JP2011085780A - 画像形成装置及び階調補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１回の補正における用紙の出力枚数を低減させつつ、補正精度を維持する。
【解決手段】画像形成部において用紙１０面分のプリントが終了する毎に（ステップＳ５；ＹＥＳ）、複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を用紙上にプリントし、チャートを１枚出力する（ステップＳ６）。そして、一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサにより検出し、各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に画像形成部の階調特性を補正する際に用いる補正カーブを算出する（ステップＳ８）。新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブを１：３の比で加算し（ステップＳ９）、補正カーブ記憶部に記憶されている補正カーブを更新する（ステップＳ１０）。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及び階調補正方法に関する。

一般に、プリンタにとって階調の安定性は非常に重要である。従来、電子写真方式の画像形成装置では、複数の濃度のパッチを含む階調パターン画像を転写ベルト上に形成し、この階調パターン画像の濃度を測定し、測定結果に基づいて階調補正を行うことで、階調の安定性を確保してきた（特許文献１、特許文献２参照）。

しかし、転写ベルト上の濃度を測定する方法では、転写ベルトから用紙への転写（２次転写）及び定着の影響までは加味されないため、実際の出力紙上における階調の安定性を保証することはできなかった。

また、従来、プリンタ階調の安定性問題の一つとして、カバレッジ（画像率）が大きく変化した場合、そこから最初の１００枚程度は濃度が安定しない、という現象があった。これは、転写ベルト上の濃度を測定しても制御することが困難であるため、現状では最初の１００枚をやれ紙（損紙）として捨てていた。

そこで、昨今、画像形成時に一定間隔で用紙上に階調パターン画像を形成し、出力された用紙上の階調パターン画像を濃度センサで測定することでプリンタの階調補正を行う手法が用いられるようになってきている。実際に出力された用紙を用いて一定間隔で階調補正を実施することで、安定した出力結果を供給することができる。濃度センサのアパーチャー等の制限より、用紙１枚に形成可能なパッチ数は限られるため、３２階調のパターンを用いる場合にはＡ４サイズで４枚ほど階調パターン画像を出力することが必要となる（図４参照）。

特開２００３−３５９７７号公報 特開２００５−１６４９２２号公報

しかし、用紙上に階調パターン画像を形成する方法では、実際に用紙を出力する必要があるため、１回の補正に４枚の階調パターン画像を出力する場合、１００枚出力する途中で１０枚に１回の間隔で補正を行うと、合計で４０枚のやれ紙が出てしまうことになる。

このように、補正を行う度に複数の階調パターン画像を出力していたのでは、出力枚数も多くなり、その分時間も長くかかる。また、階調パターン画像中のパッチ数を減らして１枚の用紙に収める簡易的な補正もあったが、その分補正精度が低かった。

本発明は上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、１回の補正における用紙の出力枚数を低減させつつ、補正精度を維持することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、画像形成部と、濃度センサと、複数の異なる濃度のパッチを含む階調パターン画像を複数種類記憶する階調パターン画像記憶部と、前記画像形成部の階調特性を補正する際に用いる補正カーブを記憶する補正カーブ記憶部と、前記画像形成部において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、前記階調パターン画像記憶部に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、前記画像形成部を制御して前記読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を前記濃度センサにより検出し、当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の前記複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて前記補正カーブ記憶部に記憶されている補正カーブを更新する制御部と、を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記複数種類の階調パターン画像はそれぞれ異なるものであり、前記複数種類の階調パターン画像のそれぞれは、最低濃度から最高濃度までの範囲のうち複数の濃度のパッチを含む。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記一の階調パターン画像から得られる補正カーブと現状の補正カーブとの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、前記階調パターン画像記憶部に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から前記一の階調パターン画像を除く他の階調パターン画像を読み出し、前記画像形成部を制御して前記読み出された他の階調パターン画像をそれぞれ用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた他の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を前記濃度センサにより検出し、前記複数種類の階調パターン画像全てに対する検出結果に基づいて、前記補正カーブ記憶部に記憶されている補正カーブを更新する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記制御部は、前記補正カーブの更新の前後において、当該両補正カーブの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、前記予め定められた面数の値をより小さくする。

請求項５に記載の階調補正方法は、画像形成部において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、複数の異なる濃度のパッチを含む階調パターン画像を複数種類記憶する階調パターン画像記憶部に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、前記画像形成部を制御して前記読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせる工程と、当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサにより検出する工程と、当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の前記複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて前記画像形成部の階調特性を補正する際に用いる補正カーブを更新する工程と、を含む。

請求項１、５に記載の発明によれば、予め定められた面数のプリントが終了する毎に、一の階調パターン画像をプリントするので、１回の補正における用紙の出力枚数を低減させることができる。また、予め定められた面数のプリントが終了する毎に、いずれかの階調パターン画像の濃度検出結果に基づいて補正カーブを更新するので、補正精度を維持することができる。

請求項２に記載の発明によれば、複数種類の階調パターン画像のうちいずれかのみを用いた場合にも、ある程度のレベルの補正精度を確保することができる。

請求項３に記載の発明によれば、一の階調パターン画像から得られる補正カーブと現状の補正カーブとの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、他の階調パターン画像も用いて補正カーブを更新するので、補正精度を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、補正カーブの更新の前後において、両補正カーブの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、補正カーブの更新の頻度を上げることができる。

第１の実施の形態における画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。 画像形成部の内部構成を示す図である。 濃度センサの概略構成図である。 階調パターン画像の例を示す図である。 各階調パターン画像に含まれる各パッチに対応する階調値を示す図である。 第１の実施の形態における画像形成装置において実行される第１の階調補正処理を示すフローチャートである。 補正のタイミングを説明するための図である。 第２の実施の形態における画像形成装置において実行される第２の階調補正処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における画像形成装置において実行される第３の階調補正処理を示すフローチャートである。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１に、第１の実施の形態における画像形成装置１００の機能的構成を示す。画像形成装置１００は、コピー機能、画像読取機能、プリンタ機能を備えた複合機であって、電子写真方式のカラー画像形成装置である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、制御部１０、操作表示部２０、スキャナ部３０、画像処理部４０、画像形成部５０、濃度センサ７０、記憶部８０、通信部９０等により構成され、各部はバスにより接続されている。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。ＣＰＵは、操作表示部２０の操作により、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って、画像形成装置１００の各部の動作を集中制御する。

制御部１０は、画像形成部５０において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、画像形成部５０を制御して読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサ７０により検出し、当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブを更新する。

操作表示部２０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）により構成され、制御部１０から入力される表示信号の指示に従って表示画面上に各種操作ボタンや装置の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。ＬＣＤの表示画面上は、透明電極を格子状に配置して構成された感圧式（抵抗膜圧式）のタッチパネルで覆われており、手指やタッチペン等で押下された位置座標を電圧値で検出し、検出された位置信号を操作信号として制御部１０に出力する。また、操作表示部２０は、数字ボタン、スタートボタン等の各種操作ボタンを備え、ボタン操作による操作信号を制御部１０に出力する。

スキャナ部３０は、原稿を載置するコンタクトガラスの下部にスキャナを備えて構成され、原稿の画像を読み取る。スキャナは、光源、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、Ａ／Ｄ変換器等により構成され、光源から原稿へ照明走査した光の反射光を結像して光電変換することにより原稿の画像をＲＧＢ信号として読み取り、読み取った画像をＡ／Ｄ変換して画像処理部４０に出力する。

画像処理部４０は、スキャナ部３０により読み取って得られた画像データ、通信部９０により受信された画像データに対して、画像形成部５０の階調特性を補正するガンマ補正処理、中間調処理等の画像処理を施して画像形成部５０に出力する。画像処理部４０は、制御部１０のＣＰＵとＲＯＭに記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。

画像形成部５０は、電子写真方式により、画像処理部４０から出力されたＹＭＣＫの画像データに基づいて、用紙上に画像を形成して出力する。
図２に、画像形成部５０の内部構成を示す。図２に示すように、画像形成部５０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の感光体ドラム５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋと、現像器５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋと、帯電器５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋと、クリーナ５４Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｋと、１次転写ローラ５５Ｙ，５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｋと、中間転写ベルト５６と、ローラ５７と、レジストローラ５８と、２次転写ローラ５９と、定着ユニット６０と、排紙ローラ６１とを備えて構成されている。

ここで、画像形成部５０における画像形成について説明する。
まず、感光体ドラム５１Ｙが回転し、その表面が帯電器５３Ｙにより帯電され、図示しないレーザ光源等の露光によりその帯電部分に画像処理部４０から入力されたＹデータの画像の潜像が形成される。そして、現像器５２Ｙによりその潜像部分にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は１次転写ローラ５５Ｙの圧接により中間転写ベルト５６に転写される。トナー像は、出力対象の画像データに対応するイエローの像となる。転写されなかったトナーは、クリーナ５４Ｙにより除去される。
マゼンタ、シアン、黒のトナー像についても、それぞれ同様に形成及び転写される。

ローラ５７、１次転写ローラ５５Ｙ，５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｋ、２次転写ローラ５９の回転により、中間転写ベルト５６が回転し、ＹＭＣＫのトナー像が中間転写ベルト５６上に順に重ねられて転写される。また、レジストローラ５８の回転により、図示しない給紙トレイから用紙が２次転写ローラ５９に搬送される。

２次転写ローラ５９の圧接部を用紙が通過することにより、中間転写ベルト５６上のＹＭＣＫのトナー像が用紙に転写される。ＹＭＣＫのトナー像が転写された用紙は、定着ユニット６０を通過する。定着ユニット６０の加圧及び加熱により、ＹＭＣＫのトナー像が用紙上に定着されてカラー画像が形成される。画像形成された用紙は、排紙ローラ６１により、図示しない排紙トレイ等に搬送される。なお、画像形成部５０により階調パターン画像のプリントが行われた場合には、通常のプリントが行われた場合とは異なるトレイに排紙される。例えば、通常のプリントが行われた場合にはメイントレイに排紙され、階調パターン画像のプリントが行われた場合にはサブトレイに排紙される。

また、両面印刷をする場合には、片面に画像形成された用紙が、図示しない両面搬送ユニットにより反転され、画像形成されていない面に再び画像形成するようにレジストローラ５８により、２次転写ローラ５９に搬送される。

濃度センサ７０は、画像形成部５０により画像形成された定着後の用紙上の階調パターン画像の各パッチの濃度に応じた電圧値を制御部１０に出力する。濃度センサ７０は、図２に示すように、定着ユニット６０の後段、すなわち、用紙の搬送方向において定着ユニット６０の下流側に設けられている。
本実施の形態では、画像形成装置１００の本体内に濃度センサ７０を設けた例を示しているが、本体から排出された用紙上の階調パターン画像を、本体外に設けられた濃度センサ７０にて検出するようにしてもよい。

図３に、濃度センサ７０の概略構成を示す。図３に示すように、濃度センサ７０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）７１、レンズ７２、受光素子７３等を備える。濃度センサ７０は、階調パターン画像が形成された用紙上の各パッチにＬＥＤ７１から光を照射し、その反射光をレンズ７２を介して受光素子７３により受光する。そして、受光素子７３は反射光に応じた電圧値を制御部１０に出力する。ＬＥＤ７１として、濃度の検出対象色がシアン及び黒の場合には赤色ＬＥＤを用い、マゼンタの場合には緑色ＬＥＤを用い、イエローの場合には青色ＬＥＤを用いる。

制御部１０は、濃度センサ７０から出力される電圧値に基づいて、各パッチの濃度を検出する。イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各濃度は、ＸＹＺデータのいずれかの値に換算される。具体的には、イエローの濃度はＺ値、マゼンタの濃度はＹ値、シアンの濃度はＸ値、黒の濃度はＹ値で表される。

記憶部８０は、ハードディスクやフラッシュメモリ等により構成され、各種データを記憶する。記憶部８０は、階調パターン画像を形成するためのＹＭＣＫデータを複数種類記憶する階調パターン画像記憶部８１、画像形成部５０の階調特性を補正する際に用いる補正カーブのデータをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に記憶する補正カーブ記憶部８２等を有する。

本実施の形態では、図４に示すように、四つの階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を用いる。各階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はそれぞれ異なるものであり、各階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、最低濃度（階調値０）から最高濃度（階調値２５５）までの範囲のうち所定の範囲以上にわたる複数の濃度のパッチを含んでいる。

図５に、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている各階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に含まれる各パッチに対応する階調値を示す。
階調パターン画像Ｐ１に含まれるイエロー色のパッチＹ１〜Ｙ８の階調値は、それぞれ０，３２，６５，９８，１３１，１６４，１９７，２３０である。階調パターン画像Ｐ１に含まれるマゼンタ色のパッチＭ１〜Ｍ８、シアン色のパッチＣ１〜Ｃ８、黒色のパッチＫ１〜Ｋ８の階調値についても同様である。

階調パターン画像Ｐ２に含まれるイエロー色のパッチＹ９〜Ｙ１６の階調値は、それぞれ８，４１，７４，１０６，１３９，１７２，２０５，２３８である。階調パターン画像Ｐ２に含まれるマゼンタ色のパッチＭ９〜Ｍ１６、シアン色のパッチＣ９〜Ｃ１６、黒色のパッチＫ９〜Ｋ１６の階調値についても同様である。

階調パターン画像Ｐ３に含まれるイエロー色のパッチＹ１７〜Ｙ２４の階調値は、それぞれ１６，４９，８２，１１５，１４８，１８０，２１３，２４６である。階調パターン画像Ｐ３に含まれるマゼンタ色のパッチＭ１７〜Ｍ２４、シアン色のパッチＣ１７〜Ｃ２４、黒色のパッチＫ１７〜Ｋ２４の階調値についても同様である。

階調パターン画像Ｐ４に含まれるイエロー色のパッチＹ２５〜Ｙ３２の階調値は、それぞれ２４，５７，９０，１２３，１５６，１８９，２２２，２５５である。階調パターン画像Ｐ４に含まれるマゼンタ色のパッチＭ２５〜Ｍ３２、シアン色のパッチＣ２５〜Ｃ３２、黒色のパッチＫ２５〜Ｋ３２の階調値についても同様である。

補正カーブ記憶部８２には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブのデータが記憶されている。補正カーブは、画像形成部５０の階調特性を補正する際に用いるものであり、入力値と出力値とが対応付けられている。補正カーブは、入力値に対して出力濃度がリニアになるような階調変換を行うためのものである。補正カーブは、入力値に対する演算式の形で記憶されていてもよいし、入力値と出力値とを対応付けたＬＵＴ（Look Up Table）の形で記憶されていてもよい。

通信部９０は、モデム、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタ、ルータ、ＴＡ（Terminal Adapter）等によって構成され、ネットワークＮに接続された各装置との通信制御を行う。

次に、動作について説明する。
図６は、第１の実施の形態における画像形成装置１００において実行される第１の階調補正処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部１０のＣＰＵとＲＯＭに記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。

画像形成装置１００では、短間隔補正モードに設定されている（ステップＳ１）。短間隔補正モードは、プリント面数１０面毎に階調補正（補正カーブの更新）を行うモードである。
まず、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値が０に初期化される（ステップＳ２）。プリント面数カウンタは、画像形成部５０におけるプリント処理に対して、用紙の面毎にカウントされるものであり、片面印刷の場合には１枚の出力で「１」だけカウンタ値が増加し、両面印刷の場合には１枚の出力で「２」だけカウンタ値が増加する。プリント面数カウンタのカウンタ値は、制御部１０のＲＡＭに記憶されている。

次に、制御部１０の制御に従って、画像形成部５０により、用紙１面分のジョブが実行される（ステップＳ３）。そして、制御部１０により、プリント面数カウンタが１インクリメントされる（ステップＳ４）。ここで、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値を１０で割った余りが０であるか否か、すなわち、プリント面数カウンタのカウンタ値が１０で割り切れるか否かが判断される（ステップＳ５）。プリント面数カウンタのカウンタ値を１０で割った余りが０でない場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が繰り返される。

ステップＳ５において、プリント面数カウンタのカウンタ値を１０で割った余りが０である場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、制御部１０により、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像が読み出され、画像形成部５０が制御されて、一の階調パターン画像が用紙上にプリントされ、チャートが１枚出力される（ステップＳ６）。図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ６の処理が行われる度に、複数種類の階調パターン画像の中から異なる階調パターン画像のプリントが実行され、複数種類の階調パターン画像全てについてプリントが終了した後、また初めの階調パターン画像に戻り、この順序に従って階調パターン画像のプリントが繰り返される。

次に、制御部１０により、濃度センサ７０から出力される電圧値に基づいて、用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度が検出される（ステップＳ７）。次に、制御部１０により、各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出される（ステップＳ８）。

次に、制御部１０により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に、ステップＳ８で新たに算出された補正カーブと、補正カーブ記憶部８２に記憶されている現状の補正カーブが１：３の比で加算され（ステップＳ９）、補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブが更新される（ステップＳ１０）。具体的には、制御部１０により、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブにおいて、同一の入力値に対応付けられている各出力値に対して、１：３の比で重み付け平均値が算出される。なお、一の階調パターン画像については、ステップＳ７で新たに得られた各パッチの濃度の検出結果を用い、他の階調パターン画像については、過去の検出結果を用いて、全てのパッチの濃度の検出結果に基づいて、補正カーブを算出し直すこととしてもよい。

次に、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値が１００以上であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。プリント面数カウンタのカウンタ値が１００未満の場合には（ステップＳ１１；ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜ステップＳ１１の処理が繰り返される。

ステップＳ１１において、プリント面数カウンタのカウンタ値が１００以上である場合には（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、制御部１０により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に、補正カーブの更新の前後において、両補正カーブの間に予め定められた一定値以上の差分があるか否かが判断される（ステップＳ１２）。例えば、制御部１０により、更新後の補正カーブと更新前の補正カーブとの間で、同一の入力値に対する出力値の差分の平均値が算出され、この平均値が一定値以上であるか否かが判断される。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色において、補正カーブの更新の前後で、両補正カーブの間に一定値以上の差分がある場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、短間隔補正モードが継続され、ステップＳ１〜ステップＳ１２の処理が繰り返される。

ステップＳ１２において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれの色においても、補正カーブの更新の前後で、両補正カーブの間に一定値以上の差分がない場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、濃度が安定してきたと考えられるため、長間隔補正モードに移行する（ステップＳ１３）。長間隔補正モードでは、プリント面数１０００面毎に階調パターン画像がプリントされ、各パッチの濃度の検出結果に基づいて、補正カーブが更新される。

図７に、補正のタイミングを示す。画像形成部５０において最初の１０面（１面〜１０面）のプリントが終了すると、階調パターン画像Ｐ１がプリントされたチャートが出力される。階調パターン画像Ｐ１に含まれる各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出され、算出された補正カーブと現状の補正カーブが１：３の比で加算される。

画像形成部５０において次の１０面（１１面〜２０面）のプリントが終了すると、階調パターン画像Ｐ２がプリントされたチャートが出力される。階調パターン画像Ｐ２に含まれる各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出され、算出された補正カーブと現状の補正カーブが１：３の比で加算される。

画像形成部５０において次の１０面（２１面〜３０面）のプリントが終了すると、階調パターン画像Ｐ３がプリントされたチャートが出力される。階調パターン画像Ｐ３に含まれる各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出され、算出された補正カーブと現状の補正カーブが１：３の比で加算される。

画像形成部５０において次の１０面（３１面〜４０面）のプリントが終了すると、階調パターン画像Ｐ４がプリントされたチャートが出力される。階調パターン画像Ｐ４に含まれる各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出され、算出された補正カーブと現状の補正カーブが１：３の比で加算される。

各補正のタイミングで、現状の補正カーブに対して１／４の割合で新たな濃度検出結果が反映される。４０面のプリントが終了し、階調パターン画像Ｐ４を用いた階調補正が終了した時点で、階調パターン画像Ｐ１〜Ｐ４全ての濃度検出結果が反映されたことになる。このように、プリント面数１０面に１回という頻度の高い補正を行っても、やれ紙はプリント面数１０面につき１枚に抑えることができる。

画像形成部５０において更に次の１０面（４１面〜５０面）のプリントが終了すると、再び階調パターン画像Ｐ１がプリントされたチャートが出力される。このように、各補正のタイミングにおいて、階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が一つずつ順にプリントされ、階調補正が行われる。

以上説明したように、第１の実施の形態における画像形成装置１００によれば、予め定められた面数のプリントが終了する毎に、一の階調パターン画像をプリントするので、１回の補正における用紙の出力枚数を低減させることができる。例えば、第１の実施の形態のように、四つの階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が用意されている場合には、各補正のタイミングで、階調パターン画像Ｐ１〜Ｐ４のうちいずれか一の階調パターン画像を出力すればよいので、四つの階調パターン画像Ｐ１〜Ｐ４全てを出力した場合と比較して、出力枚数が１／４になる。

また、予め定められた面数のプリントが終了する毎に、いずれかの階調パターン画像の濃度検出結果に基づいて補正カーブを更新するので、補正精度を維持することができる。例えば、第１の実施の形態の短間隔補正モードでは、プリント面数１０面毎にいずれかの階調パターン画像の濃度検出結果に基づいて補正カーブを更新するので、プリント面数４０面毎に四つの階調パターン画像Ｐ１〜Ｐ４の濃度検出結果に基づいて補正カーブを更新する場合よりも補正の頻度を上げることができる。

また、複数種類の階調パターン画像Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれは、最低濃度から最高濃度までの範囲のうち複数の濃度のパッチを含むので、複数種類の階調パターン画像Ｐ１〜Ｐ４のうちいずれかのみを用いた場合にも、ある程度のレベルの補正精度を確保することができる。

また、一の階調パターン画像の複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて補正カーブを更新するので、補正カーブの変化がなだらかとなり、画質が急に変化するのを防ぐことができる。

なお、第１の実施の形態では、短間隔補正モードとしてプリント面数１０面毎に階調補正を行い、長間隔補正モードとしてプリント面数１０００面毎に階調補正を行う場合について説明したが、補正間隔はこれらの値に限定されるものではない。

［第２の実施の形態］
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１００と同様の構成であるため、図１〜図３を援用し、その構成については説明を省略する。また、使用する階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４についても、図４及び図５に示したものと同様である。以下、第２の実施の形態に特徴的な構成及び処理について説明する。

制御部１０は、画像形成部５０において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、画像形成部５０を制御して読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサ７０により検出し、当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブを更新する。

制御部１０は、一の階調パターン画像から得られる補正カーブと現状の補正カーブとの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から一の階調パターン画像を除く他の階調パターン画像を読み出し、画像形成部５０を制御して読み出された他の階調パターン画像をそれぞれ用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた他の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサ７０により検出し、複数種類の階調パターン画像全てに対する検出結果に基づいて、補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブを更新する。

次に、動作について説明する。
図８は、第２の実施の形態における画像形成装置において実行される第２の階調補正処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部１０のＣＰＵとＲＯＭに記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。

第２の実施の形態における画像形成装置では、補正間隔Ａモードに設定されている（ステップＳ２１）。補正間隔Ａモードは、プリント面数Ａ面毎に階調補正を行うモードである。
まず、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値が０に初期化される（ステップＳ２２）。

次に、制御部１０の制御に従って、画像形成部５０により、用紙１面分のジョブが実行される（ステップＳ２３）。そして、制御部１０により、プリント面数カウンタが１インクリメントされる（ステップＳ２４）。ここで、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値をＡで割った余りが０であるか否か、すなわち、プリント面数カウンタのカウンタ値がＡで割り切れるか否かが判断される（ステップＳ２５）。プリント面数カウンタのカウンタ値をＡで割った余りが０でない場合には（ステップＳ２５；ＮＯ）、ステップＳ２３に戻り、ステップＳ２３〜ステップＳ２５の処理が繰り返される。

ステップＳ２５において、プリント面数カウンタのカウンタ値をＡで割った余りが０である場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、制御部１０により、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像が読み出され、画像形成部５０が制御されて、一の階調パターン画像が用紙上にプリントされ、チャートが１枚出力される（ステップＳ２６）。

次に、制御部１０により、濃度センサ７０から出力される電圧値に基づいて、用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度が検出される（ステップＳ２７）。次に、制御部１０により、各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出される（ステップＳ２８）。

次に、制御部１０により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブとの間に、予め定められた一定値以上の差分があるか否かが判断される（ステップＳ２９）。例えば、制御部１０により、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブとの間で、同一の入力値に対する出力値の差分の平均値が算出され、この平均値が一定値以上であるか否かが判断される。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれの色においても、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブとの間に一定値以上の差分がない場合には（ステップＳ２９；ＮＯ）、制御部１０により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に、ステップＳ２８で新たに算出された補正カーブと、補正カーブ記憶部８２に記憶されている現状の補正カーブが１：３の比で加算され（ステップＳ３０）、補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブが更新される（ステップＳ３１）。具体的には、制御部１０により、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブにおいて、同一の入力値に対応付けられている各出力値に対して、１：３の比で重み付け平均値が算出される。なお、一の階調パターン画像については、ステップＳ２７で新たに得られた各パッチの濃度の検出結果を用い、他の階調パターン画像については、過去の検出結果を用いて、全てのパッチの濃度の検出結果に基づいて、補正カーブを算出し直すこととしてもよい。

Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色において、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブとの間に一定値以上の差分がある場合には（ステップＳ２９；ＹＥＳ）、制御部１０により、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から一の階調パターン画像を除く他の階調パターン画像が読み出され、画像形成部５０を制御して読み出された他の階調パターン画像がそれぞれ用紙上にプリントされ、残りの全チャートが出力される（ステップＳ３２）。

次に、制御部１０により、濃度センサ７０から出力される電圧値に基づいて、各用紙上にプリントされた他の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度が検出される（ステップＳ３３）。次に、制御部１０により、ステップＳ２７において検出された一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度及びステップＳ３３において検出された他の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度、すなわち、複数種類の階調パターン画像全てに対する検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出される（ステップＳ３４）。そして、制御部１０により、補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブが更新される（ステップＳ３５）。

ステップＳ３１又はステップＳ３５の後、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２〜ステップＳ３１又はステップＳ３５の処理が繰り返される。

以上説明したように、第２の実施の形態における画像形成装置によれば、第１の実施の形態と同様の効果に加え、一の階調パターン画像から得られる補正カーブと現状の補正カーブとの間に予め定められた一定値以上の差分がある場合には、他の階調パターン画像も用いて補正カーブを更新するので、補正精度を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態に示した画像形成装置１００と同様の構成であるため、図１〜図３を援用し、その構成については説明を省略する。また、使用する階調パターン画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４についても、図４及び図５に示したものと同様である。以下、第３の実施の形態に特徴的な構成及び処理について説明する。

制御部１０は、画像形成部５０において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、画像形成部５０を制御して読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサ７０により検出し、当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブを更新する。

制御部１０は、補正カーブの更新の前後において、当該両補正カーブの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、予め定められた面数（補正間隔）の値をより小さくする。

次に、動作について説明する。
図９は、第３の実施の形態における画像形成装置において実行される第３の階調補正処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部１０のＣＰＵとＲＯＭに記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。

第３の実施の形態における画像形成装置では、補正間隔Ａモードに設定されている（ステップＳ４１）。補正間隔Ａモードは、プリント面数Ａ面毎に階調補正を行うモードである。
まず、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値が０に初期化される（ステップＳ４２）。

次に、制御部１０の制御に従って、画像形成部５０により、用紙１面分のジョブが実行される（ステップＳ４３）。そして、制御部１０により、プリント面数カウンタが１インクリメントされる（ステップＳ４４）。ここで、制御部１０により、プリント面数カウンタのカウンタ値をＡで割った余りが０であるか否か、すなわち、プリント面数カウンタのカウンタ値がＡで割り切れるか否かが判断される（ステップＳ４５）。プリント面数カウンタのカウンタ値をＡで割った余りが０でない場合には（ステップＳ４５；ＮＯ）、ステップＳ４３に戻り、ステップＳ４３〜ステップＳ４５の処理が繰り返される。

ステップＳ４５において、プリント面数カウンタのカウンタ値をＡで割った余りが０である場合には（ステップＳ４５；ＹＥＳ）、制御部１０により、階調パターン画像記憶部８１に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像が読み出され、画像形成部５０が制御されて、一の階調パターン画像が用紙上にプリントされ、チャートが１枚出力される（ステップＳ４６）。

次に、制御部１０により、濃度センサ７０から出力される電圧値に基づいて、用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度が検出される（ステップＳ４７）。次に、制御部１０により、各パッチの濃度検出結果に基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に補正カーブが算出される（ステップＳ４８）。

次に、制御部１０により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に、新たに算出された補正カーブと、補正カーブ記憶部８２に記憶されている現状の補正カーブが１：３の比で加算され（ステップＳ４９）、補正カーブ記憶部８２に記憶されている補正カーブが更新される（ステップＳ５０）。具体的には、制御部１０により、新たに算出された補正カーブと現状の補正カーブにおいて、同一の入力値に対応付けられている各出力値に対して、１：３の比で重み付け平均値が算出される。なお、一の階調パターン画像については、ステップＳ４７で新たに得られた各パッチの濃度の検出結果を用い、他の階調パターン画像については、過去の検出結果を用いて、全てのパッチの濃度の検出結果に基づいて、補正カーブを算出し直すこととしてもよい。

次に、制御部１０により、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色毎に、補正カーブの更新の前後において、両補正カーブの間に予め定められた一定値以上の差分があるか否かが判断される（ステップＳ５１）。例えば、制御部１０により、更新後の補正カーブと更新前の補正カーブとの間で、同一の入力値に対する出力値の差分の平均値が算出され、この平均値が一定値以上であるか否かが判断される。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれの色においても、補正カーブの更新の前後で、両補正カーブの間に一定値以上の差分がない場合には（ステップＳ５１；ＮＯ）、ステップＳ４２に戻り、ステップＳ４２〜ステップＳ５１の処理が繰り返される。

ステップＳ５１において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色において、補正カーブの更新の前後で、両補正カーブの間に一定値以上の差分がある場合には（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、制御部１０により、補正間隔Ａが現状より小さい値に変更され（ステップＳ５２）、ステップＳ４２に戻り、ステップＳ４２〜ステップＳ５１の処理が繰り返される。

以上説明したように、第３の実施の形態における画像形成装置によれば、第１の実施の形態と同様の効果に加え、補正カーブの更新の前後において、両補正カーブの間に予め定められた一定値以上の差分がある場合には、補正カーブの更新の頻度を上げることができる。

なお、上記各実施の形態における記述は、本発明に係る画像形成装置の例であり、これに限定されるものではない。画像形成装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

例えば、第１の実施の形態における短間隔補正モード／長間隔補正モードの切り替え処理、第２の実施の形態における階調パターン画像の出力枚数の切り替え処理、第３の実施の形態における補正間隔の切り替え処理を適宜組み合わせて用いてもよい。

以上の説明では、各処理を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な媒体としてＲＯＭを使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することも可能である。また、プログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）を適用することとしてもよい。

１０ 制御部
２０ 操作表示部
３０ スキャナ部
４０ 画像処理部
５０ 画像形成部
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ 感光体ドラム
５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ 現像器
５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋ 帯電器
５４Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｋ クリーナ
５５Ｙ，５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｋ １次転写ローラ
５６ 中間転写ベルト
５７ ローラ
５８ レジストローラ
５９ ２次転写ローラ
６０ 定着ユニット
６１ 排紙ローラ
７０ 濃度センサ
７１ ＬＥＤ
７２ レンズ
７３ 受光素子
８０ 記憶部
８１ 階調パターン画像記憶部
８２ 補正カーブ記憶部
９０ 通信部
１００ 画像形成装置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 階調パターン画像

Claims (5)

1. 画像形成部と、
   濃度センサと、
   複数の異なる濃度のパッチを含む階調パターン画像を複数種類記憶する階調パターン画像記憶部と、
   前記画像形成部の階調特性を補正する際に用いる補正カーブを記憶する補正カーブ記憶部と、
   前記画像形成部において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、前記階調パターン画像記憶部に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、前記画像形成部を制御して前記読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を前記濃度センサにより検出し、当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の前記複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて前記補正カーブ記憶部に記憶されている補正カーブを更新する制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記複数種類の階調パターン画像はそれぞれ異なるものであり、
   前記複数種類の階調パターン画像のそれぞれは、最低濃度から最高濃度までの範囲のうち複数の濃度のパッチを含む、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記一の階調パターン画像から得られる補正カーブと現状の補正カーブとの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、前記階調パターン画像記憶部に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から前記一の階調パターン画像を除く他の階調パターン画像を読み出し、前記画像形成部を制御して前記読み出された他の階調パターン画像をそれぞれ用紙上にプリントさせ、当該用紙上にプリントされた他の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を前記濃度センサにより検出し、前記複数種類の階調パターン画像全てに対する検出結果に基づいて、前記補正カーブ記憶部に記憶されている補正カーブを更新する、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記補正カーブの更新の前後において、当該両補正カーブの間に予め定められた値以上の差分がある場合には、前記予め定められた面数の値をより小さくする、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 画像形成部において予め定められた面数のプリントが終了する毎に、
   複数の異なる濃度のパッチを含む階調パターン画像を複数種類記憶する階調パターン画像記憶部に記憶されている複数種類の階調パターン画像の中から予め定められた順序に従って一の階調パターン画像を読み出し、前記画像形成部を制御して前記読み出された一の階調パターン画像を用紙上にプリントさせる工程と、
   当該用紙上にプリントされた一の階調パターン画像に含まれる各パッチの濃度を濃度センサにより検出する工程と、
   当該検出結果に基づいて、当該一の階調パターン画像の前記複数種類の階調パターン画像に対する割合に応じて前記画像形成部の階調特性を補正する際に用いる補正カーブを更新する工程と、
   を含む階調補正方法。

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