JP4906530B2 - 画像処理方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理方法、及び画像形成装置に関するものである。

近年、カラープリンタ、カラー複写機等の電子写真方式やインクジェット方式等を採用したカラー画像形成装置には、出力画像の色安定性が求められている。

ところが、カラー画像形成装置は、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の色が変動する。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変動でも色の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがあるので、色及び色の階調性を安定して再現するための画像制御技術が採用されている。

その一つが、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナー単色で中間転写体や感光体等の上に、濃度検出用に形成された未定着単色トナーパッチの濃度を検出する濃度センサである。安定した色及び色の階調性を得るために、露光量、現像バイアスなどのプロセス条件やキャリブレーションテーブルなどの階調補正量を、検出濃度に応じてフィードバック制御している。

また、他の画像制御技術としてカラーセンサを用いたものも知られている（特許文献１参照）。カラーセンサにより、記録紙上に形成され、定着処理されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの階調パッチや、Ｃ，Ｍ，Ｙ混色のパッチの色度を検出する。この場合も同様に、安定した色及び色の階調性を得るために、露光量、現像バイアスなどのプロセス条件やキャリブレーションテーブルなどの階調補正量を、検出濃度に応じてフィードバック制御している。

濃度センサを用いた濃度制御とカラーセンサを用いた色度制御の違いは、以下の通りである。濃度センサを用いた濃度制御は、パッチを中間転写体やドラム等の上に形成し検出するので、その後に行われる記録紙への転写及び定着による画像の色の変化については制御することができない。一方、カラーセンサを用いた色度制御は、パッチを記録紙上に形成し最終出力画像を検出するので、濃度制御では制御することができない記録紙への転写及び定着による画像の色の変化についても制御することができる。ただし、記録紙上にパッチを形成するため、記録紙を色度制御の為に消費する、時間がかかるという欠点がある。

特許文献２には、カラーセンサを用いた色度制御と濃度センサを用いた濃度制御の両方を組み合わせたカラー画像形成装置の校正方法が示されている。この文献では、Ｃ，Ｍ，Ｙのキャリブレーションテーブルを、カラーセンサを用いた色度制御により更新する。そして引き続き、更新したキャリブレーションテーブルを用いて中間転写体や感光体等の上に未定着単色パッチを形成し、濃度センサを用いて検出することにより、濃度制御用のターゲットガンマを更新する。このことにより、カラーセンサと濃度センサの相関をとることができる。その相関関係を用いることで、以降の濃度制御に、カラーセンサを用いた色度制御の結果を反映させる。

特開2003-84532号公報 特開2003-107835号公報

しかしながら、上記従来例では、濃度センサを用いた濃度制御を行なった後、カラーセンサを用いた色度制御を行ない、その後に、濃度センサで検知を行なっていた。つまり、色度制御でキャリブレーションテーブルを更新した後に、更に、更新したキャリブレーションテーブルを用いて中間転写体や感光体等の上に未定着単色パッチを形成し、濃度センサを用いてそのパッチを読取り、濃度制御を再度実行していた。

このように色制御を行った後に、濃度センサを用いた濃度制御が自動的に実行されるので、従来は、短時間に画像形成装置の校正が連続的に実行されることになり、校正に割く時間が非常に長くなっていた。

本発明は、校正時間を短くすることができ、記録紙の消費量を抑えることができる、画像形成装置の校正を実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
画像形成装置の画像形成を校正するための画像処理方法であって、
入力画像信号値に基づいて、記録紙に転写するための転写用画像を形成する画像形成工程と、
濃度センサを用いて、前記転写用画像の画像濃度を検出する濃度検出工程と、
前記濃度検出工程で検出した画像濃度と、前記入力画像信号値との相関関係を導き出す工程と、
ブラック単色の色材により形成したパッチと、シアン、マゼンダ、イエローの３色の色材を、割合を変えて混合することにより形成した複数種類のプロセスグレーのパッチとを、前記相関関係を利用しつつ記録紙に記録し、カラーセンサを用いて、記録紙上に記録されたそれらのパッチを読みとることにより、ブラック単色を実現するプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を決定する色決定工程と、
ブラック単色を実現するための色分解テーブル上での理想値と、前記色決定工程で決定した入力画像信号値とが対応するように前記相関関係を更新する更新工程と、
を含み、
前記色決定工程の前に、直前の濃度制御処理がいつ行なわれたかに応じて新たな濃度制御処理が必要か否かを判定する判定工程を更に含み、
前記判定工程で新たな濃度制御処理が必要と判定した場合には、前記色決定工程の前に、前記画像形成工程、及び前記濃度検出工程を実施し、前記判定工程で、新たな濃度制御処理は必要ではないと判定した場合には、前記画像形成工程、及び前記濃度検出工程を実施せずに前記色決定工程を行なうことを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
入力画像信号値に基づいて、記録紙に転写するための転写用画像を形成する画像形成手段と、
濃度センサを用いて、前記転写用画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段で検出した画像濃度と、前記入力画像信号値との相関関係とを導き出す手段と、
ブラック単色の色材により形成したパッチと、シアン、マゼンダ、イエローの３色の色材を、割合を変えて混合することにより形成した複数種類のプロセスグレーのパッチとを、前記相関関係を利用しつつ記録紙に記録し、カラーセンサを用いて、記録紙上に記録されたそれらのパッチを読みとることにより、ブラック単色を実現するプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を決定する色決定手段と、
ブラック単色を実現するための色分解テーブル上での理想値と、前記決定手段で決定した入力画像信号値とが対応するように前記相関関係を更新する更新手段と、
を有し、
前記色決定手段による処理を行う前に、直前の濃度制御処理がいつ行なわれたかに応じて新たな濃度制御処理が必要か否かを判定する判定手段を更に有し、
前記判定手段によって新たな濃度制御処理が必要と判定した場合には、前記色決定手段による処理を行う前に、前記画像形成手段、及び前記濃度検出手段による処理を実施し、前記判定手段によって新たな濃度制御処理は必要ではないと判定した場合には、前記画像形成手段、及び前記濃度検出手段による処理を実施せずに前記色決定手段による処理を行なうことを特徴とする。

本発明によれば、短い校正時間で、記録紙の消費量を抑えつつ、かつ、精度を落とすことなく画像形成装置の校正を行なうことができる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施の形態１）
図２は実施の形態１の電子写真方式カラープリンタの全体構成を示す図である。本カラープリンタは、画像処理部と画像形成部により構成される。

最初に画像処理部における処理について説明する。カラーマッチングテーブル１１１で、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像の色を表すＲＧＢ信号をカラープリンタの色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下ＤｅｖＲＧＢという）へ変換する。次に、変換したＤｅｖＲＧＢ信号を、色分解テーブル１１２で、カラープリンタのトナー色材色であるＣＭＹＫ信号へ変換する。キャリブレーションテーブル１１３は各々のカラープリンタに固有の濃度‐階調特性を補正するテーブルであり、入力画像信号値（ここではＣＭＹＫ信号）と、画像濃度との相関関係を示す。ＣＭＹＫ信号を濃度‐階調特性の補正を加えたＣ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'信号へさらに変換する。さらに、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）テーブル１１４で、前記Ｃ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'信号を対応するスキャナ部２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ、２４Ｋの露光時間Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋへ変換する。

次に画像形成部について説明する。画像形成に関わる主な手段は、帯電部１２２、露光部１２３、現像部１２４、転写部１２５、定着部１２６である。それらをＣＰＵ１２１により制御している。

図３はカラープリンタの断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラープリンタの一例である中間転写体２８を採用したタンデム方式のカラープリンタである。図３を用いて、電子写真方式のカラープリンタにおける画像形成部の動作を説明する。

画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して転写用画像として単色トナー像を形成する。そして、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録媒体上、つまり記録紙１１の表面へ転写し、その記録紙上の多色トナー像を定着させる。

帯電部１２２として、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーション毎に、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える。また、各注入帯電器はスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳを備えている。

感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。

露光部１２３は、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋより露光光を照射し、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光する。これにより、静電潜像を形成するように構成している。

現像部１２４は、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える。各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。なお、各々の現像器２６は脱着が可能である。

転写部１２５は、感光体２２から中間転写体２８へ単色トナー像を転写するために、中間転写体２８を時計周り方向に回転させる。そして、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋの回転に伴って、単色トナー像を転写する。一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２２の回転速度と中間転写体２８の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体２８上に転写する。これを一次転写という。

更に転写部１２５は、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体２８上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体２８の回転に伴い二次転写ローラ２９まで搬送する。さらに記録紙１１を給紙トレイ２１から二次転写ローラ２９へ狭持搬送し、記録紙１１に中間転写体２８上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧を印加し、静電的にトナー像を転写する。これを二次転写という。二次転写ローラ２９は、記録紙１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録紙１１に当接し、印字処理後は２９ｂの位置に離間する。

定着部１２６は、記録紙１１に転写された多色トナー像を記録紙１１に溶融定着させるために、記録紙１１を加熱する定着ローラ３２と記録紙１１を定着ローラ３２に圧接させるための加圧ローラ３３を備えている。定着ローラ３２と加圧ローラ３３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３４、３５が内蔵されている。定着装置３１は、多色トナー像を保持した記録紙１１を定着ローラ３２と加圧ローラ３３により搬送するとともに、熱及び圧力を加え、トナーを記録紙１１に定着させる。

トナー定着後の記録紙１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。

クリーニング部３０は、中間転写体２８上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２８上に形成された４色の多色トナー像を記録紙１１に転写した後の廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

濃度センサ４１は、図２のカラープリンタにおいて中間転写体２８へ向けて配置されており、中間転写体２８の表面上に形成された転写用画像としてのトナーパッチの濃度を測定する。そして、シアン（Ｃ）,マゼンダ（Ｍ）,イエロー（Ｙ）,ブラック（Ｋ）単色の濃度−階調特性を補正する。この濃度センサ４１の構成の一例を図４に示す。ＬＥＤなどの赤外発光素子５１と、フォトダイオード、ＣｄＳ等の受光素子５２、受光データを処理する図示しないＩＣなどとこれらを収容する図示しないホルダーで構成される。受光素子５２ａはトナーパッチからの乱反射光強度を検出し、受光素子５２ｂはトナーパッチからの正反射光強度を検出する。正反射光強度と乱反射光強度の両方を検出することにより、高濃度から低濃度までの中間転写体２８上に形成したトナーパッチの濃度を検出することができる。なお、赤外発光素子５１と受光素子５２の結合のために図示しないレンズなどの光学素子が用いられることもある。

カラーセンサ４２は記録紙搬送路の定着装置３１より下流に記録紙１１の画像形成面へ向けて配置されており、記録紙上に形成された定着後の画像の色を検出し、ＲＧＢ値を出力する。カラープリンタ内部に配置することにより、定着後の画像を排紙部に排紙する前に、自動的に検出することが可能となる。

図５Ａ、５Ｂにカラーセンサ４２の構成を示す。カラーセンサ４２は、発光素子１０１として白色ＬＥＤ５３、受光素子１０２としてＲＧＢ等３色以上のオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ５４ａを使用している。白色ＬＥＤ５３を定着後のパッチが形成された記録紙１１に対して斜め４５度より入射させ、０度方向への乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ５４ａにより検出する。ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ５４ａの受光素子５４ｂは、ＲＧＢが独立した画素となっている。受光素子５４ｂは、フォトダイオードでも良い。ＲＧＢの３画素のセットが、複数セット並んでいるものでも良い。また、入射角が０度、反射角が４５度の構成でも良い。更には、ＲＧＢ等３色以上の発光するＬＥＤとフィルタ無しセンサにより構成しても良い。更には、カラーセンサは回折格子などにより分光するタイプのセンサでも良い。

図６は、濃度センサとカラーセンサに共通する、センサ及びその周辺装置の構成を示す図である。センサとその周辺装置は、発光素子１０１、受光素子１０２、Ａ／Ｄコンバータ１０４、ＣＰＵ１２１で構成される。発光素子１０１は濃度センサ又はカラーセンサの光源であり、検出対象物１０３へ光を入射する。すると、検出対象物において光が反射し、その反射光は、光をアナログ電気信号へ変換する受光素子１０２へ入射する。さらにアナログ電気信号は、Ａ／Ｄコンバータ１０４によりディジタル電気信号へと変換される。そして、ディジタル電気信号はＣＰＵ１２１に取り込まれ、補正のための演算が行われる。

次に、本実施の形態におけるカラープリンタの校正方法の考え方について説明する。

短時間のうちに濃度センサを用いたトナーパッチの濃度検出動作を複数回行った場合、階調度と中間転写体上におけるパッチの濃度の関係は変化しないと考える。なぜなら、パッチの濃度変化は、カラープリンタが設置されている環境や使用状況の変化により生じるものであり、短時間であれば、その変化は生じないからである。したがって、従来短時間に複数回の濃度検出動作を行う場合があったのに対し、本実施の形態ではその様な場合は二回目以降の濃度検出動作は行わず、直前に行った濃度検出動作の検出結果を流用することにより、カラープリンタの校正に割く時間を短縮する。

なお、ここで、階調度とは、入力する画像信号の値を表わす。つまり、２５６階調の画像においては、０から２５５までの何れかの値となる。

次に、本実施の形態における校正方法について具体的に説明する。図１に本実施の形態における、校正方法の流れを示す。

Ｓ２０１で、「最近、濃度センサを用いた濃度制御を実施したか？」どうかを判断する。例えば、直前の濃度制御処理後、Ａ４サイズ換算で通常の画像形成動作を５０枚以内であれば「最近」と判断する。その他にも、直前の濃度制御処理後、画像形成を行ったプリントジョブ（画像形成命令）が５ジョブ以内であることや、５分以内であること等を「最近」と判断してもよい。これらの「最近」条件に適合する状況で、前回の濃度制御が行なわれた場合、ステップＳ２０１からステップＳ２０３に進み、２回目の濃度制御を行なわないように制御する。濃度センサの濃度検出結果は、多くの画像形成動作を行ったり、時間が経過すれば、当然現状のカラープリンタの状態とは乖離し、濃度検出結果の劣化が進む。Ｓ２０１の判断により、「最近」濃度制御を実施した場合（ＹＥＳ）はＳ２０３へ、「最近」実施していない場合（ＮＯ）はＳ２０２へ進む。

Ｓ２０２では、通常の濃度センサを用いた濃度制御処理を実施し、キャリブレーションテーブルを更新する。更新方法を、図７，８を用いて説明する。図７は濃度センサで中間転写体上に形成した未定着単色トナーパッチを検出した結果を示している。横軸は階調度を表すＣ信号である。縦軸は、検出結果の濃度である。実線上にある黒丸は実際に濃度センサを用いて検出した結果を示し、その結果を補間して実線を作る。破線は、ターゲットガンマを表す。ここでは一例として、階調度と濃度が線形な関係を持つターゲットガンマとしたものの、これに限るものではない。この時点で、測定したパッチの濃度はターゲットからずれている。そこで、キャリブレーションテーブルを更新する必要がある。図７に示すように、Ｃ２５％のターゲット濃度を得るためには、７％の画像を形成すれば良い。更新したキャリブレーションテーブルを、図８に示す。Ｃ２５％の信号は、Ｃ'７％の信号へ変換されている。同様にして、全階調域に渡り階調度を表すＣ信号をＣ'信号へ変換するキャリブレーションテーブルを作成する。このキャリブレーションテーブルを用いて画像を形成すると、ターゲットガンマ通りの濃度−階調特性を得ることができる。ここでは、シアンについてのみ説明したものの、シアンと同様にマゼンダ、イエロー、ブラックの各色についても同様にして、キャリブレーションテーブルを更新する。

Ｓ２０３では、直前に更新したキャリブレーションテーブルを用いて記録紙上に形成した定着後のパッチをカラーセンサで検出し、ブラック単色と等色となる複数種類のプロセスグレーの階調度を推定する。つまり、ブラック単色のパッチと、複数種類のプロセスグレーのパッチとを、相関関係としてのキャリブレーションテーブルを利用しつつ記録媒体としての記録紙に記録し、カラーセンサを用いて、記録媒体上に記録されたそれらのパッチを読みとる。これにより、複数種類のプロセスグレーのうち、最もブラック単色に近い色のプロセスグレーを判定する色判定工程を行なう。具体的な方法を以下に説明する。

図９は、記録紙上に形成するパッチの階調度の一例を説明する図であり、図中の座標軸はＣ，Ｍ，Ｙの階調度を表す。ＣＭＹ階調度空間上の位置座標が、パッチの階調度を表す。カラープリンタでは、ある画像信号のブラック単色と等色となるプロセスグレーが必ず存在する。色分解テーブルにおいてブラック単色２０％と等色となるプロセスグレーは、三軸の中央にある白丸[○]（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（１７％,１６％,１６％）とする。しかし、カラープリンタの設置されている環境や状態により、シアン１７％,マゼンダ１６％,イエロー１６％のプロセスグレーの色と、ブラック単色２０％の色は、等色ではなくなることがある。そこで、ブラック単色２０％のパッチと、白丸の周囲にある８個の黒丸[●]（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（１２％,１１％,１１％）, （１２％,１１％,２１％）, （１２％,２１％,１１％）, （１２％,２１％,２１％）。（１２％,１１％,２１％）, （２２％,１１％,１１％）, （２２％,１１％,２１％）, （２２％,２１％,１１％）, （２２％,２１％,２１％）, （１２％,１１％,２１％）のパッチを、記録紙上に形成する。つまり、ブラック単色の色材により形成したパッチの色と、シアン、マゼンダ、イエローの３色の色材を、割合を変えて混合することにより形成した複数個のプロセスグレーパッチの色を検出する。その検出結果に基づき、ブラック単色と等色となるプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を推定する。この際、最も直前に更新したキャリブレーションテーブルを用いて黒丸[●]のパッチの階調度をＣ'Ｍ'Ｙ'へ変換して、記録紙上にパッチを形成し、カラーセンサで各パッチの色を検出する。

次に、カラーセンサ出力値のＲＧＢ値やＲＧＢ値を変換して求めた色度から、ブラック単色２０％のパッチと等色となるプロセスグレーパッチの階調度を推定する。推定には、補間計算や重回帰分析等を用いる。その結果、例えばその時点でブラック単色２０％のパッチと等色であるのは、バツ印[×]（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（２０％,１４％,１５％）であると、推定することができる。

Ｓ２０３では、これと同様の推定方法で、例えばブラック単色５％,１０％,３０％,４０％,５０％,６０％,７０％等、複数の階調度のブラック単色についても、それぞれ等色となるプロセスグレーパッチの階調度を推定する。

Ｓ２０４では、Ｓ２０３の推定結果と最新の濃度センサ検出結果を用いて更新したキャリブレーションテーブルとその際に目標としたターゲットガンマを用いて、キャリブレーションテーブルとターゲットガンマを更新する。図１０を用いて、キャリブレーションテーブルの更新方法を説明する。

Ｓ２０３で推定したブラック単色２０％のパッチと等色となるプロセスグレーパッチは（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（２０％,１４％,１５％）であった。しかし、実際に検出したパッチは、直前に更新したキャリブレーションテーブルを用いて（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を（Ｃ'，Ｍ'，Ｙ'）へ変換した後に、画像形成されたパッチである。そこで、図１０に示す様に、Ｃ２０％をキャリブレーションテーブルでＣ'１０％へ変換する。同様にＭ，Ｙについてもキャリブレーションテーブルで変換すると、例えば（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（２０％,１４％,１５％）は（Ｃ'，Ｍ'，Ｙ'）＝（１０％,１５％,２０％）に変換される。そして、色分解テーブルにおいてブラック単色２０％のパッチと等色となる（１７％,１６％,１６％）を（１０％,１５％,２０％）へ変換するようにすれば、色分解テーブル設計時と同じ色をその時点におけるカラープリンタにて再現することが可能となる。更に、ブラック単色５％,１０％,３０％,４０％,５０％,６０％,７０％についても同様に計算して、各点を補間することによって、図１１に示すようなキャリブレーションテーブルを作成し、更新する。

次に、図１２を用いてターゲットガンマの更新方法を説明する。Ｓ２０３で推定したブラック単色２０％のパッチと等色となるプロセスグレーパッチは（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（２０％,１４％,１５％）であった。直前に濃度センサのみを用いた濃度制御を実行しているので、中間転写体上のパッチの濃度はターゲットガンマ通りになっている。したがって、Ｃ２０％のパッチの中間転写体上における濃度は、図１２に示すように、直前の濃度制御時に使用したターゲットガンマを用いて、０．４であることが分かる。色分解テーブルにおいてブラック単色２０％のパッチと等色となるプロセスグレーパッチは（１７％,１６％,１６％）であったので、Ｃ１７％の時の濃度が０．４となるようにターゲットガンマを設定する。更に、Ｍ，Ｙについても同様にターゲットガンマを設定し、ブラック単色５％,１０％,３０％,４０％,５０％,６０％,７０％についても同様に計算して、各点を補間することによって、図１３に示すようなターゲットガンマを作成し、更新する。これはつまり、ブラック単色を実現するための色分解テーブル上での理想値と、算出した入力画像信号値とが対応するように相関関係（キャリブレーションテーブル＋ターゲットガンマ）を更新する。すると、これ以降に行う濃度センサを用いた濃度制御においても、色分解テーブル設計時と同じ色をその時点におけるカラープリンタにて再現することが可能となる。

なお、記録紙上に形成するカラーセンサ検出用のパッチは、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの階調度及びその個数等、本実施の形態で説明したパッチに限るものではない。

また、本実施の形態では中間転写体を備えるカラープリンタについて説明したが、画像形成方式についてはそれに限るものではない。静電記録紙搬送ベルトを備え、通常画像形成時には直接記録紙上で複数色の色材を重ね、未定着画像濃度検出時は静電記録紙搬送ベルト上に画像を形成するカラープリンタにおいても、本実施の形態で説明したことを実現できる。

以上説明したように、本実施形態では、濃度センサを用いた濃度制御を行った後にカラーセンサによる色度検出動作を行なう。これにより、カラープリンタの色のズレをできる限り小さくした上でカラーセンサによる色度制御を実施することができ、一度のカラーセンサを用いた校正動作にて対処することが可能となる。

ただし、カラーセンサを用いた色度制御を実行する際に、直前に濃度センサを用いた濃度制御を行っていたか否かを判定する。直前に行なっていた場合には、色度制御時に必要不可欠なカラーセンサと濃度センサの相関を採るための濃度センサによる濃度検出動作を省略する。一方で、カラーセンサを用いた色度制御を実行する直前に濃度センサを用いた濃度制御を行っていない場合には、濃度センサを用いた濃度制御とカラーセンサを用いた色度制御を連続的に行なう。

これにより、カラープリンタの校正の精度を落とすことなく、校正に要する時間は従来と同じ又はそれ以下で、記録紙の消費量を最低量に抑えることができるカラープリンタを提供することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１で説明した色度制御とは方法が異なるものの、同等の効果が得られる色度制御を実施する、カラープリンタの校正方法について説明する。実施の形態１ではカラーセンサと濃度センサの相関を採るために、濃度制御用のターゲットガンマを更新した。これに対し、本実施の形態では、濃度制御用ターゲットガンマは更新せず、濃度センサ出力を補正する濃度センサ出力補正テーブルを設け、そのテーブルを更新する。なお、濃度制御実行時は、濃度センサ出力を一度濃度センサ出力補正テーブルで変換し、その変換した値を用いて実施の形態１で説明した濃度制御を実行する。

図１４に本実施の形態における、校正方法の流れを示す。Ｓ２０１からＳ２０３までは、実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

Ｓ２１４では、Ｓ２０３の推定結果と最新の濃度センサ検出結果とを用いて更新したキャリブレーションテーブルと、目標としたターゲットガンマとを用いて、キャリブレーションテーブルと濃度センサ補正テーブルを更新する。キャリブレーションテーブルの更新方法は、実施の形態１と同じである。図１５を用いて、濃度センサ出力補正テーブルの更新方法を説明する。

Ｓ２０３で推定したブラック単色２０％のパッチと等色となるプロセスグレーパッチは（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（２０％,１４％,１５％）であった。直前に濃度センサのみを用いた濃度制御を実行しているので、中間転写体上のパッチの濃度は、ターゲットガンマ通りになっている。したがって、Ｃ２０％のパッチの中間転写体上における濃度は、図１５に示す様にターゲットガンマと直前の濃度制御仕様時に使用した濃度センサ出力補正テーブルを用いて、０．４であることが分かる。色分解テーブルにおいてブラック単色２０％のパッチと等色となるプロセスグレーパッチは（１７％,１６％,１６％）であったので、濃度０．４がＣ１７％のターゲットガンマの濃度０．３５となるように濃度センサ出力補正テーブルを設定する。つまり、このテーブルを用いれば、Ｃ１７％の入力に対して生成したパッチの濃度（本当は０．４）を、０．３５と判定する。

更に、Ｍ，Ｙについても同様にして濃度センサの出力値を変換し、ブラック単色５％,１０％,３０％,４０％,５０％,６０％,７０％についても同様に計算して、各点を補間する。これにより、図１６に示すような濃度センサ出力補正テーブルを作成し、更新する。これによれば、これ以降に行う濃度センサを用いた濃度制御においても、色分解テーブル設計時と同じ色をその時点におけるカラープリンタにて再現することが可能となる。カラーセンサによる制御直後の理想状態を維持するための手法として、濃度センサによる濃度制御の目標値を変えることと、濃度センサの出力を操作（補正）することは、等価だからである（特開2004-101911など参照）。

本実施の形態によっても、上記実施の形態１と同様の効果を実現することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、カラーセンサを搭載していないものの、カラープリンタの使用者の目視により色度制御を実施することができるカラープリンタの校正方法について説明する。

図１７に本実施の形態における、校正方法の流れを示す。Ｓ２０１、Ｓ２０２は、実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

Ｓ２２３では、直前に更新したキャリブレーションテーブルを用いて、記録紙上に目視色度制御用チャートの画像を形成し、カラープリンタの使用者の目視に、ブラック単色と等色又は近い色となっているプロセスグレーの階調度を判断させる。図１８に目視色度制御用チャートの一例を示す。目視色度制御用チャート８１には、参照用Ｋ単色パッチ８２と複数個のＣ，Ｍ，Ｙを混色したプロセスグレーパッチ群８３が形成されている。例えば、参照用Ｋ単色パッチ８２はＫ２０％のパッチであり、プロセスグレーパッチ群８３のパッチは、色分解テーブルにおいてブラック単色２０％と等色となるプロセスグレー（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（１７％,１６％,１６％）及びその周辺色で構成する。そして、カラープリンタの使用者は、プロセスグレーパッチ群８３の中から参照用Ｋ単色パッチ８２と等色又は近い色となっているパッチを判断して選択する。この場合、（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（２０％,１４％,１５％）のパッチが形成してある４−Ｂの位置のパッチが、カラープリンタの使用者により選択される。なお、カラープリンタの使用者が、近い色のパッチとして複数個のパッチを選択した場合は、選択されたパッチの階調度から補間計算等により等色となるパッチの階調度を推定すれば良い。

Ｓ２２３では、例えばブラック単色５％,１０％,３０％,４０％,５０％,６０％,７０％等、複数の階調度のブラック単色についても、２０％の場合と同様に、それぞれ等色又は近い色となるプロセスグレーパッチをカラープリンタの使用者に判断させる。

Ｓ２２４では、Ｓ２２３の判断結果と最新の濃度センサ検出結果を用いて更新したキャリブレーションテーブルとその際に目標としたターゲットガンマを用いて、キャリブレーションテーブルとターゲットガンマを更新する。更新方法は、実施の形態１のＳ２０４と同じであるので、説明を省略する。

なお、本実施の形態ではＳ２２４でターゲットガンマを更新したものの、実施の形態２のように濃度センサ出力補正テーブルを更新しても良い。

また、記録紙上に形成する目視色度制御用チャートのパッチは、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの階調度及びその個数等、本実施の形態で説明したパッチに限るものではない。

従来は、目視による色度制御実行時にも、目視と濃度センサの相関を採るために、色度制御実行後の濃度センサによる濃度検出動作は必要であったものの、以上説明した方法によれば、色度制御実行後の濃度センサによる濃度検出動作は不要となる。

一方、色度制御実行前に濃度制御を行う必要があるものの、カラープリンタの色のズレをできる限り小さくした上で記録紙を使用する色度制御を実施することができ、一度の校正動作にて対処することが可能となる。

つまり、カラープリンタの校正の精度を落とすことなく、校正に要する時間は従来と同じ又はそれ以下で、記録紙の消費量を最低量に抑えることができるカラープリンタを提供することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。上記実施形態では、画像形成装置の１例としてカラープリンタを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラー複写機や、カラーファックスや、カラー複合機など、様々な機器を含むものである。

また、上述の実施の形態では、ターゲットガンマを、階調度に対する濃度として説明したものの、階調度に対する基準記録紙との色差としても良い。

カラーセンサは、例えば、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）等の発光スペクトルが異なる３種以上の光源と、可視領域に感度を持つ受光素子とで構成される。また、白色（Ｗ）を発光する光源と、ＲＧＢ等の分光透過率が異なる３種以上のフィルタを形成した受光素子と、を含む場合もある。これらの構成によりＲＧＢ出力等の異なる３種以上の出力が得られる。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置が、供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。

プログラムを供給するための記録媒体としては、様々なものが考えられる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。

クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットに接続し、サイトから本発明のプログラム、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードしてもよい。また、本発明のプログラムをを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードする形態も考えられる。本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれる。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布する方法もある。所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによっても、前述した実施形態の機能が実現される。そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

実施の形態１における、カラープリンタの校正方法の流れを説明する図である。 実施の形態１における、カラープリンタの全体構成を示す図である。 実施の形態１における、電子写真方式カラープリンタの断面を示す図である。 実施の形態１における、濃度センサの断面を示す図である。 実施の形態１における、カラーセンサの断面を示す図である。 実施の形態１における、濃度センサ及びカラーセンサの周辺装置の構成を示す図である。 実施の形態１における、濃度センサ検出結果を示す図である。 実施の形態１における、濃度制御により更新したキャリブレーションテーブルを示す図である。 実施の形態１における、記録媒体上に形成するパッチの階調度の一例を説明する図である。 実施の形態１における、色度制御によるキャリブレーションテーブルの更新方法を説明する図である。 実施の形態１における、色度制御により更新したキャリブレーションテーブルを示す図である。 実施の形態１における、色度制御によるターゲットガンマの更新方法を説明する図である。 実施の形態１における、色度制御により更新したターゲットガンマを示す図である。 実施の形態２における、カラープリンタの校正の流れを説明する図である。 実施の形態２における、濃度センサ出力補正テーブルの更新方法を説明する図である。 実施の形態２における、色度制御により更新した濃度センサ出力補正テーブルを示す図である。 実施の形態３における、カラープリンタの校正の流れを説明する図である。 実施の形態３における、目視色度制御用チャートの一例を示す図である。

符号の説明

１１ 記録媒体
２２ 感光体、感光体
２３ 一次帯電部
２４ スキャナ部
２５ トナーカートリッジ
２６ 現像部
２７ 一次転写ローラ
２８ 中間転写体
２９ 二次転写ローラ
３０ クリーニング部
３１ 定着装置
４１ 濃度センサ
４２ カラーセンサ

Claims (10)

1. 画像形成装置の画像形成を校正するための画像処理方法であって、
   入力画像信号値に基づいて、記録紙に転写するための転写用画像を形成する画像形成工程と、
   濃度センサを用いて、前記転写用画像の画像濃度を検出する濃度検出工程と、
   前記濃度検出工程で検出した画像濃度と、前記入力画像信号値との相関関係を導き出す工程と、
   ブラック単色の色材により形成したパッチと、シアン、マゼンダ、イエローの３色の色材を、割合を変えて混合することにより形成した複数種類のプロセスグレーのパッチとを、前記相関関係を利用しつつ記録紙に記録し、カラーセンサを用いて、記録紙上に記録されたそれらのパッチを読みとることにより、ブラック単色を実現するプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を決定する色決定工程と、
   ブラック単色を実現するための色分解テーブル上での理想値と、前記色決定工程で決定した入力画像信号値とが対応するように前記相関関係を更新する更新工程と、
   を含み、
   前記色決定工程の前に、直前の濃度制御処理がいつ行なわれたかに応じて新たな濃度制御処理が必要か否かを判定する判定工程を更に含み、
   前記判定工程で新たな濃度制御処理が必要と判定した場合には、前記色決定工程の前に、前記画像形成工程、及び前記濃度検出工程を実施し、前記判定工程で、新たな濃度制御処理は必要ではないと判定した場合には、前記画像形成工程、及び前記濃度検出工程を実施せずに前記色決定工程を行なうことを特徴とする画像処理方法。
2. 入力画像信号値に基づいて、記録紙に転写するための転写用画像を形成する画像形成手段と、
   濃度センサを用いて、前記転写用画像の画像濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度検出手段で検出した画像濃度と、前記入力画像信号値との相関関係とを導き出す手段と、
   ブラック単色の色材により形成したパッチと、シアン、マゼンダ、イエローの３色の色材を、割合を変えて混合することにより形成した複数種類のプロセスグレーのパッチとを、前記相関関係を利用しつつ記録紙に記録し、カラーセンサを用いて、記録紙上に記録されたそれらのパッチを読みとることにより、ブラック単色を実現するプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を決定する色決定手段と、
   ブラック単色を実現するための色分解テーブル上での理想値と、前記決定手段で決定した入力画像信号値とが対応するように前記相関関係を更新する更新手段と、
   を有し、
   前記色決定手段による処理を行う前に、直前の濃度制御処理がいつ行なわれたかに応じて新たな濃度制御処理が必要か否かを判定する判定手段を更に有し、
   前記判定手段によって新たな濃度制御処理が必要と判定した場合には、前記色決定手段による処理を行う前に、前記画像形成手段、及び前記濃度検出手段による処理を実施し、前記判定手段によって新たな濃度制御処理は必要ではないと判定した場合には、前記画像形成手段、及び前記濃度検出手段による処理を実施せずに前記色決定手段による処理を行なうことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記相関関係はキャリブレーションテーブルであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記更新手段によって更新した前記相関関係を用いてターゲットガンマを更新する手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記濃度検出手段によって検出した濃度を補正する補正データを、更新した前記相関関係を用いて更新する手段を更に有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記色決定手段は、前記カラーセンサを用いて検出した各パッチの検出結果に基づき、ブラック単色と等色となるプロセスグレーパッチの階調度を推定し、推定した階調度からブラック単色と等色となるプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記色決定手段は、前記カラーセンサを用いて検出した各パッチの検出結果に基づき、前記複数種類のプロセスグレーのうち、最もブラック単色に近い色のプロセスグレーを判定し、判定したプロセスグレーから、ブラック単色に近い色のプロセスグレーパッチを形成するのに必要なシアン、マゼンダ、イエローの入力画像信号値を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
8. 前記判定手段は、直前の濃度制御処理後、画像を形成した記録紙の数によって判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
9. 前記判定手段は、直前の濃度制御処理後、処理した画像形成命令の数によって判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
10. 前記判定手段は、直前の濃度制御処理後、経過した時間によって判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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