JP2013240952A - 階調補正システムおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】擬似中間調処理後の入力画像データに基づき各画素の露光量を制御する階調再現方法において、局所的な階調段差のない階調再現性を得るように補正する。
【解決手段】全階調値が連続的に変化する各色のグラデーションで構成された補正パターンを記録媒体上に形成し（Ｓ１）、補正パターンの各階調の色彩値を画像計測装置で取得し（Ｓ２）、取得した各階調値の色彩値と隣接する階調値の色彩値とに基づき各階調値における色彩値の変化量を算出し（Ｓ３）、算出した変化量が所定の値よりも大きい場合に階調段差があると判定し（Ｓ４）、階調段差に対応する画素値と露光量を特定し（Ｓ５）、変化量が小さくなるように露光量テーブルの露光量を補正する（Ｓ６）。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置を対象とした階調補正システム、および、階調補正をおこなう画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置で、入力画像データに擬似中間調処理を施して得られた画素値に基づき出力画像の各画素の露光量（パルス幅や強度）を制御することで出力画像の階調を再現する階調再現方法が広く用いられている。擬似中間調処理後の画素値と露光量とは、露光量テーブルで予め対応づけられており、画素値が大きくなるほど露光量が大きくなる。露光量が大きくなることにより、記録媒体に形成される色材量が増加し、画像濃度が高くなる。

また、画像形成装置で再現される階調特性が目標とする階調特性から乖離してしまう場合に用いられる階調補正方法として、トーンカーブに基づく階調補正法が知られている。これは、トーンカーブを代表する複数の階調値のパッチを、対象とする画像形成装置で記録媒体上に形成し、画像計測装置により読み取った記録媒体上の各パッチの明度（濃度）または色差等の色彩値に基づき、目標とするトーンカーブを再現できるように、入力画像データの階調値を補正するものである。

また、画像形成装置で再現される階調特性が目標とする階調特性から局所的に乖離した場合に用いられる階調補正方法も提案されている。特許文献１には、対象とする画像形成装置で階調毎の基準画像を記録媒体上に形成し、記録媒体上に形成された階調毎の基準画像のうち純白である階調の位置に基づき、１階調目の階調を適正化するよう各階調値の露光量（パルス幅）を補正する階調補正方法が記載されている。これは、１階調目の階調を適正化することにより、低階調部における滑らかな階調特性を再現することを目的とした階調補正方法である。

入力画像データに擬似中間調処理を施して階調を再現する階調再現方法では、露光量テーブルによる画素値と露光量との対応関係が重要である。経時・環境など種々の要因で、その対応関係が適切でなくなると、階調の再現に不具合が生じる。例えば、露光量テーブルで画素値１に対応する露光量が少ないと、再現対象の階調範囲の階調値のうち、画素値１を使う階調値ではいずれも、再現される階調特性が目標とする階調特性から局所的に乖離した、所謂、階調段差が生じるおそれがある。これは画素値１を使った階調値では想定よりも色材量が減少し、局所的に出力画像の濃度が低下してしまうためである。特に、階調が連続的に変化するグラデーション画像を出力した場合には、階調段差は顕著に発生する。

以下、入力画像データに対して、解像度６００ｄｐｉ、スクリーン線数１５０ｌｐｉ、スクリーン角９０度の万線スクリーンにより、画素値の量子化数が４ｂｉｔ（画素値０〜画素値１５）とする擬似中間調処理を施す例で説明する。この万線スクリーンによる擬似中間調処理では、入力画像データの階調数（２５６）を４列の画素列で表現するよう、１列目の画素列の画素値を０から適切な間隔で徐々に１５まで増やし、同様に２列目から４列目の画素列の画素値をそれぞれ０から適切な間隔で徐々に１５まで増やしている。この処理では、全快調範囲において、画素値１が使われる階調値は各列に対応して４箇所あり、この４箇所の階調値では何れも階調段差が発生する虞がある。

このような局所的な階調段差を上記トーンカーブに基づく階調補正法で補正することは困難である。トーンカーブに基づく階調補正方法は、トーンカーブを代表する複数の階調値のパッチの色彩値に基づき、トーンカーブの全体的な形状を補正するものであり、局所的な階調の不具合には対応しきれない。多くの場合、局所的な階調段差が発生する階調値がシフトするのみとなってしまう。また、入力画像データの階調値を補正するため、再現可能な階調数が減少してしまうという問題もある。

画素値と露光量との対応関係が不適切になることによりおこる局所的な階調段差は、擬似中間調処理の仕方により、露光量との対応関係が不適切な画素値を使用する階調値では何れも生じる可能性がある。また、画素値と露光量との対応関係が不適切になるのは、画素値が小さい場合に限らず、画素値が大きい場合でもおこる。すなわち、画素値と露光量との対応関係が不適切になることによりおこる局所的な階調段差は、低階調部に限られず、擬似階調処理の仕方によって、全階調範囲の何れでも起こりえる問題である。上記特許文献１は、低階調部の露光量を直接補正する階調補正方法であり、全階調範囲で起こり得る局所的な階調段差を補正するものではない。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、擬似中間調処理後の入力画像データに基づき各画素の露光量を制御する階調再現方法において、局所的な階調段差のない階調再現性を得るように補正することができる階調補正システムおよび画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、擬似中間調処理後の入力画像データの画素値と、画素値と露光量とを対応づけた露光量テーブルとに基づき各画素の露光量を制御することで階調を再現する画像形成装置を対象として、前記画像形成装置で再現される階調を補正する階調補正システムであって、
前記画像形成装置で、再現対象の全階調値が連続的に変化する単色のグラデーションで構成された補正パターンを記録媒体上に形成する補正パターン形成手段と、記録媒体上に形成された前記補正パターンの各階調値の色彩値を取得する色彩値取得手段と、前記色彩値取得手段により取得した各階調値の色彩値に基づき各階調値における階調値に対する色彩値の変化量を求め、求めた変化量が所定の値よりも大きい場合、前記変化量が小さくなるように前記露光量テーブルの露光量を補正する露光量補正手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、補正パターンとして全階調値が連続的に変化するグラデーションを用い、この補正パターンの全階調値の色彩値を取得して、取得した各階調の色彩値から各階調値における階調値に対する色彩値の変化量を求め、変化量が所定の値よりも大きい場合、階調段差を特定する。このため、全階調値のなかで局所的な階調段差を生じている階調値を正確に特定できる。そして、特定した階調値の擬似中間処理後の画素値に対応する露光量を、上記変化量が小さくなるよう露光テーブルの露光量を補正する。これにより、露光量テーブルの擬似中間調処理後の画素値と露光量との対応関係が適正化される。画像形成装置は、補正された露光量テーブルに基づき各画素の露光量を制御するので、全階調値において階調段差のない階調再現性を得ることができる。

本発明によれば、擬似中間調処理後の入力画像データに基づき各画素の露光量を制御する階調再現方法において、局所的な階調段差のない階調再現性を得るように補正することができるという優れた効果がある。

第一の実施形態に係る階調補正のフロー。 第一の実施形態に係る階調補正システムの構成。 第一の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第一の実施形態に係る画像計測装置の概略構成図。 第一の実施形態に係る補正パターン。 第一の実施形態に係る色彩値の変化量ΔＥと階調値との関係を表す図。 第一の実施形態に係る階調段差の判定の説明図。 第一の実施形態に係る擬似中間調処理の画素値テーブルの一例。 第一の実施形態に係る擬似中間調処理による露光量テーブルの一例。 第二の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 画素値１の露光量が小さすぎる場合に発生する局所的な階調段差の一例を示すグラフ。

＜第一の実施形態＞
以下、本発明を適用した階調補正システムの実施形態としての第一の実施形態について説明する。
図２は、第一の実施形態に係る階調補正システムの構成図である。階調補正システムは画像形成装置１、画像計測装置２、露光量テーブル作成装置３から構成される。各装置の概要について以下に説明する。

〔画像形成装置〕
画像形成装置１は階調補正の対象となる装置である。図３は、本実施形態に採用される画像形成装置の概略構成である。この画像形成装置１は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のプロセスカラーで記録媒体上に画像形成を行うカラーレーザープリンターである。

この画像形成装置は大きくメインコントローラ２０、エンジンコントローラ３０、作像部で構成される。
メインコントローラ２０は画像形成装置１を統括的に制御する役割を持つ。メインコントローラ２０は、図示しない、画像データを受信する画像データ入力部、入力画像データを対して、擬似中間調処理を含む種々の処理を行い作像部で出力するための画像形式（出力画像データ）に変換する画像処理部、これら各構成要素を制御するＣＰＵ、制御プログラムを記憶しておくＲＯＭ、入力データの記憶領域や作業用記憶領域を提供するＲＡＭを備えている。

エンジンコントローラ３０は画像形成装置１の作像動作を制御する役割を持つ。画像処理部から入力された出力画像データに基づき書込みユニットのパルス幅制御を行う書込み制御部、給紙や搬送動作を制御する駆動制御部、帯電部や現像部、転写部などの作像プロセスを統括的に制御する作像プロセス制御部、これら各構成要素を制御するＣＰＵ、制御プログラムを記憶しておくＲＯＭ、作業用記憶領域を提供するＲＡＭ、画素値と露光量とを対応づけた露光量テーブルを記憶するＥＥＰＲＯＭ等を備えている。

作像部はメインコントローラ２０で生成された出力画像データに対してエンジンコントローラ３０の指示に基づき記録媒体上に画像形成を行う役割を持つ。書込み制御部で生成されたパルス幅に基づきレーザービームによる書込みを行う書込みユニット１０、ＣＭＹＫ各色の色材に対応する感光体ユニット１１−Ｙ、１１−Ｍ、１１−Ｙ、１１−Ｋ、１次転写ローラ１２−Ｃ、１２−Ｍ、１２−Ｙ、１２−Ｋ、中間転写ベルト１３、２次転写ローラ１４、定着ユニット１５、給紙ユニット４０等を備える。また感光体ユニット１１は画像形成プロセスの上流側からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順に設置されており、各感光体ユニットは潜像担持体である感光体ドラムと、感光体ドラムを所望の電位に帯電する帯電器、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーによって現像する現像器、感光体ドラム上に残った転写残トナーを回収するクリーナー等で構成されている。ただし各色の感光体ユニットはこの並びである必要はなく、任意の並びで構わない。

〔画像計測装置〕
画像計測装置２は、画像形成装置１によって記録媒体上に形成された補正パターンの色彩値を計測する装置であり、本発明の色彩値取得手段としての機能を有している。画像計測装置２の概略構成を図４に示す。本実施形態ではＣＣＤイメージセンサによって対象画像のＲＧＢ値を取得できるカラースキャナーを用いて説明する。
スキャナーはコンタクトガラス５１、光源５２と第１ミラー５３を備え副走査方向に駆動される第１キャリッジ５４、第２ミラー５５と第３ミラー５６を備え第１キャリッジと同方向にその１／２の速度で駆動される第２キャリッジ５７、レンズ５８、ＣＣＤセンサー５９等で構成される。
原稿をコンタクトガラス上に読み取り面を下にして置き、読み取りを開始すると、光源５２が点灯され原稿を照射する。原稿からの反射光は第１ミラー５３、第２ミラー５５、第３ミラー５６と順に反射されレンズ５８で収束されてＣＣＤセンサー５９でＲＧＢ値が検知される。第１キャリッジ５４と第２キャリッジ５７は副走査方向に駆動され原稿全体をスキャンすることで、原稿の各画素のＲＧＢ値を取得することが可能である。

〔露光量テーブル作成装置〕
露光量テーブル作成装置３は画像計測装置２によって計測された補正パターンの色彩値に基づき、適切な露光量を算出して補正する装置であり、本発明の露光量テーブル補正手段としての機能を有している。画像計測装置２で計測した補正パターンのＲＧＢ画像データを受信する画像データ入力部、適切な露光量を算出する露光量算出部、これら各構成要素を制御するＣＰＵ、制御プログラムを記憶しておくＲＯＭ、入力データの記憶領域や作業用記憶領域を提供するＲＡＭ、画像形成装置１における入力画像データの階調値と擬似中間調処理後の入力画像データに用いられる画素値との対応関係を表す画素値テーブル、及び現在の画像形成装置１の露光量テーブルを保持するＥＥＰＲＯＭ等を備えている。

ここで、本階調補正システムによる階調補正の対象である階調段差について説明する。入力画像データに擬似中間調処理を施して階調を再現する階調再現方法では、露光量テーブルによる画素値と露光量との対応関係が重要である。経時・環境など種々の要因で、その対応関係が適切でなくなると、階調の再現に不具合が生じる。例えば、露光量テーブルで画素値１に対応する露光量が少ないと、再現対象の階調範囲の階調値のうち、画素値１を使う階調ではいずれも、再現される階調特性が目標とする階調特性から局所的に乖離した、所謂、階調段差が生じるおそれがある（図１１参照）。これは画素値１を使った階調値では想定よりも色材量が減少し、局所的に出力画像の濃度が低下してしまうためである。特に、階調が連続的に変化するグラデーション画像を出力した場合には、階調段差は顕著の発生する。

このような階調段差を補正するために、本階調補正システムによる階調補正の処理について説明する。図１に、階調補正処理の流れのフローをしめす。各処理の詳細について以下に説明する。
〔ステップＳ１：画像形成装置による補正パターンの形成〕
ステップＳ１では、補正パターン形成手段により、補正対象とする画像形成装置１で記録媒体上に補正パターンを形成する。補正パターンは、ＣＭＹＫ各色の全階調値を含むパターンであり、本実施形態では図５のように各色の階調値が０（白）〜２５５（ベタ）まで連続的に変化するグラデーションのパターンを用いた。バンディング等の異常画像による影響を低減するために、画像形成装置１の主走査方向に対してグラデーションの角度を４５度に傾けている。補正パターンはＣＭＹＫ各色の全階調値が含まれていれば、他の構成でも構わない。

〔ステップＳ２：画像計測装置による補正パターンの読み取り〕
ステップＳ２では、ステップＳ１で記録媒体上に形成した補正パターンを画像計測装置２のコンタクトガラス上にセットし、読み取りを実行する。これにより補正パターンのＲＧＢ画像データを取得できる。

〔ステップＳ３：各階調値における色彩値の変化量の算出〕
ステップＳ３では、ステップＳ２で取得した補正パターンのＲＧＢ画像データに基づき、露光量テーブル作成装置３で各階調値における色彩値の変化量を算出する。本実施形態では使用する色彩値として記録媒体の色からの色差ΔＥ＊ａｂを用いる。ただし明度Ｌ＊など他の色彩値を使っても構わない。各階調値におけるΔＥ＊ａｂの変化量を算出する手順を以下に説明する。
〔ステップＳ３−１〕
補正パターンのＲＧＢ画像データから、ＣＭＹＫ各色のグラデーション領域をそれぞれ切り出し、各色について同階調値のＲＧＢ値をそれぞれ平均して一次元化する。これによりＣＭＹＫ各色について、各階調値（０〜２５５）に対応するＲＧＢ値を得ることができる。

〔ステップＳ３−２〕
ステップＳ３−２では、ステップＳ３−１で算出した各階調値のＲＧＢ値をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。ＲＧＢ値はまず色変換式を用いてＸＹＺ値に変換する。色変換式は前記画像計測装置２で得られるＲＧＢ値とＸＹＺ値との関係式である。予め複数のパッチについてＲＧＢ値とＸＹＺ値をそれぞれ画像計測装置２と分光測色計で計測しておき、その結果に基づき作成した変換式を利用した。次にＸＹＺ値を所定の変換式に基づきＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。これによりＣＭＹＫ各色について、各階調値（０〜２５５）に対応するＬ＊ａ＊ｂ＊値を得ることができる。

〔ステップＳ３−３〕
ステップＳ３−３では、各階調値のＬ＊ａ＊ｂ＊値をさらに記録媒体の色からの色差ΔＥ＊ａｂに変換する。階調値ｉ（ｉ＝０、１、２、・・・、２５５）におけるＬ＊ａ＊ｂ＊値をＬ（ｉ）、ａ（ｉ）、ｂ（ｉ）、ΔＥ＊ａｂをＥ（ｉ）と表すと、Ｅ（ｉ）は次式で求められる。
Ｅ（ｉ）＝ＳＱＲＴ｛（Ｌ（ｉ）−Ｌ（０））^２＋（ａ（ｉ）−ａ（０））^２＋（ｂ（ｉ）−ｂ（０））^２｝
ここでＬ（０）、ａ（０）、ｂ（０）は記録媒体のＬ＊ａ＊ｂ＊値を表している。これによりＣＭＹＫ各色について、各階調値（０〜２５５）に対応するΔＥ＊ａｂを得ることができる。

〔ステップＳ３−４〕
ステップＳ３−４では、階調値ｉにおけるＥ（ｉ）の変化量を表すΔＥ（ｉ）を算出する。ΔＥ（ｉ）は階調値ｉの前後５階調離れた２つの階調値（ｉ−５、ｉ＋５）のΔＥ＊ａｂであるＥ（ｉ−５）とＥ（ｉ＋５）を用いて次式で求めた値とする。
ΔＥ（ｉ）＝０．５×（Ｅ（ｉ−５）＋Ｅ（ｉ＋５））−Ｅ（ｉ）
ただしｉ−５＜０の場合はｉ−５＝０、ｉ＋５＞２５５の場合はｉ＋５＝２５５とする。また本実施例では前後５階調のΔＥ＊ａｂを用いて計算しているが、前後３階調など他の階調値の値を使って計算しても良い。ΔＥ（ｉ）が負値に大きく振れる階調では局所的な階調変化が大きく階調の飛びが発生していることを意味し（図６（ａ））、ΔＥ（ｉ）が正側に大きく振れる階調では局所的な階調変化が小さく階調の潰れが発生していることを意味する（図６（ｂ））。

〔ステップＳ４：階調段差の判定〕
ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した各階調値における色彩値の変化量ΔＥ（ｉ）に基づき、階調の不具合である階調段差が発生しているかどうかを判定する。階調段差の有無の判定は、ΔＥ（ｉ）を予め設定した所定の変化量ΔＥｓと比較することにより行う。すなわち｜ΔE（ｉ）｜＞ΔＥｓとなる階調値ｉが存在する場合（図７）は、階調値ｉの近傍で階調段差が発生していると判定し、ステップＳ５以降で階調段差を低減するための補正処理を実行する。｜ΔＥ（ｉ）｜＞ΔＥｓとなる階調値ｉが存在しない場合は、対象の画像形成装置では階調段差が発生していないと判定し、ステップＳ５以降の補正処理は実行しない。

〔ステップＳ５：階調段差が発生している階調値に対応する画素値の特定〕
ステップＳ４で階調段差が発生していると判定された場合は、階調段差が発生している階調値ｉに対応する擬似中間調処理後の入力画像データの画素値及び露光量を特定する。階調値ｉに対応する画素値の特定は、予め露光量テーブル作成装置３に記憶されている画素値テーブルを用いて行う。画素値テーブルは入力画像データの階調値（８ｂｉｔ：０〜２５５）と擬似中間調処理後の入力画像データの画素値（４ｂｉｔ：０〜１５）との関係を表すテーブルであり、本実施形態では画素値の値としては前階調値からの増分が最も大きい画素値の値が格納されている。これは、擬似中間調処理の仕方によっては、階調値が大きくなると、複数の画素値が同時に増加することがあるが、この場合、前階調値からの増分がより大きい画素値の方が影響が大きいため、増分が最も大きい画素値の値を格納するものである。

図８に、擬似中間調処理の画素値テーブルの一例を示す。図８を参照することにより、階調値ｉで段差が発生している場合、画素値テーブルを参照して対応する画素値が１４であると特定できる。なお、この画素値テーブルでは、画素値１４となる階調値がｉ近傍だけでなく、他の階調値でも画素値１４を使っている箇所は存在する。例えば、解像度６００ｄｐｉ、スクリーン線数１５０ｌｐｉ、スクリーン角９０度の万線スクリーンによる擬似中間調処理を施す例で説明する。この万線スクリーンによる擬似中間調処理では、入力画像データの階調数（２５６）を４列の画素列で表現するよう、１列目の画素列の画素値を０から適切な間隔で徐々に１５まで増やし、同様に２列目から４列目の画素列の画素値をそれぞれ０から適切な間隔で徐々に１５まで増やしている。この処理では、画素値１が使われる階調の領域は各列に対応して４箇所の階調であり、この４箇所の階調では何れも階調段差が発生する虞がある。また、この４箇所の階調のいずれかで階調段差が判定された場合、何れの階調段差からも画素値１４が特定できる。

〔ステップＳ６：特定された画素値に対応する露光量の補正〕
ステップＳ６では、ステップＳ５で特定された画素値に基づき、露光量テーブルを参照することで特定し、この露光量を階調段差が解消するように補正する。階調段差が発生している階調値ｉにおけるΔＥ（ｉ）が負の場合は、露光量が大きすぎることが原因のため、対応する画素値における露光量を現在値より小さくする。ΔＥ（ｉ）が正の場合は、露光量が小さすぎることが原因のため、対応する画素値における露光量を現在値より大きくする。露光量の変化量はΔＥ（ｉ）の大きさにより決定する。すなわちΔＥｓ０＜ΔＥ（ｉ）≦ΔＥｓ１の場合は露光量ｋをｋ±１に、ΔＥｓ１＜ΔＥ（ｉ）≦ΔＥｓ２の場合は露光量ｋをｋ±２にといったように、予め設定した閾値ΔＥｓ０、ΔＥｓ１、ΔＥｓ２によって求める。これらの閾値は画像形成装置１や画像計測装置２の特性に応じて適切な値を設定すれば良い。

図９に、露光量テーブルの一例を示す。露光量は６ｂｉｔ（０〜６４）で制御できる場合であり、０が露光を全くしない状態、６４が１画素フルに露光する場合に対応する。図９の露光量テーブルの中で、ステップＳ５ｄｅ特定された階調段差に起因する画素値１４に対応する露光量の値は（６０）である。この値を、階調段差が解消するように補正する。例えば、ΔＥ（ｉ）が負の場合は、濃く出すぎているので、露光量（６０）⇒（５９）のように補正する。

〔ステップＳ７：露光量テーブルの更新〕
ステップＳ６で補正後の露光量に基づき、画像形成装置１および露光量テーブル作成装置３における露光量テーブルの露光量の値を更新する。

本実施形態のステップＳ１からステップＳ７の処理を実行することで得られた露光量テーブルでは、画像形成装置１で発生している階調の不具合が解消されるように露光量が補正されている。よって、画像形成装置１でこの露光量テーブルを用いて画像形成を行うことで、局所的な階調段差のない、目標の階調特性を再現することが可能である。

なお、階調値ｉにおけるＥ（ｉ）の変化量は、上述の算出方法に限らず、階調値に対する色彩度の変化量を表すものであれば、他の算出方法を用いることができる。さらに、擬似中間処理は、上述の例に限らず、良好な再現特性の得られる任意の擬似中間処理を用いることができる。

＜第二の実施形態＞
本発明を適用した階調補正を採用した画像形成装置の実施形態としての第二の実施形態について説明する。
図１０は、第二の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は作像部１０１、画像計測部１０２、メインコントローラ１０３、エンジンコントローラ１０４、操作部１０５を備えている。
作像部１０１は、メインコントローラ１０３で生成された出力画像データに対してエンジンコントローラ１０４の指示に基づき記録媒体上に画像形成を行う役割を持つ。主な構成は第一の実施形態で説明した画像形成装置１の作像部と同様で良い。
画像計測部１０２は、対象画像のＲＧＢ画像データを取得する役割を持つ。主な構成は第一の実施形態で説明した画像計測装置２と同様で良い。
メインコントローラ１０３及びエンジンコントローラ１０４の主な構成及び役割は、第一の実施形態と同様である。ただしメインコントローラ１０３では、加えて露光量テーブルを補正するための露光量テーブル補正部を備えることを特徴とする。
操作部１０５は液晶のタッチパネルで構成され、画像形成または画像計測に関する各種設定や階調補正処理の実行の指示を行うことができる。

本実施形態の画像形成装置における階調補正処理について以下に説明する。
〔ステップＳ１１：補正パターンの形成〕
操作部１０５から階調補正の実行が指示されると、画像形成装置は記録媒体上に補正パターンを形成し、排紙トレイに出力する。このときの補正パターンは第一の実施形態の補正パターンと同じであり、ＣＭＹＫ各色の全階調値を含む画像である。

〔ステップＳ１２：補正パターンの色彩値の取得〕
出力された補正パターンを画像計測部１０２のコンタクトガラス上にセットし、操作部１０５から画像の読み取りを指示する。取得されたＲＧＢ画像データはメインコントローラ１０３の露光量テーブル補正部に入力される。

〔ステップＳ１３：露光量の補正〕
露光量テーブル補正部では、ステップＳ１２で取得した補正パターンのＲＧＢ画像データに基づき、露光量テーブルにおける露光量の補正を行う。このときの処理は第一の実施形態のステップＳ３からステップＳ７と同様で良い。すなわち、各階調値の色彩値の変化量に基づき階調段差が発生していると判定された場合は、階調段差が低減するように対応する画素値の露光量が補正される。

本実施形態の画像形成装置では、以上の階調補正処理を実行することで、画像形成装置で発生している階調の不具合が解消されるように露光量を補正することができる。よって、補正された露光量テーブルを用いて画像形成を行うことで、目標の階調特性を再現することが可能である。

なお、第一及び第二の実施形態では、画像形成装置として、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のプロセスカラーで記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置を用いて本発明を説明したが、これに限られるものではない。画像形成装置として、単色で記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置にも、本発明は適用可能であり、同様の効果が得られる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
擬似中間調処理後の入力画像データの画素値と、画素値と露光量とを対応づけた露光量テーブルとに基づき各画素の露光量を制御することで階調を再現する画像形成装置を対象として、画像形成装置で再現される階調を補正する階調補正システムである。この階調補正システムは、画像形成装置で、再現対象の全階調値が連続的に変化する単色のグラデーションで構成された補正パターンを記録媒体上に形成する補正パターン形成手段と、記録媒体上に形成された前記補正パターンの各階調値の色彩値を取得する色彩値取得手段と、色彩値取得手段により取得した各階調値の色彩値に基づき各階調値における階調値に対する色彩値の変化量を求め、求めた変化量が所定の値よりも大きい場合、前記変化量が小さくなるように露光量テーブルの露光量を補正する露光量補正手段とを備える。
これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、擬似中間調処理後の入力画像データの画素値に基づき、各画素の露光量を制御する階調再現方法において、局所的な階調段差のない階調再現性を得るように補正することができる。

（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、露光量補正手段は、入力画像データの階調値と入力画像データに擬似中間調処理を施して得られる画素値との対応関係を表す画素値テーブルを備え、各階調値における色彩値の変化量と画素値テーブルとに基づき、露光量を補正する画素値を決定する。これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、各階調値における色彩値の変化量及び画素値テーブルを参照することで、階調段差を低減するために補正すべき露光量テーブルの画素値を決定することができる。

（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、露光量補正手段における露光量の補正量は、補正対象とする階調値での色彩値の変化量に基づき決定する。これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、効果的な階調段差の低減が可能となる。

（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）の何れかにおいて、露光量補正手段が算出する各階調値における各階調値に対する色彩値の変化量は、色彩値取得手段により取得した各階調値の色彩値と隣接する階調値の色彩値とに基づき求める。これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、局所的な階調段差の検出が可能となる。

（態様Ｅ）
（態様Ｄ）において、露光量補正手段が算出する色彩値の変化量は、注目している階調値の色彩値と、その変化量を求める階調値の前後２点の階調値の色彩値を通る直線との差分である。これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、局所的な階調段差を簡単に検出することができる。

（態様Ｆ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）の何れかにおいて、補正パターンを構成するグラデーションは、画像形成装置の主走査方向と異なる角度に同階調値で構成される幅を持ち、かつ、色彩値取得手段はグラデーションの幅方向の色彩値の平均値を各階調の色彩値とする。これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、主走査方向に入る筋状のノイズであるバンディング等の画像不良が発生してしまった場合でも、各階調値の色彩値に与える影響を最小限に抑えることができ、より正確な階調段差の検出が可能となる。

（態様Ｇ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）の何れかにおいて、色彩値取得手段で取得する各階調の色彩値は明度である。明度は均等色空間における尺度であるため、ユーザーが画像を見たときに感じる階調の良し悪しとの対応が良い。よって、より効果的な階調補正を行うことができる。

（態様Ｈ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）の何れかにおいて、色彩値取得手段で取得する各階調の色彩値は、記録媒体の色からの色差である。これによれば、明度変化が小さいイエロー等の色に対しても、より正確に色彩値の変化量を検知することが可能となり、より効果的な階調補正を行うことができる。

（態様Ｉ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）または（態様Ｈ）の何れかにおいて、画像形成装置は複数色の４色の色材を用いて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置であり、補正パターン作成手段による前記補正パターンの作成、前記色彩値取得手段による各階調値の色彩値を取得、前記露光量補正手段による前記露光量テーブルの露光量を補正を各色ごとに行う。これによれば、上記第一の実施形態について説明したように、カラー画像形成装置においても、良好な階調再現性を実現し、高品位な画像を得ることができる。

（態様Ｊ）
擬似中間調処理後の入力画像データの画素値と、画素値と露光量とを対応づけた露光量テーブルとに基づき各画素の露光量を制御することで階調を再現する画像形成部を備えた画像形成装置である。この画像形成装置において、再現される階調を補正する階調補正手段として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）、（態様Ｈ）または（態様Ｉ）の何れの階調補正システムを採用する。
これによれば、上記第二の実施形態について説明したように、局所的な階調段差のない階調再現性を得るように補正することができ、高品位の画像を形成することができる。

１ 画像形成装置
２ 画像計測装置（色彩値取得手段）
３ 露光量テーブル作成装置（露光量テーブル補正手段）
１０１ 作像部
１０２ 画像計測部
１０３ メインコントローラ
１０４ エンジンコントローラ
１０５ 操作部

特開特開２００７−２９８９０４号公報

Claims (10)

1. 擬似中間調処理後の入力画像データの画素値と、画素値と露光量とを対応づけた露光量テーブルとに基づき各画素の露光量を制御することで階調を再現する画像形成装置を対象として、前記画像形成装置で再現される階調を補正する階調補正システムであって、
   前記画像形成装置で、再現対象の全階調値が連続的に変化する単色のグラデーションで構成された補正パターンを記録媒体上に形成する補正パターン形成手段と、記録媒体上に形成された前記補正パターンの各階調値の色彩値を取得する色彩値取得手段と、前記色彩値取得手段により取得した各階調値の色彩値に基づき各階調値における階調値に対する色彩値の変化量を求め、求めた変化量が所定の値よりも大きい場合、前記変化量が小さくなるように前記露光量テーブルの露光量を補正する露光量補正手段とを備えたことを特徴とする階調補正システム。
2. 請求項１の階調補正システムにおいて、前記露光量補正手段は、前記入力画像データの階調値と前記入力画像データに擬似中間調処理を施して得られる画素値との対応関係を表す画素値テーブルを備え、各階調値における前記変化量と前記画素値テーブルとに基づき、露光量を補正する画素値を決定することを特徴とする階調補正システム。
3. 請求項１または２の階調補正システムにおいて、前記露光量補正手段における露光量の補正量は、補正対象とする階調値での色彩値の変化量に基づき決定することを特徴とする階調補正システム。
4. 請求項１、２または３の何れかの階調補正システムにおいて、前記露光量補正手段が算出する各階調値における階調値に対する色彩値の変化量は、前記色彩値取得手段により取得した各階調値の色彩値と隣接する階調値の色彩値とに基づき求めたことを特徴とする階調補正システム。
5. 請求項４の階調補正システムにおいて、各階調値における各階調値に対する色彩値の変化量は、その変化量を求める階調値の前後２点の階調値の色彩値を通る直線との差分であることを特徴とする階調補正システム。
6. 請求項１、２、３、４または５の何れかの階調補正システムにおいて、前記補正パターンを構成するグラデーションは、前記画像形成装置の主走査方向と異なる角度に同階調値で構成される幅を持ち、かつ、前記色彩値取得手段は前記グラデーションの幅方向の色彩値の平均値を各階調の色彩値とすることを特徴とする階調補正システム。
7. 請求項１、２、３、４、５または６の何れかの階調補正システムにおいて、前記色彩値取得手段で取得する各階調の色彩値は明度であることを特徴とする階調補正システム。
8. 請求項１、２、３、４、５または６の何れかの階調補正システムにおいて、前記色彩値取得手段で取得する各階調の色彩値は、記録媒体の色からの色差であることを特徴とする階調補正システム。
9. 請求項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかの階調補正システムにおいて、前記画像形成装置は複数色の４色の色材を用いて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置であり、前記補正パターン作成手段による前記補正パターンの作成、前記色彩値取得手段による各階調値の色彩値を取得、及び、前記露光量補正手段による前記露光量テーブルの露光量を補正を各色ごとに行うことを特徴とする階調補正システム。
10. 擬似中間調処理後の入力画像データの画素値と、画素値と露光量とを対応づけた露光量テーブルとに基づき各画素の露光量を制御することで階調を再現する画像形成部を備えた画像形成装置において、
    前記画像形成部で再現される階調を補正する階調補正手段として、請求項１乃至請求項９の何れかの階調補正システムを採用したことを特徴とする画像形成装置。