JP6280419B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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複数の擬似中間調処理の中から画像データに対応する擬似中間調処理に対応する変換条件に基づいて、前記画像データを変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記画像データに、当該画像データに対応する擬似中間調処理を実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段により擬似中間調処理が実行された前記画像データに基づいてシートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された測定用画像を測定する測定手段と、
前記画像形成手段に所定の擬似中間調処理に対応する所定の測定用画像データに基づいて所定の測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記所定の測定用画像を測定させ、前記所定の測定用画像の測定結果に基づいて前記所定の擬似中間調処理に対応する第1変換条件を生成し、前記所定の測定用画像の測定結果に基づいて前記所定の擬似中間調処理と異なる他の擬似中間調処理に対応する第2変換条件を生成する生成手段と、を有し、
前記生成手段は、前記所定の測定用画像の測定結果と第1フィードバック率とに基づいて前記第1変換条件を生成し、前記所定の測定用画像の測定結果と第2フィードバック率とに基づいて前記第2変換条件を生成し、
前記第1フィードバック率は前記第2フィードバック率と異なることを特徴とする画像形成装置を提供する。
図1において画像形成装置100は画像形成エンジンを構成する4つの画像形成ステーション120、121、122、123を有している。画像形成ステーション120、121、122、123の機械的な構成はトナーの色を除いて共通している。一次帯電器111は感光ドラム105の表面を一様に帯電させる。レーザスキャナ部107は感光ドラム105の表面にレーザ108からのレーザ光を照射して画像データに対応した静電潜像を形成する。現像器112はトナーを用いて静電潜像を現像し、トナー画像を形成する。トナー画像は、感光ドラム105から中間転写ベルト106に一次転写され、さらに転写ローラ114によって転写材110に二次転写される。転写材110は、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写紙などと呼ばれることもある。定着装置150、160は、未定着のトナー画像を転写材110に対して定着させる。操作部180は情報を表示する表示装置と情報を入力する入力装置とを有している。中間調処理の切り替えなどは操作部180を通じて指示される。濃度センサ117は、光を発光する発光部とトナー画像からの反射光を受光する受光部とを有しており、濃度に対応した信号(測定データ)を出力する。
図2において、画像形成装置100は、プリンタコントローラ300と画像形成エンジン101とを有している。ホストコンピュータ301はホストI/F部302を通じてバス319に接続されている。操作部180はパネルI/F部311を介してバス319に接続されている。外部メモリ181はメモリI/F部312を通じてバス319に接続されている。ホストI/F部302により受信された制御コードなどは入出力バッファ303にいったん保持される。プリンタコントローラCPU313はバス319を介して接続された各部を制御する。ROM304は、プリンタコントローラCPU313が実行する制御プログラムや制御データが内蔵されているプログラムを記憶している。ROM304は、不揮発性のメモリであり、書き換え可能なメモリであってもよい。RAM309はワークメモリとして利用される。プリンタコントローラCPU313がプログラムを実行することで実現される代表的な機能としては、画像情報生成部305、条件決定部306およびテーブル作成部307がある。画像情報生成部305は、ホストコンピュータ301から受信したデータに基づき各種の画像オブジェクトを生成する。RIP(Raster Image Processor)部314は、画像オブジェクトをビットマップ画像に展開する。色処理部315は、RGBのビットマップ画像の色変換を実行してYMCKのビットマップ画像を生成する。階調補正部316はYMCKの各画像の階調補正を実行する。中間調処理部317は、階調補正された画像データに対して、ディザマトリクス法や誤差拡散法などの予め指定された擬似中間調処理を適用する。中間調処理部317から出力された画像データはエンジンI/F部318を通じて画像形成エンジン101に転送される。エンジン制御CPU102は画像データに基づいてレーザスキャナ部107などを制御して画像を形成する。
テーブル作成部307は、プリンタコントローラCPU313から通知された中間調処理の識別信号にしたがって、当該中間調処理の施されたパターンを形成してその濃度を測定する。そして、テーブル作成部307は測定データ(測定結果)に基づいて当該中間調処理に対応する階調補正テーブルを作成(更新または補正)する。さらに、テーブル作成部307は、パターンに適用しなかった他の中間調処理に対応する各階調補正テーブルを作成する。この際に、パターンに適用した中間調処理について得られた測定データが他の中間調処理用の階調補正テーブルにフィードバックされる。とりわけ、本実施形態は、パターンに適用した中間調処理のドット精細度とパターン画像に施されなかった中間調処理のドット精細度との関係を考慮してフィードバック率が決定される点に特徴がある。
図4は現像コントラスト電位(現像バイアスと露光電位との差:以下Vcont呼ぶ)と濃度との関係であるV−D特性を示す。ここではドット精細度の細かい高線数(242lpi)の中間調処理と、ドット精細度の粗い低線数(106lpi)の中間調処理とについて比較する。106lpiについてのV−D特性はきれいな下凸のカーブとなる。一方で、242lpiついてのV−D特性は、ハイライト領域で濃度が出にくく、中間調で急激に濃度が変化し、かつ、シャドウ部で濃度が変化しない、いわゆるS字カーブ特性となる。感光ドラム105の劣化やレーザスキャナ部107の光源の変動などが発生すると、濃度変動が発生しやすくなる。これは、濃度が均一なベタ画像を用いて決定された現像コントラスト電位Vcontに対して出力濃度がリニアな関係ではなく、S字カーブを描くことが多いからである。さらに、この現象は、潜像におけるドットコントラストが十分に確保されているかに依存する。ただし、以下では、ドットの細かさによる濃度変動について言及するため、ドットを形成したときの潜像について説明する。
図7を用いて紙間へのパターン形成について説明する。説明の簡明化のため、ブラックパターンについて説明するが、実際には主走査方向にCMYの他色のパターンも並べて形成される。この場合、濃度センサ117は、4つのパターンを検出できるように4組の発光部および受光部を備える。あるいは、1組の発光部および受光部を設け、17ページ目以降から他色のパターンを形成してもよい。階調補正テーブルの更新頻度の観点からは前者が優れているが、部品点数を削減する観点からは後者が優れている。
ここではドット精細度の定義について説明する。図9に示すフローは考え方のフローであって、画像形成エンジン101内で実行されるものではない。ただしこのフローをプログラム化して組み込むことも可能である。
粗い: 低線数(中間調処理B) < コピー(中間調処理C) < 高線数(中間調処理D) :細かい
線数が同じ2つの中間調処理が存在する場合、S005で、成長方法に基づき、ドット精細度を判別する。つまり、ドット集中型のドット精細度よりもライン成長型のドット精細度が粗いと判定される。S006で、各周期性パターン型の中間調処理について濃度5%のドットサイズを把握する。S009で周期性パターン型の中間調処理と非周期性パターン型の中間調処理とについてドット精細度を比較し、最終的な順位を確定する。
粗い:中間調処理A(誤差拡散) < 中間調処理B(低線数) < 中間調処理C(コピー) < 中間調処理D(高線数) :細かい
つまり、中間調処理A(誤差拡散)のドット精細度の順位は4位である。中間調処理B(低線数)ドット精細度の順位は3位である。中間調処理C(コピー)のドット精細度の順位は2位である。中間調処理D(高線数)のドット精細度の順位は1位である。
図11を用いて複数の画像を連続して形成している最中に階調補正テーブルを更新する処理について説明する。なお、第一γLUTはすでに作成済みであり、第二γLUTがここでは作成されるものとする。なお、第一γLUTの作成方法も第二γLUTの作成方法と同じである。上述したように第二γLUTが更新されると、第一γLUTと合成して合成γLUTが作成される。
ΔD’ = フィードバック率 × ΔD
たとえば、誤差拡散が適用されてパターンが形成されたときは、ΔDの50%が誤差拡散用の補正テーブルに反映される。また、誤差拡散が適用されたパターンについてのΔDは、残りの中間調処理の補正テーブルに対しては反映されない。これはフィードバック率が0%に設定されているからである。高線数タイプの中間調処理が適用されてパターンが形成されたときは、ΔDの50%が自己の補正テーブルに反映される。また、高線数タイプの中間調処理が適用されたパターンについてのΔDの10%が、残りの中間調処理の補正テーブルに反映される。これはフィードバック率が10%に設定されているからである。
<1>:5%濃度部のドットサイズ(ラインスクリーンを除く)
<2>:線数
<3>:成長方法 粗い:ラインスクリーン型<ドット集中型<ドット分散型 :細かい
ここで、決定方法における優先順位は<1>、<2>、<3>である。なお、ラインスクリーンとしては、ハイライト領域をドット成長にしてから中間調領域でラインになるようにする成長方法や、最初からラインで成長する方法がある。そのため、ドットもライン上に重なることからドットサイズを定義しにくい。また、ドットが重なりラインを形成するため、ある程度の濃度からは潜像が安定する。そのため、同線数であればドット成長よりもライン成長のほうが粗いと判断している。
実施例2ではユーザーによって中間調処理が切り替わったときの対応について説明する。POD(プリント・オン・デマンド)向けのプリンタは、印刷用途に基づいて中間調処理を切り替えることが多い。また、1つのプリンタが保有している中間調処理の数も5〜10個ほどもある。これらの中間調処理は、操作部180を通じて、ユーザーによって任意に変更可能である。
実施例3では、短時間の間に複数回以上にわたってプリント用の中間調処理が切り替えられときの処理について説明する。実施例2で説明したようにプリント用の中間調処理はユーザーによって変更可能である。そのため、短時間にプリント用の中間調処理が切り替えられると、実施例1で説明したように徐々に補正するという思想が成り立たなくなる。また、切り替えられた中間調処理に関してどの程度のΔDが発生するかは、そのドット精細度に依存する。実施例1、2ではパターンの印刷に使用されない中間調処理のフィードバック率を一律で10%に設定されている。よって、プリント用の中間調処理が頻繁に切り替えられると、その都度ΔDが変化し、切り替え時の濃度段差が発生しうる。
実施例4ではパターンに適用されない中間調処理へのフィードバック率をドット精細度の関係に基づいて変更する構成について説明する。プリント用の中間調処理はユーザーによって変更可能とする。中間調処理部317が保有している複数の中間調処理についてドット精細度を定義し、ドット精細度の相対的な大小関係を把握し、図13(A)に示すようなフィードバック率を決定することができる。実施例3で述べたように、ドット精細度に基づいて画像形成エンジン101の特性の変動への影響度は異なる。すなわち、フィードバック元となる中間調処理のドット精細度とフィードバック先となる中間調処理のドット精細度との関係をフィードバック率に加味することで、さらに高精度に階調補正テーブルを作成できるようになろう。実施例4では実施例2で説明した7種類の中間調処理についてそれぞれドット精細度を加味して、他の中間調処理用のテーブルへのフィードバック率を決定する。
ここで、FBiはフィードバック率FB1〜FB6である。FBbは基本フィードバック率であり、たとえば、30%である。F1はパターン形成に関与する中間調処理のドット精細度である。F2はパターン形成に関与しない中間調処理のドット精細度である。この式によれば、F1とF2との差が小さければ、それはパターン形成に関与する中間調処理のドット再現性とパターン形成に関与しない中間調処理のドット再現性が近いことを意味する。つまり、パターン形成に関与する中間調処理についての差分Δと、パターン形成に関与しない中間調処理についての差分Δとが近いことになる。反対にF1とF2との差が大きければ、パターン形成に関与しない中間調処理のドットが相対的に粗いことを意味する。つまり、パターン形成に関与する中間調処理のΔDよりも、パターン形成に関与しなかった中間調処理のΔDが小さいことが多い。よって、パターンから得られたΔDよりもより少ないΔDになるようフィードバック率の計算式を構築した。
以上で説明したように、階調補正部316は画像データに対して階調補正を適用する。中間調処理部317は階調補正部316により階調補正された画像データに対して複数の中間調処理のうち指定された中間調処理を適用する。画像形成エンジン101は中間調処理部317から出力された画像データに対応するトナー画像を形成する。濃度センサ117は画像形成エンジン101によりトナー画像として形成されたパターンの濃度を測定する。テーブル作成部307はパターン画像に施された中間調処理についての測定結果に基づいて、パターン画像に施された中間調処理用の階調補正テーブルを作成する。実施例1ないし4を用いて説明したように、テーブル作成部307は、パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度とに基づいて、パターン画像に施された中間調処理についての測定結果をパターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正テーブルにフィードバックする。これにより複数の中間調処理のそれぞれの階調補正テーブルが精度よく作成される。
Claims (6)
- 複数の擬似中間調処理の中から画像データに対応する擬似中間調処理に対応する変換条件に基づいて、前記画像データを変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記画像データに、当該画像データに対応する擬似中間調処理を実行する画像処理手段と、
前記画像処理手段により擬似中間調処理が実行された前記画像データに基づいてシートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された測定用画像を測定する測定手段と、
前記画像形成手段に所定の擬似中間調処理に対応する所定の測定用画像データに基づいて所定の測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記所定の測定用画像を測定させ、前記所定の測定用画像の測定結果に基づいて前記所定の擬似中間調処理に対応する第1変換条件を生成し、前記所定の測定用画像の測定結果に基づいて前記所定の擬似中間調処理と異なる他の擬似中間調処理に対応する第2変換条件を生成する生成手段と、を有し、
前記生成手段は、前記所定の測定用画像の測定結果と第1フィードバック率とに基づいて前記第1変換条件を生成し、前記所定の測定用画像の測定結果と第2フィードバック率とに基づいて前記第2変換条件を生成し、
前記第1フィードバック率は前記第2フィードバック率と異なることを特徴とする画像形成装置。 - 前記生成手段は、さらに、前記他の擬似中間調処理に対応する他の測定用画像データに基づいて他の測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記他の測定用画像を測定させ、前記他の測定用画像の測定結果に基づいて前記第2変換条件を生成し、
前記生成手段は、前記他の測定用画像の測定結果に基づく前記第1変換条件の生成は行わないことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記所定の測定用画像の測定結果と前記所定の測定用画像の目標値との差が前記第1フィードバック率に基づいて補正される割合は、前記差が前記第2フィードバック率に基づいて補正される割合よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記第2フィードバック率は、前記所定の擬似中間調処理と前記他の擬似中間調処理とを比較した結果に基づいて決定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記所定の擬似中間調処理は第1スクリーンを用いた擬似中間調処理であり、
前記他の擬似中間調処理は第2スクリーンを用いた擬似中間調処理であり、
前記第1スクリーンと前記第2スクリーンとは線数が異なることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1スクリーンの線数は前記第2スクリーンの線数よりも多いことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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