(57)【要約】【課題】適切な出力濃度の補正制御を行うことができる画像形成装置を提供する【解決手段】画像形成装置は，入力階調値から画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラユニットと，画像再生データに基づいて画像を形成する印刷エンジンとを有する。更に，コントローラユニットは，複数の入力階調値を有するパッチ画像データから画像再生データを生成して印刷エンジンにパッチ画像を形成させ，印刷エンジン内の濃度センサによるパッチ画像のセンサ値と，センサ値・紙上濃度変換テーブルと，に基づいて，補正ガンマテーブルを生成する。そして，コントローラユニットは，最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が紙白のセンサ基準値と異なる場合に，センサ値・紙上濃度変換テーブルを，当該最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値と紙白のセンサ基準値との偏差に基づいて補正する。【選択図】図１
2008131618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力階調値を有する画像データに基づいて画像を形成する画像形成装置において，
所定のガンマ特性に基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラユニットと，
前記画像再生データに基づいて前記入力階調値に対応する出力濃度の画像を形成する印刷エンジンとを有し，
前記コントローラユニットは，複数の入力階調値を有するパッチ画像データから画像再生データを生成して印刷エンジンに前記パッチ画像を形成させ，前記印刷エンジン内の濃度センサによる前記パッチ画像のセンサ値と，当該パッチ画像のセンサ値と前記パッチ画像を印刷媒体上に印刷した時の紙上画像の濃度との関係を示すセンサ値・紙上濃度変換テーブルと，に基づいて，補正ガンマテーブルを生成し，
前記ハーフトーン処理部は，前記補正ガンマテーブルに基づいて前記入力階調値から画像再生データを生成し，
更に，前記コントローラユニットは，最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が紙白のセンサ基準値と異なる場合に，前記センサ値・紙上濃度変換テーブルを，当該最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値と紙白のセンサ基準値との偏差に基づいて補正し，前記パッチ画像のセンサ値と当該補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブルとに基づいて前記補正ガンマテーブルを生成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において，
前記コントローラユニットは，前記補正を，前記紙白の濃度から最大濃度までの範囲にわたり，前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算することにより，行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１において，
前記コントローラユニットは，前記補正を，前記紙白の濃度では，前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算し，前記紙上最大濃度では前記加算を行わず，前記紙白の濃度と紙上最大濃度との間では前記紙上濃度に応じた割合で前記偏差を加算することにより，行う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，プリンタ，複写機，ファクシミリなどの画像形成装置に関し，特に，印刷エンジンの特性の経年変化やばらつきに起因する画質低下を防止することができる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ，複写機，ファクシミリなどの画像形成装置は，ホストコンピュータや内蔵するスキャナから画素に対応する階調データを有する画像データを供給され，その入力階調値から画像再生データを生成するコントローラユニットと，画像再生データを供給されそれに基づいて画像を形成する印刷エンジンとを有する。
【０００３】
コントローラユニットは，例えば８ビットの入力階調値から画像再生データを出力するハーフトーン処理部を有し，ハーフトーン処理部は，入力階調値の階調を印刷されるドットの面積率で表現するＡＭスクリーン（例えば多値ディザ法）や，印刷されるドットの密度で表現するＦＭスクリーン（例えば誤差拡散法）などの所定のガンマ特性に基づいて，印刷エンジンに適合した画像再生データを出力する。一方，印刷エンジンは，例えば電子写真の場合は，画像再生データに基づいて帯電した感光体ドラムにエネルギー光を照射して潜像を形成し，その潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し，それを用紙などの印刷媒体に転写する。
【０００４】
このような画像形成装置では，画像データの入力階調と印刷媒体上（紙上）での出力濃度とが一致する理想的なリニアな関係であることが望まれる。設計段階では，印刷エンジンの特性に基づいて入力階調と紙上濃度とがリニアな関係になるように，ハーフトーン処理部の入力階調値を画像再生データに変換するための変換テーブルなどが設計される。しかしながら，工場出荷時における印刷エンジンの特性ばらつきに起因して，または経年変化や環境変化による印刷エンジンの特性変動に起因して，上記リニアな関係を維持することができない場合がある。
【０００５】
そこで，パッチ画像を形成するための画像データに基づいて，印刷エンジンの感光体ドラムや中間転写媒体などに複数階調値のパッチ画像を形成し，そのパッチ画像の出力濃度を濃度センサで読み取り，入力階調値と読み取られた出力濃度（正確には紙上濃度）との関係を取得し，その関係が理想的なリニア特性になるように補正ガンマテーブルを作成し，それに基づいてハーフトーン処理部の変換テーブルを補正することが提案されている。または，補正ガンマテーブルによって入力階調値を補正し，補正された入力階調値をハーフトーン処理部に供給することが提案されている。
【０００６】
画像形成装置は，上記の補正ガンマテーブルを生成するに際して，パッチ画像の出力濃度をエンジン内蔵の濃度センサで読み取り，あらかじめパッチ画像を測定した時のセンサ値と，そのパッチ画像を印刷媒体（紙）に印刷しその紙上濃度を測色器で測定した紙上濃度値との関係を示すセンサ値・紙上濃度変換テーブルに基づいて，前記補正時のセンサ値を紙上濃度に変換する。そして，取得した入力階調と紙上濃度との関係が理想的なリニア特性になるように前記の補正ガンマテーブルを作成する。
【０００７】
例えば，以下の特許文献１，２，３に記載されるとおりである。
【特許文献１】特開２０００−５６５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−３３４０２号公報
【特許文献３】特開２００４−１０２２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のとおり，パッチ画像を濃度センサで読み取り，読み取られたセンサ値に対応する紙上濃度とパッチ画像の入力階調値との関係を取得し，その関係が理想的なリニア特性になるように補正ガンマテーブルを作成するので，そもそも入力階調値とセンサを介して取得した紙上濃度との関係が適切でなければ，適切な補正ガンマテーブルを作成することはできない。
【０００９】
ところが，コストダウンの要請からパッチ画像の出力濃度を検出する濃度センサに特性ばらつきがあると，取得される入力階調値と紙上濃度との関係が現実の印刷エンジンの特性と食い違うことになり，理想的なリニアな特性への補正をすることができなくなる。
【００１０】
特に，低階調領域での出力濃度値と高階調領域での出力濃度値が濃度センサの特性変動により正確でない場合は，それらの２点を結ぶ特性をリニア特性にする補正を行うと，中間階調領域に対する実際の出力濃度がリニア特性からはずれてしまうことが予想される。
【００１１】
そこで，本発明の目的は，上記の課題を解決し，適切な出力濃度の補正制御を行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために，本発明の側面によれば，画像形成装置は，所定のガンマ特性に基づいて入力階調値から画像再生データを生成するハーフトーン処理部を有するコントローラユニットと，前記画像再生データに基づいて前記入力階調値に対応する出力濃度の画像を形成する印刷エンジンとを有する。更に，コントローラユニットは，複数の入力階調値を有するパッチ画像データから画像再生データを生成して印刷エンジンに前記パッチ画像を形成させ，前記印刷エンジン内の濃度センサによる前記パッチ画像のセンサ値と，当該パッチ画像のセンサ値と前記パッチ画像を印刷媒体上に印刷した時に紙上画像の濃度との関係を示すセンサ値・紙上濃度変換テーブルと，に基づいて，補正ガンマテーブルを生成する。この補正ガンマテーブルに基づいてハーフトーン処理部は入力階調値から画像再生データを生成して濃度補正を行う。そして，コントローラユニットは，最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が紙白のセンサ基準値と異なる場合に，前記センサ値・紙上濃度変換テーブルを，当該最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値と紙白のセンサ基準値との偏差に基づいて補正し，前記パッチ画像のセンサ値と当該補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブルとに基づいて前記補正ガンマテーブルを生成する。
【００１３】
トナーによるパッチ画像が形成されない白を含む低濃度領域では，濃度センサのセンサ値にばらつきが発生することが発明者らにより見出されている。そこで，本発明の側面では，濃度センサのばらつきが大きい低濃度領域，特に紙白の最小入力階調値のパッチ画像のセンサ値が，紙白のセンサ基準値と異なる場合は，その偏差に基づいて，センサ値・紙上濃度変換テーブルを補正する。これにより，最小入力階調値に対応する紙上濃度からセンサ値のばらつき成分を除去することができ，濃度センサのばらつき成分が除外された入力階調・出力濃度特性に基づいて補正ガンマテーブルを生成することができる。それにより，画像出力装置を適切に理想的なリニア特性に補正することができる。
【００１４】
上記の第１の側面の好ましい態様によれば，前記コントローラユニットは，前記補正を，前記紙白の濃度から最大濃度までの範囲にわたり，前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算することにより，行う。
【００１５】
上記の第１の側面の好ましい態様によれば，前記コントローラユニットは，前記補正を，前記紙白の濃度では，前記センサ値・紙上濃度変換テーブルに前記偏差を加算し，前記紙上最大濃度では前記加算を行わず，前記紙白の濃度と紙上最大濃度との間では前記紙上濃度に応じた割合で前記偏差を加算することにより，行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し，本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００１７】
図１は，本実施の形態における画像形成装置の構成図である。図１には，画像形成装置の一例としてプリンタの構成が示される。プリンタ以外には，スキャナ機能を内蔵した複写機，ファクシミリなども同様の画像形成装置である。
【００１８】
プリンタ２０は，ホストコンピュータ１０にネットワークなどを介して接続され，ホストコンピュータ１０にインストールされたプリンタドライバ１２から印刷データを受信する。プリンタ２０は，印刷データに基づいて画像再生データを生成するコントローラユニット２００と，画像再生データに基づいて画像を形成する印刷エンジン２５０とを有する。
【００１９】
コントローラユニット２００は，コントローラユニット全体を制御するＣＰＵ２０２と，画像データなどを格納するメモリ２０６と，印刷データを受信するインターフェースＩＦと，印刷データに基づく画像データをＲＧＢからＣＭＹＫに色変換する色変換部２０８と，色変換されたＣＭＹＫの画像データの入力階調値を所定のガンマ特性に基づいて画像再生データに変換するハーフトーン処理部２１０と，画像再生データをパルス幅変調するパルス幅変調器２１２とを有する。さらに，不揮発性メモリ２１４内には，スクリーンガンマテーブル２１６と，補正ガンマテーブル２１８と，センサ値・紙上濃度変換テーブル２２０と，初期値として紙白センサ基準値データ２２２が記録されている。ハーフトーン処理部２１０は，ＡＭスクリーンやＦＭスクリーンに対応する特性を有するスクリーンガンマテーブル２１６を参照して，入力階調値を画像再生データに変換する。
【００２０】
上記の紙白センサ基準値とは，工場出荷段階において，紙白に対応する最小入力階調値のパッチ画像をエンジン内蔵の濃度センサ（後述）で測定した時のセンサ値である。また，紙白紙上濃度値とは，同様の最小入力階調値のパッチ画像を印刷媒体（紙）上に印刷し，測色器で測定して得た紙上濃度である。紙白画像の場合は，印刷エンジンによるトナー付着を伴わないので，印刷エンジンの経年変化や個体差の影響を受けない。よって，そのような紙白画像に対するセンサ値や紙上濃度値は，センサ値によるものではなくあらかじめ測定して得ている基準値として不揮発性メモリ２１４に記憶しておき，自動画像濃度制御においてセンサ値に代えて利用するようにする。
【００２１】
印刷エンジン２５０は，エンジンコントローラ２５２と，レーザダイオードまたはライン状発光素子などからなる発光手段２５４と，感光体ドラム２５６と，図示しない現像ユニット，転写ユニット，定着ユニットなどを有する。そして，エンジンコントローラ２５２は，コントローラユニット２００が生成する画像再生データに基づいて，発光手段２５４からビームを照射させて，感光体ドラム２５６上に潜像を形成し，現像ユニットにより潜像をトナー像に現像し，転写ユニットによりトナー像を印刷媒体，例えば用紙に転写し，定着ユニットにより用紙上にトナー画像を定着する。
【００２２】
印刷エンジン２５０は，さらに内蔵する濃度センサ２６０により，感光体ドラム上にまたは図示しない中間転写媒体上に形成されたトナー像の濃度を検出し，コントローラユニット２００内のセンサインターフェースＳ−ＩＦにそのセンサ値を出力させる。
【００２３】
［自動画像濃度制御］
プリンタのコントローラユニット２００は，自動画像濃度制御プログラム２０４を有し，このプログラムを実行することで，入力階調値に対する印刷エンジンによる出力画像濃度が最適な特性を維持するように自動的に制御を行う。この自動画像濃度制御の概略は次の通りである。
【００２４】
まず，プリンタの電源起動時や，感光体ドラムや現像ユニットの置き換え時などの所定のタイミングで，低濃度から高濃度まで所定の階調ステップを有するパッチ画像を印刷エンジン２５０により形成する。具体的には，コントローラユニット２００がパッチ画像データから画像再生データを生成し，印刷エンジン２５０がその画像再生データに対応するパッチ画像２５８を感光体ドラム２５６上に形成する。このパッチ画像２５８は前述のトナー像であり，図示しない中間転写媒体上に形成されてもよい。そして，濃度センサ２６０がパッチ画像２５８の濃度を測定しそのセンサ値がコントローラユニット２００に供給される。
【００２５】
自動画像濃度制御プログラム２００は，このセンサ値に基づいて紙上の出力濃度値を求め，パッチ画像データの入力階調値と出力濃度値との関係を示す入力階調・出力濃度特性を求める。そして，この入力階調・出力濃度特性が理想的なリニアな関係になるように，入力階調値を補正するための補正ガンマテーブル２１８を生成し，不揮発性メモリ２１４に記録する。そして，ハーフトーン処理部２１０は，この補正ガンマテーブル２１８に基づいてスクリーンガンマテーブル２１６を補正した補正スクリーンガンマテーブル２１６を参照して，入力階調値データを画像再生データに変換する。または，ハーフトーン処理部２１０は，補正ガンマテーブル２２０を参照して入力階調値データを補正し，補正された入力階調値データをスクリーンガンマテーブル２１６を参照して画像再生データに変換する。
【００２６】
図２は，自動画像濃度制御プログラムによる制御手順を示すフローチャート図である。そして，図３〜図５は自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。これらを参照して自動画像濃度制御について詳述し，その後，その問題点と本実施の形態による自動画像濃度制御を説明する。
【００２７】
図２において，前述のとおり自動画像濃度制御プログラムはパッチ画像を生成する（Ｓ１０）。パッチ画像は，通常印刷時に使用するスクリーンガンマテーブルを用いて，印刷可能な２５６階調をパッチ階調数Ｐｍａｘに応じて２５５／（Ｐｍａｘ−１）の等間隔に区分した入力階調値を有するパッチパターンからなる。
【００２８】
次に，印刷エンジン内の感光体ドラム２５６内のパッチ画像についてセンサ値を取得する（Ｓ１２）。図３（Ａ）は，パッチパターンの入力階調値に対するセンサ値を示すグラフ例である。図３（Ａ）の横軸は０〜２５５の入力階調値，縦軸は０〜１０２３のセンサ値を示す。
【００２９】
ここで本明細書において，センサ値は規格化されたセンサ値を意味する。規格化センサ値とは，検出したセンサ値（電圧値）をセンサの規格化電圧（例えば５Ｖ）と受光光がない時の電圧（センサオフセット電圧）との間で１０ビット（０〜１０２３）に規格化した値である。従って，センサの規格化電圧は１０２３に，センサオフセット電圧は０に規格化され，感光体上にトナーが付着していない状態（紙白，最小濃度に対応）は１０２３側の高い値に，トナーの面積率が１００％のベタ状態（最大濃度に対応）は０側の低い値に規格化される。よって，規格化センサ値は，センサの出力電圧つまりセンサ値と実質的に同じ絶対的な値として使用することができる。例えば，規格化センサ値が２００なら紙上濃度は１．４２，規格化センサ値が１２０なら紙上濃度は１．６３，２４０なら１．３８などに対応する。以下，規格化センサ値を単にセンサ値と称する。
【００３０】
図３（Ａ）の横軸の入力階調値について，パッチパターンの階調値Ｐｉ（０≦ｉ＜Ｐｍａｘ）は，以下の式により求められる。この式でＩＮＴは切り捨て処理であり，この式により階調数がＰmaxのパッチパターンの入力階調値が０〜２５５階調レンジに等間隔に配置される。
Pi = INT((i * 255.) / (Pmax - 1) + 0.5)  
図３（Ａ）に示されるとおり，最小濃度に対応する入力階調値０では，センサ値は約７２０，最大濃度に対応する入力階調値２５５では，センサ値は約１６０になっている。
【００３１】
次に，センサ値を紙上濃度値に変換する（Ｓ１４）。すなわち，工場出荷段階などであらかじめ求めておいたセンサ値・紙上濃度変換テーブル２２０を使用して，各パッチパターンの紙上濃度値（出力濃度値）を求める。図３（Ｂ）はセンサ値・紙上濃度変換テーブルの一例である。横軸は，０〜１０２３のセンサ値を０〜２５５のセンサ値に変換した値で，縦軸が紙上濃度値である。この変換テーブルは，事前にパッチ画像を印刷媒体の紙上に形成しその紙上濃度を測色器で測定し，取得した紙上濃度とパッチパターンのセンサ値とから生成される。
【００３２】
図４（Ａ）は，図３（Ａ）（Ｂ）から，センサ値を紙上濃度値（出力濃度値）に変換して，パッチパターンの入力階調値と紙上濃度値との対応にしたグラフである。これが，入力階調値とセンサ値に基づく出力濃度値の関係を示す入力階調・出力濃度特性であり，理想的にはリニアな関係であることが望ましい。なお，センサ値には濃度センサの特性ばらつきが含まれていて，入力階調の増加に対して出力濃度が減少するなどセンサ値逆転現象が含まれる。したがって，そのような濃度センサの特性ばらつきを除去するために所定の逆転補正や平滑化処理が行われる。
【００３３】
図４（Ａ）には，センサ値から変換され濃度値（黒丸）に，パッチ画像を測色器で実測した濃度値（白丸）が重ねて示されている。この例では，センサ値から変換した紙上濃度値を信号処理した結果，実測濃度値とほぼ一致している。図４（Ａ）には，理想的なリニアな特性ＩＤＥＡを一点鎖線で示している。このリニアな特性ＩＤＥＡに比較すると，実際の出力濃度が低めにつまり淡い画像が形成されていることが理解できる。
【００３４】
次に，自動画像濃度制御プログラムは，図４の入力階調・出力濃度特性がリニアな特性ＩＤＥＡになるような補正ガンマテーブルを生成する（Ｓ１８）。この補正ガンマテーブルは，図４（Ａ）の得られた紙上濃度値を，所望の濃度値に補正するためのテーブルであり，ここでは入力階調値に応じて出力濃度がリニアとなるように補正を行うためのテーブルを作成する。図４（Ｂ）が補正ガンマテーブルの例である。その後の通常印刷では，この補正ガンマテーブルに基づいて入力階調が補正される（Ｓ２０）。
【００３５】
この補正ガンマテーブルの意味は，補正前の入力階調値64は，補正後の入力階調値56.73で使用するようにすれば，出力濃度56.73を得ることができることである。つまり，補正前では，ある入力階調値に対して得られる紙上濃度値が，図４（Ａ）の入力階調・出力濃度特性によれば理想値よりも低くなり出力画像が淡く印刷されることが判明したため，入力階調値56.73を補正ガンマテーブルにより64に補正変換し，その補正変換した入力階調値64をハーフトーン処理部に入力することで，より濃い画像を出力させることができるようになる。
【００３６】
図５は，補正ガンマテーブルを使用したハーフトーン処理部を示す図である。このハーフトーン処理部２１０は，補正後入力階調値ＩＮａ＝56.73を補正ガンマテーブル２１８で補正前入力階調値ＩＮｂ＝64に変換し，それをスクリーンガンマテーブル２１６で変換して画像再生データを生成する。この画像再生データにより印刷された出力濃度Ｄが56.73になり，補正後入力階調値と同じ階調値になりリニアな特性になっている。
【００３７】
ハーフトーン処理部２１０は，補正ガンマテーブル２１８に基づいてスクリーンガンマテーブル２１６を補正し，補正されたスクリーンガンマテーブルにより，補正後入力階調値ＩＮａを画像再生データに変換してもよい。
【００３８】
図６は，上記の自動画像濃度制御についてまとめたグラフ図である。第１象限にパッチ画像に基づく入力階調値に対するセンサ値６００が示され，図３（Ａ）のグラフにおいてセンサ値を反転した反転値（＝最大規格化センサ値−センサ値）にしたグラフであり，実質的に同じである。入力階調値に対するセンサ値のグラフ６００を，センサ値の反転値にする理由は，反転値で示すことで，入力階調値に対してセンサ反転値が単純増加になるので，直感的に理解が容易になるからである。横軸の入力階調値は，図５における補正前入力階調値ＩＮｂに対応する。第２象限にセンサ値と紙上濃度値のグラフ（センサ値・紙上濃度変換テーブル）６０２が示され，図３（Ｂ）のグラフにおいてセンサ値を反転値にしたグラフであり，実質的に同じである。そして，第３象限に理想的な入力階調値と紙上濃度値（出力濃度値）のグラフ６０４が示され，センサ値から変換した紙上濃度値の最大値Ｄｍａｘ（Ｄｍａｘ＝１．６）と紙上濃度値の最小値Ｄ０（Ｄ０＝０．１）との間でリニアな関係になっている。
【００３９】
そして，図６の第４象限のグラフ６０６が，理想的なリニアな関係の入力階調値と紙上濃度値になるように，補正前入力階調値ＩＮｂと補正後入力階調値ＩＮａとの関係を示す補正ガンマテーブルである。図５で説明したとおり，補正後入力階調値ＩＮａは補正ガンマテーブルにより補正前入力階調値ＩＮｂに変換され，スクリーンガンマテーブルで画像再生データに変換される。第４象限にも，補正前入力階調値ＩＮａ＝５６．７３と補正後入力階調値ＩＮｂ＝６４との関係が示される。
【００４０】
［濃度センサの問題点］
前述の図４（Ａ）に示した入力階調・出力濃度特性では，センサ値から求めた紙上濃度値（黒丸）と実測した出力濃度値（白丸）とはほぼ一致している。しかしながら，濃度センサのセンサ値にはばらつきが含まれる場合がある。特に，感光体にトナーが付着しない低濃度領域でのセンサ値には誤差が含まれやすい。この理由は，感光体表面には凸凹があり感光体表面のどの位置の濃度を測定したかに依存してセンサ値がばらつくことが考えられる。更に，低コストの濃度センサ自体にセンサ値のばらつきを含むことが考えられる。
【００４１】
図６中の破線６００Ｓでは，最小入力階調を含む低入力階調値領域において，センサ値が上昇している。このようなセンサ値が取得されると，センサ値・紙上濃度変換テーブル６０２に基づいて変換される紙白濃度Ｄ０ｅ（＝０．１６）は，理想的な紙白濃度Ｄ０（＝０．１）より大きくなる。そして，このセンサ値による最小入力階調に対応する紙白濃度Ｄ０ｅと最大入力階調に対応する最大紙上濃度Ｄｍａｘとの間をリニア特性６１０にするためには，破線のような補正ガンマテーブル６１２が生成される。
【００４２】
つまり，センサ値６００Ｓをセンサ値・紙上濃度変換テーブル６０２に基づいて変換して得られる紙上濃度Ｄ０ｅ，Ｄｍａｘ間のリニア特性６１０は，センサ値６００の場合のリニア特性６０４とは，低濃度領域で食い違いが生じ，補正ガンマテーブル６１２では，低濃度領域において補正後入力階調ＩＮａをより高い補正後入力階調ＩＮｂに補正することになる。よって，この補正は，補正後の紙上濃度値が濃くなりすぎることを意味する。
【００４３】
図７は，図６の補正ガンマテーブル６１２に基づいてハーフトーン処理部が画像再生データを生成し，その結果得られたパッチ画像の入力階調値ＩＮａに対する紙上濃度値の関係を示す図である。図中実線は，図６の補正ガンマテーブル６０６に基づく理想的なリニア特性ＩＤＥＡを示し，図中破線は，図６の補正ガンマテーブル６１２に基づく入力階調・紙上濃度特性６１４を示す。補正ガンマテーブル６１２に基づく場合（特性６１４）は，前述のとおり，紙上濃度値が，特に低濃度領域においてより高くなっている。
【００４４】
最小階調値に対応するパッチ画像では，感光体ドラムや中間転写媒体上にトナーは付着されない。したがって，最小階調値に対応するセンサ値には，印刷エンジンの経年変化や個体差に基づく変動は含まれていない。それにもかかわらず最小階調値に対応するセンサ値が変動するのは，濃度センサ自体の特性ばらつきや前述した感光体ドラム上の凸凹などが原因と考えられる。そのような最小階調値に対応するセンサ値の変動（図６では６００Ｓの上昇）に基づいて補正ガンマテーブル６１２を生成すると，経年変化や個体差が発生していない印刷エンジンにより，低濃度領域において紙上濃度値が不必要に高くなるのである。つまり，誤差を含む紙白センサ値Ｓｗ１が，補正ガンマテーブル６１２に悪影響を与えてしまい，不適切な画像濃度補正が行われてしまう。
【００４５】
［本実施の形態における自動画像濃度制御］
図８は，本実施の形態における自動画像濃度制御プログラムによる制御フローチャート図である。図８のフローチャートは，図２と比較すると，最小階調値のパッチ画像に対するセンサ値（紙白センサ値）があらかじめ不揮発性メモリ２１４（図１）内に格納されている紙白センサ基準値と異なる場合に，センサ値・紙上濃度変換テーブルを補正する工程Ｓ１３，Ｓ１３Ａが追加されていて，それ以外の工程は図２と同じである。そこで，この新たに追加された工程１３，１３Ａについて詳述する。
【００４６】
まず，本実施の形態では，前提として，設計時または工場出荷時にセンサ値・紙上濃度変換テーブル６０２を作成するときに，紙白のセンサ値Ｓｗｔｈを紙白センサ基準値として不揮発性メモリ２１４に記憶しておく。
【００４７】
図９は，センサ値・紙上濃度変換テーブルの第１の補正を示す図である。いま仮に，自動画像濃度制御工程において，パッチ画像のセンサ値が図中６００Ｓのように検出されたとする。この取得したセンサ値６００Ｓによれば，紙白センサ値Ｓｗ１が，紙白センサ基準値Ｓｗｔｈから差分ｄＳだけ増加している。図８の工程Ｓ１３において，パッチ画像から検出されたセンサ値６００Ｓの紙白センサ値Ｓｗ１が，紙白センサ基準値Ｓｗｔｈと異なっていると（Ｓ１３のＹＥＳ），自動画像濃度制御プログラム２０４は，センサ値・紙上濃度変換テーブル６０２を，差分ｄＳに応じて補正して（Ｓ１３Ａ），紙白センサ値Ｓｗ１を変換した紙白濃度Ｄ０が理想的な紙白濃度値（Ｄ０＝１．０）と等しくなるようにする。また，図８の工程Ｓ１３において，パッチ画像から検出されたセンサ値６００Ｓの紙白センサ値Ｓｗ１が，紙白センサ基準値Ｓｗｔｈと同じであると（Ｓ１３のＮＯ），自動画像濃度制御プログラム２０４は，設計時または工場出荷時のセンサ値・紙上濃度変換テーブル６０２を補正することなく，センサ値を紙上濃度値に変換する。この場合も，変換後の紙白濃度Ｄ０は理想的な紙白濃度値Ｄ０と等しくなる。
【００４８】
図９に示されるとおり，この例では，補正時の紙白センサ値Ｓｗ１と紙白センサ基準値Ｓｗｔｈとの偏差ｄＳを，センサ値・紙上濃度変換テーブル６０２のセンサ値に，前記紙白濃度から最大濃度までの範囲にわたり加算して，補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル６０２Ｃを生成する。この補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル６０２Ｃによれば，パッチ画像から取得した紙白センサ値Ｓｗ１は，理想的な紙白濃度値Ｄ０と同じ値に変換される。よって，この紙白濃度値Ｄ０から最大濃度値Ｄｍａｘまでが理想的なリニア特性６１４になるように補正ガンマテーブルを生成すると，図９の第４象限の破線６１６のようになる。
【００４９】
上記のように補正時の紙白センサ値Ｓｗ１と紙白センサ基準値Ｓｗｔｈとの偏差ｄＳに基づいて，センサ値・紙上濃度変換テーブル６０２を破線６０２Ｃのように補正することで，紙白センサ値Ｓｗ１から変換される紙上濃度値は，理想的な紙白濃度値Ｄ０と同等になる。よって，その紙上濃度値Ｄ０に基づく理想的なリニア特性６１４により生成される補正ガンマテーブル６１６は，低濃度領域で不必要に高い入力階調値に変換することはなくなる。よって，図７のように低濃度領域で紙上濃度が高くなりすぎることが抑制される。
【００５０】
図９の補正例は，センサ値のずれｄＳが最小入力階調から最大入力階調まで全体的に発生している場合に有効である。その場合のセンサ値のずれは，最小入力階調では印刷エンジンではなく前述の感光体ドラムの凹凸やセンサ値自体のずれを含み，高い入力階調領域では印刷エンジンの特性変動によるずれを含むと推察される。したがって，センサ値・紙上濃度変換テーブルを破線６０２Ｃのように偏差ｄＳに基づいて全体的にシフトさせることで，紙白を含む低濃度領域では不必要に濃度が高くなるように補正されず，高濃度領域では濃度をより高くするように補正することができる。
【００５１】
図１０は，センサ値・紙上濃度変換テーブルの第２の補正を示す図である。この例では，補正時に取得したセンサ値６００Ｓのうち，紙白センサ値Ｓｗ１が紙白センサ基準値Ｓｗｔｈと異なる場合は，センサ値・紙上濃度変換テーブル６０２にその偏差ｄＳを紙白の濃度では加算し，紙上最大濃度では加算を行わず，紙白の濃度と紙上最大濃度との間では紙上濃度に応じた割合（比例配分）で偏差ｄＳを加算して，補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル６０２Ｃを生成する。
【００５２】
すなわち，紙白センサ値Ｓｗ１の紙白センサ基準値Ｓｗｔｈに対する差分ｄＳに対して，最大濃度の２５％では差分ｄＳの７５％を加算し，最大濃度の５０％では差分ｄＳの５０％を加算し，最大濃度の７５％では差分ｄＳの２５％を加算し，最大濃度１００％では加算しない。
【００５３】
この補正センサ値・紙上濃度変換テーブル２０２Ｃによってセンサ値６００Ｓを紙上濃度値に変換すれば，紙白濃度は理想的な紙白濃度Ｄ０と同じになり，最大紙上濃度Ｄｍａｘも工場出荷時または設計時の濃度と同等になり，それらを結ぶ理想特性６１４は工場出荷時または設計時の理想特性６０４と同等になる。その結果，補正ガンマテーブル６１６によれば，低濃度領域において，補正後入力階調値ＩＮａから補正される補正前入力階調値ＩＮｂが，不必要に高い濃度に変換されることはない。
【００５４】
図１０の補正例は，センサ値のずれｄＳが最小入力階調から低階調の領域でのみ発生している場合に有効である。つまり，紙白センサ値Ｓｗ１には前述の感光体ドラムの凹凸やセンサ値自体のずれを含むが，高い入力階調領域では印刷エンジンの特性変化は生じていないと推察される。したがって，センサ値・紙上濃度変換テーブルを破線６０２Ｃのように偏差ｄＳに基づいて低濃度領域側でシフトさせることで，紙白を含む低濃度領域では不必要に濃度が高くなるように補正されず，高濃度領域でも不必要に濃度をより高くするように補正することはない。
【００５５】
図９，図１０のいずれの補正例でも，紙白センサ値のずれｄＳに基づく補正ガンマテーブル６１６による低濃度領域で必要以上に高い紙上濃度が生成されることを回避することができる。そして，高濃度領域では，低濃度領域に比較すると補正により画質に与える影響は小さいので，図９，図１０のいずれの補正方法でも補正による画質劣化を有効に回避することができる。
【００５６】
図８に示されるとおり，図１の自動画像濃度制御プログラム２０４は，パッチ画像から取得したセンサ値のうち，紙白センサ値Ｓｗ１が設計時または工場出荷時に求めた紙白センサ基準値Ｓｗｔｈと異なっている場合は，不揮発性メモリ２１４内のセンサ値・紙上濃度変換テーブル２２０を補正する。この補正されたセンサ値・紙上濃度変換テーブル２２０により得られる入力階調値と紙上濃度（出力濃度）との関係に基づいて，それが理想的なリニア特性になるように，補正ガンマテーブル２１８を生成する。
【００５７】
以上のとおり，本実施の形態では，パッチ画像を利用した自動画像濃度制御において，紙白センサ値があらかじめ求めていた紙白センサ基準値からずれているときに，それに応じてセンサ値・紙上濃度変換テーブルを補正する。それによりセンサばらつきなどに起因する紙白センサ値のばらつきによる悪影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態における画像形成装置の構成図である。
【図２】自動画像濃度制御プログラムによる制御手順を示すフローチャート図である。
【図３】自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。
【図４】自動画像濃度制御において生成される各種のグラフを示す図である。
【図５】補正ガンマテーブルを使用したハーフトーン処理部を示す図である。
【図６】自動画像濃度制御についてまとめたグラフ図である。
【図７】図６の補正ガンマテーブル６１２に基づいて補正した結果得られたパッチ画像の入力階調値ＩＮａに対する紙上濃度値の関係を示す図である。
【図８】本実施の形態における自動画像濃度制御プログラムによる制御フローチャート図である。
【図９】センサ値・紙上濃度変換テーブルの第１の補正を示す図である。
【図１０】センサ値・紙上濃度変換テーブルの第２の補正を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
２０：プリンタ                        ２００：コントローラユニット
２０４：自動画像濃度制御プログラム    ２１０：ハーフトーン処理部
２１６：スクリーンガンマテーブル      ２１８：補正ガンマテーブル
２２０，６０２：センサ値・紙上濃度変換テーブル
２２２，Ｓｗｔｈ：紙白センサ基準値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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