特許 7483389 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-07

(45)【発行日】2024-05-15

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20240508BHJP

   G03G 15/16 20060101ALI20240508BHJP

   B41J 29/393 20060101ALI20240508BHJP

   B41J 2/52 20060101ALI20240508BHJP

   H04N 1/407 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

G03G15/00 303

G03G15/16

B41J29/393 101

B41J2/52

H04N1/407

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020010584

(22)【出願日】2020-01-27

(65)【公開番号】P2021117352

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2023-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002767

【氏名又は名称】弁理士法人ひのき国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹村 太一

【審査官】藤井 達也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２０３７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２５９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７１０９５８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／０１

Ｇ０３Ｇ １３／３４

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／０１

Ｇ０３Ｇ １５／３６

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／０２

Ｇ０３Ｇ ２１／１４

Ｇ０３Ｇ ２１／２０

Ｂ４１Ｊ ２／５２

Ｂ４１Ｊ ２９／００ －２９／７０

Ｈ０４Ｎ １／４０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像データを像形成条件に基づき変換する変換部と、前記画像データに中間調処理を施す中間調処理部と、を有する画像処理部を有し、前記画像処理部からの前記画像データに基づきシートにトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により複数のパッチ画像で構成される画像パターンが形成される像担持体であって、回転される前記像担持体と、
前記像担持体上の前記画像パターンを測定し、前記画像パターンの測定結果に関する測定値を濃度情報として出力する測定手段と、
前記測定手段により出力された前記濃度情報に基づき、前記像形成条件を補正する補正手段と、を有し、
前記画像パターンは、前記像担持体の回転方向において先頭に形成される第１色のパッチ画像群と、前記回転方向において前記第１色の前記パッチ画像群の上流に隣接して形成される前記第１色と異なる第２色のパッチ画像群とを含み、
前記第１色の前記パッチ画像群は、
前記回転方向において前記第１色の前記パッチ画像群の中で最も下流に形成される第１パッチ画像と、
前記回転方向において前記第１パッチ画像の上流に隣接して形成される前記第１パッチ画像と異なる種類の中間調処理が施された第２パッチ画像であって、前記第１パッチ画像との濃度差が閾値未満となるように形成される前記第２パッチ画像と、
前記回転方向において前記第１色の前記パッチ画像群の中で最も上流に形成される第３パッチ画像であって、前記第１パッチ画像と前記第２パッチ画像とのいずれよりも高濃度となるように形成される前記第３パッチ画像と
を含み、
前記第２色の前記パッチ画像群は、
前記回転方向において前記第２色の前記パッチ画像群の中で最も下流に形成される第４パッチ画像と、
前記回転方向において前記第４パッチ画像の上流に隣接して形成される前記第４パッチ画像と異なる種類の中間調処理が施された第５パッチ画像であって、前記第４パッチ画像との濃度差が前記閾値未満となるように形成される前記第５パッチ画像と、
前記回転方向において前記第２色の前記パッチ画像群の中で最も上流に形成される第６パッチ画像であって、前記第４パッチ画像と前記第５パッチ画像とのいずれよりも高濃度となるように形成される前記第６パッチ画像と
を含み、
前記第１パッチ画像の前記回転方向の長さは、前記像担持体との濃度差が閾値よりも大きく且つ濃度の増加を示すので第１ルールに基づき決定されており、前記第１パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第２パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長く、
前記第４パッチ画像の前記回転方向の長さは、前記第３パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも大きく且つ濃度の減少を示すので前記第１ルールと異なる第２ルールに基づき決定されており、前記第４パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第５パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長いことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記第３パッチ画像の前記回転方向の長さは、前記回転方向において前記第３パッチ画像の下流に配置される他のパッチ画像との濃度差が前記閾値よりも大きく且つ濃度の増加を示すので前記第１ルールに基づき決定されており、前記第１パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第２パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記画像パターンはさらに、前記像担持体の前記回転方向において前記第２色の前記パッチ画像群の上流に隣接して形成される前記第２色と異なる第３色のパッチ画像群を含み、
前記第３色の前記パッチ画像群は、
前記回転方向において前記第３色の前記パッチ画像群の中で最も下流に形成される第７パッチ画像と、
前記回転方向において前記第７パッチ画像の上流に隣接して形成される前記第７パッチ画像と異なる種類の中間調処理が施された第８パッチ画像であって、前記第７パッチ画像との濃度差が閾値未満となるように形成される前記第８パッチ画像と、
前記回転方向において前記第３色の前記パッチ画像群の中で最も上流に形成される第９パッチ画像であって、前記第７パッチ画像と前記第８パッチ画像とのいずれよりも高濃度となるように形成される前記第９パッチ画像と
を含み、
前記第７パッチ画像の前記回転方向の長さは、前記第６パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも大きく且つ濃度の減少を示すので前記第２ルールに基づき決定されており、前記第７パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第８パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記第９パッチ画像の回転方向の長さは、前記回転方向において前記第９パッチ画像の下流に配置される他のパッチ画像との濃度差が前記閾値よりも大きく且つ濃度の増加を示すので前記第１ルールに基づき決定されており、前記第７パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第８パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記測定手段は、発光部と、前記画像パターンからの正反射光を受光する第１受光部と、前記画像パターンからの正反射光を受光しない位置に設けられ、前記画像パターンからの乱反射光を受光する第２受光部と、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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置により形成される画像の濃度制御に関するものである。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置は、装置が設置される環境の変動や装置内の環境の変動に起因する短期的な変動及び感光体や現像剤の経時変化（経時劣化）に起因する長期的な変動等の影響で、出力画像の濃度特性（階調特性とも呼ばれる）が理想的な濃度特性（理想的な階調特性）とならないことがある。
そこで、画像形成装置では、出力画像の濃度特性を理想的な濃度特性に補正するために画像形成条件を調整している。

【0003】

このように、濃度や色味の変化を適切に補正する処理は、一般にキャリブレーションと称される。キャリブレーションでは、例えば濃度が一様なパターン画像を用紙や感光体或いは中間転写体などに形成し、形成したパターン画像を測定して、画像形成条件を調整する方法が知られている。

【0004】

特許文献１には、階調パターンを用紙に形成し、画像読取部で読み取った階調パターンの読取データに基づいて、画像データを変換するための変換条件を生成する技術が提案されている。これにより、出力画像の濃度特性を理想的な濃度特性に安定化させ、画像品質の安定性を向上させることが可能となる。

【0005】

また、１つの画像形成ジョブにおいて色再現性を一定のレベルに維持するために、そのジョブの途中にキャリブレーションを行うことが提案されている。特許文献２には、画像形成ジョブ中にパターン画像を形成し、このパターン画像の測定結果に基づいて、変換条件を生成することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０００－２３８３４１号公報

【文献】特開平１０－２２４６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

パターンを測定するセンサとして、パターンからの反射光を受光する受光部を有し、受光部の受光結果に基づく信号値を出力する光学式センサが一般的に知られている。しかし、近年の画像形成装置は印刷速度が高速になっており、光学センサの測定結果が正しく得られない可能性があった。

【0008】

これは、光学センサの応答性が遅いことが原因である。つまり、センサの信号値が正しい値に収束する前にパターンが光学センサの測定領域を通過してしまっていた。そして、誤った測定結果に基づいて出力画像の濃度が制御されてしまうと、適正な濃度の画像を形成することができなくなってしまう。

【0009】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。本発明は、測定結果が正しく得られないエラーを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、画像データを像形成条件に基づき変換する変換部と、前記画像データに中間調処理を施す中間調処理部と、を有する画像処理部を有し、前記画像処理部からの前記画像データに基づきシートにトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により複数のパッチ画像で構成される画像パターンが形成される像担持体であって、回転される前記像担持体と、前記像担持体上の前記画像パターンを測定し、前記画像パターンの測定結果に関する測定値を濃度情報として出力する測定手段と、前記測定手段により出力された前記濃度情報に基づき、前記像形成条件を補正する補正手段と、を有し、前記画像パターンは、前記像担持体の回転方向において先頭に形成される第１色のパッチ画像群と、前記回転方向において前記第１色の前記パッチ画像群の上流に隣接して形成される前記第１色と異なる第２色のパッチ画像群とを含み、前記第１色の前記パッチ画像群は、前記回転方向において前記第１色の前記パッチ画像群の中で最も下流に形成される第１パッチ画像と、前記回転方向において前記第１パッチ画像の上流に隣接して形成される前記第１パッチ画像と異なる種類の中間調処理が施された第２パッチ画像であって、前記第１パッチ画像との濃度差が閾値未満となるように形成される前記第２パッチ画像と、前記回転方向において前記第１色の前記パッチ画像群の中で最も上流に形成される第３パッチ画像であって、前記第１パッチ画像と前記第２パッチ画像とのいずれよりも高濃度となるように形成される前記第３パッチ画像とを含み、前記第２色の前記パッチ画像群は、前記回転方向において前記第２色の前記パッチ画像群の中で最も下流に形成される第４パッチ画像と、前記回転方向において前記第４パッチ画像の上流に隣接して形成される前記第４パッチ画像と異なる種類の中間調処理が施された第５パッチ画像であって、前記第４パッチ画像との濃度差が前記閾値未満となるように形成される前記第５パッチ画像と、前記回転方向において前記第２色の前記パッチ画像群の中で最も上流に形成される第６パッチ画像であって、前記第４パッチ画像と前記第５パッチ画像とのいずれよりも高濃度となるように形成される前記第６パッチ画像とを含み、前記第１パッチ画像の前記回転方向の長さは、前記像担持体との濃度差が閾値よりも大きく且つ濃度の増加を示すので第１ルールに基づき決定されており、前記第１パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第２パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長く、前記第４パッチ画像の前記回転方向の長さは、前記第３パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも大きく且つ濃度の減少を示すので前記第１ルールと異なる第２ルールに基づき決定されており、前記第４パッチ画像との濃度差が前記閾値よりも小さい前記第５パッチ画像の前記回転方向の長さよりも長いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、測定結果が正しく得られないエラーを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態の画像形成装置の構成の一例を示すブロック図。

【図2】本実施形態の画像形成装置のソフトウェア構成の一例を示す図。

【図3】プリンタ画像処理部の内部構成の一例を示す図。

【図4】プリンタエンジンの内部構成の一部を示す図。

【図5】プリンタエンジン作像部分及び画像濃度センサの構成を説明するための図。

【図6】画像濃度センサの濃度変換回路の構成及び画像濃度センサ出力値と濃度の関係を示す図。

【図7】自動階調補正処理の一例を示すフローチャート。

【図8】階調ターゲットとエンジンγ特性、階調補正テーブルの関係を示す図。

【図9】入力信号値と濃度ターゲットの関係を示す図。

【図10】画像濃度調整時の補正ＬＵＴ作成処理の一例を示すフローチャート。

【図11】画像濃度調整時の合成補正ＬＵＴ作成処理の一例を示すフローチャート。

【図12】濃度ターゲットと初期階調補正ＬＵＴの関係を示す図。

【図13】濃度ターゲットに対する実測濃度プロット、及び逐次補正ＬＵＴの関係を示す図。

【図14】初期補正ＬＵＴと逐次補正ＬＵＴ及び合成補正ＬＵＴの関係を示す図。

【図15】画像濃度センサのセンサ出力推移を示す図。

【図16】第１実施形態における画像濃度補正用の画像パターンを構成するパッチ画像のサイズを説明する図。

【図17】第１実施形態の画像濃度補正用パッチのΔ濃度とサイズの関係を示す図。

【図18】第２実施形態における画像濃度補正用の画像パターンを構成するパッチ画像のサイズを説明する図。

【図19】第２実施形態の画像濃度補正用パッチのΔ濃度とサイズの関係を示す図。

【図20】第３実施形態の画像濃度補正用パッチのΔ濃度とサイズの関係を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。
〔第１実施形態〕
＜画像形成装置＞
［ハードウェア構成］
図１は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、画像入力デバイスであるスキャナ１０１や、画像出力デバイスであるプリンタエンジン１０２を有する。

【0014】

スキャナ１０１は、スキャナ画像処理部１１８を介して、デバイスＩ／Ｆ１１７に接続されている。また、プリンタエンジン１０２は、プリンタ画像処理部１１９を介して、デバイスＩ／Ｆ１１７に接続されている。画像形成装置１００は、スキャナ画像処理部１１８およびプリンタ画像処理部１１９が画像データの読み取りやプリント出力のための制御を行う。また、画像形成装置１００は、ＬＡＮ１０や公衆回線１０４と接続し、画像情報やデバイス情報をＬＡＮ１０経由で入出力するための制御を行う。

【0015】

ＣＰＵ１０５は、画像形成装置１００を制御するための中央処理装置である。ＲＡＭ１０６は、ＣＰＵ１０５が動作するためのシステムワークメモリであり、入力された画像データを一時記憶するための画像メモリでもある。ＲＯＭ１０７はブートＲＯＭであり、システムのブートプログラムが格納されている。ＲＯＭ１０７は、例えばフラッシュＲＯＭで構成される。ＨＤＤ１０８はハードディスクドライブであり、各種処理のためのシステムソフトウェア及び入力された画像データ等を格納する。なお、ＨＤＤの代わりに又は併用してＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等の他の記憶装置を備える構成でもよい。

【0016】

操作部Ｉ／Ｆ１０９は、画像データ等を表示可能な表示画面を有する操作部１１０に対するインタフェースであり、操作部１１０に対して操作画面データを出力する。また、操作部Ｉ／Ｆ１０９は、操作部１１０から操作者が入力した情報をＣＰＵ１０５に伝える役割を担う。

【0017】

ネットワークＩ／Ｆ１１１は、例えばＬＡＮカード等で実現され、ＬＡＮ１０に接続して外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。モデム１１２は公衆回線１０４に接続し、外部装置（不図示）との間で情報の入出力を行う。以上のユニットがシステムバス１１３上に配置されている。

【0018】

イメージバスＩ／Ｆ１１４は、システムバス１１３と画像データを高速で転送する画像バス１１５とを接続するためのインタフェースであり、データ構造を変換するバスブリッジである。画像バス１１５には、ラスタイメージプロセッサ（ＲＩＰ）部１１６、デバイスＩ／Ｆ１１７、スキャナ画像処理部１１８、画像編集用画像処理部１２０、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、カラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）１３０が接続される。

【0019】

ＲＩＰ部１１６は、ページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）コードをイメージデータに展開する。
デバイスＩ／Ｆ１１７は、スキャナ画像処理部１１８とプリンタ画像処理部１１９を介してスキャナ１０１やプリンタエンジン１０２とを接続し、画像データの同期系／非同期系の変換を行う。

【0020】

スキャナ画像処理部１１８は、スキャナ１０１から入力した画像データに対して、補正、編集等の各種処理を行う。画像編集用画像処理部１２０は、画像データの回転や、色処理、２値変換、多値変換等の各種画像処理を行う。画像圧縮部１０３は、ＲＩＰ部１１６やスキャナ画像処理部１１８、画像編集用画像処理部１２０で処理された画像データをＨＤＤ１０８で一度格納する際に所定の圧縮方式で符号化する。

【0021】

画像伸張部１２１は、ＨＤＤ１０８で圧縮されている画像データを必要に応じて画像編集用画像処理部１２０での処理やプリンタ画像処理部１１９で画像処理しプリンタエンジン１０２で出力する場合に、圧縮され符号化されているデータを、復号化し伸張する。
プリンタ画像処理部１１９は、プリント出力する画像データに対して、プリンタエンジンに応じたγ補正や中間調処理等の画像処理を行う。

【0022】

ＣＭＭ１３０は、画像データに対して、プロファイルやキャリブレーションデータに基づいた、色変換処理（色空間変換処理ともいう）を施す専用ハードウェアモジュールである。ここでプロファイルとは、機器に依存した色空間で表現したカラー画像データを機器に依存しない色空間（例えばＬａｂ色空間など）に変換するための関数のような情報である。キャリブレーションデータは、スキャナ１０１やプリンタエンジン１０２の色再現特性を修正するためのデータである。

【0023】

［ソフトウェア構成］
図２は、画像形成装置１００のソフトウェア構成の一例を示す図である。図２で示される各ソフトウェアモジュールは、記憶部であるＨＤＤ１０８等に格納されるプログラムを、主にＣＰＵ１０５が実行することにより実現される。

【0024】

ジョブコントロール処理２０１は、図示／不図示の各ソフトウェアモジュールを統括・制御し、コピー、プリント、スキャン、ＦＡＸ送受信など、画像形成装置１００内で発生するあらゆるジョブの制御を行う。さらに、ジョブコントロール処理２０１は、形成する画像の色味・濃度階調性等の安定化のためのキャリブレーション等の後述する調整（補正）処理などの制御も行う。

【0025】

ネットワーク処理２０２は、主にネットワークＩ／Ｆ１１１を介して行われる外部との通信を制御するモジュールであり、ＬＡＮ１０上の各機器との通信制御を行う。ＵＩ処理２０３は、主に操作部１１０、および操作部Ｉ／Ｆ１０９に係る制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、ＦＡＸ機能の制御を行う。ＦＡＸ処理２０４は、モデム１１２を介してＦＡＸ受信／送信を行う。

【0026】

プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、画像編集用画像処理部１２０、プリンタ画像処理部１１９、およびプリンタエンジン１０２を制御し、指定画像の印刷処理を行う。プリント処理２０７は、ジョブコントロール処理２０１から、画像データ、画像情報（画像データのサイズ、カラーモード、解像度など）、レイアウト情報（オフセット、拡大縮小、面つけなど）、及び出力用紙情報（サイズ、印字方向など）の情報を受け付ける。そして、プリント処理２０７は、画像圧縮部１０３、画像伸張部１２１、画像編集用画像処理部１２０、およびプリンタ画像処理部１１９を制御して、画像データに対して適切な画像処理を施す。そして、プリント処理２０７は、画像データに対し、プリンタエンジン１０２を制御して指定用紙への印刷を行わせる。

【0027】

スキャン処理２１０は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、スキャナ１０１、およびスキャナ画像処理部１１８を制御して、スキャナ１０１上にある原稿の読み込みを行わせる。スキャン処理２１０は、スキャナ１０１の原稿台にある原稿のスキャンを実行し、デジタルデータとして画像の入力を行う。そして、スキャン処理２１０は、入力した画像のカラー情報を、ジョブコントロール処理２０１へ通知する。さらに、スキャン処理２１０は入力画像に対し、スキャナ画像処理部１１８を制御して画像の圧縮等、適切な画像処理を施した後、ジョブコントロール処理２０１へ画像処理済みの入力画像を通知する。

【0028】

色変換処理２０９は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、指示画像に対して、色変換処理を行い、色変換処理後の画像をジョブコントロール処理２０１へ通知する。
ＲＩＰ処理２１１は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、ＰＤＬ解釈（インタプリット）を行い、ＲＩＰ部１１６を制御してレンダリングすることで、ビットマップイメージへの展開を行う。

【0029】

機器情報送信処理２０５は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、ネットワーク処理２０２を介して、外部の装置に機器情報を送信する。機器情報には、プリンタエンジン１０２のタイプ（カラー／モノクロ）、解像度、印刷速度、色変換処理２０９による処理時間、出力プロファイル等の画像形成装置１００の能力や特性を表す情報が含まれる。
機器情報取得処理２０６は、ジョブコントロール処理２０１の指示に基づいて、ネットワーク処理２０２を介して、外部の機器に機器情報を要求して取得する。

【0030】

以上のような構成により、画像形成装置１００は、ＬＡＮ１０より印刷ジョブを受けて、プリントするまでの動作を行う。

【0031】

［画像データ処理フロー］
続いて、上記構成に基づき、プリンタ画像処理部１１９へ入力された画像データの処理フローについて説明する。
まず、上述したように、外部装置からＬＡＮ１０を介して送信されてきたＰＤＬは、ネットワークＩ／Ｆ１１１にて受信し、イメージバスＩ／Ｆ１１４よりＲＩＰ部１１６へ入力される。ＲＩＰ部１１６は、受信したＰＤＬの解釈を行い、ＲＩＰ部１１６にて処理できるコードデータへ変換する。そして、ＲＩＰ部１１６は、変換したコードデータに基づいてレンダリングを実行する。ＲＩＰ部１１６でレンダリングされたページデータは、後段の画像圧縮部１０３にて圧縮され、ＨＤＤ１０８に順次格納される。

【0032】

次にＨＤＤ１０８に格納された圧縮データは、ジョブコントロール処理２０１からの指示によるプリント動作において読み出され、画像伸張部１２１にて圧縮データの伸長処理が行われる。画像伸張部１２１で伸長された画像データは、デバイスＩ／Ｆ１１７を介してプリンタ画像処理部１１９へ入力される。ここで、プリンタ画像処理部１１９について説明する。

【0033】

図３は、プリンタ画像処理部１１９の内部構成の一例を示す図である。
色変換部３０１は、画像データを輝度値（ＲＧＢ、ＹＵＶなど）から濃度値（ＣＭＹＫなど）に変換するものであり、入力した画像データを後段のプリンタエンジン１０２で印字できる色成分に対応した色空間に変換する。
色変換部３０１で濃度値にされた多値の画像データは、濃度段差補正部３０２により、同一ページ内の濃度段差の補正をした信号値に変換される。濃度段差補正部３０２は後述のγ補正回路３０９と同じ入出力信号を変化させる一次元テーブルを持ち、そのテーブルにページ内の位置に合わせて、段差補正のための段差補正係数を乗じて作用させる。

【0034】

濃度段差補正された画像データは、γ補正回路３０９（以下「γＬＵＴ」）により濃度信号をプリンタエンジンでその濃度を再現するための信号値に変換される。γＬＵＴは、プリンタエンジンのγ特性に合わせて作られた入出力信号を変換するテーブルであり、本実施形態においては予め記憶しているテーブルを設定して処理させるが、既知の階調制御等を用いて作成してそれを設定し用いてもよい。

【0035】

γＬＵＴ３０９で補正された画像データは、中間調処理部３０４で中間調処理が行われ、１画素の各色成分が２値（１ビット）で表現される画像データへ変換される。中間調処理には、一般にディザ法や誤差拡散法などが挙げられ、本実施形態においてもどちらの方法でも構わない。なお、中間調処理については、上記方法に限定するものではなく、他の方法を用いても構わない。

【0036】

中間調処理部３０４での変換処理により生成された２値の画像データは、ドラム間遅延メモリ制御部３０５を介し、画像データ内の各画素の色成分ごとに分離されページバッファメモリ３０６に一時的に格納される。プリンタエンジン１０２より送信される各色成分に対応するビデオデータ要求信号（VREQ_*）が入力されたタイミングで、対応する色成分のデータがページバッファメモリ３０６から読み出される。なお、ビデオデータ要求信号（VREQ_*）は、各色成分に対し、VREQ_Y、VREQ_M、VREQ_C、VREQ_Kとする。また、Yは言えろー、Mはマゼンタ、Cはシアン、Kはブラックの色成分を示す。プリンタエンジン１０２内の各色成分に対応する感光ドラム１４０１～１４０４（図５（ａ））が配置された上流から下流までの距離に応じて、感光ドラム１４０１～１４０４それぞれに露光するタイミングが異なる。このため、各色成分のデータの読み出すタイミングも異なる。そのため、プリンタエンジン１０２は、色成分ごとのタイミングで、色成分ごとのビデオデータ要求信号（VREQ_Y、VREQ_M、VREQ_C、VREQ_K）を、プリンタ画像処理部１１９に送信し、タイミングを制御する。

【0037】

［プリンタエンジン動作］
次にプリンタ画像処理部１１９より出力された色成分データがプリンタエンジン１０２に入力された場合の動作について説明する。
図４は、プリンタエンジン１０２の内部構成の一部を示す図である。
プリンタＩ／Ｆ部１２０１は、プリンタエンジン１０２において印字動作の準備が可能となった場合に、各色成分のデータを要求するビデオデータ要求信号（VREQ_*）を、プリンタ画像処理部１１９に発行する。プリンタＩ／Ｆ部１２０１は、ビデオデータ要求信号（VREQ_*）に応じて、プリンタ画像処理部１１９から順次送信されてくる色成分データを受信する。

【0038】

プリンタＩ／Ｆ部１２０１で受信された色成分データは、パルス幅変調回路１２０３に入力される。そして、パルス幅変調回路１２０３は、実際の色成分データに基づいて、後段の各色のレーザー駆動部１２１２～１２１５を駆動させるためのパルス信号（駆動信号）を生成し、各色のレーザー駆動部１２１２～１２１５へ送信する。
各色成分に対応した各レーザー駆動部１２１２～１２１５は、パルス幅変調回路１２０３より受信したパルス信号に基づいて、各色成分に対応するレーザー露光装置を駆動する。その後、以下の図５（ａ）で説明するように作像が行われる。

【0039】

図５（ａ）は、プリンタエンジン１０２の作像部分の構成の一例を断面図である。以下、主にイエロー（Ｙ）の作像部分について説明するが、他の色成分のマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の作像部分についても同様の構成である。なお、本実施形態においては、プリンタエンジン１０２として、ＹＭＣＫの４色からなるタンデム式エンジンを用いた画像形成装置を対象としているが、これに限るものではない。

【0040】

プリンタエンジン１０２は、像担持体である感光ドラム１４０１、帯電ローラ１４０５、Ｙレーザー露光装置１４０６、１次転写装置１４０８、２次転写装置１４１３、定着装置１４１４、およびクリーニング装置１４１５を備える。Ｙレーザー露光装置１４０６は、Ｙレーザー駆動部１２１２より駆動される。１次転写装置１４０８は、可視化されたトナー像を転写材（像担持体である中間転写ベルト１４１２）上に１次転写する。２次転写装置１４１３は、中間転写ベルト１４１２上に形成されたトナー像を記録用紙に２次転写する。定着装置１４１４は、記録用紙上に転写されたトナー像を定着する。クリーニング装置１４１５は、２次転写後に中間転写ベルト１４１２に残った転写残トナーを除去する。

【0041】

現像装置１４１６は現像剤容器を備え、二成分現像剤としてトナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された現像剤が収容されている。Ａスクリュー１４２０とＢスクリュー１４２１はそれぞれトナー粒子の搬送と磁性キャリア粒子との混合を行う。また現像スリーブ１４２２は、感光ドラム１４０１に近接に配置され、感光ドラム１４０１と従動するように回転して、トナーとキャリアとが混合された現像剤を担持する。現像スリーブ１４２２に担持された現像剤は感光ドラム１４０１に接触し、感光ドラム１４０１上の静電潜像が現像される。このような静電潜像の現像により現像装置１４１６内の現像剤のトナー濃度が低下する。そのため、Ｙトナー補給制御部１２０４は、Ｙトナー補給モータ１２０８を駆動し、Ｙトナー補給機構１４０７からイエロー（Ｙ）トナーを現像装置１４１６に補給する制御を行う。
なお、プリンタエンジン１０２には図５（ａ）の構成以外にも印字用紙を搬送する搬送部（不図示）等があるが、本実施形態において、説明を省略する。

【0042】

以上のようなプリンタエンジンの構成において、イエローを印字する場合には、Ｙレーザー駆動部１２１２より駆動されるＹレーザー露光装置１４０６により感光ドラム１４０１に露光され、感光ドラム１４０１上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置１４１６内の現像スリーブ１４２２上に担持されているイエローの現像剤によりトナー像として可視化され、可視化されたトナー像は中間転写ベルト１４１２上に１次転写装置１４０８によって転写される。

【0043】

このようにしてマゼンタ、シアン、ブラックの各色成分も同様に各現像装置１４１７、１４１８、１４１９により現像され、感光ドラム１４０２、１４０３、１４０４にそれぞれトナー像として可視化される。そして、可視化されたトナー像は直前に転写された色成分のトナー像と同期して、それぞれ１次転写装置１４０９、１４１０、１４１１により順次転写され、中間転写ベルト１４１２上には４色のトナー像により形成された最終的なトナー画像が形成される。
中間転写ベルト１４１２に形成されたトナー画像は、２次転写装置１４１３にて同期して搬送されてくる記録用紙に２次転写され、定着装置１４１４にてトナー像を定着される。

【0044】

＜画像濃度センサ＞
画像濃度センサ４００は、本実施形態中では中間転写ベルトに対向させて配置する構成について説明するが、感光ドラム上等適宜配置することが可能である。
画像濃度センサ４００は、図５（ａ）に示したように中間転写ベルトの対向部に配置されており、中間転写ベルト上に形成されたトナー像の濃度を計測するものである。ここで、画像濃度センサ４００の構造の一部について、図５（ｂ）を用いて説明する。

【0045】

図５（ｂ）は、画像濃度センサ４００の構成を説明するための図であり、中間転写ベルト１４１２の搬送方向に対して上流側から見た場合の断面図に対応する。

【0046】

画像濃度センサ４００は、ＬＥＤ４０１、ＰＤ４０２、ＰＤ４０３を有する光学センサである。ＬＥＤ４０１は、赤外線を入射角度約１５°で照射するように配置された発光ダイオードである。ＰＤ４０２は、ＬＥＤ４０１から中間転写ベルトおよびトナー像４０９に照射された光の反射光を、正反射角度の位置で受光するフォトダイオードである。ＰＤ４０３は、乱反射角度の位置で散乱光を受光するフォトダイオードである。

【0047】

シャッター４１０は、画像濃度センサ４００と中間転写ベルト１４１２の間に配置されている。中間転写ベルト１４１２およびトナー像を検出する場合には、シャッター４１０が実線で示した位置に移動してシャッターが開かれた状態となる。画像濃度センサ４００を使用しないときには、シャッター４１０が点線で示したように画像濃度センサ４００のレンズ４０４の前に移動して、レンズ４０４の汚れを防止する構成となる。

【0048】

電気基板４０７には、ＰＤ４０２、ＰＤ４０３の受光量に応じて流れる電流を電圧変換するＩＶ変換機能を有する受光回路が実装されている。レンズ４０４は、ＬＥＤ４０１からの照射光と、ＰＤ４０２、ＰＤ４０３で受光する光の経路を作り出すためにエポキシ樹脂から成形された光学部品である。ＬＥＤ４０１で発光された光が、直接的にＰＤ４０２、４０３に入射されることを防止するために黒い樹脂から成る遮蔽部材４０５が設けられている。しかし、遮蔽部材４０５で遮蔽しきれず、ＰＤ４０２，４０３に漏れる光、漏れ光４０６が存在する。以上の構成からなる画像濃度センサ４００は、正反射光と乱反射光の両方を計測可能である。正反射光を受光するＰＤ４０２、乱反射光を受光するＰＤ４０３は、中間転写ベルトの反射光及びトナー像４０９の反射光を計測する。

【0049】

ここで、パッチ濃度の検知方法について一例を述べる。
例えば、正反射光を受光するＰＤ４０２で中間転写ベルト１４１２上のパッチの濃度を算出する場合について説明する。
ＰＤ４０２では正反射光成分と乱反射光成分の両方を検知するので、ＰＤ４０３で検出された乱反射光成分を、ＰＤ４０２で検出された反射光成分から除去し、補正演算することにより正反射光成分を算出する。中間転写ベルト１４１２からは反射光が大きく、トナーからの反射光はほとんどないため、トナー画像濃度が高くなるとＰＤ４０２で検出される正反射光成分は低下する。トナー画像濃度と正反射光との関係をあらかじめ記憶しておくことで、検出された正反射光からトナー画像濃度を算出し、濃度補正を行う。

【0050】

また、乱反射を受光するＰＤ４０３で中間転写ベルト上のパッチ濃度を算出する場合について説明する。
ＰＤ４０３では乱反射成分のみが検出される。また、トナー画像濃度が高くなると、トナーからの散乱光が増加し、乱反射成分は増加する。トナー画像濃度と乱反射光との関係をあらかじめ記憶しておくことで、検出された乱反射光からトナー画像濃度を算出し、濃度補正を行う。

【0051】

図６（ａ）は、画像濃度センサ４００の濃度変換回路の概略構成の一例を示す図である。
画像濃度センサ４００に入力される中間転写ベルトからの反射光（近赤外光）は、０～５Ｖのアナログ電気信号に変換されて出力される。このアナログ電気信号は、プリンタエンジン１０２に設けられた制御部４２０内のＡ／Ｄ変換回路４２１により、８ビットのデジタル信号に変換される。そして、このデジタル信号は、制御部４２０内の濃度変換回路４２２によって濃度情報に変換される。

【0052】

図６（ｂ）は、画像濃度センサ４００の出力値と濃度の関係の一例を示す図である。
図６（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１４１２上に形成したパターン画像の画像濃度を、面積階調により段階的に変えた時、形成されたパターン画像の濃度に応じて画像濃度センサ４００の出力が変化する。ここでは、トナーが中間転写ベルト１４１２に付着していない状態の画像濃度センサ４００の出力を基準に２５５レベルまで変化する。

【0053】

中間転写ベルト１４１２に形成される画素におけるトナーによる面積被覆率が大きくなり画像濃度が大きくなるに従い、正反射光の出力は小さく、乱反射光の出力は大きくなる。
このような画像濃度センサ４００の特性に基づき、画像濃度センサ４００の出力から各色の濃度信号に変換する各色専用のテーブル（図６（ａ）のテーブル４２２ａ）を予め用意してある。テーブル４２２ａは、濃度変換回路４２２の記憶部に記憶されている。これにより、濃度変換回路４２２は、各色とも、精度よくパターン画像濃度を読み取ることができる。濃度変換回路４２２は、濃度情報を制御部４２０内のＣＰＵ４２３へと出力する。ＣＰＵ４２３は、この濃度情報を、プリンタ画像処理部１１９及びデバイスＩ／Ｆ１１７を介して、ＣＰＵ１０５に通知する。

【0054】

＜画像濃度制御＞
本実施形態における画像濃度制御の体系について説明する。
［ターゲット濃度取得］
まず、本実施形態で説明する画像濃度制御を行うために必要な濃度ターゲット取得方法について説明する。
本実施形態で用いる濃度ターゲットは、図７に示すような定期的に又はユーザ任意で行われる、用紙に形成された出力画像（定着後のトナー画像）を用いた自動階調補正制御時に取得され、ＲＯＭ１０７に保存される。以下、詳細に説明する。

【0055】

図７は、自動階調補正処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１０５がＲＯＭ１０７やＨＤＤ１０８等に格納されるプログラムを実行することにより実現される。

【0056】

まず、自動階調補正の実行を開始すると、ＣＰＵ１０５は、プリンタエンジン１０２等により、各色６４階調の画像パターンを形成して紙上へ出力させるように制御する（Ｓ９０１）。なお、階調数についてはこれに限定されるものではない。
ユーザは、画像パターンが出力された紙を、スキャナ１０１の原稿台等にセットし、操作部１１０から読み取り開始を指示する。この指示に応じて、ＣＰＵ１０５は、スキャナ１０１により原稿台等にセットされた紙を読み取り、スキャナ画像処理部１１８にて、画像パターンの濃度を自動的に検出するように制御する（Ｓ９０２）。

【0057】

そして、ＣＰＵ１０５は、画像パターンから得られた濃度から、補間処理とスムージング処理を行い、全濃度領域のエンジンγ特性を得る。次に、ＣＰＵ１０５は、得られたエンジンγ特性と予め設定されている階調ターゲットを用いて、入力画像信号に対する補正テーブルである階調補正テーブル（ＬＵＴ）を作成し、γ補正回路３０９に設定する。本実施形態では、図８に示すように、階調ターゲットに対して一致するように逆変換処理を行い、階調補正テーブルを作成する。階調補正テーブルは色毎に作成され、γ補正回路３０９に設定される。
図８は、階調ターゲットとエンジンγ特性、階調補正テーブルの関係を示す図である。
この処理が終了すると、階調ターゲットに対して紙上の濃度が全濃度領域で合うようになる。従って、上記条件で複数トナー画像パターンを形成し、中間転写ベルト１４１２上で画像濃度センサ４００を用いて濃度を検出すれば、その濃度値が中間転写ベルト１４１２上における入力信号に対するターゲット濃度になる。

【0058】

階調補正テーブルの作成が指示されると、ＣＰＵ１０５は、プリンタエンジン１０２等に対して、パッチ画像を中間転写ベルト１４１２上に形成し、画像濃度センサ４００により濃度情報を読み取ってＣＰＵ１０５に送信するように指示する。なお、ここで形成を指示するパッチ画像は、例えば各色１０階調の画像パターン（テストパターン）を構成する複数のパッチ画像である。この指示に応じて、プリンタエンジン１０２では、各色１０階調の画像パターン（パッチ画像）を中間転写ベルト１４１２上に形成する（Ｓ９０４）。本実施形態では、１０階調の画像パターンは、濃度値がそれぞれ１Ａｈ、３３ｈ、４Ｄｈ、６６ｈ、８０ｈ、９９ｈ、Ｂ３ｈ、ＣＣｈ、Ｅ６ｈ、ＦＦｈの画像パターンとする（「ｈ」は１６進数を示す）。さらに、画像濃度センサ４００が、中間転写ベルト１４１２上に形成された各色１０階調の画像パターン（パッチ画像）を読み取り（Ｓ９０５）、該読み取り結果に基づく濃度情報を、制御部４２０がＣＰＵ１０５に送信する（Ｓ９０６）。

【0059】

ＣＰＵ１０５は、プリンタエンジン１０２の制御部４２０から受信した濃度情報を、濃度ターゲット（図９）としてＲＯＭ１０７に保存し（Ｓ９０７）、本フローチャートの処理を終了する。
図９は、入力信号値と濃度ターゲットの関係を示す図である。

【0060】

なお、作成するパッチ画像の階調パターンや階調数は、上記の例に限定されるものではない。例えば、エンジンのγ特性により濃度変化が大きい中間調領域を重点的に補正するために中間調部分のパターン数を増やしてもよい。また、高濃度側を安定的に出力するために高濃度領域のパターン数を増やしてもよい。また、ハイライト側の階調性を重要視するために低濃度領域のパターン数を増やしてもよい。このように、適宜必要に応じて、パッチ画像の階調パターンや階調数を変更可能である。

【0061】

［画像濃度調整フロー］
次に、本実施形態における濃度補正処理について説明する。
まず、画像形成装置１００では、濃度補正が必要であると判断した場合、例えば、長期のジョブ（例えば出力枚数が数百枚のジョブ）が連続した場合、あるいは画像形成環境が変化した場合などでは、濃度調整用のパターンを作成する。濃度調整の種類は、例えば、１０階調のパッチからエンジンのγ特性を取得し、濃度調整するパターン（以下「調整パターンＡ」）と、３階調のパッチからエンジンのγ特性を取得し、濃度調整するパターン（以下「調整パターンＢ」）を持つ。

【0062】

調整パターンＡは、パッチの階調数を増やして、高精度に階調性を合わせるための調整で、比較的大きな環境変化や、数千枚などの大量ジョブ後に実行される。
調整パターンＢは、パッチの階調数を減らして、高頻度に微調整していくもので、数十枚から数百枚などのジョブ中やジョブ後に実行される。
濃度調整は、調整パターンＡと調整パターンＢを組み合わせて実行することで、高精度な階調特性を維持することが可能になる。これら調整パターンＡ、調整パターンＢは一例であり、これに限定されるものではない。
なお、パッチの配列・順番・サイズについては、後述する。

【0063】

図１０は、画像濃度調整時の補正ＬＵＴ作成処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１０５がＲＯＭ１０７やＨＤＤ１０８等に格納されるプログラムを実行することにより実現される。

【0064】

画像濃度調整がスタートすると、ＣＰＵ１０５は、プリンタエンジン１０２等に対して、濃度調整用階調パッチを中間転写ベルト１４１２上に形成し、画像濃度センサ４００により読み取り、読み取った濃度情報をＣＰＵ１０５に送信するように指示する。ここで形成を指示する濃度調整用階調パッチは、後述する図１６及び図１７で説明するような、隣接するパッチ画像との濃度差に応じて副走査方向の長さが異なる複数のパッチ画像から構成される画像パターンとする。ここでは、一例として画像濃度調整用の１０階調の画像パターンとするが、これらに限定されるものではなく、調整パターンＢのような３階調の画像パターンでもよいし、その他のパターンでもよい。上記指示に応じて、プリンタエンジン１０２では、上述のような濃度調整用階調パッチを中間転写ベルト１４１２上に形成する（Ｓ１０１）。さらに、画像濃度センサ４００が、中間転写ベルト１４１２上に形成された濃度調整用階調パッチを読み取り（Ｓ１０２）、該読み取り結果に基づく濃度情報を、制御部４２０がＣＰＵ１０５に送信する。

【0065】

次に、ＣＰＵ１０５は、上記検知された濃度情報と、予め決められているターゲット濃度とを比較し、該比較結果に基づいて階調補正テーブル（ＬＵＴ）を作成し、画像形成時のＬＵＴに反映するようにγ補正回路３０９に設定する（Ｓ１０３）。以下、階調補正テーブル（ＬＵＴ）の作成方法について説明する。

【0066】

［ＬＵＴ作成方法］
以下、本実施形態において、検知濃度をＬＵＴに反映していく方法について説明する。
まずユーザ任意で行った自動階調補正（図７）の際に、予め設定されている階調ターゲット（以下「階調ＬＵＴ」）になるように、エンジンγ特性に合わせて図８に示したような階調補正テーブル（以下「初期補正ＬＵＴ」）が形成される。その後、上述した各色１０階調の濃度ターゲット値が取得される。上述の自動階調補正後、プリンタ画像処理部１１９は、入力画像データを初期補正ＬＵＴに基づいて変換し、変換後の画像データをプリンタエンジン１０２に転送する。プリンタエンジン１０２は入力された画像データに基づいて画像を形成する。また、図１０に示したように、画像形成装置１００は、画像濃度調整用のパターンを作成して、作成したパターン画像を画像濃度センサにて検知し、その検知結果に基づいて階調補正テーブルを生成する。詳細は後に述べるが、画像濃度調整においてパターンの測定結果から補正テーブル（以下「逐次補正ＬＵＴ」）が生成され、初期補正ＬＵＴと逐次補正ＬＵＴとを合成することで階調補正テーブル（合成補正ＬＵＴ）が新たに生成される。なお、自動階調補正（図７）の直後は、初期補正ＬＵＴと逐次補正ＬＵＴは同じものになる。

【0067】

以下、図１１、図１２、図１３及び図１４を用いて、初めの合成補正ＬＵＴ作成方法について説明する。なお、合成補正ＬＵＴ作成方法については、上述した調整パターンＡでの説明を行うが、調整パターンＢについても同様の補正方法で合成ＬＵＴを作成することが可能である。

【0068】

図１１は、画像濃度調整時の合成補正ＬＵＴ作成処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ１０５がＲＯＭ１０７やＨＤＤ１０８等に格納されるプログラムを実行することにより実現される。なお、図１１のＳ２０１は図１０のＳ１０１、Ｓ２０２はＳ１０２、Ｓ２０３～Ｓ２０５はＳ１０３にそれぞれ対応するステップとなる。

【0069】

ＣＰＵ１０５は、プリンタエンジン１０２等に対して、上述したような画像濃度調整用の画像パターンを中間転写ベルト１４１２上に形成し、画像濃度センサ４００により読み取り、読み取った濃度情報をＣＰＵ１０５に送信するように指示する。自動階調補正後、初めの出力画像、及び画像濃度調整で使用する画像パターンを形成する際は、自動階調補正によりγ補正回路３０９に設定された図１２に示すような初期補正ＬＵＴ（１５００）をかけて形成する（Ｓ２０１）。そして、このように形成された画像パターンの濃度情報を画像濃度センサ４００が検知する（Ｓ２０２）。
図１２は、濃度ターゲットと初期階調補正ＬＵＴの関係を示す図である。

【0070】

そして、ＣＰＵ１０５は、画像濃度センサ４００による検知結果から濃度カーブ１５０１（図１３）を作成する（Ｓ２０３）。具体的には、図１３に示す○印のように、検知結果（画像パターンの実測値）の１Ａｈ、３３ｈ、４Ｄｈ、６６ｈ、８０ｈ、９９ｈ、Ｂ３ｈ、ＣＣｈ、Ｅ６ｈ、ＦＦｈ部分をプロットし、この１０点を用いて図１３に示すような濃度カーブ（１５０１）を作成する。この濃度カーブの作成方法は、１０点を結ぶような近似式を用いる等、一般的に使用される近似方法で構わない。
図１３は、濃度ターゲットに対する実測濃度プロット、及び逐次補正ＬＵＴの関係を示す図である。

【0071】

次に、Ｓ２０３において、ＣＰＵ１０５は、上記Ｓ２０３で作成された現時点での濃度カーブ（１５０１）を初期濃度カーブ（１５０２）に補正するために逆変換を行い、図１３に示すような逐次補正ＬＵＴ（１５０３）を作成する（Ｓ２０４）。

【0072】

最後に、ＣＰＵ１０５は、逐次補正ＬＵＴ（１５０３）と、初期補正ＬＵＴ（１５００）を掛け合わせた図１４のような合成補正ＬＵＴ（１６０１）を作成してγ補正回路３０９に設定し（Ｓ２０５）、以後、出力画像に反映させて出力するように制御する。すなわち、ＣＰＵ１０５は、上記Ｓ２０２で検知された濃度情報に基づいてプリンタエンジン１０２の像形成条件を補正する。この合成補正ＬＵＴ（１６０１）を反映させた後は、出力画像、及び次の画像濃度補正用階調パターンは、この合成補正ＬＵＴ（１６０１）を掛け合わされた状態で画像出力される。
図１４は、初期補正ＬＵＴと逐次補正ＬＵＴ及び合成補正ＬＵＴの関係を示す図である。
なお、自動階調補正直後でない場合においても、合成補正ＬＵＴに、新たな逐次ＬＵＴを掛け合わせていくことで、同じ画像調整フローで濃度調整が可能である。

【0073】

［画像濃度センサ応答性］
次に、画像濃度センサ４００の応答性について説明する。
ここでいう応答性とは、画像濃度センサ４００が中間転写ベルト１４１２上に形成された画像濃度補正用の画像パターンを検出する際の反応の速さのことである。例えば、中間転写ベルト１４１２上に形成された画像パターンを検出したときに、安定して測定できるまでにかかる時間が短ければ応答性の早いセンサ、かかる時間が長ければ応答性の遅いセンサということになる。

【0074】

図１５（ａ）は、中間転写ベルト１４１２上に画像濃度補正用の画像パターンを形成し、画像濃度センサ４００で中間転写ベルト１４１２および画像パターンを測定したときの、乱反射を受光するＰＤ４０３の測定値推移を示す図である。

【0075】

図１５（ａ）において、区間Ａは、画像濃度センサ４００で画像パターンが形成されていない中間転写ベルト１４１２上（以下「下地」）を測定した領域に対応する。
区間Ｂは、画像パターンを測定した領域に対応する。
区間Ｃは、区間Ａと同じく下地を測定した領域に対応する。

【0076】

区間ＡおよびＣでは、画像濃度センサ４００のＬＥＤから中間転写ベルト１４１２に照射したとき、ＰＤ４０３ではわずかながらに散乱光を受光している。
区間Ｂでは、画像パターンを測定している領域で、ＰＤ４０３で受光する散乱光が時間的に変化する。区間Ｂ１は、画像パターン領域を読み始めて、実際の画像濃度に相当する出力値に到達するまで（以下「センサ立ち上がり時間」）、徐々に変化することを示しており、図１５（ａ）においては約10msかかっている。また、区間Ｂ２は、実際の画像濃度に相当する出力値に到達してから、出力値が安定している領域で、この領域のセンサ出力値を用いて画像濃度制御を行う。区間Ｂ３は、画像パターン領域を読み終えてから、センサの出力値が安定的に下地領域からの出力値になるまで（以下「センサ立ち下がり時間」）の区間で、図１５（ａ）においては約13msかかっている。

【0077】

このように、転写ベルト１４１２上に形成された画像パターンを測定する場合、画像パターン内に、センサ立ち上がり時間やセンサ立ち下がり時間に要する領域が必要となる。例えば、図１５（ａ）のグラフにおいて、転写ベルトのプロセススピードを300mm/sとした場合、センサ立ち上がりに必要な領域として「300×0.015＝4.5mm」が必要となる。また、センサ立ち下がりに必要な領域は「300×0.019＝5.7mm」が必要となる。このように、実際のパッチ（画像パターン）のサイズは、この領域を考慮して作成する必要がある。

【0078】

＜効果検証＞
［パッチ配列及びパッチサイズ構成］
次に、本実施形態の特徴である画像パターンを構成するパッチ画像の配列およびサイズについて説明する。
まず、本実施形態では、画像濃度補正用の画像パターンにおいて、隣接するパッチの濃度段差が大きくなる場合に、パッチサイズを大きくすることを特徴としているが、この必要性について説明する。

【0079】

図１５（ｂ）は、画像濃度センサ４００のセンサ出力推移の濃度差を示す図である。
図１５（ｂ）の例では、濃度の異なる３つの画像パターンを、画像濃度センサ４００で測定したときのセンサの出力値推移を示している。図中、△が下地との濃度差が0.35のパターン、〇が濃度差0.91のパターン、□が濃度差1.51のパターンを測定したときのセンサの出力値推移を示している。

【0080】

図１５（ｂ）からわかるように、センサ立ち上がり時間、センサ立ち下がり時間は、画像パターンの濃度差によって異なる。センサ立ち上がり時間、立ち下がり時間の境界を、センサ出力値が安定になった時点の値から９５％の時点であるとすると、各濃度差におけるセンサ立ち上がり時間、立ち下がり時間は、以下の表１のようになる。

【0081】

【表1】

【0082】

図１５（ｂ）および表１からわかるように、濃度差が大きくなると、センサ立ち上がり時間、立ち下がり時間、すなわちセンサ応答性が長くなってくることがわかる。
センサ応答性が長くなると、測定に必要な領域が増加し、その結果補正用画像パターンが大きくなり、補正時間が長くなる、あるいは補正に必要なトナー量が増加するという課題が発生する。

【0083】

上述したように、濃度調整には、１０階調のパッチを使用して高精度に調整する調整パターンＡと、パッチの階調数を減らして高頻度に微調整していく調整パターンＢがある。調整パターンＡのように、パッチの数が多い場合は、パッチの配列を工夫することで、隣接するパッチの濃度段差を大きくならないようにすることができる場合もある。しかし、調整パターンＢのように、階調数が少ない場合は、配列を工夫しても濃度段差が大きくなってしまう。

【0084】

そこで、本実施形態では、画像濃度調整用の画像パターンのパッチサイズにおいて、隣接する濃度調整用パッチの濃度段差が大きくなる場合に、濃度段差が大きくない場合よりもパッチサイズが大きくなる配列パターンを用いるものとする。

【0085】

図１６を用いて、本実施形態における濃度調整の調整パターンＢにおける、３階調（４Ｄｈ、９９ｈ、ＦＦｈ）の画像濃度補正用の画像パターンのパッチ配列の説明をする。なお、ここでは、調整パターンＢで説明するが、調整パターンＡの場合でも同様に、隣接するパッチ画像との濃度差に応じて異なるサイズで形成される複数のパッチ画像から構成される画像パターンを用いてもよい。

【0086】

本実施形態では、一例として、隣接する画像パターンとの濃度差ΔＤ＝0.35を基準とする。そして、ΔＤ＜0.35が想定される場合は、サイズの小さいパッチ（ここでは表１記載のΔＤ＝0.35の場合の立ち上がり時間、立ち下がり時間を想定したパッチサイズ）となるようにパッチサイズを決定する。また、ΔＤ≧0.35が想定される場合は、サイズの大きいパッチ（ここではΔＤ＝1.51の場合の立ち上がり時間、立ち下がり時間を想定したパッチサイズ）となるようにパッチサイズを決定する。

【0087】

なお、本実施形態における濃度調整に使用した階調パターン、基準となる濃度段差ΔＤ、パッチサイズは一例であり、これに限定されるものではない。

【0088】

図１６（ａ）は、第１実施形態における画像濃度補正用の画像パターンのうちサイズの小さいパッチ画像（以下「パッチサイズＸ」）の一例を示す図である。なお、このパッチ画像は、画像濃度センサ４００により、図中の左側から右側（中間転写ベルトの移動方向の下流側から上流側）に向かって読み取られるものとする。

【0089】

パッチサイズＸは、中間転写ベルト１４１２の移動方向（Ｘ方向）に16mm、中間転写ベルト１４１２の移動方向に直交する方向（Ｙ方向）に16.3mmとなる画像パターンである。Ｘ方向の長さは、センサ立ち上がり時間に必要な長さとして300mm/s×9ms＝2.7mm、センサ立ち下がり時間に必要な長さとして300mm/s×12ms＝3.6mmセンサ出力が安定して測定できる長さとして10mmが必要である。

【0090】

図１６（ｂ）は、第１実施形態における画像濃度補正用の画像パターンのうちサイズの大きいパッチ（以下「パッチサイズＺ」）の一例を示す図である。このパッチ画像は、画像濃度センサ４００により、図中の左側から右側（中間転写ベルトの移動方向の下流側から上流側）に向かって読み取られるものとする。

【0091】

パッチサイズＺは、Ｙ方向に16mm、Ｘ方向に20.2mmとなる画像パターンである。Ｘ方向の長さは、センサ立ち上がり時間に必要な長さとして300mm/s×14ms＝4.2mm、センサ立ち下がり時間に必要な長さとして300mm/s×20ms＝6.0mm、センサ出力が安定して測定できる長さとして10mmが必要である。

【0092】

図１６（ｃ）は、第１実施形態における各色３階調（４Ｄｈ、９９ｈ、ＦＦｈ）の画像濃度補正用の画像パターンのパッチ配列の一例を示す図である。

【0093】

測定開始位置を左端とした場合、左端から順にイエロー（Ｙ）の濃度４Ｄｈ、９９ｈ、ＦＦｈ、マゼンタ（Ｍ）の濃度４Ｄｈ、９９ｈ、ＦＦｈ、シアン（Ｃ）の濃度４Ｄｈ、９９ｈ、ＦＦｈ、ブラック（Ｋ）の濃度４Ｄｈ、９９ｈ、ＦＦｈのパッチが並んでいる。すなわち、画像濃度センサ４００は、これら各パッチの濃度情報を、左端のパッチから右端のパッチに向かって（中間転写ベルト１４１２の移動方向の下流側から上流側に向かって）順次検出することになる。

【0094】

図１７は、図１６（ｃ）に示した各パッチの画像レベル、想定濃度、前パッチとの濃度差、パッチサイズの関係及びパッチサイズ合計を示す図である。なお、比較例として、全てのパッチサイズを大きいパッチサイズＺのパッチを使用した場合についても示している。
なお、想定濃度とは、図９で示した各画像レベルに対するターゲット濃度で、ターゲット濃度と合致している場合の濃度であり、図１７記載の濃度に限定されるものではない。

【0095】

図１７からわかるように、比較例に示す従来のように、全てのパッチを大きいパッチサイズＺで形成する場合には、パッチサイズ合計が「242.4mm」となる。一方、本実施形態のように、隣接するパッチの濃度差に応じて、小さいパッチサイズＸと大きいパッチサイズＺのパッチを組み合わせる場合には、パッチサイズ合計が「222.9mm」となる。このように、本実施形態では、従来と比較して、約１０％弱程度のパッチサイズ削減効果を得ることができる。
なお、画像パターンを構成する複数のパッチ画像のうち、中間転写ベルト１４１２の移動方向の最も下流側のパッチ画像（パッチ順１のパッチ画像）の行のΔ濃度差は、例えば該パッチ画像と中間転写ベルト１４１２上（下地）との濃度差とする。

【0096】

以上説明したように、第１実施形態で用いる、像担持体上に形成する画像濃度補正用の画像パターンのパッチ配列は、隣接するパッチの濃度差に応じて選択される、小さいパッチサイズＸと大きいパッチサイズＺのパッチの組み合わせにより構成される。すなわち、隣接するパッチ画像との濃度差に応じて異なるサイズで形成される複数のパッチ画像で構成される画像パターン（テストパターン）を用いて、キャリブレーション（補正）を行う。このような構成により、色味・濃度階調性安定化制御のためのキャリブレーションを、短時間・高精度に実行し、かつ使用するトナー消費量の増加を抑制することが可能となる。

【0097】

〔第２実施形態〕
第２実施形態では、画像濃度補正用のパターンのパッチ配列に関して、第１実施形態で示した隣接パッチの濃度段差の基準をΔＤ＝0.35だけではなく、さらに基準Ｂとして、ΔＤ＝1.0を設けた場合について説明する。なお、ここでは濃度段差の基準点（しきい値）を２個も受けた場合についての説明を行うが、さらに増やして３個以上としても同様の効果を得ることができる。例えば、0.1刻みに基準点を設け、各基準点との大小関係に応じて、パッチ画像の副走査方向の長さを変えるようにしてもよい。なお、本実施形態で使用する画像パターンのパッチ配列以外の構成は、第１実施形態と同様とする。

【0098】

図１８は、第２実施形態における画像濃度補正用の画像パターンのうち、パッチサイズＸよりも大きく、パッチサイズＺよりも小さいサイズのパッチ（以下「パッチサイズＹ」）の一例を示す図である。
パッチサイズＹは、主走査方向に16mm、副走査方向に18.4mmとなる画像パターンである。副走査方向には、センサ立ち上がり時間に必要な領域として300mm/s×11ms＝3.3mmが必要となる。また、センサ立ち下がり時間に必要な領域として300mm/s×17ms＝5.1mmが必要となる。さらに、センサ出力が安定して測定できる領域を10mm必要とした。

【0099】

図１９は、第２実施形態におけるパッチサイズＸ、Ｙ、Ｚのパッチを隣接するパッチとの濃度段差に応じて設定した場合の各パッチの画像レベル、想定濃度、前パッチとの濃度差、パッチサイズの関係及びパッチサイズの合計を示す図である。

【0100】

図１９からわかるように、本実施形態のように、隣接するパッチの濃度差に応じてパッチサイズＸ、Ｙ、Ｚのパッチを組み合わせる場合には、パッチサイズ合計が「215.7mm」となる。また、図１７の比較例からわかるように、従来のように、全てのパッチを大きいパッチサイズＺで形成する場合には、パッチサイズ合計が「242.4mm」となる。このように、本実施形態では、従来と比較して、約１０％程度のパッチサイズ削減効果を得ることができる。
以上説明したようなパッチ画像で構成される画像パターンを、上述した図１０のＳ１０１（図１１のＳ２０１）等のような画像パターン時に形成して、画像濃度調整を行うものとする。

【0101】

以上説明したように、第２実施形態で用いる、像担持体上に形成する画像濃度補正用の画像パターンのパッチ配列は、隣接するパッチの濃度差に応じて決定される適正なパッチサイズのパッチの組み合わせにより構成される。このような画像パターンを用いることにより、色味・濃度階調性安定化制御のためのキャリブレーションを、短時間・高精度に実行し、かつ使用するトナー消費量の増加を抑制することを、より細やかに行うことができる。

【0102】

〔第３実施形態〕
第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態で示した階調パターンとは別のパターンについて説明する。すなわち、複数のディザ処理パターンを形成する場合のパッチサイズについて説明する。なお、それ以外の構成については第１実施形態及び第２実施形態と同様とする。

【0103】

第３実施形態では、画像濃度調整用のパターンとして、各色２階調（９９ｈ、ＦＦｈ）の補正用パッチで、さらに各色、誤差拡散、低線数、高線数の中間調ディザ処理が行われたパターンを用いる。このパターンは、例えば図２０に示すようなパッチ順になっている。

【0104】

図２０は、第３実施形態における各パッチの画像レベル、想定濃度、前パッチとの濃度差、パッチサイズの関係及びパッチサイズの合計を示す図である。
この例では、第１実施形態と同様、隣接する画像パターンの濃度差ΔＤ＝0.35を基準として、ΔＤ＜0.35が想定される場合は、パッチサイズＸのパッチ、ΔＤ≧0.35が想定される場合は、パッチサイズＺのパッチを使用している。
また、比較例として、濃度調整用のパッチすべてをパッチサイズＺのパッチで作成した場合についても示している。

【0105】

図２０からわかるように、比較例に示す従来のように、全てのパッチを大きいパッチサイズＺで形成する場合には、パッチサイズ合計が「323.2mm」となる。一方、本実施形態のように、隣接するパッチの濃度差に応じて、小さいパッチサイズＸと大きいパッチサイズＺのパッチを組み合わせる場合には、パッチサイズ合計が「292mm」となる。このように、本実施形態では、従来と比較して、約１０％程度のパッチサイズ削減効果を得ることができる。
なお、第２実施形態のように、例えば２以上の閾値を設けて、隣接するパッチの濃度差に応じて適正なパッチサイズを決定するようにしてもよい。

【0106】

以上説明したように、第３実施形態では、各色、誤差拡散、低線数、高線数の中間調ディザ処理が行われたパッチ画像から構成される画像パターンを用いる。すなわち、複数の擬似中間調処理パターンにまたがって隣接するパッチ画像から構成される画像パターンを用いる。そして、この画像パターンを構成するパッチ画像の各サイズは、上記第１実施形態や第２実施形態と同様に、隣接するパッチ画像との濃度差に応じて決められたサイズとする。このような画像パターンを用いることにより、色味・濃度階調性安定化制御のためのキャリブレーションを、短時間・高精度に実行し、かつ使用するトナー消費量の増加を抑制することが可能となる。

【0107】

なお、隣接する画像パターンの濃度差が、濃度が上がる場合と、濃度が下がる場合とで、画像パターンの副走査方向の長さを変更するように制御してもよい。すなわち、隣接するパッチ画像との濃度差が濃度の増加による場合には該増加の量に応じて第１ルールに基づきパッチ画像の副走査方向の長さを決定する。また、濃度差が濃度の減少による場合には該減少の量に応じて第２ルール（第１ルールとは異なるルール）に基づきパッチ画像の副走査方向の長さを決定する。そして、このようにして決定されたパッチ画像を組み合わせた画像パターンを用いてキャリブレーションを行うように構成する。これにより、キャリブレーションで使用するトナー消費量の増加をより細やかに制御して、使用するトナー消費量をさらに抑えることが可能となる。

【0108】

以上、各実施形態によれば、濃度調整等の補正に用いるパッチの配列を、濃度差の大きいパッチと隣接するパッチのみ副走査方向のパッチ長を変更した（通常より長くした）パッチで構成し、このパッチを光学式センサにより測定し、測定結果に基づき補正を行う。これにより、各パッチの大きさが必要以上に大きくなることを防止しつつ、測定結果が正しく得られないエラーを抑制することができる。これにより、補正によるトナー消費量の低減、補正時間の短縮が可能になる。したがって、色味・濃度階調性安定化制御のためのキャリブレーションを、短時間・高精度に実行し、かつトナー消費量の増加を抑制することが可能になる。
なお、上述した図８のＳ９０４でも、上記各実施形態で示したような、隣接するパッチ画像との濃度差に応じて異なるサイズで形成される複数のパッチ画像で構成される画像パターンを用いてもよい。

【0109】

なお、上述した各種データの構成及びその内容はこれに限定されるものではなく、用途や目的に応じて、様々な構成や内容で構成されることは言うまでもない。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施形態を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

【0110】

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施形態の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0111】

１００ 画像形成装置
１０２ プリンタエンジン
１０５ ＣＰＵ
１１９ プリンタ画像処理部
３０９ γ補正回路
４００ 画像濃度センサ
１４１２ 中間転写ベルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】