(57)【要約】【課題】階調パターンに内面むらがある場合でも、適正に階調補正を行なうことができる画像形成装置及び画像形成装置の階調調整方法を提供する。【解決手段】画像形成部６により複数段階の濃度パッチの階調パターンを形成して用紙に印刷する階調パターン出力手段１１と、用紙に印刷された階調パターンの濃度を読取る階調パターン入力手段１２と、前記階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する階調補正手段１３を備えた画像形成装置であって、前記階調パターン出力手段１１は前記階調パターンに沿って所定の中間濃度の内面むら検出パッチを形成するように構成され、前記階調補正手段１３は前記内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域の対応領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正し、補正濃度に基づいて階調補正データを生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部により複数段階の濃度パッチで構成される階調パターンを形成して用紙に印刷する階調パターン出力手段と、画像読取部により用紙に印刷された階調パターンの濃度を読み取る階調パターン入力手段と、読み取られた階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する階調補正手段を備えた画像形成装置であって、
前記階調パターン出力手段は前記階調パターンに沿って所定の中間濃度の内面むら検出パッチを形成するように構成され、前記階調補正手段は前記階調パターン入力手段により読み取られた内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正し、補正濃度に基づいて階調補正データを生成するように構成されている画像形成装置。
【請求項２】
前記階調パターン入力手段により読み取られた内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチに対する濃度補正値を規定する補正テーブルデータを備え、前記階調補正手段は前記補正テーブルデータに基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
画像形成部により複数段階の濃度パッチで構成される階調パターンを形成して用紙に印刷し、用紙に印刷した階調パターンの濃度を画像読取部により読み取り、読み取った階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する画像形成装置の階調調整方法であって、
前記階調パターンに沿って所定の中間濃度の内面むら検出パッチを形成し、読み取った内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正し、補正濃度に基づいて階調補正データを生成する画像形成装置の階調調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成部により複数段階の濃度パッチで構成される階調パターンを形成して用紙に印刷する階調パターン出力手段と、画像読取部により用紙に印刷された階調パターンの濃度を読み取る階調パターン入力手段と、読み取られた階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する階調補正手段を備えた画像形成装置及び画像形成装置の階調調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機等の画像形成装置は、設置されている場所の温度や湿度といった周辺環境によって、出力画像の濃度や階調特性が変動する場合がある。
【０００３】
このような場合であっても良好な特性の出力画像を得るために、従来の画像形成装置は、前記画像形成装置の画像形成部によって形成された階調パターンを読み取り、読み取られた階調パターンの濃度に基づいて階調の補正を行なっていた。
【０００４】
例えば、特許文献１では、スキャナが、プリンタにより出力されたテスト画像を読み取ることにより得られた画像データを、機器管理サーバへ転送し、前記機器管理サーバにおいて、転送された画像データに基づき、前記プリンタの出力特性の調整を制御する画像処理システムが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−８８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記画像形成部によって形成された前記階調パターンは、前記階調パターンにおける位置（例えば、前記階調パターンの用紙先頭領域と後端領域）毎に濃度のむら、つまり内面むらが生じている虞があり、前記画像形成装置は、前記内面むらが生じている階調パターンの濃度に基づく階調の補正を行なった場合、階調の補正を正確に行なうことができない虞があった。
【０００６】
例えば、本来は図６（ａ）に示すように、階調特性（破線）に対して目標階調特性（実線）を得ることができるように、図中一点鎖線で示す特性の階調補正データにて補正を行なうべきところ、図６（ｂ）に示すように、破線で示す階調特性において階調パターン濃度が範囲Ａの領域で、内面むらに起因する歪が発生すると、前記画像形成装置は、図６（ｂ）において実線で示す目標階調特性を得ることができるような補正を行なう。つまり、前記画像形成装置は、図６（ｂ）において一点鎖線で示すように、今回は存在したが本来は存在するべきでない内面むらによる歪を包含した階調補正データにて補正を行なってしまい、階調パターン濃度が範囲Ｂの領域において、補正値に歪が生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、階調パターンに内面むらがある場合であっても、適正に階調補正を行ない、良好な階調特性及び画像品質を得ることができる画像形成装置及び画像形成装置の階調調整方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明による画像処理装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、画像形成部により複数段階の濃度パッチで構成される階調パターンを形成して用紙に印刷する階調パターン出力手段と、画像読取部により用紙に印刷された階調パターンの濃度を読み取る階調パターン入力手段と、読み取られた階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する階調補正手段を備えた画像形成装置であって、前記階調パターン出力手段は前記階調パターンに沿って所定の中間濃度の内面むら検出パッチを形成するように構成され、前記階調補正手段は前記階調パターン入力手段により読み取られた内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正し、補正濃度に基づいて階調補正データを生成する点にある。
【０００９】
上述の構成によれば、濃度パッチの形成領域に対応する内面むら検出パッチの濃度が、内面むら検出パッチの平均濃度よりも濃い（または薄い）場合、つまり階調パターンの当該形成領域に内面むらがある場合であっても、階調補正手段が、当該形成領域に対応する内面むら検出パッチの濃度に対して、前記平均濃度よりも濃い（または薄い）状態を是正するような補正、つまり内面むらを是正する補正を行なうので、良好な階調特性及び画像品質を得ることができる。
【００１０】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記階調パターン入力手段により読み取られた内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチに対する濃度補正値を規定する補正テーブルデータを備え、前記階調補正手段は前記補正テーブルデータに基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正する点にある。
【００１１】
異なる濃度の濃度パッチで内面むらを比較した場合において、両濃度パッチで平均濃度からの差分が同一であっても、どの程度の内面むらに相当するのかは、各濃度パッチの濃度によって異なる場合があることが、多数の出力階調パターンを統計分析した実験によって明らかとなっている。よって、上述の構成によれば、画像形成装置は、各濃度パッチについて補正テーブルデータを備えているので、各濃度パッチについて適正に階調補正を行ない、良好な階調特性及び画像品質を得ることができる。
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明による階調調整方法の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項３に記載した通り、画像形成部により複数段階の濃度パッチで構成される階調パターンを形成して用紙に印刷し、用紙に印刷した階調パターンの濃度を画像読取部により読み取り、読み取った階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する画像形成装置の階調調整方法であって、前記階調パターンに沿って所定の中間濃度の内面むら検出パッチを形成し、読み取った内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正し、補正濃度に基づいて階調補正データを生成する点にある。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明した通り、本発明によれば、階調パターンに内面むらがある場合であっても、適正に階調補正を行ない、良好な階調特性及び画像品質を得ることができる画像形成装置及び画像形成装置の階調調整方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による画像形成装置について説明する。図１及び図２に示すように、本発明による画像形成装置１は、電子写真方式にて画像形成を行なう装置であり、操作部２と、原稿給紙台３ａに載置された原稿を順次給紙して原稿画像を光電変換してデジタル画像データとして読み取る画像読取部３と、読み取られたデジタル画像データを多値のビットマップデータでなる出力画像データに変換する画像処理部４と、前記出力画像データに基づいて駆動される露光装置５と、前記露光装置５により露光される感光体を備え、前記感光体に形成された静電潜像をトナーにより可視画像に現像する現像部等を備えた画像形成部６と、用紙上に出力されたトナー像を加熱して用紙上に定着させる定着部７と、前記感光体に形成されたトナー像を転写する記録紙を収容した給紙部８と、前記記録紙が排出される排紙部９とを備えて構成される。
【００１５】
前記画像処理部４は、ＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等が格納されたＲＯＭと、制御データを格納するＲＡＭ等を備えて構成されており、前記ＣＰＵにより実行される制御プログラム及び関連するハードウェアにより、以下で説明する機能が実現されるように構成されている。
【００１６】
つまり、前記画像処理部４は、前記画像形成部６により複数段階の濃度パッチで構成される階調パターンを形成して用紙に印刷する階調パターン出力手段１１と、前記画像読取部３により用紙に印刷された階調パターンの濃度を読み取る階調パターン入力手段１２と、読み取られた階調パターンの濃度に基づいて階調補正データを生成する階調補正手段１３とを備えて構成されている。
【００１７】
前記階調パターン出力手段１１は、前記階調パターンに沿って所定の中間濃度の内面むら検出パッチを形成するように構成されている。つまり、前記階調パターン出力手段１１によって出力される階調パターンは、濃度パッチと内面むら検出パッチよりなる。
【００１８】
前記濃度パッチは、低濃度から高濃度までの濃度パッチを所定の階調毎に設けられた領域に分割して、記録紙の搬送方向である副走査方向に所定の順序に並べたものである。例えば、モノクロの階調パターンの場合、図３（ａ）に示すように、低濃度から高濃度までを１６段階に分割された濃度パッチを形成する。また、カラーの階調パターンの場合、図３（ｂ）に示すように、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの四色を夫々、低濃度から高濃度まで１６段階に分割された濃度パッチを形成する。
【００１９】
前記内面むら検出パッチは、前記階調パターンにおける所定の濃度と同一濃度である濃度パッチを、前記濃度パッチの低濃度から高濃度までの全領域と隣接して平行に設けられている。例えば、モノクロの内面むら検出パッチの場合は、図３（ｃ）に示すように、図３（ａ）の階調パターンに隣接して平行に、前記階調パターンの薄い方から数えて（図３（ａ）では上から数えて）五番目の濃度と同一濃度の内面むら検出パッチが設けられており、カラーの内面むら検出パッチの場合は、図３（ｄ）に示すように、図３（ｂ）の四色の濃度パッチの夫々に隣接して平行に、前記階調パターンの各色について第五段階（前記濃度パッチの薄い方から数えて五番目の濃度パッチ）の内面むら検出パッチが設けられている。
【００２０】
なお、前記内面むら検出パッチの濃度は、低濃度から高濃度までの何れの濃度であってもよい。例えば、前記内面むら検出パッチの濃度を、最も内面むらの発生する頻度が高い濃度とする構成がある。最も内面むらの発生する頻度が高い濃度としては、具体的には、前記濃度パッチの薄い方から数えて四番目から七番目付近の濃度、つまり前記濃度パッチの第四段階から第七段階であり、そのような濃度として本実施形態では、前記濃度パッチの第五段階の濃度を前記内面むら検出パッチとしている。
【００２１】
前記階調パターン入力手段１２は、前記画像読取部３が原稿から読み取ったデジタル画像データのうち、前記階調パターンのデジタル画像データを受け取って前記階調補正手段１３に出力する。
【００２２】
例えば、前記操作部２に、階調パターンが印刷された原稿を読み取らせる場合に操作する階調パターン読取スイッチを設けておき、前記階調パターン入力手段１２は、前記階調パターン読取スイッチが操作された場合に、前記画像読取部３によって読み取られたデジタル画像データを受け取る構成がある。また、前記階調パターン入力手段１２が前記画像読取部３において読み取られたデジタル画像データを参照して、前記デジタル画像データまたは前記デジタル画像データのうちの最初からカウントして所定画素数のデータが、予め設定してＲＯＭに記憶しておいた階調パターンと同一である場合に、前記階調パターン入力手段１２は前記画像読取部３によって読み取られたデジタル画像データを受け取る構成がある。
【００２３】
前記階調補正手段１３は、前記階調パターン入力手段１２により読み取られた内面むら検出パッチの平均濃度と、各濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正し、補正濃度に基づいて階調補正データを生成するように構成されている。
【００２４】
以下、前記階調補正手段１３の処理動作について詳述する。前記階調補正手段１３は、前記階調パターン入力手段１２から階調パターンを受け取ると、受け取った階調パターンのうち、内面むら検出パッチの全画素の平均濃度ＡｖｒＤを算出する。
【００２５】
前記階調補正手段１３は、受け取った階調パターンのうち、濃度パッチの第ｎ段階（本実施形態では１６段階、つまり、ｎは０〜１５の何れかの整数とする）に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度Ｄｎと前記平均濃度ＡｖｒＤの差分ΔＤｎを算出する。
【００２６】
例えば、図３（ｃ）において、濃度パッチの第５段階Ａ５に対応する領域の内面むら検出パッチは、領域Ａ５´のことであり、前記領域Ａ５´における濃度を平均した濃度Ｄ５と前記平均濃度ＡｖｒＤ（つまり図４（ｃ）の内面むら検出パッチの全領域の平均濃度）の差分ΔＤ５を算出する。
【００２７】
前記階調補正手段１３は、前記濃度パッチの各段階について補正を行なう。前記補正は、算出した差分ΔＤｎに基づいて行なう。
【００２８】
前記補正について詳述すると、前記画像処理部４は、各濃度パッチに対する濃度補正値Ｋｎを規定する補正テーブルデータ１４を備え、前記階調補正手段１２は前記補正テーブルデータ１４に基づいて各濃度パッチの検出濃度を補正する。
【００２９】
前記濃度補正値Ｋｎは、前記内面むら検出パッチの濃度で発生している内面むらを、各濃度パッチの濃度で見た場合にどの程度の内面むらに相当するのかを換算する係数で、例えば、多数の出力階調パターンを統計分析した実験によって、図４（ａ）のグラフに示すように、各パッチ濃度に対する所定の値が定められており、前記画像処理部４のＲＯＭには、図４（ａ）のグラフに示すような各濃度パッチと前記各濃度パッチに対する濃度補正値が前記補正テーブルデータ１４として格納されている。
【００３０】
なお、図４（ａ）では、濃度パッチが第五段階のときに、前記濃度補正値Ｋｎ（Ｋ５）が最大値である１．０となっているが、図４（ａ）は一例であり、例えば、前記濃度補正値Ｋｎは、異なる画像形成装置を用いた場合は、図４（ａ）に示すグラフとは異なる値や特性を示す。
【００３１】
前記濃度補正値Ｋｎを用いての補正は、以下のように、各濃度パッチについて、補正前の第ｎ段階の濃度パッチに対応する領域の内面むら検出パッチの濃度Ｄｎに前記濃度補正値Ｋｎを用いた演算を行なうことで、補正濃度Ｄｎ´を算出することで行なう。具体的には、前記差分ΔＤｎが負である場合（前記平均濃度ＡｖｒＤが前記濃度Ｄｎより小さい場合）は前記差分ΔＤｎに前記濃度補正値Ｋｎを乗じた値を前記濃度Ｄｎから減算した値を、補正濃度Ｄｎ´とする。前記差分ΔＤｎが正である場合（前記平均濃度ＡｖｒＤが前記濃度Ｄｎより大きい場合）は前記差分ΔＤｎに前記濃度補正値Ｋｎを乗じた値を前記濃度Ｄｎから加算した値を、前記補正後濃度Ｄｎ´とする。前記差分ΔＤｎが零である場合（前記平均濃度ＡｖｒＤが前記濃度Ｄｎと等しい場合）は前記濃度Ｄｎをそのまま前記補正後濃度Ｄｎ´とする。
【００３２】
前記階調補正手段１３は、以上説明した処理動作を行なうことによって、内面むらによって生じる階調特性の歪を補正する。つまり、図４（ｂ）では、濃度パッチの第ｎ段階に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度Ｄｎと内面むら検出パッチの平均濃度ＡｖｒＤとの間で差分ΔＤｎが生じることによって階調特性の歪Ｃが生じているが、上述した補正を行なうことにより、前記階調特性の歪は是正されて図４（ｃ）に示すような歪のない補正濃度を得ることができる。
【００３３】
そして、前記階調補正手段１３は、算出した補正濃度による階調特性に基づいて階調補正データを生成する。つまり、図６（ａ）の破線に示すような歪のない階調特性に基づいて、図６（ａ）の一点鎖線に示すような歪のない階調補正データを生成する。
【００３４】
以下、本発明による画像形成装置１による階調補正データの生成について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
階調パターン出力手段１１によって形成されて画像形成部６によって用紙に印刷された階調パターンが存在し（Ｓ１）、階調パターン入力手段１２が、画像読取部３によって読み取られた前記階調パターンを受け取って階調補正手段１３に出力すると（Ｓ２）、前記階調補正手段１３は以下の処理動作を行なう。
【００３６】
即ち、前記階調補正手段１３は、前記階調パターンのうちの内面むら検出パッチの全画素の平均濃度を算出した後に（Ｓ３）、各濃度パッチについての検出濃度を補正する（Ｓ４〜Ｓ５）。前記補正は、前記平均濃度と補正を行なう濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度との差分を算出し（Ｓ４）、算出した差分と当該濃度パッチについて定められた濃度補正値とを乗じた値に、当該濃度パッチの形成領域に対応する領域の内面むら検出パッチの濃度を加減算することにより行なわれる（Ｓ５）。
【００３７】
前記階調補正手段１３は、ステップＳ４及びステップＳ５の処理動作を、全ての段階の濃度パッチについて行なう（Ｓ６）。
【００３８】
以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、階調パターン出力手段１１により形成された階調パターンが画像形成部６により用紙に印刷され、階調補正手段１３は画像読取部３によって用紙から読み取られた階調パターンに基づいて階調補正データを生成する構成について説明したが、階調パターンは必ずしも用紙に印刷される必要はない。
【００３９】
例えば、前記階調補正手段１３は、画像形成装置の転写ベルトに転写された階調パターンの濃度を反射型濃度センサにより検出して、前記濃度センサによって検出された階調パターンに基づいて階調補正データを生成する構成であってもよい。
【００４０】
上述の実施形態では、濃度パッチは低濃度から高濃度まで１６段階に分割されて形成される構成について説明したが、前記濃度パッチの分割数は１６段階に限ったものではなく、８段階、３２段階、６４段階等であってもよい。
【００４１】
上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】画像形成装置の外観図
【図２】画像形成装置のブロック構成図
【図３】（ａ）は、モノクロの濃度パッチのみの階調パターンを示し、（ｂ）は、カラーの濃度パッチのみの階調パターンを示し、（ｃ）は、モノクロの濃度パッチと内面むら検出パッチの階調パターンを示し、（ｄ）は、カラーの濃度パッチと内面むら検出パッチの階調パターンを示す説明図
【図４】（ａ）は、各パッチ濃度と濃度補正値の関係を示し、（ｂ）は、第ｎ段階にて歪が生じた場合のスキャナ読み値を示し、（ｃ）は、補正によって歪が解消された場合のスキャナ読み値を示すグラフ
【図５】画像形成装置による階調補正データの生成についての説明に用いるフローチャート
【図６】（ａ）は、階調特性と階調補正データと目標階調特性を示し、（ｂ）は、階調特性に歪を生じた場合の階調特性と階調補正データと目標階調特性を示すグラフ
【符号の説明】
【００４３】
３：画像読取部
４：画像処理部
６：画像形成部
１１：階調パターン出力手段
１２：階調パターン入力手段
１３：階調補正手段
１４：補正テーブルデータ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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