JP2005175585A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地図や背景など見開きの左右の色味/濃度が等しい画像を出力して見開きの冊子を作製する場合に、画像の色味/濃度が安定した高品位の見開き冊子を作製する。
【解決手段】 １面目と２面目の色味/濃度を補正する際、転写材の一面目のパターンと二面目にパターンは裏表で、一致しないようにパターンデータを記録紙上に形成する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、記録材上に画像を形成する電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来より、この種の画像形成装置では記録紙の両面に画像を形成して出力し、その後の後処理装置で記録紙を束ねて見開きの冊子等を作製する製本処理が行なわれている。

上記見開き冊子の作製の際には、見開きの左側は２面目（裏面）で、右側は１面目（表面）の画像になるため、１面目と２面目の画像で濃度や色味が異なる場合に、見開きの全面画像の左右で色味/濃度が変わるため見栄えがたいへん悪い。

これまで記録紙の１面目と２面目は、定着回数の違いにより画像の光沢や色の発色が違ったり、１面目の定着による紙の水分蒸発で２面目の画像形成時の転写性が１面目と変わり、１面目と２面目で色味/濃度に違いが生じていた。そこで１面目と２面目で画像を転写する際の転写条件を変えて１面目と２面目の色味/濃度の違いを補正していた。このような一例として特開平8-248703がある。

しかしながら、定着ローラや転写ブレード/ローラ、および現像材やドラムの個々の特性のばらつきや耐久で定着性や転写性が変わるため、１面目と２面目の色味/濃度を合わせ難い。このため、地図や背景など見開きの左右の色味/濃度が等しい画像を出力して見開きの冊子を作製する場合に、画像の色味/濃度が安定した高品位の見開き冊子を作製することが容易でない。

本出願に係る第１の発明は、画像データに応じて像但持体上に静電潜像を形成し、前記像但持体上の静電潜像を現像して現像材像を形成し、該現像材像を記録材上に転写する画像形成手段と、前記記録材上に転写した現像材像を加熱溶融して記録材上に定着する定着手段と、パターンデータに基づいて前記画像形成手段により記録材の１面目および２面目に形成したパターンを読み取るパターン読取手段と、前記パターン読み取り手段で読み取った１面目と２面目のパターンの特性に基づいて１面目と２面目の画像形成条件をそれぞれ制御する制御手段と、前記制御手段は、前記１面目のパターン特性に基づいて前記１面目の画像形成条件を補正し、前記２面目のパターン特性に基づいて前記２面目の画像形成条件を補正する補正手段を有する画像形成装置において、前記一面目のパターンと二面目にパターンは裏表で、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を有する事を特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第２の発明は、前記パターン読取手段は、前記定着手段の後段に配置され、前記第１と第２のパターンの色濃度に応じて光吸収量が所定の割合で変化する波長領域の検知光を出射する光源と、前記検知光の前記パターンからの反射光を受光する受光部を備えた構成を有する画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第３の発明は、前記パターン形成手段で形成されるパターンは、記録材が前記パターン読み取り手段を通過する際、転写材の前記一面目のパターンと二面目共に転写材の送り方向（副走査方向）に対して転写材先端から所定の距離Tに形成し、かつ一面目、二面目共に副走査方向に対して用紙の先端側１/２にパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を備えた事を特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第４の発明は、前記パターン形成手段で形成されるパターンは、記録材が前記パターン読み取り手段を通過する際、転写材の前記一面目のパターンと二面目共に転写材の送り方向（副走査方向）に対して転写材先端から所定の距離Tに形成し、かつ一面目、二面目共に副走査方向に対して用紙の後端側１/２にパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を備えた事を特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第５の発明は、前記パターン形成手段で形成されるパターンは、記録材が前記パターン読み取り手段を通過する際、転写材の前記一面目のパターンと二面目が（透かして見ると）交互となるようにパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を備えた事を特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第６の発明は、前記制御手段は、前記パターン読取手段で読み取ったパターンの濃度値を求める濃度算出手段を有し、前記パターンデータと濃度値との関係に基づいて、濃度変換テーブルを作成するテーブル作成手段と、前記濃度変換テーブルを用いて濃度変換を行なう濃度変換手段を有し、前記パターン読取手段で読み取った１面目のパターンの濃度値より作成した濃度変換テーブルにより１面目の濃度変換手段を補正し、前記パターン読取手段で読み取った２面目のパターンの濃度値より作成した濃度変換テーブルにより２面目の濃度変換手段を補正することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第７の発明は、前記制御手段は、前記パターン読取手段で読み取ったパターンの色度値を求める色度値算出手段を有し、前記パターンデータと前記色度値との関係に基づいて色変換プロファイルを作成するプロファイル作成手段と、前記色変換手段プロファイルを用いて色変換を行う色変換手段を有し、前記パターン読取手段で読み取った１面目のパターンの色度値より作成された色変換プロファイルにより１面目の色変換手段を補正し、前記パターン読取手段で読み取った２面目のパターンの色度値より作成された色変換プロファイルにより２面目の色変換手段を補正することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本出願に係る第８の発明は、前記画像形成装置は、前記記録材の２面目に画像を形成するために、前記定着手段により定着された記録材を前記画像形成手段へ搬送する搬送手段を備え、前記画像形成装置は、第１の記録材の１面目にパターンを形成した後、前記搬送手段で搬送して、２面目の画像を形成した後の１面目のパターンを読み取り、さらに第２の記録材の１面目に画像を形成した後、前記搬送手段で搬送して、２面目にパターンを形成した後の２面目のパターンを読み取ることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

本発明によれば、１面目と２面目の色味/濃度を補正する際、転写材の一面目のパターンと二面目にパターンは裏表で、一致しないようにパターンデータを記録紙上に形成する事で、裏写りの影響が無い色味/濃度補正が可能とすることにより地図や背景など見開きの左右の色味/濃度が等しい画像を出力して見開きの冊子を作製した場合でも、画像の色味/濃度が安定した高品位の見開き冊子が作製できる。

（実施例１）
以下、本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態として、本画像形成装置の装置構成について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本画像形成装置の概略断面図を示す図である。

図１に示す画像形成装置には、マゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの各色の画像を形成する４個の画像形成ステーションが設けられている。図１に示す様に、各画像形成ステーションは、像但持体である電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周囲に、帯電器、クリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ等を備えている。感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは図中矢印方向に回転自在に支持されている。現像装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの下方には、転写部３が配置されている。この転写部３は各画像形成ステーションに共通の記録紙搬送手段である転写ベルト３１および転写用帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄからなる。転写ベルト３１は、記録媒体である記録紙を各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに順次搬送する。各画像形成ステーションにおいて感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成された画像は、転写ベルト３１上の記録紙へ転写される。

更に、画像形成装置には、複数の供給手段、つまり給紙カセット６１および図中矢印Ｒ６１ａ方向に引き出し可能な手差し給紙トレイ６１ａが設けられ、この給紙カセット６１または手差し給紙トレイ６１ａには、高，中，低グロスの記録紙のいずれかが装着されている。この記録紙は、転写ベルト３１上に支持されて各画像形成ステーションを通過する過程で、上記感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成された各色のトナー像が順次に転写される。この転写工程が終了すると、上記記録紙は転写ベルト３１から分離されて記録紙案内手段となる搬送ベルト６２により定着装置５に搬送される。

定着装置５は、回転自在に支持された定着ローラ５１と、この定着ローラ５１に圧接しながら回転する加圧ローラ５２と、離型剤供給塗布手段である離型剤塗布装置５３と、ローラクリーニング装置とを備えた構成である。定着ローラ５１および加圧ローラ５２の内側にはハロゲンランプなどのヒータがそれぞれ配設されている。定着ローラ５１、加圧ローラ５２にはそれぞれサーミスタが接触されており、温度調節装置６０を介してヒータへ印加する電圧を制御することにより定着ローラ５１および加圧ローラ５２の表面温度調節を行っている。

定着ローラ５１にはその表面に離型剤としてのシリコンオイルを塗布する離型剤塗布装置５３が接触されており、搬送ベルト６２により記録紙が搬送されて定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間を通過する際に、トナーが定着ローラ５１の表面に付着しないようにしている。また、離型剤塗布装置５３には、定着ローラ５１の表面に塗布するシリコンオイルの塗布量を制御する塗布量制御装置６３が接続されている。定着ローラ５１と加圧ローラ５２とを駆動する不図示の駆動モータには、記録紙の搬送速度、すなわち記録紙の表裏両面を加圧・加熱する定着ローラ５１と加圧ローラ５２との回転速度を制御する速度制御装置６４が接続されている。これにより記録紙の表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー画像が定着された記録紙は、分離爪によって加圧ローラ５２から分離される。

加圧ローラから分離された記録紙は、定着後排紙トレイ手前に配置されたカラーセンサ７１により必要に応じて測色される。

カラーセンサ７１で測定した色度値に基づいて色変換プロファイルを作成し、そのプロファイルを用いて内部変換色処理を行なう。優れた色再現性を実現するプロファイルとしてAdobe社が提唱したPostScriptのレベル２から採用されているCRD（Color Rendering Dictionary）やPhotoshop内の色分解テーブル、墨版情報を維持するEFI社のColorWise内CMYKシミュレーションなどがあるが、ここでは近年市場で受け入れられているＩＣＣ（International Color Consortium）プロファイルを用いる。これについては後で詳述する。

図２は、カラーセンサ７１周辺の詳細な構成を示す図である。

ＬＥＤ２０１〜２０３は、それぞれ測定用の開口部２１４の法線２ｎに対して４５°だけ傾斜した角度で配置され、測定用開口部２１４に搬送されてきた記録紙に形成されたパッチ（画像を含む）を照射するもので、法線２ｎを中心とする円周上に等間隔で配置されている。

ＬＥＤ２０１〜２０３の発光のピーク波長は、それぞれ４００nm〜５００nm、５００nm〜６００nm、６００nm〜７００nmの範囲に位置する互いに異なる値を有する。

測定用開口部２１４の法線２ｎ上には結像レンズ２０９および受光部２１０が配置され、ＬＥＤ２０１〜２０３により照射された記録紙上のパッチ２１２からの反射光のうちで法線２ｎ方向の成分が結像レンズ２０９により受光部２１０の受光面に結像される。受光部２１０は、１または複数のフォトダイオードなどの光電変換素子が配列されて構成されている。

カラーセンサ７１と記録紙との間には記録面ガラス２１１を設置して、記録紙を記録面ガラス２１１に密着するよう搬送して、記録紙との光路長を常に一定にしながら測定を行なう。また記録面ガラス２１１に対してカラーセンサ７１の対向する位置に、カラーセンサ７１の白補正を行うための白色板２１３が配置されている。

図３は本発明の画像形成装置のブロック図である。

以下に、カラーセンサ７１で測定した色度値に基づいて色変換プロファイルを作成するためのプロファイル作成処理、および外部入力Ｉ/Ｆ１２５から入力された画像データの上記色変換プロファイルを用いた色変換処理について、図３を用いて説明する。

まず始めにプロファイル作成処理から説明する。

サービスマン部品交換時、カラーマッチング精度が要求されるＪＯＢの前、さらには、デザイン構想段階などで最終出力物の色味が知りたい時などに、ユーザが操作部１２６を操作し、複写機多次色キャリブレーション（以下多次色ＣＡＬ）モードに設定することによりプロファイルの作成処理が行われる。

プロファイルの作成処理は、画像処理部１０１において行われる。まず、操作部１２６で設定された多次元ＣＡＬモードの指示は、画像処理部１０１およびプリンタ部３０１を含む本発明の画像処理装置を統括的に制御するＣＰＵ１２７に入力される。ＣＰＵ１２７は多次元ＣＡＬモードの指示があると、パターンジェネレータ部１２４およびプリンタ部３０１に測色用のカラーチャートを、プロファイルを介さずに出力するよう送信すると同時に、センサ制御部１２３を介してカラーセンサ７１に測色指示を出力する。パターンジェネレータ部１２４は、カラーセンサ７１で測色するＣＭＹＫ（Cyan Magenta Yellow Black）テストパターン１１０１としてISO12642テスト画像のパッチデータが記憶されており、ＣＰＵ１２７からの指示によりＬＵＴ１４２に上記パッチデータ１３３を出力する。ＬＵＴ１４２はパッチデータ１３３を入力すると、プリンタ部３０１で理想的な階調が得られるようにガンマ変換を行って、ＣＭＹＫの画像データ１４３をプリンタ部３０１に出力し、図１を用いて説明したような帯電、露光、現像、転写、定着プロセスを経て測色用のテストパターン１１０１が出力される。

図４にカラーセンサ７１で測色するテストプリント１１１０上のパッチのテストパターン１１０１を示す。テストパターン１１０１は、副走査方向に形成された所定の階調を持ったＣＭＹＫとニ次色および三次色を組み合わせたパッチ、グレイパッチ、および４カラーパッチ等で構成されたISO12642テスト画像のパッチパターンである。パッチ２１２はカラーセンサ７１部まで搬送され、カラーセンサ７１で順に読み取られる。

センサ制御部１２３は、ＣＰＵ１２７からパッチの読み取り指示を入力すると、以下に示すパッチの読み取り動作を開始する。

センサ制御部１２３には、ＬＥＤ２０１〜２０３を互いに異なる時刻に順次発光させるためのセレクタ機能と、白色板２１３を用いた白補正後のＬＥＤ２０１〜２０３の光強度をそれぞれ調整するための光量調整機能を有する。ＬＥＤ２０１〜２０３の順次発光について実際の動作で説明すると、ＣＰＵ１２７から測色命令がセンサ制御部１２３に入力されると、まずは所定のタイミングでＬＥＤ２０１を発光し、パッチ２１２からの反射光が受光部２１０により受光される。この受光強度に応じた受光信号が受光部２１０からＡ/Ｄ変換部１２８に送られ、ディジタルデータに変換されてカラーセンサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部１２１に入力される。このときの受光信号は、ＬＥＤ２０１の分光強度にほぼ一致する。ただし、厳密には結像レンズ２０９などの光学系や受光部２１０の分光感度を考慮する必要がある。

次に、同様にＬＥＤ２０２を発光して受光信号がＡ/Ｄ変換部１２８を介してカラーセンサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部１２１に入力され、これがＬＥＤ２０３まで繰り返される。このようにしてＬＥＤ２０１〜２０３の分光強度に一致したＲＧＢの受光信号１３０が、カラーセンサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部１２１に入力される。

カラーセンサ入力ＩＣＣプロファイル格納部１２１は、入力したＲＧＢデータ１３０を色度値としてのＬ*ａ*ｂ*139データに変換する。即ち、カラーセンサ用入力ＩＣＣプロファイルを用いて、入力機器に依存したＲＧＢデータから、機器に依存しないＣＩＥ（国際照明委員会）Ｌ*ａ*ｂ*に変換する。なお、機器に依存しない色空間信号として、ＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系へ変換してもよい。

プロファイル作成部１２２は、出力したISO12642テストフォームのＣＭＹＫ信号と、カラーセンサ入力ＩＣＣプロファイル格納部１２１で変換されたＬ*ａ*ｂ*データを入力して、CMYK→Labの変換表を作成し、これらの情報をもとに逆変換表を作成する（出力ＩＣＣプロファイル作成）。

そして作成した出力ＩＣＣプロファイルは、出力ＩＣＣプロファイル格納部１１３に格納されているプロファイルと入れ替えられる。

次に図５にカラーセンサ７１で測色するテストプリント上のパッチのテストパターン１００３を示す。テストパターン１００３は、副走査方向に形成された所定の階調を持ったＣＭＹＫとニ次色および三次色を組み合わせたパッチ、グレイパッチ、および４カラーパッチ等で構成されたISO12642テスト画像のパッチパターンである。パッチはカラーセンサ７１部まで搬送され、カラーセンサ７１で順に読み取られる。このとき、図示したように転写材一面目のパターンと二面目にパターンは裏表で、一致しないようにかかれているため、一面目と二面目の各々のパッチの読み取り値は裏写りの影響が無く、適正な色味/濃度を検出可能となる。

次に外部入力Ｉ/Ｆ１２５から入力された画像データ１３１の色変換処理について図３を用いて説明する。

本画像形成装置のスキャナ部１０９から入力された画像データ１３１を出力する場合の色変換では、スキャナ部１０９から外部入力Ｉ／Ｆ１２５を介して入力されたＲＧＢ信号１３４が、ＩＣＣプロファイル格納部１１１に送られる。スキャナ部１０９のプロファイルをあらかじめ記憶している入力ＩＣＣプロファイル格納部１１１においては、ＲＧＢ→Ｌ*ａ*ｂ*変換が行われる。ＩＣＣプロファイルは、入力信号のガンマをコントロールする１次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）、ダイレクトマッピングといわれる多次色ＬＵＴ、生成された変換データのガンマをコントロールする１次元ＬＵＴで構成されており、これらのテーブルを用いてＲＧＢデータ134からＬ*ａ*ｂ*137データに変換する。

Ｌ*ａ*ｂ*データ137に変換された画像信号は、ＣＭＭ（カラーマネージメントモジュール）１１２に入力される。ここで入力機器としてのスキャナ部１０９の読取色空間と、出力機器としてのプリンタ部３０１の出力色再現範囲のミスマッチをマッピングするＧＵＭＡＴ変換や、入力時の光源種と出力物を観察するときの光源種ミスマッチ（色温度設定のミスマッチとも言う）を調整する色変換や、黒文字判定等が行なわれ、Ｌ*ａ*ｂ*データ１３７はＬ*ａ*ｂ*データ１３８へ変換される。Ｌ*ａ*ｂ*データ１３８へ変換された画像信号は、ＩＣＣ出力プロファイル１１３に入力され、出力機器に依存したＣＭＹＫ（Cyan Magenta Yellow Black）信号１３２へと変換されて空間フィルタ処理部１４０に出力される。空間フィルタ処理部（出力フィルタ）１４０は、エッジ強調処理またはスムージング処理を行う。また画像メモリ部１４１は空間フィルタ処理された画像信号１４４を一旦記憶し、プリンタ部３０１の画像形成に同期してＬＵＴ１４２に画像データ１４５を出力する。ＬＵＴ１４２で階調測定が行われたＣＭＹＫの画像データ１４３は、プリンタ部３０１へ順次送られる。

プリンタ部３０１は、入力した画像データ１４３をパルス幅変調（ＰＷＭ）して、レーザードライバーによりＰＷＭした画像データに応じてレーザを駆動し、所望の画像を出力する。

なお画像処理部１０１には、スキャナ部１０９からの画像データの他に外部接続機器からの画像データ１３１が外部入力I/F１２５を介して入力される。この場合の画像データ１３１としては、ＲＧＢデータ以外のＣＭＹＫや、Ｌ*ａ*ｂ*のデータタイプがある。Ｌ*ａ*ｂ*データ１３５が入力された場合、ＣＭＭ１１２を介して色変換を行う。またＣＭＹＫデータ１３６が入力された場合は、ユーザが任意に色変換を行った可能性が高いため、画像処理部１０１では新たな色変換を行わずに、ＣＭＹＫデータ１３２としてプリンタ部３０１へ信号を送る。

さらに外部のスキャナと接続する場合には、その外部スキャナに添付されている入力ＩＣＣプロファイルをダウンロードしてもよい。

この様にすることで、ユーザは高価なソフト、測色器を購入しなくても、装置本体でプロファイルを作成し、多次色ＣＡＬを確立することができる。従って、容易に色変換シミュレーションを行うことが可能になり、ユーザビリティーの富んだ画像形成装置を提供することができる。

さらに装置内部の色変換を、作成されたＩＣＣプロファイルで行うため、経時変化等に依存されず、色再現性に優れた画像形成装置を提供することができる。

図６は１面目および２面目の多次色ＣＡＬのフローチャートである。
１面目および２面目の多次色ＣＡＬが開始されると、まず始めに１面目測定用の両面プリントモードで、図４で示したISO12642テスト画像のテストパターン１１０１を記録紙の１面目に形成し、図５の表面用のテストプリント１を作成する。

以下に１面目測定用の両面プリントモードによるテストプリント１の画像形成シーケンスについて述べる。給紙カセット６１または手差し給紙トレイ６１ａより給紙された記録紙は、画像形成ステーションまで搬送され、１面目にテストパターン画像が形成される。未定着のテストパターン画像が形成された記録紙は定着ローラ５１および加圧ローラ５２により定着された後、両面パス１０７に導くためにフラッパ１０６が切り替えられ反転部に搬送され反転ローラ１０５で反転される。両面パス１０７まで搬送された記録紙は再給紙部１０８で再給紙された後、画像形成ステーションへと搬送される。この際、通常は記録紙の２面目に画像を形成するが、ここでは１面目のテストパターン１１０１のみをカラーセンサ７１で読み取るため、２面目に形成する画像データは０（画像データ無し）にして、意味のないトナーの消費を行わないようにする。その後記録紙は、再び定着ローラ５１および加圧ローラ５２で定着された後、フラッパ１０６で反転部１１０の反転排紙ローラ１１１、１１２で反転されて排紙口から排出される。このようにして１面目に２度の定着が行われたテストパターン画像１１０１が形成されたテストプリント１が作成されるＳ１３０１。

テストプリント１は排紙口より排紙される際に、排紙トレイ手前に配置されたカラーセンサにより１面目に形成されたテストパターン１１０１が読み取られるＳ１３０２。

テストプリント１の測色後、前述した多次色ＣＡＬに基づいて１面目の色変換プロファイルが作成され、出力ＩＣＣプロファイルに設定されるＳ１３０３。

次に２面目測定用の両面プリントモードで、テストパターン１１０１を記録紙の２面目に形成し、図５の裏面用のテストプリント２を作成する。

以下に２面目測定用の両面プリントモードによるテストプリント２の画像形成シーケンスについて述べる。給紙カセット６１または手差し給紙トレイ６１ａより給紙された記録紙は、画像形成ステーションまで搬送される。この際、通常は画像形成が行われるが、先ほどと同様にここでは２面目のテストパターン１１０１のみをカラーセンサ７１で読み取るため、画像データを０（画像データ無し）にして画像形成動作を行う。画像形成ステーションを通過した記録紙は定着ローラ５１および加圧ローラ５２により定着された後、フラッパ１０６により反転部１１０に導かれ反転ローラ１０５で反転されて両面パス１０７に搬送される。両面パス１０７まで搬送された記録紙は再給紙部１０８で再給紙された後、画像形成ステーションへと再び搬送される。記録紙は画像形成ステーションにて２面目にテストパターン画像が形成され、定着ローラ５１および加圧ローラ５２により定着された後、排紙口から排出される。このようにして１度定着器を通した記録紙の２面目にテストパターン画像１１０１が形成されたテストプリント２が作成されるＳ１３０４。

テストプリント２はテストプリント１と同様に排紙口より排紙される際に、カラーセンサ７１で２面目のテストパターン１１０１が読み取られるＳ１３０５。

テストプリント２の測色後、前述した多次色ＣＡＬに基づいて２面目の色変換プロファイルが作成され、出力ＩＣＣプロファイルに設定されるＳ１３０６。

なお、ここでは多次色ＣＡＬを用いた１面目および２面目の色調整をユーザの操作に応じて行うこととしたが、所定のタイミングで自動的に実行する構成としてもよい。つまり、あらかじめ装置の色再現性が不安定になると考えられる状況が分かれば、そのタイミングで、自動的に１、２面目の多次色ＣＡＬを実行する制御を行えばよい。

色再現性が低下する要因として１ユニットのみを交換したときなどのメンテナンス時、長期間使用しなかったときの電源ＯＮ時、現像剤の耐久劣化時など様々なものが考えられる。そこでここでは、以下のような条件で、自動的に１、２面目の多次色ＣＡＬを実行することとする。

・電源ＯＮ時
・電源ＯＮ時から１００枚目出力後、
・前扉開閉時、
・４０Ｋ経過後１Ｋ毎、
なお、本発明にかかる１、２面目の多次色ＣＡＬタイミングは、上記４つに限定されるものではない。

このように色再現性が不安定になる条件をあらかじめ登録しておき、自動的に制御することにより、ユーザの手を煩わすことがなくなり、さらなるユーザビリティーに富んだ画像形成装置を提供することができる。

（実施例２）
本実施例においては、短期的、長期的、その他さまざまな要因で発生する１面目および２面目の画像濃度および階調再現性の変動を有効に補正し安定した画像を形成することを目的に、記録材上に形成したテストパターンの濃度を読み取って、テストパターンの特性に基づいて画像形成条件を制御する濃度/階調キャリブレーション（以下、濃度/階調ＣＡＬと述べる）について説明する。なお、上記第１の実施例と構成および機能が同じものには同符号を付けて説明を省略する。

図７は本実施例の画像形成装置のブロック図である。

本画像形成装置のスキャナ部１０９で出力された画像データ１３１は、外部入力Ｉ／Ｆ１２５を介して画像形成処理部１０１に入力される。スキャナ部１０９からの画像データ１３１のデータタイプとしてＲＧＢデータ１３４を用いて説明する。LOG変換部（光量／濃度変換部）206はルックアップテーブル（LUT）RAMで構成され、スキャナ部１０９で出力されたＲＧＢ１３４の画像データをＹＭＣ１２０７の画像データに変換する。マスキング及びUCR回路208は、入力されたＣＭＹデータ１２０７の３原色信号により黒信号（Ｋ）を抽出し、さらにプリンタ部３０１での記録色材の色濁りを補正する演算を施して、ＣＭＹＫ１３２の画像データを出力する。

光学濃度変換部１２０１は、カラーセンサで読み取ったＲＧＢ１３０の画像データを変換用のLUTを用いてＣＭＹＫの光学濃度に換算する。コントラスト電位制御部１２０２は得られた濃度データ１２０９を入力して、コントラスト電位を算出するとともに、算出し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などを設定するためのデータをプリンタ部３０１へ出力する。またＬＵＴ作成部１２０３は、ＣＰＵ１２７からの指示により入力した濃度データ１２０９から線型な階調特性を得るためのＬＵＴ１４２の内容を作成し、設定するもので以下で詳細に説明する。

なお、本画像形成装置は上述したスキャナ１０９以外の機器も接続することが可能であり、接続された外部接続機器からの画像データを外部入力Ｉ／Ｆ１２５を介して入力することが可能である。

以下に濃度/階調ＣＡＬ制御について図８のフローチャートを用いて説明する。

操作部１２６から濃度/階調ＣＡＬ制御の指示がＣＰＵ１２７に入力されると、パターンジェネレータ１２４は濃度/階調ＣＡＬ用のテストパターンデータをプリンタ部３０１へ出力し、濃度測定用テストプリントが上述した画像形成工程に従い出力される（Ｓ１０１）。この濃度測定用テストプリントの画像形成時のコントラスト電位（後述）は、環境に応じた標準状態のものを初期値として登録しておき、これを用いる。テストパターン１００３は図９に示すようにY、M、C、Ｋの4色分の中間階調濃度からなるパターン1001とY、M、C、Ｋの各色の最大濃度パッチ（濃度信号255レベル）からなるパッチパターン1002で形成される。

濃度測定用テストプリント上のテストパターンは、排紙口手前に配置されたカラーセンサ７１で読み取られ、得られたRGB値を変換用のLUTを用いて光学濃度に換算する。前記LUTには、式(2)を用いて算出した係数があらかじめ設定されている。補正係数(k)は光学濃度が得られるように調整されている。

C=-kc×log10(R/255)
M=-km×log10(G/255) (2)
Y=-ky×log10(B/255)
Bk=-kbk×log10(G/255)
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１０に相対感光ドラム表面電位と上述の演算により得られた画像濃度の関係を示す。

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から一次帯電された後に、プリンタ部３０１の各色の半導体レ−ザの最大レベルを発光した時の感光ドラム1ａ、1ｂ、1ｃ、1ｄの表面電位の差が、aという設定で得られた最大濃度がDaであった場合、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に示すようなリニアに対応することがほとんどである。但し、二成分現像系では現像器内のトナ−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型特性になってしまう場合がある。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−ジンを見込んで1.7を最大濃度を合わせる制御の目標値に設定して制御量を決定した。なお、ここでのコントラスト電位bは次式(3)を用いて求めている。

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Ｓ１０３。

次に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について簡単に説明する。

図１１にグリッド電位と感光ドラム表面電位の関係の１例を示す。
グリッド電位を-300Vに設定して、半導体レ−ザの発光パルスレベルを最小にして走査した時の表面電位Vd、半導体レーザの発光パルスレベルを最大にした時の表面電位Vlを表面電位計１０１〜１０４で測定する。同様にグリッド電位を-700Vに設定した時のVd、Vlを測定する。-300Vのデ−タと-700Vのデ−タとを補間、外挿することでグリッド電位と感光ドラム表面電位の関係は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呼ぶ。

Vdから画像上にカブリトナ−が付着しないように設定されたVback（ここでは150Vに設定）の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Vlの差分電圧であり、このVcontが大きい程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１１の関係より何Vのグリッド電位が必要か、そして何V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。

ここでは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、その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設定する(S104)。

図１２は原稿の濃度が再現される特性を示す特性変換チャートである。

第I領域は、原稿濃度が濃度信号に変換されるカラーセンサ７１の特性を示し、第II領域は濃度信号をレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴ１４２の特性を示している。また、第III領域はレーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタの特性を示している。また、最大濃度を最終目標値より高めに設定する上記制御により第III象限のプリンタ特性図は実線Jのようになる。もし仮に、このような制御を行なわない時、破線Hのような目標濃度1.6に達しないプリンタ特性になる可能性がある。破線Hのプリンタ特性の場合、ＬＵＴ１４２をどのように設定しても、ＬＵＴ１４２は最大濃度を上げる能力は持ち合わせていないので、濃度DHと1.6の間の濃度は再現不可能となる。第IV領域は原稿濃度と記録濃度の関係を示しており、この特性は実施例の複写機における全体的な階調特性を表している。

以下にＬＵＴ１４２の役割及び階調を補正する方法について説明する。

図１２に示されるように、この画像形成装置では、第IV領域の階調特性を線型にするために、第III領域のプリンタ部の記録特性が曲っている分を第II領域のＬＵＴ１４２によって補正している。ＬＵＴ１４２は第III領域の特性の入出力関係を入れ換えるだけで、容易に作成できる。

なお、本例では、階調数は8bitのデジタル信号で処理しているので、256階調である。

次に、先ほど出力した濃度測定用テストプリントと同様にパターンジェネレータ１２４からパターンデータをプリンタ部３０１に出力して、階調測定用テストプリントを出力する(S105)。なお、階調測定用テストプリントを出力する際は、ＬＵＴ１４２は作用させないで画像形成を行なう。

階調測定用テストプリントは図１３に示すように、Y、M、C、Ｋの各色で64階調分のグラデーションのパッチ群により成り立ち、ここでの64階調パッチは、全部で256階調あるうちの、低濃度領域を重点的に割り当てている。このようにすることで、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。

図１３において、１５０１は解像度200lpi(lines/inch)のパッチ、１５０２は400lpiのパッチである。各解像度の画像を形成するためには、各色のパルス幅変調器において、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。なお、本画像形成装置は、階調画像は200lpiの解像度で、文字等の線画像は400lpiの解像度で作成している。この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、出力した階調測定用テストプリントは前述した最大濃度測定方法と同様の手順を踏む。

カラーセンサ７１で読み取って補正された濃度値は、レ−ザ出力レベルと、階調パタ−ンの作成位置とを対応させて、レ−ザ出力レベルと濃度の関係をメモリ−に取り込む。(S106)
この段階で、図１２の第III象限に示したプリンタ特性を求めることができ、プリンタ特性の入出力関係を入れ換えることにより、このプリンタのＬＵＴ１４２を決定することができ、設定をおこなう。(S107)
ＬＵＴ１４２を計算で求める際に、パッチパタ−ンの階調パタ−ン数しかデ−タがないので、濃度信号の0から255まで全レベルに対して、レ−ザ出力レベルが対応できるように、途中の不足しているデ−タは、補間を行なうことにより生成している。

上記制御により線型な階調特性を得る事ができる。

さて、上記濃度/階調ＣＡＬにより最大濃度、および階調の補正が行なわれる。本実施例の電子写真方式の画像形成装置おいては最大の濃度の変化と階調特性の変化は同様に生じるものではない。前述のように最終的な最大濃度の目標値は1.6としているが、最大濃度を合わせる制御の目標値は0.1のマ−ジンを見込んで1.7に設定してある。これによって例えば他の、環境に応じた標準状態のＶｃｏｎｔ等を設定する環境制御、現像剤のトナー濃度制御等によって最大濃度は目標値近傍にほぼ制御される。しかしながらかなり長期的には現像剤の耐久劣化、画像形成プロセスに係わる各種ユニットのメカニカルな変化等によって、あるいは現像剤の交換、その他各種ユニットの交換等により上記多の制御とのミスマッチが生じ、目標の最大濃度が得られなくなる場合が生じる。このような場合に、最大濃度の補正が有効となる。

また、前述した階調特性に関しても、上記他の制御等によりほぼ安定に推移するものであるが、環境の急峻な変化、感光ドラムの光減衰特性の感度変化等によってはその変化が許容範囲を超える場合が前記最大濃度の変化に対して比較的短期的に発生しうる。特に本実施例の画像形成装置に代表されるカラー画像形成装置においては、僅かな階調特性の変化であってもグレーバランスが崩れ、その使用目的によっては画像品質が不十分となる場合が有りうる。このような場合に、階調の補正が有効となる。

図１４は、１面目および２面目の濃度/階調ＣＡＬのフローチャートである。
１面目および２面目の濃度/階調ＣＡＬが開始されると、まず始めに１面目濃度測定用の両面プリントモードで、図９で示した濃度測定用のテストパターン１００３を記録紙の１面目に形成し、濃度測定用テストプリント１を作成する。

次に図１５にカラーセンサ７１で測色するテストプリント上のパッチのテストパターン１００２、１００３を示す。テストパターン１００２、１００３は、副走査方向に形成された所定の階調を持ったＣＭＹＫとニ次色および三次色を組み合わせたパッチ、グレイパッチ、および４カラーパッチ等で構成されたISO12642テスト画像のパッチパターンである。パッチはカラーセンサ７１部まで搬送され、カラーセンサ７１で順に読み取られる。このとき、図示したように転写材一面目のパターンと二面目にパターンは裏表で、一致しないように転写材の前記一面目のパターンと二面目が（透かして見ると）交互となるようにパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するため一面目と二面目の各々のパッチの読み取り値は裏写りの影響が無く、適正な色味/濃度を検出可能となる。図中1001（表）〜1003（表）、1002Y（表）1002M（表）1002C（表）1002Kは転写材一面目（表側）に形成したパターンを示し、中1001（裏）〜1003（裏）、1002Y（裏）1002M（裏）1002C（裏）1002Kは転写材一面目（裏側）に形成したパターンを示したものである。

以下に１面目測定用の両面プリントモードによるテストプリント１の画像形成シーケンスは、実施例１で述べた測色用テストプリント１の作成時と同様であり、１面目に２度の定着が行われた図１５の表面用のテストパターン画像１００３が形成されたテストプリント１が作成されるＳ１３１１。

濃度測定用テストプリント１は排紙口より排紙される際に、排紙トレイ手前に配置されたカラーセンサ７１により１面目に形成されたテストパターン１００１が読み取られるＳ１３１２。

テストプリント１の濃度測定後、前述した濃度/階調ＣＡＬの最大濃度補正に基づいて１面目のコントラスト電位が算出され、算出値に応じたグリッド電位および現像バイアス電位が設定されるＳ１３１３。

次に、１面目測定用の両面プリントモードで階調測定用のテストプリント２を作成する。画像形成シーケンスはテストプリント１の作成時と同様であるが、パターンデータとして階調測定用のテストパターン画像１５０３が使用されるＳ１３１４。

階調測定用テストプリント２はテストプリント１と同様に、排紙口より排紙される際に、排紙トレイ手前に配置されたカラーセンサ７１により１面目に形成されたテストパターン１５０３が読み取られるＳ１３１５。

テストプリント２の階調測定後、前述した濃度/階調ＣＡＬの階調補正に基づいて１面目のＬＵＴ１４２の内容が作成され、ＬＵＴ１４２に設定されて１面目の画像形成の際のＬＵＴとして使用されるＳ１３１６。

次に２面目測定用の両面プリントモードで、テストパターン１００３を記録紙の２面目に形成し、濃度測定用テストプリント３を作成する。画像形成シーケンスは、実施例１で述べた測色用テストプリント２の作成時と同様であり、１度定着器を通した記録紙の２面目に図１５の裏面用のテストパターン画像１００３が形成されたテストプリント３が作成されるＳ１３１７。

テストプリント３は、テストプリント１およびテストプリント２と同様に排紙口より排紙される際に、カラーセンサ７１で２面目のテストパターン１００３が読み取られるＳ１３１８。

テストプリント３の濃度測定後、前述した濃度/階調ＣＡＬの最大濃度補正に基づいて２面目のコントラスト電位が算出され、算出値に応じたグリッド電位および現像バイアス電位が設定されるＳ１３１９。

次に、２面目測定用の両面プリントモードで階調測定用のテストプリント４を作成する。画像形成シーケンスはテストプリント３の作成時と同様であるが、パターンデータとして階調測定用のテストパターン画像１５０３が使用されるＳ１３２０。

階調測定用テストプリント４はテストプリント１〜３と同様に、排紙口より排紙される際に、排紙トレイ手前に配置されたカラーセンサ７１により１面目に形成されたテストパターン１５０３が読み取られるＳ１３２１。

テストプリント４の階調測定後、前述した濃度/階調ＣＡＬの階調補正に基づいて２面目のＬＵＴ１４２の内容が作成され、ＬＵＴ１４２に設定されて２面目の画像形成の際のＬＵＴとして使用されるＳ１３２２。

なお、ここでは濃度/階調ＣＡＬをユーザの操作に応じて行うこととしたが、多次色ＣＡＬと同様に所定のタイミングで自動的に実行する構成としてもよい。

又、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また本発明の目的は、前述した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録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）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前述した実施形態の機能を実現することになり、その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。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本画像形成装置の概略断面図を示す図である。 カラーセンサ７１周辺の詳細な構成を示す図である。 実施例１の画像形成装置のブロック図である。 カラーセンサ７１で測色するテストプリント１１１０上のパッチのテストパターン１１０１を示す。 転写材一面目のパターンと二面目のパターンが裏表で一致しないように形成されたテストパターンの一例図である。 １面目および２面目の多次色ＣＡＬのフローチャートである。 実施例２の画像形成装置のブロック図である。 濃度/階調ＣＡＬ制御のフローチャートである。 Y、M、C、Ｋの4色分の中間階調濃度からなるパターンとY、M、C、Ｋの各色の最大濃度パッチ（濃度信号255レベル）からなるパッチパターンで形成されるテストパターン図である。 相対感光ドラム表面電位と画像濃度の関係を示す。 グリッド電位と感光ドラム表面電位の関係を示す。 原稿の濃度が再現される特性を示す特性変換チャートである。 Y、M、C、Ｋの各色で64階調分のグラデーションのパッチ群からなる階調測定用テストプリントである。 １面目および２面目の濃度/階調ＣＡＬのフローチャートである。 転写材一面目のパターンと二面目のパターンが裏表で一致しないように形成されたテストパターンの他の一例図である。

符号の説明

71 カラーセンサ
101 画像処理部
111 入力ＩＣＣプロファイル格納部
112 カラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）
113 出力ＩＣＣプロファイル格納部
121 カラーセンサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部
122 プロファイル作成部
1202 コントラスト電位制御部
1203 ＬＵＴ作成部

Claims (8)

1. 画像データに応じて像但持体上に静電潜像を形成し、前記像但持体上の静電潜像を現像して現像材像を形成し、該現像材像を記録材上に転写する画像形成手段と、
   前記記録材上に転写した現像材像を加熱溶融して記録材上に定着する定着手段と、
   パターンデータに基づいて前記画像形成手段により記録材の１面目および２面目に形成したパターンを読み取るパターン読取手段と、前記パターン読み取り手段で読み取った１面目と２面目のパターンの特性に基づいて１面目と２面目の画像形成条件をそれぞれ制御する制御手段と、前記制御手段は、前記１面目のパターン特性に基づいて前記１面目の画像形成条件を補正し、前記２面目のパターン特性に基づいて前記２面目の画像形成条件を補正する補正手段を有する画像形成装置において、前記一面目のパターンと二面目にパターンは裏表で、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を有する事を特徴とする画像形成装置。
2. 前記パターン読取手段は、前記定着手段の後段に配置され、前記第１と第２のパターンの色濃度に応じて光吸収量が所定の割合で変化する波長領域の検知光を出射する光源と、前記検知光の前記パターンからの反射光を受光する受光部を備えた構成を有する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記パターン形成手段で形成されるパターンは、記録材が前記パターン読み取り手段を通過する際、転写材の前記一面目のパターンと二面目共に転写材の送り方向（副走査方向）に対して転写材先端から所定の距離Tに形成し、かつ一面目、二面目共に副走査方向に対して用紙の先端側１/２にパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を備えた事を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記パターン形成手段で形成されるパターンは、記録材が前記パターン読み取り手段を通過する際、転写材の前記一面目のパターンと二面目共に転写材の送り方向（副走査方向）に対して転写材先端から所定の距離Tに形成し、かつ一面目、二面目共に副走査方向に対して用紙の後端側１/２にパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を備えた事を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記パターン形成手段で形成されるパターンは、記録材が前記パターン読み取り手段を通過する際、転写材の前記一面目のパターンと二面目が（透かして見ると）交互となるようにパターンを形成する事で、前記一面目のパターンと二面目にパターンは、一致しないように（裏写りの影響が無きように）パターンデータを記録紙上に形成するパターン形成手段を備えた事を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記パターン読取手段で読み取ったパターンの濃度値を求める濃度算出手段を有し、前記パターンデータと濃度値との関係に基づいて、濃度変換テーブルを作成するテーブル作成手段と、前記濃度変換テーブルを用いて濃度変換を行なう濃度変換手段を有し、
   前記パターン読取手段で読み取った１面目のパターンの濃度値より作成した濃度変換テーブルにより１面目の濃度変換手段を補正し、前記パターン読取手段で読み取った２面目のパターンの濃度値より作成した濃度変換テーブルにより２面目の濃度変換手段を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記パターン読取手段で読み取ったパターンの色度値を求める色度値算出手段を有し、前記パターンデータと前記色度値との関係に基づいて色変換プロファイルを作成するプロファイル作成手段と、前記色変換手段プロファイルを用いて色変換を行う色変換手段を有し、
   前記パターン読取手段で読み取った１面目のパターンの色度値より作成された色変換プロファイルにより１面目の色変換手段を補正し、前記パターン読取手段で読み取った２面目のパターンの色度値より作成された色変換プロファイルにより２面目の色変換手段を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置は、前記記録材の２面目に画像を形成するために、前記定着手段により定着された記録材を前記画像形成手段へ搬送する搬送手段を備え、前記画像形成装置は、第１の記録材の１面目にパターンを形成した後、前記搬送手段で搬送して、２面目の画像を形成した後の１面目のパターンを読み取り、さらに第２の記録材の１面目に画像を形成した後、前記搬送手段で搬送して、２面目にパターンを形成した後の２面目のパターンを読み取ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   

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