JP2003345080A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
号に基づいてオリジナル画像を印刷する際に、人間の目
に認識し難い色成分で形成された所定の特殊画像を前記
オリジナル画像に重畳印刷する画像形成装置において、
常に優れた階調性で画像を形成する。 【解決手段】 Y色成分の階調補正用パッチ画像を既に
作成した階調補正用パッチ画像と重ならないようにずら
して中間転写ベルト上に形成するとともに、すべての階
調補正用パッチ画像に特殊画像を重畳する。そして、各
階調補正用パッチ画像の画像濃度をパッチセンサPSで
検出し、エンジン部EGのガンマ特性を示す階調特性を
検出した後、その階調特性を補正テーブル演算部116
に入力する。この補正テーブル演算部116は、入力さ
れた階調特性に適合する階調補正テーブル115を計算
し、階調補正テーブル115を更新する。
Description
用いて階調補正された画像信号に基づいてオリジナル画
像を印刷する際に、人間の目に認識し難い色成分で形成
された所定の特殊画像を前記オリジナル画像に重畳印刷
する画像形成装置に関するものである。
置などの画像形成装置として、例えばホストコンピュー
タやスキャナなどから送られてくる画像信号に基づいて
半導体レーザの発光時間を変化させることによって階調
記録を行う装置が従来より知られている。この装置で
は、画像信号に基づき各画素毎のRGBの階調データを
RGBと補色関係にあるCMYKの階調データに変換し
た後、さらに装置内に設けた不揮発性メモリに記憶され
ている階調補正テーブルを参照して各CMYKの階調デ
ータについて、その階調レベルを画像形成装置のガンマ
特性(つまり、入力画像情報が示す濃度値と出力画像の
対応する濃度値との関係)に基づき補正を施している。
そして、その補正階調データに基づき画像形成を行う。
すなわち、この画像形成装置では、各CMYK毎に入力
階調レベルに対応する補正階調レベルを示す階調補正テ
ーブルを階調補正情報としてメモリに記憶しておき、そ
の階調補正テーブルを用いて各CMYKの階調データを
補正した後、その補正階調データを用いることで高い階
調性で画像を形成するように構成している。
は、温度や湿度などの環境や経年変化などにより装置の
特性、特にガンマ特性が変化し、その結果、階調性が著
しく低下してしまうことがあった。この現象は特に非磁
性一成分の現像方式にて顕著である。
正テーブルを補正することで優れた階調性を得る技術が
従来より提案されている。例えば特開平12−5652
5号公報に記載された画像形成装置では、階調補正テー
ブルを補正するために次のようなテスト印刷モードを実
行している。すなわち、このテスト印刷モードでは、C
MYK各色について、最低濃度の階調値から最大濃度の
階調値までの複数の階調レベルで階調補正用パッチ画像
を形成するとともに、各階調補正用パッチ画像の画像濃
度を濃度センサで検出してガンマ特性を推定する。そし
て、その推定したガンマ特性を用いて階調補正テーブル
を計算するとともに、不揮発性メモリに既に登録されて
いる以前の階調補正テーブルを消去して、その計算した
階調補正テーブルを不揮発性メモリに新たに登録してい
る。
ー画像形成装置の性能向上に伴い、これを不正利用する
可能性が生じていることから、かかる不正印刷の防止の
ために、その画像形成装置により印刷しようとしている
画像、つまりオリジナル画像に対し、その画像形成装置
あるいは印刷した人物を特定できる特殊画像を付加する
技術が提案されている。例えば図4に示すように、機密
事項が記載された地図をオリジナル画像として転写紙、
複写紙やOHPシート等のシートSにカラー印刷する場
合に、画像形成装置の出力色成分(例えば、マゼンタ,
シアン,イエロー,ブラック)のうち人間の目に最も目
立たない出力色成分(例えば、イエロー)を使って画像
形成装置の製造番号などを表わす特殊画像SIを印刷す
ることが提案されている。
成装置では、オリジナル画像に特殊画像SIが重畳され
て印刷されることがあり、特に同図に示すように特殊画
像SIをシートSの全面に印刷する場合にはオリジナル
画像への特殊画像SIの重畳印刷は不可避である。その
ため、この画像形成装置において、上記したテスト印刷
モードをそのまま適用したのでは、適切な階調補正テー
ブルが得られず、良好な階調性を有する画像を形成する
ことができないという問題が発生していた。
あり、階調補正情報を用いて階調補正された画像信号に
基づいてオリジナル画像を印刷する際に、人間の目に認
識し難い色成分で形成された所定の特殊画像を前記オリ
ジナル画像に重畳印刷する画像形成装置において、常に
優れた階調性で画像を形成することを目的とする。
報を用いて階調補正された画像信号に基づいてオリジナ
ル画像を印刷する際に、人間の目に認識し難い色成分で
形成された所定の特殊画像を前記オリジナル画像に重畳
印刷する画像形成装置であって、上記目的を達成するた
め、特殊画像が重畳された複数の階調補正用パッチ画像
を形成するとともに、各階調補正用パッチ画像の画像濃
度を検出し、その検出結果に基づき前記階調補正情報を
設定している。
調補正用パッチ画像を形成するにあたって、各階調補正
用パッチ画像に特殊画像が重畳されており、この重畳状
態にある各階調補正用パッチ画像の画像濃度に基づき階
調補正情報が設定変更されるため、実際の印刷条件(オ
リジナル画像に特殊画像を重畳印刷するという条件)に
合致した階調補正情報が得られる。したがって、該階調
補正情報に基づき画像形成を行うことで常に優れた階調
性で画像(オリジナル画像+特殊画像)が形成される。
装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の
画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。こ
の画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マ
ゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーを重ね合
わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)の
トナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置であ
る。この画像形成装置では、ホストコンピュータ100
などの外部装置から画像信号が制御ユニット1のメイン
コントローラ11に与えられると、このメインコントロ
ーラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ12
がエンジン部EGの各部を制御して複写紙、転写紙、用
紙およびOHP用透明シートなどのシートSに画像信号
に対応する画像を形成する。
ト:(a)感光体ユニット2;(b)イエロー現像ユニット
(以下「Y現像ユニット」という)3Y;(c)マゼンタ
現像ユニット(「M現像ユニット」)3M;(d)シアン
現像ユニット(「C現像ユニット」)3C;(e)ブラッ
ク現像ユニット(「K現像ユニット」)3K;(f)中間
転写ユニット4および(g)定着ユニット5が装置本体6
に対して着脱自在となっている。そして、すべてのユニ
ット2、3Y、3M、3C、3K、4、5が装置本体6
に装着された状態で、図1に示すように、感光体ユニッ
ト2の感光体21が図1の矢印方向D1に回転するとと
もに、その感光体21の周りにその回転方向D1に沿っ
て、帯電部22、非磁性一成分トナーを内蔵した現像ユ
ニット3Y、3M、3C、3Kからなるロータリー現像
部3およびクリーニング部23がそれぞれ配置される。
K、4、5のうち感光体ユニット2には感光体21、帯
電部22およびクリーニング部23が収容されており、
これらを一体的に装置本体6に対して着脱自在となって
いる。帯電部22には図示を省略する帯電バイアス発生
部から帯電バイアスが印加されており、感光体21の外
周面を均一に帯電させる。また、この感光体ユニット2
には、感光体21の回転方向D1における帯電部22の
上流側にクリーニング部23が設けられており、一次転
写後に感光体21の外周面に残留付着しているトナーを
掻き落とす。こうして、感光体21の表面クリーニング
を行っている。
の外周面に向けて露光ユニット8から光ビームLが照射
される。この露光ユニット8は、図2に示すように、エ
ンジンコントローラ12に設けられたレーザドライバ1
21と電気的に接続されており、このレーザドライバ1
21から与えられる駆動信号に応じて露光ユニット8を
制御し、光ビームLを感光体21上に露光して画像信号
に対応する静電潜像を感光体21上に形成する。この画
像形成装置では、ホストコンピュータ100から与えら
れる画像信号に基づきメインコントローラ11が各画素
毎の階調データに対応する駆動パルス幅を決定し、その
駆動信号をエンジンコントローラ12のレーザドライバ
121に与えるのみならず、エンジンコントローラ12
においてレーザドライバ121の前段にパターン付加部
122を設け、該駆動信号のうちイエローに対応する駆
動信号については、該駆動信号に特殊画像SI(図4)
を示す駆動信号を付加してレーザドライバ121に与
え、これによってオリジナル画像に特殊画像SIを付加
可能となっている。この点に関して、後で図2を参照し
つつ詳述する。
現像部3によってトナー現像される。このロータリー現
像部3では、ブラック用の現像ユニット3K、シアン用
の現像ユニット3C、マゼンタ用の現像ユニット3M、
およびイエロー用の現像ユニット3Yが軸中心に回転自
在に設けられている。そして、これらの現像ユニット3
Y、3M、3C、3Kは予め決められた複数の位置に移
動位置決めされるとともに、感光体21に対して選択的
に現像位置で位置決めされる。図1ではブラック用の現
像ユニット3Kが現像位置に位置決めされており、この
位置決め状態で現像ユニット3Kに設けられた現像ロー
ラ31が感光体21と対向配置されるが、その他の現像
ユニット3Y、3M、3Cについても現像ユニット3K
と全く同様に現像ユニットの現像位置への位置決めによ
り各現像ユニットに設けられた現像ローラ31が感光体
21と対向配置される。
ットでは、ユニットハウジング内に貯留されたトナーは
現像ローラ31に担持されながら、現像位置に搬送され
る。そして、現像ローラ31に対して、所定の現像バイ
アスを印加することで現像位置に選択位置決めされたユ
ニットハウジング内のトナーが現像ローラ31から感光
体21に飛翔して静電潜像を顕像化する。こうして、選
択された色のトナー像が感光体21の表面に形成され
る。
ナー像は、一次転写領域TR1で中間転写ユニット4の
中間転写ベルト41上に一次転写される。すなわち、中
間転写ユニット4は複数のローラに掛け渡された中間転
写ベルト41と、中間転写ベルト41を回転駆動する駆
動部(図示省略)とを備えており、カラー画像をシート
Sに転写する場合には、感光体21上に形成される各色
のトナー像を中間転写ベルト41上に重ね合わせてカラ
ー画像を形成する一方、単色画像をシートSに転写する
場合には、感光体21上に形成されるブラック色のトナ
ー像のみを中間転写ベルト41上に転写して単色画像を
形成する。
は、パッチ画像の濃度を検出するために、中間転写ベル
ト41が掛け渡された一のローラに対向してパッチセン
サPSが配置されている。
た画像については、所定の二次転写領域TR2におい
て、カセット9から取り出されたシートS上に二次転写
される。そして、トナー画像が転写されたシートSを、
ヒータ(図示省略)が内蔵された定着ユニット5に導入
し、ここで加熱しながら圧力を加えることによってトナ
ーをシートSに定着させる。こうして画像が形成された
シートSは装置本体6の上面部に設けられた排出トレイ
部に搬送される。
置の電気的構成および画像形成動作(通常の印刷モード
および階調補正モード)について説明する。メインコン
トローラ11はCPU、RAM、ROMやロジック回路
などで構成されており、色変換部111、階調補正部1
12、ハーフトーニング部113、パルス変調部11
4、階調補正テーブル115および補正テーブル演算部
116を備えている。また、エンジンコントローラ12
もCPU、RAM、ROMやロジック回路などで構成さ
れており、上記したレーザドライバ121、パターン付
加部122の他にパッチセンサPSの検出結果に基づき
エンジン部EGのガンマ特性を示す階調特性を検出する
階調特性検出部123を備えている。
与えられたメインコントローラ11では、色変換部11
1がその画像信号に対応する画像内の各画素のRGB成
分の階調レベルを示したRGB階調データを、対応する
CMYK成分の階調レベルを示したCMYK階調データ
へ変換する。この色変換部111では、入力RGB階調
データは例えば1画素1色成分当たり8ビット(つまり
256階調を表す)であり、出力CMYK階調データも
同様に1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階
調を表す)である。色変換部111から出力されるCM
YK階調データは階調補正部112に入力される。
から入力された各画素のCMYK階調データに対し階調
補正を行う。すなわち、階調補正部112は、不揮発性
メモリに予め登録されている階調補正テーブル115を
参照し、その階調補正テーブル115にしたがい、色変
換部111からの各画素の入力CMYK階調データを、
補正された階調レベルを示す補正CMYK階調データに
変換する。この階調補正の目的は、上記のように構成さ
れたエンジン部EGのガンマ特性変化を補償して、この
画像形成装置の全体的ガンマ特性を常に理想的なものに
維持することにある。
タは、ハーフトーニング部113に入力される。このハ
ーフトーニング部113は誤差拡散法、ディザ法、スク
リーン法などのハーフトーニング処理を行い、1画素1
色当たり8ビットのハーフトーンCMYK階調データを
パルス変調部114に入力する。
フトーニング後のCMYK階調データは、各画素に付着
させるべきCMYK各色のトナーのサイズを示してお
り、かかるデータを受け取ったパルス変調部114は、
そのハーフトーンCMYK階調データを用いて、エンジ
ン部EGのCMYK各色画像の露光レーザパルスをパル
ス幅変調するためのビデオ信号を作成し、図示を省略す
るビデオIFを介してエンジンコントローラ12に出力
する。
2のパターン付加部122に入力される。このパターン
付加部122には、図4の特殊画像SIのパターンを記
憶するメモリ(図示省略)が設けられており、人間の目
に認識し難い色成分(この実施形態ではY色成分)につ
いてはオリジナル画像に対応するビデオ信号に特殊画像
SIのパターンが付加され、レーザドライバ121に入
力される。一方、残りの色成分については、オリジナル
画像に対応するビデオ信号がそのままレーザドライバ1
21に入力される。そして、このビデオ信号を受けたレ
ーザドライバ121が露光ユニット8の半導体レーザを
ON/OFF制御して各色成分の静電潜像を感光体21
上に形成する。このようにして通常の印刷を行う(通常
の印刷モード)。
常の印刷モード以外に、階調補正用パッチ画像を形成し
て階調補正テーブルを変更設定する階調補正モードを有
している。この階調補正モードでは、ガンマ特性を測定
するために予め用意された階調補正用パッチ画像がエン
ジン部EGによって中間転写ベルト41上に形成され、
各パッチ画像の画像濃度をパッチセンサPSが読取り、
そのパッチセンサPSからの信号に基づき階調特性検出
部123が各パッチ画像の階調レベルと、検出した画像
濃度とを対応させた階調特性(エンジン部EGのガンマ
特性)を作成し、メインコントローラ11の補正テーブ
ル演算部116に出力する。なお、この実施形態では、
階調補正用パッチ画像のデータはメインコントローラ1
1の例えばROMなどにプログラムされている。具体的
には、上記のような階調特性を容易に得るために、階調
補正用パッチ画像は、CMYKの全てのトナーを使用
し、且つCMYK各色について最低値から最大値までの
異なる複数の階調レベルを含み、そして、CMYKの階
調レベルと画像内の場所との対応関係が予め定まってい
るようなカラー画像で構成されている。
ついて説明する。この階調補正モードは、電源投入時な
どの適当なタイミングで開始され、この実施形態では、
まずK色成分について複数の階調レベルで階調補正用パ
ッチ画像Pk(00)、Pk(02)、Pk(04)、…を中間転写ベ
ルト41上に形成する(同図(a))。すなわち、ブラ
ック用の現像ユニット3Kを現像位置に位置決めした状
態でメインコントローラ11から階調補正用パッチ画像
Pk(00)、Pk(02)、Pk(04)、…に対応するビデオ信号
をエンジンコントローラ12に出力し、このビデオ信号
を受信したエンジンコントローラ12はエンジン部EG
の各部を制御してビデオ信号に特殊画像SIのパターン
を重畳させることなく感光体21上に形成するととも
に、中間転写ベルト41が1周する間に該中間転写ベル
ト41に転写していく。
ッチ画像の形成が完了すると、K色成分と同様にして、
C色成分の階調補正用パッチ画像Pc(00)、Pc(02)、…
をK色成分Pk(00)、Pk(02)、Pk(04)、…と重ならな
いようにずらして2周目の中間転写ベルト41上に形成
する(同図(b))。また、これに続いて、K色成分と
同様にして、M色成分の階調補正用パッチ画像Pm(0
0)、Pm(02)、…をK色成分の階調補正用パッチ画像Pk
(00)、Pk(02)、Pk(04)、…およびC色成分の階調補正
用パッチ画像Pc(00)、Pc(02)、…と重ならないように
ずらして3周目の中間転写ベルト41上に形成する(同
図(c))。
現像ユニット3Yを現像位置に位置決めした状態でメイ
ンコントローラ11から階調補正用パッチ画像Py(0
0)、Py(02)、Py(04)、…に対応するビデオ信号をエン
ジンコントローラ12に出力し、このビデオ信号を受信
したエンジンコントローラ12はパターン付加部122
でこのビデオ信号に特殊画像SIのパターンを付加し、
そのビデオ信号(パッチ画像+特殊画像)をレーザドラ
イバ121に入力する。これによって、Y色成分の階調
補正用パッチ画像Py(00)、Py(02)、…を既に作成した
階調補正用パッチ画像Pk(00)、Pc(00)、Pm(00)、…
と重ならないようにずらして4周目の中間転写ベルト4
1上に形成するとともに、すべての階調補正用パッチ画
像に特殊画像SIを重畳する(同図(d))。
度をパッチセンサPSで検出し、その検出結果を示す濃
度信号が階調特性検出部123に与えられる。ここで
は、中間転写ベルト41上のパッチ画像の画像濃度を読
取っているのみであるが、各画像濃度は階調補正用パッ
チ画像を実際にシートS上に印刷した場合のその印刷さ
れた階調補正用パッチ画像の種々の場所(異なる種々の
階調レベルをもっている)のOD値を反映した値を示し
ており、階調特性検出部123により求められる階調特
性、つまり各階調レベルに対する画像濃度は実質上エン
ジン部EGのガンマ特性を示している。そして、こうし
て求められた階調特性については、補正テーブル演算部
116に入力される。
ず、階調特性検出部123からの階調特性に基づいて、
階調補正用パッチ画像がもつ種々の階調レベルと同じ階
調レベルをもった画像を通常の印刷モードで印刷した場
合における、その印刷画像のOD値をCMYK各色につ
いて計算で推定する。それに続いて、補正テーブル演算
部116は、その推定したガンマ特性に対応した階調補
正テーブル115を計算し、そして、メモリに既に登録
されている以前の階調補正テーブル115を消して、そ
の計算した階調補正テーブル115をメモリに新たに登
録する。こうして階調補正テーブル115を変更設定す
る(階調補正モード)。
正モードを実行することで、エンジン部EGのガンマ特
性が温度や湿度などの環境や経年変化などに対応して階
調補正テーブル115を変更設定しているので、良好な
階調性を維持しながら画像形成を行うことができる。し
かも、階調補正モードを実行するにあたって、図3
(d)に示すように各階調補正用パッチ画像に特殊画像
SIを重畳した状態で各階調補正用パッチ画像の画像濃
度を検出し、その検出結果に基づき階調補正テーブル1
15を変更設定しているため、通常の印刷モード、つま
りオリジナル画像に特殊画像SIを重畳印刷する場合に
適合した階調補正テーブル115を得ることができる。
したがって、かかる階調補正テーブル115を用いて画
像形成を行うことで常に優れた階調性で画像(オリジナ
ル画像+特殊画像)を印刷することができる。
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態では、ホストコンピュータ1
00から画像信号を受け取り、その画像信号に対応する
オリジナル画像に対して特殊画像SIを重畳印刷するプ
リンタなどの画像形成装置に対して本発明を適用してい
るが、オリジナル画像を光学的に読取り、その読取った
オリジナル画像に対して特殊画像SIを重畳印刷する複
写機などの画像形成装置に対しても本発明を適用するこ
とができることはいうまでもない。また、本発明をタン
デム方式の画像形成装置に適用してもよい。
画像のデータをメインコントローラ11の例えばROM
などにプログラムしているが、エンジンコントローラ1
2の例えばROMなどに記憶したり、ホストコンピュー
タから階調補正用パッチ画像のデータを送り込んでも良
いし、複写機などの場合にはユーザが階調補正用パッチ
画像の原稿をセットしても良い。
に対して特殊画像SIを付加するためのパターン付加部
122をエンジンコントローラ12側に設けているが、
もちろんメインコントローラ11で付加するようにして
もよい。
の階調補正用パッチ画像のそれぞれに特殊画像を重畳し
た状態で各階調補正用パッチ画像の画像濃度を検出し、
それらの画像濃度に基づき階調補正情報を設定変更する
ように構成しているので、オリジナル画像に特殊画像を
重畳印刷するという画像形成態様に合致した階調補正情
報を得ることができ、該階調補正情報に基づき画像形成
を行うことで常に優れた階調性で画像(オリジナル画像
+特殊画像)を形成することができる。
示す図である。
ク図である。
成手順を示す模式図である。
ある。
ッチ画像 Pm(00)、Pm(02)…M色成分の階調補正用パッチ画像 Py(00)、Py(02)…Y色成分の階調補正用パッチ画像 PS…パッチセンサ SI…特殊画像
Claims (2)
- 【請求項1】 階調補正情報を用いて階調補正された画
像信号に基づいてオリジナル画像を印刷する際に、人間
の目に認識し難い色成分で形成された所定の特殊画像を
前記オリジナル画像に重畳印刷する画像形成装置におい
て、 前記特殊画像が重畳された複数の階調補正用パッチ画像
を形成するとともに、各階調補正用パッチ画像の画像濃
度を検出し、その検出結果に基づき前記階調補正情報を
設定することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 非磁性一成分現像により画像を形成する
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002154950A JP4224986B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002154950A JP4224986B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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