JP2011164623A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高画質な画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成手段と、画像読取手段と、評価手段と、設定手段と、補正手段とを備える。前記画像形成手段は、テスト画像データに基づき、記録媒体に対してテスト画像を形成する。前記画像読取手段は、前記記録媒体から前記テスト画像を読み取る。前記評価手段は、読取テスト画像に含まれた各ドットの品質を評価する。前記設定手段は、各ドットの品質の評価結果に基づき画像データを補正する画像データ補正値を設定する。前記補正手段は、前記画像データ補正値に基づき入力画像データを補正する。さらに、前記画像形成手段は、補正入力画像データに基づき補正入力画像を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

近年、プリンタ等の画像形成装置の高画質化に関する各種技術提案がなされている。例えば、トナー付着量センサを利用した画質（濃度）調整が知られている。この画質調整では、トナー付着量センサが、ベタ濃度又は中間調濃度のプリント時のトナー付着量を検出し、トナー付着量に応じてコントラスト電位又はレーザーパワーのプロセス条件が制御され、所望濃度でプリントできるように画質が調整される。

また、階調ステップのパッチの読取結果を利用した画質（濃度）調整も知られている。この画質調整では、スキャナが、階調ステップのパッチを読み取り、階調ステップのパッチの読取結果に応じて画像データのデータ値が補正（キャリブレーション）される。

しかしながら、上記画質調整だけでは、孤立点の再現が不安定になることがある。これに起因し、ハイライト部分又は細線の再現性が低下し、画質が低下することがある。

特開平４−１３３７１号公報

近年、画像形成装置に対する高画質化の要望、要求は高く、ハイライト部分又は細線の再現性の改善、向上が求められている。

本発明が解決しようとする課題は、高画質な画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。

実施形態によれば、画像形成装置は、画像形成手段と、画像読取手段と、評価手段と、設定手段と、補正手段とを備える。前記画像形成手段は、テスト画像データに基づき、記録媒体に対してテスト画像を形成する。前記画像読取手段は、前記記録媒体から前記テスト画像を読み取る。前記評価手段は、読取テスト画像に含まれた各ドットの品質を評価する。前記設定手段は、各ドットの品質の評価結果に基づき画像データを補正する画像データ補正値を設定する。前記補正手段は、前記画像データ補正値に基づき入力画像データを補正する。さらに、前記画像形成手段は、補正入力画像データに基づき補正入力画像を形成する。

実施形態を適用するＭＦＰ（Multi-Functional Peripheral、マルチファンクショナルプリフェラル）の一例を示す図である。 図１に示すＭＦＰの制御システムの一例を示す図である。 孤立点補正処理の一例を示すフローチャートである。 ハイライト・細線再現調整の指示画面の一例を示す図である。 ＣＭＹＫの各色のドットパターン（孤立点補正用パターン）の一例を示す図である。 ドットの頂点濃度と周囲濃度の差の一例を説明するための図である。 ドットの頂点濃度と８方向の周囲濃度との関係の一例を説明するための図である。 階調基準値より低いハイライト画像データに対する画像データ補正値の設定の一例を示す図である。 ハイライト画像データを除く画像データに対応する階調の濃度調整の一例を説明するための図である。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態を適用するＭＦＰ（Multi-Functional Peripheral、マルチファンクショナルプリフェラル）の一例を示す図である。

図１に示すＭＦＰ１０１は、画像情報を、例えばハードコピーあるいはプリントアウトと称され、例えば普通紙あるいは透明な樹脂シートであるＯＨＰシート等にトナーが定着する状態の画像出力として出力する画像形成部１、画像形成部１に対して画像出力に用いられる任意サイズのシートを供給する用紙供給部３、画像形成部１において画像形成される対象である画像情報を、画像情報を保持した読み取り対象物（以下原稿と称する）から画像データとして取り込む画像読取部５を含む。

画像読取部５は、原稿を支持する原稿テーブル（原稿ガラス）５ａと画像情報を画像データに変換する画像センサ、例えばＣＣＤセンサを含む。画像読取部５は、照明装置からの照明光を原稿テーブル５ａにセットされた原稿に照射して得られる反射光を、ＣＣＤセンサで画像信号に変換する。

さらに、画像読取部５は、原稿がシートであるとき、読み取った原稿を排出部から排出するとともに、次の原稿を画像形成または画像の取り込み（以下、読み取り、とする）に続いて読み取り位置に案内する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）７を、一体に有する。ＡＤＦ７に代えて、原稿カバーが用いられてもよい。

また、画像読取部５のＣＣＤセンサは、ＡＤＦ７により原稿が移動する原稿テーブル５ａの原稿の移動パスに位置してもよい。画像読取部５のＣＣＤセンサは、ＡＤＦ７により原稿が移動する原稿テーブル５ａの原稿の移動パスに位置することで、原稿を原稿テーブル５ａに位置することなく、原稿が含む画像情報を読み取ることができる。

画像読取部５による原稿の画像情報の読み取りの開始と画像形成部１への画像形成の開始の指示を与える操作入力部である操作パネル（操作部）９は、画像読取部５の左側または右側などのコーナーにおいて、（画像形成部１に固定されている）支柱９ａとスイングアーム９ｂに位置する。

画像形成部１は、潜像を保持する第１〜第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが保持する潜像に現像剤、すなわちトナーを供給して現像する現像装置１３ａ〜１３ｄ、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄが保持するトナーの像を順に保持する転写ベルト１５、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに残るトナーを個々の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄから取り除く第１〜第４のクリーナー１７ａ〜１７ｄ、転写ベルト１５が保持するトナー像を普通紙あるいはＯＨＰシートのような透明な樹脂シートであるシートに転写する転写装置１９、転写装置１９がシートに転写したトナー像をシートに定着する定着装置２１、及び感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに潜像を形成する露光装置２３、等を含む。

第１〜第４の現像装置１３ａ〜１３ｄは、減法混色によりカラー画像を得るために用いるＹ（イエロー、黄）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＢｋ（ブラック、黒）の任意の色のトナーを収容し、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのそれぞれが保持する潜像を、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢｋのいずれかの色で可視化する。各色の順は、画像形成プロセスや、とトナーの特性に応じて、所定の順に決定する。

転写ベルト１５は、第１〜第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄおよび対応する現像装置１３ａ〜１３ｄが形成した各色のトナー像を、トナー像の形成の順に保持する。

転写ベルト１５は、画像形成部１の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと転写ベルト１５との間の圧力を設定するベルト対向部材５１、転写ベルト１５の表面を清掃するベルトクリーナー５３が及ぼす圧力を設定するベルトクリーナー対向部材５５及びシートが、転写装置１９からの圧力により転写ベルト１５と接する際の転写ベルト１５側の圧力を設定するサポートローラ５７のそれぞれから、外側に向う張力である所定の圧力を受ける。

用紙供給部３は、トナー像が移動するためのシートを、所定のタイミングで、転写装置１９に供給する。

複数のカセットスロット３１に位置する詳述しないカセットは、任意のサイズのシートを収容し、画像形成動作に応じ、ピックアップローラ３３が対応するカセットからシートを取り出す。シートのサイズは、画像形成に際して要求のある倍率および画像形成部本体１が形成するトナー像の大きさに対応する。

分離機構３５は、ピックアップローラ３３がカセットから取り出すシートが２枚以上になることを阻止する。

複数の搬送ローラ３７は、分離機構３５が１枚に分離したシートをアライニングローラ３９に向けて送る。

アライニングローラ３９は、転写装置１９が転写ベルト１５からトナー像を転写するタイミングに合わせて、シートを転写装置１９と転写ベルト１５が接する転写位置に送る。

定着装置２１は、画像情報に対応するトナー像をシートに定着し、画像出力（ハードコピーまたはプリントアウト）として、画像読取部５と画像形成部本体１との間の空間に位置するストック部４７に送る。

転写装置１９は、定着装置２１によりトナー像が定着された出力画像（ハードコピー／プリントアウト）であるシートの両面を置き換える自動多重ユニット（ＡＤＵ、automatic duplex unit）４１に位置している。バイパストレイがＡＤＵ４１に付属する。

ＡＤＵ４１は、画像形成部１において、（最終の）搬送ローラ３７とアライニングローラ３９との間、あるいはアライニングローラ３９と定着装置２１あるいは転写装置１９と定着装置２１との間に、シートが詰まった場合（ジャムしたとき）、側方（右側）へ移動する。ＡＤＵ４１は、転写装置１９をクリーニングするクリーナー４３を一体に有する。

搬送ローラ３７とアライニングローラ３９との間に位置するメディアセンサ４５が、アライニングローラ３９に搬送されるシートの厚さを検出する。メディアセンサ４５には、２００８年８月２５日に出願された米国特許出願１２／１９７８８０号や、２００８年８月２７日に出願された米国特許出願１２／１９９４２４号に示された光学センサ、及びまたは、２００８年４月１０日に米国に仮出願された６１／０４３８０１号に示された厚さ検出ローラのシフトを用いるタイプを用いることができる。

図２は、図１に示すＭＦＰの制御システムの一例を示す図である。

ＭＦＰ１０１は、システムバス１１１を含む。システムバス１１１は、画像形成部１による原稿の複写物の出力を処理する主制御ブロックすなわちメインＣＰＵ１１２と接続する。ＭＦＰ１０１は、スキャナ（画像読取部）５、及び画像処理部１１７を含む。ＭＦＰ１０１は、ステッピングモータ１５１を回転するパルスを供給するモータドライバ１１９を含む。ステッピングモータ１５１の回転角は、パルス数で規定される。ステッピングモータ１５１は、第１〜第４の感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを回転させる。ＭＦＰ１０１は、ステッピングモータ７５を回転するパルスを供給するモータドライバ１２０を含む。ステッピングモータ７５の回転角は、パルス数で規定される。主制御ブロック１１２は、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ、Read Only Memory）１１３、ＲＡＭ（書き換え可能メモリ、Random Access Memory）１１４、画像形成の総数や合計動作時間等を記憶する不揮発性メモリ１１５、メディアセンサ４５の出力をメインＣＰＵ１１２に入力するインタフェース１１６及び操作パネル９と接続する。画像処理部１１７は、ページメモリ１１８と接続する。

以下、上記説明したＭＦＰ１０１による孤立点補正処理（ドット画像補正処理）の一例について説明する。

図３は、孤立点補正処理の一例を示すフローチャートである。

例えば、不揮発性メモリ１１５は、テスト画像データを記憶する。例えば、テスト画像データは、図５に示すようなＣＭＹＫの各色のドットパターン（孤立点補正用パターン）を記録するためのデータである。ドットパターンは、各色に対応する複数のドットの配置により構成され、各ドットの間隔は、例えば５ドット程度離れている。ユーザは、ハイライト再現又は細線再現に不満がある場合に、操作パネル９を介して孤立点補正処理（ハイライト・細線再現調整）を指示する。操作パネル９には、図４に示すようなハイライト・細線再現調整の指示画面が表示され、ハイライト・細線再現調整の指示画面を介して孤立点補正処理が指示されると、主制御装置１１２は孤立点補正処理の実行を制御し（ＡＣＴ１）、これに対応して、不揮発性メモリ１１５からテスト画像データが読み出され、画像形成部１は、テスト画像データに基づくテスト画像（孤立点画像）を出力する（ＡＣＴ２）。つまり、画像形成部１は、テスト画像データに基づくテスト画像を用紙（記録媒体）へプリントアウトする。

用紙の搬送経路に設置されたスキャナ５は、ユーザによりセットされた用紙からテスト画像を読み取る。画像処理部１１７の解析部１１７ａは、読取テスト画像に含まれた各色のドット（孤立点）の品質を評価する。つまり、解析部１１７ａは、読取テスト画像に含まれた各色のドットの再現状況を検出する（ＡＣＴ３）。例えば、解析部１１７ａは、各色のドットの濃度分布に基づき、各色のドットの品質を評価する。つまり、解析部１１７ａは、各色のドットの中心点濃度と各色のドットの中心から所定距離の周辺点濃度とを比較し各色のドットの品質を評価する。さらに詳しく言うと、解析部１１７ａは、各色のドットの中心点濃度と各色のドットの中心から第１の距離の複数の周辺点濃度と各ドットの中心から第２の距離（＞第１の距離）の複数の周辺点濃度とを比較し各ドットの品質を評価する。

より具体的に説明すると、例えば、ドットの頂点濃度と周囲濃度の差（図６参照）が各８方向（図７参照）において基準値以上となる条件が満たされる場合には、解析部１１７ａは、このドットを正常ドットとして判定し、ドットの頂点濃度と周囲濃度の差が各８方向において基準値以上となる条件が満たされない場合には、解析部１１７ａは、このドットを異常ドットとして判定する。

解析部１１７ａは、各ドットの品質の評価結果に基づき評価基準値に満たない異常ドットの出現率を検出する。又は、解析部１１７ａは、各ドットの品質の評価結果に基づき評価基準値を満たす正常ドットの出現率を検出する。例えば、解析部１１７ａは、テスト画像中の所定領域におけるドットの数Ｎに対する正常ドットの数ｎの比率を検出する。

画像処理部１１７の補正部１１７ｂは、各色のドットの品質の評価結果に基づき画像データを補正する画像データ補正値を設定する（ＡＣＴ４）。或いは、補正部１１７ｂは、各色のドットの品質の評価結果に基づきレーザーパワーを補正するレーザーパワー補正値を設定する（ＡＣＴ４）。或いは、補正部１１７ｂは、各色のドットの品質の評価結果に基づき画像データ補正値及びレーザーパワー補正値を設定する（ＡＣＴ４）。

つまり、補正部１１７ｂは、異常ドットの出現率に応じて画像データを補正する画像データ補正値を設定する。例えば、補正部１１７ｂは、異常ドットの出現率が出現率基準値（例えば５０％）を超えることを条件として、画像データを補正する画像データ補正値を設定する。或いは、補正部１１７ｂは、異常ドットの出現率が出現率基準値を超えることを条件として、レーザーパワーを補正するレーザーパワー補正値を設定する。或いは、補正部１１７ｂは、異常ドットの出現率が出現率基準値を超えることを条件として、画像データ補正値及びレーザーパワー補正値を設定する。

異常ドットの出現率が出現率基準値を超えない場合、つまり、異常ドットの出現率が低い場合には、積極的に、画像データを補正したり、レーザーパワーを補正したりすることはしない。異常ドットの出現率が低い、つまり正常ドットの出現率が高い場合に、画像データを補正したり、レーザーパワーを補正したりすると、正常ドットが乱れ、画質低下を招くおそれがあるからである。

例えば、図８に示すように、補正部１１７ｂは、階調基準値より低いハイライト画像データを補正する画像データ補正値を設定する。つまり、補正部１１７ｂは、画像の淡い色の部分（低階調部分）の濃度を高くするような画像データ補正値を設定する。さらに、補正部１１７ｂは、画像データ補正値に基づき入力画像データを補正する。

画像形成部１は、補正入力画像データに基づき補正入力画像を形成する。つまり、各色のドットの再現状態に応じて補正された補正入力画像が形成される。つまり、ＭＦＰ１０１は、ハイライト部分又は細線の再現性の改善、向上を図り、高画質な画像を形成することができる。

さらに、上記した孤立点補正処理と、中間調、ベタ濃度調整とを併用することもできる。ここで、中間調、ベタ濃度調整について説明する。画像形成部１は、階調ステップのパッチを転写ベルト１５上に形成する（ＡＣＴ５）。トナー付着量センサ１２１は、転写ベルト１５上に形成された階調ステップのパッチのためのトナー付着量（濃度）を検出する（ＡＣＴ６）。主制御装置１１２は、トナー付着量の検出結果に基づき、目標値となるようにコントラスト電位又はレーザーパワーを調整する（ＡＣＴ７）。或いは、主制御装置１１２は、トナー付着量の検出結果に基づき、目標値となるようにコントラスト電位及びレーザーパワーを調整する。その後、キャリブレーションが実施される（ＡＣＴ８）。

上記したように、孤立点補正処理と、中間調、ベタ濃度調整とを併用する場合、孤立点補正処理により中間調、ベタ濃度調整による効果が低減しないように、また、中間調、ベタ濃度調整により孤立点補正処理による効果が低減しないように、主制御装置１１２は、孤立点補正処理による補正範囲と、中間調、ベタ濃度調整による補正範囲とを制御する。これにより、例えば、補正部１１７ｂは、孤立点補正処理に対応して、階調基準値より低いハイライト画像データを補正する画像データ補正値を設定し（図８参照）、中間調、ベタ濃度調整に対応して（画像データ補正値の設定に対応して）、ハイライト画像データを除く画像データに対応する階調の濃度を調整する（階調基準値以上の画像データに対応する階調の濃度を調整する）（図９参照）。

つまり、ユーザがハイライト・細線再現補正を指示し、さらに、中間調、ベタ濃度調整を指示した場合には、ハイライト部分については孤立点補正処理を優先的に適用し、ハイライト部分については中間調、ベタ濃度調整の適用を除外し、ハイライト部分以外については中間調、ベタ濃度調整を適用し、調整を完了する（ＡＣＴ９）。

これにより、ＭＦＰ１０１は、ハイライト部分（孤立点部分、低濃度部分）又は細線の再現性の改善、向上を図りつつ、中間調、ベタ濃度についても再現性の改善、向上を図ることができ、結果的に高画質な画像を形成することができる。また、ユーザが、ハイライト再現又は細線再現に不満を抱くような場合に、操作パネル９を介して孤立点補正処理（ハイライト・細線再現調整）の実施を指定することができる。つまり、ハイライト再現又は細線再現が不十分な場合に孤立点補正処理を適用することができる。

なお、上記説明では、ユーザがテスト画像のプリントされた用紙をセットするケースについて説明したが、ＭＦＰ１０１が専用のイメージセンサ６０を備え、用紙を排出する際に用紙にプリントされたテスト画像を読み取るようにしてもよい。この場合、ユーザはテスト画像がプリントされた用紙をセットする作業を行わなくて済む。

以下、本実施形態についてまとめる。

本実施形態の画像処理装置（ＭＦＰ１０１）は、孤立点検出を指定可能な操作パネルと、孤立点検出のためのカラーイメージセンサと、検出された孤立点の再現を判定する孤立点の再現判断手段と、判断された孤立点の再現状況に応じて孤立点の再現が適正となるように画像データを調整可能な第１補正手段と、中間調／ベタ濃度再現についてプロセス条件を調整することで濃度調整が可能な第２補正手段と、全階調について画像データを調整可能な第３補正手段とを具備する。さらに画像処理装置は、ハイライト部分や細線再現については孤立点の再現状況による調整を行い、さらに中間調／ベタ濃度についてはプロセス条件を調整する。さらに、さらに画像処理装置は、全階調の濃度調整を行うキャリブレーションにおいて、孤立点検出する場合についてはハイライト部分についてはキャリブレーションの補正から除外して調整を行う。

本実施形態の画像処理装置によれば、ハイライト部分又は細線の再現性の改善、向上を図ることができ、高画質な画像を形成することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…画像形成部、５…スキャナ、１０１…ＭＦＰ、１１２…主制御装置、１１７…画像処理部

Claims (9)

1. テスト画像データに基づき、記録媒体に対してテスト画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体から前記テスト画像を読み取る画像読取手段と、
   読取テスト画像に含まれた各ドットの品質を評価する評価手段と、
   各ドットの品質の評価結果に基づき画像データを補正する画像データ補正値を設定する設定手段と、
   前記画像データ補正値に基づき入力画像データを補正する補正手段と、
   を備え、
   前記画像形成手段は、補正入力画像データに基づき補正入力画像を形成する画像形成装置。
2. 前記評価手段は、各ドットの濃度分布に基づき各ドットの品質を評価する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記評価手段は、各ドットの中心点濃度と各ドットの中心から所定距離の周辺点濃度とを比較し各ドットの品質を評価する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記評価手段は、各ドットの中心点濃度と各ドットの中心から第１の距離の複数の周辺点濃度と各ドットの中心から第２の距離の複数の周辺点濃度とを比較し各ドットの品質を評価する請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記評価手段は、各ドットの品質の評価結果に基づき評価基準値に満たない異常ドットの出現率を検出し、
   前記設定手段は、前記異常ドットの出現率に応じて前記画像データ補正値を設定する請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 前記設定手段は、前記異常ドットの出現率が出現率基準値を超えることを条件として前記画像データ補正値を設定する請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記設定手段は、階調基準値より低いハイライト画像データを補正する前記画像データ補正値を設定する請求項１乃至６の何れか１項記載の画像形成装置。
8. 各階調の濃度を調整する濃度調整手段を備え、
   前記濃度調整手段は、前記画像データ補正値の設定に対応して、前記ハイライト画像データを除く画像データに対応する階調の濃度を調整する請求項１乃至７の何れか１項記載の画像形成装置。
9. テスト画像データに基づき、記録媒体に対してテスト画像を形成し、
   前記記録媒体から前記テスト画像を読み取り、
   読取テスト画像に含まれた各ドットの品質を評価し、
   各ドットの品質の評価結果に基づき画像データを補正する画像データ補正値を設定し、
   前記画像データ補正値に基づき入力画像データを補正し、
   補正入力画像データに基づき補正入力画像を形成する画像形成方法。

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