JP2022096270A - Image forming apparatus and calibration method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、画像処理ユニットおよびその出力に基づいて画像を形成する画像形成ユニットを含む画像形成装置および画像形成ユニットのキャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including an image processing unit and an image forming unit that forms an image based on the output thereof, and a method for calibrating the image forming unit.
印刷装置の最高濃度、階調特性(ガンマ特性ともいう)、さらにカラーの場合は色調等に係る個々の装置間の特性を均一化し、また、環境や時間の経過に対して最高濃度およびガンマ特性を安定させるためのキャリブレーション機能が知られている。なお、カラーの色調は、イエロー、マゼンタ、シアンの原色濃度の組合せによって決まるので、各原色のガンマ特性を揃えることが重要になる。
所定のテストパターンを印刷装置のメモリに記憶させておき、キャリブレーションを行う際に記憶されたテストパターンを印刷させ、印刷されたテストパターンを参照して印刷装置の最高濃度およびガンマ特性(カラーの場合は色調)を目標に近づけるように補正を行う機能である。
テストパターンを印刷させてキャリブレーションを行う手法に関して、例えば以下のものが知られている。予め用意されたレファレンスチャートにパッチをプリントして濃度調整を行う。その濃度調整結果に基づいて少しずつ特性を変化させたガンマカーブを適用してCMYKそれぞれのグラデーション出力を行う。出力されたグラデーションチャートをガンマカーブのリファレンスチャートと目視で比較し最適であると思われるグラデーションを選択し登録する(例えば、特許文献1参照)。
The maximum density and gradation characteristics (also called gamma characteristics) of the printing device, and in the case of color, the characteristics between individual devices related to color tone, etc. are made uniform, and the maximum density and gamma characteristics with respect to the environment and the passage of time. The calibration function for stabilizing is known. Since the color tone is determined by the combination of the primary color densities of yellow, magenta, and cyan, it is important to make the gamma characteristics of each primary color uniform.
A predetermined test pattern is stored in the memory of the printing device, the stored test pattern is printed at the time of calibration, and the maximum density and gamma characteristics (color) of the printing device are referred to by referring to the printed test pattern. In the case, it is a function to correct the color tone) so that it approaches the target.
As for the method of printing a test pattern and performing calibration, for example, the following is known. Print the patch on the reference chart prepared in advance and adjust the density. Gradation output of each CMYK is performed by applying a gamma curve whose characteristics are changed little by little based on the density adjustment result. The output gradation chart is visually compared with the reference chart of the gamma curve, and the gradation that seems to be the most suitable is selected and registered (see, for example, Patent Document 1).
近年の画像形成装置は、画像をデジタル処理して画素の集合として画像を表し、各画素に対応する画素データを用いて画像処理を行う画像処理ユニットと、画像処理ユニットの出力に基づいて画像形成、即ち印刷を行う画像形成ユニットを備えているのが通常である。画像形成ユニットはエンジンとも呼ばれる。エンジンは、印刷のための機構および回路およびその機構および回路を制御するプロセッサを有する。
画像形成装置のキャリブレーションを実施する際、画像形成ユニットの特性(エンジン特性)が一定の状態であるとの想定の下に画像処理ユニットの最高濃度、ガンマ特性、さらにカラーの場合は色調等に係る特性を調整するのが通常である。
しかし、温湿度等の周囲環境や経時劣化等に伴いエンジン特性が極端に偏った場合、階調値だけで調整すると隣り合う特定の階調値の濃度差が大きくてトーンジャンプとして視認されたり、逆に隣り合う特定の階調値の濃度に差がつかなかったりすることが起こり得る。
トーンジャンプ等が発生する程エンジン特性が極端に偏ることは稀であり、また、発生するトーンジャンプが軽微であったことから従来はあまり問題視されていなかった。
しかし、画像形成装置の普及に伴い広範な環境下で使用されるようになる一方で、高画質化が進み、この問題への対処が望まれるようになっている。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、画像処理ユニットに対するキャリブレーションの前提となるエンジン特性について、トーンジャンプの発生しにくいエンジン特性となるようにキャリブレーションを行える画像形成装置を提供するものである。
In recent image forming devices, an image processing unit that digitally processes an image to represent an image as a set of pixels and performs image processing using pixel data corresponding to each pixel, and an image forming based on the output of the image processing unit. That is, it is usually provided with an image forming unit for printing. The image forming unit is also called an engine. The engine has a mechanism and circuit for printing and a processor that controls the mechanism and circuit.
When calibrating the image forming device, the maximum density of the image processing unit, the gamma characteristic, and in the case of color, the color tone, etc., under the assumption that the characteristics (engine characteristics) of the image forming unit are in a constant state. It is usual to adjust such characteristics.
However, if the engine characteristics are extremely biased due to the surrounding environment such as temperature and humidity or deterioration over time, if adjustment is made only with the gradation value, the density difference between adjacent specific gradation values will be large and it will be visually recognized as a tone jump. On the contrary, it may occur that the densities of adjacent specific gradation values do not differ.
It is rare that the engine characteristics are extremely biased to the extent that a tone jump or the like occurs, and since the generated tone jump is minor, it has not been regarded as a problem in the past.
However, with the widespread use of image forming apparatus, it has come to be used in a wide range of environments, while the image quality has been improved, and it is desired to deal with this problem.
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the engine characteristics that are the premise of calibration for the image processing unit can be calibrated so that the engine characteristics are less likely to cause tone jumps. It provides an image forming apparatus.
この発明は、印刷すべき画像を画素データの集合で表し各画素データに応じた階調値を出力する画像処理ユニットと、出力された各階調値を走査信号に変換しその走査信号に応じた濃度の画像を形成する画像形成ユニットと、前記画像処理ユニットおよび前記画像形成ユニットを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記画像形成ユニットのキャリブレーション用の二次元階調パターンであって、前記走査信号に係る主走査方向において前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響する所定のパラメータを一定にして前記画像処理ユニットが生成する階調値を変化させ、副走査方向において前記階調値を一定にして前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させる画像形成装置を提供する。
また、異なる観点からこの発明は、画素データに応じた階調値を出力する画像処理ユニット、および前記階調値を走査信号に変換しその走査信号に応じた濃度の印刷を行う画像形成ユニット、を含む画像形成装置を制御する制御部が、前記走査信号に係る主走査方向において前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響するパラメータを一定にして前記階調値を変化させ、副走査方向において前記階調値を一定にして前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させるステップと、画像読取ユニットを用いて印刷された前記二次元階調パターンを読み取らせるステップと、読み取られた二次元階調パターンの前記主走査方向の各階調レベルにおける濃度が予め定められた基準の階調パターンに最も近似する副走査方向のパラメータを以降の印刷における前記画像形成ユニットのパラメータ値とするステップとを備える画像形成装置のキャリブレーション方法を提供する。
The present invention corresponds to an image processing unit that represents an image to be printed as a set of pixel data and outputs a gradation value corresponding to each pixel data, and converts each output gradation value into a scanning signal and responds to the scanning signal. It includes an image forming unit that forms an image of density, an image processing unit, and a control unit that controls the image processing unit, and the control unit is a two-dimensional gradation pattern for calibration of the image forming unit. Then, the gradation value generated by the image processing unit is changed by keeping a predetermined parameter that affects the density of the image formed by the image forming unit constant in the main scanning direction related to the scanning signal, and the gradation value generated by the image processing unit is changed. Provided is an image forming apparatus for printing a two-dimensional gradation pattern in which the gradation value is constant and the parameter is changed.
Further, from different viewpoints, the present invention has an image processing unit that outputs a gradation value according to pixel data, and an image forming unit that converts the gradation value into a scanning signal and prints a density corresponding to the scanning signal. The control unit that controls the image forming apparatus including In, a step of printing a two-dimensional gradation pattern in which the gradation value is kept constant and the parameters are changed, and a step of reading the two-dimensional gradation pattern printed by using an image reading unit, are read. A step in which a parameter in the sub-scanning direction in which the density of the two-dimensional gradation pattern at each gradation level in the main scanning direction most closely resembles a predetermined reference gradation pattern is used as a parameter value of the image forming unit in subsequent printing. Provided is a method for calibrating an image forming apparatus including.
この発明による画像形成装置において、制御部は、主走査方向において画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響する所定のパラメータを一定にして画像処理ユニットが生成する階調値を変化させ、副走査方向において階調値を一定にして前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させるので、画像処理ユニットに対するキャリブレーションの前提となるエンジン特性について、トーンジャンプの発生しにくいエンジン特性となるようにキャリブレーションを行える。
この発明による画像形成装置のキャリブレーション方法も同様の作用効果を奏する。
In the image forming apparatus according to the present invention, the control unit changes the gradation value generated by the image processing unit by keeping a predetermined parameter that affects the density of the image formed by the image forming unit constant in the main scanning direction, and performs sub-scanning. Since a two-dimensional gradation pattern in which the gradation value is kept constant in the direction and the parameters are changed is printed, the engine characteristics that are the premise of calibration for the image processing unit are such that the engine characteristics are less likely to cause tone jumps. Can be calibrated.
The calibration method of the image forming apparatus according to the present invention also has the same effect.
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
(実施の形態1)
≪画像形成装置の構成例≫
図1は、この実施形態による画像形成装置であるカラー複合機の機構的な構成を示す説明図である。図2は、図1に示すカラー複合機の電気的構成を示すブロック図である。
図1に示すように、複合機100は、原稿を読み取る画像読取ユニット111および画像形成を行う画像形成ユニット115を有している。さらに、複合機100は下端部に給送トレイ18を有しており、画像形成ユニット115の上方かつ画像読取ユニット111の下方に排出トレイ39を有している。
また、複合機100は、背面部右側に制御部101の回路基板を備え、上方に原稿を読取り部に搬送する原稿搬送ユニット103を備えている。
さらに、複合機100は、図2に示すように、ユーザーの操作を受付ける操作ユニット105を備えている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description is exemplary in all respects and should not be construed as limiting the invention.
(Embodiment 1)
<< Configuration example of image forming apparatus >>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a mechanical configuration of a color multifunction device which is an image forming apparatus according to this embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the color multifunction device shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the
Further, the
Further, as shown in FIG. 2, the
ここで、図1に示す複合機100の内部構成を述べておく。
複合機100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色を重ね合わせたカラー画像を印刷シートに印刷する。あるいは、単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像を印刷シートに印刷する。このため、電子写真方式の画像形成に係る現像ユニット12、感光体ドラム13、帯電ユニット14およびドラムクリーニングユニット15等が、それぞれ4個ずつ設けられている。それらのユニットによって色毎のプロセスユニットPy、Pm、Pc、Pkが構成される。
Here, the internal configuration of the
The
プロセスユニットPy、Pm、Pc、Pkの下方には、各色に対応する感光体ドラム13をレーザービームで露光走査する露光ユニットとしての光走査ユニット11が配置されている。さらに、複合機100は、排出トレイ39の下方に、光走査ユニット11へ階調値を送る画像処理ユニット116の回路基板を備えている。
画像処理ユニット116は、画像読取ユニット111が読み取った原稿画像の画素データおよび外部から提供される印刷データを制御部101の制御下で処理し、印刷すべき画像の画素データに応じた階調値を生成する。そして、生成された階調値を光走査ユニット11へ送る。
Below the process units Py, Pm, Pc, and Pk, an
The
光走査ユニット11は、送られた階調値を走査信号に変換する。光走査ユニット11は、走査信号に基づいてレーザー素子を駆動するレーザー駆動回路11dを備える。レーザー駆動回路11dは、走査信号に基づいた発光強度のレーザービームを生成し、生成されたレーザービームで感光体ドラム13を露光走査する。光走査ユニット11は感光体ドラム13の中心軸に平行な方向(主走査方向)にレーザービームを走査させる。副走査方向の走査は、感光体ドラム13が回転して周面が移動することによって実現される。走査信号は感光体ドラム13の表面に形成する静電潜像のパターンに対応する。画像処理ユニットは、Y,M,C,BKの各色の露光に係るガンマ特性を決定するデータテーブル(γ-ルックアップテーブル116t)を保持する。
制御部101は、画像処理ユニット116、光走査ユニット11からのレーザービームによる感光体ドラム13の走査およびレーザー駆動回路11dによるレーザー素子の駆動を制御する。
The
The
また、中間転写ベルト21を介して各プロセスユニットPy、Pm、Pc、Pkの感光体ドラム13と接するように1次転写ローラ16が配置されている。中間転写ベルト21は各色の感光体ドラム13と同期して駆動され、図1に示す矢印方向C(副走査方向)へ周回移動する。そして、各プロセスユニットPy、Pm、Pc、Pkで色毎に形成される4つのトナー画像を重ねて搬送し、2次転写ユニット23へ送る。2次転写ユニット23は、2次転写ローラ23aを有する。
プロセスユニットPkと2次転写ユニット23の間に、中間転写ベルト21に対向して色補正センサー41が配置されている。色補正センサー41は、中間転写ベルト21に転写されたトナーパッチの反射のレベルを検出する反射型のフォトセンサーである。
Further, the
A
制御部101は、プロセッサおよびメモリを中心に構成される回路基板である。制御部101は、メモリに格納された制御プログラムをプロセッサが実行することにより、画像形成ユニット115をはじめ複合機100の各部の動作を制御する。原稿搬送ユニット103および画像読取ユニット111の動作も制御の対象に含まれる。また、前記メモリは、補正に係る目標値を格納する不揮発性メモリを含む。さらに、制御部101は、温湿度センサー43から周囲の環境温湿度に応じた信号を受ける。温湿度センサー43は、例えば制御部101と同じ回路基板に配置されている。
The
また、図2に示すように、画像形成ユニット115は、帯電ユニット14に帯電電圧を供給する帯電電源14vを備える。制御部101は、帯電電源14vを介して帯電電圧を制御する。
さらに、画像形成ユニット115は、現像ユニット12に現像バイアス電圧を供給する現像バイアス電源12vを備える。制御部101は、現像バイアス電圧電源12vを介して現像バイアス電圧を制御する。
Further, as shown in FIG. 2, the
Further, the
また、画像形成ユニット115は、1次転写ローラ16に1次転写電圧を供給する1次転写電源16vを備える。制御部101は、1次転写電源16vを介して1次転写現像バイアス電圧を制御する。
さらに、画像形成ユニット115は、2次転写ローラ23aに2次転写電源を供給する2次転写電源23vを備える。制御部101は、2次転写電源23vを介して2次転写現像バイアス電圧を制御する。
Further, the
Further, the
制御部101は、中間転写ベルト21の進行方向に直交する奥行き方向において、色補正センサー41と対向する位置にトナーパッチを形成する。形成されて中間転写ベルト21に転写されたトナーパッチが色補正センサー41に対向する箇所を通過するタイミングに同期して、制御部101は色補正センサー41を読み取って通過するトナーパッチの反射レベルを検出する。色補正センサー41で読み取られたトナーパッチの濃度に基づいて、制御部101は、Y、M、CおよびBKの各色の最高濃度およびガンマ特性が目標の特性となるようにエンジン特性の安定化制御を行う。
各色に対応する1次転写ローラ16、1次転写電源16a、中間転写ベルト21、中間転写ベルト21の駆動機構および2次転写ユニット23を含めて転写ユニット20が構成される。
The
The
各プロセスユニットPy、Pm、Pc、Pkにおいて、次のようにしてトナー画像が形成される。ドラムクリーニングユニット15が、回動する感光体ドラム13の表面の残留トナーを除去および回収する。この実施形態によるドラムクリーニングユニット15は、クリーニングブレードを用いて感光体ドラム13の表面の残留トナーを除去する。その後、帯電ユニット14が感光体ドラム13の表面を所定の電位に均一に帯電させる。この実施形態による帯電ユニット14は、電圧が印加される帯電ローラを用いて感光体ドラム13の表面を均一に帯電させる。そして、光走査ユニット11が帯電した感光体ドラム13の表面を露光することによって静電潜像が形成される。
In each process unit Py, Pm, Pc, Pk, a toner image is formed as follows. The
その後、現像ユニット12がその静電潜像を現像する。この実施形態による現像ユニット12は、感光体ドラム13に対向して配置される現像ローラ12aがトナーとキャリアからなる現像剤を担持して感光体ドラム13の表面に接触させることによって現像を行う(磁気ブラシ現像)。使用されるトナーは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の各色に対応する。これにより、各感光体ドラム13表面に各色のトナー画像が形成される。形成された各色トナー画像は、転写機構によって中間転写ベルト21へ転写される。この実施形態による転写機構は、1次転写ローラ16に1次転写電圧を印加することによって感光体ドラム13上のトナー画像を中間転写ベルト21へ転写する。
After that, the developing unit 12 develops the electrostatic latent image. The developing unit 12 according to this embodiment develops by having a developing
ベルトクリーニングユニット22は中間転写ベルト21の残留トナーを除去および回収する。この実施形態において、ベルトクリーニングユニット22は、クリーニングブレードを用いて中間転写ベルト21の表面の残留トナーを除去する。各感光体ドラム13の表面に形成された各色のトナー画像が1次転写ローラ16によって中間転写ベルト21に順次転写されて重ね合わせられ、中間転写ベルト21上で各色のトナー画像が重畳される。重畳された各色トナー画像は2次転写ユニット23へ搬送され、一括して印刷シートに転写される。
The
印刷シートは、ピックアップローラ33によって給送トレイ18から2次転写ユニット23へ給送される。あるいは、図2に図示しない下方の給紙デスクからシート搬送経路R1を介して2次転写ユニット23へ給送される。あるいはまた、手差しトレイ19から給送され、2次転写ユニット23へ給送される。なお、図1では手差しトレイ19が折りたたまれて収容された状態を示している。手差しトレイ19を使用する際は、収容された手差しトレイを略水平に倒して印刷シートを載せる。
The print sheet is fed from the
2次転写ユニット23の手前には、印刷シートを一旦停止させて印刷シートの先端を揃えるレジストローラ34が配置されている。レジストローラ34は、印刷シートを一旦停止させた後、中間転写ベルト21上を搬送されるトナー画像に同期したタイミングで印刷シートを2次転写ユニット23へ搬送する。
In front of the
2次転写ユニット23の2次転写ローラ23aと中間転写ベルト21との間にはニップ域が形成されており、2次転写ローラ23aには2次転写電圧が印加されている。印刷シートがニップ域を通過する際、中間転写ベルト21の表面に転写されたカラーのトナー画像が2次転写電圧によって印刷シートへ転写される。トナー画像が転写された印刷シートは、定着ユニット17へ搬送されて加熱ローラ24と加圧ローラ25との間に挟まれた状態で加熱および加圧される。これにより、カラーのトナー画像が印刷シート上に定着される。
A nip region is formed between the
定着ユニット17を通過した印刷シートは、排出ローラ36を経て排出トレイ39へ排出される。あるいは、排出トレイ39への排出前に一端スイッチバックされ、両面搬送路37を経てレジストローラ34へ戻る。そして、印刷シートの裏面側にトナー画像が転写され、定着ユニット17、排出ローラ36を経て排出トレイ39へ排出される。
The printed sheet that has passed through the fixing
≪二次元階調パターンの印刷≫
図3は、図1に示すカラー複合機がキャリブレーション用に印刷する二次元階調パターンの一例を示す説明図である。図3に示す二次元階調パターンの横方向の軸は、エンジン特性の変化を示しており、図3では3つのエンジン特性(1)、(2)、(3)を代表値として示している。
上述のように、エンジン特性を変化させる種々の要素(パラメータ)が存在するが、図3の(1)、(2)、(3)は、例えば、同一の階調値に対するレーザービームの強度、即ちレーザー駆動回路11dの特性が異なる。その結果、同一の階調値に対する感光体の露光強度が異なる。
上述した複合機100の内部構成から理解できるように、主走査方向においてエンジン特性を変化させることは難しいが、副走査方向においてエンジン特性を変化させることは可能である。
≪Printing of 2D gradation pattern≫
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a two-dimensional gradation pattern printed by the color multifunction device shown in FIG. 1 for calibration. The horizontal axis of the two-dimensional gradation pattern shown in FIG. 3 shows the change in engine characteristics, and in FIG. 3, the three engine characteristics (1), (2), and (3) are shown as representative values. ..
As described above, there are various elements (parameters) that change the engine characteristics, but (1), (2), and (3) in FIG. 3 show, for example, the intensity of the laser beam with respect to the same gradation value. That is, the characteristics of the laser drive circuit 11d are different. As a result, the exposure intensity of the photoconductor for the same gradation value is different.
As can be understood from the internal configuration of the
図4は、図3に示す二次元階調パターンの(1)~(3)に対応するエンジン特性であって、階調値に対する印刷濃度の例を示すグラフである。キャリブレーションの結果としてガンマ特性の補正が行われる前の状態、即ち素のエンジンのガンマ特性といえる。(1)は、エンジンのガンマ特性が下向きに凸である状態に対応する。(3)は、エンジンのガンマ特性が上向きに凸である状態に対応する。(1)および(3)に比べて(2)は、ガンマ特性が直線に近く、また、目標とするガンマ特性に近い。
従来のキャリブレーション、即ち、画像処理ユニットによる最高濃度およびガンマ特性の補正(カラーの場合は各原色の最高濃度およびガンマ特性の補正)は、目標濃度値と階調値との対応関係を調整するものである。画素データに対する印刷濃度が略直線(比例)の関係になるように、各画素データの値に対応させる階調値を決定する。
FIG. 4 is a graph showing an example of the print density with respect to the gradation value, which is the engine characteristics corresponding to (1) to (3) of the two-dimensional gradation pattern shown in FIG. It can be said that it is the state before the gamma characteristic is corrected as a result of calibration, that is, the gamma characteristic of the original engine. (1) corresponds to a state in which the gamma characteristic of the engine is convex downward. (3) corresponds to a state in which the gamma characteristic of the engine is convex upward. Compared with (1) and (3), (2) has a gamma characteristic closer to a straight line and closer to a target gamma characteristic.
Conventional calibration, that is, correction of the maximum density and gamma characteristics by the image processing unit (correction of the maximum density and gamma characteristics of each primary color in the case of color) adjusts the correspondence between the target density value and the gradation value. It is a thing. The gradation value corresponding to the value of each pixel data is determined so that the print density with respect to the pixel data has a substantially straight line (proportional) relationship.
印刷濃度は、エンジン特性によって影響を受ける。しかし、エンジンは通常、エンジン特性を安定させるために、フィードバック制御やフィードフォワード制御によって画像形成に係る種々のパラメータを調整している。
例えば、中間転写ベルト21にトナーパッチを作成して色補正センサー41に読取らせ、帯電電圧、現像バイアス電圧あるいは画像処理ユニット116のガンマ特性にフィードバックする安定化制御である。あるいは、周囲の温湿度に基づいて、帯電電圧、現像バイアス電圧、1次転写電流、2次転写電流を補正するフィードフォワードによる安定化制御である。
Print density is affected by engine characteristics. However, the engine usually adjusts various parameters related to image formation by feedback control and feedforward control in order to stabilize the engine characteristics.
For example, it is a stabilization control that creates a toner patch on the
エンジン特性の安定化制御で対応できる使用環境であれば、画像処理ユニットにおける階調値の対応関係のみの調整で足りる。また、画像形成装置が厳しい環境下で使用されたとしても、画質に対する要求が厳しくなければ、軽微なトーンジャンプの発生等があったとしても受け入れられる場合もある。
しかし、エンジン特性を安定化させることが可能な範囲には限界があり、その範囲を超える厳しい環境で使用されると、画像処理ユニットにおける階調値の調整だけでは補正しきれなくなる。
If the usage environment can be supported by the stabilization control of the engine characteristics, it is sufficient to adjust only the correspondence relationship of the gradation values in the image processing unit. Further, even if the image forming apparatus is used in a harsh environment, it may be accepted even if a slight tone jump occurs if the demand for image quality is not strict.
However, there is a limit to the range in which the engine characteristics can be stabilized, and if it is used in a harsh environment beyond that range, it cannot be corrected only by adjusting the gradation value in the image processing unit.
図5は、図4に示すエンジン特性のうち、C1およびC2で示す部分を拡大して示す説明図である。図5の左側がC1を、右側がC2の部分を示している。C1は、エンジン特性(1)を示す曲線の一部である。C2は、目標エンジン特性を示す曲線の一部である。
図5で、複数本の縦方向に伸びる鎖線は、それぞれ階調値に対応している。隣り合う鎖線は、出力画像データにおける階調値(画像処理ユニット116内部でγ-ルックアップテーブル116tが出力する画像データの濃度を表わす濃度スケール)の1単位、即ち階調値の分解能の限界に相当する。また、複数本の横方向に伸びる鎖線は、C1の部分において印刷されるべき最大濃度(濃度A)および最小濃度(濃度B)に相当する。それらの濃度は、C2の部分において印刷されるべき最大濃度および最小濃度でもある。ここで、最大濃度(濃度A)と最小濃度(濃度B)の差は、目標濃度値の1単位に対応するものとする。ここで目標濃度値の1単位とは、入力画像データにおける階調値(画像処理ユニット116内部でγ-ルックアップテーブル116tに入力する画像データの濃度を表す濃度スケール)の1単位、即ち階調値の分解能の限界に相当する。
FIG. 5 is an enlarged explanatory view showing an enlarged portion of the engine characteristics shown in FIG. 4 shown by C1 and C2. The left side of FIG. 5 shows C1 and the right side shows C2. C1 is a part of a curve showing the engine characteristic (1). C2 is part of a curve showing the target engine characteristics.
In FIG. 5, a plurality of chain lines extending in the vertical direction correspond to gradation values. The adjacent chain line is one unit of the gradation value (density scale indicating the density of the image data output by the γ-lookup table 116t inside the image processing unit 116) in the output image data, that is, the limit of the resolution of the gradation value. Equivalent to. Further, the plurality of laterally extending chain lines correspond to the maximum density (density A) and the minimum density (density B) to be printed in the portion C1. Those densities are also the maximum and minimum densities to be printed in the C2 portion. Here, the difference between the maximum concentration (concentration A) and the minimum concentration (concentration B) corresponds to one unit of the target concentration value. Here, one unit of the target density value is one unit of the gradation value in the input image data (the density scale indicating the density of the image data input to the γ-lookup table 116t inside the image processing unit 116), that is, the gradation. Corresponds to the limit of value resolution.
図5に示すように、C1では、最小濃度(濃度B)に対応する階調値aより1つ大きな階調値(a+1)は、濃度Aよりさらに大きな印刷濃度に対応している。しかし、階調値(a+1)より1段階小さな階調値はaであり、階調値aで印刷すると、最小濃度(濃度B)との濃度差ができない。結局、階調値aでは濃度Aよりも薄過ぎ、階調値a+1では濃度Aよりも濃過ぎる。何れの階調値を適用しても濃度Aの印刷を得ることができない。
これに対し、目標エンジン特性に対応するC2では、最大濃度(濃度A)と最小濃度(濃度B)の階調値に2単位の差がある。最小濃度(濃度B)は階調値bに対応し、最大濃度(濃度A)は階調値(b+2)に対応している。
As shown in FIG. 5, in C1, a gradation value (a + 1) one larger than the gradation value a corresponding to the minimum density (density B) corresponds to a print density even larger than the density A. However, the gradation value one step smaller than the gradation value (a + 1) is a, and when printing with the gradation value a, the density difference from the minimum density (density B) cannot be obtained. After all, the gradation value a is too lighter than the density A, and the gradation value a + 1 is too darker than the density A. No matter which gradation value is applied, printing at density A cannot be obtained.
On the other hand, in C2 corresponding to the target engine characteristic, there is a difference of 2 units between the gradation values of the maximum density (density A) and the minimum density (density B). The minimum density (density B) corresponds to the gradation value b, and the maximum density (density A) corresponds to the gradation value (b + 2).
画像処理ユニットによるキャリブレーションは、所定の階調値の階調パターンを印刷してその諧調パターンを読み取り、そこから得られる階調値と読取り結果との関係を利用して、任意の目標濃度値に対し何れかの階調値を対応付ける対応関係を決定または更新する処理である。画素データの1単位の差で印刷すべき濃度の差が、階調値の1単位よりも小さい場合、キャリブレーションを実施しても両画素データに対応付ける適切な階調値を選択することができない。即ち、エンジン特性(1)のC1の部分では、階調値に対する濃度の傾きが急峻なエンジン特性のために画像処理ユニットによるキャリブレーションを行っても、階調値の分解能限界のために、適切な階調値を対応付けることができず、その結果はC1部分での階調パターンのトーンジャンプとなって現れる。 Calibration by the image processing unit prints a gradation pattern with a predetermined gradation value, reads the gradation pattern, and uses the relationship between the gradation value obtained from the gradation value and the reading result to obtain an arbitrary target density value. It is a process of determining or updating the correspondence relationship to which any gradation value is associated with. If the difference in density to be printed by the difference of 1 unit of pixel data is smaller than 1 unit of gradation value, it is not possible to select an appropriate gradation value corresponding to both pixel data even if calibration is performed. .. That is, in the C1 part of the engine characteristic (1), even if calibration is performed by the image processing unit due to the engine characteristic in which the slope of the density with respect to the gradation value is steep, it is appropriate because of the resolution limit of the gradation value. It is not possible to associate various gradation values, and the result appears as a tone jump of the gradation pattern in the C1 portion.
同様のことが、図4に示すエンジン特性のC4の部分にも起こり得る。C4は、エンジン特性(3)を示す曲線の一部であるが、目標エンジン特性を示す曲線の一部であるC3に比べて階調値に対する濃度の傾きが急峻である。
C1やC4に示すような、階調値の分解能限界によって生じるトーンジャンプを回避するには、目標エンジン特性により近いエンジン特性、例えばエンジン特性(2)にする必要がある。
The same thing can happen to the C4 portion of the engine characteristics shown in FIG. C4 is a part of the curve showing the engine characteristic (3), but the slope of the density with respect to the gradation value is steeper than that of C3 which is a part of the curve showing the target engine characteristic.
In order to avoid the tone jump caused by the resolution limit of the gradation value as shown in C1 and C4, it is necessary to set the engine characteristic closer to the target engine characteristic, for example, the engine characteristic (2).
図3に示す二次元階調パターンは、それを実現するためのものである。
図4は、異なるエンジン特性(1)、(2)、(3)について、階調値に対する印刷濃度をプロットしたグラフである。それは図3に示す二次元階調パターンにおいて、縦方向の各階調値に対する階調パターンの印刷濃度に対応している。図4では、3つのエンジン特性(1)、(2)、(3)のみを示しているが、図3に示す二次元階調パターンは、それに限らず種々のエンジン特性に対応する階調パターンを含んでいる。それらの中から、目標エンジン特性に最も近似した階調パターンを見出せばよい。例えば、図3、図4に示すエンジン特性(2)である。そして、その階調パターンに対応するエンジン特性のパラメータ値を画像形成ユニットに適用して印刷を行うようにすれば、階調値の分解能限界によるトーンジャンプの発生を回避できる。
The two-dimensional gradation pattern shown in FIG. 3 is for realizing it.
FIG. 4 is a graph in which the print density with respect to the gradation value is plotted for different engine characteristics (1), (2), and (3). It corresponds to the print density of the gradation pattern for each gradation value in the vertical direction in the two-dimensional gradation pattern shown in FIG. Although FIG. 4 shows only three engine characteristics (1), (2), and (3), the two-dimensional gradation pattern shown in FIG. 3 is not limited to this, and the gradation pattern corresponding to various engine characteristics is not limited to this. Includes. From among them, it is sufficient to find a gradation pattern that most closely matches the target engine characteristics. For example, it is the engine characteristic (2) shown in FIGS. 3 and 4. Then, if the parameter value of the engine characteristic corresponding to the gradation pattern is applied to the image forming unit to perform printing, it is possible to avoid the occurrence of tone jump due to the resolution limit of the gradation value.
エンジン特性についてキャリブレーションを行う場合、図3に示す二次元階調パターンを目視で確認して、目標のガンマ特性に近似したパラメータ値を決定することもできる。しかし、人手による確認は時間を要する。
図1に示す複合機は、画像読取ユニット111を備えるので、印刷された二次元階調パターンを画像読取ユニット111に読み取らせ、最適なパラメータ値を決定すればよい。
それを実現するには、例えば図4に示す複数のエンジン特性の中から目標エンジン特性に最も近いものを選択する処理が必要である。
この実施形態では、二次元階調パターンを構成するそれぞれのエンジン特性による諧調パターンについて、各階調レベルにおける濃度と目標エンジン特性の濃度との残差平方和を算出することで、最適なエンジン特性を決定する手法について述べる。最適なエンジン特性が決定されたら、そのエンジン特性に対応するパラメータ値がわかる。制御部101は、そのパラメータ値を用いて以降の印刷を行うようにすればよい。
When calibrating the engine characteristics, the two-dimensional gradation pattern shown in FIG. 3 can be visually confirmed to determine a parameter value that is close to the target gamma characteristic. However, manual confirmation takes time.
Since the multifunction device shown in FIG. 1 includes an
In order to realize this, for example, it is necessary to select the engine characteristic closest to the target engine characteristic from the plurality of engine characteristics shown in FIG.
In this embodiment, the optimum engine characteristics are obtained by calculating the residual sum of squares between the density at each gradation level and the density of the target engine characteristics for the gradation pattern due to each engine characteristic constituting the two-dimensional gradation pattern. The method of determination is described. Once the optimum engine characteristics have been determined, the parameter values corresponding to those engine characteristics are known. The
図6は、図4と異なるエンジン特性の一例を示すグラフである。そして、一例として異なる3つのエンジン特性A,BおよびCについて、各階調レベルにおける濃度と、目標エンジン特性の濃度との残差平方和を示している。残差平方和は、2つの曲線の差異の大きさを表す統計学的な数量であり、残差平方和が小さければ差異が小さい。
図6に示す例において、エンジン特性Aに係る濃度の残差平方和の算出結果は、6565である。エンジン特性Bに係る濃度の残差平方和の算出結果は、3696である。エンジン特性Cに係る濃度の残差平方和の算出結果は、33867である。3者のうちで濃度の残差平方和の値が最も小さいのは、エンジン特性Bである。よって、図6に示す例では、エンジン特性Bに対応するパラメータ値を用いて、以降の印刷を行うようにすればよい。
FIG. 6 is a graph showing an example of engine characteristics different from those in FIG. Then, as an example, for three different engine characteristics A, B, and C, the residual sum of squares of the density at each gradation level and the density of the target engine characteristic is shown. The residual sum of squares is a statistical quantity that represents the magnitude of the difference between the two curves, and the smaller the residual sum of squares, the smaller the difference.
In the example shown in FIG. 6, the calculation result of the residual sum of squares of the concentration according to the engine characteristic A is 6565. The calculation result of the residual sum of squares of the concentration according to the engine characteristic B is 3696. The calculation result of the residual sum of squares of the concentration according to the engine characteristic C is 33867. Of the three, the one with the smallest residual sum of squares of concentration is the engine characteristic B. Therefore, in the example shown in FIG. 6, the subsequent printing may be performed using the parameter value corresponding to the engine characteristic B.
≪キャリブレーション実行のフローチャート≫
図7は、この実施形態において制御部101が実行するキャリブレーションの処理の一例を示すフローチャートである。
図7に示すように、制御部101は、まずキャリブレーションを実行すべき指示を受けたか否かを調べる(ステップS11)。キャリブレーション実行の指示は、複合機100の操作ユニット105を介して受付けてもよい。
キャリブレーション実行の指示を受け付けると(ステップS11のYes)、制御部は、画像処理ユニット116および画像形成ユニット115を制御して、例えば図3に示す二次元階調パターンを印刷させる。
≪Flowchart of calibration execution≫
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the calibration process executed by the
As shown in FIG. 7, the
Upon receiving the calibration execution instruction (Yes in step S11), the control unit controls the
出力された二次元階調パターンをオペレータが画像読取ユニット111にセットし、操作ユニット105に対して所定の操作を行って二次元階調パターンの読み取りを指示すると、制御部101は、その指示を認識する(ステップS15のYes)。
指示に応答して制御部101は、セットされた二次元階調パターンを画像読取ユニット111に読み取らせる(ステップS17)。そして、読み取られた二次元階調パターンの中から、種々のエンジン特性のうちで目標エンジン特性に最も近い階調パターンのものを見出す(ステップS19)。この探索処理において、上述した各階調レベルにおける濃度の残差平方和を用いてもよい。
そして制御部101は、ステップS19の処理で見出された、目標エンジン特性に最も近い階調パターンを与えるエンジン特性のパラメータ値を、エンジン特性の最適なパラメータ値として決定する。決定したパラメータ値を、以降の印刷に適用するようにする(ステップS21)。
さらに、ステップS19の処理で見出された、目標エンジン特性に最も近い階調パターンの読取り結果と階調値の関係を利用して、制御部101は、目標濃度値と階調値との対応関係を決定または更新する(ステップS23)。
以上が、キャリブレーションを実行する処理の一例である。
When the operator sets the output two-dimensional gradation pattern in the
In response to the instruction, the
Then, the
Further, using the relationship between the gradation value and the reading result of the gradation pattern closest to the target engine characteristic found in the process of step S19, the
The above is an example of the process of executing calibration.
(実施の形態2)
実施の形態1では、各階調レベルにおける濃度と目標エンジン特性の濃度との残差平方和を算出することで、最適なエンジン特性を決定する例を述べた。
各階調レベルにおける濃度に代えて、各諧調レベルにおける濃度の傾きを、残差平方和を用いて評価してもよい。
即ち、この実施形態では、複数のエンジン特性について各階調レベルにおける濃度の傾きと、目標エンジン特性の濃度の傾きとの残差平方和を算出する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, an example of determining the optimum engine characteristics by calculating the residual sum of squares between the density at each gradation level and the density of the target engine characteristics has been described.
Instead of the density at each gradation level, the slope of the density at each gradation level may be evaluated using the residual sum of squares.
That is, in this embodiment, the residual sum of squares of the slope of the density at each gradation level and the slope of the density of the target engine characteristic is calculated for a plurality of engine characteristics.
図6に、各階調レベルにおける濃度に代えて各階調レベルにおける濃度の傾きについて残差平方和を算出した結果を示している。
エンジン特性Aに係る濃度の傾きの残差平方和は、18.429である。エンジン特性Bに係る濃度の傾きの残差平方和は、0.583である。エンジン特性Cに係る濃度の傾きの残差平方和は、5.540である。3者のうちで濃度の傾きの残差平方和の値が最も小さいのは、エンジン特性Bである。よって、図6に示す例では、各階調レベルの濃度を用いた評価結果も濃度の傾きを用いた評価結果も、エンジン特性Bが最適であるという同じ結果を示す。何れを評価に用いても妥当な結果が得られるともいえる。しかし、評価の結果が異なる場合もある。
FIG. 6 shows the result of calculating the residual sum of squares for the slope of the density at each gradation level instead of the density at each gradation level.
The residual sum of squares of the slope of the concentration according to the engine characteristic A is 18.429. The residual sum of squares of the slope of the concentration according to the engine characteristic B is 0.583. The residual sum of squares of the slope of the concentration according to the engine characteristic C is 5.540. Of the three, the one with the smallest residual sum of squares of the slope of concentration is the engine characteristic B. Therefore, in the example shown in FIG. 6, the evaluation result using the density of each gradation level and the evaluation result using the slope of the density show the same result that the engine characteristic B is optimum. It can be said that a reasonable result can be obtained regardless of which one is used for the evaluation. However, the results of the evaluation may differ.
図8は、図4および図6と異なるエンジン特性の一例を示すグラフである。一例として異なる3つのエンジン特性D,BおよびCについて、各階調レベルにおける濃度と、目標エンジン特性の濃度との残差平方和を示している。
図8に示す例において、エンジン特性Dに係る濃度の残差平方和の算出結果は、3495である。エンジン特性BおよびCに係る濃度の残差平方和の算出結果は、図6で述べたように、それぞれ3696および33867である。3者のうちで濃度の残差平方和の値が最も小さいのは、エンジン特性Dである。
FIG. 8 is a graph showing an example of engine characteristics different from those in FIGS. 4 and 6. As an example, for three different engine characteristics D, B, and C, the residual sum of squares between the density at each gradation level and the density of the target engine characteristic is shown.
In the example shown in FIG. 8, the calculation result of the residual sum of squares of the concentration related to the engine characteristic D is 3495. The calculation results of the residual sum of squares of the concentrations related to the engine characteristics B and C are 3696 and 33867, respectively, as described in FIG. Of the three, the one with the smallest residual sum of squares of concentration is the engine characteristic D.
一方、エンジン特性Dに係る濃度の傾きの残差平方和は、0.645である。エンジン特性BおよびCに係る濃度の傾きの残差平方和は、図6で述べたように、それぞれ0.583および5.540である。3者のうちで濃度の傾きの残差平方和の値が最も小さいのは、エンジン特性Bである。
以上のように、図8に示す例では、各階調レベルの濃度を用いた評価結果と濃度の傾きを用いた評価結果が異なる。
高精度のキャリブレーションでは、特にガンマ特性、カラーの場合は各原色のガンマ特性による色調を目標に近づけることが重要視されるので、その観点から各階調レベルにおける濃度の傾きを用いた評価結果がより妥当な結果を与えるといえる。実際、図8に示す例で、エンジン特性BとDの目標エンジン特性に対する差異はいずれも僅かであるが、エンジン特性Bの方がより目標エンジン特性に近似しているといえる。
On the other hand, the residual sum of squares of the slope of the concentration according to the engine characteristic D is 0.645. The residual sum of squares of the concentration slopes with respect to engine characteristics B and C are 0.583 and 5.540, respectively, as described in FIG. Of the three, the one with the smallest residual sum of squares of the slope of concentration is the engine characteristic B.
As described above, in the example shown in FIG. 8, the evaluation result using the density of each gradation level and the evaluation result using the slope of the density are different.
In high-precision calibration, it is important to bring the gamma characteristic, especially in the case of color, the color tone due to the gamma characteristic of each primary color closer to the target, so from that point of view, the evaluation result using the slope of the density at each gradation level is It can be said that it gives more reasonable results. In fact, in the example shown in FIG. 8, the difference between the engine characteristics B and D with respect to the target engine characteristics is slight, but it can be said that the engine characteristic B is closer to the target engine characteristics.
(実施の形態3)
実施の形態1では、1枚の二次元階調パターンを用いてエンジン特性のキャリブレーションを行うことを前提にしているが、1枚の二次元階調パターンでは精密なキャリブレーションができない場合は、複数枚の二次元階調パターンを用いるようにしてもよい。
例えば、1枚目で大まかにエンジン特性を変化させた二次元階調パターンを印刷してパラメータ値を仮決めしたうえで、2枚目に仮決めしたパラメータ値を中心にエンジン特性を細かく変化させた二次元階調パターンを印刷して最終的なパラメータ値を決定するようにしてもよい。
あるいは、1枚目で第1のパラメータ、例えば、レーザー駆動回路11dの特性に係る露光強度を変えることによりエンジン特性を変化させた二次元階調パターンを印刷して、第1のパラメータ値を決定する。さらに調整を行う必要がある場合、2枚目で第2のパラメータ、例えば、帯電電圧とバイアス電圧の組合せを変えることによりエンジン特性を変化させた二次元階調パターンを印刷して、第2のパラメータ値を決定するように制御してもよい。
また、一連のキャリブレーションとして、まず図3に示すようにエンジン特性を変化させた1枚以上の二次元階調パターンを印刷してパラメータ値を決定する。それに続けて、決定したパラメータ値を適用したエンジン特性で画像処理ユニット116のガンマ特性を変化させた二次元階調パターンをさらに印刷し、最終的なパラメータ値を決定するようにしてもよい。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, it is premised that the engine characteristics are calibrated using one two-dimensional gradation pattern, but if the one two-dimensional gradation pattern cannot be used for precise calibration, A plurality of two-dimensional gradation patterns may be used.
For example, after printing a two-dimensional gradation pattern with roughly changed engine characteristics on the first sheet and tentatively determining the parameter values, the engine characteristics are finely changed centering on the tentatively determined parameter values on the second sheet. The two-dimensional gradation pattern may be printed to determine the final parameter value.
Alternatively, the first parameter value is determined by printing a two-dimensional gradation pattern in which the engine characteristics are changed by changing the exposure intensity related to the characteristics of the laser drive circuit 11d, for example, on the first sheet. do. When further adjustment is required, the second sheet is printed with a second parameter, for example, a two-dimensional gradation pattern in which the engine characteristics are changed by changing the combination of the charging voltage and the bias voltage, and the second is printed. It may be controlled to determine the parameter value.
Further, as a series of calibrations, first, as shown in FIG. 3, one or more two-dimensional gradation patterns having changed engine characteristics are printed to determine the parameter values. Subsequently, a two-dimensional gradation pattern in which the gamma characteristic of the
以上に述べたように、
(i)この発明による画像形成装置は、印刷すべき画像を画素データの集合で表し各画素データに応じた階調値を出力する画像処理ユニットと、出力された各階調値を走査信号に変換しその走査信号に応じた濃度の画像を形成する画像形成ユニットと、前記画像処理ユニットおよび前記画像形成ユニットを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記画像形成ユニットのキャリブレーション用の二次元階調パターンであって、前記走査信号に係る主走査方向において前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響する所定のパラメータを一定にして前記画像処理ユニットが生成する階調値を変化させ、副走査方向において前記階調値を一定にして前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させることを特徴とする。
As mentioned above,
(I) The image forming apparatus according to the present invention is an image processing unit that represents an image to be printed as a set of pixel data and outputs a gradation value corresponding to each pixel data, and converts each output gradation value into a scanning signal. An image forming unit that forms an image having a density corresponding to the scanning signal thereof, and a control unit that controls the image processing unit and the image forming unit are provided, and the control unit is used for calibrating the image forming unit. It is a two-dimensional gradation pattern, and the gradation value generated by the image processing unit is changed by keeping a predetermined parameter that affects the density of the image formed by the image forming unit constant in the main scanning direction related to the scanning signal. It is characterized in that a two-dimensional gradation pattern in which the gradation value is kept constant and the parameter is changed in the sub-scanning direction is printed.
この発明において、画素データは、画素の集合として画像を扱い、各画素の特性を表すデータを画素データとするものである。
また、階調値は、画素データに対応して画像処理ユニットが画像形成ユニット(エンジン)へ送るデータあるいは信号の値であって、画素データに対応する画素を画像形成ユニットに印刷させるうえで好適な値を、エンジン特性等を考慮して決定したものである。一例で、画素データが10ビットの深さのデジタル値で表現される場合、諧調値は12ビットの深さで表現される。画素データと階調値の対応は単なる比例関係でなく、エンジンの素のガンマ特性を補正して目標エンジン特性に近づけるように対応関係が決定される。キャリブレーションは、その対応関係を決定あるいは更新する処理といえる。
In the present invention, the pixel data treats an image as a set of pixels, and the data representing the characteristics of each pixel is used as pixel data.
Further, the gradation value is a value of data or a signal sent by the image processing unit to the image forming unit (engine) corresponding to the pixel data, and is suitable for printing the pixel corresponding to the pixel data to the image forming unit. The value was determined in consideration of engine characteristics and the like. As an example, if the pixel data is represented by a digital value with a depth of 10 bits, the gradation value is represented with a depth of 12 bits. The correspondence between the pixel data and the gradation value is not just a proportional relationship, but the correspondence relationship is determined so as to correct the gamma characteristic of the engine element and bring it closer to the target engine characteristic. Calibration can be said to be a process of determining or updating the correspondence.
階調レベルは、階調パターン(二次元階調パターンを含む)を印刷する際に、目標とする各諧調の段階を表し、目標とする濃度に対応する(比例する)値である。
単に濃度と記した場合は、上述の目標とする濃度でなく実際の濃度を表す。
さらにまた、走査信号は、画像を順次走査して読み取ったり印刷したりする場合に、各画素に順次対応する信号である。通常は、各画素データに対応するデジタル信号を走査の順に表す信号である。主走査方向(ライン方向とも呼ばれる)は、走査信号上で隣り合った画素の並びに対応する方向である。副走査方向は、それに直交する方向であって、ラインが並ぶ方向に対応する。
The gradation level represents a stage of each gradation to be targeted when printing a gradation pattern (including a two-dimensional gradation pattern), and is a value corresponding to (proportional to) the target density.
When simply described as concentration, it indicates the actual concentration, not the target concentration described above.
Furthermore, the scanning signal is a signal that sequentially corresponds to each pixel when the image is sequentially scanned and read or printed. Usually, it is a signal that represents the digital signal corresponding to each pixel data in the order of scanning. The main scanning direction (also referred to as the line direction) is the direction corresponding to the arrangement of adjacent pixels on the scanning signal. The sub-scanning direction is a direction orthogonal to the sub-scanning direction and corresponds to the direction in which the lines are lined up.
前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響する所定のパラメータは、エンジン特性に影響する画像形成に係るパラメータである。その具体的な態様は、例えば、電子写真方式の画像形成における感光体への露光強度、感光体の帯電電位、現像バイアス電圧または転写電流などが挙げられる。なお、前述の実施形態における画像形成ユニットは、カラー複合機のエンジンであり、転写電流は主として1次転写電流に関係する。 A predetermined parameter that affects the density of the image formed by the image forming unit is a parameter related to image forming that affects the engine characteristics. Specific embodiments thereof include exposure intensity to the photoconductor, charge potential of the photoconductor, development bias voltage, transfer current, and the like in electrophotographic image formation. The image forming unit in the above-described embodiment is an engine of a color multifunction device, and the transfer current is mainly related to the primary transfer current.
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
(ii)前記画像形成ユニットが電子写真方式であって、前記パラメータが、前記走査信号に対応する露光強度、感光体の帯電電位、現像バイアス電圧または転写電流の少なくとも何れかであってもよい。
このようにすれば、露光強度、現像バイアス電圧、感光体の帯電電位または転写電流の少なくとも何れかのパラメータをキャリブレーションによって最適化できる。露光強度、現像バイアス電圧、感光体の帯電電位および転写電流のうち、3つのパラメータを固定し1つのパラメータのみを変化させた二次元階調パターンを印刷してもよい。例えば、露光強度のみを変化させた二次元階調パターンを印刷してもよい。あるいは、複数のパラメータを組み合わせて変化させた二次元階調パターンを印刷してもよい。
Further, a preferred embodiment of the present invention will be described.
(Ii) The image forming unit may be an electrophotographic system, and the parameter may be at least one of the exposure intensity corresponding to the scanning signal, the charging potential of the photoconductor, the development bias voltage, and the transfer current.
In this way, at least one of the parameters of exposure intensity, development bias voltage, charging potential of the photoconductor or transfer current can be optimized by calibration. A two-dimensional gradation pattern may be printed in which three parameters of the exposure intensity, the development bias voltage, the charging potential of the photoconductor, and the transfer current are fixed and only one parameter is changed. For example, a two-dimensional gradation pattern in which only the exposure intensity is changed may be printed. Alternatively, a two-dimensional gradation pattern changed by combining a plurality of parameters may be printed.
(iii)印刷された前記二次元階調パターンを読み取る画像読取ユニットをさらに備え、
前記制御部は、前記画像読取ユニットで読み取られた二次元階調パターンの前記主走査方向における階調パターンが予め定められた基準の階調パターンに最も近似する前記副走査方向のパラメータを以降の印刷における前記画像形成ユニットのパラメータ値としてもよい。
このようにすれば、印刷された二次元階調パターンを画像読取ユニットに読み取らせることによって目視によらずにキャリブレーションを行うことができる。
(Iii) An image reading unit for reading the printed two-dimensional gradation pattern is further provided.
The control unit subsequently sets parameters in the sub-scanning direction in which the gradation pattern in the main scanning direction of the two-dimensional gradation pattern read by the image reading unit most closely resembles a predetermined reference gradation pattern. It may be a parameter value of the image forming unit in printing.
By doing so, calibration can be performed without visual inspection by having the image reading unit read the printed two-dimensional gradation pattern.
(iv)前記制御部は、読み取られた二次元階調パターンの前記副走査方向の各パラメータに対応する前記主走査方向の階調パターンの各階調レベルにおける濃度と基準の階調パターンとの各階調レベルにおける濃度との残差平方和が最小となる前記パラメータを前記画像形成ユニットのパラメータ値としてもよい。
このようにすれば、各階調レベルにおける濃度の残差平方和を評価指標に用いて基準の特性に最も近似したエンジン特性を実現するパラメータを決定できる。
(Iv) The control unit sets each floor of the density at each gradation level of the gradation pattern in the main scanning direction corresponding to each parameter in the sub-scanning direction of the read two-dimensional gradation pattern and the reference gradation pattern. The parameter that minimizes the residual sum of squares with the density at the tuning level may be used as the parameter value of the image forming unit.
By doing so, it is possible to determine the parameter that realizes the engine characteristic most closely to the reference characteristic by using the residual sum of squares of the density at each gradation level as the evaluation index.
(v)前記制御部は、読み取られた二次元階調パターンの前記副走査方向の各パラメータに対応する前記主走査方向の階調パターンの各階調レベルにおける濃度の傾きと基準の階調パターンの各階調レベルにおける濃度の傾きとの残差平方和が最小となる前記パラメータを前記画像形成ユニットのパラメータ値としてもよい。
このようにすれば、各階調レベルにおける濃度の傾きの残差平方和を評価指標に用いて基準の特性に最も近似したエンジン特性を実現するパラメータを決定できる。
(V) The control unit determines the slope of the density at each gradation level of the gradation pattern in the main scanning direction corresponding to each parameter in the sub-scanning direction of the read two-dimensional gradation pattern and the reference gradation pattern. The parameter that minimizes the residual sum of squares with the slope of the density at each gradation level may be used as the parameter value of the image forming unit.
By doing so, it is possible to determine the parameter that realizes the engine characteristic that most closely resembles the reference characteristic by using the residual sum of squares of the density gradient at each gradation level as the evaluation index.
(vi)前記制御部は、印刷された前記二次元階調パターンに基づいて前記画像形成ユニットのパラメータ値が決定された後、決定されたパラメータ値を用いて前記画像処理ユニットに前記二次元階調パターンの隣り合う階調値の変化よりも小さい変化幅の階調パターンを印刷させ、基準の階調パターンと一致するように各諧調値を調整したものを以降の印刷における前記画像処理ユニットのガンマ特性としてもよい。
このようにすれば、決定されたパラメータを用い、画像処理ユニットによってガンマ特性を変化させた階調パターンを用いて画像処理ユニットに対するキャリブレーションを追加できる。
(Vi) The control unit determines the parameter value of the image forming unit based on the printed two-dimensional gradation pattern, and then uses the determined parameter value to cause the two-dimensional order in the image processing unit. A gradation pattern having a change width smaller than the change of the adjacent gradation values of the adjustment pattern is printed, and each gradation value is adjusted so as to match the reference gradation pattern. It may be a gamma characteristic.
By doing so, it is possible to add calibration to the image processing unit using the gradation pattern in which the gamma characteristic is changed by the image processing unit using the determined parameters.
(vii)この発明の一態様は、画素データに応じた階調値を出力する画像処理ユニット、および前記階調値を走査信号に変換しその走査信号に応じた濃度の印刷を行う画像形成ユニット、を含む画像形成装置を制御する制御部が、前記走査信号に係る主走査方向において前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響するパラメータを一定にして前記階調値を変化させ、副走査方向において前記階調値を一定にして前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させるステップと、画像読取ユニットを用いて印刷された前記二次元階調パターンを読み取らせるステップと、読み取られた二次元階調パターンの前記主走査方向の各階調レベルにおける濃度が予め定められた基準の階調パターンに最も近似する副走査方向のパラメータを以降の印刷における前記画像形成ユニットのパラメータ値とするステップとを備える画像形成装置のキャリブレーション方法を含む。 (Vii) One aspect of the present invention is an image processing unit that outputs a gradation value corresponding to pixel data, and an image forming unit that converts the gradation value into a scanning signal and prints a density corresponding to the scanning signal. A control unit that controls an image forming apparatus including The step of printing the two-dimensional gradation pattern in which the gradation value is constant in the direction and the parameter is changed, and the step of reading the two-dimensional gradation pattern printed by using the image reading unit are read. The parameter in the sub-scanning direction in which the density of the two-dimensional gradation pattern at each gradation level in the main scanning direction most closely matches the predetermined reference gradation pattern is used as the parameter value of the image forming unit in the subsequent printing. Includes a method of calibrating an image forming apparatus comprising a step.
この発明の態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
Aspects of the present invention also include a combination of any of the plurality of embodiments described above.
In addition to the embodiments described above, there may be various variations of the present invention. These variations should not be construed as not belonging to the scope of the present invention. The invention should include claims and equivalent meaning and all modifications within said scope.
11:光走査ユニット、 11d:レーザー駆動回路、 12:現像ユニット、 12v:現像バイアス電源、 13:感光体ドラム、 14:帯電ユニット、 14v:帯電電源、 15:ドラムクリーニングユニット、 16:1次転写ローラ、 16v:1次転写電源、 17:定着ユニット、 18:給送トレイ、 19:手差しトレイ、 20:転写ユニット、 21:中間転写ベルト、 22:ベルトクリーニングユニット、 23:2次転写ユニット、 23a:2次転写ローラ、 23v:2次転写電源、 24:加熱ローラ、 25:加圧ローラ、 33:ピックアップローラ、 34:レジストローラ、 36:排出ローラ、 37:両面搬送路、 39:排出トレイ、 41:色補正センサー、 43:温湿度センサー
100:複合機、 101:制御部、 103:原稿搬送ユニット、 105:操作ユニット、 111:画像読取ユニット、 115:画像形成ユニット、 116:画像処理ユニット、 116t:γ-ルックアップテーブル
Py、Pm、Pc、Pk:プロセスユニット、 R1:シート搬送経路
11: Optical scanning unit, 11d: Laser drive circuit, 12: Development unit, 12v: Development bias power supply, 13: Photoconductor drum, 14: Charging unit, 14v: Charging power supply, 15: Drum cleaning unit, 16: 1 primary transfer Roller, 16v: 1st transfer power supply, 17: Fixing unit, 18: Feed tray, 19: Manual feed tray, 20: Transfer unit, 21: Intermediate transfer belt, 22: Belt cleaning unit, 23: Secondary transfer unit, 23a : Secondary transfer roller, 23v: Secondary transfer power supply, 24: Heating roller, 25: Pressurized roller, 33: Pickup roller, 34: Resist roller, 36: Discharge roller, 37: Double-sided transport path, 39: Discharge tray, 41: Color correction sensor, 43: Temperature / humidity sensor 100: Complex machine, 101: Control unit, 103: Document transfer unit, 105: Operation unit, 111: Image reading unit, 115: Image forming unit, 116: Image processing unit, 116t: γ-lookup table Py, Pm, Pc, Pk: process unit, R1: sheet transfer path
Claims (7)
出力された各階調値を走査信号に変換しその走査信号に応じた濃度の画像を形成する画像形成ユニットと、
前記画像処理ユニットおよび前記画像形成ユニットを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記画像形成ユニットのキャリブレーション用の二次元階調パターンであって、前記走査信号に係る主走査方向において前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響する所定のパラメータを一定にして前記画像処理ユニットが生成する階調値を変化させ、副走査方向において前記階調値を一定にして前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させる画像形成装置。 An image processing unit that represents an image to be printed as a set of pixel data and outputs gradation values according to each pixel data.
An image forming unit that converts each output gradation value into a scanning signal and forms an image with a density corresponding to the scanning signal.
A control unit for controlling the image processing unit and the image forming unit is provided.
The control unit is a two-dimensional gradation pattern for calibrating the image forming unit, and constantly determines a predetermined parameter that affects the density of the image formed by the image forming unit in the main scanning direction related to the scanning signal. An image forming apparatus that changes the gradation value generated by the image processing unit, keeps the gradation value constant in the sub-scanning direction, and prints a two-dimensional gradation pattern in which the parameters are changed.
前記制御部は、前記画像読取ユニットで読み取られた二次元階調パターンの前記主走査方向における階調パターンが予め定められた基準の階調パターンに最も近似する前記副走査方向のパラメータを以降の印刷における前記画像形成ユニットのパラメータ値とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 Further equipped with an image reading unit that reads the printed two-dimensional gradation pattern,
The control unit subsequently sets parameters in the sub-scanning direction in which the gradation pattern in the main scanning direction of the two-dimensional gradation pattern read by the image reading unit most closely resembles a predetermined reference gradation pattern. The image forming apparatus according to claim 1 or 2, which is a parameter value of the image forming unit in printing.
前記走査信号に係る主走査方向において前記画像形成ユニットが形成する画像の濃度に影響するパラメータを一定にして前記階調値を変化させ、副走査方向において前記階調値を一定にしかつ前記パラメータを変化させた二次元階調パターンを印刷させるステップと、
画像読取ユニットを用いて印刷された前記二次元階調パターンを読み取らせるステップと、
読み取られた二次元階調パターンの前記主走査方向の各階調レベルにおける濃度が予め定められた基準の階調パターンに最も近似する副走査方向のパラメータを以降の印刷における前記画像形成ユニットのパラメータ値とするステップとを備える画像形成装置のキャリブレーション方法。 Control to control an image forming apparatus including an image processing unit that outputs a gradation value according to pixel data and an image forming unit that converts the gradation value into a scanning signal and prints a density corresponding to the scanning signal. The department
The gradation value is changed by making the parameter that affects the density of the image formed by the image forming unit constant in the main scanning direction related to the scanning signal, and the gradation value is made constant and the parameter is set in the sub-scanning direction. Steps to print the changed 2D gradation pattern,
The step of reading the two-dimensional gradation pattern printed using the image reading unit, and
The parameter value of the image forming unit in the subsequent printing is the parameter of the sub-scanning direction in which the density of the read two-dimensional gradation pattern at each gradation level in the main scanning direction is most similar to the predetermined reference gradation pattern. A method of calibrating an image forming apparatus including a step.
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