JP2008131618A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,プリンタ,複写機,ファクシミリなどの画像形成装置に関し,特に,印刷エンジンの特性の経年変化やばらつきに起因する画質低下を防止することができる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copier, and a facsimile, and more particularly to an image forming apparatus that can prevent deterioration in image quality due to aging and variations in characteristics of a print engine.
プリンタ,複写機,ファクシミリなどの画像形成装置は,ホストコンピュータや内蔵するスキャナから画素に対応する階調データを有する画像データを供給され,その入力階調値から画像再生データを生成するコントローラユニットと,画像再生データを供給されそれに基づいて画像を形成する印刷エンジンとを有する。 An image forming apparatus such as a printer, a copier, or a facsimile is provided with a controller unit that receives image data having gradation data corresponding to pixels from a host computer or a built-in scanner and generates image reproduction data from the input gradation values. , And a print engine which is supplied with image reproduction data and forms an image based on the data.
コントローラユニットは,例えば8ビットの入力階調値から画像再生データを出力するハーフトーン処理部を有し,ハーフトーン処理部は,入力階調値の階調を印刷されるドットの面積率で表現するAMスクリーン(例えば多値ディザ法)や,印刷されるドットの密度で表現するFMスクリーン(例えば誤差拡散法)などの所定のガンマ特性に基づいて,印刷エンジンに適合した画像再生データを出力する。一方,印刷エンジンは,例えば電子写真の場合は,画像再生データに基づいて帯電した感光体ドラムにエネルギー光を照射して潜像を形成し,その潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し,それを用紙などの印刷媒体に転写する。 The controller unit has a halftone processing unit that outputs image reproduction data from an 8-bit input gradation value, for example, and the halftone processing unit expresses the gradation of the input gradation value by the area ratio of the printed dots. Image reproduction data suitable for the print engine is output based on a predetermined gamma characteristic such as an AM screen (for example, multi-value dither method) or an FM screen (for example, error diffusion method) expressed by the density of printed dots. . On the other hand, in the case of electrophotography, for example, in the case of electrophotography, a latent image is formed by irradiating energy light to a charged photosensitive drum based on image reproduction data, and toner is attached to the latent image to form a toner image. Then, it is transferred to a printing medium such as paper.
このような画像形成装置では,画像データの入力階調と印刷媒体上(紙上)での出力濃度とが一致する理想的なリニアな関係であることが望まれる。設計段階では,印刷エンジンの特性に基づいて入力階調と紙上濃度とがリニアな関係になるように,ハーフトーン処理部の入力階調値を画像再生データに変換するための変換テーブルなどが設計される。しかしながら,工場出荷時における印刷エンジンの特性ばらつきに起因して,または経年変化や環境変化による印刷エンジンの特性変動に起因して,上記リニアな関係を維持することができない場合がある。 In such an image forming apparatus, an ideal linear relationship is desired in which the input gradation of the image data and the output density on the print medium (on the paper) match. At the design stage, a conversion table for converting the input tone value of the halftone processing unit into image reproduction data is designed so that the input tone and the density on the paper have a linear relationship based on the characteristics of the print engine. Is done. However, the linear relationship may not be maintained due to variations in the characteristics of the print engine at the time of shipment from the factory, or due to variations in the characteristics of the print engine due to aging or environmental changes.
そこで,パッチ画像を形成するための画像データに基づいて,印刷エンジンの感光体ドラムや中間転写媒体などに複数階調値のパッチ画像を形成し,そのパッチ画像の出力濃度を濃度センサで読み取り,入力階調値と読み取られた出力濃度(正確には紙上濃度)との関係を取得し,その関係が理想的なリニア特性になるように補正ガンマテーブルを作成し,それに基づいてハーフトーン処理部の変換テーブルを補正することが提案されている。または,補正ガンマテーブルによって入力階調値を補正し,補正された入力階調値をハーフトーン処理部に供給することが提案されている。 Therefore, based on the image data for forming the patch image, a patch image having a plurality of gradation values is formed on the photosensitive drum or intermediate transfer medium of the print engine, and the output density of the patch image is read by the density sensor. The relationship between the input tone value and the read output density (exactly the density on the paper) is acquired, and a correction gamma table is created so that the relationship becomes an ideal linear characteristic. It has been proposed to correct the conversion table. Alternatively, it has been proposed to correct an input tone value using a correction gamma table and supply the corrected input tone value to a halftone processing unit.
画像形成装置は,上記の補正ガンマテーブルを生成するに際して,パッチ画像の出力濃度をエンジン内蔵の濃度センサで読み取り,あらかじめパッチ画像を測定した時のセンサ値と,そのパッチ画像を印刷媒体(紙)に印刷しその紙上濃度を測色器で測定した紙上濃度値との関係を示すセンサ値・紙上濃度変換テーブルに基づいて,前記補正時のセンサ値を紙上濃度に変換する。そして,取得した入力階調と紙上濃度との関係が理想的なリニア特性になるように前記の補正ガンマテーブルを作成する。 When generating the correction gamma table, the image forming apparatus reads the output density of the patch image with a density sensor built in the engine, and measures the sensor value when the patch image is measured in advance and the patch image as a print medium (paper). The sensor value at the time of correction is converted into the on-paper density based on the sensor value / on-paper density conversion table showing the relationship with the on-paper density value printed on the paper and the density on the paper measured by the colorimeter. Then, the correction gamma table is created so that the relationship between the acquired input gradation and the on-paper density has an ideal linear characteristic.
例えば,以下の特許文献1,2,3に記載されるとおりである。
上記のとおり,パッチ画像を濃度センサで読み取り,読み取られたセンサ値に対応する紙上濃度とパッチ画像の入力階調値との関係を取得し,その関係が理想的なリニア特性になるように補正ガンマテーブルを作成するので,そもそも入力階調値とセンサを介して取得した紙上濃度との関係が適切でなければ,適切な補正ガンマテーブルを作成することはできない。 As described above, the patch image is read by the density sensor, the relationship between the on-paper density corresponding to the read sensor value and the input tone value of the patch image is acquired, and the relationship is corrected so that the relationship becomes an ideal linear characteristic. Since the gamma table is created, an appropriate correction gamma table cannot be created unless the relationship between the input gradation value and the density on the paper acquired via the sensor is appropriate.
ところが,コストダウンの要請からパッチ画像の出力濃度を検出する濃度センサに特性ばらつきがあると,取得される入力階調値と紙上濃度との関係が現実の印刷エンジンの特性と食い違うことになり,理想的なリニアな特性への補正をすることができなくなる。 However, if there is a variation in the characteristics of the density sensor that detects the output density of the patch image due to a request for cost reduction, the relationship between the acquired input tone value and the density on the paper will be different from the actual print engine characteristics. Correction to ideal linear characteristics cannot be performed.
特に,低階調領域での出力濃度値と高階調領域での出力濃度値が濃度センサの特性変動により正確でない場合は,それらの2点を結ぶ特性をリニア特性にする補正を行うと,中間階調領域に対する実際の出力濃度がリニア特性からはずれてしまうことが予想される。 In particular, when the output density value in the low gradation area and the output density value in the high gradation area are not accurate due to the characteristic fluctuation of the density sensor, if the characteristic connecting these two points is corrected to a linear characteristic, It is expected that the actual output density for the gradation area will deviate from the linear characteristics.
そこで,本発明の目的は,上記の課題を解決し,適切な出力濃度の補正制御を行うことができる画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of solving the above-described problems and performing appropriate output density correction control.
上記の目的を達成するために,本発明の側面によれば,画像形成装置は,所定のガンマ特性に基づいて入力階調値から画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラユニットと,前記画像再生データに基づいて前記入力階調値に対応する出力濃度の画像を形成する印刷エンジンとを有する。更に,コントローラユニットは,複数の入力階調値を有するパッチ画像データから画像再生データを生成して印刷エンジンに前記パッチ画像を形成させ,前記印刷エンジン内の濃度センサによる前記パッチ画像のセンサ値と,当該パッチ画像のセンサ値と前記パッチ画像を印刷媒体上に印刷した時に紙上画像の濃度との関係を示すセンサ値・紙上濃度変換テーブルと,に基づいて,補正ガンマテーブルを生成する。この補正ガンマテーブルに基づいてハーフトーン処理部は入力階調値から画像再生データを生成して濃度補正を行う。そして,コントローラユニットは,最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が紙白のセンサ基準値と異なる場合に,前記センサ値・紙上濃度変換テーブルを,当該最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値と紙白のセンサ基準値との偏差に基づいて補正し,前記パッチ画像のセンサ値と当該補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブルとに基づいて前記補正ガンマテーブルを生成する。 In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, an image forming apparatus includes a controller unit having a halftone processing unit that generates image reproduction data from an input gradation value based on a predetermined gamma characteristic; A print engine that forms an image having an output density corresponding to the input gradation value based on the image reproduction data. Further, the controller unit generates image reproduction data from patch image data having a plurality of input gradation values, causes the print engine to form the patch image, and detects a sensor value of the patch image by a density sensor in the print engine. The correction gamma table is generated based on the sensor value / on-paper density conversion table indicating the relationship between the sensor value of the patch image and the density of the on-paper image when the patch image is printed on the print medium. Based on this correction gamma table, the halftone processing unit generates image reproduction data from the input gradation value and performs density correction. When the sensor value of the patch image with the minimum input gradation value is different from the sensor reference value of paper white, the controller unit stores the sensor value / on-paper density conversion table with the sensor of the patch image with the minimum input gradation value. The correction gamma table is generated based on the sensor value of the patch image and the corrected sensor value / on-paper density conversion table.
トナーによるパッチ画像が形成されない白を含む低濃度領域では,濃度センサのセンサ値にばらつきが発生することが発明者らにより見出されている。そこで,本発明の側面では,濃度センサのばらつきが大きい低濃度領域,特に紙白の最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が,紙白のセンサ基準値と異なる場合は,その偏差に基づいて,センサ値・紙上濃度変換テーブルを補正する。これにより,最小入力階調値に対応する紙上濃度からセンサ値のばらつき成分を除去することができ,濃度センサのばらつき成分が除外された入力階調・出力濃度特性に基づいて補正ガンマテーブルを生成することができる。それにより,画像出力装置を適切に理想的なリニア特性に補正することができる。 The inventors have found that the sensor value of the density sensor varies in a low density region including white where a patch image is not formed by toner. Therefore, according to the aspect of the present invention, if the sensor value of the patch image of the low density region where the variation of the density sensor is large, particularly the minimum input gradation value of the paper white is different from the sensor reference value of the paper white, it is based on the deviation. Then, the sensor value / on-paper density conversion table is corrected. As a result, the variation component of the sensor value can be removed from the density on the paper corresponding to the minimum input tone value, and a correction gamma table is generated based on the input tone / output density characteristics excluding the variation component of the density sensor. can do. Thereby, the image output apparatus can be appropriately corrected to an ideal linear characteristic.
上記の第1の側面の好ましい態様によれば,前記コントローラユニットは,前記補正を,前記紙白の濃度から最大濃度までの範囲にわたり,前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算することにより,行う。 According to a preferable aspect of the first aspect, the controller unit adds the deviation to the sensor value / on-paper density conversion table over the range from the density of the paper white to the maximum density. Do as follows.
上記の第1の側面の好ましい態様によれば,前記コントローラユニットは,前記補正を,前記紙白の濃度では,前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算し,前記紙上最大濃度では前記加算を行わず,前記紙白の濃度と紙上最大濃度との間では前記紙上濃度に応じた割合で前記偏差を加算することにより,行う。 According to a preferred aspect of the first aspect, the controller unit adds the deviation to the sensor value / on-paper density conversion table for the paper white density, and adds the deviation to the maximum density on the paper. The addition is not performed, but the deviation is added at a rate corresponding to the density on the paper between the density of the paper white and the maximum density on the paper.
以下,図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し,本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
図1は,本実施の形態における画像形成装置の構成図である。図1には,画像形成装置の一例としてプリンタの構成が示される。プリンタ以外には,スキャナ機能を内蔵した複写機,ファクシミリなども同様の画像形成装置である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. FIG. 1 shows the configuration of a printer as an example of an image forming apparatus. In addition to printers, copiers and facsimiles with built-in scanner functions are similar image forming apparatuses.
プリンタ20は,ホストコンピュータ10にネットワークなどを介して接続され,ホストコンピュータ10にインストールされたプリンタドライバ12から印刷データを受信する。プリンタ20は,印刷データに基づいて画像再生データを生成するコントローラユニット200と,画像再生データに基づいて画像を形成する印刷エンジン250とを有する。
The
コントローラユニット200は,コントローラユニット全体を制御するCPU202と,画像データなどを格納するメモリ206と,印刷データを受信するインターフェースIFと,印刷データに基づく画像データをRGBからCMYKに色変換する色変換部208と,色変換されたCMYKの画像データの入力階調値を所定のガンマ特性に基づいて画像再生データに変換するハーフトーン処理部210と,画像再生データをパルス幅変調するパルス幅変調器212とを有する。さらに,不揮発性メモリ214内には,スクリーンガンマテーブル216と,補正ガンマテーブル218と,センサ値・紙上濃度変換テーブル220と,初期値として紙白センサ基準値データ222が記録されている。ハーフトーン処理部210は,AMスクリーンやFMスクリーンに対応する特性を有するスクリーンガンマテーブル216を参照して,入力階調値を画像再生データに変換する。
The
上記の紙白センサ基準値とは,工場出荷段階において,紙白に対応する最小入力階調値のパッチ画像をエンジン内蔵の濃度センサ(後述)で測定した時のセンサ値である。また,紙白紙上濃度値とは,同様の最小入力階調値のパッチ画像を印刷媒体(紙)上に印刷し,測色器で測定して得た紙上濃度である。紙白画像の場合は,印刷エンジンによるトナー付着を伴わないので,印刷エンジンの経年変化や個体差の影響を受けない。よって,そのような紙白画像に対するセンサ値や紙上濃度値は,センサ値によるものではなくあらかじめ測定して得ている基準値として不揮発性メモリ214に記憶しておき,自動画像濃度制御においてセンサ値に代えて利用するようにする。
The paper white sensor reference value is a sensor value when a patch image having a minimum input gradation value corresponding to paper white is measured by a density sensor (described later) built in the engine at the factory shipment stage. The on-paper density value is a density on paper obtained by printing a patch image having the same minimum input gradation value on a printing medium (paper) and measuring with a colorimeter. In the case of a paper white image, since there is no toner adhesion by the print engine, it is not affected by aging of the print engine or individual differences. Therefore, the sensor value or the on-paper density value for such a paper white image is stored in the
印刷エンジン250は,エンジンコントローラ252と,レーザダイオードまたはライン状発光素子などからなる発光手段254と,感光体ドラム256と,図示しない現像ユニット,転写ユニット,定着ユニットなどを有する。そして,エンジンコントローラ252は,コントローラユニット200が生成する画像再生データに基づいて,発光手段254からビームを照射させて,感光体ドラム256上に潜像を形成し,現像ユニットにより潜像をトナー像に現像し,転写ユニットによりトナー像を印刷媒体,例えば用紙に転写し,定着ユニットにより用紙上にトナー画像を定着する。
The
印刷エンジン250は,さらに内蔵する濃度センサ260により,感光体ドラム上にまたは図示しない中間転写媒体上に形成されたトナー像の濃度を検出し,コントローラユニット200内のセンサインターフェースS−IFにそのセンサ値を出力させる。
The
[自動画像濃度制御]
プリンタのコントローラユニット200は,自動画像濃度制御プログラム204を有し,このプログラムを実行することで,入力階調値に対する印刷エンジンによる出力画像濃度が最適な特性を維持するように自動的に制御を行う。この自動画像濃度制御の概略は次の通りである。
[Automatic image density control]
The
まず,プリンタの電源起動時や,感光体ドラムや現像ユニットの置き換え時などの所定のタイミングで,低濃度から高濃度まで所定の階調ステップを有するパッチ画像を印刷エンジン250により形成する。具体的には,コントローラユニット200がパッチ画像データから画像再生データを生成し,印刷エンジン250がその画像再生データに対応するパッチ画像258を感光体ドラム256上に形成する。このパッチ画像258は前述のトナー像であり,図示しない中間転写媒体上に形成されてもよい。そして,濃度センサ260がパッチ画像258の濃度を測定しそのセンサ値がコントローラユニット200に供給される。
First, a patch image having a predetermined gradation step from a low density to a high density is formed by the
自動画像濃度制御プログラム200は,このセンサ値に基づいて紙上の出力濃度値を求め,パッチ画像データの入力階調値と出力濃度値との関係を示す入力階調・出力濃度特性を求める。そして,この入力階調・出力濃度特性が理想的なリニアな関係になるように,入力階調値を補正するための補正ガンマテーブル218を生成し,不揮発性メモリ214に記録する。そして,ハーフトーン処理部210は,この補正ガンマテーブル218に基づいてスクリーンガンマテーブル216を補正した補正スクリーンガンマテーブル216を参照して,入力階調値データを画像再生データに変換する。または,ハーフトーン処理部210は,補正ガンマテーブル220を参照して入力階調値データを補正し,補正された入力階調値データをスクリーンガンマテーブル216を参照して画像再生データに変換する。
The automatic image
図2は,自動画像濃度制御プログラムによる制御手順を示すフローチャート図である。そして,図3〜図5は自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。これらを参照して自動画像濃度制御について詳述し,その後,その問題点と本実施の形態による自動画像濃度制御を説明する。 FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure by the automatic image density control program. 3 to 5 are diagrams showing various graphs generated in the automatic image density control. The automatic image density control will be described in detail with reference to these, and then the problem and automatic image density control according to the present embodiment will be described.
図2において,前述のとおり自動画像濃度制御プログラムはパッチ画像を生成する(S10)。パッチ画像は,通常印刷時に使用するスクリーンガンマテーブルを用いて,印刷可能な256階調をパッチ階調数Pmaxに応じて255/(Pmax−1)の等間隔に区分した入力階調値を有するパッチパターンからなる。 In FIG. 2, as described above, the automatic image density control program generates a patch image (S10). The patch image has an input gradation value obtained by dividing 256 printable gradations at equal intervals of 255 / (Pmax-1) according to the number of patch gradations Pmax, using a screen gamma table used during normal printing. It consists of a patch pattern.
次に,印刷エンジン内の感光体ドラム256内のパッチ画像についてセンサ値を取得する(S12)。図3(A)は,パッチパターンの入力階調値に対するセンサ値を示すグラフ例である。図3(A)の横軸は0〜255の入力階調値,縦軸は0〜1023のセンサ値を示す。
Next, a sensor value is acquired for the patch image in the
ここで本明細書において,センサ値は規格化されたセンサ値を意味する。規格化センサ値とは,検出したセンサ値(電圧値)をセンサの規格化電圧(例えば5V)と受光光がない時の電圧(センサオフセット電圧)との間で10ビット(0〜1023)に規格化した値である。従って,センサの規格化電圧は1023に,センサオフセット電圧は0に規格化され,感光体上にトナーが付着していない状態(紙白,最小濃度に対応)は1023側の高い値に,トナーの面積率が100%のベタ状態(最大濃度に対応)は0側の低い値に規格化される。よって,規格化センサ値は,センサの出力電圧つまりセンサ値と実質的に同じ絶対的な値として使用することができる。例えば,規格化センサ値が200なら紙上濃度は1.42,規格化センサ値が120なら紙上濃度は1.63,240なら1.38などに対応する。以下,規格化センサ値を単にセンサ値と称する。 Here, in this specification, the sensor value means a standardized sensor value. The standardized sensor value means that the detected sensor value (voltage value) is 10 bits (0 to 1023) between the standardized voltage of the sensor (for example, 5V) and the voltage when there is no received light (sensor offset voltage). This is a standardized value. Therefore, the sensor normalization voltage is normalized to 1023, the sensor offset voltage is normalized to 0, and the toner is not adhered to the photoconductor (paper white, corresponding to the minimum density) is set to a high value on the 1023 side. The solid state with 100% area ratio (corresponding to the maximum density) is normalized to a low value on the 0 side. Therefore, the normalized sensor value can be used as an absolute value substantially the same as the output voltage of the sensor, that is, the sensor value. For example, if the normalized sensor value is 200, the on-paper density is 1.42, if the normalized sensor value is 120, the on-paper density is 1.63, and 240 corresponds to 1.38. Hereinafter, the normalized sensor value is simply referred to as a sensor value.
図3(A)の横軸の入力階調値について,パッチパターンの階調値Pi(0≦i<Pmax)は,以下の式により求められる。この式でINTは切り捨て処理であり,この式により階調数がPmaxのパッチパターンの入力階調値が0〜255階調レンジに等間隔に配置される。
Pi = INT((i * 255.) / (Pmax - 1) + 0.5)
図3(A)に示されるとおり,最小濃度に対応する入力階調値0では,センサ値は約720,最大濃度に対応する入力階調値255では,センサ値は約160になっている。
With respect to the input gradation value on the horizontal axis in FIG. 3A, the gradation value Pi (0 ≦ i <Pmax) of the patch pattern is obtained by the following equation. In this expression, INT is a truncation process, and according to this expression, the input gradation values of the patch pattern having the number of gradations Pmax are arranged at equal intervals in the 0 to 255 gradation range.
P i = INT ((i * 255.) / (Pmax-1) + 0.5)
As shown in FIG. 3A, the sensor value is about 720 at the
次に,センサ値を紙上濃度値に変換する(S14)。すなわち,工場出荷段階などであらかじめ求めておいたセンサ値・紙上濃度変換テーブル220を使用して,各パッチパターンの紙上濃度値(出力濃度値)を求める。図3(B)はセンサ値・紙上濃度変換テーブルの一例である。横軸は,0〜1023のセンサ値を0〜255のセンサ値に変換した値で,縦軸が紙上濃度値である。この変換テーブルは,事前にパッチ画像を印刷媒体の紙上に形成しその紙上濃度を測色器で測定し,取得した紙上濃度とパッチパターンのセンサ値とから生成される。 Next, the sensor value is converted into an on-paper density value (S14). That is, the on-paper density value (output density value) of each patch pattern is obtained using the sensor value / on-paper density conversion table 220 obtained in advance at the factory shipment stage. FIG. 3B is an example of a sensor value / on-paper density conversion table. The horizontal axis is a value obtained by converting the sensor value of 0 to 1023 into the sensor value of 0 to 255, and the vertical axis is the on-paper density value. This conversion table is generated based on the obtained on-paper density and the sensor value of the patch pattern obtained by previously forming a patch image on the paper of the printing medium and measuring the density on the paper with a colorimeter.
図4(A)は,図3(A)(B)から,センサ値を紙上濃度値(出力濃度値)に変換して,パッチパターンの入力階調値と紙上濃度値との対応にしたグラフである。これが,入力階調値とセンサ値に基づく出力濃度値の関係を示す入力階調・出力濃度特性であり,理想的にはリニアな関係であることが望ましい。なお,センサ値には濃度センサの特性ばらつきが含まれていて,入力階調の増加に対して出力濃度が減少するなどセンサ値逆転現象が含まれる。したがって,そのような濃度センサの特性ばらつきを除去するために所定の逆転補正や平滑化処理が行われる。 FIG. 4A is a graph in which the sensor value is converted into the on-paper density value (output density value) from FIGS. 3A and 3B, and the input tone value of the patch pattern and the density value on the paper are associated with each other. It is. This is the input gradation / output density characteristic indicating the relationship between the input gradation value and the output density value based on the sensor value, and ideally a linear relationship is desirable. Note that the sensor value includes characteristic variations of the density sensor, and includes a sensor value reversal phenomenon such that the output density decreases as the input gradation increases. Therefore, predetermined reverse correction and smoothing processing are performed in order to remove such characteristic variation of the density sensor.
図4(A)には,センサ値から変換され濃度値(黒丸)に,パッチ画像を測色器で実測した濃度値(白丸)が重ねて示されている。この例では,センサ値から変換した紙上濃度値を信号処理した結果,実測濃度値とほぼ一致している。図4(A)には,理想的なリニアな特性IDEAを一点鎖線で示している。このリニアな特性IDEAに比較すると,実際の出力濃度が低めにつまり淡い画像が形成されていることが理解できる。 In FIG. 4A, the density value (white circle) obtained by actually measuring the patch image with the colorimeter is superimposed on the density value (black circle) converted from the sensor value. In this example, the on-paper density value converted from the sensor value is subjected to signal processing, and as a result, it almost matches the actually measured density value. In FIG. 4A, an ideal linear characteristic IDEA is indicated by a one-dot chain line. Compared with this linear characteristic IDEA, it can be understood that the actual output density is low, that is, a light image is formed.
次に,自動画像濃度制御プログラムは,図4の入力階調・出力濃度特性がリニアな特性IDEAになるような補正ガンマテーブルを生成する(S18)。この補正ガンマテーブルは,図4(A)の得られた紙上濃度値を,所望の濃度値に補正するためのテーブルであり,ここでは入力階調値に応じて出力濃度がリニアとなるように補正を行うためのテーブルを作成する。図4(B)が補正ガンマテーブルの例である。その後の通常印刷では,この補正ガンマテーブルに基づいて入力階調が補正される(S20)。 Next, the automatic image density control program generates a correction gamma table such that the input tone / output density characteristics of FIG. 4 become linear characteristics IDEA (S18). This correction gamma table is a table for correcting the obtained on-paper density value shown in FIG. 4A to a desired density value. Here, the output density is linear according to the input gradation value. Create a table for correction. FIG. 4B is an example of a correction gamma table. In subsequent normal printing, the input gradation is corrected based on the correction gamma table (S20).
この補正ガンマテーブルの意味は,補正前の入力階調値64は,補正後の入力階調値56.73で使用するようにすれば,出力濃度56.73を得ることができることである。つまり,補正前では,ある入力階調値に対して得られる紙上濃度値が,図4(A)の入力階調・出力濃度特性によれば理想値よりも低くなり出力画像が淡く印刷されることが判明したため,入力階調値56.73を補正ガンマテーブルにより64に補正変換し,その補正変換した入力階調値64をハーフトーン処理部に入力することで,より濃い画像を出力させることができるようになる。
The meaning of this correction gamma table is that an output density 56.73 can be obtained if the
図5は,補正ガンマテーブルを使用したハーフトーン処理部を示す図である。このハーフトーン処理部210は,補正後入力階調値INa=56.73を補正ガンマテーブル218で補正前入力階調値INb=64に変換し,それをスクリーンガンマテーブル216で変換して画像再生データを生成する。この画像再生データにより印刷された出力濃度Dが56.73になり,補正後入力階調値と同じ階調値になりリニアな特性になっている。
FIG. 5 is a diagram showing a halftone processing unit using a correction gamma table. This
ハーフトーン処理部210は,補正ガンマテーブル218に基づいてスクリーンガンマテーブル216を補正し,補正されたスクリーンガンマテーブルにより,補正後入力階調値INaを画像再生データに変換してもよい。
The
図6は,上記の自動画像濃度制御についてまとめたグラフ図である。第1象限にパッチ画像に基づく入力階調値に対するセンサ値600が示され,図3(A)のグラフにおいてセンサ値を反転した反転値(=最大規格化センサ値−センサ値)にしたグラフであり,実質的に同じである。入力階調値に対するセンサ値のグラフ600を,センサ値の反転値にする理由は,反転値で示すことで,入力階調値に対してセンサ反転値が単純増加になるので,直感的に理解が容易になるからである。横軸の入力階調値は,図5における補正前入力階調値INbに対応する。第2象限にセンサ値と紙上濃度値のグラフ(センサ値・紙上濃度変換テーブル)602が示され,図3(B)のグラフにおいてセンサ値を反転値にしたグラフであり,実質的に同じである。そして,第3象限に理想的な入力階調値と紙上濃度値(出力濃度値)のグラフ604が示され,センサ値から変換した紙上濃度値の最大値Dmax(Dmax=1.6)と紙上濃度値の最小値D0(D0=0.1)との間でリニアな関係になっている。
FIG. 6 is a graph summarizing the automatic image density control described above. In the first quadrant, a
そして,図6の第4象限のグラフ606が,理想的なリニアな関係の入力階調値と紙上濃度値になるように,補正前入力階調値INbと補正後入力階調値INaとの関係を示す補正ガンマテーブルである。図5で説明したとおり,補正後入力階調値INaは補正ガンマテーブルにより補正前入力階調値INbに変換され,スクリーンガンマテーブルで画像再生データに変換される。第4象限にも,補正前入力階調値INa=56.73と補正後入力階調値INb=64との関係が示される。
Then, the pre-correction input gradation value INb and the post-correction input gradation value INa are set so that the
[濃度センサの問題点]
前述の図4(A)に示した入力階調・出力濃度特性では,センサ値から求めた紙上濃度値(黒丸)と実測した出力濃度値(白丸)とはほぼ一致している。しかしながら,濃度センサのセンサ値にはばらつきが含まれる場合がある。特に,感光体にトナーが付着しない低濃度領域でのセンサ値には誤差が含まれやすい。この理由は,感光体表面には凸凹があり感光体表面のどの位置の濃度を測定したかに依存してセンサ値がばらつくことが考えられる。更に,低コストの濃度センサ自体にセンサ値のばらつきを含むことが考えられる。
[Problems of concentration sensor]
In the input gradation / output density characteristics shown in FIG. 4A described above, the on-paper density value (black circle) obtained from the sensor value and the actually measured output density value (white circle) substantially coincide. However, the sensor value of the density sensor may include variations. In particular, an error is likely to be included in the sensor value in a low density region where toner does not adhere to the photoreceptor. This is because the surface of the photoconductor has irregularities, and the sensor value varies depending on which position on the surface of the photoconductor is measured. Furthermore, it is conceivable that the low-cost density sensor itself includes variations in sensor values.
図6中の破線600Sでは,最小入力階調を含む低入力階調値領域において,センサ値が上昇している。このようなセンサ値が取得されると,センサ値・紙上濃度変換テーブル602に基づいて変換される紙白濃度D0e(=0.16)は,理想的な紙白濃度D0(=0.1)より大きくなる。そして,このセンサ値による最小入力階調に対応する紙白濃度D0eと最大入力階調に対応する最大紙上濃度Dmaxとの間をリニア特性610にするためには,破線のような補正ガンマテーブル612が生成される。
In the
つまり,センサ値600Sをセンサ値・紙上濃度変換テーブル602に基づいて変換して得られる紙上濃度D0e,Dmax間のリニア特性610は,センサ値600の場合のリニア特性604とは,低濃度領域で食い違いが生じ,補正ガンマテーブル612では,低濃度領域において補正後入力階調INaをより高い補正後入力階調INbに補正することになる。よって,この補正は,補正後の紙上濃度値が濃くなりすぎることを意味する。
That is, the linear characteristic 610 between the on-paper densities D0e and Dmax obtained by converting the
図7は,図6の補正ガンマテーブル612に基づいてハーフトーン処理部が画像再生データを生成し,その結果得られたパッチ画像の入力階調値INaに対する紙上濃度値の関係を示す図である。図中実線は,図6の補正ガンマテーブル606に基づく理想的なリニア特性IDEAを示し,図中破線は,図6の補正ガンマテーブル612に基づく入力階調・紙上濃度特性614を示す。補正ガンマテーブル612に基づく場合(特性614)は,前述のとおり,紙上濃度値が,特に低濃度領域においてより高くなっている。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the on-paper density value and the input tone value INa of the patch image obtained as a result of the halftone processing unit generating image reproduction data based on the correction gamma table 612 of FIG. . A solid line in the figure indicates an ideal linear characteristic IDEA based on the correction gamma table 606 in FIG. 6, and a broken line in the figure indicates an input gradation / on-paper density characteristic 614 based on the correction gamma table 612 in FIG. When based on the correction gamma table 612 (characteristic 614), as described above, the on-paper density value is higher particularly in the low density area.
最小階調値に対応するパッチ画像では,感光体ドラムや中間転写媒体上にトナーは付着されない。したがって,最小階調値に対応するセンサ値には,印刷エンジンの経年変化や個体差に基づく変動は含まれていない。それにもかかわらず最小階調値に対応するセンサ値が変動するのは,濃度センサ自体の特性ばらつきや前述した感光体ドラム上の凸凹などが原因と考えられる。そのような最小階調値に対応するセンサ値の変動(図6では600Sの上昇)に基づいて補正ガンマテーブル612を生成すると,経年変化や個体差が発生していない印刷エンジンにより,低濃度領域において紙上濃度値が不必要に高くなるのである。つまり,誤差を含む紙白センサ値Sw1が,補正ガンマテーブル612に悪影響を与えてしまい,不適切な画像濃度補正が行われてしまう。 In the patch image corresponding to the minimum gradation value, no toner adheres to the photosensitive drum or the intermediate transfer medium. Therefore, the sensor value corresponding to the minimum gradation value does not include a change due to the aging of the print engine or individual differences. Nevertheless, the sensor value corresponding to the minimum gradation value fluctuates because of variations in the characteristics of the density sensor itself and the irregularities on the photosensitive drum described above. When the correction gamma table 612 is generated based on the change in sensor value corresponding to such minimum gradation value (increase of 600S in FIG. 6), a low density region is obtained by a print engine in which no secular change or individual difference occurs. In this case, the on-paper density value becomes unnecessarily high. That is, the paper white sensor value Sw1 including the error adversely affects the correction gamma table 612, and inappropriate image density correction is performed.
[本実施の形態における自動画像濃度制御]
図8は,本実施の形態における自動画像濃度制御プログラムによる制御フローチャート図である。図8のフローチャートは,図2と比較すると,最小階調値のパッチ画像に対するセンサ値(紙白センサ値)があらかじめ不揮発性メモリ214(図1)内に格納されている紙白センサ基準値と異なる場合に,センサ値・紙上濃度変換テーブルを補正する工程S13,S13Aが追加されていて,それ以外の工程は図2と同じである。そこで,この新たに追加された工程13,13Aについて詳述する。
[Automatic image density control in this embodiment]
FIG. 8 is a control flowchart according to the automatic image density control program in the present embodiment. The flowchart of FIG. 8 is compared with the paper white sensor reference value in which the sensor value (paper white sensor value) for the patch image having the minimum gradation value is stored in advance in the nonvolatile memory 214 (FIG. 1), as compared with FIG. If they are different, steps S13 and S13A for correcting the sensor value / on-paper density conversion table are added, and the other steps are the same as those in FIG. Therefore, the newly added steps 13 and 13A will be described in detail.
まず,本実施の形態では,前提として,設計時または工場出荷時にセンサ値・紙上濃度変換テーブル602を作成するときに,紙白のセンサ値Swthを紙白センサ基準値として不揮発性メモリ214に記憶しておく。
First, in the present embodiment, as a premise, when the sensor value / paper density conversion table 602 is created at the time of design or factory shipment, the paper white sensor value Swth is stored in the
図9は,センサ値・紙上濃度変換テーブルの第1の補正を示す図である。いま仮に,自動画像濃度制御工程において,パッチ画像のセンサ値が図中600Sのように検出されたとする。この取得したセンサ値600Sによれば,紙白センサ値Sw1が,紙白センサ基準値Swthから差分dSだけ増加している。図8の工程S13において,パッチ画像から検出されたセンサ値600Sの紙白センサ値Sw1が,紙白センサ基準値Swthと異なっていると(S13のYES),自動画像濃度制御プログラム204は,センサ値・紙上濃度変換テーブル602を,差分dSに応じて補正して(S13A),紙白センサ値Sw1を変換した紙白濃度D0が理想的な紙白濃度値(D0=1.0)と等しくなるようにする。また,図8の工程S13において,パッチ画像から検出されたセンサ値600Sの紙白センサ値Sw1が,紙白センサ基準値Swthと同じであると(S13のNO),自動画像濃度制御プログラム204は,設計時または工場出荷時のセンサ値・紙上濃度変換テーブル602を補正することなく,センサ値を紙上濃度値に変換する。この場合も,変換後の紙白濃度D0は理想的な紙白濃度値D0と等しくなる。
FIG. 9 is a diagram showing the first correction of the sensor value / on-paper density conversion table. Assume that the sensor value of the patch image is detected as 600S in the figure in the automatic image density control process. According to the acquired
図9に示されるとおり,この例では,補正時の紙白センサ値Sw1と紙白センサ基準値Swthとの偏差dSを,センサ値・紙上濃度変換テーブル602のセンサ値に,前記紙白濃度から最大濃度までの範囲にわたり加算して,補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル602Cを生成する。この補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル602Cによれば,パッチ画像から取得した紙白センサ値Sw1は,理想的な紙白濃度値D0と同じ値に変換される。よって,この紙白濃度値D0から最大濃度値Dmaxまでが理想的なリニア特性614になるように補正ガンマテーブルを生成すると,図9の第4象限の破線616のようになる。
As shown in FIG. 9, in this example, the deviation dS between the paper white sensor value Sw1 and the paper white sensor reference value Swth at the time of correction is changed from the paper white density to the sensor value of the sensor value / on-paper density conversion table 602. The corrected sensor value / on-paper density conversion table 602C is generated by adding over the range up to the maximum density. According to the corrected sensor value / on-paper density conversion table 602C, the paper white sensor value Sw1 acquired from the patch image is converted to the same value as the ideal paper white density value D0. Therefore, when the correction gamma table is generated so that the ideal white characteristic 614 from the paper white density value D0 to the maximum density value Dmax is generated, a
上記のように補正時の紙白センサ値Sw1と紙白センサ基準値Swthとの偏差dSに基づいて,センサ値・紙上濃度変換テーブル602を破線602Cのように補正することで,紙白センサ値Sw1から変換される紙上濃度値は,理想的な紙白濃度値D0と同等になる。よって,その紙上濃度値D0に基づく理想的なリニア特性614により生成される補正ガンマテーブル616は,低濃度領域で不必要に高い入力階調値に変換することはなくなる。よって,図7のように低濃度領域で紙上濃度が高くなりすぎることが抑制される。
Based on the deviation dS between the paper white sensor value Sw1 and the paper white sensor reference value Swth at the time of correction as described above, the sensor value / on-paper density conversion table 602 is corrected as indicated by the
図9の補正例は,センサ値のずれdSが最小入力階調から最大入力階調まで全体的に発生している場合に有効である。その場合のセンサ値のずれは,最小入力階調では印刷エンジンではなく前述の感光体ドラムの凹凸やセンサ値自体のずれを含み,高い入力階調領域では印刷エンジンの特性変動によるずれを含むと推察される。したがって,センサ値・紙上濃度変換テーブルを破線602Cのように偏差dSに基づいて全体的にシフトさせることで,紙白を含む低濃度領域では不必要に濃度が高くなるように補正されず,高濃度領域では濃度をより高くするように補正することができる。
The correction example of FIG. 9 is effective when the sensor value deviation dS occurs entirely from the minimum input gradation to the maximum input gradation. In this case, the sensor value deviation includes not only the print engine but the above-described unevenness of the photosensitive drum and the sensor value deviation in the minimum input gradation, and the deviation due to the characteristic fluctuation of the print engine in the high input gradation area. Inferred. Therefore, by shifting the sensor value / on-paper density conversion table entirely based on the deviation dS as indicated by the
図10は,センサ値・紙上濃度変換テーブルの第2の補正を示す図である。この例では,補正時に取得したセンサ値600Sのうち,紙白センサ値Sw1が紙白センサ基準値Swthと異なる場合は,センサ値・紙上濃度変換テーブル602にその偏差dSを紙白の濃度では加算し,紙上最大濃度では加算を行わず,紙白の濃度と紙上最大濃度との間では紙上濃度に応じた割合(比例配分)で偏差dSを加算して,補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル602Cを生成する。 FIG. 10 is a diagram showing the second correction of the sensor value / on-paper density conversion table. In this example, if the paper white sensor value Sw1 is different from the paper white sensor reference value Swth among the sensor values 600S acquired at the time of correction, the deviation dS is added to the sensor value / paper density conversion table 602 as the paper white density. However, addition is not performed at the maximum density on paper, and deviation dS is added between the density of white paper and the maximum density on paper at a ratio (proportional distribution) according to the density on paper to correct the corrected sensor value / density on paper. A table 602C is generated.
すなわち,紙白センサ値Sw1の紙白センサ基準値Swthに対する差分dSに対して,最大濃度の25%では差分dSの75%を加算し,最大濃度の50%では差分dSの50%を加算し,最大濃度の75%では差分dSの25%を加算し,最大濃度100%では加算しない。 That is, with respect to the difference dS of the paper white sensor value Sw1 with respect to the paper white sensor reference value Swth, 75% of the difference dS is added at 25% of the maximum density, and 50% of the difference dS is added at 50% of the maximum density. , 25% of the difference dS is added at 75% of the maximum density and is not added at 100% of the maximum density.
この補正センサ値・紙上濃度変換テーブル202Cによってセンサ値600Sを紙上濃度値に変換すれば,紙白濃度は理想的な紙白濃度D0と同じになり,最大紙上濃度Dmaxも工場出荷時または設計時の濃度と同等になり,それらを結ぶ理想特性614は工場出荷時または設計時の理想特性604と同等になる。その結果,補正ガンマテーブル616によれば,低濃度領域において,補正後入力階調値INaから補正される補正前入力階調値INbが,不必要に高い濃度に変換されることはない。
If the
図10の補正例は,センサ値のずれdSが最小入力階調から低階調の領域でのみ発生している場合に有効である。つまり,紙白センサ値Sw1には前述の感光体ドラムの凹凸やセンサ値自体のずれを含むが,高い入力階調領域では印刷エンジンの特性変化は生じていないと推察される。したがって,センサ値・紙上濃度変換テーブルを破線602Cのように偏差dSに基づいて低濃度領域側でシフトさせることで,紙白を含む低濃度領域では不必要に濃度が高くなるように補正されず,高濃度領域でも不必要に濃度をより高くするように補正することはない。
The correction example in FIG. 10 is effective when the sensor value deviation dS occurs only in the region from the minimum input gradation to the low gradation. That is, although the paper white sensor value Sw1 includes the above-described unevenness of the photosensitive drum and the deviation of the sensor value itself, it is presumed that there is no change in the characteristics of the print engine in a high input gradation region. Therefore, by shifting the sensor value / on-paper density conversion table on the low density area side based on the deviation dS as shown by the
図9,図10のいずれの補正例でも,紙白センサ値のずれdSに基づく補正ガンマテーブル616による低濃度領域で必要以上に高い紙上濃度が生成されることを回避することができる。そして,高濃度領域では,低濃度領域に比較すると補正により画質に与える影響は小さいので,図9,図10のいずれの補正方法でも補正による画質劣化を有効に回避することができる。 In both the correction examples of FIGS. 9 and 10, it is possible to avoid generation of on-paper density higher than necessary in a low density area by the correction gamma table 616 based on the deviation dS of the paper white sensor value. In the high density region, the influence of the correction on the image quality is small compared to the low density region. Therefore, any of the correction methods shown in FIGS. 9 and 10 can effectively avoid the deterioration of the image quality due to the correction.
図8に示されるとおり,図1の自動画像濃度制御プログラム204は,パッチ画像から取得したセンサ値のうち,紙白センサ値Sw1が設計時または工場出荷時に求めた紙白センサ基準値Swthと異なっている場合は,不揮発性メモリ214内のセンサ値・紙上濃度変換テーブル220を補正する。この補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル220により得られる入力階調値と紙上濃度(出力濃度)との関係に基づいて,それが理想的なリニア特性になるように,補正ガンマテーブル218を生成する。
As shown in FIG. 8, the automatic image
以上のとおり,本実施の形態では,パッチ画像を利用した自動画像濃度制御において,紙白センサ値があらかじめ求めていた紙白センサ基準値からずれているときに,それに応じてセンサ値・紙上濃度変換テーブルを補正する。それによりセンサばらつきなどに起因する紙白センサ値のばらつきによる悪影響を排除することができる。 As described above, in the present embodiment, in the automatic image density control using the patch image, when the paper white sensor value is deviated from the paper white sensor reference value obtained in advance, the sensor value / paper density is accordingly adjusted. Correct the conversion table. As a result, it is possible to eliminate an adverse effect caused by variations in the paper white sensor value caused by variations in the sensor.
20:プリンタ 200:コントローラユニット
204:自動画像濃度制御プログラム 210:ハーフトーン処理部
216:スクリーンガンマテーブル 218:補正ガンマテーブル
220,602:センサ値・紙上濃度変換テーブル
222,Swth:紙白センサ基準値
20: Printer 200: Controller unit 204: Automatic image density control program 210: Halftone processing unit 216: Screen gamma table 218: Correction gamma table 220, 602: Sensor value / on-paper density conversion table 222, Swth: Paper white sensor reference value
Claims (3)
所定のガンマ特性に基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラユニットと,
前記画像再生データに基づいて前記入力階調値に対応する出力濃度の画像を形成する印刷エンジンとを有し,
前記コントローラユニットは,複数の入力階調値を有するパッチ画像データから画像再生データを生成して印刷エンジンに前記パッチ画像を形成させ,前記印刷エンジン内の濃度センサによる前記パッチ画像のセンサ値と,当該パッチ画像のセンサ値と前記パッチ画像を印刷媒体上に印刷した時の紙上画像の濃度との関係を示すセンサ値・紙上濃度変換テーブルと,に基づいて,補正ガンマテーブルを生成し,
前記ハーフトーン処理部は,前記補正ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成し,
更に,前記コントローラユニットは,最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が紙白のセンサ基準値と異なる場合に,前記センサ値・紙上濃度変換テーブルを,当該最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値と紙白のセンサ基準値との偏差に基づいて補正し,前記パッチ画像のセンサ値と当該補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブルとに基づいて前記補正ガンマテーブルを生成することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image based on image data having an input gradation value,
A controller unit having a halftone processing unit for generating image reproduction data from the input gradation value based on a predetermined gamma characteristic;
A print engine that forms an image having an output density corresponding to the input gradation value based on the image reproduction data;
The controller unit generates image reproduction data from patch image data having a plurality of input gradation values, causes the print engine to form the patch image, and a sensor value of the patch image by a density sensor in the print engine; A correction gamma table is generated based on a sensor value / on-paper density conversion table indicating a relationship between the sensor value of the patch image and the density of the on-paper image when the patch image is printed on a print medium,
The halftone processing unit generates image reproduction data from the input gradation value based on the correction gamma table,
Further, when the sensor value of the patch image having the minimum input tone value is different from the sensor reference value of paper white, the controller unit reads the sensor value / on-paper density conversion table of the patch image having the minimum input tone value. The correction gamma table is generated based on the sensor value of the patch image and the corrected sensor value / on-paper density conversion table. An image forming apparatus.
前記コントローラユニットは,前記補正を,前記紙白の濃度から最大濃度までの範囲にわたり,前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算することにより,行うことを特徴とする画像形成装置。 In claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the controller unit performs the correction by adding the deviation to the sensor value / on-paper density conversion table over a range from the density of the paper white to the maximum density.
前記コントローラユニットは,前記補正を,前記紙白の濃度では,前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算し,前記紙上最大濃度では前記加算を行わず,前記紙白の濃度と紙上最大濃度との間では前記紙上濃度に応じた割合で前記偏差を加算することにより,行うことを特徴とする画像形成装置。 In claim 1,
The controller unit adds the deviation to the sensor value / on-paper density conversion table for the paper white density and does not perform the addition for the maximum density on the paper, and the density of the paper white and the maximum on-paper. An image forming apparatus, wherein the deviation is added at a rate corresponding to the density on the paper.
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