JPH08289150A

JPH08289150A - 画像記録装置およびその方法

Info

Publication number: JPH08289150A
Application number: JP7083671A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ikeda; 雄一池田; Nobuatsu Sasanuma; 信篤笹沼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】画像の読取特性を考慮して画像形成条件を設
定することにより、最適な画像出力を得ることができる
画像記録装置およびその方法を提供する。【構成】原稿画像を読取り、読取った画像を処理した
後、処理した画像を記録媒体に記録する画像記録装置に
おいて、ステップS2からS4において、読取ったカラーパ
ターンに基づいて、読取特性を補正する画像処理条件を
設定し、ステップS5でテストパターンを記録媒体に記録
し、ステップS7からS8において、読取ったテストパター
ンに基づいて、階調記録特性を補正する画像処理条件を
設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置において、記録媒体上に特
定のパターンを形成し、形成したパターンを読取って、
γ補正などの画像形成条件にフィードバックすること
で、画像品質の安定性を向上する技術がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した技術
においては、次のような問題点がある。つまり、画像を
読取る装置において、CCDの色分解フィルタの特性が理
想的な分光特性からずれていると、例え、同一の記録媒
体に形成されたパターンを読取っても、得られる画像信
号は異なったものになる。従って、このような画像デー
タにより画像形成条件を求めても、画像形成装置から最
適な画像出力は得られないことがある。

【０００４】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、画像の読取特性を考慮して画像形成条件を設
定することにより、最適な画像出力を得ることができる
画像記録装置およびその方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明は、前記の目的を達成する一手段とし
て、以下の構成を備える。

【０００６】本発明にかかる画像記録装置は、原稿画像
を読取る読取手段と、前記読取手段により読取られた画
像を処理する処理手段と、前記処理手段により処理され
た画像を記録媒体に記録する記録手段と、前記処理手段
の画像処理条件を設定する設定手段とを備え、前記設定
手段は、前記読取手段により読取った第一の所定画像と
その第一の所定画像に関する基準データとに基づいて前
記処理手段の第一の画像処理条件を設定した後、前記記
録手段により第二の所定画像を記録媒体に記録し、前記
読取手段により読取った前記第二の所定画像に基づいて
前記処理手段の第二の画像処理条件を設定することを特
徴とする。

【０００７】また、本発明にかかる画像記録方法は、原
稿画像を読取り、読取った画像を処理し、処理した画像
を記録媒体に記録する画像記録方法であって、読取った
第一の所定画像とその第一の所定画像に関する基準デー
タとに基づいて第一の画像処理条件を設定する第一の設
定ステップと、第二の所定画像を記録媒体に記録する記
録ステップと、読取った前記第二の所定画像に基づいて
第二の画像処理条件を設定する第二の設定ステップとを
有することを特徴とする。

【０００８】

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

【０００９】

【第1実施例】［構成］図1は本発明にかかる一実施例の画像記録装置
の構成例を示す概観図である。

【００１０】原稿1101はランプ1103によって照射され、
原稿1101からの反射光は、レンズなどで構成される光学
系1104により、CCDなどで構成されるラインイメージセ
ンサ1105に結像する。なお、ランプ1103，光学系1104，
ラインイメージセンサ（CCDセンサ）1105などで構成さ
れる画像読取ユニットは、図示しない駆動系により副走
査方向に走査されて、原稿1101全体の画像を読取る。

【００１１】詳細は後述するが、CCDセンサ1105から出
力された画像信号は、レーザドライバ1106およびレーザ
光源1107により、レーザ光に変換される。そして、レー
ザ光源1107から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー
1001およびミラー1002により反射され導かれて、感光体
ドラム1004を走査される。感光体ドラム1004は、図に示
す矢印の方向に回転していて、レーザ光の走査により、
その表面に潜像が形成される。感光体ドラム1004上に形
成された潜像は、回転現像器1003により、各色成分ごと
に現像される。なお、図1は、イエロー(Y)トナーによる
現像が行なわれている状態例を示している。

【００１２】一方、給紙カム1009と給紙ローラ1010によ
り記録紙カセット1008から供給された記録紙は、レジス
トローラ1111により所定のタイミングで転写ドラム1005
へ送られ、転写ドラム1005に巻付けられて、転写ドラム
1005が一回転するごとに、Y（イエロー），M（マゼン
タ），C（シアン），K（ブラック）の順に、各色のトナ
ー像が転写され、転写ドラム1005が合計四回転するとト
ナー像の転写が終了する。

【００１３】トナー像が転写された記録紙は、転写ドラ
ム1005から剥離され、定着ローラ対1007によりトナー像
が定着されて、カラー画像プリントが完成した後、装置
外へ排出される。なお、本実施例の装置が使用するトナ
ーは、スチレン系重合樹脂をバインダとし、各色の色剤
を分散して生成したものである。

【００１４】図2は本実施例における階調画像を得るた
めの画像信号処理回路の一例を示すブロック図である。

【００１５】同図において、CPU214は、ROM216などに予
め格納されたプログラムに従って、以下の各構成を含む
本実施例全体の制御を行う。RAM215はCPU214によりワー
クエリアとして利用され、ROM216には制御プログラムの
ほかに画像処理パラメータなども格納されている。操作
部217は、キーボードやタッチパネルおよびLCDなどの表
示器218を有し、オペレータからの指示をCPU214へ伝え
たり、CPU214によって装置の動作条件や状態を表示した
りするものである。

【００１６】また、アドレスカウンタ212は、クロック
発生部211で発生された一画素単位のクロックCLKを計数
して、1ラインの画素アドレスを表す主走査アドレス信
号を出力する。デコーダ213は、アドレスカウンタ212か
ら出力された主走査アドレス信号をデコードして、シフ
トパルスやリセットパルスなどライン単位にCCDセンサ1
105を駆動する信号219や、CCDセンサ1105から出力され
た1ライン分の信号中の有効領域を表す信号VE、ライン
同期信号HSYNCなどを生成する。なお、アドレスカウン
タ212は、信号HSYNCでクリアされて、次ラインの主走査
アドレスの計数を開始する。

【００１７】CCDセンサ1105から出力された画像信号
は、アナログ信号処理部201に入力されてゲインやオフ
セットが調整された後、A/D変換部202で各色成分毎に例
えば8ビットのRGBディジタル画像信号に変換され、シェ
ーディング補正部203において、色毎に、基準白色板106
を読取った信号を用いる公知のシェーディング補正が施
される。

【００１８】ラインディレイ部204は、シェーディング
補正部203から出力された画像信号に含まれている空間
的ずれを補正する。この空間的ずれは、CCDセンサ105の
各ラインセンサが、副走査方向に、互いに所定の距離を
隔てて配置されていることにより生じたものである。具
体的には、B色成分信号を基準として、RおよびGの各色
成分信号を副走査方向にライン遅延し、三つの色成分信
号の位相を同期させる。

【００１９】補正部1108は、詳細は後述するが、ライン
ディレイ部204から出力された画像信号に輝度補正を施
すものである。

【００２０】入力マスキング部205は、補正部1108から
出力された画像信号の色空間を、式(1)のマトリクス演
算により、NTSCの標準色空間に変換する。つまり、CCD
センサ105から出力された各色成分信号の色空間は、各
色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これを
NTSCの標準色空間に変換するものである。ただし、Ro,Go,Bo: 出力画像信号 Ri,Gi,Bi: 入力画像信号

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

【００２２】マスキング・UCR部208は、ライン遅延メモ
リ207から出力された画像信号から黒成分信号Kを抽出
し、さらに、プリンタ部Bの記録色材の色濁りを補正す
るマトリクス演算を、YMCK画像信号に施して、リーダ部
Aの各読取動作ごとにM,C,Y,K順に、例えば8ビットの色
成分画像信号を出力する。なお、マトリクス演算に使用
するマトリクス係数は、CPU214によって設定されるもの
である。

【００２３】ガンマ補正部209は、画像信号をプリンタ
部Bの理想的な階調特性に合わせるために、マスキング
・UCR部208から出力された画像信号に濃度補正を施す。
出力フィルタ（空間フィルタ処理部）210は、CPU214か
らの制御信号に従って、ガンマ補正部209から出力され
た画像信号にエッジ強調またはスムージング処理を施
す。

【００２４】ルックアップテーブル(LUT)25は、詳細は
後述するが、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致さ
せるためのもので、例えばRAMなどで構成され、その変
換テーブルは、CPU214によって設定されるものである。
パターンジェネレータ29は、後述するテストプリントを
発生するものである。パルス幅変調器(PWM)26は、入力
された画像信号のレベルに対応するパルス幅のパルス信
号を出力し、そのパルス信号はレーザ光源1107を駆動す
るレーザドライバ1106へ入力される。

【００２５】図3は階調が再現される様子を示す四限チ
ャートで、第一象限は原稿濃度を濃度信号に変換するリ
ーダ部の読取特性を、第二象限は濃度信号をレーザ出力
信号に変換するためのLUT25の変換特性を、第三象限は
レーザ出力信号から出力濃度に変換するプリンタ部の記
録特性を、第四象限は原稿濃度と出力濃度の関係つまり
装置のトータルの階調再現特性を、それぞれ示してい
る。なお、階調数は、8ビットのディジタル処理をして
いるので、256階調である。

【００２６】本実施例は、第四象限に示す階調再現特性
をリニアにするために、第三象限に示すプリンタ部Bの
記録特性がリニアでない分を、第二象限のLUT25の変換
特性により補正する。なお、LUT25の変換特性は後述す
る演算結果により設定される。

【００２７】［階調制御］図4は本実施例におけるリー
ダ部を用いた階調制御の一例を示すフローチャートであ
る。

【００２８】ステップS1で、階調特性に異常があると判
断したオペレータは、図5に一例を示す標準カラーパッ
チが形成された基準原稿を原稿台上に置いた後、操作部
217により、階調特性に以上があると判断した色を指定
するとともに、階調制御の開始を指示する。なお、基準
原稿を原稿台上に置く際は、所定の向きになるようにす
ることは言うまでもない。

【００２９】この基準原稿には、標準の分光特性を有す
るCCDセンサで読取った場合の輝度信号値が既知である
例えば三色(CMY)八階調のカラーパッチが形成されてい
る。つまり、このCMYカラーパッチを標準のCCDセンサで
読取ると、RGBの各信号として例えば230,150,100,50,3
0,20,10,5の値が得られるものである。図6および図7は
基準原稿の例えばYのパッチを読取った結果の一例を示
す図で、CCDセンサ1105で読取った結果は、標準CCDセン
サで読取った結果と異なる。これは、CCDセンサ1105に
備えられた色分解フィルタの分光特性が、標準のCCDセ
ンサに備えられた色分解フィルタの分光特性と異なって
いるために発生する誤差である。

【００３０】操作部217から基準原稿の読取りを指示さ
れたCPU214は、ステップS2で、各カラーパッチの座標位
置と輝度を読取り、ステップS3で、各色成分（RGB）ご
とに、得られた輝度信号値を、対応する座標位置に基づ
いて、標準値（標準CCDで読取った場合に得られる値）
に変換するテーブルを作成し、ステップS4で、このテー
ブル情報をRAM215へ保存するとともに、補正部1108の輝
度補正係数として設定して、以降の階調特性の調整を実
行する際に読取る輝度信号を補正する。なお、図5に示
した各色八階調のカラーパッチ間の変換データは、例え
ば一次補間により求めるが、カラーパッチの数を増やし
たり、二次や三次などの高次補間を用いれば、より精度
よく輝度信号を補正することができる。なお、輝度信号
での補正に限らず、濃度信号に補正した後に補正しても
よい。

【００３１】以上で、CCD1105に備えられた色分解フィ
ルタの分光特性が補正され、CPU214は、階調特性を調整
する処理の実行を開始する。

【００３２】CPU214は、ステップS5で、パターンジェネ
レータ29を用いて、ステップS1で指定された色の図8に
一例を示すような256階調のテストパターンを生成し
て、このパターンを記録媒体にプリントする。

【００３３】続いて、オペレータは、ステップS6で、CP
U214により表示器218に表示された指示に従って、テス
トパターンがプリントされた記録媒体を原稿台上に置い
た後、操作部217により、テストパターンの読取りを指
示する。

【００３４】この指示に応じて、CPU214は、ステップS7
で、テストパターンを読取り、テストパターンのRGB画
像信号を得る。なお、一般に、CCDを使用した光学系
は、シェーディング補正を行うことにより、測定再現性
のよいことが知られている。このようにして得られたRG
B画像信号は、入力マスキング部205においてCCD1105の
色分解フィルタの分光特性による誤差が補正された後、
LOG変換部206においてCMY濃度信号に変換される。

【００３５】続いて、CPU214は、ステップS8で、得られ
た座標位置とそれに対応する濃度データから、レーザ出
力と濃度の関係、つまり図3の第三象限に示したリンタ
部Bの記録特性を求め、階調再現特性をリニアにするた
めのLUT25の変換テーブル（図3の第二象限に示した変換
特性）を作成し、ステップS9で、このテーブル情報をRA
M215へ保存するとともに、LUT25へ設定する。

【００３６】図9はYトナーの反射分光特性と青(B)を透
過するフィルタ（以下「Bフィルタ」という）の分光特
性の一例を示す図で、一般に、破線で示す通常のBフィ
ルタの分光特性は、実線で示す標準のBフィルタの分光
特性からずれている。CCD1105から出力される画像信号
は、Yトナーの反射分光特性とBフィルタの分光特性との
積、つまり両特性が重なる部分に比例したものになる。
従って、図9に斜線で示す部分が、輝度信号Bの誤差の原
因になる。そして、このような誤差成分を含んだ輝度信
号を、対数変換により濃度信号に変換するので、図10と
図11に一例を示すように、濃度が高くなればなるほど誤
差が大きくなり、このまま階調特性を調整すると、異常
な画像が得られることになる。

【００３７】しかし、本実施例では、図4に示した階調
制御を行うことにより、CCD1105の色分解フィルタの分
光特性が標準からずれていても、階調特性の調整に先立
って、分光特性のずれを補正するので、図10や図11に示
したような誤差を抑制して、高品質の画像を得ることが
できる。

【００３８】なお、図10および図11などに示す濃度値D
は式(2)によって求められるもので、例えば、濃度値D=1
は、所定濃度の画像に光を当てたときにその反射光が1/
10（反射率λ=1/10）になる濃度に相当する。 D = -logλ …(2) ただし、対数の底は10

【００３９】

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

【００４０】CCD1105の色分解フィルタの分光特性のず
れは、図6に一例を示したように、一般に、低輝度（高
濃度）側で大きく、高輝度（低濃度）側で小さく、その
間はほぼ比例的に変化する傾向をもっている。前述した
ように、さらに、対数変換により輝度信号を濃度信号に
変換するので、高濃度側のずれは大きくなるが、低濃度
側のずれは小さくなる。

【００４１】そこで、低輝度側の少なくとも一つの濃度
パッチを読取り、その読取値と標準値とのずれを検出し
て、他の輝度にはそのずれを一律に加えることによって
も、ほぼ良好な結果を得ることができる。図12および図
13はこの補正方法を具体的に示す図で、図12に示す表の
第一列および第二列は図6と同じ値である。つまり、低
輝度「5」のパッチにおける読取値「12」と標準値「5」
のずれ「+7」を、他の読取値から差し引けば、第三列に
示す修正後の信号値が得られ、読取値に含まれる誤差+
7,+7,+7,+7,+6,+5,+4,+3に比べて、修正後の信号値の誤
差は0,0,0,0,-1,-2,-3,-4になり、ほぼ良好な結果が得
られることがわかる。

【００４２】図14は本実施例におけるリーダ部を用いた
階調制御の一例を示すフローチャートで、図4に示した
第1実施例と同一の手順については、同一符号を付し、
その詳細は省略する。CPU214は、ステップS2'で、図15
に一例を示すカラーパッチの座標位置と輝度を読取り、
ステップS3'で、対応する座標位置に基づいて、各色成
分（RGB）ごとに、得られた輝度信号値と標準値（標準C
CDで読取った場合に得られる値）のずれを求め、ステッ
プS4'で、求めたずれをオフセット値として、RAM215へ
保存するとともに、例えば入力マスキング部205に設定
して、以降の階調特性の調整を実行する際に読取った輝
度信号をオフセットする。

【００４３】例えば、図15に示すカラーパッチが、R信
号値「5」が得られるシアンCと、G信号値「5」が得られ
るマゼンタMと、B信号値「5」が得られるイエローYの三
つのパッチが形成されていて、その読取値がR1,G1,B1で
あるとすれば、「5-R1」「5-G1」「5-B1」がオフセット
値である。このオフセット値を、入力マスキング部205
などにより読取値に足せば、より正確な輝度信号値を得
ることができ、階調制御の精度を上げることができる。

【００４４】このように、本実施例によれば、基準原稿
のパッチ数を各色成分当り一個とすることができ、基準
原稿を簡素化することができるとともに、読取値を変換
するテーブルを作成する処理が不要になるので、処理を
簡略化し、処理時間を短縮することができる。

【００４５】

【第3実施例】以下、本発明にかかる第3実施例の画像記
録装置を説明する。なお、第3実施例において、第1実施
例と略同様の構成については、同一符号を付して、その
詳細説明を省略する。

【００４６】前述した各実施例においては、色分解フィ
ルタの分光特性のずれを輝度信号の状態で補正する例を
説明したが、第3実施例においては、濃度信号に変換し
た後に補正する例を説明する。

【００４７】図16は本実施例におけるリーダ部を用いた
階調制御の一例を示すフローチャートで、図4に示した
第1実施例と同一の手順については、同一符号を付し、
その詳細は省略する。CPU214は、ステップS2"で、図17
に一例を示すカラーパッチの座標位置と輝度を読取り、
得られた輝度信号はLOG変換部206により濃度信号に変換
する。続いて、ステップS3"で、対応する座標位置に基
づいて、各色成分（MCY）ごとに、得られた濃度信号値
を標準値（標準CCDで読取った場合に得られる値）に変
換するテーブルを作成し、ステップS4"で、このテーブ
ル情報をRAM215へ保存するとともに、例えば、マスキン
グ・UCR部208のマスキング係数あるいはガンマ補正部20
9のガンマテーブルとして設定して、以降の階調特性の
調整を実行する際に得られた濃度信号を補正する。な
お、図17に示した各色八階調のカラーパッチ間の変換デ
ータは、例えば一次補間により求めるが、カラーパッチ
の数を増やしたり、二次や三次などの高次補間を用いれ
ば、より精度よく輝度信号を補正することができる。

【００４８】このように、本実施例によれば、以上の制
御を行うことにより、図18に一例を示すように、読取濃
度値を適切に補正することができ、第1実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００４９】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。

【００５０】また、本発明は、システムあるいは装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像の読取特性を考慮して画像形成条件を設定すること
により、最適な画像出力を得る画像記録装置およびその
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の画像記録装置の構成
例を示す概観図、

【図２】本実施例における階調画像を得るための画像信
号処理回路の一例を示すブロック図、

【図３】階調が再現される様子を示す四限チャート、

【図４】本実施例におけるリーダ部を用いた階調制御の
一例を示すフローチャート、

【図５】標準カラーパッチが形成された基準原稿の一例
を示す図、

【図６】基準原稿の例えばYのパッチを読取った結果の
一例を示す図、

【図７】基準原稿の例えばYのパッチを読取った結果の
一例を示す図、

【図８】記録媒体に記録するテストパターンの一例を示
す図、

【図９】Yトナーの反射分光特性と青(B)を透過するフィ
ルタの分光特性の一例を示す図、

【図１０】濃度が高くなればなるほど誤差が大きくなる
ことを説明する図、

【図１１】濃度が高くなればなるほど誤差が大きくなる
ことを説明する図、

【図１２】本発明にかかる第2実施例における分光特性
の補正方法を具体的に示す図、

【図１３】分光特性の補正方法を具体的に示す図、

【図１４】第2実施例におけるリーダ部を用いた階調制
御の一例を示すフローチャート、

【図１５】標準カラーパッチが形成された基準原稿の一
例を示す図、

【図１６】本発明にかかる第3実施例におけるリーダ部
を用いた階調制御の一例を示すフローチャート、

【図１７】標準カラーパッチが形成された基準原稿の一
例を示す図、

【図１８】読取濃度値が適切に補正される様子を示す図
である。

【符号の説明】

25 LUT 29 パターンジェネレータ 205 入力マスキング部 206 LOG変換部 208 マスキング・UCR部 209 ガンマ補正部 214 CPU 217 操作部 218 表示器 1105 CCDセンサ 1107 補正部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｄ 1/46 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿画像を読取る読取手段と、前記読取手段により読取られた画像を処理する処理手段
と、前記処理手段により処理された画像を記録媒体に記録す
る記録手段と、前記処理手段の画像処理条件を設定する設定手段とを備
え、前記設定手段は、前記読取手段により読取った第一の所
定画像とその第一の所定画像に関する基準データとに基
づいて前記処理手段の第一の画像処理条件を設定した
後、前記記録手段により第二の所定画像を記録媒体に記
録し、前記読取手段により読取った前記第二の所定画像
に基づいて前記処理手段の第二の画像処理条件を設定す
ることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】前記第一の所定画像には所定濃度のパタ
ーンが形成されていて、前記第一の画像処理条件は、前
記読取手段の読取特性を補正するものであり、補間演算
により決定されることを特徴とする請求項1に記載され
た画像記録装置。
【請求項３】前記第一の所定画像には所定濃度のパタ
ーンが形成されていて、前記第一の画像処理条件は、前
記読取手段により読取った前記パターンの輝度または濃
度値を前記所定輝度または濃度に変換するためのもので
あることを特徴とする請求項1に記載された画像記録装
置。
【請求項４】前記読取手段は、前記原稿画像からの反
射光を色分解フィルタにより三原色に分解して、色成分
それぞれの輝度信号を出力するものであり、前記第一の
画像処理条件は前記色分解フィルタの分光特性を補正す
るものであることを特徴とする請求項2または請求項3に
記載された画像記録装置。
【請求項５】前記第二の所定画像には所定濃度のパタ
ーンが形成されていて、前記第二の画像処理条件は、前
記記録手段の階調記録特性を補正するためのものである
ことを特徴とする請求項1に記載された画像記録装置。
【請求項６】原稿画像を読取り、読取った画像を処理
し、処理した画像を記録媒体に記録する画像記録方法で
あって、読取った第一の所定画像とその第一の所定画像に関する
基準データとに基づいて第一の画像処理条件を設定する
第一の設定ステップと、第二の所定画像を記録媒体に記録する記録ステップと、読取った前記第二の所定画像に基づいて第二の画像処理
条件を設定する第二の設定ステップとを有することを特
徴とする画像記録方法。