JP2016161851A - 画像形成装置及びテストパターンの生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンを生成する。
【解決手段】画像形成装置は、個別に形成した複数の色の画像を回転する像担持体上に重ねて転写し、当該像担持体上の前記複数の色からなる画像をさらに用紙上に転写する画像形成部と、前記像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンＴ１１〜Ｔ１３を生成するテストパターン生成部と、を備え、前記テストパターン生成部は、前記像担持体の回転周期の１周期と同じ長さＬのテストパターンの領域をＮ個の区間Ｄｂに分割し、各区間ＤｂをさらにＭ個の領域Ｄｃに分割して、各領域Ｄｃに濃度レベルが異なるＭ個のパターンｇ１１及びｇ１２をそれぞれ配置することにより、前記テストパターンＴ１１〜Ｔ１３を生成することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置及びテストパターンの生成方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、原画像データに基づいて露光した感光ドラム上にトナー等の色材を供給して現像した画像を、中間転写ベルトを介して用紙上に転写するというプロセスを経て、用紙上に画像を形成している。
画像形成部材の特性、経時変化等によって、画像の濃度ムラが生じることがあるため、テストパターンを形成してその濃度分布から濃度ムラを検出し、検出した濃度ムラを相殺するように原画像データを補正することが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−１４０４０２号公報

濃度ムラのなかには、感光ドラム、現像ローラー、転写ローラー、中間転写ベルト等の回転体に起因して、回転体の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラがある。テストパターンの濃度分布から検出できる濃度ムラの周期数が多いほど、またテストパターンの濃度レベルの数が多いほど、濃度ムラを正確に特定することができ、精度の高い補正が可能になる。

感光ドラムやローラー類は１周期が長くても２０ｃｍ程度であるので、３周期分の濃度ムラを検出する場合でも、６０ｃｍ程度のテストパターンの形成で足りる。
一方、中間転写ベルトは１周期が１００ｃｍ程度と長く、同じ３周期分の濃度ムラを検出するには、約３００ｃｍの長いテストパターンを形成しなければならない。テストパターンの濃度レベルを２段階にすると、必要なテストパターンの長さは倍の６００ｃｍになる。テストパターンの形成によって稼働できないダウンタイムが長くなるとともに、色材等の消費も増えてコストが上昇する。

本発明の課題は、短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンを生成することである。

請求項１に記載の発明によれば、
個別に形成した複数の色の画像を回転する像担持体上に重ねて転写し、当該像担持体上の前記複数の色からなる画像をさらに用紙上に転写する画像形成部と、
前記像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部と、を備え、
前記テストパターン生成部は、前記像担持体の回転周期の１周期と同じ長さのテストパターンの領域をＮ（Ｎは２以上の整数）個の区間に分割し、各区間をさらにＭ（Ｍは２以上の整数）個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成することを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記テストパターン中の各区間に配置されるＭ個のパターンは、各区間の境界を挟んで同じ濃度レベルのパターン同士が隣接するように、配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記テストパターン生成部は、検出する濃度ムラの周期数Ｆ（Ｆは１以上の整数）と同じ数の前記テストパターンを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記テストパターン生成部は、ｆ−１（ｆは２〜Ｆの整数）周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった１又は複数の領域内をＮ個の区間に分割し、各区間をさらにＭ個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、ｆ周期目のテストパターンを生成することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記テストパターン生成部は、過去の濃度ムラの検出時に生成した複数のテストパターンの濃度分布の差に応じて、濃度の安定性が高いと判定した場合、生成するテストパターンの数を減らすことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
前記画像形成部により前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部により検出されたテストパターンの濃度分布に基づいて、前記像担持体の回転周期の位相に対応する補正値を算出する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
個別に形成された複数の色の画像が重ねて転写される像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンの生成方法であって、
前記像担持体の回転周期の１周期と同じ長さのテストパターンの領域をＮ（Ｎは２以上の整数）個の区間に分割し、各区間をさらにＭ（Ｍは２以上の整数）個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成することを特徴とするテストパターンの生成方法が提供される。

本発明によれば、短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンを生成することができる。

本実施の形態の画像形成装置の構成を機能ごとに示すブロック図である。 図１の画像形成部の概略構成を示す正面図である。 従来のテストパターンを示す図である。 図１のテストパターン生成部により生成されるテストパターンの実施例を示す図である。 図４に示すテストパターンの濃度分布を示すグラフである。 １個の区間内に１個のパターンを配置した場合と、１個の区間内に２個のパターンを配置した場合の各パターンの中心位置を示す図である。 テストパターンの変形例を示す図である。 テストパターンの変形例を示す図である。

以下、本発明の画像形成装置及びテストパターンの生成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の画像形成装置Ｇの主な構成を機能ごとに示すブロック図である。
図１に示すように、画像形成装置Ｇは、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像メモリー１７、テストパターン生成部１８、画像処理部１９、画像形成部２０、濃度検出部３０及び位相検出部３１を備えて構成されている。

制御部１１は、記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムを実行することにより画像形成装置Ｇの各部を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成することができる。
例えば、制御部１１は、画像生成部１６により生成された原画像データを画像処理部１９により画像処理させて、画像処理後の原画像データの各画素の画素値に応じて画像形成部２０により用紙上に画像を形成させる。

制御部１１は、画像形成部２０において画像形成部材として用いられる像担持体の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラの補正値を算出することができる。
補正値の算出時、制御部１１は、濃度ムラを検出するためのテストパターンをテストパターン生成部１８により生成させ、画像形成部２０により当該テストパターンを形成させる。制御部１１は、濃度検出部３０により検出されたテストパターンの濃度分布に基づいて、像担持体の回転周期の位相に対応する補正値を算出する。

記憶部１２は、制御部１１により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部１２としては、ハードディスク等の大容量メモリーを用いることができる。

操作部１３は、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成し、制御部１１に出力する。操作部１３としては、例えばキー、表示部１４と一体に構成されたタッチパネル等が挙げられる。

表示部１４は、制御部１１の指示にしたがって操作画面等を表示する。表示部１４としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro Luminescence Display）等を用いることができる。

通信部１５は、ユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等のネットワーク上の外部装置と通信する。
例えば、通信部１５は、ユーザー端末からネットワークを介して、画像を形成する指示内容がページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で記述されたデータ（以下、ＰＤＬデータという）を受信する。

画像生成部１６は、通信部１５により受信したＰＤＬデータをラスタライズ処理し、画素ごとに画素値を有するビットマップ形式の原画像データを、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色ごとに生成する。画素値は画像の濃度レベルを表すデータ値であり、例えば８ｂｉｔのデータ値は０〜２５５段階の濃度レベルを表す。

画像形成装置Ｇは、コピー用の画像読取部を備え、この画像読取部によってユーザーがセットした原稿の画像を読み取ることにより、原画像データを生成するようにしてもよい。

画像メモリー１７は、画像生成部１６により生成された画像データを一時的に保持するバッファーメモリーである。画像メモリー１７としては、例えばＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等を用いることができる。

テストパターン生成部１８は、画像形成部２０に用いられる像担持体の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成する。
具体的には、テストパターン生成部１８は、像担持体の回転周期の１周期と同じ長さのテストパターンの領域をＮ（Ｎは２以上の整数）個の区間に分割し、各区間をさらにＭ（Ｍは２以上の整数）個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、テストパターンを生成する。像担持体の回転周期の１周期は、像担持体が１回転したときの外周の長さに相当する。

画像処理部１９は、画像生成部１６により生成された原画像データに、階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。画像処理部１９は、テストパターン生成部１８により生成されたテストパターンにも同様の画像処理を施すことができる。
階調補正処理は、原画像データの各画素の画素値を、用紙上に形成された画像の濃度が目標の濃度と一致するように補正された画素値に変換する処理である。中間調処理は、例えば誤差拡散処理、組織的ディザ法を用いたスクリーン処理等である。

また、画像処理部１９は、テストパターンの濃度分布に基づいて制御部１１により算出された濃度ムラの補正値を使用し、原画像データに濃度ムラの補正処理を施すことができる。

画像形成部２０は、画像処理部１９により画像処理された原画像データの各画素の画素値に応じて、複数の色からなる画像を用紙上に形成する。
図２は、画像形成部２０の概略構成を示している。
画像形成部２０は、図２に示すように、４つの書込みユニット２１、像担持体２２、２次転写ローラー２３、定着装置２４、給紙トレイ２５及び反転経路２６を備えている。

図２に示すように、各書込みユニット２１は、像担持体２２のベルト面に沿って直列に配置されている。
像担持体２２は、複数のローラーにより巻き回されて回転するベルト等であり、一般に中間転写ベルトと呼ばれる。複数のローラーのなかには、１次転写ローラー２ｆ及び２次転写ローラー２３が含まれる。像担持体２２はその表面に、４つの書込みユニット２１により個別に形成されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色の画像が重ねて転写されるので、この各色からなる画像をさらに用紙上に転写する。

４つの書込みユニット２１は、それぞれＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色の画像を形成する。各書込みユニット２１の構成は同じであり、図２に示すように、露光部２ａ、感光ドラム２ｂ、現像部２ｃ、帯電部２ｄ、クリーニング部２ｅ及び１次転写ローラー２ｆを備えている。
画像形成時、各書込みユニット２１において、帯電部２ｄにより感光ドラム２ｂに電圧を印加して帯電させる。各書込みユニット２１は、対応する色Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの変調された原画像データに応じて、露光部２ａによりレーザービームを照射し、感光ドラム２ｂ上を主走査方向に繰り返し走査する。走査中、感光ドラム２ｂは回転し、走査する各ラインの位置が副走査方向にずれるので、感光ドラム２ｂ上には複数のラインからなる静電潜像が形成される。露光部２ａは、主走査方向の始端側を走査するレーザービームを検出し、各ラインの画像の開始位置を示す同期信号を出力する。

現像部２ｃによりトナー等の色材を供給し、感光ドラム２ｂ上の静電潜像を現像すると、各書込みユニット２１の感光ドラム２ｂ上に各色の画像が形成される。
各感光ドラム２ｂ上の画像は、各１次転写ローラー２ｆにより像担持体２２上に順次重ねて転写され、像担持体２２上には複数の色からなる画像が形成される。画像の転写後、各書込みユニット２１において、クリーニング部２ｅにより感光ドラム２ｂ上に残留する色材を除去する。

その後、給紙トレイ２５により用紙を給紙し、２次転写ローラー２３によって像担持体２２上の画像を用紙上に転写する。転写後の用紙を定着装置２４により加熱及び加圧して、画像を用紙に定着させる。
１枚の用紙の両面に画像を形成する場合は、反転経路２６に用紙を搬送して用紙面を反転させた後、再度２次転写ローラー２３へ用紙を搬送する。

濃度検出部３０は、図２に示すように、像担持体２２の画像が転写される面と対面する位置に配置され、画像形成部２０により像担持体２２上に形成された画像の濃度を検出する。
濃度検出部３０としては、検出範囲がスポットである光学センサーを用いてもよいし、より広範囲な検出範囲が必要な場合はラインセンサー、エリアセンサー等を用いることができる。

位相検出部３１は、像担持体２２の回転周期において、基準位相の検出信号を生成して出力する。位相検出部３１としては、例えば像担持体２２の表面上の非画像領域に設けられた１又は複数のマーカーを検出する光学センサー等を用いることができる。
図２は、位相検出部３１と像担持体２２上のマーカー２２ａの配置例を示している。
図２に示す位相検出部３１によれば、１周期中の位相を０〜１の範囲で表すと、像担持体２２に設けられたマーカー２２ａを、０の基準位相として検出することができる。
複数の基準位相を検出できるようにしてもよく、像担持体２２のベルトの半周ごとそれぞれ設けられた２つのマーカーを、それぞれ０及び１／２の基準位相として検出するようにしてもよい。

上記画像形成装置Ｇは、テストパターンを形成し、その濃度分布を解析することにより、像担持体２２に起因して、像担持体２２の回転周期と同じ周期で生じる濃度ムラを検出することができる。画像形成部２０の画像形成部材として用いられる回転体としては、像担持体２２の他に、感光ドラム２ｂ、１次転写ローラー２ｆ、２次転写ローラー２３等があるが、像担持体２２の１周期の長さは他の回転体に比べて５倍以上とかなり長いことが一般的である。

像担持体２２の回転周期の１周期の長さがＬ（ｃｍ）である場合、同じ周期で生じる周期数Ｆ（Ｆは１以上の整数）の濃度ムラを検出するためには、副走査方向の長さがＦ×Ｌ（ｃｍ）のテストパターンを形成する必要がある。補正の精度を高めるため、テストパターンの濃度レベルのレベル数Ｍを２以上にすると、テストパターンの副走査方向の長さは合計でＭ×Ｆ×Ｌ（ｃｍ）になる。
例えば、周期数３の濃度ムラを検出するため、レベル数２として高濃度レベルと低濃度レベルの各テストパターンを形成する場合、図３に示すように、合計６個のテストパターンが必要であり、各テストパターンの副走査方向ｙの長さの合計は２×３×Ｌ（ｃｍ）である。Ｌが１００（ｃｍ）である場合、６００ｃｍの長さのテストパターンを形成しなければならず、テストパターンの形成によるダウンタイム（画像形成装置Ｇの非稼働時間）が長時間化するとともに、トナー等の消費量が増えてコストが上昇する。

このようなダウンタイムを短縮し、コストを減らすため、画像形成装置Ｇは、テストパターン生成部１８により、短くても補正の精度が高いテストパターンを生成する。
具体的には、テストパターン生成部１８は、像担持体２２の１周期と同じ長さＬのテストパターンの領域をＮ個の区間に分割し、各区間をさらにＭ個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、テストパターンを生成する。Ｎ及びＭは２以上の整数であれば、任意に選択することができる。Ｎ及びＭが２のべき数であると、濃度ムラの補正処理に用いられるハードウェア資源に対応しやすく、好ましい。

テストパターン生成部１８は、検出する濃度ムラの周期数Ｆと同じ数のテストパターンを生成することができる。
図４は、Ｆ＝３の場合に生成された３個のテストパターンＴ１１、Ｔ１２及びＴ１３の例を示している。
図４に示すように、各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３の副走査方向ｙの長さは、像担持体２２の１周期の長さＬ（ｃｍ）と同じである。各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３の主走査方向ｘの長さは特に限定されず、任意の長さとすることができる。

各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３の領域は、Ｎ個の区間Ｄｂに分割され、各区間Ｄｂの副走査方向ｙの長さはＬ／Ｎ（ｃｍ）である。区間Ｄｂは補正値を算出する単位であり、各区間Ｄｂにおいて１つの補正値が算出される。
各区間Ｄｂは、２個の領域Ｄｃに分割され、各領域Ｄｃの副走査方向ｙの長さはＬ／（Ｎ×Ｍ）（ｃｍ）である。
例えば、Ｎ＝６４、Ｍ＝２の場合、区間Ｄｂ及び領域Ｄｃの副走査方向ｙの長さは、それぞれＬ／６４及びＬ／１２８（ｃｍ）である。

各区間Ｄｂの各領域Ｄｃには、それぞれ濃度レベルが異なる２個のパターンｇ１１及びｇ１２が交互に配置されている。例えば、画像の濃度レベルを０〜２５５段階で表す場合は、各パターンｇ１１及びｇ１２の濃度レベルをそれぞれ１９２及び６４とすることができる。

補正値の算出時、画像形成部２０が各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３を像担持体２２上に形成し、濃度検出部３０が各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３の濃度を検出する。像担持体２２上の各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３が、０〜１の回転周期のうちのどの位相に対応するかは、位相検出部３１により検出された像担持体２２の回転周期の基準位相から何ラインの画像を形成したかをカウントすることによって特定することができる。カウントには、露光部２ａから各ラインの開始位置を示す同期信号が出力されるごとにカウントアップし、位相検出部３１により基準位相が検出されるごとにカウント値をリセットするカウンターを用いることができる。

図５は、テストパターンＴ１１の濃度を検出して得られる濃度分布の一部を示している。
テストパターンＴ１１では、パターンｇ１１及びｇ１２が交互に配置されているので、その濃度分布は、濃度ムラがなければ、図５に示すように正弦波の波形を有する。正弦波の１周期の長さは１／Ｎであり、１／２周期の長さは１／（Ｎ×Ｍ）である。

制御部１１は、濃度検出部３０により得られる各テストパターンＴ１１〜Ｔ１３の濃度分布を解析し、各区間Ｄｂ内で検出されたパターンｇ１１の濃度値の平均値とパターンｇ１２の濃度値の平均値をそれぞれ算出する。
なお、濃度検出部３０の光源のスポット径の範囲内にパターンｇ１１とパターンｇ１２が含まれると、検出された濃度値にはパターンｇ１１及びｇ１２の両方の濃度値が含まれてしまう。よって、濃度検出部３０により検出された濃度値のうち、各パターンｇ１１及びｇ１２の境界から濃度検出部３０の光源のスポット径の範囲内において検出された濃度値を除外して、上記濃度値の平均値を算出することが好ましい。

制御部１１は、区間Ｄｂごとに算出した各パターンｇ１１及びｇ１２の濃度値の平均値を、０〜２５５段階の濃度レベルに正規化する。制御部１１は、各パターンｇ１１及びｇ１２の濃度レベルから、正規化して得られた濃度レベルを引いた差を、各区間Ｄｂの補正値として算出する。算出した各区間Ｄｂの補正値は、各区間Ｄｂの中心位置の位相に対応する補正値である。

なお、各パターンｇ１１及びｇ１２の中心位置は、区間Ｄｂの中心位置からずれているため、補正を精度良く行うためには、この中心位置のずれに応じて各区間Ｄｂの補正値が対応する位相をずらすことが好ましい。
例えば、Ｎ＝６４、Ｍ＝２である場合、上述のように１個の区間Ｄｂの長さはＬ／６４（ｃｍ）であり、１個の領域Ｄｃの長さはＬ／１２８（ｃｍ）である。
図６に示すように、１個の区間Ｄｂに１個のパターンｇ１１のみを配置する場合、このパターンｇ１１の中心位置は、区間Ｄｂの副走査方向の始端からＬ／１２８（ｃｍ）の位置であり、区間Ｄｂの中心位置と一致する。そのため、パターンｇ１１から算出した補正値を、区間Ｄｂの始端からＬ／１２８の位相に対応する補正値として使用することができる。

一方、同じ区間Ｄｂ内に、２個のパターンｇ１１及びｇ１２を配置する場合、パターンｇ１１及びｇ１２の中心位置は、区間Ｄｂの副走査方向の始端からの距離がそれぞれＬ／２５６及びＬ／４８（ｃｍ）の位置であり、区間Ｄｂの中心位置よりも始端側及び終端側にそれぞれＬ／２５６（ｃｍ）だけずれている。すなわち、パターンｇ１１から算出する区間Ｄｂの補正値は、始端からＬ／２５６の位相に対応する補正値であり、パターンｇ１２から算出する区間Ｄｂの補正値は、始端からＬ／４８の位相に対応する補正値である。よって、より精度良く補正するには、パターンｇ１１の濃度レベルに対応する各区間Ｄｂの補正値を、始端側にＬ／２５６だけずらした位相に対応する補正値として使用し、パターンｇ１２の濃度レベルに対応する各区間Ｄｂの補正値を終端側にＬ／２５６だけずらした位相に対応する補正値として使用すればよい。

補正値を用いて原画像データに濃度ムラの補正処理を施す際には、位相検出部３１により検出された像担持体２２の回転周期の基準位相と、基準画像から形成した画像のラインのカウント値によって、原画像データに基づいて像担持体２２上に画像を形成したときに画像の各ラインが０〜１の回転周期のどの位相に対応するかを特定する。画像処理部１９は、制御部１１により算出された各区間Ｄｂの補正値のうち、特定した各ラインの位相に対応する補正値を原画像データの各ラインの画素値に加算する。
なお、パターンｇ１１とパターンｇ１２によりレベル数Ｍの濃度レベルごとに補正値が算出されているので、各濃度レベルのうち、最も近い濃度レベルの補正値を用いることにより、より精度の高い補正を行うことができる。
また、上述のように、各区間Ｄｂの補正値は、各区間Ｄｂに配置された各パターンｇ１１及びｇ１２の中心位置の位相に対応する補正値であるが、特定した各ラインの位相が、２つの区間Ｄｂの各パターンｇ１１及びｇ１２の中心位置間の位相である場合は、各区間Ｄｂの補正値を線形補間することにより、各ラインの位相に対応する補正値を得ることができる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置Ｇは、個別に形成した複数の色の画像を回転する像担持体２２上に重ねて転写し、当該像担持体２２上の複数の色からなる画像をさらに用紙上に転写する画像形成部２０と、像担持体２２の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部１８と、を備えている。テストパターン生成部１８は、像担持体２２の回転周期の１周期と同じ長さのテストパターンの領域をＮ個の区間に分割し、各区間をさらにＭ個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、上記テストパターンを生成する。

これにより、図３に示す従来のテストパターンの１／Ｍの長さで、従来のテストパターンと同様にＭ個の濃度レベルの濃度分布を取得することができ、短くても、精度良く濃度ムラを補正できるテストパターンＴ１１〜Ｔ１３を生成することができる。
複数の書込みユニット２１により個別に形成された画像を順次転写させるため、像担持体２２の回転周期は他の回転体と比べて長いが、上述の短いテストパターンＴ１１〜Ｔ１３を用いることにより、高い補正の精度を維持しながら、テストパターンの形成中のダウンタイムを短縮することができ、生産性が向上する。また、テストパターンの形成のためのトナー等の消耗も減らすことができ、コストの低減を図ることができる。

〔変形例１〕
補正の精度をより高めることができることから、各区間の境界を挟んで同じ濃度レベルのパターン同士が隣接するように、テストパターン中の各区間にＭ個のパターンが配置されていることが好ましい。

図７は、各区間Ｄｂに配置されるパターンｇ１１及びｇ１２が、各区間Ｄｂの境界を挟んで濃度レベルが同じパターンｇ１１同士又はパターンｇ１２同士が隣接するように配置された３個のテストパターンＴ２１〜Ｔ２３の例を示している。
図７に示すように、各区間Ｄｂのパターンｇ１１が隣接する区間Ｄｂのパターンｇ１１と隣り合っている。パターンｇ１２も同様に、各区間Ｄｂのパターンｇ１２が隣接する区間Ｄｂのパターンｇ１２と隣り合っている。

上述したように、濃度レベルが異なるパターンｇ１１とパターンｇ１２の境界付近では、両者の濃度が検出されるため、各区間Ｄｂの境界付近の濃度値を除外して、各パターンｇ１１及びｇ１２の濃度値の平均値を算出する必要がある。
しかしながら、各テストパターンＴ２１〜Ｔ２３は、各区間Ｄｂで隣接するパターンｇ１１又はｇ１２の濃度レベルが同じであるので、境界付近の濃度も補正値の算出に用いることができる。補正値の算出に使用する濃度値のサンプル数が増えるため、補正の精度が向上する。

〔変形例２〕
検出する濃度ムラの周期数Ｆと同じ数Ｆのテストパターンを生成する際、テストパターン生成部１８は、ｆ−１（ｆは２〜Ｆの整数を表す。）周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった１又は複数の領域内をＮ個の区間に分割し、各区間をさらにＭ個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、ｆ周期目のテストパターンを生成することができる。

例えば、図８に示すように、テストパターン生成部１８が、図４に示すテストパターンＴ１１と同様にして１周期目のテストパターンＴ３１を生成し、画像形成部２０がこのテストパターンＴ３１を像担持体２２上に形成する。濃度検出部３０によりテストパターンＴ３１の濃度分布が得られると、テストパターン生成部１８は、この濃度分布において、各パターンｇ１１及びｇ１２の基準値との差が閾値を超える濃度値が検出された１又は複数の区間を、濃度分布の変化が大きい区間として決定する。各パターンｇ１１及びｇ１２の基準値は、濃度変化がないときの各パターンｇ１１及びｇ１２の濃度値である。

図８に示すように、２つの区間Ｄｅ１及びＤｅ２が濃度分布の大きい区間として決定された場合、テストパターン生成部１８は、各区間Ｄｅ１及びＤｅ２をＮ個の区間Ｄｆに分割する。テストパターン生成部１８は、Ｎ個の区間ＤｆをさらにＭ個の領域Ｄｇに分割し、各領域Ｄｇに濃度レベルが異なるＭ個のパターンｇ２１及びｇ２２をそれぞれ配置して、２周期目のテストパターンＴ３２を生成する。なお、２個のパターンｇ２１及びｇ２２は、副走査方向ｙの長さが短いのみで、濃度レベルは１周期目のテストパターンＴ３１中の各パターンｇ１１及びｇ１２と同じである。

テストパターンＴ３２の各パターンｇ２１及びｇ２２は、各パターンｇ１１及びｇ１２よりも配置間隔が短く、濃度変化が大きい区間Ｄｅ１及びＤｅ２においてはより細かい補正単位の補正値を得ることができる。これにより、補正が必要な位相部分の補正の分解能を高めることができ、補正の精度を高めることができる。
また、補正が必要な区間Ｄｅ１及びＤｅ２のみパターンｇ２１及びｇ２２を配置するので、テストパターンＴ３２の形成によって消耗されるトナー量等をさらに減らすことができ、コストを減らすことができる。

〔変形例４〕
検出する濃度ムラの周期数Ｆと同じ数Ｆのテストパターンを生成する際、テストパターン生成部１８は、過去の濃度ムラの検出時に生成した複数のテストパターンの濃度分布の差に応じて、濃度の安定性が高いと判定した場合に、生成するテストパターンの数を減らすことができる。

例えば、Ｆ＝３であり、過去２回の濃度ムラの検出時にそれぞれ３個のテストパターンを生成している場合、テストパターン生成部１８は、６個のテストパターンの濃度分布を比較する。各テストパターンの濃度分布の差がいずれの位相においても閾値未満である場合、テストパターン生成部１８は、濃度の安定性が高いと判定して、テストパターンの数を３から２に減らす。

テストパターンの数を減らすと濃度値のサンプル数が減るが、濃度の安定性が高い場合、濃度ムラの変化が少なく、テストパターンの数を減らしても補正の精度に影響しない。よって、上述のように、テストパターンの数を減らすことにより、高い補正の精度を維持しながら、より短いテストパターンを形成することができる。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、制御部１１がプログラムを読み取ることにより、上記テストパターン生成部１８の処理手順を制御部１１により実行させることもできる。また、画像形成装置Ｇに限らず、汎用のＰＣ等のコンピューターにより当該プログラムを読み取らせて、上記処理手順を実行させることもできる。
プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。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、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

Ｇ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１８ テストパターン生成部
２０ 画像形成部
３０ 濃度検出部
３１ 位相検出部

Claims (7)

1. 個別に形成した複数の色の画像を回転する像担持体上に重ねて転写し、当該像担持体上の前記複数の色からなる画像をさらに用紙上に転写する画像形成部と、
   前記像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部と、を備え、
   前記テストパターン生成部は、前記像担持体の回転周期の１周期と同じ長さのテストパターンの領域をＮ（Ｎは２以上の整数）個の区間に分割し、各区間をさらにＭ（Ｍは２以上の整数）個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記テストパターン中の各区間に配置されるＭ個のパターンは、各区間の境界を挟んで同じ濃度レベルのパターン同士が隣接するように、配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記テストパターン生成部は、検出する濃度ムラの周期数Ｆ（Ｆは１以上の整数）と同じ数の前記テストパターンを生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記テストパターン生成部は、ｆ−１（ｆは２〜Ｆの整数）周期目のテストパターンの濃度分布において濃度変化が大きかった１又は複数の領域内をＮ個の区間に分割し、各区間をさらにＭ個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、ｆ周期目のテストパターンを生成することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記テストパターン生成部は、過去の濃度ムラの検出時に生成した複数のテストパターンの濃度分布の差に応じて、濃度の安定性が高いと判定した場合、生成するテストパターンの数を減らすことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成部により前記像担持体上に形成された前記テストパターンの濃度を検出する濃度検出部と、
   前記濃度検出部により検出されたテストパターンの濃度分布に基づいて、前記像担持体の回転周期の位相に対応する補正値を算出する制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 個別に形成された複数の色の画像が重ねて転写される像担持体の回転周期と同じ周期の濃度ムラを検出するためのテストパターンの生成方法であって、
   前記像担持体の回転周期の１周期と同じ長さのテストパターンの領域をＮ（Ｎは２以上の整数）個の区間に分割し、各区間をさらにＭ（Ｍは２以上の整数）個の領域に分割して、各領域に濃度レベルが異なるＭ個のパターンをそれぞれ配置することにより、前記テストパターンを生成することを特徴とするテストパターンの生成方法。

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