JP5241621B2 - 画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像の品質を維持するためのキャリブレーションに関する。

画像形成装置の画像品質は、画像形成装置が使用される環境や画像形成装置の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。よって、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必要がある（特許文献１）。同様に、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必要もある（特許文献２）。

特開平０７−２６１４７９号公報 特開平０８−２８７２１７号公報

ところで、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ためのキャリブレーションは、画像の品質を一定に維持するために、適当なタイミングで実行されなければならない。しかも、前回のキャリブレーションで使用された記録媒体の種類と、今回のキャリブレーションで使用される記録媒体の種類とは同一であることが前提となっている。特許文献１では、特定の記録媒体が、毎回、キャリブレーションに使用されることが前提とされている。特許文献２の発明でも、追加された任意の記録媒体についてキャリブレーションを行うには、やはりこれと同一の種類の記録媒体を、毎回、用意しなければならない。ちなみに、異なる種類の記録媒体を用いてキャリブレーションを実行してしまうと、たとえば、トナーの載り量が十分でなくなってしまったり、画像形成装置の設計で定められた許容範囲を載り量が超えてしまったりする。これは、画像品質を維持できなくなることを意味する。仮に、所望の記録媒体についてのキャリブレーションを他の種類の記録媒体を用いて実行できれば、操作者にとって便利であろう。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。たとえば、本発明は、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できるようにすることを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明は、たとえば、画像の品質を維持するためのキャリブレーションを実行する画像形成装置や画像処理装置に適用できる。画像形成装置は、たとえば、
記録媒体に異なる複数の濃度領域を有するパターン画像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体に形成された前記パターン画像の前記複数の濃度領域に光を照射し、前記複数の濃度領域からの反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、形成される画像の濃度特性を補正するための画像形成条件を決定する決定手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記検出手段による第１の記録媒体上の前記複数の濃度領域からの反射光の検出結果を、第１変換設定情報を用いて変換する第１変換手段と、
前記検出手段による前記第１の記録媒体とは種類が異なる第２の記録媒体上の前記複数の濃度領域からの反射光の検出結果を、第２変換設定情報を用いて変換する第２変換手段と、
前記第２変換手段による変換結果が、前記第１変換手段による変換結果と等しくなるように、前記第２変換設定情報を作成する作成手段と、を更に有し、
前記決定手段は、前記第１変換設定情報を用いて変換された変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定するとともに、前記作成手段により作成された前記第２変換設定情報を用いて変換された変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定することで、前記第１の記録媒体及び前記第１変換設定情報を用いた場合と、前記第２の記録媒体及び前記第２変換設定情報を用いた場合とで、決定される前記画像形成条件を実質的に同一にすることを特徴とする。

本発明によれば、キャリブレーションに使用できる記録媒体の追加登録が可能となり、任意の記録媒体を用いてキャリブレーションを実行できるようになる。

カラー複写機の構成例を示す図である。 リーダ画像処理部のブロック図である。 プリンタ制御部１０９を示すブロック図である。 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である。 コントラスト電位と画像の濃度情報との関係を示す図である。 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である。 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である。 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である。 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である。 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である。 記録媒体追加動作を含むキャリブレーション動作において使用されるテストパターン及び記録媒体の組み合わせとその効果をまとめた図である。 実施例２におけるケースｉのキャリブレーションを示したフローチャートである。 実施例３におけるキャリブレーションを示したフローチャートである。

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、たとえば、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センサー１０５に結像する。ＣＣＤセンサー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センサー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、リーダーコントローラ回路基盤２１０に出力される。リーダー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）されたレーザービームに変換される。レーザービームは、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）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。リーダ部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。なお、画像信号のビット数は単なる例示に過ぎない。階調制御部３１１で階調制御が実行された後、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。色処理部３０３が使用するＬＵＴｉｄ３０４は、リーダ部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。レーザードライバ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＞
本発明の特徴はユーザー任意の記録媒体におけるキャリブレーションでプリンタ特性を適正にすることにある。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。たとえば、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、たとえば、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、リーダ部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部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）を変更ないしは修正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、たとえば、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。たとえば、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、たとえば、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、たとえば、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良い。

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。本実施例の特徴は任意の記録媒体を使用してキャリブレーションを行ってプリンタ特性を適正にすることにある。

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おそれがある。

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、載り量オーバーを緩和する。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。たとえば、ＣＰＵ３０１は、特定の記録媒体Ｘ用のＬＵＴｉｄ（Ｘ）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、たとえば、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領域に示した特性に対応している。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（Ｚ）も同じ物になるのである。よって、ＬＵＴａ（Ｚ）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。

本実施例によれば、特定の記録媒体Ｘの特性（輝度値Ｉ（Ｘ））、任意の記録媒体Ｚの特性（輝度値Ｉ（Ｚ））、及び、記録媒体Ｘ用の第１変換設定情報（ＬＵＴｉｄ（Ｘ））から、記録媒体Ｚ用の第２変換設定情報（ＬＵＴｉｄ（Ｚ））を作成する。これにより、任意の記録媒体Ｚを用いてキャリブレーションを実行できるようになる。とりわけ、同一の画像信号を用いて記録媒体Ｘと記録媒体Ｚとに画像を形成することで、両者におけるトナー載り量を同一にすることができる。トナー載り量が同一であるため、輝度値Ｉ（Ｘ）と輝度値Ｉ（Ｚ）との差分は、ＬＵＴｉｄ（Ｘ）とＬＵＴｉｄ（Ｚ）との差分に相当する。よって、ＬＵＴｉｄ（Ｘ）に輝度値Ｉ（Ｘ）と輝度値Ｉ（Ｚ）との差分を加算すれば、比較的に簡単に、ＬＵＴｉｄ（Ｚ）を取得できる。

さらに、第２変換設定情報に基づいて、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（ＬＵＴａ）を決定するため、画像形成条件（ＬＵＴａ）を記録媒体ごとに用意する必要はない。すなわち、輝度情報と濃度情報とを変換するＬＵＴｉｄについては記録媒体ごとに用意する必要はあるものの、ＬＵＴａについては記録媒体ごとに用意する必要はない。ＬＵＴａを複数種類の記録媒体間で共通に使用できることも、有利な効果の一つである。つまり、ＬＵＴｉｄは、指定された記録媒体の種類に応じて切り換える必要はあるが、ＬＵＴａについて切り換える必要がない。記録媒体の種類ごとに専用のＬＵＴａを記憶する他の例と比較して、本発明では、メモリの記憶容量も減らすことが可能となる。

本実施例によれば、プリンタ部Ｂの単色の出力特性を精度良く所望の状態にできるため、プリンタ制御部１０９や外部コントローラ等でＩＣＣプロファイルを使用したカラーマネジメントを行った場合の色再現性の精度を上げることもできる。なお、ＩＣＣは、インターナショナル・カラー・コンソーシアムの略称である。

本実施例では、記録媒体の追加作業において記録媒体Ｘでの画像形成及び読み取りの後に、記録媒体Ｚでの画像形成及び読み取りを行うものとして説明した。しかし、記録媒体Ｘおよび記録媒体Ｚでの画像形成を先に実行し、その後に記録媒体Ｘおよび記録媒体Ｚから画像を読み取ってもよい。記録媒体Ｘと記録媒体Ｚとのいずれが先であってもよい。

［実施例２］
本実施例は記録媒体追加作業とキャリブレーションとを並行的に実行する発明である。記録媒体追加作業をキャリブレーション動作に含ませることによって、キャリブレーションで用いる一部の読み取り輝度値を記録媒体追加作業と共用できる。よって、それぞれを個別に行う場合よりも出力枚数や手間を省くことができる。

図１３を参照する。ここでは第１のキャリブレーションに１枚のテストパターン、第２のキャリブレーションに２枚のテストパターンを用いるものと想定する。第１のキャリブレーションにおいて記録媒体追加動作を実行できるようにするために、第１のテストパターンにもＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色ごとに、４列１６行のパッチ（全部で６４階調分のグラデーションのパッチ）が追加されている。

図１３のケースｉ及びｖｉは第１のキャリブレーションにおいて記録媒体追加動作を実行する例である。とりわけ、ケースｉでは、第１のキャリブレーションにおいて記録媒体Ｚが追加されるので第２のキャリブレーションは記録媒体Ｚで行っている。特定の記録媒体Ｘの入手が操作者にとって困難であると仮定すると、特定の記録媒体Ｘを１枚しか使用せずにキャリブレーションを実行できることは利便性が高い。ケースｉｉ、ｉｉｉ、ｖ及びｖｉｉは第２のキャリブレーションの前半で記録媒体の追加動作を実行する例を示している。ケースｉｖでは、第２キャリブレーションの後半で記録媒体の追加動作を実行している。図１３によれば、ＣＰＵ３０１は、少なくとも特定の記録媒体を使用して第１キャリブレーションを実行し、任意の記録媒体のみ、又は、任意の記録媒体及び特定の記録媒体を使用して第２キャリブレーションを実行することがわかる。

ケースｉと比較すると、ケースｉｉないしｖでは精度や制御時間は同程度であるが記録媒体Ｘの使用が多くなってしまう。ケースｖｉ及びｖｉｉでは記録媒体Ｘ及びＺを使用する枚数が多いため、ＬＵＴｉｄ作成に用いるデータ量も多くなり、作成の精度向上が見込まれる。ただし、これらの記録媒体の総必要枚数や制御時間はケースｉと比較して多くなってしまう。どの組み合わせを用いるかは、たとえば、画像形成装置の特性にあわせて適宜決定すればよい。ここでは、最も効率的と思われるケースｉについて説明する。

図１４によれば、ＣＰＵ３０１は、ケースｉないしｖｉｉのうち、ケースｉを選択するものと仮定する。なお、図１０と共通する事項については同一の参照符号を付与することで説明を簡潔にする。上述したＳ１００１ないしＳ１００５において、任意の記録媒体Ｚの登録処理が実行される。すなわち、記録媒体Ｚ用のＬＵＴｉｄ（Ｚ）が作成される。

Ｓ１４０１で、ＣＰＵ３０１は、第１のキャリブレーションを実行する。すなわち、ＣＰＵ３０１は、Ｓ１００２で取得した記録媒体Ｘの輝度値Ｉ（Ｘ）をメモリ３０２から読み出して、コントラスト電位を決定する。任意の記録媒体Ｚの追加動作で取得された輝度値Ｉ（Ｘ）を第１のキャリブレーションでそのまま使用できるため、第１のキャリブレーションにおける輝度値Ｉ（Ｘ）の取得処理を省略できる。このように、ＣＰＵ３０１は、第２変換設定情報を作成するために取得された第１輝度情報Ｉ（Ｘ）を使用して第１キャリブレーションを実行する。その結果、任意の記録媒体を追加する作業と第１キャリブレーションとを並行して実行することが可能となる。

Ｓ１４０２で、ＣＰＵ３０１は、記録媒体Ｚを選択し、第２−１及び第２−２のテストパターンを作成し、これらにＬＵＴｉｄ（Ｚ）を作用させてＬＵＴａを作成する。なお、第２のキャリブレーションの詳細は、実施例１において説明した通りである。

実施例２によれば、実施例１の効果に加え、キャリブレーションと任意の記録媒体の追加動作とを一連の動作として実行するため、記録媒体のトータルでの使用枚数を削減できる。また、実施例２では、追加動作において取得された特定の記録媒体Ｘの輝度値Ｉ（Ｘ）を第１キャリブレーションでも共用するため、輝度値Ｉ（Ｘ）の取得時間も削減できる。

［実施例３］
実施例３では、キャリブレーションの途中でキャリブレーション用の記録媒体が足りなくなった場合に、キャリブレーション用の記録媒体を追加登録することで、キャリブレーションを継続できるようにする発明について説明する。

実施例３ではトータルでＮ枚のテストプリント（テストパターン）が必要となる。たとえば、６種の解像度に対処するために第２のキャリブレーション用のテストパターンが３枚必要であり、第１のキャリブレーションで使用されるテストパターンが１枚必要であれば、合計で４枚の記録媒体が必要となる。テストパターンの枚数が多くなればなるほど、キャリブレーションの途中で記録媒体が不足なる可能性が高まる。なお、テストパターンの枚数が多くなる理由としては他に、階調数やパッチサイズを増やして精度向上を図る場合や、画像読取装置の都合で１枚でのパッチ数が減る場合などがある。特に、画像読取装置として複写機の原稿読取装置ではなく、排紙部に搭載しインラインで自動にパッチを検出するカラーセンサ等を用いた場合は多ページになる場合が多い。

実施例３では予め使用することを指定された登録済みの記録媒体（記録媒体Ｘなど）の残り枚数をｍ枚とする。ｍの値は予め操作者が操作部を通じてＣＰＵ３０１に入力してもよいし、記録媒体の収納ケースに設けられた残枚数検出器により取得されてもよい。

図１５を参照する。Ｓ１５０１で、ＣＰＵ３０１は、初期化処理を実行する。たとえば、ＣＰＵ３０１は、現在のテストプリントの枚数をカウントするための変数ｎに１と代入したり、記録紙の残数を変数ｍに代入したり、キャリブレーションに必要となる総枚数をＮに代入する。

Ｓ１５０２で、ＣＰＵ３０１は、予め使用することを指定された記録媒体（例：特定の記録媒体Ｘ）の残数ｍと閾値ｔｈ（例：２枚）とを比較し、ｍがｔｈ以上であるか否かを判定する。このように、ＣＰＵ３０１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に必要となる記録媒体のトータルの枚数と、特定の記録媒体の残り枚数とを比較する比較手段として機能している。

なお、残りが２枚未満、すなわち１枚になってしまった場合は、Ｓ１５０８に進む。Ｓ１５０８の追加記録動作においては、少なくとも１枚の登録済みの記録媒体が必要となるため、閾値ｔｈを２としている。なお、登録済みの記録媒体は、基本的に特定の記録媒体Ｘであるが、登録済みであれば記録媒体Ｚであってもよい。後者の場合、記録媒体Ｚを用いて別の任意の記録媒体Ｗが登録される。ｍがｔｈ以上であれば、ステップＳ１５０３に進む。ここでは、説明の便宜上、登録済みの記録媒体は、基本的に特定の記録媒体Ｘであると仮定する。

Ｓ１５０３で、ＣＰＵ３０１は、特定の記録媒体Ｘにテストパターンを形成することで、テストプリントを出力する。ＣＰＵ３０１は、特定の記録媒体ＸのＬＵＴｉｄ（Ｘ）をメモリ３０２から読み出して色処理部に設定しておくものとする。登録済みの記録媒体がＺであれば、ＬＵＴｉｄ（Ｚ）が色処理部に設定される。

Ｓ１５０４で、ＣＰＵ３０１は、リーダ部Ａによってテストプリントを読み取り、キャリブレーションを実行する。Ｓ１５０５で、ＣＰＵ３０１は、すべてのテストプリントの読み取りが終了したか否かを判定する。たとえば、ＣＰＵ３０１は、現在の枚数ｎと総枚数Ｎとを比較する。すべての読み取りが終了していれば、Ｓ１５０６に進む。Ｓ１５０６で、ＣＰＵ３０１は、テストプリントから取得した輝度値を使用してコントラスト電位の設定と階調補正を実行する。すべての読み取りが終了していなければ、Ｓ１５０７に進む。Ｓ１５０７で、ＣＰＵ３０１は、ｎの値を１つ加算する。その後、Ｓ１５０２に進む。

Ｓ１５０２で、ｍがｔｈ以上でなければ、Ｓ１５０８に進む。Ｓ１５０８で、ＣＰＵ３０１は、記録媒体の追加動作（Ｓ１００１ないしＳ１００５）を実行する。ここでは、記録媒体Ｚが追加されたものとする。Ｓ１５０９で、ＣＰＵ３０１は、追加された記録媒体ＺのＬＵＴｉｄ（Ｚ）を色処理部に設定し、キャリブレーションを継続する。すなわち、Ｓ１５０３に戻る。

実施例３によれば、実施例１、２の効果に加え、特定の記録媒体の残り枚数をトータルの枚数が超える場合に、特定の記録媒体の残り枚数とトータルの枚数との差分となる枚数を任意の記録媒体で補うことが可能となる効果が奏される。すなわち、キャリブレーション途中で記録媒体が不足すると、ＣＰＵ３０１は、画像形成手段、作成手段及び決定手段を機能させて任意の記録媒体の追加作業を実行させる制御手段として機能する。よって、キャリブレーションを継続できるようになる。

Claims (8)

1. 記録媒体に異なる複数の濃度領域を有するパターン画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体に形成された前記パターン画像の前記複数の濃度領域に光を照射し、前記複数の濃度領域からの反射光を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、形成される画像の濃度特性を補正するための画像形成条件を決定する決定手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記検出手段による第１の記録媒体上の前記複数の濃度領域からの反射光の検出結果を、第１変換設定情報を用いて変換する第１変換手段と、
   前記検出手段による前記第１の記録媒体とは種類が異なる第２の記録媒体上の前記複数の濃度領域からの反射光の検出結果を、第２変換設定情報を用いて変換する第２変換手段と、
   前記第２変換手段による変換結果が、前記第１変換手段による変換結果と等しくなるように、前記第２変換設定情報を作成する作成手段と、を更に有し、
   前記決定手段は、前記第１変換設定情報を用いて変換された変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定するとともに、前記作成手段により作成された前記第２変換設定情報を用いて変換された変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定することで、前記第１の記録媒体及び前記第１変換設定情報を用いた場合と、前記第２の記録媒体及び前記第２変換設定情報を用いた場合とで、決定される前記画像形成条件を実質的に同一にすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作成手段は、
   前記検出手段により前記第１の記録媒体上のパターン画像からの反射光から得られた第１輝度情報と、前記検出手段により前記第２の記録媒体上のパターン画像からの反射光から得られた第２輝度情報との差分を算出する第１算出手段と、
   前記第１変換設定情報に前記差分を加算することで前記第２変換設定情報を算出する第２算出手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録媒体の種類を指定する指定手段をさらに有し、
   前記指定手段により前記第１の記録媒体が指定されたときは前記第１変換手段が前記第１輝度情報を前記第１変換設定情報により濃度情報に変換し、前記指定手段により前記第２の記録媒体が指定されたときは前記第２変換手段が前記第２輝度情報を前記第２変換設定情報により濃度情報に変換することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の記録媒体に形成されたパターン画像からの反射光から得られた前記第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、
   前記第２変換設定情報を使用して前記第２の記録媒体に形成されたパターン画像からの反射光に基づき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前記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キャリブレーション手段と
   を更に有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記第１キャリブレーション手段は、前記第２変換設定情報を作成するために取得された前記第１輝度情報を使用して前記第１キャリブレーションを実行することで、前記第２変換設定情報を作成する作業と前記第１キャリブレーションとを並行して実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１キャリブレーション手段は、少なくとも前記第１の記録媒体を使用して前記第１キャリブレーションを実行し、
   前記第２キャリブレーション手段は、前記第２の記録媒体のみ、又は、前記第２の記録媒体及び前記第１の記録媒体を使用して前記第２キャリブレーションを実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記第１キャリブレーションと前記第２キャリブレーションとに必要となる記録媒体のトータルの枚数と、前記第１の記録媒体の残り枚数とを比較する比較手段と、
   前記第１の記録媒体の残り枚数を前記トータルの枚数が超える場合に、前記第１の記録媒体の残り枚数と前記トータルの枚数との差分となる枚数を前記第２の記録媒体で補うために、前記画像形成手段、前記作成手段及び前記決定手段を機能させて前記第２変換設定情報を前記作成手段に作成させる制御手段と
   を更に有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
8. 記録媒体に異なる複数の濃度領域を有するパターン画像を形成する画像形成工程と、
   前記記録媒体に形成された前記パターン画像の前記複数の濃度領域に光を照射し、前記複数の濃度領域からの反射光を、検出手段により検出する検出工程と、
   前記検出工程における検出結果に基づいて、形成される画像の濃度特性を補正するための画像形成条件を決定する決定工程と、
   を有する画像形成装置の制御方法であって、
   前記検出手段による第１の記録媒体上の前記複数の濃度領域からの反射光の検出結果を、第１変換設定情報を用いて変換する第１変換工程と、
   前記検出手段による前記第１の記録媒体とは種類が異なる第２の記録媒体上の前記複数の濃度領域からの反射光の検出結果を、第２変換設定情報を用いて変換する第２変換工程と、
   前記第２変換工程における変換結果が、前記第１変換工程における変換結果と等しくなるように、前記第２変換設定情報を作成する作成工程と、を更に有し、
   前記決定工程において、前記第１変換設定情報を用いて変換された変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定するとともに、前記作成工程で作成された前記第２変換設定情報を用いて変換された変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定することで、前記第１の記録媒体及び前記第１変換設定情報を用いた場合と、前記第２の記録媒体及び前記第２変換設定情報を用いた場合とで、決定される前記画像形成条件を実質的に同一にすることを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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