JP2022117153A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した画質の画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、中間転写体１０６に画像を形成する画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３と、中間転写体１０６から記録材１１０へ画像を転写する転写ローラ１１４と、記録材１１０に形成された画像を検知するラインセンサ１３８と、中間転写体１０６に形成された画像を検知する画像濃度センサ１１７とを備える。画像形成装置１００は、ラインセンサ１３８による検知用画像の検知結果を変換条件に基づいて変換し、変換された検知結果に基づいて画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３により形成される画像の濃度を制御する。画像形成装置１００は、ラインセンサ１３８及び画像濃度センサ１１７によるパターン画像の検知結果に基づいて変換条件を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、複合機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用したフルカラーの画像形成装置は、像担持体に画像を形成し、像担持体から該画像を記録材に転写し、転写した画像を記録材に定着させることで画像形成を行う。記録材に形成される画像は、気温、湿度等の環境条件や現像に用いる現像剤の劣化により、画像濃度が変化する。そのために画像形成装置は、画像濃度を調整するためのテスト画像を形成し、このテスト画像をセンサにより読み取った結果に基づいて画像形成条件の調整や階調補正テーブルの作成を行い、画像濃度の安定を図っている。これは、「キャリブレーション」と呼ばれる。キャリブレーションは、記録材に形成したテスト画像の読取結果を用いて行う場合と、記録材に転写する前の像担持体上のテスト画像の読取結果を用いて行う場合とがある。

特許文献１に開示される画像形成装置は、ユーザからの指示に応じた画像（ユーザ画像）が形成される記録材上の余白領域にテスト画像を形成してキャリブレーションを行う。これにより、印刷ジョブ中にリアルタイムにキャリブレーションが行われる。テスト画像が形成される余白領域は、記録材の外縁の断裁される領域である。このような画像形成装置は、適切な画像濃度特性（階調特性）を維持するとともに、画像形成動作が中断しないことで生産性の低下を抑止する。

特開２０１４－１０７６４８号公報

特許文献１の画像形成装置は、記録材に形成したテスト画像の読取結果を用いたキャリブレーションの他に、像担持体上のテスト画像の読取結果を用いたキャリブレーションも実行可能である。しかしながら、このような異なる手法のキャリブレーションを行う場合、キャリブレーション毎に目標値が異なる場合がある。これは、高精度な画像濃度（画質）の安定を阻害する可能性がある。

本発明は、上述の問題に鑑み、異なる手法でキャリブレーションを行う場合であっても安定した画質の画像を形成でき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、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記像担持体から記録材へ前記画像を転写する転写手段と、前記記録材に形成された画像を検知する第１検知手段と、前記像担持体に形成された画像を検知する第２検知手段と、前記画像形成手段に検知用画像を形成させ、前記転写手段に前記検知用画像を記録材へ転写させ、前記第１検知手段に前記検知用画像を検知させ、前記第１検知手段の検知結果を変換条件に基づいて変換し、前記変換された前記第１検知手段の検知結果に基づいて前記画像形成手段により形成される画像の濃度を制御する制御手段と、前記画像形成手段にパターン画像を形成させ、前記転写手段に前記パターン画像を記録材へ転写させ、前記第１検知手段による検知結果と前記第２検知手段による検知結果とを取得し、前記第１検知手段による検知結果と前記第２検知手段による検知結果とに基づいて前記変換条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、記録材に形成する画像の画質を安定させることができる。

画像形成装置の構成図。 画像濃度センサの構成説明図。 プリンタコントローラの説明図。 階調が再現される様子を説明する４限チャート。 階調補正用のテスト画像の例示図。 階調補正用のテスト画像の例示図。 濃度変換テーブルの作成処理を表すフローチャート。 濃度変換テーブルの説明図。 階調補正処理を表すフローチャート。 階調補正処理の効果の説明図。 階調補正処理を表すフローチャート。 再生成の判断に用いられる情報の説明図。 （ａ）、（ｂ）は、濃度変換テーブルを再生成した場合の効果の説明図。 階調補正処理を表すフローチャート。 濃度変換テーブルと比較用テーブルの比較処理の説明図。

以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。本実施形態の画像形成装置１００は、プリンタ１０１、リーダ４００、及び処理装置６００により構成される。画像形成装置１００（プリンタ１０１）は、電子写真方式によりシート状の記録材１１０に画像を形成する。なお、本実施形態のプリンタ１０１は、インクジェットプリンタや昇華型プリンタであってもよい。

画像形成装置１００は、プリンタ１０１内に画像形成のためのエンジン部を構成する各機構、各機構の動作を制御するエンジン制御部１０２、及びプリンタコントローラ３００を収納する制御ボード収納部１０４を備える。プリンタ１０１の上部には操作パネル１８０が設けられる。操作パネル１８０はユーザインタフェースであり、ユーザからの指示を受け付ける入力装置と、操作画面等の画面を表示する出力装置とを備える。入力装置は、各種キーボタンやタッチパネル等である。出力装置は、ディスプレイやスピーカである。リーダ４００は、画像が形成された記録材（原稿）から該画像を読み取る画像読取装置である。

エンジン部を構成する各機構は、帯電露光処理機構、現像処理機構、転写処理機構、定着処理機構、記録材１１０の給紙処理機構、及び記録材１１０の搬送処理機構を含む。帯電露光処理機構は、レーザ光の走査により静電潜像を形成する。現像処理機構は、静電潜像を顕像化する。転写処理機構は、顕像化により生成したトナー像を記録材１１０へ転写する。定着処理機構は、記録材１１０に転写されたトナー像を定着させる。

これらの各機構は、プリンタ１０１内の画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３、中間転写体１０６、定着器１５０、給紙カセット１１３等により構成される。画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３は、形成する画像の色が異なるのみであり、同様の構成で同様の動作を行う。画像形成部１２０はイエロー（Ｙ）の画像を形成する。画像形成部１２１はマゼンタ（Ｍ）の画像を形成する。画像形成部１２２はシアン（Ｃ）の画像を形成する。画像形成部１２３はブラック（Ｋ）の画像を形成する。画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３は、それぞれ、感光ドラム１０５、帯電器１１１、レーザスキャナ１０７、及び現像器１１２を備える。

帯電露光処理機構は、感光ドラム１０５の表面を帯電器１１１により一様に帯電し、レーザスキャナ１０７により感光ドラム１０５の表面に静電潜像を形成する。感光ドラム１０５は、表面に感光層を有するドラム形状の感光体であり、ドラム軸を中心に回転する。帯電器１１１は、回転する感光ドラム１０５の表面の感光層を一様に帯電させる。

レーザスキャナ１０７は、半導体レーザから出射されるレーザ光を一方向に走査する発光部１０８と、発光部１０８からのレーザ光を感光ドラム１０５に向けて反射する反射ミラー１０９とを含む。レーザスキャナ１０７は、プリンタコントローラ３００から供給された画像データに応じて、発光部１０８から出射されるレーザ光を駆動するレーザドライバを備える。半導体レーザから出射されたレーザ光は、発光部１０８内の回転多面鏡の回転に応じて一方向に振られる。一方向に振られたレーザ光は、反射ミラー１０９を介して感光ドラム１０５を照射する。これによりレーザ光が感光ドラム１０５の表面を一方向（ドラム軸方向）に走査して静電潜像を形成する。レーザスキャナ１０７が感光ドラム１０５を走査する一方向（図中奥行き方向）が主走査方向である。

現像処理機構は、現像器１１２から供給されるトナーにより、静電潜像を顕像化して感光ドラム１０５上にトナー像を形成する。感光ドラム１０５上のトナー像は、トナー像とは逆特性の電圧を印加された中間転写体１０６上に転写される。カラー画像形成時には、各色に対応した画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３のそれぞれの感光ドラム１０５から、順次、重畳するようにトナー像が中間転写体１０６に転写される。本実施形態では、中間転写体１０６は、図中時計回りに回転しており、画像形成部１２０（イエロー）、画像形成部１２１（マゼンタ）、画像形成部１２２（シアン）、画像形成部１２３（ブラック）の順にトナー像が転写される。これによりフルカラーのトナー像（可視像）が中間転写体１０６上に形成される。なお、感光ドラム１０５及び現像器１１２は、プリンタ１０１の筐体に対して着脱可能である。

転写処理機構は、中間転写体１０６上に形成された可視像（トナー像）を給紙カセット１１３から給送された記録材１１０に転写する。転写処理機構は、中間転写体１０６から記録材１１０にトナー像を転写するために転写ローラ１１４を備える。各画像形成部１２０、１２１、１２２、１２３から中間転写体１０６に転写されたトナー像は、中間転写体１０６が図中時計回りに回転することで転写ローラ１１４まで搬送される。記録材１１０は、トナー像が転写ローラ１１４に搬送されるタイミングに合わせて、転写ローラ１１４へ搬送される。転写ローラ１１４は、記録材１１０を中間転写体１０６に圧接すると同時に、トナー像と逆特性のバイアスが印加されることで、記録材１１０にトナー像を転写する。

中間転写体１０６の周囲には、画像形成開始位置検出センサ１１５及び画像濃度センサ１１７が配置される。画像形成開始位置検出センサ１１５は、画像形成時の印字開始位置の決定に用いられる。画像形成開始位置検出センサ１１５は、中間転写体１０６の回転方向で転写ローラ１１４の上流側に設けられる。画像濃度センサ１１７は、画像濃度制御時に、中間転写体１０６に形成される画像濃度検出用のテスト画像の画像濃度の測定に用いられる。画像濃度センサ１１７は、中間転写体１０６の回転方向で画像形成部１２３の下流側に設けられる。

給送処理機構は、記録材１１０を収納する給紙カセット１１３と、記録材１１０が給送される搬送パスと、記録材１１０を搬送するための各種ローラとを備える。記録材１１０は、給紙カセット１１３から給紙され、搬送パスを搬送されながらトナー像が転写及び定着されることで画像が形成され、プリンタ１０１の外部に排出される。記録材１１０の搬送方向は、主走査方向に直交する副走査方向となる。

記録材１１０は、給紙カセット１１３から給紙されて、搬送パスを転写ローラ１１４まで搬送される。給紙カセット１１３から転写ローラ１１４までの搬送パスの途中には、記録材１１０の搬送タイミングを調整するための給紙タイミングセンサ１１６が設けられる。画像形成開始位置検出センサ１１５が中間転写体１０６上の画像を検出するタイミングと、給紙タイミングセンサ１１６が記録材１１０を検出するタイミングとにより、記録材１１０が転写ローラ１１４へ搬送されるタイミングが調整される。これにより記録材１１０の所定の位置に、中間転写体１０６からトナー像が転写される。

トナー像が転写された記録材１１０は、定着処理機構へ搬送される。本実施形態の定着処理機構は、定着器１５０を備える。定着器１５０は、記録材１１０にトナー像を熱圧着するために、記録材１１０を加熱するための定着ローラ１５１、記録材１１０を定着ローラ１５１に圧接させるための加圧ベルト１５２、及び定着完了を検知する定着後センサ１５３を含む。定着ローラ１５１は中空ローラであり、内部にヒータを有し、回転することで記録材１１０を搬送するように構成されている。加圧ベルト１５２は、記録材１１０を定着ローラ１５１に圧接する。定着後センサ１５３は、画像定着後の記録材１１０を検出する。

定着器１５０で画像定着された記録材１１０は、そのまま排出される場合と、搬送パス１３５に搬送される場合とがある。そのために、定着器１５０の後にフラッパ１３２が設けられる。フラッパ１３２は、記録材１１０を搬送パス１３５と搬送パス２０１とのいずれかに誘導する。搬送パス２０１は搬送ローラ１４０、１４１を備える。搬送パス２０１へ誘導された記録材１１０は、搬送ローラ１４０、１４１により搬送され、画像が形成された面を上に向けてプリンタ１０１から処理装置６００へ排出される。搬送パス２０１の搬送ローラ１４０と搬送ローラ１４１との間には、記録材１１０の画像を検出可能な位置にラインセンサ１３８が設けられる。

ラインセンサ１３８は、ＣＭＯＳラインセンサや、ＣＣＤラインセンサ等の光学センサである。ラインセンサ１３８は、搬送ローラ１４０、１４１により搬送パス２０１を搬送される記録材１１０に形成された画像の読み取りを行う。ラインセンサ１３８は、読取結果として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の輝度値を含む読取信号を出力する。これらの読取信号の輝度値は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の濃度値へ変換して用いられる。一般的に、シアンは赤センサの輝度値、マゼンタは緑センサの輝度値、イエローは青センサの輝度値、ブラックは緑センサの輝度値から算出される。その際、ＲＧＢの各輝度値とＣＭＹＫの各濃度値との関係性を事前に取得して生成されたＬＵＴ（Look Up Table）を用いて、各輝度値から各色濃度値への変換が行われる。このようなＬＵＴは、予め画像形成装置１００内に保存される。

搬送パス１３５は、記録材１１０の表裏面の反転に用いられる反転パス１３６まで記録材１１０を搬送するための経路である。反転パス１３６には、記録材１１０を検出する反転センサ１３７が設けられる。反転センサ１３７が記録材１１０の後端を検出すると、記録材１１０は反転パス１３６で搬送方向が反転される。搬送方向が反転した記録材１１０は、搬送パス１３５と反転パス１３９とのいずれかに搬送される。そのために搬送パス１３５と反転パス１３９との分岐点にフラッパ１３３が設けられる。搬送パス１３５に搬送される場合、記録材１１０は、フラッパ１３３により搬送パス１３５へ誘導され、さらにフラッパ１３４により搬送パス２０１へ誘導される。これにより記録材１１０は、表裏面が反転されて（画像が形成された面を下に向けて）プリンタ１０１から処理装置６００へ排出される。反転パス１３９に搬送される場合、記録材１１０は、フラッパ１３３により反転パス１３９へ誘導される。反転パス１３９へ誘導された記録材１１０は、表裏面が反転されて、再度、転写ローラ１１４へ搬送される。これにより記録材１１０は、裏面への画像形成が行われる。

（画像濃度センサ）
図２は、画像濃度センサ１１７の構成説明図である。上述の通り、画像濃度センサ１１７は、中間転写体１０６に形成された画像濃度検出用のテスト画像を検出する。画像濃度センサ１１７は、光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）１１７１及び受光部１１７２、１１７３を含む光学センサと、光学センサが実装される電気基板（不図示）とを備える。受光部１１７２、１１７３は、例えばフォトダイオードである。

ＬＥＤ１１７１は、中間転写体１０６に対して所定の入射角度（ここでは１５°）で赤外線光を照射する。受光部１１７２は、ＬＥＤ１１７１から中間転写体１０６やテスト画像に照射された光の反射光を、正反射角度の位置で受光する。受光部１１７３は、ＬＥＤ１１７１から中間転写体１０６やテスト画像に照射された光の反射光のうち、拡散反射光を受光する。電気基板には、ＬＥＤ１１７１に電流を供給してＬＥＤ１１７１を発光させる駆動回路と、受光部１１７２、１１７３が受光した反射光の受光量に応じて生じる電流を電圧に変換するＩＶ変換機能を有する受光回路とが実装される。

以上のような構成の画像濃度センサ１１７は、正反射光と拡散反射光の両方を計測可能である。正反射光を受光する受光部１１７２及び拡散反射光を受光する受光部１１７３は、それぞれ、中間転写体１０６による反射光及びテスト画像による反射光を計測する。

その際、ブラックトナーのテスト画像は、受光部１１７２により取得した正反射光の検出結果から濃度値へ変換される。シアン、マゼンタ、イエローの有彩色のテスト画像は、受光部１１７３により取得した拡散反射光の検出結果から濃度値へ変換される。画像形成装置１００は、上述の通り、ＬＵＴを用いて検出結果に含まれる輝度値を濃度値へ変換する。

なお、画像濃度センサ１１７は、本実施形態で示した構成に限定するものではない。例えば受光部１１７２或いは受光部１１７３は、反射光を受光する光軸が、中間転写体１０６のテスト画像が形成される面に対して法線方向になるように配置されてもよい。また、受光部１１７２及び受光部１１７３は、偏光フィルタを備えた構成でもよい。受光部１１７２と受光部１１７３は、本実施形態ではＬＥＤ１１７１から照射された赤外線光が中間転写体１０６で反射される位置に対して対向する位置に配置される構成について説明するが、これらは適宜配置することが可能である。

（プリンタコントローラ）
図３は、本実施形態のプリンタコントローラ３００の説明図である。プリンタコントローラ３００は、画像形成装置１００の外部に設けられた装置であるホストコンピュータ３０１と通信可能に接続される。ホストコンピュータ３０１と画像形成装置１００とはUSB2.0High-Speed、1000Base-T/100Base-TX/10Base-T（IEEE 802.3準拠）等の通信線や無線によって通信可能に接続されている。

プリンタコントローラ３００は、プリンタ１０１全体の動作を制御する。そのためにプリンタコントローラ３００は、操作パネル１８０、リーダ４００、及びエンジン部１０１１に接続される。エンジン部１０１１は、プリンタコントローラ３００からの指示に応じて、プリンタ１０１内の各機構の動作を制御して、記録材１１０への画像形成処理を行う。エンジン部１０１１は、エンジン制御部１０２を備える。エンジン制御部１０２は、エンジン部１０１１の各機構の動作を制御する。エンジン制御部１０２は、画像濃度センサ１１７及びラインセンサ１３８によるテスト画像の検出動作も制御する。エンジン制御部１０２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。

プリンタコントローラ３００は、ホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）３０２、パネルインタフェース（Ｉ／Ｆ）３１２、リーダインタフェース（Ｉ／Ｆ）３１３、エンジンインタフェース（Ｉ／Ｆ）３１９、及び入出力バッファ３０３を備える。ホストＩ／Ｆ３０２は、ホストコンピュータ３０１との間の通信インタフェースである。パネルＩ／Ｆ３０２は、操作パネル１８０との間の通信インタフェースである。リーダＩ／Ｆ３１３は、リーダ４００との間の通信インタフェースである。エンジンＩ／Ｆ３１９は、エンジン部１０１１との間の通信インタフェースである。入出力バッファ３０３は、各インタフェースを介して制御コードやデータの送受信を行うための一時記憶領域である。

プリンタコントローラ３００は、ＣＰＵ３１４、プログラムＲＯＭ（Read Only Memory）３０４、及びＲＡＭ（Random Access Memory）３１０を備える。ＣＰＵ３１４は、プログラムＲＯＭ３０４に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、プリンタコントローラ３００の動作を制御する。ＲＡＭ３１０は、プリンタコントローラ３００が処理を実行する際の作業領域を提供する。

プログラムＲＯＭ３０４は、モジュールとして、画像情報生成部３０５、主走査ムラ補正テーブル生成部３０６、自動階調補正生成部３０７、多次色テーブル生成部３０８、及び画像欠陥検出部３０９を有する。画像情報生成部３０５は、ホストコンピュータ３０１から取得したデータの設定により、各種の画像オブジェクトを生成する。主走査ムラ補正テーブル生成部３０６は、主走査方向の画像濃度ムラをレーザ発光強度の補正により抑制するための主走査ムラ補正テーブルを生成する。自動階調補正生成部３０７は、単色の濃度階調補正を行う階調補正テーブル（γＬＵＴ）を生成する。多次色テーブル生成部３０８は、多次色の変動を補正するために、多次元ＬＵＴであるＩＣＣプロファイルを生成する。画像欠陥検出部３０９は、ラインセンサ１３８により読み取られた画像中の画像欠陥を検出する。

ＲＡＭ３１０は、画像情報生成部３０５、主走査ムラ補正テーブル生成部３０６、自動階調補正生成部３０７、及び多次色テーブル生成部３０８による処理結果を一時格納する。ＲＡＭ３１０は、テーブル格納部３１１を有する。テーブル格納部３１１は、主走査ムラ補正テーブル、γＬＵＴ、ＩＣＣプロファイル、及び後述の濃度変換テーブルを格納する。

プリンタコントローラ３００は、ＲＩＰ（Raster Image Processor）部３１５、色処理部３１６、階調補正部３１７、及び擬似中間調処理部３１８を備える。ＲＩＰ部３１５は、画像オブジェクト（画像データ）をビットマップ画像に展開する。色処理部３１６は、ＲＩＰ部３１５でビットマップ画像に展開された画像データに対して、ＩＣＣプロファイルを用いて多次色の色変換処理を行う。階調補正部３１７は、γＬＵＴを用いて、色処理部３１６で色変換処理された画像データに対して、単色の階調補正処理を実行する。擬似中間調処理部３１８は、階調補正部３１７で階調補正された画像データに対して、ディザマトリクスや誤差拡散法等の擬似中間調処理を実行する。擬似中間調処理部３１８で擬似中間処理された画像データは、エンジンＩ／Ｆ３１９を介してエンジン部１０１１へ送信される。エンジン部１０１１のエンジン制御部１０２は、エンジンＩ／Ｆ３１９から取得した画像データに基づいて画像形成処理を行う。

以上のようなプリンタコントローラ３００の各部は、システムバス３２０に接続されており、システムバス３２０を介して通信可能である。ＣＰＵ３１４は、システムバス３２０を介して、画像形成時に使用されるＩＣＣプロファイル、γＬＵＴ、及び主走査ムラ補正テーブルを管理更新する。ＣＰＵ３１４は、色処理部３１６や階調補正部３１７等に最新のテーブルを反映させることで所望の色の画像を出力可能にする。

（γＬＵＴ）
階調補正用のテスト画像の形成箇所によらないγＬＵＴについて説明する。図４は、階調が再現される様子を説明する４限チャートである。第Ｉ象限は、原画像を読み取ったセンサの読取特性を表す。このセンサは、原画像の画像濃度を濃度信号に変換する。第ＩＩ象限は、濃度信号を、レーザスキャナ１０７から出力されるレーザ光の光量を表すレーザ出力信号に変換するための、γＬＵＴの変換特性（データ特性）を表す。第ＩＩＩ象限は、レーザ出力信号を、記録材に形成される画像の画像濃度に変換するプリンタ１０１の記録特性を表す。第ＩＶ象限は、原画像の画像濃度と記録材に形成した画像の画像濃度との関係を示す。つまり４限チャートは、図１に示す画像形成装置１００のトータルの階調再現特性を示す。

図４は、８ビットのディジタル信号で処理する場合であり、階調数が２５６階調を示している。ここで、第Ｉ象限におけるセンサは、記録材１１０上の階調補正用のテスト画像を読み取るラインセンサ１３８や、中間転写体１０６上の階調補正用のテスト画像を読み取る画像濃度センサ１１７である。プリンタ１０１によるトータルの階調特性、つまり第ＩＶ象限の階調特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ特性がノンリニアな分が、第ＩＩ象限のγＬＵＴによって補正される。γＬＵＴにより階調特性が変換された画像信号は、レーザドライバのパルス幅変調（ＰＷＭ）回路によってドット幅に対応するパルス信号に変換され、発光部１０８を駆動制御するレーザドライバへ送信される。本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの全色について、パルス幅変調による階調再現方法が用いられる。

レーザスキャナ１０７の発光部１０８から出力されるレーザ光の走査により、感光ドラム１０５上には、ドット面積が変化することで階調が制御された、所定の階調特性を有する静電潜像が形成される。この静電潜像が現像されてトナー像となり、記録材１１０に転写及び定着されることで、階調画像が再生される。

（中間転写体１０６に形成された階調補正用のテスト画像による階調補正）
画像形成装置１００は、二つの異なる手法でキャリブレーションを行う。すなわち画像形成装置１００は、記録材１１０の端部領域（非画像領域）に印刷されたテスト画像の読取結果を用いたキャリブレーションと、中間転写体１０６に形成されたテスト画像の読取結果を用いたキャリブレーションとを行う。これらは従来から行われているキャリブレーションである。

中間転写体１０６上に階調補正用のテスト画像を形成して行われる階調補正処理（キャリブレーション）は、画像濃度センサ１１７を制御するエンジン制御部１０２及びＣＰＵ３１４の協働により行われる。階調補正部３１７は、プリンタ１０１により形成される画像の階調特性の調整を行う。階調補正部３１７は、色処理部３１６による色補正処理の初期調整を行った後、プリンタ１０１による一定の処理枚数間隔（例えば１００枚）でキャリブレーションを行う。

図５は、中間転写体１０６に形成される階調補正用のテスト画像の例示図である。中間転写体１０６に形成される階調補正用のテスト画像（階調補正パターン１０６１）は、中間転写体１０６の回転により画像濃度センサ１１７の検知位置を通過する位置に形成される。階調補正パターン１０６１は、色毎に、階調値を段階的に異ならせた複数の階調パッチ（図５では１１階調）から構成される。複数の階調パッチは、それぞれが例えば一辺が約１０［ｍｍ］の正方形状であり、中間転写体１０６の回転方向に一列に配列されている。

各色の階調パッチは、中間転写体１０６の地合いを検知するための階調パッチ（つまり階調値が０の階調パッチ）が、中間転写体１０６の回転方向の両端に配置される。階調値が０の階調パッチに挟まれて、階調値が均等に割り振られた９個の階調パッチが配置される。階調値が０～２５５で表される場合、階調補正パターン１０６１は、階調値が０、１６、３２、６４、８６、１０４、１２８、１７６、２２４、２５５、０の各色の階調パッチにより構成される。なお、階調補正パターン１０６１は、画像濃度センサ１１７が主走査方向（中間転写体１０６の回転方向に直交する方向）に複数設けられる場合に、各画像濃度センサ１１７に対応して複数形成されてもよい。

階調補正パターン１０６１は、画像形成装置１００が画像形成を行わないタイミングで形成される。階調補正パターン１０６１は、画像形成装置１００が所定枚数の記録材１１０に画像を形成したタイミングで印刷ジョブに割り込んで、或いは印刷ジョブの終了後に形成される。つまり、画像形成装置１００が所定枚数の記録材１１０に画像を形成したタイミングで印刷ジョブに割り込んで、或いは印刷ジョブの終了後に、中間転写体１０６に形成されたテスト画像の読取結果を用いたキャリブレーションが行われる。

中間転写体１０６上の階調補正パターン１０６１から読み取られた濃度値に基づいてγＬＵＴを更新する方法について説明する。

自動階調補正処理の実行直後のように記録材１１０に形成される画像が目標となる階調再現特性となっているときに、画像濃度センサ１１７で読み取った階調補正パターン１０６１の値が中間転写体１０６上の階調ターゲットとして保持される。自動階調補正処理とは、印刷ジョブ中に実行される階調補正処理ではなく、ユーザが所定のタイミングで行う階調補正処理のことである。自動階調補正処理は、各色の最大濃度と各色、各スクリーンパターンにおける階調特性を予め定められた目標値になるように調整する。階調ターゲットと階調補正パターン１０６１から読み取った濃度値とを比較して作成した中間転写体１０６における変換ＬＵＴが記録材１１０に対するγＬＵＴに合成される。ここで「合成」とは、記録材１１０上で目標となる階調再現特性が得られているときの中間転写体１０６の階調ターゲットと記録材１１０におけるγＬＵＴとの関係を紐づけることで、記録材１１０に対するγＬＵＴを作成することである。記録材１１０に対するγＬＵＴは、中間転写体１０６上の階調補正パターン１０６１の濃度値から作成される。

（記録材１１０に形成された階調補正用のテスト画像）
図６は、ユーザからの指示に応じたユーザ画像とともに記録材１１０に形成される階調補正用のテスト画像の例示図である。記録材１１０は、図６に示す矢印方向（搬送方向）に搬送される。記録材１１０に形成される階調補正用のテスト画像（階調補正パターン１１０４）は、ユーザ画像が形成される画像領域１１０１を除く記録材１１０の端部領域（非画像領域１１０２）に形成される。本実施例の階調補正パターン１１０４は、搬送方向において記録材１１０の端部領域（非画像領域１１０２）に形成される。画像領域１１０１は、図６においてドットで示された領域である。記録材１１０には、断裁用マーク１１０３が予め付与される。断裁用マーク１１０３は、Ｌ字形のマークが２つ組み合わされて構成され、画像領域１１０１の四隅に設けられる。記録材１１０は、断裁用マーク１１０３で断裁される。なお、画像領域１１０１のドットは説明のために示したものであり、実際には記録材１１０に印字されない。

階調補正パターン１１０４は、記録材１１０の一方の面に色毎に形成される。階調補正パターン１１０４は、通常は画像領域１１０１に重複しないようにその外側の非画像領域１１０２に形成される。しかし、ＣＰＵ３１４が画像領域１１０１に重複して形成すると判定した場合、階調補正パターン１１０４は、画像領域１１０１に重複して形成されることもある。本実施形態において画像領域１１０１に重複するとは、画像領域１１０１のみに重複して形成される場合のみならず、画像領域１１０１と非画像領域１１０２とに跨って形成される場合も含む。

階調補正パターン１１０４は、記録材１１０の周縁部のいずれに形成されてもよい。本実施形態では、階調補正パターン１１０４は、記録材１１０の搬送方向（記録材１１０の長手方向）に直交する方向（記録材１１０の短手方向）の記録材１１０の両端部に形成される。すなわち、２色の階調補正パターン１１０４が記録材１１０の短手方向の一端部に形成され、残りの２色の階調補正パターン１１０４が記録材１１０の短手方向の他端部に形成される。本実施形態では、シアン及びマゼンタの階調補正パターン１１０４が記録材１１０の短手方向の一端部に形成され、イエロー及びブラックの階調補正パターン１１０４が記録材１１０の短手方向の他端部に形成される。これにより、記録材１１０の搬送方向の先端部に階調補正パターン１１０４が形成されず、定着処理時の記録材１１０の巻き付きの発生をより確実に抑制することができる。

階調補正パターン１１０４は、各色の階調値を段階的に異ならせた複数の階調パッチ（図６では１１階調）から構成される。複数の階調パッチは、それぞれが例えば一辺が約８［ｍｍ］の正方形状であり、搬送方向に一列に配列されている。

各色の階調パッチは、記録材１１０の地合いを検知するための階調パッチ（つまり階調値が０の階調パッチ）が、記録材１１０の搬送方向の両端に配置される。階調値が０の階調パッチに挟まれて、階調値が均等に割り振られた９個の階調パッチが配置される。階調値が０～２５５で表される場合、階調補正パターン１１０４は、階調値が０、１６、３２、６４、８６、１０４、１２８、１７６、２２４、２５５、０の各色の階調パッチにより構成される。なお、階調補正パターン１１０４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに限らず、赤、緑、青の各色やプロセスブラックにより構成されてもよい。また、サイズや階調順序も限定されるものではない。

（濃度変換テーブル）
記録材１１０の目標階調と中間転写体１０６のような像担持体の目標階調とは、測定箇所が異なるために同じ目標値にならない。そのために、記録材１１０を用いたキャリブレーションの実行後に、像担持体（中間転写体１０６）に形成されたテスト画像を用いてキャリブレーションを実行すると、記録材１１０に形成する画像の画像濃度が変化する可能性がある。これは、記録材１１０上のテスト画像の画像濃度の変化と、像担持体上のテスト画像の画像濃度の変化が同じとはならないためである。

本実施形態の画像形成装置１００は、記録材１１０のキャリブレーションの目標階調に像担持体の目標階調を使用する。そのために画像形成装置１００は、記録材１１０上の画像の画像濃度を像担持体上の画像の画像濃度に置き換えるための変換条件として濃度変換テーブルを必要とする。この濃度変換テーブルにより、記録材１１０上の画像の画像濃度を像担持体上で検出した画像の画像濃度と見なすことができる。そのために目標階調は、記録材１１０毎に設定する必要はなく、像担持体の目標階調を使用することができる。

図７は、濃度変換テーブルの作成処理を表すフローチャートである。濃度変換テーブルは、中間転写体１０６と記録材１１０のそれぞれに階調補正パターン（パターン画像）を形成し、各階調補正パターンの読取結果の関係に基づいて作成（生成）される。濃度変換テーブルの作成は、当該種類の記録材が初めて画像形成装置１００により画像形成されて出力されるタイミングで行われることが好適である。濃度変換テーブルは、記録材の種類毎に作成されて格納されるルックアップテーブルである。

濃度変換テーブルにより像担持体上の画像濃度と、当該種類の記録材の画像濃度とが紐付けられる。濃度変換テーブルは、記録材１１０の画像の画像濃度と像担持体の画像の画像濃度との紐付けであるため、その実行タイミングは別途定めてもよく、ユーザが実行を指示するボタンが用意されていてもよい。濃度変換テーブルは、種々の条件に応じて再生成されることが好適である。そのために濃度変換テーブルは、後述する再生成判断により適切なタイミングで再び生成される。

濃度変換テーブルの作成処理が開始されると、ＣＰＵ３１４は、エンジン制御部１０２によりエンジン部１０１１を制御して、記録材１１０上に、図６に例示する階調補正パターン１１０４（第１パターン画像）を形成する（Ｓ７１）。ＣＰＵ３１４は、エンジン制御部１０２によりラインセンサ１３８を制御して、記録材１１０に形成した階調補正パターン１１０４を読み取る（Ｓ７２）。ラインセンサ１３８による階調補正パターン１１０４の読取結果（センサ信号値）は、エンジンＩ／Ｆ３１９を介してＣＰＵ３１４へ送信される。ＣＰＵ３１４は、センサ信号値に含まれる輝度値を濃度値へ変換する。

ＣＰＵ３１４は、エンジン制御部１０２によりエンジン部１０１１を制御して、中間転写体１０６上に、図５に例示する階調補正パターン１０６１（第２パターン画像）を形成する（Ｓ７３）。ＣＰＵ３１４は、エンジン制御部１０２により画像濃度センサ１１７を制御して、中間転写体１０６に形成した階調補正パターン１０６１を読み取る（Ｓ７４）。画像濃度センサ１１７による階調補正パターン１０６１の読取結果（センサ信号値）は、エンジンＩ／Ｆ３１９を介してＣＰＵ３１４へ送信される。ＣＰＵ３１４は、センサ信号値に含まれる輝度値を濃度値へ変換する。

ＣＰＵ３１４は、階調補正パターン１１０４の読取結果から得られた濃度値と、階調補正パターン１０６１の読取結果から得られた濃度値との関係に基づいて、濃度変換テーブルを作成する（Ｓ７５）。なお、階調補正パターン１１０４と階調補正パターン１０６１の各階調パッチは同じ階調値としているが、これに限定する必要はない。階調補正パターン１１０４と階調補正パターン１０６１の各階調パッチの階調値が異なる場合、濃度変換テーブルは、それぞれの読取結果から得られた濃度値を線形補間し、線形保管後の濃度値同士を関連付けて作成される。

本実施形態の画像形成装置１００は、濃度変換テーブルを生成するために階調補正用のテスト画像（階調補正パターン１１０４、１０６１）を用いている。これに限らず、階調補正用のテスト画像と濃度変換テーブルを生成するための画像（パターン画像）とは異なる画像であってもよい。濃度変換テーブルを生成するための画像（パターン画像）は、例えば、階調補正用のテスト画像より階調数の少ない画像であってもよい。また、本実施形態の画像形成装置１００は、濃度変換テーブルを生成するために階調補正パターン１１０４と階調補正パターン１０６１とを別々に形成しているが、１種類のパターン画像を濃度センサ１１７とラインセンサ１３８によって検知してもよい。この場合、中間転写体１０６に形成されたパターン画像が記録材１１０へ転写された後に、ラインセンサ１３８が記録材１１０上のパターン画像を読み取る。そして、濃度変換テーブルはラインセンサ１３８の検知結果と濃度センサ１１７の検知結果とに基づいて生成される。

図８は、濃度変換テーブルの説明図である。濃度変換テーブルは、中間転写体１０６上の階調補正パターン１０６１の画像濃度センサ１１７による読取結果（濃度値）と、記録材１１０上の階調補正パターン１１０４のラインセンサ１３８による読取結果（濃度値）との関係（変換条件）を示す。作成された濃度変換テーブルは、テーブル格納部３１１に格納される。所定の画像をラインセンサ１３８で読み取って得られる濃度値Ａは、濃度変換テーブルを通すことで、画像濃度センサ１１７の読み取り結果である濃度値Ａ’に変換される。

（階調補正処理）
画像形成装置１００は、記録材１１０を用いて、１ページ毎に階調補正処理等のキャリブレーションを実行する。中間転写体１０６を用いた階調補正処理は上述した通りである。本発明の特徴部分は、記録材１１０を用いてリアルタイムに行う階調補正処理である。

記録材１１０上に階調補正パターン１１０４（検知用画像）を形成して行う階調補正処理は、ラインセンサ１３８を制御するエンジン制御部１０２及びＣＰＵ３１４の協働により行われる。階調補正部３１７は、プリンタ１０１により画像が形成される記録材１１０毎に階調特性の調整を行う。すなわち、階調補正部３１７は、記録材１１０が１枚通紙されるたびにキャリブレーションを行う。図６に例示するように、記録材１１０の階調補正パターン１１０４は記録材１１０の非画像領域１１０２に形成される。そのために１枚の記録材１１０毎に階調補正が実行可能である。

図９は、階調補正処理を表すフローチャートである。この階調補正処理は、印刷ジョブに応じて記録材１１０に画像を形成している間、記録材１１０毎に行われる。

ＣＰＵ３１４は、印刷ジョブに応じて印刷処理を開始すると（Ｓ８１）、ユーザにより記録材１１０による階調補正（紙上補正）が指示されているか否かを判断する（Ｓ８２）。

紙上補正が指示されていない場合（Ｓ８２：N）、ＣＰＵ３１４は、中間転写体１０６（像担持体）による階調補正を設定する。ＣＰＵ３１４は、所定のタイミングで、エンジン制御部１０２によりエンジン部１０１１を制御して、中間転写体１０６に階調補正パターン１０６１を形成する（Ｓ９１）。階調補正パターン１０６１は、例えばユーザ画像が形成された記録材１１０の枚数が２０頁間隔で形成される。記録材１１０に複数頁の画像が形成される場合、Ｎ頁目の画像とＮ＋１頁目の画像との間に階調補正パターン１０６１が形成される。このとき、２０の倍数である。なお、階調補正パターン１０６１の形成される間隔は２０頁間隔に限定されない。

ＣＰＵ３１４は、画像濃度センサ１１７による中間転写体１０６上の階調補正パターン１０６１の読取結果から濃度値を検知する（Ｓ９２）。ＣＰＵ３１４は、階調補正パターン１０６１から検知した濃度値に基づいて、中間転写体１０６に形成する画像の画像濃度が目標値になるようにγＬＵＴを作成する（Ｓ９３）。ＣＰＵ３１４は、作成したγＬＵＴをテーブル格納部３１１に格納する。γＬＵＴは、次の画像形成のタイミングで、階調補正部３１７による階調補正処理に用いられる。

紙上補正が指示されている場合（Ｓ８２：Y）、ＣＰＵ３１４は、濃度変換テーブルがすでにテーブル格納部３１１に格納されているか否かを確認する（Ｓ８３）。濃度変換テーブルが格納されていない場合（Ｓ８３：N）、ＣＰＵ３１４は、図７で説明した処理に従って濃度変換テーブルを作成し、テーブル格納部３１１に格納する（Ｓ８４）。

濃度変換テーブルが格納されている場合（Ｓ８３：Y）、或いは濃度変換テーブルを作成した場合、ＣＰＵ３１４は、印刷ジョブで指示されたユーザ画像と階調補正パターン（検知用画像）を記録材１１０に形成するようにプリンタ１０１を制御する（Ｓ８５）。これにより、図６に例示するように、記録材１１０にユーザ画像及び階調補正パターン１１０４が印刷される。このとき、階調補正部３１７は、前回の階調補正処理で作成されたγＬＵＴにより階調補正を行う。

ＣＰＵ３１４は、ラインセンサ１３８による記録材１１０上の階調補正パターン１１０４（検知用画像）の読取結果から濃度値を検知する（Ｓ８６）。ＣＰＵ３１４は、テーブル格納部３１１に格納されている濃度変換テーブルに基づいて、検知した記録材１１０上の階調補正パターン１１０４の濃度値を、中間転写体１０６上の画像の濃度値へ変換する（Ｓ８７）。

ＣＰＵ３１４は、変換した階調補正パターン１１０４の濃度値に基づいて、中間転写体１０６に形成する画像の画像濃度が目標値になるようにγＬＵＴを作成する（Ｓ８８）。ＣＰＵ３１４は、作成したγＬＵＴをテーブル格納部３１１に格納する。γＬＵＴは、次の画像形成のタイミングで、階調補正部３１７による階調補正処理に用いられる。

γＬＵＴを作成したＣＰＵ３１４は、印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了したか否かを判断する（Ｓ８９）。印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了していない場合（Ｓ８９：N）、ＣＰＵ３１４は、Ｓ８５～Ｓ８９の処理を、印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了するまで繰り返し行う。なお、Ｓ８４の濃度変換テーブルの作成処理では、記録材１１０に形成された階調補正パターンが用いられるため、記録材１１０が１枚使用される。そのために、Ｓ８５の処理は２枚目の動作となる。印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了した場合（Ｓ８９：Y）、ＣＰＵ３１４は、階調補正処理を終了する。

上述の通り、階調補正パターン１１０４は記録材１１０の非画像領域１１０２に形成される。そのために、画像形成を行うたびに階調補正処理が実行可能である。したがって、画像形成装置１００は、階調補正のために印刷ジョブを停止することなく、適切な階調特性を維持することができる。Ｓ８７の処理で変換される濃度値は、中間転写体１０６による階調補正処理で用いる濃度値に相当するため、中間転写体１０６による階調補正処理に従い、γＬＵＴが作成される。

図１０は、以上のような階調補正処理の効果の説明図である。横軸は画像形成された記録材１１０の枚数（出力枚数）、縦軸は画像濃度を示す指標（Ｄ）である。出力条件は、以下の通りである。画像印字信号比率は８％である。２０００枚の１２８ｇコート紙である記録材１１０に画像形成が行われる。１０００枚目まで、１００枚毎に像担持体上（中間転写体１０６上）に階調補正パターン１０６１を形成して階調補正処理を行う。１００１枚以降は記録材１１０上に１枚毎に階調補正パターン１１０４を形成して階調補正処理を行う。

実線は、記録材１１０上の画像の画像濃度を像担持体上の画像の画像濃度に変換し、その濃度情報に基づいてキャリブレーション（階調補正）を行った場合の画像濃度を表す。点線は、１００１枚時点で記録材１１０上の画像の目標階調を決定してキャリブレーション（階調補正）を行った場合の画像濃度を表す。点線では、本来の目標階調からの差分が生じている。像担持体上の目標階調からずれた所定の時点で記録材１１０の目標階調を定めて補正を行ったため、ジョブ毎に見ればジョブに設定されたキャリブレーションの違いにより全体として出力された画像の画像濃度がずれていることがわかる。以上のように本実施形態を示す実線では目標階調に補正されつづけることが確認でき、有効であることがわかった。

本実施形態では、記録材１１０上の画像の濃度値から像担持体上の画像の濃度値への濃度変換を行うための濃度変換テーブルを使用して、階調補正を行う。この場合、記録材１１０を用いた階調補正を行うことにより補正頻度が向上する。そのために、階調補正をきめ細かく行うことができる。

（濃度変換テーブルの再生成判断）
濃度変換テーブルは、記録材の種類や画像形成条件に変更がなければ更新（再生成）する必要がない。また、生産性の観点からも濃度変換テーブルの再生成は望ましくない。しかし、記録材の種類が同じであっても、画像形成条件の変化や経時的な変動がある場合、画像濃度の特性が変化して階調補正の精度が低下する可能性がある。そのために、画像形成装置１００は、濃度変換テーブルの再生成の判断を行い、適切なタイミングで濃度変換テーブルを再生成する。

濃度変換テーブル（変換条件）を再生成する要因の一つである画像形成条件の変化の例を以下に３例説明する。
１つ目は、現像コントラスト設定、転写電流設定、定着設定等が、ユーザやサービスマンからのユーザ指示情報により変更されて、推奨設定からオフセットされた目標に設定された場合である。現像コントラストは、現像時の静電潜像の電位と現像器１１２に印加される現像バイアスとの差である。転写電流は、トナー像の転写時に転写ローラ１１４に流れる電流である。転写電流は、トナー像が記録材１１０に転写される際の転写条件の一つである。定着設定は、定着器１５０がトナー像を記録材１１０に定着させる際の定着温度や圧接する圧力である。定着設定は、記録材１１０へのトナー像の定着条件の一つである。例えば、記録材１１０に形成する画像の光沢性を調整するために、定着処理時の温度設定が調整された場合に定着条件が制御（定着制御）される。このように設定が変更された場合、中間転写体１０６上の画像の画像濃度に変化がない場合であっても、記録材１１０に形成された画像の画像濃度が変わるため、濃度変換テーブルの傾きが変化する。
２つ目は、ディザが変更された場合である。ディザが変更されると、同じ載り量でも線数やディザ形状（ドット、ライン）に応じてドットゲインにより定着後濃度が変化する。そのために濃度変換テーブルの傾きが変化する。
３つ目は、印刷ジョブで片面／両面印刷の設定が変更された場合である。片面／両面設定が変更されると、記録材１１０が定着器１５０を通る回数が変化する。そのために、同じ載り量であっても定着後の濃度が変わり、濃度変換テーブルの傾きが変化する。

なお、上述した階調補正処理が行われて目標階調を更新されたときには、保持している全記録材の濃度変換テーブルを破棄し、新規に濃度変換テーブルを取得する。これは、目標階調の変更に合わせて、画像形成階調値や帯電、現像等の画像形成条件も変化しており、記録材を問わず、濃度変換テーブルの傾きが変わり得るためである。

濃度変換テーブルを再生成する要因の一つである経時的な変動の例を以下に２例説明する。経時的とは、濃度変換テーブルの作成時点からの、経過時間や画像形成枚数のことを指す。つまり濃度変換テーブルの作成したからの経過時間や画像形成枚数に基づいて、再生成の判断が行われる。経過時間が所定時間以上経過している場合や、画像形成枚数が所定枚数以上の場合に、濃度変換テーブルが再生成される。

１つ目は、トナー（現像剤）や部品の劣化である。現像剤が劣化するとトリボが変化し、転写効率や飛び散り量が変わり、定着後の画像濃度が変わる。そのために濃度変換テーブルの傾きが変化する。部品の劣化、例えば中間転写体１０６の抵抗が変化すると、転写効率が変わり、定着後の画像濃度が変わる。そのために濃度変換テーブルの傾きが変化する。なお、経時的な変動において、部品交換を行う際には記録材の種類を問わずに濃度変換テーブルの傾きが変わり得るため、保持している全記録材の濃度変換テーブルを破棄し、新規に濃度変換テーブルを取得する。

２つ目は、画像濃度センサ１１７やラインセンサ１３８の光源の劣化や窓汚れ等による、検知特性の変化である。画像形成装置１００で画像形成した記録材の枚数が増加すると、トナーが画像形成装置１００内で飛散して受光面のガラスに付着する。そのため、画像濃度センサ１１７やラインセンサ１３８は、定期的に光量調整を行うことで受光量が一定になるように制御され、一定濃度までの読取性能を担保している。しかし絶対光量に応じて、ハイライト部やシャドウ部の精度が変わってくる。例えば、光量が大きい場合にハイライト部の受光量は飽和しやすくなる。このような場合、実際の中間転写体１０６上の画像の画像濃度と記録材上の画像の画像濃度の関係が一定であっても、センサの検知特性変化によって濃度変換テーブルの傾きが変化する。

（再生成前の階調補正）
画像形成装置１００が階調補正を長期間行っていない場合、現像剤の状態変化等の影響により、図４で示した第ＩＩＩ象限のプリンタ特性が大きく変動し、第ＩＶ象限の階調特性がリニアになっていないことがある。この状態で濃度変換テーブルの作成を行うと、サンプリングする階調補正パターンに偏りが生じ、補間部分の精度が低下してしまう。そのため、前回の階調補正から所定時間経過している場合、濃度変換テーブルの再生成の前に階調補正を行うことが望ましい。

図１１は、濃度変換テーブルの再生成をともなう階調補正処理を表すフローチャートである。濃度変換テーブルの再生成は、上述の通り、画像形成条件の変化や経時的な変動に応じて判断される。図９の階調補正処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。

図９のＳ８１～Ｓ８３の処理と同様に、印刷が開始されて濃度変換テーブルの有無が判断される（Ｓ８１～Ｓ８３）。なお、紙上補正が指示されていない場合（Ｓ８２：N）、図９のＳ９１～Ｓ９３の処理と同様の処理が行われてγＬＵＴが作成される（Ｓ９１～Ｓ９３）。濃度変換テーブルが格納されていない場合（Ｓ８３：N）、図９のＳ８４の処理と同様の処理が行われて、濃度変換テーブルが作成されてテーブル格納部３１１に格納される（Ｓ８４）。

濃度変換テーブルが格納されている場合（Ｓ８３：Y）、ＣＰＵ３１４は、濃度変換テーブルの再生成を行うか否かを示す再生成フラグを確認する（Ｓ１０１）。再生成フラグに濃度変換テーブルの再生成が設定されている場合（Ｓ１０１：Y）、ＣＰＵ３１４は、図９のＳ８４の処理と同様の処理により濃度変換テーブルを作成する（Ｓ８４）。再生成フラグに濃度変換テーブルの再生成が設定されていない場合（Ｓ１０１：N）、ＣＰＵ３１４は、図９のＳ８５～Ｓ８９の処理と同様の処理によりγＬＵＴを作成する（Ｓ８５～Ｓ８９）。

図１２は、再生成の判断に用いられる情報の説明図である。本実施形態では、濃度変換テーブル作成時刻、濃度変換テーブル作成後の画像形成枚数（出力枚数）、現像コントラスト設定、転写電流設定、定着設定、ディザ、片面／両面印刷設定、像担持体上センサ光量、及び定着後センサ光量が、再生成の判断に用いられる。

濃度変換テーブル作成時刻及び濃度変換テーブル作成後の出力枚数は、作成時刻からの経過時間や出力枚数が所定値を超えた場合に、濃度変換テーブルの再生成を行うと判断される。本実施形態では、それぞれ１日以上、５００００枚以上の閾値が設けられる。経過時間が１日以上或いは出力枚数が５００００枚以上になると、濃度変換テーブルの再生成フラグが設定される。

現像コントラスト設定、転写電流設定、及び定着設定は、ユーザやサービスマンからのユーザ指示情報により推奨設定からオフセットされた目標が設定された場合に、濃度変換テーブルの再生成を行うと判断される。推奨設定からオフセットされた目標が設定されると、濃度変換テーブルの再生成フラグが設定される。ユーザ指示情報は操作パネル１８０から入力される。

ユーザやサービスマンの調整によりディザが変更された場合、濃度変換テーブルの再生成を行うと判断される。ディザが変更されると、濃度変換テーブルの再生成フラグが設定される。片面／両面印刷の印刷ジョブが切り替わった場合、濃度変換テーブルの再生成を行うと判断される。片面印刷と両面印刷の設定が変更されると、濃度変換テーブルの再生成フラグが設定される。

画像濃度センサ光量及びラインセンサ光量については、各センサから出力される光量が所定の閾値以上が変化した場合に、濃度変換テーブルの再生成を行うと判断される。本実施形態では、それぞれ１０％の閾値が設けられる。画像濃度センサ光量及びラインセンサから出力される光量の少なくとも一方が１０％以上変化すると、濃度変換テーブルの再生成フラグが設定される。

各項目に関して条件の切り替わりが発生した場合であっても、内部メモリに同条件の濃度変換テーブルが保持されており、経過時間等の条件に該当しなければ、再生成は行わずに保持されている濃度変換テーブルが用いられる。

濃度変換テーブルのリセット方法について説明する。ユーザやサービスマンによる部品交換や、ユーザによる階調補正処理が行われると、ＣＰＵ３１４は、テーブル格納部３１１に格納されている濃度変換テーブルを削除する。これにより、次回の印刷ジョブの際に、濃度変換テーブルが新規に作成されることになる。この場合、印刷ジョブ開始前に階調補正を行うことが望ましい。階調補正が行われていない場合には、濃度変換テーブルの取得前に階調補正が行われてもよい。

以上説明したように、階調補正を行うために利用する濃度変換テーブルの取得判断を行うことで、取得に要するダウンタイムが削減でき、適切なタイミングで取得することで階調補正精度の低下を抑制することができる。

図１３は、画像形成条件の変化や経時的な変動に応じて、濃度変換テーブルを再生成した場合の効果の説明図である。図１３（ａ）は、横軸が出力枚数、縦軸が画像濃度を表す指標（Ｄ）である。出力条件は、以下の通りである。画像印字信号率は８％で記録材１１０は同一の光沢紙である。また、５００枚目まで記録材１１０上に階調補正パターンを形成して階調補正処理を行い、その後に光沢性の調整のために定着温度を上げる設定を行い、５０１枚以降も記録材１１０上に階調補正パターンを形成して階調補正処理を行う。実線は、定着温度の設定変更後に濃度変換テーブルの再生成を行った結果を示し、再生成した濃度変換テーブルを用いてキャリブレーション（階調補正）を行った場合の画像濃度を表す。点線は、濃度変換テーブルを再生成せずに１枚目時点の濃度変換テーブルを使い続けて、キャリブレーション（階調補正）を行った場合の画像濃度を表す。

点線に本来の目標階調からの差分が生じている理由について説明する。図１３（ｂ）は、中間転写体１０６上の画像と記録材１１０上の画像のそれぞれの画像濃度の関係を示す濃度変換テーブルの説明図である。図１３（ｂ）の実線は１枚目時点の濃度変換テーブルを表し、点線は定着温度の設定変更後の５０１枚目時点の濃度変換テーブルを表す。定着温度を上げたことにより、同じ中間転写体１０６上の画像であっても、点線の方が記録材１１０上の画像の画像濃度が高いことが分かる。濃度変換テーブルの再生成を行わなかった場合、濃度変換誤差により記録材１１０から検知した画像濃度が高くなるため、画像濃度を下げるようにγＬＵＴが調整される。そのため、図１３（ａ）の点線は本来の目標階調から下がってしまう。以上のように本実施形態の有効性が示される。

（第２実施形態）
第１実施形態では、濃度変換テーブルに紐付く条件に基づいて、濃度変換テーブルの再生成判断を行う。しかし、条件を満たさない場合であっても、濃度変換テーブルの再生成が必要になる場合があり得る。第２実施形態では、ジョブ中の１枚目や定期的に濃度変換テーブルの比較用のデータを取得し、濃度変換テーブルと比較用データとを比較する。比較結果の差分が大きければ濃度変換テーブルが更新される。比較用データには、前回の階調補正に用いた濃度変換テーブルとは別のタイミングで作成された濃度変換テーブルが用いられる。これにより、より高精度の階調補正が可能となる。

図１４は、第２実施形態の階調補正処理を表すフローチャートである。図９の階調補正処理と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。図９のＳ８１～Ｓ８３の処理と同様に、印刷開始されて濃度変換テーブルの有無が判断される（Ｓ８１～Ｓ８３）。なお、紙上補正が指示されていない場合（Ｓ８２：N）、図９のＳ９１～Ｓ９３の処理と同様の処理が行われてγＬＵＴが作成される（Ｓ９１～Ｓ９３）。濃度変換テーブルが格納されていない場合（Ｓ８３：N）、図９のＳ８４の処理と同様の処理が行われて、濃度変換テーブルが作成されてテーブル格納部３１１に格納される（Ｓ８４）。

濃度変換テーブルが格納されている場合（Ｓ８３：Y）、ＣＰＵ３１４は、印刷ジョブの１枚目の処理であるか或いは所定枚数の印刷を行ったか否かを判断する（Ｓ１３０１）。ジョブの１枚目の処理ではない或いは所定枚数の印刷を行っていない場合（Ｓ１３０１：N）、ＣＰＵ３１４は、図９のＳ８５～Ｓ８８の処理と同様の処理によりγＬＵＴを作成する（Ｓ８５～Ｓ８８）。

ジョブの１枚目の処理或いは所定枚数の印刷を行っている場合（Ｓ１３０１：Y）、ＣＰＵ３１４は、図９のＳ８５、Ｓ８６の処理と同様の処理により、記録材１１０に形成した階調補正パターンの濃度値を検知する（Ｓ１３０２、Ｓ１３０３）。

ＣＰＵ３１４は、エンジン制御部１０２によりエンジン部１０１１を制御して、中間転写体１０６上に階調補正パターンを形成する（Ｓ１３０４）。これは濃度変換テーブルを作成するためではなく再生成の判断を行うためである。そのために、ここで形成する階調補正パターンは、図５に示す濃度変換テーブル作成用の階調補正パターン１０６１よりも階調数が少なくともよい。特定階調のみを用いることで、トナー消費量を抑制することができる。ＣＰＵ３１４は、エンジン制御部１０２により画像濃度センサ１１７を制御して、中間転写体１０６に形成された階調補正パターンを読み取る。ＣＰＵ３１４は、画像濃度センサ１１７による検知結果に基づいて階調補正パターンの濃度値を検知する（Ｓ１３０５）。

ＣＰＵ３１４は、比較用テーブルを作成する（Ｓ１３０６）。ＣＰＵ３１４は、Ｓ１３０５の処理で中間転写体１０６の階調補正パターンから検知した濃度値と、Ｓ１３０３の処理で記録材１１０の階調補正パターンから検知した濃度値とにより濃度変換テーブルを作成する。この際、ＣＰＵ３１４は、中間転写体１０６に形成された階調補正パターンの濃度値に対応して記録材１１０に形成された階調補正パターンの濃度値を選択し、比較用テーブルを作成する。

ＣＰＵ３１４は、元の濃度変換テーブルと比較用テーブルを比較する（Ｓ１３０７）。図１５は、元の濃度変換テーブルと比較用テーブルの比較処理の説明図である。ＣＰＵ３１４は、各階調で元の濃度変換テーブル（実線）と比較用テーブル（×印）を比較して、差分Δ１～Δ４を算出する。ＣＰＵ３１４は、比較の結果、差分Δ１～Δ４の総和が閾値を超えていれば濃度変換テーブルの更新を行うと判断する（Ｓ１３０７：Y）。ＣＰＵ３１４は、図１５の点線で示すように、元の濃度変換テーブルと比較用テーブルとの差分比率を他階調に伝搬することで、濃度変換テーブルの更新を行う（Ｓ１３０８）。ＣＰＵ３１４は、差分Δ１～Δ４の総和が閾値を超えていなければ濃度変換テーブルの更新を行わないと判断する（Ｓ１３０７：N）。濃度変換テーブルの作成が完了次第、ＣＰＵ３１４は、所定枚数カウンタをリセットする（Ｓ１３０９）。

ＣＰＵ３１４は、図９のＳ８９の処理と同様に画像形成が終了したか否かを判断する（Ｓ８９）。印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了していない場合（Ｓ８９：N（紙上補正の指示あり））、ＣＰＵ３１４は、Ｓ１３０１以降の処理を、印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了するまで繰り返し行う。印刷ジョブで設定された印刷枚数の記録材１１０への画像形成が終了した場合（Ｓ８９：Y）、ＣＰＵ３１４は、階調補正処理を終了する。

以上説明したように、階調補正を行うために利用する濃度変換テーブルの取得判断を行うことで、取得に要するダウンタイムが削減される。また、適切なタイミングで濃度変換テーブルを取得することで階調補正精度の低下を抑制することができる。

第１、第２実施形態の画像形成装置１００は、紙上補正が有効になっている場合に、紙上補正と中間転写体１０６（像担持体）による階調補正との両方が実行されてもよい。この場合、記録材１１０の毎ページに階調補正パターン１１０４が形成されており、且つ、所定の頁間隔で階調補正パターン１０６１が形成される。

第１、第２実施形態では、キャリブレーションとして階調補正を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。記録材１１０と像担持体とを用いて異なる手法でそれぞれ行われるキャリブレーションに対して、本発明は有効である。

Claims (8)

1. 像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記像担持体から記録材へ前記画像を転写する転写手段と、
   前記記録材に形成された画像を検知する第１検知手段と、
   前記像担持体に形成された画像を検知する第２検知手段と、
   前記画像形成手段に検知用画像を形成させ、前記転写手段に前記検知用画像を記録材へ転写させ、前記第１検知手段に前記検知用画像を検知させ、前記第１検知手段の検知結果を変換条件に基づいて変換し、前記変換された前記第１検知手段の検知結果に基づいて前記画像形成手段により形成される画像の濃度を制御する制御手段と、
   前記画像形成手段にパターン画像を形成させ、前記転写手段に前記パターン画像を記録材へ転写させ、前記第１検知手段による検知結果と前記第２検知手段による検知結果とを取得し、前記第１検知手段による検知結果と前記第２検知手段による検知結果とに基づいて前記変換条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１検知手段に検知される前記パターン画像は第１パターン画像であり、
   前記第２検知手段に検知される前記パターン画像は前記第１パターン画像と異なる第２パターン画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記生成手段は、前記変換条件を前記記録材の種類毎に生成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、前記変換条件を生成してからの経過時間が所定時間以上経過している場合に、変換条件を再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項に記載の画像形成装置。
5. 前記生成手段は、前記変換条件を生成してから前記記録材に画像を形成した枚数が所定枚数以上になる場合に、変換条件を再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項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段がトナーを用いて画像を現像する際の現像コントラストに関するユーザ指示情報を取得する取得手段と、
   前記現像コントラストを前記ユーザ指示情報に基づいて変更する変更手段と、をさらに有し、
   前記生成手段は、前記変更手段により前記現像コントラストが変更される場合、変換条件を再生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記転写手段が画像を記録材に転写するための転写条件に関するユーザ指示情報を取得する取得手段をさらに有し、
   前記生成手段は、前記ユーザ指示情報に基づいて前記転写条件が変更される場合、変換条件を再生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記記録材に転写された画像を定着させる定着手段と、
   前記記録材に形成される画像の光沢に関するユーザ指示情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記ユーザ指示情報に基づいて前記定着手段の定着条件を制御する定着制御手段と、をさらに有し、
   前記生成手段は、前記ユーザ指示情報に基づいて前記定着制御手段により前記定着条件が変更される場合、変換条件を再生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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