JP2004064358A - Image processing method and its apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing method and its apparatus for stabilizing coloring in a correction processing period of time as shorter as possible without degrading quality by taking into account gradation stability that is a requirement of each object. <P>SOLUTION: An image processing apparatus is provided with: a data generating section (414) for generating two different image forming patterns on an image medium; a measurement means (410) of measuring the density of the image forming patterns generated by the data generating section; a density conversion means (410) to obtain density information from the measured value obtained by the measurement means; gradation correction table generating means (410, 416) each for generating a gradation correction table by each image forming pattern; and forming pattern selection means (410, 417) each for selecting the gradation correction table generated by the gradation correction table generating means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００２８】
光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６は、ルックアップテーブルＲＯＭにより構成され、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４の輝度信号がＣ０、Ｍ０、Ｙ０の濃度信号に変換される。ライン遅延メモリ２０７は、不図示の黒文字判定部で、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４信号から生成されるＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等の判定信号までのライン遅延分だけ、Ｃ０、Ｍ０、Ｙ０の画像信号を遅延させる。
【００２９】
マスキング及びＵＣＲ回路２０８は、入力されたＹ１、Ｍ１、Ｃ１の３原色信号により黒信号（Ｂｋ）を抽出し、更に、プリンタ部Ｂでの記録色材の色濁りを補正する演算を施して、Ｙ２、Ｍ２、Ｃ２、Ｂｋ２の信号を各読み取り動作の度に順次、所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力する。γ補正回路２０９は、リーダー部Ａにおいて、プリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく濃度補正を行う。また、空間フィルタ処理部（出力フィルタ）２１０は、エッジ強調又はスムージング処理を行う。このように処理されたＭ４、Ｃ４、Ｙ４、Ｂｋ４の面順次の画像信号は、プリンタ制御部１０９に送られ、プリンタ部ＢでＰＷＭ（パルス幅変調）による濃度記録が行われる。
【００３０】
また、リーダ画像処理部においては、リーダー部Ａの制御を行うＣＰＵ２１４と、ＲＡＭ２１５と、ＲＯＭ２１６と、表示器２１８を有する操作部２１７とを備えている。上述した画像信号の処理の流れは、ＣＰＵ２１４によって実行される。
【００３１】
図４は、リーダ画像処理部における各制御信号を示したタイミングチャートである。ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において、画像読取り（スキャン）を行って、順次、（Ｃ）、（Ｍ）、（Ｙ）、（Ｂｋ）の出力信号を形成する。ＶＥ信号は、主走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において主走査開始位置のタイミングをとり、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。ＣＬＯＣＫ信号は、画素同期信号であり、“０”→“１”の立ち上がりタイミングで画像データを転送するのに用いられる。
【００３２】
次にプリンタ部Ｂの説明を行う。図２において、感光体ドラム４は、１次帯電器８により、一様に帯電される。画像データは、プリンタ制御部１０９に含まれるレーザドライバ及びレーザ光源１１０を介してレーザ光に変換される。レーザ光は、ポリゴンミラー１及びミラー２により反射され、一様に帯電された感光体ドラム４上に照射される。レーザ光の走査により潜像が形成された感光体ドラム４は、図中に示す矢印の方向に回転し、現像器３により各色ごとの現像が順次なされる。
【００３３】
本実施形態では、現像方式として、２成分系を用いており、感光体ドラム４のまわりに、各色の現像器３が上流よりブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の順で配置され、画像信号に応じた現像器が、その感光体ドラム上に作られた潜像領域を現像するタイミングで、現像動作を行うようになっている。
【００３４】
一方、転写紙６は、転写ドラム５に巻き付けられてＭ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの順番に１回ずつ回転し、計４回転して各色のトナー画像が転写紙６上に多重に転写される。転写が終了すると、転写紙６を転写ドラム５から分離し、定着ローラ対７によって定着され、フルカラー画像プリントが完成する。
【００３５】
感光体ドラム４の現像器３の上流側には、表面電位センサ１２を配置している。また、感光体ドラム４上の転写残トナーをクリーニングするためのクリーナ９と、後述する、感光体ドラム４上に形成されたトナーパッチパターンの反射光量を検出するための、ＬＥＤ光源１０（約９６０ｎｍに主波長をもつ）とフォトダイオード１１を設けている。
【００３６】
図５は、画像形成装置のプリンタ部の構成を示したブロック図である。プリンタ制御部１０９は、ＣＰＵ２８とＲＯＭ３０とＲＡＭ３２とテストパターン記憶部３１と濃度換算回路４２とＬＵＴ２５とから構成され、リーダ部Ａとプリンタエンジン部１００と通信することができる。プリンタ制御部１０９は、プリンタエンジン部１００において、感光体ドラム４の回りに配置されている、ＬＥＤ光源１０とフォトダイオード１１から成る光学読み取り装置４０と、１次帯電器８と、レーザ光源１１０と、表面電位センサ１２と、現像器３とを制御する。
【００３７】
表面電位センサ１２は、現像器３より上流側に設けられている。１次帯電器８のグリッド電位と、現像器３の現像バイアスとは、後述するようにＣＰＵ２８により制御される。また、機内の空気中の水分量を測定する環境センサ３３が備えられている。
【００３８】
図６は、階調画像を得るための画像信号処理を説明するための図である。画像の輝度信号がＣＣＤセンサ１０５で得られ、リーダ画像処理部１０８において面順次の画像信号に変換される。変換された画像信号は、初期設定時のプリンタのγ特性が入力された画像信号によって表され、原画像の濃度と出力画像の濃度が一致するように、ＬＵＴ２５にて濃度特性が変換される。
【００３９】
図７は、階調が再現される様子を示した４限チャートである。第Ｉ象限は、原稿濃度を濃度信号に変換するリーダ部Ａの読み取り特性を示す。第ＩＩ象限は、濃度信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ２５の変換特性を示す。第ＩＩＩ象限は、レーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタ部Ｂの記録特性を示す。第ＩＶ象限は、原稿濃度から出力濃度の関係を示し、画像形成装置のトータルの階調再現特性を示している。階調数は、８ｂｉｔのディジタル信号で処理しているので、２５６階調である。画像形成装置では、第ＩＶ象限の階調特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ特性がリニアでない分を、第ＩＶ象限のＬＵＴ２５によって補正している。ＬＵＴ２５は、後に述べる演算結果により生成される。
【００４０】
ＬＵＴ２５にて濃度変換された後、パルス巾変調（ＰＷＭ）回路２６により信号がドット巾に対応した信号に変換され、レーザのＯＮ／ＯＦＦを制御するレーザドライバ２７に送られる。レーザ光源１１０の走査により、感光体ドラム４上にはドット面積の変化に応じて、所定の階調特性を有する潜像が形成される。さらに、現像、転写、定着という過程を経て階調画像が再生される。
【００４１】
次に、リーダ部Ａ、プリンタ部Ｂの双方を含む系の画像再現特性の安定化に関する第１の制御系について説明する。図８は、リーダ部とプリンタ部の双方を含む系の階調制御を示したフローチャートである。このフローは、リーダ部Ａを制御するＣＰＵ２１４とプリンタ部Ｂを制御するＣＰＵ２８により実行される。
【００４２】
操作部２１７上に設けられた、自動階調補正というモード設定ボタンを押すことで、このフローがスタートする。なお、本実施形態では、表示器２１８は、例えば、図９に示す様なプッシュセンサつきの液晶操作パネル（タッチパネルディスプレイ）で構成されている。
【００４３】
ステップＳ５１において、表示器２１８上には、図９（ａ）に示したテストプリント１のプリントスタートボタン８１が表示される。プリントスタートボタン８１を押すことにより、図１０に示したテストプリント１の画像が、プリンタ部Ｂによりプリントアウトされる。このとき、テストプリント１を形成するための用紙の有無をＣＰＵ２１４が判断し、用紙がない場合には、図９（ｂ）に示すような警告表示を行う。
【００４４】
テストプリント１の形成時において、コントラスト電位（後述する）は、標準状態として登録されている初期値を用いる。なお、本実施形態に用いた画像形成装置は、複数の用紙カセットを備え、Ｂ４、Ａ３、Ａ４、Ｂ５等複数種の用紙サイズが選択可能となっている。このフローで使用するプリント用紙は、後の読み取り作業時に、縦置き、横置きの間違えによるエラーを避けるために、いわゆるラージサイズ紙を用いている。すなわち、Ｂ４、Ａ３、１１×１７、ＬＧＲを用いるように、設定されている。
【００４５】
図１０に示したテストパターン１には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ４色分の中間階調濃度による、帯状のパターン６１を形成する。パターン６１を目視で検査することにより、スジ状の異常画像、濃度ムラ、色ムラがないことを確認する。パターン６１は、スラスト方向に、パッチパターン６２と図１１に示した階調パターン７１、７２をカバーするように、ＣＣＤセンサ１０５の主走査方向のサイズが設定されている。
【００４６】
テストパターン１に異常が認められる場合には、再度テストプリント１のプリントを行い、再度異常が認められた場合にはサービスマンコールとする。なお、パターン６１をリーダ部Ａで読み取り、スラスト方向の濃度情報により、以後の制御を行うかどうかの可否判断を自動で下すことも可能である。また、パターン６２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色の最大濃度パッチで、濃度信号値で２５５レベルを用いる。
【００４７】
ステップＳ５２において、テストプリント１の画像を、原稿台ガラス１０２上に図１２に示した方向に置き、図１３（ａ）に示した読み取りスタートボタン９１を押す。このとき、操作者用のガイダンス表示が現れる。図１２は、原稿台を上部から見た図であり、左上のくさび型マークＴは、原稿台の原稿つき当て用のマークである。パターン６１が、つき当てマークＴ側にくるようにし、表裏を間違えないように、上述のようなメッセージを操作部２１７上の表示器２１８に表示する。このようにして、置き間違えによる制御エラーを防ぐようにした。
【００４８】
リーダ部Ａにより、パターン６２を読み取る際に、つき当てマークＴから徐々に走査するので、最初の濃度ギャップ点Ａが、パターン６１の角で得られる。この座標ポイントから、相対座標でパターン６２の各パッチの位置を割出して、パターン６２の濃度値を読み取る。読み取り中は、図１３（ｂ）に示した表示が行われる。テストプリント１の向きや位置が不正確で読み取り不能のときには、図１３（ｃ）に示したメッセージを表し、操作者が置きなおして、読み込みキー９２を押すことにより再度読み取りを行う。
【００４９】
得られたＲＧＢ値により、光学濃度を換算するためには、下式を用いる。
【００５０】
【数２】

【００５１】
市販の濃度計と同じ値にするために、補正係数（ｋ）で調整している。なお、別にＬＵＴを用いて、ＲＧＢの輝度情報からＭＣＹＢｋの濃度情報に変換してもよい。
【００５２】
次に得られた濃度情報から、最大濃度を補正する方法を説明する。図１５に、相対ドラム表面電位と上述の演算により得られた画像濃度との関係を示す。相対ドラム表面電位は、その時点で用いたコントラスト電位、すなわち、現像バイアス電位と１次帯電された後レーザ光を用いて最大レベルを打った時の感光体ドラムの表面電位との差である。相対ドラム表面電位Ａのとき最大濃度がＤＡであった場合に、最大濃度の濃度域では、相対ドラム表面電位に対して画像濃度が実線Ｌに示すように、リニアに対応することがほとんどである。しかし、２成分現像系では、現像器内のトナー濃度が変動して下がってしまった場合、破線Ｎのように、最大濃度の濃度域で、非線形特性になってしまう場合もある。従って、ここでは、最終的な最大濃度の目標値を１．６としているが、０．１のマージンを見込んで、１．７を最大濃度として制御の目標値に設定する。
【００５３】
ここでのコントラスト電位Ｂは、次式を用いて求める。
Ｂ＝（Ａ＋Ｋａ）×１．７／ＤＡ　　（３）
ここでＫａは、補正係数であり、現像方式の種類によって、値を最適化するのが好ましい。電子写真方式において、コントラスト電位Ａの設定は、環境に応じて変えないと画像濃度が合わない。従って、上述した機内の水分量をモニタする環境センサ３３の出力によって、図１５に示したコントラスト電位に設定を変えている。
【００５４】
コントラスト電位を補正する方法として、次式の補正係数Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを、バックアップされたＲＡＭに保存しておく。
Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌ＝Ｂ／Ａ　　（４）
画像形成装置が３０分毎に、環境（水分量）の推移をモニタし、環境センサ３３の検知結果に基づいて、コントラスト電位Ａの値を決定する度に、Ａ×Ｖｃｏｎｔ．ｒａｔｅｌを算出して、コントラスト電位を求める。
【００５５】
コントラスト電位から、グリッド電位と現像バイアス電位を求める方法を簡単に説明する。図１６に、グリッド電位と感光体ドラムの表面電位との関係を示す。グリッド電位を−２００Ｖにセットし、レーザ光のレベルを最低にして走査したときの表面電位ＶＬと、レーザ光のレベルを最高にしたときの表面電位ＶＨとを表面電位センサ１２で測定する。同様にグリッド電位を−４００ＶにしたときのＶＬとＶＨを測定する。−２００Ｖのデータと−４００Ｖのデータとを、補間、外挿することで、グリッド電位と表面電位との関係を求めることができる。この電位データを求めるための制御を電位測定制御とよぶ。
【００５６】
ＶＬから画像上にカブリトナーが付着しないように設定されたＶｂｇ（ここでは１００Ｖに設定）の電位差を設けて、現像バイアスＶＤＣを設定する。コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは、現像バイアスＶＤＣとＶＨの差分電圧であり、このＶｃｏｎｔが大ほど、最大濃度が大きくとれるのは、上述した通りである。計算で求めたコントラスト電位Ｂにするためには、図１６の関係により、何ボルトのグリッド電位が必要か、何ボルトの現像バイアス電位が必要かは、計算で求めることができる。
【００５７】
図８を参照して、ステップＳ５３において、最大濃度を最終的な目標値より、０．１高くなるようにコントラスト電位を求める。ＣＰＵ２８は、求めたコントラスト電位が得られるように、グリッド電位および現像バイアス電位をセットする。ステップＳ５４にて、求めたコントラスト電位が、制御範囲にあるかどうかを判断する。制御範囲からはずれている場合には、現像器等に異常があるものと判断して、対応する色の現像器をチェックするために、サービスマンにわかるように、エラーフラグをたてる（Ｓ５５）。サービスマンは、所定のサービスモードにより、エラーフラッグを見ることができる。ここでは、異常時には、制御範囲ぎりぎりの値にリミッタをかけて修正制御することにより、制御を継続する。
【００５８】
図１７に、濃度変換特性図を示す。本実施形態での最大濃度を最終目標値より高めに設定する最大濃度制御により、第ＩＩＩ象限のプリンタ特性は、実線のようになる。仮に、このような制御を行わないときには、破線のような１．６に達しないプリンタ特性になる可能性もある。破線の特性の場合には、ＬＵＴ２５をいかように設定しても、最大濃度を上げることができないので、濃度ＤＨと１．６の間の濃度は、再現することができない。実線の様に、最大濃度をわずかに越える設定になっていれば、第ＩＶ象限のトータル階調特性において、確実に濃度再現域を保証することができる。
【００５９】
次にテストプリント２を用いる。図１８（ａ）に示したテストプリント２の画像のプリントスタートボタン１５０が、操作パネル上に表示される。プリントスタートボタン１５０を押すことにより、図１１に示したテストプリント２の画像がプリントアウトされる（図８に示したＳ５６）。テストプリント２のプリント中は、図１８（ｂ）に示した表示となる。
【００６０】
テストプリント２は、図１１に示したように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色ごとに、４列×１６行＝６４階調分のグラデーションのパッチ群により成り立っている。ここで、６４階調分は、全部で２５６階調あるうちの、濃度の低い領域を重点的にレーザ出力レベルを割り当ててあり、高濃度領域は、レーザ出力レベルを間引いてある。このようにして、特にハイライト部における階調特性を良好に調整することができる。テストプリント２は、解像度２００ｌｐｉ（ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈ）のパッチ７１と、４００ｌｐｉのパッチ７２とからなる。各解像度の画像を形成するためには、図６に示したパルス巾変調回路２６において、処理の対象となっている画像データとの比較に用いられる三角波の周期を複数用意することによって実現できる。
【００６１】
ここで、画像形成装置は、階調画像を２００ｌｐｉの解像度で、文字等の線画像を４００ｌｐｉの解像度で作成している。２種類の解像度で同一の階調レベルのパターンを出力しているが、解像度の違いで、階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じて先の階調レベルを設定するのがより好ましい。また、テストプリント２は、ＬＵＴ２５を作用させずに、パターンジェネレータ２９から発生させる。
【００６２】
図１９は、原稿台にテストプリント２を置く方法を示した図である。左上のくさび型マークＴは、原稿台の原稿つき当て用のマークである。Ｂｋのパターンが、つき当てマークＴ側にくるようにし、表裏を間違えないように、図１８（ｃ）に示したメッセージを、操作部２１７上の表示器２１８に表示する。このようにして、置き間違えによる制御エラーを防ぐようにした。リーダ部Ａにより、パターンを読み取る際に、つき当てマークＴから徐々に走査するので、最初の濃度ギャップ点Ｂが得られる。この座標ポイントから、相対座標でパターンの各色パッチの位置を割り出して読み取る（Ｓ５７）。
【００６３】
図２０に、図１１に示した各色パターンの１パッチ７３における読み取りポイントを示す。１パッチの内部に、読み取りポイント（ｘ）を１６ポイントとり、得られた信号を平均する。ポイント数は読み取り装置、画像形成装置によって最適化するのが好ましい。各色パッチごとに、１６ポイントの値が平均された、ＲＧＢ信号を、先に示した光学濃度への変換方法により濃度値に変換する。
【００６４】
図２２に、レーザ出力レベルと変換された出力濃度との関係を示す。右側の縦軸は、本実施形態の画像形成装置の濃度レベルに正規化したもので、紙のベース濃度０．０８を０レベルに、最大濃度として設定している１．６０を２５５レベルに正規化している。得られたデータがＣ点のように特異的に濃度が高い場合、Ｄ点のように低い場合には、原稿台ガラス１０２上に汚れがあったり、テストパターン上に不良があったりすることが考えられる。このとき、データ列に連続性が保存されるように、傾きにリミッタをかけて補正を行う。具体的には、傾きが３以上の時は、３に固定し、マイナス値の時は、その前のレベルと同じ濃度レベルにする。
【００６５】
ＬＵＴ２５の内容は、上述したように、図２２の濃度レベルを、図７の濃度信号として示した入力レベルに、レーザ出力レベルを、図７のレーザ出力信号軸として示した出力レベルに座標を入れ換えることにより容易に作成できる。パッチに対応しない濃度レベルについては、補間演算により値を求める。このとき、入力レベル０レベルに対して、出力レベルは０レベルになるように、制限条件を設けている。
【００６６】
図８を参照して、ステップＳ５８において、上述のように作成した変換内容を、ＬＵＴ２５に設定する。以上で、読取装置を用いた第１の制御系によるコントラスト電位制御とγ変換テーブル作成が完了する。上述した処理中には、図１８（ｄ）が表示され、完了すると図１８（ｅ）が表示される。
【００６７】
次に、コントローラ４０１を構成する基本ブロックの処理内容について説明する。図２１に、コントローラ４０１の構成を示す。ＣＰＵ回路部４１０は、ワークエリア、オペレーティングシステムが常駐するシステム動作エリアなどコントローラ内部で処理するためのメモリ空間を実現するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）４１１と、システムの基本シーケンスが格納されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）４１２から構成される。ＣＰＵ回路部４１０は、操作部４１３と、画像形成手段に相当するデータ生成部４１４と、コネクタ４１５と、画像処理部４１７と、ハードディスクで構成されるデータ記録部４１６とに接続され、外部との通信や画像形成装置４００に画像信号を送出することができる。
【００６８】
図２３は、コントローラの操作部を示した上面図である。操作部４１３は、操作者が意図する処理を実行するための各種キー郡４２１と、操作時の内容を表示する表示部４２０と、表示内容を実行する実行キー４２３と、表示内容をキャンセルするキャンセルキー４２２とから構成されている。表示部４２０は、操作者が意図しない動作内容も表示され、例えば液晶表示装置からなるドットマトリクスで構成される。
【００６９】
データ生成部４１４は、後述するプリンタの印字特性（以下、γ特性という）を補正するための画像パターンを生成する。生成された画像パターンは、画像処理部４１７により、所定の画像形成パターンに処理されて、コネクタ４１５を介して画像形成装置４００に送出される。データ記録部４１６は、後述するγ補正処理により補正されたデータを保存する。補正されたデータは、外部装置４０３から送られてくる画像信号を補正するための補正データとして活用される。
【００７０】
図２４は、本発明の一実施形態にかかる画像処理システムの動作概要を示したフローチャートである。操作者は、外部機器４０３から所定のアプリケーションで作成された画像データを画像形成装置４００宛てに送る（Ｓ４３０１）。送られた画像データは、汎用ネットワーク４０２を介してコントローラ４０１へと届けられ、画像データの受信を開始する（Ｓ４３０２）。送られた画像データは、コントローラ４０１内部のコネクタ４１５でネットワークプロトコルが解析され、所定のフォーマットデータとして受け取られる（Ｓ４３０３）。
【００７１】
受け取られたフォーマットデータは、ＣＰＵ回路部４１０の指示により、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　Ｌａｎｇｕａｇｅ）処理が実行され、ラスター展開、ページ制御などのデータの解析が行われる（Ｓ４３０４）。ラスター展開とは、送出する画像形成装置４００の出力解像度に合わせて外部機器４０３が送るベクターデータをビットマップデータに変換する処理をいう。ＰＤＬ処理では、データを構成するオブジェクト（文字部、グラフィック部、イメージ部）ごとに、最適な処理を施すことができる。
【００７２】
オブジェクトは、文字であれば、予めＲＡＭ４１１にロードされたフォント情報をもとにラスターデータに変換され、グラフィックーデータであれば、エンジンの解像度とベクターの位相情報をもとにラスターデータに変換される。このとき、変換される各オブジェクトごとのラスターデータは、その属性（オブジェクト情報）を基に、後述する画像処理部４１７によって、色の変換と、画像を形成するスクリーン変換とが実施される。
【００７３】
次に、ラスター展開されたデータは、予めＰＤＬ処理にて解析されたページ情報、両面片面、印字サイズ、余白などの情報をもとに、ラスターデータを所定のフォーマットデータに変換される（Ｓ４３０５）。所定のフォーマットに変換されたデータは、画像形成装置４００と予め決められたプロトコルを通じてコネクションをとり、画像形成装置４００に送出される（Ｓ４３０６）。
【００７４】
コントローラ４０１の画像処理部４１７について説明する。画像処理部４１７の基本処理内容は、色変換処理、γ処理およびスクリーン処理である。
【００７５】
［色変換処理］
本実施形態で実現する色変換処理は、ＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｏｒ　Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）に準拠したプロファイルで色変換を実現する。ＩＣＣでは、色を変換するために規定したプロファイルのフォーマットがあり、本実施形態もそのフォーマットに準拠したデータを適用することによって色変換を実現している。ＩＣＣのフォーマットは、既知の標準規格であるためその詳細な説明は省略する。
【００７６】
本実施形態における色変換のレンダリングインテントは、Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌと、Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎと、Ｒｅｌａｔｉｖｅ　Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｏｒｉｃと、およびＡｂｓｏｌｕｔｅ　Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｏｒｉｃである。
画像処理部４１７では、ＣＰＵ回路部４１０によるＰＤＬの解析結果をもとに、オブジェクトごとにレンダリングインテントを選択して、ラスター展開する。例えば、文字部、グラフィック部は、はっきりと印字したいためにＳａｔｕｒａｔｉｏｎで、イメージ部はＰｅｒｃｅｐｔｕａｌで処理するような構成を取ることができる。もちろん、オブジェクトごとに同じレンダリングインテントで色を変換しても構わない。
【００７７】
［γ変換処理］
色変換処理は、画像を印字する画像形成装置４００が、あくまでも所望の印字特性を示すことが前提となっている。ところが画像形成装置４００は、一般的に環境、印字枚数などの諸要因によりその特性が変化することが知られている。本実施形態では、その印字特性を、画像形成装置４００を構成する色材シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの一次色の特性と捕らえ、外部機器４０３から入力されるデータに対して補正する。
【００７８】
図２５に、γ変換処理におけるγ補正データを示す。γ補正用のデータは、データ記録部４１６に記録されており、各入力データ（８ｂｉｔ）に対応した出力データ（８ｂｉｔ）の形式で格納されている。
【００７９】
処理手段としては、画像処理部４１７のハードウェアにて実現してもよいが、ＣＰＵ回路部４１０にて、ＲＡＭ４１１のワークエリアを用いて実現しても構わない。また、γ変換処理は、ＰＤＬ処理の解析結果によって、オブジェクトごとにγ補正データを変えることもできる。
【００８０】
［スクリーン処理］
ＰＤＬ解析後のラスターデータに対してγ補正された画像は、電子写真プリンタにて階調画像を生成するために、スクリーン処理が実施される。図２６に、スクリーンの一例を示す。スクリーンは、複数の画素領域に閾値が配列されたもので、ラスターデータと対応する画素ごとに閾値処理することにより、面積で階調を表現するものである。図２６（ａ）に示したスクリーンは、イメージ、グラフィックオブジェクトと判断されたものに対して適用され、図２６（ｂ）に示したスクリーンは、テキストオブジェクトと判断されたものに適用されて、階調を表現する。
【００８１】
２つのスクリーンの違いは、マトリクスサイズにある。（ａ）のスクリーンパターン（閾値の配列）は、（ｂ）のスクリーンパターンに比べて、画素配列が大きいために、スクリーン処理された画像の空間周波数は、（ｂ）より低周波で画像が生成される。（ａ）では、低周波数で構成する代わりに、電子写真特性に起因する階調安定性を求め、（ｂ）では、高周波で構成することにより、文字部などのエッジに発生するジャギーを目立たなくしている。本実施形態では、２つのスクリーンパターンを用いて説明したが、スクリーン処理する閾値のパターンは、図２６に限定するものではなく、サブマトリクスを用いて、高周波数であって、豊かな階調を表現するものを用いても構わない。
【００８２】
次に、画像処理システムの階調制御について説明する。コントローラ４０１の画像処理部４１７で説明したように、電子写真方式を用いる複写機、プリンタでは、印字特性がさまざまな要因で変化してしまうために、安定して所望の色味を実現するためには、ある一定の条件のもとで階調の補正を行う必要がある。電子写真の階調特性は、階調を表現するスクリーンパターンの構成により異なることが知られている。よって、この階調補正を行うための制御では、適用するスクリーンパターンごとに階調特性（γ特性）を行わなくてはならない。本実施形態における階調制御は、画像形成装置４００とコントローラ４０１で行うものとして説明する。
【００８３】
図２７に、プリンタ制御部の信号処理回路の構成を示す。信号処理回路は、感光体ドラム４に相対するＬＥＤ光源１０とフォトダイオード１１から成るフォトセンサ４０からの信号を処理する。フォトセンサ４０に入射された感光体ドラム４からの近赤外光は、フォトセンサ４０により電気信号に変換される。電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路４１により、０〜５Ｖの出力電圧を０〜２５５レベルのディジタル信号に変換される。変換されたディジタル信号には、濃度換算回路４２により濃度に変換される。
【００８４】
なお、本実施形態で使用したトナーは、イエロー、マゼンタ、シアンの色トナーで、スチレン系共重合樹脂をバインダーとし、各色の色材を分散させて形成されている。図２８〜図３０に、イエロー、マゼンタ、シアントナーそれぞれの分光特性を示す。この順に近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率が８０％以上得られる。また、これらの色トナー画像形成において、色純度、透過性に有利な２成分現像方式を採用している。
【００８５】
一方、本実施形態では、ブラックトナーは、同じ２成分現像方式ではあるが、純粋な黒を出すために、色材としてカーボンブラックを用いているため、図３１に示すように、近赤外光（９６０ｎｍ）の反射率は１０％程度である。また、感光体ドラム４は、ＯＰＣドラムであり、近赤外光の反射率（９６０ｎｍ）は約４０％であり、反射率が同程度であれば、アモルファスシリコン系ドラム等であってもかまわない。
【００８６】
図３２に、感光体ドラム４上の濃度を各色の面積階調により段階的に変えていった時の、フォトセンサ４０出力と出力画像濃度との関係を示す。トナーが感光体ドラム４に付着していない状態におけるフォトセンサ４０の出力を２．５Ｖ、すなわち、１２８レベルに設定した。イエロー、マゼンタ、シアンの色トナーは、面積被覆率が大きくなり画像濃度が大きくなるにしたがい、感光体ドラム４単体よりフォトセンサ４０の出力が大きくなる。
【００８７】
一方、ブラックのトナーは、面積被覆率が大きくなって、画像濃度が大きくなるに従い、感光体ドラム４単体よりフォトセンサ４０の出力が小さくなる。これらの特性から、各色専用のセンサ出力信号から、濃度信号に変換するテーブルを持つことにより、各色とも精度良く濃度信号を読み取ることができる。
【００８８】
図３３は、画像処理システムの階調制御における補正処理を示したフローチャートである。補正処理の制御は、ＣＰＵ２８により実現される。上述した第１の制御（自動階調補正）を実施し（Ｓ２７１）、図２６に示したどちらのスクリーンを、感光体ドラム４に印字すべきか、後述する動作条件を求める（Ｓ２７２）。後述の動作条件により、条件Ａが選択された場合（ＹＥＳと判断）には、図３４に示した処理Ａに移る。コントローラ４０１は、図３６に示した階調パッチを、図２６（ａ）のスクリーンパターンで形成して感光体ドラム４に形成して現像する（Ｓ２７３−１）。図３６に示した階調パッチは、データ生成部に格納されているＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色ごとの階調パッチである。
【００８９】
続いて、現像されたパッチを、フォトセンサ４０で検知する（Ｓ２７３−２）される。このとき、各色毎に生成される階調パッチは、図３６に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ各８階調、Ｂｋは７階調として感光体ドラム４に生成される。このとき、階調パッチとして生成されるときの電子写真プリンタの最大濃度は、先の第１の制御に基づいて求められている。従って、最大濃度が保証された状態で、各階調の制御を行うことになる。
【００９０】
フォトセンサ４０で検知されたデータは、図３２に示したフォトセンサ出力と画像濃度特性との関係に従い、プリンタの印字特性としてコントローラ４０１に送出される（Ｓ２７３−３）。ＣＰＵ回路部４１０において、所望のエンジン特性、本実施形態の場合はリニア特性になるように、γ補正ＬＵＴが作成される（Ｓ２７３−４）。作成されたγ補正用ＬＵＴは、データ記録部４１６内の所定のアドレス空間に格納され（Ｓ２７３−５）、外部機器４０３から送られてくる画像信号にγ処理として利用される。
【００９１】
このとき、γ補正用に用いる８点（Ｂｋの場合は７点）のサンプリングデータを用いているため、８ｂｉｔ（２５６階調）のデータの補間には、線形補間を用いてγ補正用ＬＵＴを求めた。本実施形態ではデータの補間手段として線形補間を用いたが、この補間手段はこれに限定するものではなく、スプラインや他の有理関数を使った演算であっても構わない。
【００９２】
ステップＳ２７２における動作条件ついて説明する。本実施形態における補正処理は、画像処理システムの電源が入ったとき、所定の枚数プリントされたとき、またはトナーが交換されたときなど、プリンタの印字特性に影響を与える場合に自動的に実行されるようになっている。図３７に、本実施形態における補正処理の動作条件を示す。上段に示した条件Ａを満たしている場合は、ステップＳ２７２でＹＥＳと判断し、処理Ａに移る。ＮＯと判断された場合は、図３５に示した処理Ｂに移り、図２６（ｂ）を用いてγ補正ＬＵＴを作成（Ｓ２７４）する。
【００９３】
図２６（ｂ）のパターンは、主に文字オブジェクトなどのあまり階調性を重視しないオブジェクトに対して利用される。よって、条件Ａのように頻繁に補正処理が実行されるような場合は、比較的階調の安定を望まれるオブジェクト、即ち、イメージやグラフィックを対象にするスクリーンパターンに対して行う。階調を重視しないオブジェクトに対しては、本実施形態に示すようにその処理頻度を低減させるように制御を行い、ユーザーに対して補正処理のためにプリンタの使用できない時間をなるべく低減させるようにしている。
【００９４】
また、図３７に示した条件は、本実施形態における参考例であり、その条件は使用する電子写真プリンタの階調安定性に応じて適宜変更するべきである。また、補正処理が入る条件は、これまで説明した、電源投入時、所定プリント数、トナー交換に限らず、ドラムの交換時や、環境センサーからの条件で行っても構わない。
【００９５】
［実施例１］
上述した実施形態と同様な構成の説明は省略し、異なる部分について説明する。実施例１では、γ補正の処理シーケンスが異なる。図３８は、上述した実施形態における図３３に示した補正処理に相当する。ステップＳ４９２の動作条件において、ＮＯと判断された場合の処理が異なる。具体的には、ＮＯと判断された後、はじめに図２６（ａ）のスクリーンパターンを用いたγ補正ＬＵＴを作成し（Ｓ４９４）、その後、図２６（ｂ）のスクリーンパターンを用いた補正ＬＵＴを作成する（Ｓ４９５）。他の動作条件については、上述した実施形態と同様である。
【００９６】
［実施例２］
実施例２は、中間転写体を用いた画像形成装置に適用した例を示す。本実施例におけるγ補正制御は、中間転写体上にフォトセンサを設け、現像パッチの濃度を検知している。図３９に、実施例２における画像形成装置のプリンタ部分を示す。回転現像器を用い、イエロー、マゼンタ、シアンの各現像カートリッジが、ロータリ内に収められており、適時必要時に、各現像カートリッジが、現像位置に移動し、現像を行う。ブラックカートリッジは、固定で配置されており、ブラック単色時などに回転現像器を回転させる時間を省いている。
【００９７】
各色の画像情報に応じて感光体ドラム上に形成されたトナー像は、順次中間転写体上に転写され、フルカラーの場合には、４色トナーが中間転写体上に転写された後、給紙ユニットから給紙された、記録材に一括で転写し、定着器による定着工程を経て機外に排出され、フルカラープリントとなる。
【００９８】
実施例２の画像形成装置における感光体ドラムの帯電装置は、接触帯電方式を用いている。印加する高圧は、均一な帯電を得るためのＡＣバイアス（定電流）と、帯電電位を決定付けるＤＣバイアス（定電圧）が印加されている。周知の事実だが、ＡＣバイアス＋ＤＣバイアスが重畳されている接触帯電方式は、感光体ドラムの劣化、特に表面層の削れが著しい。実施例１に示すコロナ帯電器を用いた場合、１０万回転で、約１μｍの削れ量であったのに対し、実施例２のＡＣバイアス＋ＤＣバイアスが重畳されている接触帯電方式では、１０万回転で約１２μｍ削れてしまう。
【００９９】
従って感光体ドラム上では、パッチの読込みの変動要因が増すことから、長期的安定性という観点では、あまり好ましくない。一方、中間転写体は、感光体ドラムに比べ、劣化要因が少なく、一層の安定化が可能である。そこで、先にも示したが、実施例２に示す画像形成装置における第２の制御センサは、中間転写体上に設けられている。
【０１００】
実施例２においても、第１の制御手段である自動階調補正を実施し、作成されたＬＵＴに基づき、中間転写体上に形成されたパッチ読込みを行い、以後、上述した実施形態と同様な処理を行い、γ補正ＬＵＴを、コントローラ４０１内のデータ記録部４１６の所定のアドレス空間に格納する。実施例２では、感光体ドラムの変化要因を削れとしたが、放電生成物などによる劣化、クリーニング工程におけるキズなど、様々な変化要因に対して適用可能なことは当然である。
【０１０１】
また、実施例２においては、中間転写体上でパッチの読込みを行ったが、記録材を搬送する転写ベルト等、現像パッチを読込む構成を設ければ、本発明を適用することができる。さらに、実施例２では、反射型のセンサを設けたが、中間転写体、あるいは転写ベルトなどに、透過性の高い材料を用いれば、透過型センサによる構成も当然適用することができる。
【０１０２】
［実施例３］
上述した実施形態では、コントローラ４０１で使用するγ補正テーブルは、全て第１の制御（自動階調補正）が適用されたことが前提条件となっていた。実施例３では、第１の制御をプリンタ部Ｂ内の閉じた回路で実現する。特定の印字パターンがプリンタされたものを、リーダ部Ａにおいて読取り、リーダ部Ａの画像処理部１０８を使って濃度変換していたものを、実施例３では、図３２に示したフォトセンサ出力と画像濃度特性との関係を用いて、ＣＰＵ２８が最大濃度を推定する。
【０１０３】
図４０は、実施例３における補正処理を示したフローチャートである。処理フローは、図３３に示したステップＳ２７１が異なる。このとき、最大濃度を求める動作シーケンスは、γ特性を求めるものと同様に、図３７に示した動作条件で行うものとする。即ち、最大濃度が確定しないと、プリンタのγ特性を求めても意味がないからである。
【０１０４】
なお、本発明は、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、画像処理装置に供給し、その画像処理装置のＣＰＵ回路部が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコード自体及びプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成パターン毎の階調特性を補正するタイミングは、画像形成パターンが使用されるオブジェクト毎に求められる階調安定性によって変えているので、全ての画像形成パターンが同じ頻度で補正処理を実施する必要が無く、画質を落とすことなく、プリンタが補正処理に費やしている時間を縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像処理システムを示した構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の構成を示したブロック図である。
【図３】リーダ画像処理部における画像信号の処理の流れを示したブロック図である。
【図４】リーダ画像処理部における各制御信号を示したタイミングチャートである。
【図５】画像形成装置のプリンタ部の構成を示したブロック図である。
【図６】階調画像を得るための画像信号処理を説明するための図である。
【図７】階調が再現される様子を示した４限チャートである。
【図８】リーダ部とプリンタ部の双方を含む系の階調制御を示したフローチャートである。
【図９】テストプリント１を出力する際の表示器の表示内容を示した図である。
【図１０】テストプリント１の画像を示した図である。
【図１１】テストプリント２の画像を示した図である。
【図１２】原稿台にテストプリント１を置く方法を示した図である。
【図１３】テストプリントを読み取る際の表示器の表示内容を示した図である。
【図１４】相対ドラム表面電位と演算により得られた画像濃度との関係を示した図である。
【図１５】機内の絶対水分量とコントラスト電位との関係を示した図である。
【図１６】グリッド電位と感光体ドラムの表面電位との関係を示した図である。
【図１７】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の濃度変換特性図を示した図である。
【図１８】テストプリント２を出力する際の表示器の表示内容を示した図である。
【図１９】原稿台にテストプリント２を置く方法を示した図である。
【図２０】テストプリント２の１パッチにおける読み取りポイントを示した図である。
【図２１】本発明の一実施形態にかかるコントローラの構成を示したブロック図である。
【図２２】レーザ出力レベルと変換された出力濃度との関係を示した図である。
【図２３】コントローラの操作部を示した上面図である。
【図２４】本発明の一実施形態にかかる画像処理システムの動作概要を示したフローチャートである。
【図２５】γ変換処理におけるγ補正データを示した図である。
【図２６】スクリーン処理におけるスクリーンの一例を示した図である。
【図２７】プリンタ制御部の信号処理回路の構成を示したブロック図である。
【図２８】イエロートナーの分光特性を示した図である。
【図２９】マゼンタトナーの分光特性を示した図である。
【図３０】シアントナーの分光特性を示した図である。
【図３１】ブラックトナーの分光特性を示した図である。
【図３２】フォトセンサ出力と出力画像濃度との関係を示した図である。
【図３３】画像処理システムの階調制御における補正処理を示したフローチャートである。
【図３４】補正処理における処理Ａを示したフローチャートである。
【図３５】補正処理における処理Ｂを示したフローチャートである。
【図３６】Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色ごとの階調パッチを示した図である。
【図３７】本実施形態における補正処理の動作条件を示した図である。
【図３８】実施例１における補正処理を示したフローチャートである。
【図３９】実施例２における画像形成装置のプリンタ部分を示したブロック図である。
【図４０】実施例３における補正処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１　　ポリゴンミラー
２　　ミラー
３　　現像器
４　　感光体ドラム
５　　転写ドラム
６　　転写紙
７　　定着ローラ対
８　　１次帯電器
９　　クリーナ
１０　　ＬＥＤ光源
１１　　フォトダイオード
１２　　表面電位センサ
１００　　プリンタエンジン部
１０１　　原稿
１０２　　原稿台ガラス
１０３　　光源
１０４　　光学系
１０５　　ＣＣＤセンサ
１０６　　基準白色板
１０７　　つき当て部材
１０８　　リーダ画像処理部
１０９　　プリンタ制御部
１１０　　レーザ光源
４００　　画像形成装置（複写機）
４０１　　コントローラ
４０２　　ネットワーク
４０３　　外部装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing method and an image processing apparatus, and more particularly, to an image processing method and an image processing apparatus that performs gradation correction processing to improve the stability of image quality.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, after an image forming apparatus is started and warm-up is completed, correction processing for improving stability of image quality is performed. For example, a specific pattern such as a gradation pattern is transferred to an intermediate transfer body, an intermediate transfer belt, or the like, and the transferred gradation pattern is read by an optical sensor or the like. By feeding back the read information to image forming conditions such as γ correction, the stability of image quality can be improved.
[0003]
Further, an image forming apparatus using a recent electrophotographic method generally has a plurality of image forming patterns. Therefore, a plurality of correction processes are performed after the warm-up is completed so as to stabilize the image quality for each image forming pattern.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional correction processing, since the correction processing is performed for each image forming pattern of the image forming apparatus after the warm-up is completed, the printer cannot be used only for the time required for the processing. Therefore, there is a problem that it is impossible to respond to a user's request to use the printer as soon as possible after the warm-up.
[0005]
For example, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, a pattern for forming an image is changed for each object. For example, in the image portion, a pattern with a relatively low number of lines is used so that the electrophotographic characteristics are stable. Further, in a vector portion such as a font and a ruled line, a pattern having a relatively high number of lines is used in order to reduce noise generated at edges. Furthermore, the font may be formed separately from the other vector data and the image forming pattern. In this way, in order to guarantee the image stability for all the formed patterns, it is necessary to perform the process of correcting the characteristics by the number of the patterns, which requires much time.
[0006]
On the other hand, vector parts such as fonts and ruled lines do not require color stability in comparison with image parts. Therefore, if the processing frequency for correcting the gradation can be changed in accordance with the image forming pattern used for each object, the time until the image forming apparatus is opened can be shortened, and an improvement in product appeal can be expected.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to take into account the gradation stability required for each object, so that the quality is not reduced and color correction is performed in the shortest possible correction processing time. An object of the present invention is to provide an image processing method and an apparatus for stabilizing the taste.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a recording apparatus for forming a gradation pattern on an image carrier and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper. A determining step of reading an image of the gradation pattern formed on the recording paper and determining a density correction characteristic of the recording unit in an image processing apparatus that forms an image in the recording unit; An image processing method for executing a correction step of reflecting a characteristic on an image formed by the recording unit, wherein a pattern forming step of forming two or more different image forming patterns on the image carrier; A measurement step of measuring the density of the formed image forming pattern; a density value conversion step of obtaining density information from a measurement value obtained in the measurement step; A tone correction table creating step of creating a tone correction table for each of the image forming patterns based on the density information obtained by the degree value conversion step, and the tone correction table according to an operation state of the image processing apparatus. And a forming pattern selecting step of selecting the gradation correction table created in the creating step.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the image forming pattern according to the first aspect is different depending on an image object to be printed.
[0010]
The invention according to claim 3 is characterized in that the formation pattern selection means according to claim 1 creates only a gradation correction table of one image formation pattern according to the operation state.
[0011]
The invention according to a fourth aspect is characterized in that the formation pattern selection means according to the first aspect creates a gradation correction table of a plurality of image formation patterns according to the operation state.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a recording unit for forming an image by forming a gradation pattern on an image carrier and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper, and forming the image on the recording paper. Determining means for reading the image of the gradation pattern thus determined and determining the density correction characteristic of the recording means, and correcting means for reflecting the density correction characteristic created by the determining means on an image formed by the recording means. An image forming apparatus having two or more different image forming patterns on an image carrier, measuring means for measuring the density of the image forming patterns formed by the image forming means, A density value conversion unit that obtains density information from a measurement value obtained by the measurement unit; and a tone correction table for each of the image forming patterns based on the density information obtained by the density value conversion unit. And a forming pattern selecting unit that selects the tone correction table created by the tone correction table creating unit according to an operation state of the image processing apparatus. I do.
[0013]
The invention according to claim 6 is characterized in that the image forming pattern according to claim 5 is different depending on an image object to be printed.
[0014]
The invention according to claim 7 is characterized in that the formation pattern selection means according to claim 5 creates only a gradation correction table of one image formation pattern according to the operation state.
[0015]
The invention according to claim 8 is characterized in that the formation pattern selection means according to claim 5 creates a gradation correction table of a plurality of image formation patterns according to the operation state.
[0016]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a recording unit for forming an image by forming a gradation pattern on an image carrier and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper, and forming the image on the recording paper. Determining means for reading the image of the gradation pattern thus determined and determining the density correction characteristic of the recording means, and correcting means for reflecting the density correction characteristic created by the determining means on an image formed by the recording means. A pattern forming step of forming two or more different image forming patterns on an image carrier, and a measuring step of measuring the density of the image forming pattern formed by the pattern forming step. A density value conversion step of obtaining density information from the measurement value obtained by the measurement step; and forming the image based on the density information obtained by the density value conversion step. A tone correction table creation step of creating a tone correction table for each turn, and a formation pattern selection step of selecting the tone correction table created in the tone correction table creation step depending on an operation state of the image processing apparatus. It is a computer-readable recording medium on which a program for executing the steps is recorded.
[0017]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided recording means for forming an image by forming a gradation pattern on an image carrier, and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper, and forming the image on the recording paper. Determining means for reading the image of the gradation pattern thus determined and determining the density correction characteristic of the recording means, and correcting means for reflecting the density correction characteristic created by the determining means on an image formed by the recording means. A pattern forming step of forming two or more different image forming patterns on an image carrier, and a measuring step of measuring the density of the image forming pattern formed by the pattern forming step. A density value conversion step of obtaining density information from the measurement value obtained in the measurement step; and the image format based on the density information obtained in the density value conversion step. A tone correction table creating step of creating a tone correction table for each pattern, and a formation pattern selection step of selecting the tone correction table created in the tone correction table creating step depending on an operation state of the image processing apparatus. And a program for executing the steps.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an image processing system according to an embodiment of the present invention. The image processing system processes an image signal transmitted from an external device 403 that transmits an image signal created by an application, a network 402, and an external device, and outputs a signal to be printed while synchronizing with the image forming apparatus 400. It comprises a controller 401 for transmitting data and an image forming apparatus (copier) 400.
[0019]
The image forming apparatus 400 and the controller 401 are connected by a cable that can transmit a video signal and other control commands. The connection form need not be limited to the form shown in FIG. 1, but is connected by a general-purpose communication medium such as a network, and the image forming apparatus 400 and the controller 401 have a network interface card (NIC) inside. , A similar image processing system may be realized using a circuit (not shown) for processing a signal controlled by the NIC.
[0020]
The external device 403 includes a general-purpose computer or a device that can generate and transmit an image signal. The external device 403 can perform printing using the image forming apparatus 400 by connecting to the network 402.
[0021]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The image forming apparatus is a full-color copying machine including a reader unit A and a printer unit B. Hereinafter, a full-color image forming method will be described. A document 101 placed on a platen glass 102 is illuminated by a light source 103 and is imaged on a CCD sensor 105 via an optical system 104. The CCD sensor 105 includes a group of red, green, and blue CCD line sensors arranged in three rows, and generates red, green, and blue color component signals for each line sensor. These reading optical system units convert the document 101 into an electric signal data sequence for each line by scanning in the direction of the arrow.
[0022]
An attachment member 107 for abutting the position of the original on the platen glass 102 to prevent the original from being placed obliquely, and determining the white level of the CCD sensor 105 on the platen glass surface. A reference white plate 106 for shading in the thrust direction is provided. The image signal obtained by the CCD sensor 105 is subjected to image processing by the reader image processing unit 108, sent to the printer unit B, and processed by the printer control unit 109. Next, the reader image processing unit 108 will be described.
[0023]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a flow of processing of an image signal in the reader image processing unit. The image signal output from the CCD sensor 105 is input to an analog signal processing unit 201, where gain adjustment and offset adjustment are performed, and then, in an A / D conversion unit 202, an 8-bit digital image signal R 1, G 1 for each color signal. , B1. Next, a known shading correction is input to the shading correction unit 203 using a read signal of the reference white plate 106 for each color.
[0024]
The clock generation unit 211 generates a clock for each pixel. The main scanning address counter 212 counts clocks from the clock generator 211 and generates a one-line pixel address output. The decoder 213 decodes the main scanning address from the main scanning address counter 212, and outputs a CCD driving signal in units of lines such as a shift pulse and a reset pulse, a VE signal indicating an effective area in one line read signal from the CCD, and a line. A synchronization signal HSYNC is generated. The main scanning address counter 212 is cleared by the HSYNC signal and starts counting the main scanning addresses of the next line.
[0025]
Since the line sensors of the CCD sensor 105 are arranged at a predetermined distance from each other, the line delay circuit 204 corrects a spatial shift in the sub-scanning direction. Specifically, in the sub-scanning direction with respect to the B signal, each of the R and G signals is line-delayed in the sub-scanning direction to match the B signal.
[0026]
The input masking unit 205 converts a reading color space determined by the spectral characteristics of the R, G, and B filters of the CCD sensor into an NTSC standard color space, and performs a matrix operation as shown in the following equation.
[0027]
(Equation 1)

[0028]
The light quantity / density conversion unit (LOG conversion unit) 206 is configured by a look-up table ROM, and converts the luminance signals of R4, G4, and B4 into density signals of C0, M0, and Y0. The line delay memory 207 delays the C0, M0, and Y0 image signals by the line delay from the R4, G4, and B4 signals to the determination signals such as UCR, FILTER, and SEN in a black character determination unit (not shown). Let it.
[0029]
The masking and UCR circuit 208 extracts a black signal (Bk) from the input three primary color signals of Y1, M1, and C1, and further performs an operation of correcting color turbidity of a recording color material in the printer unit B. The signals of Y2, M2, C2, and Bk2 are sequentially output at a predetermined bit width (8 bits) for each reading operation. The γ correction circuit 209 performs density correction in the reader unit A so as to match the ideal gradation characteristics of the printer unit B. The spatial filter processing unit (output filter) 210 performs edge enhancement or smoothing processing. The M4, C4, Y4, and Bk4 frame-sequential image signals thus processed are sent to the printer control unit 109, and the printer unit B performs density recording by PWM (pulse width modulation).
[0030]
The reader image processing unit includes a CPU 214 for controlling the reader unit A, a RAM 215, a ROM 216, and an operation unit 217 having a display 218. The above-described processing flow of the image signal is executed by the CPU 214.
[0031]
FIG. 4 is a timing chart showing each control signal in the reader image processing unit. The VSYNC signal is an image valid section signal in the sub-scanning direction, and performs image reading (scanning) in the section of logic "1", and sequentially performs (C), (M), (Y), and (Bk). Form the output signal. The VE signal is an image effective section signal in the main scanning direction, takes the timing of the main scanning start position in the section of logic "1", and is mainly used for line counting control of line delay. The CLOCK signal is a pixel synchronization signal, and is used to transfer image data at the rising timing of “0” → “1”.
[0032]
Next, the printer section B will be described. In FIG. 2, the photosensitive drum 4 is uniformly charged by the primary charger 8. The image data is converted into laser light via a laser driver included in the printer control unit 109 and a laser light source 110. The laser light is reflected by the polygon mirror 1 and the mirror 2 and is irradiated onto the uniformly charged photosensitive drum 4. The photosensitive drum 4 on which the latent image has been formed by the scanning of the laser beam rotates in the direction of the arrow shown in the drawing, and the developing unit 3 sequentially develops each color.
[0033]
In the present embodiment, a two-component system is used as a developing method, and developing units 3 of respective colors are arranged around the photosensitive drum 4 in black (Bk), yellow (Y), cyan (C), magenta ( M), and a developing device according to an image signal performs a developing operation at a timing of developing a latent image area formed on the photosensitive drum.
[0034]
On the other hand, the transfer paper 6 is wound around the transfer drum 5 and rotates once in the order of M, C, Y, and Bk, and the toner image of each color is transferred on the transfer paper 6 in a multiplex manner by a total of four rotations. . When the transfer is completed, the transfer paper 6 is separated from the transfer drum 5 and fixed by the fixing roller pair 7 to complete a full-color image print.
[0035]
A surface potential sensor 12 is arranged on the photosensitive drum 4 upstream of the developing device 3. Further, a cleaner 9 for cleaning the transfer residual toner on the photosensitive drum 4 and an LED light source 10 (about 960 nm) for detecting the amount of reflected light of a toner patch pattern formed on the photosensitive drum 4, which will be described later. Having a main wavelength) and a photodiode 11.
[0036]
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the printer unit of the image forming apparatus. The printer control unit 109 includes the CPU 28, the ROM 30, the RAM 32, the test pattern storage unit 31, the density conversion circuit 42, and the LUT 25, and can communicate with the reader unit A and the printer engine unit 100. The printer control unit 109 includes, in the printer engine unit 100, the optical reading device 40 including the LED light source 10 and the photodiode 11, which is disposed around the photosensitive drum 4, the primary charger 8, the laser light source 110, , The surface potential sensor 12 and the developing device 3 are controlled.
[0037]
The surface potential sensor 12 is provided on the upstream side of the developing device 3. The grid potential of the primary charger 8 and the developing bias of the developing device 3 are controlled by the CPU 28 as described later. Further, an environment sensor 33 for measuring the amount of moisture in the air in the machine is provided.
[0038]
FIG. 6 is a diagram for explaining image signal processing for obtaining a gradation image. A luminance signal of the image is obtained by the CCD sensor 105 and is converted into a frame-sequential image signal in the reader image processing unit 108. The converted image signal is represented by the input image signal of the gamma characteristic of the printer at the time of initial setting, and the LUT 25 converts the density characteristic so that the density of the original image matches the density of the output image.
[0039]
FIG. 7 is a four-limit chart showing how the gradation is reproduced. The first quadrant indicates the reading characteristics of the reader unit A that converts the document density into a density signal. The second quadrant shows a conversion characteristic of the LUT 25 for converting the density signal into a laser output signal. The third quadrant shows recording characteristics of the printer unit B for converting a laser output signal into an output density. The fourth quadrant indicates the relationship between the original density and the output density, and indicates the total tone reproduction characteristic of the image forming apparatus. The number of gradations is 256 gradations because the processing is performed with an 8-bit digital signal. In the image forming apparatus, in order to make the gradation characteristics of the fourth quadrant linear, the printer characteristics of the third quadrant are corrected by the LUT 25 of the fourth quadrant to compensate for the non-linear printer characteristics. The LUT 25 is generated based on a calculation result described later.
[0040]
After the density conversion by the LUT 25, the signal is converted by a pulse width modulation (PWM) circuit 26 into a signal corresponding to the dot width, and sent to a laser driver 27 for controlling ON / OFF of the laser. By the scanning of the laser light source 110, a latent image having a predetermined gradation characteristic is formed on the photosensitive drum 4 according to a change in the dot area. Further, a gradation image is reproduced through a process of development, transfer and fixing.
[0041]
Next, a first control system related to stabilization of image reproduction characteristics of a system including both the reader unit A and the printer unit B will be described. FIG. 8 is a flowchart showing gradation control of a system including both the reader unit and the printer unit. This flow is executed by the CPU 214 controlling the reader unit A and the CPU 28 controlling the printer unit B.
[0042]
The flow starts when a mode setting button called automatic gradation correction provided on the operation unit 217 is pressed. In the present embodiment, the display 218 is configured by, for example, a liquid crystal operation panel (touch panel display) with a push sensor as shown in FIG.
[0043]
In step S51, a print start button 81 of test print 1 shown in FIG. 9A is displayed on the display 218. By pressing the print start button 81, the image of the test print 1 shown in FIG. At this time, the CPU 214 determines whether or not there is a sheet for forming the test print 1, and if there is no sheet, a warning display as shown in FIG. 9B is performed.
[0044]
When the test print 1 is formed, an initial value registered as a standard state is used as a contrast potential (described later). The image forming apparatus used in the present embodiment includes a plurality of paper cassettes, and can select a plurality of paper sizes such as B4, A3, A4, and B5. The print paper used in this flow is a so-called large-size paper in order to avoid an error due to a mistake in vertical or horizontal placement in a later reading operation. That is, it is set so that B4, A3, 11 × 17, and LGR are used.
[0045]
In the test pattern 1 shown in FIG. 10, a band-shaped pattern 61 having an intermediate gradation density for four colors of Y, M, C, and K is formed. By visually inspecting the pattern 61, it is confirmed that there is no streak-like abnormal image, density unevenness, and color unevenness. The size of the pattern 61 in the main scanning direction of the CCD sensor 105 is set so as to cover the patch pattern 62 and the gradation patterns 71 and 72 shown in FIG. 11 in the thrust direction.
[0046]
If an abnormality is found in the test pattern 1, the test print 1 is printed again, and if an abnormality is found again, a serviceman call is made. It is also possible to read the pattern 61 by the reader unit A and automatically determine whether or not to perform subsequent control based on the density information in the thrust direction. The pattern 62 is a maximum density patch of each color of Y, M, C, and Bk, and uses 255 levels of density signal values.
[0047]
In step S52, the image of the test print 1 is placed on the platen glass 102 in the direction shown in FIG. 12, and the reading start button 91 shown in FIG. At this time, a guidance display for the operator appears. FIG. 12 is a view of the platen as viewed from above, and a wedge-shaped mark T at the upper left is a mark for applying a document to the platen. The above-mentioned message is displayed on the display unit 218 on the operation unit 217 so that the pattern 61 comes to the contact mark T side so that the front and back are not mistaken. In this way, a control error due to misplacement is prevented.
[0048]
When reading the pattern 62 by the reader unit A, the scanning is performed gradually from the contact mark T, so that the first density gap point A is obtained at the corner of the pattern 61. From this coordinate point, the position of each patch of the pattern 62 is determined by relative coordinates, and the density value of the pattern 62 is read. During reading, the display shown in FIG. 13B is performed. When the orientation or position of the test print 1 is incorrect and cannot be read, the message shown in FIG. 13C is displayed. The operator resets the position and presses the read key 92 to read again.
[0049]
The following equation is used to convert the optical density based on the obtained RGB values.
[0050]
(Equation 2)

[0051]
In order to obtain the same value as that of a commercially available densitometer, it is adjusted by the correction coefficient (k). Alternatively, RGB luminance information may be converted to MCYBk density information using a separate LUT.
[0052]
Next, a method of correcting the maximum density from the obtained density information will be described. FIG. 15 shows the relationship between the relative drum surface potential and the image density obtained by the above calculation. The relative drum surface potential is the difference between the contrast potential used at that time, that is, the developing bias potential and the surface potential of the photosensitive drum when the maximum level is reached using the laser beam after primary charging. When the maximum density is DA at the relative drum surface potential A, the image density almost linearly corresponds to the relative drum surface potential as shown by a solid line L in the maximum density region. . However, in the two-component developing system, when the toner density in the developing device fluctuates and drops, nonlinear characteristics may occur in the maximum density range as shown by the broken line N. Therefore, here, the final target value of the maximum density is set to 1.6, but 1.7 is set as the control target value as the maximum density in consideration of a margin of 0.1.
[0053]
Here, the contrast potential B is obtained using the following equation.
B = (A + Ka) × 1.7 / DA (3)
Here, Ka is a correction coefficient, and it is preferable to optimize the value according to the type of the developing method. In the electrophotographic method, the image density does not match unless the setting of the contrast potential A is changed according to the environment. Therefore, the setting of the contrast potential shown in FIG. 15 is changed according to the output of the environment sensor 33 for monitoring the water content in the apparatus.
[0054]
As a method of correcting the contrast potential, a correction coefficient Vcont. The ratel is stored in the backed-up RAM.
Vcont. rate = B / A (4)
Every 30 minutes, the image forming apparatus monitors the transition of the environment (moisture content), and every time the value of the contrast potential A is determined based on the detection result of the environment sensor 33, A × Vcont. The contrast potential is obtained by calculating the rate.
[0055]
A method for obtaining the grid potential and the developing bias potential from the contrast potential will be briefly described. FIG. 16 shows the relationship between the grid potential and the surface potential of the photosensitive drum. The grid potential is set to −200 V, and the surface potential VL when scanning is performed with the laser light level being the lowest and the surface potential VH when the laser light level is the highest is measured by the surface potential sensor 12. Similarly, VL and VH when the grid potential is -400 V are measured. The relationship between the grid potential and the surface potential can be obtained by interpolating and extrapolating -200 V data and -400 V data. Control for obtaining this potential data is called potential measurement control.
[0056]
A development bias VDC is set by providing a potential difference of Vbg (here, set to 100 V) set so that fog toner does not adhere to the image from VL. The contrast potential Vcont is a difference voltage between the developing biases VDC and VH. As described above, the greater the Vcont, the greater the maximum density can be obtained. In order to obtain the calculated contrast potential B, how many volts of the grid potential and how many volts of the developing bias potential are necessary can be calculated by the relationship shown in FIG.
[0057]
Referring to FIG. 8, in step S53, a contrast potential is determined so that the maximum density becomes 0.1 higher than the final target value. The CPU 28 sets the grid potential and the developing bias potential so that the obtained contrast potential is obtained. In step S54, it is determined whether or not the obtained contrast potential is within the control range. If it is out of the control range, it is determined that there is an abnormality in the developing device or the like, and an error flag is set so that a service person can know to check the developing device of the corresponding color (S55). . The serviceman can see the error flag according to the predetermined service mode. Here, at the time of abnormality, the control is continued by performing a correction control by applying a limiter to a value at the very end of the control range.
[0058]
FIG. 17 shows a density conversion characteristic diagram. By the maximum density control for setting the maximum density higher than the final target value in the present embodiment, the printer characteristics in the third quadrant are as shown by the solid line. If such control is not performed, there is a possibility that the printer characteristic does not reach 1.6 as indicated by a broken line. In the case of the characteristic indicated by the broken line, the maximum density cannot be increased regardless of the setting of the LUT 25, and therefore, the density between the density DH and 1.6 cannot be reproduced. If the setting slightly exceeds the maximum density as indicated by the solid line, the density reproduction area can be reliably guaranteed in the total gradation characteristics of the IV quadrant.
[0059]
Next, test print 2 is used. A print start button 150 for the test print 2 image shown in FIG. 18A is displayed on the operation panel. By pressing the print start button 150, the image of the test print 2 shown in FIG. 11 is printed out (S56 shown in FIG. 8). While the test print 2 is being printed, the display shown in FIG.
[0060]
As shown in FIG. 11, the test print 2 is composed of a gradation group of 4 columns × 16 rows = 64 gradations for each color of Y, M, C, and Bk. Here, for 64 gradations, the laser output level is assigned with emphasis on the low density area of the 256 gradations in total, and the laser output level is thinned out for the high density area. In this way, it is possible to satisfactorily adjust the gradation characteristics particularly in the highlight portion. The test print 2 includes a patch 71 having a resolution of 200 lpi (lines / inch) and a patch 72 having a resolution of 400 lpi. To form an image of each resolution, the pulse width modulation circuit 26 shown in FIG. 6 can be realized by preparing a plurality of periods of the triangular wave used for comparison with the image data to be processed.
[0061]
Here, the image forming apparatus creates a gradation image at a resolution of 200 lpi and a line image such as a character at a resolution of 400 lpi. Although the same gradation level pattern is output at two resolutions, if the gradation characteristics are significantly different due to the difference in resolution, it is more preferable to set the preceding gradation level according to the resolution. . The test print 2 is generated from the pattern generator 29 without operating the LUT 25.
[0062]
FIG. 19 is a diagram illustrating a method of placing the test print 2 on the platen. The wedge-shaped mark T at the upper left is a mark for contacting a document on a document table. The message shown in FIG. 18C is displayed on the display unit 218 on the operation unit 217 so that the pattern of Bk is on the side of the assignment mark T and the front and back are not mistaken. In this way, a control error due to misplacement is prevented. When the pattern is read by the reader section A, the scanning is performed gradually from the contact mark T, so that the first density gap point B is obtained. From this coordinate point, the position of each color patch of the pattern is determined and read using relative coordinates (S57).
[0063]
FIG. 20 shows reading points in one patch 73 of each color pattern shown in FIG. 16 reading points (x) are taken within one patch, and the obtained signals are averaged. It is preferable that the number of points is optimized by the reading device and the image forming device. The RGB signals in which the values of 16 points are averaged for each color patch are converted into density values by the above-described conversion method to optical density.
[0064]
FIG. 22 shows the relationship between the laser output level and the converted output density. The vertical axis on the right side is normalized to the density level of the image forming apparatus of the present embodiment, and the base density of paper 0.08 is normalized to 0 level, and 1.60 set as the maximum density is normalized to 255 level. Is becoming If the obtained data has a specific high density such as point C, or if the density is low such as point D, the original platen glass 102 may be stained or the test pattern may be defective. Conceivable. At this time, the inclination is limited by a limiter so that continuity is preserved in the data string. Specifically, when the inclination is 3 or more, the density is fixed at 3, and when the inclination is a negative value, the density level is the same as the previous level.
[0065]
As described above, the contents of the LUT 25 are such that the coordinates of the density level in FIG. 22 are replaced with the input level shown as the density signal in FIG. 7, and the coordinates of the laser output level are replaced with the output level shown as the laser output signal axis in FIG. By doing so, it can be easily created. For a density level that does not correspond to a patch, a value is obtained by interpolation. At this time, a limiting condition is set so that the output level becomes 0 level with respect to the input level 0 level.
[0066]
Referring to FIG. 8, in step S58, the conversion contents created as described above are set in LUT 25. As described above, the contrast potential control and the creation of the γ conversion table by the first control system using the reading device are completed. During the above-described processing, FIG. 18D is displayed, and when the processing is completed, FIG. 18E is displayed.
[0067]
Next, the processing contents of the basic blocks constituting the controller 401 will be described. FIG. 21 shows the configuration of the controller 401. The CPU circuit unit 410 includes a RAM (Random Access Memory) 411 for realizing a memory space for processing inside the controller, such as a work area and a system operation area where an operating system resides, and a ROM (Read) storing a basic sequence of the system. Only Memory) 412. The CPU circuit unit 410 is connected to an operation unit 413, a data generation unit 414 corresponding to an image forming unit, a connector 415, an image processing unit 417, and a data recording unit 416 including a hard disk. An image signal can be transmitted to the communication and the image forming apparatus 400.
[0068]
FIG. 23 is a top view showing the operation unit of the controller. The operation unit 413 includes various key groups 421 for executing a process intended by the operator, a display unit 420 for displaying the content at the time of operation, an execution key 423 for executing the displayed content, and a cancel for canceling the displayed content. And a key 422. The display unit 420 also displays an operation content that the operator does not intend, and is configured by, for example, a dot matrix including a liquid crystal display device.
[0069]
The data generation unit 414 generates an image pattern for correcting a printing characteristic (hereinafter, referred to as a γ characteristic) of a printer described below. The generated image pattern is processed into a predetermined image forming pattern by the image processing unit 417, and is sent to the image forming apparatus 400 via the connector 415. The data recording unit 416 stores data corrected by a γ correction process described later. The corrected data is used as correction data for correcting an image signal sent from the external device 403.
[0070]
FIG. 24 is a flowchart showing an outline of the operation of the image processing system according to the embodiment of the present invention. The operator sends the image data created by the predetermined application from the external device 403 to the image forming apparatus 400 (S4301). The transmitted image data is delivered to the controller 401 via the general-purpose network 402, and starts receiving the image data (S4302). The transmitted image data is analyzed by the connector 415 inside the controller 401 for a network protocol, and is received as predetermined format data (S4303).
[0071]
The received format data is subjected to PDL (Page Description Language) processing in accordance with an instruction from the CPU circuit section 410, and data such as raster development and page control is analyzed (S4304). Raster development refers to a process of converting vector data sent by the external device 403 into bitmap data according to the output resolution of the image forming apparatus 400 to be sent. In PDL processing, optimal processing can be performed for each object (character part, graphic part, image part) that constitutes data.
[0072]
If the object is a character, it is converted to raster data based on the font information loaded in the RAM 411 in advance, and if it is graphic data, it is converted to raster data based on the resolution of the engine and the phase information of the vector. You. At this time, the raster data of each object to be converted is subjected to color conversion and screen conversion for forming an image by an image processing unit 417 described later based on the attribute (object information).
[0073]
Next, the rasterized data is converted into predetermined format data based on page information, double-sided single-sided, print size, margin information, and the like analyzed in advance by PDL processing (S4305). . The data converted into the predetermined format establishes a connection with the image forming apparatus 400 through a predetermined protocol, and is sent to the image forming apparatus 400 (S4306).
[0074]
The image processing unit 417 of the controller 401 will be described. The basic processing contents of the image processing unit 417 are color conversion processing, γ processing, and screen processing.
[0075]
[Color conversion processing]
The color conversion processing realized in the present embodiment realizes color conversion with a profile conforming to the ICC (International Color Consortium). In ICC, there is a profile format defined for color conversion, and this embodiment also realizes color conversion by applying data conforming to the format. Since the format of the ICC is a known standard, a detailed description thereof is omitted.
[0076]
The rendering intents of the color conversion in the present embodiment are Perceptual, Saturation, Relative Colorimetric, and Absolute Colorimetric.
The image processing unit 417 selects a rendering intent for each object based on the result of the PDL analysis by the CPU circuit unit 410 and performs raster development. For example, it is possible to adopt a configuration in which a character portion and a graphic portion are processed by Saturation for clear printing, and an image portion is processed by Perceptual. Of course, the color may be converted with the same rendering intent for each object.
[0077]
[Γ conversion processing]
The color conversion process is based on the premise that the image forming apparatus 400 that prints an image shows desired printing characteristics. However, it is known that the characteristics of the image forming apparatus 400 generally change due to various factors such as the environment and the number of printed sheets. In the present embodiment, the printing characteristics are regarded as the characteristics of the primary colors cyan, magenta, yellow, and black constituting the image forming apparatus 400, and the data input from the external device 403 is corrected.
[0078]
FIG. 25 shows the γ correction data in the γ conversion processing. The data for γ correction is recorded in the data recording unit 416, and is stored in the form of output data (8 bits) corresponding to each input data (8 bits).
[0079]
The processing means may be realized by hardware of the image processing unit 417, but may be realized by the CPU circuit unit 410 using the work area of the RAM 411. In the γ conversion processing, the γ correction data can be changed for each object according to the analysis result of the PDL processing.
[0080]
[Screening]
An image obtained by performing gamma correction on the raster data after the PDL analysis is subjected to screen processing in order to generate a gradation image by an electrophotographic printer. FIG. 26 shows an example of the screen. The screen is a screen in which threshold values are arranged in a plurality of pixel regions, and expresses a gradation by an area by performing threshold processing for each pixel corresponding to raster data. The screen shown in FIG. 26A is applied to an image or a graphic object, and the screen shown in FIG. 26B is applied to a text object. Express the key.
[0081]
The difference between the two screens lies in the matrix size. Since the screen pattern of (a) (array of thresholds) has a larger pixel array than the screen pattern of (b), the spatial frequency of the screen-processed image is lower than that of (b). Is done. In (a), gradation stability due to electrophotographic characteristics is obtained instead of using a low frequency. In (b), jaggies generated at edges of a character portion or the like are made inconspicuous by using a high frequency. ing. Although the present embodiment has been described using two screen patterns, the pattern of the threshold value for screen processing is not limited to that shown in FIG. 26. What you express may be used.
[0082]
Next, the gradation control of the image processing system will be described. As described in the image processing unit 417 of the controller 401, in a copying machine and a printer using the electrophotographic method, since the printing characteristics change due to various factors, it is necessary to stably realize a desired color. It is necessary to perform gradation correction under certain conditions. It is known that the gradation characteristics of an electrophotograph differ depending on the configuration of a screen pattern expressing gradation. Therefore, in the control for performing the gradation correction, the gradation characteristic (γ characteristic) must be performed for each screen pattern to be applied. The gradation control in the present embodiment will be described as being performed by the image forming apparatus 400 and the controller 401.
[0083]
FIG. 27 shows a configuration of a signal processing circuit of the printer control unit. The signal processing circuit processes a signal from a photo sensor 40 including an LED light source 10 and a photodiode 11 facing the photosensitive drum 4. The near-infrared light from the photosensitive drum 4 incident on the photosensor 40 is converted by the photosensor 40 into an electric signal. The electric signal is converted from an output voltage of 0 to 5 V into a digital signal of 0 to 255 level by the A / D conversion circuit 41. The converted digital signal is converted into a density by a density conversion circuit 42.
[0084]
The toner used in the present embodiment is a yellow, magenta, or cyan color toner, and is formed by dispersing a color material of each color using a styrene copolymer resin as a binder. 28 to 30 show the spectral characteristics of each of the yellow, magenta, and cyan toners. In this order, a reflectance of near infrared light (960 nm) of 80% or more is obtained. Further, in forming these color toner images, a two-component developing method which is advantageous in color purity and transparency is adopted.
[0085]
On the other hand, in the present embodiment, although the black toner is of the same two-component developing method, carbon black is used as a coloring material in order to produce pure black. Therefore, as shown in FIG. (960 nm) is about 10%. The photosensitive drum 4 is an OPC drum, and has a reflectance (960 nm) of near-infrared light of about 40%. If the reflectance is almost the same, an amorphous silicon drum or the like may be used. .
[0086]
FIG. 32 shows the relationship between the output of the photosensor 40 and the output image density when the density on the photosensitive drum 4 is changed stepwise according to the area gradation of each color. The output of the photosensor 40 when the toner was not attached to the photosensitive drum 4 was set to 2.5 V, that is, 128 levels. As for the yellow, magenta, and cyan color toners, as the area coverage increases and the image density increases, the output of the photosensor 40 becomes larger than that of the photosensitive drum 4 alone.
[0087]
On the other hand, as the area coverage of the black toner increases and the image density increases, the output of the photosensor 40 becomes smaller than that of the photosensitive drum 4 alone. From these characteristics, by providing a table for converting a sensor output signal dedicated to each color into a density signal, the density signal can be read with high accuracy for each color.
[0088]
FIG. 33 is a flowchart showing a correction process in gradation control of the image processing system. The control of the correction processing is realized by the CPU 28. The above-described first control (automatic gradation correction) is performed (S271), and an operating condition to be described later is determined which screen shown in FIG. 26 should be printed on the photosensitive drum 4 (S272). When the condition A is selected according to an operation condition described later (determined as YES), the process proceeds to a process A shown in FIG. The controller 401 forms the gradation patch shown in FIG. 36 in the screen pattern of FIG. 26A, forms it on the photosensitive drum 4, and develops it (S273-1). The tone patches shown in FIG. 36 are tone patches for each of the colors Y, M, C, and Bk stored in the data generator.
[0089]
Subsequently, the developed patch is detected by the photo sensor 40 (S273-2). At this time, as shown in FIG. 36, the gradation patches generated for each color are generated on the photosensitive drum 4 as eight gradations for each of Y, M, and C, and seven gradations for Bk. At this time, the maximum density of the electrophotographic printer when it is generated as a gradation patch is obtained based on the first control. Therefore, each gradation is controlled in a state where the maximum density is guaranteed.
[0090]
The data detected by the photo sensor 40 is sent to the controller 401 as print characteristics of the printer according to the relationship between the photo sensor output and the image density characteristics shown in FIG. 32 (S273-3). In the CPU circuit section 410, a γ-correction LUT is created so that desired engine characteristics, in this embodiment, linear characteristics are obtained (S273-4). The created gamma correction LUT is stored in a predetermined address space in the data recording unit 416 (S273-5), and is used as a gamma process for an image signal sent from the external device 403.
[0091]
At this time, since eight points (seven points in the case of Bk) of sampling data used for γ correction are used, for interpolation of 8-bit data (256 gradations), a γ correction LUT is used using linear interpolation. I asked. In this embodiment, linear interpolation is used as data interpolation means. However, this interpolation means is not limited to this, and may be an operation using a spline or another rational function.
[0092]
The operation conditions in step S272 will be described. The correction process according to the present embodiment is automatically executed when the printing characteristics of the printer are affected, such as when the image processing system is turned on, when a predetermined number of prints are made, or when toner is replaced. It has become so. FIG. 37 shows operating conditions of the correction processing in the present embodiment. When the condition A shown in the upper part is satisfied, YES is determined in the step S272, and the process proceeds to the process A. If NO is determined, the process proceeds to a process B shown in FIG. 35, and a γ correction LUT is created using FIG. 26B (S274).
[0093]
The pattern in FIG. 26B is mainly used for an object such as a character object that does not place much importance on gradation. Therefore, when the correction processing is frequently performed as in the condition A, the correction processing is performed for an object for which relatively stable gradation is desired, that is, a screen pattern for an image or a graphic. As shown in the present embodiment, control is performed to reduce the processing frequency of objects that do not place importance on gradation, so that the user can reduce the time during which the printer cannot be used for correction processing as much as possible. ing.
[0094]
The condition shown in FIG. 37 is a reference example in the present embodiment, and the condition should be appropriately changed according to the gradation stability of the used electrophotographic printer. Further, the conditions under which the correction process is performed are not limited to the above-described power-on, the predetermined number of prints, and toner replacement, but may be performed at the time of drum replacement or from an environment sensor.
[0095]
[Example 1]
The description of the same configuration as that of the above-described embodiment will be omitted, and different portions will be described. In the first embodiment, the processing sequence of the γ correction is different. FIG. 38 corresponds to the correction processing illustrated in FIG. 33 in the above-described embodiment. In the operation condition of step S492, the processing when the determination is NO is different. Specifically, after determining NO, a gamma correction LUT using the screen pattern of FIG. 26A is first created (S494), and then a correction LUT using the screen pattern of FIG. It is created (S495). Other operating conditions are the same as in the above-described embodiment.
[0096]
[Example 2]
Example 2 shows an example applied to an image forming apparatus using an intermediate transfer member. In the γ correction control in the present embodiment, a photo sensor is provided on the intermediate transfer member to detect the density of the development patch. FIG. 39 illustrates a printer portion of the image forming apparatus according to the second embodiment. Using a rotary developing device, yellow, magenta, and cyan developing cartridges are housed in a rotary, and when necessary, each developing cartridge moves to a developing position and performs development. The black cartridge is fixedly arranged, and saves the time for rotating the rotary developing device when black is used in a single color.
[0097]
The toner images formed on the photosensitive drum in accordance with the image information of each color are sequentially transferred onto an intermediate transfer body. In the case of full color, four color toners are transferred onto the intermediate transfer body, and then the paper is fed. The image is collectively transferred to a recording material fed from a unit, discharged through a fixing process by a fixing device, and discharged out of the apparatus to form a full-color print.
[0098]
The charging device for the photosensitive drum in the image forming apparatus of the second embodiment uses a contact charging method. As the applied high voltage, an AC bias (constant current) for obtaining uniform charging and a DC bias (constant voltage) for determining a charging potential are applied. As is well known, in the contact charging system in which the AC bias + DC bias is superimposed, the deterioration of the photosensitive drum, particularly, the shaving of the surface layer is remarkable. When the corona charger shown in Embodiment 1 was used, the amount of scraping was about 1 μm at 100,000 rotations, whereas in the contact charging method in which AC bias + DC bias was superimposed, 100,000 rotations were used. About 12μm is cut by rotation.
[0099]
Therefore, on the photosensitive drum, the number of fluctuation factors of patch reading increases, which is not very preferable from the viewpoint of long-term stability. On the other hand, the intermediate transfer member has less deterioration factors than the photosensitive drum and can be further stabilized. Therefore, as described above, the second control sensor in the image forming apparatus according to the second embodiment is provided on the intermediate transfer member.
[0100]
Also in the second embodiment, the automatic gradation correction as the first control unit is performed, and the patches formed on the intermediate transfer body are read based on the created LUT. The processing is performed, and the γ correction LUT is stored in a predetermined address space of the data recording unit 416 in the controller 401. In the second embodiment, the change factors of the photosensitive drum are scraped. However, it is obvious that the present invention can be applied to various change factors such as deterioration due to discharge products and scratches in the cleaning process.
[0101]
In the second embodiment, the patch is read on the intermediate transfer member. However, the present invention can be applied to a case where a configuration for reading the development patch, such as a transfer belt that conveys a recording material, is provided. Further, in the second embodiment, the reflection-type sensor is provided. However, if a material having high transparency is used for the intermediate transfer member or the transfer belt, the configuration using the transmission-type sensor can be naturally applied.
[0102]
[Example 3]
In the above-described embodiment, all the γ correction tables used by the controller 401 are based on the premise that the first control (automatic gradation correction) is applied. In the third embodiment, the first control is realized by a closed circuit in the printer unit B. In the third embodiment, a printer in which a specific print pattern is printed is read by the reader unit A, and the density is converted using the image processing unit 108 of the reader unit A. The CPU 28 estimates the maximum density using the relationship with the image density characteristics.
[0103]
FIG. 40 is a flowchart illustrating the correction processing according to the third embodiment. The processing flow is different in step S271 shown in FIG. At this time, the operation sequence for obtaining the maximum density is performed under the operation conditions shown in FIG. 37, similarly to the operation sequence for obtaining the γ characteristic. That is, if the maximum density is not determined, it is meaningless to determine the γ characteristic of the printer.
[0104]
According to the present invention, a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to an image processing apparatus, and a CPU circuit unit of the image processing apparatus stores a program stored in the storage medium. It goes without saying that this can also be achieved by reading and executing the code. In this case, the program code itself read from the storage medium implements the novel function of the present invention, and the program code itself and the storage medium storing the program code constitute the present invention.
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the timing for correcting the gradation characteristics for each image forming pattern is changed depending on the gradation stability required for each object in which the image forming pattern is used. It is not necessary for the image forming pattern to perform the correction process at the same frequency, and it is possible to reduce the time that the printer spends in the correction process without deteriorating the image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an image processing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a flow of processing of an image signal in a reader image processing unit.
FIG. 4 is a timing chart showing each control signal in a reader image processing unit.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a printer unit of the image forming apparatus.
FIG. 6 is a diagram for explaining image signal processing for obtaining a gradation image.
FIG. 7 is a fourth-limit chart showing a state in which gradation is reproduced.
FIG. 8 is a flowchart illustrating gradation control of a system including both a reader unit and a printer unit.
FIG. 9 is a diagram showing display contents of a display device when a test print 1 is output.
FIG. 10 is a diagram showing an image of test print 1;
FIG. 11 is a diagram showing an image of test print 2.
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of placing a test print 1 on a document table.
FIG. 13 is a diagram showing display contents of a display when reading a test print.
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a relative drum surface potential and an image density obtained by calculation.
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between an absolute water content in the apparatus and a contrast potential.
FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between a grid potential and a surface potential of a photosensitive drum.
FIG. 17 is a diagram illustrating a density conversion characteristic diagram of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing display contents of a display device when a test print 2 is output.
FIG. 19 is a diagram illustrating a method of placing a test print 2 on a document table.
FIG. 20 is a diagram showing read points in one patch of test print 2.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a controller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing a relationship between a laser output level and a converted output density.
FIG. 23 is a top view showing the operation unit of the controller.
FIG. 24 is a flowchart illustrating an outline of an operation of the image processing system according to the embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a diagram showing γ correction data in γ conversion processing.
FIG. 26 is a diagram showing an example of a screen in screen processing.
FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing circuit of a printer control unit.
FIG. 28 is a diagram illustrating spectral characteristics of yellow toner.
FIG. 29 is a diagram illustrating spectral characteristics of magenta toner.
FIG. 30 is a diagram illustrating spectral characteristics of cyan toner.
FIG. 31 is a diagram illustrating spectral characteristics of black toner.
FIG. 32 is a diagram showing a relationship between a photosensor output and an output image density.
FIG. 33 is a flowchart illustrating a correction process in gradation control of the image processing system.
FIG. 34 is a flowchart showing a process A in the correction process.
FIG. 35 is a flowchart showing a process B in the correction process.
FIG. 36 is a diagram showing gradation patches for each of Y, M, C, and Bk colors.
FIG. 37 is a diagram illustrating operating conditions of a correction process according to the present embodiment.
FIG. 38 is a flowchart illustrating a correction process according to the first embodiment.
FIG. 39 is a block diagram illustrating a printer portion of the image forming apparatus according to the second embodiment.
FIG. 40 is a flowchart illustrating a correction process according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 polygon mirror
2 mirror
3 Developing device
4 Photoconductor drum
5 Transfer drum
6 Transfer paper
7 Fixing roller pair
8 Primary charger
9 Cleaner
10 LED light source
11 Photodiode
12 Surface potential sensor
100 Printer engine
101 manuscript
102 Platen glass
103 light source
104 Optical system
105 CCD sensor
106 Reference white plate
107 Contact member
108 Reader image processing unit
109 Printer control unit
110 laser light source
400 Image forming apparatus (copier)
401 controller
402 Network
403 External device

Claims (10)

An image processing apparatus that forms a gradation pattern on an image carrier and forms an image in a recording unit that transfers an image corresponding to the gradation pattern to recording paper, wherein the gradation pattern formed on the recording paper is An image processing method for reading an image and determining a density correction characteristic of the recording unit and a correction step of reflecting the density correction characteristic created in the determination step on an image formed by the recording unit. ,
A pattern forming step of forming two or more different image forming patterns on the image carrier;
A measuring step of measuring the density of the image forming pattern formed by the pattern forming step,
A density value conversion step of obtaining density information from the measurement value obtained by the measurement step,
A tone correction table creating step of creating a tone correction table for each of the image forming patterns based on the density information obtained in the density value converting step;
A forming pattern selecting step of selecting the tone correction table created in the tone correction table creating step depending on an operation state of the image processing apparatus. The image processing method according to claim 1, wherein the image forming pattern is different depending on an image object to be printed. 2. The image processing method according to claim 1, wherein the formation pattern selection unit creates only a gradation correction table of one image formation pattern according to the operation state. 2. The image processing method according to claim 1, wherein the formation pattern selection unit creates a gradation correction table of a plurality of image formation patterns according to the operation state. Recording means for forming an image by forming a gradation pattern on an image carrier and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper; and forming an image of the gradation pattern formed on the recording paper. An image processing apparatus comprising: reading means for determining density correction characteristics of the recording means; and correction means for reflecting the density correction characteristics created by the determining means on an image formed by the recording means.
Image forming means for forming two or more different image forming patterns on the image carrier, measuring means for measuring the density of the image forming pattern formed by the image forming means,
Density value conversion means for obtaining density information from the measurement value obtained by the measurement means,
A tone correction table creating means for creating a tone correction table for each image forming pattern based on the density information obtained by the density value converting means;
An image processing apparatus comprising: a formation pattern selection unit that selects the gradation correction table created by the gradation correction table creation unit according to an operation state of the image processing device. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the image forming pattern is different depending on an image object to be printed. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the formation pattern selection unit creates only a gradation correction table of one image formation pattern according to the operation state. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the formation pattern selection unit creates a gradation correction table of a plurality of image formation patterns according to the operation state. Recording means for forming an image by forming a gradation pattern on an image carrier and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper; and forming an image of the gradation pattern formed on the recording paper. Reading and determining means for determining a density correction characteristic of the recording means, and a correction means for reflecting the density correction characteristic created by the determining means on an image formed by the recording means.
A pattern forming step of forming two or more different image forming patterns on the image carrier;
A measuring step of measuring the density of the image forming pattern formed by the pattern forming step,
A density value conversion step of obtaining density information from the measurement value obtained by the measurement step,
A tone correction table creating step of creating a tone correction table for each of the image forming patterns based on the density information obtained in the density value converting step;
A computer-readable recording medium recording a program for executing a formation pattern selecting step of selecting the gradation correction table created in the gradation correction table creation step depending on an operation state of the image processing apparatus. Recording means for forming an image by forming a gradation pattern on an image carrier and transferring an image corresponding to the gradation pattern to recording paper; and forming an image of the gradation pattern formed on the recording paper. Reading and determining means for determining a density correction characteristic of the recording means, and a correction means for reflecting the density correction characteristic created by the determining means on an image formed by the recording means.
A pattern forming step of forming two or more different image forming patterns on the image carrier;
A measuring step of measuring the density of the image forming pattern formed by the pattern forming step,
A density value conversion step of obtaining density information from the measurement value obtained by the measurement step,
A tone correction table creating step of creating a tone correction table for each of the image forming patterns based on the density information obtained in the density value converting step;
A program for executing a formation pattern selection step of selecting the tone correction table created in the tone correction table creation step depending on an operation state of the image processing apparatus.

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