JP3761948B2 - 画像処理装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置およびその方法に関し、例えば、複数色の現像剤を使用し、各現像剤ごとに濃度を制御する画像処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、添付図面に基づいて従来の技術を説明する。図5に、従来のカラー画像処理装置100の断面図を示す。図示されるように、画像処理装置100内において1は感光ドラム1、3は帯電器であり、感光ドラム1の左方には複数個の現像器4a、4b、4cおよび4dが回転可能な支持体4で担持されている。以上の構成によって、感光ドラム1は不図示の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【０００３】
次に、装置本体内の上方には、露光装置を構成するレーザダイオード12、高速モータ13によって回転駆動される多面鏡14、レンズ15および折り返しミラー16が配置される。
【０００４】
レーザダイオード12にはイエロー(Y)の画像模様に従った信号が入力されると、光路17を通ってYに対応した光情報が感光ドラム1に照射され、潜像が形成される。さらに、感光ドラム1が矢印方向に進むと、この潜像は現像装置4aによって可視化される。感光ドラム1上のトナー像は、その後、中間転写体5上に転写される。
【０００５】
以上の行程をマゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)について順次行うことによって、中間転写体5上には複数色のトナーによるフルカラー画像が形成される。その後、中間転写体5上の複数色のトナー像が転写帯電器6を配した転写部位に到来すると、この位置で中間転写体5上のトナー像は、このときまでに転写部位側に供給されている転写材に転移する。なお、転写材はトレー8に格納されている。更に定着装置9によって転写材表面のトナー像は溶融固着され、カラー画像が得られる。
【０００６】
一方、感光ドラム1上に残留したトナーはファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置11によって清掃される。また、中間転写体5上のトナーもファーブラシやウエブ等、中間転写体5の表面を摺擦することでトナーを除去する中間転写用のクリーニング装置10によって清掃される。
【０００７】
上述したような画像処理装置100においては、その動作環境の変化やプリント枚数等、画像形成における諸条件の変化に伴って、入力される画像信号に対して出力される画像濃度の度合（出力濃度特性）が変動してしまうため、入力された画像における本来の正しい色調が常に得られるとは限らない。
【０００８】
そこで、画像処理装置100においては、画像形成時における濃度再現状況を判断するために、感光ドラム1上や中間転写体5上に各色ごとの濃度検知用のトナー画像（以下、パッチと称する）を試験的に形成し、該パッチ濃度を自動的に検知して、該検知結果を露光量や現像バイアス等の画像形成条件にフィードバックすることにより、カラー画像を本来の色調で形成すべく濃度制御を行い、安定したカラー画像出力を得る方法が提案されている。
【０００９】
従来、このパッチの濃度を検知する濃度センサとしては、例えば図5に符号2で示される様な位置に備えられる場合が多い。この濃度センサ2の構成を図6に示し、説明する。
【００１０】
濃度センサ2において、102はLED等の発光素子、101がピンフォトダイオード等の受光素子である。本実施形態では発光素子102として赤外線LEDを使用して、中間転写体5上に105A、105Bのように形成されたY、M、C、Bkトナーに赤外光を照射し、その反射光を受光素子101で検知して電気信号に変換する。濃度センサ2においては、発光素子102と受光素子101の取り付け角度が異なり、受光素子101はパッチからの乱反射光を測定するように構成されている。このような構成の利点として、一対の発光素子102および受光素子101で、Y、M、C、Bk全てのトナーの検知が可能になることが挙げられる。逆に欠点としては、Y、M、CトナーパッチとBkトナーパッチとで濃度センサ2の出力特性が異なってしまうことが挙げられる。このため、濃度センサ2の出力を濃度値に変換するには、Y、M、CトナーとBkトナーとで異なるシーケンスが必要となる。
【００１１】
なお、濃度センサ2のその他の構成として、Y、M、Cトナーの各スペクトルに対応した三色の発光素子およびそれに対応する受光素子とをそれぞれ用意して、それぞれに対応するパッチの濃度を検知する構成が考えられる。この構成の利点として、四種類のトナーが全て同じ濃度センサ2の出力特性を持つことが挙げられる。このため、濃度センサ2の出力を濃度に変換するシーケンスは一種類で済むことになる。しかしながら欠点として、発光素子と受光素子とが三対必要になるため、大幅なコストアップとなると共に装置サイズも大きくなってしまうことがある。そのため、このような構成はカラー画像形成装置100内の濃度センサ2としてはほとんど用いられない。
【００１２】
以上説明したような構成をなす画像処理装置100においては、上述した一連のプリント行程を行っていくうちに、中間転写体5の表面が、クリーニング装置10や転写材先端部による摺擦や当接等で粗れて凸凹ができてしまったり、中間転写体5の表面に装置内に飛散するトナーが融着してしまったりする。すると、濃度センサ2に対して測定用のパッチからの反射光量が正常な場合と比較して変化してしまうために、正常な濃度検知を行うことができなくなってしまう。
【００１３】
また、中間転写体5表面のクリーニングを行う際に、すべてのトナーが完全に除去されるわけではなく、除去されないトナーが徐々に蓄積することにより表面色の変化を引き起こし、反射率の低下を招いてしまう。濃度センサ2による濃度検知の結果は、トナーの乗っている下地の反射率（濃度検知の際に用いる光に対する反射率）によって大きく異なるため、測定される濃度値も経時的に変化してしまう。
【００１４】
図7は、中間転写体5として反射率の異なるA、B、Cの三種類を用意し、それぞれにおいてパッチを測定した場合の、トナー濃度と濃度センサ2の出力との関係を示す図である。図7によれば、中間転写体5の反射率はA、B、Cの順に低くなっている。なお、図7においてはMトナーおよびBkトナーにおける測定結果を示すが、Y、M、Cトナーについてそれぞれ同様な測定結果が得られるため、ここではMトナーを代表としてY、Cトナーについては省略してある。
【００１５】
提案されている方法では、上述した様に濃度センサ2による濃度検知を行う際に、下地となる中間転写体5表面の反射率の変動により、濃度検知結果が大きく変化してしまう。これの対策として、Bkトナーに関しては下地とトナーパッチの二点の濃度を測定し、その相対濃度を求めるコントラスト処理方式を採用している。以下、コントラスト処理方式について説明する。
【００１６】
まず、パッチを形成しない状態の下地（濃度Duとする）に入射光Io1を照射し、反射光Ir1が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
Ir1 = Io1・10-Du …(1)
【００１７】
次に、濃度Duの下地に濃度Dpのパッチを形成した場合に、入射光Io2を照射して反射光Ir2が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
Ir2 = Io2・10-(kDp+Du) …(2)
【００１８】
ここで、kはトナーの種類と濃度センサ2の構成に依存する比例係数である。この(2)式が、吸収を示すトナー（Bkトナー）に光を照射した場合に、濃度センサ2で検知される光量を表す理論式である。
【００１９】
ここで、式(1)(2)において反射光の電圧値をVref1、Vref2とすると、これらは以下の式で表される。
Vref1 = Io1・10-Du …(3)
Vref2 = Io2・10-(kDp+Du) …(4)
【００２０】
ここで、パッチ濃度Dpを求めるために、(3)式を(4)式で除算すると、以下の(5)式が得られる。
Vref1/Vref2 =(Io1/Io2)・10-kDp …(5)
【００２１】
これにより、パッチの濃度Dpは、以下の(6)式で与えられる。
kDp = log(Io2/Io1・Vref1/Vref2) …(6)
(6)式によれば、すなわち、Bkトナーの濃度は下地およびトナーパッチにおける入射光量、並びに、その反射光の検出電圧で表される。従って、下地とBkトナーパッチの2点を測定し、該測定結果を除算することで、Bkトナーパッチの下地に対する相対濃度を求めることができる。このことから、Bkトナー濃度測定時においては、下地濃度の経時変化を吸収することができることが分かる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
Bkトナーと同様にカラー（Y、M、C）トナーパッチの相対濃度を求めるコントラスト処理方式においては、上記従来例において説明したBkトナーパッチの場合とは異なるシーケンスが必要となる。しかし、カラートナーパッチの相対濃度を求めるコントラスト処理方式には、以下に示すような問題点があり、濃度検知のシーケンス作成が困難であった。以下、カラートナーのコントラスト処理方式における問題点について詳細に説明する。
【００２３】
まず、パッチがない状態の下地（濃度Du）に入射光Io1を照射して反射光Ir1が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
Ir1 = Io1・(1 - 10-Du） …(7)
【００２４】
ここで、下地の反射率をRuとして、(8)式を定義すると、以下の関係式(9)が得られる。
10-Ru = 1 - 10-Du …(8)
Ir1 = Io1・10-Ru …(9)
【００２５】
次に、濃度Duの下地に濃度Dpのパッチを形成した場合に、入射光Io2を照射して反射光Ir2が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
【００２６】
ここで、上述したBkトナーのコントラスト処理方式と同様に(10)式を(9)式で除算するとして、パッチ濃度Dpを求めるために、上述したBkトナーのコントラスト処理方式と同様に式(9)(10)において反射光の電圧値をVref1、Vref2として(10)式を(9)式で除算しても、定数項であるDuおよびRuが残ってしまい、Bkトナーの場合のように、下地およびトナーパッチにおける入射光量、並びに、その反射光の検出電圧のみでは表すことができない。すなわち、濃度Dpは容易に算出することができない。
【００２７】
従って、除算を行わずに(9)(10)式のそれぞれからパッチ濃度Dpおよび下地濃度Duを個別に求め、パッチ濃度Dpから下地濃度Duを減ずることによって、相対濃度を求めることが可能である。しかし、その場合には入射光量Ioと比例係数kとを求めなければならず、また、入射光量Ioの絶対的な測定法は確立されていないことから、Y、M、Cのカラートナーにおける濃度コントラスト処理方式は実施されていなかった。
【００２８】
本発明は、像担持体表面濃度の変動の影響を受けずに、色現像剤と黒現像剤の相対濃度を正確に算出することで、安定した画像形成を行うことを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００３２】
本発明にかかる画像処理装置は、入力されるカラー画像信号に基づき色現像剤と黒現像剤を用いて像担持体上にカラー画像を形成する画像形成手段と、基準濃度パターンの画像データを発生する発生手段と、前記基準濃度パターンの画像データに基づき前記像坦持体上に形成されたパターン画像およびその下地に光を照射して、その反射光を検出するセンサと、前記センサから出力される反射光情報に基づき、前記パターン画像の反射光の情報から相対濃度算出式を用いて前記像坦持体の下地の反射光の情報を除去して、前記パターン画像の濃度を、前記像坦持体の下地濃度に対する相対濃度として算出する算出手段と、前記算出手段が算出する濃度値に基づき前記画像形成手段における画像形成条件を制御する制御手段とを有し、前記算出手段は、前記色現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合と、前記黒現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合とで、前記相対濃度算出式が異なることを特徴とする。
【００３６】
本発明にかかる画像処理方法は、入力されるカラー画像信号に基づき色現像剤と黒現像剤を用いて像担持体上にカラー画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、基準濃度パターンの画像データを発生する工程と、前記基準濃度パターンの画像データに基づき前記像坦持体上に形成したパターン画像およびその下地に光を照射して、その反射光をセンサを用いて検出する工程と、前記センサから出力される反射光情報に基づき、前記パターン画像の反射光の情報から相対濃度算出式を用いて前記像坦持体の下地の反射光の情報を除去して、前記パターン画像の濃度を、前記像坦持体の下地濃度に対する相対濃度として算出する算出工程と、前記算出工程で算出した濃度値に基づき濃度階調補正テーブルを更新する更新工程と、形成すべき画像データを前記濃度階調補正テーブルを用いて補正する補正工程とを有し、前記色現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合と、前記黒現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合とで、前記相対濃度算出式が異なることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
【第１実施形態】
本実施形態における画像処理装置の構成は、上述した従来例で示した図5および図6と同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
図1に、本実施形態における濃度制御を含む画像信号処理を行う画像信号処理部のブロック構成を示す。図1において、不図示のホストコンピュータ等により入力されるRGB形式の画像信号は、まず色変換部201でCMY信号への変換が施される。そして次に黒生成部202において、CMY信号からBk信号を生成する。このようにして生成されたCMYBk信号は、ガンマ補正部203においてLUT 2031を用いた濃度階調補正が施された後、パルス幅変調部204においてパルス幅変調が施され、レーザダイオード12の駆動信号を発生する。
【００４１】
205はパターンジェネレータであり、本実施形態における濃度制御のための各色のパッチデータを発生する。209はLUT算出部であり、CPU 206を介して濃度センサ2による検出濃度値に基づいて、ガンマ補正部203内のLUT 2031を適切に算出し、更新する。206は画像信号処理部の構成を統括的に制御するCPUであり、ROM 207に格納された制御プログラムに従って動作する。208はRAMであり、CPU 206の作業領域として使用される。なお、例えばLUT 2031はRAM 208内に存在しても良い。
【００４２】
本実施形態においては、濃度センサ2によってC、M、Y、K各色トナーパッチを中間転写体5上に形成し、該濃度を正確に測定することによって、適切な階調補正を行うことを目的とする。以下、本実施形態における濃度検知処理について詳細に説明する。
【００４３】
まず、例えば不図示の操作部より濃度階調補正指示がなされると、CPU 206の指示に基づいて、パターンジェネレータ205よりY（イエロー）色に対応したパッチデータが発生され、感光ドラム1上にYトナーによりパッチAが作成される。この間に、中間転写体5表面のパッチAが転写される地点の下地濃度を濃度センサ2によって測定し、その出力情報をRAM 208に記憶しておく。その後、パッチAが中間転写体5上に転写され、該パッチAを濃度センサ2で測定して該出力情報をRAM 208に記憶しておく。
【００４４】
次に、同様に感光ドラム1上にM（マゼンタ）トナーでパッチBが形成される。その間に中間転写体5表面のパッチBの転写される地点の下地濃度を濃度センサ2で測定し、該出力情報をRAM 208に記憶しておく。そして、パッチBが中間転写体5上のトナーパッチAとは異なる位置に転写され、該パッチBを濃度センサ2で測定し、該出力情報をRAM 208に記憶しておく。
【００４５】
以下同様に、C（シアン)、Bk（ブラック）トナーのパッチと下地濃度を濃度センサ2で測定し、その出力情報をRAM 208に記憶する。
【００４６】
次に、以上のようにして得られた濃度センサ2の出力情報を、本実施形態の特徴であるカラートナー用のコントラスト処理方式シーケンスに基づいて、下地濃度からの相対濃度に変換する。以下、このシーケンスについて説明する。
【００４７】
上述した従来例において、Bkトナーパッチ測定時の濃度を示す理論式(2)と、カラートナーパッチ測定時の濃度を示す理論式(10)が示されている。
Ir1 = Io1・10-(kDp+Du) …(2)
Ir2 = Io2{1 - 10-(kDp+Ru)} …(10)
【００４８】
図2に、これら両式のグラフを示す。図2に示されるようにカラートナーは高濃度部の方がセンサ出力（反射光量）が高い。一方、Bkトナーは高濃度部の方がセンサ出力が低い。このように、カラートナーとBkトナーは性質が異なるため、上式の様に異なるシーケンスが必要となる。
【００４９】
ここで、Bkトナーパッチおよびカラートナーパッチの両方の測定を行う場合について考えると、濃度センサ2の構成が同一であれば、両式における照射光量Io1、Io2の値は等しくなる。以下、これをセンサ定数Aとする。また、以下、kをトナー定数と称する。そして、反射光量Ir1、Ir2は濃度センサ2の出力電圧に置き換えられるのでこれをy1、y2とし、パッチの濃度をそれぞれx1、x2とすると、上記(2)式は以下のように書き換えられる。
y1 = A・10-(kx1+Dp) …(11)
y2 = A{1 - 10-(kx2+Ru)} …(12)
【００５０】
すなわち、センサ定数Aは濃度センサ2の発光素子102の発光特性に依存する照射強度を示す定数である。また、トナー定数kは色(YMCBk)ごとに異なる定数であり、各色のトナーの特性とセンサ特性の両方に依存する定数である。
【００５１】
従来例で説明した様に、パッチ濃度を相対濃度（コントラスト）として算出する際に、カラートナーにおいては定数項Aが存在するため、Bkトナーと同様の手法を用いて算出することはできない。そこで本実施形態においては、式(11)に基づいて最小2乗法により定数項Aを推定することにより、カラートナーに対してコントラスト処理方式を適用可能とする。
【００５２】
ここで、本実施形態におけるカラートナー用のコントラスト処理方式シーケンスを図3のフローチャートに示す。
【００５３】
まずステップS201において、印刷物のグレーチャートにおける任意の点の濃度値を、例えば5〜6点についてマクベス濃度計により予め測定しておく。そして、この測定値を基準濃度値（以下、マクベス濃度と称する）とする。なお、ステップS201においては印刷物の濃度測定を行っているため、下地の濃度は「0」であるとする。従って、該グレーチャートに対して上記(11)式を適用すると、以下のようになる。
y1 = A・10-kx1 …(13)
【００５４】
するとステップS202において理論式(13)に基づいて、マクベス濃度をx1、センサ出力電圧をy1とすると、最小二乗法を用いてセンサ定数Aおよびトナー定数kを推定することができる。すなわち、該グレーチャートを測定した際のAおよびkの値を推定できる。このようにして、本実施形態ではセンサ定数Aおよびトナー定数kを得る。なお、この処理は装置の出荷時に行われていればよいため、該測定値（センサ定数Aおよびトナー定数k）は例えばROM 207内に格納されている。
【００５５】
ここで、カラートナー濃度の理論式(12)における各係数を、Bkトナーの理論式(11)を利用して求めたことになる。しかし、Aは濃度センサ2の構成に依存する定数であるため、同一の濃度センサ2を使用する場合に限って、得られたAの値を式(12)に代入することが可能であるが、kはトナーの種類にも依存してしまうため、Bkトナーに基づいて得られた値をカラートナー濃度の理論式(12)に代入することはできない。ここで、式(12)を変形することにより、以下の式(14)が得られる。
A - y2 = A・10-(kx2+Ru) …(14)
【００５６】
式(14)の右辺は、式(11)の右辺と同様の形式となる。従って、上述した従来例で示した様な、Bkトナーの相対濃度を求めるコントラスト処理方式を適用することができる。すなわち、式(14)に対してステップS202で得られたセンサ定数Aを代入して、Bkトナーと同様のコントラスト処理方式により、カラートナーパッチにおいて下地濃度に対する相対濃度を求めることができる。（ステップS204）
【００５７】
以下、カラートナーにおいてコントラスト処理方式を適用する例について説明する。まずパッチを形成しない状態の下地（反射率Ru）に入射光A1を照射し、濃度センサ2において検出信号y21が得られたとして、以下の関係式が得られる。
A1 - y21 = A1・10-Ru …(15)
【００５８】
次に、濃度x2のパッチを形成した場合に、入射光A2を照射して濃度センサ2において検出信号y22が得られたとすると、(13)式より以下の関係式が得られる。
A2 - y22 = A2・10-(kx2+Ru) …(16)
【００５９】
ここで、パッチ濃度x2を求めるために、(15)式を(16)式で除算すると、以下の(17)式が得られる。
(A1 - y21)/(A2 - y22) = (A1/A2)・10-kx2 …(17)
【００６０】
これにより、パッチの濃度x2は、以下の(18)式で与えられる。
kx2 = log{A2/A1・(A1 - y21)/(A2 - y22)} …(18)
(18)式によればすなわち、定数項であるRuは消去されるため、Bkトナーと同様、下地およびトナーパッチにおける入射光量、並びに、その反射光の検出電圧のみで、パッチ濃度x2を表すことができる。また、上述した様に、照射光量A1、A2は既に推定済みである。従って、下地とカラートナーパッチの2点を測定し、該測定結果に基づいて、カラートナーパッチの下地に対する相対濃度を容易に求めることができる。
【００６１】
以上説明したように本実施形態によれば、Bkトナーにおけるコントラスト処理方式と同様の方式により、カラートナーの相対濃度を算出することも可能となる。従って、下地濃度の変動に左右されずに高精度の濃度検知が可能となる。
【００６２】
このように高精度に検知された各色濃度に基づいて、LUT算出部209では適切なLUTを算出し、ガンマ補正部203内のLUT 2031に置き換える。これにより、濃度階調補正処理等をより正確に行うことができる。なお、上述したカラートナーにおけるコントラスト処理は、Y、M、Cの各色ごとに行われる。
【００６３】
なお、本実施形態においてはパッチ濃度の検知結果をガンマ補正に反映させる例について説明を行ったが、本発明はもちろんこの例に限定されるものではなく、現像バイアス電圧制御等、画像形成プロセスの各工程に対してフィードバックもしくはフィードフォワードすることにより、各種階調補正の制御に反映させることができる。
【００６４】
【第２実施形態】
以下、本発明に係る第2実施形態について説明する。第2実施形態における装置構成は上述した第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
上述した第1実施形態で説明した濃度センサ2は、発光部にLEDを、受光部にピンフォトダイオードを使用したものである。ここで、経年劣化によるLEDの発光光量の低下やピンフォトダイオードの感度低下により、上述した理論式(11)において、発光光量を示す定数Aが変化してしまう可能性がある。従って、濃度センサ2の特性（センサ定数A）を常に確認しておく必要がある。第2実施形態においては、センサ定数Aの更新（補正）を行うことを特徴とする。
【００６６】
図4に、第2実施形態における中間転写体5を示す。図4において、中間転写体5上の103は非印刷領域を示し、非印刷領域103上に、基準となる濃度を有する基準濃度領域104が予め形成されている。非印刷領域103は画像が形成されることのない領域であるため、例えばクリーニングによって除去しきれないトナーにより、その表面濃度が変化してしまうことはない。
【００６７】
以下、第2実施形態におけるセンサ定数更新処理について説明する。
【００６８】
まず、濃度センサ2によって、中間転写体5上の非印刷領域103に存在する基準濃度領域104の濃度を測定する。ここで、ROM 207には基準濃度領域104の濃度値（理想値）が予め格納されており、CPU 206は濃度センサ2による印刷領域に形成された濃度パターンの測定値と、ROM 207内の理想値とを比較する。そして該比較の結果、測定値と理想値との差が許容範囲を超える、すなわち所定値以上であれば、理論式(11)中のセンサ定数Aを補正し、式(11)により得られる測定値y1が理想値に近づく様にする。従って、センサ定数Aを適切に補正することができる。
【００６９】
以上のようにしてセンサ定数Aを補正した後、上述した第1実施形態と同様に濃度検知を行い、補正済みのセンサ定数Aを使用してカラートナーコントラスト処理を行う。これにより、濃度センサ2における経時劣化の影響を受けずに、常に安定した濃度検知を行うことが可能となり、常に高画質の出力を得ることができる。
【００７０】
なお、第2実施形態においては基準濃度領域104として、便宜上、一つの領域を例として説明を行ったが、もちろんカラートナーの全色の所定階調分について、基準濃度領域を用意する必要があることは言うまでもない。
【００７１】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタ等）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、ファクシミリ装置等）に適用してもよい。
【００７２】
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（または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、達成されることは言うまでもない。
【００７３】
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り、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７４】
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、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、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。
【００７５】
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ことは言うまでもない。
【００７６】
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ことは言うまでもない。
【００７７】
このように実施形態によれば、像担持体上に各色ごとの階調パッチを作成し、その濃度を測定することで画像形成条件を適正化する画像処理装置において、カラートナーにおいても、黒トナーと同様に、下地濃度に対するパッチ濃度の相対値を求めるコントラスト処理が可能になる。従って、像担持体表面の状態の影響を受けずに、黒トナー、カラートナーともに常に安定した濃度検知が可能になり、濃度値に基づいて画像形成条件を適正化して高画質出力が可能になる。また、カラートナーと黒トナーとで異なるシーケンスにより、それぞれの相対濃度を適切に算出することが可能になる。また、像担持体の非印刷領域にカラートナーの基準濃度領域を設定し、該基準濃度領域の濃度測定値に基づいてセンサ定数を補正することにより、濃度センサの特性を常に適切に把握し補正することが可能になる、つまり濃度センサにおける経時劣化を吸収することが可能になり、常に安定した濃度検知ができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色現像剤と黒現像剤の相対濃度の算出に異なるシーケンスを用いることで、像担持体表面濃度の変動の影響を受けずに、色現像剤と黒現像剤の相対濃度を正確に算出して、安定した画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の画像処理装置における画像信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるトナー濃度とセンサ出力の関係を示すグラフである。
【図３】本実施形態におけるカラートナー濃度のコントラスト処理方式手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る第２実施形態における中間転写体を示す図である。
【図５】従来のカラー画像処理装置の内部構成例を示す側断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態において濃度検知を行う構成を示す図である。
【図７】反射率の異なる中間転写体において濃度検知を行う際の、トナー濃度とセンサ出力の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 濃度センサ
３ 帯電器
４ 支持体
４ａ〜４ｂ 現像器
５ 中間転写体
６ 転写帯電器
７ 搬送装置
８ トレー
９ 定着器
１０、１１ クリーニング装置
１２ レーザダイオード
１３ 高速モータ
１４ 多面鏡
１５ レンズ
１６ 折り返しミラー
１０１ 発光素子
１０２ 受光素子
１０３ 非印刷領域
１０４ 基準濃度領域
１０５Ａ〜Ｂ 濃度測定用トナー画像
２０１ 色変換部
２０２ 黒生成部
２０３ ガンマ補正部
２０４ パルス幅変調部
２０５ パターンジェネレータ
２０６ ＣＰＵ
２０７ ＲＯＭ
２０８ ＲＡＭ
２０９ ＬＵＴ算出部
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置およびその方法に関し、例えば、複数色の現像剤を使用し、各現像剤ごとに濃度を制御する画像処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、添付図面に基づいて従来の技術を説明する。図5に、従来のカラー画像処理装置100の断面図を示す。図示されるように、画像処理装置100内において1は感光ドラム1、3は帯電器であり、感光ドラム1の左方には複数個の現像器4a、4b、4cおよび4dが回転可能な支持体4で担持されている。以上の構成によって、感光ドラム1は不図示の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【０００３】
次に、装置本体内の上方には、露光装置を構成するレーザダイオード12、高速モータ13によって回転駆動される多面鏡14、レンズ15および折り返しミラー16が配置される。
【０００４】
レーザダイオード12にはイエロー(Y)の画像模様に従った信号が入力されると、光路17を通ってYに対応した光情報が感光ドラム1に照射され、潜像が形成される。さらに、感光ドラム1が矢印方向に進むと、この潜像は現像装置4aによって可視化される。感光ドラム1上のトナー像は、その後、中間転写体5上に転写される。
【０００５】
以上の行程をマゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)について順次行うことによって、中間転写体5上には複数色のトナーによるフルカラー画像が形成される。その後、中間転写体5上の複数色のトナー像が転写帯電器6を配した転写部位に到来すると、この位置で中間転写体5上のトナー像は、このときまでに転写部位側に供給されている転写材に転移する。なお、転写材はトレー8に格納されている。更に定着装置9によって転写材表面のトナー像は溶融固着され、カラー画像が得られる。
【０００６】
一方、感光ドラム1上に残留したトナーはファーブラシ、ブレード手段等のクリーニング装置11によって清掃される。また、中間転写体5上のトナーもファーブラシやウエブ等、中間転写体5の表面を摺擦することでトナーを除去する中間転写用のクリーニング装置10によって清掃される。
【０００７】
上述したような画像処理装置100においては、その動作環境の変化やプリント枚数等、画像形成における諸条件の変化に伴って、入力される画像信号に対して出力される画像濃度の度合（出力濃度特性）が変動してしまうため、入力された画像における本来の正しい色調が常に得られるとは限らない。
【０００８】
そこで、画像処理装置100においては、画像形成時における濃度再現状況を判断するために、感光ドラム1上や中間転写体5上に各色ごとの濃度検知用のトナー画像（以下、パッチと称する）を試験的に形成し、該パッチ濃度を自動的に検知して、該検知結果を露光量や現像バイアス等の画像形成条件にフィードバックすることにより、カラー画像を本来の色調で形成すべく濃度制御を行い、安定したカラー画像出力を得る方法が提案されている。
【０００９】
従来、このパッチの濃度を検知する濃度センサとしては、例えば図5に符号2で示される様な位置に備えられる場合が多い。この濃度センサ2の構成を図6に示し、説明する。
【００１０】
濃度センサ2において、102はLED等の発光素子、101がピンフォトダイオード等の受光素子である。本実施形態では発光素子102として赤外線LEDを使用して、中間転写体5上に105A、105Bのように形成されたY、M、C、Bkトナーに赤外光を照射し、その反射光を受光素子101で検知して電気信号に変換する。濃度センサ2においては、発光素子102と受光素子101の取り付け角度が異なり、受光素子101はパッチからの乱反射光を測定するように構成されている。このような構成の利点として、一対の発光素子102および受光素子101で、Y、M、C、Bk全てのトナーの検知が可能になることが挙げられる。逆に欠点としては、Y、M、CトナーパッチとBkトナーパッチとで濃度センサ2の出力特性が異なってしまうことが挙げられる。このため、濃度センサ2の出力を濃度値に変換するには、Y、M、CトナーとBkトナーとで異なるシーケンスが必要となる。
【００１１】
なお、濃度センサ2のその他の構成として、Y、M、Cトナーの各スペクトルに対応した三色の発光素子およびそれに対応する受光素子とをそれぞれ用意して、それぞれに対応するパッチの濃度を検知する構成が考えられる。この構成の利点として、四種類のトナーが全て同じ濃度センサ2の出力特性を持つことが挙げられる。このため、濃度センサ2の出力を濃度に変換するシーケンスは一種類で済むことになる。しかしながら欠点として、発光素子と受光素子とが三対必要になるため、大幅なコストアップとなると共に装置サイズも大きくなってしまうことがある。そのため、このような構成はカラー画像形成装置100内の濃度センサ2としてはほとんど用いられない。
【００１２】
以上説明したような構成をなす画像処理装置100においては、上述した一連のプリント行程を行っていくうちに、中間転写体5の表面が、クリーニング装置10や転写材先端部による摺擦や当接等で粗れて凸凹ができてしまったり、中間転写体5の表面に装置内に飛散するトナーが融着してしまったりする。すると、濃度センサ2に対して測定用のパッチからの反射光量が正常な場合と比較して変化してしまうために、正常な濃度検知を行うことができなくなってしまう。
【００１３】
また、中間転写体5表面のクリーニングを行う際に、すべてのトナーが完全に除去されるわけではなく、除去されないトナーが徐々に蓄積することにより表面色の変化を引き起こし、反射率の低下を招いてしまう。濃度センサ2による濃度検知の結果は、トナーの乗っている下地の反射率（濃度検知の際に用いる光に対する反射率）によって大きく異なるため、測定される濃度値も経時的に変化してしまう。
【００１４】
図7は、中間転写体5として反射率の異なるA、B、Cの三種類を用意し、それぞれにおいてパッチを測定した場合の、トナー濃度と濃度センサ2の出力との関係を示す図である。図7によれば、中間転写体5の反射率はA、B、Cの順に低くなっている。なお、図7においてはMトナーおよびBkトナーにおける測定結果を示すが、Y、M、Cトナーについてそれぞれ同様な測定結果が得られるため、ここではMトナーを代表としてY、Cトナーについては省略してある。
【００１５】
提案されている方法では、上述した様に濃度センサ2による濃度検知を行う際に、下地となる中間転写体5表面の反射率の変動により、濃度検知結果が大きく変化してしまう。これの対策として、Bkトナーに関しては下地とトナーパッチの二点の濃度を測定し、その相対濃度を求めるコントラスト処理方式を採用している。以下、コントラスト処理方式について説明する。
【００１６】
まず、パッチを形成しない状態の下地（濃度Duとする）に入射光Io1を照射し、反射光Ir1が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
Ir1 = Io1・10-Du …(1)
【００１７】
次に、濃度Duの下地に濃度Dpのパッチを形成した場合に、入射光Io2を照射して反射光Ir2が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
Ir2 = Io2・10-(kDp+Du) …(2)
【００１８】
ここで、kはトナーの種類と濃度センサ2の構成に依存する比例係数である。この(2)式が、吸収を示すトナー（Bkトナー）に光を照射した場合に、濃度センサ2で検知される光量を表す理論式である。
【００１９】
ここで、式(1)(2)において反射光の電圧値をVref1、Vref2とすると、これらは以下の式で表される。
Vref1 = Io1・10-Du …(3)
Vref2 = Io2・10-(kDp+Du) …(4)
【００２０】
ここで、パッチ濃度Dpを求めるために、(3)式を(4)式で除算すると、以下の(5)式が得られる。
Vref1/Vref2 =(Io1/Io2)・10-kDp …(5)
【００２１】
これにより、パッチの濃度Dpは、以下の(6)式で与えられる。
kDp = log(Io2/Io1・Vref1/Vref2) …(6)
(6)式によれば、すなわち、Bkトナーの濃度は下地およびトナーパッチにおける入射光量、並びに、その反射光の検出電圧で表される。従って、下地とBkトナーパッチの2点を測定し、該測定結果を除算することで、Bkトナーパッチの下地に対する相対濃度を求めることができる。このことから、Bkトナー濃度測定時においては、下地濃度の経時変化を吸収することができることが分かる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
Bkトナーと同様にカラー（Y、M、C）トナーパッチの相対濃度を求めるコントラスト処理方式においては、上記従来例において説明したBkトナーパッチの場合とは異なるシーケンスが必要となる。しかし、カラートナーパッチの相対濃度を求めるコントラスト処理方式には、以下に示すような問題点があり、濃度検知のシーケンス作成が困難であった。以下、カラートナーのコントラスト処理方式における問題点について詳細に説明する。
【００２３】
まず、パッチがない状態の下地（濃度Du）に入射光Io1を照射して反射光Ir1が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
Ir1 = Io1・(1 - 10-Du） …(7)
【００２４】
ここで、下地の反射率をRuとして、(8)式を定義すると、以下の関係式(9)が得られる。
10-Ru = 1 - 10-Du …(8)
Ir1 = Io1・10-Ru …(9)
【００２５】
次に、濃度Duの下地に濃度Dpのパッチを形成した場合に、入射光Io2を照射して反射光Ir2が得られたとすると、以下の関係式が得られる。
ここで、上述したBkトナーのコントラスト処理方式と同様に(10)式を(9)式で除算するとして、パッチ濃度Dpを求めるために、上述したBkトナーのコントラスト処理方式と同様に式(9)(10)において反射光の電圧値をVref1、Vref2として(10)式を(9)式で除算しても、定数項であるDuおよびRuが残ってしまい、Bkトナーの場合のように、下地およびトナーパッチにおける入射光量、並びに、その反射光の検出電圧のみでは表すことができない。すなわち、濃度Dpは容易に算出することができない。
【００２７】
従って、除算を行わずに(9)(10)式のそれぞれからパッチ濃度Dpおよび下地濃度Duを個別に求め、パッチ濃度Dpから下地濃度Duを減ずることによって、相対濃度を求めることが可能である。しかし、その場合には入射光量Ioと比例係数kとを求めなければならず、また、入射光量Ioの絶対的な測定法は確立されていないことから、Y、M、Cのカラートナーにおける濃度コントラスト処理方式は実施されていなかった。
【００２８】
本発明は、像担持体表面濃度の変動の影響を受けずに、色現像剤と黒現像剤の相対濃度を正確に算出することで、安定した画像形成を行うことを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００３２】
本発明にかかる画像処理装置は、入力されるカラー画像信号に基づき色現像剤と黒現像剤を用いて像担持体上にカラー画像を形成する画像形成手段と、基準濃度パターンの画像データを発生する発生手段と、前記基準濃度パターンの画像データに基づき前記像坦持体上に形成されたパターン画像およびその下地に光を照射して、その反射光を検出するセンサと、前記センサから出力される反射光情報に基づき、前記パターン画像の反射光の情報から相対濃度算出式を用いて前記像坦持体の下地の反射光の情報を除去して、前記パターン画像の濃度を、前記像坦持体の下地濃度に対する相対濃度として算出する算出手段と、前記算出手段が算出する濃度値に基づき前記画像形成手段における画像形成条件を制御する制御手段とを有し、前記算出手段は、前記色現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合と、前記黒現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合とで、前記相対濃度算出式が異なることを特徴とする。
【００３６】
本発明にかかる画像処理方法は、入力されるカラー画像信号に基づき色現像剤と黒現像剤を用いて像担持体上にカラー画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、基準濃度パターンの画像データを発生する工程と、前記基準濃度パターンの画像データに基づき前記像坦持体上に形成したパターン画像およびその下地に光を照射して、その反射光をセンサを用いて検出する工程と、前記センサから出力される反射光情報に基づき、前記パターン画像の反射光の情報から相対濃度算出式を用いて前記像坦持体の下地の反射光の情報を除去して、前記パターン画像の濃度を、前記像坦持体の下地濃度に対する相対濃度として算出する算出工程と、前記算出工程で算出した濃度値に基づき濃度階調補正テーブルを更新する更新工程と、形成すべき画像データを前記濃度階調補正テーブルを用いて補正する補正工程とを有し、前記色現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合と、前記黒現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合とで、前記相対濃度算出式が異なることを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
【第１実施形態】
本実施形態における画像処理装置の構成は、上述した従来例で示した図5および図6と同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
図1に、本実施形態における濃度制御を含む画像信号処理を行う画像信号処理部のブロック構成を示す。図1において、不図示のホストコンピュータ等により入力されるRGB形式の画像信号は、まず色変換部201でCMY信号への変換が施される。そして次に黒生成部202において、CMY信号からBk信号を生成する。このようにして生成されたCMYBk信号は、ガンマ補正部203においてLUT 2031を用いた濃度階調補正が施された後、パルス幅変調部204においてパルス幅変調が施され、レーザダイオード12の駆動信号を発生する。
【００４１】
205はパターンジェネレータであり、本実施形態における濃度制御のための各色のパッチデータを発生する。209はLUT算出部であり、CPU 206を介して濃度センサ2による検出濃度値に基づいて、ガンマ補正部203内のLUT 2031を適切に算出し、更新する。206は画像信号処理部の構成を統括的に制御するCPUであり、ROM 207に格納された制御プログラムに従って動作する。208はRAMであり、CPU 206の作業領域として使用される。なお、例えばLUT 2031はRAM 208内に存在しても良い。
【００４２】
本実施形態においては、濃度センサ2によってC、M、Y、K各色トナーパッチを中間転写体5上に形成し、該濃度を正確に測定することによって、適切な階調補正を行うことを目的とする。以下、本実施形態における濃度検知処理について詳細に説明する。
【００４３】
まず、例えば不図示の操作部より濃度階調補正指示がなされると、CPU 206の指示に基づいて、パターンジェネレータ205よりY（イエロー）色に対応したパッチデータが発生され、感光ドラム1上にYトナーによりパッチAが作成される。この間に、中間転写体5表面のパッチAが転写される地点の下地濃度を濃度センサ2によって測定し、その出力情報をRAM 208に記憶しておく。その後、パッチAが中間転写体5上に転写され、該パッチAを濃度センサ2で測定して該出力情報をRAM 208に記憶しておく。
【００４４】
次に、同様に感光ドラム1上にM（マゼンタ）トナーでパッチBが形成される。その間に中間転写体5表面のパッチBの転写される地点の下地濃度を濃度センサ2で測定し、該出力情報をRAM 208に記憶しておく。そして、パッチBが中間転写体5上のトナーパッチAとは異なる位置に転写され、該パッチBを濃度センサ2で測定し、該出力情報をRAM 208に記憶しておく。
【００４５】
以下同様に、C（シアン)、Bk（ブラック）トナーのパッチと下地濃度を濃度センサ2で測定し、その出力情報をRAM 208に記憶する。
【００４６】
次に、以上のようにして得られた濃度センサ2の出力情報を、本実施形態の特徴であるカラートナー用のコントラスト処理方式シーケンスに基づいて、下地濃度からの相対濃度に変換する。以下、このシーケンスについて説明する。
【００４７】
上述した従来例において、Bkトナーパッチ測定時の濃度を示す理論式(2)と、カラートナーパッチ測定時の濃度を示す理論式(10)が示されている。
Ir1 = Io1・10-(kDp+Du) …(2)
Ir2 = Io2{1 - 10-(kDp+Ru)} …(10)
【００４８】
図2に、これら両式のグラフを示す。図2に示されるようにカラートナーは高濃度部の方がセンサ出力（反射光量）が高い。一方、Bkトナーは高濃度部の方がセンサ出力が低い。このように、カラートナーとBkトナーは性質が異なるため、上式の様に異なるシーケンスが必要となる。
【００４９】
ここで、Bkトナーパッチおよびカラートナーパッチの両方の測定を行う場合について考えると、濃度センサ2の構成が同一であれば、両式における照射光量Io1、Io2の値は等しくなる。以下、これをセンサ定数Aとする。また、以下、kをトナー定数と称する。そして、反射光量Ir1、Ir2は濃度センサ2の出力電圧に置き換えられるのでこれをy1、y2とし、パッチの濃度をそれぞれx1、x2とすると、上記(2)式は以下のように書き換えられる。
y1 = A・10-(kx1+Dp) …(11)
y2 = A{1 - 10-(kx2+Ru)} …(12)
【００５０】
すなわち、センサ定数Aは濃度センサ2の発光素子102の発光特性に依存する照射強度を示す定数である。また、トナー定数kは色(YMCBk)ごとに異なる定数であり、各色のトナーの特性とセンサ特性の両方に依存する定数である。
【００５１】
従来例で説明した様に、パッチ濃度を相対濃度（コントラスト）として算出する際に、カラートナーにおいては定数項Aが存在するため、Bkトナーと同様の手法を用いて算出することはできない。そこで本実施形態においては、式(11)に基づいて最小2乗法により定数項Aを推定することにより、カラートナーに対してコントラスト処理方式を適用可能とする。
【００５２】
ここで、本実施形態におけるカラートナー用のコントラスト処理方式シーケンスを図3のフローチャートに示す。
【００５３】
まずステップS201において、印刷物のグレーチャートにおける任意の点の濃度値を、例えば5〜6点についてマクベス濃度計により予め測定しておく。そして、この測定値を基準濃度値（以下、マクベス濃度と称する）とする。なお、ステップS201においては印刷物の濃度測定を行っているため、下地の濃度は「0」であるとする。従って、該グレーチャートに対して上記(11)式を適用すると、以下のようになる。
y1 = A・10-kx1 …(13)
【００５４】
するとステップS202において理論式(13)に基づいて、マクベス濃度をx1、センサ出力電圧をy1とすると、最小二乗法を用いてセンサ定数Aおよびトナー定数kを推定することができる。すなわち、該グレーチャートを測定した際のAおよびkの値を推定できる。このようにして、本実施形態ではセンサ定数Aおよびトナー定数kを得る。なお、この処理は装置の出荷時に行われていればよいため、該測定値（センサ定数Aおよびトナー定数k）は例えばROM 207内に格納されている。
【００５５】
ここで、カラートナー濃度の理論式(12)における各係数を、Bkトナーの理論式(11)を利用して求めたことになる。しかし、Aは濃度センサ2の構成に依存する定数であるため、同一の濃度センサ2を使用する場合に限って、得られたAの値を式(12)に代入することが可能であるが、kはトナーの種類にも依存してしまうため、Bkトナーに基づいて得られた値をカラートナー濃度の理論式(12)に代入することはできない。ここで、式(12)を変形することにより、以下の式(14)が得られる。
A - y2 = A・10-(kx2+Ru) …(14)
【００５６】
式(14)の右辺は、式(11)の右辺と同様の形式となる。従って、上述した従来例で示した様な、Bkトナーの相対濃度を求めるコントラスト処理方式を適用することができる。すなわち、式(14)に対してステップS202で得られたセンサ定数Aを代入して、Bkトナーと同様のコントラスト処理方式により、カラートナーパッチにおいて下地濃度に対する相対濃度を求めることができる。（ステップS204）
【００５７】
以下、カラートナーにおいてコントラスト処理方式を適用する例について説明する。まずパッチを形成しない状態の下地（反射率Ru）に入射光A1を照射し、濃度センサ2において検出信号y21が得られたとして、以下の関係式が得られる。
A1 - y21 = A1・10-Ru …(15)
【００５８】
次に、濃度x2のパッチを形成した場合に、入射光A2を照射して濃度センサ2において検出信号y22が得られたとすると、(13)式より以下の関係式が得られる。
A2 - y22 = A2・10-(kx2+Ru) …(16)
【００５９】
ここで、パッチ濃度x2を求めるために、(15)式を(16)式で除算すると、以下の(17)式が得られる。
(A1 - y21)/(A2 - y22) = (A1/A2)・10-kx2 …(17)
【００６０】
これにより、パッチの濃度x2は、以下の(18)式で与えられる。
kx2 = log{A2/A1・(A1 - y21)/(A2 - y22)} …(18)
(18)式によればすなわち、定数項であるRuは消去されるため、Bkトナーと同様、下地およびトナーパッチにおける入射光量、並びに、その反射光の検出電圧のみで、パッチ濃度x2を表すことができる。また、上述した様に、照射光量A1、A2は既に推定済みである。従って、下地とカラートナーパッチの2点を測定し、該測定結果に基づいて、カラートナーパッチの下地に対する相対濃度を容易に求めることができる。
【００６１】
以上説明したように本実施形態によれば、Bkトナーにおけるコントラスト処理方式と同様の方式により、カラートナーの相対濃度を算出することも可能となる。従って、下地濃度の変動に左右されずに高精度の濃度検知が可能となる。
【００６２】
このように高精度に検知された各色濃度に基づいて、LUT算出部209では適切なLUTを算出し、ガンマ補正部203内のLUT 2031に置き換える。これにより、濃度階調補正処理等をより正確に行うことができる。なお、上述したカラートナーにおけるコントラスト処理は、Y、M、Cの各色ごとに行われる。
【００６３】
なお、本実施形態においてはパッチ濃度の検知結果をガンマ補正に反映させる例について説明を行ったが、本発明はもちろんこの例に限定されるものではなく、現像バイアス電圧制御等、画像形成プロセスの各工程に対してフィードバックもしくはフィードフォワードすることにより、各種階調補正の制御に反映させることができる。
【００６４】
【第２実施形態】
以下、本発明に係る第2実施形態について説明する。第2実施形態における装置構成は上述した第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６５】
上述した第1実施形態で説明した濃度センサ2は、発光部にLEDを、受光部にピンフォトダイオードを使用したものである。ここで、経年劣化によるLEDの発光光量の低下やピンフォトダイオードの感度低下により、上述した理論式(11)において、発光光量を示す定数Aが変化してしまう可能性がある。従って、濃度センサ2の特性（センサ定数A）を常に確認しておく必要がある。第2実施形態においては、センサ定数Aの更新（補正）を行うことを特徴とする。
【００６６】
図4に、第2実施形態における中間転写体5を示す。図4において、中間転写体5上の103は非印刷領域を示し、非印刷領域103上に、基準となる濃度を有する基準濃度領域104が予め形成されている。非印刷領域103は画像が形成されることのない領域であるため、例えばクリーニングによって除去しきれないトナーにより、その表面濃度が変化してしまうことはない。
【００６７】
以下、第2実施形態におけるセンサ定数更新処理について説明する。
【００６８】
まず、濃度センサ2によって、中間転写体5上の非印刷領域103に存在する基準濃度領域104の濃度を測定する。ここで、ROM 207には基準濃度領域104の濃度値（理想値）が予め格納されており、CPU 206は濃度センサ2による印刷領域に形成された濃度パターンの測定値と、ROM 207内の理想値とを比較する。そして該比較の結果、測定値と理想値との差が許容範囲を超える、すなわち所定値以上であれば、理論式(11)中のセンサ定数Aを補正し、式(11)により得られる測定値y1が理想値に近づく様にする。従って、センサ定数Aを適切に補正することができる。
【００６９】
以上のようにしてセンサ定数Aを補正した後、上述した第1実施形態と同様に濃度検知を行い、補正済みのセンサ定数Aを使用してカラートナーコントラスト処理を行う。これにより、濃度センサ2における経時劣化の影響を受けずに、常に安定した濃度検知を行うことが可能となり、常に高画質の出力を得ることができる。
【００７０】
なお、第2実施形態においては基準濃度領域104として、便宜上、一つの領域を例として説明を行ったが、もちろんカラートナーの全色の所定階調分について、基準濃度領域を用意する必要があることは言うまでもない。
【００７１】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタ等）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、ファクシミリ装置等）に適用してもよい。
【００７２】
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（または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、達成されることは言うまでもない。
【００７３】
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り、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７４】
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、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、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。
【００７５】
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ことは言うまでもない。
【００７６】
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ことは言うまでもない。
【００７７】
このように実施形態によれば、像担持体上に各色ごとの階調パッチを作成し、その濃度を測定することで画像形成条件を適正化する画像処理装置において、カラートナーにおいても、黒トナーと同様に、下地濃度に対するパッチ濃度の相対値を求めるコントラスト処理が可能になる。従って、像担持体表面の状態の影響を受けずに、黒トナー、カラートナーともに常に安定した濃度検知が可能になり、濃度値に基づいて画像形成条件を適正化して高画質出力が可能になる。また、カラートナーと黒トナーとで異なるシーケンスにより、それぞれの相対濃度を適切に算出することが可能になる。また、像担持体の非印刷領域にカラートナーの基準濃度領域を設定し、該基準濃度領域の濃度測定値に基づいてセンサ定数を補正することにより、濃度センサの特性を常に適切に把握し補正することが可能になる、つまり濃度センサにおける経時劣化を吸収することが可能になり、常に安定した濃度検知ができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色現像剤と黒現像剤の相対濃度の算出に異なるシーケンスを用いることで、像担持体表面濃度の変動の影響を受けずに、色現像剤と黒現像剤の相対濃度を正確に算出して、安定した画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の画像処理装置における画像信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるトナー濃度とセンサ出力の関係を示すグラフである。
【図３】本実施形態におけるカラートナー濃度のコントラスト処理方式手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る第２実施形態における中間転写体を示す図である。
【図５】従来のカラー画像処理装置の内部構成例を示す側断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態において濃度検知を行う構成を示す図である。
【図７】反射率の異なる中間転写体において濃度検知を行う際の、トナー濃度とセンサ出力の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 濃度センサ
３ 帯電器
４ 支持体
４ａ〜４ｂ 現像器
５ 中間転写体
６ 転写帯電器
７ 搬送装置
８ トレー
９ 定着器
１０、１１ クリーニング装置
１２ レーザダイオード
１３ 高速モータ
１４ 多面鏡
１５ レンズ
１６ 折り返しミラー
１０１ 発光素子
１０２ 受光素子
１０３ 非印刷領域
１０４ 基準濃度領域
１０５Ａ〜Ｂ 濃度測定用トナー画像
２０１ 色変換部
２０２ 黒生成部
２０３ ガンマ補正部
２０４ パルス幅変調部
２０５ パターンジェネレータ
２０６ ＣＰＵ
２０７ ＲＯＭ
２０８ ＲＡＭ
２０９ ＬＵＴ算出部
Claims (6)
- 入力されるカラー画像信号に基づき色現像剤と黒現像剤を用いて像担持体上にカラー画像を形成する画像形成手段と、
基準濃度パターンの画像データを発生する発生手段と、
前記基準濃度パターンの画像データに基づき前記像坦持体上に形成されたパターン画像およびその下地に光を照射して、その反射光を検出するセンサと、
前記センサから出力される反射光情報に基づき、前記パターン画像の反射光の情報から相対濃度算出式を用いて前記像坦持体の下地の反射光の情報を除去して、前記パターン画像の濃度を、前記像坦持体の下地濃度に対する相対濃度として算出する算出手段と、
前記算出手段が算出する濃度値に基づき前記画像形成手段における画像形成条件を制御する制御手段とを有し、
前記算出手段は、前記色現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合と、前記黒現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合とで、前記相対濃度算出式が異なることを特徴とする画像処理装置。 - 前記算出手段は、所定のパターン画像の入射光量に対する反射光量の割合を表わす光反射特性から求まる前記色現像剤の各色の光反射特性に基づき、前記相対濃度算出式の定数を得ることを特徴とする請求項1に記載された画像処理装置。
- 前記所定のパターン画像は、前記黒現像剤により形成された所定濃度のパターン画像であることを特徴とする請求項2に記載された画像処理装置。
- さらに、前記定数を予め保持するメモリを有することを特徴とする請求項 2 または請求項3に記載された画像処理装置。
- 前記メモリは、前記定数を、前記センサの発光光量に依存するセンサ定数およびセンサ特性とトナー特性に依存するトナー定数として保持することを特徴とする請求項4に記載された画像処理装置。
- 入力されるカラー画像信号に基づき色現像剤と黒現像剤を用いて像担持体上にカラー画像を形成する画像形成装置の画像形成方法であって、
基準濃度パターンの画像データを発生する工程と、
前記基準濃度パターンの画像データに基づき前記像坦持体上に形成したパターン画像およびその下地に光を照射して、その反射光をセンサを用いて検出する工程と、
前記センサから出力される反射光情報に基づき、前記パターン画像の反射光の情報から相対濃度算出式を用いて前記像坦持体の下地の反射光の情報を除去して、前記パターン画像の濃度を、前記像坦持体の下地濃度に対する相対濃度として算出する算出工程と、
前記算出工程で算出した濃度値に基づき濃度階調補正テーブルを更新する更新工程と、
形成すべき画像データを前記濃度階調補正テーブルを用いて補正する補正工程とを有し、
前記色現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合と、前記黒現像剤によるパターン画像の濃度を算出する場合とで、前記相対濃度算出式が異なることを特徴とする画像処理方法。
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