JP2007088920A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve gradation correction precision in an image forming apparatus for forming a toner image of which gradations are represented by error diffusion techniques. <P>SOLUTION: Reference patterns P1-P3 are formed on an intermediate transfer belt while being deviated from side to side just for predetermined width to each other in a main scan direction (S1), and densities of portions (patches) corresponding to gradation values of the reference patterns P1-P3 are detected and sampled (S2). An average value of the three density detection values sampled in accordance with the gradation values is then determined (step S3), and a gradation property indicating a relationship between input image data and output image densities is obtained from the average density value. A γ curve correcting the gradation property to be linear is then determined (step S4) and on the basis of the γ curve, the gradations of the input image data are corrected, thereby forming an image which is superior in gradation reproducibility. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、誤差拡散法により階調表現されたトナー画像を転写媒体上に形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming a toner image expressed in gradation by an error diffusion method on a transfer medium.

一般に、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムの感光特性やトナーの発色特性などに起因して、入力画像の階調が、出力画像においてリニアに再現されないという問題がある。そのため、従来から入力された画像データを、階調補正曲線（以下「γ曲線」という。）に基づき階調補正して、出力画像の階調再現性を向上させるようにしている。   In general, the electrophotographic image forming apparatus has a problem that the gradation of the input image is not reproduced linearly in the output image due to the photosensitive characteristics of the photosensitive drum and the color development characteristics of the toner. For this reason, conventionally input image data is subjected to gradation correction based on a gradation correction curve (hereinafter referred to as “γ curve”) to improve the gradation reproducibility of the output image.

ところが、感光体ドラムの劣化、装置内の温度および湿度の変化やトナーの劣化に伴う帯電特性の変化などに起因して、現像時におけるトナーの感光体ドラムへの付着量が変化するため、階調補正の内容を定期的に更新することが望ましい。
そこで、例えば、特許文献１に記載の発明においては、定期的に所定の階調値を有する画像データに基づき転写媒体上にトナーパターンを形成して、このトナーパターンの濃度を光電センサにより検出し、その検出結果に基づきその都度γ曲線を求め、入力された画像データの階調値を当該γ曲線を用いて補正することにより階調再現性を向上するようにしている。 However, the amount of toner adhering to the photosensitive drum during development changes due to deterioration of the photosensitive drum, changes in temperature and humidity in the apparatus, and changes in charging characteristics due to toner deterioration. It is desirable to periodically update the contents of the key correction.
Therefore, for example, in the invention described in Patent Document 1, a toner pattern is periodically formed on a transfer medium based on image data having a predetermined gradation value, and the density of the toner pattern is detected by a photoelectric sensor. The tone reproducibility is improved by obtaining a γ curve each time based on the detection result and correcting the tone value of the input image data using the γ curve.

一方、トナー画像における階調表現の手法として、誤差拡散法が普及してきている（例えば、特許文献２）。この誤差拡散法は、入力画像の注目画素を一定の閾値により低値化（例えば２値化）処理し、この低値化された値と入力画像の階調値との差分（誤差）を周りの画素に分散して補いながら注目画素を次々に低値化して擬似階調表現する方法であり、特に多階調の画像表現に適している。   On the other hand, an error diffusion method has become widespread as a method for expressing gradation in toner images (for example, Patent Document 2). In this error diffusion method, the target pixel of the input image is reduced (for example, binarized) by a certain threshold value, and the difference (error) between the reduced value and the gradation value of the input image is measured. This is a method of expressing the pseudo gradation by reducing the value of the target pixel one after another while dispersing and compensating for the pixels, and is particularly suitable for multi-tone image expression.

このような誤差拡散法により階調表現する画像形成装置においても、トナーを転写して画像を形成する構成である以上、上記のように定期的に階調補正を更新するのが望ましいのはいうまでもない。
特開平５−１４７２８号公報 特公平７−９３６８４号公報 Even in such an image forming apparatus that expresses gradation by the error diffusion method, it is desirable to periodically update the gradation correction as described above, as long as the image is formed by transferring toner. Not too long.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-14728 Japanese Patent Publication No. 7-93684

しかしながら、誤差拡散法は、上述のように低値化（例えば２値化）された画素（白画素と黒画素）の分布（以下、「ドットパターン」という。）により擬似的に階調表現するようになっており、しかも黒画素がランダムに分布する構成となっているため、同じ階調値を示す領域であってもトナーパターンの検出位置によってその検出値にばらつきが生じることになり、これにより正確な階調補正が難しくなる。   However, in the error diffusion method, pseudo gradation expression is performed by the distribution (hereinafter referred to as “dot pattern”) of pixels (white pixels and black pixels) whose values are reduced (for example, binarized) as described above. In addition, since the black pixels are randomly distributed, the detection value varies depending on the detection position of the toner pattern even in the region showing the same gradation value. Therefore, accurate gradation correction becomes difficult.

特に、低濃度部分では、図１３に示すように黒画素がかなり偏在しているため、パターン検出センサの読取位置が例えば図のＡ，Ｂ，Ｃと異なった場合に、その検出値も異なり、入力画像の階調データのレベルと出力画像の濃度検出値との相関関係（階調特性）が、図１４に示すようにばらついてしまう。
そのため、この階調特性を補完すべく求められたγ曲線にも低濃度領域において図１５に示すようにばらつきが生じ、当該γ曲線により補正された画像データに基づき記録シート上に形成されると、その画像の階調再現性が、図１６に示すように低濃度域において芳しくない結果となる。 Particularly, in the low density portion, since black pixels are considerably unevenly distributed as shown in FIG. 13, when the reading position of the pattern detection sensor is different from, for example, A, B, and C in FIG. The correlation (gradation characteristics) between the level of the gradation data of the input image and the detected density value of the output image varies as shown in FIG.
Therefore, the γ curve obtained to complement this gradation characteristic also varies as shown in FIG. 15 in the low density region, and is formed on the recording sheet based on the image data corrected by the γ curve. As a result, the gradation reproducibility of the image is not satisfactory in the low density region as shown in FIG.

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、誤差拡散法を用いて階調表現する画像形成装置において、その階調補正の精度を向上することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the accuracy of gradation correction in an image forming apparatus that expresses gradation using an error diffusion method.

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、異なる階調値を示す複数のトナーパッチを誤差拡散法により形成し、当該トナーパッチの幅よりも小さな検出幅の検出手段により、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて、異なる位置の濃度を検出して、それらの検出濃度から、各階調値を示すトナーパッチの代表濃度を取得する代表濃度取得手段と、前記代表濃度の値に基づき階調補正データを作成して画像データの階調を補正する階調補正手段と、前記階調補正された画像データを誤差拡散法により処理して画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention forms a plurality of toner patches having different gradation values by an error diffusion method, and detects each floor by a detection means having a detection width smaller than the width of the toner patch. For each toner patch indicating a tone value, representative density acquisition means for detecting the density at different positions and acquiring the representative density of the toner patch indicating each tone value from the detected density, and the representative density value Gradation correction means for generating gradation correction data based on the image data and correcting the gradation of the image data; and image forming means for processing the gradation-corrected image data by an error diffusion method to form an image. It is characterized by.

ここで、各階調値を示すトナーパッチは、副走査方向に連続して形成されてもよいし、所定の間隔をおいて分離して形成されてもよい。また、トナーパッチの「濃度を検出する」とは、直接、濃度値を検出する場合のほか、検出手段の検出信号から一旦トナー付着量を求め、これを濃度値に換算するような場合も含まれるものである。   Here, the toner patches indicating the respective gradation values may be formed continuously in the sub-scanning direction, or may be formed separately at a predetermined interval. “Detecting the density” of the toner patch includes not only the case where the density value is directly detected, but also the case where the toner adhesion amount is once obtained from the detection signal of the detection means and converted into the density value. It is what

このように各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置の濃度を検出して、それらの検出濃度から各階調値を示すトナーパッチの代表濃度を取得するようにしているので、誤差拡散処理によるドットの偏在にあまり影響されずに当該トナーパッチが示す適正な濃度を取得することが可能となり、従来のようにトナーパッチの１箇所だけの検出濃度に基づいて階調補正データを作成する場合よりも精度の高い階調補正が可能となる。   In this way, for each toner patch showing each gradation value, the density at a relatively different position is detected, and the representative density of the toner patch showing each gradation value is obtained from the detected density. It is possible to obtain an appropriate density indicated by the toner patch without being greatly affected by the uneven distribution of dots due to error diffusion processing, and tone correction data can be obtained based on the detected density at only one location of the toner patch as in the past. It is possible to perform gradation correction with higher accuracy than in the case of creation.

ここで、前記代表濃度取得手段は、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて検出された相対的に異なる位置での濃度の平均値を、当該階調値を示すトナーパッチの代表濃度として取得するのが望ましい。
また、本発明は、前記各階調値を示すトナーパッチは、それぞれ複数個あって、これらの複数個のトナーパッチとパターン検出手段との相対的な位置関係を変化させることにより、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて相対的に異なる位置での濃度が検出されることを特徴としている。 Here, the representative density acquisition unit acquires the average value of the density at a relatively different position detected for each toner patch indicating each gradation value as the representative density of the toner patch indicating the gradation value. Is desirable.
According to the present invention, there are a plurality of toner patches each indicating the gradation value, and each gradation value is changed by changing a relative positional relationship between the plurality of toner patches and the pattern detection means. It is characterized in that the density at a relatively different position is detected for each of the toner patches shown.

ここで、前記各階調値を示す複数個のトナーパッチの主走査方向における位置を異ならせて形成することにより、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置における濃度を検出するようにしてもよい。
また、ここで、前記検出手段を主走査方向に変位させる変位手段を備え、この変位手段により前記検出手段を主走査方向に変位させることにより、前記各階調値を示す複数個のトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置における濃度を検出するようにしてもよい。 Here, by forming the plurality of toner patches indicating the gradation values in different positions in the main scanning direction, the density at a relatively different position is detected for each of the toner patches indicating the gradation values. You may do it.
Further, here, a displacement means for displacing the detection means in the main scanning direction is provided, and by displacing the detection means in the main scanning direction by the displacement means, each of the plurality of toner patches indicating the respective gradation values is provided. The density at relatively different positions may be detected.

さらに、ここで、前記各階調値を示す複数個のトナーパッチの傾きを異ならせて形成することにより、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置における濃度を検出するようにしてもよい。   Further, here, by forming the plurality of toner patches indicating the respective gradation values with different inclinations, the density at a relatively different position is detected for each of the toner patches indicating the respective gradation values. May be.

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型のカラーデジタル複写機（以下、単に「複写機」という。）を例にして説明する。
（１）複写機の構成の概略
図１は、本実施の形態に係る複写機１の要部の構成を示す図である。
この複写機１は、大きく分けて画像読取部１００と画像形成部２００とから構成される。 Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described by taking a tandem type color digital copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) as an example.
(1) Outline of Configuration of Copying Machine FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a copying machine 1 according to the present embodiment.
The copying machine 1 is roughly composed of an image reading unit 100 and an image forming unit 200.

画像読取部１００としては、原稿画像をＣＣＤセンサで読み取ってＲ，Ｇ，Ｂの画像データを生成する公知のものが使用され、原稿台に載置された原稿をスキャナを移動させてスキャンするミラースキャン方式のものや、スキャナを固定させて原稿を原稿搬送装置で移動しながら原稿画像を読み取るシートスルー方式のものなどがあるが、原稿画像をカラーで読み取ることができれば、特に限定されない。   As the image reading unit 100, a known unit that reads a document image with a CCD sensor and generates R, G, B image data is used, and a mirror that scans the document placed on the document table by moving the scanner. There are a scanning type and a sheet-through type that reads a document image while moving the document with a document conveying device while fixing the scanner, but there is no particular limitation as long as the document image can be read in color.

画像形成部２００は、本実施の形態では、タンデム型で２次転写方式のものが採用されており、中間転写部１０、作像部２０、給紙部３０、２次転写部４０、定着部５０および制御部６０とから構成され、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各再現色のトナー画像を多重転写することによりフルカラー画像が形成されるようになっている（以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各再現色を単にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋを添字として付加する）。   In this embodiment, the image forming unit 200 employs a tandem type and a secondary transfer system, and includes an intermediate transfer unit 10, an image forming unit 20, a paper feeding unit 30, a secondary transfer unit 40, and a fixing unit. 50 and a control unit 60, and a full-color image is formed by multiple transfer of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) reproduction toner images. (Hereinafter, each reproduction color of cyan, magenta, yellow, and black is simply expressed as C, M, Y, K, and this C, M, Y, K is subscripted to the number of the component related to each reproduction color. Add as).

中間転写部１０は、駆動ローラ１１および従動ローラ１２、１３、１４に中間転写ベルト１５を張架して構成され、この中間転写ベルト１５の内側の、各感光体ドラム２２Ｙ〜２２Ｋに対応する位置には、１次転写チャージャ１６Ｙ〜１６Ｋが列設される。また、中間転写ベルト１５は、駆動ローラ１１により一定速度で走行するように構成される。この駆動ローラ１１の下方には、中間転写ベルト１５表面に残留するトナーを除去するクリーナ１７が配設されている。   The intermediate transfer unit 10 is configured by stretching an intermediate transfer belt 15 around a driving roller 11 and driven rollers 12, 13, and 14, and positions inside the intermediate transfer belt 15 corresponding to the photosensitive drums 22Y to 22K. Are provided with primary transfer chargers 16Y to 16K. The intermediate transfer belt 15 is configured to run at a constant speed by the driving roller 11. A cleaner 17 for removing toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 15 is disposed below the driving roller 11.

作像部２０は、電子写真式の４個の作像ユニット２１Ｙ〜２１Ｋを、中間転写ベルト１５の走行方向に沿って列設してなる。
ここで、例えば、作像ユニット２１Ｙは、感光体ドラム２２Ｙ、帯電チャージャ２３Ｙ、ＬＥＤアレイ２４Ｙ、現像ユニット２５Ｙ、およびクリーナ２６Ｙとからなる。クリーナ２６Ｙにより表面の残留トナーが除去された感光体ドラム２２Ｙの表面を帯電チャージャ２３Ｙで一様に帯電させ、これをＬＥＤアレイ２４Ｙで露光走査することにより感光体ドラム２１Ｙの表面に静電潜像が形成される。この静電潜像を現像ユニット２５Ｙから供給されるイエローのトナーで現像し、現像されたトナー像を転写チャージャ１６Ｙにより中間転写ベルト１５の表面に一次転写される。 The image forming unit 20 is formed by arranging four electrophotographic image forming units 21 </ b> Y to 21 </ b> K along the traveling direction of the intermediate transfer belt 15.
Here, for example, the image forming unit 21Y includes a photosensitive drum 22Y, a charging charger 23Y, an LED array 24Y, a developing unit 25Y, and a cleaner 26Y. The surface of the photosensitive drum 22Y from which the residual toner on the surface has been removed by the cleaner 26Y is uniformly charged by the charging charger 23Y, and this is exposed and scanned by the LED array 24Y, whereby an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 21Y. Is formed. The electrostatic latent image is developed with yellow toner supplied from the developing unit 25Y, and the developed toner image is primarily transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15 by the transfer charger 16Y.

他の作像ユニット２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋも現像ユニットに収納されるトナーの色が異なるだけで基本的には同じ構成である。
給紙部３０は、記録シートを収納する給紙カセット３１と、この記録シートを当該給紙カセット３１から１枚ずつ繰り出すためのピックアップローラ３２および中間ローラ３３、２次転写部４０に送り出すタイミングをとるためのレジストローラ３４などを備える。 The other image forming units 21M, 21C, and 21K basically have the same configuration except that the color of the toner stored in the developing unit is different.
The sheet feeding unit 30 is configured to supply a sheet feeding cassette 31 that stores recording sheets, and a timing at which the recording sheet is sent out from the sheet feeding cassette 31 one by one to the pickup roller 32 and the intermediate roller 33 and the secondary transfer unit 40. A registration roller 34 and the like are provided.

２次転写部４０は、転写ローラ４１に印加された電圧により生じた静電力により、中間転写ベルト１５上のトナー像を記録シートＳ上に２次転写させる。
定着部５０は、記録シート上に転写されたトナー像を熱圧着して記録シート上に定着させる。
制御部６０は、画像読取部１００で取得された画像データや外部の端末から受信した画像データに、階調補正を含む様々な処理を加えて、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの再現色の信号を生成するほか、上記画像読取部１００や画像形成部２００各部の動作を制御して円滑な画像形成動作を実行させる。 The secondary transfer unit 40 secondarily transfers the toner image on the intermediate transfer belt 15 onto the recording sheet S by electrostatic force generated by the voltage applied to the transfer roller 41.
The fixing unit 50 fixes the toner image transferred onto the recording sheet by thermocompression bonding onto the recording sheet.
The control unit 60 applies various processes including gradation correction to the image data acquired by the image reading unit 100 and the image data received from an external terminal, and reproduces C, M, Y, and K reproduction color signals. In addition, the operation of each part of the image reading unit 100 and the image forming unit 200 is controlled to perform a smooth image forming operation.

なお、複写機１の上面の操作しやすい位置には操作パネル７０（図２）が設けられている。操作パネル７０には、コピー枚数を設定するためのテンキー、コピーを開始させるためのスタートキーなどのキー群の他、原稿の読取モード、読取倍率（拡大縮小率）などの入力を受付けるための設定画面やボタンおよび用紙切れや紙詰まりなどのメッセージを表示させるための液晶表示部が配されている。   An operation panel 70 (FIG. 2) is provided at a position on the upper surface of the copying machine 1 that is easy to operate. On the operation panel 70, a key group for setting the number of copies, a key group such as a start key for starting copying, and a setting for receiving input such as a document reading mode and a reading magnification (enlargement / reduction ratio). A liquid crystal display unit for displaying messages such as a screen, a button, and a paper out or a paper jam is arranged.

上述のような構成を有する複写機１において、画像読取部１００で原稿を読み取って得られたＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像データは、制御部６０において各種のデータ処理を受け、更にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各再現色の画像データに変換され、作像部３０における作像ユニット２１Ｙ〜２１Ｋにおける露光用ＬＥＤアレイが所定の時間をずらして駆動され、それぞれの感光体ドラム２２Ｙ〜２２Ｋ上に各再現色のトナー像が形成される。   In the copying machine 1 having the above-described configuration, the image data of the R, G, and B color components obtained by reading the document by the image reading unit 100 is subjected to various data processing by the control unit 60, and further the C , M, Y, and K are converted to image data of each reproduction color, and the exposure LED arrays in the image forming units 21Y to 21K in the image forming unit 30 are driven with a predetermined time lag, and the respective photosensitive drums 22Y to 22Y. A toner image of each reproduction color is formed on 22K.

これらの作像ユニット２１Ｙ〜２１Ｋにより作像されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのトナー像が、順次中間転写ベルト１５の同じ位置に重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト１５上にフルカラーのトナー画像が形成される。
給紙部３０は、上記中間転写ベルト１５上に形成されたトナー像が２次転写部４０に到達するタイミングを合わせて、記録シートＳを２次転写部４０に給送し、ここで中間転写ベルト１５上のトナー像が記録シートＳ上に２次転写され、その後、定着部５０でトナー像を定着させた後に、排紙トレイ５５上に排出される。 The C, M, Y, and K toner images formed by these image forming units 21 </ b> Y to 21 </ b> K are sequentially superimposed and transferred to the same position on the intermediate transfer belt 15, so that a full color is formed on the intermediate transfer belt 15. The toner image is formed.
The paper feeding unit 30 feeds the recording sheet S to the secondary transfer unit 40 at the timing when the toner image formed on the intermediate transfer belt 15 reaches the secondary transfer unit 40, where the intermediate transfer is performed. The toner image on the belt 15 is secondarily transferred onto the recording sheet S. After that, the toner image is fixed by the fixing unit 50 and then discharged onto the paper discharge tray 55.

なお、２次転写部４０より下流側の中間転写ベルト１５に沿った位置には、中間転写ベルト１５上に形成されたトナーパターンを検出するためのパターン検出センサ１８が配設される。このパターン検出センサ１８は、例えば、ＬＥＤなどの発光素子とフォトダイオードなどの受光素子を備えた反射型の光電センサが用いられ、このパターン検出センサ１８の検出結果に基づき、階調補正が実行される。詳しくは後述する。   A pattern detection sensor 18 for detecting a toner pattern formed on the intermediate transfer belt 15 is disposed at a position along the intermediate transfer belt 15 on the downstream side of the secondary transfer unit 40. As the pattern detection sensor 18, for example, a reflective photoelectric sensor including a light emitting element such as an LED and a light receiving element such as a photodiode is used, and gradation correction is performed based on the detection result of the pattern detection sensor 18. The Details will be described later.

（２）制御部６０の構成
次に、図２を参照して制御部６０の構成を説明する。
同図に示すように制御部６０は、ＣＰＵ６１、画像信号処理部６２、画像メモリ６３、ＬＥＤ駆動部６４、ＲＡＭ６５、ＲＯＭ６６、ＥＥＰＲＯＭ６７などからなる。
画像信号処理部６２は、原稿をスキャンして得られたＲ，Ｇ，Ｂの電気信号をそれぞれ変換して多値デジタル信号からなる画像データを生成し、これに後述する様々な処理を施すと共に、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの再現色の画像データを生成して画像メモリ６３に出力する。画像メモリ６３は、上記画像データを各再現色ごとに格納する。 (2) Configuration of Control Unit 60 Next, the configuration of the control unit 60 will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, the control unit 60 includes a CPU 61, an image signal processing unit 62, an image memory 63, an LED driving unit 64, a RAM 65, a ROM 66, an EEPROM 67, and the like.
The image signal processing unit 62 converts R, G, and B electrical signals obtained by scanning a document to generate image data composed of multi-valued digital signals, and performs various processes to be described later. , C, M, Y, K reproduction color image data is generated and output to the image memory 63. The image memory 63 stores the image data for each reproduced color.

ＬＥＤアレイ駆動部６４は、ＣＰＵ６１の制御を受けて、画像メモリ６３から走査ラインごとに画像データを読み出し、各作像ユニット２１Ｙ〜２１ＫにおけるＬＥＤアレイを駆動する。
ＲＡＭ６５は、各種の制御変数などを一時記憶すると共にプログラム実行時のワークエリアを提供する。 Under the control of the CPU 61, the LED array driving unit 64 reads image data for each scanning line from the image memory 63, and drives the LED arrays in the image forming units 21Y to 21K.
The RAM 65 temporarily stores various control variables and provides a work area when executing the program.

ＲＯＭ６６には、画像読取部１００や画像形成部２００の各部の制御プログラムなどのほか、各色のトナーパターンの印字用データが格納されている。
不揮発性の書き込み可能メモリであるＥＥＰＲＯＭ６７は、後述する階調補正データ作成処理における補正データなどが格納される。
図３は、図２の画像信号処理部６２の構成を示すブロック図である。 In the ROM 66, in addition to control programs for the respective units of the image reading unit 100 and the image forming unit 200, printing data for toner patterns of each color is stored.
The EEPROM 67, which is a non-volatile writable memory, stores correction data and the like in gradation correction data creation processing described later.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the image signal processing unit 62 of FIG.

画像読取部１００のＣＣＤセンサにより光電変換された画像信号は、Ａ／Ｄ変換部６２１で、ｒ，ｇ，ｂの多値デジタル画像データに変換される。
Ａ／Ｄ変換された画像データは、シェーディング補正部６２２において所定のシェーディング補正が施される。このシェーディング補正は、画像読取部１００におけるスキャナの露光ランプの照射ムラやＣＣＤセンサの感度ムラを解消するものであって、プレスキャン時に原稿ガラス台の設置された白色基準板を読み込んで、このときの読み取った画像データから各画素の乗算比率を決めて内部メモリ（例えばＲＡＭ６５）に記憶させておき、原稿読み取り時に、各画像データに上記内部メモリに記憶した乗算比率を乗算して補正するものである。 The image signal photoelectrically converted by the CCD sensor of the image reading unit 100 is converted by the A / D conversion unit 621 into r, g, b multi-value digital image data.
The A / D converted image data is subjected to predetermined shading correction in a shading correction unit 622. This shading correction eliminates the unevenness of the exposure lamp of the scanner and the unevenness of the sensitivity of the CCD sensor in the image reading unit 100, and reads the white reference plate on which the original glass table is placed during prescanning. The multiplication ratio of each pixel is determined from the read image data and stored in an internal memory (for example, the RAM 65), and is corrected by multiplying each image data by the multiplication ratio stored in the internal memory when reading a document. is there.

シェーディング補正された画像データは、原稿の反射率データであるため、ＬＯＧ変換部６２３において実際の画像の濃度データに変換される。
なお、本複写機１はインターフェース（Ｉ／Ｆ）６３２を介してＬＡＮなどのネットワークに接続可能になっており、当該ネットワークに接続された他の端末から画像データを受信できるようになっている。外部端末から画像データを受信した場合、それらはＲ，Ｇ，Ｂの濃度データである場合が多いので、上述したＡ／Ｄ変換部６２１、シェーディング補正部６２２、ＬＯＧ変換部６２３におけるデータ処理は特に必要ない。 Since the shading-corrected image data is the reflectance data of the original, the LOG converter 623 converts the image data into actual image density data.
The copying machine 1 can be connected to a network such as a LAN via an interface (I / F) 632, and can receive image data from other terminals connected to the network. When image data is received from an external terminal, they are often R, G, and B density data. Therefore, the data processing in the A / D conversion unit 621, shading correction unit 622, and LOG conversion unit 623 described above is particularly important. unnecessary.

これらの濃度データは、ＢＰ処理部（墨加刷処理部）６２４に入力されて、黒色データＫが生成される。ここで黒の生成を行うのは、フルカラー再現のために必要なシアン、マゼンタ、イエローを重ね合わせて黒を再現しても、各トナーの分光特性の影響により、鮮明な黒の再現が難しいためである。そのため、ＬＯＧ変換部６２３から得られるＲ，Ｇ，Ｂ成分の濃度データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂの重なり合う濃度のうち一定の割合を黒の濃度データＫとして出力する。   These density data are input to a BP processing unit (black printing processing unit) 624, and black data K is generated. The reason for generating black here is that even if black is reproduced by overlaying cyan, magenta, and yellow necessary for full color reproduction, it is difficult to reproduce clear black due to the spectral characteristics of each toner. It is. Therefore, a certain ratio of the overlapping density of the density data Dr, Dg, and Db of the R, G, and B components obtained from the LOG conversion unit 623 is output as the black density data K.

また、ＵＣＲ処理部（下色除去処理部）６２５は、濃度データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂから黒の濃度データとした値を差し引いた値に所定の係数を乗じて、濃度データＤｒ’、Ｄｇ’、Ｄｂ’として出力する。
Ｒ，Ｇ，ＢとＣ，Ｍ，Ｙは、相互に補色の関係にあり濃度は等しい筈であるが、実際は、ＣＣＤセンサ内のフィルタＲ，Ｇ，Ｂの透過特性とプリンタ部の各トナーＣ，Ｍ，Ｙの反射特性は、それぞれリニアには変化しないので、色補正部６２６では、上記濃度データＤｒ’、Ｄｇ’、Ｄｂ’に所定のマスキング係数を乗じて線型補正を加えて、Ｃ，Ｍ，Ｙの濃度データを生成して出力する。 The UCR processing unit (under color removal processing unit) 625 multiplies the density data Dr ′, Dg ′, Db by multiplying a value obtained by subtracting the black density data from the density data Dr, Dg, Db by a predetermined coefficient. Output as Db ′.
R, G, B and C, M, Y are complementary colors and should have the same density. Actually, however, the transmission characteristics of the filters R, G, B in the CCD sensor and the toner C of the printer unit , M, and Y do not change linearly, the color correction unit 626 multiplies the density data Dr ′, Dg ′, and Db ′ by a predetermined masking coefficient and applies linear correction to obtain C, M and Y density data are generated and output.

このようにして、ＢＰ処理部６２４、ＵＣＲ処理部６２５、色補正部６２６において求められたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各濃度データが次段のγ補正部６２７に入力され、内部に格納された階調補正データ（以下、「γ補正データ」という。）に基づき階調補正される。
階調補正されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの濃度データは、誤差拡散処理部６２８において誤差拡散処理された後、再現色ごとに画像メモリ６３に格納される。 In this way, the respective density data for C, M, Y, and K obtained by the BP processing unit 624, UCR processing unit 625, and color correction unit 626 are input to the next stage γ correction unit 627 and stored therein. The tone is corrected based on the tone correction data (hereinafter referred to as “γ correction data”).
The tone-corrected C, M, Y, and K density data are subjected to error diffusion processing in the error diffusion processing unit 628 and then stored in the image memory 63 for each reproduced color.

図４は、上記誤差拡散処理部６２８の構成を示すブロック図である。
同図に示すように誤差拡散処理部６２８は、入力補正部６２８１、低値化部６２８２、差分演算部６２８３、誤差拡散マトリクス部６２８４、誤差値演算部６２８５、および、誤差データ更新部６２８６とから構成される。
入力補正部６２８１は、画像データの注目画素に周辺画素から分散されて累積した誤差を加算する。低値化部６２８２は、しきい値データを用いて、注目画素の画像データを量子化データとして出力する。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the error diffusion processing unit 628.
As shown in the figure, the error diffusion processing unit 628 includes an input correction unit 6281, a lowering unit 6282, a difference calculation unit 6283, an error diffusion matrix unit 6284, an error value calculation unit 6285, and an error data update unit 6286. Composed.
The input correction unit 6281 adds an error distributed and accumulated from surrounding pixels to the target pixel of the image data. The lowering unit 6282 outputs the image data of the target pixel as quantized data using the threshold data.

差分演算部６２８３は、入力補正部６２８１から出力された画像データの階調値と低値化部６２８２から出力された量子化データの階調値との誤差（以下、単に「誤差」という。）を演算する。
誤差拡散マトリクス部６２８４は、画像データの低値化にともなう誤差を、それぞれの周辺画素に割り当てられた重み付けに応じて振り分ける機能要素である。ここでは、上記差分演算部６２８３で算出された階調値の誤差を周辺の画素に分配するために重み付けがマトリクス状に形成されており、例えば、当該注目画素に一番近い真上と真横の画素には、できるだけ注目画素の誤差を十分反映させる必要があり、重み付けが他の周辺画素よりも大きな「１０倍」に設定されている。このように重み付けされた各画素の誤差配分値は、誤差演算部６２８５において当該重みの総和（本実施の形態の場合「６４」）で除算され、誤差データ更新部６２８６に送出される。 The difference calculation unit 6283 is an error between the tone value of the image data output from the input correction unit 6281 and the tone value of the quantized data output from the lowering unit 6282 (hereinafter simply referred to as “error”). Is calculated.
The error diffusion matrix unit 6284 is a functional element that distributes an error associated with the lowering of the image data according to the weight assigned to each peripheral pixel. Here, weights are formed in a matrix in order to distribute the error of the gradation value calculated by the difference calculation unit 6283 to surrounding pixels. For example, the weights immediately above and right next to the target pixel are formed. The pixel needs to reflect the error of the target pixel as much as possible, and the weight is set to “10 times” larger than other peripheral pixels. The error distribution value of each pixel weighted in this way is divided by the sum of the weights (“64” in the present embodiment) in the error calculation unit 6285 and sent to the error data update unit 6286.

誤差データ更新部６２８６は、今までの他の注目画素の誤差による誤差配分値を画素ごとに累積して誤差データとして記憶しており、今回の誤差配分値を当該記憶されていた誤差データに加えて更新する。
そして、次の注目画素の画像データが入力補正部６２８１に入力されると、当該画素について記憶されている誤差データを入力補正部６２８１に出力し、入力補正部６２８１は、入力された画像データの階調値に上記誤差データを加え、以下その値に基づき上記した低値化および誤差配分の処理が繰り返される。 The error data update unit 6286 accumulates error distribution values due to errors of other pixels of interest so far for each pixel and stores them as error data, and adds the current error distribution value to the stored error data. Update.
When the image data of the next target pixel is input to the input correction unit 6281, the error data stored for the pixel is output to the input correction unit 6281. The input correction unit 6281 The error data is added to the gradation value, and the process of lowering the value and distributing the error is repeated based on the value.

このように誤差拡散処理は、各注目画素の階調値を低値化し、この低値化されたデータと低値化前の階調値との誤差を、周辺画素へ重み付け平均して加算することにより次の画素の階調値を修正していくため、１つ１つの画素について見れば、入力された画素の階調値と異なってはいるが、画素の集合として見たときには入力画像の階調値を十分反映することができるものである。   In this way, the error diffusion process lowers the gradation value of each pixel of interest, and adds the error between the lowered data and the gradation value before the reduction to the surrounding pixels by weighted averaging. As a result, the gradation value of the next pixel is corrected, so that each pixel is different from the gradation value of the input pixel, but when viewed as a set of pixels, The gradation value can be sufficiently reflected.

図３に戻り、パターン記憶部６２９には、図５に示すような階調変化を有する基準パターンの画像データ（以下「パターンデータ」という。）がＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋごとに格納されている。
図５では当該基準パターンの階調は、最大濃度部から最小濃度部まで副走査方向に連続して変化しているように見えるが、実際には例えば、２５０、２４０、２３０、２２０、・・・・、４０、３０、２０、１０、０というように１０階調値ごとに２６等分されて段階的に変化している（この１０階調値ごとの幅を有する部分を本明細書においては便宜上「パッチ」と呼ぶ。したがって図５の基準パターンは、それぞれ２５０、２４０、２３０、２２０、・・・・、４０、３０、２０、１０、０の階調値を示す所定幅のパッチが副走査方向に連続して並んで形成されているとも表現できる。）。 Returning to FIG. 3, the pattern storage unit 629 stores image data of a reference pattern having a gradation change as shown in FIG. 5 (hereinafter referred to as “pattern data”) for each of C, M, Y, and K. Yes.
In FIG. 5, the gradation of the reference pattern seems to continuously change in the sub-scanning direction from the maximum density portion to the minimum density portion, but actually, for example, 250, 240, 230, 220,. .., 40, 30, 20, 10, 0, etc., which are divided into 26 equal parts for every 10 gradation values and change in stages (in this specification, a portion having a width for each 10 gradation values is 5 is referred to as a “patch.” Therefore, the reference pattern in FIG. 5 includes patches of a predetermined width indicating gradation values of 250, 240, 230, 220, ..., 40, 30, 20, 10, 0, respectively. It can also be expressed as being formed side by side in the sub-scanning direction).

１つのパッチの副走査方向の幅は、パターン検出センサ１８の副走査方向の検出幅以上であって、中間転写ベルト１５の走行中に当該パッチの濃度をパターン検出センサ１８で検出するのに必要な幅が設定される。
後述するγ補正データ作成処理において、このパターンデータが誤差拡散処理部６２８に入力されて誤差拡散処理された後、一旦画像メモリ６３に格納され、γ補正データ作成時において、当該パターンデータが読み出されて、図６に示すように副走査方向に所定の間隔おいて３個の基準パターンＰ１〜Ｐ３が形成される。 The width of one patch in the sub-scanning direction is equal to or larger than the detection width of the pattern detection sensor 18 in the sub-scanning direction, and is necessary for the pattern detection sensor 18 to detect the density of the patch while the intermediate transfer belt 15 is running. Width is set.
In γ correction data creation processing described later, this pattern data is input to the error diffusion processing unit 628 and subjected to error diffusion processing, and then temporarily stored in the image memory 63. When the γ correction data is created, the pattern data is read out. As a result, as shown in FIG. 6, three reference patterns P1 to P3 are formed at predetermined intervals in the sub-scanning direction.

この際、図６に示すように３個の基準パターンＰ１〜Ｐ３が、センサに読み取り位置から外れない範囲内で主走査方向に若干ずれるように中間転写ベルと１５上に形成される。
この基準パターンＰ１〜Ｐ３が、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各色について形成され、パターン検出センサ１８によりパッチごとの濃度が検出される。
これらの検出値は検出処理部６３０に入力され、それぞれ同一の階調値を示す３つのパッチについて検出された濃度を平均し、この平均濃度を当該階調値を示すパッチの代表濃度としてγ補正データ算出部６３１に出力する。 At this time, as shown in FIG. 6, three reference patterns P1 to P3 are formed on the intermediate transfer bell 15 so as to be slightly shifted in the main scanning direction within a range not deviated from the reading position by the sensor.
The reference patterns P1 to P3 are formed for each color of Y, C, M, and K, and the density for each patch is detected by the pattern detection sensor 18.
These detection values are input to the detection processing unit 630, and the detected densities of three patches each having the same gradation value are averaged, and this average density is used as a representative density of the patch indicating the gradation value to perform γ correction. The data is output to the data calculation unit 631.

γ補正データ算出部６３１では、各パッチで示そうとする階調値と実際のパッチの代表濃度の関係から階調特性を求め、この関係が線型になるようにγ補正データを算出する。ここで算出されたγ補正データによりγ補正部６２７内部のγ補正データが更新され、以後、この更新されたγ補正データに基づき画像データの階調補正が実行される。
以下、このγ補正データ作成処理の手順を、補正の対象となる画像データがシアンである場合を例にして、図７のフローチャートに基づき説明する。なお、このγ補正データ作成処理は、例えば、複写機１に電源を投入する度ごとや、所定時間経過するごと、もしくは画像形成動作の累積回数が所定回数を超えるごとに実行される。 The γ correction data calculation unit 631 obtains gradation characteristics from the relationship between the gradation value to be indicated by each patch and the representative density of the actual patch, and calculates γ correction data so that this relationship is linear. The γ correction data in the γ correction unit 627 is updated with the γ correction data calculated here, and thereafter, tone correction of the image data is executed based on the updated γ correction data.
Hereinafter, the procedure of the γ correction data creation process will be described based on the flowchart of FIG. 7 by taking as an example the case where the image data to be corrected is cyan. The γ correction data creation process is executed, for example, every time the power is turned on to the copying machine 1, every time a predetermined time elapses, or every time the cumulative number of image forming operations exceeds a predetermined number.

まず、シアンのパターンデータに誤差拡散処理を加えて、基準パターンを主走査方向に左右相互に所定の幅だけずらしながら複数個（本実施の形態ではＰ１〜Ｐ３の３個）作成する（ステップＳ１）。
この際、基準パターンを主走査方向にずらす距離は、パターン検出センサ１８による検出領域と形成された基準パターンＰ１〜Ｐ３が主走査方向において重なる範囲内で設定される（この前提として当然ながら、パターン検出センサ１８の主走査方向における検出幅は、基準パターンの主走査方向における幅よりも小さいのはいうまでもない。）。 First, an error diffusion process is applied to cyan pattern data, and a plurality of reference patterns (three in this embodiment, P1 to P3) are created while being shifted from each other by a predetermined width in the main scanning direction (step S1). ).
At this time, the distance by which the reference pattern is shifted in the main scanning direction is set within a range in which the detection areas formed by the pattern detection sensor 18 and the formed reference patterns P1 to P3 overlap in the main scanning direction. Needless to say, the detection width of the detection sensor 18 in the main scanning direction is smaller than the width of the reference pattern in the main scanning direction.

また、できるだけ基準パターンに対する主走査方向における検出領域が重ならないように各基準パターンＰ１〜Ｐ３の主走査方向におけるずれ量を設定することが望ましい。主走査方向にできるだけ異なる位置の基準パターンの濃度を検出して、これらを平均化する方が、誤差拡散処理されて偏在しているドットパターンについて、正しい濃度値を把握しやすいからである。   In addition, it is desirable to set a deviation amount in the main scanning direction of each of the reference patterns P1 to P3 so that detection areas in the main scanning direction with respect to the reference pattern do not overlap as much as possible. This is because it is easier to grasp the correct density value for the unevenly distributed dot pattern by detecting the densities of the reference patterns at positions as different as possible in the main scanning direction and averaging them.

このように基準パターンを主走査方向にずらして形成する方法は、誤差拡散処理されたパターンデータの読み出しのタイミングｔｘを基準パターンＰ１〜Ｐ３で異ならせることにより容易に達成できる。
そして、各基準パターンＰ１〜Ｐ３の各階調値を示すパッチの濃度を検出してサンプリングする（ステップＳ２）。 In this way, the method of forming the reference pattern by shifting it in the main scanning direction can be easily achieved by making the timing tx for reading the error-diffused pattern data different between the reference patterns P1 to P3.
Then, the density of the patch indicating each gradation value of each of the reference patterns P1 to P3 is detected and sampled (step S2).

具体的には、例えば、図６において各基準パターンＰ１〜Ｐ３の最高濃度部側のエッジをパターン検出センサ１８で検出してからのクロック数をカウントする。
上記基準パターンの各パッチで示すべき階調値は、上記クロック数と対応して予め不図示のテーブルに格納されており、例えば、入力画像データの階調数が２５６であって、２５０、２４０、２３０、〜、３０、２０、１０、０と１０階調値ごとのパッチの濃度を検出する場合、基準パターンＰ１〜Ｐ３の当該階調値に対応するパッチの位置が、上記クロック数でＮ１〜Ｎ２６（Ｎ１＜Ｎ２６）として予め求められており、このクロック数をカウントすることにより、基準パターンＰ１〜Ｐ３について同じ階調値を示すパッチにおける濃度検出値を主走査方向に異なる位置で３個サンプリングできることになる。 Specifically, for example, the number of clocks after the edge of the highest density portion side of each of the reference patterns P1 to P3 in FIG. 6 is detected by the pattern detection sensor 18 is counted.
The gradation value to be indicated by each patch of the reference pattern is stored in advance in a table (not shown) corresponding to the number of clocks. For example, the number of gradations of the input image data is 256, and 250, 240 , 230,..., 30, 20, 10, 0, and when detecting the patch density for every 10 gradation values, the position of the patch corresponding to the gradation value of the reference patterns P1 to P3 is N1 in the number of clocks. Are obtained in advance as .about.N26 (N1 <N26). By counting the number of clocks, three density detection values in patches showing the same gradation values for the reference patterns P1 to P3 are obtained at three different positions in the main scanning direction. Sampling will be possible.

これらのサンプリング値は、該当する階調値に対応して検出処理部６３０内の不図示のテーブルに格納され、ここで各階調値に対応してサンプリングされた各３個の検出値の平均値が求められる（ステップＳ３）。
例えば、基準パターンＰ１〜Ｐ３の階調値６０のパッチに対してついてそれぞれ検出値ｄ１〜ｄ３が得られたならば、この平均値（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／３を求め、この値を、階調値６０を表示すべきパッチの代表濃度値とし、当該階調値に対応させて所定のテーブルに格納する。各パッチは、同じパターンデータを誤差拡散処理して形成されたものであるから、そのドットパターンは同一であり、これが主走査方向にずれて形成されることにより、パターン検出センサ１８は、一つのパッチについて異なる３箇所での濃度を検出したのと同じ結果を得ることができ、これを平均することにより、トナーパッチの濃度を１箇所で検出した場合よりも、当該トナーパッチが擬似表示している濃度により近い濃度値を得ることができる。 These sampling values are stored in a table (not shown) in the detection processing unit 630 corresponding to the corresponding gradation values. Here, the average value of each of the three detection values sampled corresponding to each gradation value. Is obtained (step S3).
For example, if the detection values d1 to d3 are obtained for the patches having the gradation value 60 of the reference patterns P1 to P3, the average value (d1 + d2 + d3) / 3 is obtained, and this value is calculated as the gradation value 60. Is a representative density value of the patch to be displayed, and is stored in a predetermined table in correspondence with the gradation value. Since each patch is formed by performing error diffusion processing on the same pattern data, the dot pattern is the same, and this pattern is shifted in the main scanning direction. It is possible to obtain the same result as detecting the density at three different locations for the patch. By averaging this, the toner patch is displayed in a pseudo manner as compared with the case where the density of the toner patch is detected at one location. A density value closer to the existing density can be obtained.

そして、γ補正データ算出部６３１において、上記各階調値に対応するパッチのそれぞれの代表濃度値に基づき、背景技術において説明したのと同様な手法でγ補正データ（γ曲線）が求められる（ステップＳ４）。
すなわち、各入力画像の階調値と、これに対応して形成されたパッチの上記代表濃度値から、まず階調特性を求め、次にこの階調特性を線型補正するようにγ補正データを算出し、そのルックアップテーブルを図３のγ補正部６２７内の不揮発性メモリに格納して更新する。 Then, the γ correction data calculation unit 631 obtains γ correction data (γ curve) by the same method as described in the background art based on the representative density values of the patches corresponding to the respective gradation values (step) S4).
That is, the tone characteristic is first obtained from the tone value of each input image and the representative density value of the patch formed corresponding thereto, and then the γ correction data is set so that the tone characteristic is linearly corrected. The calculated lookup table is stored in the nonvolatile memory in the γ correction unit 627 in FIG. 3 and updated.

このようなγ補正データを求める処理が、他のＹ、Ｍ、Ｋについても実行され、それぞれγ補正部６２７内の不揮発性メモリに格納される。
そして、画像形成時において、Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｋのそれぞれの入力画像データに対して対応する上記γ補正データに基づき階調補正することにより、階調再現性に優れた画像を形成することができるものである。 Such processing for obtaining γ correction data is also performed for other Y, M, and K, and each is stored in a non-volatile memory in the γ correction unit 627.
At the time of image formation, gradation correction is performed based on the corresponding γ correction data for each of C, Y, M, and K input image data, thereby forming an image with excellent gradation reproducibility. Is something that can be done.

なお、上述のような階調補正方法を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ６６（図２）に予め格納されており、ＣＰＵ６１がこのプログラムを読み出して実行することにより的確な階調補正がなされる。
このようなプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ（登録商標）、ＣＯＭＰＡＣＴＦＬＡＳＨ（登録商標）などのフラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態で、インターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。 A program for executing the above-described gradation correction method is stored in the ROM 66 (FIG. 2) in advance, and accurate gradation correction is performed by the CPU 61 reading and executing this program.
Such programs include, for example, magnetic disks such as magnetic tape and flexible disks, optical recording media such as DVD, CD-ROM, CD-R, MO, and PD, Smart Media (registered trademark), COMPACT FLASH (registered trademark), and the like. It can be recorded on various computer-readable recording media such as a flash memory recording medium, and may be produced, transferred, etc. in the form of the recording medium, or wired including the Internet in the form of a program. In some cases, the data is transmitted and supplied via various wireless networks, broadcasting, telecommunication lines, satellite communications, and the like.

＜変形例＞
以上、本発明を種々の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
（１）（基準パターン検出処理の変形例）
上記実施の形態では、基準パターンを主走査方向にずらして中間転写ベルト１５上に形成することにより同一の階調値を示すパッチについて主走査方向に異なる位置の濃度を検出することにより当該パッチが示す濃度を適正に評価するようにした。しかし、同じ階調値を示すパッチについて主走査方向に異なる位置において濃度を検出する方法は上述のような方法に限らず、次のような変形例も可能である。 <Modification>
Although the present invention has been described based on various embodiments, the content of the present invention is not limited to the specific examples shown in the above embodiments. For example, the following modifications are possible. An example can be considered.
(1) (Modification of reference pattern detection process)
In the above embodiment, the reference pattern is shifted in the main scanning direction and formed on the intermediate transfer belt 15 to detect the density at different positions in the main scanning direction for the patches showing the same gradation value. The indicated concentration was appropriately evaluated. However, the method for detecting the density at different positions in the main scanning direction for the patches having the same gradation value is not limited to the above-described method, and the following modified example is also possible.

（１−１）変形例１
本変形例では、各基準パターン自体は主走査方向にずらさずに副走査方向に一列に並ぶように形成し、パターン検出センサ１８を一つの基準パターンの検出が終了するたびに主走査方向に変位させるようにしている。
図８は、この場合におけるパターン検出センサ１８の変位機構の一例を示す概略図である。 (1-1) Modification 1
In this modification, the reference patterns themselves are formed so as to be aligned in the sub-scanning direction without being shifted in the main scanning direction, and the pattern detection sensor 18 is displaced in the main scanning direction every time detection of one reference pattern is completed. I try to let them.
FIG. 8 is a schematic view showing an example of a displacement mechanism of the pattern detection sensor 18 in this case.

パターン検出センサ１８の基板１８１は不図示の保持部材により主走査方向に移動可能に保持されており、その端部にはラック１８３が連結される。このラック１８３は、駆動モータ１８２の駆動軸に嵌着されたピニオン１８４が噛合しており、駆動モータ１８２を所定の方向に回転させることによりパターン検出センサ１８の検出位置が主走査方向に変位可能となっている。この駆動モータ１８２としてパルス制御によって微小な変位量の制御が可能なステッピングモータが望ましい。   A substrate 181 of the pattern detection sensor 18 is held by a holding member (not shown) so as to be movable in the main scanning direction, and a rack 183 is connected to an end portion thereof. The rack 183 is engaged with a pinion 184 fitted to the drive shaft of the drive motor 182, and the detection position of the pattern detection sensor 18 can be displaced in the main scanning direction by rotating the drive motor 182 in a predetermined direction. It has become. As the drive motor 182, a stepping motor capable of controlling a minute displacement amount by pulse control is desirable.

なお、図８に示したこの変位機構はあくまでも一例であって、その他カム機構や静電アクチュエータ、または、ばねとソレノイドを組み合わせた構成などを利用した変位機構であっても構わない。
図９は、本変形例２における基準パターン検出処理の概要を示す図である。
パターン検出センサ１８により基準パターンＰ１の最高濃度側のエッジが検出されると、クロックのカウントを開始し、各階調値に対応するパッチの濃度をサンプリングする。基準パターンＰ１の検出が終わると、パターン検出センサ１８の位置を所定量だけ図の右方向に変位させて、基準パッチＰ２について同様なサンプリング動作をした後、パターン検出センサ１８の位置を今度は左側に所定量変位させてサンプリングを行う。これにより、各基準パターンＰ１〜Ｐ３に対するセンサの読取位置が、破線で示すように主走査方向に相対的にずれることになり、図６の場合と同様な検出結果が得られる。 The displacement mechanism shown in FIG. 8 is merely an example, and may be a displacement mechanism using a cam mechanism, an electrostatic actuator, or a combination of a spring and a solenoid.
FIG. 9 is a diagram showing an outline of the reference pattern detection process in the second modification.
When the pattern detection sensor 18 detects the edge on the highest density side of the reference pattern P1, clock counting is started and the density of the patch corresponding to each gradation value is sampled. When the detection of the reference pattern P1 is completed, the position of the pattern detection sensor 18 is displaced to the right in the figure by a predetermined amount, the same sampling operation is performed on the reference patch P2, and then the position of the pattern detection sensor 18 is shifted to the left Sampling is performed with a predetermined amount of displacement. As a result, the reading position of the sensor with respect to each of the reference patterns P1 to P3 is relatively shifted in the main scanning direction as indicated by a broken line, and a detection result similar to the case of FIG. 6 is obtained.

なお、基準パターンの副走査方向における終端の位置の、上記カウント開始からのクロック数は予めＲＯＭ６６に格納されており、これにより各基準パターンの検出を終了して、パターン検出センサ１８を変位させるタイミングが分かる。なお、パターン検出センサ１８の変位量と基準パターンの主走査方向の幅との関係は上述した実施の形態の場合と同様にして決定される。   Note that the number of clocks from the start of counting at the end position of the reference pattern in the sub-scanning direction is stored in advance in the ROM 66, whereby the detection of each reference pattern is terminated and the pattern detection sensor 18 is displaced. I understand. The relationship between the displacement amount of the pattern detection sensor 18 and the width of the reference pattern in the main scanning direction is determined in the same manner as in the above-described embodiment.

（１−２）変形例２
図１０は、変形例２に係る基準パターン検出処理を示す図である。
この変形例２では、パターン検出センサ１８によるセンサ読み取り位置は固定して、基準パターンＰ３に対し、基準パターンＰ１、Ｐ２を左右に所定角度だけ回転させて形成するようにしている。 (1-2) Modification 2
FIG. 10 is a diagram illustrating a reference pattern detection process according to the second modification.
In the second modification, the sensor reading position by the pattern detection sensor 18 is fixed, and the reference patterns P1 and P2 are rotated left and right by a predetermined angle with respect to the reference pattern P3.

例えば、基準パターンをθだけ右に回転させる場合には、パターンデータの各画素のメモリ上のアドレスを次のように変換すればよい。
すなわち、図１１に示すようにＸＹ座標系で特定の画素Ｐのメモリ上の座標を（ｘ，ｙ）とし、ＸＹ座標をθだけ回転させたＵＶ座標系におけるＰの座標を（ｕ，ｖ）とすれば、両者の関係は、次の数１の式のようになる For example, when the reference pattern is rotated to the right by θ, the address on the memory of each pixel of the pattern data may be converted as follows.
That is, as shown in FIG. 11, the coordinates on the memory of a specific pixel P in the XY coordinate system are (x, y), and the coordinates of P in the UV coordinate system obtained by rotating the XY coordinates by θ are (u, v). If so, the relationship between the two is as shown in the following equation (1)

したがって、上式に基づきもとのパターンデータのメモリの座標を変換して、これに基づいて基準パターンＰ１、Ｐ２を描画すればよい。この際θの大きさは、回転された後の基準パターンがセンサ読み取り位置のラインと重なる範囲であることはいうまでもない。

Therefore, it is only necessary to convert the memory coordinates of the original pattern data based on the above equation, and draw the reference patterns P1 and P2 based on this. In this case, it is needless to say that the magnitude of θ is in a range where the rotated reference pattern overlaps the sensor reading position line.

また、各基準パターンの最高濃度部側のエッジを検出してから、所定の階調値を示すパッチにいたるまでのクロック数も回転角θに応じて若干異なってくる。具体的には、基準パターンをθ回転することにより、その副走査方向の距離が、副走査方向に平行に形成された標準の位置の場合よりも、（１／ｃｏｓθ）だけ長くなるので、各階調値を示すパッチに到達するまでのクロック数もそれに応じて多くなる。このように回転θに応じて調整されたクロック数が予め求められてＲＯＭ６６内に格納されており、これに基づき各階調値のパッチごとのサンプリングが行われる。   Further, the number of clocks from the detection of the edge on the highest density portion side of each reference pattern to the patch showing a predetermined gradation value also varies slightly depending on the rotation angle θ. Specifically, by rotating the reference pattern by θ, the distance in the sub-scanning direction becomes longer by (1 / cos θ) than in the case of the standard position formed parallel to the sub-scanning direction. The number of clocks until reaching the patch indicating the tone value also increases accordingly. Thus, the number of clocks adjusted according to the rotation θ is obtained in advance and stored in the ROM 66, and sampling of each gradation value for each patch is performed based on this.

このような方法によっても、同じ階調値を示すパッチについて主走査方向に異なる位置における濃度検出が可能となるので、上述した場合と同様な効果を得ることができる。
（１−３）変形例３
上述の各例では、各階調値を示すパッチが図５に示すように連続して形成して一つの基準パターンを形成したが、必ずしもそうである必要はなく、副走査方向において所定の間隔をおいて各パッチが形成されていても構わない。また、基準パターンの数は、３つに限られず、それ以上の個数であってもよい。基準パターンの数を多くして同じ階調値を示すパッチについて、できるだけ多くの異なる位置での濃度を検出するようにすればより的確なγ補正データが得られる。この場合、代表濃度は、上記実施の形態のように同一の階調を示す複数のパッチのサンプリング値を単純平均して求めてもよいし、検出値が最小と最大のものを除外して、残りの検出値のみを平均して、これを代表濃度値としても構わない。 Even with such a method, it is possible to detect the density at different positions in the main scanning direction for patches having the same gradation value, so that the same effect as described above can be obtained.
(1-3) Modification 3
In each of the above-described examples, patches indicating each gradation value are continuously formed as shown in FIG. 5 to form one reference pattern. However, this is not necessarily the case, and a predetermined interval is set in the sub-scanning direction. However, each patch may be formed. Further, the number of reference patterns is not limited to three and may be more than that. More accurate γ correction data can be obtained by detecting the density at as many different positions as possible for patches showing the same gradation value by increasing the number of reference patterns. In this case, the representative density may be obtained by simply averaging the sampling values of a plurality of patches showing the same gradation as in the above embodiment, or the detection values having the minimum and maximum values are excluded, Only the remaining detection values may be averaged and used as the representative density value.

また、基準パターンは、最小でも２つ形成して、その検出値からγ補正データを求めれば、少なくとも従来の場合よりは正確に階調補正が行えるものである。
図１２は、各階調値を示すパッチが２個ずつあり、それらが副走査方向に若干間隔をおき、かつ主走査方向に所定量ずれた位置に形成される場合について示す図である。このような場合であっても一つの階調値を示す２つのパッチについて主走査方向に異なる位置で濃度検出できるため、その平均濃度を求めることにより上述した場合と同様に適正な階調補正が可能となるものである。 Further, if at least two reference patterns are formed and γ correction data is obtained from the detected values, gradation correction can be performed more accurately than at least the conventional case.
FIG. 12 is a diagram showing a case where there are two patches indicating each gradation value, and they are formed at positions that are slightly spaced apart in the sub-scanning direction and shifted by a predetermined amount in the main scanning direction. Even in such a case, since it is possible to detect the density at two different positions in the main scanning direction with respect to two patches showing one gradation value, an appropriate gradation correction can be performed as described above by obtaining the average density. It is possible.

なお、上記実施の形態と変形例１〜３のいずれか２つ以上の方法を組み合わせて基準パターン検出処理を実行しても構わない。
（２）上記実施の形態では、入力画像の階調数を２５６とし、基準パターンとして、階調値が１０ずつ変化する「０、１０、２０、３０、・・・・、２３０、２４０、２５０」の２６種類のトナーパッチを連続して配列したものを形成したが、さらに細かい幅で階調値が変化するトナーパッチを形成すれば、γ補正データの精度が高くなる。また、階調補正するためには、最低でも２つ以上の階調値を示すトナーパッチが必要である。 Note that the reference pattern detection process may be executed by combining any two or more methods of the embodiment and the first to third modifications.
(2) In the above embodiment, the number of gradations of the input image is 256, and the gradation value changes by 10 as the reference pattern “0, 10, 20, 30,..., 230, 240, 250 The 26 types of toner patches are continuously arranged. However, if a toner patch whose gradation value changes with a finer width is formed, the accuracy of the γ correction data becomes high. Further, in order to perform tone correction, a toner patch showing at least two tone values is required.

（３）上記実施の形態では、各階調値を示す複数のパッチに対して主に主走査方向に異なる位置の濃度を検出するようにしたが、その他の方向、特に副走査方向に異なる位置の濃度を検出して当該パッチの代表濃度を求めることも可能である。
なお、上記実施の形態の説明において基準パターンやトナーパッチの「濃度を検出する」とは、パターン検出センサの信号値により直接、濃度値を検出するような場合のほか、当該センサの検出信号から一旦トナー付着量を求め、当該トナー付着量と濃度との相関関係を示すテーブル等を参照にして濃度に換算するような場合でも構わない。 (3) In the above embodiment, the density at different positions is mainly detected in the main scanning direction for a plurality of patches indicating each gradation value. However, the positions at different positions in the other scanning direction, particularly in the sub-scanning direction, are detected. It is also possible to determine the representative density of the patch by detecting the density.
In the description of the embodiment, “detecting the density” of the reference pattern and the toner patch means not only detecting the density value directly by the signal value of the pattern detection sensor but also from the detection signal of the sensor. There may be a case where the toner adhesion amount is once obtained and converted into the density with reference to a table or the like showing the correlation between the toner adhesion amount and the density.

（４）上記実施の形態では、中間転写ベルト上に形成された基準パターンを検出してγ補正データを求めたが、各感光体ドラムに形成された基準パターンのトナー像を感光体ドラムごとに設けられたパターン検出センサで検出するようにしても構わない。
また、記録シートに基準パターンを２次転写して、排紙路に設置されたトナー検出センサで検出することも可能であろう。 (4) In the above embodiment, the reference pattern formed on the intermediate transfer belt is detected to obtain the γ correction data. However, the toner image of the reference pattern formed on each photosensitive drum is obtained for each photosensitive drum. You may make it detect with the provided pattern detection sensor.
In addition, it is possible to secondarily transfer the reference pattern onto the recording sheet and detect it with a toner detection sensor installed in the paper discharge path.

（５）上記実施の形態においては、入力された画像データの階調値を２値化して誤差拡散処理する例について述べたが、一般には入力画像データが階調数Ｌで表現される場合に、当該Ｌより少ない階調数Ｍ（＝２^ｍ（ｍ＝１，２，３，・・・・））に低値化さえすれば、誤差拡散処理を適用できる。通常は、Ｍは４〜１６程度であり、これにより２値化の場合よりも階調変化を滑らかに表現できる。 (5) In the above embodiment, an example in which the gradation value of input image data is binarized to perform error diffusion processing has been described. However, in general, when input image data is expressed by the number of gradations L. As long as the number of gradations is smaller than L (= 2 ^m (m = 1, 2, 3,...)), Error diffusion processing can be applied. Usually, M is about 4 to 16, and this makes it possible to express gradation changes more smoothly than in the case of binarization.

（６）上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をカラー複写機に適用した場合の例を説明したが、画像データを誤差拡散処理して階調表現する装置であれば、単なるプリンタ、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）、その他の各種画像形成装置に適用することが可能である。また、カラーの画像形成装置ばかりでなく、モノクロ専用の画像形成装置であっても構わない。   (6) In the above-described embodiment, an example in which the image forming apparatus of the present invention is applied to a color copying machine has been described. The present invention can be applied to a facsimile machine, an MFP (Multiple Function Peripheral), and other various image forming apparatuses. In addition to a color image forming apparatus, an image forming apparatus dedicated to monochrome may be used.

本発明は、誤差拡散法による階調表現が可能な画像形成装置一般に適用することができる。   The present invention can be applied to general image forming apparatuses capable of gradation expression by the error diffusion method.

本発明の実施の形態にかかるタンデム式のカラー複写機１の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a tandem type color copying machine 1 according to an embodiment of the present invention. カラー複写機１の制御部６０の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit 60 of the color copying machine 1. FIG. 制御部６０の画像信号処理部６２の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal processing unit 62 of a control unit 60. FIG. 画像信号処理部６２の誤差拡散処理部６２８の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating a configuration of an error diffusion processing unit 628 of the image signal processing unit 62. FIG. 階調補正処理時に使用される基準パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reference | standard pattern used at the time of a gradation correction process. ３個の基準パターンを主走査方向にずらして中間転写ベルト上に形成した場合の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which three reference patterns are formed on an intermediate transfer belt while being shifted in the main scanning direction. 本発明のγ補正データ作成処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the (gamma) correction data creation process of this invention. 本発明の変形例におけるパターン検出センサ１８の変位機構の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the displacement mechanism of the pattern detection sensor 18 in the modification of this invention. 上記変形例における基準パターンの形成例とセンサ読取位置の変化を示す図である。It is a figure which shows the example of formation of the reference pattern in the said modification, and the change of a sensor reading position. 本発明の別の変形例における基準パターンの形成例とセンサ読取位置を示す図である。It is a figure which shows the example of formation of the reference pattern in another modification of this invention, and a sensor reading position. 図１０の変形例の場合において基準パターンをθ回転して形成する場合における、画像データのメモリ上での座標変換を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining coordinate conversion of image data on a memory when a reference pattern is formed by θ rotation in the modified example of FIG. 10. 本発明のさらに別の変形例における基準パターンの形成例とセンサ読取位置を示す図である。It is a figure which shows the example of formation of the reference pattern in another modification of this invention, and a sensor reading position. 誤差拡散法で表現された低濃度のトナーパッチの濃度を検出する際に、その検出位置によって検出結果が異なることを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating that when a density of a low density toner patch expressed by an error diffusion method is detected, a detection result varies depending on the detection position. 図１３の検出結果によって得られた補正前の階調特性を示す図である。It is a figure which shows the gradation characteristic before correction | amendment obtained by the detection result of FIG. 図１４の階調特性に基づき作成されたγ曲線を示す図である。It is a figure which shows the (gamma) curve produced based on the gradation characteristic of FIG. 図１５のγ曲線により階調補正された階調特性を示す図である。It is a figure which shows the gradation characteristic by which gradation correction | amendment was carried out by (gamma) curve of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 複写機
１０ 中間転写部
１５ 中間転写ベルト
１８ パターン検出センサ
２０ 作像部
３０ 給紙部
４０ ２次転写部
５０ 定着部
６０ 制御部
６１ ＣＰＵ
６２ 画像信号処理部
６３ 画像メモリ
６４ ＬＥＤアレイ駆動部
６５ ＲＡＭ
６６ ＲＯＭ
６７ ＥＥＰＲＯＭ
７０ 操作パネル
１００ 画像読取部
２００ 画像形成部
６２８ 誤差拡散処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Copy machine 10 Intermediate transfer part 15 Intermediate transfer belt 18 Pattern detection sensor 20 Image forming part
30 Paper Feed Unit 40 Secondary Transfer Unit 50 Fixing Unit 60 Control Unit 61 CPU
62 Image signal processing unit 63 Image memory 64 LED array driving unit 65 RAM
66 ROM
67 EEPROM
70 Operation Panel 100 Image Reading Unit 200 Image Forming Unit 628 Error Diffusion Processing Unit

Claims (7)

異なる階調値を示す複数のトナーパッチを誤差拡散法により形成し、当該トナーパッチの幅よりも小さな検出幅の検出手段により、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて相対的に異なる位置の濃度を検出して、それらの検出濃度から各階調値を示すトナーパッチの代表濃度を取得する代表濃度取得手段と、
前記代表濃度の値に基づき階調補正データを作成して画像データの階調を補正する階調補正手段と、
前記階調補正された画像データを誤差拡散法により処理して画像を形成する画像形成手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of toner patches exhibiting different gradation values are formed by an error diffusion method, and the density at positions that are relatively different for each of the toner patches exhibiting each gradation value is detected by a detection means having a detection width smaller than the width of the toner patch Representative density acquisition means for detecting a toner patch representative density indicating each gradation value from the detected density,
Gradation correction means for generating gradation correction data based on the representative density value and correcting the gradation of the image data;
An image forming apparatus comprising: image forming means for processing the tone-corrected image data by an error diffusion method to form an image. 前記代表濃度取得手段は、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて検出された相対的に異なる位置での濃度の平均値を、当該階調値を示すトナーパッチの代表濃度として取得することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。   The representative density acquisition unit acquires an average value of density at relatively different positions detected for each toner patch indicating each gradation value as a representative density of the toner patch indicating the gradation value. The image forming apparatus according to claim 1. 前記各階調値を示すトナーパッチは、それぞれ複数個あって、これらの複数個のトナーパッチとパターン検出手段との相対的な位置関係を変化させることにより、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて相対的に異なる位置での濃度を検出するようにした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。   There are a plurality of toner patches indicating the respective gradation values, and each of the toner patches indicating the respective gradation values is changed by changing the relative positional relationship between the plurality of toner patches and the pattern detecting means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein densities at relatively different positions are detected. 前記各階調値を示す複数個のトナーパッチの主走査方向における位置を異ならせて形成することにより、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置における濃度を検出するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。   By forming the plurality of toner patches indicating the gradation values in different positions in the main scanning direction, the density at a relatively different position is detected for each of the toner patches indicating the gradation values. The image forming apparatus according to claim 3. 前記検出手段を主走査方向に変位させる変位手段を備え、
この変位手段により前記検出手段を主走査方向に変位させることにより、前記各階調値を示す複数個のトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置における濃度を検出するようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。 Displacement means for displacing the detection means in the main scanning direction,
By displacing the detection means in the main scanning direction by the displacement means, the density at a relatively different position is detected for each of the plurality of toner patches indicating the gradation values. The image forming apparatus according to claim 3 or 4. 前記各階調値を示す複数個のトナーパッチの傾きを異ならせて形成することにより、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて、相対的に異なる位置における濃度を検出するようにしたことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の画像形成装置。   The plurality of toner patches indicating the respective gradation values are formed with different inclinations so that the density at a relatively different position is detected for each of the toner patches indicating the respective gradation values. The image forming apparatus according to claim 3. 異なる階調値を示す複数のトナーパッチを誤差拡散法により形成し、当該トナーパッチの幅よりも小さな検出幅で、各階調値を示すトナーパッチのそれぞれについて相対的に異なる位置の濃度を検出して、それらの検出濃度から各階調値を示すトナーパッチの代表濃度を取得する代表濃度取得ステップと、
前記代表濃度の値に基づき階調補正データを作成して画像データの階調を補正する階調補正ステップと、
前記階調補正された画像データを誤差拡散法により処理して画像を形成する画像形成ステップと
を備えることを特徴とする画像形成方法。 A plurality of toner patches having different gradation values are formed by an error diffusion method, and the density at a relatively different position is detected for each toner patch having each gradation value with a detection width smaller than the width of the toner patch. A representative density acquisition step of acquiring a representative density of the toner patch indicating each gradation value from the detected density;
A gradation correction step of generating gradation correction data based on the representative density value to correct the gradation of the image data;
An image forming method comprising: forming an image by processing the tone-corrected image data by an error diffusion method.

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