JP2015198364A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の中間調処理のそれぞれの階調補正条件をより精度よく作成する。【解決手段】濃度センサ１１７は画像形成エンジン１０１によりトナー画像として形成されたパターンの濃度を測定する。テーブル作成部３０７はパターン画像に施された中間調処理についての測定結果に基づいて、パターン画像に施された中間調処理用の階調補正条件を作成する。とりわけ、テーブル作成部３０７は、パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度とに基づいて、パターン画像に施された中間調処理についての測定結果をパターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正条件にフィードバックする。【選択図】図２

Description

本発明は画像形成装置に関する。

画像形成装置では様々な要因に基づいて画像の濃度が所望濃度から変動してしまうことが知られている。また、複数の中間調処理（ディザ処理）を備える画像形成装置は中間調処理ごとに適切な階調補正条件を定期的に作成して画像の濃度を所望濃度に近づける必要がある。

特許文献１、２には、１つの中間調処理を用いてトナーパターンを形成し、パターンの濃度を検出し、他の中間調処理の濃度変動を予測し、複数の中間調処理のそれぞれについて階調補正条件を作成することが記載されている。これらの発明では、複数の中間調処理のうち１つの中間調処理でパターンを形成すればよいため、トナー消費量を削減できるメリットがあるという。

特開２０１３−０１３０４５号公報 特開２０１３−０３１１６２号公報

ところで、複数の中間調処理にはドット精細度の粗いものや細かいものなど様々なものがある。ドット精細度の粗い中間調処理が施されたパターンの濃度から、ドット精細度の細かい中間調処理が施されたパターンの濃度を予測することが困難である。たとえば、スクリーン線数が低線数の中間調処理が施されたパターンの濃度から、スクリーン線数が高線数の中間調処理が施されたパターンの濃度を予測することは難しい。これは、低線数の中間調処理が施されたパターンの濃度は濃度変動に鈍感であるが、高線数の中間調処理が施されたパターンの濃度は濃度変動に敏感だからである。このように、低線数の中間調処理が施されたパターンの濃度から高線数の中間調処理が施されたパターンの濃度を予測することができない。

そこで、本発明は、複数の中間調処理のそれぞれの階調補正条件をより精度よく作成することを目的とする。

本発明は、たとえば、
階調補正条件を用いて画像データを補正する補正手段と、
前記補正された画像データに対して中間調処理を施す処理手段と、
前記中間調処理を施された画像データに基づいて画像を形成する形成手段と、
前記形成手段により形成されたパターン画像を測定する測定手段と、
前記パターン画像の測定結果に基づいて、前記パターン画像に施された中間調処理用の階調補正条件を作成する作成手段と
を有し、
前記作成手段は、前記パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度とに基づいて、前記パターン画像に施された中間調処理についての前記測定結果を前記パターン画像に施された中間調処理用の階調補正条件にフィードバックすることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、複数の中間調処理のそれぞれの階調補正条件をより精度よく作成できるようになる。

画像形成装置の概略図 プリントシステムの構成を示す図 階調補正テーブルの作成方法を示す図 線数ごとの濃度特性を示す図 潜像の概念を示す図 線数の違いに依存したドットサイズの違いを示す図 紙間に形成されるパターンの一例を示す図 フィードバック率テーブルの一例を示す図 ドット精細度の判定処理を示すフローチャート 複数の中間調処理の特徴の一例を示す図 階調補正テーブルの作成処理を示すフローチャート 複数の中間調処理の特徴の一例を示す図 フィードバック率テーブルの一例を示す図 フィードバック率の決定処理を示すフローチャート フィードバック率の一例を示す図

（画像形成装置）
図１において画像形成装置１００は画像形成エンジンを構成する４つの画像形成ステーション１２０、１２１、１２２、１２３を有している。画像形成ステーション１２０、１２１、１２２、１２３の機械的な構成はトナーの色を除いて共通している。一次帯電器１１１は感光ドラム１０５の表面を一様に帯電させる。レーザスキャナ部１０７は感光ドラム１０５の表面にレーザ１０８からのレーザ光を照射して画像データに対応した静電潜像を形成する。現像器１１２はトナーを用いて静電潜像を現像し、トナー画像を形成する。トナー画像は、感光ドラム１０５から中間転写ベルト１０６に一次転写され、さらに転写ローラ１１４によって転写材１１０に二次転写される。転写材１１０は、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写紙などと呼ばれることもある。定着装置１５０、１６０は、未定着のトナー画像を転写材１１０に対して定着させる。操作部１８０は情報を表示する表示装置と情報を入力する入力装置とを有している。中間調処理の切り替えなどは操作部１８０を通じて指示される。濃度センサ１１７は、光を発光する発光部とトナー画像からの反射光を受光する受光部とを有しており、濃度に対応した信号（測定データ）を出力する。

（画像処理部）
図２において、画像形成装置１００は、プリンタコントローラ３００と画像形成エンジン１０１とを有している。ホストコンピュータ３０１はホストＩ／Ｆ部３０２を通じてバス３１９に接続されている。操作部１８０はパネルＩ／Ｆ部３１１を介してバス３１９に接続されている。外部メモリ１８１はメモリＩ／Ｆ部３１２を通じてバス３１９に接続されている。ホストＩ／Ｆ部３０２により受信された制御コードなどは入出力バッファ３０３にいったん保持される。プリンタコントローラＣＰＵ３１３はバス３１９を介して接続された各部を制御する。ＲＯＭ３０４は、プリンタコントローラＣＰＵ３１３が実行する制御プログラムや制御データが内蔵されているプログラムを記憶している。ＲＯＭ３０４は、不揮発性のメモリであり、書き換え可能なメモリであってもよい。ＲＡＭ３０９はワークメモリとして利用される。プリンタコントローラＣＰＵ３１３がプログラムを実行することで実現される代表的な機能としては、画像情報生成部３０５、条件決定部３０６およびテーブル作成部３０７がある。画像情報生成部３０５は、ホストコンピュータ３０１から受信したデータに基づき各種の画像オブジェクトを生成する。ＲＩＰ（Ｒａｓｔｅｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部３１４は、画像オブジェクトをビットマップ画像に展開する。色処理部３１５は、ＲＧＢのビットマップ画像の色変換を実行してＹＭＣＫのビットマップ画像を生成する。階調補正部３１６はＹＭＣＫの各画像の階調補正を実行する。中間調処理部３１７は、階調補正された画像データに対して、ディザマトリクス法や誤差拡散法などの予め指定された擬似中間調処理を適用する。中間調処理部３１７から出力された画像データはエンジンＩ／Ｆ部３１８を通じて画像形成エンジン１０１に転送される。エンジン制御ＣＰＵ１０２は画像データに基づいてレーザスキャナ部１０７などを制御して画像を形成する。

条件決定部３０６はパターン画像（以下、単にパターンと称す）の測定データに基づいて最大濃度（Ｖｃｏｎｔ：現像コントラスト）を決定する。より具体的に説明すると、条件決定部３０６は濃度センサ１１７で得られた測定データを用いて、現像バイアスに対する画像濃度特性を求め、当該特性から最大濃度が得られる現像バイアスと露光量を算出し、エンジン制御ＣＰＵ１０２に設定する。これにより、最大濃度が一定に維持される。テーブル作成部３０７は最大濃度調整の結果に基づいて階調補正を行う。テーブル格納部３１０はテーブル作成部３０７によって作成された階調補正条件を格納する。階調補正条件は、たとえば、階調補正テーブル（ガンマルックアップテーブル（γＬＵＴ）など）として保持される。階調補正部３１６は階調補正テーブルを用いて画像データの階調補正を実行する。

（パターンを用いた階調補正テーブルの作成方法）
テーブル作成部３０７は、プリンタコントローラＣＰＵ３１３から通知された中間調処理の識別信号にしたがって、当該中間調処理の施されたパターンを形成してその濃度を測定する。そして、テーブル作成部３０７は測定データ（測定結果）に基づいて当該中間調処理に対応する階調補正テーブルを作成（更新または補正）する。さらに、テーブル作成部３０７は、パターンに適用しなかった他の中間調処理に対応する各階調補正テーブルを作成する。この際に、パターンに適用した中間調処理について得られた測定データが他の中間調処理用の階調補正テーブルにフィードバックされる。とりわけ、本実施形態は、パターンに適用した中間調処理のドット精細度とパターン画像に施されなかった中間調処理のドット精細度との関係を考慮してフィードバック率が決定される点に特徴がある。

ここでは、階調補正テーブルを第一γＬＵＴと第二γＬＵＴとで構成するものと仮定する。第一γＬＵＴは、比較的に長期的な濃度変動を補正するためのテーブルであり、画像形成装置１００への電源投入直後や大きく環境条件が変化したときなどに作成または更新される。第二γＬＵＴは、比較的に短期的な濃度変動を補正するためのテーブルであり、１枚の画像を形成するたびに作成される。第一γＬＵＴは、たとえば、１０個のパターンを形成し、その測定結果を用いて作成される。一方、第二γＬＵＴは、紙間に形成される、たとえば、４個のパターンの濃度を測定して作成される。紙間とは、中間転写ベルト１０６上において先行するトナー画像と後続のトナー画像との間のことである。つまり、転写材１１０に転写されない区間を利用してパターンが形成される。なお、単位時間あたりに形成される画像の枚数（スループット）を向上させるためには、紙間を狭くする必要があるため、紙間に形成可能なパターンの数も少なくなる。ただし、紙間にパターンを形成することで高頻度で測定データが得られるため、少ない数のパターンであっても、短期間での濃度変動を補正できるようになる。

図３（ａ）が示すように、入力信号ＩＮに対する出力結果がターゲット濃度特性ＴＧＴに一致するように、入出力の関係を補正するテーブルが第一γＬＵＴ１である。なお、第一γＬＵＴ１が作成された直後は、第二γＬＵＴ２は入出力の関係を補正しない単位行列のようなテーブルへとリセットされる。

図３（ｂ）は、第二γＬＵＴを作成するために紙間に形成された４つのパターンの測定濃度を示している。図３（ｂ）からわかるように、４つのパターンの測定濃度はターゲット濃度特性ＴＧＴからずれているため、第二γＬＵＴ２で補正する必要がある。図３（ｃ）が示すようにテーブル作成部３０７は測定データとターゲット濃度特性ＴＧＴとの差分ΔＤを求め、差分ΔＤを補正するように第二γＬＵＴ２を作成している。テーブル作成部３０７は第一γＬＵＴと第二γＬＵＴを合成し、合成γＬＵＴを階調補正部３１６に保存し、次の画像形成に備える。

このようにして、ある中間調処理についての合成γＬＵＴが作成されるが、残りの中間調処理についての合成γＬＵＴについてはパターンを用いずに更新される場合がある。たとえば、テーブル作成部３０７はドット精細度の細かい中間調処理が施されたパターンを形成したときは、その中間調処理のドット精細度よりも粗いドット精細度の中間調処理の合成γＬＵＴに測定結果を反映させる。一方で、テーブル作成部３０７はドット精細度の粗い中間調処理が施されたパターンを形成したときは、その中間調処理のドット精細度よりも細かいドット精細度の中間調処理の合成γＬＵＴには測定結果を反映させない。つまり、パターンに関与せず、より細かいドット精細度の中間調処理の合成γＬＵＴは更新されずに維持される。これにより、各中間調処理についての合成γＬＵＴを精度よく作成できるようになる。その結果、各中間調処理が施された画像における階調の再現性も良好となろう。

（課題の詳細と本実施形態の特徴）
図４は現像コントラスト電位（現像バイアスと露光電位との差：以下Ｖｃｏｎｔ呼ぶ）と濃度との関係であるＶ−Ｄ特性を示す。ここではドット精細度の細かい高線数（２４２ｌｐｉ）の中間調処理と、ドット精細度の粗い低線数（１０６ｌｐｉ）の中間調処理とについて比較する。１０６ｌｐｉについてのＶ−Ｄ特性はきれいな下凸のカーブとなる。一方で、２４２ｌｐｉついてのＶ−Ｄ特性は、ハイライト領域で濃度が出にくく、中間調で急激に濃度が変化し、かつ、シャドウ部で濃度が変化しない、いわゆるＳ字カーブ特性となる。感光ドラム１０５の劣化やレーザスキャナ部１０７の光源の変動などが発生すると、濃度変動が発生しやすくなる。これは、濃度が均一なベタ画像を用いて決定された現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔに対して出力濃度がリニアな関係ではなく、Ｓ字カーブを描くことが多いからである。さらに、この現象は、潜像におけるドットコントラストが十分に確保されているかに依存する。ただし、以下では、ドットの細かさによる濃度変動について言及するため、ドットを形成したときの潜像について説明する。

図５（Ａ）は中間調処理を適用されたハイライト領域の潜像電位を示している。図５（Ｂ）は低線数の中間調処理を適用された中間調部の潜像電位を示している。図５（Ｃ）は高線数の中間調処理を適用された中間調部の潜像電位を示している。図５（Ａ）が示すように、ハイライト領域では潜像電位を大きくすることが難しくなる。これは、中間調処理の線数（ドット間隔）が高線数になるほど１ドットあたりの画素数が少なくなるためである。一方で、低線数の中間調処理ではドットコントラストを高くすることができる。これは１ドットあたりの画素数が多いためである。

図６は高線数の中間調処理が適用された画像と低線数の中間調処理が適用された画像との一例を示している。２４００ｄｐｉ１０６ｌｐｉについてのドット画素数（面積）は５０画素である。２４００ｄｐｉ２４２ｌｐｉについてのドット画素数は１３画素である。このように１０６ｌｐｉの中間調処理のドットは２４２ｌｐｉの中間調処理のドットよりも大きいため、潜像電位が安定し、画像形成エンジン１０１の特性が多少変動してもその影響を受けにくい。

図５（Ｂ）、図５（Ｃ）が示すように、中間調では、隣り合ったドットとドットの間に存在する暗電位Ｖｄ（ドット間暗電位と呼ぶ）が下がる。ただし明電位Ｖｌは維持される。その結果、高線数の中間調処理のドットコントラストは低線数の中間調処理のドットコントラストよりも低くなる。画像データに対して忠実な面積階調（ドット面積）で濃度の階調を表現すべきであるが、ドット間暗電位が下がるため、シャープなドット潜像が形成されない。潜像電位がある閾値（現像バイアス電位）を超えたあたりからドット間でも濃度が高くなり始めるため、濃度勾配は急激になる。このような事象が原因で高線数についての特性はＳ字カーブとなり、低線数についての特性はきれいな下凸カーブとなる。

このように画像形成エンジン１０１の特性が同じであっても、ドットの精細度に依存して濃度特性が異なってしまう。感光ドラムの帯電電位（暗電位Ｖｄ）が変動したときに、高線数では濃度変化が発生していることを検知可能であるが、低線数では濃度変化が発生していることを検知できない。よって、低線数の中間調処理を用いて形成されたパターンの測定データからは、高線数の中間調処理を用いて形成されるパターンの測定データが変動していることを予測できない。つまり、低線数の中間調処理を用いて形成されたパターンの測定データに基づき、高線数の中間調処理について階調補正テーブルを精度よく生成することはできない。

そこで、本実施形態では、ドット精細度が粗い中間調処理を適用したパターンの測定データを取得したときは、ドット精細度が相対的に細かい中間調処理の階調補正テーブルを更新しないものとする。一方で、ドット精細度が細かい中間調処理を適用したパターンの測定データを取得したときは、その測定データを用いてドット精細度が相対的に粗い中間調処理の階調補正テーブルを更新する。これにより、複数の中間調処理のそれぞれの階調補正テーブルをより精度よく作成できるようになる。

（パターンの形成シーケンス）
図７を用いて紙間へのパターン形成について説明する。説明の簡明化のため、ブラックパターンについて説明するが、実際には主走査方向にＣＭＹの他色のパターンも並べて形成される。この場合、濃度センサ１１７は、４つのパターンを検出できるように４組の発光部および受光部を備える。あるいは、１組の発光部および受光部を設け、１７ページ目以降から他色のパターンを形成してもよい。階調補正テーブルの更新頻度の観点からは前者が優れているが、部品点数を削減する観点からは後者が優れている。

図７が示すように、１枚目から１６枚目までのＡ４サイズの画像が形成され、各紙間でＡ１ないしＤ４までのパターンが形成される。パターンＡ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４は、周期的に繰り返し形成される。つまり、パターンＤ４の次には再びパターンＡ１が形成される。パターンを識別するために付与した符号のうちＡないしＤは中間調処理の種類（識別情報）を示し、１ないし４は濃度レベルを示している。

図８（Ａ）はパターンを形成するために適用される中間調処理と、測定結果を反映される中間調処理との関係を示している。中間調処理Ａは誤差拡散であり、中間調処理Ｂは低線数のディザ処理であり、中間調処理Ｃはコピー処理用に設定されたディザ処理であり、中間調処理Ｄは高線数のディザ処理である。中間調処理Ｂ、Ｄは、たとえば、ホストコンピュータ３０１から指示されるプリントジョブで使用される。誤差拡散は、たとえば、ファクシミリの受信処理などで使用される。ここではＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順番でドット精細度が高いものとする。図８（Ａ）から明らかなように、ドット精細度が粗い中間調処理を適用したパターンの測定データを取得したときは、ドット精細度が相対的に細かい中間調処理の階調補正テーブルが更新されない。また、ドット精細度が細かい中間調処理を適用したパターンの測定データを取得したときは、その測定データを用いてドット精細度が相対的に粗い中間調処理の階調補正テーブルが更新される。

図７が示すように、１セット目と記載した区間では中間調処理部３１７が誤差拡散を適用することでパターンが形成される。濃度センサ１１７が各パターンの濃度を測定し、測定データをテーブル作成部３０７に出力する。テーブル作成部３０７は、測定データを誤差拡散用の階調補正テーブルにのみ反映させる。誤差拡散のドット精細度は他の中間調処理のドット精細度よりも低いからである。２セット目の区間では中間調処理部３１７が低線数ディザを適用することでパターンが形成される。濃度センサ１１７が出力する測定データは、低線数ディザ用の階調補正テーブルと、低線数ディザのドット精細度よりもドット精細度が粗い誤差拡散用の階調補正テーブルとに反映される。３セット目の区間では中間調処理部３１７がコピー処理用のディザを適用することで、パターンが形成される。測定データは、コピー処理用の階調補正テーブルと、コピー処理用のディザのドット精細度よりも粗いドット精細度の誤差拡散の階調補正テーブルと、低線数ディザの階調補正テーブルに反映される。４セット目の区間では、中間調処理部３１７が高線数ディザを適用することで、パターンが形成される。高線数ディザのドット精細度は最も細かいため、その測定データはすべての中間調処理用の階調補正テーブルに反映される。

（ドット精細度の判定方法）
ここではドット精細度の定義について説明する。図９に示すフローは考え方のフローであって、画像形成エンジン１０１内で実行されるものではない。ただしこのフローをプログラム化して組み込むことも可能である。

線数は、２Ｄ−ＦＦＴ（２次元高速フーリエ変換）を実行した後で１次元化処理をし、さらにピーク検出を実行することで把握可能である。また周期性もピーク検出の結果から把握可能である。成長方法がラインであるのかそれともドットであるのかは、２Ｄ−ＦＦＴ処理された画像を解析すれば、把握可能である。そこで、図９に示したフローにしたがってドット精細度を算出してもよい。本実施形態では、階調補正テーブルの作成前に予めドット精細度の解析を行うものとし、解析結果は図８（Ａ）に示すようなテーブルとしてＲＯＭ３０４などに保持されるものとする。

Ｓ００１で、通常画像形成に使用されるディザ（中間調処理）を把握する。通常画像形成とは転写材１１０に転写される画像を形成することをいう。本実施形態では４種類の中間調処理が例示されているが、中間調処理の数は５種類以上でもあってもよいし、３種類以下であってもよい。本実施形態の中間調処理Ａ〜Ｄは図１０に示すような特徴を有しているものとする。Ｓ００２で、中間調処理を周期性パターンと非周期性パターンに分類する。図１０に示した例では、非周期性パターンは中間調処理Ａのみであり、周期性パターンは中間調処理Ｂ〜Ｄである。Ｓ００３〜Ｓ００６は周期性パターンの判断フローである。Ｓ００３で中間調処理の線数が把握され、Ｓ００４で線数に基づき周期性パターン内での各中間調処理の粗さの順位が決定される。この時点では以下の順となる
粗い： 低線数（中間調処理Ｂ） ＜ コピー（中間調処理Ｃ） ＜ 高線数（中間調処理Ｄ） ：細かい
線数が同じ２つの中間調処理が存在する場合、Ｓ００５で、成長方法に基づき、ドット精細度を判別する。つまり、ドット集中型のドット精細度よりもライン成長型のドット精細度が粗いと判定される。Ｓ００６で、各周期性パターン型の中間調処理について濃度５％のドットサイズを把握する。Ｓ００９で周期性パターン型の中間調処理と非周期性パターン型の中間調処理とについてドット精細度を比較し、最終的な順位を確定する。

非周期性パターン型のディザについては、Ｓ００７で、各非周期性パターン型の中間調処理について濃度５％のドットサイズを把握する。非周期性パターン型の中間調処理が複数ある場合、Ｓ００８でドットサイズにしたがって複数の非周期性パターン型の中間調処理間でのドット精細度の順位を決定する。ドットサイズが大きい順に、ドット精細度が粗いと判定される。Ｓ００９で周期性パターン型の中間調処理と非周期性パターン型の中間調処理とについてドット精細度を比較し、最終的な順位を確定する。とりわけ、濃度５％のドットサイズに基づいて全体での順位を確定する。

図１０に示すように、中間調処理Ａ（誤差拡散）を適用した画像データは６００ｄｐｉの解像度で形成される。しかし、画像形成エンジン１０１の解像度が２４００ｄｐｉであるため、画像処理部で６００ｄｐｉから２４００ｄｐｉへ、ニアレストネイバー法を使って解像度変換が実行される。中間調処理ＡないしＤについて２４００ｄｐｉ単位で揃えたドットサイズで比較を実行する。その結果、最もドットサイズが大きいのは誤差拡散であるため、以下のようにドット精細度が決定される。
粗い：中間調処理Ａ（誤差拡散） ＜ 中間調処理Ｂ（低線数） ＜ 中間調処理Ｃ（コピー） ＜ 中間調処理Ｄ（高線数） ：細かい
つまり、中間調処理Ａ（誤差拡散）のドット精細度の順位は４位である。中間調処理Ｂ（低線数）ドット精細度の順位は３位である。中間調処理Ｃ（コピー）のドット精細度の順位は２位である。中間調処理Ｄ（高線数）のドット精細度の順位は１位である。

以上のように事前に各中間調処理のドットの精細度が判定され、図８（Ａ）に示すようなテーブルが作成される。ドット精細度は、保有する複数の中間調処理についての相対的な順位を示しており、絶対的な指標ではない。

（演算フロー）
図１１を用いて複数の画像を連続して形成している最中に階調補正テーブルを更新する処理について説明する。なお、第一γＬＵＴはすでに作成済みであり、第二γＬＵＴがここでは作成されるものとする。なお、第一γＬＵＴの作成方法も第二γＬＵＴの作成方法と同じである。上述したように第二γＬＵＴが更新されると、第一γＬＵＴと合成して合成γＬＵＴが作成される。

Ｓ０１０でプリンタコントローラＣＰＵ３１３は画像形成の指示が入力されたかどうかを判定する。たとえば、操作部１８０においてコピーの指示が入力されたり、ホストコンピュータ３０１からプリントを指示されたり、ファクシミリの着信信号を受信したりしていれば、プリンタコントローラＣＰＵ３１３は、画像形成が指示されたと判定し、Ｓ０１１に進む。プリンタコントローラＣＰＵ３１３はテーブル作成部３０７を起動し、以下の処理を実行させる。

Ｓ０１１でテーブル作成部３０７はパターンを形成するために中間調処理部３１７において使用される中間調処理を把握する。図７を用いて説明したように中間調処理部３１７が有している複数の中間調処理の適用順番は予め定められている。また、テーブル作成部３０７は、パターンを形成するたびに、Ａ１〜Ｄ４までのカウントを実行し、どの中間調処理でどの階調レベルのパターンが形成されているかを把握している。よって、テーブル作成部３０７は、このカウント値を参照することで、どの中間調処理が適用されるかを判別できる。

Ｓ０１２でテーブル作成部３０７は中間調処理が誤差拡散であるかどうかを判定する。中間調処理が誤差拡散であればＳ０１３に進む。Ｓ０１３でテーブル作成部３０７は中間調処理部３１７に誤差拡散を指定するとともに、中間調処理部３１７にパターンを形成するための画像データを供給する。パターンＡ１を形成するときは、階調レベル１の画像データが中間調処理部３１７に供給される。中間調処理部３１７は画像データに誤差拡散を適用する。画像形成エンジン１０１のエンジン制御ＣＰＵ１０２は中間調処理部３１７から出力される画像データにしたがって画像形成エンジン１０１を制御し、中間転写ベルト１０６上にパターンを形成させる。その後、Ｓ０１９に進む。

Ｓ０１２で中間調処理が誤差拡散でないと判定するとＳ０１４に進む。Ｓ０１４でテーブル作成部３０７は中間調処理が低線数タイプの中間調処理であるかどうかを判定する。中間調処理が低線数タイプの中間調処理であればＳ０１５に進む。Ｓ０１５でテーブル作成部３０７は中間調処理部３１７に低線数タイプの中間調処理を指定するとともに、中間調処理部３１７にパターンを形成するための画像データを供給する。中間調処理部３１７は画像データに低線数タイプの中間調処理を適用する。画像形成エンジン１０１のエンジン制御ＣＰＵ１０２は中間調処理部３１７から出力される画像データにしたがって画像形成エンジン１０１を制御し、中間転写ベルト１０６上にパターンを形成させる。その後、Ｓ０１９に進む。

Ｓ０１４で中間調処理が低線数タイプの中間調処理でないと判定するとＳ０１６に進む。Ｓ０１６でテーブル作成部３０７は中間調処理がコピー用の中間調処理であるかどうかを判定する。中間調処理がコピー用の中間調処理であればＳ０１７に進む。Ｓ０１７でテーブル作成部３０７は中間調処理部３１７にコピー用の中間調処理を指定するとともに、中間調処理部３１７にパターンを形成するための画像データを供給する。中間調処理部３１７は画像データにコピー用の中間調処理を適用する。画像形成エンジン１０１のエンジン制御ＣＰＵ１０２は中間調処理部３１７から出力される画像データにしたがって画像形成エンジン１０１を制御し、中間転写ベルト１０６上にパターンを形成させる。その後、Ｓ０１９に進む。

Ｓ０１６で中間調処理がコピー用の中間調処理でないと判定するとＳ０１８に進む。Ｓ０１８でテーブル作成部３０７は中間調処理部３１７に高線数タイプの中間調処理を指定するとともに、中間調処理部３１７にパターンを形成するための画像データを供給する。中間調処理部３１７は画像データに高線数タイプの中間調処理を適用する。画像形成エンジン１０１のエンジン制御ＣＰＵ１０２は中間調処理部３１７から出力される画像データにしたがって画像形成エンジン１０１を制御し、中間転写ベルト１０６上にパターンを形成させる。その後、Ｓ０１９に進む。

Ｓ０１９でテーブル作成部３０７は濃度センサ１１７を用いてパターンの動度を測定する。Ｓ０２０でテーブル作成部３０７はターゲット濃度特性ＴＧＴと各測定データとの差分ΔＤを計測する。図３（Ｃ）を用いて説明したようにここでは４つの測定データのそれぞれについて差分ΔＤが求められる。

Ｓ０２１でテーブル作成部３０７はＲＯＭ３０４などに記憶されているフィードバック率テーブルを参照し、パターンを形成するために使用された中間調処理に対応する各中間調処理ごとのフィードバック率を取得し、差分ΔＤ’を決定する。ところで、差分ΔＤをそのまま演算に使用すると、過度な補正テーブルが作成されてしまうことがある。パターンの測定データには、パターン検出時に発生しうる各種の誤差要因（中間転写ベルト１０６の汚れや下地のむら等）が含まれている可能性があるからである。つまり、本実施例のような高頻度で取得される測定データを１００％でもって補正テーブルに反映すると、連続出力濃度段差（以下制御段差と呼ぶ）が発生しまうことがある。よって、フィードバック率の最大値を５０％としている。なお、最大値は適宜変更可能である。

図８（Ｂ）はフィードバック率テーブルの一例を示している。図８（Ｂ）が示すように、パターンを形成する際に使用された中間調処理のドット精細度とパターンを形成する際に使用されなかった中間調処理のドット精細度との関係からフィードバック率が決定されている。フィードバック率の最大値を５０％としているため、徐々に補正を適用することで制御段差を抑える思想が組み込まれている。

テーブル作成部３０７は、たとえば、以下の式を用いて差分ΔＤ’を求める。
ΔＤ’ ＝ フィードバック率 × ΔＤ
たとえば、誤差拡散が適用されてパターンが形成されたときは、ΔＤの５０％が誤差拡散用の補正テーブルに反映される。また、誤差拡散が適用されたパターンについてのΔＤは、残りの中間調処理の補正テーブルに対しては反映されない。これはフィードバック率が０％に設定されているからである。高線数タイプの中間調処理が適用されてパターンが形成されたときは、ΔＤの５０％が自己の補正テーブルに反映される。また、高線数タイプの中間調処理が適用されたパターンについてのΔＤの１０％が、残りの中間調処理の補正テーブルに反映される。これはフィードバック率が１０％に設定されているからである。

Ｓ０２２でテーブル作成部３０７は各中間調処理ごとの差分ΔＤ’を用いて第二γＬＵＴを作成する。Ｓ０２３で第二γＬＵＴを階調補正部３１６にセットする。このようにパターン画像に施された中間調処理のドット精細度とパターン画像に施されなかった中間調処理のドット精細度との関係に基づいて複数の中間調処理のそれぞれの階調補正テーブルが作成される。よって、複数の中間調処理のそれぞれの階調補正テーブルをより精度よく作成できるようになる。

以上ではドット精細度が線数と５％面積率におけるドットサイズに基づき決定されるものとして説明した。しかしこの決定方法は一例にすぎず、その他の指標として中間調処理時の解像度が含められてもよい。たとえばドット分散型ディザや誤差拡散などは、最小ドットサイズが解像度で決まる。よって、複数の中間調処理間でそれぞれの解像度を比較することで、ドット精細度を決定してもよい。

濃度変動が目立ってしまうハイライト領域を重視する決定方法が採用されてもよい。
＜１＞：５％濃度部のドットサイズ（ラインスクリーンを除く）
＜２＞：線数
＜３＞：成長方法 粗い：ラインスクリーン型＜ドット集中型＜ドット分散型 ：細かい
ここで、決定方法における優先順位は＜１＞、＜２＞、＜３＞である。なお、ラインスクリーンとしては、ハイライト領域をドット成長にしてから中間調領域でラインになるようにする成長方法や、最初からラインで成長する方法がある。そのため、ドットもライン上に重なることからドットサイズを定義しにくい。また、ドットが重なりラインを形成するため、ある程度の濃度からは潜像が安定する。そのため、同線数であればドット成長よりもライン成長のほうが粗いと判断している。

＜実施例２＞
実施例２ではユーザーによって中間調処理が切り替わったときの対応について説明する。ＰＯＤ（プリント・オン・デマンド）向けのプリンタは、印刷用途に基づいて中間調処理を切り替えることが多い。また、１つのプリンタが保有している中間調処理の数も５〜１０個ほどもある。これらの中間調処理は、操作部１８０を通じて、ユーザーによって任意に変更可能である。

図８（Ｂ）に示した４つの中間調処理のすべてについてユーザーにとって選択可能とはせずに、プリント用の低線数タイプと高線数タイプについてのみ選択可能とされてもよい。コピージョブ（複写処理）では原稿に対してモアレが発生しやすい。そのため、質感を変更したいからといってユーザーが任意の中間調処理を選択してしまうと、モアレが目立ってしまうことがある。よって、複写処理では、複写処理用に設定された中間調処理を他のタイプの中間調処理に変更できないことが多い。

また、誤差拡散はユーザーにとってメリットが少ないため、誤差拡散への変更を認めていないこともある。これは、解像度を上げていくとハイライト領域でのドットサイズが小さくなり、安定性が悪化しガサツキが目立つためである。また、解像度が粗ければツブツブが目の違和感となりざらつきを意識してしまう。そのため、誤差拡散への切り替えはユーザーに許容しないものとする。

図１２に示すようにプリントジョブに使用する中間調処理については低線数タイプと高線数タイプとのうちいずれかをユーザーが選択可能としている。図１２では各列が中間調処理の種類を示している。７種類の中間調処理についてドット精細度が粗い順に並べてられている。１０６ｌｐｉＤｏｔはドット精細度が７であり、最も粗い。２４２ｌｐｉＤｏｔはドット精細度が１であり、最も細かい。ユーザーが任意に線数を切り替えると、テーブル作成部３０７は、図１２に示したテーブルを参照し、各中間調処理のドット精細度を比較する。テーブル作成部３０７は、比較結果にしたがって、図８（Ｂ）に示したフィードバック率テーブルを修正する。たとえば、低線数タイプの中間調処理を１０６ｌｐｉＤｏｔに切り替え、高線数タイプの中間調処理を１７０ｌｐｉＤｏｔに切り替えたと仮定する。この場合に得られるフィードバック率テーブルの一例を図８（Ｃ）に示す。図８（Ｃ）に示したフィードバック率テーブルはドット精細度にしたがってソートが施されている。そのため、中間調処理Ａが１０６ｌｐｉＤｏｔとなり、中間調処理Ｂが誤差拡散となり、中間調処理Ｃが１７０ｌｐｉＤｏｔになり、中間調処理Ｄがコピー処理用のものとなる。中間調処理Ａが１０６ｌｐｉＤｏｔについては最もドット精細度が粗い（大きい）ため、自己の階調補正テーブルにだけパターンの測定データが反映させることになる。一方、中間調処理Ｄであるコピー処理用の中間調処理については最もドット精細度が細かい（小さい）ため、各フィードバック率に基づいて各階調補正テーブルに測定データが反映される。

以上説明したように、ユーザーによって中間調処理の種類が変更されたときには、プリンタコントローラＣＰＵがドット精細度に基づいてフィードバック率テーブルを修正することができる。よって、中間調処理の種類が変更されても適切に各中間調処理に対応する階調補正テーブルを補正できるようになる。

＜実施例３＞
実施例３では、短時間の間に複数回以上にわたってプリント用の中間調処理が切り替えられときの処理について説明する。実施例２で説明したようにプリント用の中間調処理はユーザーによって変更可能である。そのため、短時間にプリント用の中間調処理が切り替えられると、実施例１で説明したように徐々に補正するという思想が成り立たなくなる。また、切り替えられた中間調処理に関してどの程度のΔＤが発生するかは、そのドット精細度に依存する。実施例１、２ではパターンの印刷に使用されない中間調処理のフィードバック率を一律で１０％に設定されている。よって、プリント用の中間調処理が頻繁に切り替えられると、その都度ΔＤが変化し、切り替え時の濃度段差が発生しうる。

そこで実施例３では高頻度にユーザーがプリント用の中間調処理を変更することを想定し、ユーザーがプリント用の中間調処理として選択可能な低線数タイプと高線数タイプについての測定データを、他の中間調処理に対してフィードバックしないこととする。これは、図１３（Ａ）に示すようなフィードバック率テーブルをＲＯＭ３０４に格納しておくことで実現可能である。たとえば、高線数タイプの中間調処理Ｄの測定データと、低線数タイプの中間調処理Ｂの測定データとについては他の中間調処理の階調補正テーブルには反映されない。このようにすることで、ユーザーが頻繁に中間調処理を切り替えたとしても濃度段差が発生しにくくなる。

＜実施例４＞
実施例４ではパターンに適用されない中間調処理へのフィードバック率をドット精細度の関係に基づいて変更する構成について説明する。プリント用の中間調処理はユーザーによって変更可能とする。中間調処理部３１７が保有している複数の中間調処理についてドット精細度を定義し、ドット精細度の相対的な大小関係を把握し、図１３（Ａ）に示すようなフィードバック率を決定することができる。実施例３で述べたように、ドット精細度に基づいて画像形成エンジン１０１の特性の変動への影響度は異なる。すなわち、フィードバック元となる中間調処理のドット精細度とフィードバック先となる中間調処理のドット精細度との関係をフィードバック率に加味することで、さらに高精度に階調補正テーブルを作成できるようになろう。実施例４では実施例２で説明した７種類の中間調処理についてそれぞれドット精細度を加味して、他の中間調処理用のテーブルへのフィードバック率を決定する。

図１４に示したＳ０３０でテーブル作成部３０７はユーザーによって中間調処理が切り替えられたか否かを判定する。中間調処理が切り替えられていればＳ０３１に進む。Ｓ０３１でテーブル作成部３０７はどの中間調処理がどの中間調処理へと変更されたかを把握する。操作部１８０を通じてユーザーはどの中間調処理をどの中間調処理へと変更するかを指示するため、この指示に基づいてテーブル作成部３０７は把握を行う。Ｓ０３２でテーブル作成部３０７はドット精細度の順位にしたがって仮のフィードバックテーブルを作成する。図１３（Ｂ）は仮のフィードバックテーブルの一例を示している。Ｓ０３３でテーブル作成部３０７は仮のフィードバックテーブルにおいて未決定のフィードバック率ＦＢ１〜ＦＢ６を決定する。フィードバック率ＦＢ１〜ＦＢ６は、たとえば、次式から決定可能である。

ＦＢｉ ＝ ＦＢｂ × １／（Ｆ１−Ｆ２）
ここで、ＦＢｉはフィードバック率ＦＢ１〜ＦＢ６である。ＦＢｂは基本フィードバック率であり、たとえば、３０％である。Ｆ１はパターン形成に関与する中間調処理のドット精細度である。Ｆ２はパターン形成に関与しない中間調処理のドット精細度である。この式によれば、Ｆ１とＦ２との差が小さければ、それはパターン形成に関与する中間調処理のドット再現性とパターン形成に関与しない中間調処理のドット再現性が近いことを意味する。つまり、パターン形成に関与する中間調処理についての差分Δと、パターン形成に関与しない中間調処理についての差分Δとが近いことになる。反対にＦ１とＦ２との差が大きければ、パターン形成に関与しない中間調処理のドットが相対的に粗いことを意味する。つまり、パターン形成に関与する中間調処理のΔＤよりも、パターン形成に関与しなかった中間調処理のΔＤが小さいことが多い。よって、パターンから得られたΔＤよりもより少ないΔＤになるようフィードバック率の計算式を構築した。

Ｓ０３４でテーブル作成部３０７は算出したフィードバック率ＦＢ１〜ＦＢ６を適用したフィードバック率テーブルを生成し、ＲＯＭ３０４に格納する。図１５はフィードバック率の計算結果の一例を示している。また、図１３（Ｃ）は最終的なフィードバック率テーブルの一例を示している。

＜まとめ＞
以上で説明したように、階調補正部３１６は画像データに対して階調補正を適用する。中間調処理部３１７は階調補正部３１６により階調補正された画像データに対して複数の中間調処理のうち指定された中間調処理を適用する。画像形成エンジン１０１は中間調処理部３１７から出力された画像データに対応するトナー画像を形成する。濃度センサ１１７は画像形成エンジン１０１によりトナー画像として形成されたパターンの濃度を測定する。テーブル作成部３０７はパターン画像に施された中間調処理についての測定結果に基づいて、パターン画像に施された中間調処理用の階調補正テーブルを作成する。実施例１ないし４を用いて説明したように、テーブル作成部３０７は、パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度とに基づいて、パターン画像に施された中間調処理についての測定結果をパターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正テーブルにフィードバックする。これにより複数の中間調処理のそれぞれの階調補正テーブルが精度よく作成される。

実施例１を用いて説明したように、テーブル作成部３０７は、パターン画像に施された中間調処理のドット精細度が、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度よりも細かければ、パターン画像に施された中間調処理についての測定結果をパターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正テーブルにフィードバックする。また、テーブル作成部３０７は、パターン画像に施された中間調処理のドット精細度が、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度よりも粗ければ、パターン画像に施された中間調処理についての測定結果をパターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正テーブルにフィードバックする。ドット精細度の粗い中間調処理からドット精細度の細かい中間調処理へはフィードバックされず、ドット精細度の細かい中間調処理からドット精細度の粗い中間調処理へはフィードバックされる。これにより、精度よく、階調補正テーブルが作成される。

ＲＯＭ３０４やＲＡＭ３０９は、パターン画像に施された中間調処理と、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理との組み合わせに対応するフィードバック率を記憶する記憶手段として機能してもよい。テーブル作成部３０７は、このフィードバック率に基づいて測定結果を階調補正テーブルにフィードバックしてもよい。予めフィードバック率を決定しておくことで、フィードバック率を演算するための時間とエネルギーを削減できるようになる。

実施例４を用いて説明したように、テーブル作成部３０７は、パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度との差に基づいてフィードバック率を決定する決定手段として機能してもよい。とりわけ、テーブル作成部３０７は、この差が小さいほどフィードバック率を大きくしてもよい。差が小さければ、それはパターン形成に関与する中間調処理のドット再現性とパターン形成に関与しない中間調処理のドット再現性が近いことを意味するからである。

実施例３を用いて説明したように、ユーザーによって切り替え可能な中間調処理から他の中間調処理へのフィードバック率をゼロとしてもよい。換言すれば、パターンの形成に適用される中間調処理は、ユーザーによって他の中間調処理へ切り替えることが許容されていない（切替不可能な）中間調処理であってもよい。これにより制御段差を低減することが可能となる。

図９を用いて説明したように、周期性パターン型の中間調処理のドット精細度はドット間隔または線数に基づいて予め決定されていてもよい。周期性パターン型の中間調処理のドット精細度はさらに所定濃度でのドットサイズに基づいて予め決定されていてもよい。非周期性パターン型の中間調処理のドット精細度は所定濃度でのドットサイズに基づいて予め決定されていてもよい。中間調処理のドット精細度はさらにドットの成長方法に基づいて予め決定されていてもよい。これらのパラメータはいずれもドット精細度に寄与するパラメータだからである。

実施例２を用いて説明したように、テーブル作成部３０７は、中間調処理部において選択可能な中間調処理の種類が変更されたときは、フィードバック率を再演算してフィードバック率テーブルを再構築してもよい。よって、中間調処理の種類が変更されても適切に各中間調処理に対応する階調補正テーブルを補正できるようになる。

１１７・・・濃度センサ、１０１・・・画像形成エンジン、３０７・・・テーブル作成部

Claims (12)

1. 階調補正条件を用いて画像データを補正する補正手段と、
   前記補正された画像データに対して中間調処理を施す処理手段と、
   前記中間調処理を施された画像データに基づいて画像を形成する形成手段と、
   前記形成手段により形成されたパターン画像を測定する測定手段と、
   前記パターン画像の測定結果に基づいて、前記パターン画像に施された中間調処理用の階調補正条件を作成する作成手段と
   を有し、
   前記作成手段は、前記パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度とに基づいて、前記パターン画像に施された中間調処理についての前記測定結果を前記パターン画像に施されなかった中間調処理用の階調補正条件にフィードバックすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記作成手段は、
   前記パターン画像に施された中間調処理のドット精細度が、前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度よりも細かければ、前記パターン画像に施された中間調処理についての前記測定結果を前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正条件にフィードバックし、
   前記パターン画像に施された中間調処理のドット精細度が、前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度よりも粗ければ、前記パターン画像に施された中間調処理についての前記測定結果を前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理用の階調補正条件にフィードバック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. 前記パターン画像に施された中間調処理と、前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理との組み合わせに対応するフィードバック率を記憶する記憶手段をさらに有し、
   前記作成手段は、前記フィードバック率に基づいて前記測定結果を階調補正条件にフィードバックすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記パターン画像に施された中間調処理のドット精細度と、前記パターン画像に施された中間調処理以外の中間調処理のドット精細度との差に基づいて前記フィードバック率を決定する決定手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記決定手段は、前記差が小さいほど前記フィードバック率を大きく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. 前記決定手段は、前記処理手段において選択可能な中間調処理の種類が変更されたときは、前記フィードバック率を再演算することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記処理手段は複数の中間調処理から選択された中間調処理を画像データに施すように構成されており、前記処理手段に画像に施される中間調処理として、ユーザーによって切り替え可能な中間調処理とユーザーによって切り替え不可能な中間調処理とを含み、
   前記ユーザーによって切り替え可能な中間調処理から他の中間調処理へのフィードバック率をゼロとすることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記パターン画像に施される中間調処理は前記ユーザーによって切り替え不可能な中間調処理であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 周期性パターン型の中間調処理のドット精細度はドット間隔または線数に基づいて予め決定されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記周期性パターン型の中間調処理のドット精細度はさらに所定濃度でのドットサイズに基づいて予め決定されていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 非周期性パターン型の中間調処理のドット精細度は所定濃度でのドットサイズに基づいて予め決定されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記中間調処理のドット精細度はさらにドットの成長方法に基づいて予め決定されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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