JP6923305B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に電子写真方式の画像形成装置に適用される画質調整技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、所望の画質が得られる様に、所定の色空間（例えばＣＭＹＫ色空間）を構成する各色の階調ごとに、制御パラメータの値が予め設定されている。一方、同じ制御パラメータの値で画像形成装置が制御されていたとしても、環境（温度や湿度等）の変化や装置の経年劣化等の影響により階調が変化し、所望の階調を再現することが困難になることがある。

このため、階調を補正する様々な技術が、従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。階調補正には、通常、各色の濃度変化を示すテストパターンが用いられる。ここで、濃度変化は、網点やドットラインにより表現されることが多い。そして、所望の階調が再現される様に、テストパターンに示された各色の濃度変化に基づいて制御パラメータの値が補正される。

特開２００４−１７９７６８号公報

しかしながら、テストパターンにおける同じ色の同じ階調を表すパッチでさえも、いつも同じ濃度を再現することができるとは限らないという問題があった。そして、その主な原因として、単一ドットやドットラインにおいて、サイズ、濃度分布、エッジ形状等の状態についての再現性が低下していることが挙げられる。このため、従来の技術では、高い精度での階調補正を実現することが困難であった。

そこで本発明の目的は、高い精度での階調補正を可能にする画像形成装置を提供することである。

本発明に係る第１の画像形成装置は、トナー像形成部と、情報取得部と、制御部とを備える。トナー像形成部は、像担持体に静電潜像を形成する露光部と、静電潜像を顕像化させてトナー像を形成する現像部と、トナー像を転写ベルトに転写する転写ローラとを含む。情報取得部は、転写ベルトへのトナー像の転写後、用紙に定着させるまでの間に、当該トナー像の光学情報を取得する。そして、制御部は、処理（i）及び（ii）を実行する。即ち、処理（i）では、制御部は、トナー像形成部に、単一ドットのトナー像及び単一ドットが所定方向に一列又は複数列に並んで構成されるドットラインのトナー像の少なくとも何れか一方を試験像として形成させ、形成された試験像の光学情報を情報取得部に取得させる。処理（ii）では、制御部は、情報取得部に取得させた光学情報から得られる試験像の状態に基づき、トナー像形成部におけるトナー像の形成条件を補正する。

上記画像形成装置によれば、単一ドットやドットラインである試験像の状態が補正されることにより、それらの状態についての再現性が高まる。従って、階調補正に利用されるテストパターンの形成時において、各色の濃度変化についての再現性が高まる。

上記画像形成装置において、試験像の状態には、サイズ、濃度分布、及びエッジ形状の少なくとも何れか１つが含まれていることが好ましい。

上記画像形成装置において、制御部は、処理（iii）及び（iv）を更に実行することが好ましい。即ち、処理（iii）では、制御部は、情報取得部に取得させた光学情報から、転写ベルトへの試験像の転写時に生じ得るトナーの飛散痕の有無を検知する。処理（iv）では、制御部は、処理（iii）での検知結果に基づき、必要に応じて転写ローラによる転写の条件を補正する。

上記構成によれば、中間ベルトへの試験像の転写時に生じ得るトナーの飛散が抑制される。よって、上記画像形成装置において、制御部が実行する補正処理への飛散痕の影響が除去され、その結果として高い精度での補正処理が実現される。

上記画像形成装置において、制御部は、処理（i）にて、トナー像形成部に、転写ベルトの幅方向についての異なる複数の位置の各々に試験像を形成させてもよい。この構成において、それらの複数の位置の各々に対応して情報取得部が設けられていることが好ましい。又、処理（ii）において、制御部は、各位置の試験像の光学情報を用いることにより、位置ごとにトナー像の形成条件を補正することが好ましい。

上記構成によれば、転写ベルトの幅方向についての位置の違いによって生じ得る単一ドットやドットラインの状態（サイズ、濃度分布、エッジ形状等）のバラツキが、補正される。

本発明に係る画像形成装置によれば、高い精度での階調補正が可能になる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部を示した概念図である。 画像形成装置のブロック図である。 サイズ補正処理の流れを示したフローチャートである。 濃度分布補正処理の流れを示したフローチャートである。 エッジ形状補正処理の流れを示したフローチャートである。 飛散抑制処理の流れを示したフローチャートである。 他の実施形態における撮像部の配置を示した平面図である。 サイズ補正処理と濃度分布補正処理とが組み合わされたときの流れを示したフローチャートである。 サイズ補正処理とエッジ形状補正処理とが組み合わされたときの流れを示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面に沿って説明する。

［１］第１実施形態
［１−１］画像形成装置の構成
図１及び図２に示される様に、画像形成装置は、画像データに基づき電子写真方式の画像形成処理を行うことにより、用紙Ｚへの画像印刷を行う。具体的には、画像形成装置は、その要部として、４つのトナー像形成部１、中間転写ベルト２、二次転写ローラ３、定着部４、撮像部５、記憶部６、及び制御部７を備える。

＜トナー像形成部＞
本実施形態の画像形成装置では、使用する色空間としてＣＭＹＫ空間が採用されている。そして、４つのトナー像形成部１は、ＣＭＹＫ空間を構成する４色（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）のトナー像をそれぞれ形成するものである。尚、使用する色空間に応じて、トナー像形成部１の設置数が変更されてもよい。例えば、モノクロの画像形成装置の場合、トナー像形成部１は１つとなる。

トナー像形成部１の各々は、感光体ドラム１１、帯電部１２、露光部１３、現像部１４、一次転写ローラ１５、及びクリーニング部１６を有する。

感光体ドラム１１は、静電潜像担持体である。帯電部１２は、感光体ドラム１１を、その周面の電位が所定電位となる様に帯電させる。露光部１３は、帯電された感光体ドラム１１の周面にレーザＬを照射することにより、画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像部１４は、感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像を顕像化させてトナー像を形成する。具体的には、現像部１４は、現像ローラにバイアス（現像バイアス）を印加することにより、現像ローラの周面に付着しているトナーを、現像位置にて感光体ドラム１１の周面へ移動させる。これにより、静電潜像が顕像化されて、トナー像が形成される。形成されたトナー像は、感光体ドラム１１の回転より、中間転写ベルト２への転写（一次転写）が実行される位置まで搬送される。

一次転写ローラ１５は、感光体ドラム１１に担持されているトナー像を中間転写ベルト２に転写する。具体的には、一次転写ローラ１５は、自身にバイアス（転写バイアス）が印加されることにより、トナー像を構成しているトナーに静電気力を生じさせ、その静電気力を利用してトナー像を中間転写ベルト２へ移動させる。

画像データに基づいて４つのトナー像形成部１によりそれぞれ形成される４色のトナー像は、互いにずれることがない様に中間転写ベルト２の同じ領域に転写される。これにより、４色のトナー像が重なり合い、中間転写ベルト２には、フルカラーのトナー像が形成される。このフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト２の周回により、用紙Ｚへの転写（二次転写）が実行される位置まで搬送される。

クリーニング部１６は、一次転写後に感光体ドラム１１の周面に残留したトナー及びその他の付着物（埃など）を除去する。これにより、次の画像形成処理の準備が行われる。

＜二次転写ローラ＞
二次転写ローラ３は、中間転写ベルト２に担持されているフルカラーのトナー像を用紙Ｚに転写する。具体的には、二次転写ローラ３は、自身にバイアスが印加されることにより、トナー像を構成しているトナーに静電気力を生じさせ、その静電気力を利用してトナー像を用紙Ｚへ移動させる。

＜定着部＞
定着部４は、加熱ローラ４１と、これに圧接された加圧ローラ４２とを有する。トナー像が転写された用紙Ｚは、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間に通されることにより、トナー像に対して適度な熱と圧力とが加えられる。ことにより、用紙Ｚにトナー像が固着される。

＜撮像部＞
撮像部５は、中間転写ベルト２に転写されたトナー像を撮像することにより、トナー像の光学情報である画像データを生成する。本実施形態では、撮像により得られる画像データにおいて、後述する単一ドットやドットラインの状態（サイズ、濃度分布、エッジ形状等）についての認識が可能となる様に、撮像部５には、高解像度のイメージセンサが用いられる。より具体的には、トナー像形成部１での形成が可能な単一ドットの解像度を基準として、その４倍以上の解像度を持ったイメージセンサが、撮像部５として用いられる。例えば、単一ドットの解像度が６００ｄｐｉであった場合、２４００ｄｐｉ以上の解像度を持ったイメージセンサが、撮像部５として好ましい。尚、撮像部５は、中間転写ベルト２に転写されたトナー像を撮像するものに限らず、中間転写ベルト２への転写後、用紙に定着させるまでの何れかの時点でトナー像を撮像するものであってもよい。

＜記憶部＞
記憶部６には、印刷に用いられる画像データや、画像形成装置の各部（トナー像形成部１等）の制御に用いられる制御パラメータ（レーザＬのデューティ、現像バイアス、転写バイアス等）の設定値が記憶される。

＜制御部＞
制御部７は、記憶部６に記憶されている画像データや設定値に基づいて、画像形成装置の各部を制御する。

［１−２］画像形成装置の制御
次に、画像形成装置において制御部７が行う制御の詳細について説明する。制御部７は、通常印刷処理を行うことに加えて、印刷物において所望の画質が得られる様に階調補正処理を行う。本実施形態では更に、制御部７は、高い精度での階調補正処理を可能にするべくサイズ補正処理を実行する。以下では、サイズ補正処理の詳細について、図３を参照して説明する。

制御部７は、先ず、トナー像形成部１の各々に、単一ドットのトナー像を試験像として形成させる（ステップＳ１０１）。次に、制御部７は、形成された試験像を撮像部５に撮像させることにより、試験像の画像データを取得する（ステップＳ１０２）。このとき、制御部７は、４つのトナー像形成部１にそれぞれ形成させた色の異なる単一ドットごとに画像データを取得してもよいし、これら全ての単一ドットを含んだ１つの画像データを取得してもよい。

但し、画像データの取得形態がどの様なものであったとしても、制御部７は、トナー像形成部１ごとに、そのトナー像形成部１に形成させた単一ドットに基づき、トナー像の形成条件を補正する。よって、以下では、ある１つのトナー像形成部１と、そのトナー像形成部１により形成された単一ドットとを対象として、ステップＳ１０３以降の処理について説明する。このことは、第２実施形態以降で説明する処理についても同様である。

ステップＳ１０２の後、制御部７は、取得した画像データから単一ドットのサイズを算出する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部７は、画像データにて単一ドットの画像を構成している画素を抽出すると共に、その構成画素の数をカウントすることにより、構成画素の総数（画素数Ｎ１）を単一ドットのサイズとして算出する。このとき、画素数Ｎ１として、所定方向（例えば、画像データに設定された二次元座標系の座標軸方向）における単一ドットの幅に対応する画素数を算出してもよい。

ステップＳ１０３の後、制御部７は、画素数Ｎ１（単一ドットのサイズ）を所定数Ｎｔ１と比較する（ステップＳ１０４）。ここで、所定数Ｎｔ１は、単一ドットの適切なサイズに対応するものとして予め設定された画素数Ｎ１の値である。具体的には、画素数Ｎ１が、所定数Ｎｔ１より大きい値、所定数Ｎｔ１に合致した値、所定数Ｎｔ１より小さい値の何れであるのかを、制御部７は判断する。尚、所定数Ｎｔ１のデータは、例えば記憶部６に記憶されており、制御部７は、必要に応じて記憶部６から所定数Ｎｔ１のデータを読み出す。

一例として、制御部７は、画素数Ｎ１と所定数Ｎｔ１との差分（Ｎ１−Ｎｔ１）が、所定範囲の上限値より大きい値、所定範囲内の値、所定範囲の下限値より小さい値の何れであるのかを判断する。ここで、所定範囲は、この範囲内であれば画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１に合致していると認められる範囲である。そして、「差分（Ｎ１−Ｎｔ１）は所定範囲の上限値より大きい値である」との判断結果は、「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１より大きい値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｎ１−Ｎｔ１）は所定範囲内の値である」との判断結果は、「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１に合致した値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｎ１−Ｎｔ１）は所定範囲の下限値より小さい値である」との判断結果は、「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１より小さい値である」との判断結果に相当する。

その後、制御部７は、ステップＳ１０４での比較結果に基づき、必要に応じて露光部１３による露光の条件を補正する（ステップＳ１０５及びＳ１０６）。具体的には、ステップＳ１０４での比較の結果、単一ドットのサイズを調整する必要が生じた場合、制御部７は、露光部１３から出力されるレーザＬのパワー（例えば、ピーク出力値やデューティ）を補正する。より具体的には以下の通りである。

ステップＳ１０４にて「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１より大きい値である（Ｎ１＞Ｎｔ１）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、単一ドットのサイズが適切なサイズとなる様、レーザＬのパワーを低下させる（ステップＳ１０５）。その後、制御部７は、ステップＳ１０１へ戻る。

一方、ステップＳ１０４にて「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１より小さい値である（Ｎ１＜Ｎｔ１）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、単一ドットのサイズが適切なサイズとなる様、レーザＬのパワーを上昇させる（ステップＳ１０６）。その後、制御部７は、ステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１０４にて「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１に合致した値である（Ｎ１＝Ｎｔ１）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、レーザＬのパワーを変更せずにステップＳ１０７へ移行する。

即ち、図３では、ステップＳ１０４にて「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１に合致した値である（Ｎ１＝Ｎｔ１）」との比較結果が得られる迄、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６が繰り返し実行される。尚、単一ドットに関するサイズ補正処理では、これに限定されず、ステップＳ１０４にて「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１より大きい値である（Ｎ１＞Ｎｔ１）」又は「画素数Ｎ１は所定数Ｎｔ１より小さい値である（Ｎ１＜Ｎｔ１）」との比較結果が得られた場合、レーザパワーを低下又は上昇させる補正処理を行った後、ステップＳ１０１に戻らずにステップＳ１０７へ移行してもよい。

ステップＳ１０７では、制御部７は、トナー像形成部１の各々に、単一ドットが所定方向に一列又は複数列に並んで構成されるドットライン（以下、単に「ドットライン」と称す。）のトナー像を試験像として形成させる。ここで、所定方向は、例えば、主走査方向や副走査方向である。次に、制御部７は、形成された試験像を撮像部５に撮像させることにより、試験像の画像データを取得する（ステップＳ１０８）。このとき、制御部７は、４つのトナー像形成部１にそれぞれ形成させた色の異なるドットラインごとに画像データを取得してもよいし、これら全てのドットラインを含んだ１つの画像データを取得してもよい。

但し、画像データの取得形態がどの様なものであったとしても、制御部７は、トナー像形成部１ごとに、そのトナー像形成部１に形成させたドットラインに基づき、トナー像の形成条件を補正する。よって、以下では、ある１つのトナー像形成部１と、そのトナー像形成部１により形成されたドットラインとを対象として、ステップＳ１０８以降の処理について説明する。このことは、第２実施形態以降で説明する処理についても同様である。

ステップＳ１０７の後、制御部７は、取得した画像データからドットラインの幅を算出する（ステップＳ１０９）。具体的には、制御部７は、画像データにてドットラインの画像を構成している画素を抽出すると共に、ドットラインの幅方向における構成画素の数をカウントする。これにより、制御部７は、幅方向における構成画素の総数（画素数Ｎ２）をドットラインのサイズとして算出する。

ステップＳ１０９の後、制御部７は、画素数Ｎ２（ドットラインの幅）を所定数Ｎｔ２と比較する（ステップＳ１１０）。ここで、所定数Ｎｔ２は、ドットラインの適切な幅に対応するものとして予め設定された画素数Ｎ２の値である。具体的には、画素数Ｎ２が、所定数Ｎｔ２より大きい値、所定数Ｎｔ２に合致した値、所定数Ｎｔ２より小さい値の何れであるのかを、制御部７は判断する。尚、所定数Ｎｔ２のデータは、例えば記憶部６に記憶されており、制御部７は、必要に応じて記憶部６から所定数Ｎｔ２のデータを読み出す。

一例として、制御部７は、画素数Ｎ２と所定数Ｎｔ２との差分（Ｎ２−Ｎｔ２）が、所定範囲の上限値より大きい値、所定範囲内の値、所定範囲の下限値より小さい値の何れであるのかを判断する。ここで、所定範囲は、この範囲内であれば画素数Ｎ２は所定数Ｎｔ２に合致していると認められる範囲である。そして、「差分（Ｎ２−Ｎｔ２）は所定範囲の上限値より大きい値である」との判断結果は、「画素数Ｎ２は所定数Ｎｔ２より大きい値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｎ２−Ｎｔ２）は所定範囲内の値である」との判断結果は、「画素数Ｎ２は所定数Ｎｔ２に合致した値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｎ２−Ｎｔ２）は所定範囲の下限値より小さい値である」との判断結果は、「画素数Ｎ２は所定数Ｎｔ２より小さい値である」との判断結果に相当する。

その後、制御部７は、ステップＳ１１０での比較結果に基づき、必要に応じて露光部１３による露光の条件を補正する（ステップＳ１１１及びＳ１１２）。具体的には、ステップＳ１１０での比較の結果、ドットラインの幅を調整する必要が生じた場合、制御部７は、露光部１３から出力されるレーザＬのパワー（例えば、ピーク出力値やデューティ）を補正する。より具体的には以下の通りである。

ステップＳ１１０にて「画素数Ｎ２が所定数Ｎｔ２より大きい値である（Ｎ２＞Ｎｔ２）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、ドットラインの幅が適切な幅となる様、レーザＬのパワーを低下させる（ステップＳ１１１）。その後、制御部７は、ステップＳ１０７へ戻る。

一方、ステップＳ１１０にて「画素数Ｎ２が所定数Ｎｔ２より小さい値である（Ｎ２＜Ｎｔ２）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、ドットラインの幅が適切な幅となる様、レーザＬのパワーを上昇させる（ステップＳ１１２）。その後、制御部７は、ステップＳ１０７へ戻る。

ステップＳ１１０にて「画素数Ｎ２が所定数Ｎｔ２に合致した値である（Ｎ２＝Ｎｔ２）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、レーザＬのパワーを変更せずにサイズ補正処理を終了し、階調補正処理へ移行する。

即ち、図３では、ステップＳ１１０にて「画素数Ｎ２が所定数Ｎｔ２に合致した値である（Ｎ２＝Ｎｔ２）」との比較結果が得られる迄、ステップＳ１０７〜Ｓ１１２が繰り返し実行される。尚、ドットラインに関するサイズ補正処理では、これに限定されず、ステップＳ１１０にて「画素数Ｎ２が所定数Ｎｔ２より大きい値である（Ｎ２＞Ｎｔ２）」又は「画素数Ｎ２が所定数Ｎｔ２より小さい値である（Ｎ２＜Ｎｔ２）」との比較結果が得られた場合、レーザパワーを低下又は上昇させる補正処理を行った後、ステップＳ１０７に戻らずにサイズ補正処理を終了してもよい。

階調補正処理では、制御部７は、トナー像形成部１に、各色の濃度変化を示すテストパターンを形成させる。そして、制御部７は、テストパターンが示す濃度変化に基づき、各色の階調を補正する。

上記サイズ補正処理によれば、単一ドットやドットラインのサイズが補正されることにより、それらのサイズについての再現性が高まる。従って、階調補正に利用されるテストパターンの形成時において、各色の濃度変化についての再現性が高まる。よって、第１実施形態の画像形成装置によれば、高い精度での階調補正が可能になる。

尚、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理と、ステップＳ１０７〜Ｓ１１２の処理とは、本実施形態の様に両方が実行される場合に限らず、何れか一方の処理のみがサイズ補正処理として実行されてもよい。

又、単一ドットの試験像には、複数の単一ドットが、それぞれの間にドット一個分又は複数個分の間隔を空けて形成されたものが用いられてもよいし、間隔を空けて網点状に配置されたものであってもよい。又、ドットラインの試験像には、複数のドットラインが、それぞれの間にライン一列分又は複数列分の間隔を空けて形成されたものであってもよい。この様に複数の単一ドット又はドットラインを試験像として用いることにより、画像データにおける単一ドットやドットラインの認識が容易になる。後述する実施形態で説明する各種補正処理においても同様である。

更に、複数の単一ドット又はドットラインを試験像として用いることにより、ステップＳ１０４やＳ１１０でのサイズ比較において、所定数Ｎｔ１やＮｔ２と比較するサイズとして、複数の単一ドットやドットラインから得られるサイズの平均値を用いることができる。これにより、サイズのバラツキを考慮したサイズ補正処理が可能となる。

［２］第２実施形態
制御部７は、高い精度での階調補正処理を可能にするべく、サイズ補正処理に代えて、濃度分布補正処理を実行してもよい。以下では、濃度分布補正処理の詳細について、図４を参照して説明する。尚、第６実施形態にて説明する様に、濃度分布補正処理は、上述したサイズ補正処理と組み合わせて用いられてもよい。

ステップＳ２０１及びＳ２０２ではそれぞれ、第１実施形態のステップＳ１０１及びＳ１０２と同じ処理が実行される。ステップＳ２０２の後、制御部７は、取得した画像データから単一ドットの濃度分布を検出する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部７は、画像データにて単一ドットの画像を構成している画素を抽出すると共に、抽出した画素の画素値に基づき、単一ドットの中央部分の濃度Ｄ１と縁部分の濃度Ｄ２とを算出する。

ステップＳ２０３の後、制御部７は、２つの濃度Ｄ１及びＤ２を比較する（ステップＳ２０４）。具体的には、濃度Ｄ１が、濃度Ｄ２より大きい値、濃度Ｄ２に合致した値、濃度Ｄ２より小さい値の何れであるのかを、制御部７は判断する。

一例として、制御部７は、２つの濃度Ｄ１及びＤ２の差分（Ｄ１−Ｄ２）が、所定範囲の上限値より大きい値、所定範囲内の値、所定範囲の下限値より小さい値の何れであるのかを判断する。ここで、所定範囲は、この範囲内であれば濃度Ｄ１は濃度Ｄ２に合致していると認められる範囲である。そして、「差分（Ｄ１−Ｄ２）は所定範囲の上限値より大きい値である」との判断結果は、「濃度Ｄ１は濃度Ｄ２より大きい値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｄ１−Ｄ２）は所定範囲内の値である」との判断結果は、「濃度Ｄ１は濃度Ｄ２に合致した値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｄ１−Ｄ２）は所定範囲の下限値より小さい値である」との判断結果は、「濃度Ｄ１は濃度Ｄ２より小さい値である」との判断結果に相当する。

その後、制御部７は、ステップＳ２０４での比較結果に基づき、必要に応じて一次転写ローラ１５による転写の条件を補正する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。具体的には、ステップＳ２０４での比較の結果、単一ドットの濃度分布を調整する必要が生じた場合、制御部７は、一次転写ローラ１５の転写バイアスや転写圧を補正する。より具体的には以下の通りである。

ステップＳ２０４にて「濃度Ｄ１は濃度Ｄ２より大きい値である（Ｄ１＞Ｄ２）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、単一ドットの濃度が均一となる様、転写バイアスを増大させる（ステップＳ２０５）。その後、制御部７は、ステップＳ２０１へ戻る。

一方、ステップＳ２０４にて「濃度Ｄ１は濃度Ｄ２より小さい値である（Ｄ１＜Ｄ２）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、単一ドットの濃度が均一となる様、転写圧を低下させる（ステップＳ２０６）。その後、制御部７は、ステップＳ２０１へ戻る。

ステップＳ２０４にて「濃度Ｄ１は濃度Ｄ２に合致した値である（Ｄ１＝Ｄ２）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、転写バイアス及び転写圧を変更せずにステップＳ２０７へ移行する。

ステップＳ２０７及びＳ２０８ではそれぞれ、第１実施形態のステップＳ１０７及びＳ１０８と同じ処理が実行される。ステップＳ２０８の後、制御部７は、取得した画像データからドットラインの濃度分布を検出する（ステップＳ２０９）。具体的には、制御部７は、画像データにてドットラインの画像を構成している画素を抽出すると共に、抽出した画素の画素値に基づき、ドットラインの幅方向における中央部分の濃度Ｄ３と縁部分の濃度Ｄ４とを算出する。

ステップＳ２０９の後、制御部７は、２つの濃度Ｄ３及びＤ４を比較する（ステップＳ２１０）。具体的には、濃度Ｄ３が、濃度Ｄ４より大きい値、濃度Ｄ４に合致した値、濃度Ｄ４より小さい値の何れであるのかを、制御部７は判断する。

一例として、制御部７は、２つの濃度Ｄ３及びＤ４の差分（Ｄ３−Ｄ４）が、所定範囲の上限値より大きい値、所定範囲内の値、所定範囲の下限値より小さい値の何れであるのかを判断する。ここで、所定範囲は、この範囲内であれば濃度Ｄ３は濃度Ｄ４に合致していると認められる範囲である。そして、「差分（Ｄ３−Ｄ４）は所定範囲の上限値より大きい値である」との判断結果は、「濃度Ｄ３は濃度Ｄ４より大きい値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｄ３−Ｄ４）は所定範囲内の値である」との判断結果は、「濃度Ｄ３は濃度Ｄ４に合致した値である」との判断結果に相当する。「差分（Ｄ３−Ｄ４）は所定範囲の下限値より小さい値である」との判断結果は、「濃度Ｄ３は濃度Ｄ４より小さい値である」との判断結果に相当する。

その後、制御部７は、ステップＳ２１０での比較結果に基づき、必要に応じて一次転写ローラ１５による転写の条件を補正する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。具体的には、ステップＳ２１０での比較の結果、ドットラインの濃度分布を調整する必要が生じた場合、制御部７は、一次転写ローラ１５の転写バイアスや転写圧を補正する。より具体的には以下の通りである。

ステップＳ２１０にて「濃度Ｄ３は濃度Ｄ４より大きい値である（Ｄ３＞Ｄ４）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、ドットラインの濃度が均一となる様、転写バイアスを増大させる（ステップＳ２０５）。その後、制御部７は、ステップＳ２０１へ戻る。

一方、ステップＳ２１０にて「濃度Ｄ３は濃度Ｄ４より小さい値である（Ｄ３＜Ｄ４）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、ドットラインの濃度が均一となる様、転写圧を低下させる（ステップＳ２０６）。その後、制御部７は、ステップＳ２０１へ戻る。

ステップＳ２１０にて「濃度Ｄ３は濃度Ｄ４に合致した値である（Ｄ３＝Ｄ４）」との比較結果が得られた場合、制御部７は、転写バイアス及び転写圧を変更せずに濃度分布補正処理を終了し、階調補正処理へ移行する。

上記濃度分布補正処理によれば、単一ドットやドットラインの濃度分布が補正されることにより、それらの濃度分布についての再現性が高まる。従って、階調補正に利用されるテストパターンの形成時において、各色の濃度変化についての再現性が高まる。よって、第２実施形態の画像形成装置によれば、高い精度での階調補正が可能になる。

尚、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理と、ステップＳ２０７〜Ｓ２１０、Ｓ２０５、及びＳ２０６の処理とは、本実施形態の様に両方が実行される場合に限らず、何れか一方の処理のみが濃度分布補正処理として実行されてもよい。ここで、ステップＳ２０７〜Ｓ２１０、Ｓ２０５、及びＳ２０６の処理が単独で実行される場合、制御部７は、ステップＳ２０５及びＳ２０６の各々の実行後、ステップＳ２０７へ戻ることになる。

又、複数の単一ドット又はドットラインを試験像として用いることにより、ステップＳ２０４やＳ２１０での濃度比較において、比較する濃度として、複数の単一ドットやドットラインから得られる濃度の平均値を用いることができる。これにより、濃度のバラツキを考慮した濃度分布補正処理が可能となる。

［３］第３実施形態
制御部７は、高い精度での階調補正処理を可能にするべく、サイズ補正処理や濃度分布補正処理に代えて、エッジ形状補正処理を実行してもよい。以下では、エッジ形状補正処理の詳細について、図５を参照して説明する。尚、第６実施形態にて説明する様に、エッジ形状補正処理は、上述したサイズ補正処理や濃度分布補正処理と組み合わせて用いられてもよい。

ステップＳ３０１及びＳ３０２ではそれぞれ、第１実施形態のステップＳ１０１及びＳ１０２と同じ処理が実行される。ステップＳ３０２の後、制御部７は、取得した画像データから単一ドットのエッジ形状を検出する（ステップＳ３０３）。具体的には、制御部７は、画像データにて単一ドットのエッジを構成している画素（エッジ画素）を抽出すると共に、抽出したエッジ画素に基づき、エッジ形状の乱れを表す乱れ値Ｖ１を算出する。

一例として、制御部７は、画像データに設定された二次元座標系におけるエッジ画素の座標から重心座標を算出すると共に、その重心座標から各エッジ画素の座標までの距離を算出する。そして、制御部７は、乱れ値Ｖ１として、算出した距離のバラツキを表す標準偏差を求める。

ステップＳ３０３の後、制御部７は、乱れ値Ｖ１が所定値Ｖｔ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ３０４）。ここで、所定値Ｖｔ１は、その値以下であればエッジ形状は適切な形状（円形状）であると認められる乱れ値Ｖ１の上限値である。尚、所定値Ｖｔ１のデータは、例えば記憶部６に記憶されており、制御部７は、必要に応じて記憶部６から所定値Ｖｔ１のデータを読み出す。

その後、制御部７は、ステップＳ３０４での判断結果に基づき、必要に応じて一次転写ローラ１５による転写の条件を補正する（ステップＳ３０５）。具体的には、ステップＳ３０４での判断の結果、単一ドットのエッジ形状を調整する必要が生じた場合、制御部７は、一次転写ローラ１５の転写バイアスを補正する。より具体的には以下の通りである。

ステップＳ３０４にて「乱れ値Ｖ１は所定値Ｖｔ１より大きい（Ｙｅｓ）」との判断結果が得られた場合、制御部７は、単一ドットのエッジ形状が円形状に近づく様、転写バイアスを増大させる（ステップＳ３０５）。その後、制御部７は、ステップＳ３０１へ戻る。

一方、ステップＳ３０４にて「乱れ値Ｖ１は所定値Ｖｔ１より大きくない（Ｎｏ）」との判断結果が得られた場合、制御部７は、転写バイアスを変更せずにステップＳ３０６へ移行する。

ステップＳ３０６及びＳ３０７ではそれぞれ、第１実施形態のステップＳ１０７及びＳ１０８と同じ処理が実行される。ステップＳ３０７の後、制御部７は、取得した画像データからドットラインのエッジ形状を検出する（ステップＳ３０８）。具体的には、制御部７は、画像データにてドットラインのエッジを構成している画素（エッジ画素）を抽出すると共に、抽出したエッジ画素に基づき、エッジ形状の乱れを表す乱れ値Ｖ２を算出する。

一例として、制御部７は、画像データに設定された二次元座標系におけるエッジ画素の座標から、ドットラインの延在方向における各位置でのドットラインの幅を算出する。そして、制御部７は、乱れ値Ｖ２として、算出した幅のバラツキを表す標準偏差を求める。

ステップＳ３０８の後、制御部７は、乱れ値Ｖ２が所定値Ｖｔ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ３０９）。ここで、所定値Ｖｔ２は、その値以下であればエッジ形状は適切な形状（直線形状）であると認められる乱れ値Ｖ２の上限値である。尚、所定値Ｖｔ２のデータは、例えば記憶部６に記憶されており、制御部７は、必要に応じて記憶部６から所定値Ｖｔ２のデータを読み出す。

その後、制御部７は、ステップＳ３０９での判断結果に基づき、必要に応じて一次転写ローラ１５による転写の条件を補正する（ステップＳ３０５）。具体的には、ステップＳ３０９での判断の結果、ドットラインのエッジ形状を調整する必要が生じた場合、制御部７は、一次転写ローラ１５の転写バイアスを補正する。より具体的には以下の通りである。

ステップＳ３０９にて「乱れ値Ｖ２は所定値Ｖｔ２より大きい（Ｙｅｓ）」との判断結果が得られた場合、制御部７は、単一ドットのエッジ形状が直線形状に近づく様、転写バイアスを増大させる（ステップＳ３０５）。その後、制御部７は、ステップＳ３０１へ戻る。

一方、ステップＳ３０９にて「乱れ値Ｖ２は所定値Ｖｔ２より大きくない（Ｎｏ）」との判断結果が得られた場合、制御部７は、転写バイアスを変更せずにエッジ形状補正処理を終了し、階調補正処理へ移行する。

上記エッジ形状補正処理によれば、単一ドットやドットラインのエッジ形状が補正されることにより、それらのエッジ形状についての再現性が高まる。従って、階調補正に利用されるテストパターンの形成時において、各色の濃度変化についての再現性が高まる。よって、第３実施形態の画像形成装置によれば、高い精度での階調補正が可能になる。

尚、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理と、ステップＳ３０６〜Ｓ３０９及びＳ３０５の処理とは、本実施形態の様に両方が実行される場合に限らず、何れか一方の処理のみがエッジ形状補正処理として実行されてもよい。ここで、ステップＳ３０６〜Ｓ３０９及びＳ３０５の処理が単独で実行される場合、制御部７は、ステップＳ３０５の実行後、ステップＳ３０６へ戻ることになる。

又、複数の単一ドット又はドットラインを試験像として用いることにより、ステップＳ３０４やＳ３１０での乱れ値の比較において、所定値Ｖｔ１やＶｔ２と比較する乱れ値として、複数の単一ドットやドットラインから得られる乱れ値の平均値を用いることができる。これにより、エッジ形状のバラツキを考慮したエッジ形状補正処理が可能となる。

［４］第４実施形態
上述した第１〜第３実施形態において、制御部７は、中間転写ベルト２へのトナー像の転写時に生じ得るトナーの飛散を抑制するべく、飛散抑制処理を実行してもよい。以下では、飛散抑制処理の詳細について、図６を参照して説明する。

制御部７は、先ず、トナー像形成部１の各々に、単一ドット又はドットラインのトナー像を試験像として形成させる（ステップＳ４０１）。次に、制御部７は、形成された試験像を撮像部５に撮像させることにより、試験像の画像データを取得する（ステップＳ４０２）。

尚、第１実施形態において、飛散抑制処理が、ステップＳ１０２及びＳ１０３の間や、ステップＳ１０８及びＳ１０９の間に組み込まれる場合、ステップＳ４０２で取得する画像データとして、ステップＳ１０２やＳ１０９で得られる画像データを代用することができる。このため、ステップＳ４０１及びＳ４０２は省略されてもよい。第２及び第３実施形態の各種補正処理に飛散抑制処理を組み込む場合も同様である。

ステップＳ４０２の後、制御部７は、取得した画像データから、中間転写ベルト２への試験像の転写時に生じ得るトナーの飛散痕の有無を検知する（ステップＳ４０３）。具体的には、制御部７は、画像データにて試験像（単一ドット又はドットライン）の画像を構成している画素を抽出すると共に、抽出した画素の周辺に、それらと同程度の画素値を持った画素が存在している否かを判断する。

そして、「抽出画素と同程度の画素値を持った画素が存在する」との判断結果が得られた場合、制御部７は、トナーの飛散痕を検知したものとして、ステップＳ４０４へ移行する。一方、「抽出画素と同程度の画素値を持った画素は存在しない」との判断結果が得られた場合、制御部７は、トナーの飛散痕を検知しなかったものとして、飛散抑制処理を終了する。

ステップＳ４０４では、制御部７は、転写時のトナーの飛散が生じなくなる様に、一次転写ローラ１５による転写の条件を補正する（ステップＳ３０５）。具体的には、制御部７は、転写バイアスを増大又は低下させる。その後、制御部７は、ステップＳ４０１へ戻る。

上記飛散抑制処理によれば、中間転写ベルト２へのトナー像（試験像を含む。）の転写時に生じ得るトナーの飛散が抑制される。よって、サイズ補正処理（第１実施形態）、濃度分布補正処理（第２実施形態）、及びエッジ形状補正処理（第３実施形態）の各々において、飛散痕の影響が除去され、その結果として高い精度での補正処理が実現される。

［５］第５実施形態
上述した第１〜第４実施形態において、制御部７は、トナー像形成部１のそれぞれに、中間転写ベルト２の幅方向Ｄｗ（搬送方向Ｄｔに垂直な方向。図７参照）についての異なる複数の位置の各々に試験像を形成させてもよい。この場合、撮像部５は、試験像が形成される複数の位置の各々に対応して設けられる。例えば、中間転写ベルト２の幅方向Ｄｗにおいて、前端２ａに近い位置、中央付近の位置、及び後端２ｂに近い位置の各々に試験像が形成される場合、撮像部５は、図７に示される様に、それらの位置の各々に対応して設けられる。

そして、制御部７は、各位置の試験像の画像データを用いて各種補正処理を実行することにより、位置ごとにトナー像の形成条件を補正する。よって、中間転写ベルト２の幅方向Ｄｗについての位置の違いによって生じ得る単一ドットやドットラインのサイズ、濃度分布、エッジ形状等のバラツキが、第５実施形態の画像形成装置では補正される。

尚、試験像が形成される複数の位置には、異なる試験像を形成してもよい。例えば、前端２ａに近い位置及び後端２ｂに近い位置には単一ドットを形成し、中央付近の位置にはドットラインを形成してもよい。これにより、単一ドットに対する各種補正処理と、ドットラインに対する各種補正処理と、を並行させることができるので、各種補正処理を短時間で完了させることが可能となる。

［６］第６実施形態
上述した各種補正処理は、それぞれが単独で用いられてもよいし、幾つか又は全てが組み合わせて用いられてもよい。一例として、図８は、サイズ補正処理と濃度分布補正処理とが組み合わされたときの流れを示したフローチャートである。他の例として、図９は、サイズ補正処理とエッジ形状補正処理とが組み合わされたときの流れを示したフローチャートである。何れの場合においても、一次転写ローラ１５による転写の条件が補正されたとき（ステップＳ２０５、Ｓ２０６、及びＳ３０５の各々が実行されたとき）、処理はステップＳ１０１に戻ることが好ましい。

［７］その他の例
上述した第１〜第５実施形態の各種補正処理は、画像形成装置の制御において、どのタイミングで実行されてもよい。実行タイミングとして、例えば、所定枚数の印刷が完了した時点、待機状態の期間、印刷実行直前、画像形成装置の起動（電源オン）時等が挙げられる。又、各種補正処理は、制御部７による監視下で自動的に実行されてもよいし、操作パネル等の画面に選択可能に表示され、何れかが選択されたときに実行されてもよい。更に、急激な濃度変化等を防止するべく、制御部７により各種補正処理の実行が必要であると判断されたときに、実行が必要であると判断された処理が操作パネル等の画面に選択可能に表示されてもよい。この場合、当該処理の実行の必要性を、ユーザに判断させることができる。

又、上述した第１〜第５実施形態の各種補正処理において、制御部７は、露光部１３による露光の条件や、一次転写ローラ１５による転写の条件を補正することに代えて、或いはこれらに加えて、帯電部１２による帯電の条件や、現像部１４による現像の条件等、トナー像形成部１におけるトナー像の様々な形成条件を補正してもよい。

中間転写ベルト２には黒地の転写ベルトが多く用いられるため、ブラックのトナーについては、ブラックとは別の色（イエロー等）のトナーを用いて形成されたベタ画像上に、単一ドットやドットライン等の試験像を形成してもよい。これにより、試験像の状態（サイズ、濃度分布、エッジ形状等）を画像データから容易に認識することが可能になる。

更に、単一ドットやドットライン等の試験像の状態（サイズ、濃度分布、エッジ形状等）は、撮像部５によって得られる画像データから直接的に得られるものに限らず、光学センサで測定される試験像の反射率等から間接的に得られるものであってもよい。この場合、従来の構成を用いて、反射率等から間接的に試験像の状態を認識し、その状態を露光の条件や転写の条件に反映させることができる。例えば、反射率から、濃度補正テーブル等を用いて、露光の条件や転写の条件を補正することができる。

上記画像形成装置の各部構成は、カラー複合機、カラー複写機、カラープリンタ等、種々の画像形成装置に適用することができる。又、上述した各部構成は、カラー画像を対象とした画像形成装置に限らず、モノクロの画像を対象とした画像形成装置にも適用することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ トナー像形成部
２ 中間転写ベルト
５ 撮像部
７ 制御部
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電部
１３ 露光部
１４ 現像部
１５ 一次転写ローラ

Claims (4)

1. 像担持体に静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像を顕像化させてトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を転写ベルトに転写する転写ローラとを含む、トナー像形成部と、
   前記転写ベルトへの前記トナー像の転写後、用紙に定着させるまでの間に、当該トナー像の光学情報を取得する情報取得部と、
   制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   （i）前記トナー像形成部に、単一ドットのトナー像及び単一ドットが所定方向に一列又は複数列に並んで構成されるドットラインのトナー像の少なくとも何れか一方を試験像として形成させ、形成された前記試験像の光学情報を前記情報取得部に取得させる処理と、
   （ii）前記情報取得部に取得させた前記光学情報から得られる前記試験像の状態に基づき、前記トナー像形成部における前記トナー像の形成条件を補正する処理と、
   を実行し、
   前記処理（ii）において、前記制御部は、前記試験像の状態として、前記単一ドットの中央部分の濃度と縁部分の濃度、及び前記ドットラインの幅方向における中央部分の濃度と縁部分の濃度との少なくとも何れか一方を算出し、前記単一ドットの中央部分の濃度は前記単一ドットの縁部分の濃度より大きい値である場合、又は前記ドットラインの幅方向における中央部分の濃度は前記ドットラインの幅方向における縁部分の濃度より大きい値である場合、前記トナー像の形成条件の補正として前記転写ローラの転写バイアスを増大させ、前記単一ドットの中央部分の濃度は前記単一ドットの縁部分の濃度より小さい値である場合、又は前記ドットラインの幅方向における中央部分の濃度は前記ドットラインの幅方向における縁部分の濃度より小さい値である場合、前記トナー像の形成条件の補正として前記転写ローラの転写圧を低下させ、
   前記処理（ii）が実行された後、階調補正処理へ移行する、画像形成装置。
2. 前記試験像の状態には、更に、サイズ、及びエッジ形状の少なくとも何れか１つが含まれる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記処理（ii）を実行する前に、
   （iii）前記情報取得部に取得させた前記光学情報から、前記転写ベルトへの前記試験像の転写時に生じ得るトナーの飛散痕の有無を検知する処理と、
   （iv）前記処理（iii）での検知結果に基づき、前記トナーの飛散痕を検知した場合、前記転写ローラによる転写の条件を補正し、前記処理（i）に戻り、前記トナーの飛散痕を検知しなかった場合、前記処理（ii）に移行する処理と、
   を更に実行する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記処理（i）において、前記制御部は、前記トナー像形成部に、前記転写ベルトの幅方向についての異なる複数の位置の各々に前記試験像を形成させる、請求項１〜３の何れか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記情報取得部は、前記複数の位置の各々に対応して設けられており、
   前記処理（ii）において、前記制御部は、各位置の前記試験像の光学情報を用いることにより、位置ごとに前記トナー像の形成条件を補正する、画像形成装置。

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