(57)【要約】【課題】記録紙の印刷場所による印刷濃度の違いを正確に補正する。【解決手段】濃度調整用シート１は、記録紙の印刷領域全体を９等分に分割し、分割された９個の各印刷領域１ａ〜１ｉには、各々３４階調の濃度のパッチが印刷される。また、同一濃度のパッチが、各印刷領域１ａ〜１ｉに各々１箇所づつ均等に分散して配置される。濃度むら調整用シート２は、記録紙の印刷領域全体を均一な一定の濃度で印刷する。この濃度むら調整用シート２を複写機のスキャナに読取らせ、上記した濃度調整用シート１の３２４個のパッチと全く同じ位置の３２４箇所のパッチを、濃度むら調整用シート２から切り取って読み取り、３２４箇所の濃度を測定する。濃度調整用シート１と濃度むら調整用シート２を使って測定した出力濃度を設計時の目標濃度と比較し、新たなガンマ曲線を計算し、ガンマ曲線テーブルの内容を書き換える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シートの印刷領域を複数に分割し、分割された各印刷領域に所定範囲の複数の異なる濃度のパッチを配置するとともに、同一濃度のパッチが各印刷領域に配置された濃度調整用シートを印刷する手段と、上記印刷した濃度調整用シートの濃度を各パッチの位置情報と共に読取る手段と、上記読取った同一濃度のパッチの濃度の平均値を求める手段と、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からガンマ曲線を求める手段と、上記ガンマ曲線を使って出力画像の濃度を補正する手段とを備えた画像濃度補正装置を有する画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像濃度補正装置を有する画像形成装置において、記録シートの印刷領域全体を一定の濃度で印刷した濃度むら調整用シートを印刷する手段と、上記印刷した濃度むら調整用シートの濃度を上記濃度調整用シートのパッチ位置に対応して読取る手段と、上記読取った濃度むら調整用シートの濃度からパッチの位置に応じた濃度むらを求める手段と、上記濃度調整用シートから読取ったパッチの濃度を上記濃度むらで補正する手段とを更に備えた画像濃度補正装置を有する画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像濃度補正装置を有する画像形成装置において、上記ガンマ曲線を求める手段は、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からスプライン補間を使って全階調のガンマ曲線を求めることを特徴とする画像濃度補正装置を有する画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置のコンピュータに、記録シートの印刷領域を複数に分割し、分割された各印刷領域に所定範囲の複数の異なる濃度のパッチを配置するとともに、同一濃度のパッチが各印刷領域に配置された濃度調整用シートを印刷する手順と、上記印刷した濃度調整用シートの濃度を各パッチの位置情報と共に読取る手順と、上記読取った同一濃度のパッチの濃度の平均値を求める手順と、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からガンマ曲線を求める手順と、上記ガンマ曲線を使って出力画像の濃度を補正する手順を実行させるためのプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプログラムにおいて、記録シートの印刷領域全体を一定の濃度で印刷した濃度むら調整用シートを印刷する手順と、上記印刷した濃度むら調整用シートの濃度を上記濃度調整用シートのパッチ位置に対応して読取る手順と、上記読取った濃度むら調整用シートの濃度からパッチの位置に応じた濃度むらを求める手順と、上記濃度調整用シートから読取ったパッチの濃度を上記濃度むらで補正する手順を更に実行させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項４に記載のプログラムにおいて、上記ガンマ曲線を求めるため、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からスプライン補間を使って全階調のガンマ曲線を求める手順を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機等の画像形成装置に関し、より詳細には、経時変化等による出力画像の濃度の変動を補正するようにした画像濃度補正装置を有する画像形成装置および画像形成装置のプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置においては、感光体の経時変化や消耗品の交換等により、同じ入力画像データを入力しても出力画像の濃度が徐々に変動する。画像形成装置に入力された画像データと画像形成装置から出力される画像データとの対応関係を決定するための変換を行うガンマ曲線が画像形成装置のメモリには記憶されており、このガンマ曲線を濃度の変動に応じて補正する必要がある。この入力画像濃度に対する出力画像濃度を補正する方法として、原稿画像を読取るスキャナを有する画像形成装置においては、画像形成装置の記憶手段に格納されたテストパターン（濃度調整用シート）を画像形成装置で紙出力し、紙出力したテストパターンをスキャナによって読み取り、読み取ったテストパターンの濃度（出力結果）と画像形成装置の記憶手段に格納されている目標濃度（出力期待値）とを比較し、その差異を吸収するようにガンマ曲線を補正する方法が行われている。
【０００３】
上記した、紙出力したテストパターンをスキャナで読み取るようにした画像補正装置として、濃度が連続的に変化する一個のテストパターンを記録紙の給紙方向と直交する方向に配置することにより、２５６階調の濃度パターンを圧縮して小型化し、一枚のテストパターンで全階調の濃度の補正を行うようにした画像補正装置がある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３１１３６５号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１においては、一枚のテストパターンで全階調の濃度の補正を行うことができる。しかしながら、画像形成装置においては、記録紙の場所によって印刷濃度の違いが発生するため、記録紙のある１箇所で濃度を測定しても、その１箇所の測定データでは、記録紙の場所による濃度の違いを反映した正確な濃度補正ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、第１の目的は、記録紙の印刷場所による印刷濃度の違いを正確に補正できるようにすることである。
第２の目的は、濃度むらを加味した正確な濃度補正を行うようにすることである。
第３の目的は、一枚の濃度調整用シートで全階調のガンマ曲線を得るようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、記録シートの印刷領域を複数に分割し、分割された各印刷領域に所定範囲の複数の異なる濃度のパッチを配置するとともに、同一濃度のパッチが各印刷領域に配置された濃度調整用シートを印刷する手段と、上記印刷した濃度調整用シートの濃度を各パッチの位置情報と共に読取る手段と、上記読取った同一濃度のパッチの濃度の平均値を求める手段と、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からガンマ曲線を求める手段と、上記ガンマ曲線を使って出力画像の濃度を補正する手段とを備えた画像濃度補正装置を有する画像形成装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像濃度補正装置を有する画像形成装置において、記録シートの印刷領域全体を一定の濃度で印刷した濃度むら調整用シートを印刷する手段と、上記印刷した濃度むら調整用シートの濃度を上記濃度調整用シートのパッチ位置に対応して読取る手段と、上記読取った濃度むら調整用シートの濃度からパッチの位置に応じた濃度むらを求める手段と、上記濃度調整用シートから読取ったパッチの濃度を上記濃度むらで補正する手段とを更に備えた画像濃度補正装置を有する画像形成装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の画像濃度補正装置を有する画像形成装置において、上記ガンマ曲線を求める手段は、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からスプライン補間を使って全階調のガンマ曲線を求めることを特徴とする画像濃度補正装置を有する画像形成装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、画像形成装置のコンピュータに、記録シートの印刷領域を複数に分割し、分割された各印刷領域に所定範囲の複数の異なる濃度のパッチを配置するとともに、同一濃度のパッチが各印刷領域に配置された濃度調整用シートを印刷する手順と、上記印刷した濃度調整用シートの濃度を各パッチの位置情報と共に読取る手順と、上記読取った同一濃度のパッチの濃度の平均値を求める手順と、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からガンマ曲線を求める手順と、上記ガンマ曲線を使って出力画像の濃度を補正する手順を実行させるためのプログラムである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載のプログラムにおいて、記録シートの印刷領域全体を一定の濃度で印刷した濃度むら調整用シートを印刷する手順と、上記印刷した濃度むら調整用シートの濃度を上記濃度調整用シートのパッチ位置に対応して読取る手順と、上記読取った濃度むら調整用シートの濃度からパッチの位置に応じた濃度むらを求める手順と、上記濃度調整用シートから読取ったパッチの濃度を上記濃度むらで補正する手順を更に実行させるためのプログラムである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項４に記載のプログラムにおいて、上記ガンマ曲線を求めるため、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からスプライン補間を使って全階調のガンマ曲線を求める手順を実行させるためのプログラムである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を複写機に適用した例について説明する。図１は複写機のコピー機能（出力機能）を使用して記録紙に印刷される濃度調整用シート（テストパターン）の一例を示すものである。図１に示すように、記録紙に印刷される濃度調整用シート１は、記録紙の印刷領域全体を９等分に分割し、分割された９個の各印刷領域１ａ〜１ｉには、各々３４階調（各印刷領域１ａ〜１ｉに配置された３６個のパッチのうち、白と黒が各々２箇所づつ有るため３４階調となる）の濃度のパッチが印刷されている。図２が９個の各印刷領域１ａ〜１ｉのうちの一つの印刷領域１ｆを拡大して表示したものであり、４列９行で３６個のパッチが配置されている。従って、濃度調整用シート１全体では、１２列２７行で３２４個のパッチが配置されている。また、同一濃度のパッチが、各印刷領域１ａ〜１ｉに各々１箇所づつ配置され、印刷領域全体に同一濃度のパッチ９個が均等に分散して配置されている。例えば図１に示すように、記号Ａで示すパッチが同一濃度のパッチであり、９個の各印刷領域１ａ〜１ｉに各々１箇所配置され、印刷領域全体に同一濃度のパッチＡが均等に分散して配置されている。すなわち、同一の入力濃度で印刷しても、記録紙の場所によって出力濃度の違いが発生するため、印刷領域全体に均等に分散して配置された９個の同一濃度のパッチの出力濃度を測定し、その平均値を求めることにより、記録紙内の場所による出力濃度の違いを吸収した濃度の測定を行うことが可能となる。また、各パッチの位置情報とパッチの濃度を合わせて読取ることにより、後記する濃度むら調整シートで測定した濃度むらの測定結果を濃度の補正に反映することができる。
【００１４】
図３は複写機のコピー機能（出力機能）を使用して記録紙に出力される濃度むら調整用シート（テストパターン）の一例を示すものである。図３に示すように、記録紙に印刷される濃度むら調整用シート２は、記録紙の印刷領域全体を均一な一定の濃度で印刷している。濃度むらを最大限に検出するためには、濃度むら調整用シート２の濃度は、３４階調の濃度の中間の濃度に設定することが望ましい。この濃度むら調整用シート２を複写機のスキャナ（画像読み取り機能）に読取らせ、上記した濃度調整用シート１の３２４個のパッチと全く同じ位置の３２４箇所のパッチを、濃度むら調整用シート２から切り取って読み取り、３２４箇所の濃度を測定する（図６参照）。このようにして、各パッチの位置情報とパッチの濃度を合わせて読取ることにより、記録紙の位置による濃度むらの値を測定することができる。すなわち、記録紙の印刷領域全体を一定の濃度で印刷しても、濃度むらが発生して記録紙の場所によって出力濃度が異なる。一般に給紙方向と平行な方向（副走査方向）には、感光体ドラムの回転むら等によりページ毎に濃度むらに変動があるため、濃度補正の対象とすることが難しいため、この実施形態では給紙方向と直交する方向（主走査方向）について濃度むらの補正を行う。
【００１５】
上記した濃度調整用シート１及び濃度むら調整用シート２を複写機のスキャナで１ビットデータとして読取り、パッチ（３２４個）毎にその位置と濃度データを読取る。例えば、図４がある１箇所のパッチの部分の濃度を読取ったデータである。図４のデータでは、６５５３６ピクセル（２５６×２５６ピクセル）中に黒（ＯＮ）が９９０４ピクセル有るので、このパッチの部分の濃度は０．１５１（９９０４／６５５３６）となる。図５は濃度調整用シート１の濃度を複写機のスキャナで読み取った濃度データを示し、黒のピクセル数、濃度、濃度データとして異常値か否かの判定結果を示す。図５のデータは、印刷領域１ａ〜１ｉに各々１箇所づつ配置された同一濃度のパッチ９個の濃度測定結果を示すものであり、記録紙の印刷領域全体で３４階調有る濃度のうち、ある一種類の階調の濃度のパッチを測定したデータである。
【００１６】
同一の入力濃度で印刷しても、偶発的な要因等により異常な印刷濃度になることがある。また、スキャナでの読み取り時にも、偶発的な要因等により異常な読み取り値を得ることがある。本発明の実施形態では、このような異常値が発生することを考慮し、測定した濃度データから異常と判断できる値については、濃度補正用データとしては扱わない処理を行うことにより、より正確な濃度補正を行うことを可能にしている。すなわち、図５の実施形態では、９個の濃度測定データ＃１から＃９の平均値が０．１５５、標準偏差が０．００９であるが、平均値±（標準偏差の１．５倍）に入る濃度データについては濃度データとして採用し、それを越えるデータについては異常値として濃度データとしては採用しないようにしている。図５では、最小値０．１４１から最大値０．１６８の範囲のデータを正常値とし、この範囲から外れた＃３と＃６の濃度データを異常値とし、この２個のデータを濃度データから削除し、残りの７個のデータを濃度補正用のデータとして採用し、７個のデータの平均値からガンマ曲線を得る。異常値とする値を標準偏差の何倍にするかは、複写機のコピー機能、スキャナ機能の性能に応じて変更すれば良い。
【００１７】
図７は濃度むら調整用シート２の濃度測定結果を示す。濃度むら調整用シート２から３２４箇所（１２列２７行）のパッチを切り取って（図６参照）読み取り、３２４箇所の濃度を測定し、給紙方向と平行な方向の１２個の濃度を平均して、給紙方向と直交する方向（主走査方向）の２７個の濃度データとして表示したものである。図７に示す２７個の濃度の測定値を式１とする。
【数１】
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【００１８】
これら２７個の濃度の測定値の平均値をＸａ、標準偏差をＳとすると、式２が各濃度の測定値の標準測度（濃度のむら）となる。
【数２】
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【００１９】
各濃度の測定値の標準測度Ｙｉから、式３によって、給紙方向と直交する方向の濃度の平均値が求まるので、図５の濃度調整用シート１の測定結果のうち、異常値の＃３と＃６の濃度データを除いた７個のデータの濃度と、その濃度の給紙方向と直交する方向の位置（ｉ）から、平均値Ｘａを７個のデータについて各々求める。この７個の平均値Ｘａを平均すれば、濃度むらを考慮した入力濃度に対する出力濃度が得られる。
【数３】
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【００２０】
濃度調整用シート１は３４階調分の濃度のパッチが印刷されているので、３４階調分の入力濃度に対する濃度むらを考慮した出力濃度が得られる。画像形成装置において、画像形成装置に入力された画像データと、この入力された画像データに対応して画像形成装置から出力される画像データとの対応関係を示す曲線がガンマ曲線であり、画像形成装置内部のメモリに対応表（テーブル）の形で格納されている。画像形成装置は経時変化等により徐々に濃度の変動が生じるので、この濃度の変動を上記ガンマ曲線を調整することによって設計時の目標値に合わせる。このために、上記した濃度調整用シート１と濃度むら調整用シート２を使って測定した出力濃度を設計時の目標濃度と比較し、新たなガンマ曲線を計算し、ガンマ曲線テーブルの内容を書き換える。実際のガンマ曲線では全階調（２５６階調）分の濃度データが必要であるが、この実施形態では少ない階調（３４階調）のデータから全階調（２５６階調）分のガンマ曲線を得るために、３４階調の間の３３区間をスプライン補間する。これによって、一回の濃度データの測定で全階調分のガンマ曲線が得られるため、濃度調整用シート１の印刷及び読み取りが一回で済む。
【００２１】
図８及び図９に画像濃度を補正する処理フローを示す。図８に示すように、３４階調の濃度の濃度調整用シート１を複写機のコピー機能を使って印刷する（Ｓ１０２）。次に印刷領域全体が均一な濃度の濃度むら調整用シート２を複写機のコピー機能を使って印刷する（Ｓ１０３）。印刷した濃度調整用シート１及び濃度むら調整用シート２を複写機のスキャナで１ビットデータとして読取り、３２４個のパッチ毎にその位置と濃度データを取得する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。濃度調整用シート１の濃度測定結果から異常値を削除し、異常値を削除した正常値に対して、濃度むら調整用シート２の濃度むら測定結果を付加することにより、濃度むらを考慮した３４階調分の出力濃度が得られる。３４階調分の出力濃度をスプライン補間することにより、全階調（２５６階調）分のガンマ曲線を計算する（Ｓ１０６）。このガンマ曲線は、濃度調整用シート１及び濃度むら調整用シート２を印刷した時点でのガンマ曲線となり、計算したガンマ曲線を複写機のメモリに日時と共に記憶する（Ｓ１０７）。複写機では経時変化により徐々に濃度の変動が発生する。また、消耗品の交換等により濃度の変動が発生する。本発明の実施形態では、定期的、または消耗品交換等の任意の時点での濃度の変動を上記した方法で測定して、その日時と共にガンマ曲線を登録することにより、複写機でのコピーの際に、任意の時点でのガンマ曲線を選択して画像をコピーすることができる。
【００２２】
図９に示すように、複写機のコピー操作画面、またはネットワークで接続されたコンピュータからの操作により複写機で印刷を行うが、最初に印刷枚数、印刷ページ等の通常の印刷の設定を行う（Ｓ２０２）。本発明の実施形態では、定期的、または消耗品交換等の任意の時点での濃度の変動を図８の処理フローで測定して、その日時と共にガンマ曲線が時系列的に複数登録されており、複写機でのコピーの際に、任意の時点でのガンマ曲線を選択して画像をコピーすることができる。すなわち、徐々に変動している濃度を突然変更すると、急激に画質が変わってしまうため、ユーザーにとって不都合が生じる場合がある。本発明の実施形態では、現状のままのガンマ曲線で印刷するか、ガンマ曲線を変更するかを選択（Ｓ２０３）することができる。現状のままのガンマ曲線で印刷する場合（Ｓ２０３、ＮＯ）には、現状のままのガンマ曲線が選択されて印刷ジョブが作成され（Ｓ２０６）、印刷が行われる（Ｓ２０７）。ガンマ曲線を変更する場合（Ｓ２０３、ＹＥＳ）には、登録された複数のガンマ曲線の中からユーザーが任意のガンマ曲線を選択し（Ｓ２０４）、選択したガンマ曲線を印刷ジョブに適用して（Ｓ２０５）印刷ジョブを作成し（Ｓ２０６）、印刷を行うことが出来る（Ｓ２０７）。
【００２３】
本発明の実施形態においては、画像形成装置のコンピュータに、記録シートの印刷領域を複数に分割し、分割された各印刷領域に所定範囲の複数の異なる濃度のパッチを配置するとともに、同一濃度のパッチが各印刷領域に配置された濃度調整用シートを印刷する手順と、上記印刷した濃度調整用シートの濃度を各パッチの位置情報と共に読取る手順と、上記読取った同一濃度のパッチの濃度の平均値を求める手順と、上記同一濃度のパッチの濃度の平均値からガンマ曲線を求める手順と、上記ガンマ曲線を使って出力画像の濃度を補正する手順を実行させることにより、本発明の画像濃度補正動作を行わせる。
この動作に加え、さらに、画像形成装置のコンピュータに、記録シートの印刷領域全体を一定の濃度で印刷した濃度むら調整用シートを印刷する手順と、上記印刷した濃度むら調整用シートの濃度を上記濃度調整用シートのパッチ位置に対応して読取る手順と、上記読取った濃度むら調整用シートの濃度からパッチの位置に応じた濃度むらを求める手順と、上記濃度調整用シートから読取ったパッチの濃度を上記濃度むらで補正する手順を実行させるか又は、画像形成装置のコンピュータに、上記ガンマ曲線を求める手順として、同一濃度のパッチの濃度の平均値からスプライン補間を使って全階調のガンマ曲線を求める手順を実行させることにより、本発明の動作を行わせる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１、４に対応する効果：記録紙の印刷領域を複数に分割し、分割された各印刷領域に配置された同一濃度のパッチを読み取り、各印刷領域の同一濃度のパッチの平均値からガンマ曲線を求めるので、記録紙の印刷場所による印刷濃度の違いを反映した正確な濃度補正を行うことができる。
請求項２、５に対応する効果：印刷領域全体を一定の濃度で印刷した濃度むら調整用シートを読取り、濃度調整用シートの各パッチの位置に応じた濃度むらを求めて、濃度調整用シートから読取った濃度をこの濃度むらで補正するので、濃度むらを反映したより正確な濃度補正を行うことができる。
請求項３、６に対応する効果：限られた階調の濃度のパッチが配置された濃度調整用シートから、スプライン補間を使って全階調のガンマ曲線を求めることができるので、少ない枚数の濃度調整用シートの印刷と読み取りで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は濃度調整用シートを示す平面図である。
【図２】図２は図１の濃度調整用シートの分割された印刷領域の一つを示す平面図である。
【図３】図３は濃度むら調整用シートを示す平面図である。
【図４】図４はあるパッチの濃度読み取りデータである。
【図５】図５は濃度調整用シート１の同一濃度のパッチ９個の濃度測定結果を示すデータである。
【図６】図６は濃度むら調整用シート２から３２４箇所のパッチを切り取って読み取った状態を示す説明図である。
【図７】図７は濃度むら調整用シートの給紙方向と直交する方向（主走査方向）の２７個の濃度データである。
【図８】図８は濃度調整の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は濃度調整の処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１…濃度調整用シート、１ａ〜１ｉ…分割された印刷領域、２…濃度むら調整用シート、Ａ…同一濃度のパッチ。
【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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