JP2014199344A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリブレーションに用いるパッチ画像の周囲の画像による乱反射の影響を考慮してキャリブレーションを実行する仕組みを提供する。【解決手段】本画像形成装置は、複数のパッチ画像を含むキャリブレーションパターンを読み取り、読み取って得られた各パッチ画像の輝度値を、読み取る画像に対する周囲画像からの乱反射の影響を低減する補正係数によって補正し、補正された各パッチ画像の輝度値を用いてキャリブレーションを実行する。【選択図】 図１７

Description

本発明は、キャリブレーションを行う画像形成装置に関するものである。

画像形成装置によって形成される画像の品質は、画像形成装置が使用される環境や使用状況によって変動する。また、画像品質は、使用される記録媒体の種類によっても変動する。特許文献１には、環境や使用状況に依存して画像変換条件や画像形成条件を変更する技術が提案されている。特許文献２には、使用される記録媒体の種類に応じて画像変換条件や画像形成条件を追加する技術が提案されている。特許文献３には、任意の記録媒体を用いて画像形成装置の特性及び動作を適正にするためのキャリブレーションを実行する方法が提案されている。特許文献４には、単色１次元の階調補正を実施した場合に、環境条件、紙種による転写効率の変動、定着ローラの劣化度合いにより、２次色の階調特性が変動してしまうことを考慮して、２次色画像の色相変動を抑える階調補正が提案されている。

特開平０７−２６１４７９号公報 特開平０８−２８７２１７号公報 特開２０１０−２８６６２０号公報 特開２００４−２０５７０１号公報

しかしながら、上記従来技術には以下に記載する問題がある。例えば、画像形成装置では、記録媒体上にテストパターンを形成し、そのテストパターンのパッチの輝度信号を読取部によって読み込む際に、読み込むパッチの画像信号値がパッチ周囲の乱反射の影響を受ける。したがって、読み込むパッチの周囲において乱反射特性が異なる場合、同じ濃度のパッチでも異なった輝度値として読み込まれてしまう。キャリブレーションを実行する際において、記録媒体に形成するテストパターンは、形成時の画像形成装置の状態によるため常に同じにはならない。よって、パッチの画像信号の読み込み時に、乱反射の影響は誤差要因となる。特に、前回キャリブレーションに用いた媒体と異なる媒体を用いてキャリブレーションする場合は、リーダの乱反射の影響が大きく異なり、キャリブレーションの精度が下がってしまう。また、特許文献４に記載の技術では、必要となる色数が増えるため、パッチのサイズが小さくなってしまう。このため、よりリーダの乱反射による影響によるキャリブレーション精度の低下が課題となる。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、キャリブレーションに用いるパッチ画像の周囲の画像による乱反射の影響を考慮してキャリブレーションを実行する仕組みを提供することを目的とする。

本発明は、記録媒体に光を照射し、該記録媒体からの反射光を受光することにより該記録媒体に形成された画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取る画像に対する周囲画像からの乱反射の影響を低減する補正係数を予め記憶した記憶部から、該補正係数を取得する取得手段と、複数のパッチ画像からなるキャリブレーションパターンを画像形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成された前記キャリブレーションパターンを前記読取手段によって読み取らせ、該読取手段によって得られた各パッチ画像の輝度値を前記取得手段によって取得した前記補正係数によって補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された各パッチ画像の輝度値を用いてキャリブレーションを実行する実行手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、キャリブレーションに用いるパッチ画像の周囲の画像による乱反射の影響を考慮してキャリブレーションを実行する仕組みを提供できる。

カラー複写機の構成例を示す図。 リーダ画像処理部のブロック図。 プリンタ制御部１０９を示すブロック図。 第１のキャリブレーションにおけるコントラスト電位の算出処理を示したフローチャート。 コントラスト電位と画像の濃度情報との関係を示す図。 グリッド電位Ｖｇと感光ドラム表面電位との関係を示した図。 原稿画像の濃度を再現するために必要となる特性を示した特性変換チャート。 第２のキャリブレーションを示したフローチャートである。 記録媒体の特性差を説明するための図。 記録媒体の追加作業を示したフローチャートである。 任意の記録媒体ＺについてのＬＵＴｉｄ（Ｚ）の作成方法を説明するための図。 追加された記録媒体を使用したキャリブレーションを示したフローチャート。 パッチ周囲の乱反射成分の為に、パッチ部の輝度値が増加する現象を説明する図。 リーダの乱反射影響を示した図。 乱反射の影響を補正する係数を求めるフローチャート。 補正係数を検出するパターンの例の図。 キャリブレーション実行時に乱反射影響を補正するフローチャート。 キャリブレーションパターン例の図。 任意の記録媒体で乱反射影響の補正係数を求めるフローチャート。 記録媒体の表面性による乱反射影響の違いを説明する図。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

［実施例１］
以下では、電子写真方式のカラー複写機に適用する実施例について説明する。なお、本発明は、キャリブレーションが必要となる画像形成装置であれば適用できる。すなわち、画像形成方式は、電子写真方式に制限されることはなく、インクジェット方式、静電記録方式、その他の方式であってもよい。また、本発明は、多色画像を形成する画像形成装置だけでなく、単色画像を形成する画像形成装置にも適用できる。画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリとして製品化されてもよい。また、記録媒体は、記録紙、記録材、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。さらに、記録媒体の素材は、紙、繊維、フィルム又は樹脂などであってもよい。

＜基本的なハードウエア構成＞
図１が示す複写機１００は、原稿（画像が形成された記録媒体）から画像を読み取るリーダ部Ａと、リーダ部Ａにより得られた画像を記録媒体上に形成するプリンタ部Ｂとによって構成されている。リーダ部Ａは、原稿台ガラス１０２上に載置された原稿１０１を読み取る前に基準白色板１０６を読み取り、いわゆるシェーディング補正を実行する。原稿１０１は、光源１０３によって光を照射され、その反射光は光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像する（受光される）。ＣＣＤセンサ１０５等の読取ユニットは矢印Ｋ１の方向に移動することにより、原稿をラインごとの電気信号データ列に変換する。なお、読取ユニットが移動する代わりに原稿が移動してもよい。電気信号データ列は、リーダ画像処理部１０８によって画像信号に変換される。

図２が示すＣＣＤセンサ１０５により得られた画像信号は、ＣＣＤ／ＡＰ回路基盤２０１のアナログ画像処理部２０２でゲイン等を調整され、Ａ／Ｄ変換部２０３でデジタルの画像信号に変換され、リーダコントローラ回路基盤２１０に出力される。リーダコントローラ回路基盤２１０のシェーディング処理部２１２をＣＰＵ２１１により制御されながら画像信号をシェーディング補正してプリンタ部Ｂのプリンタ制御部１０９へ出力する。この時点で、画像信号は、ＲＧＢの各輝度情報により構成されている。

次にプリンタ部Ｂの説明を行う。図１によれば、プリンタ制御部１０９により画像信号はＰＷＭ（パルス幅変調）されたレーザビームに変換される。レーザビームは、ポリゴンスキャナ１１０で偏向走査され、画像形成部１２０、１３０、１４０、１５０の各感光ドラム１２１、１３１、１４１、１５１を露光する。これにより、静電潜像が形成される。画像形成部１２０、１３０、１４０、１５０は、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）、ブラック色（Ｂｋ）のトナー（現像剤）に対応している。画像形成部１２０、１３０、１４０、１５０の構成は略同一なので、イエローを担当する画像形成部１２０についてのみ説明する。１次帯電器１２２は、感光ドラム１２１の表面を所定の電位に帯電させる。
現像器１２３は、感光ドラム１２１上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。転写ブレード１２４は、転写ベルト１１１の背面から放電を行い、感光ドラム１２１上のトナー画像を転写ベルト１１１上の記録媒体へ転写する。その後、記録媒体は、定着器１１４でトナー画像を定着される。

なお、各感光ドラム１２１、１３１、１４１、１５１には、その表面電位を計測するための表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５が設けられている。表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５は、コントラスト電位を調整するために使用される。

図３が示すプリンタ制御部１０９の各部は、ＣＰＵ３０１によって統括的に制御される。メモリ３０２は、ＲＯＭやＲＡＭであり、制御プログラムや各種のデータが格納される。リーダＡまたはプリントサーバＣ等で処理された画像信号は、プリンタ制御部１０９の色処理部３０３に入力される。色処理部３０３は、プリンタの出力特性が理想的であった場合に所望の出力が得られるよう、入力された画像信号に画像処理及び色処理を適用する。入力信号の階調数は８ｂｉｔであるが、精度向上のため色処理部３０３で１０ｂｉｔに拡張される。その後、画像信号はディザ処理部３０７でディザ処理されて４ｂｉｔの信号に変換される。ＬＵＴｉｄ３０４は、リーダＡからの画像信号に含まれている輝度情報を濃度情報に変換する輝度−濃度変換テーブルである。ＬＵＴｉｄ３０４は、当初は特定の記録媒体について用意されているが、本実施例では任意の記録媒体の追加作業によって追加される。

階調制御部３１１は、ＵＣＲ部３０５と、ＬＵＴａ３０６とを備え、プリンタ部Ｂを理想的な特性に合わせるべく画像信号を補正する。ＬＵＴａ３０６は、濃度特性を補正するための１０ｂｉｔの変換テーブルであり、とりわけ、プリンタ部Ｂのγ特性を変更するために使用される。ＵＣＲ部３０５は、各画素における画像信号の積算値を規制することで、画像信号レベルの総和を制限する回路である。総和が規定値を超えた場合、ＵＣＲ部３０５は、所定量のＣＭＹ信号をＫ信号に置き換える下色除去処理（ＵＣＲ）を実行し、画像信号レベルの総和を低下させる。ここで画像信号レベルの総和を規制するのは、プリンタ部Ｂでの画像形成におけるトナー載り量を規制するためである。本実施例で行うプリンタ部Ｂの動作の適正化とは、トナー載り量が規定値を超えることにより発生する画像不良等を防ぐことである。

階調制御部３１１から出力された信号は、ディザ処理部３０７でディザ処理され、ＰＷＭ部３０８でパルス幅変調される。レーザドライバ３０９は、ＰＷＭ変調された信号を使用して半導体レーザを発光させる。このため、ディザ処理部３０７は１０ｂｉｔの画像信号を４ｂｉｔデータに変換するための中間調処理を行う。

＜画像形成条件の制御＞
まずは、予め設定されている特定の記録媒体Ｘを用いた場合のキャリブレーションについて説明する。本実施例においてはコントラスト電位を制御する第１のキャリブレーション機能と、画像データのγ補正回路（ＬＵＴａ３０６）を制御する第２のキャリブレーション機能とが存在する。

Ｉ．第１のキャリブレーション
図４において、ＣＰＵ３０１が、特定の記録媒体に形成された画像から得られた第１輝度情報を使用してコントラスト電位を決定するための第１キャリブレーションを実行する第１キャリブレーション手段として機能する。

Ｓ４０１で、ＣＰＵ３０１は、第１のテストプリントの出力と、感光ドラムの表面電位の測定を実行する。例えば、ＣＰＵ３０１は、第１のテストパターンを作成して色処理部３０３へ出力することで、特定の記録媒体Ｘに第１のテストパターンが画像として形成される。これが第１のテストプリントとなる。なお、第１のテストプリントを出力する際に使用されるコントラスト電位は、そのときの雰囲気環境（例：絶対水分量）において目標濃度を達成すると予測された初期値が設定される。メモリ３０２には、様々な雰囲気環境のそれぞれに対応したコントラスト電位の値が記憶されているものとする。ＣＰＵ３０１は、絶対水分量を測定し、測定した絶対水分量に対応したコントラスト電位を決定する。第１のテストパターンは、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの中間階調濃度からなる帯パターンと、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋごとの最大濃度パッチ（例：２５５レベルの濃度信号）からなるパッチパターンとを含む。表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５は、各最大濃度パッチを形成したときの実際のコントラスト電位を測定する。

Ｓ４０２で、リーダＡは、出力された第１のテストプリントを読み取り、ＲＧＢ値をプリンタ制御部１０９のＣＰＵ３０１に渡す。ＣＰＵ３０１は、特定の記録媒体Ｘについて予め用意されているＬＵＴｉｄ（Ｘ）を用いてＲＧＢ値を光学濃度に換算する。ＬＵＴｉｄ（Ｘ）は、特定の記録媒体Ｘにおける濃度情報とリーダＡでの読み取り輝度値との関係より設定した変換テーブルである。後述する、任意の記録媒体Ｚをキャリブレーションで使用可能にするためのＬＵＴｉｄ（Ｚ）はこのＬＵＴｉｄ（Ｘ）を変更することで作成される。

Ｓ４０３で、ＣＰＵ３０１は、目標最大濃度に対応するコントラスト電位ｂを算出する。図５の横軸は現像バイアス電位を示し、縦軸は画像濃度を示している。コントラスト電位は、現像バイアス電位と、感光ドラムが一次帯電された後に各色の半導体レーザ３１０が最大レベルで発光したときの感光ドラムの表面電位との差である。コントラスト電位ａを使用して形成された第１のテストプリントから得られた最大濃度がＤａであったとする。この場合、最大濃度付近（濃度０．８〜２．０）では、コントラスト電位に対して画像濃度が実線Ｌに示すように線形となる。実線Ｌは、コントラスト電位ａと、最大濃度Ｄａとによって確定される。本実施例においては一例として目標最大濃度を１．６とする。ＣＰＵ３０１は、目標最大濃度に対応するコントラスト電位ｂを実線Ｌに基づいて算出する。実線Ｌに相当するテーブルまたは関数が予めメモリ３０２に格納されているものとする。コントラスト電位ｂは、例えば、次式（１）を用いて算出される。

ｂ＝（ａ＋ｋａ）×１．６／Ｄａ ・・・（１）
ここで、ｋａは補正係数であり、現像方式の種類によって決定される値である。

Ｓ４０４で、ＣＰＵ３０１は、コントラスト電位ｂからグリッド電位Ｖｇと現像バイアス電位Ｖｄｓを決定して設定する。図６によれば、ＣＰＵ３０１は、グリッド電位Ｖｇを−３００Ｖに設定し、各色の半導体レーザ３１０の発光パルスレベルを最小にして走査を実行させ、表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５で表面電位Ｖｄを測定する。さらに、ＣＰＵ３０１は、グリッド電位Ｖｇを−３００Ｖに設定し、各色の半導体レーザ３１０の発光パルスレベルを最大にしたときの表面電位Ｖｌを表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５で測定する。同様にＣＰＵ３０１はグリッド電位Ｖｇを−７００Ｖに設定したときの表面電位Ｖｄ、Ｖｌを測定する。−３００Ｖのデータと−７００Ｖのデータとを補間または外挿することで、ＣＰＵ３０１は、図６に示したグリッド電位と感光ドラム表面電位の関係は求めることができる。この電位データを求めるための制御を電位測定制御と呼ぶ。

コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは現像バイアスＶｄｃと表面電位Ｖｌとの差分電圧として決定される。コントラスト電位Ｖｃｏｎｔが大きい程最大濃度を大きくとれる。ＣＰＵ３０１は、図６に示した関係から、決定したコントラスト電位ｂに対応したグリッド電位Ｖｇを決定する。ＣＰＵ３０１は、決定したグリッド電位Ｖｇと図６に示した関係とから対応する表面電位Ｖｄを決定する。さらに、ＣＰＵ３０１は、表面電位ＶｄからＶｂａｃｋ（例：１５０Ｖ）を減算することで現像バイアスＶｄｃを決定する。Ｖｂａｃｋは、画像上にカブリトナーが付着しないように決定された電位である。

ＩＩ．第２のキャリブレーション
図７によれば、第Ｉ領域は、原稿濃度を濃度信号に変換するリーダ部Ａの特性を示している。第ＩＩ領域は、濃度信号をレーザ出力信号に変換するための階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）の特性を示している。ここでは特定の記録媒体Ｘに対応したＬＵＴａ（Ｘ）が設定してある。第ＩＩＩ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の特性を示している。第ＩＶ領域は、原稿濃度と記録濃度の関係を示しており、この関係は実施例における複写機１００の全体的な階調特性を表している。

複写機１００では、第ＩＶ領域の階調特性を線型にするために、第ＩＩＩ領域のプリンタ部Ｂにおける記録特性の歪みを第ＩＩ領域の階調制御部３１１によって補正している。ＬＵＴａ（Ｘ）は、階調制御部３１１を作用させないでテストプリントを出力した場合に得られる第ＩＩＩ領域の特性における入力と出力とを入れ換えるだけで、容易に作成できる。なお、本実施例では、出力階調数は２５６階調（８ｂｉｔ）であるが、階調制御部３１１は１０ｂｉｔでデジタル信号を処理しているので、階調制御部３１１では１０２４階調である。

図８において、ＣＰＵ３０１が、第２変換設定情報を使用して任意の記録媒体に形成された画像から光学濃度と出力濃度との関係を取得することで階調特性に関与する画像形成条件を決定するための第２キャリブレーションを実行する。第２のキャリブレーションは、通常、第１のキャリブレーションが終了すると実行される。

Ｓ８０１で、ＣＰＵ３０１は、第２のテストプリントの出力を実行する。例えば、ＣＰＵ３０１は、第２のテストパターンを作成して色処理部３０３へ出力することで、特定の記録媒体Ｘに第２のテストパターンが画像として形成される。これが第２のテストプリントとなる。この際に、ＣＰＵ３０１は、階調制御部３１１のＬＵＴａは作用させないで画像形成を実行させる。ＵＣＲ部３０５から出力された濃度信号ＹＭＣＫはＬＵＴａ３０６を迂回してディザ処理部３０７へ入力される。

第２のテストプリントには、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色について４列１６行（すなわち６４階調）のグラデーションからなる第２のテストパターン（パッチ群）が形成される。６４階調のパッチには、例えば、全部で２５６階調あるうちの、低濃度領域を重点的に割り当てる。これにより、ハイライト部における階調特性を良好に調整することができる。なお、第２のテストパターンを、低解像度（１６０〜１８０ｌｐｉ）用と高解像度（２５０〜３００ｌｐｉ）用とのそれぞれで用意してもよい。ｌｐｉは、ｌｉｎｅｓ／ｉｎｃｈの略称である。各解像度の画像を形成するには、ディザ処理部３０７がその解像度になるパラメータをもつディザ処理を実行することで実現できる。なお、階調画像を１６０〜１８０ｌｐｉ程度の解像度で、文字等の線画像は２５０〜３００ｌｐｉの解像度で作成すればよい。この２種類の解像度で同一の階調レベルのテストパターンを出力しているが、解像度の違いで階調特性が大きく異なる場合には、解像度に応じて階調レベルを設定するのがより好ましい。また、プリンタ部Ｂが、３種類以上の解像度で画像を形成できる能力を有している場合、第２のキャリブレーション用のテストプリントを複数ページに分けてもよい。

Ｓ８０２で、リーダＡは、第２のテストパターンから画像を読み取る。第２のテストパターンから出力されたＲＧＢの各輝度値は、色処理部３０３に入力される。色処理部３０３は、ＲＧＢの各輝度値をＬＵＴｉｄ（Ｘ）を用いて濃度値に変換する。

Ｓ８０３で、ＣＰＵ３０１は、各濃度値を、第２のテストパターンを作成するために使用されたレーザ出力レベルと、テストパターン（階調パッチ）の作成位置と対応させることで、レーザ出力レベルと濃度との関係を示すテーブルを作成する。ＣＰＵ３０１は、作成したテーブルをメモリ３０２に書き込む。この段階で、ＣＰＵ３０１は、図７に示した第ＩＩＩ領域に示したプリンタ部Ｂの特性を求めることができ、この特性における入力と出力とを入れ換えることにより、このプリンタ部ＢのＬＵＴａを決定し、階調制御部３１１に設定する。ＬＵＴａを計算で求めるにはデータが不足している。本来であれば、２５６階調必要であるが、６４階調分だけしか階調パッチを形成していないからである。そこで、ＣＰＵ３０１は、不足しているデータを補間することで、必要なデータを作成する。このような第２のキャリブレーションによって、目標濃度に対して線型となる階調特性を実現できる。

本実施例では、第１のキャリブレーションと第２のキャリブレーションとをシーケンシャルに実行するものとして説明したが、どちらか一方のみを個別に実行してもよい。本実施例では、キャリブレーションを実行することにより、短期的又は長期的に発生しうる画像濃度、画像再現性または階調再現性の変動を有効に補正することができるため、画像の品質を維持できる。

＜任意の記録媒体の追加作業＞
次に、キャリブレーションに用いることが可能な記録媒体を追加する場合について説明する。特定の記録媒体を用いることが想定されているキャリブレーションに任意の記録媒体を用いてしまうと、補正されるプリンタの出力特性に問題が生じる。特定の記録媒体については、トナーの載り量が既知であり、画像に欠陥が現れないようにキャリブレーションが設計されている。よって、特定の記録媒体を用いてキャリブレーションを実行することで階調特性を所望の特性に合わせることができる。しかし、任意の記録媒体については、濃度とトナーの載り量との関係が不明である。よって、特定の記録媒体を用いることが想定されているキャリブレーションにおいて、他の記録媒体を使用すれば、トナーの載り量が設計時の想定を超えてしまうことがある。この場合、転写や定着時に不具合が生じ、画像不良につながる虞がある。

図９によれば、特定の記録媒体Ｘのトナー載り量と同量とすると出力濃度が低下する他の種類の記録媒体Ｚが例示されている。特定の記録媒体Ｘと他の記録媒体Ｚともに、ある１次色についての出力濃度特性が図９（Ｉ）に示した出力濃度特性となるように画像形成条件を設定したと仮定する。この場合、濃度信号に対する記録媒体上のトナー載り量は図９（ＩＩ）が示すとおりとなる。すなわち、特定の記録媒体Ｘのトナー載り量に対し他の記録媒体Ｚのトナー載り量がより多くなる。この状態で、２次色、３次色等を出力すると記録媒体Ｚには想定以上のトナーが存在することなり、定着不良が発生する。

そこで、本実施例では、任意の記録媒体Ｚを使ってキャリブレーションを実行しても、特定の記録媒体Ｘを使ってキャリブレーションを行った場合と同じＬＵＴａが作成されるようにする。そして、ＬＵＴａの直前で画像信号の信号レベルの総和を規制することで、載り量オーバを緩和する。これを実現するために、同一の画像信号を用いて特定の記録媒体Ｘと任意の記録媒体Ｚとのそれぞれに同一のパターン画像（画像パターン）を形成する。同一の画像信号を用いるのは、特定の記録媒体Ｘと任意の記録媒体Ｚとの双方でトナー載り量を等しくするためである。リーダ部Ａで、特定の記録媒体Ｘと任意の記録媒体Ｚとからそれぞれ画像を読み取ってそれぞれの輝度値を決定する。さらに、ＣＰＵ３０１は、これらの輝度値間の輝度差を算出し、ＬＵＴｉｄでその差分を補正する。例えば、ＣＰＵ３０１は、特定の記録媒体Ｘ用のＬＵＴｉｄ（Ａ）に差分を加算することで、任意の記録媒体Ｚ用のＬＵＴｉｄ（Ｚ）を作成する。よって、任意の記録媒体Ｚを用いてキャリブレーションを実行する際には、ＬＵＴｉｄ（Ｚ）を色処理部に設定することで、あたかも特定の記録媒体を用いてキャリブレーションを行ったのと同等の階調性を実現したＬＵＴａを作成できる。

図１０によれば、複写機１００に設けられた操作部のボタンによりキャリブレーション用の記録媒体の追加登録が指示されると、ＣＰＵ３０１は、追加作業を起動する。Ｓ１００１で、ＣＰＵ３０１は、特定の記録媒体Ｘを選択し、特定の記録媒体Ｘに画像パターンを形成する。画像パターンとしては、例えば、第２のキャリブレーションに使用される第２のテストパターンを採用できる。プリンタ部Ｂは、キャリブレーションに使用可能な記録媒体として任意の記録媒体を追加するために、キャリブレーションに使用可能な特定の記録媒体と任意の記録媒体とにそれぞれ同一の画像信号を用いて画像を形成する画像形成手段に相当する。Ｓ１００２で、リーダ部Ａは、特定の記録媒体Ｘに形成された画像パターンを読み取り、読み取り輝度値Ｉ（Ｘ）を生成してプリンタ制御部１０９のＣＰＵ３０１に渡す。輝度値Ｉ（Ｘ）は、特定の記録媒体に形成された画像から得られた第１輝度情報に相当する。

Ｓ１００３で、ＣＰＵ３０１は、追加対象となる任意の記録媒体Ｚを選択し、記録媒体Ｚに第２のテストパターンを形成する。Ｓ１００４で、リーダ部Ａは、記録媒体Ｚに形成された画像パターンを読み取り、読み取り輝度値Ｉ（Ｚ）を生成してプリンタ制御部１０９のＣＰＵ３０１に渡す。輝度値Ｉ（Ｚ）は、任意の記録媒体に形成された画像から得られた第２輝度情報に相当する。読み取り輝度値Ｉ（Ｚ）を取得するために使用される画像データ及び画像処理は、読み取り輝度値Ｉ（Ｘ）を取得するために使用されたものと同一とする。

Ｓ１００５で、ＣＰＵ３０１は、これらの読み取り輝度値Ｉ（Ｘ）及びＩ（Ｚ）に次の方法を適用することで、記録媒体Ｚでキャリブレーションを実行する際に適用するＬＵＴｉｄ（Ｚ）を作成して、メモリ３０２または色処理部３０３に記憶する。ＬＵＴｉｄ（Ｚ）の詳細な作成方法は以下の通りである。なお、ＬＵＴｉｄ（Ｚ）は、任意の記録媒体について輝度情報を濃度情報に変換するための第２変換設定情報に相当する。

次に図１１を参照する。図１１（Ｉ）には、特定の記録媒体Ｘと任意の記録媒体Ｚとの出力画像信号と読み取り輝度値との関係が示されている。図１１（ＩＩ）には、読み取り輝度値と読み取り濃度値との関係が示されている。なお、記録媒体Ｚの濃度値は、記録媒体Ｘでの濃度値に換算されている。

特定の記録媒体Ｘについての読み取り輝度値Ｉ（Ｘ）と、任意の記録媒体Ｚについての読み取り輝度値Ｉ（Ｚ）は、同一の画像信号（＝同じトナー載り量）で記録媒体Ｘと記録媒体Ｚに形成された画像から読み取った輝度値である。ＣＰＵ３０１は、輝度値Ｉ（Ｘ）とＩ（Ｚ）とから、同じ載り量を達成するために必要となる特定の記録媒体Ｘと任意の記録媒体Ｚとの輝度差を算出する。よって、ＣＰＵ３０１は、第１輝度情報と第２輝度情報との差分を算出する第１算出手段として機能する。

ＣＰＵ３０１は、ＬＵＴｉｄ（Ｘ）にこの輝度差を加算することで、任意の記録媒体ＺについてのＬＵＴｉｄ（Ｚ）を作成する。よって、ＣＰＵ３０１は、第１変換設定情報に差分を加算することで第２変換設定情報を算出する第２算出手段として機能する。ＬＵＴｉｄ（Ｘ）は、特定の記録媒体について輝度情報を濃度情報に変換するための第１変換設定情報に相当する。また、ＣＰＵ３０１は、第１輝度情報、第２輝度情報及び第１変換設定情報を用いて第２変換設定情報を作成する作成手段として機能する。

このように、記録媒体ＺとＬＵＴｉｄ（Ｚ）とを組にして使用すれば、記録媒体ＸとＬＵＴｉｄ（Ｘ）とを組にして使用したときと同様のキャリブレーション結果が得られることになる。これは、記録媒体ＺとＬＵＴｉｄ（Ｚ）とを組にして決定されたＬＵＴａは、記録媒体ＸとＬＵＴｉｄ（Ｘ）とを組にして決定されたＬＵＴａと実質的に同一となることを意味する。すなわち、特定の記録媒体Ｘの代わりに任意の記録媒体Ｚを用いても、理論的には同一のＬＵＴａが得られることになる。ＬＵＴａは、図７に示した第ＩＩ領域に示した特定に対応している。よって、第ＩＩＩ領域に示されるプリンタ特性が同一であれば、記録媒体Ｘを用いて作成したＬＵＴａ（Ｘ）も記録媒体Ｚを用いて作成したＬＵＴａ（Ｂ）も同じ物になるのである。よって、ＬＵＴａ（Ｂ）は、特定の記録媒体と任意の記録媒体とに適用される共通の画像形成条件に相当する。ＣＰＵ３０１は、第２変換設定情報に基づいて画像形成条件を決定する決定手段として機能する。ＣＰＵ３０１は、作成したＬＵＴｉｄ（Ｚ）を追加された任意の記録媒体Ｚの識別情報と関連付けて、メモリ３０２に記憶しておく。

図１２を参照する。Ｓ１２０１で、ＣＰＵ３０１は、操作部を介して、どの記録媒体を使用するかを操作者に指定させる。Ｓ１２０２で、ＣＰＵ３０１は、記録媒体Ｘが指定されればＬＵＴｉｄ（Ｘ）を色処理部に設定し、記録媒体Ｚが指定されればＬＵＴｉｄ（Ｚ）を色処理部に設定する。よって、ＣＰＵ３０１は、キャリブレーションに使用される記録媒体を指定する指定手段として機能する。Ｓ１２０３で、ＣＰＵ３０１は、第１キャリブレーション（Ｓ４０１〜Ｓ４０４）及び第２キャリブレーション（Ｓ８０１〜Ｓ８０３）を実行する。とりわけ、第２キャリブレーションによって、ＬＵＴａ（Ｚ）が作成される。なお、色処理部３０３は、ＣＰＵ３０１により指定された記録媒体に対応したＬＵＴｉｄを使用して変換処理を実行する。よって、色処理部３０３は、指定手段により特定の記録媒体が指定されたときは特定の記録媒体に形成された画像から得られた輝度情報を第１変換設定情報により濃度情報に変換する変換手段として機能する。また、色処理部３０３は、指定手段により任意の記録媒体が指定されたときは任意の記録媒体に形成された画像から得られた輝度情報を第２変換設定情報により濃度情報に変換する変換手段として機能する。

＜リーダの乱反射影響の補正方法＞
次に、図１３乃至図１８を参照して、本実施例の特徴となるリーダの乱反射影響（乱反射特性）を補正する方法について説明する。図１３（Ｉ）のパッチ周囲（周囲画像）の濃度を変えてリーダＡを用いて読み込ませると、図１３（ＩＩ）に示すように、同じパッチであってもパッチ周囲の濃度によって読み込み輝度値が異なる。これは、パッチ周囲の乱反射の成分もパッチの輝度値として読み込むことにより、パッチ部の輝度値が増加するからである。

リーダＡの乱反射による特性は、図１４に示す関係となる。ここで、背景輝度値（Ｂａｃｋ）は、パッチの輝度値とパッチ周辺の所定の面積における輝度値の平均値である。乱反射によるパッチの輝度増加量（Ｓ）は、パッチ周辺の濃度を乱反射の影響が十分小さい高濃度にした場合に対する輝度増加量である。

本実施例では、予め図１４の関係を複写機１００のメモリ（記憶部）３０２に記憶させておく。その方法について図１５のフローチャートを参照して説明する。以下で説明する処理は、複写機１００のＣＰＵ３０１が予め格納された制御プログラム等を読み出して実行することにより実現される。なお、ここでは、図１４に示すリーダの乱反射影響の関係について予めメモリ３０２に格納する例について説明するが、本発明はこれに限定されず、キャリブレーションを実行する際に求めてもよい。

Ｓ１５０１において、ＣＰＵ３０１は、乱反射の影響を低減する補正係数を求めるためのパターン（補正係数パターン）を読み込む。ここでは、補正係数パターンとして、図１６に示すパターンを用いる。図１６に示すパターンは、パッチ（パッチ画像）の濃度信号を各色２５５とし、パッチの周囲の濃度信号を０、５０、１００、２００、２５５としている。ここで、補正係数を求めるパターンは、画像形成装置を用いて記録媒体上にパターンを形成したものでもよいし、印刷チャートなどでもよい。

Ｓ１５０２において、ＣＰＵ３０１は、リーダＡの乱反射の影響を低減する補正係数を求める。その演算方法を説明する。ＣＰＵ３０１は、各パッチについて、背景輝度値（Ｂａｃｋ）を、パッチの輝度値とその周囲の輝度値の面積平均を用いて演算する。パッチの輝度増加量（Ｓ）は、周囲の濃度信号が２５５におけるパッチの濃度信号が２５５の値を基準値の０として、基準に対する各パッチ部の輝度値の増加量である。例えば、周囲の濃度信号が０におけるパッチの輝度増加量（Ｓ）は、周囲の濃度信号が０におけるパッチの信号値から周囲の濃度信号が２５５におけるパッチの輝度値を引いた値となる。

Ｓ＝ｋ×Ｂａｃｋ ・・・（２）
パッチの輝度増加量（Ｓ）と背景輝度値（Ｂａｃｋ）の位置関係を対応づけて、図１４に示すリーダＡの乱反射による特性を求める。そして、最小二乗法などを用いて式（２）の乱反射補正係数（ｋ）をＣＰＵ３０１で演算して求める。

Ｓ１５０３において、ＣＰＵ３０１は、演算により求めた乱反射に関する補正係数（ｋ）をメモリ３０２に記憶し、設定する。ここで、乱反射補正係数はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色と、そのリーダ読取値Ｒ，Ｇ，Ｂに対してそれぞれ設定する。本実施例では、個別のリーダ毎に補正係数を設定したが、予め標準リーダを用いて補正係数を求めておいてもよい。この場合、後述するＳ１７０３においては、ＣＰＵ３０１は、標準リーダ（例えば、リーダ読取値Ｒ）に関する補正係数を用いて、複数の色（例えば、他のリーダ読取値Ｇ，Ｂ）に対応するパッチ画像の輝度値を補正することになる。また、図１４に示す関係を一次関数として近似したが任意の関数として近似してよいし、テーブルとして記憶してもよい。

以下では、図１７を参照して、キャリブレーション実行時に乱反射影響（乱反射特性）を補正する方法について、以下で説明する処理は、複写機１００のＣＰＵ３０１が予め格納された制御プログラム等を読み出して実行することにより実現される。

Ｓ１７０１において、ＣＰＵ３０１は、図１８に示すようなキャリブレーションに用いるためのパターンを画像形成する。キャリブレーションパターンは、各色ごとに、それぞれ濃度が異なる複数のパッチ画像を含む。続いて、Ｓ１７０２において、ＣＰＵ３０１は、リーダＡでキャリブレーションパターンを読み込む。Ｓ１７０３において、ＣＰＵ３０１は、各パッチの輝度値（Ｐａｔｃｈ）を式（３）により演算補正して、乱反射影響の補正後のパッチ輝度値（Ｐａｔｃｈ’）を求める。式（３）は、補正係数（ｋ）を用いて読み取った各パッチ画像の輝度値を補正するものである。

Ｐａｔｃｈ’＝Ｐａｔｃｈ−ｋ×Ｂａｃｋ ・・・（３）
ここで、背景輝度値（Ｂａｃｋ）は、図１８に示すように補正の対象とするパッチを含む領域よりも広い領域の輝度平均値とする。

Ｓ１７０４において、ＣＰＵ３０１は、求めた乱反射影響を補正した後のパッチ輝度値を、色処理部３０３に入力する。色処理部３０３は、ＲＧＢの各輝度値をＬＵＴｉｄ（Ｘ）を用いて濃度値に変換する。続いて、Ｓ１７０５において、ＣＰＵ３０１は、認識したパッチの濃度に基づいて、階調補正などのキャリブレーションを実行する。キャリブレーション方法については、画像形成条件の制御についての説明の中で詳細を説明しているので省略する。

＜実施例１の効果＞
本施例によれば、キャリブレーション精度を向上できる。例えば、階調補正を実施する第２のキャリブレーションにおいて、最大濃度のパッチを読み取る際に有効である。従来では、乱反射の影響により輝度値を１．５程度大きく読み取るために、最大濃度を本来のターゲット濃度である１．４５よりも０．１程度薄い１．３０をターゲットとして、キャリブレーションしてしまっていた。これは、図１８に示すようなキャリブレーションパターンでは、高濃度部のパッチの周辺が記録媒体の白地部が多く、乱反射の影響を受けやすいパターン配置になっているからである。これに対して、本実施例によれば、この乱反射の影響による輝度読み取り影響を補正し、リーダの読み取り精度である１．４５±０．０７の濃度範囲でターゲットの濃度をキャリブレーションすることができる。

また、従来は、キャリブレーションに用いる記録媒体が異なる場合、特に記録媒体の白地部分の読み込み輝度値が異なる。このため、白地部分が明るい記録媒体では乱反射の影響が大きく、キャリブレーションの精度が低下していた。これに対して、本実施例によれば、キャリブレーションに用いる記録媒体の白地部分が異なる場合でもその乱反射影響の差を補正することができる。例えば、普通紙（ＣＡＮＯＮ フルカラーコピー紙ＣＳ８１４）を用いた場合には、１．４５のベタ濃度部で０．１程度の濃度の読み取り影響を受ける。これに対して、記録媒体の白地部分が明るいコート紙（ＯＫトップコート）を用いた場合には、１．４５の濃度のベタ濃度部で０．１５の濃度の読み取り影響を受ける。その乱反射影響の差分は、０．０５濃度となる。本実施例によれば、この差分を補正してキャリブレーションを実施することができ、白地部分が明るい記録媒体でもキャリブレーション推奨紙と同じ精度でキャリブレーションすることができる。

［実施例２]
以下では、図１９及び図２０を参照して、本発明の実施例２について説明する。記録媒体によってその表面性などの違いにより、リーダの読み取り輝度値は同じであっても、その乱反射影響は異なる。この記録媒体の表面性による乱反射影響の違いを図２０に示す。この違いは、表面性の粗い記録媒体の方がより大きく記録媒体上で乱反射が起こることに起因する。

表面性の粗い記録媒体でキャリブレーションを行う場合に、平滑紙で設定された乱反射補正係数を用いて補正すると図２０に示すように、同じ背景輝度でも乱反射影響による輝度増加量が異なる。よって、上記実施例１では、表面性の大きく異なる記録媒体でキャリブレーションする場合に正しく乱反射の影響を補正できない可能性がある。

そこで、本実施例では、ユーザがキャリブレーションに用いる記録媒体でその記録媒体に最適な補正係数を求め、求めた補正係数を用いてキャリブレーションを行う。なお、乱反射影響をユーザが指定した記録媒体を用いて補正する構成以外は、上記実施例１と同様であるので説明を省略する。

図１９を参照して、任意の記録媒体で乱反射影響の補正係数を求める制御について説明する。以下で説明する処理は、複写機１００のＣＰＵ３０１が予め格納された制御プログラム等を読み出して実行することにより実現される。

Ｓ１９０１において、ＣＰＵ３０１は、操作部を介したユーザ入力に従って、キャリブレーションに用いる記録媒体の種別を選択する。Ｓ１９０２において、ＣＰＵ３０１は、選択された記録媒体を用いて、図１６に示したような乱反射の補正係数を検出するパターンを出力する。Ｓ１９０３において、ＣＰＵ３０１は、出力したパターンをリーダＡで読み込む。Ｓ１９０３において、ＣＰＵ３０１は、上記実施例１と同様に乱反射影響の補正係数を演算する。Ｓ１９０４において、ＣＰＵ３０１は、ユーザに選択された記録媒体の種別に紐付けて補正係数をメモリ３０２に記録し、設定する。

＜実施例２の効果＞
本実施例によれば、上記実施例１の効果に加えて、キャリブレーションに用いる記録媒体を用いて乱反射影響の補正ができる。例えば、キャリブレーション推奨紙でなく、粗い紙（Ｈａｍｍｅｒｍｉｌｌ Ｐａｐｅｒｓ Ｇｒｅａｔ Ｗｈｉｔｅ １００）を用いてキャリブレーションした場合も図２０に示す表面の粗い紙における乱反射特性から求めた補正係数を用いて補正することができる。上記実施例１では、本来のターゲット濃度である１．４５よりも０．５程度薄い１．４０をターゲットとしてキャリブレーションしてしまっていた。これに対して、実施例２では、キャリブレーション推奨紙でなく、粗い紙を用いる場合であっても、正しい濃度である１．４５をターゲットとしてキャリブレーションすることができる。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (8)

1. 記録媒体に光を照射し、該記録媒体からの反射光を受光することにより該記録媒体に形成された画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段によって読み取る画像に対する周囲画像からの乱反射の影響を低減する補正係数を予め記憶した記憶部から、該補正係数を取得する取得手段と、
   複数のパッチ画像からなるキャリブレーションパターンを画像形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によって形成された前記キャリブレーションパターンを前記読取手段によって読み取らせ、該読取手段によって得られた各パッチ画像の輝度値を前記取得手段によって取得した前記補正係数によって補正する補正手段と、
   前記補正手段によって補正された各パッチ画像の輝度値を用いてキャリブレーションを実行する実行手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正係数を求めるための複数のパッチ画像を含む補正係数パターンを前記読取手段によって読み取らせ、前記読取手段によって得られた各パッチ画像の輝度値と、当該パッチ画像の周囲画像の輝度値である背景輝度値の所定の面積における平均値と、から前記読取手段による乱反射特性を求め、該乱反射特性から前記補正係数を算出して前記記憶部に記憶させる算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. ユーザ入力に従って、前記キャリブレーションパターンを形成する記録媒体の種別を選択する選択手段をさらに備え、
   前記算出手段は、
   前記選択手段によって選択された種別の記録媒体に、前記画像形成手段によって前記補正係数パターンを形成させ、形成された該補正係数パターンを用いて前記補正係数を算出し、該種別と紐付けて前記算出した補正係数を前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記背景輝度値の所定の面積は、当該パッチ画像の面積よりも広いことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記補正係数パターンは、
   複数の最大濃度のパッチ画像が形成され、該複数の最大濃度のパッチ画像の周囲がそれぞれ異なる濃度で形成されたパターンであることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記補正係数パターンは、前記画像形成手段において用いられる現像剤に対応する複数の色ごとに形成されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記算出手段は、前記読取手段による読取値Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対して前記補正係数を算出し、
   前記補正手段は、算出されたそれぞれの前記補正係数を用いて、前記読取手段によるそれぞれの読取値Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する前記パッチ画像の輝度値を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記算出手段は、前記読取手段による読取値Ｒ，Ｇ，Ｂの何れか１つに対して前記補正係数を算出し、
   前記補正手段は、算出された１つの前記補正係数を用いて、前記読取手段による全ての読取値Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する前記パッチ画像の輝度値を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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