JP2017039278A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーセンサを用いて濃度や色度の補正を行う際に、キャリブレーション全体の時間が長くなってしまう。
【解決手段】画像形成装置であって、画像形成手段に、第１測定用画像を形成させ、定着手段に、第１測定用画像をシートに定着させ、測定手段により第１の測定条件に基づいて前記シート上の前記第１測定用画像を測定し、前記第１測定用画像の測定結果に基づいて補正条件を生成する第１生成手段と、前記画像形成手段に、第２測定用画像を形成させ、前記定着手段に、前記第２測定用画像を前記シートに定着させ、前記測定手段により前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて第２の測定条件を決定する決定手段と、前記決定手段により前記第２の測定条件が決定された後、前記測定手段により前記第２の測定条件に基づいて前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記変換条件を生成する第２生成手段と、を有する。
【選択図】 図１７

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

昨今、普及している画像形成装置（以下、プリンタとも称する）の画像品質（以下、画質）の一つとして、色再現性（色安定性を含む）がある。色の再現性は、同機種間だけでなく、異機種間、他方式による画像形成装置あるいは画像表示装置との色の違いも問題になる。これら機器同士のカラーマッチングを行うため、例えば、ＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）プロファイルと呼ばれる多次元ＬＵＴを作成するソフトウェアと測色器がある。

例えば、プロユーザは、プリンタのＩＣＣプロファイルとオフセット印刷機のＩＣＣプロファイルを作成し、図７のようなカラー・マネジメント環境を構築している。図７に示すように、印刷用ＩＣＣプロファイルとプリンタ用ＩＣＣプロファイルの内容は、測色器を用いたパッチの色測定に基づき、それぞれ、機器に依存しない色空間に対応付けて校正される。機器に依存しない色空間の例として、例えば、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間（ＣＩＥは国際照明委員；Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅの略）が挙げられる。これにより、印刷機で印刷する色とプリンタでプリントする色を一致させることができる。そして、カラー・マネジメント・モジュール（ＣＭＭ）は、これらのプロファイルを用いて色変換を行うことによりプリント・データを作成することができる。

しかしながら、以上のようなカラー・マネジメント環境は、環境構築等に手間がかかり、一般ユーザには十分に普及していない。そのため、測色をより速く、簡単にプロファイルを作成し、設定作業を自動にすることが望まれている。

例えば、特許文献１では、カラーセンサを用いたカラー・マネジメントにおいて、測定用画像（テストチャート）のサイズの増加を抑制しつつ、シートの枚数を削減可能な方法が開示されている。

特開２０１４−１５８１１６号公報

近年、高速化やユーザストレスフリーの要望が強くあり、画像形成装置の紙搬送速度を速くしたり、キャリブレーションに係る時間を短縮する必要性が増してきている。さらには、キャリブレーションに必要となる記録媒体もできるだけ少なくなるような要求も出てきている。これと同時に、キャリブレーションの高精度化への要望も強まっている。

本発明は、上記問題に鑑み、高精度検出、高速化、時間短縮、記録媒体数減等のユーザのキャリブレーションに対する要望を両立することを可能にすることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の画像形成装置は、シートを搬送する搬送手段と、変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記画像データを補正条件に基づいて補正する補正手段と、前記補正手段により補正された前記画像データに基づいて前記シートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記シートに形成された前記画像を前記シートに定着させる定着手段と、前記搬送手段により前記シートが搬送される搬送方向の前記定着手段よりも下流において、前記シートに形成された測定用画像を測定条件に基づいて測定する測定手段と、第１の測定条件が記憶された記憶手段と、前記画像形成手段に、第１測定用画像を形成させ、前記定着手段に、前記第１測定用画像を前記シートに定着させ、前記測定手段により前記第１の測定条件に基づいて前記シート上の前記第１測定用画像を測定し、前記第１測定用画像の測定結果に基づいて前記補正条件を生成する第１生成手段と、前記画像形成手段に、第２測定用画像を形成させ、前記定着手段に、前記第２測定用画像を前記シートに定着させ、前記測定手段により前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて第２の測定条件を決定する決定手段と、前記決定手段により前記第２の測定条件が決定された後、前記測定手段により前記第２の測定条件に基づいて前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記変換条件を生成する第２生成手段と、を有することを特徴とする。

本発明により、高精度な色検出、高速化対応、キャリブレーション時間の短縮、キャリブレーションに必要な記録媒体数の減少を両立することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成図。 本発明に係る操作パネル概略構成図。 本発明に係る画像処理部の概略構成図。 本発明に係る分光センサの概略構成図。 本発明に係る画像処理部のブロック図。 本発明に係るＩＣＣプロファイルの概略説明図。 カラー・マネジメント環境の概略図。 本発明に係る濃度演算処理時に使用するフィルタ感度特性を説明するための図。 本発明に係る色度演算処理時に使用する等色関数を示す図。 本発明に係る自動多次色補正のパッチ信号値を示す図。 本発明に係るＩＣＣプロファイル作成時に必要なＣＭＹ空間と測色値の関係を示す図。 本発明に係る自動多次色補正時プロファイル作成のフローチャート。 本発明に係る自動多次色補正の差分推定方法を説明するための図。 本発明に係る自動多次色補正の全体フローチャート。 操作パネル表示部の例を示す図。 第一の実施形態に係る色度検出時のパッチ配列の一例を示す図。 第一の実施形態に係るプレスキャン時のフローチャート。 第一の実施形態に係る平均化処理回数と静止時測色値との色差ΔＥを示す図。 本発明に係る蓄積時間とセンサ入射光量の関係を示す図。 第一の実施形態に係る分光反射率と濃度算出時フィルタの関係を示す図。 第一の実施形態に係る最大濃度検出時のパッチ配列の一例を示す図。 第一の実施形態に係る階調濃度検出時の蓄積設定の一例を示す図。 第一の実施形態に係る階調濃度検出時のパッチ配列の一例を示す図。 第二の実施形態に係る階調濃度検出時の蓄積設定の一例を示す図。 第二の実施形態に係る階調濃度検出時のパッチ配列の一例を示す図。 第二の実施形態に係る入力階調レベルと測色濃度の関係を示す図。 第三の実施形態に係る色と黒の最大濃度補正制御時の蓄積設定の一例を示す図。 第三の実施形態に係る黒の最大濃度補正時に取得した分光反射率の一例を示す図。

＜第一の実施形態＞
［画像形成装置］
本実施形態では電子写真方式のレーザビームプリンタを用いて上記課題の解決方法を説明する。以下の説明では電子写真方式で行うが、制御の特徴的な点は、インクジェットプリンタや昇華型プリンタなどでも同じ課題があり且つ以下で述べる方法を用いて課題を解決することができる。また、本願発明に係る特徴的な構成は、画像形成装置に含まれる単独の色測定装置としても構成可能である。

本発明の画像形成装置の構造及び動作について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の構造を示す断面図である。画像形成装置１００は、画像形成エンジン部１０１を備える。画像形成エンジン部１０１は、エンジン部を構成するための各機構、各機構による各印刷プロセス処理（例えば、給紙処理など）に関する制御を行うエンジン制御部１０２、及びプリンタコントローラ３００を収納する制御ボード収納部（不図示）が内蔵されている。プリンタコントローラ３００の詳細は、図４に示す。

画像形成エンジン部１０１を構成するための各機構として、光学処理機構、定着処理機構、記録材１１０の給紙処理機構、および記録材１１０の搬送処理機構が設けられている。

光学処理機構は、レーザ光の走査による感光ドラム１０５上への静電潜像形成、静電潜像の顕像化、その顕像を中間転写体１０６に多重転写し、多重転写されたカラー画像を記録材１１０へ更に転写する。光学処理機構は、レーザスキャナ部１０７において、プリンタコントローラ３００から供給されたイメージデータに応じて半導体レーザ１０８から発射されるレーザ光をオン、オフに駆動するレーザドライバ（不図示）を有する。半導体レーザ１０８から発射されたレーザ光は、回転多面鏡（不図示）により走査方向に振られる。ここで主走査方向に振られたレーザ光は、反射ミラー１０９を介して感光ドラム１０５に導かれ、感光ドラム１０５上を主走査方向に露光する。

一方、帯電器１１１により帯電され、レーザ光による走査露光によって感光ドラム１０５上に形成された静電潜像は、現像器１１２により供給される色材であるトナーによってトナー像に顕像化される。そして、感光ドラム１０５上の顕像されたトナー像は、トナー像とは逆特性の電圧を印加された中間転写体１０６上に転写（１次転写）される。カラー画像形成時には、光学処理機構は、Ｙ（イエロー）ステーション１２０、Ｍ（マゼンタ）ステーション１２１、Ｃ（シアン）ステーション１２２、Ｋ（ブラック）ステーション１２３からそれぞれの色を中間転写体１０６上に順次形成する。その結果、フルカラー可視像が中間転写体１０６上に形成される。

中間転写体１０６上に形成された可視像は、給紙処理機構によって副走査方向に同期して給紙される記録材１１０に転写される（２次転写）。具体的には、カセット１１３から給送した記録材１１０（シート）が搬送され、転写ローラ１１４にて記録材１１０を中間転写体１０６に圧接すると同時に、転写ローラ１１４にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、可視像が記録材１１０に転写される。記録材１１０は、紙等の記録媒体である。尚、感光ドラム１０５及び現像器１１２は着脱可能である。

また、中間転写体１０６の周りには、画像形成開始位置検出センサ１１５、給紙タイミングセンサ１１６、及び濃度センサ１１７が配置されている。画像形成開始位置検出センサ１１５は、画像形成を行う際の印刷開始位置を決める。給紙タイミングセンサ１１６は、記録材１１０の給紙のタイミングをはかる。濃度センサ１１７は、濃度制御時にパッチ（測定用画像）の濃度を測定する。濃度制御が行われた際には、濃度センサ１１７により、それぞれのパッチの濃度測定を行う。

定着処理機構は、記録材１１０に転写されたトナー像を定着させる。定着処理機構は、記録材１１０に転写されたトナー像を熱圧によって定着させるための第一定着器１５０および第二定着器１６０を有する。第一定着器１５０は、記録材１１０に熱を加えるための定着ローラ１５１、記録材１１０を定着ローラ１５１に圧接させるための加圧ベルト１５２、定着完了を検知する定着後センサ１５３を含む。これらの各ローラは中空ローラであり、内部にそれぞれヒータ（不図示）を有し、回転駆動されると同時に記録材１１０を搬送するように構成されている。第二定着器１６０は、第一定着器１５０よりも記録材１１０の搬送経路下流側に位置し、第一定着器１５０より定着された記録材１１０上のトナー像に対してグロスを付加したり、定着性を確保したりする目的で配置されている。第二定着器１６０も、第一定着器１５０と同様に、定着ローラ１６１、加圧ローラ１６２、および定着後センサ１６３を有する構成である。

記録材１１０の種類によっては第二定着器１６０を通す必要が無いものが存在する。このような記録材１１０に対して、エネルギー消費量低減の目的で第二定着器１６０を経由せず記録材１１０を排出するための搬送経路１３０を有する。搬送経路切り替えフラッパー１３１により、記録材１１０を搬送経路１３０へと誘導させることが可能である。

記録材１１０は、搬送経路切り替えフラッパー１３２により搬送経路１３５へと誘導され、反転センサ１３７によって記録材１１０の位置検出がなされた後、反転部１３６でスイッチバック動作することで、記録材１１０の先行端が入れ替えられる。

さらに第二定着器１６０の後には、記録材１１０上のパッチ画像を検知する分光センサ２００が配置される。操作パネル１８０からキャリブレーションモードの実行が指示された場合、分光センサ２００による検出結果に基づいて、エンジン制御部１０２では濃度調整、階調調整、多次色調整が実行される。

カセット１１３は、画像形成時に用いられる記録材１１０が積載される。また、その他の用途として、カセット１１３には、画像形成装置１００で一旦出力した出力物、あるいは、他の画像形成装置で出力した出力物が積載される構成としてもよい。この場合、カセット１１３にセットされた測色対象物は、反転部１３６へ誘導され、分光センサ２００が配置されている測色位置に搬送される。分光センサ２００による測色が行われた後、測色対象物は、搬送経路１３５から搬送経路１３９へ搬送され、機外へ排出される。

（操作パネル）
図２は、操作パネル部の平面図である。ソフトスイッチ４００は、画像形成装置１００本体の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチである。コピースタートキー４０１は、複写開始指示するためのキーである。リセットキー４０２は、標準モードに戻すためのキーである。標準モードは、「フルカラー−片面」の画像形成の設定であるとする。テンキー４０３は、設定枚数等の数値を入力するためのキーである。クリアキー４０４は、数値をクリアするためのキーである。ストップキー４０５は、連続コピー中にコピーを停止させるためのキーである。液晶表示部４０６は、各種モードの設定やプリンタの状態を表示し、また、タッチパネルとしても機能する。割り込みキー４０７は、連続コピー中あるいはファックスやプリンタとして使用中に割り込んで緊急コピーをとるためのキーである。

設定キー４０８は、個人別や部門別にコピー枚数を管理するためのキーである。ガイダンスキー４０９は、ガイダンス機能を使用するときに押下するキーである。機能キー４１０は、画像形成装置の機能を変更するときに使用するキーである。ユーザモードボタン４１１は、例えば、センサの感度調整、キャリブレーションモード、用紙の登録、省エネモードに入るまでの設定時間の変更など、ユーザが管理や設定を行うユーザモードに入るためのキーである。フルカラー画像形成モードキー４１２は、フルカラーで画像形成を行うモードを選択する際のキーである。またモノクロ画像形成モードキー４１３は、モノクロ（白黒）で画像形成を行うモードを選択する際のキーである。

（画像処理部）
図３は、本実施形態に係るプリントシステムの構成例を示す図である。ホストコンピュータ３０１及び画像形成装置１００は、例えば、ＵＳＢ２．０Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ、１０００Ｂａｓｅ−Ｔ／１００Ｂａｓｅ−ＴＸ／１０Ｂａｓｅ−Ｔ（ＩＥＥＥ ８０２．３準拠）などの通信線によって、通信可能に接続される。

画像形成装置１００において、プリンタコントローラ３００は、画像形成装置１００全体の動作を制御する。プリンタコントローラ３００は、ホストＩ／Ｆ部３０２、入出力バッファ３０３、ＣＰＵ３１３、プログラムＲＯＭ３０４、ＲＡＭ３０９、パネルＩ／Ｆ部３１１、メモリＩ／Ｆ部３１２、ＲＩＰ部３１４、色処理部３１５、階調補正部３１６、擬似中間調処理部３１７、およびエンジンＩ／Ｆ部３１８を有する。各構成要素は、システムバス３１９を介して通信可能に接続されている。

ホストＩ／Ｆ部３０２は、ホストコンピュータ３０１との入出力を司る。入出力バッファ３０３は、ホストＩ／Ｆ部３０２からの制御コードや各通信手段からデータの送受信を行う。ＣＰＵ３１３は、プリンタコントローラ３００全体の動作を制御する。プログラムＲＯＭ３０４は、ＣＰＵ３１３の制御プログラムや制御データを内蔵する。プログラムＲＯＭ３０４は、画像情報生成部３０５に係る制御プログラムを保持する。画像情報生成部３０５は、その制御プログラムがＣＰＵ３１３により読み出されて実行されることにより機能し、ホストコンピュータ３０１から受信したデータの設定により各種の画像オブジェクトを生成する。ＲＡＭ３０９は、各種制御コード、データの解釈や印刷に必要な計算、或いは印刷データの処理のためのワークメモリに利用される。パネルＩ／Ｆ部３１１は、操作パネル１８０とのインタフェースであり、操作パネル１８０を介してユーザからの指示を受け付けたり、表示データを提供したりする。メモリＩ／Ｆ部３１２は、外部メモリ部１８１とのインタフェースであり、外部メモリ部１８１とのデータの送受信を行う。

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、多次色の色変換処理を行う。階調補正部３１６は、色毎のγＬＵＴに基づいて画像データを補正し、単色の階調補正を実行する補正手段に相当する。擬似中間調処理部３１７は、ディザマトリクスや誤差拡散法などの擬似中間調処理を実行する。エンジンＩ／Ｆ部３１８は、変換された画像を画像形成エンジン部１０１に転送する。画像形成エンジン部１０１は、転送された画像を用いて画像形成を行う。

図３において、画像形成時のプリンタコントローラ３００の画像処理の基本的な流れを、太い実線で示している。

また、プリンタコントローラ３００は、画像形成だけではなく各種制御演算も司る。そのための制御プログラムがプログラムＲＯＭ３０４内に保持される。具体的には、プログラムＲＯＭ３０４は、最大濃度条件決定部３０６、階調補正テーブル生成部３０７、および多次色テーブル生成部３０８に係る制御プログラムを有する。各制御プログラムは、ＣＰＵ３１３に読み出されて実行されることにより機能する。最大濃度条件決定部３０６は、最大濃度調整を行い、Ｖｃｏｎｔ（現像コントラストと呼ばれる）を決定する。階調補正テーブル生成部３０７は、γＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を生成する。多次色テーブル生成部３０８は、多次色の変動を補正するため、多次元ＬＵＴであるＩＣＣプロファイルを生成する。なお、プリンタコントローラ３００内の各種制御演算に関する詳細説明は、図５を用いて後述する。

尚、画像情報生成部３０５、最大濃度条件決定部３０６、階調補正テーブル生成部３０７、および多次色テーブル生成部３０８は、モジュールとしてプログラムＲＯＭ３０４に格納される。これらのモジュールが実行されることにより、画像形成時に使用される、ＩＣＣプロファイル、γＬＵＴ、Ｖｃｏｎｔ情報が管理更新され、色処理部３１５や階調補正部３１６などにテーブルを変更（反映）させることで所望の色の出力を可能にする。

（分光センサ）
図４を用いて、本実施形態に係る分光タイプのカラーセンサの構造、及び測色動作について説明する。なお、本実施形態の特徴である蓄積時間を変更することが可能なカラーセンサであれば、これに限定されない。

図４は、本実施形態に係る分光センサ２００の構造例を示す図である。分光センサ２００は、白色ＬＥＤ２０１、回折格子２０２、ラインセンサ２０３、演算部２０４、メモリ２０５、白色基準板２１０を含む。白色ＬＥＤ２０１は、記録材１１０上の測色対象（ここでは、トナーパッチ２２０）に光を照射する照射部として機能する。回折格子２０２は、トナーパッチ２２０から反射した反射光を波長ごとに分光する。ラインセンサ２０３はｎ画素から構成され（２０３−１〜２０３−ｎ）、各画素が回折格子２０２により波長ごとに分光された光を検出する。ラインセンサ２０３は、受光部であり、ｎ画素の受光素子によって３８０［ｎｍ］から７２０［ｎｍ］までの波長の光を受光できる。演算部２０４は、ラインセンサ２０３により検出された各画素の光強度値から各種演算を行う。演算部２０４は、例えば、光強度値から濃度を演算する濃度演算部（不図示）や、Ｌａｂ値を演算するＬａｂ演算部（不図示）などを有する。メモリ２０５は、各種データを保存する。演算部２０４は、ラインセンサ２０３がトナーパッチ２２０からの反射光を受光した結果Ｐ（λ）と、ラインセンサ２０３が白色基準板２１０からの反射光を受光した結果Ｗ（λ）とから、トナーパッチ２２０の分光反射率Ｒ（λ）を算出する。白色基準板２１０に対応する受光データＷ（λ）は、白色ＬＥＤ２０１により白色基準板２１０が照射され、白色基準板２１０からの反射光をラインセンサ２０３が検知することで取得される。白色基準板２１０に対応する受光データＷ（λ）はメモリ２０５に格納される。

また、分光センサ２００の構成において白色ＬＥＤ２０１から照射された光を記録材１１０上のトナーパッチ２２０に集光し、トナーパッチ２２０から反射した光を回折格子２０２に集光するレンズ２０６が内蔵されている構成であっても良い。ここでのラインセンサ２０３には、例えば、ＣＭＯＳセンサが用いられる。

［動作説明］
本実施形態では、画像形成装置１００は、通常画像形成モード、および、キャリブレーションモードにて動作可能であるとする。各モードの動作について説明する。

（通常画像形成モード）
通常画像形成モードは、ホストコンピュータ３０１や操作パネル１８０等から入力された画像信号値を、画像形成装置１００に依存した信号値に色変換処理し、その信号値を画像形成エンジン部１０１に入力することによって、画像形成を行うモードである。画像形成装置１００に依存したＣＭＹＫ信号値が画像形成エンジン部１０１に入力されると、その信号値に基づいた画像が画像形成装置１００にて作成され、画像が出力される。

（色変換処理）
図３及び図５を用いて、色変換処理について説明する。通常のカラー出力における色変換では、ホストコンピュータ３０１等から入力されたＲＧＢ信号値や、ＪａｐａｎＣｏｌｏｒなどの標準印刷ＣＭＹＫ信号値を想定して入力された画像信号は、入力ＩＣＣプロファイル格納部１１１１に送られる。入力ＩＣＣプロファイル格納部１１１１では、外部Ｉ／Ｆを介して入力された画像信号に応じて、ＲＧＢ→Ｌ＊ａ＊ｂ＊変換、あるいはＣＭＹＫ→Ｌ＊ａ＊ｂ＊変換が行われる。入力ＩＣＣプロファイルは、入力信号をコントロールする１次元ＬＵＴ、ダイレクトマッピングと称する多次色ＬＵＴ、生成された変換データをコントロールする１次元ＬＵＴで構成されている。これらのテーブルを用いて、デバイスに依存した色空間からデバイスに依存しないＬ＊ａ＊ｂ＊データへ変換される。

Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標に変換された画像信号は、ＣＭＭ１１１２に入力される。そして、ＧＡＭＵＴ変換、色変換、および黒文字判定等が行われる。ＧＡＭＵＴ変換は、入力機器としての外部Ｉ／Ｆの読取色空間と、出力機器としての画像形成装置１００の出力色再現範囲のミスマッチをマッピングする処理である。ここでの色変換としては、例えば、入力時の光源種と出力物を観察するときの光源種ミスマッチ（色温度設定のミスマッチとも言う）を調整する処理が該当する。これにより、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データは、Ｌ＊’ａ＊’ｂ＊’データへ変換され、出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３に入力される。出力ＩＣＣプロファイル作成方法については後述するが、入力されたＬ＊’ａ＊’ｂ＊’データは、ＩＣＣプロファイルによって色変換され、出力機器に依存したＣＭＹＫ信号値へと変換され、出力される。ここで、ＩＣＣプロファイルは、プリンタ部１２０１により形成される画像の色味を補正するために、画像データを変換するための変換条件に相当する。出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３は、画像データをＩＣＣプロファイルに基づいて変換する変換手段として機能する。

ＣＭＹＫ信号値を画像形成エンジン部１０１に入力し、信号値に基づいて画像形成を行うことによって、通常の画像形成モードによる出力が行われる。

なお、ＣＭＭ１１１２は、図７のように、カラー・マネジメントを司るモジュールであり、入力ＩＣＣプロファイル格納部１１１１に格納された入力プロファイルと、出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３に格納された出力プロファイルを用いて色変換を行う。

（キャリブレーションモード）
次に、キャリブレーションモードについて説明する。画像形成装置１００は、分光センサ２００による単色の測定用画像の測定結果から単色の測定用画像の分光反射率Ｒ（λ）を算出し、この分光反射率Ｒ（λ）を濃度値に変換し、変換された濃度値に基づいて最大濃度及び階調性を補正する最大濃度・階調補正を行う。さらに、画像形成装置１００は、分光センサ２００による多次色の測定用画像の測定結果から多次色の測定用画像の分光反射率Ｒ（λ）を算出し、この分光反射率Ｒ（λ）用いて多次色の色味変動を抑えるためのプロファイル（多次元ＬＵＴ）を作成する。プロファイルを作成する処理を多次色ＣＡＬと称す。なお、プロファイルとして、ここではＩＣＣプロファイルを用いる。ただし、ＩＣＣプロファイルに限定されるものではない。例えば、Ａｄｏｂｅ社が提唱したＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔのレベル２から採用されているＣＲＤ（Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ）やＰｈｏｔｏｓｈｏｐ内の色分解テーブル、墨版情報を維持するＥＦＩ社のＣｏｌｏｒＷｉｓｅ内ＣＭＹＫシミュレーションなどを用いてもよい。

図５を用いて最大濃度・階調補正、および多次色ＣＡＬについて説明する。

（濃度制御・階調制御）
画像形成装置１００は、所望の濃度画像が得られるように、最大濃度・階調補正が実行される。

図５に示す画像処理部１１０１は、図３のプリンタコントローラ３００内のプログラムＲＯＭ３０４に保持されたモジュールであり、入力データの変換処理及び演算処理を行う部分である。

まず、最大濃度制御について説明する。最大濃度制御の実行が指示されると、エンジン状態確認部１１０２はテストチャート（測定用画像）を形成するための測定用画像データをプリンタ部１２０１に出力し、ＣＰＵ３１３は分光センサ制御部１１２３に測色指示を送る。この時、予め決められた、あるいは前回の補正時にて決められた画像形成条件（帯電条件、露光条件、及び、現像条件）を用いてテストチャートが形成される。この出力されたテストチャートは、分光センサ２００によって測定される。テストチャートは、イエローの測定用画像、マゼンタの測定用画像、シアンの測定用画像、及び、ブラックの測定用画像を含む。演算部２０４により算出されたテストチャートの分光反射率Ｒ（λ）は、分光反射率データとして濃度変換部１１３０に送られる。濃度変換部１１３０は、テストチャートの分光反射率Ｒ（λ）を濃度に変換し、変換結果をＣＭＹＫの濃度データとして最大濃度補正部１１３１に送る。最大濃度補正部１１３１は、所望の最大濃度になるように、画像形成条件（帯電条件、露光条件、および現像条件）の補正量を算出し、画像形成条件を補正する。このようにして算出された画像形成条件はＲＡＭ３０９に記憶される。

濃度変換部１１３０は、イエローの測定用画像の分光反射率を図８（ａ）に示すステータスＡフィルタを用いて濃度に変換する。同様に、マゼンタやシアンの測定用画像の濃度を求める場合も、濃度変換部１１３０が図８（ａ）に示すステータスＡフィルタを用いて測定用画像の分光反射率から濃度に変換する。一方、ブラックの測定用画像の濃度を求める場合については、濃度変換部１１３０は、図８（ｂ）に示す視覚度分光特性（Ｖｉｓｕａｌともいう）を用いて測定用画像の分光反射率から濃度に変換する。

次に階調制御について説明する。最大濃度制御が実行された後、最大濃度補正部１１３１により決定された画像形成条件を用いて、最大濃度パッチ含めた階調パターンを形成するための測定用画像データがプリンタ部１２０１に転送される。階調パターンは、例えば、１色が１６階調の測定用画像であり、６４個の測定用画像が形成される。各色の階調パターンの階調は、１６進数で００Ｈ、１０Ｈ、２０Ｈ、３０Ｈ、４０Ｈ、５０Ｈ、６０Ｈ、７０Ｈ、８０Ｈ、９０Ｈ、Ａ０Ｈ、Ｂ０Ｈ、Ｃ０Ｈ、Ｄ０Ｈ、Ｅ０Ｈ、ＦＦＨにて示される。そして、分光センサ制御部１１２３に測色指示が送られる。階調パターンが定着された記録材が分光センサ２００の測色位置を通過する間に、分光センサ２００が階調パターンを測定する。演算部２０４により算出された階調パターンの分光反射率Ｒ（λ）は、分光反射率データとして濃度変換部１１３０に送られる。濃度変換部１１３０は、前述した濃度演算を行い、各色の階調パターンの濃度データを濃度階調補正部１１３２に送る。濃度階調補正部１１３２は、所望の階調特性が得られるように目標濃度の画像を形成するための画像信号値を算出する。ＬＵＴ作成部１１３３は、濃度階調補正部１１３２により決定された画像信号値に基づいて各色のγＬＵＴを作成し、その作成したγＬＵＴをＬＵＴ部１１３４へ送る。ここで、γＬＵＴは、画像の階調特性を補正するために画像データを補正する補正条件に相当する。

（多次色ＣＡＬ）
プリンタ部１２０１により多次色の測定用画像を記録材に形成し、分光センサ２００により測定された多次色の測定用画像の分光反射率に基づいてＩＣＣプロファイルを作成する多次色ＣＡＬについて説明する。

演算部２０４は、等色関数を用いて、多次色の測定用画像の分光反射率をＬ＊ａ＊ｂ＊データ（明度と色度のデータ）に変換する。

Ｌ＊ａ＊ｂ＊データは、多次色の測定用画像を形成するための画像信号値との関係を求められ、ＩＣＣプロファイルが作成される。

（Ｌ＊ａ＊ｂ＊演算）
以下は、分光反射率からＬ＊ａ＊ｂ＊データを算出する方法である。なお、ここで示す方法については、ＩＳＯ１３６５５で規定されている。

ａ．多次色の測定用画像の分光反射率Ｒ（λ）を求める（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）。

ｂ．等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）と標準光分光分布ＳＤ５０（λ）を用意する。なお、等色関数（図９）はＪＩＳ Ｚ８７０１にて規定されている。また、ＳＤ５０（λ）はＪＩＳ Ｚ８７２０で規定され、補助標準イルミナントＤ５０とも呼ばれる。

ｃ．用意した関数を用いて波長を求める。

ｄ．各波長の積算を行う。

ｅ．等色関数ｙ（λ）と標準光分光分布ＳＤ５０（λ）の積を各波長に対して積算する。

ｆ．ＸＹＺを算出する。

ｇ．Ｌ＊ａ＊ｂ＊を算出する。Ｙ／Ｙｎ＞０．００８８６５６の場合、以下の算出式により求められる。ここで、Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎは標準光三刺激値を示す。
なお、
は、
とも記載する。

（多次色テーブル生成方法及び補正方法）
次に、多次色テーブル生成部３０８により行われるＩＣＣプロファイル作成方法について述べる。ＩＣＣプロファイル作成は、少ないパッチ数で多次色を合わせることが可能な特開２００９−００４８６５号公報の構成を用いる。なお、これに限定するものではなく、他の手法を用いてもよい。

多次色テーブル生成部３０８は、図１０の多次色の測定用画像を形成するためのＣＭＹＫ画像信号値と、それに対応するプロファイル作成チャートを保持し、分光センサ２００からの測定結果を受け取る。なお、ＣＭＹＫ画像信号値に対応するプロファイル作成チャートの詳細については後述する。また、多次色テーブル生成部３０８は、標準プロファイルと、標準プロファイルを作成したときのＩＳＯ１２６４２テストフォームである９２８パッチの測色データを予め保持している。したがって、多次色テーブル生成部３０８は、このデータと分光センサ２００の色度値と差分を算出して、他の格子点の差分を推定し、ＩＣＣプロファイル構成の多次色テーブルを生成する。

必要なパッチ数は図１０のパッチ番号で示すように８１パッチである。図１０では、各パッチのＣＭＹＫ画像信号値を百分率で表わしている。標準プロファイル作成時の９２８パッチにこれら８１パッチが含まれている。

図１１は、その一部をＫ＝０のＣＭＹ空間にプロットしたもので、白丸は標準プロファイル作成時の９２８パッチの一部を示す。また、黒丸は、上記の９２８パッチと、前述の８１パッチとの双方に存在するパッチを表す。図１１に示す黒丸はそれぞれ、図１０のパッチのうちの１〜２７のパッチに対応している。

図１２は、本発明におけるプロファイル作成手順を示すフローチャートである。

Ｓ４２０にて、ＣＰＵ３１３は、操作パネル１８０を介して自動多次色補正の実行が指示されたか否かを判定する。自動多次色補正の実行が指示された場合（Ｓ４２０にてＹＥＳ）Ｓ４２１へ進む。

Ｓ４２１にて、エンジン制御部１０２は、図１０のＣＭＹＫ画像信号値に対応した８１パッチの多次色の測定用画像を記録材１１０上に形成する。

Ｓ４２２にて、分光センサ制御部１１２３は、多次色の測定用画像の各々を分光センサ２００で測定する。

Ｓ４２３にて、プロファイル作成部１１２２は、予め記憶されていた９２８パッチからなる標準プロファイル作成時の測定色値と、Ｓ４２２にて測定した測定値との差分を計算する。

Ｓ４２４にて、プロファイル作成部１１２２は、９２８パッチのうちの今回実測した８１パッチ以外の差分の推定を行う。

ここで、差分の推定方法の一例について説明を行う。まず、標準プロファイル作成時の９２８パッチの中から今回差分の推定を行うパッチの色情報（Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１，Ｋ１）を取り出す。なお、９２８パッチの色情報は予め記憶されている。次に、今回測定した８１パッチの中から、Ｋ２＜Ｋ１となる最大のＫ２を決定し、また、Ｋ１＜Ｋ３となる最小のＫ３を決定する。

次に、今回測定した８１パッチのうちの黒がＫ２のパッチの中から、色情報Ｓ１を立方体状に囲む８点を決定する。図１３は、決定した点を図示したものである。Ｋ＝Ｋ２におけるＣＭＹ空間において、色情報（Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１，Ｋ２）を二重丸でプロットし、それを立方体状に囲む８１パッチのうちの８点を黒丸でプロットしている。そして、その他のパッチを白丸でプロットしている。次に、８点の色情報に対応する差分から３次元の線形補間により色情報（Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１，Ｋ２）における差分Ｄ１を算出する。

同様に、Ｋ＝Ｋ３における差分Ｄ２を算出する。そして、差分Ｄ１、Ｄ２より、Ｋ＝Ｋ１における差分Ｄ３を線形補間（内挿）により算出する。差分Ｄ３は、色情報（Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ１）における差分の推定値である。Ｋ２、Ｋ３を決定する過程において、Ｋ１＝Ｋ２となるＫ２が存在する場合は、差分Ｄ１の算出をもって差分Ｄ３とすることができる。以上の推定方法を標準プロファイル作成時の測定色値の全点について順次行う。なお、８点の代わりに、４点を用いた四面体補間などを用いて推定を行ってもよい。

Ｓ４２６にて、プロファイル作成部１１２２は、出力させた８１パッチのＣＭＹＫ信号とＬ＊ａ＊ｂ＊データ、及び、ＩＳＯ１２６４２テストフォームの９２８パッチのＣＭＹＫ信号とＬ＊ａ＊ｂ＊データの関係に基づき、出力ＩＣＣプロファイルを作成する。プロファイル作成部１１２２は、ＩＣＣプロファイルを生成する生成手段として機能する。そして、ＣＰＵ３１３は、新たに生成した出力ＩＣＣプロファイルと色処理部３１５に保持している出力ＩＣＣプロファイルとを入れ替える。

ＩＳＯ１２６４２テストフォームは、一般的な複写機が出力可能な色再現域を網羅する。多次色の測定用画像の画像信号値とＬ＊ａ＊ｂ＊データとの関係から色変換テーブルが作成できる。つまり、ＣＭＹＫ→Ｌａｂの変換テーブルが作成される。この変換テーブルに基づいて、逆変換テーブルが作成される。

ＩＣＣプロファイルは、図６のような構造になっており、ヘッダー、タグ、及びそのデータを含んで構成される。タグには色変換テーブルに加えて、白色点（Ｗｔｐｔ）やプロファイル内部で定義されているＬａｂ値によって表現される任意の色が、そのハードコピーの再現可能な範囲の内側か外側かを記述する（ｇａｍｔ）タグなども記述される。

（簡易キャリブレーションモードとフルキャリブレーション）
簡易キャリブレーションモードとフルキャリブレーションモードとについて、図５、図１４、図１５を用いて説明する。フルキャリブレーションモードの実行が指示された場合、ＣＰＵ３１３は、最大濃度・階調補正制御と多次色ＣＡＬとを画像形成装置１００に連続して実行させる。一方、簡易キャリブレーションモードの実行が指示された場合、ＣＰＵ３１３は、最大濃度・階調補正制御だけを画像形成装置１００に実行させる。

ユーザが操作パネル１８０（図２）において、ユーザモードボタン４１１を選択すると、図１５（ａ）のような画面が液晶表示部４０６に表示される。図１５（ａ）の画面内の調整ボタン４２１を押すと、図１５（ｂ）のような画面が表示される。更に、キャリブレーションモードボタン４３１が選択されると、前述したような出力画像の濃度や色度の安定性向上のためのキャリブレーションを行うことが可能である。キャリブレーションモードボタン４３１が選択されると、図１５（ｃ）のような画面が液晶表示部４０６に表示される。簡易キャリブレーションボタン４４１が選択されると、最大濃度・階調補正制御が行われる。フルキャリブレーションボタン４４２が選択されると、最大濃度・階調補正制御に加え、多次色ＣＡＬも行われる。キャリブレーションモードが選択された後、ＯＫボタン４４３が押下されると、ＣＰＵ３１３は、ユーザに選択されたキャリブレーションをスタートさせる。

図１４を用いてキャリブレーションの実行が指示された場合の画像形成装置１００の動作を説明する。画像形成装置１００において、キャリブレーションモードがスタートすると、Ｓ３０１にて、ＣＰＵ３１３は、エンジン状態確認部１１０２に現状のエンジン状態における濃度情報を得るためのテストチャートを出力するための測定用画像データをプリンタ部１２０１に出力させる。プリンタ部１２０１は、測定用画像データに基づいて最大濃度補正用のテストフォームを記録材１１０に形成する。エンジン制御部１０２は、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、最大濃度補正用のテストフォームが形成された記録材１１０を第一定着器１５０へ向けて搬送させる。

Ｓ３０２にて、エンジン制御部１０２は、第一定着器１５０によって最大濃度測定用のテストフォームを記録材１１０に定着させた後、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、最大濃度測定用のテストフォームが定着された記録材１１０を分光センサ２００の測色位置へ搬送させる。

Ｓ３０３にて、分光センサ制御部１１２３は、テストフォームを搬送しながら分光センサ２００により測色を実行させる。測色が完了すると、Ｓ３０４にて、エンジン制御部１０２は、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、テストフォームを画像形成装置１００外へ排出する。

Ｓ３０５にて、分光センサ制御部１１２３は、分光センサ２００により測色された結果を、分光反射率データとして濃度変換部１１３０に送り、濃度変換部１１３０にて分光反射率データを濃度データに変換する。その後、画像形成装置１００は、濃度変換部１１３０によって変換された各色の濃度データを最大濃度補正部１１３１に送る。

Ｓ３０６にて、最大濃度補正部１１３１は、所望の目標最大濃度になるように、帯電電圧、露光強度、現像電圧などの画像形成条件の補正量を算出する。

Ｓ３０７にて、最大濃度補正部１１３１は、プリンタ部１２０１へ画像形成条件の補正指示を送る。これにより、プリンタ部１２０１は、最大濃度補正部１１３１により決定された補正量に基づいて画像形成条件が更新される。そして、Ｓ３０８にて、ＣＰＵ３１３は、最大濃度補正制御を終了する。

最大濃度補正制御が終了すると、次に濃度階調補正制御へ移行する。階調制御の指示がなされると、Ｓ３１１にて、ＣＰＵ３１３は、エンジン状態確認部１１０２に、各色１６階調の階調パターンを形成するための測定用画像データをプリンタ部１２０１に出力させる。なお、１６階調の階調パターンには最大濃度のパッチが含まれる。プリンタ部１２０１は、測定用画像データに基づいて濃度階調補正用のテストフォーム（１６階調の階調パターン）を記録材１１０に形成する。エンジン制御部１０２は、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、濃度階調補正用のテストフォームが形成された記録材１１０を第一定着器１５０へ向けて搬送させる。

Ｓ３１２にて、エンジン制御部１０２は、第一定着器１５０によって濃度階調測定用のテストフォームを記録材１１０に定着させた後、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、濃度階調測定用のテストフォームが定着された記録材１１０を分光センサ２００の測色位置へ搬送させる。Ｓ３１３にて、分光センサ制御部１１２３は、テストフォームを搬送しながら、分光センサ２００により測色を実行させる。

測色が完了すると、Ｓ３１４にて、エンジン制御部１０２は、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、テストフォームを画像形成装置１００外へ排出する。

Ｓ３１５にて、分光センサ制御部１１２３は、分光センサ２００により測色された結果を、分光反射率データとして濃度変換部１１３０に送り、濃度変換部１１３０にて分光反射率データを濃度に変換する。その後、画像形成装置１００は、濃度変換部１１３０によって変換された各色１６階調の濃度データを濃度階調補正部１１３２に送る。

Ｓ３１６にて、濃度階調補正部１１３２は、階調特性が理想的な階調特性となるように、γＬＵＴの補正量を算出する。

Ｓ３１７にて、ＬＵＴ作成部１１３３は、濃度階調補正部１１３２により算出された補正量に基づいて、各色のγＬＵＴを作成し、ＬＵＴ部１１３４へ送る。濃度階調補正制御が実行された後、階調補正部３１６は、入力された画像データを、ＬＵＴ部１１３４に格納されたγＬＵＴに基づいて補正する。

Ｓ３１８にて、ＣＰＵ３１３は、γＬＵＴを用いて画像データを補正するように、階調補正部３１６へ指示を送る。これにより、階調補正部３１６は、画像データを補正するためのγＬＵＴが更新される。そして、Ｓ３１９にて、ＣＰＵ３１３は、濃度階調補正制御を終了する。

Ｓ３２０にて、ＣＰＵ３１３は、選択されたキャリブレーションモードがフルキャリブレーションモードか否かを判定する。図１５（ｃ）の画面においてキャリブレーションモードとしてフルキャリブレーションモードが選択された場合、ＩＣＣプロファイル作成処理に移行する。一方、簡易キャリブレーションモードの場合は、本処理フローは終了する。したがって、Ｓ３２１以降の処理は、フルキャリブレーションモードがユーザによって選択された時の処理である。フルキャリブレーションの場合は（Ｓ３２０にてＹＥＳ）、ＣＰＵ３１３は処理をＳ３２１へ進め、簡易キャリブレーションの場合は（Ｓ３２０にてＮＯ）、ＣＰＵ３１３は本処理フローを終了させる。

Ｓ３２１にて、ＣＰＵ３１３は、エンジン状態確認部１１０２に、ＩＣＣプロファイルを作成するためのプロファイル作成用テストフォーム（８１パッチ）を形成するための測定用画像データをプリンタ部１２０１に出力する。プリンタ部１２０１は、測定用画像データに基づいてプロファイル作成用テストフォーム（８１パッチ）を記録材１１０に形成する。エンジン制御部１０２は、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、プロファイル作成用テストフォームが形成された記録材１１０を第一定着器１５０へ向けて搬送させる。

Ｓ３２２にて、エンジン制御部１０２は、第一定着器１５０によってプロファイル作成用のテストフォームを記録材１１０に定着させた後、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、プロファイル作成用のテストフォームを分光センサ２００の測色位置へ搬送させる。Ｓ３２３にて、分光センサ制御部１１２３は、テストフォームを搬送しながら分光センサ２００により測色を実行させる。測色が完了すると、Ｓ３２４にて、エンジン制御部１０２は、搬送経路に設けられた搬送ローラを制御して、テストフォームを画像形成装置１００外へ排出する。

Ｓ３２５にて、分光センサ制御部１１２３は、分光センサ２００により測色された結果を、分光反射率データとしてＬａｂ演算部１１２０に送る。Ｌａｂ演算部１１２０は、分光反射率データをＬ＊ａ＊ｂ＊データに変換する。更に、変換されたＬ＊ａ＊ｂデータは、プロファイル作成部１１２２に入力される。

Ｓ３２６にて、プロファイル作成部１１２２は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データとＣＭＹＫ信号値、及び、予め記憶されたＩＳＯ１２６４２テストフォームである９２８パッチのＬ＊ａ＊ｂ＊データとＣＭＹＫ信号値に基づいてＩＣＣプロファイルを作成する。

Ｓ３２７にて、プロファイル作成部１１２２は、作成したＩＣＣプロファイルを出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３に格納する。Ｓ３２８にて、ＣＰＵ３１３は、多次色ＣＡＬ制御を終了する。

以上により、キャリブレーション終了後の画像形成装置における画像の濃度・階調安定性や多次色色味安定性、高精度なカラーマッチングが可能になる。

［色度検出時と濃度検出時の違い］
次に、濃度検出時の測定条件と色度検出時の測定条件との違いについて説明する。

（色度検出時）
まず、色度検出時について説明する。色度検出は、前述したような演算を用いてＬ＊ａ＊ｂ＊データを算出するが、高精度にＬ＊ａ＊ｂ＊データを算出するために、プレスキャン動作を行う。プレスキャンとは、先述した多次色ＣＡＬにおいて、センサの測色条件を決定する作業である。一方、プレスキャンの測定結果に基づいて得られた測色条件を用いて、測定用画像の測定を行うスキャンを本明細書では「メインスキャン」もしくは「本スキャン」と称する。測色条件とは、メインスキャン時のセンサの蓄積設定（蓄積時間）のことである。高精度なプロファイルを作成するためには、適切な蓄積設定（蓄積時間）に基づいてパッチ画像を測定する必要がある。

蓄積時間ｔ（ｓ）：ラインセンサ２０３がされるパッチからの反射光を適正に受光するために必要な測定時間
蓄積設定としては、例えば、３段階の異なる蓄積時間を有し、１回測定するための蓄積時間は、以下のように設定される。
蓄積設定１：３ｍｓ
蓄積設定２：６ｍｓ
蓄積設定３：１２ｍｓ

上記蓄積設定において、例えば、図１０の濃度の濃い（暗部）パッチと濃度の薄い（明部）パッチについて比較する。図１９において、縦軸は、蓄積設定（時間）を異ならせた場合に、ラインセンサ２０３により検知された反射光の強度（反射光量）に対応する信号値を示している。なお、ラインセンサ２０３の信号値は暗出力値を減算して得られた値である。図１９において、横軸は、ラインセンサ２０３の各画素を波長に換算したものである。図１９（ａ）では、暗部パッチとしてパッチ番号が８１番のパッチを設定し、上記の各蓄積時間におけるパッチからの反射光量を示す。図１９（ｂ）では、明部パッチとしてパッチ番号が１３番のパッチを設定し、上記の各蓄積時間におけるパッチからの反射光量を示す。

図１９により、パッチ番号８１の暗部パッチでは、蓄積設定１、２、３として順に蓄積時間を増やしていくと、反射光量に対応する信号値も増加していく。この場合、蓄積設定３を適正であると判断できる。これは、ラインセンサ２０３によって受光される反射光の強度が小さい場合、ラインセンサ２０３から出力される信号値に対するノイズ成分の占める割合が大きくなるので、ダイナミックレンジが大きく取れるように蓄積時間を増加させることが必要である。

一方、パッチ番号１３の明部パッチでは、蓄積時間が相対的に短い蓄積設定１を適正と判断できる。蓄積設定２では、波長６００ｎｍ程度以上において、反射光量に対応する信号値が３５００付近を境に横ばいになっていることが分かる。蓄積設定３では、波長５００ｎｍ程度以上において、反射光量が３５００付近を境に横ばいになっていることが分かる。ラインセンサ２０３が出力可能な信号値は４０９６で制限されており、さらに暗出力値を減算すると、３５００付近で制限値を超えてしまうためである（サチレーション）。すなわち、パッチ番号１３のような明部パッチでは、蓄積時間を低下させた蓄積設定１が適正ということになる。

上記をふまえ、多次色のパッチ（測定用画像）を高精度に検出するためには、適正な蓄積設定を決定する必要がある。

特に、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データを算出する際に使用する等色関数（図９）は、測色波長領域の全域に対する感度関数である。そのため、サチレーションが生じてしまうと、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データを高精度に求めることができない。そのため、プレスキャン作業が非常に重要になる。プレスキャン動作においては、ラインセンサ２０３の蓄積設定を最適化する必要がある。

上記では濃度の濃いパッチと薄いパッチについてのみ説明したが、これに限定されるものではない。パッチの色味は、温度や湿度などの環境条件や、印字枚数などの出力条件等によっても変化してしまう。従って、高精度なプロファイルを作成するためには、プレスキャンが必要になる。

なお、プレスキャンは実際にパッチを測定する前の蓄積設定を決める工程である。実際にパッチを測定する際には、パッチ面内の微小ムラを平均化して測色精度を上げるために、決定された蓄積設定において測色を複数回行う。プレスキャンが終了して、メインスキャン時の蓄積設定として決定された蓄積設定を用いてパッチを実際に測定用画像の測色をする工程（本スキャン）については、後述する。

（プレスキャンのタイミング及び蓄積設定決定）
次にプレスキャンを行うタイミングと蓄積設定を決める処理について図１、図５、及び図１７を用いて説明する。

Ｓ５０１にて、ＣＰＵ３１３は、プリンタ部１２０１にプロファイル作成用の多次色の測定用画像を記録材１１０上に形成させる。このとき、第一定着器１５０によって多次色の測定用画像を記録材１１０に定着させる。多次色の測定用画像が定着された記録材１１０をプロファイル作成用のテストフォームと称す。

Ｓ５０２にて、ＣＰＵ３１３は、プリンタ部１２０１によってプロファイル作成用のテストフォームを、図１に示す矢印Ａ方向へ搬送させる。

Ｓ５０３にて、ＣＰＵ３１３は、プリンタ部１２０１によってプロファイル作成用のテストフォームを、図１に示す矢印Ｂ方向へ搬送させる。プロファイル作成用のテストフォームは反転部１３６へ搬送される。

Ｓ５０４にて、ＣＰＵ３１３は、分光センサ制御部１１２３にプレスキャンを実行させるための信号を出力する。

Ｓ５０５にて、ＣＰＵ３１３は、プリンタ部１２０１によってプロファイル作成用のテストフォームを、図１に示す矢印Ｃ方向に搬送させる。プロファイル作成用のテストフォームが分光センサ２００の測定位置を通過するタイミングとなると、Ｓ５０６にて、分光センサ制御部１１２３は分光センサ２００によりプレスキャンを実行させる。プレスキャンが実行された場合、白色ＬＥＤ２０１はプロファイル作成用のテストフォームに光を照射し、多次色の測定用画像の各々からの反射光がラインセンサ２０３により受光される。このプレスキャンは蓄積設定１から蓄積設定３に順次測定条件を変化させ、各蓄積設定に基づいてラインセンサ２０３によりパッチからの反射光の強度を測定する。この測定結果（蓄積時間および反射光の強度）に基づいて、ＣＰＵ３１３は、ラインセンサ２０３の各画素（受光素子）の信号値の総和からパッチからの反射光量を求めることができる。

全てのパッチを一旦プレスキャンし終わると、Ｓ５０７にて、画像形成装置１００は、分光センサ２００による測定結果をセンサ設定処理部１１４０へ送信する。ここで、センサ設定処理部１１４０は、プレスキャン結果格納部１１４１、蓄積設定判定部１１４２、および本スキャン蓄積設定格納部１１４３を含んで構成される。測定結果は、プレスキャン結果格納部１１４１に格納される。

Ｓ５０８にて、蓄積設定判定部１１４２は、プレスキャン結果格納部１１４１に格納された測定結果が閾値を超えていないか否かのサチレーション判定を行う。ここでの測定結果は、ラインセンサ２０３により測定された反射光量に相当する。更に、蓄積設定判定部１１４２は、反射光量が閾値を超えない範囲で最大のダイナミックレンジがとれるように最適な蓄積設定を決定する。ここで、蓄積設定判定部１１４２は、蓄積時間を決定する決定手段として機能する。

Ｓ５０９にて、蓄積設定判定部１１４２は、パッチ毎の蓄積設定を、本スキャン蓄積設定格納部１１４３に格納する。

プレスキャンが実行された後、Ｓ５１０にて、ＣＰＵ３１３は、本スキャン蓄積設定格納部１１４３に格納された蓄積設定を読み取り、分光センサ制御部１１２３に本スキャンを実行させるための信号と、各パッチの蓄積時間とを出力する。

Ｓ５１１にて、ＣＰＵ３１３は、プリンタ部１２０１によってプロファイル作成用のテストフォームを、図１の矢印Ｄ方向へ搬送させる。このとき、プロファイル作成用のテストフォームは反転部１３６において搬送方向が反転され、搬送経路１３５へ搬送される。

搬送経路１３５を矢印Ｄ方向へ搬送されたプロファイル作成用のテストフォームが分光センサ２００の測定位置を通過するタイミングとなると、Ｓ５１２にて、分光センサ制御部１１２３は、プレスキャンにて決定された蓄積設定に基づいて、分光センサ２００により本スキャンを実行させる。

（本スキャン時の平均処理回数）
次に、本スキャン時の測色回数（以下、平均処理回数）について説明する。平均処理回数は、各パッチ内におけるサンプリング回数である。分光センサ２００が平均処理回数に基づいてパッチを測定したときの各画素の信号値を平均することによって、パッチの濃度ムラを抑制できる。平均処理回数を最適化することで測色精度を向上させることができる。平均処理回数の設定を４回、８回、１６回の３段階設け、パッチ毎に適正値が設定されている。

図１８に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、ホワイト、レッド、グリーン、及びブルーの８色のパッチの平均化処理回数と色差についての関係を示す。縦軸は、８色のパッチそれぞれについて蓄積時間を最適化し、各パッチを静止状態にて測定した値と、各パッチを搬送しながら測定した値との色差ΔＥを示す。横軸は、各パッチを測定した回数（平均化処理回数）を示す。なお、図１８には、比較として平均化処理回数２回の色差データも併せて示す。

図１８に示すように、平均化処理回数を増やしていくと、静止状態にて測定した結果と搬送しながら測定した結果との色差ΔＥは小さくなる。すなわち、平均処理回数を増やしていくと、測色精度が高精度化することを意味する。

また、ブラック（Ｋ）やブルー（Ｂ）のような低明度のパッチは、他の明度の高いパッチに比べ平均化処理回数８回と１６回の色差の変化量が小さいことが分かる。これは、低明度パッチは、上述した蓄積時間設定が大きいため、そもそも測定される領域が他のパッチに比べて大きい。そのため、低明度のパッチは、平均化処理回数が少ない場合でも高精度に検出しやすい。

上記のような検証を、多次色補正用の８１パッチを含め多数のパッチについて行い、高精度にパッチを検出するための、各蓄積設定に対する適正な平均化処理回数を表１のように設定する。

（多次色ＣＡＬにおけるパッチ配列）
パッチの大きさは、測色スピード（ｍｍ／ｓ）や測色時の蓄積設定ｔ（ｓ）、平均処理回数Ｎ（回）、その他画像不安定領域に対するマージンを考慮して決定される。
（パッチの大きさ）≧Ｐ．Ｓ．×（蓄積時間ｔ）×（平均処理回数Ｎ）
Ｐ．Ｓ．（ｍｍ／ｓ）：パッチが形成された記録材を搬送するスピード
蓄積時間ｔ（ｓ）：ラインセンサ２０３が１回の測定においてパッチからの反射光を受光するために必要な測定時間
平均処理回数Ｎ（回）：各パッチ内において、濃度ムラを抑制するために必要な測色回数

ここで、例えば、Ｐ．Ｓ．＝２５０ｍｍ／ｓとする。各々のパッチを測色するのに必要な時間は、表１の関係より、
（蓄積設定１）＝３ｍｓ＊１６＝４８ｍｓ
（蓄積設定２）＝６ｍｓ＊１６＝９６ｍｓ
（蓄積設定３）＝１２ｍｓ＊８＝９６ｍｓ
であるため、最大測色時間は９６ｍｓになる。従って、パッチの大きさは２５０＊０．０９６＝２４ｍｍ以上が必要になる。

パッチ内の画像不安定領域に対するマージンは各パッチ内で前後±２ｍｍ程度を考慮して、副走査方向（記録材１１０が搬送される方向）においてパッチの長さは２８ｍｍ（主走査方向のパッチの長さは、例えば、４０ｍｍ）とする。また、分光センサ２００は、搬送方向に直交する方向において４つの異なる位置に配置する。この時、パッチの配列の概略は図１６に示すようになる。なお、画像形成装置１００の構成や分光センサ２００の配置に応じて、パッチの配列を変更してもよい。

（濃度検出時）
次に、濃度検出時について説明する。濃度検出は、前述したような演算を用いて濃度値を算出するが、色度検出とは異なりプレスキャン動作を行わない。この理由について説明する。

まず、濃度演算時は、図２０に示すようなフィルタを用いる。図２０において、縦軸を反射率、横軸を波長とする。例えば、マゼンタのパッチを例に図２０を用いて説明する。図２０の実線は、濃度が１．４程度のマゼンタの分光反射率を示す。この分光反射率に対して濃度算出を行う場合、図２０の点線で示すフィルタ（ここでは、ステータスＡフィルタ）が用いられる。この場合、波長領域が５００ｎｍ以下、及び６００ｎｍ以上の部分においては、濃度演算値には影響がない。つまり、マゼンタの濃度を求める場合に、マゼンタからの反射光が小さい光吸収部（波長）に対して反射率が高くなってしまい、この光吸収部（波長）の信号値にサチレーションが起きても、この光吸収部（波長）の信号値については演算に使用されないので、濃度値を誤検知する可能性は低い。

ここで、最大濃度補正制御について説明する。最大濃度補正制御は、画像形成装置において使用する最大濃度を決めるための制御であり、所望の濃度付近の比較的濃度の高いパッチを複数個作成し、画像形成条件（すなわち、電位設定、露光設定、および現像設定）を決定する。この時、濃度の高いパッチは、上述した分光反射率の光吸収部分の反射率が低いため、最大濃度の補正が必要な場面（すなわち、最大濃度が変化したとき）であってもサチレーションは起きない。従って、プレスキャンをせずに蓄積設定を固定時間とする。なお、濃度検出時の蓄積設定は予めプログラムＲＯＭ３０４に記憶されている。ここで、プログラムＲＯＭ３０４は第１の測定条件が記憶された記憶手段に相当する。

次に、階調補正制御について説明する。階調補正制御は、画像形成装置の各色に対する階調特性を補正するための制御であり、濃度の高いパッチから低いパッチまでを形成して、エンジンの階調特性を把握し、補正するための制御である。上述したように、濃度検出時においては、サチレーションの影響が小さい。そのため、階調特性を得るための高濃度域から低濃度域までのパッチに関しても、分光反射率における光吸収部分がサチレーションを起こさないように適切な固定の蓄積設定を設定することで、高精度に階調特性を把握することができる。従って、濃度検出時にプレスキャンを実行せずに、測定条件を固定条件に設定すれば、濃度検出時のダウンタイムを抑制することができる。さらに、フルキャリブレーションが実行された場合に、最大濃度・階調補正と多次色ＣＡＬとの両方においてプレスキャンが実行される構成よりもダウンタイムを抑制できる。

（最大濃度・階調補正制御時におけるパッチ配列）
最大濃度・階調補正制御時においても、前述したような測色条件に対応したパッチ（測定用画像）の配列を考える。

まず、最大濃度補正制御時においては、比較的高濃度域のパッチを測色するため、分光反射率における光吸収部がサチレーションを起こさない範囲で蓄積設定を設定すればよい。ただし、極端に大きなサチレーションが発生した場合、演算部分に使用する領域、例えば、図２０の５００ｎｍ〜５１０ｎｍの領域に影響が出てしまうため、ここでは蓄積設定として上記の蓄積設定２に設定する。この時、パッチの大きさは、２５０＊０．０９６＝２４ｍｍ以上が必要になる。

本実施形態では、パッチ内の画像不安定領域に対するマージンは各パッチ内で前後±２ｍｍ程度を考慮して、パッチの大きさを副走査方向に２８ｍｍ（主走査方向は４０ｍｍ）とする。キャリブレーションにはＡ４の紙を使用し、パッチの配列概略は図２１に示すようになる。本実施形態では、最大濃度補正制御時におけるパッチ数を７階調として、ターゲット濃度に対する画像形成条件を決定している。

次に、階調補正制御時のパッチ配列について説明する。階調補正制御時においては、高濃度域のパッチから低濃度域のパッチを使用するが、それぞれのパッチに対して大きくサチレーションを起こさない範囲で蓄積設定を決定する。

ここでは、低濃度域に対しては、蓄積設定として蓄積設定１を設定し、高濃度域に対しては、蓄積設定２を設定している。蓄積設定１のパッチは、２５０＊０．０４８＝１２ｍｍ以上が必要になる。パッチ内の画像不安定領域に対するマージンは各パッチ内で前後±２ｍｍ程度を考慮して、副走査方向（搬送方向）におけるパッチの長さは１６ｍｍ（搬送方向に直交する方向におけるパッチの長さは、例えば、４０ｍｍとする。）とする。また、蓄積設定２のパッチは、前述と同様、２８ｍｍとする。１６階調の階調パターンに対して、図２２に示すような固定の蓄積時間を設定し、図２３に示すようなパッチ配列を行う。なお、最大濃度・階調補正時における蓄積時間及びパッチ配列は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、パッチのサイズは、用紙の搬送時間や白色ＬＥＤの発光強度などに応じても変更される。

階調補正制御は、通常使用するディザ（疑似中間調処理の内容）毎に行う必要がある。ディザの種類は、例えば、低線数用ディザ、高線数用ディザ、誤差拡散の３種類を有する。従って、最大濃度補正制御と階調補正制御とを合わせて記録材１１０７枚に配置されたキャリブレーションパッチを測定することになる。濃度検出時はプレスキャンを行わず、予め決められた固定の蓄積設定で測色するため、約２０秒程度のキャリブレーション時間短縮効果がある。

以上、本実施形態において説明したように、濃度検出時は予め決めた固定の蓄積設定にて測色をする。一方、色度検出時は本測色の前にプレスキャンを行い、本測色時の蓄積設定を決めてから測色をする。これによって、濃度検出時、及び色度検出時において高精度な測色が可能で、かつキャリブレーションの時間を極力短縮化することが可能となる。

また、本実施形態のようにプレスキャンの工程を必要な時のみに行うようにすることによって、使用する分光センサの露光総時間を短くすることができ、白色ＬＥＤ２０１の長寿命化にもつながる。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態では、濃度検出時において、階調特性をより高精細に把握する方法について説明する。なお、その他の画像形成条件や測色の条件は第一の実施形態と同様とする。

エンジンの階調特性は、入力画像信号値と、その信号に対応したパッチを測色することによって検知した濃度値との対応関係から算出する。このとき、パッチを出力していない信号値に関しては、検知した濃度値の間を補間することによってエンジンのγ特性を算出している。また、特にハイライト側においては、実際にエンジンとして、どの入力信号レベルから画像を書き始めることが可能であるのかを知る必要がある。すなわち、階調特性をより高精細に把握するためには、階調濃度をできるだけ多く取得することが望ましい。

一方、キャリブレーションの時間短縮のためには、キャリブレーションに使用する紙の枚数を削減する必要もある。

そこで、本実施形態では、階調濃度制御において使用するパッチの濃度検出時の蓄積設定を、全て蓄積設定１に設定することで、パッチ数を増やして取得できる階調レベルを増加させる。

まず、最大濃度補正制御時は、高精度に高濃度領域を検出するために、第一の実施形態と同じ方法を用いて、最大濃度値を決定する。次に階調濃度補正制御に移行する。

図２４に階調濃度補正制御において取得するパッチ信号レベルと蓄積時間の関係を示す。図２５にパッチ配列の一例を示す。図２５に示すように、取得できるパッチ数が１色につき２４階調ある。ここでは、パッチが２枚の用紙にわたって出力されており、各色は、１枚当たり１２のパッチが出力されている。

また、本実施形態にて取得した階調特性を図２６に示す。また、比較として第一の実施形態にて取得した階調特性も示す。図２６において、縦軸を測色濃度、横軸を入力階調レベルとする。

図２６に示すように、第一の実施形態の構成においても十分に階調特性を把握できていることが分かる。さらに第二の実施形態の構成を用いることにより、高濃度域および低濃度域の取得箇所が増えることで、より正確に階調特性が把握できる。

本実施形態では、高濃度域の取得箇所を増やしている。高濃度域側はエンジン状態や環境が変化すると入力信号レベルに対して階調変動の割合が変化してくることが多く、本実施形態の構成は非常に有効である。また、低濃度域の点数も増やしている。これにより、実際にどの入力信号レベルから画像の書き出しが可能を判断しやすくなる。

また、本実施形態では、高濃度域と低濃度域側の取得箇所を増やしたが、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。例えば、入力階調レベルが等間隔になるように増やしてもよい。中間調の階調特性を特に把握したい場合はＨＴ領域の取得箇所を増やしてもよい。

また、本実施形態では蓄積設定として蓄積設定１に固定したが、これに限定するものではない。例えば、最大濃度補正時で精度よく取得したＦＦＨの数値を利用して、ＦＦＨの値をオフセットさせたり、平均値を算出して補正したりするなどの方法を用いて、高濃度域濃度をより高精度に算出する手段を用いてもよい。

以上、本実施形態により、濃度検出時は予め決めた固定の蓄積設定にて測色をし、最大濃度補正制御時は高濃度域検出のために蓄積設定を大きく、階調濃度補正制御時は取得階調数を増やすために蓄積設定を小さくする。これにより、高濃度域の安定化と階調性の高精細化が可能になる。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態においては、濃度検出時において、Ｋの高濃度域の濃度をより正確に検知する方法について説明する。なお、その他の画像形成条件や測色の条件は第一の実施形態と同様とする。

黒の画像は、文字・細線の再現性や、あるいは黒単色の濃度を要求される場合が多い。従って、画像形成装置では、黒単色の濃度をカラー濃度よりも高く設定してある場合が多い。

そこで本実施形態においては、カラーよりも濃度が高く設定された黒の最大濃度補正制御においても高精度に濃度検出が可能となるように、カラーよりも黒の方が蓄積時間を長くなるように設定する。

図２７に色と黒の最大濃度補正制御時の蓄積設定について示す。併せて、その後の階調濃度補正制御、多次色ＣＡＬ時の蓄積設定についても示す。なお、この時の色の最大濃度は１．４５、黒の最大濃度は１．７０になるように設定されている。図２７に示すように、最大濃度補正時には色（ＣＭＹ）の蓄積設定が蓄積設定２として設定されているのに対し、黒（Ｋ）の蓄積設定は蓄積設定３として設定されている。したがって、黒に対して、蓄積時間がより長く設定される。一方、階調濃度補正時においては、いずれも同じ蓄積設定（蓄積設定２）が設定される。

この時、黒の最大濃度補正制御時に得られる分光反射率の一例を図２８に示す。図２８において、縦軸を分光反射率、横軸を波長とする。

図２８に示すように、黒の最大濃度域付近で得られる分光反射率は全波長領域にわたって非常に低く、蓄積設定を上げてもサチレーションは生じない。黒の濃度算出時には、図８（ｂ）で示したような波長全域にまたがるフィルタを用いるが、黒の分光反射率は波長全域にフラットで、一部でサチレーションが起こることもない。また、センサが検知する反射光の強度自体が非常に低いため、蓄積設定を下げるとダイナミックレンジが取れずに精度が悪くなってしまう。

以上、本実施形態により、最大濃度補正制御時に、黒の濃度を検出する際には、色の濃度を検出する場合の蓄積設定よりも長い蓄積時間に設定することで、黒濃度を高精度に検知可能となる。

１００…画像形成装置、２００…分光センサ、１１２０…Ｌａｂ演算部、１１２３…分光センサ制御部、１１３０…濃度変換部、１１３１…最大濃度補正部、１１３２…濃度階調補正部

Claims (6)

1. シートを搬送する搬送手段と、
   変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段と、
   前記変換手段により変換された前記画像データを補正条件に基づいて補正する補正手段と、
   前記補正手段により補正された前記画像データに基づいて前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により前記シートに形成された前記画像を前記シートに定着させる定着手段と、
   前記搬送手段により前記シートが搬送される搬送方向の前記定着手段よりも下流において、前記シートに形成された測定用画像を測定条件に基づいて測定する測定手段と、
   第１の測定条件が記憶された記憶手段と、
   前記画像形成手段に、第１測定用画像を形成させ、前記定着手段に、前記第１測定用画像を前記シートに定着させ、前記測定手段により前記第１の測定条件に基づいて前記シート上の前記第１測定用画像を測定し、前記第１測定用画像の測定結果に基づいて前記補正条件を生成する第１生成手段と、
   前記画像形成手段に、第２測定用画像を形成させ、前記定着手段に、前記第２測定用画像を前記シートに定着させ、前記測定手段により前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて第２の測定条件を決定する決定手段と、
   前記決定手段により前記第２の測定条件が決定された後、前記測定手段により前記第２の測定条件に基づいて前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記変換条件を生成する第２生成手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送手段は、前記シートの搬送方向を反転させる反転部を有し、
   前記決定手段は、前記搬送手段により前記シートが前記反転部へ向けて搬送されている間に、前記測定手段により前記シート上の前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記第２の測定条件を決定し、
   前記第２生成手段は、前記反転部により前記シートの搬送方向が反転させた後、前記測定手段により前記第２の測定条件に基づいて前記第２測定用画像を測定し、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記変換条件を決定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. 前記第１生成手段は、前記搬送手段により前記シートが前記反転部へ向けて搬送されている間に、前記測定手段により前記第１の測定条件に基づいて前記シート上の前記第１測定用画像を測定し、前記第１測定用画像の測定結果に基づいて前記補正条件を生成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. 前記決定手段は、複数の測定条件を切り替えながら、前記測定手段により前記第２測定用画像を測定し、前記複数の測定条件に対応する前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記第２の測定条件を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記測定手段は、前記測定用画像に光を照射する照射部と、前記測定用画像からの反射光を受光する受光部とを有し、
   前記測定条件は、前記受光部が前記測定用画像からの反射光を受光する時間であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段は、第１色のトナーを用いて第１画像を形成する第１画像形成手段と、前記第１色と異なる第２色のトナーを用いて第２画像を形成する第２画像形成手段と、を有し、
   前記第１測定用画像は、前記第１色のトナーを用いて形成された測定用画像と、前記第２色のトナーを用いて形成された測定用画像とを含み、
   前記第２測定用画像は、前記第１色のトナーと前記第２色のトナーとを用いて形成された多次色の測定用画像を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。