(57)【要約】      （修正有）【課題】テストプリント紙の仕分け作業をユーザーに強いることなく、多次色を精度良く再現する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像情報によって示される画像の中から、測色に適した測色適応領域を探索する領域探索処理（Ｓ２）を実施した後、作像手段によって形成されるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と制御パラメータの設定値との関係を表す複数のアルゴリズムと、画像情報に基づいて形成された多次色トナー像の測色適応領域を測色した結果と本来の色との差分と、前記多次色トナー像におけるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像の前記測色適応領域での面積比と、制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための制御パラメータの補正量を決定し（Ｓ５）、その補正量に基づいて制御パラメータを補正して多次色トナー像の色再現精度の向上を図る色再現精度向上処理を実施する。【選択図】図５
2011237722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて、１つの像担持体の表面に互いに異なる複数の１次色トナー像を作像するか、あるいは、複数の像担持体の表面にそれぞれ互いに異なる１次色トナー像を作像する作像手段と、
前記１つの潜像担持体あるいは前記複数の潜像担持体の表面に対して当接部材を当接させて転写ニップを形成しながら、前記１つの潜像担持体の表面に形成された複数の１次色トナー像、あるいは、前記複数の潜像担持体の表面にそれぞれ形成された１次色トナー像を、前記当接部材の表面、あるいは前記表面に保持される記録シート、に重ね合わせて転写して多次色トナー像を得る転写手段と、
を備える画像形成装置に搭載され、
前記作像手段及び転写手段の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする制御装置において、
前記画像情報によって示される画像の中から、測色するのに適した測色適応領域を探索する領域探索処理を実施した後、
前記作像手段によって形成される複数の１次色トナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と前記作像手段の制御パラメータの設定値との関係を表す複数のアルゴリズムと、前記画像情報に基づいて形成された多次色トナー像の前記測色適応領域を測色手段によって測色した測色結果と本来の色との差分と、前記多次色トナー像における各１次色トナー像の前記測色適応領域での面積比と、前記制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための前記制御パラメータの補正量を決定し、その補正量に基づいて前記制御パラメータを補正して多次色トナー像の色再現精度の向上を図る色再現精度向上処理を実施することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１の制御装置であって、
前記色再現精度向上処理において、前記画像情報に基づく多次色トナー像を所定回数だけ連続して出力しながら、出力毎に前記差分を徐々に小さくし且つ所定の補正制約条件を具備させるように前記制御パラメータを少しずつ補正していくことを想定して、出力毎の補正における補正量をそれぞれ決定し、それら補正量のうち、１回目の補正に対応する補正量で、前記制御パラメータを補正することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
画像情報に基づいて、１つの像担持体の表面に互いに異なる複数の１次色トナー像を作像するか、あるいは、複数の像担持体の表面にそれぞれ互いに異なる１次色トナー像を作像する作像手段と、
前記１つの潜像担持体あるいは前記複数の潜像担持体の表面に対して当接部材を当接させて転写ニップを形成しながら、前記１つの潜像担持体の表面に形成された複数の１次色トナー像、あるいは、前記複数の潜像担持体の表面にそれぞれ形成された１次色トナー像を、前記当接部材の表面、あるいは前記表面に保持される記録シート、に重ね合わせて転写して多次色トナー像を得る転写手段と、
前記作像手段及び転写手段の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする制御手段とを備える画像形成装置において、
前記画像情報に基づいて形成された多次色トナー像を測色する測色手段を設けるとともに、
前記制御手段として、請求項１又は２の制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
画像情報に基づいて、１つの像担持体の表面に互いに異なる複数の１次色トナー像を作像するか、あるいは、複数の像担持体の表面にそれぞれ互いに異なる１次色トナー像を作像する作像手段と、
前記１つの潜像担持体あるいは前記複数の潜像担持体の表面に対して当接部材を当接させて転写ニップを形成しながら、前記１つの潜像担持体の表面に形成された複数の１次色トナー像、あるいは、前記複数の潜像担持体の表面にそれぞれ形成された１次色トナー像を、前記当接部材の表面、あるいは前記表面に保持される記録シート、に重ね合わせて転写して多次色トナー像を得る転写手段と、
を備える画像形成装置に用いられ、
前記作像手段及び転写手段の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする制御方法において、
前記画像情報によって示される画像の中から、多次色を測色するのに適した測色適応領域を探索する領域探索工程を実施した後、
前記作像手段によって形成される複数の１次色トナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と前記作像手段の制御パラメータの設定値との関係を表す複数のアルゴリズムと、前記画像情報に基づいて形成された多次色トナー像の前記測色適応領域を測色手段によって測色した測色結果と本来の色との差分と、前記多次色トナー像における各１次色トナー像の前記測色適応領域での面積比と、前記制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための前記制御パラメータの補正量を決定し、その補正量に基づいて前記制御パラメータを補正して多次色トナー像の色再現精度の向上を図る色再現精度向上工程を実施することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、並びにこれに用いられる制御装置や制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によってトナー像を形成する画像形成装置においては、温湿度等の環境が変化したり、連続プリント動作を長期間に渡って実施したりすると、トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量が変化して画像濃度を変動させてしまうことがある。カラー画像を形成するカラー画像形成装置では、複数の１次色でそれぞれトナー付着量が変動すると、多次色の色調（例えばＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊値とａ＊値とｂ＊値との組合せ）が乱れてしまう。具体的には、カラー画像形成装置によって再現される色は、１次色と多次色とに大別される。１次色は、１種類のトナーだけによって表現される色である。例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）という４種類のトナーを用いる構成においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーのうち、何れか１つだけによって表現される色が１次色である。これに対し、多次色は、２種類以上のトナーを使用して表現される色である。多次色については、複数の１次色トナー像を重ねることで再現するのであるが、それぞれの１次色トナー像に対するトナー付着量が変動すると、それらの重ね合わせによる多次色トナー像の色調が乱れてしまうのである。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載のカラー画像形成装置においては、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、制御パラメータの補正によって１次色トナー像に対するトナー付着量の安定化を図る付着量安定化処理を実施するようになっている。即ち、まず、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ、複数のパッチ状トナー像からなるテストパターン像を形成する。テストパターン像内の複数のパッチ状トナー像については、互いに異なる制御パラメータの条件下で形成することで、単位面積あたりのトナー付着量を互いに異ならせている。制御パラメータとしては、現像装置の現像ローラに印加する現像バイアス、及び潜像担持体たる感光体を一様帯電させるための帯電バイアスの組合せを異ならせている。付着量安定化処理では、複数のパッチ状トナー像に対する単位面積あたりのトナー付着量を光学センサによって検知した結果に基づいて、トナー付着量と現像バイアスとの関係を示す近似直線の傾きやｙ切片を求める。そして、その近似直線に基づいて、目標のトナー付着量が得られる現像バイアスを算出した後、それまでの現像バイアスの設定値を算出結果と同じ値に補正する。また、補正後の現像バイアスに対して所定の電位差（２００Ｖ）を設けた値に、帯電バイアスの設定値を補正する。このような制御パラメータの補正を、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについてそれぞれ行う。これにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像に対するトナー付着量をそれぞれ長期間に渡って安定化させて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像の重ね合わせによる多色トナー像の色調を安定化させることができる。
【０００４】
しかしながら、このような付着量安定化処理では、多次色の出力を本来の色よりも少しずれた色で安定化させてしまうという不具合があった。例えば、緑色を本来よりも少し黄色みがかった色で安定化させてしまうのである。このような多次色の出力の色ずれは、様々な要因が積み重なって生ずるものであり、原因を明確に特定することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、本発明者は、上述した付着量安定化処理の代わりに、次のような色再現精度向上処理を実施する新規なカラー画像形成装置を開発中である。即ち、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各１次色についてそれぞれ、出力される色調と制御パラメータの設定値との関係を予めの実験によって調べておき、それぞれの関係を示す４つのアルゴリズム（数式モデル）を構築して制御装置のデータ記憶部に記憶させておく。そして、所定のタイミングで、特定の多次色のテストトナー像を記録紙に出力して、その色を分光計によって測色する。次いで、この測色結果と本来の色との差分を算出する。更に、その差分と、前述の４つのアルゴリズムと、テストトナー像における各１次色トナー像の面積比と、各種の制御パラメータにおける現在の設定値とに基づいて、測色結果を本来の色に一致させるのに必要となる各種の制御パラメータの補正量をそれぞれ求める。そして、その補正量に基づいて各種の制御パラメータをそれぞれ補正する。このような色再現精度向上処理を実施するカラー画像形成装置の試験機を作成してプリント試験を行ったところ、テストトナー像の多次色を精度良く再現することができた。更には、テストトナー像の多次色だけでなく、他の多次色についても本来の色との色調ズレを大幅に低減することができた。
【０００６】
ところが、このような色再現精度向上処理を実施すると、ユーザーの命令に基づく画像を出力したプリント紙とは別に、前述のテストトナー像を出力したテストプリント紙を排出することになるため、両者の仕分け作業をユーザーに強いることになる。このような仕分け作業は非常に手間がかかるので、テストトナー像を出力する構成を採用することは現実的ではない。
【０００７】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置、並びにこれに用いられる制御装置及び制御方法を提供することである。即ち、テストプリント紙の仕分け作業をユーザーに強いることなく、多次色を精度良く再現することができる画像形成装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像情報に基づいて、１つの像担持体の表面に互いに異なる複数の１次色トナー像を作像するか、あるいは、複数の像担持体の表面にそれぞれ互いに異なる１次色トナー像を作像する作像手段と、前記１つの潜像担持体あるいは前記複数の潜像担持体の表面に対して当接部材を当接させて転写ニップを形成しながら、前記１つの潜像担持体の表面に形成された複数の１次色トナー像、あるいは、前記複数の潜像担持体の表面にそれぞれ形成された１次色トナー像を、前記当接部材の表面、あるいは前記表面に保持される記録シート、に重ね合わせて転写して多次色トナー像を得る転写手段と、を備える画像形成装置に搭載され、前記作像手段及び転写手段の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする制御装置において、前記画像情報によって示される画像の中から、測色するのに適した測色適応領域を探索する領域探索処理を実施した後、前記作像手段によって形成される複数の１次色トナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と前記作像手段の制御パラメータの設定値との関係を表す複数のアルゴリズムと、前記画像情報に基づいて形成された多次色トナー像の前記測色適応領域を測色手段によって測色した測色結果と本来の色との差分と、前記多次色トナー像における各１次色トナー像の前記測色適応領域での面積比と、前記制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための前記制御パラメータの補正量を決定し、その補正量に基づいて前記制御パラメータを補正して多次色トナー像の色再現精度の向上を図る色再現精度向上処理を実施することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の制御装置であって、前記色再現精度向上処理において、前記画像情報に基づく多次色トナー像を所定回数だけ連続して出力しながら、出力毎に前記差分を徐々に小さくし且つ所定の補正制約条件を具備させるように前記制御パラメータを少しずつ補正していくことを想定して、出力毎の補正における補正量をそれぞれ決定し、それら補正量のうち、１回目の補正に対応する補正量で、前記制御パラメータを補正することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、画像情報に基づいて、１つの像担持体の表面に互いに異なる複数の１次色トナー像を作像するか、あるいは、複数の像担持体の表面にそれぞれ互いに異なる１次色トナー像を作像する作像手段と、前記１つの潜像担持体あるいは前記複数の潜像担持体の表面に対して当接部材を当接させて転写ニップを形成しながら、前記１つの潜像担持体の表面に形成された複数の１次色トナー像、あるいは、前記複数の潜像担持体の表面にそれぞれ形成された１次色トナー像を、前記当接部材の表面、あるいは前記表面に保持される記録シート、に重ね合わせて転写して多次色トナー像を得る転写手段と、前記作像手段及び転写手段の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする制御手段とを備える画像形成装置において、前記画像情報に基づいて形成された多次色トナー像を測色する測色手段を設けるとともに、前記制御手段として、請求項１又は２の制御装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、画像情報に基づいて、１つの像担持体の表面に互いに異なる複数の１次色トナー像を作像するか、あるいは、複数の像担持体の表面にそれぞれ互いに異なる１次色トナー像を作像する作像手段と、前記１つの潜像担持体あるいは前記複数の潜像担持体の表面に対して当接部材を当接させて転写ニップを形成しながら、前記１つの潜像担持体の表面に形成された複数の１次色トナー像、あるいは、前記複数の潜像担持体の表面にそれぞれ形成された１次色トナー像を、前記当接部材の表面、あるいは前記表面に保持される記録シート、に重ね合わせて転写して多次色トナー像を得る転写手段と、を備える画像形成装置に用いられ、前記作像手段及び転写手段の駆動を制御したり、所定の演算処理を実行したりする制御方法において、前記画像情報によって示される画像の中から、多次色を測色するのに適した測色適応領域を探索する領域探索工程を実施した後、前記作像手段によって形成される複数の１次色トナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と前記作像手段の制御パラメータの設定値との関係を表す複数のアルゴリズムと、前記画像情報に基づいて形成された多次色トナー像の前記測色適応領域を測色手段によって測色した測色結果と本来の色との差分と、前記多次色トナー像における各１次色トナー像の前記測色適応領域での面積比と、前記制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための前記制御パラメータの補正量を決定し、その補正量に基づいて前記制御パラメータを補正して多次色トナー像の色再現精度の向上を図る色再現精度向上工程を実施することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、次に説明する理由により、テストプリント紙の仕分け作業をユーザーに強いることなく、多次色を精度良く再現することができる。即ち、多次色を測色するためのテスト用画像を形成して測色する代わりに、ユーザーの命令に基づいて出力する画像を測色する。具体的には、ユーザーの命令に基づいて出力する画像の中から、多次色を測色するのに適した測色適応領域を探索し、その測色適応領域に対して測色を行う。そして、作像手段によって形成可能な複数の１次色トナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と制御パラメータの設定値との関係を表す複数のアルゴリズムと、測色結果と本来の色との差分と、前記測色適応領域における各１次色トナー像の面積比と、制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための制御パラメータの補正量を決定する。このようにして、実際に出力した多次色を測色するためのテストトナー像を形成することなく、ユーザーの命令に基づいて形成した画像の測色適応領域を測色した結果に基づいて、制御パラメータの適切な補正量を決定する。その後、決定した補正量に基づいて制御パラメータを補正する。以上のような色再現精度向上処理により、テストトナー像を形成することなく制御パラメータを適切に補正することで、テストトナー像を出力したテストプリント紙の仕分け作業をユーザーに強いることなく、多次色を精度良く再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。
【図２】同プリンタの画像形成ユニットを示す拡大構成図。
【図３】同プリンタにおける各種機器の電気的な接続を示すブロック図。
【図４】同プリンタの本体制御部及びその周囲構成を示すブロック図。
【図５】同本体制御部によって実施される色再現精度向上処理の処理フローを示すフローチャート。
【図６】ユーザーから供される画像情報によって表される画像の一例を示す模式図。
【図７】同画像、及びそれから探索された測色適応領域を示す模式図。
【図８】測色適応領域の測色結果を制御パラメータの補正にフィードバックするフィードバック制御系による処理フローを説明するブロック図。
【図９】シアン系の色におけるＬ＊と制御パラメータの設定値との関係を示すグラフ。
【図１０】制御パラメータの補正のために参照するＬ＊出力値の参照軌道と、制御パラメータの補正によるＬ＊出力値の変化の予測軌道とを示すグラフ。
【図１１】制御パラメータの補正のために参照するａ＊出力値の参照軌道と、制御パラメータの補正によるＬ＊出力値の変化の予測軌道とを示すグラフ。
【図１２】制御パラメータの補正のために参照するｂ＊出力値の参照軌道と、制御パラメータの補正によるＬ＊出力値の変化の予測軌道とを示すグラフ。
【図１３】制御パラメータの補正による予定軌道と実軌道とを示すグラフ。
【図１４】色再現精度向上処理の実施による制御パラメータの挙動の第１例を示すグラフ。
【図１５】同挙動の第２例を示すグラフ。
【図１６】数式モデルを構築しておく場合に形成するパッチパターン像の一例を示す拡大模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係る画像形成装置の基本的な構成について説明する。実施形態に係る画像形成装置は、請求書などの大量のカラードキュメントを高速に出力するカラーオンデマンドプリントを実現するカラープロダクションプリンタである。このようなカラープロダクションプリンタは、例えば数千万件分の電話料金の請求書や領収書を１週間程度で発行するような場合に利用されるものであって、１週間という期間で昼夜を問わない状況で連続印刷を行う（言い換えれば、１分間に数百枚の高速プリントを数十時間の単位で連続運転する）。
【００１２】
図１は、実施形態に係るカラープロダクションプリンタ１００（以下、単にプリンタ１００という）の要部を示す概略構成図である。この図１においては、プリンタ１００の全体のうち、露光、帯電、現像、転写、定着を行う電子写真のプロセスを用いた画像形成工程部分（プロセスエンジン部）のみを示している。プリンタ１００には、図１に示した構成部材の他に、記録材である記録紙１１５の供給を行う給紙装置、記録紙１１５を手差し給紙させるための手差しトレイ、及び画像形成済みの記録紙１１５が排紙される排紙トレイなど（いずれも図示せず）が設けられている。
【００１３】
プリンタ１００には、中間転写体である無端ベルト状の中間転写ベルト１０５が設けられている。中間転写ベルト１０５は、４つの支持ローラ１１２、１１３、１１４、１１９に張架された状態で、駆動ローラとしての機能を有する支持ローラ１１２の回転駆動によって図中反時計周り方向に無端移動せしめられる。
【００１４】
中間転写ベルト１０５の張架部分には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色用の４つの画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。これら画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他が、互いにほぼ同じ構成になっている。なお、符号の末尾に付したＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の部材や装置であることを示している。
【００１５】
画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、ドラム状の感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、現像装置１０２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、感光体を一様帯電せしめる帯電装置などを具備している。中間転写ベルト１０のループ内において、感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとベルトを介して対向する位置には、１次転写ローラ１０６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されており、ベルトを感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに押圧している。これにより、感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと中間転写ベルト１０５とが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。
【００１６】
中間転写ベルト１０５の上方には、現像装置１０２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内に補給するためのＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容するトナーボトル１０４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。
【００１７】
画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの帯電装置は、潜像担持体としての感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面をトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめるものである。同図においては、帯電装置として、帯電バイアスが印加される帯電ブラシローラを感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに当接又は近接させたものを例に示しているが、スコロトロンチャージャーなど、他の構成の帯電装置を用いてもよい。
【００１８】
画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの下方には、潜像書込ユニット２００が設けられている。この潜像書込ユニット２００は、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて、図示しない半導体レーザーを駆動してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の書込光Ｌｂを出射しながら、図示しないポリゴンミラーによってそれら書込光Ｌｂを主走査方向に偏向せしめて、潜像担持体としての感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを光走査する。これにより、一様帯電後の感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像を書き込む。なお、光源は半導体レーザーに限られるものではなく、例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）であってもよい。
【００１９】
以下、画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの構成について、図２を参照しながら説明する。４つの画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、使用するトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっており、図２においては、４つのうち、何れか１つだけを示している。どの色のユニットであるのかを限定せずに、符号の末尾の添字（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を省略している。また、以下の説明においても、符号の末尾の添字（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の表記を省略している。
【００２０】
画像形成ユニット１０３は、感光体１０１の周囲に、感光体１０１を帯電する帯電装置３０１、現像装置１０２、感光体クリーニング装置３１１などを具備している。中間転写ベルト１０５のループ内において、ベルトを介して感光体１０１に対向する位置には、１次転写ローラ１０６が配設されている。１次転写ローラ１０６の代わりに、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
【００２１】
帯電装置３０１は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体１０１に接触して電圧を印加することにより感光体１０１の表面を一様に帯電する。この帯電装置３０１には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００２２】
現像装置１０２は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する図示しない現像剤を内包している。現像剤としては一成分現像剤を使用してもよい。現像装置１０２は、現像ケース内に設けられた攪拌部３０３と現像部３０４とに大別できる。攪拌部３０３では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ３０５上に供給される。
【００２３】
攪拌部３０３には、平行な２本のスクリュウ３０６が設けられている。これら２本のスクリュウ３０６の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板３０９が設けられている。また、現像スリーブ３０５や２本のスクリュウ３０６などを収納する現像ケース３０８には、現像装置１０２内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ４１８が取り付けられている。一方、現像部３０４では、現像スリーブ３０５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体１０１に転移される。
【００２４】
現像部３０４には、現像ケースの開口を通して感光体１０１と対向する現像スリーブ３０５が設けられており、その現像スリーブ３０５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ３０５に先端が接近するようにドクタブレード３０７が設けられている。本実施の形態では、このドクタブレード３０７と現像スリーブ３０５との間の最接近部における間隔が０．９［ｍｍ］となるように設定されている。この現像装置１０２では、現像剤を２本のスクリュウ３０６で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ３０５に供給する。現像スリーブ３０５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ３０５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ３０５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード３０７により適正な量に規制される。規制された現像剤は攪拌部３０３に戻される。
【００２５】
このようにして感光体１０１と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ３０５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体１０１上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体１０１上の静電潜像部分に転移し、感光体１０１上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ３０５から離れ、攪拌部３０３に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部３０３内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ４１８が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部３０３にトナーが補給される。
【００２６】
感光体クリーニング装置３１１は、クリーニングブレード３１２の先端を感光体１０１に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード３１２を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体１０１に接触する導電性のファーブラシ３１０を併用している。このファーブラシ３１０には、図示しない金属製の電界ローラからバイアスが印加されており、その電界ローラには図示しないスクレーパの先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード３１２やファーブラシ３１０により感光体１０１から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置３１１の内部に収容され、図示しない廃トナー回収装置にて回収される。
【００２７】
直径４０［ｍｍ］の感光体１０１は、２００［ｍｍ／ｓ］の線速で図中時計回り方向に回転駆動される。また、直径２５［ｍｍ］の現像スリーブ３０５は、５６４［ｍｍ／ｓ］の線速で回転駆動される。現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、−１０〜−３０［μＣ／ｇ］程度である。また、感光体１０１と現像スリーブ３０５との間隙である現像ギャップは、０．５〜０．３［ｍｍ］の範囲に設定されている。感光体１０１の感光層の厚みは３０［μｍ］であり、潜像書込ユニット２００の光学系のビームスポット径は５０×６０［μｍ］であり、その光量は約０．４７［ｍＷ］である。帯電装置３０１により、感光体１０１の表面は例えば−７００Ｖに一様帯電され、潜像書込ユニット２００による光走査によって書き込まれた静電潜像の電位は、−１２０［Ｖ］程度である。現像スリーブ３０５に対して印加される現像バイアスは−４７０［Ｖ］であり、これにより、静電潜像と現像スリーブ３０５との間に３５０［Ｖ］の現像ポテンシャルが作用する。このようなプロセス条件は電位ポテンシャル制御の結果によって適時変更される。
【００２８】
画像形成ユニット１０３においては、回転駆動される感光体１０１の表面が帯電装置３０１によって一様帯電せしめられる。そして、プリントコントローラ４１０（図３参照）からの画像情報に基づいて、潜像書込ユニット２００が書込光Ｌｂによる光走査を行って感光体１０１の表面に静電潜像を書き込む。この静電潜像は、現像装置１０２によって現像されてＹ、Ｍ、Ｃ又はＫの１次色からなる１次色トナー像になる。この１次色トナー像は、１次転写ニップ内で感光体１０１の表面から中間転写ベルト１０５のおもて面に１次転写される。１次転写ニップを通過した後の感光体１０１の表面に付着している転写残トナーは、感光体クリーニング装置３１１により除去される。
【００２９】
先に示した図１において、画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、以上のようなプロセスにより、感光体１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像を形成する。これらＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップで中間転写ベルト１０５のおもて面に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０５のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００３０】
中間転写ベルト１０５のループ外には、中間転写ベルト１０５の周方向における全域のうち、支持ローラ１１２に対する掛け回し箇所に対して当接して２次転写ニップを形成している２次転写ローラ１０８が配設されている。この２次転写ローラ１０８には、トナーの帯電極性と逆極性の２次転写バイアスが印加される。２次転写ニップの下方には、レジストローラ対が配設されており、これは中間転写ベルト１０５の４色重ね合わせトナー像に同期させるタイミングで、記録紙１１５を２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップに進入した記録紙には、２次転写バイアスやニップ圧の作用により、中間転写ベルト１０５上の４色重ね合わせトナー像が記録紙上に一括２次転写される。そして、４色重ね合わせトナー像は、記録紙１１５の白色と相まってフルカラートナー像になる。なお、２次転写ローラ１０８の代わりに、スコロトロンチャージャーなどを用いてもよい。
【００３１】
２次転写ローラ１０８の図中上方には、記録紙１１５上に転写されたフルカラートナー像を記録紙１１５に定着させるため定着装置１１１が設けられている。この定着装置１１１は、加熱ローラ１１７に加圧ローラ１１８を押し当てた構成となっている。また、定着装置１１１は、加熱ローラ１１７と圧ローラ１１８との当接による定着ニップを通過した後の記録紙Ｐに形成されているフルカラートナー像を被検対象として測色を行う測色手段としての分光計１０９を有している。かかる分光計１０９としては、特開２００５−３１５８８３号公報で開示されているものを例示することができる。
【００３２】
ベルトループ外には、ベルトクリーニング装置１１０が配設されている。このベルトクリーニング装置１１０は、中間転写ベルト１０５の周方向における全域のうち、支持ローラ１１３に対する掛け回し箇所に当接している。そして、２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１０５に付着しているトナーを除去する。
【００３３】
図３は、プリンタ１００における各部の電気的な接続を示すブロック図である。プリンタ１００は、制御装置として機能する本体制御部４０６を備えており、この本体制御部４０６が各部を駆動制御することにより電子写真のプロセスを用いた画像形成動作を制御する。本体制御部４０６は、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４０２にバスライン４０９を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）４０５と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random  Access  Memory）４０３とが接続されている。また、本体制御部４０６は、色測定手段である分光計１０９やトナー濃度センサ４１８、温湿度センサ４１７からの情報をデジタルデータに変換するＡ/Ｄ変換回路４０１も備えており、Ａ/Ｄ変換回路４０１はＣＰＵ４０２にバスライン４０９を介して接続されている。
【００３４】
本体制御部４０６には、ＰＣ（Personal  Computer）４１１やスキャナ４１２、ＦＡＸ（Facsimile）４１３等から送られた画像データを処理して露光データに変換するプリントコントローラ４１０が接続されている。また、本体制御部４０６には、モータやクラッチ４１５を駆動する駆動回路４１４が接続されている。さらに、本体制御部４０６には、画像形成部（画像形成ユニット１０３、１次転写装置１０６、潜像書込ユニット２００、２次転写ローラ１０８など）に画像形成に必要な電圧を発生する高圧発生装置４１６も接続されている。
【００３５】
また、本体制御部４０６には、パラメータ設定部４０４も接続されている。パラメータ設定部４０４は、安定した画像濃度を得るために、分光計１０９などで測定された情報を元にＣＰＵ４０２で計算された結果に基づいて、潜像書込ユニット２００のレーザー強度、帯電装置３０１の帯電印加電圧、現像装置１０２の現像バイアス等の制御パラメータを変更する。
【００３６】
プリンタ１００によってＰＣ４１１からの情報に従って印刷を行う場合、ＰＣ４１１にインストールされているプリンタドライバが用いられて画像データを含む印刷情報がＰＣ４１１から送信される。プリントコントローラ４１０は、ＰＣ４１１から送信された画像データを含む印刷情報を受けて、画像データを処理して露光データに変換して、本体制御部４０６にプリント指令を出力する。プリント指令を受けた本体制御部４０６のＣＰＵ４０２は、ＲＯＭ４０５のコンピュータプログラムに従うことにより、電子写真のプロセスを用いた画像形成制御処理を実行する。より詳細には、本体制御部４０６のＣＰＵ４０２は、駆動回路４１４を介してモータやクラッチ４１５を駆動させ、支持ローラ１１２が回転駆動して中間転写ベルト１０５が回転駆動する。また、本体制御部４０６のＣＰＵ４０２は、これと同時に、駆動回路４１４および高圧発生装置４１６、パラメータ設定部４０４を介して電子写真のプロセスを用いた画像形成部（画像形成ユニット１０３、１次転写装置１０６、潜像書込ユニット２００、２次転写ローラ１０８など）を駆動する。
【００３７】
本体制御部４０６は、上述のようにして中間転写ベルト１０５上に形成された４色重ね合わせトナー像が２次転写ニップに進入するタイミングに合わせて駆動回路４１４を介してモータやクラッチ４１５を駆動させて給紙装置（図示せず）を制御して記録紙１１５の供給を行う。給紙装置から供給された記録紙１１５は、中間転写ベルト１０５と２次転写ローラ１０８との間に送り込まれ、２次転写ローラ１０８により、中間転写ベルト１０５上の合成トナー像が記録紙１１５上に２次転写される。その後、記録紙１１５は、２次転写ローラ１０８に吸着した状態で定着装置１１１まで搬送され、定着装置１１１で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置１１１を通過した記録紙１１５は、排紙トレイ（図示せず）に排出されスタックされる。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１１０により除去される。
【００３８】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。
図４は、本体制御部４０６とその周囲構成とを示すブロック図である。同図において、本体制御部４０６は、測定値取得部４０６ａと、補正量決定部４０６ｂと、アルゴリズム構築部４０６ｃと、領域探索部４０６ｄとを有している。これらの各部は、それぞれ、ハードウエアによって構成されているのではなく、本体制御部４０６のデータ記憶部に記憶しているプログラムによって構成される。
【００３９】
図５は、本体制御部４０６によって実施される色再現精度向上処理の処理フローを示すフローチャートである。色再現精度向上処理では、印刷ジョブを開始すると（ステップ１でＹｓｅ：以下、ステップをＳと記す）、領域探索処理を実施する（Ｓ２）。この領域探索処理は、これから出力する画像の画像情報に基づいて、画像の中から、多次色の測色に適した測色適応領域を探索する処理であり、領域探索部４０６ｄ（図４参照）によって実施される。この領域探索処理に先立って、これから出力する画像の画像情報が、プリコントローラ４１０（図４参照）によって取得される。外部から送られてくる画像情報は、画像を構成する、マトリクス状に並ぶ複数の画素についてそれぞれＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の単色成分の明度を表した画素値を具備するものであるが、プリコントローラ４１０は、その画像情報を、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（黒）の単色成分の明度を表した画素値を具備するものに変換する。そして、変換後の画像情報を、本体制御部４０６の領域探索部４０６ｄに受け渡す。
【００４０】
領域探索部４０６ｄは、その画像情報によって示される画像の全領域のうち、どの領域を測色対象となる測色適応領域にするのかを探索する。この探索の後、その画像を形成した記録紙が定着装置１１１内に送り込まれると、分光計１０９が測色適応領域の測色を行う。この測色結果は、本体制御部４０６の測定値取得部４０６ａによって取得される。
【００４１】
測色適応領域の探索については、次のようにして行われる。即ち、画像情報によって表される画素マトリクスの所定位置にある画素を注目画素とし、その注目画素を中心とする所定サイズの領域を部分領域として抽出する。例えば、初回の抽出においては、例えば２００ｄｐｉの解像度の画素マトリクスにおける左上から２１列目で且つ２１行目の画素を注目画素とし、この注目画素を中心とする４１画素×４１画素の５ｍｍ角程度の領域を部分領域として抽出する（３００ｄｐｉでは一辺６１画素の正方形に相当）。そして、抽出した部分領域における各画素の画素値（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）を参照しながら、その部分領域全体としての濃淡の平坦さを示す平坦度を算出する。平坦度としては、様々な算出法によって求められたものを用いることが可能である。平坦度の第１例としては、次のような算出法によって求められたものを挙げることができる。即ち、まず、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについてそれぞれ、各画素の分散を求める。次いで、その分散の和に負の符号をつけたものを部分領域内の平坦度として求める。平坦度の第２例として、分散共分散行列の行列式を挙げることができる。具体的には、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについてそれぞれ、部分領域内の各画素における分散と共分散を求める。次いで、分散を対角成分に、共分散を非対角成分に配置した４×４の分散共分散行列を構築し、その行列式を計算する。そして、行列式の値に負の符号を付けたものを平坦度として求めてもよい。分散共分散行列の行列式を用いることで、ＣＭＹＫ空間での分布の広がりを評価することができるからである。先に説明した第１例の平坦度に比べて、異なる成分間の色の広がりも評価することができる点が優れている。また、平坦度の第３例として、色の周波数特性を利用したものを挙げることができる。具体的には、部分領域内の各画素値を用いてフーリエ変換を行い、特定周波数のフーリエ係数の絶対値の二乗の和を求める。この和に負の符号を付けて平坦度とする。特定周波数については複数の周波数を用いることができる。第１例の平坦度では、中間調処理された画像に対しては中間調処理のパターンの影響を受けて、平坦である領域を識別できないケースがある。これに対し、第３例の平坦度では、特定周波数のフーリエ係数の絶対値の二乗の和を用いることで、中間調処理の影響を排した平坦度を算出することができる。平坦度は、これまで説明した第１例〜第３例のものに限られるものではなく、公知の平坦度算出技術を用いることが可能である。
【００４２】
抽出した部分領域の平坦度を求めると、次に、全ての部分領域を抽出したか否か（画像の全領域について部分領域の抽出が完了したか否か）、を判断する。そして、まだ抽出していない部分領域があると判断した場合には、注目画素の位置を右方向に１画素分だけずらして、それを中心とする４１画素×４１画素の５ｍｍ角程度の領域を部分領域として抽出する。そして、同様にして、抽出した部分領域の色の平坦度を算出する。以降、３、４、５・・・ｎ個目の部分領域の抽出の際に、それぞれ注目画素の位置を右方向に１画素分だけずらしていく。そして、注目画素の列方向の位置をマトリクスの右端から左に向けて２１番目の位置までずらした後は、注目画素の列方向の位置をマトリクスの左端から右に向けて２１番目の位置まで戻すとともに、行方向の位置を１画素分だけ下方向にずらす。その後、注目画素の位置を１画素分ずつ右にずらす処理を繰り返す。以上のようにして、注目画素の位置をラスタ走査のように順次ずらしていって、画像の全領域を網羅する。
【００４３】
なお、注目画素を１画素分ずつずらすのではなく、抽出した部分領域同士の縁部を互いに重ねないように各部分領域を抽出してもよい。例えば、２１列目、２１行目の注目画素を中心とする４１画素×４１画素の大きさの部分領域を抽出した後には、６２列目、６２行目の注目画素を中心とする４１画素×４１画素の大きさの部分領域を抽出するのである。
【００４４】
画像の全領域からの部分領域の抽出や平坦度の算出を行うと、全ての部分領域の中から平坦度の最も優れたものを特定し、その平坦度について、所定の基準平坦度よりも優れているか否かを判定する。そして、優れている場合には、その部分領域を測色に適した測色適応領域とする。
【００４５】
このような領域探索処理により、例えば、図６に示すような画像の場合には、例えば、図７に符号Ａ１〜Ａ５で示される５つの測色適応領域が探索される。
【００４６】
領域探索処理が終わると、アルゴリズム構築部４０６ｃ（図４参照）が、アルゴリズム構築処理を実施して、制御パラメータの適切な補正量を求めるためのアルゴリズムを構築する（Ｓ４）。補正対象とする制御パラメータは、潜像書込ユニット２１のレーザー強度（ＬＤＰ）、帯電装置６０の帯電印加電圧（Ｃｄｃ）、及び現像装置６１の現像バイアス（Ｖｂ）である。アルゴリズム構築部４０６ｃは、ＲＯＭ４０５に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについての出力色と各種の制御パラメータの設定値との関係を示す４つの数式モデル（アルゴリズム）を予め格納している。それら４つの数式モデルと、測色適応領域におけるＹ，Ｍ，Ｃトナー像の面積比と、実際に出力した画像の測色適応領域を測色した結果と本来の色との差分と、各種の制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、適切な補正量を求めるためのアルゴリズムを構築することができる。
【００４７】
アルゴリズム構築処理（Ｓ４）が終わると、補正量決定部４０６ｂ（図４参照）が、補正量決定処理を実施して（Ｓ５）、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるレーザー強度（ＬＤＰ）、帯電印加電圧（Ｃｄｃ）、現像バイアス（Ｖｂ）の補正量を決定する。この決定は、アルゴリズム構築処理で構築されたアルゴリズムに基づいてなされる。
【００４８】
このような補正量決定処理で決定された各種の制御パラメータの補正量に基づいて、パラメータ設定部４０４（図４参照）が制御パラメータ補正処理（Ｓ６）を実施して各種の制御パラメータを補正する。その後、まだ出力するプリントが残っている場合には、Ｓ２からの工程が再び実施される。
【００４９】
アルゴリズム構築処理について、より詳しく説明する。例えば図７に示したように５つの測色適応領域（Ａ１〜Ａ５）が探索された場合、アルゴリズム構築部４０６ｃは、それら５つの測色適応領域の多次色についてそれぞれ、５つの測色適応領域の色についてｋ枚目のプリントステップで測定されたＬ＊ａ＊ｂ＊の平均（Ｌ＊の平均、ａ＊の平均、及びｂ＊の平均）を並べた１５次元ベクトルｙ（ｋ）や、５つの測色適応領域における画像情報上での色のベクトル（目標値のベクトル）を並べた１５次元ベクトルである目標値ｒ０を構築する。
【００５０】
制御パラメータに対する補正量を決定する上で、本体制御部４０６は、図８に示すような画像形成に係るフィードバック制御系として機能する。コントローラＫは、ｋ枚目（ステップｋ）の紙定着画像で測定された出力値ｙ（ｋ）と目標値ｒ０との差から、制御入力ｖ（ｋ）および制御パラメータの設定値ｕ（ｋ）を決める。制御入力ｖ（ｋ）は、補正量である。設定値ｕと出力色ｙとの関係は、時間を含まない多変数関数Ｇによって表される下記式にしてＲＯＭ４０５に格納しておく。
ｙ＝Ｇ（ｕ）
【００５１】
より詳細には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニットから構成される場合には、それぞれのユニット単独で出力される４つのベタ濃度の原色について、それぞれ各種の制御パラメータの設定値ｕと出力色ｙとの関係を数式で表した４つの数式モデルＧ（アルゴリズム）をＲＯＭ４０５に格納しておく。
【００５２】
図９に示すグラフは、測色適応領域における「Ｃ（シアン）」のＬ＊を、潜像書込ユニット２００のレーザー強度（ＬＤＰ）、帯電装置３０１の帯電印加電圧（Ｃｄｃ）、現像装置１０２の現像バイアス（Ｖｂ）の多項式関数で表した場合に、ＣｄｃとＬＤＰをいくつかの値に固定した場合について、Ｖｂに対するＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊の変化をプロットしたグラフである。このグラフは、
Ｌ＊＝０．０００２１・ＬＤＰ２−０．００００５５・Ｖｂ２−０．０１９６・Ｃｄｃ−０．０５３７・ＬＤＰ＋０．０１９６・Ｖｂ＋８３．８４
という２次元式で表現した数式モデルである。
【００５３】
シアンについては、Ｌ＊と各種の制御パラメータとの関係を示すこの式の他に、ａ＊と各種の制御パラメータとの関係を示す数式モデルや、ｂ＊と各種の制御パラメータとの関係を示す数式モデルを、ＲＯＭ４０５に格納している。また、イエロー、マゼンタ、ブラックについても、同様の３つの数式モデルをそれぞれ格納している。
【００５４】
出力色ｙ（ｋ）が１次色である場合、多次色である場合、の何れにおいても、プリントステップｋ（ｋ枚目）の次のプリント（ｋ＋１）における出力色ｙ（ｋ＋１）は、次の数１の式で示される関係となる。多変数関数Ｇのテーラー展開により、出力色初期値ｙ（１）をノミナル設定値ｕ（０）に対する出力として構築した式である。
【数１】
2011237722.tif 000003
【００５５】
この式は、プリントプロセスｋ＋１における制御パラメータの設定値ｕ（ｋ＋１）を決めるものであるが、今回のプリントプロセスの設定値ｕ（ｋ）からの補正量である制御入力ｖ（ｋ）を決めるものとすると、次の数２で示す式のように記述できる。
【数２】
2011237722.tif 000004
また、次の数３の式のように、制御パラメータｕ（ｋ）の変化に対する出力の変化を表す行列を、プリントステップｋ（ｋ枚目）におけるヤコビアン行列と定義する。
【数３】
2011237722.tif 000005
この数式において、ヤコビアン行列の中で制御パラメータｕは固定されている。固定された制御パラメータｕの近傍では、上述した数１の式で表される系は、線形時変系として、状態変数ｘ、外乱ｄによって、次の数４に示す状態方程式で記述できる。この状態方程式においても、設定値ｕ（ｋ）の代わりに、制御入力ｖ（ｋ）を決めるようになっている。また、この状態方程式において、Ｉは、単位行列を示している。
【数４】
2011237722.tif 000006
特に、行列Ｂ（ｋ）は、プリントステップｋ−１における制御パラメータｕ（ｋ−１）に依存するので、下記式のように記述することができる。
Ｂ（ｋ）＝Ｂ（ｕ（ｋ−１））
これは、ＬＰＶ（Linear  Parameter  Varying）方式の関数である。プリントステップｋにおいて、行列Ｂ（ｋ）は、直前の制御パラメータの設定値ｕ（ｋ−１）に応じて毎回変更する。このようにすることによって、画像形成プロセスの非線形性が大きい系における制御を効果的に行うことが可能になる。
【００５６】
図８に示すように、プリントステップｋにおいて、コントローラＫは、出力値ｙ（ｋ）と目標値ｒ０とから、制御入力ｖ（ｋ）を決定する。上述した数２の式により制御入力ｖ（ｋ）をｕ（ｋ−１）に加算して、制御パラメータをｕ（ｋ）に設定する。その結果のプロセスからの出力に外乱ｄが加わったものが、プリントステップｋ＋１での出力となる。
【００５７】
アルゴリズム構築部４０６ｃは、ＲＯＭ４０５に格納しておいたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋについての４つの数式モデル（上述した２次元式）と、分光計１０９による測色適応領域の測色結果について、各種の制御パラメータの設定値と出力色の関係を表す数式モデルをアルゴリズムとして構築する（後述する数１７の式など）。
【００５８】
システムのモデリングは、行列Ｂ（ｋ）、すなわち、制御パラメータの変化に対する出力の変化を求めることである。例えば、図１６に示すような、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋパッチ部からなるパッチパターン像を形成したとする。このパッチパターンのように、各色のパッチ部がそれぞれ１次色で構成される場合には、行列Ｂ（ｋ）は次の数５の式で示されるようにブロック対角構造になる。
【数５】
2011237722.tif 000007
したがって、下記に示すように、ＣＭＹＫのそれぞれのシステムを独立に考えることが
できる。なお、「ＢＭ」、「ＢＣ」、「ＢＹ」、「ＢＫ」における上付文字で示されるＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋは、乗数を示すものではなく、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックについての数値や行列等であることを示すものである。以下、数式中において、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋを上付文字で示した場合には、同様に、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックについての数値や行列等であることを示している。
【数６】
2011237722.tif 000008
【数７】
2011237722.tif 000009
この式中におけるＴは、行列の転置を示している。
【００５９】
この式中のＬ，ａ，ｂの値は、図８に示すＬ＊のように、潜像書込ユニット２００のレーザー強度（ＬＤＰ）、帯電装置３０１の帯電印加電圧（Ｃｄｃ）、現像装置１０２の現像バイアス（Ｖｂ）の関数として、次の数８の式のように表される。
【数８】
2011237722.tif 000010
【００６０】
このようにＬ，ａ，ｂが、Ｃｄｃ，ＬＤＰ，Ｖｂの多項式で表現される場合、ＢＭ（ｋ）、ＢＣ（ｋ）、ＢＹ（ｋ）、ＢＫ（ｋ）はそれぞれ３×３行列であり、次の数９の式のように記述できる。なお、数９の式中における「＊」は、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの何れかであることを示すワイルドカード記号である。
【数９】
2011237722.tif 000011
【００６１】
１次色では、このようにして記述することが可能であるが、多次色の場合には、次の数１０に示すような表現になるため、ブロック対角構造にはならない。
【数１０】
2011237722.tif 000012
【００６２】
このように多次色の場合には、１２次元の設定値によって、出力色が決定される。つまり、原色（１次色）の場合には、出力色は、対応する単一の画像形成ユニットの３つの設定値ｕ＝（Ｃｄｃ，ＬＤＰ，Ｖｂ）によって決まる。したがって、時間を含まない多変数関数ｙ＝Ｇ（ｕ）を求めるためには、３つの設定値の組合せに対して、出力の色を測定する実験を行えばよい。しかし、多次色の場合には、１２個の設定値の組合せが膨大になるため、そのような実験を行うことは不可能である。
【００６３】
このような問題は、Ｎｅｕｇｅｂａｕｅｒ方程式などの混色モデルを利用することにより解決ができる。まず、簡単のため、シアン、マゼンタ、イエローの３つの画像形成ユニットの場合を考える。３色の混合により生成される色の反射率ＲＧＢ、あるいは、三刺激値ＸＹＺをベクトルｘとすると、Ｎｅｕｇｅｂａｕｅｒ方程式により、ｘは次の数１１の式で表される。
【数１１】
2011237722.tif 000013
【００６４】
なお、式中における「Ａ」は、重み付け係数を表している。また、ｘｗは紙の（反射率／三刺激値）、ｘｃはシアンの（反射率／三刺激値）、ｘｍはマゼンタの（反射率／三刺激値）、ｘｙはイエローの（反射率／三刺激値）、ｘｒはマゼンタとイエローの重なりの（反射率／三刺激値）、ｘｇはシアンとイエローの重なりの（反射率／三刺激値）、ｘｂはマゼンタとシアンの重なりの（反射率／三刺激値）、ｘ３ｐは３色の重なりの（反射率／三刺激値）、である。また。ａｃ，ａｍ，ａｙは、単位面積中の３色（シアン、マゼンタ、イエロー）のそれぞれが占める面積である。
【００６５】
さらに、ａ×ｂとａ／ｂを、２つのベクトルａ＝（a１，a２，a３）とｂ＝（ｂ１，ｂ２，ｂ３）の成分ごとの積と商、すなわち、ａ×ｂ＝（a１・ｂ１，a２・ｂ２，a３・ｂ３）とａ／ｂ＝（a１／ｂ１，a２／ｂ２，a３／ｂ３）と定義すると、Ｐｏｌｌａｋの近似を用いて下記のように表すことができる。なお、この式中における「＊」は、ワイルドカード記号ではなく、「×」と同意の乗算記号を示している。「ｘ」との混同を避けるために「×」の代わりに「＊」を使用している。
【数１２】
2011237722.tif 000014
【００６６】
したがって、Ｎｅｕｇｅｂａｕｅｒ方程式は、次の形に表すことできる。
【数１３】
2011237722.tif 000015
この式中における「＊」も乗算記号である。
【００６７】
このような解析は、ブラック（Ｋ）を含む４つの画像形成ユニットを採用する場合にも拡張できる。４原色の混合により生成される色の反射率ＲＧＢ、あるいは、三刺激値ＸＹＺをベクトルｘとすると、Ｎｅｕｇｅｂａｕｅｒ方程式により、ｘは次の数１４の式で表される。
【数１４】
2011237722.tif 000016
この式中における「＊」も乗算記号である。ａｃとｘｋは、それぞれ、ブラック（Ｋ）が占める面積と（反射率／三刺激値）である。
【００６８】
４原色の（反射率／三刺激値）ｘｃ、ｘｍ、ｘｙ、ｘｋは、それぞれ、対応する画像形成ユニットＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋにおける各種の制御パラメータの設定値ｕＣ＝（ＣｄｃＣ，ＬＤＰＣ，ＶｂＣ），ｕＭ＝（ＣｄｃＭ，ＬＤＰＭ，ＶｂＭ），ｕＹ＝（ＣｄｃＹ，ＬＤＰＹ，ＶｂＹ），ｕＫ＝（ＣｄｃＫ，ＬＤＰＫ，ＶｂＫ）によって決まる。
【数１５】
2011237722.tif 000017
【００６９】
また、紙の（反射率／三刺激値）ｘｗは画像形成に依存しない。任意の色の（反射率／三刺激値）ｘは、（ｕＣ，ｕＭ，ｕＹ，ｕＫ）の関数であるから、次の数１６の式で表現できる。この式中における「＊」も乗算記号である。
【数１６】
2011237722.tif 000018
【００７０】
次に、数１５の式を使って、任意の色について、各種の制御パラメータの補正量と、出力色（反射率／三刺激値）との関係を記述する数式モデルを合成する。任意のＮ個の色のＬ＊ａ＊ｂ＊の値についてのＬＰＶ系での表現は、次の数１７の式のように与えられる。
【数１７】
2011237722.tif 000019
【００７１】
ここで、ベクトルｙ（ｋ）は、プリントステップｋにおける各色ｙｊ（ｋ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ，のＬ＊ａ＊ｂ＊値を並べたベクトルである。
【数１８】
2011237722.tif 000020
【００７２】
ベクトルｖ（ｋ）は、プリントステップｋおける４つの画像形成ユニットの各種の設定値を並べたベクトルｕ（ｋ）の差分である。
【数１９】
2011237722.tif 000021
【００７３】
行列Ｂ（ｋ）は、各色ｙｊ（ｋ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ，のＬ＊ａ＊ｂ＊値のＪａｃｏｂｉａｎ行列である。
【数２０】
2011237722.tif 000022
【００７４】
この式の各要素が計算できれば、任意の色について、制御パラメータの補正量と、出力色（反射率／三刺激値）との関係を記述する数式モデル（数１７）を構築できる。以下に、数２０の式における各要素の計算方法を述べる。
【００７５】
数１６の式をもとにして、Ｊａｃｏｂｉａｎ行列の各要素を示すと、例えばシアン（Ｃ）における各要素は、次の数２１のようになる。
【数２１】
2011237722.tif 000023
【００７６】
ここで、αX、αY、αZは、次の数２２の式のように与えられる。
【数２２】
2011237722.tif 000024
【００７７】
また、Ｘ，Ｙ，Ｚに関するＬ，ａ，ｂの偏微分は、次の数２３の式から計算できる。
【数２３】
2011237722.tif 000025
【００７８】
ここで、Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎは照明の三刺激値である。ベクトル
【数２４】
2011237722.tif 000026
は、予め単色のシアンについて、実験から求めておいて、ＲＯＭ４０５に格納しておく。すると、数２２、数２３、数２４の各式から、数２１の式が計算できるので、次の数２５の式を計算することができる。
【数２５】
2011237722.tif 000027
【００７９】
同様に、
【数２６】
2011237722.tif 000028
も計算することができるので、数２０の式中におけるすべての要素が計算されて、数１７の式を計算することが可能になる。
【００８０】
以上のように、アルゴリズム構築部４０６ｃが数１７〜数２６の数式をアルゴリズムとして構築する。そして、それらの数式に基づいて、補正量決定部４０６ｂが補正量としての制御入力ｖを決定する。
【００８１】
数１７の数式で求められる制御入力ｖ（ｋ）をそのまま補正量として採用してもよいが、本実施形態に係るプリンタにおいては、その全量を補正量として採用するのではなく、その一部を採用するようになっている。これは次に説明する理由による。即ち、補正量としての制御入力ｖについては、以下に示す条件を満たすように、決定することが望ましい。
（１）次のステップｋ＋１での出力と目標値との差
‖ｙ（ｋ＋１）−ｒ０‖＝‖ｙ（ｋ）＋Ｂ（ｋ）ｖ（ｋ）−ｒ０‖
が小さくなること。なお、この式における「‖」はノルムを示している。
（２）制御入力ｖの変化の仕方を調整できること。すなわち、各要素のスケール因子、プロセス／モジュールごとに異なる目標値の可動性などが考慮されなくてはならない。さらに、プロセスのモデルＧには不確定要因を含むため、制御入力ｖの過度な変動は望ましくなく、保守性と操作性を調整できることが必要である。
（３）制御入力ｖに対する制約条件を考慮できること。上限や下限などを考慮できることが必要である。
【００８２】
これら３つの条件を満足するために、測色結果としての出力値ｙ（ｋ）と目標値ｒ０との差分を徐々に小さくしていくことを想定する。具体的には、画像情報に基づく１つの画像を、１枚きりでなく、所定枚数だけ連続して出力しながら、出力毎に前記差分を徐々に小さくし且つ所定の補正制約条件を具備させるように制御パラメータを少しずつ補正していくことを想定する。このような仮想の条件のもとで、出力毎の補正における補正量であるｖ（ｋ）、ｖ（ｋ＋１）、ｖ（ｋ＋２）・・・をそれぞれ決定し、それらのうち、１回目の補正量であるｖ（ｋ）を実際の補正量とする。そのために、上記（１）の条件のような「適合度」を表す項と、上記（２）の条件のような不適切な変動に対する「ペナルティ」を表す項、さらに、上記（３）のような拘束条件も取り入れた次の数２７の式を最小化する２次計画問題を解くことにより、制御入力ｖを決定する。
【数２７】
2011237722.tif 000029
【００８３】
ここで、ＲとＱは正定値対称行列であって、Ｒは各要素の誤差への重み付け、Ｑは上記（２）の条件に対応して各因子に重み付けする。言い換えれば、Ｑは制御量のスケール因子、Ｒは制御入力（補正量）のスケール因子である。また、行列Ａとベクトルｂは、上記（３）の制約条件に対応する。
【００８４】
本実施形態においては、このような考え方を直後のプリントステップｋ＋１だけでなく、より長い期間での制御系の振る舞いを最適化するように制御入力ｖを決めるように拡張したものである。このようなＣＰＵ４０２による制御を「モデル予測制御」とする。以下に、「モデル予測制御」について詳述する。
【００８５】
ＣＰＵ４０２は、図１０、図１１、図１２に示すように、ｊプリントステップ後まで（ｋ＋１，ｋ＋２，・・・，ｋ＋ｊ）の想定出力を規定する「参照軌道)」（ｒ［ｋ＋１｜ｋ］，ｒ［ｋ＋２｜ｋ］，．．．，ｒ［ｋ＋ｊ｜ｋ］）を決めて、数２７の式を用いて出力系列（ｙ［ｋ＋１｜ｋ］，ｙ［ｋ＋２｜ｋ］，．．．，ｙ［ｋ＋ｊ｜ｋ］）が「参照軌道」に近くなるように、制御入力の系列（ｖ［ｋ｜ｋ］，ｖ［ｋ＋１｜ｋ］，．．．，ｖ［ｋ＋ｊ−１｜ｋ］）を求める。その際に、制御入力ｖの過度な変化に対する「ペナルティ」や、制約条件も考慮した最適決定を行う。具体的には、ステップｋ＋１，ｋ＋２，．．．における将来の出力値ｙの予測式と、制御入力ｖを決定するための制約付評価関数とが必要である。なお、図１０、図１１、図１２においては、図７に示した５つの測色適応領域のうちの１つ、すなわち１つの測色適応領域の多次色についてだけ示している。図１０、図１１、図１２において、例えば参照軌道における各プリントステップの出力値（縦軸の値）は、後述する数３３の式によって得たものである。また、予測出力における各プリントステップの出力値は、後述する数３２の式の解を、後述する数３１に代入して得たものである。図示の例では、ｊ＝０、１、２・・・１０として、１０ステップ後までの参照軌道や予測出力を求めている。
【００８６】
より詳しくは、プリントステップｋ＋１，ｋ＋２，・・・ｋ＋１０における将来の出力値ｙについては、次のように予測する。即ち、まず、プリントステップｋにおけるｊステップ先の予測値を［ｋ＋ｊ｜ｋ］と表し、実際の値を（ｋ）で表す。（ｙ（ｋ），ｖ（ｋ）など）と、予測式とは、次の数２８の式で表される。
【数２８】
2011237722.tif 000030
【００８７】
外乱ｄに対しては、一定値の出力外乱が存在する。すなわち、
【数２９】
2011237722.tif 000031
と仮定すると、外乱ｄの予測値は、プリントステップｋでの測定出力と予測出力との差として、次式によって表される。
【数３０】
2011237722.tif 000032
【００８８】
したがって、予測式は、次の数３１の式のように記述することができる。
【数３１】
2011237722.tif 000033
【００８９】
制御入力ｖを決定するための制約付評価関数の詳細は次の通りである。即ち、プリントステップｋにおける制約付評価関数は、予測ホライズンの長さｐ、参照軌道ｒ、重み行列（正定値対称）ＱとＲにより、次の数３２の式のように記述することができる。
【数３２】
2011237722.tif 000034
【００９０】
この式におけるｖｍｉｎ、ｖｍａｘ、ｕｍｉｎ、ｕｍａｘについては、プリンタの仕様に応じて適宜設定する。また、参照軌道ｒは、例えば次の数３３の式のように与えることができる。
【数３３】
2011237722.tif 000035
【００９１】
図８のコントローラＫは、上述したような制約付評価関数を最小化するような最適制御入力系列（ｖ［ｋ｜ｋ］，ｖ［ｋ＋１｜ｋ］，．．．，ｖ［ｋ＋ｐ−１｜ｋ］）を、数３１の予測式を用いて計算する。最初の要素ｖ［ｋ｜ｋ］をｖ（ｋ）として用いて、プリントステップｋにおける制御パラメータを下記の式のように更新する。
ｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−１）＋ｖ（ｋ）
【００９２】
なお、最適な制御入力系列の計算は、「２次計画問題」として解くことができる。２次計画問題としての定式化について、以下に説明する。
数３１の予測式は、次の数３４の式のように書き直すことができる。
【数３４】
2011237722.tif 000036
【００９３】
そして、
【数３５】
2011237722.tif 000037
とすると、
【数３６】
2011237722.tif 000038
のように、表すことができる。
【００９４】
また、各補正量のスケール因子を考慮して、
【数３７】
2011237722.tif 000039
とおくと、制約付評価関数は、次の数３８の式のようにまとめられる。
【数３８】
2011237722.tif 000040
【００９５】
さらに、下記に示す制約条件
【数３９】
2011237722.tif 000041
を適当な行列Ｃｋとベクトルｂにより、
【数４０】
2011237722.tif 000042
のように表すと、モデル予測制御は、次の数４１の式に示すように、各ステップｋにおいて最適な補正量系列Ｖｋについての２次計画問題を解く問題として定式化できるので、効率的に制御パラメータの制約条件を決定することが可能になる。
【数４１】
2011237722.tif 000043
【００９６】
なお、この式中におけるＴは、行列の転置を示している。また、この式の問題の解法には、内点法などの効率的アルゴリズムを使うことができる。以上のようにして、制御パラメータに対する補正量を決定する。
【００９７】
補正量決定処理（Ｓ５）で決定された制御パラメータに対する補正量を反映させた制御パラメータの設定では、下記に示すような解として得られたベクトル
【数４２】
2011237722.tif 000044
において、ｖ［ｋ｜ｋ］をｖ（ｋ）として用いて、プリントステップｋにおける制御パラメータを次式のように更新する。
ｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−１）＋ｖ（ｋ）
【００９８】
ｕ（ｋ）を制御パラメータの設定値として入力した後の出力の測定値がｙ（ｋ＋１）である。
【００９９】
図５の処理フローを採用した場合の出力値ｙ（ｋ）の変化の例を、図１３に示す。図１３のグラフの横軸は出力された紙の番号、あるいは、すべての紙ではなく何枚かごとにフィードバック制御をかける場合には、フィードバックをかけた回数である。ｙ（ｋ）は、シアンとマゼンタの重ねあわせによって構成される「青」である。図１３のグラフの縦はＬ＊ａ＊ｂ＊色空間での各座標値であって、点線は各座標での目標値である。このように、１枚目の紙では、目標値と出力された色の間でΔＥ＝９．６の差があったが、プリント動作を止めることなく、リアルタイムのフィードバック制御により、出力値ｙが徐々に目標値に追従していく。
【０１００】
また、図５の処理フローを採用した場合の制御パラメータの設定値ｕ（ｋ）の変化の例を、図１４、図１５に示す。図１４と図１５のグラフの横軸は図１３と同様であり、出力された紙の番号、あるいは、すべての紙ではなく何枚かごとにフィードバック制御をかける場合には、フィードバックをかけた回数である。図１４のグラフの縦軸は、シアンの画像形成ユニットにおける、潜像書込ユニット２００のレーザー強度（ＬＤＰ）、帯電装置３０１の帯電印加電圧（Ｃｄｃ）、現像装置１０２の現像バイアス（Ｖｂ）である。図１５のグラフの縦軸は、マゼンタの画像形成ユニットにおける、潜像書込ユニット２００のレーザー強度（ＬＤＰ）、帯電装置３０１の帯電印加電圧（Ｃｄｃ）、現像装置１０２の現像バイアス（Ｖｂ）である。このように、プリント動作を止めることなく、リアルタイムのフィードバック制御により、制御パラメータが最適値に収束していく。
【０１０１】
以上のように、実施形態に係るプリンタにおいては、制御装置たる本体制御部４０６が、画像情報によって示される画像の中から、多次色を測色するのに適した測色適応領域を探索する領域探索処理を実施する。そして、潜像書込ユニット２００や画像形成ユニット１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ等からなる作像手段によって形成されるＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像についてそれぞれ予め記憶している出力色と制御パラメータの設定値との関係を表す複数の数式モデル（アルゴリズム）と、画像情報に基づいて形成された多次色トナー像の測色適応領域を測色手段たる分光計１０９によって測色した測色結果（ｙ（ｋ））と本来の色（ｒｏ）との差分と、測色適応領域での各色トナー像の面積比と、制御パラメータの現在の設定値とに基づいて、前記差分をより小さくするための制御パラメータの補正量（ｖ（ｋ））を決定し、その補正量に基づいて制御パラメータを補正して多次色トナー像の色再現精度の向上を図る色再現精度向上処理を実施する。これにより、テストプリント紙の仕分け作業をユーザーに強いることなく、多次色を精度良く再現することができる。
【０１０２】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、色再現精度向上処理において、画像情報に基づく多次色トナー像を所定回数だけ連続して出力しながら、出力毎に上記差分を徐々に小さくし且つ所定の補正制約条件を具備させるように制御パラメータを少しずつ補正していくことを想定して、出力毎の補正における補正量をそれぞれ決定し、それら補正量のうち、１回目の補正に対応する補正量で、制御パラメータを補正する。かかる構成では、上記（１）、（２）及び（３）の条件を何れも満足することができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態においては、分光計１０９によって記録紙１１５上に定着後のトナー像から色情報を測定するようにしたが、これに限るものではなく、中間転写ベルト１０５上のトナー像から色情報を測定するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１０４】
２００：潜像書込ユニット（作像手段の一部）
１０３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：画像形成ユニット（作像手段の一部）
１０６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：１次転写ローラ（転写手段の一部）
１０８：２次転写ローラ（転写手段の一部）
４０６：本体制御部（制御装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０５】
【特許文献１】特開２００８−４０４４１号公報
【図１】
2011237722.tif 000045
【図２】
2011237722.tif 000046
【図３】
2011237722.tif 000047
【図４】
2011237722.tif 000048
【図５】
2011237722.tif 000049
【図８】
2011237722.tif 000050
【図９】
2011237722.tif 000051
【図１０】
2011237722.tif 000052
【図１１】
2011237722.tif 000053
【図１２】
2011237722.tif 000054
【図１３】
2011237722.tif 000055
【図１４】
2011237722.tif 000056
【図１５】
2011237722.tif 000057
【図１６】
2011237722.tif 000058
【図６】
2011237722.tif 000059
【図７】
2011237722.tif 000060