JP2007059990A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置における出力結果の筋や濃度ムラが、画像信号の補正により対処可能なものであるか否かを判別できるようにする。
【解決手段】濃度算出部220は、画像読取部によって読み込まれたテストパターン画像に基づいて、所定の主走査方向位置毎に、テストパターン画像を構成する各パッチの平均濃度を算出する。判別部230は、濃度算出部220によって所定の主走査方向位置毎に算出された各パッチの濃度値に基づいて、所定の主走査方向位置毎に、当該主走査方向位置に発生している筋やムラの補正が可能であるか否かを判別する。例えば、各主走査方向位置における濃度値の最大値と最小値の差を、所定の閾値と比較し、最大値と最小値の差が所定の閾値未満であれば、当該主走査方向位置に発生している筋やムラの補正はできないと判別し、最大値と最小値の差が所定の閾値以上であれば、当該主走査方向位置に発生している筋やムラの補正はできると判別する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置における画像処理に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、長期間使用していると、出力結果に、副走査方向に延びる筋や主走査方向の濃度ムラが発生するようになることがあり、このような筋や濃度ムラを無くすための補正方法が種々提案されている。例えば、画像形成装置の現在の濃度むらレベルを把握するために所定のテストパターンを出力し、出力されたテストパターンの画像を画像形成装置が備える画像読取部等で読み取り、読み取られたテストパターン画像に基づいて濃度むらの発生量等を特定し、特定された発生量等に応じて画像信号を補正（変換）することによって、濃度むら補正を行うことが知られている。

しかしながら、筋や濃度ムラを生じる原因には様々なものがあり、クリーニング不良やトリマー詰りなど、画像信号の補正では対処できないものも存在する。このような画像信号の補正では対処できない筋や濃度ムラに対しても画像信号の補正を行うようにすると、トナーが無駄に消費されることにもなるので、出力結果に生じる筋や濃度ムラが、画像信号の補正により対処可能なものであるか否かを判別することができるのが望ましい。

なお、特開平１１−１７７８２４号公報には、記録ヘッド以降の系のむらを除去するためのむら除去手段（ＬＥＤ発光面清掃部材、帯電器清掃部材等）を動作させた後に、テストパターンをプリントアウトし、プリントアウトされたテストパターン画像を読取り、読取られたテストパターン画像に基づいて、ガンマ補正用の補正データを作成することにより、より正確な全系のガンマを求めることができる電子写真複写機が開示されている。
特開平１１−１７７８２４号公報

本発明の目的は、画像形成装置における出力結果の筋や濃度ムラが、画像信号の補正により対処可能なものであるか否かを判別することができるようにすることにある。

本発明に係る画像形成装置は、画像信号の階調補正を行う画像処理部と、当該画像処理部から出力される画像記録信号に基づいて画像の出力を行う画像出力部とを備えた画像形成装置であって、前記画像処理部は、入力される画像信号に応じて、階調補正された画像信号を出力する階調補正処理部と、入力されるテストパターン画像の画像信号に基づいて、当該テストパターン画像の所定の主走査方向位置について、複数の副走査方向位置の濃度を算出する濃度算出部と、当該濃度算出部によって算出された複数の濃度値に基づいて、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別する判別部とを備えたことを特徴とする。

この場合において、前記画像処理部は、前記判別部の判別結果に応じて、前記階調補正処理部の補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部を更に備えるようにしてもよい。

また、以上の画像形成装置において、前記テストパターン画像は、例えば、前記副走査方向位置によって濃度値が異なるものである。また、前記判別部は、前記複数の濃度値の最大値と最小値の差を、所定の閾値と比較することによって、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別するようにしてもよい。また、前記判別部によって、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理部によって補正できないものと判別された場合に、その旨を利用者に通知する手段を更に備えるようにしてもよい。更に、前記テストパターン画像を読取るための画像読取部を備えるようにしてもよい。

本発明に係る画像処理装置は、入力されるテストパターン画像の画像信号に基づいて、当該テストパターン画像の所定の主走査方向位置について、複数の副走査方向位置の濃度を算出する濃度算出部と、当該濃度算出部によって算出された複数の濃度値に基づいて、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、階調補正処理によって補正可能なものであるか否かを判別する判別部とを備えたことを特徴とする。

この場合において、前記判別部の判別結果に応じて、前記階調補正処理の補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部を更に備えるようにしてもよい。

また、以上の画像処理装置において、前記テストパターン画像は、例えば、前記副走査方向位置によって濃度値が異なるものである。また、前記判別部は、前記複数の濃度値の最大値と最小値の差を、所定の閾値と比較することによって、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理によって補正可能なものであるか否かを判別するようにしてもよい。また、前記判別部によって、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理によって補正できないものと判別された場合に、その旨を利用者に通知する手段を更に備えるようにしてもよい。

本発明によれば、画像形成装置における出力結果の筋や濃度ムラが、画像信号の補正により対処可能なものであるか否かを判別することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される画像形成装置の構成を示す図である。同図に示すように、本発明が適用される画像形成装置１００は、画像読取部１１０と、画像処理部１２０と、画像出力部１３０とを備える。

画像読取部１１０は、各種画像を画像形成装置１００に入力するためのもので、例えば、原稿画像情報を光学的に読み取って、デジタル画像データに変換するフラットベッド・スキャナーユニットによって構成される。画像読取部１１０は、例えば、プラテンガラス（原稿台）、光源、ミラー、ラインセンサ（ＣＣＤ）等を備える。

画像処理部１２０は、画像読取部１１０から入力される画像信号に対して、様々な画像処理を行うものである。例えば、画像処理部１２０は、画像読取部１１０から入力される画像信号（例えば、ＲＧＢデータ）に対して、色変換処理（例えば、ＹＭＣＫデータへの変換）を行った後に、各色成分毎に階調補正処理を行い、画像出力部１３０で出力するための画像記録信号として出力する。画像処理部１２０の詳細については後述する。

画像出力部１３０は、画像処理部１２０から入力される画像記録信号に基づいて生成される画像を、転写紙に出力するものであり、例えば、電子写真方式のプリンタユニットによって構成される。画像出力部１３０は、例えば、感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、定着装置、クリーニング装置等を備える。

図２は、本発明による画像処理部１２０の機能構成を示す図である。なお、同図では、本発明に関連する構成要素についてのみ示している。

同図に示すように、画像処理部１２０は、階調補正処理部２１０と、濃度算出部２２０と、判別部２３０と、補正パラメータ算出部２４０とを備える。

階調補正処理部２１０は、色変換処理部（不図示）によって色変換された画像信号（例えば、ＹＭＣＫデータ）に対して階調補正処理を行うものであり、入力される画像信号に応じて、該当する補正パラメータ（階調補正された画像信号）を出力するものである。階調補正処理部２１０は、例えば、各色成分（例えば、ＹＭＣＫ）毎に設けられ、入力色信号に対応するアドレスに、該当する補正パラメータを記憶するルックアップテーブル（ＬＵＴ）によって構成される。また、本実施形態においては、画像出力部１３０の主走査方向（感光体の回転軸方向）を複数の領域に分割し、各分割領域毎にＬＵＴを用意しており、主走査方向位置によって、階調補正特性を変化させることができる。画像形成装置１００では、階調補正用の補正パラメータを適宜更新し、主走査方向位置によって階調補正特性を変化させることにより、画像出力部１３０において発生する画像の副走査方向に延びる筋や主走査方向の濃度ムラの補正を行う。

濃度算出部２２０は、画像読取部１１０によって読み込まれたテストパターン画像に基づいて、所定の主走査方向位置（分割領域）毎に、テストパターン画像を構成する各パッチの平均濃度を算出するものである。

図３は、本発明において利用されるテストパターン画像の例を示す図である。同図に示すように、本テストパターン画像３００においては、画像出力部１３０の主走査方向に一様な濃度を有する帯状のパッチが、画像出力部１３０の副走査方向に複数（同図の例では、２０個）並んでいる。また、本テストパターン画像３００では、各パッチの濃度レベルとしては５段階のレベルがあり、同一濃度を有する４つのパッチが分散して配置されている。すなわち、本テストパターン画像３００は、副走査方向位置によって濃度レベルが異なるものであり、副走査方向に沿って濃度レベルが変化するものである。なお、階調数や同一濃度のパッチ数は、階調補正に要求される精度や画像読取部１１０の性能等に応じて適当なものが選択される。

図４は、図３に示したテストパターン画像を画像出力部１３０で出力した結果の例を示す図である。同図に示すように、この場合、所望の濃度に対して高濃度に振れた濃度むら（筋）４０１や低濃度に振れた濃度むら（筋）４０２が発生している。

図５は、図３に示したテストパターン画像を画像出力部１３０で出力した結果の別の例を示す図である。同図に示すように、この場合、所望の濃度に対して高濃度に振れた濃度むら（筋）５０１や低濃度に振れた濃度むら（筋）５０２に加えて、所望の濃度に対して大きく高濃度に振れた筋５０３や、大きく低濃度に振れた筋５０４が発生している。このような筋５０３，５０４は、例えば、クリーニング不良やトリマー詰りなどが原因となって発生するものであり、画像信号を補正することでは対応することができないものである。

濃度むら補正に図３に示したテストパターン画像を利用する場合、濃度算出部２２０は、まず、所定の主走査方向位置毎に、副走査方向に並ぶ２０個（５階調×４個）のパッチのそれぞれについてパッチ内平均濃度を算出する。次に、濃度算出部２２０は、画像出力部１３０や画像読取部１１０で生じたノイズにより異常なデータが算出されている場合があるため、各濃度レベルのパッチについて算出した４つのパッチ内平均濃度データのうち、最も値の大きいデータと最も値の小さいデータを異常値として除去し、残り２つのデータの平均値を、各主走査方向位置における各濃度レベルの濃度データとする。その結果、所定の主走査方向位置のそれぞれについて、各濃度レベル毎に１つの濃度データ（合計で５個の濃度データ）が算出される。

図６は、特定の主走査方向位置について濃度算出部２２０によって算出された濃度データをプロットしたグラフの例を示す図である。同図において、横軸は入力画像信号の濃度値を示し、縦軸は出力結果の濃度値を示している。また、同図では、上述した異常値除去及び平均化処理（ノイズ除去処理）の前後の濃度データを示している。同図に示すように、ノイズ除去処理を行うことにより、当該位置においては、入力濃度値と出力濃度値の関係が理想的なものになっていることがわかる。

図７は、複数の主走査方向位置について濃度算出部２２０によって算出された濃度データをプロットしたグラフの例を示す図である。同図に示すように、ほとんどの主走査方向位置において、入力濃度値と出力濃度値の関係はほぼ理想的なものになっているが、２つの主走査方向位置については、理想的な関係からずれている。この２つの主走査方向位置は、例えば、図４に示した筋４０１，４０２が発生している主走査方向位置に該当する。

図８は、複数の主走査方向位置について濃度算出部２２０によって算出された濃度データをプロットしたグラフの別の例を示す図である。同図においても、ほとんどの主走査方向位置において、入力濃度値と出力濃度値の関係はほぼ理想的なものになっているが、２つの主走査方向位置については、理想的な関係から大きくずれている。この２つの主走査方向位置は、例えば、図５に示した筋５０３，５０４が発生している主走査方向位置に該当する。

判別部２３０は、濃度算出部２２０によって所定の主走査方向位置毎に算出された各パッチの濃度データに基づいて、所定の主走査方向位置毎に、当該位置に発生している濃度むらの補正が可能であるか否か（当該位置において階調補正の効果が充分に得られるか否か）を判別する。例えば、各主走査方向位置における濃度データの最大値と最小値の差を、所定の閾値（例えば、１００）と比較し、最大値と最小値の差が所定の閾値未満であれば、当該主走査方向位置においては階調補正の効果が充分に得られず、当該主走査方向位置に発生している筋やムラの補正はできないと判別し、最大値と最小値の差が所定の閾値以上であれば、当該主走査方向位置においては階調補正の効果が充分に得られ、当該主走査方向位置に発生している濃度むらの補正はできると判別する。
なお、判別部２３０は、各パッチの濃度データと、各パッチの濃度に対応する濃度範囲（閾値）とを比較して、いずれのパッチについて、濃度データが、対応する濃度範囲に含まれている場合には、濃度むらの補正が可能であると判定し、いずれかのパッチについて、濃度データが、対応する濃度範囲に含まれていない場合には、濃度むらの補正が不可能であると判定してもよい。この場合の濃度範囲（閾値）は、各パッチの理想的な濃度値を含む範囲である。

例えば、判別部２３０は、濃度算出部２２０によって図７に示したような濃度データが算出された場合は、すべての主走査方向位置において、最大値と最小値の差が所定の閾値以上（すなわち、１００以上）であるので、すべての主走査方向位置において、筋やムラの補正ができると判別する。一方、濃度算出部２２０によって図８に示したような濃度データが算出された場合は、２つの主走査方向位置において、最大値と最小値の差が所定の閾値未満（すなわち、１００未満）となるので、この２つの主走査方向位置に発生した筋やムラについては補正ができないと判別する。

補正パラメータ算出部２４０は、例えば、判別部２３０によって階調補正可能であると判別された主走査方向位置について、階調補正用の補正パラメータを算出するものである。すなわち、出力結果において所望の濃度レベルを実現するための階調補正用の補正パラメータを算出し、算出した補正パラメータを階調補正処理部２１０のＬＵＴ等に設定する。

次に、以上のような構成を有する画像形成装置１００における濃度むら補正処理の流れについて説明する。

図９は、画像形成装置１００における濃度むら補正のための補正パラメータ更新処理（キャリブレーション処理）の流れを示す図である。

利用者等から、画像出力部１３０において発生する画像の筋やムラの補正（キャリブレーション）が指示されると、同図に示すように、まず、画像出力部１３０によって所定のテストパターン画像（例えば、図３に示すテストパターン画像）を出力する（Ｓ９０１）。

テストパターン画像の出力が行われると、次に、テストパターン画像が出力された用紙を、画像読取部１１０にセット（例えば、プラテンガラス上に載置）し、出力用紙からテストパターン画像を読取る（Ｓ９０２）。読取られた画像情報は、適宜スキュー補正や位置補正、倍率補正、ガンマ補正が行われた後、画像出力部１３０の主走査方向位置に対応した画像データとして、後段の処理に送られる。ここで、画像データの主走査方向位置の分解能は、例えば、２００ｄｐｉ程度に設定されている。

次に、画像処理部１２０の濃度算出部２２０によって、所定の主走査方向位置毎に、テストパターン画像を構成する各パッチのパッチ内平均濃度等を算出する（Ｓ９０３）。

次に、画像処理部１２０の判別部２３０によって、所定の主走査方向位置毎に算出された濃度データに基づいて、当該位置に発生した濃度むらが補正可能であるか否かを判別する（Ｓ９０４）。判別の結果、すべての主走査方向位置において、濃度むら補正が可能である場合は（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）、所望の濃度再現性が実現されるように、画像処理部１２０の補正パラメータ算出部２４０によって、階調補正用の補正パラメータを算出し、階調補正処理部２１０に設定する（Ｓ９０５）。

以上のようにして更新された補正パラメータに基づいて、画像処理部１２０の階調補正処理部２１０において画像信号の階調補正処理を行うことにより、画像出力部１３０からの出力結果に筋やムラが発生するのを防止することが可能になる。

一方、判別の結果、濃度むら補正が可能でない主走査方向位置が存在する場合は（Ｓ９０４：Ｎｏ）、利用者等に、出力結果に補正不可能な筋や濃度ムラが発生するおそれがあることを適宜（例えば、表示パネルにメッセージを表示すること等によって）通知する（Ｓ９０６）。なお、利用者等への通知後に、濃度むら補正が可能な主走査方向位置について、画像処理部１２０の補正パラメータ算出部２４０によって、階調補正用の補正パラメータを算出し、階調補正処理部２１０に設定するようにしてもよい。また、画像処理による補正ができない濃度むらの発生原因となっている部品が特定できる場合は、前記通知と共に、当該部品の交換を利用者等に適宜促すようにしてもよい。また、画像形成装置１００が、画像処理による補正ができない濃度むらの発生原因となりうる部品について、なんらかのムラ除去手段（帯電器清掃部材等）を備えている場合は、当該ムラ除去手段を動作させるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、当然のことながら、本発明の実施形態は上記のものに限られない。例えば、上述した実施形態においては、画像形成装置内の画像処理部において、画像処理による濃度むら補正が可能であるか否かを判別するようにしていたが、濃度算出部２２０、判別部２３０、補正パラメータ算出部２４０等を備えた別体の画像処理装置（補正パラメータ更新装置）において判別するようにすることも考えられる。

本発明が適用される画像形成装置の構成を示す図である。 本発明による画像処理部１２０の機能構成を示す図である。 本発明において利用されるテストパターン画像の例を示す図である。 図３に示したテストパターン画像を画像出力部１３０で出力した結果の例を示す図である。 図３に示したテストパターン画像を画像出力部１３０で出力した結果の別の例を示す図である。 特定の主走査方向位置について濃度算出部２２０によって算出された濃度データをプロットしたグラフの例を示す図である。 複数の主走査方向位置について濃度算出部２２０によって算出された濃度データをプロットしたグラフの例を示す図である。 複数の主走査方向位置について濃度算出部２２０によって算出された濃度データをプロットしたグラフの別の例を示す図である。 画像形成装置１００における濃度むら補正のための補正パラメータ更新処理（キャリブレーション処理）の流れを示す図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１１０ 画像読取部
１２０ 画像処理部
１３０ 画像出力部
２１０ 階調補正処理部
２２０ 濃度算出部
２３０ 判別部
２４０ 補正パラメータ算出部
４０１，４０２ 筋
５０１〜５０４ 筋

Claims (13)

1. 画像信号の階調補正を行う画像処理部と、当該画像処理部から出力される画像記録信号に基づいて画像の出力を行う画像出力部とを備えた画像形成装置であって、
   前記画像処理部は、
   入力される画像信号に応じて、階調補正された画像信号を出力する階調補正処理部と、
   入力されるテストパターン画像の画像信号に基づいて、当該テストパターン画像の所定の走査方向位置について濃度値を算出する濃度算出部と、
   当該濃度算出部によって算出された濃度値と、既定の閾値とに基づいて、前記所定の走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別する判別部と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度算出部は、入力されるテストパターン画像の画像信号に基づいて、当該テストパターン画像の所定の主走査方向位置について、複数の副走査方向位置の濃度値を算出し、
   前記判定部は、当該濃度算出部によって算出された複数の濃度値と、既定の閾値とに基づいて、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定部は、前記濃度算出部によって所定のテストパターン画像について算出された濃度値と、当該テストパターン画像の濃度に対応する閾値とを比較して、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像処理部は、
   前記判別部の判別結果に応じて、前記階調補正処理部の補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部を更に備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記テストパターン画像は、前記副走査方向位置によって濃度値が異なるものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記判別部は、前記複数の濃度値の最大値と最小値の差を、前記閾値と比較することによって、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別する
   ことを特徴とする請求項２又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記判別部によって、前記所定の走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理部によって補正できないものと判別された場合に、その旨を利用者に通知する手段を更に備えた
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記テストパターン画像を読取るための画像読取部を更に備えた
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 入力されるテストパターン画像の画像信号に基づいて、当該テストパターン画像の所定の走査方向位置について、濃度値を算出する濃度算出部と、
   当該濃度算出部によって算出された濃度値に基づいて、前記所定の走査方向位置に発生する濃度むらが、階調補正処理によって補正可能なものであるか否かを判別する判別部と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
10. 前記判別部の判別結果に応じて、前記階調補正処理の補正パラメータを算出する補正パラメータ算出部を更に備えた
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 前記テストパターン画像は、前記副走査方向位置によって濃度値が異なるものであり、
    前記濃度算出部は、入力されるテストパターン画像の画像信号に基づいて、当該テストパターン画像の所定の主走査方向位置について、複数の副走査方向位置の濃度値を算出し、
    前記判定部は、当該濃度算出部によって算出された複数の濃度値と、既定の閾値とに基づいて、前記階調補正処理部によって補正可能なものであるか否かを判別する
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像処理装置。
12. 前記判別部は、前記複数の濃度値の最大値と最小値の差を、既定の閾値と比較することによって、前記所定の主走査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理によって補正可能なものであるか否かを判別する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記判別部によって、前記所定の査方向位置に発生する濃度むらが、前記階調補正処理によって補正できないものと判別された場合に、その旨を利用者に通知する手段を更に備えた
    ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。