JP4410219B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像に含まれる、異なる属性の画像部分を、異なる階調再現方法を用いて再現する画像形成装置および画像形成方法に関し、特に画像の再現性の向上を図る技術の改良に関する。

デジタル複写機などの画像形成装置では、画像の階調再現性の向上を図るため、様々な階調再現方法が用いられている。
例えば、特許文献１には、文字画像などのエッジ部に対し、１画素毎に当該画素の露光量を変調するパルス幅変調（ＰＷＭ）による１画素周期のＰＷＭ制御を用いて先鋭化を図り、写真画像などの中間調の部分（非エッジ部）に対し、２画素を１つの単位領域として、領域毎に画素の露光量を変調する２画素周期のＰＷＭ制御を用いて平滑化を図る技術が開示されている。

また、このような階調再現方法に加えて、階調再現性の向上を図る技術として、いわゆるγ補正などの階調補正が知られている。
ここでγ補正とは、原稿画像（入力画像）の階調が忠実に出力画像で再現されるように階調を補正する技術である。具体的には、入力画像と出力画像の階調は、理想的には正比例の関係にあるべきであるが、実際には感光体ドラムの感光特性、設置環境の変動等の要因により比例せず、本来の正比例の直線からずれた曲線を示す。そこで、ずれた曲線と逆特性を示す曲線をγ曲線として求め、求めたγ曲線から本来の直線とのずれがなくなるように階調値を補正するものである。

γ曲線を求める方法としては、例えば像担持体上に濃度が異なる複数のテストパッチを実際に形成し、形成された各テストパッチの濃度を検出し、その検出結果から、入力画像の階調との差分を求める方法が一般的である。
特開平１１−２８４８５０号公報

しかしながら、特許文献１ではエッジ部と非エッジ部で異なる階調再現方法を用いているため、生成されたγ曲線を用いてエッジ部と非エッジ部に同じγ補正を施すと、例えば非エッジ部については階調再現性を向上できたとしても、エッジ部については非エッジ部との階調再現方法による出力特性等の違いから階調再現性が逆に悪くなるといった場合があるという問題がある。

このような問題は、エッジと非エッジ部に限られず、例えば写真や文字等といった属性が異なる画像に異なる階調再現方法を用いて出力する画像形成装置に同様に生じ得る。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、階調再現性のさらなる向上を図ることが可能な画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成される画像に含まれる、異なる属性の画像部分を、異なる階調再現方法を用いて再現する画像形成装置であって、前記像担持体上に、属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法を用いて基準パターンを形成する基準パターン形成手段と、形成された基準パターンの濃度を検出する検出手段と、属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法により形成された基準パターンの濃度検出結果に応じて当該属性の画像部分の階調を補正するための補正条件を設定する補正条件設定手段と、属性毎に、当該属性の画像部分に対し設定された補正条件に応じて、その階調を補正する階調補正手段と、を備え、前記異なる属性には、エッジ部と非エッジ部とが含まれ、前記基準パターン形成手段は、前記基準パターンとして、前記エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いてエッジパターンを形成し、前記非エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いて非エッジパターンを形成することを特徴とする。

このように属性が異なる画像部分ごとに実際の画像形成による出力特性に応じた補正条件が設定されるので、形成画像の階調再現性を従来よりも向上させることができる。

このようにすれば、エッジ部と非エッジ部の階調再現性を向上させることができる。
ここで、前記非エッジパターンは、複数の第１パッチからなり、各第１パッチは、それぞれ階調値が異なり第１の大きさの面積を有し、前記エッジパターンは、複数の第２パッチからなり、各第２パッチは、それぞれ階調値が異なり前記第１の大きさよりも小さい第２の面積を有することを特徴とする。

このようにすれば、例えばエッジ部について実際の出力特性により近い補正条件を設定することができ、さらなる階調再現性の向上を図れる。
また、前記基準パターン形成手段は、前記第１パッチと第２パッチとが交互に隣接して並ぶように当該第１パッチと第２パッチとを前記像担持体上に形成することを特徴とする。

このようにすれば、基準パターンとしての第２のパッチを、実際に形成されるべき画像のエッジ部とその出力特性が略同条件になるように形成できるので、特に中間色の背景にエッジが記載されているような画像を形成する際に、実際の出力特性により近い補正条件を設定することができ、さらなる階調再現性の向上を図れる。
ここで、前記基準パターン形成手段は、前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第１パッチと第２パッチの両方の階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形成することを特徴とする。

また、前記基準パターン形成手段は、前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第１パッチの階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わり、前記第２パッチの階調値が他方端から一方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形成することを特徴とする。
さらに、前記基準パターン形成手段は、各第１パッチの階調値が全て同じであり、前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第２パッチの階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形成することを特徴とする。

また、前記基準パターン形成手段は、各第２パッチの階調値が全て同じであり、前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第１パッチの階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形成することを特徴とする。
また、前記像担持体上に作像された潜像を現像する現像部を備え、前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、前記像担持体と現像部との間の距離Ｄｓ未満である、または前記像担持体と現像部とが対向する現像位置において現像時に現像剤が当該像担持体と現像部間を移動可能な領域を現像領域としたとき、当該現像領域の副走査方向長さ未満であることを特徴とする。

また、前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、２〔ｍｍ〕未満であるとしても良い。
さらに、前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、前記第１パッチの副走査方向における幅ｄ未満であるとすることもできる。
また、さらに、前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、前記エッジ部の再現に用いられる階調再現方法により再現処理され得る画像領域の副走査方向の最大幅よりも小さいとしても良い。

このようにすれば、基準パターンとしての第２のパッチを、実際に形成されるべき画像のエッジ部とその出力特性が略同条件になるように形成できるので、実際の出力特性により近い補正条件を設定することができ、さらなる階調再現性の向上を図れる。
本発明は、像担持体上に形成される画像に含まれる、異なる属性の画像部分を、異なる階調再現方法を用いて再現する画像形成装置における画像形成方法であって、前記像担持体上に、属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法を用いて基準パターンを形成する基準パターン形成ステップと、形成された基準パターンの濃度を検出する検出ステップと、属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法により形成された基準パターンの濃度検出結果に応じて当該属性の画像部分の階調を補正するための補正条件を設定する補正条件設定ステップと、属性毎に、当該属性の画像部分に対し設定された補正条件に応じて、その階調を補正する階調補正ステップと、を含むステップを実行し、前記異なる属性には、エッジ部と非エッジ部とが含まれ、前記基準パターン形成ステップは、前記基準パターンとして、前記エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いてエッジパターンを形成し、前記非エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いて非エッジパターンを形成することを特徴とする。

このように属性が異なる画像部分ごとに実際の画像形成による出力特性に応じた補正条件が設定されるので、形成画像の階調再現性を従来よりも向上させることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置および画像形成方法の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の全体の構成を示す図である。
同図に示すように、プリンタ１は、画像プロセス部１０、給送部２０、定着部３０および制御部５０などを備えており、ネットワーク、ここではＬＡＮに接続されて、外部の端末装置（不図示）からの印刷（プリント）ジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてプリントジョブを実行するものである。

画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のそれぞれに対応する作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、中間転写ベルト１１と、トナーパターン検出センサ１５などを備える。
作像部２Ｙは、矢印Ａ方向に回転駆動される感光体ドラム３、帯電ローラ４、露光部５、現像部６、一次転写ローラ７、クリーニング部８などからなる。他の作像部２Ｍ〜２Ｋについても同様の構成になっており、同図では、符号を省略している。

中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、テンションローラ１４に張架されており、矢印Ｂ方向に回転駆動される。
給送部２０は、シートＳを収容する給紙カセット２１と、給紙カセット２１内のシートＳを１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ２２と、繰り出されたシートＳを搬送する搬送ローラ対２３と、二次転写位置１２１にシートＳを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対２４と、二次転写ローラ２５などを備えている。

制御部５０は、外部の端末装置から送信されて来る画像信号を受信して、これをＹ〜Ｋ色用のデジタル画像信号に変換し、画像プロセス部１０、給送部２０等を制御して、プリント動作を実行させる。
具体的には、作像部２Ｙ〜２Ｋごとに、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム３が帯電ローラ４により一様に帯電され、帯電された感光体ドラム３の表面が露光部５より露光されて静電潜像が形成され、形成された静電潜像は、現像部６によって現像剤としてのトナーにより現像されてトナー像として顕像化される。現像された各色トナー像は、各一次転写ローラ７による静電力の作用により感光体ドラム３から中間転写ベルト１１上に一次転写される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。

中間転写ベルト１１上の各色トナー像は、中間転写ベルト１１の回転により二次転写位置１２１に移動する。
一方、中間転写ベルト１１上の各色トナー像の移動タイミングに合わせて、給送部２０からは、タイミングローラ対２４を介してシートＳが給送されて来ており、そのシートＳは、回転する中間転写ベルト１１と二次転写ローラ２５の間に挟まれて搬送され、二次転写位置１２１において静電力により中間転写ベルト１１上の各色トナー像がシートＳ上に二次転写される。

二次転写位置１２１を通過したシートＳは、定着部３０に搬送され、ここでトナー像が加熱、加圧されてシートＳに定着された後、排出ローラ対４０を介して排出トレイ４１上に排出される。
トナーパターン検出センサ１５は、発光素子１５１と受光素子１５２を備える公知の反射型の光学センサである。ここでは、後述のように補正条件設定用の基準パターンとして、非エッジパターン６１およびエッジパターン６２（図５、図６）が中間転写ベルト１１上に形成されるようになっており、この基準パターンが形成されると、発光素子１５１から当該基準パターンに向けて光を発し、その反射光を受光素子１５２で受光して、受光量に応じた電気信号に変換する。変換された信号は、基準パターンの濃度を示す信号として制御部５０に送られる。

図２は、制御部５０の構成を示す図である。
同図に示すように、制御部５０は、主な構成要素として、ＣＰＵ５１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部５２、画像処理部５３、露光制御部５４、ＲＯＭ５５およびＲＡＭ５６を備えている。
通信Ｉ／Ｆ部５２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。

画像処理部５３は、外部の端末装置からの画像信号を通信Ｉ／Ｆ部５２を介して受信して、公知の黒生成、色補正、ＭＴＦ、スムージングなどの各処理を施してＹ〜Ｋ色用のデジタル画像信号に変換し、変換した画像信号を露光制御部５４に送る。その際、中間調処理部５３０において後述の階調補正等を行う。
露光制御部５４は、デジタル画像信号に基づき露光部５の露光量制御を行う。

ＲＯＭ５５には、画像プロセス部１０、給送部２０等におけるプリント動作に関する制御プログラムおよび基準パターン形成のためのプログラムなどが格納されている。
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５５から必要なプログラムを読み出して、画像プロセス部１０等の動作をタイミングを取りながら統一的に制御して円滑なプリント動作を実行させる。
また、所定のタイミング、例えば電源投入時などに、基準パターンを中間転写ベルト１１上に形成し、形成された基準パターンの濃度の検出結果から階調補正に用いるためのγ曲線を生成させる処理などを実行する。

ＲＡＭ５６は、ＣＰＵ５１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
図３は、中間調処理部５３０の構成を示す図である。
同図に示すように、中間調処理部５３０は、主な構成要素として、前処理部５３１、エッジ判定部５３２、階調補正部５３３、階調再現部５３４、非エッジ用γ曲線生成部５３５、非エッジ用γ曲線格納部５３６、エッジ用γ曲線生成部５３７、エッジ用γ曲線格納部５３８およびパターンデータ格納部５３９などを備える。

前処理部５３１は、プリント時に、黒生成や色補正などの処理を施されたＹ〜Ｋ色用のデジタル画像信号を受信して、画素毎に、当該信号に含まれる階調（ここでは、２５６階調）を示す階調データをエッジ判定部５３２と階調補正部５３３に順次送る。
エッジ判定部５３２は、画素毎に当該画素がエッジ部に相当する画素（以下、「エッジ画素」という。）であるか否かを判定し、その判定結果を階調補正部５３３と階調再現部５３４に送る。エッジ判定の方法としては、公知の方法、例えば注目画素とその周辺画素に微分フィルタをかけて２次微分を算出し、その算出値の大小からエッジ画素か否かを判定する方法をとることができる。

階調補正部５３３は、非エッジγ補正部５３３１およびエッジγ補正部５３３２を備える。
非エッジγ補正部５３３１は、非エッジ用γ曲線格納部５３６に格納されている各色用の非エッジ用γ曲線（図７（ａ）の曲線７２参照）を読み出し、色毎に、読み出した非エッジ用γ曲線を用いて、前処理部５３１から送られて来る各画素の階調データのうち、エッジと判定されなかった非エッジ画素の階調データにγ補正を施す。

同様に、エッジγ補正部５３３２は、エッジ用γ曲線格納部５３８に格納されている各色用のエッジ用γ曲線（図７（ｂ）の曲線７３参照）を読み出し、色毎に、読み出したエッジ用γ曲線を用いて、エッジと判定されたエッジ画素の階調データにγ補正を施す。階調補正部５３３は、γ補正が施された各画素の階調データを階調再現部５３４に送る。
階調再現部５３４は、非エッジ階調再現部５３４１とエッジ階調再現部５３４２を備える。

非エッジ階調再現部５３４１は、色毎に、γ補正後の非エッジ部の階調データを、ディザ法で再現するためのデータに変換する処理を行う。
具体的には、エッジ画素でないと判定された所定数の非エッジ画素のうち、例えば縦１６画素×横１６画素からなる２５６個の非エッジ画素を１つのブロックとして、ブロック毎に、所定のディザマトリクスをかけ、各画素について露光する画素と露光しない画素の組み合わせを決める。

図４（ａ）は、当該ディザ法により階調再現される例を示す模式図である。同図では、１マスが１画素に相当し、２５６個の画素のうち１６画素分だけが例示されており、黒色の画素が露光される画素に相当している。
例えば、６４番目の階調値を表す場合には、露光する画素と露光しない画素がパターン６１１で示す位置関係になるように決められる。また、１２８番目の階調値を表す場合にはパターン６１２、１９２番目の階調値を表す場合にはパターン６１３で示す位置関係になるように決められる。

非エッジ階調再現部５３４１は、色毎に、全ての非エッジ画素の階調データを、露光量を示すデータ、例えば露光する画素として決められた非エッジ画素の露光量の値を「１」、露光しない画素として決められた非エッジ画素の露光量の値を「０」に変換する。
一方、エッジ階調再現部５３４２は、色毎に、γ補正後のエッジ部の階調データを、１画素周期のＰＷＭ制御で再現するためのデータに変換する処理を行う。具体的には、エッジと判定されたエッジ画素を、１画素毎に露光量を変調する処理を行うものである。以下、１画素周期のＰＷＭ制御による再現方法を「１ドットＰＷＭ法」という。

図４（ｂ）は、当該１ドットＰＷＭ法により階調再現される例を示す模式図である。
同図に示すように、例えば６４番目の階調値を表す場合には、パターン６２１のように各画素の露光時間が１／４程度とされる。また、１２８番目の階調値を表す場合には、パターン６２２のように１／２程度、１９２番目の階調値を表す場合にはパターン６２３のように３／４程度とされる。

エッジ階調再現部５３４２は、色毎に、全てのエッジ画素の階調データを、その階調値に対応する露光量を示すデータ、例えば露光時間を示すデータなどに変換する。
階調再現部５３４は、各画素について露光量を示すデータへの変換を行うと、そのデータを露光制御部５４に送る。露光制御部５４は、各色について、画素毎に、その露光量を示すデータに基づく露光量で感光体ドラム３が露光されるように、露光部５の発光量を制御する。

これにより、実際にプリント出力される画像に含まれる非エッジ部は、非エッジ用γ曲線によるγ補正が施され、かつディザ法により再現されたものになり、エッジ部は、エッジ用γ曲線によるγ補正が施され、かつ１ドットＰＷＭ法により再現されたものということになる。
パターンデータ格納部５３９には、γ曲線の生成のための、基準パターンのデータが格納されている。

本実施の形態では、基準パターンとして、非エッジ用γ曲線の生成のための図５に示す非エッジパターン６１と、エッジ用γ曲線の生成のための図６に示すエッジパターン６２とが、色毎に、別々に中間転写ベルト１１上において副走査方向に一定間隔をおいて形成されるようになっており、各パターン６１、６２の階調値を含むデータが予めパターンデータ格納部５３９に格納される。

ここでは、非エッジパターン６１は、図５（ａ）に示すようにｎ（２以上の整数）個のパッチ（第１のパッチ）Ｐ１、Ｐ２・・・からなる。同図は、図１の矢印Ｃ方向から中間転写ベルト１１を見たときの平面図であり、ｎ＝８個の例を示している。以下、８個とした場合の例を説明する。
各パッチＰは、その副走査方向における幅ｄが約５〔ｍｍ〕であり、相互に階調が異なっており、同図では、Ｐ１からＰ８に移るに連れて段階的に濃くなる例を示している。例えば、２５６階調の場合、階調値をＰ１＝３２、Ｐ２＝６４・・Ｐ７＝２２４、Ｐ８＝２５６などとすることができる。

なお、図５（ｂ）のように、連続的に階調を変化させる非エッジパターン６１０を用いることもできる。
また、エッジパターン６２は、図６に示すように８個のパッチ（第２のパッチ）ＰＥ１、ＰＥ２・・・ＰＥ８からなる。なお、同図は、図１の矢印Ｃ方向から中間転写ベルト１１を見たときの平面図である。

このようにエッジパターン６２のパッチＰＥｎは、非エッジパターンのパッチＰｎに比べ面積の小さい画像として形成される。
各パッチＰＥは、その副走査方向における幅ｄｅが約１〔ｍｍ〕であり、相互に階調が異なっている。同図では、ＰＥ１からＰＥ８に移るに連れて段階的に濃くなる例を示している。階調値は、非エッジパターン６１と同じとしても良いし、異なるとしても良い。

エッジパターン６２の各パッチを同図に示すように細長くして面積を小さくしているのは、次の理由による。
すなわち、パッチを幅広にして面積を大きくすると、いわゆる（ａ）エッジ強調効果、（ｂ）エッジ部の掃き寄せ、（ｃ）エッジ部のかすれといった現象により、パッチのエッジと中央の間に階調差が生じることが多くなる。

ここで、（ａ）エッジ強調効果とは、各パッチについて、エッジの濃度が中央の濃度に比較して相対的に高くなる現象をいう。エッジ強調効果は、感光体ドラム３上に形成されたパッチの静電潜像の、エッジに相当する部分において、電気力線の回り込みにより局所的に電界が強められ、現像時に本来の量よりも多くのトナーがエッジに相当する部分に付着することにより生じる。

また、（ｂ）エッジ部の掃き寄せとは、各パッチについて、画像後端（図６のパッチＰＥ８を例にとると、端部６２０）の濃度が高くなり、それ以外の部分の濃度が低くなる現象をいう。これは、感光体ドラム３と現像ローラ６０とが対向する位置（現像位置）において、感光体ドラム３上に顕像化されたパッチの中央付近のトナー粒子が、現像ローラ６０（図１）上に付着しているトナー粒子と接触するなどして、感光体ドラム３の回転方向の逆方向に移動してしまい、パッチの副走査方向後端に溜まることにより生じる。

（ｃ）エッジ部のかすれとは、各パッチについて、画像先端（図６のパッチＰＥ８を例にとると、端部６２１）の濃度が低くなる現象をいう。これは、パッチの副走査方向先端のトナー粒子が、上記エッジの掃き寄せによりトナー粒子が少なくなったパッチの中央部に移動することにより生じる。これらエッジ強調効果等は、それぞれが感光体ドラム３と現像ローラ６０間の距離Ｄｓ、電界強度、トナー帯電量などにより、画像への影響の程度が異なる。

一方、実際の出力画像に含まれる文字の線分は、数ミリ以下の幅のものがほとんどであり、このような幅の狭い画像では、エッジ強調効果等が幅広の画像ほど発生せず、よって画像のエッジと中央部の間の階調差も小さくなる。
上記のようにγ補正は、原稿画像と出力画像の階調を一致させる目的で行うものなので、γ補正に用いるγ曲線は、実際に出力される画像に近いトナーによる基準パターンをテストパッチとして形成し、その濃度の検出結果から生成することが望ましく、そうであればパッチの幅としては、実際の文字に近い数ミリ以下の狭いものを用いた方が階調再現性をより向上できるからである。このパッチＰＥの幅は、エッジ強調効果等による画像への影響の大きさ等から決めることができる。この点については、後述することとする。

図３に戻り、非エッジ用γ曲線生成部５３５は、中間転写ベルト１１上に形成された非エッジパターン６１の濃度の検出結果に応じて、各色用の非エッジ用γ曲線を生成する。
具体的には、ある色について、例えば濃度検出結果から入力画像の階調値と実際の出力画像の階調値との関係が、装置周辺環境（温湿度等）、現像特性や転写特性等の変動の影響から、図７（ａ）に示す曲線７０のようになり、目標を示す正比例の直線（破線）からずれている場合には、入力画像（原稿画像）の階調値と実際の出力画像の階調値とが一致するように、曲線７０を曲線７２のように補正して、補正した曲線７２を非エッジ用γ曲線として生成するものである。この意味で、非エッジ用γ曲線は、非エッジ領域の画像部分の階調を補正するための第１の補正条件といえ、非エッジ用γ曲線生成部５３５は、第１の補正条件を設定する設定手段として機能する。

非エッジ用γ曲線格納部５３６は、各色ごとに、生成された非エッジ用γ曲線のデータを格納する。
一方、エッジ用γ曲線生成部５３７は、中間転写ベルト１１上に形成されたエッジパターン６２の濃度の検出結果に応じて、各色用のエッジ用γ曲線を生成する。この生成方法は、非エッジパターン６１の場合と同様である。

すなわち、例えば入力画像の階調値と実際の出力画像の階調値との関係が図７（ｂ）に示す曲線７１のようになった場合には、曲線７１を曲線７３のように補正して、補正した曲線７３をエッジ用γ曲線として生成する。この意味で、エッジ用γ曲線は、エッジ領域の画像部分の階調を補正するための第２の補正条件といえ、エッジ用γ曲線生成部５３６は、第２の補正条件を設定する設定手段として機能する。

エッジ用γ曲線格納部５３８は、各色ごとに、生成されたエッジ用γ曲線のデータを格納する。
図８は、制御部５０において実行されるγ曲線生成処理の内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、まず色毎に非エッジパターン６１を、階調再現としてのディザ法を用いて中間転写ベルト１１上に形成させる（ステップＳ１１）。具体的には、非エッジ階調再現部５３４１が、パターンデータ格納部５３９に格納されている非エッジパターン６１のデータを読み出し、読み出したデータにディザ法による階調再現処理を施し（ディザ法に基づく露光量を示すデータに変換し）、色毎に順次露光制御部５４に送る。

露光制御部５４により当該データに基づく露光が行われ、感光体ドラム３上に各色の非エッジパターン６１の静電潜像が作像される。作像された静電潜像は、現像部６でトナーにより現像されて顕像化された後、中間転写ベルト１１に一次転写されて、中間転写ベルト１１に各色の非エッジパターン６１が形成される。
次に、各色の非エッジパターン６１の濃度を検出する（ステップＳ１２）。ここでは、中間転写ベルト１１の回転により各色の非エッジパターン６１がトナーパターン検出センサ１５の下方の位置を通過する際に、トナーパターン検出センサ１５により検出された検出信号を濃度信号として受信して、非エッジ用γ曲線生成部５３５に送る。

非エッジ用γ曲線生成部５３５において、トナーパターン検出センサ１５からの検出信号から色毎の非エッジ用γ曲線を生成する（ステップＳ１３）。この生成方法は、上述した通りである。
生成された各色の非エッジ用γ曲線のデータを非エッジ用γ曲線格納部５３６に格納させ、非エッジ用γ曲線を更新する（ステップＳ１４）。更新された非エッジ用γ曲線は、これ以降の、実際のプリント出力の際に非エッジγ補正部５３３１により読み出され、非エッジ部のγ補正に用いられる。なお、濃度の検出が終わると、中間転写ベルト１１上に形成された非エッジパターン６１は、クリーナ１６（図１）により中間転写ベルト１１から除去（清掃）される。このことは、後述のエッジパターン６２について同様である。

続いて、色毎に、エッジパターン６２を、階調再現としての１ドットＰＷＭ法を用いて中間転写ベルト１１上に形成させる（ステップＳ１５）。具体的には、エッジ階調再現部５３４２が、パターンデータ格納部５３９に格納されているエッジパターン６２のデータを読み出し、読み出したデータに、１ドットＰＷＭ法による階調再現処理を施し（１ドットＰＷＭ法に基づく露光量を示すデータに変換し）、色毎に順次露光制御部５４に送る。

露光制御部５４により当該データに基づく露光が行われ、感光体ドラム３上に各色のエッジパターン６２の静電潜像が作像される。作像された静電潜像は、現像部６でトナーにより現像されて顕像化された後、中間転写ベルト１１に一次転写されて、中間転写ベルト１１に各色のエッジパターン６２が形成される。
そして、各色のエッジパターン６２の濃度を検出する（ステップＳ１６）。この方法は、非エッジパターン６１の場合と同様である。

エッジ用γ曲線生成部５３７において、トナーパターン検出センサ１５からの検出信号から色毎のエッジ用γ曲線を生成する（ステップＳ１７）。この生成方法は、上述した通りである。
生成された各色のエッジ用γ曲線のデータをエッジ用γ曲線格納部５３８に格納させ、エッジ用γ曲線を更新して（ステップＳ１８）、当該処理を終了する。更新されたエッジ用γ曲線は、これ以降の、実際のプリント出力の際にエッジγ補正部５３３２により読み出され、エッジ部のγ補正に用いられる。

図９は、中間調（ハーフ：階調値Ｄ１）の下地に高濃度の線分（ライン部：階調値Ｄ２）が記載されている原稿画像を出力する場合の例において、本発明と従来相当の方法を比較して説明するための模式図である。同図において横方向が副走査方向に相当する。
図９（ａ）は、原稿画像（入力画像）において、下地ハーフとライン部の境界８０を挟んだ両側の、破線で囲まれる領域８１がエッジ部と判定され、それ以外が非エッジ部と判定された場合の例を示している。

図９（ｂ）は、原稿画像を本実施の形態に係る構成により出力した場合の出力画像における階調値の例を示す模式図である。同図では、横軸に図９（ａ）の画像上における横方向（副走査方向に相当）の位置を、縦軸に階調値をとっている。原稿画像と出力画像とで階調が略等しくなっており、階調再現性が良好であることがいえる。
このように良好な階調再現性を実現できるのは、エッジ部と非エッジ部とで別々の専用のγ曲線を用いてγ補正を行っているからである。すなわち、本実施の形態の場合、上記のように非エッジ部については非エッジ用γ曲線７２がγ補正により用いられる。

例えば、下地ハーフの非エッジ部と判定された領域８２の階調値Ｄ１は、図７（ａ）に示すようにＤ７に補正される。
非エッジ用γ曲線７２は、非エッジ部の階調値Ｄ１をＤ７に補正してプリント出力を行えば、階調値Ｄ１に相当する濃度の画像が実際に得られるとして生成される補正曲線なので、階調値Ｄ１をＤ７に変換した上でプリント出力を行うことで、実際の出力画像の濃度を階調値Ｄ１に相当する濃度により近くできることになり、図９（ｂ）の出力画像の階調値の例に示すように入力画像に極めて近い画像を得ることができる。

同様に、ライン部において非エッジ部と判定された領域８３の階調値Ｄ２についても、Ｄ８に変換することで、実際の出力画像の濃度を階調値Ｄ２に相当する濃度により近くできることになる。
一方、エッジ部についてはエッジ用γ曲線７３がγ補正により用いられる。
例えば、下地ハーフにおいてエッジ部と判定された領域８４の階調値Ｄ１は、図７（ｂ）に示すようにＤ７´に変換されることになる。

エッジ用γ曲線７３は、エッジ部の階調値Ｄ１をＤ７´に補正してプリント出力を行えば、階調値Ｄ１に相当する濃度の画像が実際に得られるとして生成される補正曲線である。従って、階調値Ｄ１をＤ７´に変換した上でプリント出力を行うことで、実際の出力画像の濃度を階調値Ｄ１に相当する濃度により近くできることになり、図９（ｂ）に示すように入力画像に極めて近い画像を得ることができる。

これにより、エッジと非エッジとで異なる再現方法を用いても、下地ハーフにおいて非エッジ部と判定された領域８２とエッジ部と判定された領域８４間で階調差（濃度差）がほとんどなく、人の目で見たときに境界８５が目障りになるといったことが生じ難い。
このことは、ライン部についても同様である。すなわち、エッジ部と判定された領域８６の階調値Ｄ２をエッジ用γ曲線７３によりＤ８´に変換することで、実際の出力画像の濃度を階調値Ｄ２に相当する濃度により近くできることになる。

また、ライン部においてエッジ部と判定された領域８６と非エッジ部と判定された領域８３間でも階調差がほとんど生じないので、人の目で見たときに境界８７が目障りになるといったことも生じ難い。
これに対し、１つのγ曲線、例えば７２だけを用いてエッジ部と非エッジ部の両方のγ補正を行う場合（従来に相当）、非エッジ部と判定された領域８２、８３については階調が入力画像と略等しくなることが考えられるが、エッジ部については図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように階調再現性が劣化することになってしまう。

具体的には、例えば下地ハーフにおいてエッジ部と判定された領域８４の階調値Ｄ１は、図７（ａ）に示すように非エッジ用γ曲線７２によりＤ７に変換される。ここで、階調値Ｄ７は、エッジ用γ曲線７３により変換されるときのＤ７´よりも低く（淡く）なっている。従って、非エッジ用γ曲線７２を用いて階調を補正すれば、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように実際の出力画像における領域８４の階調値は、本来の出力されるべき階調値Ｄ１よりも大幅に低くなり、場合によっては白抜け８９のようになって階調再現性が悪くなってしまう。

また、ライン部においてエッジ部と判定された領域８６の階調値Ｄ２は、非エッジ用γ曲線７２によりＤ８に変換される。階調値Ｄ８は、エッジ用γ曲線７３により変換されるときの階調値Ｄ８´よりも高く（濃く）なっている。従って、実際の出力画像における領域８５の階調値は、図９（ｃ）に示すように本来の階調値Ｄ２よりも高くなり、ライン部において領域８３との間で段差があるような画像になってしまうものである。

これらのことは、例えば図１０（ａ）に示すような原稿画像の例についても同じである。すなわち、図１０（ａ）は、白ベタ（白色）の下地（階調値Ｄ０）にハーフ（階調値Ｄ３）の線分（ライン部）が記載されている原稿画像の例であり、図１０（ｂ）は、本実施の形態における出力画像の例を示す模式図である。
本実施の形態では、ライン部においてエッジ部と判定された領域９１の階調値Ｄ３が、エッジ用γ曲線７３によりＤ９´に変換され、実際の出力画像の濃度を階調値Ｄ３に相当する濃度により近くできることになり、ライン部における非エッジ部と判定された領域９２との間で階調差も生じ難い。

一方、従来相当のように非エッジ用γ曲線７２を用いるとすると、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示すように階調再現性が劣化する。すなわち、階調値Ｄ３は、非エッジ用γ曲線７２によりＤ９に変換されるが、階調値Ｄ９は、Ｄ９´よりも高い。
従って、非エッジ用γ曲線７２を用いた場合の出力画像における領域９１の濃度は、図１０（ｃ）に示すように本来の階調値Ｄ３に相当する濃度よりも濃くなり、ライン部における領域９２との間で縁取りがあるような画像になって、階調再現性が劣化してしまうものである。

以上説明したように、本実施の形態では、（ａ）画像に含まれるエッジ部をエッジ部用のγ曲線を用いて階調補正すると共にエッジ部用の階調再現方法を用いて再現し、（ｂ）非エッジ部を非エッジ部用のγ曲線を用いて階調補正すると共に非エッジ部用の階調再現方法を用いて再現し、（ｃ）エッジ部用のγ曲線をエッジ部用の階調再現方法で再現した基準パターンの濃度に基づいて生成し、（ｄ）非エッジ部用のγ曲線を非エッジ部用の階調再現方法で再現した基準パターンの濃度に基づいて生成する構成にしたので、エッジ部と非エッジ部とで実際の出力特性に応じたγ曲線を用いて階調補正を行うことができ、出力画像の階調再現性を従来よりも向上させることができる。

また、エッジパターン６２の各パッチＰＥの幅を実際の出力画像に含まれる文字の線幅と略同等の幅、例えば１〔ｍｍ〕にしているので、パッチがエッジ強調効果等により影響を受けても、その影響の程度が、実際に出力される文字画像が受けるであろう影響の程度と略同等になる。すなわち、実際の文字画像の出力特性に応じたγ曲線を生成でき、文字の階調再現性をさらに向上できる。

上記のようにエッジパターン６２の各パッチの幅ｄｅは、エッジ強調効果等の影響の程度に応じて決めることができる。発明者による実験等の検討結果によれば、例えばパッチＰＥの幅を感光体ドラム３と現像ローラ６０間の距離Ｄｓ未満にする、または現像位置において現像時にトナー粒子が感光体ドラム３と現像ローラ６０間を移動可能な領域を現像領域としたとき、当該現像領域の副走査方向長さ（現像ＮＩＰ幅）未満にすると、エッジ強調効果やエッジの掃き寄せ等による画像への影響をほとんど受けないことが判った。これは、現像ＮＩＰ幅よりも幅を広くとると、当該広い領域からエッジ部の移動するトナー粒子の量が多くなると考えられるからである。

また、２〔ｍｍ〕よりも大きくなるとエッジ強調効果等による局所的な濃度差、かすれ、中濃度域のがさつき、ノイズなど画像への影響が大きくなることが判った。これよりパッチの幅としては、２〔ｍｍ〕以下とすることが好ましく、より好ましくは、１００〔μｍ〕以上１〔ｍｍ〕以下の範囲とすることができる。１００〔μｍ〕よりも小さくなると多少の濃度差があっても人の目で視覚され難くなるからである。

また、エッジ判定によりエッジと判定される画像領域（１ドットＰＷＭ法により再現処理され得る領域。図９（ａ）の例では、領域８１に相当）の副走査方向の最大幅よりも小さくすることが望ましい。当該幅以上の広い領域とすると、非エッジ部用の階調再現方法の方が人の目で見たときに良好な再現になることが多いからである。
さらに、非エッジパターン６１のパッチの幅ｄよりも小さくされる。非エッジパターン６１は、中間調画像の階調補正用に用いられるので、エッジパターン６１とは逆に、ある程度の大きさ、上記では５〔ｍｍ〕にして、エッジ強調等の影響を受けていない中央部の濃度を検出してγ曲線を生成することが望ましいからである。エッジパターン６２のパッチの幅ｄｅとしては、これらの内のいずれかの条件を満たすものが用いられる。

なお、上記では、トナーパターン検出センサ１５を用いて非エッジパターン６１、エッジパターン６２の濃度を検出するとしたが、例えば各パターン６１、６２について専用の検出センサを配置するとしても良い。
具体的には、中間転写ベルト１１上における濃度検出領域の副走査方向の幅を、非エッジパターン６１用の検出センサについて第１の幅、エッジパターン６２用の検出センサについて、第１よりも小さい第２の幅のものを用いるとすることができる。エッジパターン６２のパッチＰＥの幅ｄｅが、非エッジパターン６１のパッチＰの幅ｄよりも狭いので、エッジパターン６２用の検出センサについては、濃度検出領域の副走査方向の幅を狭くした方が、幅の狭いパッチの、エッジによる立ち上がり濃度をより精度良く検出できるからである。

一方で、非エッジパターン６１用の検出センサについては、濃度検出領域の副走査方向の幅を広くすることで、ノイズの影響を除去し、またディザ法により再現される露光された画素と露光されない画素の組み合わせパターンをより精度良く検出することができる。
なお、濃度検出領域の幅をトナーパターンの種類に応じて変えることができれば、２つの異なる検出センサを用いる構成に限られない。例えば、検出センサの受光口（開口）の幅（スリット幅）を可変できるものを用いれば、１つの検出センサで済ませられる。この場合、スリット幅としては、例えばエッジパターン６２のパッチＰＥの幅ｄｅに対し、０．９５〜０．０５倍とすることが考えられる。

このことは、エッジパターン６２用の検出センサを用いる場合にも同様である。
さらに検出精度を向上させる構成として、例えばトナーパターンの種類に応じて検出センサの発光素子からの光の波長や光量を変えたり、受光感度を高くして細かい濃淡を精度良く検出したりすることも可能である。
（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、非エッジパターン６１とエッジパターン６２とを別々にタイミングをずらして中間転写ベルト１１上に形成するとしたが、本実施の形態では、図１１に示すようにエッジ用γ曲線の生成のためのパッチＰＥと非エッジ用γ曲線の生成のためのパッチＰとが、人の目で見たときに重なっているかのように交互に隣接してなる基準パターン６３または６４が色毎に形成される構成になっており、この点が第１の実施の形態と異なっている。以下、説明の都合上、第１の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。

図１１（ａ）に示す基準パターン６３は、副走査方向にパッチＰＥ１、Ｐ１、ＰＥ２、Ｐ２・・ＰＥ８、Ｐ８の順に、各パッチが交互に隣接して配置されてなる。ここで、パッチＰの幅ｄとパッチＰＥの幅ｄｅは、図５、図６に示すものと同じとされる。このことは、後述する他のパターンについても同様である。
パッチＰＥ１〜ＰＥ８の階調値は、相互に異なり、またパッチＰ１〜Ｐ８の階調値も相互に異なっている。同図では、その階調値が図５、図６に示すものと同じになっている例を示している。

パッチＰＥ、パッチＰ両方共、パッチの並ぶ方向において、階調値が一方端から他方端に移るにつれて低から高へ変化している。これより基準パターン６３は、両パッチの階調値の低から高への変化が同方向になっているパターンということができる。
一方、図１１（ｂ）に示す基準パターン６４は、パッチＰＥ８、Ｐ１、ＰＥ７、Ｐ２・・Ｐ７、ＰＥ１、Ｐ８の順に配置されてなる。ここで、パッチＰＥ１〜ＰＥ８、パッチＰ１〜Ｐ８の階調値は、基準パターン６３と同じである。パッチＰＥは、階調値が一方端から他方端に移るにつれて高から低へ変化し、パッチＰは、低から高へ変化しているので、基準パターン６４は、両パッチの階調値の低から高への変化が逆方向になっているパターンということができる。

図１２は、基準パターン６３を形成する際に実行される制御部５０の処理内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、変数ｎの値を「１」に設定する（ステップＳ２１）。そして、パッチＰＥ１の階調値を示すデータをパターンデータ格納部５３９から読み出す（ステップＳ２２）。

読み出した階調値を示すデータに基づき１ドットＰＷＭ法を用いてパッチＰＥ１を中間転写ベルト１１上に形成させる（ステップＳ２３）。
続いて、パッチＰ１の階調値を示すデータをパターンデータ格納部５３９から読み出す（ステップＳ２４）。読み出した階調値を示すデータに基づきディザ法を用いてパッチＰ１を中間転写ベルト１１上に形成させる（ステップＳ２５）。その際、パッチＰ１は、中間転写ベルト１１上のパッチＰＥ１の副走査方向に隣接する位置に形成されるように、その形成タイミングが制御される。

次に、現在の変数ｎの値に「１」をインクリメントする（ステップＳ２６）。ここでは、ｎ＝２になる。
パッチＰＥ２の階調値を示すデータをパターンデータ格納部５３９から読み出し（ステップＳ２７）、パッチＰＥ２を、１ドットＰＷＭ法を用いて中間転写ベルト１１上のパッチＰ１の副走査方向に隣接する位置に形成させる（ステップＳ２８）。

続いて、パッチＰ２の階調値を示すデータを読み出す（ステップＳ２９）。パッチＰ２の階調値のデータに基づき、パッチＰ２を、ディザ法を用いて、中間転写ベルト１１上のパッチＰＥ２の副走査方向に隣接する位置に形成させる（ステップＳ３０）。
変数ｎの値が「８」であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、「８」ではないことを判断すると（ステップＳ３１で「ＮＯ」）、ステップＳ２６に戻る。

ステップＳ２６で現在の変数ｎの値に「１」をインクリメントする。ここでは、ｎ＝３になる。ステップＳ２７、２８においてパッチＰＥ３を、ステップＳ２９、３０においてパッチＰ３をそれぞれ上記同様の方法により中間転写ベルト１１上に形成させる。
ステップＳ３１で、変数ｎ＝８が判断されるまで、ステップＳ２６〜Ｓ３１の処理を繰り返し行う。これにより、パッチＰＥ４、Ｐ４・・ＰＥ８、Ｐ８が隣接した状態で中間転写ベルト１１上に形成される。ステップＳ３１で、変数ｎ＝１であることを判断すると、当該処理を終了する。

中間転写ベルト１１上に形成された基準パターン６３の濃度は、トナーパターン検出センサ１５により検出される。この場合、パッチＰＥ１の検出タイミングを基準に、各パッチの形成間隔に応じて、Ｐ１、ＰＥ２、Ｐ２・・ＰＥ８、Ｐ８の順に各パッチの濃度がサンプリングされる。サンプリングされたパッチＰ１〜Ｐ８の濃度値の検出結果は、非エッジ用γ曲線生成部５３５に送られ、非エッジ用γ曲線生成部５３５において非エッジ用γ曲線が生成される。一方、パッチＰＥ１〜ＰＥ８の濃度値の検出結果は、エッジ用γ曲線生成部５３７に送られ、エッジ用γ曲線生成部５３７においてエッジ用γ曲線が生成されることになる。

上記では、基準パターン６３についてその形成時に実行される処理内容を説明したが、基準パターン６４についても同様の方法を用いて形成することが可能である。
基準パターン６３、６４は、非エッジγ曲線生成用のパターンと、エッジγ曲線生成用のパターンとを合体して１つのものにしたようなものなので、別々にパターンを形成する構成に比べて、基準パターン全体の副走査方向長さを短くでき、もって基準パターンの形成および検出に要する時間を短縮できる。

また、より実際の出力特性に応じたγ曲線を生成することができる。
すなわち、例えば基準パターン６４の場合、パッチＰＥ６を見ると、パッチＰＥ６は、パッチＰ２とパッチＰ３に挟まれている。パッチＰ２、Ｐ３は、パッチＰＥ６よりも淡い中間調の画像である。パッチＰＥ６を文字の線分、パッチＰ２を背景として、これを中間調の背景に濃い文字が記載されている入力画像の例とすると、このような入力画像を実際に出力したときの出力特性に応じたエッジ用γ曲線が生成されることになる。

背景が下地（白色）の場合と中間調の場合とでは、感光体ドラム３上における静電潜像の、文字のエッジに相当する部分の電気力線の分布が異なり、そのためエッジ強調効果等による画像への影響も異なることがあるので、上記のような中間調の背景に文字が記載されている入力画像の例を出力する場合に、実際の出力により近い条件の基準パターンからγ曲線を生成することができる。

従って、当該入力画像が出力される際に、生成されたエッジ用γ曲線を用いれば、白色の背景にパッチＰＥ６を形成してγ曲線を生成した場合の当該γ曲線を用いてγ補正するよりも、入力画像の階調により近い階調の出力画像を得られることになり、階調再現性をより向上させることができる。このことは、他のパッチＰＥ８とＰ１の関係、パッチＰＥ７とＰ１の関係などについても同様のことがいえる。

例えば、プリンタ１が中間調の背景に文字などが記載されている画像を出力することが多い環境に設置されている場合には、基準パターン６４を形成し、そうでない場合には、基準パターン６３を形成するというように、形成すべき基準パターンを切り換える構成をとることもできる。この切り換えは、例えばユーザからの指示を受け付けて行うとしたり、総出力枚数に対する、背景に文字が記載される画像の出力枚数の割合が所定値以上の場合に行うとしたりすることが考えられる。

図１３は、基準パターンの別の例を示す図である。
図１３（ａ）に示す基準パターン６５は、３つの部分パターン６５１、６５２、６５３からなり、部分パターン６５１〜６５３が副走査方向に所定間隔をおいて中間転写ベルト１１上に形成される。
ここで部分パターン６５１は、副走査方向にパッチＰＥ１、Ｐ１、ＰＥ１、Ｐ２・・ＰＥ１、Ｐ８の順に、各パッチが隣接して配置されてなる。ここで、パッチＰＥ１は、全て同じ階調値であり、パッチＰは、階調値が一方端から他方端に移るにつれて低から高へ変化している。

また、部分パターン６５２は、パッチＰＥ４、Ｐ１、ＰＥ４、Ｐ２・・ＰＥ４、Ｐ８の順に、各パッチが隣接して配置されてなる。パッチＰＥ４は、全て同じ階調値であり、パッチＰＥ１よりも階調値が高い（濃度が濃い）。パッチＰは、部分パターン６５１のパッチＰと同じである。
部分パターン６５３は、パッチＰＥ８、Ｐ１、ＰＥ８、Ｐ２・・ＰＥ８、Ｐ８の順に、各パッチが隣接して配置されてなる。パッチＰＥ８は、全て同じ階調値であり、パッチＰＥ４よりも階調値が高い。パッチＰは、部分パターン６５１のパッチＰと同じである。

このような構成にすることにより、さらなる階調再現性の向上を図ることができる。
すなわち、部分パターン６５１〜６５３は、パッチＰが同じ階調を示すものであり、パッチＰＥの階調値が部分パターン６５１で「低」、部分パターン６５２で「中」、部分パターン６５３で「高」になっている。
従って、例えば階調値が低い（低濃度の）文字、中程度の文字、高い（高濃度の）文字が中間調の背景に記載されている入力画像を想定し、部分パターン６５１を低階調値の文字、部分パターン６５２を中階調値の文字、部分パターン６５３を高階調値の文字の再現性を向上させるためのエッジ用γ曲線生成用のパターンとして、３つの部分パターン６５１〜６５３を形成し、形成された３つの部分パターンから別々にエッジ用γ曲線を生成し、中間調の背景にパッチＰＥ１に相当する低階調値の文字が記載されている画像の出力時には、エッジ部と判定された領域に対し、部分パターン６５１から生成されたエッジ用γ曲線を用いてγ補正を行えば、より実際の出力特性に応じたγ補正を行うことができ、階調再現性の向上を図ることができる。

同様に、例えばパッチＰＥ４に相当する中階調値の文字画像の出力時には、エッジ部と判定された領域に対し、部分パターン６５２から生成されたエッジ用γ曲線を用い、パッチＰＥ８に相当する高階調値の文字画像の出力時には、エッジ部と判定された領域に対し、部分パターン６５３から生成されたエッジ用γ曲線を用いてγ補正すれば、より階調再現性の向上を図れるものである。

このことは図１３（ｂ）に示す基準パターン６６についても同じことがいえる。
図１３（ｂ）に示す基準パターン６６は、３つの部分パターン６６１、６６２、６６３からなる。
部分パターン６６１は、副走査方向にパッチＰＥ１、Ｐ１、ＰＥ２、Ｐ１・・ＰＥ８、Ｐ１の順に、各パッチが隣接して配置されてなる。ここで、パッチＰ１は、全て同じ階調値であり、パッチＰＥは、階調値が一方端から他方端に移るにつれて低から高へ変化している。すなわち、上記部分パターン６５１のパッチＰとパッチＰＥの階調の関係が逆転した状態になっている。このことは他の部分パターン６６２、６６３について同様である。

部分パターン６６２は、パッチＰＥ１、Ｐ４、ＰＥ２、Ｐ４・・ＰＥ８、Ｐ４の順に、各パッチが隣接して配置されてなる。パッチＰ４は、全て同じ階調値であり、パッチＰ１よりも階調値が高い。パッチＰＥは、部分パターン６６１のパッチＰＥと同じである。
一方、部分パターン６６３は、パッチＰＥ１、Ｐ８、ＰＥ２、Ｐ８・・ＰＥ８、Ｐ８の順に、各パッチが隣接して配置されてなる。パッチＰ８は、全て同じ階調値であり、パッチＰ４よりも階調値が高い。パッチＰＥは、部分パターン６６１のパッチＰＥと同じである。

基準パターン６６は、各部分パターン６６１〜６６３において背景となる中間調の階調値を一定にして、文字の線分に相当するパッチＰＥ１〜ＰＥ８を異なる階調値で形成している。従って、形成された部分パターン６６１〜６６３の濃度に応じて非エッジ用とエッジ用のγ曲線をそれぞれ生成することで、例えばパッチＰ４に相当する階調値の背景部分に、階調が異なる複数の文字列が記載されている入力画像を出力するような場合には、エッジ部と判定された領域に対し、部分パターン６６２の濃度に基づいて生成されたエッジ用γ曲線を用いてγ補正を行い、非エッジ部と判定された領域に対し、部分パターン６６２の濃度に基づいて生成された非エッジ用γ曲線を用いてγ補正を行えば、各文字と背景の階調をより入力画像に近い階調に再現することが可能になる。

また、背景が例えばパッチＰ８（またはＰ１）に相当する階調値の場合には、部分パターン６６３（または６６１）の濃度に基づいて生成されたエッジ用と非エッジ用のそれぞれのγ曲線を用いてγ補正を行えば、上記と同様の効果を得られる。
以上のことから基準パターンとしては、隣接するパッチＰとＰＥの階調値の組み合わせを多くすることが階調再現性の向上という点から好ましいといえるが、組み合わせを多くするということは、それだけパッチの形成個数が増えることになる。パッチの形成個数が増えるということは、検出に要する時間や形成に要するトナー消費量が増えることにつながるので、階調再現性とトナー消費量等を比較考慮した上で、最適な形成個数等が実験等から予め決められることになる。

なお、本発明は、画像形成装置に限られず、上記基準パターンの形成等を含む画像形成方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

また、本発明に係るプログラムは、上記に説明した処理をコンピュータに実行させるための全てのモジュールを含んでいる必要はなく、例えば通信プログラムやオペレーティングシステム（ＯＳ）に含まれるプログラムなど、別途情報処理装置にインストールすることができる各種汎用的なプログラムを利用して、本発明の各処理をコンピュータに実行させるようにしても良い。従って、上記した本発明の記録媒体に必ずしも上記全てのモジュールを記録している必要はないし、また必ずしも全てのモジュールを伝送する必要もない。さらに所定の処理を専用ハードウェアを利用して実行させるようにすることができる場合もある。

（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、エッジ（第１の属性）と非エッジ（第２の属性）の画像に対し、異なる階調再現方法を用いるとしたが、第１と第２の属性は、これらに限られない。例えば、第１の属性の画像を写真、第２の属性をグラフや図形とすることができる。写真の場合、例えば２画素周期のＰＷＭ法を用いて中間調の再現を重視し、グラフ等の場合、例えばディザ法を用いて非エッジ部の再現を重視する構成をとることが考えられる。

この構成をとる場合、当該誤差拡散法を用いて複数の異なる階調のパッチからなる基準パターン（補正条件設定用の基準パターン）が形成され、形成された基準パターンの濃度の検出結果から写真画像の階調を補正するためのγ曲線（第１の補正条件）が生成される。また、当該ディザ法を用いて複数の異なる階調のパッチからなる基準パターン（補正条件設定用の基準パターン）が形成され、形成された基準パターンの濃度の検出結果からグラフ等の画像の階調を補正するための別のγ曲線（第２の補正条件）が生成される。各基準パターンのパッチの大きさ、個数、階調値については、予め実験等から最適な大きさ等が決められる。

（２）階調再現方法としては、上記のものに限られることはなく、例えば非エッジ部に対しディザ法に代えて背景技術の項で説明した２画素周期のＰＷＭ法を用いたり、誤差拡散法を用いたりするとしても良い。また、スクリーン線数（網点の配列の密度）を変えることにより階調を再現するスクリーン処理法を用いるとしても良い。
さらに、例えばディザ法だけを用いるとすることもできる。この場合、第１の属性の画像については、第１の係数を有するディザマトリクスが用いられ、第２の属性の画像については、第１とは異なる第２の係数を有するディザマトリクスを用いられる。誤差拡散法の場合でも同様に係数が異なる誤差拡散マトリクスを用いることで実現できる。また、スクリーン処理法でも当該スクリーン線数が属性に応じて切り換えられる。

（３）基準パターンとしては、形成されるパッチの大きさ、数、隣り合うパッチ同士の間隔等について、上記の例に限られないことはいうまでもない。
（４）上記実施の形態では、本発明の画像形成装置をタンデム型のデジタルカラープリンタに適用した例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロの画像形成に関わらず、画像の属性ごとに異なる階調再現方法により、感光体や中間転写体などの像担持体に画像を形成する画像形成装置であり、各階調再現方法を用いて基準パターンを形成し、形成された基準パターンの濃度検出結果から、各属性の画像の階調を補正するための補正条件を、階調再現方法ごとに別々に設定する画像形成装置であれば、例えば複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等に適用できる。

また、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明に係る画像形成装置は、出力画像の階調再現性を向上させる技術として有用である。

第１の実施の形態に係るプリンタ１の全体の構成を示す図である。 プリンタ１の制御部５０の構成を示す図である。 制御部５０の中間調処理部５３０の構成を示す図である。 （ａ）は、ディザ法による階調再現の例を示す模式図であり、（ｂ）は、１ドットＰＷＭ法による階調再現の例を示す模式図である。 非エッジパターン６１または６１０の構成例を示す図である。 エッジパターン６２の構成例を示す図である。 （ａ）は、非エッジ部に対するγ曲線７２の例を示す図であり、（ｂ）は、エッジ部に対するγ曲線７３の例を示す図である。 制御部５０において実行されるγ曲線生成処理の内容を示すフローチャートである。 中間調の下地に高濃度の線分が記載されている原稿画像を出力する場合の例において、本発明と従来相当の方法を比較して説明するための模式図である。 白色の下地に中間調の線分が記載されている原稿画像を出力する場合の例において、本発明と従来相当の方法を比較して説明するための模式図である。 第２の実施の形態に係る基準パターン６３、６４の構成例を示す図である。 基準パターン６３を形成する際に実行される制御部５０の処理内容を示すフローチャートである。 別の例の基準パターン６５、６６の構成例を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
１０ 画像プロセス部
１１ 中間転写ベルト
１５ トナーパターン検出センサ
５０ 制御部
５１ ＣＰＵ
６１、６１０ 非エッジパターン
６２ エッジパターン
６３、６４、６５、６６ 基準パターン
７２ 非エッジ用γ曲線
７３ エッジ用γ曲線
５３０ 中間調処理部
５３５ 非エッジ用γ曲線生成部
５３６ エッジ用γ曲線生成部
５３９ パターンデータ格納部
５３３１ 非エッジγ補正部
５３３２ エッジγ補正部
５３４１ 非エッジ階調再現部
５３４２ エッジ階調再現部
Ｐ、ＰＥ パッチ

Claims (12)

1. 像担持体上に形成される画像に含まれる、異なる属性の画像部分を、異なる階調再現方法を用いて再現する画像形成装置であって、
   前記像担持体上に、属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法を用いて基準パターンを形成する基準パターン形成手段と、
   形成された基準パターンの濃度を検出する検出手段と、
   属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法により形成された基準パターンの濃度検出結果に応じて当該属性の画像部分の階調を補正するための補正条件を設定する補正条件設定手段と、
   属性毎に、当該属性の画像部分に対し設定された補正条件に応じて、その階調を補正する階調補正手段と、
   を備え、
   前記異なる属性には、エッジ部と非エッジ部とが含まれ、
   前記基準パターン形成手段は、
   前記基準パターンとして、前記エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いてエッジパターンを形成し、前記非エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いて非エッジパターンを形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記非エッジパターンは、複数の第１パッチからなり、
   各第１パッチは、それぞれ階調値が異なり第１の大きさの面積を有し、
   前記エッジパターンは、複数の第２パッチからなり、
   各第２パッチは、それぞれ階調値が異なり前記第１の大きさよりも小さい第２の面積を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記基準パターン形成手段は、
   前記第１パッチと第２パッチとが交互に隣接して並ぶように当該第１パッチと第２パッチとを前記像担持体上に形成することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記基準パターン形成手段は、
   前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第１パッチと第２パッチの両方の階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形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. 前記基準パターン形成手段は、
   前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第１パッチの階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わり、前記第２パッチの階調値が他方端から一方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形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。
6. 前記基準パターン形成手段は、
   各第１パッチの階調値が全て同じであり、前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第２パッチの階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形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。
7. 前記基準パターン形成手段は、
   各第２パッチの階調値が全て同じであり、前記第１パッチと第２パッチとが並ぶ方向において、前記第１パッチの階調値が一方端から他方端に向けて順次低から高へと変わるように、各第１パッチと第２パッチとを形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。
8. 前記像担持体上に作像された潜像を現像する現像部を備え、
   前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、
   前記像担持体と現像部との間の距離Ｄｓ未満である、または前記像担持体と現像部とが対向する現像位置において現像時に現像剤が当該像担持体と現像部間を移動可能な領域を現像領域としたとき、当該現像領域の副走査方向長さ未満であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、２〔ｍｍ〕未満であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、前記第１パッチの副走査方向における幅ｄ未満であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記第２パッチの副走査方向における幅ｄｅが、前記エッジ部の再現に用いられる階調再現方法により再現処理され得る画像領域の副走査方向の最大幅よりも小さいことを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 像担持体上に形成される画像に含まれる、異なる属性の画像部分を、異なる階調再現方法を用いて再現する画像形成装置における画像形成方法であって、
    前記像担持体上に、属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法を用いて基準パターンを形成する基準パターン形成ステップと、
    形成された基準パターンの濃度を検出する検出ステップと、
    属性毎に、当該属性の画像部分の再現に用いられる階調再現方法により形成された基準パターンの濃度検出結果に応じて当該属性の画像部分の階調を補正するための補正条件を設定する補正条件設定ステップと、
    属性毎に、当該属性の画像部分に対し設定された補正条件に応じて、その階調を補正する階調補正ステップと、
    を含むステップを実行し、
    前記異なる属性には、エッジ部と非エッジ部とが含まれ、
    前記基準パターン形成ステップは、
    前記基準パターンとして、前記エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いてエッジパターンを形成し、前記非エッジ部の再現に用いられる階調再現方法を用いて非エッジパターンを形成することを特徴とする画像形成方法。