JPH10333377A

JPH10333377A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10333377A
Application number: JP9147515A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Noguchi; 智之野口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】環境変化や経時変化に対応して常にγ特性を
線形に補正し、良好な連続階調を有する画像形成装置を
提供することを目的とする。【解決手段】濃淡のあるテストパターンの画像データ
を発生させるテストパターン発生手段４０と、テストパ
ターンの潜像を形成させる潜像形成手段と、形成された
潜像を顕画化する現像手段と、顕画化されたトナー像を
保持する像担持体と、顕画化されたテストパターンの濃
度を検出する濃度センサ２５と、濃度センサ２５の出力
値に基づいて階調補正を行い、テストパターンを少なく
とも２回以上発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高画質の記録画像
を得るための画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からパーソナルコンピュータ、ワー
クステーション等の出力端末として、様々な原理のプリ
ンタが提案されており、特に電子写真プロセスとレーザ
走査技術を用いた画像形成装置は、記録速度と印字品質
の点で優位性が高く、プリンタの主流となっている。こ
の方式では、レーザビームを画像データに対応したパル
ス幅に変調させ画像の階調再現を行なっている。

【０００３】図１０は従来の画像形成装置における電子
写真プロセスの一般的な入出力特性を示すグラフ、図１
１は従来のパルス幅変調部の概略構成図、図１２は従来
の画像データ変換における階調補正テーブルを示すグラ
フである。

【０００４】図１０において、横軸は画像データ、縦軸
は画像濃度（反射濃度）である。図１１において、１は
コントローラ、２は、入力される画像データと出力され
る画像濃度の関係を線形にするための階調補正テーブ
ル、３は、階調補正テーブル２からのデータをパルス幅
に変調するパルス幅変調手段、４は、半導体レーザを駆
動するレーザドライバである。そして、図１２からわか
るように、階調補正テーブル２は、補正前のγ特性の線
形直線に対する逆関数である。

【０００５】以下、従来の画像形成装置について説明す
る。画像形成装置における電子写真プロセスでは、入力
である画像データと出力である画像濃度の関係、いわゆ
るγ特性は、図１０に示すように非線形となる。このよ
うな装置において、連続階調を表現するためには、γ特
性を線形にする階調補正を行なうことが不可欠であり、
従来は図１２に示すようにγ特性が線形になるような階
調補正テーブル２を用いてγ特性を線形に補正してい
た。すなわち、コントローラ１から送られてくる画像デ
ータを、階調補正テーブル２により補正し、γ特性を線
形にしていた。ところで、階調補正テーブル３は、固定
されたテーブルのものもあれば、像担持体上に規定の画
像データを用いてテストパターンを形成させ、濃度セン
サでそのγ特性を検出後その結果をもとにテーブルの特
性を可変させるものも提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固定の階調補正テーブルを用いる構成では、環境変化や
経時変化によりγ特性が変化した場合、テーブルが固定
であるため、γ特性は線形に補正できない。また階調補
正テーブルが可変の構成では、環境変化や経時変化には
対応できるものの、形成させるテストパターンの個数が
有限個であることと、通常全画像データ数に対し均等分
割されたデータを印字するため、図１０のように実質的
に画像濃度に関与する画像データ数が少ないγ特性をも
つ画像形成装置の場合、テストパターンから得られる有
効な情報は少なく、かえって補正結果が悪くなるという
ことがあった。

【０００７】そこで本発明は、環境変化や経時変化に対
応して常にγ特性を線形に補正し、良好な連続階調を有
する画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、濃淡のあるテ
ストパターンの画像データを発生させるテストパターン
発生手段と、テストパターンの潜像を形成させる潜像形
成手段と、形成された潜像を顕画化する現像手段と、顕
画化されたトナー像を保持する像担持体と、顕画化され
たテストパターンの濃度を検出する濃度センサと、濃度
センサの出力値に基づいて階調補正を行い、テストパタ
ーンを少なくとも２回以上発生させる。この構成によ
り、環境変化や経時変化に対応して常にγ特性を線形に
補正し、良好な連続階調を有する画像形成装置を実現で
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１記載の画像形成装置で
は、濃淡のあるテストパターンの画像データを発生させ
るテストパターン発生手段と、テストパターンの潜像を
形成させる潜像形成手段と、形成された潜像を顕画化す
る現像手段と、顕画化されたトナー像を保持する像担持
体と、顕画化されたテストパターンの濃度を検出する濃
度センサと、濃度センサの出力値に基づいて階調補正を
行い、テストパターンを少なくとも２回以上発生させ
る。

【００１０】請求項２記載の画像形成装置では、２回目
以降に発生させるテストパターンの画像データが、トナ
ー濃度が出始める画像データから目標最大濃度となる画
像データの範囲内である。

【００１１】請求項３記載の画像形成装置では、２回目
以降に発生させるテストパターンの画像データが、前回
の階調補正の結果に基づいた画像データである。

【００１２】これらの構成により、γ特性の線形性を維
持し、常に良好な連続階調を得ることができる。

【００１３】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照
しながら説明する。ここでは、感光体上にレーザビーム
等で形成された潜像を各色の現像器で現像し、顕画化さ
れた単色画像を一旦中間転写体と呼称する像形成媒体上
に転写して合成し、中間転写体上の合成像を一括して用
紙に転写する、いわゆる中間転写体方式の画像形成装置
について主に説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施の形態における画像
形成装置の構成図であり、まず感光体周辺の構成を説明
する。図１において、５は潜像形成手段としての閉ルー
プ状の感光体である。感光体５は、ＰＥＴ基材、アルミ
蒸着層、電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）
で構成されおり、３本の感光体搬送ローラ６、７、８に
よって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印
Ａ方向に周回動する。９は感光体位置検出マークであ
り、感光体５の端部に１つ配置されている。１０は、感
光体位置検出マーク９を検出する感光体位置検出センサ
である。感光体５は、継目１１を有しており、画像を形
成する際は継目１１を回避せねばならない。この際に、
感光体位置検出センサ１０の出力を参照する。

【００１５】感光体５の周面には、矢印Ａで示す回転方
向に沿って、帯電器１２、露光光学系１３、ブラック
（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）の各色の現像器（現像手段）１４Ｋ、１４Ｙ、１
４Ｍ、１４Ｃ、中間転写体１５、感光体クリーニング装
置１６及び除電器１７が設けられている。

【００１６】帯電器１２は、タングステンワイヤ等から
なる帯電線と金属板からなるシールド板、グリッド板等
（図示せず）によって構成され、帯電線へ負の高電圧を
印加すると帯電線がコロナ放電を起こし、グリッド板に
例えば−７００Ｖの電圧を印加すると、感光体５の表面
は一様に−６００Ｖ程度の負の電位に帯電する。

【００１７】露光光学系１３は、レーザ駆動装置、ポリ
ゴンミラー、レンズ系、ポリゴンミラー回転用のモータ
（スキャナモータ）等（図示せず）で構成され、帯電さ
れた感光体５上に静電潜像を形成する。１８は、露光光
学系１３から照射される露光光線である。露光光線１８
は、画像データ変換手段（図示せず）からの画像信号を
レーザ駆動回路（図示せず）によりパルス幅変調して得
られ、感光体５上に特定色の画像データに対応する静電
潜像を形成する。

【００１８】各現像器１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ
は、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの
トナーを収納している。各色現像器１４Ｋ、１４Ｙ、１
４Ｍ、１４Ｃは、導電性ゴム等を用いたスリーブローラ
１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃを有しており、スリー
ブローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃを感光体５の
矢印Ａ方向に対して順方向に回転させると、現像器１４
Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃの内部から薄層化されたト
ナーがスリーブローラの表面に供給される。トナーは薄
層化される時点で摩擦により負に帯電している。各色の
現像は、スリーブローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９
Ｃに負の電圧（現像バイアス）を印加し、スリーブロー
ラを回転させながら、各色離接カム２０Ｋ、２０Ｙ、２
０Ｍ、２０Ｃに対応した専用モータ（図示せず）を駆動
し、選択された現像器、例えばブラック現像器１４Ｋを
矢印Ｃ方向に移動し、スリーブローラ１９Ｋを感光体５
に接触させて行う。

【００１９】潜像が形成された部分の感光体５の表面電
位（明電位）は、−５０〜−１００Ｖ近くに上昇してお
り、スリーブローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃに
−３００Ｖ程度の負の電位を与えることで、感光体５か
らスリーブローラ１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃの方
向に電界が発生する。この結果、スリーブローラ１９
Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ上の負に帯電したトナーに
は、電界の逆、即ち感光体５の方向にクーロン力が作用
し、トナーは感光体５に形成された潜像部分に付着す
る。一方、潜像が形成されていない部分の感光体５の表
面電位（暗電位）は−６００Ｖであるから、現像バイア
スを印加しても、電界はスリーブローラ１９Ｋ、１９
Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃから感光体５の方向に生じるため、
トナーは感光体１に付着しない。以上のような現像プロ
セスは、光が照射された部分（即ち白）にトナーを付着
させる（即ち黒）ため、一般にネガポジプロセスあるい
は反転現像と呼称されている。

【００２０】感光体クリーニング装置１６は、感光体５
を挟んで感光体支持ローラ８と対向して配置されてお
り、感光体５から中間転写体１５の転写後に、感光体５
に残っている残留トナーを除去する。感光体５の継目１
１は、露光光線１８の走査方向に対して３゜〜５゜程度
傾斜して設けられており、継目１１が感光体クリーニン
グ装置１６を通過する際の衝撃により、画像が乱れない
よう配慮されている。従って感光体クリーニング装置１
６は、感光体５に対して離接する機構を有していない。
除電器１７は、赤色ＬＥＤを複数個線上に配置したもの
であり、感光体５上の残留電位を除去する。

【００２１】次に中間転写体１５の周辺の構成について
説明する。像担持体としての中間転写体１５は、アルミ
等の金属の（例えば直径２００ｍｍの）素管に導電性の
樹脂等からなるベルト形状のシートを巻いたもので、駆
動モータ（図示せず）によって矢印Ｂ方向に周回動し、
単色画像を合成してフルカラー画像を形成するための媒
体である。２１はゴム等をブレード状に形成した中間転
写体クリーニング手段で、中間転写体１５上に合成画像
が形成されている間は、中間転写体クリーニング手段２
１は中間転写体１１から離間しており、クリーニングに
供する時のみ当接し、中間転写体１５から記録媒体２２
に転写されずに残ったトナーを除去する。２３は中間転
写体位置検出板であり、中間転写体１５の側面に配置さ
れている。２４は中間転写体位置検出板２３に設けられ
たスリットを検出する中間転写体位置検出センサであ
る。画像を形成する際には、複数個のスリットから１つ
を選択して画像形成位置の基準として用いる。

【００２２】２５は発光素子と受光素子が複合化された
濃度センサであり、中間転写体１５上のトナー濃度を検
出する。濃度センサ２５の発光側は、Ｄ／Ａ変換器（図
示せず）に接続されており、Ｄ／Ａ変換器にデータを設
定して電流を制御することで発光光量を変化させること
ができる構成となっている。受光側の出力はＣＰＵのＡ
／Ｄ変換ポート（図示せず）に入力される。

【００２３】次に、給紙系および定着系の構成について
説明する。記録媒体２２は、記録媒体カセット２６から
給紙ローラ２７により１枚ずつ用紙搬送路２８に送り出
される。２９は、中間転写体１５上の合成画像を記録媒
体２２に転写する転写ユニットで、転写ユニット２９は
導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト３０
と、中間転写体１５上の合成画像を記録媒体２２に転写
するための転写バイアスを印加する転写器３１と、記録
媒体２２が合成画像を転写された後、中間転写体１５に
静電的に張り付くのを防止するようなバイアスを印加す
る分離器３２とから構成されている。３３は、内部に熱
源を有するヒートローラ３４と、加圧ローラ３５とから
なる定着器であり、記録媒体２２上に転写された合成画
像をヒートローラ３４と加圧ローラ３５の狭持回転に伴
い圧力と熱によって記録媒体２２にトナーを定着させ、
カラー画像を形成する。

【００２４】上述してきた構成によるものを含め、電子
写真は一般に環境変動等に対して敏感であり、例えば機
内温度の上昇に伴って、階調特性は経時的に変化する。
フルカラー出力を行う画像形成装置にとって階調性の確
保、更に印刷の３原色であるシアン、マゼンタ、イエロ
ーを合成したときのグレーバランスの確保は重要な技術
課題の一つであり、これまでにも様々なアプローチがな
されてきている。

【００２５】ここで、本実施の形態の画像形成装置は、
例えば電源投入時の初期化の段階で階調補正を実行す
る。また、１画素（６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉ）あた
り１６階調を再現することを目標としている。これによ
り、２５６階調／１５０線が実現可能である。

【００２６】以降、階調補正動作について詳細に説明す
る。図２は本発明の一実施の形態における階調補正部の
構成図である。図２において、３６はＡ／Ｄ変換器３７
を内蔵するＣＰＵ、３７はＤ／Ａ変換器、３８はＲＡ
Ｍ、３９はＣＰＵ３６が実行するプログラムを格納して
いるＲＯＭ、４０はテストパターン発生手段、４１はＳ
ＲＡＭからなる階調補正テーブルである。

【００２７】濃度センサ２５は、中間転写体１５と対向
して配置されて光学式センサーであり発光素子と受光素
子とからなる。ＣＰＵ３６は、Ｄ／Ａ変換器３７への数
値設定により、濃度センサ２５の発光素子順電流を変化
させて光量制御が可能な構成となっている。Ｄ／Ａ変換
器３７に設定可能な値は８ビットであり、０〜２５５の
値を設定することができる。濃度センサ２５の出力はＣ
ＰＵ３７のＡ／Ｄ変換ポートに入力される。

【００２８】画像形成装置が、ウォームアップ期間に入
るとメインモータ（図示せず）を起動し、感光体５と中
間転写体１５を駆動する。ただしこの時は、帯電器１２
等の高圧電源は印加しない。メインモータ起動により、
感光体５と中間転写体１５が定速に達したのち、中間転
写体１５を少なくとも一周させ、中間転写体１５をクリ
ーニングする。ここで、階調補正の第一段階として、濃
度センサ２５のチューニングを行ない、装置毎の濃度セ
ンサの特性バラツキを抑制する。具体的には濃度センサ
２５の発光量を決定する。以下に濃度センサ２５のチュ
ーニングについて説明する。

【００２９】中間転写体１５が、完全にクリーニングさ
れた状態で、中間転写体地肌濃度の調整目標値を、例え
ばアナログレベルで１．２５Ｖ、即ちＡ／Ｄ変換後のデ
ータとしては「６４」（＝１．２５Ｖ／５．００Ｖ×２
５５）とする。ＣＰＵ３６は、Ｄ／Ａ変換器３７に８ビ
ットの値を小さな値から順にセットし、濃度センサ２５
からの出力と調整目標値との比較を行なう。濃度センサ
２５からの出力と調整目標値とが一致したところで、発
光量設定値が決定され、その値をＲＡＭ３８に格納す
る。濃度センサ２５のチューニングが修了すると、階調
補正の第二段階へ移行する。第二段階では中間転写体１
５の一周分の地肌濃度の平均値、即ちハイライト基準を
計測しその結果をＲＡＭ３８に格納する。

【００３０】ハイライト基準取得が終了すると、階調補
正の第三段階に入る。第三段階では中間転写体１５上に
形成された階調を有するテストパターンのトナー濃度を
各色毎に検出し、ハイライト基準を用いて画像形成装置
のγ特性を補正するテーブルを作成する。

【００３１】第三段階で使用されるテストパターンを図
３（本発明の一実施の形態におけるテストパターンの例
示図）に示す。テストパターンは電源投入時や、適当な
条件が整った場合に、ＣＰＵ３６からの指示に基づきテ
ストパターン発生手段４０により形成される。多数回の
同一パターン形成によりパターン領域が物理的に劣化し
ても、画質劣化が視覚的に目だちにくいように、画像領
域の端部に形成される。テストパターンの個数は任意で
あり、各々異なる濃度パターンを形成するように予め画
像データが設定されている。

【００３２】ここでは、中間転写体１５の一周の中に収
まる合計１５個のテストパターンとした。画像形成装置
のγ特性は環境・装置間で変化するので、補正を行なう
ためにまず全般的なγ特性を認識する必要がある。すな
わち、テストパターンのデータを偏った値とすることは
できない。そこで画像データが８ビットである装置で
は、最初のテストパターンのデータは１６進表現で１１
Ｈ、次のパターンデータは２２Ｈ、次は３３Ｈ、・・
・、最後はＦＦＨのように画像データのダイナミックレ
ンジＦＦＨを１５等分し、画像の先頭から順に濃度が高
くなる設定となっている。

【００３３】また中間転写体１５において、テストパタ
ーンの形成位置は、各色共通であり、画像データも共通
であるが、各色画像は色によって異なるスクリーン角を
用いて形成され、例えばホストコンピュータ等から転送
された画像データを印字する際のスクリーン角と階調補
正実行時のスクリーン角は色毎に共通である。

【００３４】次に、中間転写体１５に形成された彩色成
分並びに無彩色成分のトナーを、濃度センサ２５で検出
した時の一般的な特性について図４（本発明の一実施の
形態における濃度センサの出力を示すグラフ）を用いて
説明する。図４（ａ）では彩色成分（シアン・マゼンタ
・イエロー）、図４（ｂ）では無彩色成分（ブラック）
の階調補正用テストパターンに対する濃度センサ２０の
出力例を示すものである。

【００３５】彩色成分の場合、階調補正用テストパター
ンの濃度上昇とともに、濃度センサ２５の出力も上昇す
る。厳密には各色で特性は異なるが、パターン濃度の上
昇に応じて濃度センサ２５の出力が単調増加するという
点では差はない。一方、同条件で無彩色成分のパターン
を検出した時は、パターン濃度の上昇に応じて濃度セン
サ２５の出力は単調減少する。パターン濃度上昇と共に
彩色成分と無彩色成分でグラフの中央、即ち中間転写体
１５の地肌レベルを挟んで異なる方向に値が変化するの
が大きな特徴である。

【００３６】さて階調補正の第二段階終了後、テストパ
ターン発生手段４０は、図３に示すテストパターンの静
電潜像を感光体５上に形成させる。既に、各高電圧等の
画像形成に必要な構成要素は起動され、この時点では画
像形成の準備は整っている。所定時間経過後にブラック
現像器１４Ｋが感光体１に当接し階調補正用テストパタ
ーンを顕画化する。顕画化されたブラックのテストパタ
ーンは、中間転写体１５に転写され、濃度センサ２５ま
で搬送される。

【００３７】この時点でＣＰＵ３６は、Ｄ／Ａ変換器３
７に濃度センサ２５の発光量設定を行なっており、濃度
センサ２５の出力の読取りを開始する。濃度センサ２５
の出力は、予め定められたサンプリング周期でＣＰＵ３
６に読み込まれる。読み込みは全画像領域に対して行
い、ＣＰＵ３６は読込み結果を直ちにＲＡＭ３８に格納
する。以降は、ブラックと同じ画像データを用いてシア
ン、マゼンタ、イエローのテストパターンを中間転写体
１５上に形成し、ブラックの場合と同様にＲＡＭ３８に
格納する。

【００３８】前述したように、この時点で中間転写体ク
リーニング装置２１は、当接状態であり、中間転写体１
５は常にクリーニングされているので、濃度センサ２５
は色毎に階調補正パターンを読み取ることができる。こ
うして各テストパターンの濃度検出結果が、それぞれＲ
ＡＭ３８に格納されているが、このデータは、濃度セン
サ２５の出力を単に時間順に取得したものに過ぎないた
め、テストパターン形成・読み取り動作が終了すると、
画像形成装置は各モータや帯電器１２等の動作をすべて
停止し、データ処理を行う。

【００３９】ＲＡＭ３８内のデータは、すべて中間転写
体位置検出板２３の同一スリットの検出に基づき得られ
たものなので、テストパターン読み取り開始点は中間転
写体１５の同一地点のものである。また中間転写体位置
検出板２３のスリットを検出してから、ＣＰＵ３６が濃
度センサ２５の出力の取り込みを開始するまでの時間は
定まっているので、１つ１つのテストパターン位置に対
応した読み取り結果は容易に得られる。まずテストパタ
ーン１つに対して、１０個のポイントの値を合計し、こ
の平均値を１つのパターンのトナー濃度値とする。こう
して無彩色成分の各パターン位置のトナー濃度及び彩色
成分の各パターン位置のトナー濃度を求めることができ
る。

【００４０】各色の階調補正用テストパターンの濃度計
測が終了すると、第二段階で求めたハイライト基準を用
いて階調補正テーブルを作成する。以降簡単のために、
シアン（彩色成分）のデータ処理について説明する。マ
ゼンタとイエローに対するデータ処理はシアンの場合と
同様であり、ブラック（無彩色成分）に対するデータ処
理は、パターンのトナー濃度と濃度センサの出力値の関
係が彩色成分の場合と比べて逆であるのを考慮すれば、
同様である。また各パターン位置をｎ（ｎ＝１〜１５）
とし、中間転写体１５の地肌濃度の平均値（ハイライト
基準）をＨＬとし、階調パターンのトナー濃度をＤ＿Ｃ
［ｎ］とする（ＤはＤｅｎｓｉｔｙの意味）。

【００４１】シアンのデータ処理は各パターン毎の濃度
データＤ＿Ｃ［ｎ］と、ハイライト基準ＨＬ＿Ｃと、ま
ず全てのｎに対して、ＤＩＦ［ｎ］＝Ｄ＿Ｃ［ｎ］−Ｈ
Ｌを計算し、ＤＩＦ［ｎ］を真の濃度レベルと規定す
る。更に、これにより得られたＤＩＦ［ｎ］を記録紙上
の濃度に変換する。濃度変換は予め実験的に取得した濃
度変換テーブルを用いる。

【００４２】濃度変換テーブルについて図５を用いて説
明する。図５は本発明の一実施の形態におけるシアンの
濃度変換テーブルのグラフである。図５において、横軸
は各パターン毎の濃度センサ２５の出力をＡ／Ｄ変換し
た値であり、縦軸は同じパターンを記録紙に形成した時
の反射濃度（マクベス濃度）である。この濃度変換テー
ブルは、中間転写体１５に形成された階調補正用パター
ンを、濃度センサ２５で検出し、同一パターンを記録紙
上に転写・定着したサンプルがあれば容易に得ることが
できる。またハイライト基準が測定系で一意に定まれ
ば、これらのグラフの形はほとんど変わらないため、上
述のように求めた値から記録紙上の濃度が正しく予測で
きる。

【００４３】さて濃度変換テーブルは、濃度センサ２５
の出力を記録紙上の画像濃度に変換するテーブルだか
ら、用紙にトナー像を転写する際の用紙転写特性と、定
着特性を含んでいる。従って用紙転写特性が環境等によ
り変動して階調性を劣化させる場合は、濃度変換テーブ
ルの変換特性を環境パラメータ等に応じて変更すれば、
影響を吸収することができる。

【００４４】以上の説明で、濃度センサ２５の出力から
画像濃度を検出する手法を示した。また階調補正用テス
トパターンのデータ、即ち入力は予め定められた値であ
り既知である。この入力データと、記録紙上濃度との関
係は画像形成装置のγ特性に他ならない。図６（本発明
の一実施の形態におけるシアンのγ特性を示すグラフ）
に今回得られたシアンのγ特性を示す。なお、本例では
データ間は線形補間されているが他の補間方法をしよう
しても構わない。

【００４５】次に、図６をもとに階調補正テーブルの作
成を行なう。今回の最大濃度の目標値は１．５（マクベ
ス濃度）であり、１６階調の再現を行なうので濃度０．
１毎の画像データを見つければよい。例えば濃度０．５
に対する画像データは４５Ｈとなる。このようにして作
成した階調変換テーブルを図７（本発明の一実施の形態
におけるシアンの階調補正テーブルの例示図）に示す。

【００４６】次に、図２を用いて画像データと階調補正
テーブルの関係を説明する。ＣＰＵ３６は階調補正テー
ブル４１に先ほど作成したテーブルのデータを転送して
いる。コントローラ１から出力された画像データ（４ビ
ット）４２が、階調補正テーブル４１のアドレスをアク
セスすると、階調を補正された画像データ（８ビット）
４３が階調補正テーブル４１からパルス幅変調手段３に
出力される。

【００４７】パルス幅変調手段３は、画像データに応じ
たパルス幅をレーザドライバ４に出力する。階調補正テ
ーブルをアクセスすることで、例えばコントローラ１か
ら均等ステップの画像データ（４ビット）４２が出力さ
れると、画像形成装置のγ特性は、階調補正テーブルに
よって打ち消され、記録用紙上の画像濃度も均等ステッ
プとなる。以上の動作により画像の階調性が確保され
る。

【００４８】以上のようにして得られた階調補正の結果
を図８（本発明の一実施の形態における１回目の階調補
正の結果を示すグラフ）に示す。図６の補正をしてない
状態のγ特性（コントローラからの４ビットデータの均
等ステップに対しても同じ特性となる）と比較すると、
補正の効果はあるものの、目標に対しては±３０％の精
度しか得られていない。この精度悪化は、図６に示すγ
特性からわかるように、濃度が出始めるまでのテストパ
ターンおよび目標最大濃度以降のテストパターンから得
られる情報は無駄であり、補正に必要な情報量不足から
発生している。前述したように、画像形成装置のγ特性
は、環境・装置間で変化するので、補正を行なうために
はテストパターンデータを偏ったものにすることはでき
ず、全般的なγ特性を認識する必要があり、こうした結
果は仕方がない。

【００４９】そこで本例では、１回目の階調補正で得ら
れた結果を２回目の階調補正でのテストパターンに反映
させるようにした階調補正をさらに行なう。具体的には
１回目の階調補正で得られた階調補正テーブルのデータ
をテストパターンデータとし、前述した補正動作を行な
う。図９（本発明の一実施の形態における２回目の階調
補正の結果を示すグラフ）に２回目の階調補正結果を示
す。補正結果は目標に対し±５％の精度が得られ良好な
直線性の階調が再現できた。

【００５０】このように、テストパターンデータを最適
化することにより、階調補正の精度を大幅に改善でき
る。また、２回目の階調補正でのテストパターンデータ
は濃度が出始めるデータから目標最大濃度に対するデー
タ間を等分割したものでもよいし、詳しく知りたい区間
を密にした構成にしてもよい。また、さらに階調補正を
繰り返してもよい。なお、以上の階調補正は装置の電源
投入時に限るものではない。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、テストパターンを最適
化した階調補正を行なうことで環境変化や経時変化に対
応して常にγ特性を線形に補正でき、常に安定した良好
な階調特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
構成図

【図２】本発明の一実施の形態における階調補正部の構
成図

【図３】本発明の一実施の形態におけるテストパターン
の例示図

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態における濃度セン
サの出力を示すグラフ（ｂ）本発明の一実施の形態における濃度センサの出力
を示すグラフ

【図５】本発明の一実施の形態におけるシアンの濃度変
換テーブルのグラフ

【図６】本発明の一実施の形態におけるシアンのγ特性
を示すグラフ

【図７】本発明の一実施の形態におけるシアンの階調補
正テーブルの例示図

【図８】本発明の一実施の形態における１回目の階調補
正の結果を示すグラフ

【図９】本発明の一実施の形態における２回目の階調補
正の結果を示すグラフ

【図１０】従来の画像形成装置における電子写真プロセ
スの一般的な入出力特性を示すグラフ

【図１１】従来のパルス幅変調部の概略構成図

【図１２】従来の画像データ変換における階調補正テー
ブルを示すグラフ

【符号の説明】５感光体１４Ｋ現像器（ブラック）１４Ｙ現像器（イエロー）１４Ｍ現像器（マゼンタ）１４Ｃ現像器（シアン）１５中間転写体２５濃度センサ４０テストパターン発生手段４１階調補正テーブル（ＳＲＡＭ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濃淡のあるテストパターンの画像データを
発生させるテストパターン発生手段と、前記テストパタ
ーンの潜像を形成させる潜像形成手段と、形成された潜
像を顕画化する現像手段と、顕画化されたトナー像を保
持する像担持体と、顕画化されたテストパターンの濃度
を検出する濃度センサと、前記濃度センサの出力値に基
づいて階調補正を行い、前記テストパターンを少なくと
も２回以上発生させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】２回目以降に発生させるテストパターンの
画像データが、トナー濃度が出始める画像データから目
標最大濃度となる画像データの範囲内であることを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】２回目以降に発生させるテストパターンの
画像データが、前回の階調補正の結果に基づいた画像デ
ータであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。