(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像処理装置において、
原稿を読み取り、第１の画像データを発生する読み取り手段と、
外部装置より第２の画像データを受信する受信手段と、
階調補正用の基準パターンデータを発生する発生手段と、
前記第１または第２の画像データまたは前記基準パターンデータに基づいて記録媒体に画像を記録する記録手段と、
前記記録手段により前記基準パターンデータに基づく基準パターン画像が記録された記録媒体を、前記読み取り手段を用いて読み取って、前記基準パターン画像の濃度を検出する第１の濃度検出手段と、
前記記録手段の内部に設けられ、前記基準パターン画像の濃度を検出する第２の濃度検出手段と、
前記第１の濃度検出手段で検出した濃度に基づいて、前記第１の画像データに対する記録条件を設定する第１のキャリブレーション手段と、
前記第２の濃度検出手段で検出した濃度に基づいて、前記第２の画像データに対する記録条件を設定する第２のキャリブレーション手段と、
前記受信手段で受信した画像データに対してディザ処理を行うディザ手段と、
を備え、
前記第２のキャリブレーション手段は前記基準パターンデータを前記ディザ手段で処理し、前記ディザ手段で処理した基準パターンデータの解像度は前記読み取り手段で読み取った画像を前記記録手段で記録するときの解像度よりも低いことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第２の濃度検出手段は、前記記録手段が備える感光体上に記録された基準パターン画像の濃度を検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のキャリブレーション手段は、それぞれ前記第１及び第２の画像データが表わす画像の濃度調整を行う第１及び第２の濃度調整手段を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の濃度調整手段は、ルックアップテーブルで構成されることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１のキャリブレーション手段の実行時の基準パターン画像と前記第２のキャリブレーション手段の実行時の基準パターン画像とは異なる画像であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
原稿読み取り部で読み取られた原稿に基づいて像形成を行う複写モードと、外部から受信した画像データに基づいて像形成を行うプリンタモードを備える電子写真方式の画像形成装置であって、
階調補正用の第１及び第２の基準パターンデータを発生する発生手段と、
画像データに対してディザ処理を行うディザ手段と、
前記発生手段により発生した前記第１の基準パターンデータに基づいて記録紙に形成された第１の基準パターン画像の濃度を測定し、前記複写モード用の階調補正データを作成する第１の階調補正データ作成手段と、
前記発生手段により発生した前記第２の基準パターンデータを前記ディザ手段で処理した後のデータに基づいて感光体に形成された第２の基準パターン画像の濃度を測定し、前記プリンタモード用の階調補正データを作成する第２の階調補正データ作成手段と、
を備え、
前記第２の基準パターンデータを前記ディザ手段で処理した後のデータの解像度は前記複写モードで像形成される画像の解像度よりも低いことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、入力画像データに対する記録条件を最適化する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル画像信号に基づいて原画像を再現する画像処理装置においては、高品位な画像を再現すべく、その原画像の再現に先立って、自装置が備えるプリンタ部による画像処理条件を調整（キャリブレーション）する技術が提案されている。この技術の一例を簡単に述べれば、キャリブレーションモードにおいて、プリンタ部は、記録紙等の記録媒体上に所定のテストパターンを形成する。次に、オペレータは、記録媒体上に形成されたテストパターンを、画像処理装置が備えるリーダ部によって読み取らせる。そして、画像処理装置は、読み取ったテストパターンの情報に基づいて、当該画像処理装置による階調補正等の画像処理条件を最適な状態に調整する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した技術においては、原画像の画像データを、リーダ部によって入手する場合には最適な画像処理条件を設定できるが、再現すべき画像データを、リーダ部を介さずに外部装置から入手する画像処理装置においては、キャリブレーションに先立って外部装置から画像データが入力されてしまうと、必ずしも、その入力された画像データに対して最適な出力画像を再現できるとは限らない。
【０００４】
そこで、本発明は、記録すべき画像データに応じて記録条件を最適化する画像処理装置及び画像処理方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を特徴とする。
【０００６】
上記目的を達成するため本発明に係る装置は、電子写真方式の画像形成装置であって、原稿を読み取り、第１の画像データを発生する読み取り手段と、外部装置より第２の画像データを受信する受信手段と、階調補正用の基準パターンデータを発生する発生手段と、前記第１または第２の画像データまたは前記基準パターンデータに基づいて記録媒体に画像を記録する記録手段と、前記記録手段により前記基準パターンデータに基づく基準パターン画像が記録された記録媒体を、前記読み取り手段を用いて読み取って、前記基準パターン画像の濃度を検出する第１の濃度検出手段と、前記記録手段の内部に設けられ、前記基準パターン画像の濃度を検出する第２の濃度検出手段と、前記第１の濃度検出手段で検出した濃度に基づいて、前記第１の画像データに対する記録条件を設定する第１のキャリブレーション手段と、前記第２の濃度検出手段で検出した濃度に基づいて、前記第２の画像データに対する記録条件を設定する第２のキャリブレーション手段と、前記受信手段で受信した画像データに対してディザ処理を行うディザ手段と、を備え、前記第２のキャリブレーション手段は前記基準パターンデータを前記ディザ手段で処理し、前記ディザ手段で処理した基準パターンデータの解像度は前記読み取り手段で読み取った画像を前記記録手段で記録するときの解像度よりも低いことを特徴とする。
【０００９】
または、上記の目的を達成するため、本発明の画像処理方法は以下の構成を特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため本発明に係る他の装置は、原稿読み取り部で読み取られた原稿に基づいて像形成を行う複写モードと、外部から受信した画像データに基づいて像形成を行うプリンタモードを備える電子写真方式の画像形成装置であって、階調補正用の第１及び第２の基準パターンデータを発生する発生手段と、画像データに対してディザ処理を行うディザ手段と、前記発生手段により発生した前記第１の基準パターンデータに基づいて記録紙に形成された第１の基準パターン画像の濃度を測定し、前記複写モード用の階調補正データを作成する第１の階調補正データ作成手段と、前記発生手段により発生した前記第２の基準パターンデータを前記ディザ手段で処理した後のデータに基づいて感光体に形成された第２の基準パターン画像の濃度を測定し、前記プリンタモード用の階調補正データを作成する第２の階調補正データ作成手段と、を備え、前記第２の基準パターンデータを前記ディザ手段で処理した後のデータの解像度は前記複写モードで像形成される画像の解像度よりも低いことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、代表的な画像処理装置であるフルカラーデジタル複写機（以下、カラー複写機）に適用し、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、カラー複写機の構成及び動作を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態としてのカラー複写機の全体の概略構成を示す図である。
【００１３】
図中、カラー複写機は、原画像を読み取るリーダ部Ａと、そのリーダ部Ａにより得られた画像データに基づいて、記録媒体である記録紙に原画像を再現（記録）するプリンタ部Ｂとを備えている。
【００１４】
リーダ部Ａにおいて、原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０１は、光源１０３によって照射される。原稿１０１からの反射光は、光学系１０４を介してＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５には、３列に配置された不図示のレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のＣＣＤラインセンサが備えられており、それらのラインセンサ群によって光学系１０４から入射した光から、レッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。また、光源１０３、光学系１０４、そしてＣＣＤセンサ１０５は、原稿１０１の画像のライン単位の色成分画像信号を入手すべく、上記の動作を行いながら同図の矢印で示す方向に所定の速度で移動する。
【００１５】
原稿台ガラス１０２上には、原稿１０１の辺を当接して原稿１０１が斜めに置かれるのを防ぐための位置決め部材１０７と、ＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定し、ＣＣＤセンサ１０５のスラスト（アレイ）方向のシェーディング補正を行うための基準白色板１０６が配置されている。
【００１６】
ＣＣＤセンサ１０５から出力された画像信号は、画像処理部１０８で所定の画像処理が施された後、プリンタ部Ｂのプリンタ制御部１０９ヘ入力される。ここで、画像処理部１０８の動作を図２を参照して説明する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態としての画像処理部１０８のブロック構成図である。
【００１８】
図中、ＣＰＵ２１４は、ＲＯＭ２１６等に予め格納されたプログラムに従って、以下の各構成を含むリーダ部Ａ全体の制御を行う。ＲＡＭ２１５は、ＣＰＵ２１４によりワークエリアとして利用され、ＲＯＭ２１６には制御プログラムや画像処理パラメータ等も格納されている。操作部２１７は、不図示のキーボードやタッチパネル、並びに液晶表示器等の表示器２１８を有し、オペレータによる指示をＣＰＵ２１４ヘ伝えたり、ＣＰＵ２１４によってカラー複写機の動作モードや状態の表示を行う。
【００１９】
また、アドレスカウンタ２１２は、クロック発生部２１１で発生された１画素単位のクロックＣＬＫを計数して、１ラインの画素アドレスを表す主走査アドレス信号を出力する。デコーダ２１３は、アドレスカウンタ２１２から出力された主走査アドレス信号をデコードすると共に、ライン単位にＣＣＤセンサ１０５を駆動するシフトパルスやリセットパルス等の信号２１９、ＣＣＤセンサ１０５から出力された１ライン分の信号中の有効区間を表す信号ＶＥ、並びにライン同期信号ＨＳＹＮＣを出力する。また、アドレスカウンタ２１２は、デコーダ２１３から出力されたライン同期信号ＨＳＹＮＣによってクリアされて、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００２０】
ＣＣＤセンサ１０５から出力されたＲＧＢのアナログ画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力されてゲインやオフセットが調整された後、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０２で、各色成分毎に、例えば８ビットのＲＧＢディジタル画像データに変換される。そして、Ａ／Ｄ変換部２０２から出力されたＲＧＢディジタル画像データには、シェーディング補正部２０３にて、基準白色板１０６を読取って得られた信号を用いる公知のシェーディング補正が色毎に施される。
【００２１】
ラインディレイ部２０４は、シェーディング補正部２０３から出力された画像データに含まれている空間的ずれを補正する。この空間的ずれは、ＣＣＤセンサ１０５が有するＲＧＢの各ラインセンサが、副走査方向に、互いに所定の距離を隔てて配置されていることにより生じたものである。具体的には、Ｂ色成分信号を基準として、Ｒ及びＧの各色成分の画像データを副走査方向にライン遅延し、３色の色成分信号の位相を同期させる。
【００２２】
入力マスキング部２０５は、ラインディレイ部２０４から出力された画像データの色空間を、式（１）のマトリクス演算により、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。つまり、ＣＣＤセンサ１０５から出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これをＮＴＳＣの標準色空間に変換する。
【００２３】
入力インタフェース２５０には、必要に応じて、当該カラー複写機をプリンタとして使用する場合に、コンピュータ等の不図示の外部装置から画像データが入力される。
【００２４】
【数１】
0003969800.tif 000002
【００２５】
ＬＯＧ変換部２０６は、例えば、ＲＯＭ等からなるルックアップテーブルで構成され、入力マスキング部２０５から出力されたＲＧＢ輝度データを、Ｃ（シアン），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各濃度データに変換する。ライン遅延メモリ２０７は、不図示の黒文字判定部が入力マスキング部２０５の出力から制御信号ＵＣＲ，ＦＩＬＴＥＲ，ＳＥＮ等を生成する期間（ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部２０６から出力された画像信号を遅延する。
【００２６】
尚、制御信号ＵＣＲは、マスキング・ＵＣＲ部２０８を制御する制御信号である。また、制御信号ＦＩＬＴＥＲは、出力フィルタ２１０がエッジ強調を行うために使用する制御信号である。また、制御信号ＳＥＮは、黒文字判定部（不図示）が黒文字と判定した場合に、解像度を上げるために使用する制御信号である。
【００２７】
マスキング・ＵＣＲ部２０８は、ライン遅延メモリ２０７から出力された画像データから黒成分信号Ｋを抽出する。更に、マスキング・ＵＣＲ部２０８は、プリンタ部Ｂの記録色材としてのトナーの色濁りを補正するマトリクス演算を、ＹＭＣＫの画像データに施して、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの面順次に、例えば８ビットの色成分画像データを出力する。尚、マトリクス演算に使用するマトリクス係数は、ＣＰＵ２１４によって設定されるものである。
【００２８】
ガンマ補正部２０９は、マスキング・ＵＣＲ部２０８から出力されたＭＣＹＫの面順次の画像データに濃度補正を施すことにより、当該画像データをプリンタ部Ｂに最適な階調特性に調整する。
【００２９】
出力フィルタ（空間フィルタ処理部）２１０は、ＣＰＵ２１４からの制御信号に従って、ガンマ補正部２０９から出力された画像データにエッジ強調又はスムージング処理を施す。
【００３０】
また、濃度変換部２２０は、詳細は後述するが、ラインディレイ部２０４から出力されたＲＧＢ画像データを、光学濃度に換算するものである。
【００３１】
図３は、本発明の一実施形態としての画像処理部１０８における各制御信号のタイミングチャートである。
【００３２】
図中、信号ＶＳＹＮＣは、ＣＣＤセンサ１０５から出力された１ライン分の画像信号中の副走査方向の有効区間を表わす信号であり、同信号が‘１’の区間においてリーダ部Ａによる画像読み取り（スキャン）が行われ、順次、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの画像信号が形成される。また、信号ＶＥは、ＣＣＤセンサ１０５から出力された１ライン分の信号中の主走査方向の有効区間を表す信号であり、同信号が‘１’の区間において主走査の開始タイミング（つまり信号ＨＳＹＮＣが‘１’から‘０’ヘ立ち下がるタイミング）が採られるほか、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。信号ＣＬＫは、画素同期信号であり、同信号が‘０’から‘１’ヘ立ち上がるタイミングで画像データが転送される。
【００３３】
上述した各ブロックにおいて処理されたＭＣＹＫ面順次の色成分画像データは、プリンタ部ＢにてＰＷＭ（パルス幅変調）が施され、その変調されたパルス信号に基づいて記録媒体への濃度記録が行われる。ここで、図４と図１を用いてプリンタ部Ｂの説明を行う。
【００３４】
図４は、本発明の一実施形態としてのプリンタ制御部１０９のブロック構成図である。
【００３５】
リーダ部Ａからプリンタ制御部１０９へ入力された画像データは、パルス幅変調器（ＰＷＭ）２６により、画像データに応じたパルス信号に変換される。そひて、ＰＷＭ２６から出力されたパルス信号は、レーザ光源１１０を駆動するレーザドライバ２７ヘ入力される。ＰＷＭ２６からのパルス信号に応じてレーザ光源１１０から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー１及びミラー２により進路を変えられ、感光ドラム４上を主走査方向に走査する。このとき、感光ドラム４は図１に示す矢印の方向に所定の速度で回転しており、また、感光ドラム４は、１次帯電器８により一様に帯電されるため、感光ドラム４上をレーザ光が走査することにより、感光ドラム４上に静電潜像が形成される。
【００３６】
感光ドラム４上に形成された潜像は、ＭＣＹＫの色ごとに順次、現像器３によりトナー像に現像される。本実施形態では、現像方式として２成分系を用いて、感光体ドラム４の周囲にその回転方向の上流からブラック，イエロー，シアン，マゼンタの順で各色の現像器３が配置されている。これらの現像器３は、プリンタ制御部１０９の制御により、再現すべき形成色に応じて何れかが、感光ドラム４に接触し、感光ドラム４上に形成された静電潜像をトナー像に現像する。
【００３７】
現像器３の下流側には、感光ドラム４に付着したトナーを光学的に検知するセンサ１０が配置される。
【００３８】
一方、記録紙カセット等から供給された記録紙６が巻き付いた転写ドラム５は、各形成色ごとに１回転して、感光ドラム４上のトナー像が記録紙６に転写される。従って、合計４回転すると４色のトナー像が重なった状態で転写されることになる。
【００３９】
転写が終了した記録紙６は、転写ドラム５から分離された後、一対の定着ローラ７によって記録紙６上にトナー像が定着され、フルカラー画像のプリントが完成する。
【００４０】
更に、図４のプリンタエンジン部１００には、感光ドラム４の潜像形成位置の上流側に、表面電位センサ１２と、当該カラー複写機内の空気に含まれる水分量を測定する環境センサ３３が備えられている。詳細は後述するが、プリンタ制御部１０９は、表面電位センサ１２の出力信号によって感光ドラム４の帯電状態を検知し、１次帯電器８のグリッド電位および現像器３の現像バイアスを制御する。また、図１に示すように、１次帯電器８の上流にはクリーナ９が配置され、転写されずに感光体ドラム４上に残ったトナーをクリーニングする。
【００４１】
プリンタ制御部１０９において、ＣＰＵ２８は、ＲＯＭ３０等に予め格納されたプログラムに従って、プリンタエンジン部１００と以下の各構成を含むプリンタＢ全体の制御を行うほか、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４と通信を行い、協同してコピー等の動作を行う。ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ２８によりワークエリアとして利用され、ＲＯＭ３０には制御プログラムのほかに制御パラメータ等も格納されている。また、ＲＯＭ３０は、所定のテストパターンに相当するデータが予め格納されているテストパターン記憶領域３０ａを含んでいる（詳細は後述する）。更に、ＲＡＭ３２は、バッテリ等によりバックアップされている領域３２ａを含んでおり、画像形成パラメータが保持されている。
【００４２】
ルックアップテーブル（ＬＵＴ）２５は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるためのもので、例えばＲＡＭ等で構成され、そのテーブルのデータの内容は、操作部２１７からオペレータの指示により開始されるキャリブレーションモードにおいてＣＰＵ２８によって設定される（詳細は後述する）。パターンジェネレータ２９は、キャリブレーションモードにおいて、テストパターン記憶領域３０ａに格納されている所定のテストパターンに相当するデータに基づいて、後述するテストプリントをプリントアウトするための画像データをＰＷＭ２６に出力する。
【００４３】
図５は、本発明の一実施形態としてのＬＵＴ２５による階調補正を説明するためのブロック構成図である。
【００４４】
同図において、ＣＣＤ１０５から出力された原稿画像の輝度データは、図２を参照して上述したように、画像処理部１０８によって面順次の濃度データに変換される。この濃度データは、例えば、工場出荷時等の初期設定時のプリンタＢのガンマ特性に応じて補正された画像データである。そして、画像処理部１０８から出力された画像データは、ＬＵＴ２５に入力される。
【００４５】
ＬＵＴ２５は、原画像の濃度と出力画像の濃度とが一致するように、画像処理部１０８から入力された画像データの濃度特性を変換する。ＬＵＴ２５から出力された画像データは、ＰＷＭ２６ヘ入力される。
【００４６】
図５において、プリンタ部Ｂは、複写機として使用される場合にリーダ部Ａで読み取った画像データを扱うラインと、プリンタとして外部装置（ＰＣ２６１）からの画像データを扱うラインとの２系統の画像データの入力ラインを有する。複写機として使用される場合、リーダ部Ａで読み取った画像データは、画像処理部１０８からプリンタ部Ｂ内のＬＵＴ回路２５に送られる。リーダ部ＡからＬＵＴ回路２５に画像データを送る場合、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４は、画像データを送る前に、ＣＰＵ２８に対してプリンタＢの画像形成シーケンスの起動をリクエストする信号を送信する。
【００４７】
プリンタＢは、リーダ部Ａから画像形成シーケンスの起動リクエスト信号を受けたときに、既に別のジョブを実行している場合にはそのリクエストを拒絶できるようになっているため、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４は、ＣＰＵ２８から許可信号が送出されるまで待機する。
【００４８】
ＬＵＴ２５で階調変換された画像データは、ＰＷＭ２６回路により変調され、レーザドライバ２７に送られるが、前述したように、階調画像部においては２００ｌｐｉで画像形成される。
【００４９】
プリンタとして使用される場合、ＰＣ２６１から送出された画像データは、コントローラボード２６２及びインタフェース２５０を介してＬＵＴ２５ｂに送られる入力ラインを通る。この場合、コントローラボード２６２においても、画像処理部１０８と同様に、プリンタＢの画像形成シーケンスの起動リクエスト信号をＣＰＵ２８に送信し、プリンタＢがビジー状態でないことを確認した後でＰＣ２６１から受信した画像データをＬＵＴ２５ｂに送る。コントローラボード２６２は、ＣＰＵ２８がビジー状態でないことを確認すると、ＣＰＵ２８に画像形成シーケンスの起動を命令する。これにより、プリンタ部Ｂは、コントローラボード２６２からの画像データを受信しながら画像形成を行う。
【００５０】
ＬＵＴ２５ｂで階調変換された画像データは、ディザ回路２６３を介してレーザドライバ２７に渡される。
【００５１】
図６は、本発明の一実施形態としてのカラー複写機により、原画像が再現されるまでの各工程における特性を説明する図である。
【００５２】
図中、第１領域は、原稿濃度を濃度信号に変換するリーダ部Ａの読み取り特性を示す。第２領域は、リーダ部Ａからの濃度信号の濃度特性を変換するＬＵＴ２５の変換特性を示す。第３領域は、レーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタ部Ｂの記録特性を示す。そして、第４領域は、原画像の原稿濃度と、プリンタ部Ｂによる出力画像の濃度の関係を示しており、当該カラー複写機の階調再現特性を示している。尚、階調数は、８ビットのディジタル処理をしているので、２５６階調である。また、原稿濃度と出力画像の濃度は、市販の濃度計による測定値である。
【００５３】
本実施形態では、第４領域に示す階調再現特性を略リニアな特性にするために、第３領域に示すプリンタ部Ｂの記録特性が非線形な部分を、第２領域のＬＵＴ２５の変換特性によって補正する。尚、ＬＵＴ２５の変換特性は、後述する演算結果により設定される。
【００５４】
＜階調補正制御＞
次に、当該カラー複写機が行う２種類の階調補正制御について説明する。これらの階調補正制御は、不図示の操作パネルからオペレータが選択するキャリブレーションモードにおいて行われる。
【００５５】
［リーダ部Ａを使用する場合］
まず、リーダ部Ａとプリンタ部Ｂとを使用する「キャリブレーションモード１」の場合の階調補正制御について説明する。
【００５６】
図１２は、本発明の一実施形態としての階調補正処理を示すフローチャートである。この処理は、オペレータが操作部２１７に設けられた自動階調補正（キャリブレーション）モードの設定キーを押下することにより開始されるもので、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４とプリンタ部ＢのＣＰＵ２８とが協調して制御を行う。尚、この制御が開始されると、操作部２１７の液晶操作パネル（タッチパネルディスプレイ）である表示器２１８には、例えば、キャリブレーションの進行に応じて、オペレータを操作を誘導する図７から図１１に示すようなインフォメーションやキーが表示される。
【００５７】
ステップＳ１：ＣＰＵ２１４は、表示器２１８にテストプリントをスタートさせるためのメッセージと「テストプリント」キーを表示する（図７）。
【００５８】
ステップＳ２：オペレータがこのキーを押すことにより、ＣＰＵ２１４は、パターンジェネレータ２９を起動し、テストパターン記憶領域３０ａに格納されている所定のテストパターンに相当するデータに基づいて、プリンタ部Ｂから図１４に一例を示すようなテストプリントの画像をプリントアウトする。従って、テストプリントを出力する際は、ＬＵＴ２５は使用されない。尚、図８は、テストプリントのプリント中における表示器２１８の表示例である。
【００５９】
図１４は、本発明の一実施形態としてのテストプリントの一例を示す図である。同図において、テストプリントは、４列１６行（全部で６４階調分）のグラデーションを有するＭＣＹＫの色成分毎のパッチ７３の群からなる。ＰＷＭ２６は、パターンジェネレータ２９からの出力データに応じて、各パッチ７３が全部で２５６階調あるうち、濃度の低い領域を重点的に６４階調に割り当て、一方、高濃度領域は間引いて割り当てるように、レーザドライバ２７の出力レベルを設定する。これにより、特にハイライト部（明るい領域）における階調特性を良好に調整することができる。
【００６０】
また、図１４に示すように、テストプリントは、解像度２００ｌｐｉ（lines/inch）のパターン７１と、４００ｌｐｉ（lines/inch）のパターン７２とを有しており、それぞれ複数のパッチ７３により構成されている。尚、パターン７２の右下の角部「Ｂ」は、後述の原稿台への載置位置を説明するための便宜上のマークである。
【００６１】
本実施形態のカラー複写機では、例えば、自然画等の階調画像は２００ｌｐｉの解像度で画像形成し、文字等の線画像は４００ｌｐｉの解像度で画像形成するので、この２種類の解像度で同一の階調レベルのパターンを出力する。尚、解像度の違いによって階調特性が大きく異なる場合は、その解像度の違いに応じて、設定する階調レベルを変更するとよい。また、解像度の異なる画像の形成は、ＰＷＭ２６において、処理対象の画像データと比較する三角波を、その解像度に応じた周期に変化させることで実現することができる。
【００６２】
ステップＳ３：ＣＰＵ２１４は、オペレータがテストプリントを原稿台ガラス１０２上に載せる際のガイダンスを表示器２１８に表示する（図９）。
【００６３】
図１５は、本発明の一実施形態としての原稿台ガラス１０２へのテストプリントの載せ方を説明する図であり、原稿台ガラス１０２を上方から観た図である。オペレータは、ガイダンスに従って、テストパターンの図１４に示す主走査および副走査方向と、リーダ部Ａによって読み取るときの主走査および副走査方向とを一致させるように、テストプリントを裏向きに載置する。尚、オペレータが、テストプリントを正しく載置したとき、図１４に示したマーク「Ｂ」の角部は、図１５に示す位置となる。
【００６４】
ステップＳ４：オペレータが原稿台ガラス１０２上にテストプリントを載せ、図９に示す「読み込み」キーを押下したら、ＣＰＵ２１４は、図１０に示すように表示器２１８の表示を変更し、リーダ部Ａによりテストプリントの読み取りを行う。ステップＳ４の処理の詳細を図１３を参照して説明する。
【００６５】
図１３は、本発明の一実施形態としてのテストプリントの読み取り処理を示すフローチャートである。
【００６６】
リーダ部Ａによるパターン７１及び７２の読み取りは、図１５のマークＴの位置から走査を開始して、副走査方向にスキャンを開始する（ステップＳ４１）。スキャンを継続すると、パターン７２の角部のマーク「Ｂ」の部分で、読み取った濃度値が所定値を超えて急激に変化する濃度ギャップ位置が検出される（ステップＳ４２）。そこで、リーダ部ＡのＣＰＵ２１４は、この濃度ギャップ位置の座標に基づいて、各パッチ７３の位置（座標）を相対的に割出し、その位置と対応させて各パッチ７３の濃度値（濃度信号）を読み取る（ステップＳ４３）。
【００６７】
このとき、ＣＰＵ２１４は、ラインディレイ部２０４から濃度変換部２２０へ画像信号が送られるように制御する。濃度変換部２２０には、式（２）に示す変換式（変換式に相当するテーブル）を予め設定して、読み取られたＲＧＢ値を光学濃度に換算させる。尚、濃度変換部２２０は、市販の濃度計と同じ値（絶対濃度）を得るために、換算結果を補正計数ｋｍ，ｋｃ，ｋｙ，ｋｋで調整している。尚、対数の底は１０である。
【００６８】
Ｍ＝−ｋｍ×ｌｏｇ（Ｇ／２５５），
Ｃ＝−ｋｃ×ｌｏｇ（Ｒ／２５５），
Ｙ＝−ｋｙ×ｌｏｇ（Ｂ／２５５），
Ｋ＝−ｋｋ×ｌｏｇ（Ｇ／２５５），      ．．．（２）
図１６は、本発明の一実施形態としてのパッチ７３当たりの読み取りポイントの一例を示す図である。同図では、１つのパッチ７３の内部に読み取りポイントを、例えば１６個採り、その１６個の読み取り値の平均値を算出する。そして、その平均読み取り値（ＲＧＢ信号）を、光学濃度への変換式（２）により、ＭＣＹＫの濃度値に変換する。この処理を各パッチ７３に対して行う。尚、読み取りポイント数は、リーダ部Ａとプリンタ部Ｂに応じて最適化するのが好ましい。
【００６９】
ステップＳ５：上記の式（２）によってリーダ部Ａで得られたテストプリントの実際の濃度データと、パターンジェネレータ２９の出力に基づいてＰＷＭ２６がレーザドライバに設定したレーザ出力レベルとの階調特性情報を求める。
【００７０】
図１７は、本発明の一実施形態としてのテストプリントを出力するときのレーザ出力レベルと、出力されたテストプリントの各パッチを読み取って得られた濃度値との特性例を示す図である。同図において、横軸は、レーザドライバ２７のレーザ出力レベルを示している。また、左側の縦軸は、出力画像を読み取って得られた濃度値である。一方、右側の縦軸は、出力画像の濃度レベルであり、例えば記録媒体のベース濃度値が０．０８のときを濃度レベル「０」にし、当該カラー複写機の出力可能な最大濃度として、例えば濃度値１．６０を濃度レベル「２５５」に正規化したものである。
【００７１】
図１７において、出力画像の濃度値が、点Ｃで示すように特異的に高かったり、或は点Ｄで示すように低かったりする場合は、原稿台ガラス１０２上に汚れや傷が有る場合や、テストプリントに不良が有る場合が想定される。このような場合、ＣＰＵ２８は、隣接するデータ列の連続性が保存されるように、特性曲線の傾きを制限して補正を行う。この制限は、例えば、傾きが３以上のときは３に固定し、傾きが負を示すときは、その直前の濃度値と同じ値にする。
【００７２】
ステップＳ６：ＣＰＵ２８は、ステップＳ５で得られた図１７の階調特性情報（特性曲線）に基づいて、ＬＵＴ２５に設定するテーブルのデータを作成する。このテーブルは、図１７の階調特性曲線において、右側の縦軸の「濃度レベル」を画像処理部１０８からの入力側とし、横軸の「レーザ出力レベル」をＰＷＭ２６への出力側として置き換え、ＬＵＴ２５に設定することにより得られる。これは、前述したように、図６の第３領域に示すプリンタ部Ｂの記録特性が非線形な部分を、第２領域のＬＵＴ２５の変換特性によって補正したことを意味する。
【００７３】
尚、パッチに対応していない濃度レベルについては、一般的な補間演算により算出し、テーブルのデータとして設定する。この時、入力レベル「０」に対して出力レベルは「０」になるように、制限条件を設けている。
【００７４】
ステップＳ７：ＣＰＵ２８は、ステップＳ６で生成したテーブルのデータを、ＬＵＴ２５に設定する。尚、ＣＰＵ２１４は、ステップＳ５とステップＳ６の処理中、表示器２１８に図１０に示すような表示を行い、自動階調補正が終了すると図１１に示すような表示を行う。
【００７５】
以上の処理により、キャリブレーションモード１における階調補正処理が完了し、階調再現性に優れた階調補正が行えるようになる。
【００７６】
［リーダ部Ａを使用しない場合］
次に、当該カラー複写機が、外部装置から入力される画像データを印刷するプリンタとして使用される「キャリブレーションモード２」の場合における自動階調補正について説明する。
【００７７】
当該カラー複写機が、入力インタフェース２５０を介して入力される画像データのプリンタとして使用される場合には、リーダ部Ａは基本的には使用されることはない。また、外部装置から当該カラー複写機に入力される画像データには、予め各種の画像処理が施され、例えば、面積階調表現の２値化処理された画像データが入力される可能性も有り、そのような場合には前述したリーダ部Ａを使用する階調補正が良好に機能しないことが予想される。そこで、当該カラー複写機をプリンタとして使用する場合には、感光ドラム４に所定のトナーパッチを形成し、そのトナーパッチの濃度値を使用して前述の如く階調特性情報を入手し、自動階調補正を行う。従って、リーダ部Ａは使用しない。この場合も、オペレータによる操作部２１７の操作により、自動階調補正（キャリブレーション）モードが開始されるが、その際、カラー複写機は、テストプリントは印刷する代わりに、感光ドラム４上に図１８に示す所定のトナーパッチをトナー像により形成する。
【００７８】
図１８は、本発明の一実施形態としてのカラー複写機をプリンタとして使用する場合の階調補正を説明する図である。
【００７９】
感光ドラム４に対向して設けられた光学センサ１０は、ＬＥＤ１０ａ、フォトダイオード１０ｂ、そしてフォトダイオード１０ｂのアナログ出力電圧をデジタル値に変換する不図示のＡ／Ｄ変換器を備えている。ＬＥＤ１０ａは、トナーパッチ１２１に９６０ｍｍに主波長のある光を照射する。その光は、トナーパッチ１２１にて反射し、フォトダイオード１０ｂに入射する。
【００８０】
図１９は、感光ドラム４の分光特性の一例を示す図である。図２０から図２３は、それぞれブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーの分光特性の一例を示す図である。また、図２４は、本発明の一実施形態としての光学センサ１０のセンサ出力と感光ドラム４上に形成されるトナー像の濃度の関係を示す図である。
【００８１】
図１９に示すように、感光ドラム４は、９６０ｍｍの波長では中庸に反射するのに対し、図２０のブラックトナーはカーボンが分散されているため、吸収が大きくシアン（図２１）、マゼンタ（図２２）、イエロー（図２３）に関しては、反射が大きい。そこで、このような感光ドラム４及び各色トナーの光の反射、吸収の特性の違いに着目する。光学センサ１０のセンサ出力は、図２４に示すように、感光ドラム４上に形成されるトナー像の濃度に対応して、光学センサ１０の出力が変化するので、光学センサ１０の出力電圧により、トナーの付着量に対応する画像濃度が検知できる。従って、トナーパッチを感光ドラム４上に出力するときのレーザ出力レベルと、出力されたトナーパッチを光学センサ１０で読み取って得られた濃度値とに基づいて、図１７に示した階調特性曲線と同様な階調特性を得ることができる。
【００８２】
尚、この場合は、光学センサ１０は感光ドラム４に対向して所定位置で固定されており、且つトナーパッチの形成位置も感光ドラム４上の所定位置に形成することができるため、前述した濃度ギャップ位置の検出やパッチ位置と当該カラー複写機内の座標との位置合せを行う必要はないことは言うまでもない。
【００８３】
図２５は、本発明の一実施形態としてのカラー複写機をプリンタとして使用する場合の濃度値の求め方を示すフローチャートであり、図１２のステップＳ２からステップＳ４の処理の代わりに行われる。
【００８４】
図中、ステップＳ１１において、ＭＣＹＫの何れかのトナーにより、感光ドラム４上に所定のトナーパッチを形成する。ステップＳ１２では、トナーパッチを光学センサ１０のＬＥＤ１０ａにより照射し、その反射光をフォトダイオード１０ｂで検出する。そして、フォトダイオード１０ｂのアナログ出力電圧をＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換する。そのデジタル値は、ＣＰＵ２８へ出力される。ステップＳ１３において、ＣＰＵ２８は、予めＲＯＭ３０等に格納した図２４の特性に基づいて、デジタル値に変換された光学センサ１０の出力電圧を濃度値に変換する。ステップＳ１４では、ステップＳ１１からステップＳ１３までの処理をＭＣＹＫの全てのトナーにより行ったかを判断し、ＮＯの場合はステップＳ１１に戻って処理を継続する。一方、ステップＳ１４でＹＥＳの場合は、前述したステップＳ５において、トナーパッチを感光ドラム４上に出力するときのレーザ出力レベルと、出力されたトナーパッチを光学センサ１０で読み取って得られた濃度値とに基づいて、階調特性情報を求める。
【００８５】
このように、当該カラー複写機を外部装置から入力した画像データのプリンタとして使用する場合には、感光ドラム４上に複数の階調を有するトナーパッチをＭＣＹＫの色毎に形成し、そのトナーパッチを順次光学センサ１０により読み取って濃度に換算して使用することにより、前述したリーダ部Ａを使った時と同じ手法でγ−ＬＵＴを作成し、階調補正が行える。
【００８６】
尚、本実施形態では、外部装置から画像データを入力する場合には、ＣＰＵ２８によりキャリブレーションモード２が選択され、上述したリーダ部Ａを使用しない階調補正制御が行われる。具体的なシーケンスとしては、当該カラー複写機は、キャリブレーションを行う旨のコマンドを外部装置から入力インタフェース２５０を介して受信する。そして、そのコマンドを受信した当該カラー複写機は、キャリブレーションモード２を自動的に行い、生成した階調補正情報をＬＵＴ２５ｂに設定した後、外部装置に準備完了のメッセージを送信する。このメッセージを受信した外部装置は、印刷すべき画像データを当該カラー複写機に送信する。
【００８７】
また、感光ドラム上にトナーパッチを形成して行う階調補正は、一般に低精度なため、画像を印刷すると低濃度の領域にモワレが発生し易い。一方、当該カラー複写機をプリンタとして使用する場合は、原稿のより完璧な複製を要求される複写機として使用する場合と比較して低解像度の再現画像でよい場合もある。そこで、本実施形態では、入力インタフェース２５０を介して入力する画像データを印刷するとき、ＣＰＵ２８は、その画像の低濃度における見かけの解像度を、リーダ部Ａにより読み込んだ画像を印刷するときより低下させる。
【００８８】
本実施形態で使用したディザ手法は、４００ｄｐｉ画像データを３×３のディザマトリックスで処理するものであり、一般的に知られているディザを使用する場合には解像度は１３３ｄｐｉのスクリーン線数となる。
【００８９】
本実施形態で示したような電子写真方式の場合、２００ｌｐｉというドット間隔での画素構成より、１３３ｄｐｉという低い線数のドット間隔での画素構成のほうが、形成される潜像の電位的な安定性がよく、結果として、階調性が安定する。加えて、階調性が安定するということは、ＬＵＴ２５ｂでの変調量も少なくて済むため、その場合のＬＵＴに格納されるデータが表わす特性曲線の形状は、非線形形状から線形形状の傾向になる。
【００９０】
また、ＬＵＴの特性曲線が線形形状になるということは、階調変換特性を決めるための情報が少なくてもよいということであるため、サンプリングするパッチ数も少なくしても良好な制御が可能となる。
【００９１】
一方、線数を少なくすることによる弊害として、画像データに周期性のあるパターンが重畳されている場合には、そのパターン情報がモアレを起こし、結果として見苦しい画像が形成される場合が有るということが挙げられる。
【００９２】
また、プリンタ部Ｂにおける画像処理の設定としては、リーダ部Ａで読み取った画像を再現する場合の画像処理の設定のうち、見かけのドット解像力を粗く（ドット間隔が粗くなるように）設定する。即ち、ｄｐｉで表現すればｄｐｉの値が小さくなる設定とし、補正を施さないときの階調特性ができるだけリニアな特性となるように設定する。これは、感光ドラム４上に形成するパッチの数が、多くなればなるほど、自動階調補正の所要時間が長くなるからである。
【００９３】
また、本実施形態のカラー複写機は、上述した実施形態のキャリブレーション機能によって階調特性情報が算出されていないときは、予めＲＯＭ等に登録したデフォルト値を設定し、画像形成に使用するものとする。
【００９４】
＜実施形態の変形例＞
本変形例では、更に、上述したキャリブレーション機能によって階調特性情報を算出する必要が有るか否かを判定し、キャリブレーションが必要な場合はその旨を不図示の操作パネルに表示することができる。この判定機能について説明する。
【００９５】
図２６には、前述した実施形態で説明したキャリブレーションモード２において検出した画像信号と、感光ドラム上に形成したパッチの反射光量から変換された画像濃度検出値との関係を示す。
【００９６】
○のマークは、３２，６４，９６，１２８，１６０，１９２，２２４の７階調分のトナーパッチパターンをドラム上に形成し、検出した画像濃度検出値のポイントを示している。
【００９７】
前述した実施形態のプリンタの場合、１２８レベル付近が階調の傾きが大きく、プリンタの階調特性が変動した場合に、その変動の影響によって出力画像に一番顕著に影響が出やすい信号域である。そこで、画像形成装置の電源が投入されてからある所定時間毎に、図２７に示す制御フローに示す処理を行い、プリンタが正常な状態であるか否かをチェックする判断処理を設けた。
【００９８】
図２７は、本発明の一実施形態の変形例としてのプリンタの動作の判断処理を示すフローチャートである。
【００９９】
ステップＳ２８１では、１２８レベルのパッチパターンの感光ドラム上への形成を行う。次に、ステップＳ２８２では、パッチセンサ１０ａ，１０ｂにより反射光量の測定を行う。ステップＳ２８３では、ステップＳ２８２で測定した反射光量の信号から濃度Ｄ１２８信号への変換を行う。
【０１００】
ステップＳ２８４では、濃度Ｄ１２８信号を前回のキャリブレーションモード２の制御で検出した濃度信号と比較して、±１０レベル以内の差であるかどうかを判定する。ステップＳ２８４で±１０レベル以内の差である場合には、プリンタの階調特性に大きな変化はなかったと判定し、何もしないで判定処理を終了する。一方、ステップＳ２８４で±１０レベル以上差があった場合には、キャリブレーションの実施をリクエストする旨を操作パネルに示し、ユーザにキャリブレーションの催促を促すこととした。
【０１０１】
尚、前述した外部装置から入力した画像データを印刷する場合の階調補正は、上述したカラー複写機ではなく、例えば、プリンタ単体の装置にも適用できることは言うまでもない。
【０１０２】
【他の実施形態】
尚、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置、プリンタ等）に適用してもよい。
【０１０３】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０１０４】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０５】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１０６】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０７】
更に、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０８】
また、上述した実施形態では電子写真方式の画像処理装置を例に説明したが、これに限られるものではなく、熱転写方式の画像処理装置、インクジェット方式の画像処理装置等、他の方式の画像処理装置にも本発明は適用可能である。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録すべき画像データに応じて記録条件を最適化する画像処理装置及び画像処理方法の提供が実現する。
【０１１０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのカラー複写機の全体の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態としての画像処理部１０８のブロック構成図である。
【図３】本発明の一実施形態としての画像処理部１０８における各制御信号のタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態としてのプリンタ制御部１０９のブロック構成図である。
【図５】本発明の一実施形態としてのＬＵＴ２５による階調補正を説明するためのブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施形態としてのカラー複写機により、原画像が再現されるまでの各工程における特性を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態としての操作パネルの表示例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態としての操作パネルの表示例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としての操作パネルの表示例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態としての操作パネルの表示例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態としての操作パネルの表示例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態としての階調補正処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態としてのテストプリントの読み取り処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態としてのテストプリントの一例を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態としての原稿台ガラス１０２へのテストプリントの載せ方を説明する図である。
【図１６】本発明の一実施形態としてのパッチ７３当たりの読み取りポイントの一例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態としてのテストプリントを出力するときのレーザ出力レベルと、出力されたテストプリントの各パッチを読み取って得られた濃度値との特性例を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態としてのカラー複写機をプリンタとして使用する場合の階調補正を説明する図である。
【図１９】感光ドラム４の分光特性の一例を示す図である。
【図２０】ブラックトナーの分光特性の一例を示す図である。
【図２１】シアントナーの分光特性の一例を示す図である。
【図２２】マゼンタトナーの分光特性の一例を示す図である。
【図２３】イエロートナーの分光特性の一例を示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態としての光学センサ１０のセンサ出力と感光ドラム４上に形成されるトナー像の濃度の関係を示す図である。
【図２５】本発明の一実施形態としてのカラー複写機をプリンタとして使用する場合の濃度値の求め方を示すフローチャートである。
【図２６】キャリブレーションモード２において検出した画像信号と、感光ドラム上に形成したパッチの反射光量から変換された画像濃度検出値との関係を示す図である。
【図２７】本発明の一実施形態の変形例としてのプリンタの動作の判断処理を示すフローチャートである。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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