JPH11133683A

JPH11133683A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11133683A
Application number: JP9316475A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Uchiyama; 明彦内山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】常に従来にも増して正確な階調特性を持つ画
像を得る。【解決手段】画像形成装置本体内に不揮発性ＲＡＭ１
８を内蔵し、その中に中間調制御で得られた階調特性を
書き込む。書き込んだデータは次回の中間調制御時に利
用してパッチの画像データを算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリンタあ
るいは複写機等とされる電子写真方式を用いる画像形成
装置に関し、特に中間調制御手段を備えた画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に従来の画像形成装置の一例が示さ
れる。同図において、画像形成装置は、アルミシリンダ
の外周面に有機感光体（ＯＰＣ）、又はＡ−Ｓｉ、Ｃｄ
Ｓ、Ｓｅ等からなる光導電体を塗布して構成された感光
ドラム１を具備しており、この感光ドラム１は不図示の
駆動手段によって図示矢印方向に駆動されローラー帯電
器２により所定電位に均一に帯電される。

【０００３】装置本体内の上方には、露光装置を構成す
るレーザーダイオード７、高速モーター８によって回転
駆動される多面鏡９、レンズ１０、及び折り返しミラー
１１が配置される。

【０００４】レーザードライバ１２に画像信号が入力さ
れると、レーザードライバ１２はレーザーダイオード７
を発光させる。そして、この光は光路１３を通って画像
信号に対応した光情報が感光ドラム１に照射され、潜像
が形成される。更に感光ドラム１が矢印方向に進むと、
この潜像は現像装置４によって現像されトナー可視像と
なる。現像されたトナー可視像は所定のバイアスが印加
された転写ローラー３により転写紙Ｐ上に転写される。
転写紙Ｐは搬送手段により定着装置５に搬送され、トナ
ー可視像は定着装置５によって溶融固着され永久像とさ
れる。

【０００５】一方、感光ドラム１上に残留したトナーは
ファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置６に
よって清掃される。

【０００６】階調画像を出力する電子写真方式の画像形
成装置では、入力された画像信号と出力画像の濃度との
関係すなわち階調特性は一般に図９のグラフに示すよう
になっている。このデフォルトの階調特性のままでは通
常、高画質の画像を得ることができないので、実際には
入力された画像信号はレーザードライバ１２に入る前に
ルックアップテーブル（以下「ＬＵＴ」という。）によ
って階調特性が直線関係等の適切な関係になるように調
整を行なう。そこで、扱うことのできるすべての画像信
号によって濃度検知用トナー像（以下「パッチ」とい
う。）を感光ドラム上に試験的に形成してそれらのトナ
ー像の濃度を光学濃度センサ等によって検知し、その検
知結果からその時点における画像形成装置の階調特性を
求め、それを元にＬＵＴを作成する中間調制御を行なう
ことにより正確な所望の階調特性を得ることができる。

【０００７】しかし、この方法では、例えば画像信号が
８ビットの場合は２５６種類の画像データを扱うことが
できるため２５６種類のパッチを作成することとなり、
ＬＵＴを求めるために多量のトナーと時間が費やされる
こととなる。そこで、図９中に示すａ₁ 〜ａ₁₀のよう
に、適当な間隔で濃度が変化するような代表的な画像信
号をあらかじめ数点選んでおき、これらの画像信号を使
ってパッチを作成し、これらのパッチの濃度を測定して
画像信号対パッチの濃度のデータを得、これらを補間す
ることにより階調特性を求め、さらにＬＵＴを形成する
中間調制御の方法がとられている。この方法によりトナ
ーの消費を最小限に抑えつつ所望の階調特性を持つ画像
を得ていた。

【０００８】ところが、図９に示した階調特性は画像形
成装置が常温常湿環境下（２３℃、６０％程度）にある
ときの場合で、画像形成装置周囲の環境によって必ずし
も図９のようにはならず、図１０あるいは図１１のグラ
フに示すようになることがある。図１０は高温高湿環境
下（３０℃、８０％程度）の時の階調特性で、図１１は
低温低湿環境下（１５℃、１０％）の時の階調特性であ
る。

【０００９】したがって、画像形成装置が高温高湿環境
下にあり、実際の階調特性が図１０に示すような場合
に、図９の場合と同様な画像信号でパッチを作成する
と、高濃度のパッチばかりが作成され、中間濃度の部分
のパッチが抜けてしまう恐れがあるため、補正が正しく
行なわれない恐れがある。

【００１０】一方、実際の階調特性が図１１に示すよう
な場合に図９の場合と同様な画像信号でパッチ作成する
と、低濃度のパッチばかりが作成され、これもまた中間
濃度の部分のパッチが抜けてしまう恐れがあるため、補
正が正しく行なわれない恐れがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来にも増して常に正確な階調特性を持つ画像を得
ることのできる画像形成装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
所定順序の階調パターンを像担持体上に形成するパター
ン形成手段と、前記階調パターンを読み取る手段とを有
し、前記階調パターン読み取り手段の出力を導入し、該
出力と前記階調パターンとの対応関係に基づいて、階調
補正手段の階調補正特性を決定する中間調制御を行なう
画像形成装置において、前記中間調制御により得られた
階調補正特性に関連するデータを画像形成装置内に備え
られた記憶手段に記憶保持させることを特徴とする画像
形成装置である。

【００１３】前記所定順序の階調パターンは前記記憶手
段に記憶保持された階調補正特性に関連するデータを基
に作成されることが好ましい。

【００１４】上記の画像形成装置は、像担持体上に帯
電、露光、現像を複数回繰り返して行なうことによりカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置としてもよい。

【００１５】上記の画像形成装置は、現像装置、帯電装
置、感光体及びクリーニング装置を一体化したプロセス
カートリッジを用いてもよい。

【００１６】上記プロセスカートリッジを用いた画像形
成装置は、像担持体上に帯電、露光、現像を複数回繰り
返して行なうことによりカラー画像を形成するカラー画
像形成装置としてもよい。

【００１７】別の態様によれば、上記の画像形成装置は
現像装置を備えた現像カートリッジと、帯電装置、感光
体、及びクリーニング装置を一体化した感光ドラムカー
トリッジとを用いてもよい。

【００１８】上記の現像カートリッジ及び感光ドラムカ
ートリッジを用いた画像形成装置は、像担持体上に帯
電、露光、現像を複数回繰り返して行なうことによりカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置としてもよい。

【００１９】前記記憶手段は不揮発性ＲＡＭであること
が好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。尚、次に説明する
実施例の画像形成装置は、図８の画像形成装置と略同様
であり、従って、その同様な構成及び機能についての説
明は省略し、本発明の特徴部分について説明する。

【００２１】実施例１以下、本発明の実施例１を図１〜図４により詳細に説明
する。図１において、本実施例の画像形成装置は、ＣＰ
Ｕ２０、階調補正手段であるＬＵＴ１５が確保される読
み書き可能なメモリ（ＲＡＭ）１４、ＣＰＵ２０が画像
形成装置を制御するためのプログラムや各種データが書
き込まれた読み出し専用のメモリ（ＲＯＭ）１６、不揮
発性の読み書き可能なメモリ（不揮発性ＲＡＭ）１８、
像担持体である感光ドラム１上に作成されたパッチ（階
調パターン）Ｔの濃度を測定する濃度センサ１７、画像
形成装置の置かれた環境を測定する温湿度センサ１９を
備えている。

【００２２】階調パターン読み取り手段である濃度セン
サ１７は、図２に示すようにＬＥＤなどの発光素子１７
１、フォトダイオード、ＣｄＳなどの受光素子１７２、
及びホルダー１７３から構成されている。

【００２３】先に説明したように一般に階調画像を出力
する画像形成装置の初期の階調特性は例えば常温常湿環
境下、高温高湿環境下、低温低湿環境下でそれぞれ図
９、図１０、図１１のグラフに示すようになっている。

【００２４】これらの各環境ごとの階調特性のデータ
は、初期値としてＲＯＭ１６に格納されている。この階
調特性のデータは必要によってさらに細かな環境ごとに
用意しておいてもよい。

【００２５】一方、記憶手段である不揮発性ＲＡＭ１８
には中間調制御で得られた階調特性のデータがその階調
特性のデータが得られた環境のデータとともに格納され
る。不揮発性ＲＡＭ１８に格納されるこれらのデータは
階調特性の初期値に対する差分の形で格納される。ただ
し、画像形成装置の出荷時には不揮発性ＲＡＭ１８には
差分データとしてすべて０が書き込まれている。また、
感光ドラムや現像器などのパーツが交換されたときに
は、サービスマンあるいは画像形成装置の自動検出機構
により不揮発性ＲＡＭ１８はクリアされて出荷時と同様
に差分データとしてすべて０が書き込まれている。

【００２６】次に図１と図３とを用いて本実施例におけ
る中間調制御について説明する。画像形成装置本体の電
源投入、電源投入時からの経過時間、あるいは印字枚数
等の適当なタイミングをＣＰＵ２０が検出すると中間調
制御がスタートする（Ｓ３１）。先ず、ＣＰＵ２０は温
湿度センサ１９の測定結果から画像形成装置の置かれた
環境を判断し（Ｓ３２）、この環境に対応した階調特性
の差分データを不揮発性ＲＡＭ１８から読み出す（Ｓ３
３）。次に、この環境に対応した階調特性の初期値をＲ
ＯＭ１６から読み出す（Ｓ３４）。階調特性の初期値か
ら階調特性の差分データを差し引くことにより前回中間
調制御を行なったときの階調特性を算出する（Ｓ３
５）。この階調特性のデータを元に中間調制御で作成す
るパッチのデータ組を算出し（Ｓ３６）、これらのデー
タをレーザドライバ１２に送り感光ドラム１上に濃度検
知用パッチの潜像を形成し、現像器４によって現像する
ことでパッチを作成する（Ｓ３７）。

【００２７】そして、これらパッチの濃度を適正なタイ
ミングで濃度センサ１７によって測定する（Ｓ３８）。
さらに、各パッチ作成に用いた画像信号と測定した各パ
ッチの濃度との関係は多項式によって補間され階調特性
が求められる（Ｓ３９）。この階調特性を基にＬＵＴ１
５を作成してＲＡＭ１４内に書き込む（Ｓ３１０）とと
もにＲＯＭ１６に格納されている階調特性の初期値との
差分を算出する。この差分データは現在の環境の情報と
ともに不揮発性ＲＡＭ１８に格納され、次回の中間制御
時に利用される（Ｓ３１１）。

【００２８】次に上記制御ステップＳ３６におけるパッ
チのデータ組を算出する方法について説明する。前回の
中間調制御によって画像形成装置の階調特性が図４のグ
ラフに示すようであった場合、画像濃度の上下５％を上
限と下限とし、この間をパッチのデータとして必要な数
ｎ−１等分する。ここでは、１０個のデータが必要なの
で、図４にて点線で示すように、９等分する。そして、
これらの画像濃度を得るために必要な画像信号ａ₁ 〜ａ
₁₀をパッチ作成のためのデータとする。この方法により
常に濃度に偏りのないパッチを作成することができる。

【００２９】同一環境下でも印字枚数が進むにつれて徐
々に階調特性も変動するが、本実施例のように画像形成
装置に不揮発性ＲＡＭを持たせ、環境の状況を検索情報
として階調特性の差分データを格納しておくことによ
り、常に最新の階調特性の情報を得ることができ、パッ
チ作成のための適切なデータ組を得ることができるので
正確な中間調制御が可能となる。

【００３０】また、本実施例は複数の現像器を備えたカ
ラー画像形成装置にも適用可能である。

【００３１】実施例２以下、本発明の実施例２を図５により説明する。本実施
例は、本発明を現像器、感光ドラム、帯電器、クリーニ
ング装置を一体化して、装置本体に対して着脱自在とし
たプロセスカートリッジＣを採用した画像形成装置に適
用したものである。他の構成は実施例１と概略同様であ
る。

【００３２】本実施例ではプロセスカートリッジＣ内に
不揮発性ＲＡＭ１８を内蔵し、これに階調特性の差分デ
ータを格納することを特徴とする。

【００３３】プロセスカートリッジＣを画像形成装置本
体に装着するとプロセスカートリッジ内の不揮発性ＲＡ
Ｍ１８は不図示の接続手段により画像形成装置本体のＣ
ＰＵ２０と接続され画像形成装置本体から読み書きがで
きるようになっている。なお、各環境ごとの階調特性の
初期値は画像形成装置本体にあるＲＯＭ１６に格納され
てもよいし、プロセスカートリッジ内の不揮発性ＲＡＭ
１８に余裕があればこのメモリ１８に格納してもよい
し、更にはプロセスカートリッジ内にＲＯＭを新たに内
蔵しその中に格納してもよい。なお、出荷時のプロセス
カートリッジの不揮発性ＲＡＭ１８には階調特性差分デ
ータとしてすべて０が書き込まれている。

【００３４】階調特性は各プロセスカートリッジに固有
なものなので、このようにプロセスカートリッジに不揮
発性ＲＡＭを持たせ、これに環境の状況を検索情報とし
て階調特性の差分を格納することにより、常に画像形成
装置の最新の階調特性の情報を得ることができ、パッチ
作成のための適切なデータ組を得ることができるので正
確な中間調制御が可能となる。

【００３５】なお、本実施例は感光ドラム、帯電器、ク
リーニング装置に複数の現像器を一体化したプロセスカ
ートリッジ方式を採用したカラー画像形成装置にも適用
可能である。

【００３６】実施例３以下、本発明の実施例３を図６により説明する。図６に
示すように、本実施例は、本発明を感光ドラム、帯電
器、クリーニング装置を一体化した感光ドラムカートリ
ッジＫと、現像カートリッジＤの２つのカートリッジを
採用した画像形成装置に適用したものである。

【００３７】本実施例では現像カートリッジＤ内に不揮
発性ＲＡＭ１８を内蔵し、これに階調特性の差分データ
を格納することを特徴とする。

【００３８】現像カートリッジＤを画像形成装置本体に
装着すると現像カートリッジＤ内の不揮発性ＲＡＭ１８
は不図示の接続手段により画像形成装置本体内のＣＰＵ
２０と接続され画像形成装置本体から読み書きができる
ようになっている。階調特性は現像器の特性と感光ドラ
ムの特性、環境とにより決まるので現像カートリッジＤ
内の不揮発性ＲＡＭに書き込むデータは階調特性の差分
データと中間調制御を行なった時点の環境のデータと感
光ドラムカートリッジの印字枚数である。

【００３９】次に、図６及び図７を用いて本実施例にお
ける中間調制御について説明する。画像形成装置本体の
電源投入、電源投入時からの経過時間、あるいは印字枚
数等の適当なタイミングをＣＰＵ２０が検出すると中間
調制御がスタートする（Ｓ７１）。先ず、ＣＰＵ２０は
温湿度センサ１９の測定結果から画像形成装置の置かれ
た環境を判断する（Ｓ７２）。次にＣＰＵ２０は感光ド
ラムカートリッジＫの印字枚数を読み込む（Ｓ７３）。
この印字枚数は従来提案されている方法により感光ドラ
ムカートリッジＫ内に格納されている。ただし、画像形
成装置本体に感光ドラム１の印字枚数を記憶させてもよ
い。次にＣＰＵ２０は環境と感光ドラム１の印字枚数か
らそれらに対応した階調特性の差分データを不揮発性Ｒ
ＡＭ１８から読み出す（Ｓ７４）。次にこの環境に対応
した階調特性の初期値をＲＯＭ１６から読み出す（Ｓ７
５）。階調特性の初期値から階調特性の差分データを差
引くことにより前回中間調制御を行なったときの階調特
性を算出する（Ｓ７６）。

【００４０】この階調特性のデータを基に中間調制御で
作成するパッチのデータ組を算出し（Ｓ７７）、これら
のデータをレーザードライバ１２に送り感光ドラム１上
に濃度検知用パッチの潜像を形成し、現像器４によって
現像することでパッチを作成する（Ｓ７８）。そして、
これらパッチの濃度を適正なタイミングで濃度センサ１
７によって測定する（Ｓ７９）。さらに、各パッチ作成
に用いた画像信号と測定した各パッチの濃度との関係は
多項式によって補間され階調特性が求められる（７１
０）。この階調特性を基にＬＵＴ１５を作成してＲＡＭ
１４内に保存する（Ｓ７１１）とともにＲＯＭ１６に格
納されている階調特性の初期値との差分を算出する。こ
の差分データは現在の環境の情報と感光ドラムの印字枚
数とともに不揮発性ＲＡＭ１８に格納される（Ｓ７１
２）。

【００４１】なお、各環境ごとの階調特性の初期値は画
像形成装置本体にあるＲＯＭ１６に格納してもよいし、
現像カートリッジ内の不揮発性ＲＡＭ１８に余裕があれ
ばこのＲＡＭ１８に格納してよいし、さらには現像カー
トリッジ内に新たにＲＯＭを内蔵しその中に格納しても
よい。なお、出荷時の現像カートリッジの不揮発性ＲＡ
Ｍ１８にはすべて０の階調特性の差分データとしてすべ
て０が書き込まれている。

【００４２】階調特性は感光ドラムと現像器の状態によ
り決まるので、このように現像カートリッジに不揮発性
ＲＡＭを持たせ、感光ドラムの印字枚数と環境の状況を
検索情報に階調特性を格納しておくことにより、常に画
像形成装置の最新の階調特性の情報を得ることができ、
パッチ作成のための適切なデータ組を得ることができる
ので正確な中間調制御が可能となる。

【００４３】なお、本実施例は感光ドラム、帯電器、ク
リーンニング装置を一体化した感光ドラムカートリッジ
と複数の現像カートリッジを備えたカラー画像形成装置
にも適用可能である。

【００４４】尚、以上の説明に限らず、不揮発性ＲＡＭ
の記憶容量を節約するために中間調制御に用いたパッチ
の画像データとそれらを測定した濃度だけを記憶保持し
ておき、次回の中間調制御時にこれらのデータを補間し
て階調特性を求め、そこからパッチ作成のための画像デ
ータを算出してもよい。

【００４５】更には、次回の中間調制御用のパッチの画
像データだけを記憶保持しておいてもよいが、中間調制
御に用いたパッチの画像データとそれらを測定した濃度
を記憶保持しておけば補間により階調特性を求められる
ので濃度センサの故障の時など中間調制御が正しく行な
われない場合等に代替として利用できるので好ましい。

【００４６】尚、本発明に係る画像形成装置は上記実施
例に限定するものではなく、その要旨の範囲で種々に変
更可能である。例えば、不揮発性ＲＡＭに記憶保持する
のは階調特性の差分データではなく階調特性のデータで
もよく、さらには階調特性ではなくＬＵＴのデータでも
かまわない。また、階調特性からパッチの作成に用いる
画像データを求める方法も上記以外のものでもかまわな
い。

【００４７】さらに本発明は電子写真方式の画像形成装
置に限ることなく、インクジェット方式、あるいは熱転
写方式の画像形成装置にも適用することが可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、中間調制御により得られた階調補正特性に関
連するデータを画像形成装置内に備えられた記憶手段に
記憶保持させることにより、常に従来にも増して正確な
中間調制御が可能となり高画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図２】図１の画像形成装置の濃度センサを示す概略構
成図である。

【図３】実施例１の中間調制御のフローチャートであ
る。

【図４】パッチの画像データの算出方法を説明するため
の階調特性の一例を示すグラフである。

【図５】実施例２の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図６】実施例３の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図７】実施例３の中間調制御のフローチャートであ
る。

【図８】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【図９】常温常湿度環境下での階調特性を示すグラフで
ある。

【図１０】高温高湿環境下での階調特性を示すグラフで
ある。

【図１１】低温低湿環境下での階調特性を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電装置４現像装置６クリーニング装置１２レーザドライバ１４ＲＡＭ１５ＬＵＴ（階調補正手段）１６ＲＯＭ１７濃度センサ（階調パターン読み取り
手段）１８不揮発性ＲＡＭ（記憶手段）１９温湿度センサ２０ＣＰＵＣプロセスカートリッジＤ現像カートリッジＫ感光ドラムカートリッジＴパッチ（階調パターン）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定順序の階調パターンを像担持体上に
形成するパターン形成手段と、前記階調パターンを読み
取る手段とを有し、前記階調パターン読み取り手段の出
力を導入し、該出力と前記階調パターンとの対応関係に
基づいて、階調補正手段の階調補正特性を決定する中間
調制御を行なう画像形成装置において、前記中間調制御により得られた階調補正特性に関連する
データを画像形成装置内に備えられた記憶手段に記憶保
持させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記所定順序の階調パターンは前記記憶
手段に記憶保持された階調補正特性に関連するデータを
基に作成されることを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項３】請求項１の画像形成装置は、像担持体上
に帯電、露光、現像を複数回繰り返して行なうことによ
りカラー画像を形成するカラー画像形成装置であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１の画像形成装置は、現像装置、
帯電装置、感光体及びクリーニング装置を一体化したプ
ロセスカートリッジを用いることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項５】請求項４の画像形成装置は、像担持体上
に帯電、露光、現像を複数回繰り返して行なうことによ
りカラー画像を形成するカラー画像形成装置であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１の画像形成装置は、現像装置を
備えた現像カートリッジと、帯電装置、感光体、及びク
リーニング装置を一体化した感光ドラムカートリッジと
を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項６の画像形成装置は、像担持体上
に帯電、露光、現像を複数回繰り返して行なうことによ
りカラー画像を形成するカラー画像形成装置であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記記憶手段は不揮発性ＲＡＭであるこ
とを特徴とする請求項１の画像形成装置。