JP4006236B2 - 画像形成装置およびその階調制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置およびその階調制御方法に関し、特に、レーザビームプリンタ、静電記録装置等の画像形成装置およびその階調制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来用いられている一般的なカラー画像形成装置の概略構成図を示す。
【０００３】
本従来例のカラー画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。
【０００４】
リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査した原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光して光電変換し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号に、増幅回路（図示せず）を経て、ビデオ処理ユニット（図示せず）にて処理を施し、プリンタ部に送出する。
【０００５】
プリンタ部において、像担持体である感光ドラム１を時計回り方向に回転自在に担持し、感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、レーザビーム露光光学系３、電位センサ１２、４個の現像装置４ｙ、４ｃ、４ｍ、４ｂｋ、転写装置５、クリーニング器６を配置する。
【０００６】
レーザビーム露光光学系３は、リーダ部からの画像信号を入力し、レーザ出力部（図示せず）にて光信号に変換した後、レーザ光をポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂおよびミラー３ｃを通って、感光ドラム１の面を線状に走査（ラスタスキャン）する光像Ｅに変換する。
【０００７】
プリンタ部にて画像形成時には、まず、感光ドラム１を時計回り方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後、コロナ帯電器２により一様に帯電し、各分解色ごとに光像Ｅを照射して静電潜像を形成する。
【０００８】
次に、各分解色ごとに所定の現像装置を動作させて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたトナーによる画像を形成する。現像装置４ｙ、４ｃ、４ｍ、４ｂｋは、偏心カム２４ｙ、２４ｃ、２４ｍ、２４ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近する。
【０００９】
さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、記録材カセット７より搬送系および転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写する。転写装置５は、本従来例では転写ドラム５ｆ、転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃとこれと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ｆの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート（図示せず）を円筒状に一体的に張設している。記録材担持シートにはポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。
【００１０】
転写ドラム５ｆを回転させるにしたがって感光ドラム１上のトナー像は転写帯電器５ｂにより記録材担持シートに担持された記録材上に転写する。
【００１１】
このように記録材担持シートに吸着搬送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカラー画像を形成する。
【００１２】
４色モードの場合、このようにして４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラム５ｆから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂおよび分離帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を介してトレイ１０に排紙する。
【００１３】
他方、転写後感光ドラム１は、表面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した後、再度画像形成工程に供する。
【００１４】
記録材の両面に画像を形成する場合には、熱ローラ定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆動し、排紙縦パス２０を経て、反転パス２１ａに導いた後、記録材を一旦停止させ、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出させ、記録材を裏返して中間トレイ２２にストックする。その後、再び上述した電子写真方式による画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成する。
【００１５】
また、転写ドラム５ｆ上の記録材担持シート上には、感光ドラム１、現像装置４、クリーニング器６等からの粉体の飛散付着、また記録材のジャム（紙づまり）時にトナーが付着すること、両面画像形成時に記録材上のオイルが付着する場合があること、等により汚染されるが、ファーブラシ１４と記録材担持シートを介してファーブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シートを介してオイル除去ローラ１６に対向するバックアップブラシ１７の作用により清掃された後、再度画像形成プロセスに供せられる。このような清掃は前回転時、後回転時に行い、また、ジャム発生時に随時行う。
【００１６】
また、本従来例においては、転写ドラム偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材担持シートと感光ドラム１とのギャップを所定タイミングで所定間隔に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中または電源オフ時には、転写ドラム５ｆと感光ドラム１の間隔を離し、感光ドラム１の回転駆動から転写ドラム５ｆの回転を独立させることが可能な構成である。
【００１７】
また、各現像装置４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋは第１および第２の攪拌／搬送手段（夫々図示せず）を備えており、両者は現像剤を互いに反対方向に搬送するように構成されている。また、第１攪拌／搬送手段の上方には現像スリーブ（図示せず）が配置されている。
【００１８】
上記の一連の画像形成動作において現像装置４は、以下のように動作している。静電潜像が現像位置に達するときに、現像バイアス電源（図示せず）からＡＣ電圧とＤＣ電圧が重畳された現像バイアスが現像スリーブに印加され、現像スリーブ駆動装置（図示せず）により現像スリーブが所定方向に回転し、現像装置４は現像加圧カム２４により感光ドラム１の方へと加圧され、静電潜像を可視像化する。
【００１９】
また、図２に概略構成図を示す濃度検知センサ１３は、発光素子として近赤外光のＬＥＤ、受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）を用いて、顕像化されたトナー像の載った転写ドラム５ｆからの正反射光と乱反射光に基づき濃度を検出するものである。その方法について以下に述べる。
【００２０】
１３ｅ、１３ｆ、１３ｇはフォトダイオード、１３ｈ、１３ｉはプリズムである。ＬＥＤ１３ｃによる照射光は、プリズム１３ｈにより、入射面に対して垂直方向に振動する成分（ｓ波光）、入射面に対して平行方向に振動する成分（ｐ波光）とに分離される。ｓ波光はフォトダイオード１３ｅに、ｐ波光はトナー面に照射される。
【００２１】
感光体や中間転写体など濃度検知する際の下地となる面に入射したｐ波光は、ほぼ正反射してｐ波としてプリズム１３ｉを通過してフォトダイオード１３ｆに入射する。トナー面に照射されたｐ波光は乱反射して、ｓ波とｐ波になり、プリズム１３ｉを通過してｐ波はフォトダイオード１３ｆに入射し正反射光を、ｓ波はフォトダイオード１３ｇに入射し、乱反射光をそれぞれ検出する。
【００２２】
ここで、図３にトナー濃度に対するフォトダイオード１３ｆ、１３ｇそれぞれの出力を示す。これによると、実際にはフォトダイオード１３ｆにも乱反射成分が入射しているものと考えられる。そのため、フォトダイオード１３ｆの出力からフォトダイオード１３ｇの出力にある補正係数ｋを乗じたものを引くこと、即ち、
補正出力＝（ｐ波出力）−ｋ×（ｓ波出力）
で図４に示すような真の正反射出力が得られる。
【００２３】
こうして検出したトナー像濃度から、階調性を維持するために以下のような制御を行っている。
【００２４】
８ｂｉｔ即ち、量子化値でレベル０〜２５５の入力信号のうち、０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５レベルのトナーパッチを形成し、濃度検知センサ１３にて読み取り、補間、逆変換等を行い、γＬＵＴ（γルックアップテーブル）を作成するものである。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のγＬＵＴ作成方法では、入力信号のレベル数が多すぎると制御精度は向上するが、制御時間がかかったり、制御により消費するトナー量が増大する。一方、入力信号のレベル数が少なすぎると制御精度が低下するといった問題がある。
【００２６】
本発明の目的は、上記の課題を解決することのできる画像形成装置およびその階調制御方法を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、前記潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、前記像転写体に形成された可視像の濃度を検出する検出手段と、異なる濃度レベルの信号で形成された複数のパッチパターンを前記検出手段により読み取ってγ変換テーブルを作成する変換手段と、前記変換手段により作成されたγ変換テーブルを用いて出力画像の階調を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記複数のパッチパターンの形成に先立って、基準となる所定濃度レベルの基準パッチパターンを前記像転写体上に形成する基準濃度作成手段と、前記検出手段により読み取った前記基準パッチパターンの濃度を基準濃度と比較する比較手段と、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数よりも多くなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定し、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数より少なくなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定するレベル決定手段と、を有する。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、請求項１に記載の画像形成装置において、前記基準濃度は一つであり、全濃度領域のほぼ中間濃度である。
【００３０】
請求項３の発明は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、前記潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、前記像転写体に形成された可視像の濃度を検出する検出手段と、異なる濃度レベルの信号で形成された複数のパッチパターンを前記検出手段により読み取ってγ変換テーブルを作成する変換手段と、前記変換手段により作成されたγ変換テーブルを用いて出力画像の階調を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の階調制御方法において、前記複数のパッチパターンの作成に先立って、基準となる所定濃度レベルの基準パッチパターンを前記像転写体上に形成する基準濃度作成ステップと、前記検出手段を用いて読み取った基準パッチパターンの濃度を基準濃度と比較する比較ステップと、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数よりも多くなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定し、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数より少なくなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定するレベル決定ステップと、有する。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項３に記載の階調制御方法において、前記比較ステップにおいて、全濃度領域のほぼ中間濃度を基準濃度として用いる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置およびその階調制御方法を図面を参照して更に詳しく説明する。なお、下記の実施形態の説明においては、本発明は前出の画像形成装置およびその階調制御方法に具現化するものとし、したがって、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分について説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
【００３８】
本実施形態における階調制御工程においては、まず基準となる濃度レベルのトナーパッチとしてレベル０〜２５５のうちレベル１２８のトナーパッチを形成する。そのパッチを濃度検知センサ１３にて読み取る。読み取った濃度が予め定めている所定濃度より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、１６、３２、４８、６４、１２８、１９２、２５５としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。逆にレベル１２８の基準濃度レベルのトナーパッチが所定濃度より低い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、６４、１２８、１９２、２０８、２２４、２４０、２５５としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。
【００３９】
これは以下の考え方に基づいている。
【００４０】
ある基準状態で図５のようなγ特性を示す系において、基準状態より高濃度側に階調特性が変化した場合には例えば図６のようになる。このとき従来例のように階調制御に用いるトナーパッチ群の信号レベルが固定値であると、高濃度部分において、階調変化が少ない部分の情報も検知することとなり、あまり有効でない。その分を階調の変化の仕方の大きい低濃度部分の検知に用いるほうが有効である。また、基準状態より低濃度側に階調特性が変化した場合には例えば図７のようになる。このとき従来例のように階調制御に用いるトナーパッチ群の信号レベルが固定値であると、低濃度部分において、階調変化が少ない部分の情報も検知することとなり、あまり有効でない。その分を階調の変化の仕方の大きい高濃度部分の検知に用いるほうが有効である。
【００４１】
上記のような考え方に基づき本実施形態では、基準となる濃度レベルが所定濃度より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、１６、３２、４８、６４、１２８、１９２、２５５と低濃度重視にしてトナーパッチを形成し、逆に基準濃度レベルのトナーパッチが所定濃度より低い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、６４、１２８、１９２、２０８、２２４、２４０、２５５と高濃度重視としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。
【００４２】
以上説明した通り本実施形態の画像形成装置は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、露光、現像を経て該潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、可視像化されたトナー像濃度を検出する光センサとを備え、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群を形成、該光センサにて読み取り、γテーブルを作成するカラー画像形成装置であって、基準レベルのトナーパッチの読み取り信号と一つの基準濃度（所定濃度）との比較結果に応じて、該複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号レベルを２通りに異ならせるように構成したことにより、制御時間を長くすることなく、高精度な階調制御を行うことができた。
【００４３】
（第２実施形態）
本実施形態は第１実施形態をより細かく制御した例である。第１実施形態と同様の部分は省略し、説明する。
【００４４】
本実施形態における階調制御工程においては、まず基準となる濃度レベルのトナーパッチとしてレベル０〜２５５のうちレベル１２８のトナーパッチを形成する。そのパッチを濃度検知センサ１３にて読み取る。読み取った濃度が予め定めている所定濃度１より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、８、１６、２４、８２、１４０、１９８、２５５としてトナーパッチを形成し、予め定めている所定濃度１より低く、所定濃度２（＜所定濃度１）より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、１６、３２、４８、６４、１２８、１９２、２５５としてトナーパッチを形成し、予め定めている所定濃度２より低く、所定濃度３（＜所定濃度２）より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、５８、１１６、１７４、２３２、２４０、２４８、２５５としてトナーパッチを形成し、予め定めている所定濃度３より低い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、６４、１２８、１９２、２０８、２２４、２４０、２５５としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。
【００４５】
以上説明した通り本実施形態の画像形成装置は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、露光、現像を経て該潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、可視像化されたトナー像濃度を検出する光センサとを備え、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群を形成、該光センサにて読み取り、γテーブルを作成するカラー画像形成装置であって、基準レベルのトナーパッチの読み取り信号と互いに濃度が異なる複数の基準濃度（所定濃度１，２，３）との比較結果に応じて、該複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号レベルを４通りに異ならせるように構成したことにより、制御時間を長くすることなく、第１実施形態と比べてより高精度な階調制御を行うことができた。
【００４６】
（第３実施形態）
本実施形態は複数のプリンタを一元管理し、出力の制御を行う、クラスタプリンティングに本発明を適用した例である。プリンタの構成および機能は第１および第２実施形態と同様であり、これら同様の部分についての説明は省略して本実施形態につき説明する。
【００４７】
本実施形態は図８に概略構成図を示したような１サーバ、２ＲＩＰ、２プリンタからなるクラスタプリンティングシステムである。
【００４８】
クラスタプリンティングシステムでは、トータルでの生産性向上を得るために例えば１００ページからなる出力ファイルをプリンタ１で５０ページ、プリンタ２で５０ページ出力するような使用例がある。その際に２台のプリンタ間の色味が異なっていては品質の高いシステムとは言えない。
【００４９】
そこで本実施形態では本発明を適用し、各々の装置に濃度検知センサを搭載し、第１実施形態で記した高精度な階調制御工程を設けることで、異なる２台間の濃度を精度良く合わせることができ、高品質なクラスタプリンティングシステムを提供することができた。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る画像形成装置およびその階調制御方法によれば、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、露光、現像を経て潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、可視像化されたトナー像濃度を検出する光センサとを備えるカラー画像形成装置において、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群を形成して光センサにて読み取り、γテーブルを作成する画像形成装置で、基準レベルのトナーパッチの読み取り信号に応じて、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号レベルを異ならせることにより、制御時間を長くすることなく、高精度な階調制御を行える効果がある。
【００５１】
また、基準レベルのトナーパッチの読み取り濃度が高い場合には、複数のパッチパターンの低濃度信号部分を高濃度信号部分よりも多くして、読み取った濃度が基準濃度よりも低い場合には、複数のパッチパターンの低濃度信号部分を高濃度信号部分より少なくするようにγ変換テーブルを作成することにより、制御時間を長くすることなく、高精度な階調制御を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る各実施形態および従来例に示した画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図１中の濃度検知センサの構成図である
【図３】従来例で示した濃度検知センサでの濃度に対するセンサ出力を示す特性図である。
【図４】従来例で示した濃度検知センサでの濃度に対する補正センサ出力を示す特性図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の基準状態でのγ特性を示す特性図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の高濃度状態でのγ特性を示す特性図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態の低濃度状態でのγ特性を示す特性図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態のクラスタプリンティングシステムを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（感光体）
２ コロナ帯電器
３ レーザビーム露光光学系
３ａ ポリゴンミラー
３ｂ レンズ
３ｃ ミラー
４，４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋ 現像装置
５ 転写装置
５ｂ 転写帯電器
５ｃ 吸着帯電器
５ｄ 内側帯電器
５ｅ 外側帯電器
５ｆ 転写ドラム
５ｇ 吸着ローラ
５ｈ 分離帯電器
５ｉ カムフォロワ
６ クリーニング器
７ 記録材カセット
８ａ 分離爪
８ｂ コロ
９ 熱ローラ定着器
１０ トレイ
１１ 前露光ランプ
１２ 電位センサ
１３ 濃度検知センサ
１３ｃ ＬＥＤ
１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ フォトダイオード
１３ｈ，１３ｉ プリズム
１４ ファーブラシ
１５，１７ バックアップブラシ
１６ オイル除去ローラ
１９ 搬送パス切替ガイド
２０ 排紙縦パス
２１ａ 反転パス
２１ｂ 反転ローラ
２２ 中間トレイ
２４ 現像加圧カム
２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｂｋ 偏心カム
２５ 転写ドラム偏心カム
３０ 原稿
３１ 原稿台ガラス
３２ 露光ランプ
３３ レンズ
３４ フルカラーセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置およびその階調制御方法に関し、特に、レーザビームプリンタ、静電記録装置等の画像形成装置およびその階調制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来用いられている一般的なカラー画像形成装置の概略構成図を示す。
【０００３】
本従来例のカラー画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。
【０００４】
リーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査した原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光して光電変換し、カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号に、増幅回路（図示せず）を経て、ビデオ処理ユニット（図示せず）にて処理を施し、プリンタ部に送出する。
【０００５】
プリンタ部において、像担持体である感光ドラム１を時計回り方向に回転自在に担持し、感光ドラム１の周りに前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、レーザビーム露光光学系３、電位センサ１２、４個の現像装置４ｙ、４ｃ、４ｍ、４ｂｋ、転写装置５、クリーニング器６を配置する。
【０００６】
レーザビーム露光光学系３は、リーダ部からの画像信号を入力し、レーザ出力部（図示せず）にて光信号に変換した後、レーザ光をポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂおよびミラー３ｃを通って、感光ドラム１の面を線状に走査（ラスタスキャン）する光像Ｅに変換する。
【０００７】
プリンタ部にて画像形成時には、まず、感光ドラム１を時計回り方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後、コロナ帯電器２により一様に帯電し、各分解色ごとに光像Ｅを照射して静電潜像を形成する。
【０００８】
次に、各分解色ごとに所定の現像装置を動作させて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたトナーによる画像を形成する。現像装置４ｙ、４ｃ、４ｍ、４ｂｋは、偏心カム２４ｙ、２４ｃ、２４ｍ、２４ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近する。
【０００９】
さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、記録材カセット７より搬送系および転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写する。転写装置５は、本従来例では転写ドラム５ｆ、転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃとこれと対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ｆの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート（図示せず）を円筒状に一体的に張設している。記録材担持シートにはポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。
【００１０】
転写ドラム５ｆを回転させるにしたがって感光ドラム１上のトナー像は転写帯電器５ｂにより記録材担持シートに担持された記録材上に転写する。
【００１１】
このように記録材担持シートに吸着搬送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカラー画像を形成する。
【００１２】
４色モードの場合、このようにして４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラム５ｆから分離爪８ａ、分離押し上げコロ８ｂおよび分離帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を介してトレイ１０に排紙する。
【００１３】
他方、転写後感光ドラム１は、表面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した後、再度画像形成工程に供する。
【００１４】
記録材の両面に画像を形成する場合には、熱ローラ定着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆動し、排紙縦パス２０を経て、反転パス２１ａに導いた後、記録材を一旦停止させ、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出させ、記録材を裏返して中間トレイ２２にストックする。その後、再び上述した電子写真方式による画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成する。
【００１５】
また、転写ドラム５ｆ上の記録材担持シート上には、感光ドラム１、現像装置４、クリーニング器６等からの粉体の飛散付着、また記録材のジャム（紙づまり）時にトナーが付着すること、両面画像形成時に記録材上のオイルが付着する場合があること、等により汚染されるが、ファーブラシ１４と記録材担持シートを介してファーブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シートを介してオイル除去ローラ１６に対向するバックアップブラシ１７の作用により清掃された後、再度画像形成プロセスに供せられる。このような清掃は前回転時、後回転時に行い、また、ジャム発生時に随時行う。
【００１６】
また、本従来例においては、転写ドラム偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ｆと一体化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材担持シートと感光ドラム１とのギャップを所定タイミングで所定間隔に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中または電源オフ時には、転写ドラム５ｆと感光ドラム１の間隔を離し、感光ドラム１の回転駆動から転写ドラム５ｆの回転を独立させることが可能な構成である。
【００１７】
また、各現像装置４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋは第１および第２の攪拌／搬送手段（夫々図示せず）を備えており、両者は現像剤を互いに反対方向に搬送するように構成されている。また、第１攪拌／搬送手段の上方には現像スリーブ（図示せず）が配置されている。
【００１８】
上記の一連の画像形成動作において現像装置４は、以下のように動作している。静電潜像が現像位置に達するときに、現像バイアス電源（図示せず）からＡＣ電圧とＤＣ電圧が重畳された現像バイアスが現像スリーブに印加され、現像スリーブ駆動装置（図示せず）により現像スリーブが所定方向に回転し、現像装置４は現像加圧カム２４により感光ドラム１の方へと加圧され、静電潜像を可視像化する。
【００１９】
また、図２に概略構成図を示す濃度検知センサ１３は、発光素子として近赤外光のＬＥＤ、受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）を用いて、顕像化されたトナー像の載った転写ドラム５ｆからの正反射光と乱反射光に基づき濃度を検出するものである。その方法について以下に述べる。
【００２０】
１３ｅ、１３ｆ、１３ｇはフォトダイオード、１３ｈ、１３ｉはプリズムである。ＬＥＤ１３ｃによる照射光は、プリズム１３ｈにより、入射面に対して垂直方向に振動する成分（ｓ波光）、入射面に対して平行方向に振動する成分（ｐ波光）とに分離される。ｓ波光はフォトダイオード１３ｅに、ｐ波光はトナー面に照射される。
【００２１】
感光体や中間転写体など濃度検知する際の下地となる面に入射したｐ波光は、ほぼ正反射してｐ波としてプリズム１３ｉを通過してフォトダイオード１３ｆに入射する。トナー面に照射されたｐ波光は乱反射して、ｓ波とｐ波になり、プリズム１３ｉを通過してｐ波はフォトダイオード１３ｆに入射し正反射光を、ｓ波はフォトダイオード１３ｇに入射し、乱反射光をそれぞれ検出する。
【００２２】
ここで、図３にトナー濃度に対するフォトダイオード１３ｆ、１３ｇそれぞれの出力を示す。これによると、実際にはフォトダイオード１３ｆにも乱反射成分が入射しているものと考えられる。そのため、フォトダイオード１３ｆの出力からフォトダイオード１３ｇの出力にある補正係数ｋを乗じたものを引くこと、即ち、
補正出力＝（ｐ波出力）−ｋ×（ｓ波出力）
で図４に示すような真の正反射出力が得られる。
【００２３】
こうして検出したトナー像濃度から、階調性を維持するために以下のような制御を行っている。
【００２４】
８ｂｉｔ即ち、量子化値でレベル０〜２５５の入力信号のうち、０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５レベルのトナーパッチを形成し、濃度検知センサ１３にて読み取り、補間、逆変換等を行い、γＬＵＴ（γルックアップテーブル）を作成するものである。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のγＬＵＴ作成方法では、入力信号のレベル数が多すぎると制御精度は向上するが、制御時間がかかったり、制御により消費するトナー量が増大する。一方、入力信号のレベル数が少なすぎると制御精度が低下するといった問題がある。
【００２６】
本発明の目的は、上記の課題を解決することのできる画像形成装置およびその階調制御方法を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、前記潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、前記像転写体に形成された可視像の濃度を検出する検出手段と、異なる濃度レベルの信号で形成された複数のパッチパターンを前記検出手段により読み取ってγ変換テーブルを作成する変換手段と、前記変換手段により作成されたγ変換テーブルを用いて出力画像の階調を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記複数のパッチパターンの形成に先立って、基準となる所定濃度レベルの基準パッチパターンを前記像転写体上に形成する基準濃度作成手段と、前記検出手段により読み取った前記基準パッチパターンの濃度を基準濃度と比較する比較手段と、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数よりも多くなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定し、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数より少なくなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定するレベル決定手段と、を有する。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、請求項１に記載の画像形成装置において、前記基準濃度は一つであり、全濃度領域のほぼ中間濃度である。
【００３０】
請求項３の発明は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、前記潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、前記像転写体に形成された可視像の濃度を検出する検出手段と、異なる濃度レベルの信号で形成された複数のパッチパターンを前記検出手段により読み取ってγ変換テーブルを作成する変換手段と、前記変換手段により作成されたγ変換テーブルを用いて出力画像の階調を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の階調制御方法において、前記複数のパッチパターンの作成に先立って、基準となる所定濃度レベルの基準パッチパターンを前記像転写体上に形成する基準濃度作成ステップと、前記検出手段を用いて読み取った基準パッチパターンの濃度を基準濃度と比較する比較ステップと、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数よりも多くなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定し、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数より少なくなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定するレベル決定ステップと、有する。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項３に記載の階調制御方法において、前記比較ステップにおいて、全濃度領域のほぼ中間濃度を基準濃度として用いる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置およびその階調制御方法を図面を参照して更に詳しく説明する。なお、下記の実施形態の説明においては、本発明は前出の画像形成装置およびその階調制御方法に具現化するものとし、したがって、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分について説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
【００３８】
本実施形態における階調制御工程においては、まず基準となる濃度レベルのトナーパッチとしてレベル０〜２５５のうちレベル１２８のトナーパッチを形成する。そのパッチを濃度検知センサ１３にて読み取る。読み取った濃度が予め定めている所定濃度より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、１６、３２、４８、６４、１２８、１９２、２５５としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。逆にレベル１２８の基準濃度レベルのトナーパッチが所定濃度より低い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、６４、１２８、１９２、２０８、２２４、２４０、２５５としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。
【００３９】
これは以下の考え方に基づいている。
【００４０】
ある基準状態で図５のようなγ特性を示す系において、基準状態より高濃度側に階調特性が変化した場合には例えば図６のようになる。このとき従来例のように階調制御に用いるトナーパッチ群の信号レベルが固定値であると、高濃度部分において、階調変化が少ない部分の情報も検知することとなり、あまり有効でない。その分を階調の変化の仕方の大きい低濃度部分の検知に用いるほうが有効である。また、基準状態より低濃度側に階調特性が変化した場合には例えば図７のようになる。このとき従来例のように階調制御に用いるトナーパッチ群の信号レベルが固定値であると、低濃度部分において、階調変化が少ない部分の情報も検知することとなり、あまり有効でない。その分を階調の変化の仕方の大きい高濃度部分の検知に用いるほうが有効である。
【００４１】
上記のような考え方に基づき本実施形態では、基準となる濃度レベルが所定濃度より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、１６、３２、４８、６４、１２８、１９２、２５５と低濃度重視にしてトナーパッチを形成し、逆に基準濃度レベルのトナーパッチが所定濃度より低い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、６４、１２８、１９２、２０８、２２４、２４０、２５５と高濃度重視としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。
【００４２】
以上説明した通り本実施形態の画像形成装置は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、露光、現像を経て該潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、可視像化されたトナー像濃度を検出する光センサとを備え、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群を形成、該光センサにて読み取り、γテーブルを作成するカラー画像形成装置であって、基準レベルのトナーパッチの読み取り信号と一つの基準濃度（所定濃度）との比較結果に応じて、該複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号レベルを２通りに異ならせるように構成したことにより、制御時間を長くすることなく、高精度な階調制御を行うことができた。
【００４３】
（第２実施形態）
本実施形態は第１実施形態をより細かく制御した例である。第１実施形態と同様の部分は省略し、説明する。
【００４４】
本実施形態における階調制御工程においては、まず基準となる濃度レベルのトナーパッチとしてレベル０〜２５５のうちレベル１２８のトナーパッチを形成する。そのパッチを濃度検知センサ１３にて読み取る。読み取った濃度が予め定めている所定濃度１より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、８、１６、２４、８２、１４０、１９８、２５５としてトナーパッチを形成し、予め定めている所定濃度１より低く、所定濃度２（＜所定濃度１）より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、１６、３２、４８、６４、１２８、１９２、２５５としてトナーパッチを形成し、予め定めている所定濃度２より低く、所定濃度３（＜所定濃度２）より高い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、５８、１１６、１７４、２３２、２４０、２４８、２５５としてトナーパッチを形成し、予め定めている所定濃度３より低い場合には、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号を０、６４、１２８、１９２、２０８、２２４、２４０、２５５としてトナーパッチを形成し、補間、逆変換等によりγＬＵＴを作成する。
【００４５】
以上説明した通り本実施形態の画像形成装置は、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、露光、現像を経て該潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、可視像化されたトナー像濃度を検出する光センサとを備え、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群を形成、該光センサにて読み取り、γテーブルを作成するカラー画像形成装置であって、基準レベルのトナーパッチの読み取り信号と互いに濃度が異なる複数の基準濃度（所定濃度１，２，３）との比較結果に応じて、該複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号レベルを４通りに異ならせるように構成したことにより、制御時間を長くすることなく、第１実施形態と比べてより高精度な階調制御を行うことができた。
【００４６】
（第３実施形態）
本実施形態は複数のプリンタを一元管理し、出力の制御を行う、クラスタプリンティングに本発明を適用した例である。プリンタの構成および機能は第１および第２実施形態と同様であり、これら同様の部分についての説明は省略して本実施形態につき説明する。
【００４７】
本実施形態は図８に概略構成図を示したような１サーバ、２ＲＩＰ、２プリンタからなるクラスタプリンティングシステムである。
【００４８】
クラスタプリンティングシステムでは、トータルでの生産性向上を得るために例えば１００ページからなる出力ファイルをプリンタ１で５０ページ、プリンタ２で５０ページ出力するような使用例がある。その際に２台のプリンタ間の色味が異なっていては品質の高いシステムとは言えない。
【００４９】
そこで本実施形態では本発明を適用し、各々の装置に濃度検知センサを搭載し、第１実施形態で記した高精度な階調制御工程を設けることで、異なる２台間の濃度を精度良く合わせることができ、高品質なクラスタプリンティングシステムを提供することができた。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る画像形成装置およびその階調制御方法によれば、画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、露光、現像を経て潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、可視像化されたトナー像濃度を検出する光センサとを備えるカラー画像形成装置において、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群を形成して光センサにて読み取り、γテーブルを作成する画像形成装置で、基準レベルのトナーパッチの読み取り信号に応じて、複数レベルの濃度信号のトナーパッチパターン群の信号レベルを異ならせることにより、制御時間を長くすることなく、高精度な階調制御を行える効果がある。
【００５１】
また、基準レベルのトナーパッチの読み取り濃度が高い場合には、複数のパッチパターンの低濃度信号部分を高濃度信号部分よりも多くして、読み取った濃度が基準濃度よりも低い場合には、複数のパッチパターンの低濃度信号部分を高濃度信号部分より少なくするようにγ変換テーブルを作成することにより、制御時間を長くすることなく、高精度な階調制御を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る各実施形態および従来例に示した画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図１中の濃度検知センサの構成図である
【図３】従来例で示した濃度検知センサでの濃度に対するセンサ出力を示す特性図である。
【図４】従来例で示した濃度検知センサでの濃度に対する補正センサ出力を示す特性図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の基準状態でのγ特性を示す特性図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の高濃度状態でのγ特性を示す特性図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態の低濃度状態でのγ特性を示す特性図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態のクラスタプリンティングシステムを示す模式図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（感光体）
２ コロナ帯電器
３ レーザビーム露光光学系
３ａ ポリゴンミラー
３ｂ レンズ
３ｃ ミラー
４，４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋ 現像装置
５ 転写装置
５ｂ 転写帯電器
５ｃ 吸着帯電器
５ｄ 内側帯電器
５ｅ 外側帯電器
５ｆ 転写ドラム
５ｇ 吸着ローラ
５ｈ 分離帯電器
５ｉ カムフォロワ
６ クリーニング器
７ 記録材カセット
８ａ 分離爪
８ｂ コロ
９ 熱ローラ定着器
１０ トレイ
１１ 前露光ランプ
１２ 電位センサ
１３ 濃度検知センサ
１３ｃ ＬＥＤ
１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ フォトダイオード
１３ｈ，１３ｉ プリズム
１４ ファーブラシ
１５，１７ バックアップブラシ
１６ オイル除去ローラ
１９ 搬送パス切替ガイド
２０ 排紙縦パス
２１ａ 反転パス
２１ｂ 反転ローラ
２２ 中間トレイ
２４ 現像加圧カム
２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｂｋ 偏心カム
２５ 転写ドラム偏心カム
３０ 原稿
３１ 原稿台ガラス
３２ 露光ランプ
３３ レンズ
３４ フルカラーセンサ
Claims (4)
- 画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、前記潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、前記像転写体に形成された可視像の濃度を検出する検出手段と、異なる濃度レベルの信号で形成された複数のパッチパターンを前記検出手段により読み取ってγ変換テーブルを作成する変換手段と、前記変換手段により作成されたγ変換テーブルを用いて出力画像の階調を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記複数のパッチパターンの形成に先立って、基準となる所定濃度レベルの基準パッチパターンを前記像転写体上に形成する基準濃度作成手段と、
前記検出手段により読み取った前記基準パッチパターンの濃度を基準濃度と比較する比較手段と、
前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数よりも多くなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定し、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数より少なくなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定するレベル決定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の画像形成装置において、前記基準濃度は一つであり、全濃度領域のほぼ中間濃度であることを特徴とする画像形成装置。
- 画像信号に応じた潜像が形成される像担持体と、前記潜像に基づいた可視像が転写される像転写体と、前記像転写体に形成された可視像の濃度を検出する検出手段と、異なる濃度レベルの信号で形成された複数のパッチパターンを前記検出手段により読み取ってγ変換テーブルを作成する変換手段と、前記変換手段により作成されたγ変換テーブルを用いて出力画像の階調を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の階調制御方法において、
前記複数のパッチパターンの作成に先立って、基準となる所定濃度レベルの基準パッチパターンを前記像転写体上に形成する基準濃度作成ステップと、
前記検出手段を用いて読み取った基準パッチパターンの濃度を基準濃度と比較する比較ステップと、
前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも高い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数よりも多くなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定し、前記基準パッチパターンを読み取った濃度が前記基準濃度よりも低い場合には、前記複数のパッチパターンのうち前記所定濃度レベルよりも低濃度のパッチパターンの数が前記所定濃度レベルよりも高濃度のパッチパターンの数より少なくなるよう形成すべき前記複数のパッチパターンの濃度レベルを決定するレベル決定ステップと、
有することを特徴とする階調制御方法。 - 請求項３に記載の階調制御方法において、
前記比較ステップにおいて、全濃度領域のほぼ中間濃度を基準濃度として用いることを特徴とする階調制御方法。
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