(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の画像を読み取ると共に当該読み取った原稿の画像を複写する複写モードと、外部装置から転送される画像データをプリントするプリントモードとによって動作する画像形成装置であって
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように、前記決定部により決定される前記第１のデータと前記第２のデータのいずれかを用いて前記入力信号を補正する補正部と、
前記補正部が前記第１のデータと前記第２のデータとのどちらを用いて前記入力信号を補正するのかを、前記複写モードと前記プリントモードとの各々に対して個別に設定する設定部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記補正部が前記第１のデータと前記第２のデータとのどちらを用いて入力信号を補正するかを、ユーザに個別に選択させる選択部を有し、
前記設定部は、前記選択部により選択されたデータを用いて前記補正部に入力信号を補正させるように、前記複写モードと前記プリントモードとの各々に対して個別に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
原稿の画像を読み取ると共に当該読み取った原稿の画像を複写する複写モードと、外部装置から転送される画像データをプリントするプリントモードとによって動作する画像形成装置であって、
入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果を示す読取データを濃度データに変換し、前記濃度データに基づいて、濃度データに基づく階調特性が目標となる階調特性になるように、第１のデータを決定し、
前記複数の画像の内の所定の高濃度の画像に対応した読取データと、前記記録材において前記複数の画像が形成されていない領域に対応した読取データとに基づいて、網点面積率データに基づく階調特性が目標となる階調特性になるように、第２のデータを決定する決定部と、
前記複写モードにおいて、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、前記プリントモードにおいて、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正する補正部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の高濃度の画像に対応した読取データは、前記複数の画像の内の最大濃度に対応した画像の読取データであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記決定部は、前記複数の画像に対応した読取データを濃度データに変換し、前記濃度データから以下の式に基づいて網点面積率データを決定する
｛１−１０（−Ｄｔ）｝／｛１−１０（−Ｄｓ）｝×１００
Ｄｓ＝Ｄｍａｘ−Ｄｐ
Ｄｔ＝Ｄ−Ｄｐ
Ｄｍａｘは前記所定の高濃度の画像に対応した読取データに基づいて変換された濃度データであり、
Ｄｐは前記記録材において前記複数の画像が形成されていない領域に対応した読取データに基づいて変換された濃度データであり、
Ｄは前記複数の画像に対応した読取データに基づいて変換された濃度データであることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記複数の画像に対応した読取データを濃度データに変換し、前記濃度データから以下の式に基づいて網点面積率データを決定する
｛１−１０（−Ｄｔ２）｝／｛１−１０（−Ｄｓ２）｝×１００
Ｄｓ２＝Ｄｍａｘ−Ｄｐ×（１００−Ｎ）
Ｄｔ２＝Ｄ−Ｄｐ×（１００−Ｎ）
Ｎ＝｛１−１０（−Ｄｔ）｝／｛１−１０（−Ｄｓ）｝×１００
Ｄｓ＝Ｄｍａｘ−Ｄｐ
Ｄｔ＝Ｄ−Ｄｐ
Ｄｍａｘは前記所定の高濃度の画像に対応した読取データに基づいて変換された濃度データであり、
Ｄｐは前記記録材において前記複数の画像が形成されていない領域に対応した読取データに基づいて変換された濃度データであり、
Ｄは前記複数の画像に対応した読取データに基づいて変換された濃度データであることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記読取部は、原稿の画像を読み取るリーダ部であり、
前記画像形成部は、前記複写モードにおいて、前記リーダ部により読み取られた前記原稿の画像を複写することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように前記入力信号を補正する補正部と、を有し、
前記補正部は、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が閾値未満ならば、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が前記閾値以上ならば、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように前記入力信号を補正する補正部と、を有し、
前記補正部は、坪量が所定値未満の記録材に対して、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、坪量が前記所定値以上の記録材に対して、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように前記入力信号を補正する補正部と、を有し、
前記補正部は、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が閾値未満で、且つ、当該記録材の坪量が所定値未満ならば、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、少なくとも前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が前記閾値以上ならば、又は、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の坪量が前記所定値以上ならば、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３０に示すように、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からの出力情報（ＲＧＢ画像、グレースケール画像、ＣＭＹＫ画像データ）は、画像形成装置に接続、或いは、内蔵されている画像処理部に送信される。画像形成部にて、ＰＣからの出力情報は、プリンタドライバで指定されたユーザー好みのガンマ条件に補正するガンマ補正部、Ｌ＊ａ＊ｂ＊への変換部（グレイはＬ＊のみ）、Ｃ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'への変換部にて処理される。
【０００３】
ＲＧＢ→Ｌ＊ａ＊ｂ＊等の多次元から多次元への色空間変換は、ＩＣＣプロファイルの多次色変換テーブル情報を用いて、画像処理部が変換を行う。
【０００４】
図３１は、プリンタドライバの色設定部であり、ユーザーが好みの階調にするために用意されたユーザーインターフェース（以下、「ＵＩ」と呼ぶ。）である。この設定値情報から、ガンマ補正部は１次元のＬＵＴにてガンマ変換される。
【０００５】
図３０にて、Ｃ'Ｍ'Ｙ'Ｋ'情報に変換された画像データは、エンジン階調補正部にてさらに１次元のＬＵＴ処理が施される。エンジン階調補正部はプリンタエンジンの階調性を一定に保つ役割を果たす。記録材である紙上に出力したパッチ画像を用いてエンジンの状態を把握し、規定の階調カーブになるように１次元のＬＵＴが作成される。これ以降、上記紙上に出力したパッチを用いた安定化制御のことを「自動階調補正」と呼ぶ。
【０００６】
擬似中間調処理部は、ディザ法等を用いて中間調を再現させる処理部である。中間調の種類（線数やドット成長方法）によってエンジン階調特性は異なるため、階調補正部は中間調処理毎にＬＵＴを用意している。
【０００７】
上記エンジン階調補正部を用いて色の安定性を確保する技術が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１では、感光体上に形成したトナー濃度検出用のパッチパターンを濃度センサで読み取り、現像器内のトナー濃度制御部へフィードバックして適正な濃度に制御する技術が開示されている。
【０００９】
一般的には、トナーパッチはその作成および消去が容易であるものの、定着前の濃度情報しか得られないため、トナーパッチに基づく制御が行われた場合には２次転写や定着工程の影響は反映されないという問題がある。
【００１０】
そこで、特許文献２に代表されるように、画像形成装置本体に組み込まれた複写機のリーダー部（画像読み取り部）で画像を読み取り、その読み取り結果に基づいて画像形成を制御することが提案されている。この方法は、紙にトナーを載せ、定着することによって得られた出力物をリーダー部にて読み取る。
【００１１】
図３２に示すように、基準紙と非基準紙Ａ（平滑な薄い紙）、非基準紙Ｂ（粗く厚い紙）をエンジンの作像条件（帯電／潜像／現像条件）を一定にして印字したところ、リーダー部で検出される濃度値としては、図３２のような関係となった。この情報をもとに、ターゲットとなる濃度にするため、ＬＵＴを作成したものが図３３である。
【００１２】
紙の表面特性、白色度、厚みなどによって、同じトナー量を載せても読み取られた濃度値は異なり、ＬＵＴは変化してしまう。非基準紙Ｂで作成したＬＵＴは、最大濃度がターゲットよりも出ていないため、入力値２４０以降は全て２５５の信号に置き換えている。２４０以降の信号値は階調が無くなってしまった。このシャドウ部の階調性を重視するユーザーにとっては致命的である。
【００１３】
また、非基準紙ＡでＬＵＴを作成した場合、図３３の通り２５５の信号が２４０付近で打たれる。すなわち、ベタの信号（網点面積率１００％）であっても、中間調処理パターンが見えてしまい、品位の低下や、エッジのジャギー（スクリーンパターン）が現れる。文字やラインの品位低下につながり、好ましくない。
【００１４】
この課題を解決するために、特許文献３では、ある程度の階調を確保するため、入力信号が２５５（網点面積率１００％）のときにはＬＵＴのＯＵＴ側も２５５にするような技術が提案されている。
【００１５】
図３４に、上記非基準紙Ｂで作成したＬＵＴと、特許文献３を用いて作成したＬＵＴを示す。シャドウ部で滑らかなＬＵＴであることが理解できよう。このＬＵＴを用いて、濃度の再現性を示したものが、図３５である。シャドウ部ではターゲット濃度から離れるが、階調性は若干向上している。
【００１６】
しかしながら、これらの技術はシャドウ部の階調変化が激しく、矢印（ａ）部（図３５）での変極点が発生するため、滑らかな階調特性にすることができなかった。一部のプロユーザーからは階調の不連続性を指摘されていた。
【００１７】
自動階調補正に関連する他の技術としては、特許文献４、５では基準紙によって作成された階調補正データを用いて、非基準紙にパッチを印字し、その読み取り結果を補正ターゲットとする技術が開示されている。紙自体の濃度や表面性の違いなどの影響を受けない自動階調補正方法が提示されている。
【００１８】
上記で述べた自動階調補正に関する濃度とは、絶対濃度ではなく、紙基準濃度（Ｎｕｌｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ：相対濃度）であることが多い。以下、紙基準濃度のことを相対濃度と呼ぶ。
相対濃度＝絶対濃度―紙の絶対濃度
【００１９】
相対濃度での濃度管理方法は、ＩＳＯ１３６５６等に記載されており、印刷業界には一般的な指標である。相対濃度であれば、様々な紙で印刷してもターゲット濃度を変更する必要は無いため汎用性が高く、多くの印刷会社の印刷機の管理に使用されてきた。
【００２０】
画像形成装置の自動階調補正についても、読取装置のばらつきや経時変化、紙のロット違いによる紙濃度の変化等を考慮して、紙基準濃度で自動階調補正を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平１−３０９０８２号公報
【特許文献２】特開平７−１３１６４９号公報
【特許文献３】特開２００６−１６５７５２号公報
【特許文献４】特開２００４−２８９２００号公報
【特許文献５】特開２００６−２２２８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、特許文献４、５は、基準紙を用意しておかなければならない。また、基準紙から作成した非基準紙の銘柄を把握し、常にその紙で階調補正を実施する必要がある。すなわち、非基準紙が基準紙に置き換わっただけである。基準紙から登録した非基準紙の在庫がなくなることがある。この場合、ロット違いによって表面性や白色度、厚みの変化、紙の目の違いなどがあるとき、さらには耐候性による白色度の変化（黄変ともいう）など、紙自体が変化する状況が数多く考えられ、根本的な解決手段にはならない。
【００２３】
また、上記非基準紙の在庫切れを懸念して、複数種の非基準紙を登録した場合、ユーザーは自動階調補正に使用する用紙種を選択しなければならず、操作性が悪い。その用紙を複数用意すればするほど分かり難く、ミスも発生し易い。登録用にメモリ容量を確保しなければならず、コストアップにつながる。
【００２４】
さらに、基準紙にパッチを印字し読み取ることによって階調補正データを作成し、上記階調補正データを用いて非基準紙にパッチを印字し、画像読み取り部で読み取り、補正するというユーザーが実施する読み取り作業が２回必要とされる。ユーザービリティーに欠ける階調補正方法であった。
【００２５】
さらに言うと、電子写真の着色剤は透過率が低くベタ濃度は紙濃度の影響をほとんど受けない。印刷の濃度測定手法をそのまま適用させている従来の自動階調補正では、同じ量の着色剤が２つの違う紙上に載せられた場合、絶対濃度は同じでも相対濃度は変化してしまう。よって、紙濃度が異なる紙で自動階調補正を行った場合、補正後の濃度結果が異なってしまうため、基準紙での自動階調補正を行う必要があった。
【００２６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものである。
【００２７】
つまり、本発明の目的は、濃度を重視する画像と、階調を重視する画像とを形成することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、
原稿の画像を読み取ると共に当該読み取った原稿の画像を複写する複写モードと、外部装置から転送される画像データをプリントするプリントモードとによって動作する画像形成装置であって
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように、前記決定部により決定される前記第１のデータと前記第２のデータのいずれかを用いて前記入力信号を補正する補正部と、
前記補正部が前記第１のデータと前記第２のデータとのどちらを用いて前記入力信号を補正するのかを、前記複写モードと前記プリントモードとの各々に対して個別に設定する設定部と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２９】
第二の態様によれば、
原稿の画像を読み取ると共に当該読み取った原稿の画像を複写する複写モードと、外部装置から転送される画像データをプリントするプリントモードとによって動作する画像形成装置であって、
入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果を示す読取データを濃度データに変換し、前記濃度データに基づいて、濃度データに基づく階調特性が目標となる階調特性になるように、第１のデータを決定し、
前記複数の画像の内の所定の高濃度の画像に対応した読取データと、前記記録材において前記複数の画像が形成されていない領域に対応した読取データとに基づいて、網点面積率データに基づく階調特性が目標となる階調特性になるように、第２のデータを決定する決定部と、
前記複写モードにおいて、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、前記プリントモードにおいて、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正する補正部とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３０】
第三の態様によれば、
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように前記入力信号を補正する補正部と、を有し、
前記補正部は、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が閾値未満ならば、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が前記閾値以上ならば、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３１】
第四の態様によれば、
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように前記入力信号を補正する補正部と、を有し、
前記補正部は、坪量が所定値未満の記録材に対して、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、坪量が前記所定値以上の記録材に対して、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正することを特徴とする画像形成装置が提供される。
第五の態様によれば、
入力される入力信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像が形成された記録材を光学的に読み取る読取部と、
前記画像形成部により濃度の異なる複数の画像が形成された記録材を前記読取部で読み取った結果に基づき、前記画像形成部により形成される画像の前記記録材上での濃度と入力信号との対応関係を補正する第１のデータと、前記画像形成部により形成される画像の濃度に応じた網点の面積率と入力信号との対応関係を補正する第２のデータとを決定する決定部と、
前記画像形成部により形成される画像の網点の面積率を変化させるように前記入力信号を補正する補正部と、を有し、
前記補正部は、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が閾値未満で、且つ、当該記録材の坪量が所定値未満ならば、前記決定部により決定された前記第１のデータを用いて前記入力信号を補正し、少なくとも前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の濃度が前記閾値以上ならば、又は、前記画像形成部により画像が形成されるべき記録材の坪量が前記所定値以上ならば、前記決定部により決定された前記第２のデータを用いて前記入力信号を補正することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、複写モードおよびプリントモードに対して、モードに基づき濃度を重視して画像および階調を重視する画像を提供することができる。さらに、階調を重視する画像を提供するために使用する際に使用するデータを決定する際に網点面積率を使用することにより基準紙でなくても高精度にデータを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る画像形成装置を有する画像形成システムの一実施例の構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図３】トナー量検出センサの一実施例の構成を示す図である。
【図４】電位制御の概念を説明する図である。
【図５】最大トナー量制御に使用するパッチを説明する図である。
【図６】最大トナー量制御の概念を説明する図である。
【図７】紙の色の違いを説明する図である。
【図８】紙の厚さの違いと反射率との関係を表した模式図である。
【図９】紙の凹凸の違いと反射率との関係を表した模式図である。
【図１０】本発明の画像形成装置の制御態様の一実施例を説明するフローチャート図である。
【図１１】本発明の画像形成装置の操作画面の一実施例を示す図である。
【図１２】自動階調補正パターンの一実施例を示す図である。
【図１３】自動階調補正パターンをリーダー部で読み込んだときの輝度特性図である。
【図１４】リーダー部での輝度と濃度との関係を表す図である。
【図１５】自動階調補正パターンをリーダー部で読み込んだときの濃度特性図である。
【図１６】自動階調補正パターンをリーダー部で読み込んだときの網点面積％特性図である。
【図１７】プリンタ階調特性とＬＵＴとターゲットを示す図である。
【図１８】従来例と本発明の実施例によるプリンタ階調特性結果を示す図である。
【図１９】実施例１の検証における入力信号と濃度の関係を示す図である。
【図２０】実施例１の検証における入力信号と網点面積％の関係を示す図である。
【図２１】実施例１の検証における自動階調補正結果を示す図である。
【図２２】本発明の実施例２における入力信号と濃度の関係を示す図である。
【図２３】本発明の実施例２にて、実施例１の網点面積％算出方法によって求められた、入力信号と網点面積％を示す図である。
【図２４】本発明の実施例にて、実施例１の網点面積％算出方法によって補正された自動階調補正結果を示す図である。
【図２５】本発明の実施例２における自動階調補正結果を示す図である。
【図２６】本発明の実施例３を説明するフローチャート図である。
【図２７】本発明の実施例４を説明するフローチャート図である。
【図２８】本発明の実施例５に係わる階調補正演算指示ユーザーインターフェースを説明する図である。
【図２９】本発明の実施例５に係わるコピアとプリンタの階調補正演算指示ユーザーインターフェースを説明する図である。
【図３０】従来例における画像処理部の内部構成を示す図である。
【図３１】従来例におけるプリンタドライバの色設定部を示す図である。
【図３２】従来例の特許文献２に関する紙種と濃度特性を表す図である。
【図３３】従来例の特許文献２で自動階調補正を実施したときのＬＵＴを示す図である。
【図３４】従来例の特許文献３で自動階調補正を実施したときのＬＵＴを示す図である。
【図３５】従来例の特許文献３で自動階調補正を実施したときの補正結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明は、自動階調補正のターゲット軸を網点面積％に設定することにより、紙濃度の影響度合いを階調（網点％）によって変化させ、基準紙を使用することなく、メモリコストを抑えたユーザービリティーのよい自動階調補正を実行できることが特徴である。
【００３６】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３７】
実施例１
図１は、本発明の画像形成装置を含む画像形成システムの概略構成を示す。図１にて、画像形成システムは、ホストコンピュータ１００１と、画像形成装置１０３０とを備えている。ホストコンピュータ１００１及び画像形成装置１０３０は、通信線１００２によって接続されている。図２に、本発明に係る画像形成装置１０３０の一実施例の概略構成を示す。
［画像形成装置の説明］
図１を参照すると、本実施例にて、画像形成装置１０３０は、プリンタコントローラ１０３１がプリンタ全体の動作を司る。また、プリンタコントローラ１０３１内のホストＩ／Ｆ部１０４８は、ホストコンピュータ１００１との入出力を司る。
【００３８】
入出力バッファ１０３２は、ホストＩ／Ｆ部１０４８を介して制御コードや、各通信手段からデータの送受信を行い、ＣＰＵ１０３３は、プリンタコントローラ１０３１全体の動作を制御する。
【００３９】
プログラムＲＯＭ１０３４は、ＣＰＵ１０３３により実行される制御プログラムや制御データを内蔵することが可能である。プログラムＲＯＭ１０３４内にはプログラムモジュールとして、画像情報生成部１０４１、パッチ生成部１０４４、エンジン階調補正テーブル作成部１０４５、エンジン階調補正実行部１０４２が含まれている。これらのプログラムモジュールは、ＣＰＵ１０３３との協働により以下に説明する階調補正の実行に際して、輝度情報や濃度情報網点面積％への変換、パッチ画像等の生成を制御するために利用可能である。
【００４０】
画像情報生成部１０４１は、ホストコンピュータ１００１から受信したデータの設定より各種の画像オブジェクトを生成することが可能である。パッチ生成部１０４４は、エンジン階調補正実行時、網点面積％を測定する際に利用するパッチ画像を生成することが可能である。エンジン階調補正テーブル作成部１０４５は、網点面積％測定結果に基づいてエンジン階調補正テーブルを作成することが可能である。また、エンジン階調補正実行部１０４２は、パッチの網点面積％を測定した結果に基づいてエンジン階調補正を行うことが可能である。
【００４１】
ＲＡＭ１０３５は、制御コード、データの解釈や印刷に必要な計算、或いは印刷データの処理のためのワークメモリに利用することが可能である。ＲＡＭ１０３５内には、補正テーブルを格納しておくエンジン階調補正テーブル格納部１０５０を格納することが可能である。
【００４２】
プリンタコントローラ１０３１内のビットマップ画像展開／転送部１０４０は、画像オブジェクトをビットマップ画像に展開し、展開されたビットマップ画像を印刷装置エンジン部１０３６に転送することが可能である。
【００４３】
印刷装置エンジン部１０３６は、エンジン制御部１０４９を含み、ビットマップ画像展開／転送部１０４０で展開されたビットマップ画像に基づいて実際に紙に印刷を行うことが可能である。ここで、エンジン制御部１０４９は、各機構による各印刷プロセス処理（例えば、給紙処理など）に関する制御を行うことが可能である。
【００４４】
印刷装置エンジン部１０３６とプリンタコントローラ１０３１とは、エンジンＩ／Ｆ部１０４６により接続される。
【００４５】
印刷装置の操作は操作パネル１０３７を介して行うことが可能であり、プリンタコントローラ１０３１と操作パネル１０３７とはパネルＩ／Ｆ部１０４７により接続される。
【００４６】
また、外部メモリ部１０３８は、印刷データや様々な印刷装置の情報等の保存に利用することが可能である。プリンタコントローラ１０３１と外部メモリ部１０３８とは、メモリＩ／Ｆ部１０３９により接続される。プリンタコントローラ１０３１内の各ユニットはシステムバス１０４３に接続されている。
【００４７】
図２に、本発明に係る画像形成装置の一実施例である電子写真方式の４色フルカラーのレーザービームプリンタの概略構成を示す。
【００４８】
本実施例のレーザービームプリンタ（以下、「画像形成装置」という。）は、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色の画像を形成する、画像形成部を構成する
４個の画像形成ステーションが設けられている。それぞれの画像形成ステーションは、同図中における時計回りに回転自在に支持された像但持体であるドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、所定のプロセススピード（周速度）で同図中の反時計回りに回転される。感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電器（帯電手段）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、現像装置（現像手段）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えている。また、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの周囲には、転写帯電器（転写手段）５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、及び、クリーニング装置（クリーニング手段）６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ等が配置されている。
【００４９】
更に、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの上方には、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに画像露光するための露光装置（露光手段）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが配置されている。
【００５０】
各画像形成ステーションでは、一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが一様に帯電され、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄにより露光されることにより、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に静電潜像が形成される。この静
電潜像は、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにて可視化され、トナー像とされる。
【００５１】
なお、以下の説明では、上述の各部材や装置を総称して呼ぶ場合や色を区別する必要がない場合には、単に、感光ドラム１、一次帯電器２、露光装置３、現像装置４、転写帯電器５、クリーニング装置６のように記す。
【００５２】
図２に示すように、画像形成ステーションごとに、各感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向するように、トナー量検知センサ（トナー量検出手段）３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）が配置されている。トナー量検知センサ３０は、感光ドラム１上に形成されたトナー像のトナー量を検出するものであり、最大トナー量条件（一次帯電器のグリッドバイアス、現像バイアス、レーザーパワー）を決定するために使用される。
【００５３】
現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとの間における感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの下方には、これらに接するようにして記録材搬送手段である転写ベルト１７が配設されている。転写ベルト１７は、紙、透明フィルム等の記録材Ｐを表面に担持して矢印Ｒ１７方向に回転し、記録材Ｐを各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに順次搬送する。各画像形成ステーションにおいて感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成されたトナー像は、転写帯電器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄによって、転写ベルト１７上の記録材Ｐに順次に転写される。
【００５４】
なお、記録材Ｐとしては、一般に転写紙のような「紙」が使用されるため、本願明細書、特許請求の範囲にて、記録材Ｐを単に「紙」と呼ぶこともあるが、本発明で使用する記録材Ｐを「紙」に限定するものではない。
【００５５】
さらに、画像形成装置には、複数の給紙部、つまり給紙カセット１２、１３、１４、及び、図２にて矢印Ｒ１１方向に引き出し可能な手差し給紙トレイ１１、さらに大容量ペーパーデッキ１５が設けられている。記録材Ｐは、これら給紙部のうちのいずれかから給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ１６を介して搬送ベルト１７に供給される。
【００５６】
記録材Ｐは、転写ベルト１７上に支持されて各画像形成ステーションを通過する過程で、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された各色のトナー像が順次に転写される。この転写工程が終了すると、記録材Ｐは分離帯電器１８によって転写ベルト１７から分離されて、記録材案内手段となる搬送ベルト１９により定着装置２０に搬送される。
【００５７】
定着装置２０は、回転自在に支持された定着ローラ２１と、この定着ローラ２１に圧接しながら回転する加圧ローラ２２と、離型剤供給塗布手段である離型剤塗布装置２３と、ローラクリーニング装置とを備えている。定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の内側にはハロゲンランプなどのヒータ（不図示）がそれぞれ配設されている。定着ローラ２１、加圧ローラ２２にはそれぞれサーミスタ（不図示）が接触されており、温度調節装置２６を介してそれぞれのヒータへ印加する電圧を制御することにより、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の表面温度調節を行っている。加圧ローラ２２の加圧値、及び定着ローラ２１の表面温度は、定着制御機構２５により可変にすることができる。
【００５８】
定着ローラ２１と加圧ローラ２２とを駆動する駆動モータ（不図示）には、記録材Ｐの搬送速度、すなわち記録材Ｐの表裏両面を加圧・加熱する定着ローラ２１と加圧ローラ２２との回転速度を制御する速度制御装置２７が接続されている。これにより、記録材Ｐの表面上の未定着トナー像は溶融して定着され、記録材Ｐ上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー画像が定着された記録材Ｐは、分離爪（不図示）によって加圧ローラ２２から分離されて、排紙トレイ２４上に排出される。
【００５９】
図２に示す画像形成装置の上部には、原稿読み取り部（画像読み取り部）２８、操作ディスプレイ２９が配設されている。原稿読み取り部２８は、原稿台（不図示）に載置された原稿を光学的に走査して読み取ることにより、各色の画像信号を得る。また、操作ディスプレイ２９は、操作者（ユーザー、サービスマン）からのコマンド入力や、操作者への装置の状態報知等が行われる。この読取装置を用いて画像形成装置から出力された自動階調補正パターンを検出し、エンジン階調補正部のＬＵＴを変更する（詳細は後述）。
【００６０】
［トナー量検出手段］
図３は、トナー量検出手段であるトナー量検出センサの一例を示す。トナー量検出センサ３０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を有する発光部４００と、ＰＤ（フォトディテクタ）を有する受光部４０１で構成される。受光部４０１は、２つのＰＤを有し、乱反射光を検知する。
【００６１】
発光部４００から感光ドラム１に照射された光Ｉｏは、感光ドラム１の表面で反射する。反射光Ｉｒは、受光部４０１でそれぞれ受光され、エンジン制御部１０４９（図１）に受光光量情報を出力する。本実施例で使用している感光ドラム１は平滑なドラムである。一方トナーがドラムを覆うと、凹凸が激しくなり、ざらついた表面になる。すなわち、トナー量が多いほど受光量は増える関係にある。このようなセンサ出力値の変化を利用してトナー量を把握することができるため、後述する最大トナー量制御に使用することが出来る。
【００６２】
なお、受光部４０１で計測された反射光は、ＬＥＤ光量制御部４０３でもモニタされる。ＬＥＤ光量制御部４０３は、反射光Ｉｏの光量をメイン制御ＣＰＵ３１１に通知する。最大トナー量制御前に、メイン制御ＣＰＵ３１１は、照射光Ｉｏの発光強度と、反射光Ｉｒの受光光量（測定値）に基づいて、Ｉｒが規定値になるよう、光量を調整する。
【００６３】
また、画像出力時以外では、シャッター駆動制御部４０７を制御してシャッター部４０
８を動作させることにより、トナー飛散からのセンサ窓汚れを回避している。
【００６４】
［最大トナー量制御］
（電位制御）
ここでは最大濃度条件の基本となる電位制御について説明を行う。
【００６５】
最大濃度条件とは、帯電、潜像、現像条件を決定するものである。
【００６６】
後述するトナー量検知センサにてパッチを検出する前に、電位制御によって、目標とする帯電電位（ＶｄＴ）、グリッドバイアス（Ｙ）と現像バイアス（Ｖｄｃ）を決定する。電位制御処理により画像形成装置１０３０が設置されている環境条件（温度や湿度の条件を含む）に応じた帯電電位等を決定することができる。
【００６７】
本実施例において、エンジン制御部１０４９は、２点電制と呼ばれる電位制御を行っている。図４は、２点電制による電位制御の概念を説明する図である。
【００６８】
図４において、Ｖｄ１は、第１の帯電条件（グリッドバイアス４００Ｖ）での帯電電位を示し、Ｖｌ１は、標準（レーザーパワー可変範囲の中間値）のレーザーパワーで形成された露光部電位を示している。また、Ｖｄ２は、第２の帯電条件（グリッドバイアス８００Ｖ）での帯電電位を示し、Ｖｌ２は、そのときの標準レーザーパワーで形成された露光部電位である。このとき、４００Ｖ及び８００Ｖのグリッドバイアスにおけるコントラスト電位（Ｃｏｎｔ１、Ｃｏｎｔ２）は、下記（１）、（２）式より算出することができる。
（Ｃｏｎｔ１）＝（Ｖｄ１―Ｖｌ１）  ・・・（１）
（Ｃｏｎｔ２）＝（Ｖｄ２−Ｖｌ２）  ・・・（２）
【００６９】
ここで、帯電電位１Ｖおきのコントラスト電位の増加量（Ｃｏｎｔ△）は（１）、（２）式の結果を基に、下記（３）式により算出することができる。
（Ｃｏｎｔ△）＝（（Ｃｏｎｔ２−Ｃｏｎｔ１）／（Ｖｄ２−Ｖｄ１））・・・（３）
【００７０】
一方、画像形成装置１０３０内には不図示の環境センサが設けられており、環境センサは、画像形成装置１０３０内の温度や湿度の環境条件を計測する。エンジン制御部１０４９は、環境センサの計測結果に基づいて画像形成装置１０３０内の環境条件（例えば、絶対水分量）を求める。そして、予め登録されている環境テーブルから環境条件に対応する目標コントラスト電位（ＣｏｎｔＴ）を参照する。
【００７１】
目標コントラスト電位（ＣｏｎｔＴ）と、コントラスト電位の増加量（Ｃｏｎｔ△）との関係は、下記（４）式により算出することができる。
ＣｏｎｔＴ＝Ｃｏｎｔ１＋Ｘ・Ｃｏｎｔ△  ・・・（４）
【００７２】
（４）式の関係を満たすパラメータ「Ｘ」を算出すれば、目標とする帯電電位（ＶｄＴ）（以下、これを「ターゲット電位」ともいう。）は、下記（５）式で算出することができる。
ＶｄＴ＝Ｖｄ１＋Ｘ  ・・・（５）
【００７３】
グリットバイアス１Ｖあたりの帯電電位変化量（Ｖｄ△）は、下記（６）式により算出することができる。
（Ｖｄ△）＝（Ｖｄ２−Ｖｄ１）／（８００−４００）  ・・・（６）
【００７４】
ターゲット電位（ＶｄＴ）を与えるグリットバイアス（Ｙ）は、下記（７）式より算出することができる。
ターゲットＶｄＴ＝４００＋Ｙ・Ｖｄ△  ・・・（７）
【００７５】
（７）式において、Ｖｄ△は（６）式により算出することは可能であり、ＶｄＴは（５）式より算出ことが可能である。従って、（５）、（６）式より既知となる電位を代入することにより（７）式の関係を満たすグリットバイアス（Ｙ）を最終的に決定することができる。
【００７６】
以上の処理により環境条件に応じたターゲット電位（ＶｄＴ）、グリッドバイアス（Ｙ）を決定することができる。現像バイアス（Ｖｄｃ）は、ターゲット電位（ＶｄＴ）に対して規定電位差を有し、決定したターゲット電位（ＶｄＴ）から規定電位を減じることで算出することは可能である。
【００７７】
決定した現像バイアス（Ｖｄｃ）でこれ以降の画像形成を行う。なお、各ドラム上の電位はマイナスであるが、計算のプロセスをわかり易くするために、ここではマイナスを省略している。
【００７８】
以上の処理により、作像時に使用するグリットバイアスと現像バイアス（Ｖｄｃ）が決定された。
【００７９】
（トナー量検知センサを用いた最大トナー量制御）
次に、トナー量検知センサ（トナー量検出手段）を用いた最大トナー量制御について述べる。
【００８０】
電位制御で求めた条件は、予め登録されている環境テーブルから環境条件に対応する目標コントラスト電位を決定し、その条件に合わせた。ある標準機で求めた目標コントラストであるため、機械間差や耐久後に最大濃度が所定の値にならない場合が多い。そのため本実施例では、感光体上のトナー量を検出するため、トナー量検知センサ３０を設けた。本実施例における最大濃度条件の調整方法として、レーザーパワー（以下、「ＬＰＷ」と呼ぶ。）を変更する。
【００８１】
図５（ａ）に図示するような最大載り量が変更されているパターンを感光体上に形成する。例えば、通常使用する光量比から２０％Ｄｏｗｎ、１０％Ｄｏｗｎ、標準値、１０％Ｕｐ、２０％Ｕｐの光量にてパッチを形成する。このときのパッチ電位は、図５（ｂ）に図示するようになっており、ＬＰＷ１（光量２０％ＵＰ）に適合したＶｌ１をはじめ、Ｖｌ２〜５までパッチを作成する。
【００８２】
なおパッチのサイズは、電位センサの検知範囲も考慮し、４０ｍｍ角のパッチとする。パッチは、ＰＷＭ（パルス幅変調：発光時間）で作成し、パッチ間はＰＷＭ０、パッチ部は所定の光量になるようＰＷＭで調整を行えばよい。なお、本実施例では１画素（６００ｄｐｉの１画素）当たりの最長時間で発光させている。
【００８３】
ＬＰＷ毎のパッチ電位を測定し、トナー量検知センサ３０によってトナー量を検出する。図６は各パッチのＶｃｏｎｔ（Ｖｄｃ−Ｖｌ）とトナー量検知センサのパッチ検出値を示している。本実施例では、０．５５ｍｇ／ｃｍ2をターゲットとしており、図６の検出結果から上記トナー載り量の関係を導き、その点を直線（線形）補完で結ぶ。そして、０．５５ｍｇ／ｃｍ2になるＶｃｏｎｔを導けばよい。図６のエンジン状態であれば、Ｖｃｏｎｔは２３０Ｖが適正であり、ＬＰＷは標準状態から＋９％Ｕｐさせることによってトナー載り量が０．５５ｍｇ／ｃｍ2とすることができる。
【００８４】
以上、最大トナー量制御の算出方法をまとめると、
前準備：電位制御によって、ＶｄとＶｄｃを決定しておく。
（１）：所定のＬＰＷ（５ポイント）にてパッチを潜像（帯電、レーザー）
（２）：パッチ電位を電位センサで検出
（３）：パッチ潜像を現像
（４）：（３）をトナー量検知センサで検出
（５）：ＬＰＷ、パッチ電位（Ｖｌ）、トナー量（Ｔｏ）の３点を把握
（ＬＰＷ，Ｖｌ，Ｔｏ）＝
（１０２ｌｅｖｅｌ，１５０Ｖ，０．４２ｍｇ／ｃｍ2）
（１１５ｌｅｖｅｌ，１３０Ｖ，０．４５ｍｇ／ｃｍ2）
（１２８ｌｅｖｅｌ，１００Ｖ，０．４９ｍｇ／ｃｍ2）
（１４１ｌｅｖｅｌ，  ８０Ｖ，０．５６ｍｇ／ｃｍ2）
（１５４ｌｅｖｅｌ，  ５５Ｖ，０．５９ｍｇ／ｃｍ2）
（６）：ＶｌをＶｃｏｎｔ（Ｖｄｃ―Ｖｌ）に変換
（ＬＰＷ，Ｖｃｏｎｔ，Ｔｏ）＝
（１０２ｌｅｖｅｌ，１６５Ｖ，０．４２ｍｇ／ｃｍ2）
（１１５ｌｅｖｅｌ，１８５Ｖ，０．４５ｍｇ／ｃｍ2）
（１２８ｌｅｖｅｌ，２１５Ｖ，０．４９ｍｇ／ｃｍ2）
（１４１ｌｅｖｅｌ，２３５Ｖ，０．５６ｍｇ／ｃｍ2）
（１５４ｌｅｖｅｌ，２６０Ｖ，０．５９ｍｇ／ｃｍ2）
（７）：ターゲットトナー載り量に対しての差分（Ｔｏ−０．５５）算出
（ＬＰＷ，Ｖｃｏｎｔ，△Ｔｏ）＝
（１０２ｌｅｖｅｌ，１６５Ｖ，−０．１３ｍｇ／ｃｍ2）
（１１５ｌｅｖｅｌ，１８５Ｖ，−０．１０ｍｇ／ｃｍ2）
（１２８ｌｅｖｅｌ，２１５Ｖ，−０．０６ｍｇ／ｃｍ2）
（１４１ｌｅｖｅｌ，２３５Ｖ，  ０．０１ｍｇ／ｃｍ2）
（１５４ｌｅｖｅｌ，２６０Ｖ，  ０．０４ｍｇ／ｃｍ2）
（８）：差分がプラスで最小の差の条件と、差分がマイナスで最小の差の条件を抽出
プラス側（ＬＰＷ（＋），Ｖｃｏｎｔ（＋），△Ｔｏ（＋））＝
（１４１ｌｅｖｅｌ，２３５Ｖ，  ０．０１ｍｇ／ｃｍ2）
マイナス側（ＬＰＷ（−），Ｖｃｏｎｔ（−），△Ｔｏ（−））＝
（１２８ｌｅｖｅｌ，２１５Ｖ，−０．０６ｍｇ／ｃｍ2）
（９）：Ｔｏが０．００になるＬＰＷ算出（ＬＰＷ（Ｔ））
ＬＰＷ（＋）−（（△Ｔｏ（＋）−０）／（（△Ｔｏ（＋）−△Ｔｏ（−）／（ＬＰＷ
（＋）−ＬＰＷ（−））））
＝１３９．１４２８６
四捨五入して
＝１３９
（１０）：電位制御ターゲットの登録
＝Ｖｃｏｎｔ（＋）−（（Ｖｃｏｎｔ（＋）−Ｖｃｏｎｔ（−））／（ＬＰＷ（＋）
−ＬＰＷ（−））＊（（ＬＰＷ（＋）−ＬＰＷ（Ｔ））
＝２３１．９２３１
四捨五入して
＝２３２
【００８５】
なお、上記（１０）の電位制御ターゲットの登録は、環境テーブルによって決定されていた電位制御ターゲットを変更する。トナー量検知センサを用いた最大トナー量制御は、パッチを印字する必要があり、トナー消費量的な観点で頻度を高くすることができない。電位制御はトナーを現像することなくパッチ電位を検知することができるので、短時間の変動については電位制御で抑えることが出来る。頻度的な観点で述べると、以下となる。
高頻度：電位制御
中頻度：最大トナー量制御
低頻度（ユーザー起動）：自動階調補正（後述）
【００８６】
［自動階調補正］
従来における自動階調補正とは、紙上に印字された階調パッチ画像をリーダー部（画像読み取り部）２８を用いてパッチの輝度値を検出し、予め求めてあった輝度濃度変換テーブルを用いて濃度情報に変換し、所定の濃度カーブになるようにＬＵＴを調整する制御である。従来技術で述べたように、同じトナー量を紙上に載せたとしても、紙種毎に濃度が異なる。所定の濃度カーブに合致するように制御する場合、シャドウ部の階調性に不都合が生じる（従来例と課題参照）。
【００８７】
この現象は、
（ａ）紙の色（分光特性）が違うこと
（ｂ）紙厚差によってトナーの溶融度合いが違うこと
（ｃ）紙の表面性（凹凸）が違うこと
の大きく３つに分類できる。
【００８８】
濃度とは、４５°から入射された光（Ｉｏ）が、０°においてどの程度の光（Ｉｉ）になっているかを計算したものであり、乱反射成分が少なければ濃度は高い。
濃度＝−ｌｏｇ（Ｉｉ／Ｉｏ）
【００８９】
上記（ａ）は、図７に示したように、同じトナーが同じパターンで同じトナー量載ったとしても、紙白の影響（紙の分光反射率（図７（ｃ）参照）を受け入射した光の反射率が変化していることが分かる。図７であれば、非基準紙の方が高濃度となる。よって、リーダー部２８で検出される濃度にも影響を及ぼす。
【００９０】
上記（ｂ）は、図８に概念図を示した。画像形成装置は、同じ普通紙設定でも所定の坪量の幅、例えば６４〜１２８ｇ／ｍ2まで許容している。この厚みの差によって、同じトナーが同じ量紙上に載ったとしても、定着装置においてトナーに与える熱量と圧力が変化してしまう。そのため、紙が厚いほどトナーの形である球形に近づき、乱反射成分が増加する。なお、図８の基準紙の場合は正反射成分が増大し、乱反射成分が低くなる。このように、乱反射量が変化するため、リーダー部２８で検出される濃度にも影響を及ぼす。
【００９１】
上記（ｃ）は、図９に示すように、紙の凹凸にトナーは追従するように載る。すなわち、平滑な紙である場合はトナー面も平滑に、凹凸がある部分は凹凸を再現する。トナーが同じ量載ったとしても紙の表面凹凸によって乱反射量が変化するため、リーダー部２８で検出される濃度にも影響を及ぼす。
【００９２】
さらに、オフセット印刷と電子写真方式は、透過濃度の差が大きい。オフセット印刷の方が電子写真方式に比べ透過濃度が薄い。すなわち、紙の下地が透けて見やすい特性がある。
【００９３】
本発明者らは、８１．４ｇ／ｍ2のＣＬＣ用紙を用いて、キヤノン製ｉｍａｇｅＰｒｅｓｓＣ１とオフセット印刷機でブラックの透過濃度を調べた。透過濃度計はＸ−Ｒｉｔｅ  ３６１ｔを使用した。オフセット印刷機の用紙以外の条件はＪａｐａｎＣｏｌｏｒ基準で印刷を行った。すなわち、ＪａｐａｎＰａｐａｒでＪａｐａｎＣｏｌｏｒ基準内に入るよう調整し、その条件で上記ＣＬＣ用紙の上にベタのパッチを印刷した。
【００９４】
下記の表は、そのベタパッチの透過濃度絶対値を、紙の透過濃度絶対値で引いたものであり、インキやトナーの透過濃度を意味する。
【００９５】
【表１】
0005665782.tif 000002
【００９６】
このように、電子写真方式のトナーは透過濃度が高く、透過率が低いことを意味している。この現象は、着色材料、着色材の分散性、材着剤層の厚さに起因する。すなわち、オフセット印刷は、材着剤層が１μｍから２μｍであるのに対し、トナーは５μｍから１０μｍである。その差が上記透過濃度の差として現れている。
【００９７】
このように電子写真方式とオフセット印刷とではベタ濃度付近における紙の影響度が異なるにも係わらず、相対濃度を使用して、自動階調補正を行ってきた。相対濃度は、全濃度域で紙濃度を一律に差し引いてしまうため、高濃度付近で必要以上に差し引かれていた。
【００９８】
本実施例では、紙種によって濃度検知結果が異なっても、エンジン階調補正を実行できるよう、濃度情報を網点面積率（網点面積％）（以下、単に「網点％」と呼ぶこともある。）に変換する。
【００９９】
網点％にすることによって、紙濃度の影響をハイライト部では大きく、シャドウ部では少なくすることができる。
【０１００】
所定の網点％のターゲットを１つ有しておき、その網点％になるようにＬＵＴを作成する。上記構成により、即ち、紙の反射率の影響度合いを階調によって変更させ、所定の階調特性に補正する制御により、シャドウ部の階調不連続性の無い、滑らかな階調特性をメモリコストＵＰすることなく、高画質な画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
図１０に示したフローチャートを用いながら本実施例の自動階調補正について説明を行う。
【０１０２】
自動階調補正は、図１１に示した操作画面上の"階調補正"ボタンを押すことによって起動される。ユーザーやサービスマンが任意のタイミングで実行する制御である。
【０１０３】
"階調補正"を押された画像形成装置は、上記電位制御ならびに最大トナー量制御を終了させる。
【０１０４】
プログラムＲＯＭ１０３４のパッチ生成部は、図１２に示すような、ＣＭＹＫ各色の６４階調（階調テストパターン）を紙上に印字させ、リーダー部２８を用いてパッチの輝度信号を読み取る。階調テストパターンの濃度は、右上端が最も濃く、左下端が最も薄く、その間は、右から左へ濃度が徐々に下がっていき、２段目、３段目、４段目と濃度が下がっていく。４段を１色分として、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色分が用意されている。
【０１０５】
読み取られた信号は、図１３のようなカーブを描く。横軸に入力信号、縦軸にリーダー部読み取り輝度値である。なお、リーダー部２８の輝度値で２５５は、濃度１．６０に相当する。（濃度の算出方法は、Ｘｒｉｔｅ５００シリーズで測定し、ＳｔａｔｕｓＴ、ホワイトバッキング、Ｖｉｓｕａｌフィルター、絶対値基準）。本説明では代表値としてブラック（Ｋ）の色材で説明を行う。
【０１０６】
図１４は、上記リーダー部２８の輝度値と基準紙上に形成されたパッチの濃度値を規格化しプロットしたもので、濃度は１．６０を２５５で規格化している。この輝度濃度変換テーブルを用いて、検出された輝度値を濃度値に変換する。
【０１０７】
図１５は、入力信号に対して図１４の輝度濃度変換テーブルを用いてプリンタの階調特性（横軸入力信号値、縦軸濃度値）を表したものである。従来は、この濃度情報に紙濃度を差し引いて相対濃度変換し、所望の相対濃度ターゲットに合うようにＬＵＴを作成してきた。
【０１０８】
図１６は、図１５の濃度値を以下のＭｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式を用いて網点面積％に変換し、入力信号との関係をプロットしたものである。このように、Ｍｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式を用いた網点面積％情報に変換することによって、紙種による読取り最大濃度の変化が起きたとしても、最大濃度部分は網点面積％で１００％となる。さらに言うと、紙の濃度を０％とするため、下地の色の影響もなく、階調全体で紙種差による濃度違いを吸収することができる。
【０１０９】
なお、グラフは、網点面積１００％を２５５で規格化している。
【０１１０】
Ｍｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式
網点面積％＝（（１−１０(-Dt)）／（１−１０(-Ds)）＊１００
Ｄｓ＝（最大濃度−紙濃度）
Ｄｔ＝（網点濃度−紙濃度）
【０１１１】
上記網点濃度は、上記階調パターンの測定濃度であり、最大濃度は、この階調パターンの最大濃度である。
【０１１２】
図１７は、図１６の網点面積％で作成したプリンタ階調特性と、ターゲットカーブと、そのターゲットにするためのＬＵＴを示している。本実施例にて、ターゲットカーブは、入力信号（入力網点面積％）が５０％のときに、出力信号、即ち、出力網点面積％が７０％である、即ち、ドットゲイン特性が２０％の階調カーブである。
【０１１３】
このＬＵＴをエンジン階調補正テーブル格納部１０５０に保存し、通常画像形成時にエンジン階調補正実行部１０４２で実行される。
【０１１４】
図１８は、上記図１７で作成したＬＵＴ（網点面積％ターゲット）と、同じ非基準紙を用いて従来手法の濃度ターゲットからＬＵＴを作成した場合の、濃度階調特性を示す。
【０１１５】
従来手法では、濃度値に合わせようとするため、矢印（ａ）、（ｂ）部で階調不連続性を回避できない。
【０１１６】
一方、網点面積％を軸に所定の網点面積％ターゲットに合わせるようＬＵＴを作成することによって、階調全体で用紙の差を吸収することができる。即ち、紙の反射率の影響度合いを階調によって変更させ、所定の階調特性に補正することによって紙の影響を受けない自動階調補正制御が行われる。所定の階調特性とは、ドットゲイン特性が所定の範囲内に収められた階調である。ドットゲイン特性とは、入力網点面積％と出力網点面積％との差分である。
【０１１７】
（実施例１の検証）
以下、実施例１で述べたＭｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式を使った自動階調補正を検証する。検証の着目点は、階調性と、下地の影響度を階調によって変化させているかという本発明の課題を解決しているかを検証する。
紙１：キヤノンオフィスプランナー６８ｍ2（普通紙）
紙２：キヤノンＰＰＣ用カラーペーパー６８ｇ／ｍ2ピンク（色紙）
パターン印字機種：ｉｍａｇｅＰｒｅｓｓＣ１
色：ブラック
演算方法：実施例１で示した自動階調補正
【０１１８】
図１９に、上記条件で印字した入力信号（入力網点面積％）と濃度の関係を表す。実線は紙１、点線は紙２である。どちらも同じ条件で出力し、紙の厚さ（坪量）も同じであるため、ベタの濃度はほぼ一致している。しかしながら、ハイライト部分は紙の色の影響を受け、色紙は濃度０．２程度、普通紙は０．０７程度と絶対濃度差として０．１３程度異なる。
【０１１９】
図２０は、図１９をＭｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式を用いて網点面積％に変換したものである。この時点で二つの紙差は無くなった。紙濃度差０．１３を吸収することに成功した。実施例１で述べたように、網点％ターゲットは一つであり、同じＬＵＴが作成される。その結果を、入力網点面積％と出力網点面積％との差分であるドットゲイン特性（ドットゲイン％）で表したものが図２１になる。どちらの紙でも同じＬＵＴを作成することに成功した。
【０１２０】
従来例のように、相対濃度ターゲットを使用した自動階調補正時に、色紙を使用した場合、ベタ濃度は規定以下の濃度と判断される。すなわち白紙と色紙の濃度差０．１３分をベタ濃度にも適用してしまう。その結果、色紙は規定以下の濃度となってしまうため、図２９で示したような非基準紙ＢのようなＬＵＴを作成されてしまう。終端補正を実施して変極点での段差は避けられない。
【０１２１】
実施例１の自動階調補正方法であれば、色紙などの極端な紙種差があっても、変極点がない自然な階調性を実現することができた。
【０１２２】
別の観点では、紙の影響をベタ濃度部で受けていない。一方、ハイライト部では紙種差を演算過程で吸収している。すなわち、紙の濃度の影響度（即ち、紙の反射率の影響度合い）を階調（網点％）によって変更していることになる。ハイライトでは紙の影響度を高く、シャドウ部では低くしていることによって、紙の影響を受けない、自動階調補正方法を確立することができた。
【０１２３】
実施例２
実施例２ではＭｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式を改造してより汎用性のある自動階調補正方法を説明する。実施例１の演算方法を変えたものであるため、その他の説明は省略する。
紙１：キヤノンオフィスプランナー６８ｍ2（普通紙）
紙２：キヤノンＰＰＣ用カラーペーパー（厚口タイプ）１２５ｇ／ｍ2ブルー（色紙）
パターン印字機種：ｉｍａｇｅＰｒｅｓｓＣ１
色：ブラック
演算方法：実施例１で示した自動階調補正
【０１２４】
紙１は、実施例１の検証同様の用紙を、紙２は色と紙の厚さ（坪量）を変更した。実施例１で述べた図８の現象が起きているため、紙２のベタ濃度が下がっている（図２２参照）。また、紙の濃度差は、０．１程度ある。
【０１２５】
この条件で実施例１の自動階調補正を行い、出力されたパッチの濃度を解析したところ、図２３の関係が得られた。
【０１２６】
一見、合致しているようであるが、中間調での網点％のズレが発生している。この結果から網点％ターゲットに合わせるようＬＵＴを作成し、ドットゲイン特性を調べたところ、図２４のような関係になり、実施例１の検証時に使用した色紙よりも精度が落ちていることが分かった。
【０１２７】
従来例と比較して、階調性は向上するが、紙種を変えることによってエンジン階調補正結果が異なることを意味する。よって、違う紙（紙１と紙２）で自動階調補正を実施し、どちらもある別の紙で印字した際、中間調で濃度差が発生する。紙の濃度とベタ濃度がどちらも白紙と異なる場合、Ｍｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式では精度に限界があることを示している。
【０１２８】
Ｍｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式は、下記の通りであり、ＤｓとＤｔは従来の相対濃度を採用している。そのため、シャドウ部の濃度差を吸収できずにいた。
【０１２９】
Ｍｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式
網点面積％＝（（１−１０(-Dt)）／（１−１０(-Ds)）＊１００
Ｄｓ＝（最大濃度−紙濃度）
Ｄｔ＝（網点濃度−紙濃度）
【０１３０】
本実施例では以下のように２段階の演算を行うことによりシャドウ部の濃度差を吸収する。
【０１３１】
第一演算
第一網点面積％＝（（１−１０(-Dt1)）／（１−１０(-Ds1)）＊１００
Ｄｓ１＝（最大濃度−紙濃度）
Ｄｔ１＝（網点濃度−紙濃度）
第二演算
網点面積％＝（（１−１０(-Dt2)）／（１−１０(-Ds2)）＊１００
Ｄｓ２＝（最大濃度−紙濃度＊（１００−第一網点面積％））
Ｄｔ２＝（網点濃度−紙濃度＊（１００−第一網点面積％））
【０１３２】
第一演算は、実施例１と同じＭｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｅｓｓ式で、そこで得られた第一網点面積％を利用して、第二演算の紙濃度に対して重み付けをしているのが特徴である。
【０１３３】
上記第二演算を終了した結果を図２５に示す。網点面積％で同じカーブになることが確認できた。この２段階で求められる網点面積％ターゲットを作成すれば、紙の濃度、ベタの濃度が異なっても同じ階調補正テーブルを作成することができ、その結果であるドットゲインカーブも同じ特性を描く。
【０１３４】
このように、紙濃度の影響度をハイライト部とシャドウ部とで変更し、網点面積％を演算することによって、汎用性の高い自動階調補正が可能になった。
【０１３５】
実施例３
実施例１では、坪量は同じで紙の濃度差が発生している場合においても精度の高い自動階調補正方法を説明した。実施例２では、実施例１に加え坪量が異なることでベタ濃度も変化したときでも汎用性の高い自動階調補正方法を説明した。
【０１３６】
演算処理やメモリ容量という観点で考えると、従来の濃度の演算に比べ、実施例１では濃度から網点％に変換する演算を、実施例２では第一網点％演算と第二演算を実施しているため、処理時間や一次保管させるメモリ量が増えている。
【０１３７】
実施例３では、以下の関係を用いて演算内容を変更することで処理時間やメモリ量を増大させない仕組みを設けた。
【０１３８】
【表２】
0005665782.tif 000003
【０１３９】
※１は、ほぼ基準紙の条件であるため、紙の差による自動階調補正の不具合は発生しないため従来と同じ濃度で演算を行う。※２は、実施例１や２では述べていないが、坪量違いによる濃度差の発生量は、メディア濃度の差に比べると少ないため、実施例１の第一演算のみでよいと判断した。※３は実施例１の内容。※４は実施例２の内容である。
【０１４０】
実際の切り替える方法であるが、図１のエンジン階調補正テーブル作成部のプログラムに図２６の網掛け部を追加することで対応できる。
【０１４１】
最大トナー量制御を実行したＣＰＵ１０３３は、紙上に自動階調補正用の６４パッチを印字するため紙の特性（坪量）を把握し、ＲＡＭ１０５０に一次保存する。実施例１と同様に、６４パッチの印字、リーダー部での読み取り、輝度→濃度変換を実行する。
【０１４２】
濃度情報に変換された６４個のパッチ情報のうち、信号値０すなわち紙白部の濃度を抽出し、０．１未満かどうかを判断する。０．１未満の場合次に坪量を確認し、９０ｇ／ｍ2未満の場合、そのまま濃度の状態でＬＵＴを作成する。９０ｇ／ｍ2以上の場合には実施例１の演算である第一網点％に変換し、ＬＵＴを作成する。
【０１４３】
紙濃度が０．１以上であれば紙濃度の影響が大きいため、網点％演算（実施例１及び実施例２の第一演算）を実行する。坪量が９０ｇ／ｍ2未満であればそのままＬＵＴを生成し、９０ｇ／ｍ2以上であれば実施例２の第二演算を実行してからＬＵＴを生成する。
【０１４４】
以上説明したフローで、必要度（紙の坪量と紙の濃度）に応じたＬＵＴの演算方法を自動で変更処理することができる。
【０１４５】
なお、本実施例では紙濃度や紙の坪量を自動検出して演算方法を切り替えたが、ユーザから指定される構成にしても構わない。
【０１４６】
実施例４
本発明の特徴である網点％演算は、終端補正による濃度段差を抑え、階調性を良好にするために実行される。オリジナルがモニタであるプリンタ出力時には特に有効である。モニタはＲＧＢの発光色で加法混色、プリンタは参照光が必要な物体色の減法混色である。発色のメカニズムが異なるため、一般ユーザーはモニターの濃度と紙で出力される濃度を厳密にあわせる要望はほとんどない。
【０１４７】
しかしながら、複写を考えるとオリジナルは印刷や印画紙若しくは同じプリンタ出力されたものなど全てが物体色である。そのためオリジナルとの濃度再現性を比較され易く、オリジナルに忠実な再現を求められることが少なくない。
【０１４８】
そのため、本実施例では複写用のＬＵＴ生成方法は、従来の濃度ターゲットに対して階調を合わせ、プリンタ用のＬＵＴ生成には網点面積％ターゲットに対して階調を合わせる演算を行う。
【０１４９】
図２７に、実施例４をベースに上記特徴のフローを追加した。濃度変換後のパッチ信号は濃度の状態で従来例のような複写用のＬＵＴを生成する。また同時に紙の濃度や坪量から演算方法を選択され、所定の網点％演算（第一のみか第一と第二演算か）を行い、プリンタ用のＬＵＴとしてテーブル格納部に保存する。
【０１５０】
実際に使用する際は、ＣＰＵ１０３３からプリンタか複写かの情報をエンジン階調補正実行部１０４２に渡し、エンジン階調補正テーブル格納部にあるＬＵＴを画像に処理する。
【０１５１】
なお、本発明でのプリンタ画像は、図１のホストコンピュータ１００１から入力されたプリント情報が画像情報生成部１０４１で画像オブジェクトを生成し、ビットマップ画像展開／転送部１０４０でビットマップ化され、プログラムＲＯＭ１０３４内のエンジン階調補正実行部１０４２にて階調補正が実行され、エンジン部１０３６に通知されるものである。
【０１５２】
一方、複写画像は、図２記載の原稿読み取り部２８で原稿を読み取り、プリンタコントローラに送信し、エンジン階調補正実行部１０４２で複写用の階調補正を施されたあと、再びエンジン部１０３６に通知され出力される。
【０１５３】
本実施例は、プリンタと複写とで擬似中間調処理パターンを共通化していることを前提にＬＵＴを２個作る構成を説明したが、複写用とプリンタ用とで擬似中間調処理パターンが違うのであれば、１つの擬似中間調処理パターンに２つのＬＵＴを作成する必要は無い。
【０１５４】
実施例５
更にユーザビリティ向上策として、図２８や図２９のようにユーザーに選択を促しても構わない。その場合、濃度重視は従来の濃度でＬＵＴ生成し、階調重視であれば本実施例１若しくは実施例２を使用すればよい。
【０１５５】
以上説明したように、非基準紙での自動階調補正で発生していたシャドウ部の階調不連続性を解決し、非基準紙においてもエンジン階調補正が可能な画像形成装置を実行することができた。
【０１５６】
上記各実施例では、本発明は、直接転写方式のカラー画像形成装置であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５７】
本発明は、例えば、中間転写方式のカラー画像形成装置とすることもできる。斯かる画像形成装置は、各画像形成部の像担持体からトナー像を一旦中間転写ベルトのような中間転写体に転写し、その後このトナー像を記録媒体（紙）に一括転写してカラー画像が形成される。
【０１５８】
斯かる中間転写方式のカラー画像形成装置においても、勿論、カラー画像形成装置に限定されるものではなく白黒画像形成装置においても、上記実施例１、２と同様に、自動階調補正制御を行うことにより、高品質の画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）        感光ドラム（像担持体）
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）        一次帯電器（帯電手段）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）        露光装置（露光手段）
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）        現像装置（現像手段）
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）        転写帯電器（転写手段）
【図１】
0005665782.tif 000004
【図２】
0005665782.tif 000005
【図３】
0005665782.tif 000006
【図４】
0005665782.tif 000007
【図５】
0005665782.tif 000008
【図６】
0005665782.tif 000009
【図７】
0005665782.tif 000010
【図８】
0005665782.tif 000011
【図９】
0005665782.tif 000012
【図１０】
0005665782.tif 000013
【図１１】
0005665782.tif 000014
【図１２】
0005665782.tif 000015
【図１３】
0005665782.tif 000016
【図１４】
0005665782.tif 000017
【図１５】
0005665782.tif 000018
【図１６】
0005665782.tif 000019
【図１７】
0005665782.tif 000020
【図１８】
0005665782.tif 000021
【図１９】
0005665782.tif 000022
【図２０】
0005665782.tif 000023
【図２１】
0005665782.tif 000024
【図２２】
0005665782.tif 000025
【図２３】
0005665782.tif 000026
【図２４】
0005665782.tif 000027
【図２５】
0005665782.tif 000028
【図２６】
0005665782.tif 000029
【図２７】
0005665782.tif 000030
【図２８】
0005665782.tif 000031
【図２９】
0005665782.tif 000032
【図３０】
0005665782.tif 000033
【図３１】
0005665782.tif 000034
【図３２】
0005665782.tif 000035
【図３３】
0005665782.tif 000036
【図３４】
0005665782.tif 000037
【図３５】
0005665782.tif 000038