JP2008236638A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スキャナを用いたキャリブレーションは階調パッチの位置や階調値を自由に規定できるため、キャリブレーション精度は高いが、用紙を出力する必要があるのでコストが高くなる。
【解決手段】 環境や経年変動によるエンジン濃度変動が発生した場合に、必要に応じてスキャナによるキャリブレーションを実施し、その読込データの平均、分散処理を行い、その処理結果を用いて反射輝度センサによるキャリブレーションのパッチ階調値を調整することで、階調特性パラメータを生成するために必要な出力階調値を得られることができるようになるため、反射輝度センサによる反射輝度キャリブレーションの精度向上を図れる。
【選択図】 図１０

Description

この発明は、複数の線数による網点階調処理をサポートした複写機、プリンタ、プリンタ複合機などの画像形成装置の階調特性キャリブレーションを行う画像形成装置に関する。

印刷装置では環境や機差、経年変化により濃度変動が発生するため、その濃度変動を長期間に渡って一定に維持するためにキャリブレーションが実施される。キャリブレーションには主に反射輝度センサを用いた方法とスキャナを用いた方法がある。反射輝度センサを用いた方法では用紙に印刷する必要がないため１日に数回実施できる。

しかし、階調パッチを特定の位置に形成しなければならず、多くの階調パッチを形成することができない。また固定階調値であり階調パッチ数が少ないため、キャリブレーション精度が低い。スキャナを用いた方法では階調パッチの位置や階調値を自由に規定できるため、キャリブレーション精度は高いが、用紙を出力する必要があるのでコストが高くなる。また、ユーザによるスキャナの読込作業が必要になるので手間がかかる。

特開２００４−１０４７１２号公報

特許文献１ではキャリブレーションを実施しようとする度に毎回スキャナで読み取った結果から階調補正データを計算しているため、用紙を印刷するコストがかかる。また必ずユーザによる操作が必要となるため、その手間もかかってしまう。

また、他の従来技術では、スキャナのキャリブレーションと輝度センサのキャリブレーションを併用しているものもあるが、輝度センサを用いたキャリブレーションでは常に同一階調のデータしか印刷できないため、環境や機差、経年変動によって濃度ずれが生じた場合に、階調特性パラメータを生成するために必要な出力階調値を得られなくなる。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明では、幾つかの異なる線数の網点パターンから選択された網点パターンに従って、入力階調値を出力画像の網点の面積率に対応付ける階調処理手段と、前記複数の網点パターンから特定の網点を選択する網点選択手段と、該階調処理手段への入力階調値を階調補正データに従って補正する階調補正手段と、前記階調処理手段の出力に従って画像形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成される画像の濃淡を検出する手段を備えた画像形成装置において、該画像形成手段によって感光体あるいは転写体上に形成される第１の基準画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、該画像形成手段によって形成され、印刷媒体に印刷される第２の基準画像を読み取る画像読取手段を備え、第２の基準画像を読み取り、読み取り結果を入力値が同一階調であるパッチ毎に平均化し、該パッチ平均値を用い、第１の基準画像の階調パッチを調整し、第１の基準画像として登録し、第１の基準画像の画像濃度を検出する濃度検出手段によって階調特性を生成するための階調特性パラメータを決定することを特徴とする。

請求項記載２の発明では、請求項１の画像形成装置において、前記第１の基準画像は、基準画像データの用紙中心に点対称になるように同一濃度を配置した画像データとする。

請求項記載３の発明では、請求項１または２の画像形成装置において、前記第２の基準画像を読み取る画像読取手段によって複数の同一階調値を読み取り、その読み取り値の平均、分散を求め、不適切な読み取り値を削除し、適切な読み取り値のみで再度平均化する。

請求項記載４の発明では、請求項１の画像形成装置において、前記第２の基準画像を読み取る画像読取手段は読取結果と、前記画像形成装置の本体記憶領域、または外部記憶媒体に保存された読取結果のうち少なくとも１つと比較して読取結果を計算する。

請求項５記載の発明では、請求項１〜４の画像形成装置において、階調特性モデルが、少なくとも最大値、階調の立ち上がり初めの入力値であるハイライトオフセット値と階調特性の立ち上がりの傾きである階調勾配により規制する。

請求項６記載の発明では、請求項１〜４の画像形成装置において、基準画像のパッチ濃度の生成方法や、パッチ読取結果から印刷環境や状態に依存する異常値を決定するためのパラメータをユーザに決定させるためのユーザインタフェースを提供する。

環境や経年変動によるエンジン濃度変動が発生した場合に、必要に応じてスキャナによるキャリブレーションを実施し、その読込データの平均、分散処理を行い、その処理結果を用いて反射輝度センサによるキャリブレーションのパッチ階調値を調整することで、階調特性パラメータを生成するために必要な出力階調値を得られることができるようになるため、反射輝度センサによる反射輝度キャリブレーションの精度向上を図れる。

主なキャリブレーションを濃度センサで実施し、時折スキャナによるキャリブレーションを実施することでユーザへの作業負担の軽減を図れる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で、”濃度”を必ずしも正確な意味での濃度に限らず、色の濃さを表現する概念として用いている。この意味での濃度としては、本来の意味での濃度の他に、反射輝度の補数や、印刷結果における紙面からの色差ΔＥ等が上げられるが、特に、以下の実施例においては、主に印刷結果における紙面からのＣＩＥ色差ΔＥの意味で使用する。

図１は、本発明の画像形成装置の例としての６００ｄｐｉカラーレーザＭＦＰの構成概要を示している。画像形成手段であるプリンタエンジン９は、感光体３４と中間転写体３６を用い、感光体３４上に順次１色ずつ形成した異なる４色のトナー画像を、中間転写体３６の一回転毎に１色ずつ転写し、中間転写体３６の４回転で１枚のカラー画像を形成する中間転写体方式を採用している。

図１において、ベルト形状の感光体３４は、プリンタエンジン９の中央部に配置され、その一方の面に感光体３４と接触させて中間転写体３６が配置されている。縦に長く張った感光体３４の中間転写体３６と反対側の面には、それぞれ異なる色のトナーを格納する４つの現像器、即ちイエロー（Ｙ）現像器３３Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器３３Ｍ、シアン（Ｃ）現像器３３Ｃ、ブラック（Ｋ）現像器３３Ｋが縦に積層して配置されている。
感光体３４の周囲には回転方向に沿って、感光体３４上にトナー画像を形成するプロセス部品である、帯電器３０、露光器３２、現像器３３および、感光体３４上のトナー付着量を検出する反射輝度センサ３５が配置されている。

また、プリンタエンジン９の筐体側面には、破線で示したコントローラ３１の基板が、取り付けられている。

反射輝度センサ３５による検出信号は、このコントローラ３１に搭載された換算テーブルにより画像出力１０の濃度値に換算される。この意味で反射輝度センサ３５は、濃度検出手段となっている。

一方、中間転写体３６の周囲にはトナー画像形成、用紙の搬送を行うプロセス部品である、転写ローラ３７が配置されている。

用紙を搬送する搬送経路は、本体下部に配置している用紙カセット３９から中間転写体３６の外側を通って本体上面に排出する構成としており、その搬送経路に沿って、転写ローラ３７、用紙除電器（図示せず）、定着器３８が配置されている。

また、筐体外部に面して、基準パッチ生成手段を兼ねるユーザインタフェースである操作パネル４０が設けられており、この操作パネル４０を通して、ユーザによる手動のキャリブレーション命令などがコントローラ３１に送られる。

スキャナはプリンタエンジンの上部に設置されている。操作パネル４０を通して、読取リーダ４２では、原稿台４３にセットされた原稿に対して光源４４から光を照射し、その反射光を光電変換装置に出力される。光電変換装置（図示せず）により変換された信号をアナログデジタル変換器（図示せず）でデジタルデータに変換した後にデジタルデータをＰＣへ送信する。

図２は、本発明の画像形成装置における画像処理の流れを示している。（ただし、図２の一点鎖線２２は、信号の流れではなく処理の反復を表す）。

まず、通常印刷時における画像処理の流れについて説明する。印刷対象となる画像データ１は、画像展開手段２および、色補正手段３を介して、１ページ分の点順次のＲＧＢデータとして、画像バッファ４に蓄えられる。

色選択信号１１は、プリンタエンジン側からの同期信号（図示せず）に従って、各色面の出力が完了する毎に１づつ自動的にインクリメントされる２ｂｉｔ信号であり、ページ印刷開始時点では０に初期化される。

また、線数選択信号１２は、後述の図１２におけるプリンタドライバあるいは操作パネル４０による基準パッチ生成手段５３であるユーザインタフェース４５を通じて選択される０，１，２いずれかの値であり、０が階調優先、１が標準、２が解像度優先の各モードとして意味付けられている。

画像バッファ４に蓄えられたＲＧＢ画像データは、４色分解手段５により、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の４色の信号に分解される。

選択手段６は、先の色選択信号１１の値が、０，１，２，３のいずれかに従って、それぞれＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの出力値を４色分解手段５の出力から選択する。

階調補正手段７は、階調補正データ１３に従って０〜２５５の１画素８ｂｉｔの画像信号を同じく８ｂｉｔの出力階調値に補正する。ここで、階調補正データ１３は、２５６個の８ｂｉｔエントリを持つルックアップテーブル（ＬＵＴ）として実装されている。

階調処理手段８は、閾値配列１４を用いて階調補正手段７から出力される１画素の８ｂｉｔ階調値を、１画素４ｂｉｔのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号として出力する。

また、階調補正データ１３の値は、画像バッファ４からのデータの読み出しに先だって、色選択信号１１および、線数選択信号１２を合成した選択信号２３に従って、階調補正データテーブル１６から対応するＬＵＴを一つ選択し、階調補正データ１３にロードする。同様に、閾値配列テーブル１５からも対応する閾値配列を一つ選択し、閾値配列１４にロードする。

ここで、階調補正データ１３にロードされる階調補正テーブル値は、各色毎の階調処理手段８の入力値に対して出力される画像出力１０の濃度が、概ね線形になる様に補正されるよう、後述するキャリブレーション動作時に、階調補正データ生成手段１８により閾値配列１４に対応付けて生成されるものである。

また、閾値配列テーブル１５に保持される各閾値配列は、正確には配列サイズおよび網点線数の情報を伴って保持されるものであり、閾値配列１４には、これらの情報と共にロードされる。

閾値配列テーブル１５の要素となる多様な線数の網点を形成する閾値配列は、基本閾値パターンと、それを用いた閾値配列の構成方法により予め構築した閾値配列値とともに配列サイズおよび網点線数を固定値として保持している。

コントローラ３１は、図２の画像バッファ４以降の処理を、自動的に切り替わる色選択信号１１に従って、ＫＣＭＹの４面分４回繰り返すことで、プリンタエンジン９に対するＫＣＭＹの４色分の現像プロセスに必要な、各色面毎のデータを生成する。
プリンタエンジン９は、これらの色の重ね合わせによるフルカラー画像を紙面上に形成し、画像出力１０として出力する。

次に、キャリブレーション時の動作について、主に図２の破線で示す流れに従って説明する。スキャナを用いたキャリブレーション動作と、反射輝度センサを用いたキャリブレーション動作の２つがある。スキャナを用いたキャリブレーション動作は、操作パネルからのユーザの指示により起動される。反射輝度センサ３５を用いたキャリブレーション動作は、プリンタの起動時や出力枚数が所定値に達した場合、あるいは操作パネル４０（図１２）からのユーザ指示により起動される。

スキャナを用いたキャリブレーション動作時には基準画像データとして、図３に示す画像を利用する。図３は色補正２と階調補正手段７の処理をスルーする場合に、ＫＣＭＹの各色１６パッチずつが用紙中心６０で点対称になるように作成されたデータである。

各パッチの濃度値は、図４の入力階調値に示すとおり、０〜２５５までを１６間隔ずつ分割してあり、低濃度側から１６，３２，４８・・・２４０，２５５の全１６階調となっている。例えば、シアンについては、ｇ，ｂをｇ＝ｂ＝２５５に固定して、ｒを振ったデータを用意することで、ｃ＝２５５−ｒの信号値に対応するシアン単色のパッチ画像が作成できる。マゼンタ、イエローに対しても同様であるが、ブラックについては、ｒ＝ｇ＝ｂ＝２５５−ｋのデータを用意することで、ｋの信号値に対応するパッチ画像が作成できる。

また、前に述べたように、図３の入力パッチは０〜２５５を等間隔にしているが、濃度０〜１０近くの低階調部やベタ濃度に近い高階調部のパッチ数を多くするなど、濃度毎にパッチ数の調整をしても良い。この基準画像データを色補正３及び階調補正手段７の処理を実行せずにスルーし、その他の２〜８までの処理は通常印刷と同様に実施する。プリンタエンジン９では通常印刷と同様のプロセスを実行し、用紙に画像を出力する。

次に、出力した画像をスキャナで読み取り、その読み取り結果を基準画像生成手順に送信する。送られてきた読み取り結果からパッチ濃度を計算し、パッチデータを登録する。その後、反射輝度センサ３５を用いたキャリブレーションを実施する。

図４に、図３を第１の読み取り手段によって読み込んだ結果（図４上）と出力濃度１と出力濃度１〜４の平均の読み込み結果（図４下）を示す。第１の読込結果はそれぞれの入力階調に対して、平均、分散を計算する。分散が２以上かつ平均が２以上の場合にその値を削除し、それ以外の値で平均化する。２以上としているのは経験上、同じ印刷条件で出力した画像上で同階調の濃度が２以上となる場合はエンジン側の不具合が発生している場合のみであるためであって、印刷環境に合わせて変更してもよい。この条件で図４を見ると、入力階調が８０における分散が２８．３となっており、異常値となる。その中で平均が２以上の値を探すと３５．３の値を見つけることができるので、この値を削除し、その他の３パターンから平均及び分散を再計算することで精度の高い結果を得ることができる。ここで計算された濃度値により第１の基準画像データの出力濃度が５、１０、１５及びベタ濃度となる入力階調値を逆算し、第１の基準画像データの階調値を基準画像保持手段２０に登録する。

次に、反射輝度センサ３５を用いたキャリブレーション時の動作について説明する。反射輝度センサ３５を用いたキャリブレーション動作は、プリンタの起動時や出力枚数が所定値に達した場合、あるいは操作パネル４０（図１）からのユーザ指示により起動される。

反射輝度センサ３５を用いたキャリブレーション動作時には、図２の画像バッファ４に対して、基準画像生成手段２１は、基準画像保持手段２０に登録されている上記の階調値データ（パッチデータ）に基づいて、生成したパッチ画像データを直接書き込む。

一方で、４色分解手段５は内部処理を、ＲＧＢ信号（ｒ，ｇ，ｂ）に対して、（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）＝（２５５−ｒ，２５５−ｇ，２５５−ｂ，ｍｉｎ｛ｃ，ｍ，ｙ｝）のＣＭＹＫ信号に対応付ける処理に切り替える。また、階調補正手段７の処理は実行することなくスルーされる。

これによりスキャナを用いたキャリブレーションで説明した通り、各色単色のパッチ画像を作成でき、プリンタエンジン９に送出される。

反射輝度センサ３５を用いたキャリブレーション動作モードでは、プリンタエンジン９は、用紙のピックアップを行わないことと、用紙への転写以降のプロセスを実行しないことを除いては、通常印刷と同様のプロセスが実行される。これにより、用紙への画像出力１０を行うこと無しに、プリンタエンジン９の感光体３４上に図５に示すようなパッチ画像４１が形成される。

図１のプリンタエンジン９に搭載された反射輝度センサ３５は、このパッチ画像４１の反射輝度信号を検出し、コントローラ３１上の階調補正データ生成手段１８に送信する（図２）。

階調補正データ生成手段１８は、送られてきたパッチ画像４１のパッチそれぞれに対応する反射輝度信号に基づいて、後述する方法によって、閾値配列テーブル１５に登録された閾値配列の網点線数のそれぞれに対応した階調補正データを生成し、階調補正データテーブル１６に登録する。

本実施例では、画像補正ＬＵＴ生成手段１８は、コントローラ３１上に搭載された画像処理ＣＰＵ２５および周辺メモリ２６と、それに対して予め組み込まれたプログラムによって実現されている。また、図２では便宜上かき分けているが、閾値配列テーブル１５、階調補正データテーブル１６、履歴データ保持手段１９、および基準画像保持手段２０は、メモリ２６の特定のアドレス空間として実現されている。また、基準画像生成手段２１も同様にＣＰＵ２５に対するプログラムとして実現されている。

次に、画像補正ＬＵＴ生成手段１８による階調補正データの生成方法について説明する。

図６は、本実施例の画像形成装置の階調特性モデルである。図６で横軸はレンジを０〜１の範囲に正規化した階調処理手段８に対する入力階調値、縦軸Ｄは、画像出力１０の紙面からの色差ΔＥをその最大値ΔＥ_ｍａｘで正規化した相対値Ｄ＝ΔＥ／ΔＥ_ｍａｘである。以下ではＤを相対濃度と呼ぶことにする。

このとき、入力階調値ｘに対する相対濃度Ｄの階調特性Ｄ（ｘ）は、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各色毎に適当なｘ_０およびγを用いて、
Ｄ（ｘ）＝０ （０≦ｘ＜ｘ_０）
Ｄ（ｘ）＝１−｛１−（（ｘ−ｘ_０）／（１−ｘ_０））^γ｝（ｘ_０＜ｘ≦１）・・・（１）
により近似される。

ここで、相対濃度の立ち上がり階調値ｘ０をハイライトオフセット、γをガンマ値、ハイライトオフセット付近での傾きｇ＝γ／（１−ｘ_０）を階調勾配と呼んでいる。

上記モデルにより、中間階調の特性はハイライトオフセットｘ０と階調勾配ｇ、および、ΔＥ_ｍａｘの３つのパラメータにより特徴付けられることになる。
特に、紙面からの色差の最大値ΔＥ_ｍａｘは、別途プリンタエンジン９側で一定値になるように制御（例えば現像バイアスの制御）することにより、階調補正データは、ｘ_０とｇの２つのパラメータにより特徴付けられることになる。
また、この場合の階調補正関数は、（１）式を逆に解いて得られる次式、
Ｄ^−１（ｘ）＝ｘ_０＋（１−ｘ_０）｛１−（１−ｘ）^{１／｛（１−ｘ０）ｇ｝}｝ ・・・（２）
で与えられる。

従って、ｘ_０、ｇが与えられれば、上式を用いて、階調補正データを生成することができる。

次に、これらハイライトオフセットｘ_０および、階調勾配ｇを特定線数ｆ＝ｆ_０から推定する方法について説明する。なお、階調特性補正は、各色毎に行われる補正なので、以下の説明では、単色の出力画像を用いて説明する。

図７（ａ）は、３×３の９画素で一つの網点領域５３を構成した階調処理画像出力の概念図である。斜線のハッチングで示した網点５２に含まれる最小の正方形は、論理的な画素単位を表すもので、実際には印画されない補助線である。同様に、３×３画素毎に太線で示した網点領域５３も、隣接する網点の領域の区切りを概念的に示す物であって、実際には印画されない補助線である。

この図７（ａ）の網点５２は、入力階調値が、ちょうど論理画素１つ分に相当する場合に対して形成される網点を概念的に示している。このときの入力階調値ｘは、ちょうど網点領域５３の面積Ｓの逆数ｘ＝１／９である。

入力階調値ｘが増加するに従って、この網点５２の面積は増加し、ｘ＝１で３×３の領域５３全体を埋め尽くすベタ画像となる。

同様に図７（ｂ）は、４×４の１６画素で１つの網点を構成した階調処理画像出力の概念図である。この場合、網点領域５５の面積は、Ｓ＝４×４＝１６であり、論理画素１つ分に相当する階調処理手段８への入力階調値は、ｘ＝１／１６となる。

一方で、網点５２，５４がいずれも、隣接する網点から十分に分離されたものであるならば、図７（ａ）の網点５２も、図７（ｂ）の網点５４も網点一つ当たりの印画面積は等しいと考えることができる。

従って、仮に網点５２，５４が、画像出力１０の網点として再現されるぎりぎりの濃度であったならば、ハイライトオフセットｘ０は、図７（ａ）のケースでは、ｘ_０＝１／９、図７（ｂ）のケースではｘ_０＝１／１６であることになる。

これらの考察から、ハイライトオフセット値ｘ_０は、網点領域面積Ｓに反比例することが理解される。一方で、網点領域Ｓの面積は、網点間隔をｄとするとＳ＝ｄ＾２であり、プリンタエンジンの解像度が６００（ｄｐｉ）の場合、網点間隔ｄは網点線数ｆにより、ｄ＝６００／ｆと表されることから、Ｓ＝（６００／ｆ）^２となる。結果として、ハイライトオフセットｘ_０は、網点線数ｆの二乗に比例することが分かる。

図８は、感光体３４上に形成するパッチ画像４１の例である。キャリブレーション動作に先だって、図２での閾値配列テーブル１５には、予め定めた中庸な線数ｆ_０（例えばｆ_０＝１５０ｌｐｉ）の網点に対応する閾値配列がロードされているものとする。

パッチ画像４１は、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの現像プロセス毎に基準画像保持手段２０に保持されたパッチデータに基づいて、基準画像生成手段２１により生成される単色画像である。

図８の矢印で示した方向が、感光体３４の送り方向である。マーカー６０は、パッチ書き出し位置を検出するためのベタパターンであり、これに続くパッチ６１ａ〜６４ｄの反射率を反射輝度センサ３５が順次８ｂｉｔデジタル値として検出する。

ここで、パッチ６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、いずれも入力階調値ｘ_１＝２／１６に対応して、感光体３４上に形成された線数ｆ_０の網点画像である。これらに対応する４点分の反射輝度センサ３５の出力値の平均をｘ_１に対する出力値ｒｅｆ_１とする。

同様に、パッチ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、入力階調値ｘ_２＝３／１６に対応し、パッチ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは、入力階調値ｘ_２＝４／１６に対応し、また、パッチ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄは、入力階調値ｘ_２＝１６／１６に対応する。

これらに対応する反射輝度センサ３５出力値をそれぞれ平均することにより、ｒｅｆ_２，ｒｅｆ_３，ｒｅｆ_４が得られる。

ただし、上述のｘ_１，ｘ_２，ｘ_３として具体的に選択した値は、これから求めようとする特徴量であるハイライトオフセットｘ_０および、階調勾配ｇを推定するのに適切な値として選択されたものであれば、必ずしも上記値に限られるものではない。

次いで、各色毎に予め求めておいた紙面からのΔＥ値への換算テーブルを用いて、それぞれのｉ＝１，２，３，４に対する輝度値ｒｅｆ_ｉをΔＥ_ｉに変換し、最後に最大値ΔＥ_４で正規化することで、相対濃度Ｄ_ｉ＝ΔＥ_ｉ／ΔＥ_４が得られる。

図９に示すように、この様にして求めた、点６５＝（ｘ_１，Ｄ_１）、点６６＝（ｘ_２，Ｄ_２）、点６７＝（ｘ_３，Ｄ_３）についての最小２乗解としてえられる近似直線６９のｘ切片、および傾きから、それぞれハイライトオフセットｘ_０、階調勾配ｇが求められる。

以上の図８，図９の説明と先の図２の全体の処理を踏まえて、図１０に階調補正データ生成手段１８に関連する処理の流れを示す。全体の処理は、ＫＣＭＹの４色分のプロセスに対応して４回反復される。

先ず、ステップ１００で、キャリブレーション動作として前述したように、閾値配列１４への線数ｆ＝ｆ_０（例えばｆ_０＝１５０ｌｐｉ）に対応する閾値配列のロードや、図８の説明で述べた反射輝度センサ値からΔＥへの変換テーブルの初期化等の各種パラメータの初期化を、対応する現像プロセスの色に対応して行う。

次のステップ１０１で、基準画像保持手段２０に保持されたパッチデータに基づいてパッチ生成手段２１生成したパッチ画像に対して、図２の階調処理手段８までの画像処理を通して、プリンタエンジン９の感光体３４上に形成する。

ステップ１０２でプリンタエンジン９の反射輝度センサ３５からの出力値ｒｅｆ_ｉ，（ｉ＝１，２，３，４）を得る。

ステップ１０３で、センサ出力値ｒｅｆ_ｉから前述の方法で、相対濃度Ｄｉを得る。

ステップ１０４で、図９の方法に従って相対濃度Ｄ_ｉ，（ｉ＝１，２，３）の近似直線を得る。

ステップ１０５で、得られた近似直線のｘ切片と傾きから、ハイライトオフセットｘ_０と、階調勾配ｇを得る。

ステップ１０６、１０７で、得られたｘ_０、ｇが、明らかな不正値の場合と、各色毎に履歴データ保持手段１９に保持されている過去３回分のｘ_０，ｇそれぞれの平均値からの偏差が、予めきめられた許容値を超える場合に、ステップ１０５の算出値を異常値と判定する。

ステップ１０７で異常値と判定されなかった場合には、ステップ１０８で、ステップ１０５のｘ_０およびｇの値を、履歴データ保持手段１９の最も古いデータと入れ替える。

次いで、閾値配列テーブル１５に登録されている各々の閾値配列の線数ｆに対して、先の（２）式によるステップ１０９の階調補正データ生成と、ステップ１１０の階調補正データテーブル１６に対する階調補正データの更新を反復する。

全ての線数ｆに対して階調補正データの更新が完了すると、ステップ１１２で、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの全色について処理が完了するまで、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの現像プロセスに従って、ステップ１００からステップ１１２の一連の処理を反復する。

先のステップ１０７で、異常値と判定された場合には、ステップ１１３で、パネル４０や、印刷命令を実行したＰＣ側に継続の可否の判断を促すメッセージとともに警告出力を促し、ステップ１１４で、ユーザからの継続可否の判断に従って、継続可の場合には、階調補正データの更新に関わるステップ１０８〜１１１をスキップしてステップ１１２へと継続し、継続不可の場合には、ステップ１１５の以上終了処理で、サービスコールや、別方法によるキャリブレーションの実行をユーザに促すメッセージを発行して終了する。

図１１には、本発明を搭載した画像形成装置であるプリンタエンジン９にスキャナユニット４６を一体化し、ＰＣ４７を接続してシステム構築した例を示す。この例では、操作パネル４０は、スキャナユニット４６側のインタフェースと統合している。

また、操作パネル４０は、タッチパネルと一体化された液晶表示画面であり、操作パネル４０を通じて、図１０における警告出力などのシステムメッセージの表示や、平均分散の指定やパッチの生成方法などユーザからのパラメータ指定が可能となっている。

図１２には、基準パッチ生成手段５１としてのユーザインタフェース４５の表示例を示す。ラジオボタン４９は、排他的なオンオフスイッチとして機能し、等間隔、低濃度重視、高濃度重視、カスタムのいずれかのモードが選択可能となっており、カスタムを選択した場合には右隣にある入力エディットボックス５０で自由に濃度を指定できる。

本発明の実施例の一つであるカラープリンタの構成概略図である。 本発明に関する画像処理の流れの説明図である。 スキャナで読み込むための基準パッチ画像の説明図である。 スキャナで読み込み平均を計算した結果と、その平均及び入力濃度１のグラフである。 現像器上に形成されたパッチ画像の説明図である。 相対濃度階調特性モデルの説明図である。 ハイライトオフセットと網点領域面積の関係についての説明図である。 パッチ画像の構成例を示す図である。 ハイライトオフセットと階調勾配の推定方法の説明図である。 階調補正データテーブル更新手段の動作の流れを示す図である。 システムとしての構成例である。 基準パッチ生成手段の例を示す図である。

符号の説明

１・・・画像データ、２・・・画像展開手段、３・・・色補正手段、４・・・画像バッファ、５・・・４色分解手段、６・・・選択手段、７・・・階調補正手段、８・・・階調処理手段、９・・・プリンタエンジン（画像形成手段）、１０・・・画像出力、１１・・・色選択信号、１２・・・線数選択信号、１３・・・階調補正データ、１４・・・閾値配列、１５・・・閾値配列テーブル、１６・・・階調補正データテーブル、１７・・・階調特性パラメータ生成手段、１８・・・階調補正データ生成手段、１９・・・履歴データ保持手段、２０・・・基準画像保持手段、２１・・・基準画像生成手段、２２・・・一点鎖線、２３・・・選択信号、２５・・・ＣＰＵ、２６・・・メモリ、２７・・・スキャナ、３０・・・帯電器、３１・・・コントローラ、３２・・・露光器、３３・・・現像器、３４・・・感光体、３５・・・反射輝度センサ、３６・・・中間転写体、３７・・・転写ローラ、３８・・・定着器、３９・・・用紙カセット、４０・・・操作パネル、４１・・・パッチ画像、４２・・・読取リーダ、４３・・・原稿台、４４・・・光源、４５・・・ユーザインタフェース、４６・・・スキャナユニット、４７・・・ＰＣ、４８・・・モニタ、４９・・・ラジオボタン、５０・・・入力エディットボックス、５１・・・基準パッチ生成手段、５２・・・網点、５３・・・網点領域、５４・・・網点、５５・・・網点領域、５６・・・網点、５７・・・論理網点、６０・・・用紙中心、６１・・・階調パッチ。

Claims (6)

1. 幾つかの異なる線数の網点パターンから選択された網点パターンに従って入力階調値を出力画像の網点の面積率に対応付ける階調処理手段と、
   前記複数の網点パターンから特定の網点を選択する網点選択手段と、
   前記階調処理手段への入力階調値を階調補正データに従って補正する階調補正手段と、
   感光体への帯電、露光、現像プロセスにより形成した画像を直接あるいは転写体を介して印刷媒体に転写する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によって形成される画像の濃淡を検出する濃淡検出手段を備えた画像形成装置において、
   前記画像形成手段によって感光体あるいは転写体上に形成される第１の基準画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記画像形成手段によって形成され、印刷媒体に印刷される第２の基準画像を読み取る画像読取手段を備え、
   前記第２の基準画像を読み取り、読み取り結果を入力値が同一階調であるパッチ毎に平均化し、これらのパッチ平均値を用い、前記第１の基準画像の階調パッチの階調値を調整し、第１の基準画像として登録し、第１の基準画像の画像濃度を検出する濃度検出手段によって階調特性を生成するための階調特性パラメータを決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、前記第１の基準画像は、基準画像データの用紙中心に点対称になるように同一濃度を配置した画像データであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、前記第２の基準画像を読み取る画像読取手段によって複数の同一階調値を読み取り、その読み取り値の平均、分散を求め、不適切な読み取り値を削除し、適切な読み取り値のみで再度平均化することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、前記第２の基準画像を読み取る画像読取手段は読取結果と、前記画像形成装置の本体記憶領域、または外部記憶媒体に保存された読取結果のうち少なくとも１つと平均、分散を求め、不適切な読み取り値を削除し、適切な読み取り値のみで再度平均化することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、階調特性モデルが、少なくとも最大値、階調の立ち上がり初めの入力値であるハイライトオフセット値と階調特性の立ち上がりの傾きである階調勾配により規制することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、基準画像のパッチ濃度の生成方法やパッチ読取結果から印刷環境や状態に依存する異常値を決定するためのパラメータをユーザに決定させるためのユーザインタフェースを提供することを特徴とする画像形成装置。

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