JP2011059206A

JP2011059206A - 画像形成装置及びその制御方法

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Publication number: JP2011059206A
Application number: JP2009206454A
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Inventors: Keizo Takura; 慶三田倉
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Publication date: 2011-03-24
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Abstract

【課題】少ない枚数の記録材を用いて、かつ、パッチ画像を読み取って得られる濃度の、主走査方向に関連する位置に応じた歪みの影響を低減する画像形成装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、所定の濃度で形成される複数のパッチ画像を配置したテストパターン画像を用紙に形成するとともに、テストパターン画像を読み取って得られる各パッチ画像の濃度データに基づいて階調補正を行う。当該テストパターン画像には、複数のパッチ画像を含む複数のパッチ画像群を感光ドラム４の主走査方向に並べて配置されている。また、各パッチ画像群は、パッチ画像群間で同一の濃度のパッチ画像を配置した共通パッチ部を有する。画像形成装置は、各パッチ画像を読み取って得た濃度データにおいてパッチ画像群間で主走査方向に関連して生じる濃度の差分を解消するように、共通パッチ部から得た濃度データを基準として、各パッチ画像の濃度データを補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

複写機、プリンタ等の画像形成装置において、記録材（例：用紙）上に画像形成（印刷）を行う際の画像品質を向上させるために、画像出力特性を調整する技術が従来より知られている。例えば、画像形成装置において原稿の画像を複写する場合に、印刷対象の用紙上に原稿の画像を高品位に再現するために、画像形成用のパラメータを調整する技術（キャリブレーション）が存在する。

キャリブレーションの一例としては、所定の階調表現方法による各階調レベルの濃度を有する複数のパッチ画像を含むテストパターン画像を記録材上に形成した後に、当該記録材上のテストパターン画像を読み取った情報に基づいて、画像形成装置のキャリブレーションを行う手法が挙げられる。一般に、このような画像形成装置は、テストパターン画像に含まれる各パッチ画像を読み取って得られる濃度データに基づいて、階調補正等を実行する。

例えば、特許文献１では、２種類の階調表現方法による階調パターンを、階調表現ごと及び現像色ごとに異なる列へ配置したテストパターン画像を１枚の記録材上に形成するとともに、これを用いて階調補正を行う画像形成装置が提案されている。また、特許文献２では、同一のテストパターン画像を形成した記録材を複数枚出力し、それらのテストパターン画像を読み取った結果に基づいて画像形成手段の階調特性を補正する画像形成装置が提案されている。

特開２００１−４５２９５号公報特開２００３−５９６２６号公報

しかしながら、感光ドラムや現像装置等の画像形成に係わる各負荷に製造工程で生じる加工のばらつき等の影響に起因して、記録材に形成されるテストパターン画像の品質が低下するとともに、それを用いるキャリブレーションに誤差が生じるおそれがある。一般に、感光ドラムについて言えば、円筒状の金属基層に対して電荷発生層、電荷輸送層及び保護層等を塗工形成する際に、その工程において筒方向（即ち、主走査方向）に塗工のむらが生じやすいことが知られている。このような感光ドラムを用いて画像形成を行うと、主走査方向に感度のむらが生じるために、記録材の全体に均一の濃度の画像を形成しようとしても当該主走査方向に沿った濃度のむらが生じる。この場合、記録材にテストパターン画像を形成するために出力する各パッチ画像の濃度と、記録材に形成されたテストパターン画像を読み取って得られる各パッチ画像の濃度との関係に、主走査方向に沿って位置に応じた歪みが生じてしまう。このように得られた濃度データに基づいて階調補正を行うと、画像を出力する際の階調パターンに歪みが生じてしまう問題がある。

また、特許文献２では、複数枚の記録材に形成したテストパターン画像からの読取値を平均化することで、パッチ画像の形成位置に応じてその読取値が異なることの影響を軽減しているが、キャリブレーションに要する記録材の消費量が多くなる問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、少ない枚数の記録材を用いて、かつ、パッチ画像を読み取って得られる濃度の、主走査方向に関連する位置に応じた歪みの影響を低減する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、原稿から画像を読み取る読取手段と、記録材に画像を形成する画像形成手段とを備える画像形成装置であって、所定の小領域に所定の濃度で形成される複数のパッチ画像を配置したパッチ画像群であって、濃度が異なる複数のパッチ画像を配置した階調パッチ部と、異なるパッチ画像群間で濃度が同一のパッチ画像を配置した共通パッチ部とを有する複数のパッチ画像群を、画像形成手段の主走査方向に並べて配置したテストパターン画像を、画像形成手段を用いて記録材に形成するパッチ形成手段と、記録材に形成されたテストパターン画像を読取手段で読み取って、テストパターン画像に含まれる各パッチ画像の濃度データを取得する取得手段と、取得された各パッチ画像の濃度データにおいてパッチ画像群間で生じる主走査方向に関連する濃度の差分を解消するように、共通パッチ部に配置されたパッチ画像の濃度データを基準として、取得された各パッチ画像の濃度データを補正する補正手段と、補正された各パッチ画像の濃度データを用いて、画像形成手段が画像を形成する際の階調を調整する調整手段とを備えることを特徴とする

本発明によれば、例えば、少ない枚数の記録材を用いて、かつ、パッチ画像を読み取って得られる濃度の、主走査方向に関連する位置に応じた歪みの影響を低減する画像形成装置を提供できる。

第１の実施形態に係る複写機１００の構成例を示す図である。第１の実施形態に係る複写機１００における画像処理部１０８のブロック構成例を示す図である。第１の実施形態に係る複写機１００におけるプリンタユニット１２０のブロック構成例を示す図である。第１の実施形態に係る複写機１００における階調補正に関連するデバイスのブロック構成例を示す図である。第１の実施形態に係る複写機１００の階調再現特性の一例を示す図である。第１の実施形態に係る複写機１００における階調補正の手順を示すフローチャートである。第１の実施形態に係る補正前の階調特性の一例を示す図である。第１の実施形態に係る補正前及び補正後の階調特性の一例を示す図である。第１の実施形態に係る複写機１００で用いられるテストパターン画像の一例を示す図である。図９のテストパターン画像における各パッチの識別情報を示す図である。第２の実施形態に係る複写機１００で用いられるテストパターン画像の一例を示す図である。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の実施形態によって限定されるわけではない。

［第１の実施形態］
＜画像形成装置の全体構成＞
以下では、図１乃至図１０を参照して、本発明における第１の実施形態について説明する。本実施形態では、画像形成装置の一例として、代表的な画像処理装置であるフルカラーディジタル複写機（以下では、単に「複写機」と称する。）について説明する。

まず、図１を参照して、複写機全体の概略的な構成例について説明する。複写機１００は、原稿の画像を読み取って画像データに変換するリーダユニット１１０と、リーダユニット１１０で得られた画像データを用いて記録材（用紙）に画像形成（印刷又は記録）を行うプリンタユニット１２０とを備える。当該構成において複写機１００は、リーダユニット１１０で読み取った画像をプリンタユニット１２０で用紙に印刷するコピー機能を実現する。また、複写機１００は、ＰＣ等の外部装置からＬＡＮ等のネットワークを介して入力された画像データを用いて、プリンタユニット１２０で用紙に印刷するプリンタ機能を有していてもよい。

リーダユニット１１０は、原稿台１０２に置かれた原稿１０１に対してレーザ光を照射するとともに、その反射光に基づいて原稿１０１の画像を画像データに変換する。まず、原稿台１０２上の原稿１０１は、光源１０３からレーザ光を照射される。原稿１０１から反射した反射光は、光学系１０４を介してＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）センサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は、３列に配置されたレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の各色用のＣＣＤラインセンサ（図示せず）を備える。各ラインセンサは、光学系１０４からフィルタ（図示せず）を介して入射した反射光を光電変換し、ＲＧＢの色成分にそれぞれ対応する画像信号を出力する。なお、光源１０３及び光学系１０４は、副走査方向に所定の速度で移動しながら１ライン単位で原稿１０１を順次走査する。これにより、ＣＣＤセンサ１０５は、原稿の画像に対応する画像信号を順次出力する。ＣＣＤセンサ１０５から出力された画像信号は、リーダユニット１１０内の画像処理部（図２の画像処理部１０８）に送られて、所定の画像処理を施される。なお、ＣＣＤセンサ１０５は読取手段の一例である。

基準白色板１０６は、光学系１０４に対向して配置され、ＣＣＤセンサ１０５のスラスト（アレイ）方向のシェーディング補正を行うために使用される。基準白色板１０６からの反射光の光量に応じてＣＣＤセンサ１０５から出力される信号に基づいて、画像処理部において、後述するように、白レベルが決定されるとともにシェーディング補正が実行される。なお、シェーディング補正は、原稿台１０２上の原稿１０１の読み取りの開始前に、光学系１０４が基準白色板１０６の下を通過する際に行われる。ＣＣＤセンサ１０５から出力された画像信号は、画像処理部において所定の画像処理を施される。

＜リーダユニット１１０の構成＞
次に、図２を参照して、リーダユニット１１０に関して、特に画像処理部１０８の構成例及びその動作について説明する。ここで、リーダユニット１１０の画像処理部１０８は、リーダユニット１１０のＣＰＵ２１４の制御に基づいて動作する。ＣＰＵ２１４には、ＲＡＭ２１５及びＲＯＭ２１６が接続されている。ＲＯＭ２１６は、各種の制御プログラムや画像処理パラメータを格納する不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ２１５は、主としてＣＰＵ２１４のワークエリアとして利用される揮発性の記憶装置である。ＣＰＵ２１４は、ＲＯＭ２１６等に格納されたプログラムをＲＡＭ２１５に読み出して実行することによって、リーダユニット１１０全体の動作を制御する。

なお、リーダユニット１１０は、操作部２１７とも接続されている。操作部２１７は、キーボードやタッチパネル等のユーザインタフェースを備えるとともに、液晶表示器等から成る表示部２１８を備える。操作部２１７は、当該ユーザインタフェースを介して入力されたオペレータの指示をＣＰＵ２１４へ伝達する。また、操作部２１７は、表示部２１８で複写機１００の動作モードや状態に関する表示を行う。

画像処理部１０８において、アドレスカウンタ２１２は、クロック発生部２１１で生成された１画素単位のクロックＣＬＫを計数することによって、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するとともに、信号２１９、ＶＥ、ＨＳＹＮＣを出力する。信号２１９は、ライン単位でＣＣＤセンサ１０５を駆動するためのシフトパルスやリセットパルス等を含む信号である。信号ＶＥは、ＣＣＤセンサ１０５から出力された１ライン分の信号における有効区間を表す信号である。また、信号ＨＳＹＮＣは、ライン同期信号であって、リーダユニット１１０における各部へ供給される同期信号である。このライン同期信号ＨＳＹＮＣがアドレスカウンタ２１２に入力されることによって、アドレスカウンタ２１２は、カウンタをクリアし、次のラインに関する主走査アドレスの計数を開始する。

上述のように、ＣＣＤセンサ１０５から出力されるＲＧＢのアナログ画像信号は、アナログ信号処理部２０１に入力される。アナログ信号処理部２０１は、当該画像信号に対してゲインやオフセットの調整を行った後に、当該画像信号をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部２０２へ出力する。Ａ／Ｄ変換部２０２は、アナログ形式の画像信号を、ＲＧＢの色成分ごとに、例えば８ビットに量子化したディジタル画像データに変換する。Ａ／Ｄ変換部２０２から出力されたＲＧＢの色成分ごとの画像データを含む画像信号は、シェーディング補正部２０３へ入力される。シェーディング補正部２０３は、基準白色板１０６を読み取って得られる信号を用いて、公知のシェーディング補正を色成分ごとに実行する。

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データに含まれる空間的なずれを補正する。この空間的なずれは、ＣＣＤセンサ１０５に配置された各色用のラインセンサが、副走査方向に所定の間隔で並列に配置されていることに起因して生じる。ラインディレイ部２０４は、具体的には、Ｂ成分の画像データを含む画像信号を基準として、Ｒ及びＧ成分の画像データを含む画像信号を副走査方向にライン単位で遅延させることによって、これら３色に対応する信号の位相を同期させる。

入力マスキング部２０５は、ラインディレイ部２０４から出力された画像データの色空間を、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。ここで、ＣＣＤセンサ１０５から出力される各色成分の信号の色空間は、各色成分のフィルタの分光特性に依存する。入力マスキング部２０５は、以下の式（１）に示すように、入力される画像データを当該分光特性に基づく行列Ａを用いて変換することによって、その色空間をＮＴＳＣの標準色空間に変換する。
ここで、Ｒ_i，Ｇ_i，Ｂ_iは入力される画像データにおける各色成分、Ｒ_o，Ｇ_o，Ｂ_oは出力される画像データにおける各色成分をそれぞれ表す。入力マスキング部２０５から出力された画像データは、ＬＯＧ変換部２０６へ入力される。ここで、複写機１００において、コピー機能ではなく上述のプリンタ機能が実行される場合には、入力インタフェース２５０を介して外部装置から複写機１００へ入力された画像データが、ＬＯＧ変換部２０６へ入力される。

光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）２０６は、所定のルックアップテーブル（ＬＵＴ）を格納するためのＲＯＭ等の記憶装置を備える。ＬＯＧ変換部２０６は、入力されたＲＧＢの色成分の画像データ（輝度データ）を、当該ＬＵＴを用いてマゼンタ（Ｍ）、Ｃ（シアン）及びイエロー（Ｙ）の各成分の濃度データに変換する。変換後のデータは、ライン遅延メモリ２０７へ出力される。

ライン遅延メモリ２０７は、黒文字判定部（図示せず）が入力マスキング部２０５の出力を用いて制御信号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮ等を生成する期間（ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部２０６から出力された画像信号を遅延させる。なお、制御信号ＵＣＲは、マスキング・ＵＣＲ部２０８を制御するための制御信号である。また、制御信号ＦＩＬＴＥＲは、出力フィルタ２１０がエッジ強調を行うために使用される制御信号である。また、制御信号ＳＥＮは、黒文字判定部が黒文字と判定した場合に、解像度を上げるために使用される制御信号である。

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データから黒成分（Ｋ）に対応する画像データを抽出する。さらに、マスキング・ＵＣＲ部２０８は、プリンタユニット１２０の現像剤（トナー）の色濁りを補正するための行列演算を、ＫＹＭＣに対応する各画像データに対して実行する。その後、マスキング・ＵＣＲ部２０８は、リーダユニット１１０の読み取り動作ごとに、ＫＹＭＣの各成分の画像データを、例えば８ビットのデータとして順に出力する。なお、ここで使用される行列の係数は、ＣＰＵ２１４によって予め設定される。

ガンマ補正部２０９は、マスキング・ＵＣＲ部２０８から出力された画像データを、プリンタユニット１２０において理想的な階調特性に適合させるために、当該画像データに対して濃度補正を実行する。出力フィルタ（空間フィルタ処理部）２１０は、ガンマ補正部２０９から出力された画像データに対して、ＣＰＵ２１４からの制御信号に基づいてエッジ強調又はスムージング処理を施す。なお、濃度変換部２２０は、後述するように、ラインディレイ部２０４から出力されたＲＧＢの各成分の画像データを、光学濃度に変換する。

画像処理部１０８において上述の画像処理を施されたＫＹＭＣの各色成分の画像データは、プリンタユニット１２０へ送られる。プリンタユニット１２０では、リーダユニット１１０から入力された画像データに基づいて、その画像の種類に応じて異なる擬似階調表現で表現されたディザパターンの画像データが形成される。さらに、形成された画像データを用いて、用紙に対する印刷（記録）が行われる。

＜プリンタユニット１２０の構成＞
次に、図３を参照して、プリンタユニット１２０のブロック構成例について説明する。ここで、ＫＹＭＣの各色に対応する画像形成ユニットの動作は、動作タイミングを除いて同様である。このため、図３のプリンタエンジン部３００には、説明の簡略化のため、図１において示した４色に対応する画像形成ユニットのうち、１色のみについて図示している。なお、プリンタエンジン部３００は画像形成手段の一例である。

リーダユニット１１０からプリンタ制御部１０９へ入力された画像データは、ディザ回路２６においてパルス信号に変換される。ディザ回路２６から出力されたパルス信号は、レーザ光源２０を駆動するレーザドライバ２７ヘ入力される。レーザドライバ２７は、パルス信号に応じてレーザ光源２０を駆動する。これにより、パルス信号に応じたレーザ光がレーザ光源２０から出力される。当該レーザ光は、高速で回転するポリゴンミラー（図示せず）で反射される。感光ドラム４（４ａ〜４ｄ）は、ポリゴンミラーの回転で反射方向が変化するレーザ光によって主走査方向（感光ドラム４の長手方向）に走査される。１次帯電器８によって一様に帯電した感光ドラム４にレーザ光が照射されると、その表面に静電潜像が形成される。また、感光ドラム４は、矢印の方向に所定の速度で回転しているため、副走査方向に順次静電潜像が形成される。

各画像形成ユニットは、ＫＹＭＣの各色のトナー像を感光ドラム４に形成するとともに、形成した各トナー像を用紙上の同一の位置に重ね合わせて転写する。まず、各画像形成ユニットにおいて、各感光ドラム４上に形成された静電潜像は、現像器３（３ａ〜３ｄ）によってトナー像に現像される。本実施形態では、現像方式として２成分系が用いられ、また、記録材（用紙）６が搬送される方向に沿って上流から下流に向かっての順で各色の画像形成ユニットが順に配置されている。各画像形成ユニットは、プリンタ制御部１０９による制御に従って、各色のトナー像を感光ドラム４上にそれぞれ形成する。

一方、用紙を格納するためのカセット等から供給された用紙６は、転写ベルト５まで搬送されるとともに、転写ベルト５に対して静電的に貼り付けられる。その後、用紙６は、各画像形成ユニットにおいて、感光ドラム４と転写ローラ１０（１０ａ〜１０ｄ）との間に形成されるニップ部へ搬送され、そこで感光ドラム４上のトナー像を転写される。また、用紙６は、各画像形成ユニットへ順に搬送され、用紙上の同じ位置に４色のトナー像を重ね合わせて転写される。これにより、用紙６上にフルカラーのトナー像が形成される。

その後、用紙６は、転写ベルト５から分離され、一対の定着ローラ７を備える定着部へ搬送される。定着部において、フルカラーのトナー像が用紙６に対して定着された後、用紙６は、複写機１００の外部へ排出される。なお、感光ドラム４の回転方向に沿って１次帯電器８の上流にはクリーナ９が配置されている。クリーナ９は、用紙６へ転写されずに感光ドラム４上に残存したトナーを回収することによって、感光ドラム４をクリーニングする。

プリンタ制御部１０９のＣＰＵ２８には、ＲＡＭ３２及びＲＯＭ３０が接続されている。ＲＯＭ３０は、プリンタユニット１２０全体を制御するための制御プログラムや制御パラメータ等を格納する不揮発性の記憶装置である。ＲＯＭ３０は、所定のテストパターン画像に相当するデータが予め格納されたテストパターン記憶領域３０ａを含む。また、ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ２８のワークエリアとして利用される揮発性の記憶装置である。ただし、バッテリ等によって通電されてバックアップされた領域３２ａを含み、当該領域には画像形成用のパラメータが保持される。ＣＰＵ２８は、ＲＯＭ３０等に格納されたプログラムをＲＡＭ３２に読み出して実行することによって、プリンタ制御部１０９及びプリンタエンジン部３００を含むプリンタユニット１２０全体を制御する。また、ＣＰＵ２８は、リーダユニット１１０のＣＰＵ２１４と通信し、連携した制御を実行することによって、コピー機能等を実行するための動作を制御する。

プリンタ制御部１０９のルックアップテーブル（ＬＵＴ）回路２５は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるために用いるＬＵＴを格納するためのＲＡＭ等の記憶装置を備える。ＬＵＴ回路２５で用いられるこのＬＵＴのデータは、後述するキャリブレーションモードにおいてＣＰＵ２８によってＬＵＴ回路２５に対して設定される。パターン生成器２９は、キャリブレーションモードにおいて、テストパターン記憶領域３０ａに格納されている所定のテストパターン画像に相当するデータに基づいて印刷用の画像データを生成するとともに、当該画像データをディザ回路２６へ出力する。

＜コピー機能実行時の画像処理＞
次に、図４を参照して、本実施形態に係る複写機１００においてコピー機能が実現される場合に各デバイスで実行される画像処理について説明する。まず、リーダユニット１１０において、ＣＣＤセンサ１０５から出力された画像信号に対して画像処理部１０８で上述の画像処理が施される。当該画像処理において、ＣＣＤセンサ１０５からの輝度データは濃度データに変換される。画像処理部１０８から最終的に出力される濃度データは、例えば、工場出荷時の初期設定に基づく複写機１００のガンマ特性に応じて補正された画像データである。当該画像データは、プリンタユニット１２０のＬＵＴ回路２５へ送られる。なお、複写機１００においてプリンタ機能が実行される場合には、リーダユニット１１０からではなく、外部装置であるＰＣ２６１から入力インタフェース２５０を介して画像データが入力され、ＬＵＴ回路２５へ送られる。

ＣＰＵ２１４は、当該画像データをプリンタユニット１２０へ送る前に、プリンタユニット１２０の画像形成シーケンスの起動を要求するための信号をＣＰＵ２８へ送信する。ＣＰＵ２８は、当該要求を受信した際に別のジョブを実行中である場合には、当該要求を一時的に拒絶できる。その場合、ＣＰＵ２１４は、当該要求を許可することを示す信号がＣＰＵ２８から受信されるまで待機する。

ＬＵＴ回路２５は、原稿から画像を読み取って画像データを取得した際の原画像の濃度と、当該画像データを用いて印刷を行う際の用紙上の出力画像の濃度とを一致させることを目標として、入力された画像データの濃度特性をＬＵＴを用いて変換する。ＬＵＴ回路２５から出力された画像データは、ディザ回路２６ヘ入力される。ディザ回路２６は、入力された画像データに応じたパルス信号を、レーザドライバ２７へ出力する。その後、プリンタエンジン部３００において上述の画像形成処理が実行される。

ここで、図５を参照して、原稿の画像が読み取られ、用紙に当該画像が再現されるまでの各工程における複写機１００の特性について説明する。図５において第I象限は、原稿の画像の濃度（原稿濃度）を濃度データ（濃度信号）に変換するリーダユニット１１０の読取特性である。第II象限は、リーダユニット１１０からプリンタユニット１２０に送られた濃度データを、レーザ出力信号に変換するＬＵＴ回路２５の変換特性である。第III象限は、レーザ出力信号から出力画像の濃度（出力濃度）に変換するプリンタユニット１２０の記録特性である。さらに、第IV象限は、プリンタユニット１２０による出力濃度と、原稿の画像の原稿濃度との関係であり、複写機１００全体の階調再現特性に相当する。なお、複写機１００において、画像信号を８ビットに量子化した画像データを用いた画像処理を行っている場合には、図５に示すように階調数は２５６階調である。また、図５に示す原稿濃度と出力濃度とは、市販の濃度計を用いて測定した測定値である。

複写機１００は、第IV象限に示す階調再現特性がリニアな特性となるように、第III象限に示すプリンタユニット１２０の非線形な記録特性を第II象限に示すＬＵＴ回路２５の変換特性によって予め補償する。当該変換特性はＬＵＴ回路２５に設定されるＬＵＴによって定まる。本実施形態に係る複写機１００は、キャリブレーションモードにおいて、所定の階調レベルの濃度を有する複数のパッチ画像を含むテストパターン画像を印刷し、印刷した画像を用紙から読み取って得られる濃度データに基づいてＬＵＴのデータを作成する。さらに、複写機１００は、作成したＬＵＴデータをＬＵＴ回路２５に設定することによって、プリンタユニット１２０を用いて画像を形成する際の階調特性を調整する。以上の処理によって複写機１００は階調補正を実現する。

＜テストパターン画像＞
ここで、図９を参照して本実施形態に係る階調補正で用いるテストパターン画像９００について説明する。なお、図９において、矢印９２１は用紙６の搬送方向（感光ドラム４の副走査方向）を示しているため、矢印９２１の方向が上流側であり、また、矢印９２２は感光ドラム４の主走査方向を示している。図９に示すテストパターン画像９００には、複数のパッチ画像群９０１、９０２、９０３が感光ドラム４の主走査方向に並べて配置される。本実施形態では現像色ごとにパッチ画像群を形成しており、図９において参照符号９０１、９０２、９０３にそれぞれ添え字Ｋ、Ｙ、Ｍ及びＣを付加したものがそれらに対応する。以下では説明の簡略化のためにこれらの添え字の付加を省略し、一色のみについて説明するが、何れの現像色についても同様の手順によって階調補正を実現し得る。

各パッチ画像群には、所定の小領域に所定の濃度で形成される複数のパッチ画像が配置される。各パッチ画像は、図９において１６進数が表記された小領域にそれぞれ形成され、当該小領域全体で所定の濃度を均一に有する画像である。テストパターン画像９００には、画像形成の際に用いる所定の階調表現方法による階調パターンに含まれる各階調レベルの濃度を有する複数のパッチ画像が並べて配置される。後述するように、複写機１００は、所定の階調表現方法による階調特性を実現するために、これら複数のパッチ画像が形成された用紙を読み取って得られる各階調レベルの濃度データに基づいて、階調特性を補正する。

所定の階調表現方法による階調パターンに応じた複数のパッチ画像は、図９に示すように、テストパターン画像９００において複数のパッチ画像群９０１、９０２、９０３に分散して配置される。ここで、パッチ画像群９０１、９０２、９０３はそれぞれ階調パッチ部９１１と、後述する共通パッチ部９１２とを含む。本実施形態において、各パッチ画像群の階調パッチ部９１１には、互いに濃度が異なる複数のパッチ画像が配置される。これらの複数のパッチ画像は、同一のパッチ画像群内で互いに濃度が異なるとともに、異なるパッチ画像群間でも互いに濃度が異なる。なお、図９では階調パッチ部９１１の一例として、パッチ画像群ごとに１２階調の濃度のパッチ画像に含まれる場合を示している。

また、各階調パッチ部には、図９に示すように、矢印９２１の用紙の搬送方向（感光ドラム４の副走査方向）に沿って、上流から下流（一方の端部から他方の端部）に向かってパッチ画像の濃度が段階的に減少するように、パッチ画像が形成される。なお、これとは逆にパッチ画像の濃度が段階的に増加するようにパッチ画像が形成されてもよい。さらに、本実施形態に係るテストパターン画像９００では、矢印９２２に沿って高濃度から低濃度へ濃度が段階的に減少するように、パッチ画像群９０１、９０２、９０３のパッチ画像が配置される。

ここで、テストパターン画像９００における共通パッチ部９１２を使用せず、階調パッチ部９１１のみを使用して階調補正を行う場合について図７を参照して検討する。図７において、グラフ７０１はテストパターン画像９００の階調パッチ部９１１に配置された各パッチ画像をＣＣＤセンサ１０５で読み取って得た濃度データに対応する特性を表す。なお、横軸はテストパターン画像を用紙に形成する際の、各パッチ画像の濃度に応じたレーザ出力レベル（入力濃度）であり、縦軸は用紙に形成された各パッチ画像を読み取って得られる濃度（出力濃度）である。ただし、図８ではＫＹＭＣの各成分の階調特性のうちで特定の１色についてのみ一例として示している。

図７のグラフ７０２〜７０４は、感光ドラム４の主走査方向に沿って、用紙の中央部より左側、中央部、及び中央部より右側の領域に各濃度のパッチ画像を配置して、当該パッチ画像を読み取った場合に得られる特性を表す。グラフ７０２〜７０４から明らかなように、同一の入力濃度で用紙に形成されたパッチ画像であっても、それを読み取る位置に応じて得られる出力濃度が異なることがわかる。これは、上述したように、感光ドラム４の塗工むら等によって主走査方向に生じる濃度のむらに起因したものである。このため、テストパターン画像９００のように異なる階調レベルのパッチ画像を主走査方向に関して異なる位置に配置した状態で各パッチ画像を読み取ると、グラフ７０１に示すように、主走査方向に沿って位置に応じた歪みがその出力濃度に生じてしまう。ここで、７１１、７１２、７１３の部分は、パッチ画像群９０１、９０２、９０３に含まれるパッチ画像を読み取って得られたデータにそれぞれ対応しており、特に７１１、７１２、７１３の境界部分で大きな歪みが生じている。このグラフ７０１のデータをそのまま用いて階調補正を行うと、画像を出力する際の階調パターンに歪が生じてしまう結果となる。そこで、本実施形態では、テストパターン画像９００に共通パッチ部９１２を設け、それらを利用することによって、パッチ画像を読み取って得られる濃度データに生じるパッチ画像の位置に応じた歪みが階調補正に与える影響を軽減する。

各パッチ画像群の共通パッチ部９１２には、異なるパッチ画像群間で濃度が同一のパッチ画像が配置される。図９では共通パッチ部９１２の一例として、パッチ画像群ごとに、４階調の濃度のパッチ画像を含む場合を示している。図９に示すパッチ画像群９０１、９０２、９０３にそれぞれ含まれる４つのパッチ画像が有する濃度は、それぞれのパッチ画像群の階調パッチ部９１１に含まれるパッチ画像の濃度の中で最低及び最高の濃度に相当する。後述するように、ＣＰＵ２８は、これらの共通パッチ部９１２に含まれる各パッチ画像を読み取って得られる濃度データを基準として、パッチ画像群間で生じる主走査方向に関連する濃度の差分を解消するように、取得される各パッチ画像の濃度データを補正する。

なお、図９に示すように、共通パッチ部９１２は、その一部が階調パッチ部９１１と重複していてもよい。また、図９のテストパターン画像９００はあくまで一例にすぎず、各パッチ画像群に含まれる各パッチ画像の階調レベルの設定は、任意に設定することができる。

＜階調補正制御＞
以下では、図６のフローチャートに基づいて、本実施形態に係る複写機１００においてキャリブレーションモードで実行される階調補正についてより具体的に説明する。この階調補正はリーダユニット１１０のＣＰＵ２１４及びプリンタユニット１２０のＣＰＵ２８による協調した制御によって実現される。複写機１００において、キャリブレーションモードへの移行は、操作部２１７に配置されたユーザインタフェースを介してオペレータによって入力される指示によって行われる。複写機１００がキャリブレーションモードへ移行すると、Ｓ１０１以下の処理が開始される。

Ｓ１０１で、プリンタユニット１２０のＣＰＵ２８は、パターン生成器２９を起動して、階調補正用のテストパターン画像を用紙に印刷するための画像データを生成するとともに、当該画像を用紙へ印刷する。ここで、ＣＰＵ２８はパッチ形成手段として機能する。パターン生成器２９は、ＲＯＭ３０のテストパターン記憶領域３０ａに予め格納された所定のテストパターンに相当するデータを読み出すとともに、読み出したデータに基づいて印刷用の画像データを生成する。その後、ＣＰＵ２８は、生成した画像データを用いて用紙に印刷を行う。これにより、例えば、図９に一例として示すようなテストパターン画像が用紙に形成される。形成されたテストパターン画像が定着器７で用紙上に定着された後、当該用紙は排紙部から機外へ排紙される。（以下では、テストパターン画像が印刷された用紙を「テストプリント」と称する。）なお、テストプリントをプリンタユニット１２０から出力する場合には、ＬＵＴ回路２５は使用されない。

次に、Ｓ１０２で、リーダユニット１１０のＣＰＵ２１４は、出力したテストプリントの読み取りをＣＣＤセンサ１０５を用いて開始する。その際、ＣＰＵ２１４は、操作部２１７を制御して、排紙されたテストプリントを原稿台１０２にセットすることをユーザに促す指示を表示部２１８に表示する。さらに、テストプリントが原稿台１０２にセットされた後、操作部２１７に配置されたスタートボタン等の押下によってユーザから読み取り指示が入力されるまで待機する。当該指示が入力されると、ＣＰＵ２１４は、テストプリントのテストパターン画像の読み取りを開始する。

続いてＳ１０３で、ＣＰＵ２１４は、Ｓ１０２の読み取り結果に基づいてテストパターン画像に含まれる各パッチ画像の濃度データを取得する。ここで、テストプリントの読み取りの際に、テストプリントにおいて各パッチ画像が配置される位置に関する情報はＣＰＵ２１４によって数値的に管理されている。当該位置情報は、例えば、キャリブレーションモードへ移行した際にパターン生成器２９からＣＰＵ２１４へ予め送られてもよい。ＣＰＵ２１４は、テストプリント上で当該位置情報に対応する位置を読み取って得た反射光量をＲＧＢの成分ごとに求める。これにより、ＣＰＵ２１４は、各パッチ画像の位置の輝度データを取得する。なお、各パッチ画像を読み取る際の読取位置は、例えば、各パッチ画像が形成される小領域の中央部の領域に予め設定される。さらに、当該中央部の領域内における複数の読取値の平均した値を算出して、それを以下の処理に使用してもよい。

次に、ＣＰＵ２１４は、ラインディレイ部２０４から濃度変換部２２０へ画像信号が送られるように画像処理部１０８を制御する。ここで、濃度変換部２２０は以下の式（２）に示す変換式に相当する変換テーブルを予め保持している。濃度変換部２２０は、入力されたＲ、Ｇ、及びＢ値の輝度データを当該変換テーブルを用いて光学濃度へ変換する。なお、濃度変換部２２０は、市販の濃度計による測定結果と同等の値（絶対濃度）を得るために、当該変換結果を補正係数ｋｋ、ｋｙ、ｋｍ、及びｋｃで調整している。
Ｋ＝−ｋｋ×ｌｏｇ₁₀（Ｇ／２５５）
Ｙ＝−ｋｙ×ｌｏｇ₁₀（Ｂ／２５５）
Ｍ＝−ｋｍ×ｌｏｇ₁₀（Ｇ／２５５）
Ｃ＝−ｋｃ×ｌｏｇ₁₀（Ｒ／２５５）．．．（２）
以上の変換処理は、テストパターン画像の全てのパッチ画像に対して実行されるとともに、変換後の濃度データがプリンタユニット１２０のＣＰＵ２８へ送られる。

次に、Ｓ１０４で、ＣＰＵ２８は、リーダユニット１１０から受信した濃度データにおける主走査方向に関連する歪みを解消するために、当該濃度データを以下の処理により補正する。まず、ＣＰＵ２８は、テストプリントの印刷の際にパターン生成器２９からの画像データに基づいてレーザドライバ２７に設定したレーザ出力レベルと、テストプリントを読み取って得た濃度データとの関係を表す階調特性情報を、ディザ回路２６を用いて生成する。図８は当該階調特性の一例を示しており、図７と同様に特定の１色についてのみ示している。図８において、その縦軸と横軸とは図７と同様であり、また、図７と同一の部分については同一の参照番号を付している。また、グラフ７０１は、Ｓ１０４における補正前のグラフに相当し、テストプリントを読み取って得た濃度データそのものに相当する。

ＣＰＵ２８は、図８のグラフ７０１に示す補正前の濃度データを、グラフ８０１に示すような補正後の濃度データへ補正することによって、その歪みを解消する。具体的には、ＣＰＵ２８は、テストパターン画像９００の各パッチ画像群間で生じる主走査方向に関連する濃度の差分を解消するように、共通パッチ部９１２に配置されたパッチ画像から読み取った濃度データを基準として補正処理を実行する。当該処理は、例えば、複数のパッチ画像群の何れか１つにおける共通パッチ部に配置されたパッチ画像の濃度データを基準として、当該基準値と他のパッチ画像群に配置された各パッチ画像の濃度データとの比率に基づいて補正することにより実現できる。本実施形態では、パッチ画像群９０１、９０２、９０３の中で中央部のパッチ画像群９０２を基準として、他のパッチ画像群９０１、９０２に含まれるパッチ画像の濃度データを以下の（１）〜（４）の流れで補正する。

ここで、図１０は、図９に示すテストパターン画像９００に含まれる各パッチ画像の階調レベルを示しており、表記された数値が少ないほど高い階調レベルであることを示している。例えば、Ｋ０９は１０番目に高い濃度に対応する階調レベルを表し、Ｄ（Ｋ０９）と表記した場合には当該階調レベルの濃度データを表す。図１０に示すように、階調パッチ部９１１には、パッチ画像群９０１、９０２、９０３の順に高濃度、中間濃度、低濃度の階調レベルのパッチ画像が配置されている一方で、共通パッチ部９１２には、各パッチ画像群に同一の階調レベルのパッチ画像が配置される。なお、図１０に示す共通パッチ部９１２の各階調レベルの表記には、複数のパッチ画像群間における区別のために、添え字(h)、(m)及び(l)を付加している。また、図１０にはブラック（Ｋ）の階調レベルのみを示しているが、他のＹＭＣについても同様の表記が可能である。

（１）ＣＰＵ２８は、中央部のパッチ画像群９０２における共通パッチ部９１２の濃度データＤ（Ｋ００(m)）、Ｄ（Ｋ１２(m)）、Ｄ（Ｋ２４(m)）及びＤ（Ｋ３６(m)）を、濃度データの補正処理のための基準値とする。ここで、基準としたパッチ画像群９０２に属する階調パッチ部９１１に含まれるパッチ画像の濃度データ（階調レベルＫ１３〜２３）については、補正しなくともよい。また、パッチ画像群９０１Ｋ、９０３Ｋの各々の補正処理に用いる基準値は、上記４つの濃度データのうちで、補正対象のパッチ画像群の階調パッチ部９１１に属する階調レベル又は隣接する階調レベルのパッチ画像の濃度データとすればよい。即ち、パッチ画像群９０１Ｋに対してはＤ（Ｋ００(m)）及びＤ（Ｋ１２(m)）を使用し、パッチ画像群９０３Ｋに対してはＤ（Ｋ２４(m)）及びＤ（Ｋ３６(m)）を使用する。

（２）ＣＰＵ２８は、高濃度のパッチ画像群９０１Ｋにおける共通パッチ部９１２に配置されたパッチ画像の濃度データと、上記基準値との比率ａを算出する。
ａ（Ｋ００）＝Ｄ（Ｋ００(m)）／Ｄ（Ｋ００(h)）
ａ（Ｋ１２）＝Ｄ（Ｋ１２(m)）／Ｄ（Ｋ１２(h)）

（３）ＣＰＵ２８は、（２）で算出した比率ａ（Ｋ００）、ａ（Ｋ１２）を線形補間することによって、パッチ画像群９０１Ｋの階調パッチ部９１１に含まれる濃度データＤ（Ｋ０１）〜Ｄ（Ｋ１１）に対して乗算する比率ａ（Ｋ０１）〜ａ（Ｋ１１）を算出する。当該線形補間は、補正対象の濃度データに対応する入力濃度に応じて実行される。本実施形態では、入力濃度に対応する階調レベルを等間隔に設定しているため、ａ（Ｋ００）〜ａ（Ｋ１２）との間で等差となるように、各比率が以下のように算出される。
ΔＫ＝（ａ（Ｋ００）−ａ（Ｋ１２））／１２
ａ（Ｋ０１）＝ａ（Ｋ００）＋ΔＫ× １
ａ（Ｋ０２）＝ａ（Ｋ００）＋ΔＫ× ２
：
ａ（Ｋ１１）＝ａ（Ｋ００）＋ΔＫ×１１

（４）ＣＰＵ２８は、算出した各比率をパッチ画像群９０１に含まれる補正対象の濃度データＤ（Ｋ００）〜Ｄ（Ｋ１２）に対して以下のように乗算することによって、補正後の濃度データＤ'（００）〜Ｄ'（１２）を得る。
Ｄ'（００）＝Ｄ（Ｋ００(m)）＝Ｄ（Ｋ００(h)）×ａ（Ｋ００）
Ｄ'（０１）＝Ｄ（Ｋ０１）×ａ（Ｋ０１）
Ｄ'（０２）＝Ｄ（Ｋ０２）×ａ（Ｋ０２）
：
Ｄ'（１１）＝Ｄ（Ｋ１１）×ａ（Ｋ１１）
Ｄ'（１２）＝Ｄ（Ｋ１２(m)）＝Ｄ（Ｋ１２(h)）×ａ（Ｋ１２）
以上により、パッチ画像群９０１Ｋに含まれるパッチ画像の濃度データに対する補正処理が終了する。引き続き、ＣＰＵ２８は、パッチ画像群９０３Ｋに含まれる低濃度のパッチ画像の濃度データに関しても同様に（２）〜（４）の処理を実行する。その場合、上述の説明において添え字(h)を(l)に読み替えるとともに、Ｄ（Ｋ２４(m)）及びＤ（Ｋ３６(m)）を基準値として使用すればよい。

次に、Ｓ１０５で、ＣＰＵ２８は、プリンタユニット１２０の階調特性を調整するために、補正後の各パッチ画像の濃度データを用いて、ＬＵＴ回路２５に設定するＬＵＴデータを作成する。当該ＬＵＴは、図８のグラフ８０１に示す階調特性曲線について、縦軸の値を画像処理部１０８からのＬＵＴ回路２５への入力とし、それに対するＬＵＴ回路２５からディザ回路２６への出力を横軸の値とする変換テーブルに相当する。これにより、上述したように、第III象限に示すプリンタユニット１２０の非線形な記録特性が第II象限に示すＬＵＴ回路２５の変換特性によって予め補償されることになる。なお、ＬＵＴに含まれる複数の変換用データのうちで、テストパターン画像９００に含まれる各パッチ画像の濃度が離散的な値であるために得られないデータは、一般的な補間演算やスムージング処理を用いて算出され得る。その場合、入力レベル「０」に対する出力レベルを「０」とする制限条件が設定される。

続いてＳ１０６で、ＣＰＵ２８は、作成したＬＵＴのデータをＬＵＴ回路２５に対して設定することによって、プリンタユニット１２０の階調特性を調整する。これにより、ＣＰＵ２８はキャリブレーションモードにおける階調補正を終了する。なお、ＣＰＵ２８は、表示部２１８に対して、上述のキャリブレーションが完了したことを示す情報や、原稿台１０２からテストプリントを取り除くように指示する情報を表示するように操作部２１７を制御してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る複写機１００は、階調補正を実行する場合、所定の小領域に所定の濃度で形成される複数のパッチ画像を配置したパッチ画像群を、感光ドラム４の主走査方向に並べて配置したテストパターン画像９００を用紙に形成する。ここで、当該テストパターン画像９００に含まれる各パッチ画像群は、濃度が異なる複数のパッチ画像を配置した階調パッチ部と、異なるパッチ画像群間で濃度が同一のパッチ画像を配置した共通パッチ部とを有する。複写機１００は、用紙に形成されたテストパターン画像９００をＣＣＤセンサ１０５で読み取って、当該画像に含まれる各パッチ画像の濃度データを取得する。さらに、複写機１００は、取得された各パッチ画像の濃度データにおいてパッチ画像群間で生じる主走査方向に関連する濃度の差分を解消するように、取得された各パッチ画像の濃度データを補正する。その際、複写機１００は、共通パッチ部に配置されたパッチ画像の濃度データを基準として当該補正処理を実行するとともに、補正後の各パッチ画像の濃度データを用いて、プリンタユニット１２０が画像を形成する際の階調を調整する。

これにより、複写機１００は、複数のパッチ画像が含まれるパッチ画像群が配置される主走査方向に沿った位置に応じて、それらのパッチ画像から得られる濃度データに生じる歪みを解消することができる。従って、複写機１００は、そのような補正後の濃度データを用いてプリンタユニット１２０の階調特性を調整することができるため、優れた階調補正を実現できる。さらに、例えば、特許文献２のように複数枚の用紙に形成したテストパターン画像から各パッチ画像の濃度データを取得し、平均化する手法を用いることなく、上記の歪みの影響を抑制することができる。このため、そのような手法と比較して、結果的に少ない枚数の用紙の使用に基づいて階調補正を実行できるとともに、より短時間で階調補正を実行することができる。

また、本実施形態では、各パッチ画像の濃度データを補正する際に、複数のパッチ画像群９０１、９０２、９０３のうちで中央部のパッチ画像群９０２の共通パッチ部から得られる濃度データを基準としたが、他のパッチ画像群を基準としてもよい。さらには、特定のパッチ画像群の共通パッチ部から得られる濃度データを補正の際の基準とするのではなく、複数のパッチ画像群の共通パッチ部から得られる濃度データを平均化した値を基準として用いてもよい。その場合には、感光ドラム４の主走査方向に関して平均的な濃度特性を補正処理に反映させることができる。

また、本実施形態に示した各種の設定はあくまで一例であって、それらに限定されず、種々の変形を行うことができる。例えば、本実施形態では、階調補正に用いるテストパターン画像９００に含まれるパッチ画像の階調数を３７階調としたが、本発明はこれに限定されず、任意の階調数をテストパターン画像９００に使用し得る。主走査方向に配置するパッチ画像群の数も３つに限定されず、任意の数のパッチ画像群を配置し得る。各パッチ画像群に配置する複数のパッチ画像の濃度に関しても、本実施形態のように段階的に変化するパターンではなく、パッチ画像群ごとに任意のパターンに設定することができる。

さらに、本実施形態では、テストパターン画像９００が１種類の階調表現方法に対応した複数のパッチ画像群を含む構成について説明してきたが、本発明はこれに限定されない。即ち、テストパターン画像９００は、異なる階調表現方法に対応した複数のパッチ画像群を含んでいてもよい。その場合、複写機１００は、異なる階調表現方法のそれぞれについて取得した各パッチ画像の濃度データを、本実施形態と同様に補正し得る。以上のような種々の変形例を実施した場合にも、本実施形態と同等の効果を得ることができる。

［第２の実施形態］
次に、図１１を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。上述の感光ドラム４上の位置に応じた感度のむら等は、主走査方向だけでなく副走査方向にも生じる場合がある。それにより、テストパターン画像の各パッチ画像を読み取って得られる濃度データに対して、主走査方向だけでなく副走査方向に関連した歪みが生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、複写機１００はテストパターン画像９００の代わりに図１１に示すテストパターン画像１１００を使用して階調補正を実行することを特徴とする。以下では、第１の実施形態とは異なる部分についてのみ説明する。

図１１のテストパターン画像１１００には、テストパターン画像９００のように用紙の搬送方向（矢印９２１）に対して上流側の端部と下流側の端部との両方に共通パッチ部１１１２、１１１３が配置される。パッチ画像群１１０１、１１０２、１１０３の各々の階調パッチ部１１１１の階調パターンは、テストパターン画像９００と同様に、上流側から下流側に向かって濃度が段階的に減少するパターンに設定される。この階調パターンに対応して、本実施形態では、上流側の共通パッチ部１１１２には、パッチ画像群１１０１、１１０２、１１０３の各々の階調パッチ部１１１１において最高の濃度（１６、７８、ＦＦ）のパッチ画像を配置する。一方で、下流側の共通パッチ部１１１３には、それらのパッチ画像群の各々の階調パッチ部１１１１において最低の濃度（１、１Ａ、８０）のパッチ画像を配置する。これにより、濃度データの補正に用いる基準に設定される共通パッチ部１１１２、１１１３のパッチ画像の濃度が、階調パッチ部１１１１の濃度の変化に対して段階的に変化するようにする。

テストパターン画像１１００を用いた階調補正は、第１の実施形態と同様、図６のフローチャートに基づいて実行される。第１の実施形態と異なる部分は、Ｓ１０４の（１）及び（２）である。Ｓ１０４の（１）において、ＣＰＵ２８は、上流側の共通パッチ部１１１２の濃度データだけでなく、下流側の共通パッチ部１１１３の濃度データについても基準値とする。また、Ｓ１０４の（２）において、ＣＰＵ２８は、ａ（Ｋ００）の算出には上流側の共通パッチ部１１１２の濃度データを、ａ（Ｋ１２）の算出には下流側の共通パッチ部１１１３の濃度データを使用する。

このように、本実施形態では、テストパターン画像１１００において副走査方向に隣接した複数のパッチ画像の階調レベルが、階調パッチ部１１１１だけでなく共通パッチ部１１１２、１１１３も含めて段階的に変化するように設定される。これにより、副走査方向の位置に関連する濃度データの変化に合わせて、階調パッチ部１１１１の補正に用いる比率を共通パッチ部で算出した比率に基づいて線形補間することができる。従って、本実施形態に係る複写機１００は、第１の実施形態における効果に加えて、感光ドラム４の副走査方向に関連する濃度データの歪みを抑制した階調補正を実行することができ、階調補正の精度をより向上させることができる。

Claims

原稿から画像を読み取る読取手段と、記録材に画像を形成する画像形成手段とを備える画像形成装置であって、
所定の小領域に所定の濃度で形成される複数のパッチ画像を配置したパッチ画像群であって、濃度が異なる複数のパッチ画像を配置した階調パッチ部と、異なるパッチ画像群間で濃度が同一のパッチ画像を配置した共通パッチ部とを有する複数の前記パッチ画像群を、前記画像形成手段の主走査方向に並べて配置したテストパターン画像を、前記画像形成手段を用いて前記記録材に形成するパッチ形成手段と、
前記記録材に形成された前記テストパターン画像を前記読取手段で読み取って、該テストパターン画像に含まれる各パッチ画像の濃度データを取得する取得手段と、
取得された各パッチ画像の前記濃度データにおいて前記パッチ画像群間で生じる前記主走査方向に関連する濃度の差分を解消するように、前記共通パッチ部に配置されたパッチ画像の前記濃度データを基準として、取得された各パッチ画像の前記濃度データを補正する補正手段と、
補正された各パッチ画像の前記濃度データを用いて、前記画像形成手段が画像を形成する際の階調を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記補正手段は、
前記複数のパッチ画像群の何れか１つにおける前記共通パッチ部に配置されたパッチ画像の前記濃度データを基準とする基準値と、他のパッチ画像群の前記共通パッチ部に配置されたパッチ画像の前記濃度データとの比率に基づいて、該他のパッチ画像群に配置された各パッチ画像の前記濃度データを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記補正手段は、
前記共通パッチ部に配置されたパッチ画像の前記濃度データを複数の前記パッチ画像群間で平均化した値を基準とする基準値と、各パッチ画像群の前記共通パッチ部に配置されたパッチ画像の前記濃度データとの比率に基づいて、当該パッチ画像群に配置された各パッチ画像の前記濃度データを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
各パッチ画像群の前記共通パッチ部には、当該パッチ画像群の前記階調パッチ部に配置されるパッチ画像のうちで最低及び最高の濃度のパッチ画像が配置され、
前記補正手段は、
各パッチ画像群について、前記共通パッチ部に配置された前記最低及び最高の濃度のパッチ画像の前記濃度データと前記基準値との前記比率をそれぞれ算出し、算出した該比率を当該パッチ画像群に配置された各パッチ画像の濃度に応じて線形補間した値を用いて、各パッチ画像の前記濃度データを補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
前記階調パッチ部には、
前記記録材に対する前記画像形成手段の副走査方向に沿って、該記録材の一方の端部から他方の端部に向かってパッチ画像の濃度が段階的に増加又は減少するように、前記複数のパッチ画像が形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記共通パッチ部は、
前記テストパターン画像において、前記記録材に対する前記画像形成手段の副走査方向の一方及び他方の端部の少なくとも１つに形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記テストパターン画像は、複数の現像色に対応した複数のパッチ画像群を含み、
前記補正手段は、前記複数の現像色のそれぞれについて取得された各パッチ画像の前記濃度データを補正することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記テストパターン画像は、異なる階調表現方法に対応した複数のパッチ画像群を含み、
前記補正手段は、前記異なる階調表現方法のそれぞれについて取得された各パッチ画像の前記濃度データを補正することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
原稿から画像を読み取る読取手段と、記録材に画像を形成する画像形成手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
パッチ形成手段が、所定の小領域に所定の濃度で形成される複数のパッチ画像を配置したパッチ画像群であって、濃度が異なる複数のパッチ画像を配置した階調パッチ部と、異なるパッチ画像群間で濃度が同一のパッチ画像を配置した共通パッチ部とを有する複数の前記パッチ画像群を、前記画像形成手段の主走査方向に並べて配置したテストパターン画像を、前記画像形成手段を用いて前記記録材に形成するパッチ形成工程と、
取得手段が、前記記録材に形成された前記テストパターン画像を前記読取手段で読み取って、該テストパターン画像に含まれる各パッチ画像の濃度データを取得する取得工程と、
補正手段が、取得された各パッチ画像の前記濃度データにおいて前記パッチ画像群間で生じる前記主走査方向に関連する濃度の差分を解消するように、前記共通パッチ部に配置されたパッチ画像の前記濃度データを基準として、取得された各パッチ画像の前記濃度データを補正する補正工程と、
調整手段が、補正された各パッチ画像の前記濃度データを用いて、前記画像形成手段が画像を形成する際の階調を調整する調整工程と
を実行することを特徴とする画像形成装置の制御方法。