(57)【要約】【課題】複数の階調再現モードのそれぞれについての階調再現特性の補正を効率的に行なう。【解決手段】第１の階調再現モードおよび第２の階調再現モードを有する画像形成装置は、第１階調範囲についての第１の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第１テストパターン像、および第１階調範囲の一部である第２階調範囲についての第２の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第２テストパターン像を形成し、第１テストパターン像の濃度および第２テストパターン像の濃度を検出し、第１テストパターン像の濃度に基づいて、第１階調範囲の全域についての第１の階調再現モードの階調再現特性を補正し、第２テストパターン像の濃度および第１テストパターン像における第１階調範囲のうちの第２階調範囲以外の範囲に対応する部分の濃度に基づいて、第１階調範囲の全域についての第２の階調再現モードの階調再現特性を補正する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の階調再現モードおよび第２の階調再現モードを有する画像形成装置であって、
入力階調範囲の全域または一部である第１階調範囲についての前記第１の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第１テストパターン像、および前記第１階調範囲の一部である第２階調範囲についての前記第２の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第２テストパターン像を形成する像形成部と、
前記像形成部によって形成された前記第１テストパターン像に含まれかつそれぞれに対応する入力階調値が互いに異なる複数の部分の濃度、および前記像形成部によって形成された前記第２テストパターン像に含まれかつそれぞれに対応する入力階調値が互いに異なる複数の部分の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部によって検出された前記第１テストパターン像の濃度に基づいて、前記第１階調範囲の全域についての前記第１の階調再現モードの階調再現特性を補正する第１補正部と、
前記濃度検出部によって検出された前記第２テストパターン像の濃度、および前記濃度検出部によって検出された前記第１テストパターン像における前記第１階調範囲のうちの前記第２階調範囲以外の範囲に対応する部分の濃度に基づいて、前記第１階調範囲の全域についての前記第２の階調再現モードの階調再現特性を補正する第２補正部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２テストパターン像の面積は前記第１テストパターン像の面積よりも小さい
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像形成部は、前記第１テストパターン像と前記第２テストパターン像とを形成面上に並べて形成する
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１および第２の階調再現モードはディザ法によって中間調を再現するモードであり、当該第１の階調再現モードと当該第２の階調再現モードとでは前記第１階調範囲内の各入力階調値にそれぞれ適用される複数のディザパターンのうちの少なくとも一部が異なる
請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の階調再現モードは第１解像度の画像形成のためのディザパターンを適用する低解像度モードであり、前記第２の階調再現モードは前記第１解像度よりも高い第２解像度の画像形成のためのディザパターンを適用する高解像度モードである
請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２階調範囲は、前記第１階調範囲における低濃度側の範囲である
請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の階調再現モードにおいて適用されるディザパターンが表す色材を付着するべき領域の最小の大きさは、前記第１の階調再現モードにおいて適用されるディザパターンが表す色材を付着するべき領域の最小の大きさよりも小さい
請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
当該画像形成装置の動作環境および累積画像形成数の少なくも一方に応じて、前記第２階調範囲を設定する範囲設定部をさらに備える
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
第１の階調再現モードおよび第２の階調再現モードを有する画像形成装置における階調再現特性の補正方法であって、
入力階調範囲の全域または一部である第１階調範囲についての前記第１の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第１テストパターン像、および前記第１階調範囲の一部である第２階調範囲についての前記第２の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第２テストパターン像を形成し、
形成された前記第１テストパターン像に含まれかつそれぞれに対応する入力階調値が互いに異なる複数の部分の濃度、および前記像形成部によって形成された前記第２テストパターン像に含まれかつそれぞれに対応する入力階調値が互いに異なる複数の部分のそれぞれの濃度を検出し、
前記濃度検出部によって検出された前記第１テストパターン像の濃度に基づいて、前記第１階調範囲の全域についての前記第１の階調再現モードの階調再現特性を補正し、
前記濃度検出部によって検出された前記第２テストパターン像の濃度、および前記濃度検出部によって検出された前記第１テストパターン像における前記第１階調範囲のうちの前記第２階調範囲以外の範囲に対応する部分の濃度に基づいて、前記第１階調範囲の全域についての前記第２の階調再現モードの階調再現特性を補正する
ことを特徴とする階調再現特性の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の階調再現モードを有する画像形成装置およびこのような画像形成装置のための階調再現特性の補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、電源投入時や累積画像形成数が設定値に達した時点などに電子写真プロセスを自動調整する画像安定化機能を有している。一般に、この自動調整において、所定のテストパターン像が形成され、テストパターン像の濃度の測定結果に基づいて階調再現特性が補正される。例えば、入力画像の各画素を万線や網点といったスクリーンに置き換えるディザ法によって中間調を再現する近年の画像形成装置では、測定濃度が適正値より淡ければ濃くなるように、逆に濃ければ淡くなるように、入力階調値とそれに適用するスクリーンの面積率との対応関係が補正される。
【０００３】
複数の階調再現モードを有する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、複数の階調再現モードのそれぞれについて階調再現特性を補正する必要がある。特許文献１には、感光体を露光する光の発光出力方式が異なる複数の階調再現モードを有する画像形成装置において、一つの発光出力方式に対応する階調補正テーブルを記憶し、他の発光出力方式についてはそれに対応する階調補正テーブルと上記階調補正テーブルとの差を記憶し、それによって補正用データの記憶に必要なメモリ記憶容量を少なくする技術が記載されている。また、特許文献２には、プロセススピードの変更による６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉとの解像度の切り替えが可能な画像形成装置において、画質が不安定になり易い１２００ｄｐｉの動作時の補正の頻度を、６００ｄｐｉの動作時の補正の頻度よりも多くすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２８１３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１２２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成装置の使用環境（湿度や温度）および稼動時間といった要因によって生じる階調再現特性の変化の様相は、複数の階調再現モードの間で同様とは限らない。特許文献１の先行技術のように実質的に一つのモードの階調補正データを他のモードに流用する手法では、モードごとに異なる階調再現特性の変化の様相に応じた正確な補正をすることができない。とはいうものの、複数の階調再現モードのそれぞれについて入力階調範囲の全域の階調再現性を示すテストパターン像を形成して階調再現特性を調べると、テストパターン像の形成に用いる色材（主にトナー）の消費量が増える。特にカラー画像を形成する装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの色ごとにテストパターン像を形成するので、モノクロ画像のみを形成する装置と比べて、多くの色材をテストパターン像の形成によって消費することになる。テストパターン像は画像形成装置が形成する通常の画像と比べて十分に小さいので、色材の消費量の増加分は決して多くはない。しかし、僅かとはいえ、画像形成装置のランニングコストの上昇を招いてしまう。また、入力階調範囲の全域に対応するテストパターン像を数多く形成することによって、ユーザが画像形成装置を使用することができないデッドタイムが延びるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、複数の階調再現モードのそれぞれについての階調再現特性の補正を効率的に行なう装置および方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する画像形成装置は、第１の階調再現モードおよび第２の階調再現モードを有する画像形成装置であって、入力階調範囲の全域または一部である第１階調範囲についての前記第１の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第１テストパターン像、および前記第１階調範囲の一部である第２階調範囲についての前記第２の階調再現モードによる階調再現の特性を示す第２テストパターン像を形成する像形成部と、前記像形成部によって形成された前記第１テストパターン像に含まれかつそれぞれに対応する入力階調値が互いに異なる複数の部分の濃度、および前記像形成部によって形成された前記第２テストパターン像に含まれかつそれぞれに対応する入力階調値が互いに異なる複数の部分の濃度を検出する濃度検出部と、前記濃度検出部によって検出された前記第１テストパターン像の濃度に基づいて、前記第１階調範囲の全域についての前記第１の階調再現モードの階調再現特性を補正する第１補正部と、前記濃度検出部によって検出された前記第２テストパターン像の濃度、および前記濃度検出部によって検出された前記第１テストパターン像における前記第１階調範囲のうちの前記第２階調範囲以外の範囲に対応する部分の濃度に基づいて、前記第１階調範囲の全域についての前記第２の階調再現モードの階調再現特性を補正する第２補正部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の階調再現モードのそれぞれについて入力階調範囲の全域の階調再現性を示すテストパターン像を形成することなく、一つの階調再現モードのみについてテストパターン像を形成する場合と比べて、複数の階調再現モードの階調再現性を適正に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図２】階調再現特性の補正の概要を示すグラフである。
【図３】テストパターン像が形成された状態を模式的に示す図である。
【図４】階調再現特性を測定すべき階調範囲の選定に関わるスクリーンを示す図である。
【図５】階調再現特性の補正方法を模式的に示す図である。
【図６】画像形成装置１における階調再現特性の補正に関わる構成要素を示すブロック図である。
【図７】画像形成時の画像処理の流れを示す図である。
【図８】画像安定化処理の流れを示す図である。
【図９】テストパターン形成の階調範囲を設定する範囲設定処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に例示される画像形成装置１は、コピーおよびネットワークプリンティングを含む多様な用途をもつ、ＭＦＰ（Multifunction Peripheral）または複合機と呼ばれる情報機器である。画像形成装置１は、電子写真法によってカラーまたはモノクロの画像を形成するタンデム式のプリンタエンジン１０を備えている。プリンタエンジン１０は、４個のイメージングユニット１１，１２，１３，１４を用いてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成することができる。イメージングユニット１１〜１４は、像担持体としての感光体ドラム１５，１６，１７，１８を一つずつ有する。イメージングユニット１１〜１４のそれぞれにおいて、筒状の感光体の周囲に、現像器、プリントヘッド、帯電チャージャ、およびクリーナといったトナー像の形成に必要な構成部品が配置されている。この画像形成装置１は例えば外部装置（典型的にはパーソナルコンピュータ）からのカラープリント要求を受けて次のように動作する。
【００１１】
画像形成装置１の電気回路１００が、外部装置から与えられる画像データに基づいて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の露光パターンを決める露光用データを生成する。露光用データはイメージングユニット１１〜１４のプリントヘッドに送られる。感光体ドラム１５〜１８が回転する状態で、帯電した感光体に向けてプリントヘッドがレーザ光を照射する。このとき、プリントヘッドは露光用データに従って光源を制御し、それによって感光体に対する主走査を行なう。主走査と副走査（感光体ドラム１５〜１８の回転）とによって感光体上に潜像が形成される。各イメージングユニット１１〜１４の現像器が感光体にトナーを吸着させて潜像に応じたトナー像を形成する。トナー像は感光体ドラム１５〜１８に対して一定速度で移動する中間転写ベルト２６に一次転写される。４色についての潜像形成および一次転写のタイミングは、中間転写ベルト２６の上で４色のトナー像が互いにずれることなく適切な位置関係で重なり合うように設定されている。用紙の１紙面あたり四つずつトナー像を形成する動作と並行して、用紙ストッカ４１から給紙ローラ３１によって取り出された図示しない用紙が搬送される。用紙は一対のレジストローラ３４によって一旦保持され、適切なタイミングで二次転写位置へ給紙される。二次転写位置は、中間転写ベルト２６と圧接ローラ３５とが、所定ギャップのニップ部を形成するように対向する位置である。二次転写位置を通過する用紙に、中間転写ベルト２６から４色の重なり合ったトナー像が一括に二次転写される。その後、用紙は定着ユニット２９の内部を通って排紙トレイ４６上に排紙される。用紙が定着ユニット２９を通過する際に、加熱・加圧を受けてトナーが溶融し、トナー像が印刷画像として用紙に定着する。排紙と並行して、二次転写に際して中間転写ベルト２６に付着したまま残ったトナーが、感光体ドラム１５の上流側に配置されたクリーナ２７によって取り除かれて廃棄トナー容器２８に収納される。
【００１２】
画像形成装置１は予め定められた時期に画像安定化処理を実行し、カラーおよびモノクロの画像形成の階調再現特性を補正する。階調再現特性は湿度や温度といった環境条件および感光体に代表される電子写真プロセス機構要素の経時変化の影響を受ける。このため、電源投入時、スリープ復帰時、累積画像形成数が設定値に達したとき、設置場所が変わったと推察されるような環境条件の非周期的かつ大幅な変化を検出したときなどに、階調再現特性が補正される。その際、入力階調範囲内の複数の階調の再現性を示すトナー像であるテストパターン像が中間転写ベルト２６上に形成され、感光体ドラム１８と二次転写位置との間に配置された光学式の濃度センサ６２によってテストパターン像の濃度が検出される。その後、テストパターン像は二次転写されることなく、クリーナ２７によって中間転写ベルト２６から取り除かれる。
【００１３】
図２のグラフは階調再現特性の補正の概要を示している。図中で一点鎖線の直線が示すように、入力階調値と形成される画像の濃度との関係が入力階調範囲の全域にわたって比例関係であるのが望ましい。このため、テストパターン像の濃度検出によって実測した階調再現特性が例えば図中で破線の曲線が示すような特性であった場合、図中の実線の階調補正曲線で表される補正が行なわれる。すなわち、測定した濃度が適正値よりも淡い入力階調値については濃い目に再現されるように、測定した濃度が適正値よりも濃い入力階調値については淡い目に再現されるように画像形成動作の設定が補正される。測定した階調特性が関数ｆ（ｘ）で表わされるとすると、階調補正曲線は例えば１／ｆ（ｘ）とされる。ここでのｘは階調補正前の階調値である。なお、本実施形態では、後述のように入力階調値を増減することによって階調再現特性が補正される。
【００１４】
以下、画像形成装置１における階調再現特性の補正についてさらに詳しく説明する。
【００１５】
図３はテストパターン像が形成された状態を模式的に示している。中間転写ベルト２６の幅方向（主走査方向）の両側に四つずつ振り分けて計八つのテストパターン像５１Ｋ，５２Ｋ，５１Ｍ，５２Ｍ，５１Ｃ，５２Ｃ，５１Ｙ，５２Ｙが形成されている。一方の側（図中上側）において四つのテストパターン像５１Ｋ，５２Ｋ，５１Ｍ，５２Ｍは中間転写ベルト２６の移動方向に沿って一列に並べて配置され、これらパターンの濃度は一対の濃度センサ６２，６２の一方によって検出される。同様に、中間転写ベルト２６の他方側（図中下側）においても、四つのテストパターン像５１Ｃ，５２Ｃ，５１Ｙ，５２Ｙが一列に並べて配置されている。これらパターンの濃度は他方の濃度センサ６２によって検出される。
【００１６】
テストパターン像５１Ｋおよびテストパターン像５２Ｋはブラック（Ｋ）のトナーを用いて形成された単色のトナー像であり、テストパターン像５１Ｍおよびテストパターン像５２Ｍはマゼンタ（Ｍ）のトナーを用いて形成された単色のトナー像である。テストパターン像５１Ｃおよびテストパターン像５２Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて形成された単色のトナー像であり、テストパターン像５１Ｙおよびテストパターン像５２Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて形成された単色のトナー像である。このように４色の各色に対して二つずつテストパターン像を形成するのは、画像形成装置１には低解像度モードおよび高解像度モードという第１および第２の二つの階調再現モードが設けられているからである。
【００１７】
低解像度モードと高解像度モードとでは、中間調を再現するために用いるスクリーンが異なるので、環境条件や他の要因に起因する階調再現特性の変化に差異の生じることがある。このため、モードごとにテストパターン像を形成して階調再現特性が測定される。図３において、比較的に長い帯状のテストパターン像５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙは、低解像度モード用のスクリーンを用いて形成された像である。そして、残りの短冊状のテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙは、高解像度モード用のスクリーンを用いて形成された像である。
【００１８】
低解像度モード用のテストパターン像５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙは、移動方向の前側から後ろ側へ向かって段階的に淡くなるグラデーションパターンの像であって、それぞれに対応する入力階調値が互いに異なる同一サイズの多数の部分から構成される。図３では代表としてＫのテストパターン像５１Ｋにおいて、部分５１１，５１２，５１３，５１４，５１６，５１７，５１８，５１９が描かれている。実際には、例えば８ビットで表される「０」〜「２５５」の階調値のそれぞれに対応する計２５６個の部分をテストパターン像５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙはそれぞれ有している。移動方向の前端の部分５１１が最大階調値「２５５」に対応するいわゆるベタ塗りの部分であり、移動方向の後端の部分５１９が最小階調値「０」に対応するいわゆる白抜きの部分である。つまり、テストパターン像５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙは、入力階調範囲の全域についての階調再現性を示す。ただし、必ずしも入力階調範囲の全域に対応する必要はなく、例えば最小階調値「０」や最大階調値「２５５」またはそれらの付近を除く残りの範囲を補正対象範囲とする場合には、この補正対象範囲に対応するテストパターン像を形成すればよい。入力階調値と１対１に対応する各部分のサイズの一例を挙げると、主走査方向の長さが６００ｄｐｉでの２５６ドット分であり、副走査方向の長さが６００ｄｐｉでの１６ドット分である。
【００１９】
高解像度モード用のテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙも、移動方向の前側から後ろ側へ向かって段階的に淡くなるグラデーションパターンの像であって、それぞれに対応する入力階調値が互いに異なる同一サイズの多数の部分から構成される。図３では代表としてＫのテストパターン像５２Ｋにおいて、部分５２１，５２２，５２３，５２４が描かれている。テストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙは、入力階調範囲の全域または一部である補正対象範囲の全域には対応せず、補正対象範囲の一部にのみ対応する。本実施形態において、テストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙが対応する階調範囲は、入力階調範囲のうちの低階調側の範囲、詳しくは最小階調値「０」から階調値「６３」までの範囲である。この範囲内の階調値のそれぞれに対応する計６４個の部分をテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙはそれぞれ有している。高解像度モード用のテストパターン像と比較すると、対応する階調値の総数が１／４と少なくパターン全体の面積が小さいので、テストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙの形成で消費するトナーは少ない。
【００２０】
図４は階調再現特性を測定すべき階調範囲の選定に関わるスクリーンを示している。図４中の左側の二つのスクリーンＡ１３，Ａ３は、低解像度モード（例えば６００ｄｐｉ）で使用される１６×１６のマトリクスのディザパターンである。スクリーンＡ１３の面積率は１３％で、スクリーンＡ３の面積率は３％である。また、図４中の右側の二つのスクリーンＢ１３，Ｂ３は、高解像度モード（例えば１２００ｄｐｉ）で使用される３２×３２のマトリクスのディザパターンである。スクリーンＢ１３の面積率は１３％で、スクリーンＢ３の面積率は３％である。図中のマトリクスにおける黒く塗り潰された四角形はトナーを付着させるべき領域（プリントドット)を表す。
【００２１】
共に面積率が１３％であるスクリーンＡ１３とスクリーンＢ１３とを比較すると、プリントドットの配置は同一である。図示を省略したが、面積率が１３％よりも大きいスクリーンについても、低解像度モードと高解像度モードとの間でプリントドットの配置が一致しまたは類似する。その理由は、空間周波数をできるだけ変えずにプリントドットの大きさを変えて面積率を変える手法がスクリーンの生成に適用されているからである。
【００２２】
しかし、共に面積率が３％であるスクリーンＡ３とスクリーンＢ３とを比較すると、プリントドットの配置に大きな差異がある。低解像度モードのスクリーンＡ３におけるプリントドット数は８であるのに対して、高解像度モードのスクリーンＢ３におけるプリントドット数は３２でありかつ各プリントドットの大きさがスクリーンＡ３のそれの１／４である。このような差異が生じるのは、高解像度モードのスクリーンＢ３では上述の空間周波数をできるだけ変えないという制約を満たすようにプリントドットが配置されているのに対して、低解像度モードのスクリーンＡ３ではそのような制約を満たすことができずに空間周波数を下げることで面積率３％が実現されているからである。プリントドットの配置に差異があれば、階調再現性に差異が生じると考えられる。したがって、階調再現特性を補正するために、低解像度モードと高解像度モードとについて個別にテストパターン像を形成して階調再現特性を測定する必要がある。
【００２３】
また、高解像度モードの二つのスクリーンＢ１３，Ｂ３を比較すると、空間周波数およびスクリーン角は同一であるが、他のプリントドットから離れたいわゆる孤立ドットの大きさは、スクリーンＢ３の方が小さい。一般に電子写真プロセスでは孤立ドットが小さくなるにつれて階調再現性が不安定になり易い。したがって、入力階調範囲のうちで面積率の小さいスクリーンが対応する低濃度側の範囲については、テストパターン像を形成して階調再現特性を測定する必要がある。上述のとおり、画像形成装置１は、最小階調値「０」から階調値「６３」までの低濃度側の範囲に対応するテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙを形成する。
【００２４】
図５は階調再現特性の補正方法を模式的に示している。ここでは一つの色についての補正を図３および図５を参照して説明する。残りの三つの色についても以下と同様の補正が行なわれる。
【００２５】
画像形成装置１は、図５（Ａ）のグラフに示される検出濃度に基づいて、図５（Ｂ）に示される低解像度モード用の階調補正テーブルＴ１、および図５（Ｃ）に示される高解像度モード用の階調補正テーブルＴ２を更新する。図５（Ａ）中の黒丸は濃度センサ６２によって検出される濃度を表し、破線の円は高解像度モードにおける実測されない階調範囲の仮想の濃度を表している。
【００２６】
例えばＫのテストパターン像５１Ｋ，５２Ｋ（図３参照）が濃度センサ６２による検出位置を一定速度で通過する期間内に、テストパターン像５１Ｋ，５２Ｋにおける上述の多数の部分の濃度が順に検出される。時刻ｔ１（２５５）ではテストパターン像５１Ｋの先頭の部分５１１の濃度が検出され、時刻ｔ１（６４）では入力階調値「６４」に対応した部分の濃度が検出され、時刻ｔ１（０）ではテストパターン像５１Ｋの後端の部分５１９の濃度が検出される。そして、時刻ｔ２（６３）ではテストパターン像５２Ｋの先頭の部分５２１の濃度が検出され、時刻ｔ２（０）ではテストパターン像５２Ｋの後端の部分５２４の濃度が検出される。
【００２７】
低解像度モード用の階調補正テーブルＴ１は、テストパターン像５１Ｋから検出された全ての部分の濃度に基づいて、演算またはルックアップテーブルの参照によって求められる補正後の出力階調値（補正値）を示すように更新される。このとき、入力階調範囲内の全ての階調値のそれぞれについて補正値が求められる。
【００２８】
一方、高解像度モード用の階調補正テーブルＴ１は、テストパターン像５２Ｋから検出された全ての部分の濃度、およびテストパターン像５１Ｋにおける入力階調値「０」〜「６４」に対応する部分の濃度に基づいて求められる補正値を示すように更新される。このとき、入力階調範囲内の全ての階調値のそれぞれについて補正値が求められる。つまり、
高解像度モードについては、低解像度モードの濃度検出データの一部を流用して階調再現特性が補正される。流用される濃度検出データは、図４を参照して説明したように両モードの階調再現性がほぼ同一とみなされる高濃度側の階調範囲に該当するデータである。
【００２９】
図６は画像形成装置１における階調再現特性の補正に関わる構成要素を示すブロック図である。
【００３０】
画像形成装置１の全般的な制御を受け持つメインコントローラ６０は、操作パネル６２によるユーザの指示および通信インタフェース６６を介して通信する外部機器からの動作要求に応じて所定の制御を行なう。メインコントローラ６０は、制御プログラムや各種アプリケーションを実行するコンピュータとしてのＣＰＵ(central processing unit)、制御プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)およびプログラム実行のワークエリアとされるＲＡＭ(Random Access Memory)を有している。ＭＦＰである画像形成装置１に与えられる各種のジョブのうちのプリンタエンジン１０を使用する印刷ジョブにおいて、メインコントローラ６０はプリンタコントローラ７０にプリンタエンジン１０の制御およびプリンタエンジン１０に適した印刷用のデータの生成を指示する。印刷ジョブとしては、印刷すべき内容がページ記述言語(Page Description Language :ＰＤＬ)で記述されたネットワークプリンティングジョブ、イメージスキャナ２０を使用するコピージョブ、および内蔵ストレージ６８であるハードディスクドライブに保存されているドキュメントを印刷するジョブなどがある。
【００３１】
プリンタコントローラ７０は、ＣＰＵを含むハードウェアとＣＰＵに所定の機能を実現させるソフトウェアとから構成される。ソフトウェアによって実現される機能要素として、プリンタコントローラ７０は、言語解析部７１、ラスタライズ部７２、階調補正部７３、およびスクリーン処理部７４を有する。さらに、プリンタコントローラ７０は、階調再現特性の補正に深く関わる機能要素として、パターン形成制御部７５、濃度検出部７６、第１補正部７７、および第２補正部７８を有する。プリンタコントローラ７０は、例えばネットワークプリンティングジョブにおいてＰＤＬデータＤ１０を取り込む。
【００３２】
まず、画像形成に関わるプリンタコントローラ７０の基本機能を、ネットワークプリンティングジョブを例に挙げて説明する。
【００３３】
言語解析部７１は、ＰＤＬデータＤ１０を解釈し、描画すべき内容を表す中間データＤ１１を生成してラスタライズ部７２に引き渡す。ＰＤＬで記述される描画すべき内容は、文字を表す「テキスト」、図形や線を表す「グラフィック」、およびラスタ画像を表す「イメージ」の三つの属性（種類）に大別される。言語解析部７１は、中間データＤ１１を生成する過程で、描画すべき１ページ単位の画像を、属性が同じでかつ連続する部分を１ブロックとする単一または複数のブロックに区画する。そして、その結果をラスタライズ部７２に伝える。
【００３４】
ラスタライズ部７２は、言語解析部７１からの中間データＤ１１に基づいて、ＹＭＣＫの4色のそれぞれに対応したラスタ形式の画像データ（フレーム）Ｄ１２を生成する。その際のＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換にブロックごとの最適化が図られる。詳しくは、文字およびグラフィックについては階調再現よりも彩度強調を優先する変換パラメータが適用され、イメージについては彩度強調よりも階調再現を優先する変換パラメータが適用される。
【００３５】
階調補正部７３は、ＰＤＬデータＤ１０において指定されている解像度モードに応じて、
階調補正テーブルＴ１または階調補正テーブルＴ２に従って、ラスタライズ部７２からの４色の各画像データＤ１２の各画素の階調値を補正する。これにより、画像形成装置１の実際の階調再現特性と適正な階調再現特性（図２参照）とのずれが補われ、画像データＤ１２の階調が適正に再現される。
【００３６】
スクリーン処理部７４は、階調補正部７３から引き渡される補正後の画像データＤ１３の画素に適切なスクリーンを当てはめることによって、プリンタエンジン１０に与えるべき２値の画像データＤ１４を生成する。上述のスクリーンＡ３，Ａ１３を含む低解像度モード用のスクリーンを示すスクリーンデータＳＡ、および上述のスクリーンＢ３，Ｂ１３を含む高解像度モード用のスクリーンを示すスクリーンデータＳＢが予め不揮発性メモリに格納されており、スクリーン処理部７４は解像度モードに応じてスクリーンデータＳＡまたはスクリーンデータＳＢを参照する。スクリーン処理部７４によって生成された画像データＤ１４に基づいて、プリンタエンジン１０において、各イメージングユニット１１〜１４のプリンタヘッドによる露光が制御される。
【００３７】
次に、階調再現特性の補正に関わるプリンタコントローラ７０の機能を説明する。
【００３８】
パターン形成制御部７５は、予め定められた画像安定化処理をすべき時期に、不揮発性メモリからテストパターンデータＤ４０を読み込んでプリンタエンジン１０に送り、上述のテストパターン像５１Ｋ，５２Ｋ，５１Ｍ，５２Ｍ，５１Ｃ，５２Ｃ，５１Ｙ，５２Ｙをプリンタエンジン１０に形成させる。このパターン形成制御部７５とプリンタエンジン１０との連携動作がテストパターン像を形成する像形成部の機能に相当する。また、パターン形成制御部７５は、環境条件に応じて高解像度モードの再現性を実測する階調範囲の設定を変更する。設定が変更された場合、変更後の階調範囲の各階調値に対応する部分を有したテストパターン像が形成される。
【００３９】
濃度検出部７６は、テストパターン像の形成と同期したタイミングで濃度センサ６２の出力をサンプリングし、テストパターン像５１Ｋ，５２Ｋ，５１Ｍ，５２Ｍ，５１Ｃ，５２Ｃ，５１Ｙ，５２Ｙにおける入力階調値が互いに異なる複数の部分のそれぞれの濃度を量子化した濃度検出データを生成する。
【００４０】
第１補正部７７は、低解像度モード用のテストパターン像５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙの濃度検出データに基づいて、４色のそれぞれの階調再現特性の補正値を求め、階調補正テーブルＴ１を更新する。また、第２補正部７８は、高解像度モード用のテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙの濃度検出データおよび低解像度モード用のテストパターン像の濃度検出データの一部に基づいて（図５参照）、４色のそれぞれの階調再現特性の補正値を求め、階調補正テーブルＴ２を更新する。
【００４１】
図７は画像形成時の画像処理の流れを示している。プリントコントローラ７０は、ＲＧＢの画像データを受け付けると（Ｓ３１）、色変換処理を実行して８ビットのＣＭＹＫの画像データに変換する（Ｓ３２）。プリントコントローラ７０は、適時の画像安定化処理において補正される階調補正テーブルＴ１，Ｔ２を参照して、ＣＭＹＫの各色の画像データの階調値（入力階調値）を補正し（Ｓ３３）、補正後の画像データの各画素を２値化するハーフトーン処理としてスクリーン処理を実行する（Ｓ３４）。
【００４２】
図８は画像安定化処理の流れを示している。画像安定化処理を実施すべき時期であれば（Ｓ４０でＹＥＳ）、プリントコントローラ７０およびプリンタエンジン１０が連携して低解像度モード用のテストパターン像５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙおよび高解像度モード用のテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙを図３のように並べて形成する（Ｓ４１）。プリントコントローラ７０は、テストパターン像の濃度を検出し（Ｓ４２）、現在の階調再現特性を測定して階調再現の補正値を求める（Ｓ４３，Ｓ４４）。そして、プリントコントローラ７０は、階調補正テーブルＴ１，Ｔ２を更新する（Ｓ４５）。
【００４３】
図９はパターン形成制御部７５が実行する範囲設定処理の流れを示している。上述のとおり、スクリーン処理に用いるスクリーンの孤立ドットが小さいと、環境変化に対する階調再現性の変動が大きい。また、高温高湿や低温低湿の環境では常温常湿の環境よりも変動が顕著になる。そこで、温湿度に応じて入力階調範囲の一部のみの再現性を実測する階調再現モード（本実施形態では高解像度モード）について実測する階調範囲を切替えるのが画像安定化の上で有効である。パターン形成制御部７５は、画像形成装置１内の図示しない温度センサおよび湿度センサによる検出値が通常の温湿度範囲内にあるかチェックし(Ｓ１０１)、高解像度モード用のスクリーンＢを用いて形成するテストパターン像５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙの階調範囲を、検出値が通常の範囲内であれば階調値「０」〜「６３」とし（Ｓ１０２）、検出値が通常の範囲内でなければ階調値「０」〜「１２７」とする（Ｓ１０３）。すなわち、階調再現性の変動が大きいと推察される場合には、テストパターン像の形成により階調再現性を実測する階調範囲を通常の場合よりも拡大する。これにより、より確実に適正な階調再現特性の補正を実施することができる。
【００４４】
以上の実施形態によれば、環境によらず安定した階調再現性の得られる階調範囲の濃度の測定結果を低解像度モードおよび高解像度モードの双方の階調補正に適用するので、入力階調範囲の全域の階調再現性を実測しない高解像度モードについても入力階調範囲の全域の再現特性を適正に補正することができる。
【００４５】
上述の実施形態では、高解像度モードの階調補正テーブルＴ２の補正に低解像度モードの階調再現特性の測定データを流用する例を挙げたが、入力階調範囲の全域に対応する高解像度モードのテストパターン像を形成し、その濃度の測定結果の一部を流用して低解像度モードの階調補正テーブルＴ１を補正してもよい。すなわち、複数の階調再現モードを有する場合に、入力階調範囲の全域またはそれに近い範囲である補正対象範囲（第１階調範囲）にわたっての階調再現性を実測するモードと、補正対象範囲の一部（第２階調範囲）の階調再現性を実測するモードとの選定は任意である。階調再現モードが３以上である場合に、少なくとも一つのモードを補正対象範囲の一部の階調再現性を実測するモードとし、複数のモードを補正対象範囲の全域の階調再現性を実測するモードとする構成は本発明の適用に該当する。
【００４６】
温湿度の他に現像器回転数や感光体回転数といった累積動作条件に応じてテストパターン像によって濃度を実測する階調範囲を変更してもよい。画像安定化の実施時期として、電源投入時やスリープ復帰時を含む上述の時期に加えて、前回の実施後に温湿度、現像器回転数、感光体回転数などの変化量が閾値を超えた時期を定めておいてもよい。
【００４７】
スクリーン（ディザパターン）Ａとスクリーン（ディザパターン）Ｂとで、スクリーン線数およびスクリーン角の両方または片方が共通である必要はない。階調範囲の一部では階調再現性の変化に共通の傾向がみられ、残りの部分では階調再現性の変化に異なる傾向がみられる複数種のディザパターンを用いる場合に、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  画像形成装置
５１Ｋ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｙ    テストパターン像（第１テストパターン像）
５２Ｋ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｙ    テストパターン像（第２テストパターン像）
１０    プリンタエンジン（像形成部）
６２    濃度センサ
７６    濃度検出部
５１１，５１２，５１４，５１４    部分
５１６，５１７，５１８，５１９    部分
５２１，５２２，５２３，５２４    部分
７７    第１補正部
７８    第２補正部
Ｔ１，Ｔ２    階調補正テーブル
Ａ３，Ａ１３    スクリーン（ディザパターン）
Ｂ３，Ｂ１３    スクリーン（ディザパターン）
７５    パターン形成制御部（範囲設定部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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