JP2022182060A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度補正を精度良く行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置では、階調補正制御を単独で実行する場合、テストチャート１を出力して（Ｓ５０１）コントラスト電位を算出及び設定（Ｓ５０２、Ｓ５０３）する最大濃度調整処理と、テストチャート２を出力し（Ｓ５０４）、階調ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を作成（Ｓ５０５）して階調補正を行う階調補正処理とが行われる。階調補正制御と濃度ムラ補正制御とをともに実行する場合、画像形成装置は、一括自動調整処理として、階調補正制御におけるＳ５０１～Ｓ５０３を実行した後に、レーザーパワーシェーディング及びＬＵＴシェーディングを含む濃度ムラ補正制御を行い（Ｓ８０１～Ｓ８０６）、その後、階調補正制御におけるＳ５０４～Ｓ５０５を実行する。【選択図】図１１

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。

電子写真方式を利用してレーザ光による感光体の走査によって画像形成を行う画像形成装置が知られている。電子写真方式による画像形成では、感光ドラムの表面を一様に帯電し、画像信号に応じて変調されたレーザビーム等で感光ドラム表面を露光して静電潜像を形成する。その後、形成された静電潜像をトナーで現像し、そのトナー像を紙などに代表される記録媒体材に転写して定着器によって溶融熱定着することで、記録媒体上に画像が形成される。

このような画像形成装置においては、気温、湿度などの使用環境の変動や経時変化、耐久性が低下することによる部材の経年変化などによって印刷出力画像の色味変動が生じることがある。さらに、感光体の主走査方向である感光体長手方向の感度ムラ、感光ドラムに照射されるレーザ光量の端部出力落ち、レンズ収差等も問題になる。感度ムラ等により、露光器が感光体を均一のエネルギーで露光しても、転写紙上の画像に濃度ムラや色ムラが位置によって生じることもある。一般的に、主走査方向は、主走査方向に直交する副走査方向よりもこれらムラの影響がより大きくなる場合が多い。

特許文献１には、主走査方向の濃度ムラを補正するための補正データを、副走査方向濃度ムラの影響を受けることなく作成する方法が提案されている。主走査方向及び副走査方向に画像濃度が一定の１ページ分のテスト画像が、その画像濃度をページごとに段階的に変化させて複数ページ作成される。複数ページのテスト画像の濃度分布の検出結果に基づいて、主走査方向の濃度ムラを補正するための補正データが作成される。

また、非特許文献１には、印刷ジョブを効率的にかつ安定して高い生産性で処理することを狙いとして、画像形成装置に接続する補正制御用のスキャナと分光センサとを内蔵したユニットが提案されている。従来の印刷機では、複数の異なる調整機能が搭載されているが、これらの調整機能には相互作用が生じるものもある。従って、高品質な印刷を実現するためには、ユーザは、複数の異なる調整機能をそれぞれ適切な順番で実行する必要があった。非特許文献１に記載されたユニットでは、一括自動調整機能を搭載することにより、ユーザが開始ボタンを押すだけで全自動調整を行うことが可能となっている。

特開２００９－１９２８９６号公報

一般社団法人日本画像学会、２０１８年６月２０日（水）、Imaging Conference JAPAN2018 Eps-01

特許文献１に開示された方法では、濃度を測定する階調数に等しい枚数の測定用チャートを出力しなければならないので、多数の階調値について濃度検出を行う場合には測定用チャートの枚数も増加してしまう。実用上、測定用チャートの枚数が多くなるのは望ましくないので、多数の階調値の濃度検出に必要な補正データが得られず、印刷された画像に濃度ムラが生じるおそれがある。
また、非特許文献１に開示されたユニットでは、各補正制御を順番に行っている。しかしながら、各補正制御を行う順番によっては、補正制御で実行される処理が他の処理に影響を与えるおそれがある。その結果、濃度ムラを高精度に補正できない等の現象が生じ、濃度補正を精度良く行うことができなくなるおそれがある。

本発明は、濃度補正を精度良く行うことができる画像形成装置を提供することを主たる課題とする。

本発明の画像形成装置は、画像データに基づいて感光体上に静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像して画像を形成し、形成された画像を記録媒体に転写して記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、少なくとも第１制御と第２制御とを実行可能な制御手段とを有し、前記第１制御は、階調の入力階調値に対して所望の濃度に対応する出力階調値が得られるように前記入力階調値に対応して前記記録媒体上に形成されたテスト画像を読み取って得られる出力階調値を参照して補正を行う階調補正処理と、前記階調補正処理の前に実行する必要がある前処理とを含む階調補正制御であり、前記第２制御は、前記階調補正処理に影響を与える処理を含む制御であり、前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御とをともに実行する指示が入力された場合には、前記前処理を実行した後に前記第２制御を実行し、その後に前記階調補正処理を実行することを特徴とする。

本発明によれば、濃度補正を精度良く行うことができる画像形成装置を提供することができる。

画像形成システムの構成図。 コントローラの機能ブロック図。 分光センサの構造例を示す図。 画像形成装置の機能ブロック図。 階調補正制御処理を表すフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、テストチャートの説明図。 （ａ）、（ｂ）は、変換演算で用いられるフィルタの説明図。 濃度ムラ補正制御を表すフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、テストチャートの説明図。 （ａ）、（ｂ）は、操作パネルの説明図。 階調補正制御と濃度ムラ補正制御との一括自動調整処理を表すフローチャート。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。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。

図１は、本実施形態の画像形成装置１０を含む画像形成システム１の構成図であり、図２は、画像形成システム１の動作を制御するコントローラの機能ブロック図である。

図示されるように、画像形成システム１は、画像形成装置１０、読取装置（スキャン部）５０、及び操作部１８０を備える。画像形成装置１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙に画像形成を行う。読取装置５０は、用紙に形成された画像を読み取る。操作部１８０は、入力装置と出力装置とを有するユーザインターフェースである。入力装置は各種キーボタンやタッチパネルである。出力装置はディスプレイやスピーカである。本実施形態では、画像形成装置１０と読取装置５０とを別の装置として説明するが、これらは一体に構成されていてもよい。なお、読取装置５０の用紙搬送方向下流側に、ステイプル処理、パンチ穴開け処理、折り処理、製本処理等の用紙処理を行う用紙処理装置を設けてもよい。

図２に、コントローラの機能ブロック図を示す。図示されるように、コントローラは、記憶部１２、コントローラ操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像処理部１７、画像形成部１８、階調調整用マーク付加部３０、表裏調整用マーク付加部４０及び制御部７０を有する。制御部７０は、画像形成システム１を構成する各部の動作を制御する。制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＡＭ（Random Access Memory）７２、及びＲＯＭ（Read Only Memory）７３を備える。ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７３や記憶部１２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、画像形成システム１の各部の動作を制御する。ＲＡＭ７２は、ＣＰＵ７１が処理を実行する際の作業領域を提供し、各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。なお、本実施形態では階調調整用マーク、表裏調整用マークを用いたが、階調調整及び表裏調整にはマークに限らず任意の画像を用いることができる。例えば階調調整用マーク、表裏調整用マークとして階調調整用画像、表裏調整用画像を用いてもよい。

以下、画像形成装置１０の詳細を説明する。コントローラの制御部７０は、画像形成装置１０が用紙上に形成する画像の画像領域に重複して階調調整用マークを形成するか否かを判定する。画像領域に重複して階調調整用マークを形成すると判定した場合、制御部７０は、画像形成装置１０を制御して、画像データに階調調整用マーク情報を付加して階調調整用マークを形成する。また、制御部７０は、階調調整用マークが形成された用紙のスキャン結果に基づいて階調特性の監視及び調整を行う。

記憶部１２は、制御部７０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。また、記憶部１２は、後述する階調特性の監視及び調整並びに表裏調整において算出又は取得した値を記憶する。記憶部１２としては、ハードディスク等の大容量メモリを用いることができる。

通信部１５は、ユーザ端末、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、ユーザ端末からネットワークを介してページ記述言語（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、画素ごとに階調値を有するビットマップ形式の画像データを、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）及びＫ（黒）の色ごとに生成する。階調値は画像の濃淡を表すデータ値であり、例えば８ｂｉｔのデータ値は０～２５５階調の濃淡を表す。

画像処理部１７は、画像生成部１６により生成された画像データに、色補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。また、画像処理部１７は、画像読取部１６１により生成されたＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の画像データを色変換し、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色の画像データを生成することもできる。

色補正処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色の階調値を、用紙上に形成された画像の色が目標の色と一致するように補正されたＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの各色の階調値に変換する処理である。色補正処理には、入力階調値に対応する出力階調値が定められた階調補正テーブルが用いられる。また、画像処理部１７は、後述するように制御部７０により補正が有効に切り替えられた場合に階調調整用マークの色補正処理を行い、補正が無効に切り替えられた場合には階調調整用マークの色補正処理を行わずに、中間調処理を行う。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。

画像形成部１８は、画像処理部１７により画像処理された画像データの各画素の階調値に応じて、複数の色からなる画像を用紙上に形成する。また、本発明においては、画像形成部１８は、後述する階調調整用マーク情報及び表裏調整用マーク情報が付加された画像データに基づき用紙上に画像を形成する。画像は用紙の中央寄せで形成するものとする。画像形成部１８は、図１に示すように、４つの作像ユニット１８１Ｙ、１８１Ｍ、１８１Ｃ、１８１Ｋ、中間転写ベルト１８２、二次転写ローラ１８３、定着器１８４、２つの給紙トレイ１８５、反転機構１８６及び光学センサ１８７を備えている。

各作像ユニット１８１Ｙ、１８１Ｍ、１８１Ｃ、１８１Ｋは、中間転写ベルト１８２のベルト面に沿って直列に配置されている。中間転写ベルト１８２は、複数のローラにより巻き回されて所定方向（本実施形態では図中時計回り方向）に回転する。二次転写ローラ１８３及び定着器１８４は、給紙トレイ１８５から搬送される用紙の搬送経路上に配置されている。給紙トレイ１８５には所定サイズの用紙が収容される。本実施形態では、給紙トレイ１８５が２つ設けられており、各給紙トレイ１８５に収容される用紙は、同じ種類であってもよいが異なる種類であってもよい。

作像ユニット１８１Ｙは、イエロー（Ｙ）の色の画像を形成する。作像ユニット１８１Ｍは、マゼンタ（Ｍ）の色の画像を形成する。作像ユニット１８１Ｃは、シアン（Ｃ）の色の画像を形成する。作像ユニット１８１Ｋは、ブラック（Ｋ）の色の画像を形成する。各作像ユニットは同じ構成を有し、それぞれ露光部１８ａ、感光体１８ｂ、現像部１８ｃ、帯電部１８ｄ及びクリーニング部１８ｅを備えている。感光体１８ｂは、表面に感光層を有したドラム形状の像担持体である。感光体１８ｂは、ドラム軸を中心にして図中反時計回りに回転する。帯電部１８ｄは、回転する感光体１８ｂの感光層に電圧を印加して感光体１８ｂの表面を一様に帯電させる。

次に、各感光体上に静電潜像が形成される。各作像ユニット１８１が現像部１８ｃによりトナー等の色材を供給して、感光体１８ｂ上に形成された静電潜像を現像すると、各作像ユニット１８１の感光体１８ｂ上に各色の画像が形成される。以下、色材としてトナーを用いるものとして説明する。

各感光体１８ｂ上の画像は中間転写ベルト１８２上に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１８２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、各作像ユニット１８１は、転写後に感光体１８ｂ上に残留するトナーをクリーニング部１８ｅにより除去する。

用紙は、中間転写ベルト１８２に形成された画像が中間転写ベルト１８２の回転により二次転写ローラ１８３に搬送されるタイミングに応じて、給紙トレイ１８５から二次転写ローラ１８３まで搬送される。二次転写ローラ１８３は、中間転写ベルト１８２から用紙に画像を転写する転写部として機能する。画像が転写された用紙は、定着器１８４へ搬送される。定着器１８４は、画像が転写された用紙を加熱及び加圧することで、用紙に画像を定着させる。用紙の片面へ画像を形成する場合には、以上により画像形成処理が終了する。用紙の両面へ画像を形成する場合には、片面に画像が形成された用紙は、定着器１８４から反転機構１８６へ搬送されて表裏面を反転される。表裏面が反転した用紙は、再度、二次転写ローラ１８３へ搬送され、同様の手順で画像が形成される。

階調調整用マーク付加部３０は、階調調整用マークが形成されるように、画像データにテスト画像データを付加する。表裏調整用マーク付加部４０は、表裏調整用マークが形成されるように、画像データに表裏調整用画像データを付加する。

読取装置５０は、図１に示すように、画像形成装置１０の用紙搬送方向下流側に設けられる。本実施形態では、読取装置５０は、第１搬送部５１、第２搬送部５２、第１センサ５３、第２センサ５４及び測色部５５を有する。読取装置５０は、画像形成部１８により用紙の両面に画像形成された場合に、第１センサ５３及び第２センサ５４で両面同時スキャンが可能な構成となっている。読取装置５０による階調調整用マーク及び表裏調整用マークのスキャン結果は、上記した記憶部１２又は制御部７０のＲＡＭ７２に記憶され、制御部７０により解析される。

第１搬送部５１は、画像形成装置１０から供給された用紙を搬送する複数の搬送ローラ対５１１を備えている。第２搬送部５２は、読取後の用紙を搬送する複数の搬送ローラ対５２１を備えている。第１センサ５３と第２センサ５４とは、用紙が搬送される搬送経路を挟んだ位置に配置される。そのために読取装置５０は、第１センサ５３及び第２センサ５４により、用紙の両面の画像を一度の搬送で読み取ることができる。

第１センサ５３は、第１搬送部５１に配置され、第１搬送部５１を通過する用紙に対して下方から画像の読み取りを行う。第１センサ５３は、例えば、ラインスキャナ等の比較的高速で読み取りを行うことができる光学式センサであって、用紙上に形成された画像の読み取りを行い、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の読取信号を出力する。第１センサ５３は、例えば光学式センサであり、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）ラインセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ等を用いることができる。本実施形態では、第１センサ５３としてラインスキャナ等の比較的高速で読み取りを行うことができるセンサを用いることで、測色計である後述の測色部５５よりも速い速度で、用紙上に形成された画像の読み取りを行うことができる。また、第１センサ５３は、測色部５５と比較して、用紙の幅方向について、より広い範囲を読み取ることができ、用紙の幅方向の全体を読み取ることができる。

第２センサ５４は、第２搬送部５２に配置され、第２搬送部５２を通過する用紙に対して上方から画像の読み取りを行う。本実施形態では、第２センサ５４は、第１センサ５３と同様に構成されており、読取結果としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の読取信号を出力する。測色部５５は、分光タイプのカラーセンサを有して構成されるものとした。

測色部５５は、第２センサ５４よりも用紙の通紙方向の下流側に配置される。測色部５５は、第２搬送部５２を通過する用紙の他方の面の画像を読み取る。測色部５５は、用紙上に形成された階調調整用画像の色を分光的に測定して、測色データを取得する。測色データは、ＸＹＺ等の表色系で表される。

ここで、図１の画像形成装置１０の中間転写ベルト近傍には、前述したように、光学センサ１８７が設けられている。光学センサ１８７は、中間転写ベルト１８２に形成された画像を正反射光により検出するために、用紙に形成された画像を検出する第１センサ５３及び第２センサ５４よりも低濃度領域（ハイライト領域）で分解能が高精度になる。読取装置５０の第１センサ５３及び第２センサ５４は、用紙に形成された画像を検出するために、光学センサ１８７よりも高濃度領域で分解能が高精度になる。中間濃度領域の分解能は、用紙の余白上で１枚ごとに第１センサ５３又は及び第２センサ５４で検出する方が、光学センサ１８７を用いるよりも高精度になる。そのために本実施形態では、ハイライト領域における階調特性の調整は中間転写ベルト１８２上に形成された階調調整用画像により行われ、ハイライト領域以外の濃度領域における階調特性の調整は用紙上に形成された階調調整用画像を用いて行われる。

図３は、本実施形態に係る読取部としての測色部５５内の分光センサ２００の構造例を示す図である。分光センサ２００は、白色ＬＥＤ２０１、回折格子２０２、ラインセンサ２０３、演算部２０４、メモリ２０５、基準板２１０を含む。白色ＬＥＤ２０１は、記録材１１０上の測色対象（ここでは、トナーパッチ２２０）に光を照射する。白色ＬＥＤ２０１は、測定用画像に光を照射する照射部として機能する。回折格子２０２は、トナーパッチ２２０から反射した反射光を波長ごとに分光する。ラインセンサ２０３はｎ画素から構成され（２０３－１～２０３－ｎ）、回折格子２０２により波長ごとに分解された光が各画素により検出される。

ラインセンサ２０３は、測定用画像からの反射光を受光する受光部として機能する。演算部２０４は、ラインセンサ２０３により検出された各画素の光強度値から各種演算を行う。演算部２０４は、例えば、光強度値から濃度を演算する濃度演算部（不図示）や、Ｌａｂ値を演算するＬａｂ演算部（不図示）等を有する。メモリ２０５は、各種データを保存する。基準板２１０は、分光センサ２００内の基準となる値を調整するために、白色ＬＥＤ２０１により照射され、その反射光をラインセンサ２０３が検知して基準となる値を取得する。分光センサ２００は、ラインセンサ２０３の各画素（受光素子）に受光された測定用画像からの反射光の光強度値に関するセンサ信号値を測定する測定手段として機能する。

また、分光センサ２００の構成において、白色ＬＥＤ２０１から照射された光を記録材１１０上のトナーパッチ２２０に集光し、トナーパッチ２２０から反射した光を回折格子２０２に集光するレンズ２０６を内蔵してもよい。ラインセンサ２０３には、例えばＣＭＯＳセンサを用いてもよい。

分光センサ２００を用いた階調補正制御について説明する。図５のフローチャートに示されるように、本実施形態では、階調補正制御では、最大濃度調整を行った後に階調補正処理が行われる。画像データに基づいて用紙に常に安定して所望の濃度及び階調を有する画像を形成するためには、画像において色安定性を保持する必要がある。そのため、画像形成装置１０は、常に所望の濃度の階調が得られるように、トナーパッチ画像を適時記録材上に出力し、出力された画像の情報を測定することにより所望の濃度及び階調調整を行う。

図４に、画像形成装置１０の機能ブロック図を示す。図示される機能は、画像形成装置１０において、制御部７０内のＲＯＭ７３をＣＰＵ７１が実行してＲＡＭ７２に展開して実行することで形成される。このように形成される機能によって、ＣＰＵ７１の制御により入力データの変換処理及び演算処理が行われる。

図示されるように、画像形成装置１０では、分光センサ２００により測色された結果は、分光反射率データとしてＬａｂ演算部１１２０にも送られる。Ｌａｂ演算部１１２０は、分光反射率データをＬ＊ａ＊ｂ＊データに変換する。更に、変換されたＬ＊ａ＊ｂデータは、分光センサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部１１２１を通じてプロファイル作成部１１２２に入力される。プロファイル作成部１１２２は、分光センサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部１１２１に格納された分光センサ用入力ＩＣＣプロファイルとＬ＊ａ＊ｂ＊データとＣＭＹＫ信号値等に基づいてＩＣＣプロファイルを作成する。作成したＩＣＣプロファイルは出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３に格納される。出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３は、画像形成装置１０により形成される画像の色味を調整するために、画像データをＩＣＣプロファイルに基づいて変換する変換手段として機能する。

ＣＭＭ１１１２は、入力ＩＣＣプロファイル格納部１１１１に格納された入力プロファイルと、出力ＩＣＣプロファイル格納部１１１３に格納された出力プロファイルを用いて色変換を行う。分光センサ２００は、パッチ毎の測定結果をセンサ設定処理部１１４０へ送信する。ここでセンサ設定処理部１１４０は、最適蓄積時間算出部１１４１及び本スキャン蓄積設定格納部１１４２を含んで構成される。Ｓ５０８にて、最適蓄積時間算出部１１４１は、各パッチの測定結果に基づいて、パッチごとに最適な蓄積設定を決定する。Ｓ５０９にて、最適蓄積時間算出部１１４１は、算出された最適な蓄積設定を、本スキャン時に反映させるために、本スキャン蓄積設定格納部１１４２へ格納する。Ｓ５１０にて、制御部７０は、本スキャン蓄積設定格納部１１４２に格納された蓄積設定を読みだし、分光センサ２００に本スキャンを実行させるための信号と、各パッチの最適蓄積時間とを、分光センサ制御部１１２３へ出力する。分光センサ制御部１１２３は、これら入力された最適蓄積時間等に基づいて分光センサ２００を制御する。

図５に、本実施形態の階調補正制御で実行される処理を表すフローチャートを示す。本実施形態では、画像形成装置１０では、階調補正制御及び濃度ムラ補正制御を含む複数の補正がなされ、かつ、階調制御では最大濃度調整処理及び階調補正処理が行われる。最大濃度調整処理は、階調補正処理の前に実行される処理である。以下、最大濃度調整処理のように、階調補正処理の前に実行される処理を「前処理」と記載する場合がある。図４及び図５を参照して階調補正制御について説明する。なお、特に断りのない限り、図５に示される各ステップは、制御部７０のＣＰＵ７１の制御により実行される。

階調補正制御が開始されると、図４に示されるように操作部１８０の操作部インターフェース（操作部Ｉ／Ｆ）を通じてエンジン状態確認部１１０２に最大濃度調整処理の指示が入力される。エンジン状態確認部１１０２は、現状のエンジン状態における濃度情報を得るためのテストチャート１（測定用画像）を出力するための測定用画像データを出力し、画像形成装置１０で測定用画像が出力される。

一方、制御部７０は、階調補正制御が開始されると、分光センサ制御部１１２３に測色指示を送る。この時、図５に示すように、制御部７０は、予め決められた、あるいは前回の補正時において決められた電位設定や露光設定、現像設定を用いてテストチャート１を出力する（Ｓ５０１）。

図６（ａ）にテストチャート１の説明図を示す。図中においてＹ１、Ｙ２、Ｙ３及びＹ４は、それぞれイエローを示し、その濃度はＹ１＜Ｙ２＜Ｙ３＜Ｙ４である。Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、それぞれマゼンタを示し、その濃度はＭ１＜Ｍ２＜Ｍ３＜Ｍ４である。Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４は、それぞれシアンを示し、その濃度はＣ１＜Ｃ２＜Ｃ３＜Ｃ４である。Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４は、それぞれブラックを示し、その濃度はＫ１＜Ｋ２＜Ｋ３＜Ｋ４である。

出力されたテストチャート１は、分光センサ２００の測色位置に配置され、分光センサ２００で測色が行われる。測色された結果は、分光反射率データとして濃度変換部１１３０に送られる。濃度変換部１１３０は、濃度演算を行い、その変換結果をＣＭＹＫの濃度データとして最大濃度補正部１１３１に送る。最大濃度補正部１１３１は、所望の最大濃度になるように、コントラスト電位を算出し（Ｓ５０２）、コントラスト電位を設定し（Ｓ５０３）、露光設定、及び現像設定の補正量を算出して最大濃度補正を行う。このようにして算出された最大濃度値はＲＡＭ７２に記憶される。

濃度値への変換演算で用いられるフィルタを図７（ａ）、（ｂ）に示す。得られた各波長の分光反射率に対しては図７（ａ）に示されるステータスＡフィルタを用い、ブラックについては図７（ｂ）のような視覚度分光特性（Ｖｉｓｕａｌともいう）を用いてＣＭＹＫの濃度が算出される。濃度変換部１１３０は、シアンの測定用画像の分光反射率を図７（ａ）に示すステータスＡフィルタを用いて濃度に変換する。同様に、マゼンタやイエローの測定用画像の濃度を求める場合も、濃度変換部１１３０が図７（ａ）に示すステータスＡフィルタを用いて測定用画像の分光反射率から濃度に変換する。一方、ブラックの測定用画像の濃度を求める場合については、濃度変換部１１３０は、図７（ｂ）に示す視覚度分光特性（Ｖｉｓｕａｌともいう）を用いて測定用画像の分光反射率から濃度に変換する。

次に、階調補正処理について説明する。制御部７０は、最大濃度調整処理を実行した後、階調補正処理の指示が入力されると、階調パターンを作成するようにプリンタ部１２０１に信号を出力する。この階調パターンには、先に最大濃度補正部１１３１により決定された電位設定、露光設定、及び現像設定を用いて形成される最大濃度パッチが含まれる。形成された階調パターンは、後述する濃度ムラ補正をＯＮとして、濃度ムラ補正による補正が適用されるものとして出力を行う。本実施形態では、制御部７０は、階調パターンとしてテスト画像を出力する。本実施形態では、テスト画像としてテストチャート２を出力する（Ｓ５０４）。

このテストチャート２を図６（ｂ）に示す。図示されるように、テストチャート２はＡ３サイズの１６階調の階調パターンであり、各階調は、００ｈ、１０ｈ、２０ｈ、３０ｈ、４０ｈ、５０ｈ、６０ｈ、７０ｈ、８０ｈ、９０ｈ、Ａ０ｈ、Ｂ０ｈ、Ｃ０ｈ、Ｄ０ｈ、Ｅ０ｈ、ＦＦｈにて示される。また、制御部７０は、分光センサ制御部１１２３に測色指示を送る。この作成された階調パターンを分光センサ２００の測色位置に配置し、分光センサ２００にて測色を行う。
このように、テストチャート２では、感光体の長手方向に階調が均一でかつ感光体の回転方向、つまり用紙搬送方向に複数の階調（ここでは１６階調）を有する画像が形成されている。

測色された結果は、分光反射率データとして濃度変換部１１３０に送られる。濃度変換部１１３０は、前述した濃度演算を行い、その演算結果を階調毎のＣＭＹＫの濃度データとして濃度階調補正部１１３２に送る。濃度階調補正部１１３２は、所望の階調性が得られるように、色濃度についての入力データと出力データとの対応関係を求める。このような対応関係は、例えばＬＵＴ（Look UP Table）で表され得る。本実施形態では、この対応関係を表す階調ＬＵＴを作成し（Ｓ５０５）、その作成した単色階調ＬＵＴをＣＭＹＫ各色の信号値としてＬＵＴ部１１３４へ送る。

次に濃度ムラ補正制御について説明する。図４に示される濃度変換部１１５０及び濃度ムラ補正部１１５１は、第１センサ５３内のラインセンサ２０３で読み取った画像を用いて感光体長手方向の濃度ムラ補正制御を行う。濃度ムラ補正制御では、レーザーパワーによる感光体長手方向の濃度ムラ補正制御と、各階調の画像信号値を用いた補正とが制御部７０により実行される。

図８に、濃度ムラ補正制御を表すフローチャートを示す。なお、特に記載のない限り、図８に示される処理は制御部７０の制御により実行される。図中において、Ｓ８０１～Ｓ８０３はレーザーパワーによる感光体長手方向の濃度ムラ補正制御（レーザーパワーシェーディング）を表す。また、Ｓ８０４～Ｓ８０６は各階調の画像信号値を用いた補正（ＬＵＴシェーディング）を表す。

また、図９（ａ）、（ｂ）に、濃度ムラ補正制御で用いられるテストチャート３、テストチャート４をそれぞれ示す。テストチャート３において、帯状部Ｙは、感光体長手方向に延びて濃度が均一であるイエローのプリント部分を表す。帯状部Ｍは、感光体長手方向に延びて濃度が均一であるマゼンタのプリント部分を表す。帯状部Ｃは、感光体長手方向に延びて濃度が均一であるシアンのプリント部分を表す。帯状部Ｋは、感光体長手方向に延びて濃度が均一であるブラックのプリント部分を表す。

本実施形態では、テストチャート３の各帯状部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、濃度１．２±０．２をターゲットとした。テストチャート４においては、感光体長手方向を行、感光体回転方向を列として、ブラックの正方形のプリント領域が１６行×２５列にプリントされている。図中においては、感光体長手方向にプリント領域が並んだ第１行と、感光体回転方向にプリント領域が並んだ第１列及び第２５列とが示されている。それぞれの行において、感光体長手方向に並んだ各プリント領域の濃度は均一である。

その一方、それぞれの列において、感光体回転方向に並んだ各プリント領域は、紙面上側が最も濃く、紙面下側に向かうにつれてその濃度が薄くなっている。従って、テストチャート４においては複数の階調が出力されており、本実施形態ではブラックが１６階調で出力されている。また、感光体長手方向における濃度ムラの測定のため、用紙の長手方向全域にプリント領域が形成されるように感光体長手方向にプリント列が複数列にわたって形成されている。図９（ｂ）のテストチャート４ではプリント領域を２５列形成することで、長手方向全域にプリント領域を形成している。

図８を参照すると、制御部７０は、濃度ムラ補正制御が開始されると、テストチャート３の帯状部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応する画像信号を、エンジン状態確認部１１０２を通じて画像形成装置１０に出力する（Ｓ８０１）。制御部７０は、出力されたテストチャート３の輝度分布を第１センサ５３で読み取り（Ｓ８０２）、読み取った輝度分布のデータに基づいて、露光光量の感光体長手方向における光量分布（レーザーパワー分布）の補正を行う（Ｓ８０３）。従って、制御部７０は、感光体の長手方向の濃度ムラを階調ごとに補正するための補正データを生成する補正データ生成手段として動作する。これら輝度及び輝度分布から、テストチャート３の濃度及び濃度分布が得られる。

また、制御部７０は、テストチャート４に対応する画像信号の入力値を、エンジン状態確認部１１０２を通じて画像形成装置１０に出力する（Ｓ８０４）。そして、画像形成装置１０から出力されたテストチャート４の各階調の感光体長手方向の出力値における輝度分布を第１センサ５３で測定する（Ｓ８０５）。また、制御部７０は、測定された各階調ごとの感光体長手濃度ムラが軽減されるように画像信号値を補正する補正データを算出する（Ｓ８０６）。このように、制御部７０は、上述のように補正データ生成手段としての動作により生成された補正データに基づいて濃度ムラを補正する補正する補正手段としても動作する。なお、この補正データの形式に制限はなく、任意の形式のものを用いることができる。制御部７０は、測定された各階調ごとの感光体長手濃度ムラが軽減されるように画像信号値を補正する補正データを算出する。また、濃度ムラ補正制御では感光体長手濃度ムラが軽減されるように画像信号値を補正する。従って、Ｓ８０１～Ｓ８０６の濃度ムラ補正制御をＳ５０４～Ｓ５０５で実行される階調補正処理の後で実行すると、Ｓ５０５で作成された階調ＬＵＴに影響を与えることになる。

このように構成された画像形成システムにおいて、制御部７０により実行される階調補正制御の一例について説明する。図１０（ａ）、（ｂ）に、操作部１８０の操作パネル１８０１の説明図を示す。画像形成装置１０では、画像形成における各種補正処理が実行可能であり、ユーザは、選択画面を通じて各種補正処理を選択して実行することが可能である。図１０（ａ）では、操作パネル１８０１に一括自動調整と個別調整とが表示されており、ユーザは、そのいずれかを選択可能である。

ユーザが個別調整を選択した場合、図１０（ｂ）に示されるように、階調補正、濃度ムラ補正、表裏レジ調整及び色調補正という個別の補正処理が示される。ユーザは、これらの補正処理のうちから任意の補正処理を１つ選択して画像形成装置１０に実行させる。ユーザが階調補正を選択した場合には、制御部７０が図５に示したＳ５０１～Ｓ５０５を実行することで階調補正制御が行われる。また、ユーザが濃度ムラ補正を選択した場合には、制御部７０が図８に示したＳ８０１～Ｓ８０６を実行することで濃度ムラ補正制御が行なわれる。

ユーザが図１０（ａ）において一括自動調整を選択した場合、階調補正制御と濃度ムラ補正制御とが順次実行される。ここで、個別調整が選択されたときの処理と同じ処理内容で階調補正制御と濃度ムラ補正制御とを順次実行すると、濃度ムラを十分な精度で抑制できないことがある。上述したように、階調補正制御ではＳ５０５で入力データと出力データとの対応関係を表す単色階調ＬＵＴが作成される。一方、濃度ムラ補正制御では、Ｓ８０６において、感光体長手濃度ムラが軽減されるように画像信号値を補正するために補正テーブルが算出される。従って、階調補正制御の後に感光体長手方向における濃度ムラ補正制御を行うと、濃度ムラ補正制御のＳ８０６で作成されたＬＵＴにより画像信号が補正されるので、階調にズレが生じる。その結果、階調の均一性が低下してしまう場合がある。このように、階調補正制御と濃度ムラ補正制御とを順次実行する場合は、それぞれの制御を単独での実行時と同じ内容で順番に行うと、階調の均一性が低下するおそれがある。

図１１に、階調補正制御と濃度ムラ補正制御とをともに実行する場合に実行される処理である一括自動調整処理を示す。一括自動調整処理では、階調補正制御と濃度ムラ補正制御とを単独で実行する場合とは異なる処理を行う。具体的には、図１１に示されるように、階調補正制御における最大濃度調整処理（Ｓ５０１～Ｓ５０３）までを実行した後に、濃度ムラ補正制御（Ｓ８０１～Ｓ８０６）を行う。その後、階調補正制御における階調補正処理（Ｓ５０４～Ｓ５０５）を行う。

階調補正制御の一部、即ち最大濃度調整処理を実行した後に濃度ムラ補正制御を行うことで、階調補正制御における単色階調ＬＵＴを作成するためのテストチャート２を出力（Ｓ５０４）する時点では、感光体長手方向の濃度ムラは既に解消されている。つまり、階調補正処理に影響を与える制御である濃度ムラ補正制御を先に実行した後に階調補正処理が行われる。これにより、階調補正処理を行った後に濃度ムラ補正制御を行うことに起因する階調のズレを防ぐことができ、感光体長手方向の濃度ムラが解消されてかつ階調が精度良く補正された画像を得ることができる。

また、感光体長手方向における濃度ムラ補正制御が既に行われていることから、階調補正時に面内ムラを考慮してパッチを平均化処理する必要がない。従って、例えばテストチャート４を、その濃度を段階的に変化させて複数枚出力する必要がなく、所望の精度で階調を補正するために必要なテストチャート数を減らすことも可能である。

なお、単に濃度ムラ補正制御を先に実行し、その後に階調補正制御を実行する場合でも、テストチャート２を出力する時点では感光体長手方向の濃度ムラは解消されている点は、図１１の例と同様である。しかし、濃度ムラ補正制御の精度を向上するという観点からは、最大濃度調整処理を行った後に濃度ムラ補正制御を行うことが好ましい。従って、図１１のように、最大濃度調整処理を行った後に濃度ムラ補正制御を行うことが好ましい。

＜変形例１＞
上述した実施形態では、階調補正制御では、階調補正処理の他に最大濃度調整処理が行われている。しかし、本発明は最大濃度調整処理に限られるものではない。変形例１では、階調補正制御において、階調補正処理以外の処理を先に行った後に階調補正処理を行う例を示す。この場合、階調補正制御では、前処理として、階調補正処理よりも先に行われる任意の処理を実行する。一括自動調整処理では、階調補正制御における前処理を先に実行した後に濃度ムラ補正制御を実行し、その後に階調補正処理を実行する。
変形例１でも、各階調の感光体長手方向の濃度ムラが解消された後にテストチャート２を出力して（Ｓ５０４）ＬＵＴを作成する（Ｓ５０５）ので、感光体長手方向の濃度ムラが解消され、かつ階調が精度良く補正された画像を得ることができる。

＜変形例２＞
図１０（ａ）、（ｂ）に示した例では、操作パネル１８０１に各種補正処理を表示し、ユーザが個別調整としてそのうちの１つの補正処理を選択する例を示した。変形例２では、ユーザが補正処理を複数選択することが可能である例を示す。この場合、制御部７０は、操作パネル１８０１を通じて入力されるユーザが選択した補正処理に自動階調補正と濃度ムラ補正との両方が含まれるか否かを判定する。自動階調補正と濃度ムラ補正とのいずれも含まれないか、あるいはその一方のみが含まれる場合には、制御部７０は、選択された補正処理を順次実行する。

ユーザが選択した補正処理に自動階調補正と濃度ムラ補正との両方が含まれる場合、制御部７０は、自動階調補正に対応する階調補正制御と、濃度ムラ補正に対応する濃度ムラ補正制御とを連続して実行する。この場合の処理は、上述した実施形態における図１１に示される処理と同様とする。従って、階調補正制御における最大濃度調整処理（Ｓ５０１～Ｓ５０３）までを実行した後に、濃度ムラ補正制御（Ｓ８０１～Ｓ８０６）を実行し、その後、階調補正制御における階調補正処理（Ｓ５０４～Ｓ５０５）が行われる。

なお、ユーザが選択した補正処理に、自動階調補正と濃度ムラ補正と、自動階調補正と濃度ムラ補正とのいずれとも異なる補正処理（例えば表裏レジ調整など）とがともに含まれる場合もある。この場合、自動階調補正と濃度ムラ補正とのいずれとも異なる補正処理を行った後に図１１に示した処理を実行してもよく、又は、図１１に示した処理を実行した後に、自動階調補正と濃度ムラ補正とのいずれとも異なる補正処理を行ってもよい。あるいは、最大濃度調整処理（Ｓ５０１～Ｓ５０３）を行った後に、自動階調補正と濃度ムラ補正とのいずれとも異なる補正処理を行い、その後に階調補正処理（Ｓ５０４～Ｓ５０５）を行ってもよい。

上述した実施形態及び変形例１、２では、階調補正制御を単独で実行する場合、テストチャート１を出力してコントラスト電位を算出及び設定する最大濃度調整処理と、テストチャート２を出力し、階調ＬＵＴを作成して階調補正を行う階調補正処理とが行われる。階調補正制御と濃度ムラ補正制御とをともに実行する場合、一括自動調整処理として、階調補正制御の処理の一部である最大濃度調整処理が実行される。その後、レーザーパワーシェーディング及びＬＵＴシェーディングを含む濃度ムラ補正制御を行ってから階調補正制御における残りの処理である階調補正処理が実行される。このような構成とすることで、階調補正処理で作成したＬＵＴが濃度ムラ補正制御の結果として補正されて階調の均一性が低下することを防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明の実施の形態において、露光光源をレーザとして説明しているが、これが個体露光の場合も同様である。また、図１０（ａ）、（ｂ）では個別調整として表裏レジ調整、色調補正が示されているが、印字位置調整等のその他の調整を個別調整に含めるようにしてもよい。また、制御部７０は画像形成装置１０内に形成してもよく、あるいは画像形成装置１０と有線あるいは無線で接続された情報処理装置に形成してもよい。更には、クラウドサービスを通じて制御部７０の機能が提供される構成としてもよい。

Claims (9)

1. 画像データに基づいて感光体上に静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像して画像を形成し、形成された画像を記録媒体に転写して記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
   少なくとも第１制御と第２制御とを実行可能な制御手段とを有し、
   前記第１制御は、階調の入力階調値に対して所望の濃度に対応する出力階調値が得られるように前記入力階調値に対応して前記記録媒体上に形成されたテスト画像を読み取って得られる出力階調値を参照して補正を行う階調補正処理と、前記階調補正処理の前に実行する必要がある前処理とを含む階調補正制御であり、
   前記第２制御は、前記階調補正処理に影響を与える処理を含む制御であり、
   前記制御手段は、前記第１制御と前記第２制御とをともに実行する指示が入力された場合には、前記前処理を実行した後に前記第２制御を実行し、その後に前記階調補正処理を実行することを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記第１制御を含むとともに前記第２制御を含まない複数の制御をともに実行する指示が前記制御手段に入力された場合には、前記制御手段は、前記複数の制御を実行し、その後、前記前処理を実行した後に前記階調補正処理を実行することで前記第１制御を実行する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１制御を含んでかつ前記第２制御を含まない複数の制御をともに実行する指示が前記制御手段に入力された場合には、前記制御手段は、
   前記前処理を実行した後に前記複数の制御を実行し、その後に前記階調補正処理を実行する、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２制御は濃度ムラ補正制御であることを特徴とする、
   請求項１～３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記前処理は最大濃度調整処理であることを特徴とする、
   請求項１～３のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記第２制御は濃度ムラ補正制御であり、
   前記前処理は最大濃度調整処理であり、
   前記最大濃度調整処理はコントラストを用いて処理が行われ、前記階調補正処理は画像信号値を用いて処理が行われ、かつ、前記濃度ムラ補正制御では前記入力階調値に対応して前記記録媒体上に形成された画像を読み取って得られる出力階調値を用いて制御が行われることを特徴とする、
   請求項１～３のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成手段の前記感光体の長手方向の濃度ムラを階調ごとに補正するための補正データを生成する補正データ生成手段と、前記画像形成手段に出力する画像データを前記補正データ生成手段が作成した前記補正データに基づいて補正する補正手段とを有し、
   前記補正データ生成手段は、前記感光体の長手方向に均一な画像信号により前記画像形成手段によって形成された画像の前記感光体の長手方向での濃度分布を測定して得られるデータに基づいて濃度ムラを補正し、かつ、
   前記補正手段は、前記画像形成手段で形成された前記感光体の回転方向に複数の階調を持つ所定の画像の濃度の測定結果に基づいて生成された、感光体の長手方向における階調ごとの感光体長手濃度ムラが軽減されるように画像信号値を補正する補正データを用いて感光体の長手方向の濃度ムラを補正することを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 画像の自動調整を行うか否かをユーザが選択可能である選択画面を表示する表示手段を更に有し、前記制御手段は、前記画像の自動調整を行うと選択された場合に、前記前処理を実行した後に前記第２制御を実行し、その後に前記階調補正処理を実行することを特徴とする、
   請求項１～７のいずれか１項記載の画像形成装置。
9. 前記表示手段は、前記第１制御を含む複数の制御から１つの制御をユーザが選択可能である個別調整と、前記画像の自動調整と、の一方をユーザが選択可能である選択画面を表示し、前記制御手段は、前記画像の個別調整で前記第１制御が選択された場合に、前記前処理を実行した後に前記階調補正処理を実行することで前記第１制御を実行することを特徴とする、
   請求項８に記載の画像形成装置。

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