画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム
【課題】本発明の課題は、部分的なトナーロー状態の発生状況に応じてキャリブレーションの実行を適切に制御することである。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力手段と、出力手段が出力した画像の読取り結果に基づき、部分的なトナーロー状態を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果に基づき、トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力手段と、出力手段が出力した画像の読取り結果に基づき、部分的なトナーロー状態を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果に基づき、トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー印刷を行う画像形成装置として、例えば、フルカラー複写機が知られている。フルカラー複写機は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｂk）からなる複数の出力色成分について、それぞれの色成分の画像を、印刷面に順次形成して印刷を行なう。フルカラー複写機の画像形成方式は、例えば、レーザビームによる電子写真方式である。電子写真方式では、画像信号に応じてパルス幅変調した信号によってレーザビームの発光を制御することにより、中間調表現が実現される。ところで、フルカラー複写機のような画像形成装置においては、形成される画像の濃度やその階調性が、画像形成装置がおかれた環境の変化あるいは感光体や現像剤等、装置要素の経時的変化に起因して変化することがある。これにより、画像品位の低下もしくは不安定化がもたらされることがある。これを防ぐために、いわゆるキャリブレーションが行なわれる。キャリブレーションとは、所定のパッチパターンを、例えば、感光ドラム上や記録媒体上に形成し、パッチパターンから読取った濃度に基づいて、その装置の画像データの印刷における濃度もしくは階調を補正することである。このように、パッチパターン（パッチ状のパターン）が形成された記録媒体は、「テストプリント」とも呼ばれる。
【０００３】
しかしながら、従来のキャリブレーションでは、画像形成装置において、トナー供給機構として撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構が用いられることを想定していない。このため、問題のあるキャリブレーションを行ってしまうことがある。
【０００４】
撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構では、同じ位置のトナーを重点的に利用する印刷を続けていると、トナーが偏ってしまい部分的なトナーロー状態に陥ってしまう。一般的にカートリッジにはトナー残量検出センサが一つ搭載されているが、全位置での検出をカバーできるものではない。そのため、センサから遠いところで部分的なトナーロー状態に陥った場合、トナーローと判定することもできない。
【０００５】
そして、このように、部分的なトナーロー状態となった位置でキャリブレーション用のパッチパターンを形成すると、安定した濃度でパッチパターンの形成が行われない。したがって、このような状態でキャリブレーション実行してしまうと、トナーが十分にある印刷位置でも階調が適切に出力されなくなり、キャリブレーション前より画質が低下してしまう。
【０００６】
トナーの偏りに起因する画像不良の発生を防止するシステムとしては、現像剤容器に収容した現像剤の残量を検出するために複数の電極対を設置し、検出されたトナー量に相違があった場合トナーの撹拌を行うもの（特許文献１）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術では、撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構における部分的なトナーロー状態で起こりえるキャリブレーション問題を解決できない。これは、前述したようにトナー撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構では、トナー偏りを防止することができないためである。
【０００９】
そこで、本発明では、キャリブレーション実行時に部分的なトナーロー状態を判定して、適切に処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力手段と、出力手段が出力した画像の読取り結果に基づき、部分的なトナーロー状態を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果に基づき、トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、部分的なトナーロー状態の発生状況に応じてキャリブレーションの実行を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像処理装置の概観を示す図である。
【図２】画像処理部１００８における画像信号の流れを示すブロック図である。
【図３】プリンタ部１１０を示すブロック図である。
【図４】階調画像を得るための画像処理部１００８を示すブロック図である。
【図５】トナーロー状態キャリブレーション制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図７】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図８】テストパターンの例を示す図である。
【図９】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図１０】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図１１】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図１２】部分的なトナーロー状態を検出する処理のフローチャートである。
【図１３】部分的なトナーロー状態を検出する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
本実施形態は、フルカラー複写機に本発明を適用したものに関するが、本発明の適用はこの実施形態に限られるものでない。
【００１５】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係る画像処理装置の概観を示す図である。
【００１６】
＜リーダ部１００＞
リーダ部１００の原稿台ガラス１００２上に置かれた原稿１００１は、光源１００３によって照らされ、原稿１００１からの反射光は光学系１００４を介してＣＣＤセンサ１００５に結像する。ＣＣＤセンサ１００５は、三列に配置されたレッド、グリーンおよびブルーのＣＣＤラインセンサ群からなり、ラインセンサ毎にレッド、グリーンおよび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１に示す矢印の方向に移動され、原稿１００１の画像をライン毎の電気信号に変換する。
【００１７】
原稿台ガラス１００２上には、原稿１００１の一辺を当接させて原稿１００１の斜め配置を防ぐ位置決め部材１００７、ＣＣＤセンサ１００５の白レベルを決定し、ＣＣＤセンサ１００５のシェーディング補正を行うための基準白色板１００６が配置されている。
【００１８】
ＣＣＤセンサ１００５によって得られる画像信号は、画像処理部１００８によって画像処理されてプリンタ部１１０に送られ、プリンタ制御部１１０１で処理される。
【００１９】
図２は、画像処理部１００８における画像信号の流れを示すブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、ＣＣＤセンサ１００５から出力される画像信号は、アナログ信号処理回路２０１に入力され、ゲインおよびオフセットが調整された後、Ａ／Ｄ変換器２０２により、各色８ビットのディジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１およびＢ１に変換される。画像信号Ｒ１、Ｇ１およびＢ１は、シェーディング補正回路２０３に入力され、色毎に基準白色板１００６の読取信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。
【００２１】
クロック発生部２１１は、一画素単位のクロック（ＣＬＫ）を発生する。また、アドレスカウンタ２１２は、ＣＬＫを計数し、１ライン毎に主走査アドレス信号を生成し出力する。デコーダ２１３は、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のライン単位のＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤセンサ１００５が出力する１ライン分の読取信号中の有効領域を表す信号ＶＥおよびライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。なお、アドレスカウンタ２１２は、ＨＳＹＮＣでクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００２２】
ＣＣＤセンサ１００５の各ラインセンサは、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。このためラインディレイ２０４により、副走査方向の空間的ずれが補正される。具体的には、Ｂ信号に対してＲおよびＧ信号を副走査方向にライン遅延させることで、ＲＧＢ信号の空間的位置が合わせられる。
【００２３】
入力マスキング回路２０５は、ＣＣＤセンサ１００５のＲＧＢフィルタの分光特性で決まる入力画像信号の色空間（読取色空間）を、以下の式（１）のマトリクス演算により、所定の色空間（例えばｓＲＧＢやＮＴＳＣの標準色空間）に変換する。
【００２４】
【数１】
【００２５】
Ｌｏｇ変換回路２０６は、ルックアップテーブルＲＯＭを有し、Ｒ４、Ｇ４およびＢ４の輝度信号をＣ０、Ｍ０およびＹ０の濃度信号に変換する。ライン遅延メモリ２０７は、不図示の黒文字判定部により、Ｒ４、Ｇ４およびＢ４画像信号からＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲおよびＳＥＮなどの判定信号が生成され出力されるまでのライン遅延分、Ｃ０、Ｍ０およびＹ０画像信号を遅延させる。
【００２６】
マスキングＵＣＲ回路２０８は、入力されるＹ１、Ｍ１、Ｃ１の三原色信号から黒信号Ｂkを抽出する。そして、プリンタ部１１０の記録色材の色濁りを補正する演算を行い、読取動作毎にＹ２、Ｍ２、Ｃ２またはＢk２の画像信号を、順次、所定のビット幅（例えば８ビット）で出力する。ガンマ補正回路２０９は、プリンタ部１１０の理想的な階調特性に合わせるべく、画像信号を濃度補正する。また、出力フィルタ２１０は、画像信号にエッジ強調またはスムージング処理を施す。
【００２７】
これらの処理によって得られるＭ４、Ｃ４、Ｙ４およびＢk４の画像信号は、プリンタ制御部１１０１に送られ、パルス幅変調されたパルス信号に変換され、プリンタ部１１０による濃度記録が行われる。
【００２８】
また、ＣＰＵ２１４は、ＲＡＭ２１５をワークメモリとして、ＲＯＭ２１６に格納されたプログラムに従い、リーダ部１００の制御や画像処理を行う。オペレータは、操作部２１７によってＣＰＵ２１４へ指示や処理条件を入力する。表示部２１８は、画像処理装置の動作状態や設定された処理条件などを表示する。
【００２９】
＜プリンタ部１１０＞
図１において、矢印の方向に回転する感光ドラム１１０６の表面は一次帯電器１１１０により一様に帯電される。プリンタ制御部１１０１は、レーザドライバによって入力される画像データに応じたパルス信号を出力する。レーザ光源１１０２は、入力されるパルス信号に応じたレーザ光を出力する。レーザ光は、ポリゴンミラー１１０３およびミラー１１０４に反射され、帯電された感光ドラム１１０６の表面を走査する。レーザ光の走査によって感光ドラム１１０６の表面には静電潜像が形成される。
【００３０】
感光ドラム１１０６の表面に形成された静電潜像は、現像器１１０５によって色毎にトナーで現像される。本実施形態では、撹拌機構のないカートリッジ式の一成分系トナーを用い、感光ドラム１１０６の周りに各色の現像器が上流よりブラックＢk、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭの順に配置する。画像形成色に応じた現像器が、感光ドラム１１０６に接近して静電潜像を現像する。
【００３１】
記録紙１１０８は色成分毎に一回転する転写ドラム１１０７に巻き付けられ、合計四回転することで各色のトナー像が記録紙１１０８に転写され重畳される。転写が終了すると、記録紙１１０８は、転写ドラム１１０７から分離され、定着ローラ対１１０９によってトナーが定着され、フルカラーの画像データの印刷が完成する。
【００３２】
また、感光ドラム１１０６の周辺には、現像器１１０５の上流側（レーザー光が当たる場所）に感光ドラム１１０６の表面電位を測る表面電位センサ１１１４が配置されている。また、感光ドラム１１０６の周辺には、感光ドラム１１０６上の転写されなかった残トナーをクリーニングするためのクリーナ１１１１が配置されている。また、感光ドラム１１０６の周辺には、感光ドラム１１０６上に形成されたトナーパッチの反射光量を検出するためのＬＥＤ光源１１１２およびフォトダイオード１１１３が配置されている。
【００３３】
図３は、プリンタ部１１０を示すブロック図である。
【００３４】
プリンタ制御部１１０１は、ＣＰＵ３０４、ＲＯＭ３０６、ＲＡＭ３０８、テストパターン記憶部３０７、濃度換算回路３１１、ＬＵＴ３０１およびレーザドライバ３０３などを有し、リーダ部１００およびプリンタエンジン３００と通信可能である。ＣＰＵ３０４は、プリンタ部１１０の動作を制御するとともに、一次帯電器１１１０のグリッド電位や現像器１１０５の現像バイアスを制御する。
【００３５】
プリンタエンジン３００は、感光ドラム１１０６や、その周囲に配置された、ＬＥＤ光源１１１２およびフォトダイオード１１１３からなるフォトセンサ３１０、一次帯電器１１１０、レーザ光源１１０２、表面電位センサ１１１４、現像器１１０５などを有する。さらに、装置内の空気中の水分量（または温湿度）を測定する環境センサ３０９を有する。
【００３６】
＜画像処理部１００８＞
図４は、階調画像を得るための画像処理部１００８を示すブロック図である。
【００３７】
ＣＣＤセンサ１００５によって得られた画像の輝度信号は、画像処理部１００８において濃度信号に変換される。変換後の濃度信号は、初期設定時のプリンタのガンマ特性に応じた信号になるように、つまり原画像の濃度と出力画像の濃度とが一致するように、ＬＵＴ（γＬＵＴ）３０１によって特性が補正される。
【００３８】
ＬＵＴ３０１により、階調特性が変換された画像信号は、レーザドライバ３０３のパルス幅変調（ＰＷＭ）回路４０１によってドット幅に対応するパルス信号に変換され、レーザ光源１１０２のオン／オフを制御するＬＤドライバ４０２へ送られる。なお、本実施形態では、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢkの全色に対して、パルス幅変調による階調再現方法が用いられる。
【００３９】
そして、レーザ光源１１０２から出力されるレーザ光の走査によって感光ドラム１１０６上には、ドット面積の変化により階調が制御された、所定の階調特性を有する静電潜像が形成され、上述した現像、転写および定着という過程をへて階調画像が再生される。
【００４０】
［キャリブレーション制御（第一の制御系）と部分的なトナーロー状態の検出］
次に、記録紙に画像を形成する通常の画像形成（印刷）とは異なるシーケンスにおける画像制御として、リーダ部１００およびプリンタ部１１０の双方を含む系の画像再現特性の安定化に関する第一の制御系について説明する。このとき、本発明の特徴である部分的なトナーロー状態の検出を交えて説明を行う。
【００４１】
まず、リーダ部１００を用いてプリンタ部１１０をキャリブレーションする制御系について説明する。
【００４２】
図５は、本実施形態で実行される処理の一例を示すフローチャートで、リーダ部１００を制御するＣＰＵ２１４およびプリンタ部１１０を制御するＣＰＵ３０４の協働により実現される。
【００４３】
操作部２１７に設けられた例えば「自動階調補正」というモード設定ボタンの押下げをオペレータから受けた操作部２１７は、図５の処理を開始する。なお、表示部２１８は、図６や図７に示すように、タッチセンサ付きの液晶操作パネル（タッチパネルディスプレイ）を有する。
【００４４】
＜図５の説明＞
まず、表示部２１８に、図６に示すテストパターン（部分的なトナーロー状態を検出するための画像データ）の出力スタートボタン６０１が現れる。図５のＳ５０１で、操作部２１７は、テストパターンの出力スタートボタン６０１の押下げを受けて、図８に示すテストパターンをプリンタ部１１０から出力する。
【００４５】
次に、Ｓ５０２で、ＣＰＵ２１４がテストパターンを形成するための記録紙の有無を判定する。Ｓ５０２で、記録紙が無いと判定された場合には、Ｓ５０３に処理が進み、ＣＰＵ２１４は、図７に示すような警告を表示部２１８に表示する。画像処理装置は、複数の記録紙カセットを有し、例えばＢ４、Ａ３、Ａ４およびＢ５など、複数種の記録紙サイズの選択が可能である。
【００４６】
Ｓ５０２で、記録紙が有ると判定された場合には、Ｓ５０４に処理が進む。
【００４７】
なお、図８に示すテストパターンには、トナー種（ここでは、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢkの四色）ごとに帯状パターン８０１と、階調パターン８０２が含まれる。これらのパターンのサイズは、ＣＣＤセンサ１００５の読取範囲に入るように設定されている。また、帯状パターン８０１は、部分的なトナーロー状態を検出するためのものであり、基本的には濃度が不安定な中間濃度域ではなく、高濃度域を出力する均一パターンとする。この帯状パターンは、少なくとも画像形成における主走査方向の有効印字領域をカバーするエリアに印字される。また高濃度域とは、プリンタ部で再現できる最大濃度が好ましいが、トナーの削減が好ましい場合には、最大濃度を再現するトナーの７割程度の濃度が好ましい。
【００４８】
Ｓ５０４で、表示部２１８に図９に示す読み込みボタン９０１が現れる。そして、操作部２１７は、読み込みボタン９０１の押下げを受けて、原稿台に載せられたテストパターンからデータを読み取る。
【００４９】
Ｓ５０５で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ５０４で読み取られたデータから、テストパターンの読み取りが正しく行われたか判定する。Ｓ５０５で、ＣＰＵ２１４は、傾きが酷いなど正しい読取りが出来ていないと判定した場合、Ｓ５０６に処理を進めて、図１０に示すような警告を表示部２１８に表示する。
【００５０】
Ｓ５０５で、ＣＰＵ２１４は、テストパターンの読み取りが正しく行われたと判定された場合には、Ｓ５０７に処理が進む。
【００５１】
Ｓ５０７で、ＣＰＵ２１４は、各帯状パターン８０１の読取結果を用いて、各トナーで部分的なトナーロー状態が起きていないかを検出する。詳細な検出方法については、図１２を用いて説明する。
【００５２】
Ｓ５０８で、Ｓ５０７の検出結果に基づいて、部分的なトナーロー状態が発生していると判定された場合は、Ｓ５０９に処理が進み、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断して、図１１に示すような警告を表示部２１８に表示する。ここで、図１１は、Ｂkトナーにおいて部分的なトナーロー状態が発生したものとして表示している。また、Ｓ５０８で、部分的なトナーロー状態が発生していないと判定された場合は、Ｓ５１０に処理が進み、ＣＰＵ２１４は、通常通りキャリブレーション処理を行う。そして、ＣＰＵ２１４は、得られた濃度情報が所定の目標濃度（目標再現特性）に近づくように補正するＬＵＴ３０４の内容を作成（較正）して設定する。
【００５３】
なお、キャリブレーションＬＵＴの生成を、従来技術を用いて行うことができるので、キャリブレーションＬＵＴの生成に関する詳細説明をここでは省く。
【００５４】
＜図１２の説明＞
ここでは、図１２に示すフローチャートを用いて、図５のＳ５０７の部分的なトナーロー状態の検出の処理について詳細説明を行う。なお、図１２のフローチャートの処理はトナーの種類ごとに実行される。
【００５５】
まず、Ｓ１３０１で、ＣＰＵ２１４は、図８の帯状パターン８０１上のＮ箇所(Ｎ＞１)で読取値Ｖnを取得する。そして、Ｓ１３０２で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１３０１で取得したＮ個のＶnから主走査方向の読取値の標準偏差Ｓを、以下のようにして求める。
【００５６】
まず、ＣＰＵ２１４は、Ｖnの平均値ａｖｇ（Ｖ）を以下の式（２）により求める。
【００５７】
【数２】
【００５８】
次に、ＣＰＵ２１４は、分散σ2を以下の式（３）により求める。
【００５９】
【数３】
【００６０】
次に、ＣＰＵ２１４は、標準偏差Ｓを以下の式（４）により求める。
【００６１】
【数４】
【００６２】
次に、Ｓ１３０３で、ＣＰＵ２１４は、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となるかを判定する。ここで、Thre1は、あらかじめ定められた値である。Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となると判定された場合には、Ｓ１３０５に処理が進む。この場合は、本来均一になるべき帯状パターンの読取値に大きなバラツキがある。つまり、部分的なトナーロー状態がトナーのどこかの位置で発生している可能性がある。そして、Ｓ１３０５で、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断する。なお、Ｓ１３０５では、帯状パターンの読取値のバラツキの大きいトナーのみのキャリブレーション処理が中断されても良い。
【００６３】
Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）＜Thre1となると判定された場合には、Ｓ１３０４に処理が進む。この場合、帯状パターンの読取値のバラツキが小さいので、部分的なトナーロー状態は、トナーに起こっていな。そして、Ｓ１３０４で、ＣＰＵ２１４は、通常通りにキャリブレーション処理を行う。
【００６４】
上記実施形態では、C、M、Y、Bkの単色の階調テストパターンを形成し、各単色についての階調濃度特性を目標再現特性に修正するキャリブレーションを例にあげて説明した。しかしながら、単色の階調テストパターンではなく、C、M、Y、Bkが混色したテストパターンを形成し、混色の色再現特性を較正するキャリブレーションに応用してもよい。尚、この場合、マスキングUCR回路がダイレクトマッピングを行うための３D（多次元）LUTに変更され、３D（多次元）LUTの格子点に対応する値がキャリブレーションにより較正される対象となる。
【００６５】
＜実施形態２＞
以下の実施形態２の説明では、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００６６】
ここでは、実施形態１と異なり、部分的なトナーロー状態が発生していた場合でも、その発生位置が階調パターン８０２から離れているのであれば、そのまま通常通りのキャリブレーション処理が継続される。
【００６７】
図１３に示すフローチャートを用いて説明を行う。なお、図１３のフローチャートの処理ではトナー種類ごとに処理が行われる。
【００６８】
＜図１３の説明＞
Ｓ１４００で、ＣＰＵ２１４は、図８の帯状パターン８０１上のＮ箇所(Ｎ＞１)で読取値Ｖnを取得する。
【００６９】
次に、Ｓ１４０１で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０１で取得したＮ個のＶnから主走査方向の読取値の平均値ａｖｇ（Ｖ）と標準偏差Ｓを、式（２）〜（３）により求める。
【００７０】
次に、Ｓ１４０２で、ＣＰＵ２１４は、平均値≦Thre2かつ標準偏差≦Thre3であるかを判定する。Ｓ１４０２で、平均値≦Thre2かつ標準偏差≦Thre3であると判定された場合は、Ｓ１３０４に処理が進む。この場合、平均値≦Thre2（平均値が想定していたよりかなり低い）、かつ、標準偏差≦Thre3 (主走査方向の濃度バラツキが小さい)ので、トナーが全体的なトナーローの状態である。
【００７１】
一方、Ｓ１４０２で、ＣＰＵ２１４は、平均値≦Thre2かつ標準偏差≦Thre3でないと判定された場合には、Ｓ１３０３に処理が進む。
【００７２】
なお、全体的なトナーローの状態にあるという判定は、トナーのカートリッジの持つトナー残量検出センサ(不図示)のセンサ情報によって行われても良い。
【００７３】
そして、Ｓ１３０４で、ＣＰＵ２１４は、通常通りキャリブレーション処理を行う。ここでは、全体的にトナーローなので、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断してもよい。
【００７４】
Ｓ１３０３で、ＣＰＵ２１４は、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となるかを判定する。Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となると判定された場合には、Ｓ１４０３に処理が進む。この場合は、主走査方向の濃度バラツキが大きく、トナーに部分的なトナーロー状態が発生している可能性がある。Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）＜Thre1となると判定された場合には、Ｓ１３０４に処理が進む。
【００７５】
Ｓ１４０３で、ＣＰＵ２１４は、部分的なトナーロー状態の発生位置を特定する。例えば、ＣＰＵ２１４は、平均値ａｖｇ（Ｖ）と、Ｖnとを比較して標準偏差に近いバラツキが出ている箇所を部分的なトナーロー状態の発生位置としても良い。
【００７６】
Ｓ１４０４で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０３で特定された部分的なトナーロー状態の発生位置を分析する。具体的には、Ｓ１４０３で特定された部分的なトナーロー状態の発生位置と、階調パターン８０２が形成される位置とを比較する。そして、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０３で特定された部分的なトナーロー状態の発生位置が、階調パターン８０２の付近であるかを分析する。
【００７７】
次に、Ｓ１４０５で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０４で実行される分析に基づいて、部分的なトナーロー状態の位置と階調パターン８０２が形成される位置が近くないか判定する。Ｓ１４０５で、部分的なトナーロー状態の位置と階調パターン８０２が形成される位置が近いと判定された場合、Ｓ１３０５に処理が進む。Ｓ１３０５で、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断する。一方、Ｓ１４０５で、部分的なトナーロー状態の位置と階調パターン８０２が形成される位置が近くないと判定された場合、Ｓ１３０４に処理が進む。そして、Ｓ１３０４で、ＣＰＵ２１４は、通常通りキャリブレーション処理を行う。
【００７８】
＜実施形態３＞
以下の実施形態３の説明では、実施形態１および実施形態２と異なる点についてのみ説明する。
【００７９】
［キャリブレーション制御（第二の制御系）と部分的なトナーロー状態の検出］
通常の画像形成中に行われる画像制御である、プリンタ部１１０単独の画像再現特性の安定化に関する第二の制御系を説明する。
【００８０】
第二の制御系は、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢkの各色パッチを感光ドラム１１０６上に形成して、ＬＥＤ光源１１１２とフォトダイオード１１１３を用いてパッチの反射光を読み取り濃度情報に変換する。そして、そのパッチの濃度情報を利用して、ＬＵＴ３０１（γＬＵＴ）を補正することで画像再現性を安定化させるものである。
【００８１】
なお、実施形態では比較的口径が大きい感光ドラムを使用している。そして、正確かつ効率よく短時間に濃度情報を得るために、感光ドラム１１０６の偏心を考慮して、感光ドラム１１０６の中心に対して点対称になる位置に同一色のパッチを形成し、それらパッチを測定して得られる複数の値を平均して濃度情報を求める。
【００８２】
また、第二の制御系は、通常の画像形成中に非画像領域にパッチを形成し、その濃度を検出して、ＬＵＴ３０１のテーブルデータを随時補正する制御である。転写ドラム１１０７に巻き付けられる記録紙の隙間部分に対応する、感光ドラム１１０６上の領域が非画像領域になるから、その領域にパッチを形成する。
【００８３】
次に、第二の制御系での本発明の特徴である部分的なトナーロー状態の検出について説明を行う。
【００８４】
第二の制御系では、前述したように感光ドラム１１０６の中心に対して点対称になる位置に同一色のパッチを形成する。このパッチの読取値から濃度を比較して大きく異なるようであれば、部分的なトナーロー状態が発生していると判定される。なお、比較するパッチは、基本的に不安定な中間濃度域ではなく高濃度域を出力するパッチとする。
【００８５】
＜実施形態４＞
以下の実施形態４の説明では、実施形態３と異なる点についてのみ説明する。
【００８６】
実施形態３において比較パッチ間の主走査位置が非常に離れている場合、どちらのパッチも部分的なトナーロー状態となっている可能性がある。この場合、濃度差が大きく出ないため、部分的なトナーロー状態を検出できないことになる。
【００８７】
そこで、カートリッジの持つトナー残量検出センサ(不図示)が、ある程度の精度で残量検出をカバーできる位置に少なくとも１つのパッチを出力する。このパッチを基準パッチとする。基準パッチ位置のトナーローはトナー残量検出センサで行うとして、その他のパッチ位置における部分的なトナーロー状態は基準パッチとの濃度差から判定することができる。
【００８８】
＜実施形態５＞
テストパターンは帯状パターン８０１を持つ図８としていたが、主走査方向のＮ箇所(Ｎ＞１)で読取値Ｖnを取得できれば良いので、必ずしも帯状である必要はない。また、帯状パターン８０１と階調パターン８０２は同一紙面内にあるように記載しているが、これに限るものではない。
【００８９】
また、複数のトナー残量検出センサを持つ場合、複数のセンサ情報から部分的なトナーロー状態を検出してキャリブレーションを制御しても良い。
【００９０】
［その他の実施形態］
本発明は、さらに、複数の機器（例えばコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用することも、一つの機器からなる装置（複合機、プリンタ、ファクシミリ装置など）に適用することも可能である。
【００９１】
また本発明の目的は、上述した実施形態で示したフローチャートの手順を実現するプログラムコードを記憶した記憶媒体から、システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、そのプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになる。そのため、このプログラムコード及びプログラムコードを記憶／記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も本発明の一つを構成することになる。
【００９２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００９３】
また、前述した実施形態の機能は、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって実現される。また、このプログラムの実行とは、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行う場合も含まれる。
【００９４】
さらに、前述した実施形態の機能は、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットによっても実現することもできる。この場合、まず、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行う。こうした機能拡張ボードや機能拡張ユニットによる処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー印刷を行う画像形成装置として、例えば、フルカラー複写機が知られている。フルカラー複写機は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｂk）からなる複数の出力色成分について、それぞれの色成分の画像を、印刷面に順次形成して印刷を行なう。フルカラー複写機の画像形成方式は、例えば、レーザビームによる電子写真方式である。電子写真方式では、画像信号に応じてパルス幅変調した信号によってレーザビームの発光を制御することにより、中間調表現が実現される。ところで、フルカラー複写機のような画像形成装置においては、形成される画像の濃度やその階調性が、画像形成装置がおかれた環境の変化あるいは感光体や現像剤等、装置要素の経時的変化に起因して変化することがある。これにより、画像品位の低下もしくは不安定化がもたらされることがある。これを防ぐために、いわゆるキャリブレーションが行なわれる。キャリブレーションとは、所定のパッチパターンを、例えば、感光ドラム上や記録媒体上に形成し、パッチパターンから読取った濃度に基づいて、その装置の画像データの印刷における濃度もしくは階調を補正することである。このように、パッチパターン（パッチ状のパターン）が形成された記録媒体は、「テストプリント」とも呼ばれる。
【０００３】
しかしながら、従来のキャリブレーションでは、画像形成装置において、トナー供給機構として撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構が用いられることを想定していない。このため、問題のあるキャリブレーションを行ってしまうことがある。
【０００４】
撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構では、同じ位置のトナーを重点的に利用する印刷を続けていると、トナーが偏ってしまい部分的なトナーロー状態に陥ってしまう。一般的にカートリッジにはトナー残量検出センサが一つ搭載されているが、全位置での検出をカバーできるものではない。そのため、センサから遠いところで部分的なトナーロー状態に陥った場合、トナーローと判定することもできない。
【０００５】
そして、このように、部分的なトナーロー状態となった位置でキャリブレーション用のパッチパターンを形成すると、安定した濃度でパッチパターンの形成が行われない。したがって、このような状態でキャリブレーション実行してしまうと、トナーが十分にある印刷位置でも階調が適切に出力されなくなり、キャリブレーション前より画質が低下してしまう。
【０００６】
トナーの偏りに起因する画像不良の発生を防止するシステムとしては、現像剤容器に収容した現像剤の残量を検出するために複数の電極対を設置し、検出されたトナー量に相違があった場合トナーの撹拌を行うもの（特許文献１）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２９０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来技術では、撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構における部分的なトナーロー状態で起こりえるキャリブレーション問題を解決できない。これは、前述したようにトナー撹拌機構を持たないカートリッジ式トナー供給機構では、トナー偏りを防止することができないためである。
【０００９】
そこで、本発明では、キャリブレーション実行時に部分的なトナーロー状態を判定して、適切に処理することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力手段と、出力手段が出力した画像の読取り結果に基づき、部分的なトナーロー状態を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果に基づき、トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、部分的なトナーロー状態の発生状況に応じてキャリブレーションの実行を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像処理装置の概観を示す図である。
【図２】画像処理部１００８における画像信号の流れを示すブロック図である。
【図３】プリンタ部１１０を示すブロック図である。
【図４】階調画像を得るための画像処理部１００８を示すブロック図である。
【図５】トナーロー状態キャリブレーション制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図７】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図８】テストパターンの例を示す図である。
【図９】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図１０】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図１１】表示部２１８の表示例を示す図である。
【図１２】部分的なトナーロー状態を検出する処理のフローチャートである。
【図１３】部分的なトナーロー状態を検出する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
本実施形態は、フルカラー複写機に本発明を適用したものに関するが、本発明の適用はこの実施形態に限られるものでない。
【００１５】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係る画像処理装置の概観を示す図である。
【００１６】
＜リーダ部１００＞
リーダ部１００の原稿台ガラス１００２上に置かれた原稿１００１は、光源１００３によって照らされ、原稿１００１からの反射光は光学系１００４を介してＣＣＤセンサ１００５に結像する。ＣＣＤセンサ１００５は、三列に配置されたレッド、グリーンおよびブルーのＣＣＤラインセンサ群からなり、ラインセンサ毎にレッド、グリーンおよび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１に示す矢印の方向に移動され、原稿１００１の画像をライン毎の電気信号に変換する。
【００１７】
原稿台ガラス１００２上には、原稿１００１の一辺を当接させて原稿１００１の斜め配置を防ぐ位置決め部材１００７、ＣＣＤセンサ１００５の白レベルを決定し、ＣＣＤセンサ１００５のシェーディング補正を行うための基準白色板１００６が配置されている。
【００１８】
ＣＣＤセンサ１００５によって得られる画像信号は、画像処理部１００８によって画像処理されてプリンタ部１１０に送られ、プリンタ制御部１１０１で処理される。
【００１９】
図２は、画像処理部１００８における画像信号の流れを示すブロック図である。
【００２０】
図２に示すように、ＣＣＤセンサ１００５から出力される画像信号は、アナログ信号処理回路２０１に入力され、ゲインおよびオフセットが調整された後、Ａ／Ｄ変換器２０２により、各色８ビットのディジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１およびＢ１に変換される。画像信号Ｒ１、Ｇ１およびＢ１は、シェーディング補正回路２０３に入力され、色毎に基準白色板１００６の読取信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。
【００２１】
クロック発生部２１１は、一画素単位のクロック（ＣＬＫ）を発生する。また、アドレスカウンタ２１２は、ＣＬＫを計数し、１ライン毎に主走査アドレス信号を生成し出力する。デコーダ２１３は、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のライン単位のＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤセンサ１００５が出力する１ライン分の読取信号中の有効領域を表す信号ＶＥおよびライン同期信号ＨＳＹＮＣを生成する。なお、アドレスカウンタ２１２は、ＨＳＹＮＣでクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。
【００２２】
ＣＣＤセンサ１００５の各ラインセンサは、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。このためラインディレイ２０４により、副走査方向の空間的ずれが補正される。具体的には、Ｂ信号に対してＲおよびＧ信号を副走査方向にライン遅延させることで、ＲＧＢ信号の空間的位置が合わせられる。
【００２３】
入力マスキング回路２０５は、ＣＣＤセンサ１００５のＲＧＢフィルタの分光特性で決まる入力画像信号の色空間（読取色空間）を、以下の式（１）のマトリクス演算により、所定の色空間（例えばｓＲＧＢやＮＴＳＣの標準色空間）に変換する。
【００２４】
【数１】
【００２５】
Ｌｏｇ変換回路２０６は、ルックアップテーブルＲＯＭを有し、Ｒ４、Ｇ４およびＢ４の輝度信号をＣ０、Ｍ０およびＹ０の濃度信号に変換する。ライン遅延メモリ２０７は、不図示の黒文字判定部により、Ｒ４、Ｇ４およびＢ４画像信号からＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲおよびＳＥＮなどの判定信号が生成され出力されるまでのライン遅延分、Ｃ０、Ｍ０およびＹ０画像信号を遅延させる。
【００２６】
マスキングＵＣＲ回路２０８は、入力されるＹ１、Ｍ１、Ｃ１の三原色信号から黒信号Ｂkを抽出する。そして、プリンタ部１１０の記録色材の色濁りを補正する演算を行い、読取動作毎にＹ２、Ｍ２、Ｃ２またはＢk２の画像信号を、順次、所定のビット幅（例えば８ビット）で出力する。ガンマ補正回路２０９は、プリンタ部１１０の理想的な階調特性に合わせるべく、画像信号を濃度補正する。また、出力フィルタ２１０は、画像信号にエッジ強調またはスムージング処理を施す。
【００２７】
これらの処理によって得られるＭ４、Ｃ４、Ｙ４およびＢk４の画像信号は、プリンタ制御部１１０１に送られ、パルス幅変調されたパルス信号に変換され、プリンタ部１１０による濃度記録が行われる。
【００２８】
また、ＣＰＵ２１４は、ＲＡＭ２１５をワークメモリとして、ＲＯＭ２１６に格納されたプログラムに従い、リーダ部１００の制御や画像処理を行う。オペレータは、操作部２１７によってＣＰＵ２１４へ指示や処理条件を入力する。表示部２１８は、画像処理装置の動作状態や設定された処理条件などを表示する。
【００２９】
＜プリンタ部１１０＞
図１において、矢印の方向に回転する感光ドラム１１０６の表面は一次帯電器１１１０により一様に帯電される。プリンタ制御部１１０１は、レーザドライバによって入力される画像データに応じたパルス信号を出力する。レーザ光源１１０２は、入力されるパルス信号に応じたレーザ光を出力する。レーザ光は、ポリゴンミラー１１０３およびミラー１１０４に反射され、帯電された感光ドラム１１０６の表面を走査する。レーザ光の走査によって感光ドラム１１０６の表面には静電潜像が形成される。
【００３０】
感光ドラム１１０６の表面に形成された静電潜像は、現像器１１０５によって色毎にトナーで現像される。本実施形態では、撹拌機構のないカートリッジ式の一成分系トナーを用い、感光ドラム１１０６の周りに各色の現像器が上流よりブラックＢk、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭの順に配置する。画像形成色に応じた現像器が、感光ドラム１１０６に接近して静電潜像を現像する。
【００３１】
記録紙１１０８は色成分毎に一回転する転写ドラム１１０７に巻き付けられ、合計四回転することで各色のトナー像が記録紙１１０８に転写され重畳される。転写が終了すると、記録紙１１０８は、転写ドラム１１０７から分離され、定着ローラ対１１０９によってトナーが定着され、フルカラーの画像データの印刷が完成する。
【００３２】
また、感光ドラム１１０６の周辺には、現像器１１０５の上流側（レーザー光が当たる場所）に感光ドラム１１０６の表面電位を測る表面電位センサ１１１４が配置されている。また、感光ドラム１１０６の周辺には、感光ドラム１１０６上の転写されなかった残トナーをクリーニングするためのクリーナ１１１１が配置されている。また、感光ドラム１１０６の周辺には、感光ドラム１１０６上に形成されたトナーパッチの反射光量を検出するためのＬＥＤ光源１１１２およびフォトダイオード１１１３が配置されている。
【００３３】
図３は、プリンタ部１１０を示すブロック図である。
【００３４】
プリンタ制御部１１０１は、ＣＰＵ３０４、ＲＯＭ３０６、ＲＡＭ３０８、テストパターン記憶部３０７、濃度換算回路３１１、ＬＵＴ３０１およびレーザドライバ３０３などを有し、リーダ部１００およびプリンタエンジン３００と通信可能である。ＣＰＵ３０４は、プリンタ部１１０の動作を制御するとともに、一次帯電器１１１０のグリッド電位や現像器１１０５の現像バイアスを制御する。
【００３５】
プリンタエンジン３００は、感光ドラム１１０６や、その周囲に配置された、ＬＥＤ光源１１１２およびフォトダイオード１１１３からなるフォトセンサ３１０、一次帯電器１１１０、レーザ光源１１０２、表面電位センサ１１１４、現像器１１０５などを有する。さらに、装置内の空気中の水分量（または温湿度）を測定する環境センサ３０９を有する。
【００３６】
＜画像処理部１００８＞
図４は、階調画像を得るための画像処理部１００８を示すブロック図である。
【００３７】
ＣＣＤセンサ１００５によって得られた画像の輝度信号は、画像処理部１００８において濃度信号に変換される。変換後の濃度信号は、初期設定時のプリンタのガンマ特性に応じた信号になるように、つまり原画像の濃度と出力画像の濃度とが一致するように、ＬＵＴ（γＬＵＴ）３０１によって特性が補正される。
【００３８】
ＬＵＴ３０１により、階調特性が変換された画像信号は、レーザドライバ３０３のパルス幅変調（ＰＷＭ）回路４０１によってドット幅に対応するパルス信号に変換され、レーザ光源１１０２のオン／オフを制御するＬＤドライバ４０２へ送られる。なお、本実施形態では、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢkの全色に対して、パルス幅変調による階調再現方法が用いられる。
【００３９】
そして、レーザ光源１１０２から出力されるレーザ光の走査によって感光ドラム１１０６上には、ドット面積の変化により階調が制御された、所定の階調特性を有する静電潜像が形成され、上述した現像、転写および定着という過程をへて階調画像が再生される。
【００４０】
［キャリブレーション制御（第一の制御系）と部分的なトナーロー状態の検出］
次に、記録紙に画像を形成する通常の画像形成（印刷）とは異なるシーケンスにおける画像制御として、リーダ部１００およびプリンタ部１１０の双方を含む系の画像再現特性の安定化に関する第一の制御系について説明する。このとき、本発明の特徴である部分的なトナーロー状態の検出を交えて説明を行う。
【００４１】
まず、リーダ部１００を用いてプリンタ部１１０をキャリブレーションする制御系について説明する。
【００４２】
図５は、本実施形態で実行される処理の一例を示すフローチャートで、リーダ部１００を制御するＣＰＵ２１４およびプリンタ部１１０を制御するＣＰＵ３０４の協働により実現される。
【００４３】
操作部２１７に設けられた例えば「自動階調補正」というモード設定ボタンの押下げをオペレータから受けた操作部２１７は、図５の処理を開始する。なお、表示部２１８は、図６や図７に示すように、タッチセンサ付きの液晶操作パネル（タッチパネルディスプレイ）を有する。
【００４４】
＜図５の説明＞
まず、表示部２１８に、図６に示すテストパターン（部分的なトナーロー状態を検出するための画像データ）の出力スタートボタン６０１が現れる。図５のＳ５０１で、操作部２１７は、テストパターンの出力スタートボタン６０１の押下げを受けて、図８に示すテストパターンをプリンタ部１１０から出力する。
【００４５】
次に、Ｓ５０２で、ＣＰＵ２１４がテストパターンを形成するための記録紙の有無を判定する。Ｓ５０２で、記録紙が無いと判定された場合には、Ｓ５０３に処理が進み、ＣＰＵ２１４は、図７に示すような警告を表示部２１８に表示する。画像処理装置は、複数の記録紙カセットを有し、例えばＢ４、Ａ３、Ａ４およびＢ５など、複数種の記録紙サイズの選択が可能である。
【００４６】
Ｓ５０２で、記録紙が有ると判定された場合には、Ｓ５０４に処理が進む。
【００４７】
なお、図８に示すテストパターンには、トナー種（ここでは、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢkの四色）ごとに帯状パターン８０１と、階調パターン８０２が含まれる。これらのパターンのサイズは、ＣＣＤセンサ１００５の読取範囲に入るように設定されている。また、帯状パターン８０１は、部分的なトナーロー状態を検出するためのものであり、基本的には濃度が不安定な中間濃度域ではなく、高濃度域を出力する均一パターンとする。この帯状パターンは、少なくとも画像形成における主走査方向の有効印字領域をカバーするエリアに印字される。また高濃度域とは、プリンタ部で再現できる最大濃度が好ましいが、トナーの削減が好ましい場合には、最大濃度を再現するトナーの７割程度の濃度が好ましい。
【００４８】
Ｓ５０４で、表示部２１８に図９に示す読み込みボタン９０１が現れる。そして、操作部２１７は、読み込みボタン９０１の押下げを受けて、原稿台に載せられたテストパターンからデータを読み取る。
【００４９】
Ｓ５０５で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ５０４で読み取られたデータから、テストパターンの読み取りが正しく行われたか判定する。Ｓ５０５で、ＣＰＵ２１４は、傾きが酷いなど正しい読取りが出来ていないと判定した場合、Ｓ５０６に処理を進めて、図１０に示すような警告を表示部２１８に表示する。
【００５０】
Ｓ５０５で、ＣＰＵ２１４は、テストパターンの読み取りが正しく行われたと判定された場合には、Ｓ５０７に処理が進む。
【００５１】
Ｓ５０７で、ＣＰＵ２１４は、各帯状パターン８０１の読取結果を用いて、各トナーで部分的なトナーロー状態が起きていないかを検出する。詳細な検出方法については、図１２を用いて説明する。
【００５２】
Ｓ５０８で、Ｓ５０７の検出結果に基づいて、部分的なトナーロー状態が発生していると判定された場合は、Ｓ５０９に処理が進み、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断して、図１１に示すような警告を表示部２１８に表示する。ここで、図１１は、Ｂkトナーにおいて部分的なトナーロー状態が発生したものとして表示している。また、Ｓ５０８で、部分的なトナーロー状態が発生していないと判定された場合は、Ｓ５１０に処理が進み、ＣＰＵ２１４は、通常通りキャリブレーション処理を行う。そして、ＣＰＵ２１４は、得られた濃度情報が所定の目標濃度（目標再現特性）に近づくように補正するＬＵＴ３０４の内容を作成（較正）して設定する。
【００５３】
なお、キャリブレーションＬＵＴの生成を、従来技術を用いて行うことができるので、キャリブレーションＬＵＴの生成に関する詳細説明をここでは省く。
【００５４】
＜図１２の説明＞
ここでは、図１２に示すフローチャートを用いて、図５のＳ５０７の部分的なトナーロー状態の検出の処理について詳細説明を行う。なお、図１２のフローチャートの処理はトナーの種類ごとに実行される。
【００５５】
まず、Ｓ１３０１で、ＣＰＵ２１４は、図８の帯状パターン８０１上のＮ箇所(Ｎ＞１)で読取値Ｖnを取得する。そして、Ｓ１３０２で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１３０１で取得したＮ個のＶnから主走査方向の読取値の標準偏差Ｓを、以下のようにして求める。
【００５６】
まず、ＣＰＵ２１４は、Ｖnの平均値ａｖｇ（Ｖ）を以下の式（２）により求める。
【００５７】
【数２】
【００５８】
次に、ＣＰＵ２１４は、分散σ2を以下の式（３）により求める。
【００５９】
【数３】
【００６０】
次に、ＣＰＵ２１４は、標準偏差Ｓを以下の式（４）により求める。
【００６１】
【数４】
【００６２】
次に、Ｓ１３０３で、ＣＰＵ２１４は、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となるかを判定する。ここで、Thre1は、あらかじめ定められた値である。Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となると判定された場合には、Ｓ１３０５に処理が進む。この場合は、本来均一になるべき帯状パターンの読取値に大きなバラツキがある。つまり、部分的なトナーロー状態がトナーのどこかの位置で発生している可能性がある。そして、Ｓ１３０５で、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断する。なお、Ｓ１３０５では、帯状パターンの読取値のバラツキの大きいトナーのみのキャリブレーション処理が中断されても良い。
【００６３】
Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）＜Thre1となると判定された場合には、Ｓ１３０４に処理が進む。この場合、帯状パターンの読取値のバラツキが小さいので、部分的なトナーロー状態は、トナーに起こっていな。そして、Ｓ１３０４で、ＣＰＵ２１４は、通常通りにキャリブレーション処理を行う。
【００６４】
上記実施形態では、C、M、Y、Bkの単色の階調テストパターンを形成し、各単色についての階調濃度特性を目標再現特性に修正するキャリブレーションを例にあげて説明した。しかしながら、単色の階調テストパターンではなく、C、M、Y、Bkが混色したテストパターンを形成し、混色の色再現特性を較正するキャリブレーションに応用してもよい。尚、この場合、マスキングUCR回路がダイレクトマッピングを行うための３D（多次元）LUTに変更され、３D（多次元）LUTの格子点に対応する値がキャリブレーションにより較正される対象となる。
【００６５】
＜実施形態２＞
以下の実施形態２の説明では、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００６６】
ここでは、実施形態１と異なり、部分的なトナーロー状態が発生していた場合でも、その発生位置が階調パターン８０２から離れているのであれば、そのまま通常通りのキャリブレーション処理が継続される。
【００６７】
図１３に示すフローチャートを用いて説明を行う。なお、図１３のフローチャートの処理ではトナー種類ごとに処理が行われる。
【００６８】
＜図１３の説明＞
Ｓ１４００で、ＣＰＵ２１４は、図８の帯状パターン８０１上のＮ箇所(Ｎ＞１)で読取値Ｖnを取得する。
【００６９】
次に、Ｓ１４０１で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０１で取得したＮ個のＶnから主走査方向の読取値の平均値ａｖｇ（Ｖ）と標準偏差Ｓを、式（２）〜（３）により求める。
【００７０】
次に、Ｓ１４０２で、ＣＰＵ２１４は、平均値≦Thre2かつ標準偏差≦Thre3であるかを判定する。Ｓ１４０２で、平均値≦Thre2かつ標準偏差≦Thre3であると判定された場合は、Ｓ１３０４に処理が進む。この場合、平均値≦Thre2（平均値が想定していたよりかなり低い）、かつ、標準偏差≦Thre3 (主走査方向の濃度バラツキが小さい)ので、トナーが全体的なトナーローの状態である。
【００７１】
一方、Ｓ１４０２で、ＣＰＵ２１４は、平均値≦Thre2かつ標準偏差≦Thre3でないと判定された場合には、Ｓ１３０３に処理が進む。
【００７２】
なお、全体的なトナーローの状態にあるという判定は、トナーのカートリッジの持つトナー残量検出センサ(不図示)のセンサ情報によって行われても良い。
【００７３】
そして、Ｓ１３０４で、ＣＰＵ２１４は、通常通りキャリブレーション処理を行う。ここでは、全体的にトナーローなので、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断してもよい。
【００７４】
Ｓ１３０３で、ＣＰＵ２１４は、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となるかを判定する。Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）≧Thre1となると判定された場合には、Ｓ１４０３に処理が進む。この場合は、主走査方向の濃度バラツキが大きく、トナーに部分的なトナーロー状態が発生している可能性がある。Ｓ１３０３で、標準偏差（Ｓ）＜Thre1となると判定された場合には、Ｓ１３０４に処理が進む。
【００７５】
Ｓ１４０３で、ＣＰＵ２１４は、部分的なトナーロー状態の発生位置を特定する。例えば、ＣＰＵ２１４は、平均値ａｖｇ（Ｖ）と、Ｖnとを比較して標準偏差に近いバラツキが出ている箇所を部分的なトナーロー状態の発生位置としても良い。
【００７６】
Ｓ１４０４で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０３で特定された部分的なトナーロー状態の発生位置を分析する。具体的には、Ｓ１４０３で特定された部分的なトナーロー状態の発生位置と、階調パターン８０２が形成される位置とを比較する。そして、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０３で特定された部分的なトナーロー状態の発生位置が、階調パターン８０２の付近であるかを分析する。
【００７７】
次に、Ｓ１４０５で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１４０４で実行される分析に基づいて、部分的なトナーロー状態の位置と階調パターン８０２が形成される位置が近くないか判定する。Ｓ１４０５で、部分的なトナーロー状態の位置と階調パターン８０２が形成される位置が近いと判定された場合、Ｓ１３０５に処理が進む。Ｓ１３０５で、ＣＰＵ２１４は、キャリブレーション処理を中断する。一方、Ｓ１４０５で、部分的なトナーロー状態の位置と階調パターン８０２が形成される位置が近くないと判定された場合、Ｓ１３０４に処理が進む。そして、Ｓ１３０４で、ＣＰＵ２１４は、通常通りキャリブレーション処理を行う。
【００７８】
＜実施形態３＞
以下の実施形態３の説明では、実施形態１および実施形態２と異なる点についてのみ説明する。
【００７９】
［キャリブレーション制御（第二の制御系）と部分的なトナーロー状態の検出］
通常の画像形成中に行われる画像制御である、プリンタ部１１０単独の画像再現特性の安定化に関する第二の制御系を説明する。
【００８０】
第二の制御系は、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢkの各色パッチを感光ドラム１１０６上に形成して、ＬＥＤ光源１１１２とフォトダイオード１１１３を用いてパッチの反射光を読み取り濃度情報に変換する。そして、そのパッチの濃度情報を利用して、ＬＵＴ３０１（γＬＵＴ）を補正することで画像再現性を安定化させるものである。
【００８１】
なお、実施形態では比較的口径が大きい感光ドラムを使用している。そして、正確かつ効率よく短時間に濃度情報を得るために、感光ドラム１１０６の偏心を考慮して、感光ドラム１１０６の中心に対して点対称になる位置に同一色のパッチを形成し、それらパッチを測定して得られる複数の値を平均して濃度情報を求める。
【００８２】
また、第二の制御系は、通常の画像形成中に非画像領域にパッチを形成し、その濃度を検出して、ＬＵＴ３０１のテーブルデータを随時補正する制御である。転写ドラム１１０７に巻き付けられる記録紙の隙間部分に対応する、感光ドラム１１０６上の領域が非画像領域になるから、その領域にパッチを形成する。
【００８３】
次に、第二の制御系での本発明の特徴である部分的なトナーロー状態の検出について説明を行う。
【００８４】
第二の制御系では、前述したように感光ドラム１１０６の中心に対して点対称になる位置に同一色のパッチを形成する。このパッチの読取値から濃度を比較して大きく異なるようであれば、部分的なトナーロー状態が発生していると判定される。なお、比較するパッチは、基本的に不安定な中間濃度域ではなく高濃度域を出力するパッチとする。
【００８５】
＜実施形態４＞
以下の実施形態４の説明では、実施形態３と異なる点についてのみ説明する。
【００８６】
実施形態３において比較パッチ間の主走査位置が非常に離れている場合、どちらのパッチも部分的なトナーロー状態となっている可能性がある。この場合、濃度差が大きく出ないため、部分的なトナーロー状態を検出できないことになる。
【００８７】
そこで、カートリッジの持つトナー残量検出センサ(不図示)が、ある程度の精度で残量検出をカバーできる位置に少なくとも１つのパッチを出力する。このパッチを基準パッチとする。基準パッチ位置のトナーローはトナー残量検出センサで行うとして、その他のパッチ位置における部分的なトナーロー状態は基準パッチとの濃度差から判定することができる。
【００８８】
＜実施形態５＞
テストパターンは帯状パターン８０１を持つ図８としていたが、主走査方向のＮ箇所(Ｎ＞１)で読取値Ｖnを取得できれば良いので、必ずしも帯状である必要はない。また、帯状パターン８０１と階調パターン８０２は同一紙面内にあるように記載しているが、これに限るものではない。
【００８９】
また、複数のトナー残量検出センサを持つ場合、複数のセンサ情報から部分的なトナーロー状態を検出してキャリブレーションを制御しても良い。
【００９０】
［その他の実施形態］
本発明は、さらに、複数の機器（例えばコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用することも、一つの機器からなる装置（複合機、プリンタ、ファクシミリ装置など）に適用することも可能である。
【００９１】
また本発明の目的は、上述した実施形態で示したフローチャートの手順を実現するプログラムコードを記憶した記憶媒体から、システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、そのプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになる。そのため、このプログラムコード及びプログラムコードを記憶／記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も本発明の一つを構成することになる。
【００９２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【００９３】
また、前述した実施形態の機能は、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって実現される。また、このプログラムの実行とは、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行う場合も含まれる。
【００９４】
さらに、前述した実施形態の機能は、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットによっても実現することもできる。この場合、まず、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行う。こうした機能拡張ボードや機能拡張ユニットによる処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力手段と、
前記出力手段が出力した前記画像の読取り結果に基づき、前記部分的なトナーロー状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果に基づき、前記トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記トナーのカートリッジは、撹拌機構を持たないことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記部分的なトナーロー状態を検出するための画像データは、高濃度域の出力を行うためのデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力ステップと、
前記出力ステップが出力した前記画像の読取り結果に基づき、前記部分的なトナーロー状態を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定の結果に基づき、前記トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御ステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１】
印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力手段と、
前記出力手段が出力した前記画像の読取り結果に基づき、前記部分的なトナーロー状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果に基づき、前記トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記トナーのカートリッジは、撹拌機構を持たないことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記部分的なトナーロー状態を検出するための画像データは、高濃度域の出力を行うためのデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
印字領域に対し部分的なトナーロー状態を検出するための画像を出力する出力ステップと、
前記出力ステップが出力した前記画像の読取り結果に基づき、前記部分的なトナーロー状態を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定の結果に基づき、前記トナーを用いた画像の出力における再現特性を較正するキャリブレーションの実施を制御する制御ステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２４９８６１（Ｐ２０１０−２４９８６１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５９８７（Ｐ２００９−９５９８７）
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１０日（２００９．４．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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