JP2007124352A

JP2007124352A - 画像処理装置およびその方法

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Publication number: JP2007124352A
Application number: JP2005314841A
Authority: JP
Inventors: Naoto Yamada; 直人山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2007-05-17
Also published as: US7626741B2; US20070097439A1

Abstract

【課題】最近の複写機や複合機は高画質化され、中間調処理方法も多様化している。そのため、中間調処理方法に対応して自動階調補正を実施すれば、かなりの作業時間を必要とする。
【解決手段】実行可能な中間調処理すべてを含むオール補正を行うか、個別に補正するかの指示を受ける(S702)。オール補正が指示されると、サンプルチャートの画像データをレンダリングし、画像データの処理パスを切り替えて各中間調処理を施したサンプルチャートの画像データを生成する(S703)。そして、サンプルチャートの画像データに中間調処理情報を付加し(S704)、サンプルチャートを連続出力する(S705)。そして、サンプルチャートを連続に読み込み(S706)、サンプルチャートの画像データを解析して階調補正テーブルを作成し、サンプルチャートに付加された識別コードに対応する階調補正テーブルを更新する(S707)。
【選択図】図9

Description

本発明は、階調補正特性を更新する画像処理に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ機能を兼ね備える複合機は、その使用環境や使用頻度等の要因によって、出力画像の濃度特性が変動する。例えば電子写真プロセスには、レーザ露光による感光体上への潜像形成、潜像のトナー現像、記録紙へのトナー像の転写、熱によるトナーの定着といった過程がある。この過程において、装置周囲の温度、湿度または構成部品の経時変化の影響を受け易く、記録紙に定着するトナー量が変化すれば出力画像の濃度変動が生じる。

環境（温度や湿度）、使用頻度などによる出力画像の濃度特性の変動は、電子写真方式に特有のものではなく、インクジェット記録方式、熱転写方式、その他の方式でも同様に発生する。

濃度変動を改善する技術として、出力画像の濃度変動に応じた濃度補正テーブルを生成し、画像データの濃度特性を補正する方法がある。

図1は画像形成装置の出力部の濃度特性を示す図である。縦軸は、出力濃度を示し、値0は白を、値255はべた黒をそれぞれ表す。また、横軸は、出力部に入力するデータを示し、値0は白を、値255は黒である。出力部の濃度特性の理想は、破線1400で示すリニアな特性である。入力データがリニアに変化すれば、プリントアウトの濃度もリニアに変化することが望ましい。しかし、出力部の濃度特性は、環境や使用頻度の影響を受け、実線1401、1402または1403に示すような変化を示す。従って、プリントアウトの濃度特性をリニアにするには、階調補正テーブルにより、入力データを補正する必要がある。

図2は階調補正テーブルを説明する図である。縦軸は、出力データを示し、値0は白を、値255は黒である。また、横軸は図1と同じである。

出力部が実線1501に示す濃度特性を示す場合、破線1400（または1500）の軸に対称な補正特性1401を設定する。同様に、濃度特性が実線1402であれば補正特性1502を、濃度特性が実線1403であれば補正特性1503を設定する。階調補正テーブルは、補正特性1501、1502、1503の入出力値をテーブル化したものである。階調補正テーブルを用いて入力データを補正することで、出力濃度のリニアリティを補正することができる。

補正特性の求め方には幾つかの方法がある。例えば、YMCK各色の階調パッチをサンプルチャートとして印刷し、サンプルチャートを読み取る。そして、所定の濃度特性になるように、一次元の補正特性をYMCKそれぞれについて作成し、階調変換（ガンマ変換）部に設定する、自動階調補正方法などである。

また、最近の画像形成装置は複数の中間調処理方法を有す。例えば、誤差拡散によって二値化した画像と、スクリーン（ディザ）で二値化した画像の濃度特性は異なる。従って、階調補正テーブルによる濃度補正も、中間調処理方法に対応した階調補正テーブルを作成して画像データを補正する手法が実施されている。

複数の中間調処理方法をもつ画像形成装置の自動階調補正は、中間調処理方法ごとにサンプルチャートを印刷し、それらサンプルチャートを順次読み取る作業が必要になる。自動階調補正を制御するコントローラは、サンプルチャートの読み取り順によって、サンプルチャートに対応する中間調処理方法を確定し、中間調処理方法に対応する階調補正テーブルに反映する。例えば三種類の中間調処理方法について自動階調補正を行えば、中間調処理方法ごとにサンプルチャートを印刷して読み取る。従って、合計三回の印刷と読み取りが必要になる。

とくに最近の複写機や複合機は高画質化され、中間調処理方法も多様化しているので、上記のような自動階調補正を実施すれば、かなりの作業時間を必要とする。さらに、多種類の中間調処理方法に対応する自動階調補正を連続して実施すれば、読み取るべきサンプルチャートを間違える、サンプルチャートの向きを間違えるなど人的ミスも発生し易い。

なお、特許文献1、2は、多数の画像形成装置が接続された画像形成システムにおける自動階調補正を開示する。

特開2005-94303公報特開2000-253252公報

本発明は、階調補正特性の更新に必要な作業を軽減することを目的とする。

また、階調補正特性の更新作業におけるミスを防止することを他の目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明は、原稿画像の読取手段、複数種類の中間調処理が可能な画像処理手段、前記画像処理手段が出力する画像データを階調補正する補正手段、並びに、前記補正手段が出力する画像データに基づき画像を形成する形成手段を有する画像処理装置において、メモリから階調補正用のパターンを読み出し、前記画像処理手段により前記中間調処理を施したサンプルデータを生成し、前記サンプルデータに基づくサンプルチャートを前記形成手段に形成させ、前記読取手段により前記サンプルチャートの画像データを取得し、前記サンプルチャートの画像データに基づき、前記中間調処理に対応する前記補正手段の階調補正特性を更新する際に、前記複数種類の中間調処理それぞれに対応する、前記補正手段の階調補正特性を一括して更新するか否かのユーザ指示を入力し、前記ユーザ指示に応じて前記生成および前記更新を制御することを特徴とする。

または、前記複数種類の中間調処理のうち、前記階調補正特性の更新対象にする中間調処理を示すユーザ指示を入力し、前記ユーザ指示に応じて前記生成および前記更新を制御することを特徴とする。

好ましくは、前記サンプルデータの生成に使用した中間調処理を識別する情報を、当該サンプルデータに付加することを特徴とする。また、前記サンプルチャートの向きを識別する情報を前記サンプルデータに付加することを特徴とする。

本発明によれば、階調補正特性の更新に必要な作業を軽減することができる。

また、階調補正特性の更新作業におけるミスを防止することができる。

以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。

［画像形成装置の構成］
図3は実施例の画像形成装置の概観図である。

画像形成装置は、その上部に自動原稿給送装置(ADF) 101とリーダ1001、下部にプリンタ1000を有する。

ADF 101は、原稿を一枚または二枚ずつ連続に原稿台ガラス31の所定の位置に供給する。リーダ1001は、スキャナユニット32のランプの光で、原稿台ガラス31上に載置された原稿30を露光し、スキャナユニットを副走査方向に移動する。原稿30からの反射は、スキャナユニット32のミラー、f-θレンズ33を介して、イメージセンサ34に結像する。

プリンタ1000は、大別して二つの画像形成部を有する。一つ目は感光ドラム1aを含む第一の画像形成部Sa、二つ目は感光ドラム1bを含む第二の画像形成部Sbである。これら画像形成部Sa、Sbはコストダウンのためにほぼ同じ構成（形状）を有する。つまり、後述する現像器41〜46の構成や形状もほぼ同じであり、これによって現像器41〜46を相互に入れ替えても動作可能である。

像担持体としての二つの感光ドラム1a、1bはそれぞれ、図1に示す矢印Aの方向に回転自在に担持されている。感光ドラム1a、1bの周囲にはそれぞれ次の構成が配置されている。露光系として、前露光ランプ11a、11b、コロナ帯電器2a、2b、光学系の露光部3a、3b、並びに、電位センサ12a、12bがある。また、現像系として、回転式現像器の保持部である移動体（現像ロータリ）4a、4bおよび各保持部に色の異なる現像剤を収容する三個の現像器41〜43、44〜46、一次転写ローラ5a、5b、並びに、クリーニング器6a、6bがある。

画像形成時、感光ドラム1a、1bは、矢印Aの方向に回転し、前露光ランプ11a、11bによって除電された後、帯電器2a、2bによってその表面が一様に帯電させる。一方、露光部3a、3bは、リーダ300から入力される画像データを図示しないレーザ出力部によって光信号に変換する。この光信号（レーザ光E）は、ポリゴンミラー35で反射され、レンズ36および反射ミラー37を経て、感光ドラム1a、1bの表面の露光位置を照射する。これにより、感光ドラム1a、1b上に、トナー色（分解色）ごとに静電潜像を形成する。

次に、現像ロータリ4a、4bを回転して現像器41、44を感光ドラム1a、1b上の現像位置に移動した後、現像器41、44を作動（現像器41、44に現像バイアスを印加）して、感光ドラム1a、1b上の静電潜像を現像する。感光ドラム1a、1b上には、樹脂と顔料を基体とする現像剤（トナー）像が形成される。なお、続く現像時は現像器42、45を、さらに続く現像時は現像器43、46によって静電潜像を現像する。

なお、現像器41〜46が収容するトナーは、光学部3a、3bの間、あるいは、光学部3bの横に配置された各色のトナー収納部（ホッパ）62〜65から、現像器内のトナー比率（またはトナー量）を一定に保つように、所定のタイミングで随時補給される。

感光ドラム1a、1b上に形成されたトナー像はそれぞれ、一次転写ローラ5a、5bによって、転写媒体としての中間転写体（中間転写ベルト）5上に、トナー像が重畳するように順次転写される。このとき、一次転写ローラ5a、5bに一次転写バイアスを印加する。

駆動ローラ51および従動ローラ52によって張架され、図に示す矢印Bの方向に駆動される中間転写ベルト5が形成する平面（転写面t）に、感光ドラム1a、1bは接するように配置される。そして、感光ドラム1a、1bと対向する位置に一次転写ローラ5a、5bが配置される。

また、従動ローラ52に対向する位置に、感光ドラム1a、1bから転写した画像の位置ずれおよび濃度を検知するセンサ53を配置する。このセンサ53によって得られる情報に基づき、随時、画像形成部Sa、Sbの画像濃度、トナー補給量、画像書き込みタイミングおよび画像書き込み開始位置などを補正をする制御を行う。

二つの画像形成部Sa、Sbそれぞれにおいて、上記の静電潜像の形成、現像、一次転写を三回繰り返せば、中間転写ベルト5上には、四色のトナー像を順次重ねたフルカラートナー像が形成される。その後、中間転写ベルト5上のフルカラートナー像は、記録紙に一括して二次転写される。このとき、二次転写ローラ54に二次転写バイアスを印加する。

また、駆動ローラ51に対向する位置に転写クリーニング装置50が配置される。転写クリーニング装置50は、二次転写が終了した中間転写ベルト5上に残ったトナーを除去する。駆動ローラ51によって中間転写ベルト5を転写クリーニング装置50の方向へ押しやることで、中間転写ベルト5と転写クリーニング装置50を接触させ、清掃を行うが、清掃終了後、中間転写ベルト5は転写クリーニング装置50より離間する。そして、清掃後の中間転写ベルト5は、次の画像形成に供される。

一方、記録紙は記録紙カセット71、72、73または手差しトレイ74から、給紙ローラ81、82、83または84によって一枚ずつ画像形成部に搬送される。そして、レジストローラ85によって、斜行が補正され、給紙タイミングに合わせて二次転写位置へ供給される。

フルカラートナー像が転写された記録紙は、搬送ベルト86によって搬送され、熱ローラ定着器9によってトナー像が定着された後、排紙トレイ89または図示しない後処理装置に排出される。

また、記録紙の両面に画像形成する場合は、搬送パス切換ガイド91を駆動して、熱ローラ定着器9を通過した記録紙を、一旦、搬送縦パス7を介して反転パス76に導く。その後、反転ローラ87を逆転して、反転パス76に導かれた際の記録紙の後端を先頭にして、記録紙を反対パス76から退出させて両面搬送パス77へ導く。記録紙は、両面搬送パス77を通過し、両面搬送ローラ88によってレジストローラ85へ送られ、上記の画像形成工程によって、もう一面にフルカラー画像が形成される。

［コントローラの構成］
図4はコントローラ100の構成例を示すブロック図である。

図4において、CPU 205は、ROM 206、RAM 207などを内蔵するワンチップマイクロコントローラなどである。CPU 205は、ROM 206に格納された制御プログラムに基づき、コントローラ100の各構成を統括制御する。

ADF制御部201は、ADF 101の動作を制御して、ADF 101に載置された原稿の供給を制御する。リーダ制御部202は、リーダ1001の動作を制御し、イメージセンサ34が出力するアナログ画像信号を画像信号制御部203に供給する。プリンタ制御部204は、プリンタ1000の動作を制御し、画像信号制御部203が出力するビデオ信号に基づき露光部3a、3bを駆動する。操作パネル208は、画像形成の開始を指示するスタートキー、モードの設定キー、表示器などを備え、ユーザの指示入力をCPU 205に伝え、CPU 205によって装置の動作状態や設定状態を表示するユーザインタフェイスである。

CPU 205は、画像信号制御部203を制御して、リーダ制御部202から出力される画像信号を処理し、プリンタ制御部204に入力する。そして、プリンタ制御部204を制御して、露光部3a、3bにより画像信号を光信号に変換し、光信号を感光体ドラム1a、1bに照射し、感光体ドラム1a、1b上に静電潜像を形成し、上述した電子写真プロセスを実行する。

［画像信号制御部］
図5は画像信号制御部203の構成例を示すブロック図である。

A/D変換器301は、リーダ制御部202から出力されるアナログRGB信号を、例えば各色8ビットのディジタルRGB信号に変換する。黒補正/白補正部302は、ディジタルRGB信号にシェーディング補正を施す。画像処理部304は、RGB輝度信号を入力し、画像の拡大/縮小（変倍）処理、擬似中間調処理などを行う。濃度補正部305は、画像処理部304からRGB輝度信号を入力して、輝度-濃度変換処理、UCR・マスキング処理、階調補正処理などを行う。濃度補正部305が出力するCMYK濃度信号はプリンタ制御部204に入力される。

●画像処理部
図6は画像処理部304の構成例を示すブロック図である。

図6において、変倍処理部401は、上述した変倍処理のほか、画像合成などの各種ディジタル画像処理を行う。ED処理部402は、誤差拡散(ED)処理により中間調処理を行う。スクリーン処理部403、404はそれぞれ、スクリーン処理により中間調処理を行う。なお、スクリーン処理部403と404は、スクリーン線数やスクリーン角などが異なる中間調処理を行う。ED処理部402、スクリーン処理部403、404が出力する中間調処理後の画像データのビット数は、切替信号bitにより切り換えることができる。

セレクタ405は、ED処理部403、スクリーン処理部403、404から出力される画像データを、セレクト信号selによって選択的に切り換え出力する。具体的には、例えば2ビットのセレクト信号selが‘00’の場合はED処理部402の出力を、selが‘01’の場合はスクリーン処理部403の出力を、selが‘10’の場合はスクリーン処理部404の出力を選択する。処理情報付加部406は、セレクト信号selに応じて、サンプルチャートの所定位置に後述する中間調処理情報が印刷されるように、セレクタ405が出力する画像データに中間調処理情報の画像データを付加する。

●中間調処理方法
図7は誤差拡散マトリクスの一例を示す図である。

ED処理部4020が行う誤差拡散処理は、入力画像データと出力画像データ間の誤差分を注目画素に隣接する画素に振り分けるものである。具体的には、図7に斜線で示す注目画素の二値化で生じた誤差を、図7に示す重みで重み付けして周辺画素に配分する。入力画像データを例えば閾値127で二値化する場合、入力画像データが200であれば出力画像データは‘1’になるが、その誤差分を200-127=73と計算する。そして、図7の例では、注目画素の1ライン下の画素に73/7×2=21を配分（加算）し、右の二つの画素、並びに、1ライン下の左の二つの画素および右下の画素に73/7=10を配分（加算）する。

図8はスクリーンマトリクスの一例を示す図である。

一方、スクリーン処理部403と404が行うスクリーン処理は、例えば図8に示すような、所定の角度（スクリーン角）で配置されたスクリーンマトリクスと称する複数の重み付けフィルタを用いる。そして、図8に数字で示すような優先順位を決める。優先順位に従い、例えば入力画像データが4ビットならば16階調で、画素の中心からレーザスポット径を太らせるように、中間調を表す処理方法である。勿論、上述したように、スクリーン処理403と404はスクリーン線数、スクリーン角が異なる。

［自動階調補正］
図9は自動階調補正処理の手順例を示すフローチャートで、画像形成装置の電源が投入されると、CPU 205が実行する処理である。

●サンプルチャートの出力
まず、自動階調補正を行うか否かの指示を受けるために、操作部208に図10Aに示すユーザインタフェイス(UI)を表示する(S701)。ユーザが自動階調補正の実行をキャンセルした場合は処理を終了する。また、ユーザが自動階調補正の実行を指示すると、画像形成装置が実行可能な中間調処理すべてを含む、一括補正（オール補正）を行うか、個別に補正（マニュアル補正）するかの指示を受けるために、操作部208に図10Bに示すUIを表示する(S702)。

ユーザが「オール補正」を選択すると、操作部208に図10Cに示す確認画面を表示し、ユーザが「サンプルチャートの印刷開始」ボタンを押すのを待つ。当該ボタンが押されれば、すべての中間調処理を使用したサンプルチャートの印刷を開始する。なお、ユーザがキャンセルボタンを押した場合は、図10BのUI表示に戻る。

「オール補正」と、それに続く「サンプルチャートの印刷開始」の指示を受信すると、CPU 205は、ROM 206に格納されたサンプルチャートデータに基づきRAM 207にサンプルチャートの画像データをレンダリングする。そして、サンプルチャートの画像データを画像処理部304に入力する。画像処理部304は、サンプルチャートの画像データが入力される度にセレクト信号selを切替えて画像データの処理パスを切り替え、ED処理部4020、スクリーン処理部403または404によって中間調処理を行う(S703)。

そして、処理情報付加部406は、中間調処理されたサンプルチャートの画像データに、セレクト信号selに対応する中間調処理情報を付加する(S704)。つまり、サンプルチャートの所定位置に中間調処理方法を示す情報を印刷するように、中間調処理情報を付加する。

CPU 205は、濃度補正部305の処理をスルーパスに設定し、画像処理部304が出力するサンプルチャートの画像データをプリンタ1001に送って、サンプルチャートを一括（連続）出力する(S705)。

●サンプルチャートの形式
図11は自動階調補正用のサンプルチャート801の一例を示す図である。

サンプルチャート801の上部に配置したパターン802は、画像形成装置が用いる四色トナー（シアンC、マゼンタM、イエローY、ブラックK）それぞれの付着面積率を0〜100%まで八段階に変化させるパッチ群である。下部のパターン803、パターン802のパッチ群を左右反転したもので、プリンタ1000の濃度むらやスキャナの読取むらを吸収するためである。

また、サンプルチャート801の下部には、複数の中間調処理方法のうち何れの処理を施したサンプルチャートかを識別するための中間調処理情報である識別コード804が印刷される。この識別コードは、処理情報付加部406によって、セレクト信号selに応じて画像データに付加されたものである。

サンプルチャートの一括印刷が行われると、ユーザは、それらサンプルチャートをプリンタ1000から取り出して、指定された向きにADF 101に載置する。その際、CPU 205は、操作部208に図10Dに示すUIを表示し、サンプルチャートの載置方法をユーザに指示するとともに、サンプルチャートの読込開始のユーザ指示を待つ。

なお、識別コードには文字認識可能な文字や記号、バーコードや二次元コードが好ましいが、電子透かしを用いてもよい。

また、図11はサンプルチャート801の方向情報805を付加した例を示している。方向情報805は必須ではないが、方向情報805に基づきADF 101や原稿台ガラス31に載置されたサンプルチャートの向きの適不適を判定し、不適切な場合は、方向情報に基づき読み取った画像を、変倍処理部401により回転して階調補正処理を行うことができる。なお、図11には、サンプルチャート801の右下を示す三角形の方向情報805を付加する例を示すが、サンプルチャート801の向きを判定することができれば、どのようなものでもよい。

●サンプルチャートの読み込み
ユーザが、図10Dに示すUIの「サンプルチャートの読込開始」ボタンを押すと、CPU 205は、ADF 101に載置された複数のサンプルチャートの一括（連続）読み込みをリーダ制御部202に指示する。リーダ制御部202は、ADF 101の動作を制御して、サンプルチャートを読み取る。CPU 205は、リーダ制御部202から出力され、画像信号制御部203によりA/D変換およびシェーディング補正が施された画像データをRAM 207に格納する(S706)。

次に、CPU 205は、RAM 207に格納したサンプルチャートの画像データを解析し、各パッチの濃度値を計算し、その濃度値に基づき階調補正テーブルを作成する。そして、サンプルチャートに付加された識別コードを認識して、例えば識別コードが‘00’であればED処理部402に対応する濃度補正部305の階調補正テーブルを更新する(S707)。このようにして、読み込んだすべてのサンプルチャートに対応する階調補正テーブルを作成し、当該サンプルチャートに付加された識別コードに対応する濃度補正部305の階調補正テーブルを更新する。

●補正テーブル作成
図12はサンプルチャートから読み取った画像データを説明する図である。

サンプルチャートから読み取った画像データは、図12に示すように、色分解によりRGB各色の画像データとしてRAM 207に格納される。図12(a)(b)(c)は、これらの色プレーンの画像データを模式的に示す図で、図12(a)はがRプレーン401を、同図(b)はGプレーン402を、同図(c)はBプレーンをそれぞれ示す。

図12のおいて、白い部分ほど読取信号値は大きく、明るい（濃度が低い）領域を表す。また、黒い部分ほど読取信号値は小さく、暗い（濃度が高い）領域を表す。従って、Rプレーン401は、シアンCとブラックKのパッチの高濃度部を高濃度領域として表す。同様に、Gプレーン402はマゼンタMとブラックKの、Bプレーン403はイエローYとブラックKのパッチの高濃度部をそれぞれの高濃度領域として表す。つまり、シアンCのパッチ濃度の測定にはRプレーン401のデータを、マゼンタMのパッチ濃度の測定にはGプレーン402のデータを、イエローYのパッチ濃度の測定にはBプレーン403の画像データをそれぞれ利用する。ブラックKのパッチ濃度の測定にはRGB何れのプレーンの画像データを用いてもよいが、ここではGプレーン402の画像データを用いることにする。

図13はRプレーン401の画像データを示す図である。なお、図12(a)と同じ画像データであるが、図13では、パッチの位置を示す矩形のみを示し、パッチの明るさを示すパターンは省略する。

以下では、シアンCのパッチを例に、その濃度の測定を説明する。画像データは、図示するように、二次元座標上にマトリクス状に配列された画素値の集まりである。従って、各パッチの位置や大きさは座標値で指定することができる。なお、パッチの座標値は、サンプルチャートの印刷に使用するサンプルチャートデータに記述されているので、サンプルチャートデータからパッチの座標値を読み出すことができる。

まず、サンプルチャート上部のシアンCのパッチ列の画像データを、左端の低濃度のパッチ（階調番号0）の位置座標に基づき切り出し、図13に示す矩形領域500Aの内部のデータS(x, y)を読み取る。画像データは、通常、8ビット程度のディジタル信号として表現されるので、データS(x, y)も0〜255の整数値とする。

データS(x, y)は、矩形領域500Aの画素データの集まりで、その総数は、矩形領域500Aが含む画素数で決まる。矩形領域のx方向の画素数をNx、y方向の画素数をNyとするとデータS(x, y)の総数はNx×Nyになる。従って、矩形領域500Aの画素値の平均値Smを下式で求める。
Sm = {ΣS(x, y)}/{Nx×Ny) …(1)
ここで、ΣS(x, y)は矩形領域内の画素データの総和を表す

得られた平均値Smは、サンプルチャート上部のシアンCのパッチ列の階調番号0のパッチの画素データの平均値という意味で「Sc0A」と表す。

次に、シアンCのパッチ列の二番目のパッチについて、上記と同様に、矩形領域501Aの画素データの平均値Sc1Aを得る。以下同様に、矩形領域502A、503A、…、507Aの平均値Sc2A、Sc3A、…、Sc7Aを得る。

サンプルチャート上部のシアンCのパッチ列の処理が終了すると、サンプルチャート下部のシアンCのパッチ列の処理に移行する。ここでは、逆に右端のパッチから順に、矩形領域500B、501B、…、507Bの平均値Sc0B、Sc1B、…、Sc7Bを得る。

ここで、矩形領域500Aと500B、501Aと501B、…、507Aと507Bはそれぞれ、同じ階調を再現するパッチである。従って、本来、プリンタ1000の出力位置による濃度変動や、スキャナ1001の読取位置による読取値の変動が存在しなければ、それらから得られる平均値は、下に示すように、等しくなるはずである。
Sc0A = Sc0B
Sc1A = Sc1B
：
：
Sc7A = Sc7B …(2)

実際は、様々な要因により、必ずしも、両平均値が等しくなるとは限らない。そこで、上式が必ずしも成り立たないという前提で、両者の平均値を真のパッチの読取値として処理する構成をとる。
Sc0 = (Sc0A + Sc0B)/2
Sc1 = (Sc1A + Sc1B)/2
：
：
Sc7 = (Sc7A + Sc7B)/2 …(3)

以上により、各パッチの平均値を求めると、次に、それらを濃度値に換算する。リーダ1001で読み取った画像データはサンプルチャートの反射率に比例した輝度信号で、これを濃度値に換算するには適当な対数変換処理を施す。濃度値Dを8ビットの整数値として表現するためのに例えば下の換算式を使用する。
D = -255×log₁₀(S/255)/2.0 …(4)

上式は、原稿濃度が2.0の輝度信号SをD=255に換算する。なお、D＞255の場合は255に制限する。式(4)を用いて式(3)で得たSc0、Sc1、…、Sc7を濃度値Dc0、Dc1、…、Dc7に変換する。
Dc0 = -255×log₁₀(Sc0/255)/2.0
Dc1 = -255×log₁₀(Sc1/255)/2.0
：
：
Dc7 = -255×log₁₀(Sc7/255)/2.0 …(5)

他の色のパッチ、つまりマゼンタM、イエローY、ブラックKの濃度値も同様に取得する。こうして得られる濃度値をそれぞれ、Dm0〜Dm7，Dy0〜Dy7，Dk0〜Dk7と表記する。なお、濃度値への換算は式(5)に限られるわけではなく、他の換算式を用いてもよい。また、輝度値と濃度値の関係を予め計測して変換テーブルを作成し、変換テーブルを用いて輝度-濃度変換を行ってもよい。

図14はシアンCの各パッチの濃度値Dc0〜Dc7をパッチの階調番号順にプロットした様子を示す図である。横軸は階調番号を、縦軸は濃度値を表す。

階調番号0〜7で示す各パッチの理想的な濃度値は、プリンタ1000に入力する信号値に対応して表すと、8ビットの信号値0〜255を等間隔にサンプリングした八個の信号値に対応する。プリンタ1000はCMYK各8ビットの信号を入力し、その信号値に基づき電子写真プロセスにより記録紙上にドットを形成して階調画像を表現する。つまり、8ビットの信号値を等間隔にサンプリングした信号値によって各パッチを印刷するので、図14の横軸において、次の対応関係がある。
────┬─────
階調番号│入力信号値
────┼─────
0 │ 0
1 │ 36
2 │ 73
3 │ 109
4 │ 146
5 │ 182
6 │ 219
7 │ 255
────┴─────

図14に太線603で示す特性は、プリンタ1000の入力信号値に対してパッチの濃度値がとるべき理想的な濃度特性を示す。つまり、プリンタ1000は、入力信号値に比例した線形の出力濃度特性をもつことが望ましい。しかし、プリンタ1000の入力信号値とプリンタ1000の出力濃度値は線形の対応関係にないので、階調補正テーブル（および補間演算）により入力信号値を補正する。しかし、プリンタ1000の経時変化や環境変動などの要因により、階調補正テーブルが相対的に不適切になると、その結果、図14に曲線602で示すような濃度特性になる。自動階調補正は、曲線602に示すような濃度特性を、直線603に示す濃度特性に補正するもので、具体的には、階調補正テーブルの内容を変更することで行う。

言い換えれば、階調補正テーブルは、図14に示す曲線602の逆特性を示すテーブルにすればよい。CPU 205は、図14に示す測定濃度値に基づき、曲線602の逆特性をもつ階調補正テーブルをCMYKそれぞれについて演算して、濃度補正部305に格納された各色の階調補正テーブルを更新する。そして、各中間調処理に対応する階調補正テーブルをそれぞれ更新することで、オート補正を終了する。

●マニュアル補正
図10Bに示すUIで選択可能なマニュアル補正は、画像形成装置が実行可能な中間調処理を予め設定した順番に使用して、サンプルチャートを印刷して、そのサンプルチャートによって使用した中間調処理に対応する階調補正テーブルを更新する。

CPU 205は、ステップS702でマニュアル補正が指示されると、順番を示す変数N=1をセットする(S708)。そして、予め一番目に設定された中間調処理（例えば誤差拡散処理）を使用してサンプルチャートを印刷するか否かの選択をユーザに促すために、操作部208に図10Eに示すUIを表示する(S709)。

ユーザが図10Eに示すUIの「サンプルチャートを印刷する」ボタンを押すと、CPU 205は、一番目の中間調処理を使用してサンプルチャートを印刷する(S710)。そして、操作部208に図10Fに示すUIを表示し、ユーザが図10Fに示すUIの「サンプルチャートの読込開始」ボタンを押すと、ADF 101に載置されたサンプルチャートの読み込みをリーダ制御部202に指示する。リーダ制御部202は、ADF 101の動作を制御して、サンプルチャートを読み取る。CPU 205は、リーダ制御部202から出力され、画像信号制御部203によりA/D変換およびシェーディング補正が施された画像データをRAM 207に格納する(S711)。

次に、CPU 205は、オール補正と同様に、RAM 207に格納したサンプルチャートの画像データから一番目の中間調処理に対応する階調補正テーブルを生成し、更新する(S712)。ただし、マニュアル補正はオール補正と異なり、変数Nに設定された順番の中間調処理を使用したサンプルチャートだけを出力するため、変数Nに設定された順番の中間調処理に対応する階調補正テーブルだけを更新する。また、マニュアル補正はオール補正と異なり、中間処理情報に対応する識別コードは不要である。

次に、CPU 205は、変数Nをインクリメントし(S713）、変数Nが画像形成装置が実行可能な中間調処理の最大数Mに達したか否かを判定し(S714)、N＜Mであれば処理をステップS709に戻し、次の順番の中間調処理に対応する階調補正に移行する。

また、ユーザが図10Eに示すUIの「キャンセル」ボタンを押した場合、CPU 205は、変数Nをインクリメントし(S713）、変数Nが画像形成装置が実行可能な中間調処理の最大数Mに達したか否かを判定し(S714)、N＜Mであれば処理をステップS709に戻し、次の順番の中間調処理に対応する階調補正に移行する。

このようにして、CPU 205は、変数Nが画像形成装置が実行可能な中間調処理の最大数Mに達すると、マニュアル処理を終了する。

このように、階調補正テーブルを更新する自動階調補正において、中間調処理ごとに階調補正するか、全ての中間調処理を一括に階調補正するかを選択可能にする。一括で階調補正する場合は、複数の中間調処理に対応する自動階調補正を一括して行う。つまり、すべての中間調処理によるサンプルチャートを一括印刷し、一括読み取りが可能になる。従って、中間調処理ごとにサンプルチャートを印刷し読み取る繰返作業をなくして、自動階調補正の作業時間が大幅に軽減することができる。また、中間調処理方法を示す識別情報を各サンプルチャートに付加することで、サンプルチャートの中間調処理方法を識別することができ、たとえサンプルチャートの読み取り順が狂っても、中間調処理方法に対応した自動濃度補正を行うことができる。

なお、ランダムノイズを画像に付加することでグラデーションにおけるランダムノイズの付加のさせ方が複数ある場合でも階調が変化する。またトナーの定着の速度を変更することにより形成された画像の光沢度に違いが生じ、その結果画像の階調に変化が生じる。上記実施例では複数の中間調処理に対する自動諧調補正を例にあげたが、複数のグラデーション、光沢度っといった別の画像処理に対しても上記一括/選択の階調補正を実現してもよい。

以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、本実施例において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例2は、自動階調補正を行う際、「オート補正」か「マニュアル補正」かの二者択一ではなく、画像形成装置が実行可能な中間調処理のうち、階調補正する中間調処理を選択可能にする。多数の中間調処理が実行可能な画像形成装置において、使用頻度が高い中間調処理に対応する自動階調補正を行い、使用頻度が低い中間調処理に対応する自動階調補正は行わない、などの選択が可能になる。

図15は実施例2の自動階調補正処理の手順例を示すフローチャートで、画像形成装置の電源が投入されると、CPU 205が実行する処理である。

まず、自動階調補正を行うか否かの指示を受けるために、操作部208に図10Aに示すユーザインタフェイス(UI)を表示する(S1301)。ユーザが自動階調補正の実行をキャンセルした場合は処理を終了する。また、ユーザが自動階調補正の実行を指示すると、画像形成装置が実行可能な中間調処理のうち、階調補正の対象にする中間調処理を選択するための図16A

に示すUIを操作部208に表示する(S1302)。なお、中間調処理の数が多く一画面に入り切らない場合はスクロールバーを表示して、すべての中間調処理を選択可能にする。

ユーザがチェックボックスをチェックして対象の中間調処理を選択し、決定ボタンを押すと、CPU 205は、操作部208に図16Bに示す確認画面を表示し、ユーザが「サンプルチャートの印刷開始」ボタンを押すのを待つ。当該ボタンが押されれば、選択された中間調処理を使用したサンプルチャートの印刷を開始する。なお、ユーザがキャンセルボタンを押した場合は、図16AのUI表示に戻る。

対象の中間処理の選択（図16A、16Bにはスクリーン処理1、2が選択された例を示す）と、それに続く「サンプルチャートの印刷開始」の指示を受信すると、CPU 205は、ROM 206に格納されたサンプルチャートデータに基づきRAM 207にサンプルチャートの画像データをレンダリングする。そして、サンプルチャートの画像データを画像処理部304に入力する。画像処理部304は、サンプルチャートの画像データが入力される度にセレクト信号selを切替えて画像データの処理パスを切り替え、選択された中間調処理を行う(S1303)。

そして、処理情報付加部406は、中間調処理されたサンプルチャートの画像データに、セレクト信号selに対応する中間調処理情報を付加する(S1304)。つまり、サンプルチャートの所定位置に中間調処理方法を示す識別コードを印刷するように、中間調処理情報を付加する。

CPU 205は、濃度補正部305の処理をスルーパスに設定し、画像処理部304が出力するサンプルチャートの画像データをプリンタ1001に送って、サンプルチャートを一括（連続）出力する(S1305)。

ユーザが、図10Dに示すUIの「サンプルチャートの読込開始」ボタンを押すと、CPU 205は、ADF 101に載置された複数のサンプルチャートの一括（連続）読み込みをリーダ制御部202に指示する。リーダ制御部202は、ADF 101の動作を制御して、サンプルチャートを読み取る。CPU 205は、リーダ制御部202から出力され、画像信号制御部203によりA/D変換およびシェーディング補正が施された画像データをRAM 207に格納する(S1306)。

次に、CPU 205は、RAM 207に格納したサンプルチャートの画像データを解析し、各パッチの濃度値を計算し、その濃度値に基づき階調補正テーブルを作成する。そして、サンプルチャートに付加された識別コードを認識して、識別コードに対応する濃度補正部305の階調補正テーブルを更新する(S1307)。このようにして、読み込んだすべてのサンプルチャートに対応する階調補正テーブルを作成し、当該サンプルチャートに付加された識別コードに対応する濃度補正部305の階調補正テーブルを更新する。

［他の実施例］
なお、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、上記実施例の機能を実現するソフトウェアを記録した記憶媒体（記録媒体）をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（CPUやMPU）が前記ソフトウェアを実行することでも達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのソフトウェアを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。

また、前記ソフトウェアの実行により上記機能が実現されるだけでなく、そのソフトウェアの指示により、コンピュータ上で稼働す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、それによって上記機能が実現される場合も含む。

また、前記ソフトウェアがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットのメモリに書き込まれ、そのソフトウェアの指示により、前記カードやユニットのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

本発明を前記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するソフトウェアが格納される。

画像形成装置の出力部の濃度特性を示す図、階調補正テーブルを説明する図、実施例の画像形成装置の概観図、コントローラの構成例を示すブロック図、画像信号制御部の構成例を示すブロック図、画像処理部の構成例を示すブロック図、誤差拡散マトリクスの一例を示す図、スクリーンマトリクスの一例を示す図、自動階調補正処理の手順例を示すフローチャート、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正用のサンプルチャートの一例を示す図、サンプルチャートから読み取った画像データを説明する図、 Rプレーンの画像データを示す図、シアンの各パッチの濃度値をパッチの階調番号順にプロットした様子を示す図、実施例2の自動階調補正処理の手順例を示すフローチャート、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図、自動階調補正において表示されるユーザインタフェイスを説明する図である。

Claims

原稿画像の読取手段、複数種類の画像処理が可能な画像処理手段、前記画像処理手段が出力する画像データを階調補正する補正手段、並びに、前記補正手段が出力する画像データに基づき画像を形成する形成手段を有する画像処理装置であって、
メモリから階調補正用のパターンを読み出し、前記画像処理手段により前記画像処理を施したサンプルデータを生成し、前記サンプルデータに基づくサンプルチャートを前記形成手段に形成させる生成手段と、
前記読取手段により前記サンプルチャートの画像データを取得し、前記サンプルチャートの画像データに基づき、前記画像処理に対応する前記補正手段の階調補正特性を更新する更新手段と、
前記複数種類の画像処理それぞれに対応する、前記補正手段の階調補正特性を一括して更新するか否かのユーザ指示を入力し、前記ユーザ指示に応じて前記生成手段および前記更新手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
前記一括更新が指示された場合、前記生成手段は、前記複数種類の画像処理を施した複数のサンプルデータを生成し、前記複数のサンプルデータに基づく複数のサンプルチャートを前記形成手段に連続形成させ、前記更新手段は、前記複数のサンプルチャートの画像データを前記読取手段に連続読み取りさせ、前記複数種類の画像処理それぞれに対応する前記補正手段の階調補正特性を一括更新することを特徴とする請求項1に記載された画像処理装置。
前記一括更新が指示された場合、前記生成手段は、前記サンプルデータの生成に使用した画像処理を識別する情報を、当該サンプルデータに付加することを特徴とする請求項2に記載された画像処理装置。
前記一括更新が指示された場合、前記更新手段は、前記サンプルチャートに付加された前記識別情報に基づき、前記サンプルチャートの画像データと前記補正手段の階調補正特性を対応付けることを特徴とする請求項3に記載された画像処理装置。
原稿画像の読取手段、複数種類の画像処理が可能な画像処理手段、前記画像処理手段が出力する画像データを階調補正する補正手段、並びに、前記補正手段が出力する画像データに基づき画像を形成する形成手段を有する画像処理装置であって、
メモリから階調補正用のパターンを読み出し、前記画像処理手段により前記画像処理を施したサンプルデータを生成し、前記サンプルデータに基づくサンプルチャートを前記形成手段に形成させる生成手段と、
前記読取手段により前記サンプルチャートの画像データを取得し、前記サンプルチャートの画像データに基づき、前記画像処理に対応する前記補正手段の階調補正特性を更新する更新手段と、
前記複数種類の画像処理のうち、前記階調補正特性の更新対象にする画像処理を示すユーザ指示を入力し、前記ユーザ指示に応じて前記生成手段および前記更新手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
前記生成手段は、前記更新対象の画像処理を施した少なくとも一つのサンプルデータを生成し、前記少なくとも一つのサンプルデータに基づく少なくとも一つのサンプルチャートを前記形成手段に形成させ、前記更新手段は、前記少なくとも一つのサンプルチャートの画像データを前記読取手段に連続読み取りさせ、前記更新対象の画像処理に対応する前記補正手段の階調補正特性を更新することを特徴とする請求項5に記載された画像処理装置。
前記生成手段は、前記サンプルデータの生成に使用した画像処理を識別する情報を、当該サンプルデータに付加することを特徴とする請求項6に記載された画像処理装置。
前記更新手段は、前記サンプルチャートに付加された前記識別情報に基づき、前記サンプルチャートの画像データと前記補正手段の階調補正特性を対応付けることを特徴とする請求項7に記載された画像処理装置。
前記生成手段は、前記サンプルチャートの向きを識別する情報を前記サンプルデータに付加することを特徴とする請求項1から請求項8の何れかに記載された画像処理装置。
前記更新手段は、前記サンプルチャートの向きを識別する情報に基づき前記サンプルチャートの画像データの向きを判定し、前記向きが不適切な場合は、前記サンプルチャートの画像データを回転処理することを特徴とする請求項9に記載された画像処理装置。
原稿画像の読取手段、複数種類の画像処理が可能な画像処理手段、前記画像処理手段が出力する画像データを階調補正する補正手段、並びに、前記補正手段が出力する画像データに基づき画像を形成する形成手段を有する画像処理装置の制御方法であって、
メモリから階調補正用のパターンを読み出し、前記画像処理手段により前記画像処理を施したサンプルデータを生成し、前記サンプルデータに基づくサンプルチャートを前記形成手段に形成させる生成ステップと、
前記読取手段により前記サンプルチャートの画像データを取得し、前記サンプルチャートの画像データに基づき、前記画像処理に対応する前記補正手段の階調補正特性を更新する更新ステップと、
前記複数種類の画像処理それぞれに対応する、前記補正手段の階調補正特性を一括して更新するか否かのユーザ指示を入力し、前記ユーザ指示に応じて前記生成ステップおよび前記更新ステップを制御する制御ステップとを有することを特徴とする制御方法。
原稿画像の読取手段、複数種類の画像処理が可能な画像処理手段、前記画像処理手段が出力する画像データを階調補正する補正手段、並びに、前記補正手段が出力する画像データに基づき画像を形成する形成手段を有する画像処理装置の制御方法であって、
メモリから階調補正用のパターンを読み出し、前記画像処理手段により前記画像処理を施したサンプルデータを生成し、前記サンプルデータに基づくサンプルチャートを前記形成手段に形成させる生成ステップと、
前記読取手段により前記サンプルチャートの画像データを取得し、前記サンプルチャートの画像データに基づき、前記画像処理に対応する前記補正手段の階調補正特性を更新する更新ステップと、
前記複数種類の画像処理のうち、前記階調補正特性の更新対象にする画像処理を示すユーザ指示を入力し、前記ユーザ指示に応じて前記生成ステップおよび前記更新ステップを制御する制御ステップとを有することを特徴とする制御方法。
画像処理装置を制御して、請求項11または請求項12に記載された制御を実現することを特徴とするプログラム。
請求項13に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。