに、この定着装置１６の出口部には、排紙トレイ１７が取り付けられている。
【００５１】
レーザ光学系４の上部には、複写機本体１の上部に配置された原稿載置台としてのコンタクトガラス１８、このコンタクトガラス１８上の原稿に走査光を照射する露光ランプ１９、原稿からの反射光を反射ミラー２１によって結像レンズ２２に導き、光電変換素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）のイメージセンサアレイ２３に入光させる。ＣＣＤのイメージセンサアレイ２３で電気信号に変換された画像信号は図示しない画像処理装置を経て、レーザ光学系４中の半導体レーザのレーザ発振を制御する。
【００５２】
図３は、本発明の実施形態である画像形成装置に内蔵される制御系の拡大断面図である。図３に示したように制御系は、メイン制御部（ＣＰＵ）３０を備え、このメイン制御部３０に対して所定のＲＯＭ３１及びＲＡＭ３２が付設されているとともに、メイン制御部３０には、インタフェースＩ／Ｏ３３を介してレーザ光学系制御部３４と、電源回路３５と、光学センサ３６と、トナー濃度センサ３７と、環境センサ３８と、電位センサ３９と、トナー補給回路４０と、中間転写ベルト駆動部４１と、操作部４２とがそれぞれ接続されている。
【００５３】
レーザ光学系制御部３４は、レーザ光学系４のレーザ出力を調整するものであり、また電源回路３５は、帯電チャージャ１３に対して所定の帯電用放電電圧を与えると共に、黒現像装置５、カラー現像装置６、７、８に対して所定電圧の現像バイアスを与え、かつバイアスローラ１０および転写バイアスローラ１３に対して所定の転写電圧を与えるものである。
【００５４】
光学センサ３６は、感光体ドラム２の転写後の領域に隣接配置される発光ダイオードなどの発光素子とフォトセンサなどの受光素子とからなり、感光体ドラム２上に形成される検知パターン潜像のトナー像におけるトナー付着量及び地肌部におけるトナー付着量が各色毎にそれぞれ検知されるとともに、感光体除電後のいわゆる残留電位が電位センサ３９により検知されるようになっている。
【００５５】
この光学センサ３６からの検知出力信号は、図示しない光学センサ制御部に印加されている。光学センサ制御部は、検知パターントナー像に於けるトナー付着量と地肌部におけるトナー付着量との比率を求め、その比率値を基準値と比較して画像濃度の変動を検知し、トナー濃度センサ３７の制御値の補正を行なっている。さらに、トナー濃度センサ３７は、黒現像装置５からカラー現像装置６、７、８内に存在する現像剤の透磁率変化に基づいてトナー濃度を検知する。さらに、トナー濃度センサ３７は、検知されたトナー濃度値と基準値と比較し、トナー濃度が一定値を下回ってトナー不足状態になった場合に、その不足分に対応した大きさのトナー補給信号をトナー補給回路４０に印加する機能を備えている。電位センサ３９は、像担持体である感光体ドラム２上の表面電位を検知し、中間転写ベルト駆動部４１は、中間転写ベルト９の駆動を制御する。
【００５６】
黒現像装置５内に黒トナーとキャリアを含む現像剤が収容されていて、これは、現像剤撹拌部材の回転によって撹拌され、現像スリーブ４５上で、現像剤規制部材４４によってスリーブ４５上に汲み上げられる現像剤量を調整する。この供給された現像剤は、現像スリーブ４５上に磁気的に担持されつつ、磁気ブラシとして現像スリーブ４５の回転方向Ｓに回転する。
【００５７】
図４は、本発明の実施形態である画像形成装置の処理例のうち、特に、画像処理用プリンタγ補正回路１０９、階調処理回路１１０を示したブロック構成図である。図４において、原稿上の指定されたエリア情報と画像読み取り時の読み取り位置情報とを比較し、エリア処理回路１０２からエリア信号が発生される。エリア信号に基づいて、スキャナγ変換回路１０３、ＭＴＦフィルタ回路１０５、色変換ＵＣＲ回路１０６、画像加工回路１０８、画像処理用プリンタγ補正回路１０９、階調処理回路１１０で使用するパラメータを変更する。
【００５８】
画像処理用プリンタγ補正回路１０９内では、エリア処理回路１０２からのエリア信号をデコーダ１でデコードし、セレクタ１により、文字、インクジェットなどの複数の階調変換テーブルの中から選択する。図４における原稿の例では、文字の領域０と、印画紙の領域１と、インクジェットの領域２が存在する例を図示している。文字の領域０に対しては、文字用の階調変換テーブル１、印画紙の領域１に対しては、印画紙用の階調変換テーブル３、インクジェットの領域２に対しては、インクジェット用の階調変換テーブル２がそれぞれ一例として選択される。
【００５９】
画像処理用プリンタγ補正回路１０９で階調変換処理された画像信号は、階調処理回路１１０の中で再びエリア信号に対応させてデコーダ２によってデコードされた信号に基づいて、セレクタ２により、使用する階調処理方法を切り替える。使用可能な階調処理としては、ディザを使用しない処理方法、ディザを行う処理方法、誤差拡散処理方法などがある。誤差拡散処理方法は、インクジェット原稿に対して行う。
【００６０】
階調処理後の画像信号はセレクタ３に送られ、デコーダ３からの読み取り位置情報に基づいてライン１であるか、またはライン２であるかを選択する。ライン１及びライン２は副走査方向に１画素異なる毎に切り替えられる。ライン１のデータは、セレクタ３の下流に位置するＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  ＦｉｒｓｔＯｕｔ）メモリに一時的に蓄えられ、ライン１とライン２のデータが出力される。これにより、画素周波数を１／２に下げてＩ／Ｆセレクタ１１１に入力させることができる。
【００６１】
図５は、本発明の実施形態である画像形成装置におけるレーザ変調回路のブロック構成図である。図５において、書き込み周波数は、１８．６［ＭＨZ ］であり、１画素の走査時間は、５３．８［ｎｓｅｃ］である。８ビットの画像データは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５１でγ変換を行うことができる。
【００６２】
入力された位置情報は、パルス幅変調回路（ＰＷＭ）１５２で８ビットの画像信号の上位３ビットの信号に基づいて８値のパルス幅に変換され、パワー変調回路（ＰＭ）１５３で下位５ビットで３２値のパワー変調が行われ、レーザダイオード（ＬＤ）１５４が変調された信号に基づいて発光する。フォトディテクタ（ＰＤ）１５５で発光強度をモニタし、１ドット毎に補正を行う。レーザ光の強度の最大値は、画像信号とは独立に８ビット（２５６段階）に可変できる。
【００６３】
１画素の大きさに対し、主走査方向のビーム径（これは、静止時のビームの強度が最大値に対し、１／ｅ2 に減衰するときの幅として定義される）は、９０［％］以下、望ましくは８０［％］である。６００ＤＰＩ、１画素４２．３［μｍ］では、ビーム径は主走査方向５０［μｍ］、副走査方向６０［μｍ］が使用される。
【００６４】
図６は、画像処理用プリンタγ変換回路１０９で行われる階調変換テーブル（ＬＵＴ）１５１の階調変換曲線の作成方法についてのフローチャートである。階調変換曲線を作成する手順は、まず、全体の湾曲度（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を選択する（ＳＴＥＰ１）。続いて、低画像濃度（ハイライト）部の湾曲度ｈを選択する（ＳＴＥＰ２）。高画像濃度（シャドー）部の湾曲度ｓを選択した後（ＳＴＥＰ３）、画像濃度を所望の値になるように、全体に係数ＩＤＭＡＸを掛ける（ＳＴＥＰ４）。
【００６５】
図６に示されるＳＴＥＰ１の処理について図７に基づいて説明する。基準となる階調曲線Ａに対し、全体の湾曲度を変える階調変換をＢとし、ハイライト領域（低濃度領域）の湾曲度を変える階調変換をＣＨ、シャドー領域（高濃度領域）の湾曲度を変える階調変換をＣＳとする。階調曲線Ａを階調変換Ｂによって階調変換処理したものを階調曲線Ｅとし、これをＥ＝Ｂ（Ａ）と表記する。
【００６６】
これは、具体的に、プログラム言語Ｃの書式を用いて概略を表記すると、以下のように示される。
0003861109.tif 000003
【００６７】
ここで、階調変換Ｂは、階調曲線Ａの湾曲度を変えるための関数を備える。この関数の一例としては、８ビット画像信号の場合、０＝Ｂ（０、ｎ）、２５５＝Ｂ（２５５、ｎ）（ｎは任意の整数）を満たす２次のベジエ関数を用いることができる。
【００６８】
上記の条件を満たすベジエ関数は、始点Ｐ０（０、０）と終点Ｐ１（２５５、２５５）とを結ぶ直線Ｐ０Ｐ１を交わる直線Ｌと、その直線Ｌ上に存在し、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌとの交点からの距離ｄをパラメータとする制御点Ｐ２とから２次のベジエ曲線として表される。
【００６９】
上記の関数では、関数Ｂの引数である整数ｃｕｒｖａｔｕｒｅに応じて距離ｄを比例させることにより、湾曲度を変えることができる。一例として、直線Ｐ０Ｐ１と直交する直線Ｌ１に対する場合と、図の縦軸に平行な直線Ｌ２に対する場合について述べる。
【００７０】
第１の例における制御点を、両端点Ｐ０、Ｐ１の作る線分Ｐ０Ｐ１の中心点ＰＣ＝( Ｐ０＋Ｐ１）／２＝（１２７．５、１２７．５）、または、（１２７、１２７）ｏｒ（１２８、１２８）に対し、この点に対する距離ｄをパラメータとしたとき、制御点Ｐ２は、以下の数式によって示される（図８参照）。
Ｐ2(d)＝ＰＣ＋( −d/√2 、d/√2)＝(127.5−d/√2 、127.5 ＋d/√2)…式３
【００７１】
これにより、階調変換曲線Ｐ（ｄ、ｔ）は、以下の数式によって与えられる。
Ｐ(d、t)＝Ｐ0 ・t2＋2 ・Ｐ2(d)・t ・(1−t)＋Ｐ1 ・(1−t)2     …式４
【００７２】
但し、ｔは０≦ｔ≦１の媒介変数である。Ｐ（ｄ、ｔ）は、階調変換曲線への入力ｘと出力ｙの組（ｘ、ｙ）として与えられるので、関数Ｂへの引数として与えられた整数Ａからｘ＝Ａとして、式４からｔを求め、求められたｔを再び式４に代入し、出力値ｙを求める。
【００７３】
実際には、上記のような計算を毎回行う代わりに、予め（ｘ、ｙ）の全ての組（０≦ｘ≦２５５）について求め、それを階調補正テーブルとして、ＲＯＭに記憶させておくことにより、計算時間を省略することができる。この階調補正テーブルを湾曲度を変えて数組（あるいは数１０組）をＲＯＭに保持する。湾曲度は、前述した関数Ｂへの引数ｃｕｒｖａｔｕｒｅで与えられる。
【００７４】
これにより、＜リスト１＞は、以下のように書き換えられる。
0003861109.tif 000004
【００７５】
なお、上記の〈リスト２〉では、ｔａｂｌｅ ｍａｘ＝９としていることから、湾曲度が異なるテーブルの本数を９本としている。なお、上記例では、ベジエ関数を用いたが、他にも、必要に応じて高次関数や指数・対数関数などを用いることもできる。
【００７６】
次に、図６に示されるＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ３の処理について図８及び図９び示されるグラフに基づいて説明する。上記と同様にして、低画像濃度（ハイライト）領域、高画像濃度（シャドー）領域の湾曲度を変えることができる。
【００７７】
＜リスト２＞をより一般的な形に書き直すと以下のように示される。
0003861109.tif 000005
0003861109.tif 000006
【００７８】
ハイライト変換曲線ＣＨ［ｈ］、シャドー変換曲線ＣＳ［ｓ］の変換を実行すると、以下のように表すことができる。
0003861109.tif 000007
【００７９】
この中で、ｃｕｒｖａｔｕｒｅ、ｈ、ｓは、それぞれ全体、ハイライト部、シャドー部の湾曲度を決める値である。なお、ハイライト部とシャドー部の湾曲は、互いに独立に作成されている。
【００８０】
ハイライト領域、およびシャドー領域のように、特定の濃度領域の湾曲度を変えるための階調変換曲線を次のように生成する。始点Ｐ０と終点Ｐ１とを結ぶ直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｐ０Ｐ１を交わる直線Ｌ１と、その直線Ｌ１上に存在し、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌ１との交点からの距離ｄをパラメータとする制御点Ｐ３とから３次のベジエ曲線を用いて階調変換曲線を生成する。ここでは、一例として、直線Ｐ０Ｐ１と直交する直線Ｌ１に対する場合と、縦軸に平行な直線Ｌ２に対する実施例について述べる。
【００８１】
ハイライト領域の階調特性を変える変換曲線は、図９に示すように、一例として次のように生成する。始点Ｐ０、終点Ｐ１をそれぞれＰ０＝（０、０）、Ｐ１＝（２５５、２５５）とし、第１の制御点Ｐ２をＰ２＝（３２、３２）とする。
【００８２】
第１の例における制御点Ｐ３は、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌ１との交点からの距離ｄをパラメータとして、以下の数式に示される。
Ｐ3 (d) ＝(16 、16) ＋( −d/√2 、d/√2)                    …式５
【００８３】
第２の例における制御点Ｐ３は、直線Ｐ０Ｐ１と直線Ｌ２との交点からの距離ｄをパラメータとして、以下の数式に示される。
Ｐ3 (d) ＝(16 、16) ＋(0、d)                                …式６
【００８４】
以上のＰ０〜Ｐ３を用いて、階調変換曲線Ｐ（ｄ、ｔ）は、以下の数式によって与える。
0003861109.tif 000008
【００８５】
ここでは、終点として、Ｐ１＝（２５５、２５５）としたが、終点Ｐ１をＰ１＝（６４、６４）など、線分ｍ：（０、０）−（２５５、２５５）上の点とする。このとき、線分ｍ上で線分Ｐ０Ｐ１に含まれない線分は階調変換としてそのまま恒等変換として用い、それ以外の領域が、ハイライト領域、およびシャドー領域のように、特定の濃度領域の湾曲度を変えるための階調変換曲線として作用する。
【００８６】
図１０は、画像形成部用γテーブルで使用する補正用γ変換テーブルの変換特性を表す図である。図１０に示される第１象限の横軸は、画像形成部用γテーブルで使用する補正用γ変換テーブルへの入力値、縦軸は、出力値で、これはレーザの書込み信号に相当する。第２象限の横軸は、感光体上の表面電位［Ｖｏｌｔｓ］で、第２象限は感光体の光減衰特性（潜像特性）を表す。第３象限の縦軸は、感光体上に付着したトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ2 ］で、第３象限は、現像特性を表す。第４象限は、目標とする階調特性を表している。
【００８７】
ここでは、画像形成用プリンタγ回路１１２の目標とすべき階調特性を求めることが目的である。図１０では、初期値として線形（リニア）な特性を示している。第２象限の（ａ）潜像特性１は、帯電電位ＶＤ、現像バイアス（ＤＣ成分）ＶＢ、露光電位ＶＬからなる潜像条件のうち、ＶＤとＶＬの差の絶対値｜ＶＤ−ＶＬ｜が最も大きくなる条件での潜像特性である。一方、（ｂ）潜像特性２は、同じくＶＤとＶＬの差の絶対値｜ＶＤ−ＶＬ｜が最も小さくなる条件での潜像特性である。
【００８８】
（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２は、レーザの書込み値ＬＤ＝０〜２５５（８ビット処理の場合）のそれぞれに対する感光体ドラム２の表面電位の測定結果である。これは、電位センサ３９によって測定される。図１０中の（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２は、それぞれ模式的に折れ線および曲線で表しているが、これは、ＬＤ＝０〜２５５のすべての書込み値に対して測定をすることが必要ではない。
【００８９】
図１１は、図１０に示された目標とする階調特性を作成する際の手順を示すフローチャートである。まず、潜像特性を検知するために、電位条件として電位制御条件の上限値（および下限値）を設定する（ＳＴＥＰ３００）。上限値の設定は、一例として、ＶＤ＝−９００［Ｖ］、ＶＢ＝−７５０［Ｖ］、ＶＬ＝−１００［Ｖ］である。一方、下限値の設定は、ＶＤ＝−４００［Ｖ］、ＶＢ＝−２５０［Ｖ］、ＶＬ＝−１００［Ｖ］である。
【００９０】
ＬＤ＝０〜２５５のうちの任意の１０点ＬＤ［ｉ］（ｉ＝０〜９）を選択し、感光体ドラム２上に潜像パターンを形成し（ＳＴＥＰ３０１）、それぞれの書込み値ＬＤ［ｉ］（ｉ＝０〜９）に対して感光体ドラム２の表面電位を測定する（ＳＴＥＰ３０２）。電位制御条件の上限値を測定した場合には、下限値を測定するために、再び設定する（ＳＴＥＰ３００）。
【００９１】
次に、感光体ドラム２上の表面電位の測定結果を補間し、潜像特性１および２を求め（ＳＴＥＰ３０３）、得られた（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２に対して次の処理を行う。第４象限の目標とする階調特性として所定の値（図ではをリニア）を仮定する（ＳＴＥＰ３０４）。続いて、（ａ）潜像特性１及び（ｂ）潜像特性２のそれぞれに対して（ｃ）現像特性１及び（ｄ）現像特性２を仮定し（ＳＴＥＰ３０５）、目標とする階調特性を得るための補正用γ変換テーブルを作成する（ＳＴＥＰ３０６）。
【００９２】
現像特性は、次のような模式的な特性を仮定する。感光体ドラム２上の表面電位とトナー付着量が、帯電電位ＶＤの時、感光体上のトナー付着量は、０［ｍｇ／ｃｍ2 ］、現像バイアスのＤＣ成分ＶＤの時は、（Ｍ／Ａ）0 ［ｍｇ／ｃｍ2 ］、露光電位ＶＬの時、（Ｍ／Ａ)1［ｍｇ／ｃｍ2 ］、とする。
【００９３】
なお、ここでは、模式的な現像特性を仮定したが、後述する方法により、感光体上のトナー付着量を光学センサなどを用いて検知し、その結果を用いることも可能である。
【００９４】
露光電位ＶＬの時のトナー付着量（Ｍ／Ａ）1 は、電位制御上のトナー付着量の目標値である。このようにして作成した補正用γ変換テーブルは、第１象限のテーブル特性１及びテーブル特性２である。
【００９５】
第１象限の（ｇ）無変換特性は、入力信号０〜２５５のそれぞれに対して出力０〜２５５のすべての値を取り得るため、有効な階調数は２５６階調であり、最も有効階調数が多い。（ｇ）無変換特性は、入力と出力の関係を示す傾きが４５°であるが、それに対して、わずかでも傾きが大きかったり、または小さかったりすると有効階調数は減ってしまう。従って、第１象限のテーブル特性は、無変換特性に近いことが望ましい。
【００９６】
第１象限のテーブル特性を（ｇ）無変換特性と比較すると、（ｅ）テーブル特性１（変更前）は、無変換特性に近いが、（ｆ）テーブル特性２（変更前）は、無変換特性と比較するとかなり下に凸な特性で、中間の入力値から０付近にかけてフラットな特性となっている。従って、（ｆ）テーブル特性２（変更前）は、かなり有効階調数が失われている。
【００９７】
現像剤の特性の経時変化を補正するために、（ｅ）テーブル特性１（変更前）から（ｆ）テーブル特性２（変更前）へと順次変更する必要がある場合を考える。この場合、初期は無変換特性に近く、有効な階調数が多いが、時間の経過とともに有効階調数が減っていくことになる。これに対し、初期から経時にかけて、平均的に無変換特性に近く、有効階調数の変化が少ないようにするために、第４象限の目標とする階調特性を変更する。
【００９８】
図１２は、画像形成用プリンタγ変換回路１１２で使用する補正用γ変換テーブルの変換特性を表す別の図である。第４象限の目標とする階調特性を、（ｈ）階調特性（変更前）から（ｉ）階調特性（変更後）に変更する。すると、第１象限の（ｅ）テーブル特性１（変更前）および（ｆ）テーブル特性２（変更前）から（ｊ）テーブル特性１（変更後）および（ｋ）テーブル特性２（変更後）に変更になる。
【００９９】
上記のように変換すると、現像特性の経時変化に応じて、潜像特性を（ａ）潜像特性１から（ｂ）潜像特性２に変更するにつれて、（ｊ）テーブル特性１（変更前）から（ｋ）テーブル特性２（変更後）と変更していく。（ｊ）テーブル特性１（変更前）と（ｋ）テーブル特性２（変更後）とは、（ｇ）無変換特性に対してほぼ線対称であり、（ｇ）無変換特性に対して有効階調数の減少量がほぼ等しい。
【０１００】
図１３は、図１２に示される第４象限の（ｈ）階調特性（変更前）および（ｉ）階調特性（変更後）のそれぞれに対応する（ｌ）有効階調数（変更前）、（ｍ）有効階調数（変更後）の変化を示した図である。この変化は、（ａ）潜像特性１から（ｂ）潜像特性２へと現像特性の経時変化に応じて潜像条件を変更した場合の有効階調数を表している。このグラフは、上限値である２５５に近い方が望ましい。
【０１０１】
ハッチング▲１▼は、変更前の有効階調数が変更後の有効階調数よりも大きい領域を表し、ハッチング▲２▼は、変更後の有効階調数が変更前の有効階調数よりも大きい領域を表す。
【０１０２】
図１２の第４象限の（ｉ）階調特性（変更後）の有効階調数が大きく、有効階調数が低下する領域が少ない。図１１のフローチャートに戻って説明すると、目標とする階調特性を変更し（ＳＴＥＰ３０７）、目標とする階調特性を記憶する（ＳＴＥＰ３０８）。現像特性を検知しているか否か確認し（ＳＴＥＰ３０９）、検知していない場合には、現像特性を検知する（ＳＴＥＰ３１０）。ＳＴＥＰ３０９において、現像特性を検知すると、ＳＴＥＰ３０７で求めた階調特性から補正用γ変換テーブルを作成し、記憶する（ＳＴＥＰ３１１）。
【０１０３】
図１４は、目標とする階調特性の求め方を示す図である。ここでは、図１２に示される第１象限の（ｅ）テーブル特性１と（ｆ）テーブル特性２との平均を取った補正用γ変換テーブルを作成する。（ｅ）テーブル特性１（変更前）をＡ1 ≡（ｉ、Ａ1 ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）、（ｆ）テーブル特性２（変更前）をＡ2 ≡（ｉ、Ａ2 ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）、平均テーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）と表し、プログラム言語ｃ／ｃ＋＋を用いて表すと、以下のように示される。
0003861109.tif 000009
【０１０４】
〈リスト５〉で示されたプログラムを用いて平均したテーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を得る。ここで、（ｘ、ｙ）のｘが入力（第１象限の横軸）、ｙは出力（第１象限の縦軸）、ａ1 、ａ2 は、Ａ1 ［ｉ］、Ａ2 ［ｉ］それぞれに対する重み係数である。重み係数ａ1 、ａ2 が１の場合は単純平均になる。ａ1 もしくはａ2 の係数を他方よりも大きくした場合には、大きくした係数をかけたテーブルＡ1[ｉ] もしくはＡ2[ｉ] の電位制御条件を採用した場合に有効階調数が大きくなる。
【０１０５】
上記のテーブルＢを（ｇ）無変換特性Ｅ≡（ｉ、ｉ）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を得るように、第４象限の目標階調特性を変更する。目標階調特性とするテーブルＣ≡（ｉ、Ｃ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を求める方法を図１４並びに図１５に示されるフローチャートに基づいて説明する。
【０１０６】
テーブルＣのｉ番目の成分（ｉ、Ｃ［ｉ］）を以下のようにして求める。矢印（１）に示すように、目標とする（ここでは、ｇ）無変換特性Ｅ≡（ｉ、ｉ））（ｉ＝０、１、２、…、２５５））に対する入力値ｉの時に得られるべき出力値（ここでは、ｉ）を求める（ＳＴＥＰ３２０）。矢印（２）に示すように、テーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）の出力をｉとする入力値ｊ＝（ｊ、Ｂ［ｊ］）を求める（ＳＴＥＰ３２１）。テーブルは離散値であるため、出力値ｉに一致するＢ［ｊ］が得られない場合が往々にしてある。この場合には、線形補間もしくはスプライン関数などを用いてＢ［ｊ’］を求める。ここでｊ' は整数値ではなく、実数値である。
【０１０７】
整数値ｊに対して、
Ｂ［ｊ］≦ｉ＝Ｂ［ｊ’］≦Ｂ［ｊ＋１］
（等号は、Ｂ［ｊ］＝Ｂ［ｊ＋１］の場合に成り立つ）            …式８
【０１０８】
整数値ｊに対して、上記式８に示されるようになる実数値ｊ' を以下の数式に基づいて補間処理する。
（ｊ、Ｂ［ｊ］）と（ｊ＋１、Ｂ［ｊ＋１］）                    …式９
【０１０９】
上記補間処理は、以下に示されるＳＴＥＰにおいても同様である。
矢印（３）に示すように、第４象限の（ｈ）階調特性（変更前）Ｃ０≡（ｉ、（Ｍ／ａ）ｉ）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）において、ＳＴＥＰ３２１で求めた入力値ｊに対する出力値（Ｍ／Ａ）ｊを求める（ＳＴＥＰ３２２）。矢印（４）に示すように、（ｉ）階調特性（変更後）の入力値を（１) のｉとし、出力値をＳＴＥＰ３２２で求めた（Ｍ／Ａ）ｊを出力値とし、目標特性とするテーブルＣ≡（ｉ、Ｃ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）とする（ＳＴＥＰ３２３）。
【０１１０】
（ｅ）テーブル特性１（変更前）Ａ1 ≡（ｉ、Ａ1 ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）、（ｆ）テーブル特性２（変更前）Ａ2 ≡（ｉ、Ａ2 ［ｉ］）（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を、ＳＴＥＰ３２３で求めた（ｉ）階調特性（変更後）を得られるように変更すると、それぞれ（ｊ）テーブル特性１（変更後）、（ｋ）テーブル特性２（変更後）を得る。
【０１１１】
上記のようにして求めた（ｊ）テーブル特性１（変更後）、（ｋ）テーブル特性２（変更後）は、図１６に示すように（ｇ）無変換特性に対して線対称となる。
【０１１２】
現像特性の経時変化を補正するための電位制御条件が、電位制御条件の上限値と下限値の間ではなく、電位制御条件の中間の値から、上限値または下限値へと変化していく場合には、図１２の第２象限の（ａ）潜像特性１を潜像条件の初期値とし、（ｂ）潜像特性２を潜像特性の下限値または上限値とする。
【０１１３】
次に、図１７のフローチャートに基づいて説明する。
まず、現像特性を検知し（ＳＴＥＰ３３０）、検知された現像特性から、初期の電位制御条件を求める（ＳＴＥＰ３３１）。続いて、電位制御条件の上限値または下限値を、現像剤の経時変化の特性に応じて選択し、潜像特性を求め（ＳＴＥＰ３３２）、目標とする階調特性を求める（ＳＴＥＰ３３３）。次に、ＳＴＥＰ３３０で検知された現像特性に応じて補正テーブル特性を求めて（ＳＴＥＰ３３４）、画像処理部におけるプリンタγの調整を行う（ＳＴＥＰ３３５）。
【０１１４】
画像処理部におけるプリンタγの調整は、後述する自動階調補正（ＡＣＣ）の機能を使用したり、図示しないマニュアル調整画面により、ハイライト、ミドル、シャドーなどの濃度領域毎に行う。画像処理部のプリンタγと画像形成部のプリンタγとは、疑似輪郭の発生を防止するために合成して使用することも可能である。
【０１１５】
電位制御条件の上限値または下限値のみではなく、複数の潜像条件を用いて目標とする階調特性を求める。ｎ個の電位制御条件のそれぞれについて、ｎ個のテーブル特性（変更前）を求め、これをＡｋ≡（ｉ、Ａｋ［ｉ］）（ｋ＝０、１、…、ｎ−１；ｉ＝０、１、２、…、２５５）とする。
【０１１６】
平均テーブルＢ≡（ｉ、Ｂ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）を以下に示す数式に基づいて求める。
【０１１７】
【数２】
0003861109.tif 000010
【０１１８】
ここで、ａk は、ｋ番目のテーブルにかける重み係数である。このようにすることにより、電位制御条件が異なる場合に得られた補正テーブルの違いを考慮することができる。以降の処理は前述した方法を使用するものである。
【０１１９】
図１８は、図１２の第２象限に相当するグラフを示す図であるが、縦軸は、潜像特性検知時のレーザ出力としている。単位は、［ｍＪ／ｃｍ2 ］で、感光体ドラム２上に照射するレーザのエネルギーを表す。
【０１２０】
潜像特性検知のレーザ出力時には、帯電電位ＶＤをＶＤ３としており、潜像特性１検知時の帯電電位ＶＤ１および潜像特性２検知時の帯電電位ＶＤ２よりも（絶対値で）大きな値としている。ただし、ＶＤ３＝ＶＤ２としても良い。
【０１２１】
図１２の（ａ）潜像特性１を求める場合には、第２象限の縦軸の原点ＯをＯ１と見なし、（ｂ）潜像特性２を求める場合には、第２象限の縦軸の原点ＯをＯ２と見なすことにより、必要とする潜像特性を得ることができる。
【０１２２】
画像形成用プリンタγ変換回路１１２において設定する補正用γ変換テーブルの作成方法について述べる。まず初めに、潜像特性の検知方法について図１９のフローチャートに基づいて説明する。
【０１２３】
図２０に図示される感光体ドラム２上にｎｐ個（ここでは、ｎｐ＝１２）の濃度階調パターンを形成する（ＳＴＥＰ２１９）。電位センサ３９で感光体ドラム２上の表面電位Ｖｓｉ（ｉ＝１、２、…、ｎｐ）を読み込む（ＳＴＥＰ２２０）。現像器によりトナーを付着させ現像することにより、パターンを顕像化する（ＳＴＥＰ２２１）。感光体ドラム２の回転方向Ａ下流側に存在する光学センサ３６により、感光体ドラム２上のトナー像の検知出力Ｖｐｉ（ｉ＝１、２、…、ｎｐ）を得る（ＳＴＥＰ２２２）。
【０１２４】
検知に用いるレーザ出力は、一例として、画像信号の値（１６進数表示）で以下に示されるものを用いる。
00（Ｈ）、10（Ｈ）、20（Ｈ）、30（Ｈ）、40（Ｈ）、50（Ｈ）、
60（Ｈ）、70（Ｈ）、90（Ｈ）、B0（Ｈ）、D0（Ｈ）、FF（Ｈ）
【０１２５】
主走査方向の２画素づつの画像信号の和をその値に応じて次のように２画素に割り振る。すなわち、１画素目の画像信号をＮ１、２画素目の画像信号をＮ２、処理後の１画素目の画像信号をＮ１* 、２画素目の画像信号をＮ２* とすると、Ｎ１＋Ｎ２≦ＦＦ（Ｈ）のとき、
Ｎ1*＝Ｎ1 ＋Ｎ2
Ｎ2*＝0
Ｎ１＋Ｎ２＞ＦＦ（Ｈ）のとき、
Ｎ1*＝ＦＦ（Ｈ）
Ｎ2*＝Ｎ1 ＋Ｎ2 −ＦＦ（Ｈ）
とする。
【０１２６】
図２１は、現像特性を求める方法を示すグラフである。
光学センサ検知データを示すグラフ（ａ）の縦軸は、レーザ出力（または画像出力信号）、横軸は、光学センサ３６の出力を表す。このグラフは、ｎｐ個の濃度階調パターン潜像を感光体ドラム１０２上に形成した後、現像し、そのトナー像の反射光量を光学センサ３６で検知することによって得られる。
【０１２７】
感光体の光減衰特性を示すグラフ（ｂ）の縦軸は、（ａ）と同じくレーザ出力、横軸は、感光体の表面電位を表す。これは、感光体の光減衰特性を表す。これは、グラフ（ａ）と同じく、ｎｐ個の濃度階調パターン潜像を感光体ドラム２上に形成したときの表面電位を電位センサ３９によって測定することにより得られる。
【０１２８】
階調変換テーブルを示すグラフ（ｃ）は、画像形成部に用いる階調変換テーブルを表し、横軸は、画像入力信号（これは、例えば原稿画像の濃度に比例する量）で、縦軸は、レーザの出力または画像入力信号を階調変換テーブルによる変換後を行った画像信号（画像出力信号）を表す。ここでは、画像入力信号は８ビット（２５６値）の分解能を有し、レーザの書込み光量も、同様にレーザの最小値と最大値との間を８（〜１０）ビットの分解能を持つ。
【０１２９】
光学センサ特性を示すグラフ（ｄ）は、検知時に用いられるレーザ出力と画像入力信号との関係を表す。グラフ（ｄ）の縦軸は、感光体上のトナー付着量、横軸は、光学センサ３６の出力を表し、これは、光学センサ３６の出力特性を表す。この特性は、使用するセンサの種類や取付角度や感光体からの距離などによって異なるが、これは予め知られており、ほぼ一定である。
【０１３０】
現像特性を示すグラフ（ｅ）は、感光体ドラム２上の表面電位とトナー付着量の関係（すなわち、現像特性）を表す。縦軸は、トナー付着量、横軸は、表面電位を表し、図中の（ｈ）は、現像バイアスのＤＣ成分を表す。
【０１３１】
再現性を示すグラフ（ｆ）は、画像入力信号に対する感光体上のトナー付着量の関係を表す。グラフ（ｄ）の関係を用いて光学センサの出力ＶＰｉを感光体上トナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉ［ｍｇ／ｃｍ2 ］（ｉ＝１、２、…、ｎｐ）に換算する。これは、一例として以下に述べる方法により求める。
【０１３２】
感光体ドラム２上に形成されたトナー像の反射光は、光学センサ３６により検出され、検知信号としてメイン制御部（ＣＰＵ）３０に送られる。ＶＳＰ、ＶＳＧをそれぞれ基準パターン部のトナー付着部からの光学センサ出力及び地肌部の出力として、基準パターンに付着したトナーの単位面積当たりの付着量ｍ１［ｇ/ ｃｍ2 ］は、以下の数式によってトナー付着量が換算される。
ｍ１＝−ｌｎ( ＶSP/ ＶSG)/β
β＝−6.0 ×103[ｃｍ2/ｇ]                                 …式１１
【０１３３】
ここで、βは、光学センサ３６の出力とトナー付着量によって決まる定数であり、上記の値は黒トナーの値である。Ｙイエロー、Ｃシアン、Ｍマゼンダのカラートナーについても同様に換算することができる。ここでは、計算を行ったが、予め作成されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５１により、変換することも可能である。
【０１３４】
上記の方法により、感光体ドラム２上の表面電位ＶＳｉとトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉとの関係が求められ、グラフ（ｅ）の現像特性ｉが得られる。
【０１３５】
しかしながら、グラフ（ｄ）に示すように、光学センサ３６の出力は、あるトナー付着量（Ｍ／Ａ）Ｃより高いトナー付着量領域（（Ｍ／Ａ）≧（Ｍ／Ａ）Ｃ）では、一定の値ＶＰMIN を示す。一方、図中（ｃ）のｎという画像入力信号以上の画像入力信号に対して、実際には、グラフ（ｂ）に示すように感光体ドラム２の表面電位が低下し、トナー付着量が変化しているにも関わらず、感光体ドラム２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）は常に一定値（Ｍ／Ａ）Ｃになる。そのため、グラフ（ｅ）中で、実際の現像特性がｃであっても、検知した結果から求めた現像特性はｉのようになり、実際の値ｃと検知された値ｉとの間でずれが生じる。
【０１３６】
図２２は、実際の現像特性の値と検知した値とから求めた現像特性のずれの補正処理を示すフローチャートである。まず、画像信号ｉに対する光学センサ３６の検出値ＶＰｉが、所定値ＶＰｃ以上である場合、その検出値から感光体ドラム２上のトナー付着量またはそれにほぼ比例する量（Ｍ／Ａ）ｉに換算する（ＳＴＥＰ２２３）。これらの値から、電位センサ３９の出力値ＶＳｉと（Ｍ／Ａ）ｉとの関係式を求める。ここでは、１次式を用いて次のような関係式を示す。
（Ｍ／Ａ）ｉ＝ａ×ＶＳｉ＋ｂ        （ＶＰｉ≧ＶＰｃ）      …式１２
【０１３７】
もしくは、現像バイアスのＤＣ成分をＶＤＣとして、以下の関係式を用いる。
（Ｍ／Ａ）ｉ＝ａ×（ＶＳｉ−ＶＤＣ）＋ｂ  （ＶＰｉ≧ＶＰｃ）…式１３
【０１３８】
ここで、ａ、ｂは係数で、ＶＳｉと（Ｍ／Ａ）ｉの値から最小自乗法等の方法を用いて決定する。ここで、光学センサ３６の出力値がＶＰｃとなる感光体上のトナー付着量を（Ｍ／Ａ）Ｃとすると、（Ｍ／Ａ）ｉ≦（Ｍ／Ａ）Ｃを満たす付着量範囲としても同じである。
【０１３９】
感光体ドラム２上のトナー付着量がある値（Ｍ/ Ａ）MIN より低い領域では、トナー付着量と表面電位との直線関係から、ずれが大きくなる場合がある。それを防ぐために、（Ｍ／Ａ）MIN ≦（Ｍ／Ａ）Ｃ≦（Ｍ／Ａ）を満たす感光体ドラム２上のトナー付着量の検知結果について（ＳＴＥＰ２２４及びＳＴＥＰ２２５）、前述した式１２及び式１３の係数ａ、ｂを決定する（ＳＴＥＰ２２６）。
【０１４０】
ここでは、トナー付着量を用いたが、（Ｍ／Ａ）MIN に対応する光学センサ３６の検知出力をＶＰMAX として以下の関係式が示される。
ＶＰｃ≦ＶＰ≦ＶＰMAX                                       …式１４
【０１４１】
上記式１４を満たすトナー付着領域に対応するトナー付着領域から前述した数式１３の係数ａ、ｂを決定してもよい。（Ｍ／Ａ）ｉが、（Ｍ／Ａ）ｉ＞（Ｍ／Ａ）Ｃかどうかの判断を行う（ＳＴＥＰ２２７）。（Ｍ／Ａ）ｉ＞（Ｍ／Ａ）Ｃである場合には、電位出力ＶＳｉから感光体上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉを求める（ＳＴＥＰ２２８）。
【０１４２】
上記の例では、所定値ＶＰｃに対する光学センサ３６の検知出力の大小関係からその値を用いるかどうかを判断したが、このＶＰｃは以下のように、感光体ドラム２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）の変化Δ（Ｍ／Ａ）に対する光検知手段の出力値ＶＰの変化量ΔＶＰの比の絶対値｜ΔＶＰ/ Δ（Ｍ／Ａ）｜が、所定値｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０と、等しい感光体ドラム２上のトナー付着量を（Ｍ／Ａ）Ｃ、そのときの光学センサ３６の出力値をＶＰｃとすることにより、前述した方法を用いることができる。
【０１４３】
この場合、図２３のグラフに示されるように
｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜≧｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０を満たす感光体ドラム２上のトナー付着量領域が、
（Ｍ／Ａ）≦（Ｍ／Ａ）Ｃと対応し、
｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜＞｜ΔＶＰ／Δ（Ｍ／Ａ）｜０が、
（Ｍ／Ａ）ｉ≦（Ｍ／Ａ）Ｃに対応する。
【０１４４】
このようにして求められた現像特性ｉと画像信号からグラフ（ｆ）の検知結果ｃが得られる。第１象限のａの階調変換テーブルに対して、第４象限の検知特性ｃが得られた。この結果を用いて、理想特性ｄを得るための補正後の階調変換テーブル（ｂ）を得ることができる。上記のようにして得られた階調変換テーブルを画像形成用階調変換テーブルとして使用する。
【０１４５】
以上の流れを図２４のフローチャートに基づいて説明する。
感光体ドラム２上に基準パターンを形成する（ＳＴＥＰ２２９）。形成された基準パターンを光学センサ３６及び電位センサ３９により検知する（ＳＴＥＰ２３０）。検知された結果と基準パターン形成持に使用したレーザの出力値（画像信号）から、現像特性を予測する（ＳＴＥＰ２３１）。予測された現像特性などから画像形成部用の階調変換テーブルを作成する（ＳＴＥＰ２３２）。
【０１４６】
自動階調補正用の階調パターン出力時に、上述の処理によって形成された階調変換テーブルＢ［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、２５５）（８ビット処理の場合）により階調パターンの書込み値ｎ［ｊ］（ｊ＝０、１、２、…、１６）（一例である）を変換して使用する。変換後の階調パターンの書込み値をｎ１［ｊ］（ｊ＝０、１、２、…、１６）としたときの処理を一例として、プログラム言語Ｃによって記載すると、以下に示される〈リスト５〉として変換する。
0003861109.tif 000011
【０１４７】
これは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）である階調変換テーブルＢ[ ｉ] により、ｎ[ ｉ] を変換し、ｎ1[ｉ] を求めたことを意味する。
【０１４８】
次に、現像特性が初期設定時から所定時間後、経時変化した場合の補正方法を述べる。設定時の画像入力信号とレーザ出力との関係をａ、そのときのレーザ出力に対する光学センサ３６の検知データをｂ、前述した方法によって求められた感光体ドラム２上の表面電位に対するトナー付着量の関係をｃ、また、画像入力画像信号と感光体ドラム２上のトナー付着量との関係をｄとする。
【０１４９】
所定時間後の光学センサ３６の検知出力がｂ’となったとすると、これは、現像特性がｃからｃ’に変化したことを表し、その結果、画像入力画像信号に対する感光体上のトナー付着量との関係はｄ’となったことを表す。そのため、初期と所定時間後では、階調性は変化してしまっている。
【０１５０】
初期と所定時間後で階調性が変化してしまっていることが、画像再現の点から望ましいことではない。そのため、これを次のように補正する。第１象限の画像入力信号ｎとレーザ出力Ｐとの関係は、初期設定時には、ａに示すように、線形の関係であるとする。即ち、画像信号ＦＦＨの時のレーザ光量をＰＭＡＸとして表すと以下の数式になる。
Ｐ＝ＰＭＡＸ／ＦＦ（Ｈ）×ｎ                                …式１５
【０１５１】
初期設定時と所定時間後の経時変化した階調特性を見かけ上変化していないように現像特性を補正する処理について図２５のフローチャートに基づいて説明する。上述した方法により現像特性を検知する（ＳＴＥＰ２３３）。光学センサ３６と電位センサ３９の検知結果から求めた感光体ドラム２上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）ｉ（ｔ）をメモリに記憶する（ＳＴＥＰ２３４）。ここで、ｔは、現在の時刻を表す。次に、現像特性の補正を行う（ＳＴＥＰ２３５）。画像入力信号とレーザ出力との関係がａであるとき、画像入力信号ｉに対するレーザ出力はＰｉに対し、感光体ドラム２上のトナー付着量は、初期（Ｍ／Ａ）ｉ（０）から所定時間後、（Ｍ／Ａ）ｉ（ｔ）に変化している。一方、画像入力信号ｊに対して、レーザ出力はＰｊで、このレーザ出力に対する感光体ドラム２上のトナー付着量は、初期（Ｍ／Ａ）ｊ（０）から所定時間後、（Ｍ／Ａ）ｊ（ｔ）に変化している。
【０１５２】
上記の場合、特に（Ｍ／Ａ）ｉ（０）＝（Ｍ／Ａ）ｊ（ｔ）である場合、所定時間後の画像入力信号ｉとレーザ出力との関係を、ｉ→Ｐｉからｉ→Ｐｊと変更することにより、見かけ上、画像入力信号に対する画像濃度が初期と所定時間後で変化していないことになる。
【０１５３】
ｎｐ個の検知データを用いて、同様な処理を行うことにより、特性ａ’を求めることができる。この際、実際の測定点の間の値は、直線補間を行うか、スプライン曲線などにより、補間することで与えることができる。あるいは、全ての点について計算を行わずに、検知されたｎｐ個のデータ点または、その中の何点かについて、上記の計算を行い、その値を用いてＲＯＭに記憶されたルックアップテーブルを選択し、それを補正特性ａ’として用いてもよい。
【０１５４】
上記の方法によって得られた所定時間後の特性ａ’において、画像入力信号ＦＦＨに対応するレーザ出力をＰＭＡＸ（ｔ）、初期設定時の画像入力信号ＦＦＨのレーザ出力をＰＭＡＸ（０）とした場合、ＰＭＡＸ（０）≠ＰＭＡＸ（ｔ）である時の補正方法として、画像信号００（Ｈ）でのレーザ出力Ｐ００とＰＭＡＸ（０）との間の分解能を維持したままで、ＰＭＡＸ（ｔ）＝Ｐｋ（０）となる画像入力信号ｋまでを使用する場合と、ＰＭＡＸ（ｔ）との間を８〜１０ビットの分解能を持たせる場合の２つの補正方法がある。
【０１５５】
本発明では、上記の２つのいずれの方法を用いてもよいが、前者の場合は、レーザ光量の最大値を変更しないため、作像条件の制御が簡単になるが、実質的な階調数が減ってしまう可能性がある。
【０１５６】
次に、画像濃度（階調性）の自動階調補正（ＡＣＣ：Ａｕｔｏ  Ｃｏｌｏｒ
Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）の動作例を図２６のフローチャートに基づいて、図２７〜図３４を参照しながら説明する。
【０１５７】
図２７に示される操作部の液晶画面において、ＡＣＣ（自動階調補正）メニューを呼び出すと、図２８の画面が表示される。コピー使用時、あるいはプリンタ使用時用の自動階調補正の［実行］を選択すると、図２９の画面が表示される。コピー使用時を選択した場合には、コピー使用時に使用する階調補正テーブルが、プリンタ使用時を選択するとプリンタ使用時の階調補正テーブルが参照データに基づいて変更される。
【０１５８】
ここで、印刷スタートキーを選択すると、図３０に示すような、ＹＭＣＫ各色、及び文字、写真の各画質モードに対応した、複数の濃度階調パターンを転写材上に形成する（ＳＴＥＰ１１）。この濃度階調パターンは、あらかじめスキャナ・ＩＰＵ部のＲＯＭ１１４中に記憶・設定がなされている。パターンの書込み値は、後述する方法によって現像特性の検知結果に応じて変更する。
【０１５９】
ここでは、一例として１６進数表示で、００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、…、ＥＥｈ、ＦＦｈの１６パターンを使用した場合について説明する。図３０では、地肌部を除いて５階調分のパッチを表示しているが、００ｈ−ＦＦｈの８ビット信号の内、任意の値を選択することができる。文字モードでは、パターン処理などのディザ処理を行わず、１ドット２５６階調でパターンが形成され、写真モードでは、主走査方向に隣接した２画素ずつの書込み値の和を配分してレーザの書込み値が形成される。すなわち、１画素目の画素の書込み値がｎ１、２画素目の書込み値がｎ２である場合のパターン処理は、
ｎ１＋ｎ２≦２５５の場合、
１画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２、２画素目の書込み値：０
ｎ１＋ｎ２＞２５５の場合、
１画素目の書込み値：２５５、２画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−２５５
または、
ｎ１＋ｎ２≦１２８の場合、
１画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２、２画素目の書込み値：０
１２８＜ｎ１＋ｎ２≦２５６の場合、
１画素目の書込み値：１２８、２画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−１２８
２５６＜ｎ１＋ｎ２≦３８３の場合、
１画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−１２８、２画素目の書込み値：１２８
３８３＜ｎ１＋ｎ２の場合、
１画素目の書込み値：２５５、２画素目の書込み値：ｎ１＋ｎ２−２５５
等と配分する。これ以外にも、実際に画像形成時に使用しているパターン処理を用いる。
【０１６０】
転写材にパターンが出力された後、転写材をコンタクトガラス１１８上に載置するように、操作画面上には、図３１の画面が表示される。
【０１６１】
パターンが形成された転写材をコンタクトガラス１１８に載置し（ＳＴＥＰ１２）、読み取りスタートを選択すると、スキャナ１２０が走行し、ＹＭＣＫ濃度パターンのＲＧＢデータを読み取る（ＳＴＥＰ１３）。この際、パターン部のデータと転写材の地肌部のデータを読み取る。パターンの読み取り値を、後述するＲＧＢ補正値を用いて補正する（ＳＴＥＰ１４）。地肌データを用いた処理を行うと選択された場合には（ＳＴＥＰ１５）、読み取りデータに対する地肌データ処理を行い（ＳＴＥＰ１６）、参照データの補正を行う場合には（ＳＴＥＰ１７）、参照データに対する高画像濃度部の処理を行った後（ＳＴＥＰ１８）、ＹＭＣＫ階調補正テーブルを作成・選択を行う（ＳＴＥＰ１９）。上記の処理をＹＭＣＫの各色（ＳＴＥＰ２０）、及び写真、文字の各画質モード毎に行う（ＳＴＥＰ２１）。処理中には、操作画面には図３２に示される画面が表示される。
【０１６２】
処理終了後のＹＭＣＫ階調補正テーブルで画像形成を行った結果が、望ましくない場合には、処理前のＹＭＣＫ階調補正テーブルを選択することができるように、［元に戻す］キーが図２８の画面中に表示されている。
【０１６３】
地肌の補正について説明する。
地肌の補正の処理の目的は２つある。まず、ＡＣＣ時に使用される転写材の白色度を補正することである。これは、同一の機械に、同じ時に画像を形成しても、使用する転写材の白色度によって、スキャナ１２０で読み取られる値が異なるためである。これは補正しない場合のデメリットとしては、例えば、白色度が低い、再生紙などをこのＡＣＣに用いた場合、再生紙は一般にイエロー成分が多いために、イエローの階調補正テーブルを作成した場合に、イエロー成分が少なくなるように補正する。この状態で、次に、白色度が高いアート紙などでコピーをした場合に、イエロー成分が少ない画像となって望ましい色再現が得られない場合がある。
【０１６４】
もう一つの理由としては、ＡＣＣ時に用いた転写紙の厚さ（紙厚）が薄い場合には、転写材を押さえつける圧板など色が透けてスキャナに読み取られてしまう。例えば、圧板の代わりにＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）と呼ばれる原稿自動送り装置を装着している場合には、原稿の搬送用にベルトを用いているが、これが使用しているゴム系の材質により、白色度が低く、若干の灰色味がある。そのため、読み取られた画像信号も、見かけ上、全体に高くなった画像信号として読み取られるめに、ＹＭＣＫ階調補正テーブルを作成する際に、その分薄くなるように作成する。この状態で、今度は紙厚が厚く、透過性が悪い転写紙を用いた場合には、全体の濃度が薄い画像として再現されるため、必ずしも望ましい画像が得られないという不具合が生じる。
【０１６５】
上記のような不具合を防ぐために、紙の地肌部の読み取り画像信号から紙の地肌部の画像信号により、パターン部の読み取り画像信号の補正を行っている。
【０１６６】
しかし、上記の補正を行わない場合にもメリットがあり、常に再生紙のようにイエロー成分が多い転写紙を用いる場合には、補正をしない方がイエロー成分の入った色に対しては色再現が良くなる場合がある。また、常に紙厚が薄い転写紙のみしか用いない場合には、薄い紙に合わせた状態に階調補正テーブルが作成されるというメリットがある。上記のように、操作者の状況と好みとに応じて、地肌部の補正をＯＮ／ＯＦＦを行うことができる。
【０１６７】
感光体ドラム２上に形成した階調パターンの書込み値をＬＤ［ｉ］（ｉ＝０、１、…、９）、形成されたパターンのスキャナでの読み取り値のベクトルをｖ［ｔ］［ｉ］≡( ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）（ｔ＝Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｏｒｋ、ｉ＝０、１、…、９）とする。
【０１６８】
また、（ｒ、ｇ、ｂ）の代わりに、明度、彩度、色相角（Ｌ* 、ｃ* 、ｈ* ）、あるいは、明度、赤み、青み（Ｌ* 、ａ* 、ｂ* ）などで表しても良い。あらかじめＲＯＭ１１４またはＲＡＭ１１６中に記憶してある基準となる白の読み取り値を（ｒ［Ｗ］、ｇ［Ｗ］、ｂ［Ｗ］）とする。
【０１６９】
ある画像濃度のパターンの番号をｋ番目とした時（例えば、画像濃度が最も高いパターンなどを選択する）、ＹＭＣＫ各トナーに対して、パターンの読み取り値の大きさ（Δｒ［ｔ］［ｋ］、Δｇ［ｔ］［ｋ］、Δｂ［ｔ］［ｋ］）をＲＧＢ信号の読み取り値( ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）から以下のように求める。
Δｒ［ｔ］［ｋ］＝ｒ［Ｗ］−ｒ［ｔ］［ｋ］、
Δｇ［ｔ］［ｋ］＝ｇ［Ｗ］−ｇ［ｔ］［ｋ］、
Δｂ［ｔ］［ｋ］＝ｂ［Ｗ］−ｂ［ｔ］［ｋ］、              …式１６
【０１７０】
一方、ＲＡＭ１１６中には、ＹＭＣＫトナーのそれぞれに対し、パターンの読み取り値のＲＧＢ成分の大きさの割合が記憶されていて、以下の数式により求められる。
0003861109.tif 000012
【０１７１】
数式  のｋ［ｓ］［ｔ］は、１近辺の小数をとることを意味しているが、複写機内部では以下のように、整数データとして保持している。
0003861109.tif 000013
例えば、ｎ＝１０、２n ＝１０２４などである。
【０１７２】
数式１７、数式１８の値を用いて、スキャナでの読み取り値ｖ［ｔ］［ｉ］＝（ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）（ｔ＝Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｏｒＫ、ｉ＝０、１、…、９）を以下のように補正する。
【０１７３】
一例として、ｔ＝Ｃ（シアン）の場合について説明する。シアントナーの読み取り値のＲＧＢ成分は、以下の数式に示されるように補正される。
ｒ1[Ｃ][ｉ] ＝ｒ[ Ｃ][0]−Δｒ[ ｔ][ｋ] ×ｋ[ ｒ][ｔ]
ｇ1[Ｃ][ｉ] ＝ｇ[ Ｃ][0]−Δｇ[ ｔ][ｋ] ×ｋ[ ｇ][ｔ]
ｂ1[Ｃ][ｉ] ＝ｂ[ Ｃ][0]−Δｂ[ ｔ][ｋ] ×ｋ[ ｂ][ｔ]       …式１９
【０１７４】
これを新たな（ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）として、以下で用いる。上記の値は、操作部の液晶画面において図３４に示すように表示され、液晶画面内の項目を選択し、テンキーで数値を入力することにより、変更可能となっている。
【０１７５】
ＡＣＣ実行時における、γ変換処理部で行われる階調変換テーブル（ＬＵＴ）の生成方法について図３５を用いて説明する。図３５は、感光体ドラム２上のトナー付着量とスキャナ１２０の読み取り値の関係を表す。第１象限の横軸は、階調パターンの書込み値、縦軸は、転写紙に出力した階調パターンの読み取り値であり、これは階調パターンの書込み値とスキャナ１２０の読み取り値との関係を表す。第２象限の横軸は、感光体ドラム２上のトナー付着量を表す。第３象限の縦軸は現像ポテンシャルを表し、これはプリンタの現像特性を表す。現像ポテンシャルは、感光体ドラム２上の表面電位と現像バイアスの直流成分との差を表し、この値が大きいほど感光体ドラム２上へのトナーの付着量が大きくなる。第４象限は現像ポテンシャルと階調パターンの書込み値の関係を表す。
【０１７６】
第１象限横軸のｎ［０］、ｎ［１］は、階調パターンの１段目、２段目の書込み値を表す。パターンの読み取り値ｖ［ｔ］［ｉ］＝（ｒ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］）において、ＹＭＣトナーの各補色の画像信号はそれぞれｂ［ｔ］［ｉ］、ｇ［ｔ］［ｉ］、ｂ［ｔ］［ｉ］であるので、それぞれの補色の画像信号のみを用いる。ここでは、後の記載を簡単にするために、ａ［ｔ］［ｉ］（ｉ＝０、１、２、…、９; ｔ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、ｏｒＫ）を用いて表す。階調変換テーブルを作成すると処理が簡単である。なお、ブラックトナーについては、ＲＧＢのいずれの画像信号を用いても十分な精度が得られるが、ここでは、Ｇ（グリーン）成分を用いる。
【０１７７】
参照データは、スキャナ１２０の読み取り値ｖ０［ｔ］［ｉ］＝（ｒ０［ｔ］［ｉ］、ｇ０［ｔ］［ｉ］、ｂ０［ｔ］［ｉ］) 及び対応するレーザの書込み値ＬＤ［ｉ］（ｉ＝１、２、…、１０）の組によって与えられる。同様に、ＹＭＣの補色画像信号のみを用いて、Ａ［ｔ］［ｎ［ｉ］］（０≦ｎ［ｉ］≦２５５、ｉ＝１、２、…、１０、ｔ＝Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｏｒＫ）と表す。
【０１７８】
ＹＭＣＫ階調変換テーブルは、前述したａ［ＬＤ］とＲＯＭ１１４内に記憶されている参照データＡ［ｎ］とを比較することによって得られる。ここで、ｎは、ＹＭＣＫ階調変換テーブルへの入力値で、参照データＡ［ｎ］は、入力値ｎをＹＭＣＫ階調変換した後のレーザ書込み値ＬＤ［ｉ］で出力したＹＭＣＫトナー・パターンを、スキャナ１２０で読み取った読み取り画像信号の目標値である。ここで、参照データは、プリンタによって出力可能な画像濃度に応じて補正を行う参照データＡ［ｎ］と、補正を行わない参照データＡ［ｎ］とがある。補正を行うかどうかの判断は、予めＲＯＭ１１４またはＲＡＭ１１６に記憶されている後述する判断用のデータにより判断される。この補正についての後述する。
【０１７９】
前述したａ［ＬＤ］から、Ａ［ｎ］に対応するＬＤを求めることにより、ＹＭＣＫ階調変換テーブルへの入力値ｎに対応するレーザ出力値ＬＤ［ｎ］を求める。これを、入力値ｉ＝０、１、…、２５５（８ｂｉｔ信号の場合）に対して求めることにより、階調変換テーブルを求めることができる。その際、ＹＭＣＫ階調変換テーブルに対する入力値ｎ＝００ｈ、０１ｈ…、ＦＦｈ（１６進数）に対する全ての値に対して、上記の処理を行う代わりに、ｎｉ＝０、１１ｈ、２２ｈ、…、ＦＦｈのような飛び飛びの値について上記の処理を行い、それ以外の点については、スプライン関数などで補間を行うか、あるいは、予めＲＯＭ１１４内に記憶されているＹＭＣＫγ補正テーブルの内、上記の処理で求めた（０、ＬＤ［０］）、（１１ｈ、ＬＤ［１１ｈ］）、（２２ｈ、ＬＤ［２２ｈ］）、…、（ＦＦｈ、ＬＤ［ＦＦｈ］）の組を通る内、最も近いテーブルを選択する。
【０１８０】
図３６は、ＡＣＣ時の階調変換テーブルの作成における演算手順を示すフローチャートである。ＹＭＣＫγ補正テーブルを求めるために必要な入力値を決める（ＳＴＥＰ２４０）。ここでは、ｎ［ｉ］＝１１（ｈ）×ｉ（ｉ＝０、１、…、ｉｍａｘ＝１５）とした。前述した手順でＲＧＢ信号の補正値を用いて参照データを補正する（ＳＴＥＰ２４１）。参照データＡ［ｎ］をプリンタの出力可能な画像濃度に応じて補正を行う（ＳＴＥＰ２４２）。
【０１８１】
プリンタ部で作成可能な最大画像濃度を得られるレーザの書込み値を、ＦＦｈ（１６進数表示）でであるとし、この時のパターンの読み取り値ｍ［ＦＦｈ］をｍｍａｘとする。低画像濃度側から中間画像濃度側にかけて補正を行わない参照データＡ［ｉ］（ｉ＝０、１、…、ｉ１）、高画像濃度側の補正を行わない参照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ２＋１、…、ｉｍａｘ−１）（ｉ２≧ｉ１、ｉ２≦ｉｍａｘ−１）、補正を行う参照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１、…、ｉ２）とする。
【０１８２】
以下では、ＲＧＢ−γ変換を行わない原稿反射率に比例した画像信号と仮定して、具体的な計算方法を述べる。補正を行わない参照データの内、高画像濃度（シャドー）部の最も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ２＋１］と、低画像濃度（ハイライト）部の最も画像濃度が低い参照データＡ［ｉ１］とから、そのデータの差Δｒｅｆを求める。すなわち、以下の数式によって示される。
Δｒｅｆ＝Ａ[ ｉ1]−Ａ[ ｉ2 ＋1]                            …式２０
【０１８３】
ここで、反転処理であるＲＧＢγ変換を行わない反射率リニアあるいは明度リニアの場合には、Δｒｅｆ＞０である。一方、プリンタ部で作成可能な最大画像濃度を得られるパターンの読み取り値ｍｍａｘから、同様に差Δｄｅｔを求める。すなわち、以下の数式によって示される。
Δｄｅｔ＝Ａ[ ｉ1]−ｍｍａｘ                                …式２１
【０１８４】
これにより、数式２０、式２１から、高濃度部の補正を行った参照データＡ［ｉ］（ｉ＝ｉ１＋１、…、ｉ２）を、以下の数式によって示されるものとする。
0003861109.tif 000014
【０１８５】
ｎ［ｉ］に対応するスキャナ１２０の読み取り画像信号ｍ［ｉ］を参照データＡ［ｎ］から求める（ＳＴＥＰ２４３）。実際には、飛び飛びのｎ［ｊ］に対応する参照データＡ［ｎ［ｊ］］（０≦ｎ［ｊ］≦２５５、ｊ＝０、１、…ｊｍａｘ、ｎ［ｊ］≦ｎ［ｋ］ｆｏｒｊ≦ｋ）を次のようにし、ｎ［ｊ］≦ｎ［ｉ］＜ｎ［ｊ＋１］となるｊ（０≦ｊ≦ｊｍａｘ）を求める。
【０１８６】
８ｂｉｔ画像信号の場合、ｎ［０］＝０、ｎ［ｊｍａｘ］＝２５５、ｎ［ｊｍａｘ＋１］＝ｎ［ｊｍａｘ］＋１、Ａ［ｊｍａｘ＋１］＝Ａ［ｊｍａｘ］として参照データを求めておくと計算が簡単になる。また、参照データの間隔は、ｎ［ｊ］はできるだけ小さい間隔である方が、最終的に求めるγ補正テーブルの精度が高くなる。上記のようにして求めたｊから、ｍ［ｉ］を次式から求める。
0003861109.tif 000015
【０１８７】
ここでは、一次式により補間したが、高次関数やスプライン関数などで補間することも可能である。その場合には、以下の通りにする。
ｍ[ ｉ] ＝ｆ( ｎ[ ｉ])                                      …式２４
【０１８８】
ｋ次関数の場合には、以下の通りにする。
【０１８９】
【数３】
0003861109.tif 000016
【０１９０】
ＳＴＥＰ２４３で求められたｍ［ｉ］を得るためのＬＤの書込み値ＬＤ［ｉ］を求める（ＳＴＥＰ２４４）。ＲＧＢγ変換を行っていない画像信号データを処理する場合には、ＬＤの値が大きくなるに応じて、ａ［ＬＤ］が小さくなる。すなわち、
ＬＤ［ｋ］＜ＬＤ［ｋ＋１］に対して、ａ［ＬＤ［ｋ］］≧ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］
となる。
【０１９１】
ここで、パターン形成時の値をＬＤ[ ｋ] ＝００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、…、６６ｈ、８８ｈ、ＡＡｈ、ＦＦｈ（ｋ＝０、１、…、９）の１０値とした。これは、トナー付着量が少ない画像濃度では、トナー付着量に対するスキャナの読み取り値の変化が大きいため、パターンの書込み値ＬＤ［ｋ］の間隔を密にし、トナー付着量が多い画像濃度では、トナー付着量に対するスキャナの読み取り値の変化が小さいために、間隔を広げて読み込む。
【０１９２】
これによるとメリットとしては、ＬＤ［ｋ］＝００ｈ、１１ｈ、２２ｈ、…、ＥＥｈ、ＦＦｈ（計１６点）などとパターンの数を増やす場合に比べて、トナー消費を抑えられること、また、高画像濃度領域では、ＬＤ書込み値に対する変化が少ないこと、感光体上の電位ムラ、トナーの付着ムラ、定着ムラ、電位ムラなどの影響で、読み取り値が逆転したりしやすいため、ＬＤ書込み値の間隔を狭めても必ずしも精度の向上に有効ではないことなどから、上記のようなＬＤ書込み値でパターンを形成した。
ａ［ＬＤ［ｋ］］≧ｍ［ｉ］＞ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］となるＬＤ［ｋ］に対して、
ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋ＋１］−ＬＤ［ｋ］）・（ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）／（ａ［ＬＤ［ｋ＋１］］−ａ［ＬＤ［ｋ］］）
とする。
【０１９３】
０≦ｋ≦ｋｍａｘ（ｋｍａｘ＞０）としたとき、ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ］］＞ｍ［ｉ］の場合（参照データから求めた目標値の画像濃度が高い場合）には、
ＬＤ［ｉ］＝ＬＤ［ｋ］＋（ＬＤ［ｋｍａｘ］−ＬＤ［ｋｍａｘ−１］）・（ｍ［ｉ］−ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ−１］］）／（ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ］］−ａ［ＬＤ［ｋｍａｘ−１］］）
として、１次式で外挿を行うことによって予測する。
【０１９４】
これにより、ＹＭＣＫγ補正テーブルへの入力値ｎ[ ｉ] と出力値ＬＤ[ ｉ] の組（ｎ［ｉ］、ＬＤ［ｉ］）（ｉ＝０、１、…、１５）が求められる。
【０１９５】
ＳＴＥＰ２４５で求められた（ｎ［ｉ］、ＬＤ［ｉ］）（ｉ＝０、１、…、１５）を元に、スプライン関数などで内挿を行うか、あるいは、ＲＯＭ１１４中に有しているγ補正テーブルを選択する。
【０１９６】
図３７に基づいて画像処理用プリンタγ１０９に設定する階調変換テーブルと画像形成用プリンタγ１１２に設定する階調変換テーブルの合成方法を説明する。上記のようにして作成されたプロコン階調変換テーブル・データをＩＰＵへ転送する（ＳＴＥＰ２５０）。画像形成用プリンタγ１１２にスルーの階調変換テーブルを設定し、二重に補正を行わないようにする（ＳＴＥＰ２５１）。以下にスルーの階調変換テーブルを示す。
【０１９７】
【表１】
0003861109.tif 000017
【０１９８】
画像処理用階調変換テーブルと画像形成用階調変換テーブルとの合成を行う（ＳＴＥＰ２５２）。これにについて説明する。基準となる階調曲線Ａに対し、画像形成用階調変換テーブルの階調変換をＢとする。階調曲線Ａを階調変換Ｂにより、階調変換を行った階調曲線をＥ＝Ｂ（Ａ）と表記する。また、文字、写真、地図などのモード毎に湾曲度を替える階調変換をｍｏｄｅとする。
【０１９９】
これは、具体的には、プログラム言語Ｃの書式を用いて概略を表記すると、
0003861109.tif 000018
0003861109.tif 000019
【０２００】
なお、上記の例では、ｍｏｄｅ ｍａｘ＝１０としていることから、画質モードを１０個持つことになる。１０個の画質モードは、一例としてそれぞれ、原稿の種類に応じて、単色用の文字モード、写真モード、印刷インク用の文字モード、写真モード、印画紙用、インクジェット用、蛍光ペン用、熱転写原稿用、地図用、複写原稿用に対応するものである。
【０２０１】
次に、合成した１０本の階調変換テーブルを画像処理用の階調変換テーブルとしてそれぞれのエリアに対応させて設定する（ＳＴＥＰ２５３）。前述した図５２（新規：ｃａｔ ｉｐｕ１．ｊｂｈ：ｐ．２）の例では、テーブル１〜４の画像処理用の階調変換テーブルのそれぞれと、画像形成用の階調変換テーブルとを合成し、合成した階調変換テーブルをそれぞれテーブル１〜４に設定する。
【０２０２】
画像形成用プリンタγ１１２に設定する階調変換テーブルと画像処理用プリンタγ１０９に設定する階調変換テーブルとを合成して作成した階調変換テーブルに対し、平滑化処理を行い、階調変換テーブルの階調飛びを無くす方法について述べる。
【０２０３】
合成した階調変換テーブルの一例をＥ２として、以下の表に示す。
【０２０４】
【表２】
0003861109.tif 000020
【０２０５】
ＩＮの３と４の間に階調飛び２→５が見られ、疑似輪郭となる可能性がある。上の表で、ＩＮは、階調変換テーブルへの入力値、ＯＵＴは、階調変換テーブルの出力値を表す。このＥ２に対し、一例として、１×５の大きさを持つデジタル・フィルタによる処理を行う。
フィルタとして、以下に示す係数▲５▼を用いて以下の表に示す。
【０２０６】
【表３】
0003861109.tif 000021
【０２０７】
この処理をプログラム言語Ｃを用いて表記すると＜リスト７＞のように表すことができる。
0003861109.tif 000022
0003861109.tif 000023
【０２０８】
ここで、関数ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ（Ｔａｂｌｅ  Ｏｕｔ、Ｔａｂｌｅ  Ｉｎ）の関数引き数の中のＴａｂｌｅ  Ｉｎは、デジタルフィルタ処理を行う前の補正諧調曲線（即ち、ＬＵＴ）、Ｔａｂｌｅ  Ｏｕｔは、デジタルフィルタ処理後の補正諧調曲線である。これにより前述したＥ２は、より諧調飛びの小さい階調補正テーブルＥ３になり、以下に参照表を示す。
【０２０９】
【表４】
0003861109.tif 000024
【０２１０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、現像特性が経時的に変化し、それに応じて、補正用の階調変換テーブルを変更していっても、すべての領域で有効階調数の低下を防ぎ、階調豊かな画質を維持することができる。
【０２１３】
また、像担持体の現像特性の経時変化を補正するための電位制御条件の上限値または下限値に応じた潜像特性のうちの一方を、他方を包含する電位制御条件下で検知し、検知した結果から、他方の電位条件で求めた場合の潜像特性を予測し、補正用テーブルを作成することにより、本補正に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の実施形態である画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態である画像形成装置の制御系を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態である画像形成装置の処理例を示すブロック構成図である。
【図５】レーザ変調回路の構成を示すブロック図である。
【図６】階調変換テーブル（ＬＵＴ）の作成方法を示すフローチャートである。
【図７】図６に示される処理例を説明するための第１の図である。
【図８】図６に示される処理例を説明するための第２の図である。
【図９】図６に示される処理例を説明するための第３の図である。
【図１０】補正用γ変換テーブルの変換特性を示す図である。
【図１１】階調特性を作成する際の流れを示すフローチャートである。
【図１２】補正用γ変換テーブルの変換特性を示す別の図である。
【図１３】有効階調数の変化を示すグラフである。
【図１４】目標とする階調特性の求め方を示すグラフである。
【図１５】目標とする階調特性の求め方を示すフローチャートである。
【図１６】補正用γ変換テーブルを示すグラフである。
【図１７】目標とする階調特性を作成する際の手順を示すフローチャートである。
【図１８】感光体の光減衰特性を示すグラフである。
【図１９】現像特性の検知手順を示すフローチャートである。
【図２０】濃度階調パターンを示す図である。
【図２１】現像特性を求める方法を示すグラフである。
【図２２】現像特性のずれの補正処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】光学センサ出力とトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図２４】画像形成部用の階調変換テーブルを作成する際の手順を示すフローチャートである。
【図２５】現像特性の補正手順を示すフローチャートである。
【図２６】ＡＣＣを実行する際の流れを示すフローチャートである。
【図２７】表示部全体を示す平面図である。
【図２８】自動階調補正の操作画面を示す第１の図である。
【図２９】自動階調補正の操作画面を示す第２の図である。
【図３０】トナーパターンを示すグラフである。
【図３１】自動階調補正の操作画面を示す第３の図である。
【図３２】自動階調補正の操作画面を示す第４の図である。
【図３３】ＲＧＢ信号の補正値を示す表である。
【図３４】ＲＧＢ信号の補正係数を示す操作画面の平面図である。
【図３５】階調変換テーブルの生成方法を説明するためのグラフである。
【図３６】ＡＣＣ時の階調変換テーブルの作成手順を示すフローチャートである。
【図３７】階調変換テーブルを合成する際の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０１  シェーディング補正回路
１０２  エリア処理回路
１０３  スキャナγ変換回路
１０４  画像分離回路
１０５  ＭＴＦフィルタ
１０６  色変換ＵＣＲ処理回路
１０７  変倍回路
１０８  画像加工回路
１０９  画像処理用プリンタγ変換回路
１１０  階調処理回路
１１１  Ｉ／Ｆ・セレクタ
１１２  画像形成用プリンタγ変換回路
１１３  プリンタ
１１４  ＲＯＭ
１１５  ＣＰＵ
１１６  ＲＡＭ
１１７  システムコントローラ
１１８  コンピュータ
１１９  プリンタコントローラ
１２０  スキャナ
１２１、１２２  パターン生成回路
１２３  Ｉ／Ｆ
１２５  システムバス
【図１】
0003861109.tif 000025
【図２】
0003861109.tif 000026
【図３】
0003861109.tif 000027
【図４】
0003861109.tif 000028
【図５】
0003861109.tif 000029
【図６】
0003861109.tif 000030
【図７】
0003861109.tif 000031
【図８】
0003861109.tif 000032
【図９】
0003861109.tif 000033
【図１０】
0003861109.tif 000034
【図１１】
0003861109.tif 000035
【図１２】
0003861109.tif 000036
【図１３】
0003861109.tif 000037
【図１４】
0003861109.tif 000038
【図１５】
0003861109.tif 000039
【図１６】
0003861109.tif 000040
【図１７】
0003861109.tif 000041
【図１８】
0003861109.tif 000042
【図１９】
0003861109.tif 000043
【図２０】
0003861109.tif 000044
【図２１】
0003861109.tif 000045
【図２２】
0003861109.tif 000046
【図２３】
0003861109.tif 000047
【図２４】
0003861109.tif 000048
【図２５】
0003861109.tif 000049
【図２６】
0003861109.tif 000050
【図２７】
0003861109.tif 000051
【図２８】
0003861109.tif 000052
【図２９】
0003861109.tif 000053
【図３０】
0003861109.tif 000054
【図３１】
0003861109.tif 000055
【図３２】
0003861109.tif 000056
【図３３】
0003861109.tif 000057
【図３４】
0003861109.tif 000058
【図３５】
0003861109.tif 000059
【図３６】
0003861109.tif 000060
【図３７】
0003861109.tif 000061