JP6598554B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

画像形成装置によって形成される画像の濃度調整制御に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体を帯電する帯電器、感光体に静電潜像を形成するためにレーザ光によって感光体を露光する露光装置、静電潜像を現像する現像器を有する。現像器が現像剤を用いて静電潜像を現像することによって画像が顕像化される。画像形成装置は更に転写装置と定着器とを有する。転写装置は感光体上の画像をシートに転写する。そして、定着器がシート上の画像を当該シートに定着させる。これにより、シート上に画像が形成される。

画像の濃度を目標濃度に調整するために、像担持体上に測定用画像を形成し、測定手段による前記測定用画像の測定結果に基づいて、画像データを変換するための変換条件を補正する画像形成装置がある（特許文献１）。特許文献１に記載の画像形成装置は、電源スイッチがオンされた場合に、像担持体上に測定用画像を形成し、測定手段の測定結果に基づいて変換条件を補正する。

特開平７−２６４４１１号公報

しかしながら、画像形成装置は、複数の画像を連続して形成している間にも、画像の濃度が変化してしまう可能性がある。そのため、画像形成装置は、複数の画像を連続して形成している間の画像濃度の変化を抑制するために、所定のタイミングに基づいて像担持体に測定用画像を形成し、測定手段による前記測定用画像の測定結果に基づいて変換条件を補正する必要がある。

また、画像形成装置は、モノクロ画像を形成した後にカラー画像を形成する場合がある。画像形成装置が複数のモノクロ画像を連続して形成している間に、黒色と異なる他の色の画像濃度が変化してしまうと、モノクロ画像の後に形成されるカラー画像の濃度が目標濃度とならない可能性がある。

そこで、本発明の目的は、複数のモノクロ画像が連続して形成された後にカラー画像が形成される場合であっても、カラー画像の濃度の変化を抑制することにある。

上記課題を解決するため、本発明に記載の画像形成装置は、変換条件に基づいて画像データを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画像データに基づいて、黒色の画像を形成する第１画像形成手段と、前記変換手段により変換された前記画像データに基づいて、前記黒色と異なる他の色の画像を形成する第２画像形成手段と、前記第１画像形成手段により形成された前記黒色の画像と前記第２画像形成手段により形成された前記他の色の画像とをシートへ転写する転写手段と、前記転写手段により前記シートへ転写されない測定用画像を測定する測定手段と、前記第１画像形成手段に第１測定用画像を形成させ、前記第２画像形成手段に第２測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第１測定用画像と前記第２測定用画像とを測定させ、前記測定手段の測定結果と第１フィードバック係数とに基づいて前記変換条件を生成する第１処理を実行し、前記第１画像形成手段に第３測定用画像を形成させ、前記第２画像形成手段に第４測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第３測定用画像と前記第４測定用画像とを測定させ、前記測定手段の測定結果と第２フィードバック係数とに基づいて前記変換条件を生成する第２処理を実行する制御手段と、を有し、前記制御手段は、黒色のモノクロ画像をシートに形成するモノクロモードから有彩色のカラー画像をシートに形成するカラーモードへ移行した場合に前記第２処理を実行するか否かを、前記モノクロモードにおいて前記モノクロ画像が形成された前記シートの数に基づいて制御し、前記測定手段の測定結果と目標測定結果との差に対する前記第２フィードバック係数を用いた場合の補正量の割合が、前記差に対する前記第１フィードバック係数を用いた場合の補正量の割合よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、複数のモノクロ画像が連続して形成された後にカラー画像が形成される場合であっても、カラー画像の濃度の変化を抑制できる。

画像形成装置の概略断面図 測定用画像を測定するセンサの要部断面図 画像形成装置の制御ブロック図 画像形成装置により形成されるスクリーンの説明図 測定用画像ＰＡ、及びＰＢを示す図 画像形成動作のフローチャート図 階調特性を補正する方法を示した説明図 測定用画像ＰＡの形成順序を示した表

（画像形成装置の構成）
画像形成装置を図１に基づいて説明する。画像形成装置１００は、プリント部１０１、リーダ部４００、操作部１８０を有する。プリント部１０１は、色成分毎の画像を形成する４つのステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３を有する。ステーション１２０はイエローの画像を形成し、ステーション１２１はマゼンタの画像を形成し、ステーション１２２はシアンの画像を形成し、ステーション１２３はブラックの画像を形成する。

各ステーションは同一の構成であるので、以下ではイエローの画像を形成するステーション１２０の構成について説明する。感光ドラム１０５は、表面に感光層を有する感光体であり、帯電器１１１により帯電される。画像データに基づいて制御された露光装置１０３のレーザが感光ドラム１０５を走査することによって、感光ドラム１０５には静電潜像が形成される。現像器１１２は、トナーと、磁性を有するキャリアとを含む現像剤が収容される収容部と、前記収容部内に設けられ、現像剤を担持して回転駆動される現像スリーブ１２とを有する。現像器１１２は、現像剤を用いて静電潜像を現像してトナー像を形成する。感光ドラム１０５は、プリント部１０１により形成された画像を担持する像担持体の一例である。また、帯電器１１１と露光装置１０３とは、静電潜像を形成する潜像形成手段として機能する。

一次転写ローラ１１８は、不図示の電源ユニットによって転写電圧が印加されると、感光ドラム１０５上のトナー像を中間転写ベルト１０６に転写する。各ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３により形成された色毎のトナー像が中間転写ベルト１０６に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト１０６上にフルカラーのトナー像が担持される。中間転写ベルト１０６に担持されたトナー像は中間転写ベルト１０６が回転することによって二次転写ローラ１１４へと搬送される。中間転写ベルト１０６は、プリント部１０１により形成された画像を担持する像担持体の一例である。

中間転写ベルト１０６の周囲には、中間転写ベルト１０６上に形成された測定用画像の濃度を測定するセンサ１１７が配置されている。センサ１１７は、中間転写ベルト１０６の搬送方向に直交する方向に４つ並べて配置されており、搬送方向に直交する方向において異なる位置に形成された測定用画像を検知できる。画像形成装置１００は、センサ１１７により測定された測定用画像の濃度に基づいて、ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３により形成される画像の濃度が目標濃度となるように補正される。

収容庫１１３に収容されたシート１１０は、中間転写ベルト１０６に担持されたトナー像とタイミングが合うように、二次転写ローラ１１４へ向けて搬送される。二次転写ローラ１１４は、二次転写ローラ１１４に転写電圧が印加され、中間転写ベルト１０６に担持されたトナー像をシート１１０に転写する。そして、トナー像が転写されたシート１１０は定着器１５０、及び１６０へと搬送される。

定着器１５０、及び１６０は、シート１１０に転写されたトナー像を加熱および加圧してシート１１０に定着させる。定着器１５０は、シート１１０を加熱するヒータを有する定着ローラ１５１と、シート１１０を定着ローラ１５１に圧接させる加圧ベルト１５２とを備える。定着器１６０は、定着器１５０よりもシート１１０の搬送方向で下流に配置されている。定着器１６０は、定着器１５０を通過したシート１１０上のトナー像に対してグロス（光沢）を付与する。定着器１６０は、シートを加熱するヒータを有する定着ローラ１６１と、加圧ローラ１６２とを備える。

グロスを付与するモードにおいてシート１１０に画像を定着させる場合や、厚紙などの定着に必要な熱量が大きなシート１１０に画像を定着させる場合には、定着器１５０を通過したシート１１０は定着器１６０へと搬送される。普通紙や薄紙などのシート１１０に画像を定着させる場合には、定着器１５０を通過したシート１１０は定着器１６０を迂回する搬送経路１３０に沿って搬送される。なお、定着器１６０にシート１１０を搬送するか、定着器１６０を迂回してシート１１０を搬送するかを制御するために、フラッパ１３１の角度が制御される。

フラッパ１３２は、シート１１０を搬送経路１３５へと誘導するか、外部への搬送経路１３９に誘導するかを切り替える誘導部材である。搬送経路１３５に沿って搬送されたシート１１０は反転部１３６へ搬送される。搬送経路１３５に設けられた反転センサ１３７がシート１１０の後端を検出すると、シート１１０の搬送方向が反転される。

フラッパ１３３は、両面画像形成用の搬送経路１３８へと誘導するか、搬送経路１３５に誘導するかを切り替える誘導部材である。フェイスダウン排紙モードが実行された場合、シート１１０は再び搬送路１３５へと搬送され、画像形成装置１００から排紙される。

一方、両面印刷モードが実行された場合、シート１１０は、搬送経路１３８に沿って、再び転写ローラ１１４へと搬送される。両面印刷モードが実行された場合には、シート１１０の第１面に画像が定着された後、当該シート１１０が反転部１３６においてスイッチバックされ、搬送経路１３８に沿って転写ローラ１１４へと搬送され、シート１１０の第２面に画像が形成される。

フラッパ１３４は、シート１１０を画像形成装置１００から排紙するための搬送経路に誘導する誘導部材である。シート１１０をフェイスダウン排紙する場合には、反転部１３６においてスイッチバックされたシートをフラッパ１３４が排紙用の搬送経路へと誘導する。排紙用の搬送経路に沿って搬送されたシート１１０は、画像形成装置１００の外部へ排出される。

搬送経路１３５には、シート１１０上の測定用画像の濃度を測定する濃度センサ２００が配置されている。濃度センサ２００は、シート１１０の搬送方向に直交する方向に４つ並べて配置されており、４列の測定用画像を検知できる。

操作部１８０は、表示部としての液晶ディスプレイと、キー入力部とを有している。操作部１８０は、画像の印刷枚数や印刷モードをユーザが入力するインターフェースである。ユーザは、操作部１８０を用いて、片面印刷モードと両面印刷モードとを選択したり、フェイスダウン排紙モードを実行したり、モノクロモードとカラーモードとを選択できる。

リーダ部４００は、光源、光学系、及びＣＣＤセンサを有するユニットと、原稿台とを有し、原稿台に載せられた原稿の画像を読み取る。リーダ部４００は、ユーザによって原稿が原稿台に載せられ、操作部１８０の読取開始ボタンが押された場合に読取動作を実行する。読取動作が実行された場合、光源から照射された光が原稿台上に載置された原稿によって反射され、原稿からの反射光は、レンズなどの光学系を介してＣＣＤセンサ上に結像される。原稿からの反射光がＣＣＤセンサに結像すると、原稿の読取結果を示す輝度データが取得される。リーダ部４００は、輝度データを、輝度濃度変換テーブルを用いて濃度データ（画像データ）に変換し、画像形成装置１００の階調補正部３１６（図２）へ転送する。なお、輝度濃度変換テーブルは予めＲＯＭ３０４（図３）に記憶されている。

（センサの構成）
画像形成装置１００に設けられたセンサ１１７の構成について図２に基づいて説明する。センサ１１７は、正反射受光部４０１、乱反射受光部４０２、及び、発光部４０３を備える。なお、センサ１１７は、さらにレンズなどの光学素子を設けた構成でもよい。

発光部４０３は中間転写ベルト１０６上に形成された測定用画像に光を照射する発光素子である。発光部４０３から照射される光の波長は、トナーの分光反射率を考慮して、例えば８００〜８５０［ｎｍ］とする。発光部４０３の光は、中間転写ベルト１０６の表面に直交する方向に対して４５度の角度となるように照射される。

正反射受光部４０１は、中間転写ベルト１０６の表面に直交する方向に対して４５度の角度となる仮想線上に設けられる。例えば、発光部４０３と正反射受光部４０１とは、中間転写ベルト１０６の表面に直交する面を基準とした場合に対称となる位置に配置される。正反射受光部４０１は、中間転写ベルト１０６に形成された測定用画像からの正反射光を受光する。正反射受光部４０１は、測定用画像からの反射光の強度に応じたセンサ出力値（電圧値）を出力する。

乱反射受光部４０２は中間転写ベルト１０６からの正反射光を受光しない位置に設けられる。乱反射受光部４０２は、中間転写ベルト１０６の表面に直交する方向に対して、例えば２０度の角度となる仮想線上に設けられる。乱反射受光部４０２は、中間転写ベルト１０６上の測定用画像からの乱反射光を受光する。乱反射受光部４０２は、測定用画像からの反射光の強度に応じたセンサ出力値（電圧値）を出力する。

画像形成装置１００は、正反射受光部４０１のセンサ出力値と、乱反射受光部４０２のセンサ出力値とに基づいて測定用画像の濃度を測定する。例えば、正反射受光部４０１のセンサ出力値と、乱反射受光部４０２のセンサ出力値とから演算によって測定用画像の濃度を決定する。或いは、正反射受光部４０１のセンサ出力値と、乱反射受光部４０２のセンサ出力値との組み合わせと濃度との対応関係を示すテーブルを参照し、測定用画像の濃度を決定する。

（コントローラの構成）
画像形成装置１００の制御ブロック図を図３に基づいて説明する。ＣＰＵ３００は画像形成装置１００の各部を制御する制御回路である。ＲＯＭ３０４は、ＣＰＵ３００により実行される、後述のフローチャートの各種処理等を実行するために必要な制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ３０９はＣＰＵ３００が動作するためのシステムワークメモリである。

プリント部１０１は、ステーション１２０、１２１、１２２、及び１２３、一次転写ローラ１１８、中間転写ベルト１０６、二次転写ローラ１１４、定着器１５０、及び、定着器１６０に対応する。操作部１８０やリーダ部４００は、既に説明しているので、ここでの説明を省略する。また、Ｉ／Ｆ部３０２は、外部装置のＰＣから転送された画像データが入力されるインターフェースである。

階調補正部３１６は、入力された画像データに種々の画像処理を施して、画像データを変換する。プリント部１０１により形成される画像の濃度は所望の濃度とならない。そこで、階調補正部３１６は、プリント部１０１により形成される画像の濃度が所望の濃度になるように、画像データの入力値（画像信号値）を補正する。階調補正部３１６は、メモリ３１０に記憶された階調補正テーブル（γＬＵＴ）に基づいて画像データを変換する。なお、メモリ３１０には、階調補正テーブルが、後述のスクリーン毎に記憶されており、且つ、色毎に記憶されている。階調補正テーブル（γＬＵＴ）は、画像データを変換する変換条件に相当する。なお、階調補正部３１６は、ＡＳＩＣなどの集積回路によって実現されてもよく、或いは、ＣＰＵ３００が予め記憶されたプログラムに基づいて画像データを変換することによって実現されてもよい。

ハーフトーン処理部３１７は、階調補正部３１６により変換された画像データに、画像の種類に適したスクリーニングを施す。ハーフトーン処理部３１７は、写真画像やグラフィック画像が階調性に優れた画像となるように、例えば、１９０Ｄｏｔスクリーンに基づいて画像データを変換する。ハーフトーン処理部３１７は、文字画像が鮮明に印刷されるように、例えば、２３０Ｄｏｔスクリーンに基づいて画像データを変換する。ハーフトーン処理部３１７は、高解像度の画像がモアレの抑制された画像となるように、例えば、誤差拡散法に基づいて画像データを変換する。

ハーフトーン処理部３１７は、入力された画像データがページ記述言語を用いて作成されたプリント用の画像データであった場合、１９０Ｄｏｔスクリーン、２３０Ｄｏｔスクリーン、及び誤差拡散法に基づいて画像データを変換する。一方、リーダ部４００が読み取った原稿の文字画像以外の画像を印刷する場合には、コピアスクリーンに基づいて、リーダ部４００から転送された画像データを変換する。

なお、１９０Ｄｏｔスクリーンに基づいて処理された画像（中間調）の拡大図を図４（ａ）に示す。同様に、２３０Ｄｏｔスクリーンに基づいて処理された画像（中間調）の拡大図を図４（ｂ）に示し、コピアスクリーンに基づいて処理された画像（中間調）の拡大図を図４（ｃ）に示し、誤差拡散法に基づいて処理された画像（中間調）の拡大図を図４（ｄ）に示す。なお、前述の各スクリーンは一例であり、本発明をこれら特定のスクリーンに限定するものではない。

また、メモリ３１０に記憶された階調補正テーブルＬＵＴ＿ＳＣ１は、グラフィック画像の画像データを変換するための変換条件である。同様に、階調補正テーブルＬＵＴ＿ＳＣ２は、文字画像の画像データを変換するための変換条件である。階調補正テーブルＬＵＴ＿ＳＣ３はリーダ部４００から入力された画像データを変換するための変換条件である。階調補正テーブルＬＵＴ＿ＳＣ４は写真画像の画像データを変換するための変換条件である。

ハーフトーン処理部３１７によりスクリーニングが施された画像データはプリント部１０１に入力される。プリント部１０１は、入力された画像データに基づく画像をシート１１０上に形成する。

パターンジェネレータ３０５は測定用画像データを出力する。プリント部１０１は、パターンジェネレータ３０５から出力された測定用画像データに基づいて、中間転写ベルト１０６に担持された画像と当該画像に隣接する画像との間の領域に測定用画像を形成する。ＣＰＵ３００は、中間転写ベルト１０６上の測定用画像がセンサ１１７の測定位置を通過するタイミングにおいてセンサ出力値を取得し、前述の輝度濃度変換テーブルを参照して測定用画像の濃度を決定する。

γＬＵＴ生成部３０７は、ＣＰＵ３００とセンサ１１７とにより測定された測定用画像の濃度と、予め決定された目標濃度とに基づいて階調補正テーブル（γＬＵＴ）を生成する。なお、測定用画像は、色毎に、且つ、スクリーン毎に形成される。γＬＵＴ生成部３０７は、各測定用画像を測定した結果に基づいて、測定用画像に対応する階調補正テーブルを生成する。

（濃度調整制御）
続いて、濃度調整制御について説明する。画像形成装置１００は、自動階調補正、階調補正Ａ、及びＢの３つの濃度調整制御を実行可能である。

自動階調補正は、プリント部１０１によってシート１１０にパターン画像を形成させ、濃度センサ２００、又は、リーダ部４００により測定されたパターン画像の濃度に基づいて階調補正テーブルを生成する制御である。シート１１０に形成されるパターン画像は、１スクリーン、且つ、１色につき２２階調分形成される。シート１１０に形成されるパターン画像は、４色、且つ、４スクリーン分形成される。

ところで、自動階調補正は、シート１１０上にパターン画像を形成しなければならないので、シート１１０が消費されてしまう。そこで、シート１１０を消費せずに階調補正テーブルを補正する階調補正Ａ、及びＢが実行可能である。

階調補正Ａは、生産性を維持しながら階調補正テーブルを更新する濃度調整制御である。階調補正Ａは、画像形成中に高頻度に階調補正テーブルを更新する。

階調補正Ａは、複数の画像が形成されている間に、プリント部１０１に、中間転写ベルト１０６上の隣接する画像の間に測定用画像ＰＡを形成させ、センサ１１７による測定用画像ＰＡの測定結果に基づいて階調補正テーブルを生成する制御である。測定用画像ＰＡは、１９０Ｄｏｔスクリーンに基づいて処理された測定用画像、２３０Ｄｏｔスクリーンに基づいて処理された測定用画像、及び、コピアスクリーンに基づいて処理された測定用画像を含む。

測定用画像ＰＡは、１スクリーンにつき５階調分形成される。さらに、測定用画像ＰＡは、隣接する画像の間の１階調ずつしか形成されない。これは、画像形成装置の生産性を向上させるためである。そのため、５階調分の測定結果が取得されるまで階調補正テーブルは更新されない。

一方、階調補正Ｂは、階調補正Ａよりも生産性を低下させてしまうが、階調補正Ａよりも高精度に画像濃度を目標濃度に補正できる。階調補正Ｂは、階調補正Ａにより形成される測定用画像ＰＡよりも階調数が多い測定用画像ＰＢを形成し、階調補正テーブルを補正する。

階調補正Ｂは、プリント部１０１によって中間転写ベルト１０６上に測定用画像ＰＢを形成させ、センサ１１７による測定用画像ＰＢの測定結果に基づいて階調補正テーブルを生成する制御である。なお、測定用画像ＰＢも測定用画像ＰＡと同様に、１９０Ｄｏｔスクリーンに基づいて処理された測定用画像、２３０Ｄｏｔスクリーンに基づいて処理された測定用画像、及び、コピアスクリーンに基づいて処理された測定用画像を含む。

測定用画像ＰＢは、１スクリーンにつき１０階調分形成される。さらに、測定用画像ＰＢは、隣接する画像の間に３スクリーン、且つ、１０階調分が形成される。

続いて、測定用画像ＰＡ、及びＰＢの画像信号値とフィードバック率（ＦＢ率）とを表１に示す。測定用画像ＰＡを形成するための測定用画像データの画像信号値は２０％、４０％、６０％、８０％、及び１００％（最大濃度）である。一方、測定用画像ＰＢを形成するための測定用画像データの画像信号は１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、及び１００（最大濃度）である。

測定用画像ＰＡと測定用画像ＰＢとは階調数の違いだけではなく、フィードバック率（ＦＢ率）も異なる。ここで、フィードバック率（ＦＢ率）とは、測定用画像の濃度と目標濃度との差ΔＤに対して補正する割合を示している。階調制御Ａにおいては、測定用画像の濃度と目標濃度との差ΔＤの４０％分が補正されるように、階調補正テーブルが生成される。階調制御Ｂにおいては、測定用画像の濃度が目標濃度となるように、階調補正テーブルが生成される。

階調補正Ａにおいては、連続して形成されたＸページ目の画像とＸ＋１ページ目の画像との濃度差を抑制するために、フィードバック率が４０％に設定されている。一方、階調補正Ｂにおいては、フィードバック率が１００％に設定されている。画像形成装置１００は、プリント部１０１により形成される画像に急激な濃度の変動が生じる可能性が高い場合に、階調補正Ｂが実行されるからである。例えば、階調補正Ｂは、電源がＯＮされた場合や、大量にモノクロ画像が印刷された後にカラー画像が印刷される場合に実行される。つまり、階調補正Ｂは、印刷される画像に連続性が無い状況下において実行される。

次に、階調補正Ａ、及びＢにおいて中間転写ベルト１０６上に形成される測定用画像ＰＡ、及びＰＢを図５に基づいて説明する。

図５（ａ）は、カラーモードが実行され、カラー画像が形成されている間に、中間転写ベルト１０６上に形成される各色の測定用画像ＰＡ＿Ｃ、ＰＡ＿Ｍ、ＰＡ＿Ｙ、及びＰＡ＿Ｋの様子を示した模式図である。測定用画像ＰＡ＿Ｃはシアンの測定用画像であり、測定用画像ＰＡ＿Ｍはマゼンタの測定用画像であり、測定用画像ＰＡ＿Ｙはイエローの測定用画像であり、測定用画像ＰＡ＿Ｋはブラックの測定用画像である。

図５（ｂ）は、モノクロモードが実行され、モノクロ画像が形成されている間に、中間転写ベルト１０６上に形成されるブラックの測定用画像ＰＡ＿Ｋの様子を示した模式図である。モノクロモードが実行されている間、測定用画像ＰＡ＿Ｃ、ＰＡ＿Ｍ、及びＰＡ＿Ｙは中間転写ベルト１０６上には形成されない。

モノクロモードが実行された場合、少量のモノクロ画像が形成された後にカラー画像が形成される場合であってもダウンタイムが抑制されるように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０６と、ステーション１２０、１２１、及び１２２とが離間されない。さらに、モノクロモードが実行されている間、イエロー、マゼンタ、及びシアンの現像器１１２内の現像剤が劣化しないように、イエロー、マゼンタ、及びシアンの現像スリーブ１２の回転駆動は停止されている。つまり、イエロー、マゼンタ、及びシアンの現像スリーブ１２は第２の回転体として機能し、ブラックの現像スリーブ１２は第１の回転体として機能する。

そのため、モノクロモードにおいては、シアン、マゼンタ、及びイエローの測定用画像は形成されず、シアン、マゼンタ、及びイエローの階調補正テーブルは更新されない。さらに、シアン、マゼンタ、及びイエローの現像スリーブ１２が回転駆動されないので、シアン、マゼンタ、及びイエローの現像器１１２内のトナーの帯電量は低下してしまう。トナーの帯電量が変化してしまうと画像の濃度も変化するので、モノクロモードにおいて複数のモノクロ画像が連続して形成された後にカラーモードにおいてカラー画像を形成する場合には、カラー画像の濃度が変化してしまう可能性が高い。

そこで、画像形成装置１００は、モノクロモードが実行されてモノクロ画像が連続して所定のページ数以上形成された後にフルカラーモードが実行される場合、フルカラー画像が形成される前に階調制御Ｂが実行される。所定のページ数は、例えば、１０００ページとする。図５（ｃ）は、モノクロモードにおいてモノクロ画像が連続して１０００ページ以上形成された後にカラーモードが実行される場合、カラー画像が形成される前に、中間転写ベルト１０６上に形成される測定用画像ＰＢの様子を示した模式図である。

大量にモノクロ画像が形成された後にカラー画像が形成される場合、イエロー、マゼンタ、及びシアンの現像器１１２内のトナーの帯電量が低下していて、カラー画像の濃度が目標濃度に制御できない可能性があった。大量にモノクロ画像が形成された後にカラー画像を形成する場合には、カラー画像が形成される前に階調補正Ｂが実行され、イエロー、マゼンタ、及びシアンの現像器１１２内のトナーの帯電量に適した階調補正テーブルが生成される。そのため、大量にモノクロ画像が形成された後にカラー画像を形成する場合であっても、カラー画像の濃度の変化を抑制することができる。

（画像形成処理）
次に、画像形成装置１００のＣＰＵ３００が実行する階調制御Ａ、及びＢを図６のフローチャートに基づいて説明する。ＣＰＵ３００は、リーダ部４００から原稿に対応するコピー用の画像データが入力された場合や、Ｉ／Ｆ部３０２を介して転送されたプリント用の画像データが入力された場合に、画像形成動作を開始する。

ＣＰＵ３００は、先ず、モノクロ画像を形成するモノクロモードが選択されているか否かを判定する（Ｓ１００）。ステップＳ１００において、ＣＰＵ３００は、操作部１８０からモノクロモードが選択されていれば、ステップＳ１０１へ移行する。或いは、Ｉ／Ｆ部３０２を介して、モノクロモードでの画像形成を指示する信号が入力された場合、ステップＳ１０１へ移行する。

ＣＰＵ３００は、モノクロモードが選択された場合に階調補正Ａを実行する。ＣＰＵ３００は、測定用画像ＰＡのスクリーンと画像信号値とを決定する（Ｓ１０１）。次いで、ＣＰＵ３００は、プリント部１０１を制御して画像データに基づいて画像を形成する（Ｓ１０２）と共に、中間転写ベルト１０６上の前述の領域に測定用画像ＰＡを形成する（Ｓ１０３）。モノクロモードが実行されている場合、中間転写ベルト１０６上にはブラックの測定用画像ＰＡ＿Ｋだけが形成される。

階調補正Ａにおいて、測定用画像ＰＡは、１ページ分の画像を形成する度に１色毎に１つしか形成されない。そのため、ＣＰＵ３００は、ステップＳ１０１において、測定用画像ＰＡを形成するための画像信号値を、表１に示した画像信号値（２０％、４０％、６０％、８０％、及び１００％）の中から１つ選択する。さらに、ＣＰＵ３００は、ステップＳ１０１において、測定用画像ＰＡのスクリーンを、１９０Ｄｏｔスクリーン、２３０Ｄｏｔスクリーン、及びコピアスクリーンの中から１つ選択する。

そして、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ３００は、パターンジェネレータ３０５に、選択された画像信号値の測定用画像データを出力させ、階調補正部３１６に、選択されたスクリーンに対応する階調補正テーブルに基づいて測定用画像データを補正させる。続いて、ＣＰＵ３００は、ハーフトーン処理部３１７に、選択されたスクリーンに基づいて画像データを変換させ、プリント部１０１を制御して、中間転写ベルト１０６上に測定用画像ＰＡを形成させる。

続いて、ＣＰＵ３００は、センサ１１７により測定用画像ＰＡの濃度を測定し（Ｓ１０４）、測定データの数が階調補正テーブルを更新するために必要な数だけ揃ったか否かを判定する（Ｓ１０５）。ステップＳ１０５において、スクリーン毎に予め決まっている数の測定データが揃っていない場合、ＣＰＵ３００は、階調補正テーブルを補正せずに、次の１ページ分の画像形成の準備を行う。測定用画像ＰＡの濃度（測定データ）はＲＡＭ３０９に記憶される。

一方、ステップＳ１０５において、必要な数の測定データが揃った場合、ＣＰＵ３００は、測定データに基づいて階調補正テーブルを生成し（Ｓ１０６）、次の１ページ分の画像形成の準備を行う。ステップＳ１０６において、γＬＵＴ生成部３０７は、測定用画像ＰＡの濃度と目標濃度とに基づいて、測定用画像ＰＡのスクリーン、及び色に対応する階調補正テーブルを生成する。モノクロモードが実行されている場合、測定用画像ＰＡはブラックの測定用画像しか形成されないので、ブラックの画像に対応する階調補正テーブルが生成される。

ここで、図７は、γＬＵＴ生成部３０７が階調補正テーブルを生成する概念を説明するための図である。横軸は画像信号値であり、縦軸は濃度である。実線は、画像信号と目標濃度との対応関係を示した理想的な階調特性である。破線は、センサ１１７により測定された測定用画像ＰＡの濃度から線形補間によって演算されたプリント部１０１の階調特性である。画像信号値ｉの濃度Ｄｉを目標濃度Ｄｉｔｇｔに変換するためには、画像信号値ｉが、画像信号値ｉの目標濃度Ｄｉｔｇｔに対応した画像信号値ｉｔｇｔに変換されればよい。γＬＵＴ生成部３０７は、画像信号値ｉを画像信号値ｉｔｇｔに変換するテーブルを階調補正テーブルとして生成する。

図６のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ１００においてモノクロモードが選択されていない場合、ＣＰＵ３００は、階調補正Ｂを実行するタイミングであるか否かを判定するために、前回の画像形成モードがモノクロモードであったか否かを判定する（Ｓ１０７）。

ステップＳ１０７において、前回の画像形成モードがモノクロモードではなかった場合、ＣＰＵ３００は、階調補正Ｂの実行タイミングではないと判定する。そして、ＣＰＵ３００は階調補正Ａを実行するために、測定用画像ＰＡのスクリーンと画像信号値とを決定し（Ｓ１０１）、現在の画像形成モードに基づいて画像を形成する（Ｓ１０２）と共に、測定用画像ＰＡを中間転写ベルト１０６上に形成する（Ｓ１０３）。カラーモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡは４色分の測定用画像ＰＡが形成される。そのため、ＣＰＵ３００は、ステップＳ１０１において、色毎にスクリーンと画像信号値を選択する。ステップＳ１０４以降の工程は前述の説明と同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、ステップＳ１０６において、カラーモードが実行されている場合、測定用画像ＰＡはシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの測定用画像が形成されるので、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの画像に対応する階調補正テーブルが生成される。

また、ステップＳ１０７において、前回の画像形成モードがモノクロモードであった場合、ＣＰＵ３００は、階調補正Ｂを実行するタイミングであるか否かを判定するために、モノクロ画像が連続して１０００ページ以上形成されたか否かを判定する（Ｓ１０８）。ＣＰＵ３００は、例えば、モノクロ画像の画像形成枚数をカウントするカウンタを有する。ＣＰＵ３００は、モノクロ画像が１ページ分形成される度にカウンタの値を１ずつ増加させる。なお、モノクロ画像が形成された後に、カラー画像が形成された場合、ＣＰＵ３００はカウンタの値を０に設定する。これによって、ＣＰＵ３００は、カウンタの値に基づいて、モノクロ画像が連続して１０００ページ以上形成されたか否かを判定できる。

ステップＳ１０８において、モノクロ画像が連続して１０００ページ以上形成されていない場合、ＣＰＵ３００は、階調補正Ｂの実行タイミングではないと判定する。そして、ＣＰＵ３００は階調補正Ａを実行するために、ステップＳ１０１へ移行する。

一方、ステップＳ１０８において、モノクロ画像が連続して１０００ページ以上形成されていた場合、ＣＰＵ３００は、階調補正Ｂの実行タイミングであると判定する。ＣＰＵ３００は、カラー画像が形成される前に、現像スリーブ１２を所定時間回転させた後、プリント部１０１を制御して、測定用画像ＰＢを中間転写ベルト１０６上に形成させる（Ｓ１０９）。

階調補正Ｂにおいて、測定用画像ＰＢは、色毎に１０階調ずつ、１９０Ｄｏｔスクリーン、２３０Ｄｏｔスクリーン、及びコピアスクリーンの全てのスクリーンに基づいて形成される。ＣＰＵ３００は、測定用画像ＰＢを形成するための画像信号値として、表１に示した画像信号値（１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、及び１００、）を全て選択する。さらに、ＣＰＵ３００は、測定用画像ＰＢのスクリーンとして、１９０Ｄｏｔスクリーン、２３０Ｄｏｔスクリーン、及びコピアスクリーンを選択する。

ステップＳ１０９において、ＣＰＵ３００は、パターンジェネレータ３０５に、選択された画像信号値の測定用画像データを順次出力させ、階調補正部３１６に、選択されたスクリーンに対応する階調補正テーブルに基づいて測定用画像データを補正させる。続いて、ＣＰＵ３００は、ハーフトーン処理部３１７に、選択されたスクリーンに基づいて測定用画像データを変換させ、プリント部１０１を制御して、中間転写ベルト１０６上に測定用画像ＰＢを形成させる。

続いて、ＣＰＵ３００は、センサ１１７により測定用画像ＰＢの濃度を測定し（Ｓ１１０）、１０階調分の測定データに基づいて階調補正テーブルを生成（Ｓ１１１）した後、カラー画像を形成するためにステップＳ１０１へ移行する。ステップＳ１１１において、γＬＵＴ生成部３０７は、１０階調分の測定用画像ＰＢの濃度と目標濃度とに基づいて、測定用画像ＰＢのスクリーン、及び色に対応する階調補正テーブルを生成する。

画像形成装置１００は、複数のモノクロ画像を連続して閾値以上形成した後にカラー画像を形成する場合は、カラー画像を形成する前に、階調補正Ｂを実行し、各色の画像の階調補正テーブルを更新するので、カラー画像の濃度の変化を抑制することができる。さらに、画像形成装置１００は、測定用画像ＰＢを形成する前に、現像スリーブ１２を所定時間回転駆動させるので、モノクロ画像を形成している間に低下した現像剤（トナー）の帯電量を増加させることができる。現像剤（トナー）の低帯電量の場合、画像形成中に、現像剤の帯電量が急激に上昇する可能性がある。そのため、現像剤（トナー）の帯電量が増加させた状態でカラー画像の形成が開始されるので、画像形成中に現像剤（トナー）の帯電量が急激に変化することを抑制できる。これによって、画像形成中に階調補正Ａを実行することによって、画像の濃度が急激に変化することを抑制することができる。

（測定用画像ＰＡの形成順序）
階調補正Ａにおいては、５階調分の測定データが揃うまで階調補正テーブルが更新されないので、急激な濃度の変動が生じた場合には、画像濃度の変化を高精度に抑制できない可能性がある。そこで、画像形成装置１００は、ユーザが色味を安定させたいグラフィック画像の濃度の変化を高精度に抑制できるように、測定用画像ＰＡのスクリーンの優先順位が決まっている。

各スクリーン、及び誤差拡散法の説明と使用用途とを以下に記載する。
１９０Ｄｏｔスクリーン：写真画像やグラフィック画像が印刷される際に使用する。使用頻度が高く、色再現が重要な人物写真にも使用される。
２３０Ｄｏｔスクリーン：文字画像が印刷される際に使用する。１９０Ｄｏｔスクリーンよりも線数が高く、ハーフトーン文字のジャギーが目立ちにくい。文字画像の濃度はユーザが意図して指定している場合が多い。
コピアスクリーン：コピー用の画像の文字画像以外の画像が印刷される際に使用する。コピー用の画像はプリント用の画像に比べると階調性、解像度、粒状性が低い。
誤差拡散法：地図モードや、コピー用の画像の文字画像が印刷される際に使用する。また、プリンタ用の画像が印刷される際にユーザによって指定された場合に使用する。高解像度の画像を印刷するのに適している。画像にモアレを生じにくくさせる。

画像形成装置１００は、ユーザが色味の変動を抑制させたい１９０Ｄｏｔスクリーンと２３０Ｄｏｔスクリーンとに対応する測定用画像ＰＡは５階調ずつ形成する。これによって、グラフィック画像や写真画像の階調特性を広範囲に亘って高精度に補正できる。また、画像形成装置１００は、コピアスクリーンに対応する測定用画像ＰＡは１階調だけ形成する。

コピアスクリーンに対応する測定用画像ＰＡは１階調しか形成されないので、γＬＵＴ生成部３０７は、予め記憶されたモデル式に基づいて１階調の測定用画像ＰＡの濃度から階調特性を算出し、コピアスクリーン用の階調補正テーブルを生成する。なお、プリント画像に使用される１９０Ｄｏｔスクリーンや２３０Ｄｏｔスクリーンの階調数コピアスクリーンに対応する測定用画像ＰＡの階調数よりも少ないので、プリント画像はコピー画像よりも階調特性を高精度に補正することができる。

図８は、階調補正Ａにおいて形成される測定用画像ＰＡのスクリーンと画像信号値とを示すチャートである。１２ページ分の画像が形成されている間に、１９０Ｄｏｔスクリーンに対応する測定用画像が５個、２３０Ｄｏｔスクリーンに対応する測定用画像が５個、コピアスクリーンに対応する測定用画像が１個、合計１１個の測定用画像が形成される。画像形成装置１００は、１１個の測定用画像ＰＡを繰り返し形成する。画像形成装置１００は、１１ページ分の画像が形成される度に、各スクリーンに対応する階調補正テーブルを更新する。

コピー画像を形成するために使用されるコピアスクリーンは、プリント画像を形成するために使用される１９０Ｄｏｔスクリーンや２３０Ｄｏｔスクリーンよりも階調数を減らしている。これによって、プリント画像を形成するために使用される階調補正テーブルを、低濃度から高濃度までの広範囲において高精度に補正することができる。さらに、プリント画像を形成するために使用される階調補正テーブルを、高頻度に更新することができるので、画像の濃度が急激に変化する場合であっても、プリント画像の濃度を安定させることができる。

また、上記構成においては、モノクロ画像が連続して１０００ページ以上形成された後にカラー画像を形成する場合に階調補正Ｂが実行される構成としたが、カラー画像の濃度が変化することが予測される場合に階調補正Ｂが実行されればよい。

また、上記構成においては、モノクロモードにおいてイエロー、マゼンタ、及びシアンの現像スリーブ１２が回転駆動されない構成としたが、これら現像スリーブ１２が回転駆動される場合にも同様にトナーの帯電量が変化してしまう。そのため、モノクロモードが実行されている間にイエロー、マゼンタ、及びシアンの現像スリーブ１２が回転駆動される構成であっても、連続して形成されたモノクロ画像の数が閾値よりも多い場合に、カラー画像が形成される前に階調補正Ｂが実行されてもよい。

また、上記構成においては、中間転写ベルト１０６上に形成された測定用画像を測定する位置にセンサ１１７が４つ設けられた構成としたが、各感光ドラム１０５上に形成された測定用画像を測定する位置にセンサ１１７が設けられた構成としてもよい。例えば、中間転写ベルト１０６の色が黒色であり、ブラックの測定用画像の測定精度が低下してしまう場合には、ブラックの測定用画像はブラックの感光ドラム１０５に設けられたセンサ１１７によって測定される構成とすればよい。ブラックの測定用画像はブラックの感光ドラム１０５に設けられたセンサ１１７によって測定され、シアン、マゼンタ、及びイエローの測定用画像は中間転写ベルト１０６に設けられたセンサ１１７によって測定される。ブラックの感光ドラム１０５に設けられたセンサ１１７は、第１感光体上の第１測定用画像を測定するための第１測定部として機能し、中間転写ベルト１０６に設けられたセンサ１１７は、像担持体上の第２測定用画像を測定するための第２測定部として機能する。

また、上記構成においては、モノクロモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率と、カラーモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率とは同じ値とした。しかし、モノクロモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率と、カラーモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率とを異なる値としてもよい。

モノクロモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率と、カラーモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率とは、測定用画像ＰＢに対応するフィードバック率よりも低ければよい。

なお、モノクロモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率は第１フィードバック係数に相当する。カラーモードが実行されている間に形成される測定用画像ＰＡに対応するフィードバック率は第１フィードバック係数に相当する。測定用画像ＰＢに対応するフィードバック率は第２フィードバック係数に相当する。

本発明によれば、複数のモノクロ画像が連続して形成された後にカラー画像が形成される場合であっても、カラー画像の濃度の変化を高精度に抑制することができる。

１１７ センサ
１２０ ステーション
１２１ ステーション
１２２ ステーション
１２３ ステーション
３００ ＣＰＵ
３０７ γＬＵＴ生成部
３１６ 階調補正部

Claims (7)

1. 変換条件に基づいて画像データを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画像データに基づいて、黒色の画像を形成する第１画像形成手段と、
   前記変換手段により変換された前記画像データに基づいて、前記黒色と異なる他の色の画像を形成する第２画像形成手段と、
   前記第１画像形成手段により形成された前記黒色の画像と前記第２画像形成手段により形成された前記他の色の画像とをシートへ転写する転写手段と、
   測定用画像を測定する測定手段と、
   前記第１画像形成手段に第１測定用画像を形成させ、前記第２画像形成手段に第２測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第１測定用画像と前記第２測定用画像とを測定させ、前記測定手段の測定結果と第１フィードバック係数とに基づいて前記変換条件を生成する第１処理を実行し、
   前記第１画像形成手段に第３測定用画像を形成させ、前記第２画像形成手段に第４測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第３測定用画像と前記第４測定用画像とを測定させ、前記測定手段の測定結果と第２フィードバック係数とに基づいて前記変換条件を生成する第２処理を実行する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、黒色のモノクロ画像をシートに形成するモノクロモードから有彩色のカラー画像をシートに形成するカラーモードへ移行した場合に前記第２処理を実行するか否かを、前記モノクロモードにおいて前記モノクロ画像が形成された前記シートの数に基づいて制御し、
   前記測定手段の測定結果と目標測定結果との差に対する前記第２フィードバック係数を用いた場合の補正量の割合が、前記差に対する前記第１フィードバック係数を用いた場合の補正量の割合よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２フィードバック係数の絶対値は前記第１フィードバック係数の絶対値より大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記変換条件は、前記第１画像形成手段により形成される前記黒色の画像の階調特性を補正するための第１変換条件と、前記第２画像形成手段により形成される前記他の色の画像の階調特性を補正するための第２変換条件とを有し、
   前記制御手段は、前記第１処理において、前記第１測定用画像の前記測定結果と前記第１フィードバック係数とに基づいて前記第１変換条件を生成すると共に、前記第２測定用画像の前記測定結果と前記第１フィードバック係数とに基づいて前記第２変換条件を生成し、
   前記制御手段は、前記第２処理において、前記第３測定用画像の測定結果と前記第２フィードバック係数とに基づいて前記第１変換条件を生成すると共に、前記第４測定用画像の測定結果と前記第２フィードバック係数とに基づいて前記第２変換条件を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記モノクロモードから前記カラーモードへ移行した場合、前記モノクロモードにおいて前記モノクロ画像が形成された前記シートの数が所定数以上ならば、前記第２処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１画像形成手段により形成された前記黒色の画像と、前記第２画像形成手段により形成された前記他の色の画像とを担持する像担持体を更に有し、
   前記測定手段は、前記像担持体に形成された前記測定用画像を測定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１画像形成手段により形成された前記黒色の画像と、前記第２画像形成手段により形成された前記他の色の画像とを担持する像担持体を更に有し、
   前記第１画像形成手段は、回転駆動される第１の感光体と、前記第１の感光体に静電潜像を形成する第１潜像形成手段と、第１の回転体に担持された現像剤を用いて前記第１潜像形成手段により形成された前記静電潜像を現像する第１の現像手段とを有し、
   前記第２画像形成手段は、回転駆動される第２の感光体と、前記第２の感光体に静電潜像を形成する第２潜像形成手段と、第２の回転体に担持された現像剤を用いて前記第２潜像形成手段により形成された前記静電潜像を現像する第２の現像手段とを有し、
   前記測定手段は、前記第１の感光体に形成された前記第１測定用画像と前記第３測定用画像を測定する第１測定部と、前記像担持体に形成された前記第２測定用画像と前記第４測定用画像を測定する第２測定部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第２測定用画像の階調の種類は前記第４測定用画像の階調の種類よりも多いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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