JP2017194574A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シェーディング補正に用いる補正条件の更新のタイミングによらず、画像濃度を高精度に制御する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、リーダ部１００でシートから読み取った帯画像の濃度により、シェーディング補正の補正条件を生成する補正データ生成部５６２と、濃度センサ３０で中間転写ベルトから測定した測定用画像の測定結果によりγＬＵＴ５６３を生成するγＬＵＴ生成部５６１とを備える。濃度センサ３０は、中間転写ベルトの主走査方向の中央を測定位置とする。補正データ生成部５６２は、シートの測定位置に対応する位置の帯画像の濃度を基準として、補正条件を生成する。【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、画像形成のために感光体、帯電器、露光器、現像器、転写部等を備える。露光器は、感光体をレーザ光により走査することで、感光体に静電潜像を形成する。露光器が感光体をレーザ光で走査する方向を主走査方向という。現像器は、感光体に形成された静電潜像を現像して、感光体にトナー像を形成する。転写部は、感光体に形成されたトナー像をシートに転写して、シートに画像を形成する。

画像形成装置は、感光体の感度、露光器から照射されるレーザ光の強度特性、現像器の現像特性等を原因として、主走査方向における感光体上の異なる位置のトナー付着量が変化してしまう。主走査方向のトナー付着量の変化は、画像の濃度ムラとなる。主走査方向における感光体上のトナー付着量を補正するために、画像形成装置は、主走査方向においてレーザ光の強度を補正するシェーディング補正を実行する。シェーディング補正では、例えば、主走査方向において最もトナー付着量が少ない位置のトナー付着量に基づいて、レーザ光の強度を補正するための補正条件が決定される（特許文献１）。シェーディング補正の補正条件は、ユーザにより任意のタイミングで更新される。画像形成装置は、主走査方向に長い帯状の画像（帯画像）をシートに形成し、当該帯画像の濃度に関する情報を取得し、当該情報に基づいてシェーディング補正の補正条件を生成する。

また、画像形成装置は、温度や湿度等の環境条件が変化した場合、形成する画像の濃度が変化してしまうために、階調補正（キャリブレーション）を実行する。画像形成装置は、画像濃度の測定用画像を形成し、当該測定用画像を濃度センサによって測定し、測定結果に基づいて階調特性（濃度特性とも呼ばれる。）を更新する。画像形成装置は、階調特性を更新する制御を実行する前に、測定用画像の測定結果の目標データを決定している。

特開２００４−１６３２１６号公報 特開２０１１−１３３７７１号公報

上記の通り、シェーディング補正の補正条件は、ユーザが任意のタイミングで更新することができる。そのために、階調補正に用いる測定用画像の測定結果の目標データを決定した後にシェーディング補正の補正条件が変更されてしまうと、画像濃度の高精度な補正ができないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シェーディング補正に用いる補正条件の更新のタイミングによらず、画像濃度を高精度に制御する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、所定の変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段と、静電潜像を形成するために、前記変換手段により変換された前記画像データに基づき、補正条件に基づいて強度が補正されたレーザ光によって感光体を露光する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像して前記感光体に画像を形成する現像手段と、前記現像手段により現像された前記画像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の前記画像をシートに転写する転写手段と、前記中間転写体上の測定用画像を測定する測定手段と、前記レーザ光が前記感光体を走査する主走査方向において前記レーザ光の強度を前記補正条件に基づいて補正する補正手段と、前記補正条件を更新する更新手段と、前記測定手段が、前記潜像形成手段及び前記現像手段により前記中間転写体に形成された前記測定用画像を測定した測定結果に基づいて、前記変換条件を生成する生成手段と、を有し、前記補正手段は、前記測定用画像が形成される場合に、前記更新手段により更新された前記補正条件を用いて前記レーザ光の強度を補正せず、前記補正手段は、前記主走査方向における前記レーザ光の強度が前記主走査方向において前記感光体の所定の位置を露光するレーザ光の強度となるように、前記レーザ光の強度を補正し、前記所定の位置は、前記主走査方向において前記測定用画像の静電潜像が形成される前記感光体上の位置に対応することを特徴とする。

本発明によれば、走査方向において測定用画像の静電潜像が形成される感光体上の位置に対応する所定の位置を露光するレーザ光の強度に基づいて、他の位置を露光するレーザ光の強度を補正する。そのために、補正条件の更新のタイミングによらず、画像濃度を高精度に制御することができる。

プリント部の構成図。 画像形成部の説明図。 濃度センサの構成図。 リーダ部の構成図。 （ａ）、（ｂ）は制御部の説明図。 （ａ）、（ｂ）はシェーディング補正の説明図。 シェーディング補正処理を表すフローチャート。 キャリブレーションに用いるテスト画像の例示図。 キャリブレーションに用いるテスト画像の例示図。 第１のキャリブレーションを表すフローチャート。 第２のキャリブレーションを表すフローチャート。 主走査方向の各番地の画像濃度の例示図。 主走査方向の各番地の画像濃度の例示図。 主走査方向の各番地の画像濃度の例示図。 主走査方向の各番地の画像濃度の例示図。 主走査方向の各番地の画像濃度の例示図。

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

（画像形成装置の構成）
画像形成装置は、プリント部及びリーダ部を備える。図１は、プリント部の構成図である。プリント部２００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、１次転写ローラ５ａ〜５ｄ、中間転写ベルト７、２次転写部２４、レジストローラ１５、定着器２２、及び制御部５５を備える。制御部５５は、画像形成装置全体の動作を制御する。

画像形成部Ｐａは、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成部Ｐｂは、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成部Ｐｃは、シアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成部Ｐｄは、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは形成するトナー像の色が異なるのみで、同様の構成である。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの構成の詳細については後述する。以下、色を分けて説明する場合には符号の最後尾にａ〜ｄを付して区別する。色を分ける必要が無い場合には、符号のａ〜ｄを省略して説明する。

中間転写ベルト７は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄからトナー像が転写される中間転写体であり、ポリイミド等の誘電体樹脂によって無端状に形成されている。中間転写ベルト７は、内周面側がローラ１１、従動ローラ１２、及び２次転写対向ローラ１３に懸架されており、ローラ１１の回転により矢印Ｒ７方向に回転する。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄと中間転写ベルト７との間には、１次転写ニップ部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄが形成される。１次転写ニップ部Ｎ１ａ〜Ｎ１ｄにより、中間転写ベルト７は、画像形成部Ｐａから順にトナー像が重畳して１次転写される。これにより中間転写ベルト７には、フルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト７は、回転することで形成されたトナー像を２次転写部２４まで搬送する。なお、中間転写ベルト７を内周面側から支持する部材として、ローラ１１の代わりに簡易構成の摺動部材を設けてもよい。

２次転写部２４は、２次転写対向ローラ１３及び２次転写ローラ１４を備える。２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト７の外周面側の２次転写対向ローラ１３に対応する位置に、中間転写ベルト７に当接して設けられる。２次転写ローラ１４と中間転写ベルト７との間には、２次転写ニップ部Ｎ２が形成される。２次転写ニップ部Ｎ２により、中間転写ベルト７に形成されるトナー像がシートＳに２次転写される。

シートＳは、不図示の給紙カセットから給紙され、不図示の搬送機構によりレジストローラ１５に搬送される。レジストローラ１５は、シートＳの斜行補正等を行い、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が２次転写部２４に搬送されるタイミングに合わせて、シートＳを２次転写部２４に搬送する。２次転写ローラ１４は、シートＳが２次転写ニップ部Ｎ２を通過する際に不図示の２次転写高圧電源から２次転写バイアスが印加される。２次転写バイアスは、トナー像の帯電特性（マイナス）とは逆のプラス極性である。２次転写バイアスにより、中間転写ベルト７上の４色のトナー像は、一括して、シートＳに２次転写される。シートＳに転写されないで中間転写ベルト７上に残った残留トナーは、従動ローラ１２に対応する位置に配置されているベルトクリーナ１７によって除去される。シートＳは、２次転写後に、搬送ガイド１８に沿って２次転写部２４から定着器２２に搬送される。

定着器２２は、定着ローラ２０及び加圧ローラ２１を備える。定着ローラ２０と加圧ローラ２１との間には、定着ニップ部が形成される。定着器２２は、トナー像の転写後に搬送ガイド１８を搬送されたシートＳを、定着ニップ部で加熱及び加圧する。これによりトナー像はシートＳに定着して、画像形成処理が終了する。画像形成後のシートＳは、定着器２２からプリント部２００の外部に排出される。

本実施形態では、中間転写ベルト７の外周面側のローラ１１に対応する位置に、反射型の濃度センサ３０が設けられる。濃度センサ３０は、中間転写ベルト７に形成されたトナー像のトナー付着量を画像濃度として測定する。濃度センサ３０は、画像形成部Ｐｄと２次転写ニップ部Ｎ２との間に設けられており、中間転写ベルト７に１次転写された直後のトナー像の画像濃度を測定する。

図２は、画像形成部Ｐの説明図である。画像形成部Ｐは、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器４、及びクリーナ６を備える。感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器４、及びクリーナ６は、カートリッジ容器８内に一体に構成される。画像形成部Ｐは、カートリッジ容器８により、プリント部２００の本体に対して着脱自在に構成される。カートリッジ容器８の周囲には、露光器３が設けられる。感光ドラム１は、一部がカートリッジ容器８の外に露出しており、１次転写ローラ５との間に中間転写ベルト７を挟むようになっている。感光ドラム１と中間転写ベルト７との間が１次転写ニップ部Ｎ１となる。

感光ドラム１は、シリンダの表面に感光層が形成された感光体である。感光ドラム１は、等速モード時に、矢印Ｒ１方向に１００［ｍｍ／ｓｅｃ］のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。回転駆動された感光ドラム１は、表面が帯電ローラ２によって帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、露光器３から照射されるレーザ光によって静電潜像が形成される。露光器３は、感光ドラム１の回転軸方向にレーザ光を走査して静電潜像を形成する潜像形成手段である。レーザ光が走査する方向が主走査方向となる。静電潜像は、現像器４によって現像される。なお、本実施形態で現像に使用するトナーの帯電極性はマイナスである。画像形成部Ｐａの現像器４ａは、イエローのトナーにより現像を行い、感光ドラム１ａにイエローのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｂの現像器４ｂは、マゼンタのトナーにより現像を行い、感光ドラム１ｂにマゼンタのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｃの現像器４ｃは、シアンのトナーにより現像を行い、感光ドラム１ｃにシアンのトナー像を形成する。画像形成部Ｐｄの現像器４ｄは、ブラックのトナーにより現像を行い、感光ドラム１ｄにブラックのトナー像を形成する。

感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、１次転写ローラ５により、中間転写ベルト７の外周面に転写される。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト７に当接されており、転写バイアス印加電源８２から転写バイアスが印加される。転写バイアス印加電源８２は、転写バイアス制御部８３により動作が制御される。感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、１次転写ローラ５に対して転写バイアス印加電源８２から転写バイアスが印加されることで、１次転写ニップ部Ｎ１において中間転写ベルト７の外周面に静電的に転写される。本実施形態における１次転写バイアスは、直流電圧（直流成分）からなるバイアスであり、トナーの帯電特性（正規の帯電極性）とは逆極性のバイアスである。

１次転写により中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１上に残った残留トナーは、クリーナ６によって除去される。クリーナ６は、クリーニングブレードによって残留トナーを除去し、廃トナー搬送スクリューによって除去した残留トナーを不図示の廃トナー容器に搬送する。

（濃度センサ）
濃度センサ３０は、画像のトナー付着量（濃度）が所望の量（濃度）になるように、濃度制御（トナー付着量制御）を行う際に用いられる。濃度センサ３０は、中間転写ベルト７の外周面に形成されたトナー像からの反射光量を測定し、測定結果を制御部５５に送信する。濃度センサ３０の位置は固定されているために、中間転写ベルト７の回転方向に直交する方向の所定位置が、画像濃度の測定位置になる。中間転写ベルト７の回転方向に直交する方向は、感光ドラム１の主走査方向と同じ方向である。本実施形態では、濃度センサ３０は、中間転写ベルト７の主走査方向の中央の位置を測定位置とする。

図３は濃度センサ３０の構成図である。濃度センサ３０は、発光部４１１、受光部４１２、及びセンサ制御部４１３を備える。発光部４１１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を備え、中間転写ベルト７の所定位置を照射する。発光部４１１は、中間転写ベルト７の法線に対して、照射する光の光軸が４５度の角度になるように配置される。受光部４１２は、フォトダイオード等の受光素子を備え、発光部４１１により照射された光の中間転写ベルト７による正反射光を受光する。受光部４１２は、中間転写ベルト７の法線に対して発光部４１１と対称の位置に配置される。図３では、トナー像Ｔが濃度センサ３０の測定位置を通過する。中間転写ベルト７の下地のバタつきを感度よく検出するために、濃度センサ３０は濃度の測定に正反射光を用いる。

センサ制御部４１３は、濃度センサ３０の動作を制御し、発光部４１１の発光光量制御、受光部４１２による測定結果の制御部５５への送信等を行う。センサ制御部４１３は、発光部４１１に印加する電圧を調整することで発光部４１１の発光光量を制御する。発光光量が異なると、同一の対象物からの反射光量が異なる。すなわち、発光光量が多いほど、対象物からの反射光量は多くなる。センサ制御部４１３は、濃度センサ３０を、トナー像Ｔの濃度を測定する際に適した光量レベルで動作させる。

トナー像Ｔの濃度測定に適した光量レベルとは、低濃度と高濃度の両方のトナー像Ｔに対して良好な感度が得られる光量である。低濃度のトナー像Ｔの反射光量は、照射する光量を下げていくと、反射光量の絶対値が小さくなる。この場合、トナー像Ｔと中間転写ベルト７の外周面の光沢ムラとの区別がつきにくくなる。高濃度のトナー像Ｔの反射光量は、照射する光量を上げていくと、トナー像Ｔの濃度変化に対する感度が鈍くなる。従って、トナー像Ｔの濃度測定に適した光量レベルは、低濃度のトナー像Ｔの反射光量が中間転写ベルト７の外表面の光沢ムラと区別でき、かつ、高濃度のトナー像Ｔの反射光量がトナー像Ｔの濃度変化に対して良好な感度を有する光量である。

センサ制御部４１３は、中間転写ベルト７のトナー像Ｔが形成されていない外周面からの反射光量が目標の光量レベルになるように、発光部４１１を調整する。本実施形態では、中間転写ベルト７の外周面の一周の平均反射光量（電圧値）が３．５［Ｖ］±０．１［Ｖ］となるように、発光部４１１の光量レベルが調整される。このように平均反射光量を調整することで、中間転写ベルト７の外周面の光沢度が耐久で変化しても、正しく制御することが可能となる。

制御部５５は、濃度センサ３０から取得する中間転写ベルト７の外周面からの反射光量（電圧値）と、中間転写ベルト７上に形成されたトナー像Ｔからの反射光量（電圧値）とから、その差分量（電圧値）を算出する。制御部５５は、算出した差分量に基づいて、当該トナー像Ｔのトナー付着量（トナー濃度）を検出する。制御部５５は、所望のトナー付着量のトナー像Ｔを形成するために、画像形成部Ｐが当該トナー付着量の画像を形成する際の画像形成条件を設定する。具体的には、制御部５５は、中間転写ベルト７に形成されたトナー像Ｔの濃度センサ３０によるトナー付着量の測定結果に基づいて、画像形成処理における帯電電位、現像電位、露光量等の画像形成条件を設定する。

（リーダ部）
図４は、リーダ部の構成図である。リーダ部１００は、原稿１０１に形成された画像を読み取るスキャナである。原稿１０１は、原稿台１０２上に、画像が形成された面を原稿台１０２側にして載置される。リーダ部１００は、読み取った画像を表す画像データをプリント部２００へ送信する。リーダ部１００は、読取ユニット１１０、及びリーダ画像処理部１０８を備える。

読取ユニット１１０は、発光部１０３、光学系１０４、受光部１０５が一体に構成される。読取ユニット１１０は、例えば図中奥方向に伸びるラインセンサであり、矢印Ｒ１０３方向に移動しながら原稿１０１の全面から画像を読み取る。発光部１０３は、原稿１０１を照射する。受光部１０５は、原稿１０１で反射された光を光学系１０４を介して受光する。受光結果はリーダ画像処理部１０８へ送信される。リーダ画像処理部１０８は、受光部１０５の受光結果に応じて、原稿１０１に形成された画像を表す画像データを生成する。また、リーダ画像処理部１０８は、受光部１０５の受光結果に応じて、原稿１０１に形成された画像の画像濃度を測定するセンサとしても機能する。リーダ画像処理部１０８は、画像データ及び測定した画像濃度をプリント部２００の制御部５５に送信する。

リーダ部１００は、操作部２１７が接続される。操作部２１７は、表示部２１８と一体に構成されるユーザインタフェースである。操作部２１７は、入力ボタン、タッチパネル等を入力装置として備える。操作部２１７は、制御部５５に入力された指示を送信する。表示部２１８は、制御部５５に制御されて画像を表示する。

（制御部）
図５は、制御部５５の説明図である。図５（ａ）は、制御部５５のハードウェア構成図である。制御部５５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５５２、及びＲＡＭ（Random Access Memory）５５３を備えるコンピュータである。ＣＰＵ５５１は、操作部２１７に接続される。ＣＰＵ５５１は、操作部２１７から入力された指示を取得する。ＣＰＵ５５１は、操作部２１７の表示部２１８に画像を表示させる。ＣＰＵ５５１は、リーダ部１００に接続され、リーダ部１００の動作を制御して、リーダ部１００から画像データ及び画像濃度を取得する。ＣＰＵ５５１は、プリント部２００に接続され、リーダ部１００或いは外部装置から取得した画像データに基づいて、プリント部２００による画像形成処理を制御する。

ＣＰＵ５５１は、ＲＯＭ５５２に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、ＲＡＭ５５３を作業領域に用いて実行することで、画像形成装置全体の動作を制御する。ＣＰＵ５５１がコンピュータプログラムを実行することで、制御部５５は、図５（ｂ）の機能構成図に示す各機能として動作する。図５（ｂ）は、シートＳに形成する画像の画質を保持するための機能を表す。画像形成装置の他の動作、例えば画像形成時のモータ等の負荷の動作制御を行うための機能については説明を省略する。

本実施形態では、制御部５５は、シートＳに形成する画像の画質を保持するために、シェーディング補正及び階調補正を行う。そのために制御部５５は、γＬＵＴ生成部５６１、補正データ生成部５６２、γＬＵＴ５６３、ＬＰＷ補正部５６４、階調補正部５６５、パターンジェネレータ５６６、及び画像形成制御部５６７として機能する。

γＬＵＴ（Look Up Table）生成部５６１は、濃度センサ３０により測定された画像濃度及びリーダ部１００で測定された画像濃度を取得して、画像濃度に基づいて階調特性を生成する。γＬＵＴ生成部５６１は、生成した階調特性により、画像濃度を目標データに近づけるための画像データの変換条件であるγ補正値を生成する。γＬＵＴ生成部５６１は、生成したγ補正値によりγＬＵＴ５６３を生成する。
補正データ生成部５６２は、リーダ部１００で測定された画像濃度を取得して、シェーディング補正を行うための補正条件である補正データを生成する。補正データは、露光器３によるレーザ光の照射時に、主走査方向の位置に応じてレーザ光の光量（強度）を制御するためのデータである。補正データ生成部５６２は、生成した補正データをＬＰＷ補正部５６４に送信する。

ＬＰＷ（Laser Power）補正部５６４は、補正データ生成部５６２から取得する補正データに基づいて、露光器３から照射されるレーザ光の、主走査方向の位置に応じた光量補正量を生成する。レーザ光の強度は画像濃度と関係しているため、ＬＰＷ補正部５６４は、主走査方向の位置に応じてレーザ光の強度を補正するためのデータを生成することになる。
階調補正部５６５は、形成する画像を表す画像データをγＬＵＴ５６３に基づいて変換することで階調補正を行う。階調補正部５６５は、階調補正後の画像データを画像形成制御部５６７に送信する。

画像形成制御部５６７は、画像形成条件に基づいてプリント部２００の動作を制御する。画像形成制御部５６７は、階調補正後の画像データ及びレーザ光の光量補正量に応じて、プリント部２００の動作、例えば露光器３が照射するレーザ光の発光制御を行うための制御信号を生成して、プリント部２００に送信する。プリント部２００は、この制御信号に応じて露光器３の発光制御を行い、シートＳに画像を形成する。
パターンジェネレータ５６６は、シェーディング補正及び階調補正を行う際に形成するテスト画像の画像データを格納する。画像形成制御部５６７は、シェーディング補正及び階調補正を行う際には、画像データをパターンジェネレータ５６６から読み込んで制御信号を生成する。この画像データは、階調補正が行われていないものである。

（シェーディング補正制御）
図６は、シェーディング補正の説明図である。制御部５５は、シェーディング補正により、露光器３が感光ドラム１をレーザ光で走査する際の主走査方向の濃度ムラを補正する。感光ドラム１は、主走査方向の位置を表す番地が割り当てられる。

図６（ａ）は、シェーディング補正を行うためにシートＳに形成する画像の例示図である。この画像は、色毎（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に主走査方向に長い帯状に形成される帯画像である。帯画像は、主走査方向に「０番地」を中心にして、「−６〜＋６」の番地が割り当てられる。この帯画像を表す画像データは、パターンジェネレータ５６６に格納されており、画像形成制御部５６７は、パターンジェネレータ５６６から取得した帯画像の画像データにより制御信号を生成して、プリント部２００によりシートＳに帯画像を形成する。画像形成制御部５６７は、帯画像をシェーディング補正に用いるために、画像データに対する光量補正値による補正を行わない。

帯画像は、番地毎の画像濃度が「０．３」になるように設定されており、主走査方向の各位置で同じ濃度になるように画像形成される。主走査方向の濃度ムラが発生している場合、帯画像の画像濃度が主走査方向の位置（番地）により変化する。

図６（ｂ）は、シェーディング補正の結果生成される番地毎のレーザ光の光量の補正量を表す光量補正量の例示図である。各光量補正量は、シートＳに形成された帯画像の画像濃度の測定結果に応じて、制御部５５のＬＰＷ補正部５６４により生成される。

図７は、シェーディング補正処理を表すフローチャートである。この処理は、操作部２１７の操作により、ユーザが任意のタイミングで制御部５５に行わせることができる。

制御部５５は、プリント部２００により図６（ａ）の帯画像をシートＳに形成させる（Ｓ１０１）。帯画像を形成する場合、制御部５５は、ＬＰＷ補正部５６４に記憶される光量補正量によるレーザ光の光量補正を行わない。ユーザは、帯画像が形成されたシートＳをリーダ部１００の原稿台１０２上に載置し、操作部２１７によりシートＳに形成された帯画像の読み取りを指示する。制御部５５は、画像の読み取り指示を操作部２１７から取得して、リーダ部１００に画像の読み取りを指示する。

リーダ部１００は、制御部５５から読み取りの指示を取得して、原稿台１０２に載置されたシートＳから帯画像を読み取る。リーダ画像処理部１０８は、読取結果から帯画像の画像濃度を測定し、主走査方向の位置に対応づけて制御部５５に送信する。リーダ画像処理部１０８は、例えば所定の幅を持つ番地毎に、受光部１０５の受光結果の平均値を算出して、算出した平均値を画像濃度として送信する。これにより制御部５５は、帯画像の主走査方向の各位置に応じた画像濃度を取得する（Ｓ１０２）。

制御部５５の補正データ生成部５６２は、取得した帯画像の主走査方向の各位置に応じた画像濃度のうち、主走査方向の所定の位置、本実施形態では中央の位置の画像濃度に応じて、他の位置毎（番地毎）の補正データを生成する。補正データ生成部５６２は、生成した番地毎の補正データをＬＰＷ補正部５６４に送信する。ＬＰＷ補正部５６４は、取得した番地毎の補正データに基づいて、番地毎の光量補正量を生成する（Ｓ１０３）。レーザ光の強度が画像濃度と関係しているため、補正データ生成部５６２は、感光ドラム１の主走査方向の所定の位置を露光するレーザ光の強度に基づいて、他の位置を露光するレーザ光の強度を補正するためのデータを生成することになる。画像形成制御部５６７は、このようにして生成された光量補正量に応じて露光器３から出力されるレーザ光の光量を制御することで、主走査方向の画像の濃度ムラを抑制する。つまり、制御部５５は、感光ドラム１の主走査方向のトナー付着量が一定になるように、レーザ光の光量（強度）を主走査方向の位置に応じて補正する。

従来、シェーディング補正の際には、帯画像の主走査方向の位置に応じた画像濃度のうち、最も濃度が薄い位置の画像濃度を基準にして、補正データが生成されている。これに対して、本実施形態では、主走査方向の中央の番地の画像濃度（レーザ光の強度）を基準にして、補正データを生成する。これは、後述の階調補正時に、γ補正値の生成を、主走査方向の中央の番地の画像濃度に応じて行うためである。つまり、濃度センサ３０の測定位置が主走査方向の中央の番地であるためである。濃度センサ３０の測定位置が主走査方向の他の位置の場合、補正データを生成するための基準となる画像濃度の位置は、濃度センサ３０の測定位置と同じ位置となる。

（階調補正制御）
階調補正には、画像形成装置の製造時や導入時、設置環境の変化時に行う処理（第１のキャリブレーション）と、画像形成を所定枚数行う毎、或いは環境条件の変化時に定期的に行う処理（第２のキャリブレーション）とがある。

・第１のキャリブレーション
図８、図９は、キャリブレーションに用いるテスト画像の例示図である。
図８は、シートＳに形成されるパターン画像の例示図である。パターン画像は、主走査方向にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各パターンが独立して形成される。各色のパターンは、所定階調数、例えば４列１６行（６４階調）のグラデーションからなる画像である。パターン画像は、色毎に２００ｌｐｔ（line per inch）及び４００ｌｐｔの解像度のパターンが副走査方向に形成される。パターン画像は、リーダ部１００により画像濃度が測定される。
図９は、中間転写ベルト７に形成される測定用画像の例示図である。測定用画像は、濃度センサ３０により画像濃度が測定される。画像濃度が測定された測定用画像は、シートＳには転写されずにベルトクリーナ１７により除去される。測定用画像は、濃度センサ３０の測定位置９０に対応する位置に、色毎に、中間転写ベルト７の画像の搬送方向に列んで複数形成される。本実施形態の濃度センサ３０の測定位置９０は、主走査方向の中央であるため、各色の画像は、中間転写ベルト７の主走査方向の中央に形成される。各色の測定用画像は、所定階調数、例えば４列１６行（６４階調）のグラデーションからなる画像である。

図１０は、第１のキャリブレーションを表すフローチャートである。第１のキャリブレーションでは、制御部５５は、γＬＵＴ５６３を生成し、シートＳに形成する画像の濃度の目標データである目標濃度を決定している。

制御部５５は、プリント部２００により図８のパターン画像をシートＳに形成させる（Ｓ２０１）。パターン画像を形成する場合、制御部５５の画像形成制御部５６７は、ＬＰＷ補正部５６４に記憶される光量補正量に基づいて、レーザ光の光量の補正を行う。ユーザは、パターン画像が形成されたシートＳをリーダ部１００の原稿台１０２上に載置し、操作部２１７によりシートＳに形成された帯画像の読み取りを指示する。制御部５５は、画像の読み取り指示を操作部２１７から取得して、リーダ部１００に画像の読み取りを指示する。

リーダ部１００は、制御部５５から読み取りの指示を取得して、原稿台１０２に載置されたシートＳからパターン画像を読み取る。リーダ画像処理部１０８は、読み取ったパターン画像の画像濃度を測定して、制御部５５に送信する。これにより制御部５５は、パターン画像の画像濃度を取得する（Ｓ２０２）。γＬＵＴ生成部５６１は、パターン画像の画像濃度に基づいて、階調特性を生成し、生成した階調特性に応じてγＬＵＴ５６３を生成する（Ｓ２０３）。

γＬＵＴ５６３の生成が終了すると、制御部５５は、プリント部２００により図９の測定用画像を中間転写ベルト７に形成させる（Ｓ２０４）。測定用画像を形成する場合、制御部５５は、ＬＰＷ補正部５６４に記憶される光量補正量によるレーザ光の光量補正を行わない。濃度センサ３０は、中間転写ベルト７に形成された測定用画像の画像濃度を測定する（Ｓ２０５）。測定結果はγＬＵＴ生成部５６１に入力される。γＬＵＴ生成部５６１は、測定用画像の画像濃度に応じて目標濃度を生成し、不図示の不揮発性のメモリに記憶する（Ｓ２０６）。階調補正部５６５は、この目標濃度を目標データとして、γＬＵＴ５６３を用いた階調補正を行う。

なお、目標データは、画像形成装置の工場出荷時に予め不揮発性のメモリに記憶されており、Ｓ２０６で生成された目標濃度に更新される。工場出荷後、例えば設置時に第１のキャリブレーションを行う場合、Ｓ２０３の処理でγＬＵＴ５６３を生成する場合には工場出荷時に予め不揮発性のメモリに記憶された目標データが用いられる。

・第２のキャリブレーション
図１１は、第２のキャリブレーションを表すフローチャートである。第２のキャリブレーションでは、制御部５５は、シートＳに形成する画像の濃度の目標データである目標濃度を決定している。第２のキャリブレーションでは、図９の測定用画像が用いられる。

制御部５５は、プリント部２００により図９の測定用画像を中間転写ベルト７に形成させる（Ｓ３０１）。測定用画像を形成する場合、制御部５５は、ＬＰＷ補正部５６４に記憶される光量補正量によるレーザ光の光量補正を行わない。濃度センサ３０は、中間転写ベルト７に形成された測定用画像の画像濃度を測定する（Ｓ３０２）。測定結果はγＬＵＴ生成部５６１に入力される。γＬＵＴ生成部５６１は、測定用画像の画像濃度に応じて目標濃度を生成し、不揮発性のメモリに記憶する（Ｓ３０３）。階調補正部５６５は、この目標濃度を目標データとして、γＬＵＴ５６３を用いた階調補正を行う。目標データを更新することで、環境の変化に応じた画質の変動を抑制することができる。

（効果）
以上のようにシェーディング補正及び第１、第２のキャリブレーションで、同じ位置に形成される画像の画像濃度を用いて補正条件及び変換条件を生成することで、以下のような効果が得られる。図１２は、シェーディング補正やキャリブレーション等の補正を行わない状態における主走査方向の各番地の画像濃度の例示図である。主走査方向の濃度ムラが補正されないために、画像濃度（濃度レベル）のバラツキが大きくなっている。このような特性の画像形成装置において、濃度センサ３０の測定位置である「０番地」の画像の画像濃度に基づいて補正を行う場合と、その他の位置、ここでは「＋６番地」の画像の画像濃度に基づいて補正を行う場合について説明する。

図１３は、「０番地」の画像濃度に基づいて補正を行った場合の主走査方向の各番地の画像濃度の例示図である。図１４は、「＋６番地」の画像濃度に基づいて補正を行った場合の主走査方向の各番地の画像濃度の例示図である。補正直後の濃度ムラは、いずれの場合もバラツキを抑制している。濃度ムラは、画像形成動作の回数、環境変動等の影響で変化する。このような変化に対しては、画像形成装置は第２のキャリブレーションにより画質の安定化を図る。

図１５は、図１３の状態から１万枚の画像形成動作を行った後の主走査方向の各番地の画像濃度の例示図である。図１５に示す通り、画像形成装置の使用による条件変動、環境変動がある場合であっても、画像濃度は、第２のキャリブレーションによって、色味変動もなく、均一性を保っていることがわかる。

図１６は、図１４の状態から１万枚の画像形成動作を行った後の主走査方向の各番地の画像濃度の例示図である。図１５に示す通り、濃度センサ３０の測定位置（０番地）の画像濃度の変動は小さい。しかし、主走査方向に濃度センサ３０から遠い位置になるほど、バラツキが大きくなっている。ここでは「＋６番地」（主走査方向の端部近傍）でシェーディング補正を行っても、画像制御を行う濃度センサ３０の検出位置から遠く、元の濃度ムラの状態に近づく方向に画像濃度に濃度ムラが生じてしまう。

このように、本実施形態では、濃度センサ３０の測定位置の画像の画像濃度に基づいてシェーディング補正を行うために、画像形成装置の使用による条件変動、環境変動がある場合であっても、キャリブレーションにより画像濃度の均一性が保持される。

Claims (8)

1. 所定の変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段と、
   静電潜像を形成するために、前記変換手段により変換された前記画像データに基づき、補正条件に基づいて強度が補正されたレーザ光によって感光体を露光する潜像形成手段と、
   前記静電潜像を現像して前記感光体に画像を形成する現像手段と、
   前記現像手段により現像された前記画像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上の前記画像をシートに転写する転写手段と、
   前記中間転写体上の測定用画像を測定する測定手段と、
   前記レーザ光が前記感光体を走査する主走査方向において前記レーザ光の強度を前記補正条件に基づいて補正する補正手段と、
   前記補正条件を更新する更新手段と、
   前記測定手段が、前記潜像形成手段及び前記現像手段により前記中間転写体に形成された前記測定用画像を測定した測定結果に基づいて、前記変換条件を生成する生成手段と、を有し、
   前記補正手段は、前記測定用画像が形成される場合に、前記更新手段により更新された前記補正条件を用いて前記レーザ光の強度を補正せず、
   前記補正手段は、前記主走査方向における前記レーザ光の強度が前記主走査方向において前記感光体の所定の位置を露光するレーザ光の強度となるように、前記レーザ光の強度を補正し、
   前記所定の位置は、前記主走査方向において前記測定用画像の静電潜像が形成される前記感光体上の位置に対応することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記レーザ光の強度を補正することで、前記感光体の前記主走査方向のトナー付着量を補正することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記変換手段は、前記画像の階調を補正するために前記画像データを前記変換条件に基づいて変換することを特徴とする、
   請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記生成手段は、濃度の異なる複数の測定用画像を含む前記測定用画像の測定結果に基づいて、前記変換条件を生成することを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記測定用画像は、前記中間転写体の、前記感光体の前記主走査方向における中央に対応する位置に形成され、
   前記測定手段は、前記中間転写体上の、前記感光体の前記主走査方向における中央に対応する位置を測定位置とすることを特徴とする、
   請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記潜像形成手段と前記現像手段とに、所定の画像を形成させ、前記転写手段に、前記所定の画像を前記シートに転写させ、前記主走査方向において前記所定の画像の異なる位置の濃度に関する情報を取得する取得手段を更に有し、
   前記潜像形成手段は、前記所定の画像を形成する場合、予め決められた強度のレーザ光によって前記感光体を露光し、
   前記更新手段は、前記取得手段により取得された前記情報に基づいて、前記補正条件を更新することを特徴とする、
   請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. シートに形成された前記所定の画像を読み取る読取手段を更に有し、
   前記取得手段は、前記読取手段による前記所定の画像の読取結果に基づいて、前記情報を取得することを特徴とする、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像が転写され、前記画像を搬送する中間転写体と、
   前記中間転写体からシートに前記画像を転写する転写手段と、
   前記中間転写体に形成された測定用画像を測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に基づいて、前記画像形成手段により形成される前記画像の階調特性を補正するための第１の補正条件を生成する第１の生成手段と、
   前記画像形成手段により形成され、前記転写手段により前記中間転写体から前記シートに転写された所定の画像の濃度に関する情報を取得する取得手段と、
   前記中間転写体の搬送方向に直交する方向における前記画像の濃度を補正するための第２の補正条件を、前記取得手段により取得された前記情報に基づいて生成する第２の生成手段と、を有し、
   前記第２の生成手段は、前記搬送方向に直交する方向における前記所定の画像の濃度を所定の濃度に補正するように前記第２の補正条件を生成し、
   前記所定の濃度は、前記所定の画像における所定位置の濃度に基づいて決定され、
   前記所定位置は、前記搬送方向に直交する方向において前記測定手段の測定位置に対応することを特徴とする、
   画像形成装置。