JP2022181006A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成条件の調整への記録媒体の使用可否を判断して画像調整精度を安定させる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成条件に基づいて記録媒体に画像を形成するエンジン部１０１１と、記録媒体に形成された画像を検知する測色ユニット１３８と、記録媒体の特性に基づいて記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断し、使用可能である場合にエンジン部１０１１に画像形成条件の調整のためのテスト画像を記録媒体に形成させ、測色ユニット１３８によるテスト画像の検知結果に基づいて画像形成条件を調整し、使用不可である場合に前記記録媒体を用いた画像形成条件の調整を行わないプリンタコントローラ３００と、を備える。
【選択図】図４

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。

近年、オンデマンド画像形成装置の市場が拡大している。例えば、オフセット印刷市場では、電子写真方式の画像形成装置が広がりつつある。また、ラージフォーマット、低イニシャルコスト、超高速等の理由で幅広い市場開拓に成功したインクジェット方式の画像形成装置も、オンデマンド画像形成装置での市場が拡大している。しかし市場拡大は容易なものではなく、その市場を担ってきた先行の画像形成装置の画像品質（以下、「画質」と呼ぶ。）を維持しなければならない。画質を維持するために、画像形成装置が記録媒体に画像を形成する際の画像形成条件が適宜補正される。

例えば画像形成装置の階調補正を行う場合、画像形成装置の階調特性が目標の階調特性に一致するように、画像形成条件が補正される。階調特性の補正は、画像形成装置の階調特性と目標の階調特性とを紐付けた階調補正テーブルが用いられる。画像形成装置の階調特性は、気温、湿度等の環境条件や画像形成に用いる部品、部材の経時変化により変動する。そのために画像形成装置は、定期的に階調特性の調整（キャリブレーション）を行い、階調補正テーブルを最適化する必要がある。

キャリブレーションは、記録媒体に形成したテスト画像の読取結果を用いて行う場合と、記録媒体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。いずれの場合も、テスト画像の測定結果から得られる階調特性と目標の階調特性との誤差に応じて階調補正テーブルを更新する処理である。テスト画像を記録媒体或いは像担持体に形成するために、印刷ジョブ中であってもリアルタイムにキャリブレーションを行うことができる。そのために、適切な階調特性を維持しつつ、生産性の低下を防止することができる。

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）が形成される記録媒体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、記録媒体の外縁の断裁される領域である。そのために、成果物にテスト画像は含まれない。

特開２０１４－１０７６４８号公報

電子写真方式の画像形成装置では、成果物の画像やテスト画像は、トナー等の現像剤（以下、単に「トナー」という。）を像担持体から記録媒体に静電的に転写し（転写工程）、転写されたトナーが定着工程により記録媒体に定着されることで形成される。記録媒体の表面性が一様ではない場合、トナーが転写工程の際に記録媒体に均一に付着せずに画像ムラが生じることがある。また、転写工程が適切に行われた場合であっても、定着工程で加圧する際に圧力が均一にかからずに画像ムラが生じることがある。画像ムラが生じた場合、テスト画像の測定結果のバラツキが大きくなり、画像調整精度が低下する。

また、テスト画像に画像ムラが生じていない場合であっても、画像調整精度が低下することがある。テスト画像は、一般的に画像濃度センサや色度センサ等の光学センサで検知される。オンデマンド用の画像形成装置は、光学センサの検知精度の要求が高い。光学センサに対する要求精度を達成するためには、特性上、光学センサから記録媒体までの距離を一定に保つ必要がある。しかし、例えば記録媒体の剛度が低い場合には、記録媒体の挙動が不安定（波うち）になり、光学センサが適切にテスト画像を検知できなくなる。

本発明は、上述の問題に鑑み、画像形成条件の調整への記録媒体の使用可否を判断して画像調整精度を安定させ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、画像形成条件に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体に形成された画像を検知する検知手段と、前記記録媒体の特性に基づいて該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断し、使用可能である場合に前記画像形成手段に画像形成条件の調整のためのテスト画像を該記録媒体に形成させ、前記検知手段による前記テスト画像の検知結果に基づいて前記画像形成条件を調整し、使用不可である場合に前記記録媒体を用いた前記画像形成条件の調整を行わない制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成条件の調整への記録媒体の使用可否を判断して画像調整精度を安定させることができる。

画像形成装置の構成図。 測色ユニットの説明図。 ラインセンサの構成説明図。 プリンタコントローラの説明図。 テスト画像の例示図。 記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断する処理を表すフローチャート。 設定画面の例示図。 坪量とノイズ成分量との関係の説明図。 設定画面の例示図。 平均反射光量率と白地部の反射光量の振れ量の例示図。 中間転写体上のテスト画像の例示図。 選択画面の例示図。 設定画面の例示図。 記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断する処理を表すフローチャート。 テスト画像の例示図。

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媒体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媒体（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、記録媒体１１０の給紙処理機構、及び記録媒体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媒体１１０へ転写する。定着処理機構は、記録媒体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、トナー像とは逆極性の電圧を印加された像担持体である中間転写体１０６上に転写される。カラー画像形成時には、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、重畳するように各色の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媒体１１０に転写する。転写処理機構は、中間転写体１０６から記録媒体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。記録媒体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、記録媒体１１０を中間転写体１０６に圧接すると同時に、トナー像と逆極性のバイアスが印加されることで、記録媒体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、記録媒体１１０へのトナー像の転写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に形成される階調補正用のテスト画像の検出に用いられる。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、記録媒体１１０を収納する給紙カセット１１３と、記録媒体１１０が給送される搬送パスと、記録媒体１１０を搬送するための各種ローラとを備える。記録媒体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。記録媒体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。

記録媒体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、記録媒体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が記録媒体１１０を検出するタイミングとにより、記録媒体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。これにより記録媒体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媒体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、記録媒体１１０にトナー像を熱圧着するために、記録媒体１１０を加熱するための定着ローラ１５１、記録媒体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媒体１１０を搬送するように構成されている。加圧ベルト１５２は、記録媒体１１０を定着ローラ１５１に圧接する。定着後センサ１５３は、画像定着後の記録媒体１１０を検出する。

定着器１５０で画像定着された記録媒体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、記録媒体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へ誘導された記録媒体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、記録媒体１１０の画像を検出可能な位置に測色ユニット１３８が設けられる。

測色ユニット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。測色ユニット１３８は、搬送ローラ１４０、１４１により搬送パス２０１を搬送される記録媒体１１０に形成された画像の読み取りを行う。測色ユニット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、記録媒体１１０の表裏面の反転に用いられる反転パス１３６まで記録媒体１１０を搬送するための経路である。反転パス１３６には、記録媒体１１０を検出する反転センサ１３７が設けられる。反転センサ１３７が記録媒体１１０の後端を検出すると、記録媒体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媒体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、記録媒体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。これにより記録媒体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、記録媒体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へ誘導された記録媒体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。これにより記録媒体１１０は、裏面への画像形成が行われる。

処理装置６００は、画像が形成された記録媒体１１０（成果物）をプリンタ１０１から取得する。処理装置６００は、取得した成果物に対してステイプル処理、製本処理等の後処理を行い、トレイへ排出する。

（測色ユニット）
図２は、測色ユニット１３８の説明図である。測色ユニット１３８は、記録媒体１１０の搬送方向に対して直交する主走査方向に一部が重なる配置された二つのラインセンサ１３８ａ、１３８ｂを備える。ラインセンサは、一般的にＡ３サイズ以上の記録媒体１１０が読取可能なサイズの需要が少なく高額である。安価なＡ３サイズ以下の記録媒体１１０が読取可能なサイズのラインセンサを２本使用することで、Ａ３サイズ以上の記録媒体１１０を読み取る場合であっても、コストを抑制して読み取りが可能となる。

図３は、ラインセンサ１３８ａの構成説明図である。ラインセンサ１３８ｂも同様の構成である。ラインセンサ１３８ａは、記録媒体１１０上に形成されたテスト画像５２０の分光反射率を検知して測色を行う光学センサである。ラインセンサ１３８ａは、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）５０１と、回折格子５０２と、受光素子列５０３と、演算部５０４と、メモリ５０５と、レンズ５０６と、を備える。

白色ＬＥＤ５０１は、発光部であり、搬送パス２０１を搬送される記録媒体１１０に対して光を照射する。回折格子５０２は、テスト画像５２０による反射光を波長毎に分光する。レンズ５０６は、白色ＬＥＤ５０１から照射される光をテスト画像５２０に集光し、且つテスト画像５２０による反射光を回折格子５０２に集光する。受光素子列５０３は、ｎ画素分の受光素子５０３－１～５０３－ｎを有する受光部である。受光素子列５０３の各受光素子５０３－１～５０３－ｎは、回折格子５０２により波長毎に分光された反射光を受光する。各受光素子５０３－１～５０３－ｎは、検出結果として、例えば受光した反射光の強度と相関のある電圧（電気信号）を出力する。

演算部５０４は、各受光素子５０３－１～５０３－ｎから出力された電圧の値をデジタル信号（光強度値）へ変換する。各受光素子５０３－１～５０３－ｎと波長との対応関係は予め決まっている。そのため、各受光素子５０３－１～５０３－ｎの光強度値は波長ごとの反射光強度（分光データ）に相当する。演算部５０４は、光強度値の分光演算やＬａｂ値の演算等を行う。これにより演算部５０４は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の輝度値を含む読取信号を生成する。メモリ５０５には、各受光素子５０３－１～５０３－ｎが基準部材（不図示）からの反射光を受光したときの波長ごとの光強度等の各種データを保存する。

本実施形態の測色ユニット１３８は、測色前に光源（白色ＬＥＤ５０１）の強制発光を行っている。強制発光により受光素子列５０３の出力値の安定化がはかられるため、測色ユニット１３８は、温度特性の影響を受けにくい構成となっている。

（プリンタコントローラ）
図４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、記録媒体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及び測色ユニット１３８によるテスト画像の検知動作も制御する。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、測色ユニット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、及びＩＣＣプロファイルを格納する。

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。

（記録媒体１１０に形成された階調補正用のテスト画像）
図５は、ユーザからの指示に応じたユーザ画像とともに記録媒体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。記録媒体１１０は、図５に示す矢印方向（搬送方向）に搬送される。記録媒体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を除く記録媒体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媒体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５においてドットで示された領域である。記録媒体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。記録媒体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、実際には記録媒体１１０に印字されない。

階調補正パターン１１０４は、記録媒体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てもよい。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、記録媒体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、記録媒体１１０の搬送方向（記録媒体１１０の長手方向）に直交する方向（記録媒体１１０の短手方向）の記録媒体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が記録媒体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が記録媒体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が記録媒体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が記録媒体１１０の短手方向の他端部に形成される。これにより、記録媒体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、定着処理時の記録媒体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、記録媒体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、記録媒体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。

（使用可能な記録媒体の判断処理）
記録媒体１１０は、表面性等の理由により測色ユニット１３８によるテスト画像の測定結果に大きなバラツキが生じることがある。これは画像調整精度が低下する原因となる。そのために、階調補正のような画像形成条件の調整に用いる記録媒体１１０は、使用可能な種類が選別される。図６は、記録媒体１１０が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断する処理を表すフローチャートである。給紙カセット１１３にこれまでとは異なる種類の記録媒体を収容する場合、ユーザは操作パネル１８０により記録媒体１１０の登録を行う。

ＣＰＵ３１４は、操作パネル１８０から給紙カセット１１３に収容される記録媒体１１０の銘柄情報を受け付ける（Ｓ１）。ＣＰＵ３１４は、受け付けた銘柄がすでに登録済みの銘柄であるか否かを判断する（Ｓ２）。登録されていない場合（Ｓ２：N）、ＣＰＵ３１４は、登録情報の取得処理を行う。登録情報は、記録媒体１１０の坪量や表面性等の特性情報である。ＣＰＵ３１４は、図７に例示する坪量の設定画面を操作パネル１８０に表示して、ユーザに坪量の入力を促す。ユーザは、操作パネル１８０に表示された設定画面から該当する坪量を入力する。ＣＰＵ３１４は、操作パネル１８０から入力された坪量の情報を取得する（Ｓ３）。

坪量は、記録媒体１１０の画像調整への使用の判断以外にも、画像形成装置１００における各種制御値（例えば転写時の高圧設定や定着時の温度設定）を最適化するために使用されている。本実施形態では、記録媒体１１０が上質紙の際に画像調整に使用可能な坪量の範囲を５６「ｇ／ｍ^2」以上に限定している。

図８は、上質紙の坪量と測色ユニット１３８で検知した白地部（画像形成されていない部分）の反射光量のノイズ成分量との関係の説明図である。図８から明らかなように、坪量が低くなるほど白地部のノイズ成分量が多くなる。これは、記録媒体１１０の剛度が低く、測色ユニット１３８の検知位置で記録媒体１１０の挙動が不安定になることで、記録媒体１１０による反射光の光量が不安定になることに起因する。

本実施形態では、白地部の検知精度のバラツキの目標値を３［％］以下としている。これは画像濃度補正のような画像調整の目標精度をΔＥ≦１としており、目標精度を達成するための閾値である。この閾値（目標値）は３［％］に限定されるものではなく、検知するセンサの特性や補正処理精度により違うものであってもよい。

坪量の情報を取得したＣＰＵ３１４は、図９に例示する記録媒体１１０の表面性の設定画面を操作パネル１８０に表示して、ユーザに表面性の入力を促す。ユーザは、操作パネル１８０に表示された設定画面から該当する表面性を入力する。ＣＰＵ３１４は、操作パネル１８０から入力された表面性の情報を取得する（Ｓ４）。

図１０は、記録媒体１１０の表面性の種類毎の平均反射光量率と白地部の反射光量の振れ量の例示図である。平均反射光量率は、所定の規格を満たす上質紙を測色ユニット１３８で検知した際の反射光量を基準として算出されている。図１０から明らかなように、エンボス紙や再生紙の一部では振れ量が大きくなる。これは記録媒体１１０の表面の凹凸による反射光の散乱や、記録媒体１１０を形成する紙繊維の不均一性が原因である。

本実施形態では、画像形成条件の調整に用いる記録媒体１１０の必要条件（閾値）として、平均反射光量率を８５［％］以上としている。この値よりも低くなると白地部とテスト画像の信号値差（ダイナミックレンジ）が小さくなり補正精度が目標を満たせなくなるためである。また信号値振れは３［％］以下としている。本実施形態では、上質紙、片面コート紙、両面コート紙が使用可能となる。

ＣＰＵ３１４は、登録情報として、取得した坪量及び表面性を記録媒体１１０の銘柄に関連付けてプログラムＲＯＭ３０４或いはＲＡＭ３１０の不揮発な記憶領域に保存する。この記憶領域には、既に登録されている銘柄の登録情報も保存されている。Ｓ２の処理では、この記憶領域が参照されて登録の有無が判断される。

受け付けた銘柄がすでに登録済みである場合（Ｓ２：Y）、或いは新たに登録情報を登録した後に、ＣＰＵ３１４は、当該銘柄の登録情報（坪量、表面性）を参照する（Ｓ５）。ＣＰＵ３１４は、参照した登録情報により、当該銘柄の記録媒体１１０が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断する（Ｓ６）。ＣＰＵ３１４は、坪量と表面性をそれぞれの閾値と比較し、その比較結果に基づいて使用可否を判断する。例えば、ＣＰＵ３１４は、白地部の検知精度のバラツキが目標値以下となる坪量で、反射光量率が所定値以上で白地部の検知精度のバラツキが目標値以下となる表面性であれば、当該銘柄の記録媒体１１０が使用可能であると判断する。

使用不可である場合（Ｓ６：N）、ＣＰＵ３１４は、中間転写体１０６を用いた画像形成条件の調整を行う（Ｓ８）。図１１は本実施の中間転写体１０６上に形成される階調補正用のテスト画像の例示図である。画像濃度センサ１１７は、中間転写体１０６の回転方向に直行する方向に４つ配置されており、それぞれの測定色が決められている。テスト画像（階調補正パターン）は、色毎に、階調値が異なる１０個の階調パッチにより構成される、階調補正パターンは、画像濃度センサ１１７に読み取られる。画像濃度センサ１１７の読取結果から得られる階調特性と、目標とする階調特性との差分に応じて画像形成条件を補正することで、画像濃度が安定維持される。本実施例では２００枚の記録媒体１１０を通紙する毎に紙間を広げて中間転写体１０６を用いた画像形成条件の調整を行うことで、画像品位の安定化がはかられている。

画像濃度センサ１１７及び階調パッチの配置は当然これに限るものではなく、中間転写体１０６上の画像が形成される範囲よりも回転方向に直行する方向の外側にあってもよい。その場合、通常の画像形成を行いながら中間転写体１０６を用いた画像形成条件の調整が可能になる。そのために生産性を維持することができる。

使用可能である場合（Ｓ６：Y）、ＣＰＵ３１４は、図１２に例示する選択画面を操作パネル１８０に表示する（Ｓ７）。選択画面では、使用可能と判断された種類の記録媒体１１０を用いた画像形成条件の調整（紙上調整）と、画像濃度センサ１１７による中間転写体１０６を用いた画像形成条件の調整（エンジン内調整）とのいずれかが選択可能である。ユーザが操作パネル１８０によりいずれかを選択することで、選択された方法により画像形成条件が調整される。ＣＰＵ３１４は、選択画面からいずれの調整方法が選択されたかを判断する（Ｓ９）。エンジン内調整が選択された場合（Ｓ９：エンジン内調整）、ＣＰＵ３１４は、Ｓ８の処理を行う。紙上調整が選択された場合（Ｓ９：紙上調整）、ＣＰＵ３１４は、記録媒体１１０にテスト画像（階調補正パターン）を形成する。ＣＰＵ３１４は、記録媒体１１０上のテスト画像の測色ユニット１３８による測定結果に基づいて、画像形成条件を調整する（Ｓ１０）。

このように、記録媒体１１０の特性に基づいて、該記録媒体１１０が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かが判断される。使用不可である場合、記録媒体１１０を用いた画像形成条件の調整が行われない。これにより記録媒体１１０の種類によりテスト画像の測定結果のバラツキが大きくなり、画像調整精度が低下することを防止することができる。なお、記録媒体１１０の特性は、坪量や表面性の他に、記録媒体１１０の色を追加してもよい。図１３は、記録媒体１１０の色の設定画面の例示図である。記録媒体１１０の色が濃い場合、特定色のテスト画像の階調パッチの画像濃度を測定した結果のダイナミックレンジが小さくなり、調整精度が低下することがある。そのために色が濃い記録媒体１１０は、画像形成条件の調整に使用不可であると判断される。

（第２実施形態）
近年、ユーザニーズを満たすために様々な特性を持った記録媒体１１０が画像形成に用いられるようになっている。この場合、記録媒体１１０の特性を登録する他に、測色ユニット１３８の検知結果により記録媒体１１０の特性を検知してもよい。図１４は、測色ユニット１３８の検知結果に基づいて記録媒体１１０が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断する処理を表すフローチャートである。なお、第２実施形態の画像形成装置１００及びプリンタコントローラ３００の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

給紙カセット１１３に記録媒体１１０を収容する場合、ユーザは操作パネル１８０により記録媒体１１０の登録を行う。ＣＰＵ３１４は、操作パネル１８０から給紙カセット１１３に収容される記録媒体１１０の銘柄情報を受け付ける（Ｓ１１）。ＣＰＵ３１４は、受け付けた銘柄がすでに登録済みの銘柄であるか否かを判断する（Ｓ１２）。登録されている場合（Ｓ１２：Y）、ＣＰＵ３１４は、既に該記録媒体１１０が画像調整に使用できるか否かを判断済みであり、判断結果も登録されている。使用不可である場合（Ｓ１６：N）、ＣＰＵ３１４は、図６のＳ８の処理と同様に、中間転写体１０６を用いた画像形成条件の調整を行う（Ｓ１８）。使用可能である場合（Ｓ１６：Y）、ＣＰＵ３１４は、図１２に例示する選択画面を操作パネル１８０に表示する（Ｓ１７）。ＣＰＵ３１４は、選択画面からいずれの調整方法が選択されたかを判断する（Ｓ１９）。エンジン内調整が選択された場合（Ｓ１９：エンジン内調整）、ＣＰＵ３１４は、Ｓ１８の処理を行う。紙上調整が選択された場合（Ｓ９：紙上調整）、ＣＰＵ３１４は、図６のＳ２０の処理と同様に、記録媒体１１０を用いた画像形成条件の調整を行う（Ｓ２０）。

登録されていない場合（Ｓ１２：N）、ＣＰＵ３１４は、記録媒体１１０を通紙して画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断する。そのためにＣＰＵ３１４は、まず、エンジン部１０１１を制御して、記録媒体１１０に画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断するためのテスト画像を形成する（Ｓ１３）。図１５は、テスト画像の例示図である。図１５のテスト画像は、階調補正パターン１１０５の位置が図５のテスト画像の階調補正パターン１１０４の位置と同じである。画像領域１１０１にはユーザ画像は形成されていない。階調補正パターン１１０５の階調パッチの色が階調補正パターン１１０４の階調パッチの色とは異なる。

具体的には、階調パッチは白地部（非画像形成部）を多く含む。高精度で画像濃度を検知するためには、反射光量における白地部のレベルの安定性が重要である。従って階調補正パターン１１０５は、全１１の階調パッチのうち６パッチ分を白地部として白地の範囲を広くとる構成となっている。また、色の付いた階調パッチは同階調値の高画像濃度を多く配置している。図１５の例では、全１１の階調パッチのうち５パッチ分が２５５レベルの階調値である。このような階調補正パターン１１０５により、記録媒体１１０の抵抗に依存する転写性や、熱容量に依存する定着性が安定しているか否かが判断可能となる。

記録媒体１１０に形成されたテスト画像は通常の搬送経路を搬送される。ＣＰＵ３１４は、測色ユニット１３８によりテスト画像を検知する（Ｓ１４）。ＣＰＵ３１４は、測色ユニット１３８による検知結果に基づいて検知精度を演算する（Ｓ１５）。ＣＰＵ３１４は、検知精度に基づいて記録媒体１１０が紙上画像調整に使用可能であるか否かを判断する（Ｓ１６）。

本実施形態では、検知精度は、検知結果の白地部のバラツキとダイナミックレンジの二項目で表される。二項目ともに条件を満たす場合、ＣＰＵ３１４は、記録媒体１１０が画像調整に使用可能であると判断する。それぞれの判断基準（閾値）は検知誤差ΔＥ≦１である。白地部のバラツキは各色所定個数（ここでは５個）の白地部の検知結果を用いて行われる。ＣＰＵ３１４は、各検知結果のバラツキが所定の範囲内（例えば２［％］以下）であるか否かにより白地部のバラツキを判断する。また、ＣＰＵ３１４は、白地部の検知結果から画像濃度を検知し、ベタ部との画像濃度との差分（ダイナミックレンジ）が所定値よりも小さいか否かによりダイナミックレンジのバラツキを判断する。ダイナミックレンジが所定値よりも小さい場合、画像濃度の変化量を読み取る感度が低下し、補正精度が低下する。本実施形態では、所定の規格を満たす上質紙のダイナミックレンジを基準値として、その９０［％］以上が確保できているか否により、ダイナミックレンジのバラツキを判断する。

使用不可である場合（Ｓ１６：N）、ＣＰＵ３１４は、Ｓ１８の処理を行う。使用可能である場合（Ｓ１６：Y）、ＣＰＵ３１４は、Ｓ１７～Ｓ２０の処理を行う。

このように記録媒体１１０の特性が入力されない場合であっても、測色ユニット１３８による検知結果に基づいて、記録媒体１１０が画像調整に使用可能であるか否かの判断が適切に可能である。使用不可である場合、記録媒体１１０を用いた画像形成条件の調整が行われない。なお、使用可否の判断基準は一例であり、例えば測色ユニット１３８の読取位置における記録媒体１１０の挙動をさらに高精度に判断するために、階調補正パターン１１０４を全部白地としてもよい。また、記録媒体１１０の転写性や定着性を判断基準とするために、記録媒体１１０全体をベタの画像としてもよい。さらに、通紙する記録媒体１１０の枚数を多くして他の階調域における判断を加えてもよい。

Claims (10)

1. 画像形成条件に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体に形成された画像を検知する検知手段と、
   前記記録媒体の特性に基づいて該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断し、使用可能である場合に前記画像形成手段に画像形成条件の調整のためのテスト画像を該記録媒体に形成させ、前記検知手段による前記テスト画像の検知結果に基づいて前記画像形成条件を調整し、使用不可である場合に前記記録媒体を用いた前記画像形成条件の調整を行わない制御手段と、を備えることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記記録媒体の坪量と表面性とに基づいて、該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記記録媒体の前記坪量と前記表面性をそれぞれの閾値と比較し、その比較結果に基づいて該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断することを特徴とする、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記記録媒体の色に基づいて、該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断することを特徴とする、
   請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記記録媒体の前記坪量と前記表面性を入力する入力手段をさらに備えることを特徴とする、
   請求項２～４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記記録媒体の特性を登録する登録手段をさらに備えており、
   前記制御手段は、前記登録手段に登録された特性に基づいて、前記記録媒体が画像形成条件の調整に使用できるか否かの判断を行うことを特徴とする、
   請求項１～５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記検知手段による前記記録媒体の検知結果に基づいて、該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記画像形成手段に第２テスト画像を該記録媒体に形成させ、前記検知手段による前記第２テスト画像の検知結果に基づいて該記録媒体が画像形成条件の調整に使用可能であるか否かを判断することを特徴とする、
   請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記第２テスト画像は、前記テスト画像よりも非画像形成部を多く含むことを特徴とする、
   請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、所定の登録手段に前記記録媒体が画像形成条件の調整に使用できるか否かの判断結果を登録することを特徴とする、
    請求項７～９のいずれか１項記載の画像形成装置。

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