JPH08289149A - 画像記録装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成条件が変動することを考慮して画像
形成パラメタを調整することにより、良好な画質を得る
ことができる画像処理装置およびその方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 ステップS1で、記録媒体に階調特性調整用の
テストパターンを形成し、そのテストパターンを読取っ
た情報に基づいて記録する画像の階調特性を調整する。
続いて、ステップS2で、記録媒体に色再現特性調整用の
テストパターンを形成し、そのテストパターンを読取っ
た情報に基づいて記録する画像の色再現特性を調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像記録装置およびその
方法に関し、例えば、記録媒体にカラー画像を形成する
画像記録装置およびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置に、既知のN組の入力信号A
n（プリント信号）を与えて、記録媒体にN組の特定色の
パターンを形成し、形成されたパターンの輝度Bnを読取
り、輝度Bnからマスキング演算などによりN組のプリン
タの出力信号値Cnを得る。そして、N組の入力信号Anと
出力信号Cnがほぼ等しくなるように、マスキング係数な
どの画像形成パラメータを調整することにより、画像品
質の安定性を向上させる技術がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した技術
においては、次のような問題点がある。つまり、画像形
成を繰返すと、トナーが粉砕されたり、現像剤のキャリ
アの周囲に粉砕されたトナーが付着したりするなどし
て、コピー画像の最大濃度が低下する現象が発生する。
この最大濃度の低下は色再現範囲を狭めることになり、
この状態でマスキング係数などの画像形成パラメータを
調整しても良好な画質を得ることはできない。このよう
な現像剤の耐久劣化による画質の劣化は、現像剤を交換
することにより改善することができる。しかし、耐久劣
化を考慮して定期的に現像剤を交換するのは、コピーコ
ストの上昇を招くことになり現実的ではない。

【０００４】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、画像形成条件が変動することを考慮して画像
形成パラメータを調整することにより、良好な画質を得
ることができる画像記録装置およびその方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明は、前記の目的を達成する一手段とし
て、以下の構成を備える。

【０００６】本発明にかかる画像記録装置は、記録媒体
に画像を記録する画像記録装置であって、階調特性を調
整する第一のフィードバック調整手段と、前記第一のフ
ィードバック調整手段による調整後、色再現特性を調整
する第二のフィードバック調整手段とを有することを特
徴とする。

【０００７】本発明にかかる画像記録方法は、記録媒体
に画像を記録する画像記録方法であって、第一のフィー
ドバック系により階調特性を調整した後、第二のフィー
ドバック系により色再現特性を調整することを特徴とす
る。

【０００８】また、記録媒体に第一のテストパターンを
形成する第一のパターン形成ステップと、前記第一のパ
ターン形成ステップで記録媒体に形成した第一のテスト
パターンを読取る第一の読取ステップと、前記第一の読
取ステップで読取った第一のテストパターンの情報に基
づいて階調特性を調整する第一の調整ステップと、記録
媒体に第二のテストパターンを形成する第二のパターン
形成ステップと、前記第二のパターン形成ステップで記
録媒体に形成した第二のテストパターンを読取る第二の
読取ステップと、前記第二の読取ステップで読取った第
二のテストパターンの情報に基づいて色再現特性を調整
する第二の調整ステップとを有することを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明にかかる一実施例の画像記録装
置を図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】

【第1実施例】まず、フルカラーの画像形成方法につい
て、その概要を説明する。

【００１１】図1は本発明にかかる第1実施例の画像記録
装置の構成を示す図で、リーダ部Aとプリンタ部Bで構成
されている。

【００１２】リーダ部Aの原稿台ガラス102上に置かれた
原稿101は光源103により照射される。原稿101からの反
射光は、光学系104を介して、CCDセンサ105に結像され
る。CCDセンサ105は、三列に配置されたレッド，グリー
ン，ブルーのCCDラインセンサ群により、ラインセンサ
毎にレッド，グリーン，ブルーの色成分信号を生成す
る。これら読取光学系ユニットは、図に矢印で示す方向
に走査されることにより、原稿画像をライン単位の電気
信号データ列に変換する。

【００１３】また、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。

【００１４】CCDセンサ105から出力された画像信号は、
画像処理部108で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へ入力される。

【００１５】図2は画像処理部108の構成例を示すブロッ
ク図である。

【００１６】同図において、CPU214は、ROM216などに予
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
のほかに画像処理パラメータなども格納されている。操
作部217は、キーボードやタッチパネルおよびLCDなどの
表示器218を有し、オペレータからの指示をCPU214へ伝
えたり、CPU214によって装置の動作条件や状態を表示し
たりするものである。

【００１７】また、アドレスカウンタ212は、クロック
発生部211で発生された一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して、シフ
トパルスやリセットパルスなどライン単位にCCDセンサ1
05を駆動する信号219や、CCDセンサ105から出力された1
ライン分の信号中の有効領域を表す信号VE、ライン同期
信号HSYNCなどを生成する。なお、アドレスカウンタ212
は、信号HSYNCでクリアされて、次ラインの主走査アド
レスの計数を開始する。

【００１８】CCDセンサ105から出力された画像信号は、
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、A/D変換部202で各色成分毎に例えば
8ビットのRGBディジタル画像信号に変換され、シェーデ
ィング補正部203において、色毎に、基準白色板106を読
取った信号を用いる公知のシェーディング補正が施され
る。

【００１９】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信号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およびGの各色
成分信号を副走査方向にライン遅延し、三つの色成分信
号の位相を同期させる。

【００２０】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信号の色空間を、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ものである。 ただし、Ro,Go,Bo: 出力画像信号 Ri,Gi,Bi: 入力画像信号

【００２１】LOG変換部206は、例えばROMなどからなる
ルックアップテーブルで構成され、入力マスキング部20
5から出力されたRGB輝度信号をCMY濃度信号に変換す
る。ライン遅延メモリ207は、図示しない黒文字判定部
が入力マスキング部205の出力から制御信号UCR,FILTER,
SENなどを生成する期間（ライン遅延）分、LOG変換部20
6から出力された画像信号を遅延する。

【００２２】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信号の最小値min(M,C,Y)から
黒成分信号Kを生成し、さらに、カラートナーの分光分
布，読取光学系で使用するCCDの分光特性と色分解フィ
ルタの分光特性のマッチングを最適にするマスキング処
理を、次式のマトリクス演算により行って、リーダ部A
の各読取動作ごとにM,C,Y,K順に、例えば8ビットの色成
分画像信号を出力する。なお、マトリクス演算に使用す
るマトリクス係数b11〜b44は、CPU214によって設定され
るものである。 ただし、Mo,Co,Yo,Ko: 出力画像信号 Mi,Ci,Yi : 入力画像信号 Ki = min(Mi,Ci,Yi)

【００２３】ガンマ補正部209は、画像信号をプリンタ
部Bの理想的な階調特性に合わせるために、マスキング
・UCR部208から出力された画像信号に濃度補正を施す。
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
た画像信号にエッジ強調またはスムージング処理を施
す。

【００２４】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画像信号を
光学濃度に換算するものである。

【００２５】このように処理されたMCYK面順次の色成分
画像信号は、プリンタ部Bへ送られて、PWMによる濃度記
録が行われる。

【００２６】図3は画像処理部108における各制御信号の
タイミングチャート例である。

【００２７】同図において、信号VSYNCは、副走査方向
の画像有効区間信号であり、同信号が‘1’の区間にお
いて画像読取（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、主走査方向の
画像有効区間信号であり、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’へ立ち下がるタイミング）がとられるほか、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’へ立
ち上がるタイミングで画像データが転送される。

【００２８】図4はプリンタ制御部109の構成例を示すブ
ロック図で、図4と図1を用いてプリンタ部Bの説明を行
う。

【００２９】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て、レーザ光源
110を駆動するレーザドライバ27へ入力される。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に
より主走査方向に走査された上、ミラー2を介して、一
次帯電器8により一様に帯電された感光ドラム4上を照射
して、感光ドラム4上に静電潜像を形成する。

【００３０】感光ドラム4は図に示す矢印の方向に回転
していて、感光ドラム4上に形成された潜像は、形成色
ごとに順次、現像器3によりトナー現像される。本実施
例は、現像方式として二成分系を用いていて、感光体ド
ラム4周囲にその回転方向の上流からブラックK，イエロ
ーY，シアンC，マゼンタMの順で各色の現像器3が配置さ
れていて、プリンタ制御部109の制御により、形成色に
応じた現像器3が、感光ドラム4上に形成された潜像を現
像するタイミングで、感光ドラム4に接触するようにな
っている。

【００３１】一方、記録紙カセットなどから供給された
記録紙6が巻き付いた転写ドラム5は、各形成色ごとに一
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
れるので、合計四回転すると四色のトナー像が重なった
状態で転写されることになる。

【００３２】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、定着ローラ対7によってトナー像が定
着され、フルカラー画像のプリントが完成する。

【００３３】さらに、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に表面電位センサ12
と、装置内の空気に含まれる水分量を測定する環境セン
サ33と、LED光源10（約960nmに主波長をもつ）とフォト
ダイオード11を含む光学読取装置40が備えられている。
詳細は後述するが、表面電位センサ12は、プリンタ制御
部109がその出力により感光ドラム4の帯電状態を検出し
て、一次帯電器8のグリッド電位および現像器3の現像バ
イアスを制御するためのものであり、光学読取装置40
は、プリンタ制御部109が感光ドラム4上に形成されたト
ナーパッチパターンの反射光量を検出するためのもので
ある。また、一次帯電器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。

【００３４】プリンタ制御部109において、CPU28は、RO
M30など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部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
同してコピーなどの動作を行なう。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なども格納されている。ま
た、ROM32の一部には、後述するテストパターンが予め
格納されているテストパターン記憶領域30aがある。

【００３５】ルックアップテーブル(LUT)25は、詳細は
後述するが、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などで構成され、その変
換テーブルは、CPU28によって設定されるものである。
また、パターンジェネレータ29は後述するテストプリン
ト2を発生するものであり、濃度換算回路42は光学読取
装置40から入力された輝度信号を濃度信号に換算するも
のである。

【００３６】図5は本実施例による階調画像を得るため
の画像処理を説明するための図である。

【００３７】CCD105から出力された原稿画像の輝度情報
は、画像処理部108により、面順次の濃度情報に変換さ
れる。この濃度情報は、初期設定時のプリンタのガンマ
特性に応じて補正された画像データである。LUT25は、
原画像の濃度と出力画像の濃度が一致するように、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へ入力さ
れる。

【００３８】図6は階調が再現される様子を示す四限チ
ャートで、第一象限は原稿濃度を濃度信号に変換するリ
ーダ部Aの読取特性を、第二象限は濃度信号をレーザ出
力信号に変換するためのLUT25の変換特性を、第三象限
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、第四象限は原稿濃度と出力濃度の関係つ
まり装置のトータルの階調再現特性を、それぞれ示して
いる。なお、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。

【００３９】本実施例は、第四象限に示す階調再現特性
をリニアにするために、第三象限に示すプリンタ部Bの
記録特性がリニアでない分を、第二象限のLUT25の変換
特性により補正する。なお、LUT25の変換特性は後述す
る演算結果により設定される。

【００４０】図7は本実施例の画像調整処理の手順例を
示すフローチャートで、リーダ部AのCPU214とプリンタ
部BのCPU28が協同して実行するものである。ステップS1
でプリンタの階調特性を調整し、ステップS2でプリンタ
の色再現特性を調整して、画像調整処理を終了する。以
下、それぞれの処理を順に説明する。

【００４１】［リーダとプリンタを含む系の階調制御
（第一のフィードバック系）］次に、リーダ部Aとプリ
ンタ部Bの双方を含む系の階調再現特性を安定化する制
御系について説明する。

【００４２】図8はリーダ部Aを用いたプリンタ部Bのキ
ャリブレーションを説明するためのフローチャートで、
オペレータが操作部217に設けられた自動階調補正モー
ドの設定キーを押すことにより、リーダ部AのCPU214と
プリンタ部BのCPU28は協同して、この制御を開始する。
なお、この制御が開始されると、操作部217の例えば液
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、図9A〜図11Eに示すようなインフォメーショ
ンやキーが表示される。

【００４３】まず、ステップS51において、CPU214は、
表示器218にテストプリントをスタートさせる「テスト
プリント1」キーを表示し（図9A）、オペレータがこの
キーを押すことにより、プリンタ部Bから図12に一例を
示すようなテストプリント1の画像がプリントアウトさ
れる。図9Cはテストプリント1のプリント中における表
示器218の表示例である。

【００４４】このとき、CPU28はテストプリント1をプリ
ントするための記録媒体があるかないかを判定してCPU2
14へ通知する。CPU214は、記録媒体がない場合は表示器
218に警告を表示する（図9B）。なお、このテストプリ
ント1の形成時には、環境に応じた標準状態の値が初期
値として登録されているので、これを後述するコントラ
スト電位として用いる。

【００４５】また、本実施例の装置は、複数の記録紙カ
セットを備え、B4,A3,A4,B5など複数の記録媒体サイズ
が選択可能である。しかし、テストプリント1のプリン
トに使用する記録媒体は、後の読取作業の際に、原稿台
ガラス102へテストプリント1を置く際の置き方、つまり
縦置きと横置きとを間違えないようにするために、所謂
ラージサイズ（B4,A3,11×17,LGRなど）を用いるように
設定してある。

【００４６】図12に示すテストパターン1には、YMCK四
色分の中間階調濃度による帯状のパターン61が形成され
ている。この帯パターン61を目視検査して、すじ状の異
常画像，濃度むらや色むらがないことを確認する。も
し、帯パターン61に異常が認められる場合は、再度、テ
ストプリント1をプリントアウトし、それでも帯パター
ン61に異常が認められる場合は、サービスマンを呼ぶな
どの処理が必要になる。また、パターン62は、YMCKの各
色の最大濃度パッチ（8ビットの場合は濃度信号値255）
である。

【００４７】また、パターン61の主走査方向のサイズ
は、パッチパターン62および図13に示す階調パターン71
と72をカバーするように設定されている。この帯パター
ン61を、リーダ部Aで読取り、その主走査方向の濃度情
報により、以後の制御を行うか否かを自動的に判断する
こともできる。

【００４８】続いて、ステップS52で、オペレータは、
テストプリント1が形成されたときの主走査および副走
査方向と、テストプリント1が読取られるときの主走査
および副走査方向とが一致するように、原稿台ガラス10
2上にテストプリント1を載せて（図14）、図10Aに示す
「読み込み」キーを押す。このとき、図10Aに示すよう
に、CPU214は、表示器218にオペレータ用のガイダンス
を表示して、テストプリント1を原稿台ガラス102へ載せ
る方法を指示する。つまり、図14は、原稿台を上方から
観た図で、左上のくさび型マークTが原稿台の原稿の位
置決め（突き当て用）マークであり、帯パターン61がマ
ークT側になるように、なおかつ表裏を間違えないよう
に、テストプリント1を原稿台ガラス102上に載せる必要
がある。

【００４９】リーダ部Aによるパッチパターン62の読取
りは、次のように行う。つまり、マークTの位置から走
査を開始して、徐々に走査して行くと、帯パターン61の
角（Ａ点）で最初の急激な濃度変化（濃度ギャップ）が
検出されるので、その濃度ギャップの座標から相対的に
各パッチパターン62の位置を割出し、各パッチパターン
62の濃度値を読取る。この読取中における表示器218の
表示は図10Bに示すようになり、テストプリント1の向き
や位置が不正確で、パッチパターン62を読取ることが不
可能な場合、CPU214は、表示器218に図10Cに示すメッセ
ージを表示した後、オペレータが、テストプリント1を
載せ直して、「読み込み」キーを押すと、再度、パッチ
パターン62の読取りを行う。

【００５０】このとき、CPU214は、ラインディレイ部20
4から濃度変換部220へ画像信号が渡るように制御し、濃
度変換部220には式(3)に示す変換式（または相当の変換
テーブル）を設定して、読取られたRGB値を光学濃度に
換算させる。なお、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、換算結果を補正係数
km,kc,ky,kkで調整している。 M = -km×log(G/255) C = -kc×log(R/255) Y = -ky×log(B/255) …(3) K = -kk×log(G/255) ただし、対数の底は10である

【００５１】続いて、CPU28は、ステップS53で、色成分
ごとに、パッチパターン62から得られた濃度情報に基づ
いて、目標濃度を得るための目標コントラスト電位Bを
求める。

【００５２】図15は相対ドラム表面電位と画像濃度との
関係を示す図で、同図により、得られた濃度情報から目
標コントラスト電位Bを求めて、最大濃度を補正する方
法を説明する。

【００５３】現像バイアス電位と、一次帯電された後に
最大濃度レベルに対応するレーザ光により放電された感
光ドラム4の表面電位との差、つまりコントラスト電位
がAであったときに得られたパッチパターン62の濃度がD
aであるとする。また、目標画像濃度を例えば1.6にする
が、次の理由から、さらに例えば0.1のマージンを見込
んで、最大濃度の目標値Drを1.7に設定してコントラス
ト電位を決定する。これは、最大濃度領域における相対
ドラム表面電位に対する画像濃度は、図15に実線Lで示
すように、ほぼリニアに変化することが殆どであるが、
二成分現像系では、現像器3内のトナー濃度が変動し低
下した場合、破線Nで示すように、最大濃度領域で非線
形を示す場合があるため、目標画像濃度に対して例えば
0.1のマージンを見込んでおくものである。

【００５４】ここで、画像濃度Dは光学濃度を意味し次
式で定義される。 D = -log(I/Io) …(4) ただし、Io: 入射光 I: 反射光 対数の底は10

【００５５】具体的には、目標値Drに対するコントラス
ト電位Bは式(5)を用いて求めるが、式(5)に含まれるKa
は補正係数であり、現像方式の種類によってその値を最
適化するのことが好ましい。 B = (A + Ka)×Dr/Da …(5)

【００５６】補正係数Kaの代表例として、実際の電子写
真方式の場合は、その周囲環境に応じてコントラスト電
位の設定を変えないと画像濃度を合わせることができ
ず、前述した装置内の空気に含まれる水分量をモニタす
る環境センサ33の出力に応じて、図16のようにコントラ
スト電位の設定を変えている。環境の水分量に応じてコ
ントラスト電位を補正する具体的な方法は、式(6)から
求めた補正係数Vcont.rateをRAM32のバックアップ領域3
2aに保存しておき、例えば30分ごとに環境（水分量）の
変動をモニタして、式(7)に示すように、その検知結果
に応じた補正係数Vcont.rateと画像形成動作をさせたと
きの環境の水分量に応じて求めたコントラスト電位Atem
pとから補正コントラスト電位B'を算出する。 Vcont.rate = B/A …(6) B' = Vcont.rate×Atemp …(7)

【００５７】続いて、CPU28は、ステップS54において、
各色成分の目標コントラスト電位Bが制御範囲にあるか
どうかを判断する。もし、目標コントラスト電位Bが制
御範囲から外れている場合は、現像器3などに異常があ
るものと判断して、ステップS55で対応する色の現像器3
に対応するエラーフラグを立てるとともに、目標コント
ラスト電位Bを制御範囲ぎりぎりの値に修正した後、ス
テップS56へ進む。なお、エラーフラグは、サービスマ
ンが所定のサービスモードが実行した際に、そのエラー
フラグに対応する部位のチェックをサービスマンに指示
するものである。

【００５８】続いて、ステップS56で、CPU28は、目標コ
ントラスト電位Bが得られるように、一次帯電器8のグリ
ッド電位と現像バイアス電位を設定する。ここで、目標
コントラスト電位Bからグリッド電位と現像バイアス電
位を求める方法を簡単に説明する。

【００５９】一次帯電器8のグリッド電位を-200Vにセッ
トして、最低濃度レベルに対応するレーザ光で走査した
ときの感光ドラム4の表面電位VLと、最高濃度レベルに
対応するレーザ光で走査したときの感光ドラム4の表面
電位VHとを、表面電位センサ12で測定する。同様に、グ
リッド電位を-400VにセットしたときのVLとVHを測定
し、-200Vのデータと-400Vのデータから補間および外挿
によりグリッド電位と表面電位との関係を求めた結果の
一例が図17である。なお、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。

【００６０】本来トナーが付着しない部分にトナーが付
着してしまう所謂トナーかぶりを防ぐために電圧差Vbg
（例えば100V）を設けるので、現像バイアスVDCはVL-Vb
gに設定する。従って、コントラスト電位Vcontは、現像
バイアスVDCとVHの差分電圧であり、Vcontが大きいほど
最大濃度が大きくとれるのは上述したとおりである。こ
のように、目標コントラスト電位Bを得るために必要な
グリッド電位と現像バイアス電位は、図17に示す関係に
基づいて、計算で求めることができる。

【００６１】図18は濃度変換特性の一例を示す図であ
る。本実施例における最大濃度制御は、前述したよう
に、最大濃度を最終目標値より高めに設定するので、第
三象限のプリンタ特性図は実線Jのようになる。もし仮
に、このような制御を行わないときは、破線Hで示すよ
うに、1.6に達しないプリンタ特性になる可能性もあ
る。破線Hの特性の場合は、LUT25をどのように設定して
も、LUT25は最大濃度を上げる能力をもち合わせていな
いので、濃度DHと1.6の間の濃度を再現することは不可
能である。一方、実線Jに示すように、最大濃度を僅か
に超える設定になっていれば、確実に、第四象限のトー
タル階調特性で、濃度再現域を保証することができる。

【００６２】続いて、ステップS57において、CPU214
は、表示器218にテストプリント2をスタートさせるため
のメッセージと「テストプリント2」キーを表示し（図1
1A）、オペレータがこのキーを押すことにより、プリン
タ部Bから図13に一例を示すようなテストプリント2の画
像がプリントアウトされる。図11Bはテストプリント2の
プリント中における表示器218の表示例である。なお、
テストプリント2は、パターンジェネレータ29で発生さ
れ、LUT25を介さずに出力される。

【００６３】テストプリント2は、色成分ごとの四列16
行（全部で64階調分）のグラデーションを備えたパッチ
群からなる。ここで、全部で256階調あるうちの濃度の
低い領域を重点的に64階調へ割当て、高濃度領域は間引
いて割当てるようにレーザ出力レベルを設定する。こう
することにより、とくに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。

【００６４】また、テストプリント2は、図13に示すよ
うに、解像度200LPI(lines/inch)のパターン71と、400L
PI(lines/inch)のパターン72とを備え、73は一つ一つの
パッチを表す。本実施例は、例えば、階調画像は200LPI
の解像度で、文字などの線画像は400LPIの解像度で形成
するので、この二種類の解像度で同一の階調レベルのパ
ターンを出力するが、解像度の違いで階調特性が大きく
異なる場合は、解像度に応じて、先の階調レベルを設定
するのがより好ましい。なお、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することで実現
することができる。

【００６５】続いて、ステップS58で、オペレータは、
テストパターン2が形成されたときの主走査および副走
査方向と、テストパターン2が読取られるときの主走査
および副走査方向とが一致するように、原稿台ガラス10
2上にテストプリント2を載せて（図19）、図11Cに示す
「読み込み」キーを押す。このとき、図11Cに示すよう
に、CPU214は、表示器218にオペレータ用のガイダンス
を表示して、テストプリント2を原稿台ガラス102へ載せ
る方法を指示する。図19は原稿台を上方から観た図で、
Kのパターンが前述した左上のくさび型の位置決めマー
クT側になるように、なおかつ表裏を間違えないよう
に、テストプリント2を原稿台ガラス102上に載せる必要
がある。

【００６６】リーダ部Aによるパターン71と72の読取り
は、次のように行う。つまり、マークTの位置から走査
を開始して、徐々に走査して行くと、パターン72の角
（B点）で最初の急激な濃度変化（濃度ギャップ）が検
出されるので、その濃度ギャップの座標から相対的に各
パッチ73の位置を割出し、各パッチ73の濃度値を読取
る。

【００６７】図20は一つのパッチ73当りの読取ポイント
の一例を示す図で、パッチ内部に読取ポイントを例えば
16個とり、その16個の読取値を平均化し、先に示した光
学濃度への変換式(2)により、平均読取値（RGB信号）を
濃度値に変換する。なお、読取ポイント数は、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。

【００６８】図21はこのようにして得られた出力濃度と
レーザ出力レベルの関係例を示す図で、同図の右の縦軸
は、記録媒体のベース濃度（図では0.08）を濃度レベル
「0」にし、この装置の最大濃度として設定した例えば
1.60を濃度レベル「255」に正規化したものである。

【００６９】もし、図21に点Cで示すように得られた濃
度値が特異的に高かったり、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上に汚れや傷があった
り、テストプリント2に不良があったりすることがある
ので、CPU28は、データ列に連続性が保存されるよう
に、特性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。

【００７０】続いて、CPU28は、ステップS59でLUT25の
テーブル作成し設定する。同テーブルは、前述したよう
に、図21の濃度レベルを入力レベル（図6の濃度信号
軸）に、レーザ出力レベルを出力レベル（図6のレーザ
出力信号軸）に、座標を入換えるだけで簡単に作成でき
る。なお、パッチに対応していない濃度レベルについて
は、補間演算によりテーブル値を求める。このとき、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。なお、CPU214は、ステップ
S59の処理中、表示器218に図11Dに示すような表示を行
い、自動階調補正が終了すると図11Eに示すような表示
を行う。

【００７１】以上で、リーダ部Aを用いた制御系による
コントラスト電位制御とガンマ変換テーブルの作成が完
了する。

【００７２】［階調性の補足制御］次に、上述した自動
階調補正（以下では「第一の制御系」と呼ぶ場合があ
る）を行った後の、階調性についての補足制御を説明す
る。前述したように、環境変動に応じてコントラスト電
位を制御することにより最大濃度を補正することを説明
したが、本実施例は、階調性についても補正を行ってい
る。

【００７３】図22はROM30に予め格納されたLUT25のテー
ブル値の一例を示す図で、第一の制御系を無効にした状
態で、環境が変化した場合に対応するテーブル値であ
る。

【００７４】CPU28は、第一の制御系による制御を行っ
たときの水分量データをバックアップ領域32aに保存し
ておき、その水分量に対応するLUT.AをROM30から得る。
以降、環境が変化する（または水分量の測定）ごとに、
その水分量に対応するLUT.BをROM30から得て、第一の制
御系により得られたLUT.1を、LUT.BとLUT.Aを用いて、
式(8)により補正する。 LUT.present = LUT.1 +(LUT.B - LUT.A) …(8)

【００７５】この制御により装置は、濃度信号に対して
リニアな特性が得られるようになり、その結果、装置ご
との濃度階調特性のばらつきを抑えることができ、標準
状態の設定ができるようになる。

【００７６】また、この制御を一般ユーザに解放し、ユ
ーザが、装置の階調特性が劣化したと判断した時点で、
必要に応じて、この制御を実行することにより、リーダ
/プリンタの双方を含む系の階調特性の補正を容易に行
うことができ、環境変動に対する補正も適切に行うこと
ができる。

【００７７】［サービスメンテナンスへの対応］第一の
制御系を有効にする、または無効にする設定を、サービ
スマンが行えるようにして、サービスメンテナンス時に
おいては、第一の制御系を無効にすることで、装置の状
態を適切に判断することができるようにしている。な
お、第一の制御系を無効にした場合は、その機種の標準
的なコントラスト電位およびガンマ変換テーブルが、RO
M30などから呼出されるようになっている。このように
すれば、サービスメンテナンス時に、標準状態からの特
性のずれが明白になり、最適なメンテナンスを効率よく
行うことができる。

【００７８】［色再現特性の制御（第二のフィードバッ
ク系）］次に、リーダ部Aとプリンタ部Bの双方を含む系
の色再現特性を調整する制御系について説明する。

【００７９】図23はリーダ部Aを用いたプリンタ部Bの色
再現特性の調整を説明するためのフローチャートで、前
述した階調特性の調整が終了した後、リーダ部AのCPU21
4とプリンタ部BのCPU28は協同して、この制御を開始す
る。

【００８０】ステップS11で、CPU28は、パターンジェネ
レータ29に予め定められたMCYK信号を出力させ、前述し
た階調特性の調整結果から得たテーブルを設定したLUT2
5を介してプリンタエンジン部100へ送り、記録媒体上に
所定のテストチャート300を形成する。図24はこのテス
トチャート300の一例を示す図で、種々のMCYK信号の組
合わせに対応するカラーパッチ301〜356を形成したもの
である。

【００８１】続いて、ステップS12で、CPU214は、テス
トチャート300を原稿台ガラス102上の所定位置に載置さ
せるためのメッセージを表示器218に表示し、オペレー
タが指示に従ってテストチャート300を原稿台ガラス102
上の置いた後、例えば「読み込み」キーなどを押すと、
読取光学系ユニットを駆動してテストチャート300の画
像を読取る。この読取り動作は、前述した階調特性を調
整する場合の手順とほぼ同様であるから詳細な説明は省
略するが、一つのカラーパッチ毎に複数のポイントのデ
ータを読取って、それらを平均化するとともに、読取り
座標位置、つまりカラーパッチそれぞれのMCYK信号の組
合わせと対応させて、平均化したMCYKデータをRAM215な
どへ格納する。

【００８２】続いて、CPU214は、ステップS13で、例え
ば周知の最小自乗法を用いて、各カラーパッチを形成し
たMCYKデータと、RAM215に格納された各カラーパッチを
読取ったMCYKデータとから、式(2)に示したマトリクス
係数b11〜b44を計算し、ステップS14で、得られたマト
リクス係数をRAM215などの格納するとともにマスキング
・UCR部208に設定する。

【００８３】このように、本実施例は、図7に示した一
連の画像調整処理を実行することにより、プリンタ部B
の階調再現特性を安定化した上、混色の色再現特性も安
定化する。これにより、プリンタ部B単体での階調およ
び色再現性が保障されるので、例えば、不図示の外部イ
ンタフェイスなどを介して、外部機器から入力された画
像信号に対しても、期待どおりの画質が得られ、プリン
タ部Bの個体差をユーザに感じさせることはない。さら
に、装置自から出力した色に対して、色再現特性の調整
を行うので、原稿が複写物である場合のコピー、所謂
「孫コピー」においても良好な色再現性を得ることがで
きる。

【００８４】

【第2実施例】以下、本発明にかかる第2実施例の画像記
録装置を説明する。なお、第2実施例において、第1実施
例と略同様の構成については、同一符号を付して、その
詳細説明を省略する。

【００８５】例えば、累積コピー枚数が多くなるに従
い、トナーヘ付与される電荷量が変動したり、感光ドラ
ム4や転写ドラム5の表面の状態が変化するなどして、階
調特性を維持することができなくなることは周知のとお
りであり、装置はいつも、上述した画像調整が可能な範
囲にあるとは限らない。

【００８６】ここで、例えば、トナー濃度センサ（不図
示）が汚れて最適な量のトナーを供給することができな
いなど、トナー濃度制御に問題が生じ、所定の最大濃度
が得られない状態になってしまったと仮定する。この状
態で、前述した階調制御を行うと、図25に示すように、
濃度レベルの途中まではほぼリニアな階調特性を得るこ
とができるが、ある濃度レベル以上では濃度が上昇せず
に頭打ちになってしまう。その結果、図25に示す領域E
では階調がフラットになってしまう。

【００８７】色再現特性の制御において、この領域Eに
含まれる濃度データを使用することは、例えば最小自乗
法によりマトリクス係数を計算する上で、誤差を生みや
すくなる方向にあり、好ましくない。

【００８８】従って、階調制御を行った際に、ガンマ特
性が高濃度側でフラットになった領域、つまり図25の領
域Eを認識して、色再現特性の制御においては、領域Eに
含まれる濃度データを用いているカラーパッチに関する
演算を行わないようにする。このような処置をとること
により、プリンタ部Bが理想的な状態になくても、色再
現特性の制御を有効に行うことができ、例えば現像能力
が低下している装置においても、可能な限り良好な画質
を得ることができる。

【００８９】さらに、色再現特性の制御において、図26
に一例を示すように、領域Eに含まれる濃度データを用
いているカラーパッチを出力しないようにすることもで
きる。このようにすれば、濃度の制御が不可能な領域E
の濃度データを含むカラーパッチが出力されないので、
オペレータやサービスマンは、このテストチャート300
を観察することにより、現像能力の低下を知ることがで
きる上、どの色成分の現像器に問題があるかなどの情報
を容易に得ることができるなど、装置のメンテナンスに
有益な情報を与えることができる。

【００９０】なお、以上では、トナー濃度制御の問題に
より現像能力が低下した場合について説明した、他の要
因で同様なことが生じた場合でも、本実施例の制御が有
効であることはいうまでもない。

【００９１】また、上述した実施例では、マスキング係
数として4×4のマトリクス係数を例として説明したが、
二次以上の項を含む高次の色修正を行ってもよい。

【００９２】また、第一のフィードバック系の例とし
て、上述した実施例では、リーダとプリンタ双方を含む
系を説明したが、プリンタ内部で感光ドラム上に形成さ
れた基準画像を読取るタイプのフィードバック系であっ
てもよい。

【００９３】なお、上述した各実施例においては、電子
写真法によりカラー画像を形成する例を説明したが、デ
ィジタル処理によりフルカラー画像を形成する方式、例
えば、インクジェット、昇華染料タイプ、ドットインパ
クトなどの方法を用いるすべての画像形成装置について
も、上述した画像調整処理が有効であることはいうまで
もない。

【００９４】なお、本発明は、イメージスキャナ，ホス
トコンピュータ，プリンタなどの複数の機器から構成さ
れるシステムに適用しても、複写機などの一つの機器か
らなる装置に適用してもよい。

【００９５】また、本発明は、システムあるいは装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成条件が変動することを考慮して画像形成パラメ
ータを調整することにより、良好な画質を得ることがで
きる画像記録装置およびその方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第1実施例の画像記録装置の構
成例を示すブロック図、

【図２】図1に示す画像処理部の構成例を示すブロック
図、

【図３】図2に示す画像処理部における各制御信号のタ
イミングチャート例、

【図４】図1に示すプリンタ制御部の構成例を示すブロ
ック図、

【図５】階調画像を得るための画像処理を説明するため
の図、

【図６】階調が再現される様子を示す四限チャート、

【図７】本実施例の画像調整処理の手順例を示すフロー
チャート、

【図８】本実施例のリーダ部を用いたプリンタ部のキャ
リブレーションを説明するためのフローチャート、

【図９Ａ】図2に示す表示器に表示されるインフォメー
ションやキーの一例を示す図、

【図９Ｂ】図2に示す表示器に表示されるインフォメー
ションやキーの一例を示す図、

【図９Ｃ】図2に示す表示器に表示されるインフォメー
ションやキーの一例を示す図、

【図１０Ａ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１０Ｂ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１０Ｃ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１１Ａ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１１Ｂ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１１Ｃ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１１Ｄ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１１Ｅ】図2に示す表示器に表示されるインフォメ
ーションやキーの一例を示す図、

【図１２】テストプリント1の一例を示す図、

【図１３】テストプリント2の一例を示す図、

【図１４】原稿台ガラス上にテストプリント1を載せた
状態を示す図、

【図１５】相対ドラム表面電位と画像濃度との関係例を
示す図、

【図１６】装置内の空気に含まれる水分量に応じてコン
トラスト電位の設定を変える制御を説明する図、

【図１７】一次帯電器のグリッド電位と感光ドラムの表
面電位の関係例を示す図、

【図１８】濃度変換特性の一例を示す図、

【図１９】原稿台ガラス上にテストプリント2を載せた
状態を示す図、

【図２０】テストプリント2の一つのパッチ当りの読取
ポイントの一例を示す図、

【図２１】テストプリント2から得られた出力濃度とレ
ーザ出力レベルの関係例を示す図、

【図２２】図4に示すROMに予め格納されたLUTのテーブ
ル値の一例を示す図、

【図２３】リーダ部Aを用いたプリンタ部Bの色再現特性
の調整を説明するためのフローチャート、

【図２４】テストチャートの一例を示す図、

【図２５】階調特性がフラットになってしまた領域の一
例を示す図、

【図２６】本発明にかかる第2実施例におけるテストチ
ャートの一例を示す図である。

【符号の説明】

A リーダ部 108 画像処理部 214 CPU 217 操作部 218 表示器 220 濃度変換部 B プリンタ部 109 プリンタ制御部 25 LUT 28 CPU 29 パターンジェネレータ 30a ROMのテストパターン記憶領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｚ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に画像を記録する画像記録方法
   であって、 第一のフィードバック系により階調特性を調整した後、
   第二のフィードバック系により色再現特性を調整するこ
   とを特徴とする画像記録方法。
2. 【請求項２】 記録媒体に画像を記録する画像記録装置
   であって、 階調特性を調整する第一のフィードバック調整手段と、 前記第一のフィードバック調整手段による調整後、色再
   現特性を調整する第二のフィードバック調整手段とを有
   することを特徴とする画像記録装置。
3. 【請求項３】 さらに、記録媒体に少なくとも一色以上
   のテストパターンを形成するパターン形成手段と、 前記パターン形成手段により記録媒体に形成されたテス
   トパターンを読取る読取手段とを備え、 前記第一および第二のフィードバック調整手段は、前記
   パターン形成手段によりテストパターンを形成し、その
   テストパターンを前記読取手段により読取った情報に基
   づいて画像処理パラメータを設定することを特徴とする
   請求項2に記載された画像記録装置。
4. 【請求項４】 前記第二のフィードバック調整手段は、
   前記第一のフィードバック調整手段による階調特性の調
   整において階調特性を調整できない調整不能領域があっ
   た場合は、その階調が前記調整不能領域に含まれるテス
   トパターンの情報を前記画像処理パラメータの設定に用
   いないことを特徴とする請求項3に記載された画像記録
   装置。
5. 【請求項５】 前記第二のフィードバック調整手段は、
   前記第一のフィードバック調整手段による階調特性の調
   整において階調特性を調整できない調整不能領域があっ
   た場合は、その階調が前記調整不能領域に含まれるテス
   トパターンを前記パターン形成手段により形成しないこ
   とを特徴とする請求項3に記載された画像記録装置。
6. 【請求項６】 記録媒体に第一のテストパターンを形成
   する第一のパターン形成ステップと、 前記第一のパターン形成ステップで記録媒体に形成した
   第一のテストパターンを読取る第一の読取ステップと、 前記第一の読取ステップで読取った第一のテストパター
   ンの情報に基づいて階調特性を調整する第一の調整ステ
   ップと、 記録媒体に第二のテストパターンを形成する第二のパタ
   ーン形成ステップと、 前記第二のパターン形成ステップで記録媒体に形成した
   第二のテストパターンを読取る第二の読取ステップと、 前記第二の読取ステップで読取った第二のテストパター
   ンの情報に基づいて色再現特性を調整する第二の調整ス
   テップとを有することを特徴とする画像記録方法。