JP2010217725A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】複数の中間調処理を有し、且つ、透明トナーまたはインクの有り／無しによる濃度補正を簡易に行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】ＣＭＹＫ各色について複数の階調で、２の異なる中間調処理、且つ、透明トナーのオーバーラップ有り／無しについて形成したドットパターンをそれぞれ作成し（Ｓ１０２）、ドットパターンを集めた試験パッチを印刷する（Ｓ１０３）。印刷された試験パッチを読み取って画像データを生成し（Ｓ１０４）、この画像データに基づき階調補正演算を行う（Ｓ１０５）。試験パッチにおける透明トナー有りのドットパターンに基づき、異なる中間調処理における透明トナー有りの場合の濃度を予測すると共に、透明トナー無しのドットパターンに基づき、異なる中間調処理の透明トナー無しの場合の濃度を予測する（Ｓ１０６）。この予測値に基づき階調補正演算を行う（Ｓ１０７）。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成の際の濃度補正を行う画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラムに関する。
複写装置や、ワードプロセッサおよびコンピュータなどの情報処理装置、さらには通信機器の普及に伴ない、それらの機器からの情報を紙などの印刷媒体に出力する画像形成装置として、インクジェット方式による記録ヘッドを用いて画像形成を行うものが広く普及している。また、上述の情報処理装置や通信機器における視覚情報の高品位化およびカラー化に伴ない、画像形成装置においても高画質化、カラー化に対する要望が増えつつある。
このような要望に応えるための画像形成装置としては、印刷画素の微細化等に対応するために複数の記録素子を集積配列してなる記録素子列を有し、インク吐出口および液路を高密度で複数集積した記録ヘッドを、カラー化に対応するために、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各インク毎に複数個備えたものが一般的である。これは、所謂インクジェットによる印刷である。
また、他の印刷方式として電子写真方式がある。電子写真法は、光導電現象を利用して静電潜像担持体（感光体）上に静電潜像を形成し、更に着色した帯電微粒子（トナー）を静電力で静電潜像に付着させて可視像を形成する方法である。
近年、インクジェット方式や電子写真方式で銀塩写真と同様な画質が求められてきた。銀塩写真と同様な画質には粒状性と光沢感が求められる。
光沢性に関しては、優れた光沢性を有する専用紙に対して印刷することで対処可能である。一方、このような光沢性のある専用紙は、コストが嵩むため、安価に銀塩写真と同様な光沢感のある画像を作成する技術として、透明トナー（透明粉体インク）、透明インクを使用して印刷を行うものがある。また、印刷ではニス印刷、ＵＶ硬化インクを使用したものが広く使用されてきている。このように、透明トナーや透明インクを通常インクに重ねる（オーバーラップする）ことで、比較的安価な構成で光沢性を向上する技術が普及しつつある。
粒状性に関しては、中間調処理による改善が行われ、近年では、ディザや誤差拡散といった中間調処理において高線数ディザやＦＭ(Frequency Modulation)特性が求められるようになってきた。これは、空間周波数が低い、すなわち低線数ディザであるほど人間の目は応答性が高くなり、ドットを認識されやすく粒状感が目立つ結果となってしまうからである。
銀塩写真では、各画素は分子レベルで発色しているのに対し、インクジェット方式による印刷や電子写真では、直径２０〜４０μｍといったドットで発色している。このため、銀塩写真のように感じさせるにはドットを認識させないことが重要となってきており、高線数ディザやＦＭディザ、およびＦＭ特性を持つ誤差拡散処理や平均誤差最小法などの中間調処理が重要になってきた。
加えて、銀塩写真画質を実現するには、濃度変動を抑制することが望ましい。例えば、定期的に濃度を計測し、計測結果に基づき濃度補正を実行することで、濃度変動が抑制できる。このような補正技術として、特許文献１が開示されている。特許文献１によれば、電源投入時、所定印刷枚数時またはユーザ要求時に、画像形成処理に応じて濃度の異なるテストパターンを形成する。例えば、印刷処理の場合は、印刷処理に対応したディザパターンを用いてテストパターンを形成し、複写処理の場合は、複写処理に対応したディザパターンを用いてテストパターンを形成する。そして、印刷されたテストパターンの濃度を検出して明度または網点面積率を求め、この明度または網点面積率に基づいてγ補正テーブルを補正して、入力された画像データを、補正されたγ補正テーブルに従って濃度補正して画像を形成する。
また、銀塩写真画質の出力が可能な電子写真やインクジェット方式による画像形成装置であっても、銀塩写真画質の印刷だけに用いられるのは希であって、一般的なオフィスなどで必要とされる画像を出力することも併せて求められる。一般的なオフィスなどで求められる印刷画像では、安定性が重要となり、粒状性は重要視されないため、銀塩写真のような高線数ディザやＦＭディザが使用される頻度は少ないと考えられる。近年は、インクジェット方式や電子写真方式による画像形成装置に対して複数の中間調処理を搭載することが可能となってきているため、１台の画像形成装置をオフィス用途と銀塩写真用途とで使い分けて使用することが可能である。
しかしながら、透明インクを用いる場合、透明インクを用いたか否かで表面散乱特性が異なるため、透明インクを使用したか否かによって補正を変えなければならない。このため、インクジェット方式や電子写真方式による画像形成装置に対して複数の中間調処理を搭載しても、それぞれの中間調について、透明インクの有り／無しで濃度補正を行わなければならないため、非常に手間がかかると共に、用紙やインクまたはトナーといった消耗品のコストの点でも好ましくないという問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の中間調処理を有し、且つ、透明トナーまたはインクの有り／無しによる濃度補正を簡易に行う画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、有色の第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて画像を形成する画像形成装置であって、第１の画像と第２の画像とを用いて画像データに基づく画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段で形成された画像を読み取る読み取り手段と、複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成するパターン作成手段と、画像形成手段を制御して、パターン作成手段で作成されるパターンを第１の画像を用いて形成し、形成されたパターンのうち選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを第１の画像と第２の画像とを重ねて形成する画像形成制御手段と、画像形成制御手段の制御により画像形成手段で形成された、第１の画像と第２の画像とが重ねられたパターンと、第１の画像のみによるパターンとを読み取り手段で読み取って、画像形成手段による画像形成の際の階調補正を行う階調補正手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、有色の第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、第１の画像と第２の画像とを用いて画像データに基づく画像を画像形成手段で形成する画像形成ステップと、複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成するパターン作成ステップと、画像形成手段を制御して、パターン作成ステップで作成されるパターンを第１の画像を用いて形成し、形成されたパターンのうち選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを第１の画像と第２の画像とを重ねて形成する画像形成制御ステップと、画像形成制御ステップの制御により画像形成手段で形成された、第１の画像と第２の画像とが重ねられたパターンと、第１の画像のみによるパターンとを読み取り手段で読み取って、画像形成手段による画像形成の際の階調補正を行う階調補正ステップとを有することを特徴とする。
また、本発明は、有色の第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて画像を形成する画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、第１の画像と第２の画像とを用いて画像データに基づく画像を画像形成手段で形成する画像形成ステップと、複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成するパターン作成ステップと、画像形成手段を制御して、パターン作成ステップで作成されるパターンを第１の画像を用いて形成し、形成されたパターンのうち選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを第１の画像と第２の画像とを重ねて形成する画像形成制御ステップと、画像形成制御ステップの制御により画像形成手段で形成された、第１の画像と第２の画像とが重ねられたパターンと、第１の画像のみによるパターンとを読み取り手段で読み取って、画像形成手段による画像形成の際の階調補正を行う階調補正ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明によれば、複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成し、画像形成手段を制御して、作成されたパターンを有色の第１の画像を用いて形成し、形成されたパターンのうち選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて形成し、第１の画像と第２の画像とが重ねられて形成されたパターンと、第１の画像のみにより形成されたパターンとを読み取り手段で読み取って、画像形成手段による第１の画像と第２の画像とを用いた画像形成の際の階調補正を行うようにしているため、複数の中間調処理、且つ、透明トナーまたはインクの有り／無しによる濃度補正を簡易に行うことができるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施形態に適用可能な画像形成装置の一例の構成を示す外観図である。 図２は、本発明の実施形態に適用可能な画像形成装置における読み取り部の一例の構造を示す断面図である。 図３は、電子写真方式による画像形成部の一例の構造を示す略線図である。 図４は、インクジェット方式による画像形成部の一例の構造を示す略線図である。 図５は、インクジェット方式に用いられる記録ヘッドの一例の外観図である。 図６は、本実施形態に係る画像形成装置の一例のハードウェア構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の実施形態における濃度補正の手順を概略的に示すフローチャートである。 図８は、試験パッチの一例の構成を示す略線図である。 図９は、画像形成装置毎の差を補正するための機差補正値の一例を示す略線図である。 図１０は、階調変換テーブルを求める処理を説明するための一例の４元チャートである。 図１１は、反射率を求める方法を説明するための略線図である。 図１２は、透明オーバーラップ有り／無しの予測値を求めた結果の例を示す略線図である。
以下に添付図面を参照して、この発明に係る画像形成装置の最良な実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に適用可能な画像形成装置の一例の構成を示す外観図である。
図１において、画像形成装置は、原稿を読み取り画像データに変換する読み取り部２０１と、画像データに基づき紙面に画像を形成する画像形成部２０２と、読み取り部２０１で原稿を読み取って得られた画像データに対して画像処理を施す画像処理部２０３とを有する。なお、画像処理部２０３は、画像形成装置の内部に構成され、外部からは観察できない。画像形成部２０２は、画像処理部２０３で画像処理された画像データに基づく画像形成を行う。
図２は、図１の画像形成装置における読み取り部２０１の一例の構造を示す断面図である。画像読み取り部３０１が配置されている上方には、原稿台３０２、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Automatic Document Feeder）３０３が設けられている。ＡＤＦ３０３は、原稿台３０２の上面に、該原稿台３０２に対して開閉可能な状態で支持され、原稿台３０２面に対して所定の位置関係を有して装着されている。このＡＤＦ３０３は、原稿台３０２に対して、原稿を自動的配置させる動作を実施するものである。
ＡＤＦ３０３による搬送動作について説明すると、先ず、原稿の一方の面が原稿台３０２の所定位置にて画像読み取り部３０１に対向するように、該原稿を原稿台３０２に向けて搬送する。次に、この一方の面について、画像読み取り部３０１による画像入力（画像読み取り）が終了した後、ＡＤＦ３０３は、この原稿をＡＤＦ３０３に備えられている排紙部に排出し、次の原稿に対しても同様の搬送動作を実行する。
画像読み取り部３０１は、ＡＤＦ３０３により原稿台３０２上に搬送されてきた原稿の画像情報を入力するために、原稿台３０２の下方に配置されており、該原稿台３０２の下面に沿って平行に往復移動する第１および第２の原稿走査体３０４および３０５、光学レンズ３０６、ならびに、光電変換素子であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)３０７などを有している。
上記第１の原稿走査体３０４は、原稿画像表面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光像を所定の方向に向かって変更する第１ミラーとを有し、原稿台３０２の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度で平行に往復移動する。第２の原稿走査体３０５は、第１の原稿走査体３０４の第１ミラーにより偏向された原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏向する第２および第３ミラーとを有し、第１の原稿走査体３０４と一定の速度関係を保って平行に往復移動する。
光学レンズ３０６は、第２の原稿走査体３０５の第３ミラーにより偏向された原稿からの反射光を縮小し、縮小された光像をＣＣＤ３０７上の所定位置に結像させる。ＣＣＤ３０７は、結像された光像を順次光電変換して電気信号として出力する。
このＣＣＤ３０７は、原稿の表面上にある白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力することのできる３ラインのカラーＣＣＤのラインセンサとなっている。このＣＣＤ３０７により電気信号（ＲＧＢ信号など）に変換された原稿の画像情報は、色変換ＢＧ／ＵＣＲによりＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（ブラック）の各色成分に変化した画像データを画像処理部２０３に転送する。
次に、図１の画像形成部２０２について説明する。画像形成部２０２は電子写真方式であってもよいし、インクジェット方式であってもよい。図３は、電子写真方式による画像形成部２０２の一例の構造を示す。図３に例示される画像形成部２０２は、複数の像形成体の周面上にそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）、及び透明（Ｗ）の各トナー像を形成し、これを中間転写体上に重ね合わせて転写（１次転写）したのち転写材に再転写（２次転写）する。
ベルト状の中間転写体である転写ベルト１４は、感光体ドラムの１０、帯電器１１、露光光学系１２及び現像器１３とクリーニング装置２０とから構成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）および透明（Ｗ）の各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ及び５０Ｗを転写ベルト１４の回転方向上流側より配置していて、各画像形成ユニット５０において形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各トナー像が転写ベルト１４の周面上に順次重ね合わせて転写（１次転写）されてカラートナー像とされ、さらにその最上層には画像形成ユニット５０Ｗにより透明のトナー像が重ね合わせて形成される。
上述の透明トナー像とその下層のカラートナー像は、給紙カセット１５よりタイミングローラ１６を介して給紙される記録紙Ｐの表面に転写器１７のトナーとは反対極性をもった放電作用により一括して転写（２次転写）され、記録紙Ｐ上には透明トナー像を最下層とし、上層にカラートナー像を保持した状態で定着装置１８においてトナーを溶着したのち水平方向に転じて装置上部のトレイ１９に排出される。転写を終えた転写ベルト１４はクリーニング装置２０において残留トナーを除去、清掃される。
図４は、インクジェット方式による画像形成部２０２の一例の構造を示す。図４に例示される画像形成部２０２は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインクと共に、透明（Ｗ）インクが搭載される。
図４において、画像形成部２０２は、フレーム５０１に横架したガイドレール５０２，５０３に移動可能に載設されたキャリッジ５０４にインクジェット記録ヘッド５０５（以下、単に「記録ヘッド」と称す）を搭載し、図示しないモータなどの駆動源によってキャリッジ５０４をガイドレール方向に移動して走査（主走査）可能とすると共に、ガイド板５０６にガイドされて供給される用紙５０７を、ギア５０８およびスプロケットギヤ５０９を介して回動される送りノブ５１０ａを備えたプラテン５１０にて取込み、プラテン５１０周面とこれに圧接するプレッシャローラ５１１とによって搬送し、記録ヘッド５０５によって用紙５０７に印字記録する。
記録ヘッド５０５は、図５に示すブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および透明（Ｗ）の各インクをそれぞれ吐出するための５個のインクジェットヘッド｛６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｗ｝を主走査方向の同一線上に配置して構成している。装置構成によってインクの種類や数を増減させても構わない。
上述の各インクジェットヘッドは、例えば圧電素子、気泡発生用ヒータ等のエネルギー発生手段であるアクチュエータを選択的に駆動して、液室内のインクに圧力を与えることによって、この液室に連通するノズルからインク滴を吐出飛翔させて、用紙５０７に付着させることで画像形成（画像形成）する。
なお、図１では、読み取り部２０１と画像形成部２０２とがそれぞれ独立しているように説明したが、これはこの例に限定されず、読み取り部２０１と画像形成部２０２とを一体的に構成してもよい。
図６は、本実施形態に係る画像形成装置の一例のハードウェア構成を示すブロック図である。図６に示すように、この画像形成装置は、コントローラ４１０とエンジン部(Engine)４６０とをＰＣＩ(Peripheral Component Interface)バスで接続した構成となる。コントローラ４１０は、画像形成装置全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部４６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、上述した画像形成部２０２および読み取り部２０１に対応する。なお、このエンジン部４６０には、プロッタスキャナなどの所謂エンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
コントローラ４１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）４１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）４１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）４１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）４１７と、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)４１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）４１３とＡＳＩＣ４１６との間をＡＧＰ(Accelerated Graphics Port)バス４１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ４１２は、ＲＯＭ(Read Only Memory)４１２ａと、ＲＡＭ(Random Access Memory)４１２ｂと、をさらに有する。
ＣＰＵ４１１は、プログラムに従い画像形成装置の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ４１３、ＭＥＭ−Ｐ４１２およびＳＢ４１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。上述した画像処理部２０３の機能は、例えばＣＰＵ４１１上で実行されるプログラムにより実現される。
ＮＢ４１３は、ＣＰＵ４１１とＭＥＭ−Ｐ４１２、ＳＢ４１４、ＡＧＰ４１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ４１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
ＭＥＭ−Ｐ４１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ４１２ａとＲＡＭ４１２ｂとからなる。ＲＯＭ４１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ４１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
ＳＢ４１４は、ＮＢ４１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ４１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ４１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
ＡＳＩＣ４１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ(Integrated Circuit)であり、ＡＧＰ４１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ４１８およびＭＥＭ−Ｃ４１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ４１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ４１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ４１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ(Direct Memory Access Controller)と、エンジン部４６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。
このＡＳＩＣ４１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ(Facsimile Control Unit)４３０、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)４４０、ＩＥＥＥ１３９４(the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394)インターフェース４５０が接続される。操作表示部４２０はＡＳＩＣ４１６に直接接続されている。
ＭＥＭ−Ｃ４１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)４１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
ＡＧＰ４１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ４１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
図７は、本発明の実施形態における濃度補正の手順を概略的に示すフローチャートである。図７において、ステップＳ１０１より処理を開始し、ステップＳ１０２にて複数の中間調処理(ディザ）から任意の２つの中間調処理を選択する。このとき、２つの中間調処理を予め決めておいてもよいし、ユーザが選択できるようにしてもよい。そして、図８を用いて後述するような、ＣＭＹＫ各色について複数の階調で、選択された２の異なる中間調処理、且つ、透明トナーまたはインクのオーバーラップ有り／無しについて形成したドットパターンをそれぞれ作成する。
次に、ステップＳ１０３で、ステップＳ１０２で作成したドットパターンを集めた試験パッチを画像形成部２０２にて印刷する。印刷された試験パッチを、次のステップＳ１０４で読み取り部２０１により読み取り、画像データを生成する。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で試験パッチを読み取って得られた画像データに基づき階調補正演算を行う。ステップＳ１０６では試験パッチにおける透明トナーまたはインク有りのドットパターンに基づき、異なる中間調処理における透明トナーまたはインク有りの場合の濃度または明度の予測値を計算する。同様に、試験パッチにおける透明トナーまたはインク無しのドットパターンに基づき、異なる中間調処理の透明トナーまたはインク無しの場合の濃度または明度の予測値を計算する。計算された予測値に基づきステップＳ１０７で階調補正演算を行い、ステップＳ１０８で処理を終了する。
図８は、上述したステップ１０２で作成されステップＳ１０３で画像形成部２０２で印刷される試験パッチの一例の構成を示す。この試験パッチは、濃度を順次変化させたＣ、Ｍ、ＹおよびＫそれぞれのパッチを並べたパッチ列で構成される。パッチ７０１は、１５０線ディザ・シアンのハイライト部におけるドットパターン、パッチ７０２は、１５０線ディザ・マゼンタのハイライト部におけるドットパターン、パッチ７０３は、１５０線ディザ・イエローのハイライト部におけるドットパターン、パッチ７０４は、１５０線ディザ・ブラックのハイライト部におけるドットパターンである。
また、パッチ７０５は、２００線ディザ・シアンのハイライト部におけるドットパターン、パッチ７０６は、２００線ディザ・マゼンタのハイライト部におけるドットパターン、パッチ７０７は、２００線ディザ・イエローのハイライト部におけるドットパターン、パッチ７０８は、２００線ディザ・ブラックのハイライト部におけるドットパターンである。
各パッチ列は、例えば２００線ディザ・ブラックのパッチ７０８、パッチ７０９およびパッチ７１０のように、ハイライト部から濃度が上昇していく。パッチ７０１とパッチ７０５はディザの線数が異なると共に、パッチ７０５には重ねるように透明トナーまたはインクの層が形成される。すなわち、パッチ７０５が属するパッチ列のパッチは、パッチ７０１が属するパッチ列のパッチと比較して、透明トナーまたはインクによるベタパッチをオーバーラップさせるという違いがある。同様に、パッチ７０６、パッチ７０７およびパッチ７０８それぞれによる各パッチ列にも、透明トナーによるベタパッチをオーバーラップさせる。
次に、画像処理部２０３による階調変換テーブルの生成方法について説明する。
今、図８の各パッチの読み取り値を、値ｖ[t][i]とする。ここで、"ｔ"は、パッチ列（ｔ＝透明トナーオーバーラップなし１５０線シアン、透明トナーオーバーラップなし１５０線マゼンタ、透明トナーオーバーラップなし１５０線イエロー、透明トナーオーバーラップなし１５０線ブラック、透明トナーオーバーラップあり２００線シアン、透明トナーオーバーラップあり２００線マゼンタ、透明トナーオーバーラップあり２００線イエロー、透明トナーオーバーラップあり２００線ブラック）、を示し、"ｉ"は濃度を示す。ここで、図８の各パッチ列において同じ処理で階調変換テーブルを作成するので、列をまとめて値ｖ[i]として説明する。
参照データは、スキャナの読み取り値ｖ[i]および対応するレーザの書き込み値ＬＤ[i]（ｉ＝１，２，…，ｍ）の組によって与えられる。参照データは後の記載を簡単にするために、Ａ[ｎ[i]]（０≦ｎ[i]≦２５５；ｉ＝１，２，…，ｍ）と表す。値ｍは参照データの数である。この参照データは、例えばこの画像形成装置の出荷時などに、ＲＯＭ４１２ａなどに予め記憶され、供給される。
図９は、画像形成装置毎の差を補正するための機差補正値の一例を示す。図９に例示される値は、透明トナーオーバーラップ有り／無し、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックそれぞれの版に対応する補正値である。値Ｊ(0)およびＪ(1023)は、参照データ値"０"および参照データ値"１０２３"（画像データのビット深度が１０ビットの場合）に対する補正値を表す。この図９に例示される補正値は、例えばこの画像形成装置の出荷時などに、予めＲＯＭ４１２ａなどに記憶され、供給される。
補正後の参照データの値をＡ１[t][ｎ[i]]として、図９の値を用いて、参照データＡ[t][ｎ[i]]を、下記のように補正し、補正後の参照データＡ１[t][ｎ[i]]を得る。そして、補正後のＡ１[t][ｎ[i]]を、新たなＡ[t][ｎ[i]]として用いる。
Ａ１[t][ｎ[i]]＝Ａ[t][ｎ[i]]＋（k(1023)−ｋ(0)）×ｎ[i]/１０２３＋ｋ(0)
次に、階調変換テーブルについて説明する。階調変換テーブルは、後述する読み取り値ａ[LD]と、ＲＯＭ４１２ａに予め記憶されている、上述した参照データＡ[ｎ]とを比較することによって得られる。ここで、値ｎは、階調変換テーブルへの入力値で、参照データＡ[ｎ]は、入力値ｎを階調変換した後にレーザ書き込み値ＬＤ[i]で出力した図８の各パターンをスキャナ（読み取り部２０１）で読み取って得られた画像データにおける目標値である。
後述するデータａ[LD]から、Ａ[ｎ]に対応するレーザ書き込み値ＬＤを求めることにより、階調変換テーブルへの入力値ｎに対応するレーザ書き込み値ＬＤ[ｎ]を求める。これを、入力値ｉ＝０，１，…，２５５（ビット深度が８ビットの画像データの場合）に対して求めることにより、階調変換テーブルを作成することができる。
その際、階調変換テーブルに対する入力値ｎ＝００ｈ，０１ｈ…，ＦＦｈ（１６進数）に対する全ての値に対して処理を行う代わりに、入力値ｎｉ＝００ｈ，１１ｈ，２２ｈ，…，ＦＦｈのような離散的な値について処理を行い、それ以外の点については、スプライン関数または線形補間により補間を行ってもよい。
階調変換テーブルを求める処理を、図１０の４元チャートに基づいて説明する。図１０において、第１象現（ａ）の横軸は階調変換テーブルへの入力値ｎ、縦軸はスキャナの読み取り値（処理後）で、上述した参照データＡ[i]を表す。スキャナの読み取り値（処理後）は、階調パターンをスキャナで読み取った値に対し、階調パターン内の数ヶ所の読み取りデータの平均処理および加算処理後の値であり、演算精度向上のために、ここでは、１０ビットデータ信号として処理する。ＲＧＢγ変換をさらに施してもよい。
図１０において、第２象現（ｂ）の横軸（および第３象限(ｃ)の横軸）は、縦軸と同じく、スキャナの読み取り値（処理後）を表す。図１０において、第３象現（ｃ）の縦軸は、レーザ光（ＬＤ）の書き込み値を表す。データａ[LD]は、プリンタ部の特性を表す。
なお、実際に形成する試験パッチ列におけるレーザ光の書き込み値は、例えば００ｈ（地肌），１１ｈ，２２ｈ，…，ＥＥｈ，ＦＦｈの１６点であり、離散的な値を示す。ここでは、検知点の間を補間し、連続的な値として用いている。
第４象現のグラフ（ｄ）は、階調変換テーブルＬＤ[i]であって、このテーブルを求めることが目的である。グラフ(ｄ)の縦軸はレーザ光の書き込み値、横軸は入力値ｎとなる。
グラフ（ｆ）の縦軸および横軸は、グラフ（ｄ）の縦軸および横軸と同様に、縦軸はレーザ光の書き込み値、横軸は入力値ｎとなる。試験パッチを形成する場合には、このグラフ（ｆ）に示した階調変換テーブル（ｇ）を用いる。
グラフ（ｅ）の横軸は、第３象現（ｃ）と同様にスキャナの読み取り値（処理後）であり、縦軸はレーザ光の書き込み値となる。グラフ（ｅ）は、試験パッチ作成時のレーザ光の書き込み値と、階調パターンのスキャナの読み取り値（処理後）との関係を表すための、便宜上の線形変換を表す。
ある入力値ｎに対して参照データＡ[ｎ]が求められ、Ａ[ｎ]を得るためのレーザ光の出力ＬＤ[ｎ］を、試験パッチの読み取り値ａ[LD]を用いて、図中の矢印（ｌ）に沿って求める。
上述の処理により、透明トナーオーバーラップ無し１５０線、透明トナーオーバーラップ有り２００線の階調変換テーブルを作成することができる。
次に、図８に例示した試験パッチにおいて、透明トナーオーバーラップ無し１５０線のパターンのスキャナで読み取った値に基づき、透明トナーオーバーラップなし２００線のスキャナで読み取るであろう値を予測する。また、同様に透明トナーオーバーラップ有り２００線のパターンのスキャナで読み取った値に基づき、透明トナーオーバーラップ有り１５０線のスキャナで読み取るであろう値を予測する。
印刷されたトナーまたはインク量に基づいて、以下に示すように、クベルカムンク・モデルにより、各原色による１次色〜４次色の分光反射率を算出する。すなわち、クベルカムンク・モデルにより、単色１００％ベタ画像の反射率Ｒは次の式（１）で予測できる。
Figure 2010217725
一例として図１１に模式的に示すように、式（１）におけるＲｇは用紙の反射率であり、Ｒ０は定着状態のトナー層内の散乱による反射率であり、Ｔｉは定着状態のトナー層の透過率である。反射率Ｒｇは予め標準的な用紙の反射率を用意しておけばよい。また、反射率Ｒ０および透過率Ｔｉは、次の式（２）でＲ∞、ＳＸから求めることができる。
Figure 2010217725
ここで、値Ｒ∞は、定着状態のトナー層の層厚が無限大のときのトナー層内散乱による反射率であり、トナーの特性により決まるあたいであるので予め求めておくことができる。また、値ＳＸは、トナーの散乱係数Ｓとトナー層の層厚Ｘの積である。従って、積ＳＸは層厚Ｘに比例する。ここで、散乱係数Ｓは、トナーの特性で決まる値である。式（１）および式（２）により得られる反射率Ｒを分光波長毎に求めれば、単色（１次色）の分光反射率が求まる。
また、トナー層が重なる２次色は、先ず第１層（下層）の表面での反射率を、上述した方法により式（１）および式（２）を用いて算出する。第１層の表面は第２層（上層）にとって下地になるので、第１層表面の反射率Ｒを第２層に対する反射率Ｒｇ（用紙の反射率）として用いて、第２層のトナー層分を同様に上記式で計算し、２次色トータルの分光反射率を求める。
同様に３次色、４次色の分光反射率も求めることができる。なお、以上のクベルカムンク・モデルによる反射率の導出手順は、一例として、文献「D. B. Judd and G. Wyszecki:Color in Business, Science and Industry, Wiley-Interscience, (1975) p.314-330」にも記載されているように、既知であるので、ここでのこれ以上の説明は省略する。
本実施形態では、上述したようにして１次色〜４次色の分光反射率を求めるので、各色における反射率Ｒｇ、反射率Ｒ∞および基準状態における積ＳＸを、例えばＲＯＭ４１２ａなどに、固定情報として予め記憶している。
次に、上述のようにして得られたＣ、Ｍ、ＹおよびＫの各原色による１次色〜４次色の分光反射率に基づいて、以下の式（３）で示される、ノイゲバウア方程式およびユールニールセン・モデルにより、原色毎のトナーによる中間調の色の分光反射率を算出する。
Figure 2010217725
ここで、値Ｒ（λ）は中間調の分光反射率であり、値ＲＸ（λ）はクベルカムンク・モデルで求まる１次色〜４次色の１００％ベタ画像の分光反射率である。また、値ＲＷ（λ）は用紙の分光反射率であり、値ｎはユールニールセンのｎ値といい、「ドットゲイン」という現象を補正するものである。このｎ値は用紙特性やスクリーン種類等により決定されるものであるので、予め適切な値を求めておく。値ＡＸは、網点面積率であって、各々次の式（４）で求めることができる。なお、式（４）において、値ａＣ，値ａＭ，値ａＹおよび値ａＫは、各々Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫの画像情報である。
Figure 2010217725
以上の処理により得られた中間調の色の分光反射率により、Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫの各原色毎の再現色を予測することができる。なお、以上のノイゲバウア方程式及びユールニールセン・モデルによる反射率の導出手順は、一例として、「H.R. Kang: Color Technology or Electronic Imaging Devices, SPIE Optical Engineering Press,(1997) p.34-45」にも記載されているように、既知であるので、ここでのこれ以上の説明は省略する。
このように、用紙特性やスクリーン種類などにより決定されるユールニールセンのｎ値を予め適切に求めておくことで、Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫの各原色毎の再現色を予測することができる。なお、式（３）および式（４）はＣＭＹＫ画像で予測できるようになっているが、ＣＭＹＫ各々を単版予測することもできる。
式（３）および式（４）に基づき、透明オーバーラップ有り／無しの予測値を求める。図１２は、ブラック（Ｋ）における透明オーバーラップ有り２００線ディザから、透明オーバーラップ有り１５０線ディザの値を予測した一例の結果が示される。図１２には、さらに、透明オーバーラップなし１５０線ディザから透明オーバーラップなし２００線ディザの値を予測した一例の結果が示される。この予測値に基づき、透明オーバーラップ有り１５０線ディザの階調変換テーブルと、透明オーバーラップ無し２００線ディザの階調変換テーブルとを作成する。
以上のように本実施形態では、図７に示される手順に従い階調変換テーブルの校正が行われる。
次に、このような処理によりなぜ校正の効果があるかを説明する。透明トナーまたはインクを使用して写真画質を得る要望に対して、中間調処理は、高線数、ＦＭディザあるいは誤差拡散処理などが好ましい。また、式（３）および式（４）で予測した値に基づき階調変換テーブルを作成しても十分良好な画像が得られるものの、実測値に基づき階調変換テーブルを作成した方が信頼性が高いと考えられる。実際には、実測値であっても、図８に例示する離散的な濃度のパッチを補間演算したものに基づき階調変換テーブルを作成している。
一方、予測値は、予測値の演算と補間演算との２回の予測が行われるため、信頼性という点では、１回の予測で済む実測値に基づく方法に対して劣ってしまうことになる。したがって、写真画質が求められる場合の組み合わせとして、透明トナーまたはインクを使用して、中間調処理は高線数、ＦＭディザあるいは誤差拡散処理とする。また、一般的なオフィスなどで求められる画質に対応する組み合わせとしては、透明トナーまたはインク無しで中低線数のディザとすればよい。
＜効果＞
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数の中間調処理、且つ、透明トナーまたはインクの有り／無しでの濃度補正を簡易に行うことことができる。
＜その他の実施形態＞
上述では、透明トナーまたはインクをオーバーラップする場合の補正について説明したが、これはこの例に限られず、透明インクまたはトナーを先塗りあるいは先打ちする方法であっても、同様に効果が得られる。インクジェットにおいて先塗りあるいは先打ちする場合は、結着作用があるボンディング剤を用いると、インク滲みの点でも好ましい結果が得られる。
また、本発明は電子写真を用いて説明してきたが、インクジェットやグラビア印刷などの一般的な透明インクの出力が可能なプロッタに適用もできる。
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、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（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成可能である。この場合、記憶媒体から読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る。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
また、コンピュータが読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ＯＳ（オペレーティングシステム）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。
さらに、記憶媒体から読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ボ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、その機能拡張ボ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。
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
２０１ 読み取り部
２０２ 画像形成部
２０３ 画像処理部
７０１〜７１０ パッチ
特開２００８−２５４３４１号公報

Claims (10)

  1. 有色の第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて画像を形成する画像形成装置であって、
    前記第１の画像と前記第２の画像とを用いて画像データに基づく画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段で形成された前記画像を読み取る読み取り手段と、
    複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された該中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成するパターン作成手段と、
    前記画像形成手段を制御して、前記パターン作成手段で作成される前記パターンを前記第１の画像を用いて形成し、形成された該パターンのうち前記選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成する画像形成制御手段と、
    前記画像形成制御手段の制御により前記画像形成手段で形成された、前記第１の画像と前記第２の画像とが重ねられたパターンと、前記第１の画像のみによるパターンとを前記読み取り手段で読み取って、前記画像形成手段による前記画像形成の際の階調補正を行う階調補正手段と
    を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第１の画像データと前記第２の画像データとが重ねられているパターンを前記読み取り手段で読み取った結果に基づき、前記第１の画像データのみによるパターンを該読み取り手段で読み取ったときの結果を予測すると共に、
    前記第１の画像データのみによるパターンを前記読み取り手段で読み取った結果に基づき、前記第１の画像データと前記第２の画像データとが重ねられているパターンを前記読み取り手段で読み取ったときの結果を予測する予測手段をさらに有し、
    前記階調補正手段は、
    前記予測手段で予測された結果に基づき、前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成する際の前記階調補正のための補正係数と、前記第１の画像のみで形成する際の該補正係数とを作成する
    ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 前記パターン作成手段は、
    前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成するパターンを、写真画像を形成する際に用いる前記中間調処理により作成する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
  4. 前記写真画像を形成する際に用いる中間調処理は、他の種類の画像を形成する際に用いる中間調処理よりも高線数のパターンを生成する
    ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
  5. 前記パターン作成手段は、
    前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成するパターンを、誤差拡散または平均誤差最小法によるＦＭ特性を持つ前記中間調処理を用いて作成する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
  6. 前記パターン作成手段は、
    前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成するパターンを、ＦＭディザによる前記中間調処理を用いて作成する
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
  7. 前記画像形成手段は、
    前記第１の画像に対して前記第２の画像を重ねる
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
  8. 前記画像形成手段は、
    前記第２の画像に対して前記第１の画像を重ねる
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
  9. 有色の第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
    前記第１の画像と前記第２の画像とを用いて画像データに基づく画像を画像形成手段で形成する画像形成ステップと、
    複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された該中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成するパターン作成ステップと、
    前記画像形成手段を制御して、前記パターン作成ステップで作成される前記パターンを前記第１の画像を用いて形成し、形成された該パターンのうち前記選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成する画像形成制御ステップと、
    前記画像形成制御ステップの制御により前記画像形成手段で形成された、前記第１の画像と前記第２の画像とが重ねられたパターンと、前記第１の画像のみによるパターンとを読み取り手段で読み取って、前記画像形成手段による前記画像形成の際の階調補正を行う階調補正ステップと
    を有する
    ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
  10. 有色の第１の画像と透明な第２の画像とを重ねて画像を形成する画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記第１の画像と前記第２の画像とを用いて画像データに基づく画像を画像形成手段で形成する画像形成ステップと、
    複数の中間調処理から少なくとも２を選択し、選択された該中間調処理のそれぞれにより複数の濃度のパターンを作成するパターン作成ステップと、
    前記画像形成手段を制御して、前記パターン作成ステップで作成される前記パターンを前記第１の画像を用いて形成し、形成された該パターンのうち前記選択された中間調処理のうち少なくとも１で作成されるパターンを前記第１の画像と前記第２の画像とを重ねて形成する画像形成制御ステップと、
    前記画像形成制御ステップの制御により前記画像形成手段で形成された、前記第１の画像と前記第２の画像とが重ねられたパターンと、前記第１の画像のみによるパターンとを読み取り手段で読み取って、前記画像形成手段による前記画像形成の際の階調補正を行う階調補正ステップと
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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