JP7321748B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば原稿から読み取った原稿画像を表す画像信号に基づいて画像形成を行う画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、以下のような画像形成プロセスにより記録媒体に画像を形成する。まず、画像形成装置は、感光体の表面を一様に帯電する。画像形成装置は、画像信号が示す画像の濃度階調性と記録媒体に形成する画像の濃度階調性とを一致させるために、γルックアップテーブル（γＬＵＴ）等を用いて画像信号を変換する。画像形成装置は、変換後の画像信号に基づいて、表面が一様に帯電された感光体の表面を照射することで、感光体の表面に静電潜像を形成する。画像形成装置は、静電潜像をトナー等の現像剤により現像することで感光体の表面に現像剤像を形成する。画像形成装置は、この現像剤像を記録媒体に転写、定着させることで、記録媒体上に画像を形成する。カラー画像を形成する場合には、画像形成装置は、複数の色の現像剤像を個々に形成し、重畳することでカラー画像を生成する。

このように画像形成プロセスが多数の工程を含むために、形成される画像は、画像形成装置の設置環境、画像形成装置の経時変化、画像形成装置の環境変化、消耗材の取り替え等の影響により、濃度や色味が変動することがある。画像濃度変動は、所定のテストパターンを形成し、このテストパターンから検出される画像濃度に基づいて補正される。

原稿から原稿画像を読み取るリーダスキャナ等の画像読取装置を搭載する画像形成装置は、画像濃度の変動抑制方法として、画像読取装置を用いたキャリブレーション（自動階調補正）を行う（特許文献１）。画像読取装置を用いたキャリブレーションにより、設置環境の変動等の長期変動による影響が抑制される。画像形成装置は、機器の特性や画像の特性に応じて階調表現方法をいくつか選択し、文字／線画、グラフィック、地図、印画紙写真、印刷等の画像種に応じて階調表現方法を使い分けている。そのために、特許文献２に開示される画像形成装置は、テストパターンを複数枚の記録媒体に印字して階調補正等の画像処理条件の調整を行う。

キャリブレーションは、テストパターンが形成された記録媒体をオペレータが画像読取装置にセッティングする作業を伴う。そのために、キャリブレーションを頻繁に行うことは、ユーザにとって煩わしい。そこで特許文献３は、複数枚のテストチャートを読み取る際に、自動原稿搬送装置を用いることでオペレータの作業負荷の低減を図る方法を開示する。自動原稿搬送装置を用いる場合、原稿画像の読取位置にゴミ等の汚れがあると、読取結果である読取画像に黒スジが発生する等の異常が生じる。特許文献４は、読取画像に異常が生じたときに、異常が生じている画素の画素信号を周囲の画素の画素信号に置き換えることで、読取画像を補正する補正方法を開示する。

特開平４－２６８８７３号公報 特開２００２－５９６２６号公報 特開２００７－３２９９２９号公報 特開２００２－１８５７２５号公報

キャリブレーション用のテストパターンの読取画像に異常が生じたときに、異常が生じている画素の画素信号を周囲の画素の画素信号に置き換えることで補正する場合、ゴミや汚れ等による黒スジの発生位置によっては、キャリブレーションに影響が生じる。これは、キャリブレーション以外の画像形成条件の調整用のテストパターンについても同様である。

本発明は、上記の問題に鑑み、画像形成条件の調整用のテストパターンの読取画像に異常が生じた場合であっても、画像形成条件の調整を高精度に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、画像形成条件に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記記録媒体が搬送される搬送方向と交差する方向に並ぶ複数の読取素子及び透過部材を有し、前記搬送手段により前記記録媒体を搬送させながら前記透過部材を介して前記記録媒体上の画像を読み取る読取手段と、前記読取手段の読取結果である読取画像から前記透過部材上のゴミによって生じるゴミ検知画素を検知するゴミ検知手段と、前記ゴミ検知手段により前記読取画像から検知された前記ゴミ検知画素の出力値を前記読取結果に含まれる前記ゴミ検知画素とは異なる他の画素の出力値に基づいて補正する補正処理を実行する補正手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成されたテストパターンを前記読取手段で読み取った読取結果であるテストパターン読取画像を取得し、前記画像形成条件を前記テストパターン読取画像に基づいて生成する生成手段と、を有し、前記補正手段は、前記ゴミ検知手段により前記テストパターン読取画像からゴミ検知画素が検知された場合、前記補正処理を実行せず、前記生成手段は、前記ゴミ検知手段により前記テストパターン読取画像からゴミ検知画素が検知された場合、前記画像形成条件を前記テストパターン読取画像に含まれる前記ゴミ検知画素以外の画素の出力値に基づいて生成することを特徴とする。

本発明によれば、テストパターンの読取画像に異常が生じた場合であっても、キャリブレーションを高精度に行うことができる。

画像形成装置の説明図。 プリンタ制御部の説明図。 ４限チャート図。 キャリブレーション処理を表すフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、操作画面の例示図。 テストチャートの説明図。 ゴミ検出部の説明図。 （ａ）、（ｂ）は、読取画像を２値化した場合の説明図。 （ａ）、（ｂ）は、ゴミ補正の説明図。 （ａ）～（ｃ）は、画像濃度の検出範囲の説明図。 キャリブレーション処理を表すフローチャート。 キャリブレーション処理を表すフローチャート。 通知画面の例示図。 テストチャートの画像をずらす場合の説明図。

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。

（全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置の説明図である。本実施形態の画像形成装置（以下、「プリンタ」という。）３００は、自動原稿搬送装置（以下、「ＡＤＦ」という。）１００、画像読取装置（以下、「リーダ」という。）２００、及び操作部４００を備える。ＡＤＦ１００は、リーダ２００による読取位置まで原稿Ｓを１枚ずつ搬送する。原稿Ｓは、用紙等の記録媒体に画像が形成されて構成される。リーダ２００は、ＡＤＦ１００により搬送される原稿Ｓの原稿画像を光学的に読み取って画像信号を生成する。プリンタ３００は、リーダ２００から画像信号を取得し、該画像信号に基づいて画像形成処理を行う。操作部４００は、ユーザインタフェースであり、入力装置及び出力装置を備える。入力装置は、例えば入力キー、テンキー、スタートキー、ストップキー等の各種キーボタンやタッチパネル等である。出力装置は、例えばディスプレイやスピーカである。

（ＡＤＦ１００及びリーダ２００）
ＡＤＦ１００は、原稿Ｓがセットされる原稿トレイ３０、原稿Ｓが搬送される搬送経路、及び搬送された原稿Ｓが排出される排紙トレイ３１を備える。搬送経路には、原稿Ｓの搬送方向の上流側から順に、給紙ローラ１、分離ローラ２、分離パッド８、レジストローラ３、原稿読取前ローラ４、原稿読取プラテンローラ５、原稿読取後ローラ６、及び排出ローラ７が設けられる。原稿読取プラテンローラ５の直下がリーダ２００による搬送中の原稿Ｓの読取位置になる。原稿トレイ３０には、原稿トレイ３０上の原稿Ｓの有無を検知する原稿有無検知センサ１６が設けられる。分離ローラ２及び分離パッド８の下流側には、分離後センサ１２が設けられる。原稿読取前ローラ４の上流側には、リードセンサ１４が設けられる。原稿読取後ローラ６の下流側には、排紙センサ１５が設けられる。

リーダ２００は、筐体のＡＤＦ１００側に対向する面に、流し読みガラス２０１、原稿台ガラス２０２、及び基準白色板２１９を備える。リーダ２００は、筐体内部にスキャナユニット２０９、折り返しミラー２０５、２０６、レンズ２０７、センサユニット２１０、及びリーダ画像処理部２１１を備える。スキャナユニット２０９は、光源２０３及び折り返しミラー２０４を備える。スキャナユニット２０９は、図中矢印ａ方向に移動可能である。流し読みガラス２０１は、ＡＤＦ１００により搬送される原稿Ｓの読取位置になる。原稿台ガラス２０２は、原稿Ｓが読取対象面を下にして載置される。リーダ２００は、ＡＤＦ１００により搬送される原稿Ｓの原稿画像を読み取る他に、原稿台ガラス２０２に載置された原稿Ｓの原稿画像も読み取ることが可能である。基準白色板２１９は、シェーディング補正の際に読み取られ、白色の基準となる。スキャナユニット２０９は、ＡＤＦ１００により搬送される原稿Ｓから原稿画像を読み取る場合に、流し読みガラス２０１の直下に固定されて読取動作を行う。スキャナユニット２０９は、原稿台ガラス２０２に載置された原稿Ｓから原稿画像を読み取る場合に、矢印ａ方向に移動しながら読取動作を行う。

ＡＤＦ１００及びリーダ２００は、不図示のコントローラにより動作が制御される。コントローラは、操作部４００から原稿読取の指示を受け付けることでＡＤＦ１００及びリーダ２００の動作を制御して、原稿Ｓから原稿画像を読み取る。コントローラは、読取結果をリーダ画像処理部２１１により画像処理させて、原稿画像を表す画像信号を生成する。コントローラは、生成した画像信号をプリンタ３００へ送信する。送信される画像信号は、画素毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）の各輝度値（輝度情報）を含む。

ＡＤＦ１００及びリーダ２００による画像読取処理について説明する。ＡＤＦ１００を使用して原稿画像を読み取る場合、リーダ２００は、コントローラの指示によりスキャナユニット２０９を基準白色板２１９の直下に移動させて基準白色板２１９を読み取り、シェーディング補正を行う。シェーディング補正が終了すると、スキャナユニット２０９は、流し読みガラス２０１の直下に移動して、原稿Ｓが読取位置に搬送されるまで待機する。

ＡＤＦ１００は、コントローラの指示により原稿トレイ３０に積載される複数の原稿からなる原稿束の最上位の原稿Ｓに給紙ローラ１を落下させて、最上位の原稿Ｓの給送を開始する。分離ローラ２及び分離パッド８は、給紙ローラ１から給紙される原稿Ｓが１枚ずつ搬送されるように、既知の分離技術により原稿Ｓを１枚ずつ分離する。給紙ローラ１、分離ローラ２、及び分離パッド８により、原稿Ｓは、原稿トレイ３０から１枚ずつ搬送経路に給送されることになる。分離ローラ２は、原稿Ｓをレジストローラ３へ搬送する。分離後センサ１２は、分離ローラ２によりレジストローラ３へ搬送される原稿Ｓを検知する。コントローラは、分離後センサ１２の検知結果により原稿Ｓの後端が分離後センサ１２の検知範囲を通過したことを検知すると、原稿有無検知センサ１６の検知結果により原稿トレイ３０上の次の原稿の有無を検知する。

レジストローラ３は、原稿Ｓが搬送されてくる時点で回転が停止している。原稿Ｓは、先端が停止中のレジストローラ３に突き当てられた後にも分離ローラ２により所定時間だけ搬送されることで、先端側に撓みが形成される。これにより原稿Ｓは、搬送方向に対する斜行が補正される。レジストローラ３は、斜行補正後に回転を開始して原稿Ｓを原稿読取前ローラ４へ搬送する。原稿読取前ローラ４は、原稿Ｓを原稿読取プラテンローラ５へ搬送する。原稿Ｓは、原稿読取プラテンローラ５と流し読みガラス２０１との間を搬送される。原稿読取プラテンローラ５と流し読みガラス２０１との間が読取位置であり、原稿Ｓは、読取位置を通過する間にリーダ２００により原稿画像を読み取られる。

なお、原稿Ｓが読取位置へ搬送される前に、リードセンサ１４が原稿Ｓの先端を検知する。コントローラは、リードセンサ１４による原稿Ｓの先端の検知タイミングから原稿Ｓが読取位置に到達するまでの時間を、原稿読取前ローラ４及び原稿読取プラテンローラ５の駆動源となる不図示の搬送モータのクロックによりカウントする。カウント結果により、リーダ２００による原稿の読取先端位置が決定される。これによりリーダ２００は、原稿Ｓの先端が読取位置に到達するタイミングで原稿画像の読み取りを行うことができる。

シェーディング補正後に流し読みガラス２０１の直下で待機するスキャナユニット２０９は、読取位置を通過する原稿Ｓの原稿画像を読み取る。そのためにスキャナユニット２０９は、光源２０３により流し読みガラス２０１を介して読取位置を通過する原稿Ｓに光を照射する。照射された光は、原稿Ｓの読取対象面で反射される。この反射光は、折り返しミラー２０４、２０５、２０６によりレンズ２０７へ導かれる。レンズ２０７は、反射光をセンサユニット２１０の受光部に結像させる。センサユニット２１０は、受光部で受光した反射光を光電変換した電気信号をリーダ画像処理部２１１へ出力する。なお、センサユニット２１０は、反射光を光電変換するための光電変換素子を有している。光電変換素子は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサである。リーダ画像処理部２１１は、センサユニット２１０から取得した電気信号に所定の画像処理を行って生成した画像信号をプリンタ３００へ送信する。

読取位置を通過した原稿Ｓは、原稿読取後ローラ６により排出ローラ７へ搬送される。排出ローラ７は、原稿Ｓを排紙トレイ３１へ排出する。この際、原稿Ｓは、排紙センサ１５により検知される。排紙センサにより原稿Ｓの後端が検知され、原稿Ｓが排紙トレイ３１に排出されることで、１枚の原稿Ｓの画像読取処理が終了する。

なお、スキャナユニット２０９は、原稿台ガラス２０２に載置された原稿Ｓの原稿画像を読み取る場合には、矢印ａ方向に移動しながら、光源２０３により原稿台ガラス２０２を介して原稿Ｓに光を照射する。照射された光の反射光は、折り返しミラー２０４、２０５、２０６によりレンズ２０７へ導かれ、レンズ２０７によりセンサユニット２１０の受光部に結像される。センサユニット２１０及びリーダ画像処理部２１１の処理は、上記した通りである。

（プリンタ３００）
プリンタ３００は、画像形成部１２０、１３０、１４０、１５０、露光器１１０、転写ベルト１１１、定着器１１４、及びプリンタ制御部１０９を備える。画像形成部１２０、１３０、１４０、１５０は、それぞれ形成する画像の色が異なるのでみであり、同様の構成で同様の動作を行う。画像形成部１２０は、イエロー（Ｙ）の画像を形成する。画像形成部１３０は、マゼンタ（Ｍ）の画像を形成する。画像形成部１４０は、シアン（Ｃ）の画像を形成する。画像形成部１５０は、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。ここでは画像形成部１２０の構成について説明し、他の画像形成部１３０、１４０、１５０の構成については説明を省略する。

画像形成部１２０は、感光ドラム１２１、帯電器１２２、現像器１２３、転写ブレード１２４、及び表面電位計１２５を備える。感光ドラム１２１は、表面に感光層を有するドラム形状の感光体である。感光ドラム１２１は、図中時計回り方向に回転する。帯電器１２２は、回転中の感光ドラム１２１の表面を所定の電位で一様に帯電させる。感光ドラム１２１は、帯電した表面が露光器１１０によりレーザビームで走査されることで、表面に静電潜像が形成される。露光器１１０は、プリンタ制御部１０９により制御されて、レーザビームを感光ドラム１２１に照射する。現像器１２３は、静電潜像を現像剤（例えばトナー）により現像して、感光ドラム１２１の表面にトナー像を形成する。

転写ブレード１２４は、感光ドラム１２１との間に転写ベルト１１１を挟んで配置される。転写ベルト１１１は、画像形成の対象となる記録媒体を搬送する。転写ベルト１１１は、放電を行うことで、感光ドラム１２１に形成されたトナー像を転写ベルト１１１で搬送される記録媒体に転写する。このようにして記録媒体にイエローのトナー像が形成される。

同様に画像形成部１３０の感光ドラム１３１にはマゼンタのトナー像が形成され、画像形成部１４０の感光ドラム１４１にはシアンのトナー像が形成され、画像形成部１５０の感光ドラム１５１にはブラックのトナー像が形成される。感光ドラム１３１に形成されたマゼンタのトナー像は、記録媒体のイエローのトナー像に重畳するように転写される。感光ドラム１４１に形成されたシアンのトナー像は、記録媒体のイエロー及びマゼンタのトナー像に重畳するように転写される。感光ドラム１５１に形成されたブラックのトナー像は、記録媒体のイエロー、マゼンタ、及びシアンのトナー像に重畳するように転写される。各色のトナー像が重畳して転写されることで記録媒体にはフルカラーのトナー像が形成される。

フルカラーのトナー像が形成された記録媒体は、転写ベルト１１１により定着器１１４へ搬送される。定着器１１４は、記録媒体に、転写されたトナー像を定着させる。定着器１１４は、例えばトナー像を加熱溶融して加圧することで、記録媒体にトナー像を定着させる。以上により記録媒体に画像が形成される。画像が形成された記録媒体は、プリンタ３００の機外に排出される。

なお、各画像形成部１２０、１３０、１４０、１５０の表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５は、感光ドラム１２１、１３１、１４１、１５１の表面電位を計測する。表面電位計１２５、１３５、１４５、１５５による計測結果に応じて、コントラスト電位が調整される。

プリンタ制御部１０９は、リーダ画像処理部２１１から取得するＲ、Ｇ、Ｂの各画像信号に応じて、露光器１１０の制御信号を生成する。制御信号は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号である。露光器１１０は、制御信号に基づいて変調したレーザビームにより感光ドラム１２１、１３１、１４１、１５１の表面を走査する。これにより、画像信号に応じた静電潜像が各感光ドラム１２１、１３１、１４１、１５１の表面に形成されることになる。

図２は、プリンタ制御部１０９の説明図である。プリンタ制御部１０９は、ＣＰＵ３０１により動作が制御される。ＣＰＵ３０１は、メモリ３０２に格納される制御プログラムを実行することでプリンタ３００の動作を制御し、記録媒体への画像形成処理を行う主制御部である。メモリ３０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）であり、制御プログラムや各種のデータが格納される。ＣＰＵ３０１及びメモリ３０２は、プリンタ３００に設けられる。

プリンタ制御部１０９は、リーダ２００又はプリントサーバ５００等から画像信号を取得する。プリントサーバ５００は、プリンタ３００とは別に設けられ、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介してプリンタ３００に接続される外部装置（サーバ）である。画像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各階調数が８ビットで表される。プリンタ制御部１０９は、色処理部３０３、階調制御部３１１、ディザ処理部３０７、ＰＷＭ部３０８、及びレーザドライバ３０９を備える。プリンタ制御部１０９は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像信号をＰＷＭ信号に変換して、露光器１１０に設けられる半導体レーザ３１０の発光制御を行う。Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号は、色処理部３０３に入力される。

色処理部３０３は、プリンタ３００の出力特性が理想的であった場合に所望の出力結果（画像）が得られように、入力された画像信号に対して画像処理及び色処理を行う。色処理部３０３は、画像信号の階調数を、精度向上のために８ビットから１０ビットに拡張する。色処理部３０３は、ルックアップテーブルであるＬＵＴｉｄ３０４を備える。ＬＵＴｉｄ３０４は、画像信号に含まれる輝度情報を濃度情報に変換する輝度－濃度変換テーブルである。色処理部３０３は、ＬＵＴｉｄ３０４により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画像信号の輝度情報を、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の画像信号の濃度情報に変換する。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像信号は、階調制御部３１１に入力される。

階調制御部３１１は、ＵＣＲ（Under Color Remove）部３０５及びルックアップテーブルであるＬＵＴａ３０６を備える。階調制御部３１１は、プリンタ３００の実際の出力特性に合わせて所望の出力結果（画像）が得られるように、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像信号の階調補正を行う。ＵＣＲ部３０５は、各画素における画像信号の積算値を規制することで、画像信号レベルの総和を制限する。総和が規定値を超えた場合、ＵＣＲ部３０５は、所定量のＣ、Ｍ、Ｙの画像信号をＫの画像信号に置き換える下色除去処理（ＵＣＲ）を行い、画像信号レベルの総和を低下させる。画像信号レベルの総和の規制は、プリンタ３００による画像形成時のトナー載り量を規制するために行われる。ＬＵＴａ３０６は、濃度特性を補正するための１０ビットの変換テーブルであり、例えばプリンタ３００のγ特性の変更に用いられる。階調補正後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像信号は、ディザ処理部３０７に入力される。

ディザ処理部３０７は、階調補正後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各１０ビットの画像信号にディザ処理を行い、４ビットの信号に変換する中間調処理（ディザ処理）を行う。ＰＷＭ部３０８は、ディザ処理後の信号にパルス幅変調を行い、露光器１１０の制御信号であるＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は、レーザドライバ３０９に入力される。レーザドライバ３０９は、ＰＷＭ信号に応じて半導体レーザ３１０の発光制御を行う。

（キャリブレーション動作）
所望の濃度、階調特性を得るためのキャリブレーションは、γ補正を行う補正回路であるＬＵＴａ３０６を制御することで行われる。図３は、階調特性を補正するために画像信号が変換される様子を説明する４限チャート図である。

第Ｉ象限は、原稿Ｓに形成された原稿画像の濃度を表す原稿濃度を濃度信号に変換する、リーダ２００の読取特性を表す。なお、原稿濃度を濃度信号へ変換する特性は、原稿台ガラス２０２を用いて原稿画像を読み取る場合と、ＡＤＦ１００を用いて原稿画像を読み取る場合とで異なる場合もある。第ＩＩ象限は、濃度信号を、半導体レーザ３１０から出力されるレーザビームの光量を表すレーザ出力信号に変換する、階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）の変換特性を表す。第ＩＩＩ象限は、レーザ出力信号を、記録媒体に形成される画像の濃度を表す出力濃度に変換する、プリンタ３００の記録特性を表す。第ＩＶ象限は、原稿濃度と記録媒体に形成した画像の記録濃度との関係を表す、装置全体の階調再現特性を表す。

本実施形態のプリンタ３００は、第ＩＶ象限の階調特性をリニアにするために、第ＩＩＩ象限のプリンタ３００の記録特性がリニアではない分を、第ＩＩ象限の階調制御部３１１の変換特性によって補正する。ＬＵＴａ３０６は、階調制御部３１１による処理を行わないでテストチャートを出力した場合に得られる第ＩＩＩ象限の特性の入力と出力とを入れ替えて作成される。本実施形態では、出力階調数が２５６階調であるが、階調制御部３１１は１０ビットのデジタル信号を処理するために、階調制御部３１１では１０２４階調である。

図４は、キャリブレーション処理を表すフローチャートである。キャリブレーション処理では、階調特性等の画像形成条件が決定される。図５は、キャリブレーション処理時に操作部４００のディスプレイに表示される操作画面の例示図である。キャリブレーション処理の開始前に、プリンタ３００の給紙段に所定サイズの記録媒体がセットされる。キャリブレーション処理は、操作部４００のディスプレイに表示される図５（ａ）に例示する操作画面により実行開始が指示される。

ユーザが操作部４００の入力装置により図５（ａ）の操作画面の「プリント」ボタンを選択することで、ＣＰＵ３０１は、キャリブレーションの実行指示を受け付ける（Ｓ１０１）。ＣＰＵ３０１は、記録媒体にキャリブレーション用（画像濃度の調整用）の画像が形成されたテストチャートを生成して出力する（Ｓ１０２）。例えばＣＰＵ３０１は、テストチャートを表すＲ、Ｇ、Ｂの画像信号をプリンタ制御部１０９に入力する。プリンタ制御部１０９は、色処理部３０３、階調制御部３１１、ディザ処理部３０７、及びＰＷＭ部３０８により該画像信号に対する処理を行い、レーザドライバ３０９により半導体レーザ３１０の発光制御を行う。この際、階調制御部３１１のＬＵＴａ３０６による処理が迂回され、ＵＣＲ部３０５から出力される画像信号がディザ処理部３０７に直接入力される。つまりテストチャートは、階調補正が行われていない。

図６は、テストチャートの説明図である。テストチャートは、画像濃度の調整用の画像である、濃度が異なる複数のパッチ画像の組み合わせである。本実施形態では、テストチャートは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色について２０階調のパッチ画像Ｙ１～Ｙ２０、Ｍ１～Ｍ２０、Ｃ１～Ｃ２０、Ｋ１～Ｋ２０で構成される。テストチャートは、各色のパッチ画像が縦横１０行２列で構成される。２０階調のパッチ画像は、画像濃度が５％から１００％までの間で５％おきに、２０レベルの画像信号値により形成される。なお、テストチャートは、異なる解像度で複数用意されていてもよい。図６のテストチャートは、スクリーン線数の異なるスクリーンＡとスクリーンＢとを例示する。スクリーンＡのスクリーン線数は、１６０～１８０ｌｐｉ（line per inch）である。スクリーンＢのスクリーン線数は、２５０～３００ｌｐｉである。

各スクリーン線数のテストチャートは、ディザ処理部３０７が該線数になるパラメータをもつディザ処理を行うことで実現される。なお、本実施形態のテストチャートは、パッチ画像を１６０～１８０ｌｐｉ程度のスクリーンＡで、文字等の線画像を２５０～３００ｌｐｉのスクリーンＢで作成される。この２種類のスクリーン線数で同一の階調レベルのテストチャートを出力しているが、スクリーン線数の違いで階調特性が大きく異なる場合には、スクリーン線数に応じて階調レベルを設定するのがより好ましい。

また、プリンタ３００は、２種類以上のスクリーン線数で画像を形成可能な場合、キャリブレーション用のテストチャートを、スクリーン線数毎に複数ページに分けても作成してもよい。キャリブレーションを精度良く行うには、テストチャートに形成されるパッチ画像の階調数は多い方がよい。また、リーダ２００による読取精度を確保するために、パッチ画像のサイズもある程度以上必要である。本実施形態では２種類のスクリーンで説明しているが、スクリーンを３種類以上持つテストチャートであってもよい。切り替えスイッチ等によりスクリーンを切り替えて使用できる装置もあり、このような多種のスクリーン分、使用されるトナー色数分のように、多数の階調のパッチ画像が必要となる。そのために、テストチャートを１枚に収めることは難しく、図６で示したように、多くの場合、キャリブレーションで用いられるテストチャートは複数にまたがって形成される。

テストチャートの出力後に、ＣＰＵ３０１は、リーダ２００によりテストチャートを読み取る（Ｓ１０３）。そのためにＣＰＵ３０１は、テストチャートの出力後に図５（ｂ）に例示する操作画面を操作部４００のディスプレイに表示させる。これによりＣＰＵ３０１は、ユーザに対して、テストチャートのＡＤＦ１００の原稿トレイ３０への載置を指示する。ユーザがＡＤＦ１００にテストチャートを載置した後に図５（ｂ）の操作画面の「読み取り実行」ボタンを操作部４００の入力装置により選択することで、ＣＰＵ３０１は、テストチャートの読取指示を受け付ける。ＣＰＵ３０１は、読取指示の受け付けを契機に、ＡＤＦ１００にテストチャートの搬送を開始させる。また、ＣＰＵ３０１は、リーダ２００に搬送中のテストチャートを読み取らせる。

リーダ２００によるテストチャートの読取結果であるＲ、Ｇ、Ｂの画像信号（輝度値）は、色処理部３０３に入力される。ＣＰＵ３０１は、色処理部３０３のＬＵＴｉｄ３０４によりＲ、Ｇ、Ｂの各輝度値を濃度値に変換することで、テストチャートの各パッチ画像の濃度値を検出する（Ｓ１０４）。ＣＰＵ３０１は、検出された濃度値を、テストチャートを作成するための画像信号値及びテストパターンの各パッチ画像の形成位置に対応させて、画像信号値と濃度との関係を表す階調補正テーブルＬＵＴａ（Ｘ）を作成する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ３０１は、作成した階調補正テーブルＬＵＴａ（Ｘ）をメモリ３０２に書き込む。この段階でＣＰＵ３０１は、図３に示した第ＩＩＩ象限のプリンタ３００の記録特性を求めることができる。第ＩＩＩ象限のプリンタ３００の記録特性の入力と出力とを入れ替えることで、プリンタ３００のＬＵＴａが決定される。ＣＰＵ３０１は、決定したＬＵＴａを階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）に設定することでキャリブレーションを完了する（Ｓ１０６）。

本実施形態では、テストチャート上に２０階調分のパッチ画像しか形成していないために、ＣＰＵ３０１は、不足しているデータを補間して必要なデータを作成している。このようなキャリブレーションにより、目標濃度に対して線形となる階調特性が実現される。

（ゴミ検出）
図７は、リーダ２００内のリーダ画像処理部２１１に設けられるゴミ検出部の説明図である。リーダ画像処理部２１１は、アンプ５０２、Ａ／Ｄ変換器５０３、シェーディング補正部５０４、及びゴミ検出部５２０を備える。リーダ画像処理部２１１は、センサユニット２１０内に設けられるリニアイメージセンサ５０１からアナログ信号である電気信号を取得する。リニアイメージセンサ５０１は、複数の光電変換素子が直線状に列んで構成される。光電変換素子が直線状に列ぶ方向が主走査方向となる。リニアイメージセンサ５０１は、画像を読み取る際に、主走査方向に１ラインずつ読み取ることになる。なお、リニアイメージセンサ５０１は、原稿Ｓの搬送方向に直交するように光電変換素子が列べられる。つまり主走査方向と原稿Ｓの搬送方向とは直交する。原稿Ｓの搬送方向が副走査方向となる。

リーダ画像処理部２１１は、リニアイメージセンサ５０１から取得した電気信号をアンプ５０２により増幅した後に、Ａ／Ｄ変換器５０３によりデジタル信号に変換する。リーダ画像処理部２１１は、シェーディング補正部５０４により、デジタル信号に変換した電気信号に対するシェーディング補正を行い、画像信号を生成する。リーダ画像処理部２１１は、生成した画像信号をプリンタ３００に設けられる画像メモリ６０１に格納するとともに、ゴミ検出部５２０に入力する。

ゴミ検出部５２０は、フィルタ５０５、２値化部５０６、加算器５０７、ラインメモリ５０８、コンパレータ５０９、ＡＮＤ演算器５１０、及びゴミ検出結果保持部５１１を備える。ゴミ検出部５２０は、リーダ２００が読み取った画像（読取画像）にゴミ等の画像の異常を検出し、その検出結果をＣＰＵ３０１へ送信する異常検出部である。

ゴミ検出部５２０は、フィルタ５０５により、画像信号に対して高周波成分を強調する等の処理を行う。２値化部５０６は、フィルタ５０５を通過した画像信号に対して、読取画像にゴミの影響で生じる黒スジ等を検出しやすくするための前処理を行う。２値化部５０６は、画像信号と２値化スライスレベルとを比較して、画像信号を白の値と黒の値とに２値化する。図８は、原稿読取プラテンローラ５を読み取り、原稿読取プラテンローラ５の読取画像を２値化した場合の説明図である。原稿読取プラテンローラ５は、原稿Ｓの読取画像に影響を与えないように白色である。

流し読みガラス２０１がゴミ等により汚れている場合、原稿読取プラテンローラ５の読取画像には、２値化後も副走査方向に直線状の黒スジ（スジ画像）が生じる（図８（ａ））。主走査方向の同じ位置に周期的に表れる黒点は、原稿読取プラテンローラ５の白色表面に付着したゴミ等の汚れによる画像である。そのために、黒点が表れる周期は、原稿読取プラテンローラ５の周長に一致する。

加算器５０７は、ラインメモリ５０８を用いて、所定のライン分だけ主走査方向の同一アドレスの２値化した画像信号の値を累積加算する。この処理は、サンプリング加算と呼ばれる。図８（ｂ）はサンプリング加算の結果を例示しており、主走査方向の各位置に対する黒画素率を表す。黒画素率は、主走査方向の同じ位置で、２値化した画像信号で副走査方向に黒画像が出現する割合を表す。黒スジの発生した位置では、黒画素率が１００％となる。原稿読取プラテンローラ５に付着したゴミ等の汚れによる影響は、低い黒画素率として表れる。そのために、流し読みガラス２０１は、黒画素率が所定の黒画素率（ゴミ判定レベル）より大きくなる主走査方向の位置が、ゴミ等の汚れが生じているゴミ位置であると判定される。

コンパレータ５０９は、サンプリング加算結果とゴミ判定レベルとを比較して、主走査方向のアドレス毎にゴミ判定を行う判定部である。ＡＮＤ演算器５１０は、コンパレータ５０９によるゴミ判定結果と主走査方向の有効区間信号とにより、主走査方向の有効区間内のゴミ判定結果を有効にするための演算を行う。具体的には、ＡＮＤ演算器５１０は、ゴミ判定結果と主走査方向の有効区間信号とのＡＮＤ演算によりゴミ判定結果を有効にするか否かを決定する有効化部である。ゴミ検出結果保持部５１１は、ＡＮＤ演算器５１０による演算結果として、有効と判定されたゴミ判定結果を保持する。

ＣＰＵ３０１は、ゴミ検出結果保持部５１１を参照して、ゴミ検出結果を確認する。また、ＣＰＵ３０１は、ラインメモリ５０８を参照し、格納されるデータをゴミ判定レベルと比較することで、ゴミを検出した主走査方向の位置（アドレス）を取得することもできる。これは、ゴミ検出画素（異常検出画素）のアドレスとして使用される。ＣＰＵ３０１は、画像メモリ６０１に格納される画像信号のゴミ検出画素の画像信号に対してゴミ補正を行う。

（ゴミ補正）
ゴミ補正は、補正対象となった画素（ゴミ検出画素）を、周囲の画素のデータにより補間もしくは置き換えることで行われる。図９は、ゴミ補正の説明図である。図９（ａ）は、ゴミ検出画素が１画素の場合のゴミ補正を表す。図９（ｂ）は、ゴミ検出画素が２画素の場合のゴミ補正を表す。いずれの場合も、ゴミ検出画素の主走査方向の両隣に１画素ずつ追加した補正領域の画素に対して、左右の画素（Ａ、Ｂ）の画素データを補間もしくは置き換えることでゴミ補正が行われている。なお、ゴミ補正は、補間や置き換え以外の方法で行われてもよい。また、ゴミ補正は、ＣＰＵ３０１ではなく、他のロジック回路で行われてもよい。

（本実施形態のキャリブレーション）
本実施形態では、ユーザの負荷を軽減するために、キャリブレーション時に図６に例示するテストチャートの読み取りを、ＡＤＦ１００を用いて行う。キャリブレーション時に用いる各色のパッチ画像の画像濃度は、テストチャートの読取結果（読取画像）から検出される。図１０は、画像濃度の検出範囲の説明図である。本実施形態では、各色の画像濃度は、テストチャートの各パッチ画像の全領域の読取結果の平均値ではなく、図１０（ａ）の破線で囲ったエリアのように、画像濃度が安定したパッチ画像の中央部の読取結果の平均値である。

流し読みガラス２０１にゴミ等の汚れがある場合、ＡＤＦ１００を用いてテストチャートを読み取ると、図１０（ｂ）に示すように読取画像に副走査方向の黒スジが生じる。キャリブレーション時には、テストチャートの読取画像に対して上記のようなゴミ補正は行われない。この場合、図１０（ｃ）の破線に示すように、ゴミ検出画素のデータを除く正確に画像濃度が検出できる範囲で、画像濃度が検出される。そのために本実施形態では、キャリブレーション時にＡＤＦ１００を用いる場合には、ゴミ補正を行わず、ゴミ検出画素に対応する位置のデータを除いた残りの読取画像（画像信号）によりキャリブレーションを実行する。これにより、流し読みガラス２０１にゴミ等の汚れがある場合であっても、ＡＤＦ１００を用いたキャリブレーションを精度よく行うことが可能となる。

（第１実施例）
図１１は、キャリブレーション処理を表すフローチャートである。ＣＰＵ３０１は、図４のＳ１０１～Ｓ１０３の処理と同様に、キャリブレーションの実行指示を受け付けてテストチャートを出力し、ＡＤＦ１００を用いた読取処理を開始する（Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３）。テストチャートは、連続して複数枚が出力される。ＡＤＦ１００は、テストチャートを連続して読み取る。テストチャートの読取結果から、リーダ画像処理部２１１のゴミ検出部５２０によりゴミ検出が行われる。検出結果は、ゴミ検出部５２０のゴミ検出結果保持部５１１に格納される。

ＣＰＵ３０１は、ゴミ検出結果保持部５１１を参照してゴミ検出結果を確認する（Ｓ２０４）。ゴミが無い場合（Ｓ２０４：Y）、ＣＰＵ３０１は、図４のＳ１０４～Ｓ１０６と同様の処理を行い、ＬＵＴａを階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）に設定することでキャリブレーションを完了する（Ｓ２０５、Ｓ２０６、Ｓ２０７）。

ゴミが有る場合（Ｓ２０４：N）、ＣＰＵ３０１は、色処理部３０３により、図１０（ｃ）の破線で例示するようなゴミ検出画素を除いた範囲で各パッチ画像の濃度値を検出する（Ｓ２０８）。ＣＰＵ３０１は、このように検出された濃度値に基づいて、図４のＳ１０５、Ｓ１０６と同様の処理を行い、ＬＵＴａを階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）に設定することでキャリブレーションを完了する（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。

このような処理により、流し読みガラス２０１にゴミ等の汚れがある場合であっても、ＡＤＦ１００を用いたキャリブレーションを精度よく行うことが可能となる。

（第２実施例）
図１２は、キャリブレーション処理を表す別のフローチャートである。ＣＰＵ３０１は、図１１のＳ２０１～Ｓ２０４の処理と同様に、キャリブレーションの実行指示を受け付けてテストチャートを出力し、該テストチャートの読取画像に基づくゴミ検出の結果を確認する（Ｓ３０１～Ｓ３０４）。ゴミが無い場合（Ｓ３０４：Y）、ＣＰＵ３０１は、図１１のＳ２０５～Ｓ２０７と同様の処理を行い、ＬＵＴａを階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）に設定することでキャリブレーションを完了する（Ｓ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３０７）。

ゴミが有る場合（Ｓ３０４：N）、ＣＰＵ３０１は、操作部４００のディスプレイに図１３に例示する通知画面を表示して、ゴミを検出したことをユーザに通知する（Ｓ３０８）。図１３の通知画面は、流し読みガラス２０１にゴミ等の汚れがあることを通知する。また、この通知画面は、流し読みガラス２０１の清掃を促し、テストチャートの再読み取りを行うか、あるいはゴミ検出画素を除いてキャリブレーションを行うかの選択をユーザに行わせる。ユーザは、操作部４００の入力装置により、通知画面の「読み取り実行」又は「補正実行」を選択する。

「読み取り実行」が選択された場合（Ｓ３０９：読み取り実行）、ＣＰＵ３０１は、テストチャートの再読み取りを行うためにＳ３０３以降の処理を再度行う。「補正実行」が選択された場合（Ｓ３０９：補正実行）、ＣＰＵ３０１は、図１１のＳ２０８の処理と同様に、ゴミ検出画素を除いた範囲で各パッチ画像の濃度値を検出する（Ｓ３１０）。ＣＰＵ３０１は、このように検出された濃度値に基づいて、ＬＵＴａを階調制御部３１１（ＬＵＴａ３０６）に設定することでキャリブレーションを完了する（Ｓ３０６、Ｓ３０７）。

このような処理により、流し読みガラス２０１にゴミ等の汚れがある場合であっても、ＡＤＦ１００を用いたキャリブレーションを精度よく行うことが可能となる。また、ユーザに対して流し読みガラス２０１が汚れていることを周知でき、流し読みガラス２０１の清掃を促すことができる。

（第３実施例）
ＡＤＦ１００を用いた画像読取は、通常のコピー動作やスキャン動作時にも行われる。そのために、読取位置のゴミ等の汚れの有無が通常の動作時にも検出され、汚れにより読取画像に生じる黒スジの位置は、通常の動作時に既知である。そこで、キャリブレーション時にはテストチャートの画像自体を主走査方向にずらすことで、黒スジの影響を回避することが可能である。つまりＣＰＵ３０１は、予め通常の動作時に読取画像に黒スジが検出された場合には、ゴミ検出結果保持部５１１によりゴミ検出画素を確認する。その後、テストチャートを生成する際に、ＣＰＵ３０１は、テストチャートの画像の形成位置をゴミ検出画素の位置に応じてずらす。図１４は、テストチャートの画像をずらす場合の説明図である。

テストチャートの画像の位置をずらさない場合、黒スジが破線で囲ったパッチ画像の画像濃度の検出範囲に重なっている。このような場合に画像の位置を主走査方向にずらすことが有効である。テストチャートの画像の位置を主走査方向にずらした場合、黒スジが破線で囲ったパッチ画像の画像濃度の検出範囲に重なることが回避される。ただし、これは、黒スジが１つの場合、或いは黒スジがパッチ画像の境界に偶然位置する場合である。黒スジが複数発生する場合、テストチャートの画像の位置をずらすことで１つの黒スジに対応し、他の黒スジに対しては第１実施例或いは第２実施例のように対応することができる。

このような処理により、流し読みガラス２０１にゴミ等の汚れがある場合であっても、ＡＤＦ１００を用いたキャリブレーションを精度よく行うことが可能となる。

以上のような各実施例では、階調補正を行う場合のテストチャートについて説明したが、他の画像形成条件や画像読取条件の調整を行うテストチャートについても同様の処理によりゴミ等の汚れの影響を抑制することができる。例えば、主走査方向の読取ムラや傾きを補正するためのテストチャートについても、本実施形態は適用可能である。また、プリンタ３００の駆動ムラや部材の周ピッチムラ等の修正に用いられるテストチャートについても、本実施形態は適用可能である。すべての画像形成条件や画像読取条件の調整を行うためのテストチャートが１枚の記録媒体に形成される場合であっても、本実施形態は適用可能である。

Claims (5)

1. 画像形成条件に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により前記記録媒体が搬送される搬送方向と交差する方向に並ぶ複数の読取素子及び透過部材を有し、前記搬送手段により前記記録媒体を搬送させながら前記透過部材を介して前記記録媒体上の画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段の読取結果である読取画像から前記透過部材上のゴミによって生じるゴミ検知画素を検知するゴミ検知手段と、
   前記ゴミ検知手段により前記読取画像から検知された前記ゴミ検知画素の出力値を前記読取結果に含まれる前記ゴミ検知画素とは異なる他の画素の出力値に基づいて補正する補正処理を実行する補正手段と、
   前記画像形成手段により前記記録媒体に形成されたテストパターンを前記読取手段で読み取った読取結果であるテストパターン読取画像を取得し、前記画像形成条件を前記テストパターン読取画像に基づいて生成する生成手段と、を有し、
   前記補正手段は、前記ゴミ検知手段により前記テストパターン読取画像からゴミ検知画素が検知された場合、前記補正処理を実行せず、
   前記生成手段は、前記ゴミ検知手段により前記テストパターン読取画像からゴミ検知画素が検知された場合、前記画像形成条件を前記テストパターン読取画像に含まれる前記ゴミ検知画素以外の画素の出力値に基づいて生成することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記搬送手段は、原稿が積載される原稿トレイと、前記原稿トレイ上の前記原稿を搬送する搬送部と、前記搬送部により前記原稿トレイから搬送された前記原稿が排出される排出トレイと、を備え、
   前記読取手段は、原稿が載置される原稿台を有し、
   前記読取手段は、前記原稿台に載置された原稿を読み取る固定読みと、前記搬送手段により前記原稿トレイから搬送される原稿を読み取る流し読みと、を行うことを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記テストパターンは、濃度が異なる複数のパッチ画像を有し、
   前記生成手段は、前記画像形成手段の階調特性が理想的な階調特性となるように、前記画像形成条件を前記テストパターン読取画像に基づいて生成することを特徴とする、
   請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成条件は、画像信号を変換する階調補正条件であり、
   前記画像形成手段は、前記変換された画像信号に基づいて前記画像を形成す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. 前記ゴミ検知手段により前記ゴミ検知画素が検知された場合、前記透過部材の清掃を促す報知手段をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１～４のいずれか１項記載の画像形成装置。

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