JP5981962B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

画像形成装置においては、一般に、温度や湿度等の環境条件の変化に伴って、記録材に形成される出力画像の品質が変化することが知られている。また、電子写真方式の画像形成装置においては、感光ドラム、トナーカートリッジ、トナー等の消耗部品の劣化等に伴って、出力画像の品質が変化することが知られている。

かかる出力画像の品質の変化に対処し、当該品質を所望の特性に調整するためには、画像形成条件を調整するためのキャリブレーションが必要となる。例えば、特許文献１では、記録紙上に形成されたテストパターン画像を読み取って濃度補正や階調補正（γ補正）のためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を生成する手法が提案されている。当該手法では、生成したＬＵＴに従って感光ドラムに形成したトナー画像の濃度を測定することによって、基準濃度値を決定する。その後、当該基準濃度値と、所定のタイミングで感光ドラムに再び形成したトナー画像を測定した濃度値との比較結果に基づいて、ＬＵＴを補正する。これにより、長期にわたって画像濃度特性の安定性を維持することができる。

また、特許文献２では、画像形成装置におけるキャリブレーションとして、所定の枚数の印刷を行うごとに最大濃度補正及びγ補正を実行するとともに、レーザの露光量の変更によってライン幅を調整するライン幅制御を実行する手法が提案されている。当該手法では、γ補正によって補正された濃度特性が、ライン幅制御及び最大濃度補正によって変化してしまうことを防止するために、ライン幅制御及び最大濃度補正を実行した後にγ補正を実行する。また、ライン幅の調整用に像担持体上に形成した線画像等を検知するための発光素子及び受光素子を設け、当該検知結果に基づいてライン幅制御を実行する。

特開２０００−２３８３４１号公報 特開平０９−１４６３１３号公報

上述の特許文献１によるγ補正では、感光ドラムに形成したトナー画像の濃度が基準濃度値よりも高い場合、通常の画像形成を行う際に用いるレーザ出力信号値が低くなるようにＬＵＴが補正される。この場合、特に高濃度レベルのレーザ出力信号値を減少させると、その減少の程度に依存して、記録材に形成される出力画像において文字やラインに途切れやジャギー等が発生する可能性がある。その結果、出力画像における濃度特性の安定性は維持できる一方で、ラインの品質の劣化に伴って出力画像の品質が劣化する可能性がある。そこで、出力画像の品質の劣化を低減するためには、ライン幅を適切に調整することが望ましい。

しかしながら、特許文献２の手法でライン幅制御を行う場合、像担持体上に形成した調整用のテストパターン画像を検知するために、発光素子及び受光素子が必要となる。このため、追加のハードウェア及び処理が必要になるという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、出力画像の濃度特性の安定性を維持しつつ、出力画像におけるラインの品質の劣化を簡易な手法で低減する画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様に係る画像形成装置は、階調補正のためのルックアップテーブルに基づいて、画像信号を出力信号に変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記出力信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたパターン画像を測定する測定手段と、前記測定手段による前記パターン画像の測定結果に基づいて前記ルックアップテーブルを決定する決定手段と、前記画像形成手段により形成される前記画像の濃度を調整するためのプロセス条件を変更するか否かを、前記決定手段により決定された前記ルックアップテーブルに基づいて予め決められた画像信号から変換される出力信号値と閾値とを比較した結果に基づいて制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の他の一態様に係る画像形成装置の制御方法は、階調補正のためのルックアップテーブルに基づいて、画像信号を出力信号に変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記出力信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたパターン画像を測定する測定手段と、を備えた画像形成装置の制御方法であって、前記測定手段による前記パターン画像の測定結果に基づいて前記ルックアップテーブルを決定する決定工程と、前記画像形成手段により形成される前記画像の濃度を調整するためのプロセス条件を変更するか否かを、前記決定工程により決定された前記ルックアップテーブルに基づいて予め決められた画像信号から変換される出力信号値と閾値とを比較した結果に基づいて制御する制御工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、出力画像の濃度特性の安定性を維持しつつ、出力画像におけるラインの品質の劣化を簡易な手法で低減する画像形成装置を提供できる。

第１の実施形態に係るフルカラー複写機１００の構成を示す概略図である。 第１の実施形態に係るフルカラー複写機１００の制御機構を示すブロック図である。 異なるレーザ出力信号値を用いた場合にそれぞれ形成される文字の一例を示す図である。 第２制御系としてγ補正及びレーザ光量補正をそれぞれ用いた場合の効果の差異を概念的に示す図である。 第１の実施形態に係る第１制御系の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るキャリブレーション（第１及び第２制御系）の手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る第２制御系におけるγ補正とレーザ光量補正との補正比率を示す図である。 第１の実施形態に係るレーザ光量補正における基準濃度値からの濃度変化量と光量補正量との関係を示す図である。 第２の実施形態に係る第２制御系におけるγ補正とレーザ光量補正との補正比率を示す図である。 第２の実施形態に係るキャリブレーション（第１及び第２制御系）の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

［第１の実施形態］
以下では、本発明における第１の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一例として、電子写真方式のカラー（多色）複写機に本発明を適用した場合について説明する。ただし、本発明の画像形成装置は複合機であってもよい。

＜画像形成装置の構成＞
図１に示すフルカラー複写機（以下では、単に「複写機」と称する。）１００は、本実施形態に係る画像形成装置の一例である。複写機１００は、大きく分けて、原稿の画像を読み取って画像データに変換する画像読み取りユニット（リーダ部Ａ）と、画像データを用いて記録材に画像形成（印刷）を行う画像形成ユニット（プリンタ部Ｂ）とを備える。複写機１００は、リーダ部Ａで読み取った画像をプリンタ部Ｂで記録材に印刷するコピー機能を実現する。なお、複写機１００は、ＰＣ等の外部装置からＬＡＮ等のネットワークを介して入力された画像データをプリンタ部Ｂで記録材に印刷するプリンタ機能を有していてもよい。

（リーダ部Ａ）
リーダ部Ａの原稿台ガラス１０２上に置かれた原稿１０１は、光源１０３によってレーザ光を照射される。原稿１０１からの反射光は、光学系１０４を介してＣＣＤセンサ１０５に結像される。ＣＣＤセンサ１０５は、赤、緑及び青のそれぞれに対応する３列に配置されたＣＣＤラインセンサ群から成る。光源１０３、光学系１０４及びＣＣＤセンサ１０５から成る読取光学系ユニットは、図１に示す矢印１５１の方向に移動しながら原稿１０１を読み取る。これにより、ＣＣＤセンサ１０５が、原稿１０１の画像をラインごとに電気信号データ列（画像信号）へ変換する。

原稿台ガラス１０２上には、位置決め部材１０７と基準白色板１０６とが配置されている。位置決め部材１０７は、原稿１０１の斜め配置を防ぐべく、原稿１０１の一辺を当接させるための部材である。また、基準白色板１０６は、ＣＣＤセンサ１０５の白レベルを決定し、ＣＣＤセンサ１０５のスラスト方向のシェーディング補正を行うために用いられる。ＣＣＤセンサ１０５から出力される画像信号（画像データ）は、リーダ画像処理部１０８による画像処理を施された後、プリンタ部Ｂ内のプリンタ制御部１０９に送られる。

（プリンタ部Ｂ）
プリンタ部Ｂは、大きく分けてプリンタ制御部１０９とプリンタエンジン部１１０とを備え、プリンタエンジン部１１０はプリンタ制御部１０９による制御によって動作する。プリンタエンジン部１１０において、矢印１５２の方向に回転する感光ドラム（像担持体）４の表面は１次帯電器７により一様に帯電される。プリンタ制御部１０９は、入力される画像データに応じたパルス信号を、レーザドライバ（図２の２７）からレーザ光源２０へ出力する。半導体レーザから成るレーザ光源２０は、入力されるパルス信号に応じたレーザ光を出力する。レーザ光源２０から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー１及びミラー２に反射されることで、一様に帯電された感光ドラム４の表面を走査する。このように、レーザ光源２０、ポリゴンミラー１及びミラー２から成る露光部は、記録材に形成される画像の画像データとしてプリンタ部Ｂに入力されたデータに従って、感光ドラム４を露光する。これにより、感光ドラム４の表面には静電潜像が形成される。

感光ドラム４の周囲には、その回転方向に沿って上流から順に、ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各色に対応した、二成分系のトナー（現像剤）を用いる現像器３が配置されている。これらの現像器３は、それぞれが異なる有色のトナーを用いて、感光ドラム４の表面に形成された静電潜像を現像することにより、感光ドラム４上にトナー画像（現像剤像）を形成する。

記録材の一例である記録紙Ｐは、矢印１５３の方向に回転する転写ドラム５に巻き付けられるとともに、その状態で転写ドラム５の回転に従って合計４回転する。その際、１回転ごとに、各現像器３によって感光ドラム４上に形成された各トナー画像が、記録紙Ｐ上の同一の位置に重畳的に転写される。各トナー画像の転写が終了した後に、記録紙Ｐは、転写ドラム５から分離され、定着器（定着ローラ対）６へ送られる。記録紙Ｐに転写されたトナー画像は、定着ローラ対６によって記録紙Ｐ上に定着する。以上により、記録紙Ｐに対するフルカラーの印刷が完了する。

感光ドラム４の周辺には、現像器３の上流側に感光ドラム４の表面電位を測る表面電位センサ６０、転写後に感光ドラム４上に残留するトナーをクリーニングするためのクリーナ８が設けられている。また、感光ドラム４の周辺には、感光ドラム４上に形成されたトナーパッチに光を照射するＬＥＤ光源１０と、その反射光量を検出するフォトダイオード１１とを備えるフォトセンサ４０が設けられている。

＜画像形成装置の制御機構＞
次に、図２を参照して、複写機１００の制御機構について説明する。リーダ画像処理部１０８は、ＣＣＤセンサ１０５からの信号をＡ／Ｄ変換し、γ補正や色処理、ＭＴＦ補正などを施して画像信号を生成して、プリンタ部Ｂのプリンタ制御部１０９へ出力する。プリンタ制御部１０９は、リーダ部Ａのリーダ画像処理部１０８から受信した画像信号（画像データ）に対して後述する画像処理を施して、プリンタエンジン部１１０へ出力する。プリンタ制御部１０９のＣＰＵ２８は、プリンタ制御部１０９及びプリンタエンジン部１１０を含むプリンタ部Ｂ全体を制御する。また、プリンタ制御部１０９のＣＰＵ２８には、不揮発性の記憶装置であるメモリ３０が接続されている。

プリンタ制御部１０９において、プリンタ画像処理部２５は、ＣＰＵ２８による制御に基づいて、入力された画像信号に色処理やγ補正等を施してレーザ出力信号を生成して、それをＰＷＭ回路２６へ出力する。なお、最終的に記録紙に形成される画像の濃度特性（階調特性）に関するキャリブレーション処理も、ＣＰＵ２８が中心になって実行する。キャリブレーションによって作成される後述の補正データに相当するルックアップテーブル（濃度補正特性）は、プリンタ部Ｂにおける出力のγ特性を変更するために利用される。ＰＷＭ回路２６は、入力されたレーザ出力信号を用いてＰＷＭ変調した信号をレーザドライバ２７へ入力する。レーザドライバ２７は、当該入力信号に応じて、プリンタエンジン部１１０のレーザ光源２０を発光させる。このようにして、感光ドラム４に対してレーザ出力信号に応じた露光が行われる。

ここで、本発明のキャリブレーションには２つの制御系が存在する。第１制御系は、実行間隔が相対的に長く、例えば、画像形成装置の設置作業時や定期的な点検作業時にサービスマンが実行を指示する制御系である。第２制御系は、実行間隔が相対的に短く、例えば、画像形成装置への電源投入時、１日に１回、又は所定枚数の印刷ごとに実行される制御系である。

第１制御系では、プリンタ部Ｂで濃度測定用のテストパターン画像を記録紙に転写して形成し、リーダ部Ａでそのテストパターン画像を読取り、プリンタ部Ｂの濃度補正特性を決定する。この濃度補正特性は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ＿１）としてメモリ３０に保持される。なお、ＬＵＴ＿１は、リーダ部Ａからの画像信号（濃度信号）をレーザ出力信号に変換するために使用される。さらに、第１制御系では、ＬＵＴ＿１を適用して所定のテストパターン画像のトナー画像を感光ドラム４に形成し、当該トナー画像の濃度値を、プリンタエンジン部１１０内のフォトセンサ４０により測定するとともに、不揮発性のメモリ３０に記憶する。メモリ３０に記憶された当該濃度値は、第２制御系におけるターゲット（基準濃度値）となる。

第２制御系では、ＬＵＴ＿１を適用して所定のテストパターン画像のトナー画像を感光ドラム４に形成するとともに、当該トナー画像の濃度値をフォトセンサ４０により測定する。さらに、測定した濃度値と基準濃度値との差から、ＬＵＴ＿１を修正するための修正テーブル（ＬＵＴ＿２）を作成する。このＬＵＴ＿２は、プリンタ部Ｂの経時的な変化をＬＵＴ＿１に反映させることで画像の濃度品質や階調品質を維持するために使用される。このように、第１制御系では、ＬＵＴ＿１を作成するための記録紙が必要となるのに対して、第２制御系では、記録紙が必要とならない。また、第２制御系では、リーダ部Ａに記録紙を載置して読み取らせる必要もない。とりわけ、第２制御系は、第１制御系と比較して実行頻度が多いため、キャリブレーションに必要となるユーザの負担と処理時間を低減することを可能にする。

このように、複写機１００のキャリブレーションとして、第１制御系に加えて、第１制御系よりも短い時間間隔で第２制御系を実行することによって、第１制御系によって補正される画像濃度特性を長期にわたって安定して維持できよう。ここで、第２制御系において、感光ドラム４に形成したトナー画像の濃度値が基準濃度値より高い値に変化している場合、その濃度変化量に応じて、レーザ出力信号値（画像信号値）を減少させるようなＬＵＴ＿２が作成される。この場合、ＬＵＴ＿２によるレーザ出力信号値の減少の程度に依存して、記録紙に形成される出力画像において文字やラインに途切れやジャギー等が発生し、出力画像の品質が劣化する可能性がある。

ここで、図３は、異なるレーザ出力信号値を用いた場合にそれぞれ形成される文字の一例を示している。また、１０ビットで表現された、１０２３、９００、８００のレーザ出力信号値を用いて、５ｐｔのTimes New Romanフォントによる文字を記録紙にそれぞれ形成した場合を示している。さらに、出力画像の濃度特性における最大濃度を定める基準となる濃度レベルに相当する、一般的にベタ画像を形成する際の濃度に相当する（出力の）画像濃度が１．６となるように、画像形成条件を予め調整している。同図に示すように、レーザ出力信号値が減少するにつれて、文字の輪郭にギザギザが生じており、ジャギーが発生している。このことから、出力画像の濃度が一定となるように制御したとしても、キャリブレーションに伴うレーザ出力信号値の減少に起因して、文字やラインの品質が低下するおそれがある。

文字やラインを形成するための画像信号には、一般的に高濃度レベルの画像信号が使用され得る。第２制御系によってかかる高濃度レベルのレーザ出力信号値を減少させた場合、記録紙に最終的に形成される画像の濃度特性は維持できたとしても、文字やラインの品質が低下が起こりやすくなる。とりわけ、文字やラインには、ブラック等の、相対的に低明度の現像色が使用されることが多い。低明度の現像色を用いて形成された文字やラインは、一般的に使用される高明度の記録紙との間でコントラストが大きくなる。従って、文字やラインの品質の低下に伴って、それらが際立って人間の目に付くようになるおそれがある。

そこで、本実施形態では、第２制御系において、文字やラインの品質の低下を軽減するために、上述のＬＵＴ＿２を用いた階調補正（γ補正）に加えてレーザ光量補正を利用する。レーザ光量補正では、露光部が感光ドラム４を露光して当該感光ドラム４上に静電潜像を形成する際の露光量（レーザパワー）を補正（調整）する。本実施形態では、第２制御系において、高濃度領域におけるγ補正適用時のレーザ出力信号値が所定レベルより低くなる場合には、γ補正からレーザ光量補正に切り替えて濃度特性を補正する。それにより、レーザ出力信号値を低下させず、露光量を補正することによって、出力画像の濃度特性を補正することを可能にする。その結果、ラインの品質の低下の原因となり得るレーザ出力信号値の低下を招くことなく、第２制御系による出力画像の濃度特性の補正を実現する。

ここで、レーザ光量補正によると、低濃度レベルから高濃度レベルまでの間の各濃度レベルについて、γ補正のように個別にレーザ出力信号を補正することができない。図４は、第２制御系としてγ補正及びレーザ光量補正をそれぞれ用いた場合の効果の差異を概念的に示す図であり、実線が補正前、破線が補正後の濃度特性を示している。また、図４では、最も高い濃度レベル（画像信号レベル）を対象として出力画像の濃度特性を補正する場合を示している。この場合、同図に示すように、γ補正では、対象とする濃度レベルについてのみレーザ出力信号の補正が可能であるのに対して、レーザ光量補正では、対象とする濃度レベルのみならず、他の濃度レベルに対応するレーザ出力についても値が変化する。従って、レーザ光量補正によって高濃度レベルのレーザ出力信号を補正しようとすると、高濃度レベルの領域以外のハーフトーン領域における階調にも影響が及ぶことになり、出力画像の色味に変化が生じ得る。

一般的に、人間の目は、ハーフトーン領域における色味の変化に対して高い感度を有し、特にハーフトーン領域における色相の変化は人間の目に付きやすい。当該ハーフトーン領域については、γ補正によって色味が精度よく調整され得るが、レーザ光量補正によってハーフトーン領域における色味を精度よく調整することは難しい。また、上述のように高濃度レベルについてレーザ光量補正によって濃度特性を補正しようとすると、ハーフトーン領域についても色味の変化が生じてしまう。

そこで、本実施形態では、高濃度レベルを対象としたレーザ光量補正を、ブラック等の、所定の基準よりも明度が低い低明度の現像色に限定して適用する。かかる低明度の低い色については、色味の変化に対して人間の目の感度が低く、レーザ光量補正を行ったとしても明度の変化のみが人間の目に付くことになる。即ち、明度の低い色についてレーザ光量補正を行った場合、実質的に出力画像の色味に変化が生じさせることなく、高濃度レベルの濃度特性を、出力画像の品質の低下を軽減することが可能な濃度特性に補正することが可能となる。

以下では、本実施形態におけるキャリブレーション処理について、より具体的に説明する。まず、第２制御系において用いる基準濃度値を決定するための、第１制御系によるキャリブレーションについて説明する。その後に、当該基準濃度値を用いた第２制御系によるキャリブレーションについて説明する。なお、第１及び第２制御系において、後述する補正データ及び修正データにそれぞれ相当するＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの色ごとに作成される。

＜第１制御系によるキャリブレーション＞
図５を参照して、本実施形態に係る第１制御系によるキャリブレーションの手順について説明する。Ｓ１０１で、ＣＰＵ２８は、濃度測定用のテストパターン画像についてのレーザ出力信号を生成し、プリンタエンジン部１１０の露光部へ出力する。プリンタエンジン部１１０の露光部は、レーザ出力信号に従って感光ドラム４を露光することによって、当該テストパターン画像の潜像を感光ドラム４に形成する。感光ドラム４に形成された潜像はトナー画像へと現像され、記録紙に転写される。定着器６がトナー画像を記録紙に定着させて、機外へ排出する。以下では、この記録紙をテストプリント紙と称することにする。

濃度測定用のテストパターン画像は、それぞれ濃度が異なる複数のパッチ画像を含むテストパターン画像で構成することで、複数の階調（濃度レベル）の画像を入力画像とした場合における出力画像の濃度値を、それぞれ測定することができる。テストパターン画像は、例えば、特許文献１に示されているように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各色、４列１６行の全部で６４階調分のグラデーションのパッチ画像群によって構成することができる。なお、テストパターン画像は、メモリ３０に予め格納しておき、ＣＰＵ２８がそれを読み出して使用すればよい。

濃度測定用のテストパターン画像を印刷されたテストプリント紙は、リーダ部Ａにより読み取られる。Ｓ１０２で、ＣＰＵ２８は、テストプリント紙上のテストパターン画像の画像信号をリーダ部Ａから取得して、各パッチ画像内の所定位置における濃度値を測定する。例えば、ＣＰＵ２８は、１つのパッチ画像あたり１６箇所の測定位置における濃度値を得るとともに、各測定位置から得られた１６個の濃度値を平均することで、そのパッチ画像の濃度値としてもよい。

Ｓ１０３で、ＣＰＵ２８は、各パッチ画像から測定した濃度値と、各パッチ画像を形成するために使用したレーザ出力信号との対応関係から、記録紙に形成される画像の濃度特性を補正するためのγ補正に用いられる補正データに相当するＬＵＴ＿１を作成する。例えば、ＬＵＴ＿１は、各濃度レベルにおける濃度値とレーザ出力信号との対応関係を示す関数の逆関数となる。入力された画像の濃度を、ＬＵＴ＿１によってレーザ出力信号に変換することで、入力された画像と出力された画像との濃度や階調がほぼ一致するようになる。ＣＰＵ２８は、作成したＬＵＴ＿１をメモリ３０に記憶する。なお、メモリ３０は記憶手段の一例である。

続いてＳ１０４以下では、Ｓ１０３で作成されたＬＵＴ＿１を用いて、第２制御系によるキャリブレーションにおける基準濃度値を決定する。Ｓ１０４で、ＣＰＵ２８は、ＬＵＴ＿１を用いて濃度測定用のテストパターン画像についてのレーザ出力信号を生成し、露光部へ出力する。露光部は、レーザ出力信号に従ってテストパターン画像の潜像を感光ドラム４に形成する。感光ドラム４上に形成された潜像はトナー画像へと現像される。ただし、記録紙への転写は実行しない。次に、ＣＰＵ２８は、Ｓ１０５で、感光ドラム４上に形成されたトナー画像に含まれる各パッチ画像の濃度値を、フォトセンサ４０によって測定する。ＣＰＵ２８は、Ｓ１０６で、測定した当該濃度値を基準濃度値としてメモリ３０に記憶する。

最終的に、Ｓ１０７で、ＣＰＵ２８は、感光ドラム４上に形成されたトナー画像について測定した濃度値の、メモリ３０に記憶されている基準濃度値からの変化量に応じて、ＬＵＴ＿１の濃度補正特性を修正するためのＬＵＴ＿２を作成する。即ち、ＬＵＴ＿２は、測定した濃度値の、基準濃度値からの濃度変化量に応じて、ＬＵＴ＿１を用いてγ補正された画像信号値を修正するための修正データとして用いられる。なお、Ｓ１０７で作成されたＬＵＴ＿２は、後述する第２制御系において作成（更新）されるＬＵＴ＿２の初期値となる。また、第１制御系において決定されたＬＵＴ＿２は、通常、ｙ＝ｘのような線形特性となっている。これらＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２及び基準濃度値は、不揮発性のメモリ３０に保持されて、第２制御系によるキャリブレーションや通常の画像の印刷に用いられる。

＜第２制御系によるキャリブレーション＞
本実施形態では、第１制御系の実行後に、既に説明したように、所定のタイミングにおいて第２制御系によるキャリブレーションが実行される。ここでは、図６を参照して、第２制御系によるキャリブレーションの手順について説明する。なお、第２制御系においてレーザ光量補正を適用する明度の低い現像色として、本実施形態ではブラック（Ｂｋ）を一例として想定する。ただし、Ｂｋ以外の現像色についても、相対的に明度の低い現像色をレーザ光量補正の対象としてもよい。特に、ブラック（Ｂｋ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の少なくとも１つがレーザ光量補正の対象となり得る。

まず、Ｓ２０１で、ＣＰＵ２８は、第１制御系によるキャリブレーションとして、図７を用いて説明した一連の処理を実行する。この第１制御系によるキャリブレーションは、第２制御系によるキャリブレーションの実行間隔よりも相対的に長い間隔で、例えば、画像形成装置の設置作業時やサービスマンによる定期的な点検作業時に実行され得る。その後、所定の実行タイミングが到来すると、ＣＰＵ２８は、Ｓ２０２以下の第２制御系によるキャリブレーションを実行する。

Ｓ２０２で、ＣＰＵ２８は、第２制御系によるキャリブレーションについての所定の実行タイミングとなったか否かを判定する。当該所定の実行タイミングは、例えば、画像形成装置への電源投入時、１日に１回、又は所定枚数の印刷ごとのタイミングとする。Ｓ２０２で、ＣＰＵ２８は、所定の実行タイミングになっていないと判定する限り、Ｓ２０２の判定処理を繰り返す。一方で、ＣＰＵ２８は、所定の実行タイミングになったと判定すると、処理をＳ２０３へ移行する。

Ｓ２０３で、ＣＰＵ２８は、ＬＵＴ＿１を用いたγ補正を適用して、濃度測定用のテストパターン画像についてのレーザ出力信号を生成し、露光部へ出力する。露光部は、レーザ出力信号に従ってテストパターン画像の潜像を感光ドラム４に形成する。感光ドラム４上に形成された潜像はトナー画像へと現像される。ただし、記録紙への転写は実行しない。このようにＣＰＵ２８はパターン形成手段として機能する。

次に、Ｓ２０４で、ＣＰＵ２８は、感光ドラム４上に形成されたトナー画像に含まれる各パッチ画像の濃度値を、フォトセンサ４０によって測定する。その後、Ｓ２０５で、ＣＰＵ２８は、Ｓ２０４で測定した濃度値の、メモリ３０に記憶されている基準濃度値からの変化量に応じて、ＬＵＴ＿１の濃度補正特性を修正するためのＬＵＴ＿２を作成（更新）する。上述のように、ＬＵＴ＿２は、測定した濃度値の、基準濃度値からの濃度変化量に応じて、ＬＵＴ＿１を用いてγ補正された画像信号値を修正するための修正データとして用いられる。その後、処理がＳ２０６へ移行する。

Ｓ２０６及びＳ２０７では、ＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２による濃度補正特性において、高濃度レベルにおけるレーザ出力信号値の低下に起因して文字やラインの品質が低下する可能性がある場合に、ＬＵＴ＿２を用いたγ補正に代えてレーザ光量補正を使用する。Ｓ２０６で、ＣＰＵ２８は、低明度の現像色（Ｂｋ）のＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２による濃度補正特性において、所定の高濃度レベルに対応するレーザ出力信号値（画像信号値）が、所定の閾値（第１閾値）を超えるか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ２８は、当該レーザ出力信号値が第１閾値を超える場合（Ｓ２０６において「ＹＥＳ」）、Ｓ２０７へ処理を移行する。一方で、ＣＰＵ２８は、当該レーザ出力信号値が第１閾値以下である場合（Ｓ２０６において「ＮＯ」）、処理をＳ２０８へ移行する。

ここで、Ｓ２０６における所定の高濃度レベルは、レーザ出力信号値の減少に起因した文字やラインの品質の低下を評価することが可能な濃度レベルであればよい。例えば、出力画像の濃度特性における最大濃度を定める基準となる濃度レベルであればよい。この場合、例えば上述の画像濃度１．６がこれに相当する。また、第１閾値は、複写機１００の仕様に合わせて予め決定され得る。具体的には、レーザ出力信号値を変化させた場合に、出力画像に生じるジャギーの有無に関する事前の評価によって決定され得る。例えば、複数のレーザ出力信号値に対する出力画像（特に、ラインの部分）におけるジャギーの発生の有無を評価して、レーザ出力信号値についての品質の低下の許容範囲を確定する。さらに、確定した許容範囲における最も低いレーザ出力信号値を第１閾値として決定すればよい。

図７は、第１閾値と、γ補正及びレーザ光量補正の切り替えとの関係について示している。なお、補正比率Ｒは、Ｂｋの濃度補正特性に対してγ補正を使用する割合として定義しており、Ｒ＝１は、γ補正のみを使用する場合、Ｒ＝０は、レーザ光量補正のみを使用する場合に相当する。また、図７では、第１閾値を９００とした場合を示している。図７に示すように、Ｂｋについての所定の高濃度レベルのレーザ出力信号値が第１閾値（９００）よりも大きくなる範囲７０２にある場合（Ｓ２０６で「ＹＥＳ」）、Ｂｋの濃度補正特性に対して、補正方法を変更することなくγ補正を使用する（Ｓ２０７）。一方で、Ｂｋについての所定の高濃度レベルのレーザ出力信号値が所定の閾値以下となる範囲７０１にある場合（Ｓ２０６で「ＮＯ」）、Ｂｋの濃度補正特性に関する補正方法をγ補正からレーザ光量補正に切り替える（Ｓ２０８）。

Ｓ２０７で、ＣＰＵ２８は、通常の画像形成をする際に、低明度の現像色（Ｂｋ）及び低明度の現像色以外の色（Ｍ、Ｃ、Ｙ）の何れの濃度調整についても、Ｓ１０３で作成したＬＵＴ＿１及びＳ２０５で作成したＬＵＴ＿２を使用してγ補正を行う。即ち、ＣＰＵ２８は、Ｂｋについて、γ補正からレーザ光量補正に切り替えることがない。このように、ＣＰＵ２８は、第１補正手段として機能する。

一方で、Ｓ２０８で、ＣＰＵ２８は、通常の画像形成をする際に、低明度の現像色（Ｂｋ）の濃度調整に、Ｓ１０３で作成したＬＵＴ＿１を用いたγ補正を行うとともに、Ｓ２０５で作成したＬＵＴ＿２を用いたγ補正に代えてレーザ光量補正を使用する。ここで、ＣＰＵ２８は、所定の高濃度レベルについての、Ｓ２０５で求めた基準濃度値からの濃度の変化量に基づいて、レーザ光量補正における露光量の補正量を決定する。

レーザ光量補正における露光量の補正量は、複写機１００の仕様に合わせて、濃度の変化量に対応付けて予め定めることができる。即ち、基準濃度値からの濃度の変化量に対応して、当該濃度変化量を補償して、出力画像の濃度値が基準濃度値をとるような露光量にレーザ光源２０の露光量を補正するための補正量が、予め定められる。図８は、所定の高濃度レベルについての濃度変化量と、レーザ光量補正における露光量の補正量との対応関係の一例を示している。当該対応関係を含む光量補正データは、予めメモリ３０に記憶されていればよい。ＣＰＵ２８は、メモリ３０に記憶された当該光量補正データを用いて、（横軸の）濃度変化量に対応する（縦軸の）補正量でレーザ光量補正を行う。なお、図８において、濃度変化量＝０は、基準濃度値からの変化がない場合を表し、かかる場合は露光量の補正量＝０となり、レーザ光源２０の露光量は補正されないことになる。

Ｓ２０８で、通常の画像形成の際に、ＣＰＵ２８は、Ｂｋについて、上述のようにして決定した補正量で補正した露光量で、感光ドラム４を露光する。また、ＣＰＵ２８は、通常の画像形成をする際に、低明度の現像色以外の色（Ｍ、Ｃ、Ｙ）については、Ｓ１０３で作成したＬＵＴ＿１及びＳ２０５で作成したＬＵＴ＿２を使用してγ補正を行う。このように、ＣＰＵ２８は、第２補正手段として機能する。最終的に、Ｓ２０７又はＳ２０８における処理の後、一連のキャリブレーションが終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、γ補正用のＬＵＴ＿１を用いた補正後のレーザ出力信号値を補正するためのＬＵＴ＿２を、感光ドラムに形成したテストパターン画像から測定した濃度値の、基準濃度値からの濃度変化量に応じて作成する。画像形成装置は、所定の低明度の現像色以外の現像色については、ＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２を用いたγ補正を行う。一方で、画像形成装置は、所定の低明度の現像色については、２つのＬＵＴを用いたγ補正後の、所定の高濃度レベルに対応するレーザ出力信号値が第１閾値以下となる場合に、ＬＵＴ＿２を用いたγ補正に代えて、レーザ光量補正を行う。

このように、本実施形態によれば、ＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２を用いたγ補正によるキャリブレーションと、ＬＵＴ＿１によるγ補正及びレーザ光量補正を用いたキャリブレーションとを用いることで、出力画像の濃度特性の安定性を維持することができる。さらに、文字やラインの品質の劣化の原因となる、低明度の現像色における高濃度レベルのレーザ出力信号値の減少がキャリブレーションによって起こり得る場合には、レーザ光量補正によって文字やラインの品質の劣化を低減することができる。さらに、追加のハードウェアを用いたライン幅制御等を使用することなく、レーザ光量補正によって露光量を補正する簡易な処理によって、ラインの品質の劣化の低減を実現することができる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、低明度の現像色について、所定の高濃度レベルのレーザ出力信号値と第１閾値との比較に基づいて、γ補正及びレーザ光量補正の何れか１つを使用する場合について説明してきた。第２の実施形態では、文字やラインの品質が低下する可能性のあるレーザ出力信号値の境界領域において、γ補正及びレーザ光量補正の使用を選択的に切り替えるのではなく、所定の補正比率に応じてそれらを併用する。それにより、第１の実施形態よりも、出力画像の濃度特性の安定性を維持しつつ、出力画像におけるラインの品質の劣化をさらに軽減することを試みる。なお、以下では、第１の実施形態と共通する部分については、簡略化のため説明を省略する。

図９は、本実施形態に係る第２制御系におけるγ補正とレーザ光量補正との補正比率Ｒの一例を示す。なお、補正比率Ｒは、図７と同様、Ｂｋの濃度補正特性に対してγ補正を使用する割合として定義しており、Ｒ＝１は、γ補正のみを使用する場合、Ｒ＝０は、レーザ光量補正のみを使用する場合に相当する。図９に示すように、本実施形態では、文字やラインにジャギーが発生する可能性のあるレーザ出力信号値の境界領域（第１閾値と第２閾値との間の範囲９０２）において、補正比率Ｒに応じてγ補正とレーザ光量補正とを併用する。また、図９では、一例として、範囲９０２における補正比率Ｒは、レーザ出力信号値が低下するにつれて、γ補正及びレーザ光量補正による補正量のうちレーザ光量補正による補正量が増加する比率として定義している。例えば、Ｒ＝０．４の場合には、基準濃度値からの測定濃度値の濃度変化量に対してＲ＝０．４を乗じた割合の濃度変化量に応じて、レーザ光量補正を実行する。また、基準濃度値からの測定濃度値の濃度変化量に対して１−Ｒ＝０．６を乗じた割合の濃度変化量に応じて、γ補正を実行する。なお、これら第１閾値及び第２閾値は、第１の実施形態における第１閾値と同様、記録紙に最終的に形成される画像に生じるジャギーの有無に関する事前の評価によって予め定められる。

次に、図１０のフローチャートに基づいて本実施形態に係る第２制御系によるキャリブレーションについて説明する。第１の実施形態（図６）と同様の処理を実行する部分については、図１０において同一の参照符号（Ｓ２０１〜Ｓ２０８）を付すとともに、以下では簡略化のために説明を可能な限り省略する。

本実施形態では、Ｓ２０５におけるＬＵＴ＿２の作成の後、第１の実施形態と同様、Ｓ２０６の判定処理へ移行する。Ｓ２０６及びＳ３０１で、ＣＰＵ２８は、Ｂｋについて、ＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２を用いたγ補正後の所定の高濃度レベルに対応するレーザ出力信号値と、所定の第１及び第２閾値とを比較する。それにより、レーザ出力信号値が図９に示す範囲９０１〜９０３の何れにあるかを判定する。まず、Ｓ２０６で、ＣＰＵ２８は、Ｂｋについての所定の高濃度レベルに対応するレーザ出力信号値（画像信号値）が、第１閾値よりも高いか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ２８は、当該レーザ出力信号値が第１閾値よりも高い場合（Ｓ２０６において「ＹＥＳ」）、処理をＳ２０７へ移行する。Ｓ２０７で、ＣＰＵ２８は、通常の画像形成を行う際に、第１の実施形態と同様に、全ての現像色について、レーザ光量補正に切り替えることなく、ＬＵＴ＿１及びＬＵＴ２を用いたγ補正を行う。一方で、Ｓ２０６で、ＣＰＵ２８は、当該レーザ出力信号値が第１閾値以下である場合（Ｓ２０６において「ＮＯ」）、処理をＳ３０１へ移行する。

Ｓ３０１で、ＣＰＵ２８は、Ｂｋについての所定の高濃度レベルに対応するレーザ出力信号値が、第２閾値よりも高いか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ２８は、当該レーザ出力信号値が第２閾値よりも高い場合（Ｓ３０１において「ＹＥＳ」）、図９の範囲９０２にあるものと判定し、処理をＳ３０２へ移行する。一方で、Ｓ３０１で、ＣＰＵ２８は、Ｂｋについての所定の高濃度レベルに対応するレーザ出力信号値が、第２閾値以下である場合（Ｓ３０１において「ＮＯ」）、処理をＳ２０８へ移行する。Ｓ２０８で、ＣＰＵ２８は、第１の実施形態と同様に、通常の画像形成の際に、Ｂｋの濃度調整については、ＬＵＴ＿１を用いたγ補正を行うとともに、ＬＵＴ＿２を用いたγ補正に代えてレーザ光量補正を使用する。

また、Ｓ３０２で、ＣＰＵ２８は、通常の画像形成をする際に、Ｂｋの濃度調整に、ＬＵＴ＿１を用いたγ補正を行うとともに、ＬＵＴ＿２を用いたγ補正とレーザ光量補正とを、上述のようにレーザ出力信号値に対応する補正比率Ｒに応じて併用する。また、Ｂｋ以外の現像色（Ｍ、Ｃ、Ｙ）については、ＬＵＴ＿１及びＬＵＴ＿２を用いたγ補正を行う。以上により、本実施形態に係る一連のキャリブレーションが終了する。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置は、文字やラインの品質が低下する可能性のあるレーザ出力信号値の境界領域において、γ補正及びレーザ光量補正を予め定められた補正比率に応じて併用する。このように、本実施形態では、かかる境界領域において、文字やラインの品質の劣化の度合いに応じた割合でγ補正及びレーザ光量補正を併用することができる。これにより、出力画像の濃度特性の安定性を維持しつつ、第１の実施形態よりも出力画像における文字やラインの品質の劣化をさらに軽減することができる。

Claims (13)

1. 階調補正のためのルックアップテーブルに基づいて、画像信号を出力信号に変換する変換手段と、
   前記変換手段により変換された前記出力信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により形成されたパターン画像を測定する測定手段と、
   前記測定手段による前記パターン画像の測定結果に基づいて前記ルックアップテーブルを決定する決定手段と、
   前記画像形成手段により形成される前記画像の濃度を調整するためのプロセス条件を変更するか否かを、前記決定手段により決定された前記ルックアップテーブルに基づいて予め決められた画像信号から変換される出力信号値と閾値とを比較した結果に基づいて制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記決定手段により決定された前記ルックアップテーブルに基づいて前記予め決められた画像信号から変換される前記出力信号値が前記閾値よりも高い場合には前記プロセス条件を変更せず、前記出力信号値が前記閾値よりも低い場合には前記プロセス条件を変更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. 前記変換手段は、第１ルックアップテーブルに基づいてパターン画像データを変換し、
   前記画像形成手段は、前記変換されたパターン画像データに基づいて前記パターン画像を形成し、
   前記決定手段は、前記測定手段による前記パターン画像の測定結果に基づいて第２ルックアップテーブルを決定し、
   前記制御手段は、前記プロセス条件を変更するか否かを、前記決定手段により決定された前記第２ルックアップテーブルに基づいて前記予め決められた画像信号から変換される前記出力信号値と前記閾値とを比較した結果に基づいて制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は更に、
   前記画像形成手段により記録材上に形成された測定用画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段による前記測定用画像の読取結果に基づいて前記第１ルックアップテーブルを生成する生成手段と、を有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. 前記制御手段は、前記第２ルックアップテーブルに基づいて前記予め決められた画像信号から変換される前記出力信号値が前記閾値よりも高い場合には前記プロセス条件を変更せず、前記出力信号値が前記閾値よりも低い場合には前記プロセス条件を変更することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記出力信号値が前記閾値よりも高い場合には前記プロセス条件を変更せずに、前記ルックアップテーブルとして前記第２ルックアップテーブルを設定し、前記出力信号値が前記閾値よりも低い場合には前記プロセス条件を変更すると共に、前記ルックアップテーブルとして前記第１ルックアップテーブルを設定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記出力信号値が前記閾値よりも低い場合には、前記パターン画像の濃度が予め決められた基準濃度となるように、前記プロセス条件を変更することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記測定手段は、前記パターン画像の濃度を測定し、
   前記制御手段は、前記出力信号値が前記閾値よりも低い場合には、前記測定手段により測定された前記パターン画像の濃度と予め決められた基準濃度との差に基づいて前記プロセス条件の補正量を決定し、当該決定された前記補正量に基づいて前記プロセス条件を変更することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記予め決められた画像信号は、前記画像形成手段により形成される最大濃度に相当するレベルの画像信号であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記予め決められた画像信号は、文字画像、及び、ライン画像の品質の低下を評価可能な高濃度レベルの画像信号であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成手段は、感光体と、静電潜像を形成するために前記感光体をレーザ光によって露光する露光手段と、前記感光体上の前記静電潜像を現像する現像手段とを備え、
    前記プロセス条件は、前記露光手段のレーザパワーであり、
    前記制御手段は、前記出力信号値が前記閾値よりも低い場合には前記レーザパワーを低下させることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成手段は、像担持体と、前記像担持体上に形成された前記画像を記録材に転写する転写部とを備えており、
    前記測定手段は、前記画像形成手段により前記像担持体上に形成された前記パターン画像を測定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 階調補正のためのルックアップテーブルに基づいて、画像信号を出力信号に変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記出力信号に基づいて画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたパターン画像を測定する測定手段と、を備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記測定手段による前記パターン画像の測定結果に基づいて前記ルックアップテーブルを決定する決定工程と、
    前記画像形成手段により形成される前記画像の濃度を調整するためのプロセス条件を変更するか否かを、前記決定工程により決定された前記ルックアップテーブルに基づいて予め決められた画像信号から変換される出力信号値と閾値とを比較した結果に基づいて制御する制御工程と、を有することを特徴とする制御方法。