JP4412187B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー印刷を行う印刷部と画像読取部とを備える画像形成装置に関し、特に画像読取部のオンチップフィルタの濃度ムラ等の読取位置による読取分光特性の影響を補正するための仕組みに関する。

デジタル複合機は印刷部と画像読取部とを備えているが、特許文献１では、この画像読取部で印刷部の印刷出力を読み取ることにより、印刷部の状態を監視する方式が提案されている。この装置では、インクジェットプリンタやＬＥＤプリンタのプリントヘッドのシェーディング補正のために、検査チャートを印刷し、その印刷結果を、付属の画像読取部で読み取ることで、インクジェットノズルのインク吐出量やＬＥＤの発光強度のばらつき等に起因する濃度ムラを検出し、これを補正している。

一方、電子写真方式のレーザーカラープリンタでは、主走査方向すなわち感光体ドラムの軸方向に沿って、現像ギャップや転写性能等が微妙に変化する場合があり、これにより印刷画像に主走査方向に沿った微小な印刷濃度ムラ（面内ムラ）が現れる場合があった。オフセット印刷並の高品質の印刷を実現しようとした場合、このような主走査方向の印刷濃度ムラを正確に検出し、補正する必要が出てくる。

このためには、例えば主走査方向に色及び濃度が均一な検査チャートを印刷部に印刷させ、この印刷結果を読み取って主走査方向に沿った印刷濃度の分布を測定することになる。この測定のために専用の測定装置を用意することはコスト的に見てできれば避けたいところであり、上述のように複合機の印刷部で印刷した検査チャートを付属の読取部で読み取ってムラの検査ができればコスト面のみならず作業効率の点でも好ましい。

また、本出願人は、用紙として枚葉紙を用いるデジタル印刷システムにおいて、プリントエンジンの後段の用紙搬送路上にラインセンサを設け、搬送されていく印刷済み用紙の印刷面の画像をそのラインセンサで読み取り、読み取った画像を印刷原稿の画像データと比較することで、印刷の抜けや汚れ等の有無を判定する仕組みを提案している。また、特許文献２には、連続紙を用紙とする印刷システムにおいて、印刷部後段で画像を読み取って検査する仕組みが示されている。これらの仕組みでは、用紙搬送路上にラインセンサ等の画像読取部が設けられているので、これを利用して印刷の面内ムラを測定できると便利である。

ところが、問題となる面内ムラはかなり小さなものなので、読取部にて高精度で正しく読み取れないと正しい補正ができなくなってしまう。

ここで、フルカラーで読み取りを行う読取部の場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色ごとにセンサデバイスが装備され、これらセンサデバイスは一般に半導体プロセスで製造された光検出器アレイの各光検出器（画素）を、対応する色のカラーフィルタで被覆することで作成される。このカラーフィルタは、色が同じでも厚みが変われば透過率が異なってくる。特に問題となるのは、同じ色のフィルタでも、その厚みが異なるとフィルタの分光特性が異なってくると言う点である。分光特性に差ができると、分光レスポンスのすそ野の部分の透過性に特に顕著な差ができ、これによりすそ野部分の波長域の光に対する感度に大きな差が出てくる。このように、フィルタの下の光検出器群が均一な性能で作り込まれていたとしても、フィルタの厚みが光検出器間で異なれば、それら光検出器間では感度が異なってくるということになる。

例えば、読取部としてラインセンサを用いる場合、Ａ４サイズの横幅をカバーするならば、その幅を持つラインセンサをＲ，Ｇ，Ｂの各色ごとに設けることになる。この場合、個々のラインセンサは、数百ｄｐｉ（ドット毎インチ）の読取解像度を得るためには、数千画素分の光検出器を一列に並べたものとなる。カラーフィルタをそのような長い幅の全域にわたって均一な厚みとなるように形成することは困難であり、実際のところラインセンサの一方端から他方端に向けて徐々に厚くなるなどというように、フィルタの厚みにムラ（以下「フィルタ濃度ムラ」と呼ぶ）ができることになる。印刷の面内ムラは前述のように微小なものなので、フィルタ濃度ムラによる光検出器間の感度差は、面内ムラ測定に大きな影響をもたらすことになる。

印刷の面内ムラでも、中性濃度（グレースケール）のムラについては、フィルタの分光特性が影響しないので、ページ面内で白基準及び黒基準を採取して補正を行うことで良好に補正できる。

しかし、色成分のムラについては、フィルタ濃度ムラによる各光検出器のフィルタの分光特性の差が直截的に影響するため、各光検出器の検出信号は、印刷の面内ムラにフィルタ濃度ムラの影響が重畳したものとなる。このため、面内ムラの補正のためには、光検出器の検出信号に含まれるフィルタ濃度ムラによる誤差成分を除去する必要が出てくるので、補正は容易ではなかった。

これに対し特許文献３には、複数のラインセンサチップをつなぎ合わせて長い主走査区間をカバーするマルチチップ型のセンサを用いた読取装置において、各チップの出力に補正回路を設け、補正回路の可変抵抗を適宜調整することで、各チップの出力が均一となるようアナログ的に補正する装置が開示されている。この従来技術は古い技術であるが、同じ考え方を推し進めれば、ラインセンサの各画素ごとにフィルタ濃度に対応した補正データを求めておき、それら各画素の検出信号を補正データで補正するという方式に至ることができる。

しかしながら、このようにラインセンサの画素ごとにフィルタ濃度補正用のデータを用意したとしても、微小な面内ムラの検出という目的に必要な程度まで十分な精度でフィルタ濃度の影響を除去することはできなかった。それは、上述のごとくフィルタの分光レスポンスのすそ野部分についての透過性がフィルタ濃度の差により大きく変動し、この変動の程度は、色材の種類や印刷の濃度によっても変わってくるためである。
以上、オンチップフィルタの濃度ムラの問題を説明したが、この他にも、例えばダイクロプリズムを構成するカラーフィルタや赤外線カットフィルタなどの干渉フィルタも、分光画角特性を有しており、この特性によって光検出器間に感度差ができ、同様の問題が生じる場合がある。

特開２００３−０７２２０６号公報 特開平１１−０７８１８３号公報 特開昭６２−２９３８７７号公報

本発明は、検査チャートを、カラーフィルタの濃度ムラや干渉フィルタの分光画角特性等の影響を除去して高精度に読み取ることができる装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置は、用紙に対してカラー画像を印刷する印刷部と、複数の光検出器を配列したラインセンサを備え、該ラインセンサと読取対象のシートとを、該ラインセンサの読取の主走査方向とは垂直な方向に相対移動させることにより該シートの二次元的な読取を行う画像読取部と、を備える画像形成装置であって、前記印刷部に対し、色が異なる複数の単色領域を含んだ検査チャートの画像データを供給し、印刷させる検査印刷制御部と、前記ラインセンサの光検出器と、前記検査チャートに含まれる前記各単色領域の色との組合せごとに対応して、該光検出器の検出信号に対する補正データを記憶した補正データ記憶部と、前記検査チャートの印刷結果における前記各単色領域を前記画像読取部で読み取ったときの前記ラインセンサの各光検出器の検出信号を、該単色領域と該光検出器との組合せに対応した補正データにより補正するフィルタ補正処理部と、を備える。

ここで単色領域とは、均一な色で塗りつぶされた領域である。なお、ハーフトーンスクリーニングにより二値化した画像データをプリントエンジンに供給して印刷を行う画像形成装置の場合、色空間上で同じ座標の色でも、スクリーンセットが異なれば色の見え方が異なる場合があるので、このような場合も「色が異なる」場合に該当するものとする。

そして、本発明では、画像形成装置は、前記検査チャートに含まれる各単色領域の色ごとに、前記印刷部の主走査方向に延びる単色の帯状領域を含んだ補正データ校正チャートを前記印刷部に印刷させる校正印刷制御部と、前記印刷部による前記補正データ校正チャートの印刷結果を、該校正チャートにおける前記主走査方向が前記画像読取部の副走査方向となる向きにセットされた状態で前記画像読取部に読み取らせたときの前記各光検出器の検出信号と、該校正チャートにおける前記主走査方向が前記画像読取部の主走査方向となる向きにセットされた状態で前記画像読取部に読み取らせたときの前記各光検出器の検出信号と、に基づき、前記補正データ記憶部に記憶される光検出器と単色領域の色との組合せごとの補正データを校正する補正データ校正処理部と、を更に備える。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について説明する。

まず、図１〜３を参照して、ラインセンサのカラーフィルタの濃度ムラに起因するフィルタ分光ムラの影響について説明する。

図１にＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタの分光特性の例を示す。これは、フィルタの分光特性を、光検出器の相対感度（ここではＲフィルタをつけた光検出器の感度１として正規化している）の波長方向についての分布として示したものである。説明のため、Ｂについては、感度の落ちるフィルタ（すなわちフィルタ濃度が高くなっている）が設けられた場合の分光レスポンスのグラフを破線で示している（Ｂ' のグラフ）。破線Ｂ' を実線Ｂと比べたとき、分光レスポンスのすそ野の部分（波長５００ｎｍの近傍）でもピーク近傍に近い程度に相対感度の差が存在する。したがって、波長５００ｎｍ前後の成分の検出強度は、実線Ｂの特性のフィルタが付いた光検出器と、破線Ｂ' の特性のフィルタが付いた光検出器とでは、大きく異なってくる。

また、このようなフィルタ濃度ムラの影響は、同じ色の色材でも分光特性の差があり、印刷濃度によっても変わってくる。

図２には、あるＹ色トナーを用いて面積階調方式で濃度を様々に変えた検査チャートを印刷し、その印刷結果をＢフィルタつきの光検出器で読み取ったときの読取結果のグラフが示されている。グラフの横軸は、Ｂ（青）成分の反射率を測定するための理想的な測定器で検査チャートを読み取ったときの反射率の値であり、この値は検査チャートのＹ濃度と一定の関係を持っている。これに対し、縦軸は、Ｂフィルタ付きの光検出器の出力する検出信号を反射率に換算した値である。図２には、Ｂフィルタのフィルタ濃度を０．６〜１．４まで０．２刻みで変えたときのグラフが示される。なお、フィルタ濃度は、真ん中の濃度の値を１として正規化したものである。また、図３は、この図２のグラフ群を、フィルタ濃度１．０でのグラフに対する誤差を縦軸としてプロットし直したものである。図３から分かるように、フィルタ濃度の違いによるＢフィルタ付きの光検出器の読取反射率の差は、検査チャートのＹ濃度（横軸の反射率に対応）が異なれば異なってくる。この検査チャートのＹ濃度に応じた反射率の差の変化は、測定したい微小な面内ムラからみても無視できない量である。したがって、フィルタ濃度の差の影響を取り除くには、印刷濃度の影響を考慮する必要がある。

したがって、特許文献３等のように、単にチップごとに補正データを持たせたとしても、印刷濃度の違いによる検出信号レベルの誤差までは吸収できず、印刷の微小な面内ムラを高精度で測定することはできなかった。

そこで、本実施形態では、画像読取装置が有するＲ，Ｇ，Ｂの各色のラインセンサの光検出器ごとだけでなく、更に印刷補正パラメータの校正に用いる検査チャートに含まれるパターンの色ごとの違いも考慮する。すなわち、フィルタ濃度ムラの補正のための補正データを、ラインセンサの光検出器とパターンの色との組合せごとに求め、これをテーブル化して画像形成装置に組み込んで利用する。

図４に、この考え方に従ったフィルタ補正テーブルの一例を示す。図示のように、このテーブルは、パターンの色（縦軸）と画素番号（横軸）との組合せごとに補正データＣを登録したものである。画素番号は、ラインセンサの各画素、すなわち光検出器の識別番号であり、主走査方向に沿って一方の端部から他方の端部へと順に１つずつ大きくなる続き番号（図では１〜Ｎの整数）である。したがって、画素番号は、ラインセンサにおける各光検出器の主走査方向に沿った位置を示すものと捉えることができる。なお、画像読取装置の主走査方向は、ラインセンサにおける光検出器群の並び方向であり、またこれに垂直な方向が副走査方向となる（図５参照）。またこの例では、図５に示すごとくＲ，Ｇ，Ｂの各色ごとにそれぞれラインセンサ１０２，１０４,１０６を備える画像読取装置を想定しているので、フィルタ補正テーブルには、パターンの色と画素番号の組合せごとに、それぞれＲＧＢの３色の各々についての補正データＣが示されている。フィルタ補正テーブルに登録された各補正データは、ラインセンサの色（Ｒ，Ｇ，Ｂのチャンネルのいずれか）をｃ，検査チャートのパターンの色の識別番号をｂ，画素番号をｉとすると、Ｃcbiと表現できる。

ここで印刷補正パラメータの校正に用いる検査チャートは、例えば、従来より電子写真方式のカラー印刷装置の濃度再現性（あるいは色再現性）の検査に用いられている、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色材（一次色）の濃度違いの単色パッチ（均一な濃度の小領域）を一次元、又は二次元に配列したものを想定すればよい。２種類以上の色材を混ぜた高次色の単色パッチを含んでいてももちろんよい。また、図６に示すように、各一次色（及び必要に応じて高次色も）の濃度違いの、プリントエンジンの主走査方向の印刷範囲の幅を持つ帯状領域２０２−１，２０２−２，・・・、２０２−Ｍ（Ｍは整数）を含んだ検査チャートを用いれば、濃度再現性に加え、主走査方向の印刷濃度ムラ（面内ムラ）も検査できる。検査する色の数が多く一枚の検査チャートに収まらない場合は、複数枚に分けて印刷することになる。なお、図６では、色の相違をハッチングパターンの相違で表現した。

図７に、検査チャートに載せられる色の種類の例を示す。図７に示した表中の各「パターン」はそれぞれ検査チャート中の個々の単色領域（すなわちパッチ又は帯状領域）のことであり、それぞれ印刷色が異なる。各「パターン」の色は、各色材Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの濃度の組合せで表現されている。ここでは、各色材の濃度の段階を０％、５０％、１００％の３段階としたが、濃度段階をもっと増やすことも可能であり、段階数を増やせばそれだけ検査チャートの「パターン」数が増える。

図４のようなフィルタ補正テーブルは、例えば、画像読取部付きの画像形成装置を製造する工場において、高い精度で面内ムラなく印刷された検査チャート（例えば図６に例示したもの）を、帯状領域の長手方向が画像読取部の主走査方向に一致する位置関係で画像読取部に読み取らせることにより、作成できる。すなわち、１つの色の帯状領域を読み取ったときの同じラインセンサの各光検出器の検出信号のレベルを求め、それらが同一レベルとなるように各光検出器の検出信号に対する補正データ値を定めればよく、この処理を検査チャートに用いる色ごとに行えばよい。なお、工場でなくても可能なフィルタ補正テーブルの作成・更新の方法もあるが、これについては後で説明する。

次に図８〜図１０を参照して、以上に説明した特徴を備えた画像形成装置の例について説明する。

図８に示す画像形成装置は、印刷部１０，給紙部１２，手差しトレイ１４，表示部１６，読取・検査部１８及び出力トレイ１９を備えている。印刷部１０は、電子写真方式のプリントエンジンを内蔵しており、デジタルの印刷データを用紙に対してフルカラーで印刷する。プリントエンジンは、例えばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色ごとに感光体ドラムを備えたタンデムエンジン型のものである。給紙部１２は、用紙を収容し、その用紙を印刷部１０に供給するユニットである。手差しトレイ１４は、印刷部１０や読取・検査部１８に対し用紙や原稿を手差し供給するためのトレイである。表示部１６は、この画像形成装置のＵＩ（ユーザインタフェース）装置の一部をなすものであり、操作画面や装置状態などを表示する。読取・検査部１８は、印刷部１０の印刷結果を光学的に読み取り、その読取結果を元になった印刷データと照合するなどの検査処理を行うことで、印刷結果の品質を検査する。

読取・検査部１８には、Ｒ，Ｇ，Ｂ等の各一次色のラインセンサを備えた画像読取部が設けられる。画像形成装置の用紙搬送路は、給紙部１２から始まり、印刷部１０内のプリントエンジンを通り、更に読取・検査部１８内の画像読取部の読取対象範囲を通って、出力トレイ１９へと延びている。各ラインセンサは、光検出器の配列方向（すなわち画像読取部の主走査方向）が、用紙搬送路における用紙搬送方向に対して垂直となるように配設されており、印刷済みの用紙が搬送されるのに合わせて主走査方向の信号読出を繰り返すことで、印刷済み用紙の二次元の読取画像データを生成する。この読取画像データを印刷データが示す原稿画像と照合することで、印刷抜けや汚れなどの検査がなされる。

また、出力トレイ１９は、印刷結果を出力するトレイである。図では出力トレイ１９が１つしか示されていないが、２つ以上設け、読取・検査部１８の検査の結果、良品と判定されたものと不良品と判定されたものを別々のトレイに出力するようにすることもできる。

本実施形態では、このような画像形成装置において、読取・検査部１８にて印刷部１０の主走査方向の印刷濃度の微小なムラ（面内ムラ）を検出できるよう、その読み取り・検査部１８に内蔵される各ラインセンサの出力する検出信号から、オンチップフィルタの濃度ムラの影響を高精度で除去できるようにする。このための画像形成装置の内部構成が図９に示される。

図９において、全体制御部２０は、図８に示した画像形成装置の各ユニットを制御して、画像形成装置の機能を実現する制御手段である。煩雑さを避けるため図では印刷制御部２４及び画像読取部２８に対してしか制御等の流れを示す矢印を示していないが、全体制御部２０は他のユニットについても制御する。

ＵＩ部２２は、ユーザインタフェース機構であり、図８の表示部１６の他、指示や数値等の入力のためのキーや、表示部１６がタッチパネルの場合、ユーザのタッチ位置を検出するための機構などを含んでいる。ＵＩ部２２からユーザが指示する内容として本実施形態に関係の深いものに、校正モードの指示がある。校正モードは、印刷補正パラメータ３４の登録データ内容を校正するためのモードであり、このモードが指示されると、検査チャートの印刷及び読取が行われ、その読取結果に基づき印刷補正パラメータ３４が校正される。なお、外部からネットワークを介して供給された印刷データ（或いは図示省略したスキャナ装置により読み取られた原稿画像）を用紙に印刷するモードのことを、通常モードと呼ぶことにする。図９において、機能ブロック間を結ぶ矢印はそれぞれデータの流れを示し、実線は通常モード時の、一点鎖線は校正モード時の流れを示す。

印刷制御部２４は、印刷部１０内のプリントエンジン２６を制御してカラー印刷を実行させるユニットである。画像読取部２８は、読取・検査部１８に内蔵され、用紙搬送路上を移動する印刷済みの用紙を前述のようにして光学的に読み取り、読取画像データを生成する。

記憶装置３０は、ＥＥＰＲＯＭ(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)やハードディスク装置などの、不揮発性の記憶装置である。この記憶装置３０には、フィルタ補正テーブル３２や印刷補正パラメータ３４、検査チャート情報３６などのデータが記憶される。

フィルタ補正テーブル３２は、画像読取部２８の各ラインセンサの各光検出器の検出信号を補正するための補正データを保持したテーブルであり、既に図４等を参照して説明したものと同様のものである。

印刷補正パラメータ３４は、プリントエンジン２６の印刷性能を補正するためのパラメータ群であり、例えば各一次色のトーン再生カーブ（あるいはそれに基づく濃度変換のルックアップテーブル）がその代表例である。また、微小な面内ムラを抑制するために、印刷データの画素値をプリントエンジン２６の主走査方向に沿った画素位置に応じて補正したり、あるいは露光のためのＲＯＳ（ラスタ出力スキャナ）のレーザ出力を主走査方向に沿った画素位置に応じて補正したりすることも可能であり、そのための画素位置ごとの補正データも印刷補正パラメータ３４の一部として記憶される。

検査チャート情報３６は、印刷補正パラメータ３４の校正に用いる検査チャートの画像データ又はその画像を規定するコードなどの情報である。

フィルタムラ補正部４０は、校正モード時に画像読取部２８から出力される読取画像データの各画素の値を、フィルタ補正テーブル３２を用いて補正することにより、読取画像データからオンチップフィルタの濃度ムラの影響を除去乃至低減する。

パラメータ校正処理部４２は、フィルタムラ補正部４０で補正された読取画像データ（フィルタ濃度ムラの影響が除去・低減されている）に基づき、印刷補正パラメータを補正する。

このような装置において、ＵＩ部２２からユーザが校正モードを指示すると、全体制御部２０が印刷制御部２４に対し、検査チャートの印刷を指示する。これに応じ印刷制御部２４は記憶装置３０内の検査チャート情報３６から検査チャートのラスタ画像を生成し、これをプリントエンジン２６に印刷させる（Ｓ１０）。この検査チャートの印刷結果が画像読取部２８の読取対象範囲に到達するタイミングで、全体制御部２０は、画像読取部２８に対しその読取を行わせる（Ｓ１２）。

画像読取部２８が出力する画像データは、フィルタムラ補正部４０により補正される（Ｓ１４）。ここで、画像読取部２８の出力は、各ラインセンサの各光検出器の検出信号を主走査方向に読み出したものを、副走査に応じて繰り返したものである。また、各副走査においてラインセンサの各光検出器が読み取っているべきパターン（色）は、検査チャート情報３６から求めることができる。したがって、フィルタムラ補正部４０は、画像読取部２８から順に供給される画像データがどのラインセンサの何番目の光検出器からものか、及び検査チャートの何番目のパターンを読み取ったものかを判別できるので、それらの組合せに対応する補正データをフィルタ補正テーブル３２から読み出し、その補正データを用いてその画像データを補正する。この補正には、例えば次の式（１）を用いることができる。

［数１］
Ｄci' ＝Ｄci −Ｃcbi ・・・（１）

ここで、Ｄci' は補正後の画像データの値（反射率比例の値）、Ｄci は補正前の画像データの値（反射率比例の値）、Ｃcbiはテーブル補正テーブルから読み出した補正データである。各変数の添え字は、c がラインセンサのチャンネル（Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか）を、b は検査チャートのパターンの色の識別番号を、i はラインセンサ上での画素の番号を示す。

この補正式（１）は、画像データ（光検出器の検出信号）から補正データを減算するものであるが、補正対象の印刷濃度ムラは微小なので、（係数の乗算ではなくても、）このような加減算による補正で対応可能である。

このような補正により、フィルタムラ補正部４０の出力する読取画像データは、オンチップフィルタの濃度ムラの成分が補正されたものとなる。パラメータ校正処理部４２は、この読取画像データに基づき、検査チャート上の各パターンの色や、同一パターン内の主走査方向についての印刷濃度ムラを測定する。そして、この測定結果に基づき、色再現性のパラメータ（トーン再生カーブなど）や主走査方向の印刷濃度ムラの補正パラメータなどといった印刷補正パラメータ３４を校正する。印刷濃度ムラの補正パラメータの校正では、その読取画像データの主走査方向に沿った各画素の値が均一になるよう、補正パラメータを修正する。

なお、通常モードでは、与えられた印刷ジョブのデータから生成した印刷画像データの値や、ＲＯＳのレーザ出力などをその印刷補正パラメータ３４にしたがって補正して印刷を行う。

以上説明したように、実施形態では、ラインセンサ中のカラーフィルタ付き光検出器と、かつ印刷補正パラメータの校正のための検査チャートに含まれるパターンの色との組合せごとに、フィルタ濃度のムラの補正のための補正データをフィルタ補正テーブル３２に登録し、これを用いて、検査チャートを読み取った読取画像データを補正するようにした。これにより、オンチップカラーフィルタの濃度の違いによる分光ムラの違いによる画像データの誤差を従来より適切に補正でき、印刷の面内ムラなどの微小なムラ成分も良好に検出できるようになる。そして、本実施形態では、このようにオンチップのカラーフィルタの濃度ムラの影響が除去乃至低減された読取画像データに基づきプリントエンジン２６の色再現性のパラメータや面内ムラ補正のパラメータなどの印刷補正パラメータを校正すので、特に面内ムラなどの微妙な誤差の補正が適切に行えるというメリットがある。

以上の例において、検査チャート中のパターンの「色」は、色空間中での座標が異なれば互いに異なるのはもちろんだが、ハーフトーンスクリーニングを行って印刷するプリントエンジンでは、色空間中の座標が同じでも、適用するスクリーンセットが変われば、視覚的に見える色みが変わってくることもある。したがって、色の値（座標）が同じでも、スクリーンセットが違えば、それに応じてフィルタ濃度ムラの補正データを求めてフィルタ補正テーブル３２に登録し、利用することが好ましい。

以上の例では、ラインセンサ中の光検出器（画素）ごと、及び検査チャート中のパターンの色ごとにフィルタ濃度ムラの補正データを用意したが、これではフィルタ補正テーブル３２のデータサイズがかなり大きいものとなる。そこで、フィルタ補正テーブル３２のデータサイズを小さくしたい場合には、次のような変形例も好適である。

すなわち、この変形例では、ラインセンサ中の光検出器を互いに近接するもの同士でグループ化したり、検査チャート中のパターンの色を近い色（色空間中で互いに近接する色）同士でグループ化したりし、フィルタムラの補正データをグループ単位で登録する。ラインセンサにおけるグループ化は、例えばラインセンサの一方端から光検出器を所定数ずつのグループにまとめていけばよい。検査チャートのパターンの色のグループ化は、パターンが一次色ＣＭＹＫのものしかない場合は、同じ一次色の中にある異なる濃度のパターンを、濃度が近接するもの同士でグループ化すればよい。また、高次色のパターンを含む場合は、例えばＣＭＹＫ色空間中で近い色のものをグループ化すればよい。このようにラインセンサの光検出器と検査チャートのパターン色の両方共をグループ化すればフィルタ補正テーブル３２のサイズはかなり小さくすることができるが、いずれか一方のみをグループ化しただけもフィルタ補正テーブル３２のサイズ低減の効果はある。

ただし、このようなグループ化を行った場合、フィルタ濃度ムラの補正データは、光検出器のグループとパターン色のグループの組合せに対応したものとなり、個別の光検出器とパターン色の組合せには厳密には対応しない。このため、前述の式（１）による補正では、個別の光検出器とパターン色の組合せに対応した補正データを持つ上述の実施形態に比べて、精度の点で若干劣る。これを改善するため、次式（２）に示す補正式を利用することも好適である。

［数２］
Ｄci' ＝Ｄci −Ｃcbi・α・（Ｗ−Ｄci） ・・・（２）

ここで、Ｗは白基準読取時の当該光検出器の出力データであり、αは比例係数である。この式は、反射率が既知の白基準を読み取ったときの出力Ｗに対する実際のパターンを読み取ったときのデータＤciの差に応じ、補正データＣcbi を線形補正するものである。この場合、補正データＣcbi は、パターンの色ｂが属するグループと、光検出器ｉが属するグループとの組合せに対応して、テーブル３２に登録されたデータである。このような線形補正により、より近い適切な補正量を求めることができる。なお、比例係数αは、実験等により求める。比例係数αは、パターンの全色について一律でもよいが、パターンの色のグループごとに個別に求めておけば、より精度の高い補正が可能になる。

また、式（２）による補正は、個別の光検出器とパターン色の組合せに対応した補正データを持つ上述の実施形態に適用することも可能である。

次に、フィルタ補正テーブル３２を現場で（すなわちユーザのもとに設置された画像形成装置そのものを用いて）生成したり、校正したりする機能を上記実施形態に追加した第２の変形例について説明する。

図１１に、フィルタ補正テーブル３２の作成・更新機能を備えた画像形成装置の機能構成の要部を示す。この構成は、図９に示した構成に対し、補正テーブル校正処理部５０と印刷ムラテーブル５２を追加したものである。補正テーブル校正処理部５０は、フィルタ補正テーブル３２の校正のための演算処理を実行するユニットであり、印刷ムラテーブル５２は、この校正処理において校正用の検査チャートを読み取って得た印刷濃度ムラのデータを一時的に保持するテーブルである。印刷ムラテーブル５２は、記憶装置３０に記憶させるようにしてもよいし、画像形成装置が内蔵するＲＡＭに記憶するようにしてもよい。

この変形例の画像形成装置は、上記実施形態における通常モード、校正モード（より厳密に言えば「印刷補正パラメータを校正するモード」）に加え、フィルタ補正テーブル３２を校正する補正テーブル校正モードを備える。フィルタ補正テーブル３２を新たに作成したり、或いは校正したりしたい場合、ユーザは、ＵＩ部２２に示されるメニューから補正テーブル校正モードを指定すればよい。このモードが指定された場合、図１２に示されるような校正作業により、フィルタ補正テーブル３２が更新される。

すなわち、補正テーブル校正モードが指定された場合、全体制御部２０は印刷制御部２４に対し、フィルタ補正テーブル校正用の検査チャートの印刷を指示する（Ｓ２０）。フィルタ補正テーブル校正用の検査チャートは、図６に例示したものと同様、プリントエンジンの主走査方向に延びる帯状領域を、対象とする各色の分だけ配列したものである。したがって、フィルタ補正テーブル校正用の検査チャートのデータとしては、印刷補正パラメータ３４の校正に用いる上記実施形態の検査チャートのデータと同じものを用いることもできる。この印刷指示に応じ、図１３に示すように、印刷部１０のプリントエンジン２６により検査チャート２００が印刷され、それが読取・検査部１８を通過して出力トレイ１９に出力される。なお、図１３は、図９に示した画像形成装置を上から見た状態を示している。補正テーブル校正モードの処理でも、印刷補正パラメータの校正のために用いる検査チャートに用いられるパターン（すなわち色）と同じだけのパターンを印刷する必要があるため、パターン数が多く１枚に収まらない場合は、複数枚に分けて検査チャートを印刷する。なお、検査チャートを複数枚の用紙に分けて印刷する場合は、各枚に対し通し番号等、順番を示す情報を印刷することが好ましい。

検査チャート２００の印刷ができると、図１３に示すように、ユーザがその検査チャート２００を出力トレイ１９上の姿勢から９０度回転させて手差しトレイ１４にセットし、読取・検査部１８に読取を行わせる（Ｓ２２）。具体的な処理系としては、例えば、補正テーブル校正モードでは、検査チャート印刷出力が終わった後にユーザが画像形成装置のスタートボタンを押下すると、手差しトレイ１４上にセットされた原稿が装置内部に取り込まれ、印刷部１０はそれを印刷せずに単に追加させ、読取・検査部１８がその原稿を読み取るようにすればよい。また、このとき、ユーザが検査チャート２００を正しい向きで手差しトレイ１４にセットする支援のために、表示部１６に図１４のような案内画面を表示することも好適である。図１４の案内画面３００は、画像形成装置との関係において検査チャート２００をどのような向きにするかを模式図で示している。補正テーブル校正モードの処理を開始して検査チャート２００を印刷した後、このような案内画面を表示することで、ユーザは自分がどのような作業をしたらよいかがよく分かる。また、検査チャート２００自体に、図６に示すように、手差しトレイ１４の基準位置（「レジ（レジストレーション）」位置）に位置合わせすべき箇所を示したマーク２０４を含めれば、その印刷結果を手差しトレイ１４にどの向きにセットすべきか、ユーザにとって一目瞭然に分かる。

以上のように検査チャート２００を９０度回転させて読み取らせた場合、この画像形成装置では印刷部１０と読取・検査部１８とで主走査方向とが一致しているので、印刷部１０の印刷と読取・検査部１８の読取との間で、主走査と副走査の関係が入れ替わることになる。ここで、ラインセンサと副走査を組み合わせた二次元読取方式では、副走査方向のライン上の各点は常に同じ光検出器で読み取られる。したがって、この読取によれば、検査チャート２００の印刷の主走査方向に沿ったライン上の各点は、同じ光検出器により副走査方向に読み取られることになる。同じ光検出器であれば、オンチップフィルタの濃度のムラは考慮しなくてよいので、その光検出器の副走査方向に沿った検出信号（画像データ）の系列は、印刷の主走査方向に沿った印刷濃度ムラを表現したデータとなる。補正テーブル校正処理部５０は、このとき画像読取部２８が出力する画像データに基づき印刷ムラテーブル５２を作成する（Ｓ２４）。

図１５に、このとき印刷ムラテーブル５２に登録されるデータの一例を示す。図１５において、列番号ｉは読取の副走査方向についてのインデックスであり、ここでは、後の処理に合わせ、副走査方向についても、主走査方向と同じ解像度で読み取るようにしているため、テーブル５２はＮ個の列を持つことになる。一方、行番号ｂは読取の主走査方向のインデックスであり、その行数Ｍは、検査チャートに印刷されるパターンの総数（複数枚に分けて印刷する場合は各枚のパターン数の合計）である。すなわち、検査チャートでは１〜Ｍ番目の各帯状領域が読取の主走査方向に並ぶことになるので、テーブル５２には、各帯状領域に１行を割り当てる。

各行各列のセルに示された値Ｄcbi'は、読取副走査でのi番目のライン（主走査方向のライン）において、チャンネルｃ（Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか）のラインセンサの光検出器のうちの、検査チャート２００のｂ番目の帯状領域（パターン）に対応する一群の光検出器が出力した検出信号の平均値である。

すなわち、検査チャート２００における各帯状領域の配列順序は記憶装置３０に記憶されている検査チャート情報３６から分かる。したがって、ユーザが表示部１６に示される指示などに従って検査チャート２００を正しい向きにセットしていれば、主走査方向に沿って何番目から何番目までの光検出器のグループが何番目の帯状領域を読み取るかを、補正テーブル校正処理部５０が判別できる。補正テーブル校正処理部５０は、ある副走査位置についての１主走査を行っているときに画像読取部２８から順番に供給される各光検出器の検出信号を、帯状領域の幅（すなわち印刷の副走査方向についての幅）に応じた数の連続した光検出器の検出信号ごとに平均し、その平均値をテーブル５２のその帯状領域ｂと副走査位置ｉに応じた位置に書き込む。なお、検査チャート２００が正しいセット状態から多少傾いていたり位置ずれしていたりすることもあり、そのような場合は各帯状領域の境界線近傍に対応する光検出器が、本来読み取るべき帯状領域の隣の帯状領域を読み取ることもあり得る。そこでこのような場合には、そのような読取誤りの影響を減らすため、この平均処理では、帯状領域の境界線部分に該当する所定個数の光検出器の検出信号は平均処理の際に考慮しないようにすることも好適である。以上の処理を、全副走査範囲について繰り返すことにより、印刷ムラテーブル５２が完成する。図１５に示したのはラインセンサ１チャンネル分のテーブルであり、実際はＲ，Ｇ，Ｂのチャンネルごとにこのテーブルが作成される。

Ｓ２４の後、検査チャート２００は再び出力トレイ１９上に排出されるが、ユーザはそれを再度手差しトレイ１４にセットする。ただしこのときは、Ｓ２２のときとは９０度回転した姿勢、すなわち印刷出力されたときの検査チャート２００の姿勢と同じ姿勢で手差しトレイ１４にセットする。そして、スタートボタンを押して、再び読取・検査部１８に検査チャートの読取を行わせる（Ｓ２６）。このとき、ユーザの作業を支援するために、図１４に例示したのと同様の、作業内容を模式図等で示した案内画面を表示部１６に表示することが好適である。

Ｓ２６の読取では、読取の主走査方向が印刷の主走査方向と一致する。したがって、読取の各主走査ではラインセンサ上の各光検出器は同じ帯状領域を読み取っていくことになる。このときのラインセンサの１主走査における各光検出器の検出信号は、同じ色を読み取った信号であるが、それには主走査方向の印刷濃度ムラの影響と、オンチップフィルタの濃度ムラの影響とが重畳している。一方、前述の印刷ムラテーブル５２には、同じ光検出器で１つの帯状領域全域を読み取った際のデータが登録されており、これはオンチップフィルタの濃度ムラの影響はないので、主走査方向の印刷濃度ムラを示したものとなっている。この補正テーブル校正モードでは、オンチップフィルタの濃度ムラの情報が欲しいので、今回の読取の際の検出信号を、印刷ムラテーブル５２に登録された対応するデータを用いて補正すれば、印刷濃度ムラの影響を除去乃至低減できる。より詳細には、今回の読取においてｂ番目の帯状領域を読み取っているときの主走査方向ｉ番目の光検出器の検出信号から、印刷ムラテーブル５２における同じｂ番目の帯状領域を読み取った時の副走査位置ｉのデータ（これが印刷濃度ムラ成分を示している）を減算することで、印刷濃度ムラの影響を減算することができる（Ｓ２８）。すなわち、（Ｄcbi −Ｄcbi'）が、印刷濃度ムラの影響を減じた信号、すなわちフィルタ濃度ムラ成分を主成分とする信号となる（ただし、ＤはＳ２６の読取における検出信号の値、Ｄ' は印刷ムラテーブル５２に登録された検出信号の値である。添え字c,b,i は前述の通り）。この計算では、印刷ムラテーブル５２における副走査方向のインデックスｉを主走査方向のインデックスに読み替えた上で、テーブル５２中の各データを、Ｓ２６の読取で同じｉを主走査方向の番号として持つ光検出器の検出信号の補正に用いている。

この（Ｄcbi −Ｄcbi'）の値をフィルタ濃度ムラ成分と捉え、これそのものを補正データＣcbi として用いるようにすることも一つの方法である（Ｓ３０）。上述に式（１）の補正式を用いる場合は、このような簡易的な方式でも構わない。

しかし、更に精度向上を目指すには、式（２）の補正式と同様の考慮を払った次の式（３）に従って補正データＣcbi を求めることが好適である（Ｓ３０）。

［数３］
Ｃcbi・α＝ (Ｄcbi −Ｄcbi')／（Ｗ−Ｄcbi） ・・・（３）

この式（３）では、補正データＣcbi に比例係数αを乗じた値を、測定データから計算できる。したがって、フィルタ補正テーブル３２には、このように求めたＣcbi・αの値を登録しておけば、式（２）に従った補正処理ではそのままその登録データを利用できる。

なお、Ｓ２６の読取でも帯状領域の副走査方向（印刷時）の幅に相当する連続した光検出器群を１グループとし、１主走査において１グループ中の光検出器の検出信号を平均してそのグループの検出信号とすれば、主走査方向の信号の数は光検出器１つずつを見ていた上述の例よりも大幅に少なくなる。この主走査方向の信号数をＬ個とすると、印刷ムラテーブル５２はＭ行Ｌ列のテーブルでよくなる（図１５と比較）。したがって、このようにする場合、Ｓ２２の読取では、副走査方向の読取解像度も帯状領域の幅ごとでよい。このような読取によりＭ行Ｌ列の印刷ムラテーブル５２が生成できるので、Ｓ２８，３０ではグループごとの検出信号の平均値とその印刷ムラテーブル５２に基づき、式（３）によりＣcbi・αの値を計算できる。この場合、ｉは光検出器のグループの番号である。

なお、図１２の手順では、Ｓ２２で主走査・副走査を入れ替えて読み取りを行った後、Ｓ２６で印刷時と同じ姿勢で検査チャートを読み取る流れであったが、この代わりにＳ２０で検査チャートを印刷した際、印刷部１０から出力された検査チャートを読取・検査部１８で読み取り、その読取結果のデータを記憶しておくようにすれば、Ｓ２４で印刷ムラテーブル５２ができた段階で、上述と同様にしてフィルタ補正データが計算できる。

また、ここまでの例は、オンチップカラーフィルタの面内ムラを対象にしていたが、ダイクロプリズムを構成するカラーフィルタや、赤外線カットフィルタなどの、干渉フィルタにおける分光画角特性に起因する面内ムラにも同様に対応できる。
また、一本のセンサパッケージ中に複数の読取ラインを持つセンサからなる読取装置に限らず、ダイクロプリズム方式のように、各色独立のセンサからなる読取装置にも応用できる。

以上に説明した実施形態や変形例において、全体制御部２０，印刷制御部２４，フィルタムラ補正部４０，パラメータ校正処理部４２，補正テーブル校正処理部５０は、画像形成装置が備えるプロセッサに、それら各機能モジュールの機能を記述したプログラム（これは例えば画像形成装置が内蔵するＲＯＭなどに記憶される）を実行させることにより実現される。

光検出器の分光特性の違いを説明するための図である。 原稿の濃度と光検出器の出力信号との関係がオンチップフィルタの濃度によりどのように変化するかを示すための図である。 図２のグラフを、各フィルタ濃度の相対誤差を縦軸としてプロットし直したものを示す図である。 実施形態のフィルタ補正テーブルのデータ内容を示す図である。 画像読取部に設けられるラインセンサアセンブリの例を示す模式図である。 検査チャートの一例を示す図である。 検査チャートの色の組合せの例を示す図である。 実施形態の手法が適用される画像形成装置の概略構成を示す図である。 実施形態の画像形成装置の機能構成の要部を示す図である。 実施形態の画像形成装置におけるフィルタ補正テーブルの校正の手順を示すフローチャートである。 フィルタ補正テーブルの作成・更新機能を備えた画像形成装置の機能構成の要部を示す図である。 フィルタ補正テーブルの校正処理の手順を示すフローチャートである。 検査チャートを手差しトレイにセットする際の向きを説明するための図である。 検査チャートを手差しトレイにセットする作業を支援するための案内画面の表示例を示す図である。 印刷ムラテーブルのデータ内容の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 印刷部、１２ 給紙部、１４ 手差しトレイ、１６ 表示部、１８ 読取・検査部、１９ 出力トレイ、２０ 全体制御部、２２ ＵＩ部、２４ 印刷制御部、２６ プリントエンジン、２８ 画像読取部、３０ 記憶装置、３２ フィルタ補正テーブル、３４ 印刷補正パラメータ、３６ 検査チャート情報、４０ フィルタムラ補正部、４２ パラメータ校正処理部。

Claims (3)

1. 用紙に対してカラー画像を印刷する印刷部と、
   複数の光検出器を配列したラインセンサを備え、該ラインセンサと読取対象のシートとを、該ラインセンサの読取の主走査方向と垂直な方向に相対移動させることにより該シートの二次元的な読取を行う画像読取部と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記印刷部に対し、色が異なる複数の単色領域を含んだ検査チャートの画像データを供給し、印刷させる検査印刷制御部と、
   前記ラインセンサの光検出器と、前記検査チャートに含まれる前記各単色領域の色との組合せごとに対応して、該光検出器の検出信号に対する補正データを記憶した補正データ記憶部と、
   前記検査チャートの印刷結果における前記各単色領域を前記画像読取部で読み取ったときの前記ラインセンサの各光検出器の検出信号を、該単色領域と該光検出器との組合せに対応した補正データにより補正するフィルタ補正処理部と、
   前記検査チャートに含まれる各単色領域の色ごとに、前記印刷部の主走査方向に延びる単色の帯状領域を含んだ補正データ校正チャートを前記印刷部に印刷させる校正印刷制御部と、
   前記印刷部による前記補正データ校正チャートの印刷結果を、該校正チャートにおける前記主走査方向が前記画像読取部の副走査方向となる向きにセットされた状態で前記画像読取部に読み取らせたときの前記各光検出器の検出信号と、該校正チャートにおける前記主走査方向が前記画像読取部の主走査方向となる向きにセットされた状態で前記画像読取部に読み取らせたときの前記各光検出器の検出信号と、に基づき、前記補正データ記憶部に記憶される光検出器と単色領域の色との組合せごとの補正データを生成する補正データ校正処理部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記補正データ記憶部に記憶される補正データは、前記ラインセンサにおける隣接する所定個数ずつの光検出器のグループごとに記憶され、
   前記フィルタ補正処理部は、前記光検出器が属するグループに対応した補正データを補正して該光検出器に対応した補正量を求め、この補正量に基づき前記検出信号の補正を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正データ校正処理部は、
   前記印刷部による前記補正データ校正チャートの印刷結果を、該校正チャートにおける前記主走査方向が前記画像読取部の副走査方向となる向きにセットされた状態で前記画像読取部に読み取らせたときの前記光検出器の検出信号に基づき、前記画像読取部の副走査方向読取位置の番号ｉを列番号とし、前記補正データ構成チャートの各単色の帯状領域の番号ｂを行番号とする行列に、副走査方向読取位置がｉ番目であるときの前記画像読取部の光検出器によるｂ番目の単色の帯状領域の検出信号Ｄbi'を登録した行列状テーブルを作成するテーブル作成手段と、
   前記印刷部による補正データ校正チャートの印刷結果を、該校正チャートにおける前記主走査方向が前記画像読取部の主走査方向となる向きにセットされた状態で各色の前記帯状領域を前記画像読取部に読み取らせたときの前記各光検出器の検出信号の値を修正する修正手段であって、前記画像読取部がｂ番目の単色の帯状領域を読み取っているときの、主走査方向ｉ番目の光検出器の検出信号Ｄbiを、前記行列状テーブルにおける副走査方向読取位置がｉ番目であるときの前記画像読取部の光検出器によるｂ番目の単色の帯状領域の検出信号Ｄbi'を用いて修正する印刷ムラ成分修正手段と、
   を備え、前記印刷ムラ成分修正手段により修正された検出信号に基づき、前記補正データ記憶部に記憶される光検出器と単色領域の色との組合せごとの補正データを求める、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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