(57)【要約】【課題】濃度制御パラメータを生成処理する際に、生産性の低下を抑制しながら、かつ、感光体ドラム上の位置の違いによる濃度ばらつきの影響を抑制して、高精度な濃度制御を実現する。【解決手段】濃度パッチ画像位置決定部１０２は、感光体ドラム上の用紙間の非印刷領域に所定間隔で位置するように濃度パッチを出力する。反射率測定部１０６は、現像部１０４が感光体ドラムに形成した濃度パッチ画像の反射率を測定し、濃度制御パラメータ生成部１０７は、濃度パッチの反射率に基に濃度制御パラメータを生成し、そのパラメータを基に現像部１０４の帯電電圧、レーザ強度などを制御する。【選択図】図２
2012128184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する画像担持体に形成した画像を用紙に転写する画像形成装置において、入力された画像データに基づいて前記画像担持体に画像を形成する担持体画像形成手段と、前記担持体画像形成手段により形成された画像を枚葉紙に転写する転写手段と、前記枚葉紙間に対応する、前記枚葉紙に転写されない画像担持体上の複数の非転写領域に濃度測定用パッチを配置するパッチ配置手段と、前記濃度測定用パッチの濃度を測定する濃度測定手段と、前記複数の非転写領域に出力された同一色、同一階調の濃度測定用パッチの測定結果を平均化した測定結果を用いて濃度制御パラメータを生成する濃度制御パラメータ生成手段と、前記生成された濃度制御パラメータに基づいて前記入力された画像データを変更し、もしくは前記担持体画像の形成条件を制御することにより濃度制御を行う濃度制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記パッチ配置手段は、前記画像担持体の回転方向について均等な位相で同一色、同一階調の濃度測定用パッチを配置することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記枚葉紙の大きさに基づいて濃度測定用パッチを配置する位置情報を保持するパッチ位置情報保持手段を有し、前記パッチ配置手段は、前記パッチ位置情報保持手段が保持する位置情報に基づいて前記濃度測定用パッチを配置することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記パッチ配置手段は、前記濃度測定用パッチとして、単色のベタパッチ、単色の中間濃度パッチを含むことを特徴とする請求項１、２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写手段は、中間転写体を介して前記画像担持体に形成された画像を前記枚葉紙に転写し、前記濃度測定手段は、前記中間転写体上の濃度測定用パッチの濃度を測定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像担持体は、感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
回転する画像担持体に形成した画像を用紙に転写する画像形成方法において、入力された画像データに基づいて前記画像担持体に画像を形成する担持体画像形成工程と、前記担持体画像形成工程により形成された画像を枚葉紙に転写する転写工程と、前記枚葉紙間に対応する、前記枚葉紙に転写されない画像担持体上の複数の非転写領域に濃度測定用パッチを配置するパッチ配置工程と、前記濃度測定用パッチの濃度を測定する濃度測定工程と、前記複数の非転写領域に出力された同一色、同一階調の濃度測定用パッチの測定結果を平均化した測定結果を用いて濃度制御パラメータを生成する濃度制御パラメータ生成工程と、前記生成された濃度制御パラメータに基づいて前記入力された画像データを変更し、もしくは前記担持体画像の形成条件を制御することにより濃度制御を行う濃度制御工程とを有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項７記載の画像形成方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度に濃度を制御する画像形成装置、画像形成方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は同じ画像データを出力しても経時により異なる濃度が得られることがある。そこで経時の濃度変動を抑制するために、画像形成装置に所定のパッチを形成し、濃度測定を行った結果に基づいて濃度を変化させるパラメータを決定する技術がある。例えば、特許文献１では、感光ドラム表面の感度むらの影響を軽減するために、感光ドラム上の円周方向について最も離れた位置に、複数のパッチを描画して読み取ったデータの平均値を基に階調補正に用いるデータを作成している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記した技術では、濃度制御パラメータを生成処理する際に、画像形成装置による連続的な用紙出力（生産性）の低下を抑制しながら、かつ、感光体ドラム上の位置の違いによる濃度ばらつきの影響を抑制して、高精度な濃度制御を実現できないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、濃度制御パラメータを生成処理する際に、生産性の低下を抑制しながら、かつ、感光体ドラム上の位置の違いによる濃度ばらつきの影響を抑制して、高精度な濃度制御を実現する画像形成装置、画像形成方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図１は、本発明の処理内容を説明する図であり、図１（ａ）に示すように、紙間（非印刷領域）にパッチＡ〜Ｅを出力する。Ａ〜Ｅのパッチは、図１（ｂ）に示すように、感光体ドラム上では７２度の間隔（均等な位相）を空けて位置するように出力箇所を決定する。Ａは、非印刷領域の先頭、Ｂは非印刷領域の先頭からＸｍｍ、ＣはＹｍｍ、…の位置にパッチを出力し、感光体ドラム周長と紙の長さ＋紙間を考慮して出力箇所を決定する。そして、Ａ〜Ｅの５個のパッチの測色結果を平均化して濃度特性を把握し、各種パラメータを算出し、設定する。これにより、感光体ドラムの偏心などによって、感光体ドラム周長周期の濃度変動があった場合に、変動成分を低減して現時点の濃度を精度良く把握することができる。なお、パッチの配置は、常に１頁おきなど、均等な間隔である必要はなく、１、２、５、６頁後などでもよい。また、ｎ個の平均値でなく、最大、最小の平均、中央値などでも良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、枚葉紙に転写されない感光体ドラム（画像担持体）上の非転写領域に濃度測定用パッチを配置して、複数の非転写領域に出力された同一色、同一階調の濃度測定用パッチの測定結果を平均化した測定結果を用いて濃度制御パラメータを生成するので、生産性の低下を抑制しながら、感光体ドラム上の位置の違いによる濃度ばらつきの影響を抑制して、高精度に濃度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の処理内容を説明する図である。
【図２】本発明の実施例１の画像形成装置の構成を示す。
【図３】実施例１の濃度パッチの出力位置を示す。
【図４】本発明の実施例２の画像形成装置の構成を示す。
【図５】実施例２の濃度パッチの出力位置を示す。
【図６】Ｋ色の各パッチの階調値、実測平均読み取り値、ターゲット読み取り値を示す。
【図７】生成されるγ補正テーブルを示す。
【図８】γ補正テーブルを用いて濃度補正処理を行う処理フローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の実施例１の画像形成装置の構成を示す。印刷データ入力部１０１は、スキャナやコンピュータなどから印刷データを受け取り、必要であれば画像形成装置が処理しやすいデータ形式に変換した印刷データを生成する。濃度パッチ画像位置決定部１０２は、印刷データ入力部１０１が生成した印刷データに基づいて、後述する方法で濃度パッチを出力する位置を決定する。
【００１０】
感光体画像生成部１０３は、印刷データ入力部１０１が生成した印刷データに基づく画像、および、濃度パッチ画像位置決定部１０２が決定した位置に基づきベタ濃度パッチを感光体上に生成する画像を生成する。現像部１０４は、感光体画像生成部１０３が生成した画像に基づいて画像形成装置内の感光体ドラムにレーザを照射し、さらに感光体ドラムにトナーを付着させることで画像を形成する。ここで、現像部１０４は、出力画像の濃度に影響を与える感光体ドラムの帯電電圧、レーザの強度などを、後述の濃度制御パラメータ生成部１０７が生成したパラメータに基づいて決定することにより、濃度を制御する。
【００１１】
転写部１０５は、現像部１０４が感光体ドラムに形成した像を中間転写ベルトに転写して、さらに中間転写ベルト上の画像を用紙に転写する。ここで用いる用紙（枚葉紙）は、ユーザが指定した用紙であるか、印刷データ入力部１０１が受け取った印刷データに基づいて画像形成装置が決定した用紙である。
【００１２】
反射率測定部１０６は、現像部１０４によって感光体ドラムに形成した画像の内、濃度パッチが出力された画像部分の反射率をセンサによって測定する。濃度制御パラメータ生成部１０７は、反射率測定部１０６が測定した濃度パッチの反射率に基づいて濃度制御パラメータを生成する。
【００１３】
図３（ａ）は、濃度パッチ画像位置決定部１０２が決定した濃度パッチを出力する位置を、用紙の位置に対応させて示す。ここでは、Ａ３用紙（２９７×４２０ｍｍ）に印刷出力するとして、感光体ドラムの円周方向に用紙の長手側が対応するものとする。
【００１４】
また、連続的に用紙に出力する際に、紙間（非印刷領域）と称する用紙と用紙の間に隙間を設けて搬送され、用紙サイズなどによって紙間の長さは異なるが、本実施例では８０ｍｍとする。また、感光体ドラムの周長は３１４ｍｍであるとし、感光体ドラムの円周方向に均等に出力された濃度パッチ３点の測定結果に基づいて濃度制御パラメータを生成するための濃度パッチを出力する場合について示す。
【００１５】
図３（ｂ）は、感光体ドラムの円周上の位置と濃度パッチや用紙の位置との関係を示す。ｎ頁目の用紙の終端に対応する感光体上の位置を０度とすると、ｎ＋１頁目の用紙の先端は８０÷３１４×３６０≒９２度であることから、ｎ頁目直後の紙間は０度から９２度に対応する。
【００１６】
同様に、ｎ＋１頁目の用紙の終端は、５００÷３１４×３６０≒５７３度＝２１３度、ｎ＋２頁目の用紙の先端は、（５００＋８０）÷３１４×３６０≒６６５度＝３０５度であることから、ｎ＋１頁目直後の紙間は２１３度から３０５度に対応する。さらに、ｎ＋２頁目直後の紙間は６６度から１５８度に対応する。
【００１７】
ここでは、感光体ドラムの回転方向について、パッチ位置の位相が均等になるように、ｎ頁目直後の紙間で１５度に対応する位置Ａ、ｎ＋１頁目直後の紙間の２５５度に対応する位置Ｂ、ｎ＋２頁目直後の紙間の１３５度に対応する位置Ｃに出力することとする。これにより、感光体ドラムなどの画像担持体の偏心によって濃度むらが生じている場合に、その影響を効率よく低減した測定値が得られる。
【００１８】
この場合、パッチを出力する位置は、ｎ頁目の用紙の終端から感光体ドラム１５度に相当する１５÷３６０×３１４＝１３ｍｍ離れた位置、ｎ＋１頁目の用紙の終端から感光体ドラム２５５度−２１３度＝４２度に相当する４２÷３６０×３１４＝３７ｍｍ離れた位置、ｎ＋２頁目の用紙の終端から感光体ドラム１３５度−６６度＝６９度に相当する６９÷３６０×３１４＝６０ｍｍ離れた位置となる。
【００１９】
なお、ｎ頁目直後の紙間で５０度に対応する位置に濃度パッチを出力した場合、ｎ＋１頁目直後の紙間では２９０度、ｎ＋２頁目直後の紙間では１７０度に対応する位置に出力するべきであるが、前述のようにｎ＋２頁目直後の紙間は６６度から１５８度に対応する位置にしか存在しない。
【００２０】
この場合は、前述のようにｎ頁目直後の紙間で１５度に対応する位置に出力することでｎ＋１頁直後、ｎ＋２頁目直後の紙間でも濃度パッチを出力できるよう設定する方法があるが、以下のようにしても生産性を低下させることなく濃度パッチを出力可能である。
【００２１】
すなわち、ｎ頁目直後の紙間では５０度に対応する位置に濃度パッチを出力し、ｎ＋１頁目直後の紙間では２９０度に対応する位置に濃度パッチを出力する。もう１点の１７０度に対応するパッチはｎ＋４頁目直後の紙間に出力する。ｎ＋４頁目の用紙の後端は（５００×４）÷３１４×３６０≒２２９３度＝１３３度、ｎ＋５頁目の用紙の先端は（５００×４＋８０）÷３１４×３６０≒２３８５度＝２２５度であることから当該位置に濃度パッチを出力可能である。
【００２２】
濃度パッチの出力位置は、あらかじめ用紙サイズに基づいて決定した情報を、濃度パッチ画像位置決定部１０２内のパッチ位置情報保持部に保持しておき、それを参照して利用する方法であっても良いし、出力に利用する用紙サイズに基づいて印刷データを受け取る毎に適切な位置を決定する方法であっても良い。これにより、印刷処理時にパッチ位置を決定するための演算を不要とすることができ、高速に印刷処理に進むことが出来る。
【００２３】
また、紙間の長さを変更することにより、ｎ頁目直後、ｎ＋１頁目直後、ｎ＋２頁目直後の紙間に濃度パッチを出力することが可能となる。ただし、感光体ドラムの回転速度を変えずに紙間を広げた場合は単位時間あたりの出力枚数が減り、生産性を低下させる。
【００２４】
濃度パッチ画像位置決定部１０２は、連続的に用紙に出力する際に所定の間隔で濃度制御パラメータを更新するために濃度パッチを出力する。例えば、４８頁目直後、４９頁目直後、５０頁目直後の紙間に濃度パッチを出力することでそれ以降の出力に用いる濃度制御パラメータを生成させ、さらに９８頁目直後、９９頁目直後、１００頁目直後の紙間に濃度パッチを出力し、その後も所定の間隔で出力する。
【００２５】
濃度制御パラメータ生成部１０７は、反射率測定部１０６が測定した濃度パッチの反射率に基づいて濃度制御パラメータを生成する。前述のように、ｎ頁目直後の紙間、ｎ＋１頁目直後の紙間、ｎ＋２頁目直後の紙間に出力した３点の濃度パッチの測定結果から濃度制御パラメータを生成する場合は、３点の反射率を平均化して、あらかじめ作成した、反射率と現時点の濃度制御パラメータから設定すべき制御パラメータを導くテーブルを用いて濃度制御パラメータを生成する。
【００２６】
複数色のトナーやインクを用いて出力する画像形成装置である場合、色毎に濃度パッチを出力して濃度制御パラメータの生成を行う。同じ紙間に複数の色の濃度パッチを用紙搬送方向に並べても良いし、用紙搬送方向に対して垂直に並べても良い。
【００２７】
また、１つの紙間に１つの色の濃度パッチのみを出力しても良い。この場合、全ての色に対する濃度パッチの出力と制御パラメータの生成を行った後、同時に濃度制御パラメータを更新することが、混色の色変化を抑制するために望ましい。また、当該印刷データで利用しない色のトナー等に対しては濃度パッチの出力と濃度制御パラメータの生成を行わない構成であっても良い。
【００２８】
ここでは、反射率を平均化した結果に基づいて濃度制御パラメータを生成する構成を示したが、濃度や明度に変換した後に平均化する構成であっても良い。
【実施例２】
【００２９】
図４は、本発明の実施例２の画像形成装置の構成を示す。実施例２では、実施例１の制御パラメータ生成部１０７をγ補正テーブル生成部４０７に置き換えて構成している。以下、階調値すなわち、画像データは０以上２５５以下の整数値で表され、値が大きいほど濃度が高いことを示すものとして、実施例１との相違を説明する。
【００３０】
感光体画像生成部４０３は、印刷データ入力部４０１が生成した印刷データに基づく画像、および、濃度パッチ画像位置決定部４０２が決定した位置に基づき濃度パッチ列を感光体上に生成する画像を生成し、印刷データに対しては後述するγ補正テーブルを適用して濃度を制御（濃度補正処理）する。
【００３１】
反射率測定部４０６は、転写部４０５によって中間転写ベルトに形成（転写）された画像の内、濃度パッチ例の画像部分の反射率を測定する。
【００３２】
γ補正テーブル生成部４０７は、反射率測定部４０６が測定した濃度パッチ列の反射率に基づいてγ補正テーブルを生成する。濃度パッチ画像位置決定部４０２は、連続的に用紙に出力する際に、所定の間隔でγ補正テーブルを更新するために濃度パッチ列を出力する。例えば、３９頁目直後、４０頁目直後、４１頁目直後の紙間に黒色トナーのみで出力される濃度パッチ列、４２頁目直後、４３頁目直後、４４頁目直後の紙間にシアン色トナーのみで出力される濃度パッチ列、４５頁目直後、４６頁目直後、４７頁目直後の紙間にマゼンタ色トナーのみで出力される濃度パッチ列、４８頁目直後、４９頁目直後、５０頁目直後の紙間にイエロー色トナーのみで出力される濃度パッチ列を出力することにより、それ以降の出力に用いるγ補正テーブルを生成させ、さらに所定の間隔で濃度パッチ列の出力とγ補正テーブルの生成を行う。
【００３３】
なお、例えば黒色のγ補正テーブルは３９頁目直後から４１頁目直後の紙間に出力された濃度パッチ列に基づいて生成されるが、すぐにこのγ補正テーブルを適用するのではなく、混色の色変化を抑制するために、シアン色、マゼンタ色、イエロー色のγ補正テーブルが生成された後、４色まとめてγ補正テーブルを更新することが望ましい。
【００３４】
図５は、濃度パッチ画像位置決定部４０２が生成する黒色の濃度パッチの位置を、用紙の位置に対応させて示す。Ｋパッチ列５０１は、黒色トナーのみで出力されるパッチＫ００、パッチＫ０１、…、パッチＫ１６で構成され、各パッチの階調値は、図６（ａ）に示すように、パッチＫ００は０、パッチＫ１６は２５５、パッチＫ０１からパッチＫ１５はおおむね均等に増加していくよう階調値が与えられている。なお、階調値は大きいほど濃度が高いことを示しているものとする。
【００３５】
このＫパッチ列をｎ頁目直後の紙間、ｎ＋１頁目直後の紙間、ｎ＋２頁目直後の紙間に対応する感光体ドラム上の位置に出力する。ここで、パッチＫ００からパッチＫ１６の階調値は均等でないものでも良く、例えば階調値の小さい間は階調値の差が小さく、階調値が大きくなるに従って階調値の差が大きいものでも良い。また、パッチ列内、例えばパッチＫ０８とパッチＫ０９との間に隙間があってもなくても良い。
【００３６】
γ補正テーブル生成部４０７は、反射率測定部４０６が測定したｎ頁目直後の紙間、ｎ＋１頁目直後の紙間、ｎ＋２頁目直後の紙間の各パッチの反射率を階調値毎に平均する。ここでは図６（ａ）に示す反射率が得られたとする。図６（ａ）に示す反射率は０以上２５５以下の整数値で表され、値が大きいほど反射率が高く、すなわち濃度が低いことを示すものとする。
【００３７】
図６（ｂ）は、階調値とターゲットとなる反射率の関係を示す。この関係は、画像形成装置が適切な濃度特性となるための条件であり、あらかじめ設計して決定するものである。例えば階調値１３６のパッチを出力するよう指示した場合には反射率が７５となることを期待しており、この濃度特性を得るγ補正テーブルを生成することが必要となる。
【００３８】
図６（ｂ）に示すように、ターゲットとして階調値１３６に対する読み取り値は７５が与えられていて、図６（ａ）で示したように、階調値１２８のパッチの反射率が７５である場合は、階調値１３６が入力されると階調値１２８を出力するγ補正テーブルを生成する（図７（ａ））。
【００３９】
なお、図６（ｂ）に示すように、階調値２２１に対して反射率３０のターゲットが与えられている場合、図６（ａ）に示すように反射率３０であるパッチは存在しない。このときは線形補間によって反射率３０に相当する階調値を算出する。
【００４０】
図６（ａ）から、パッチＫ１２、すなわち階調値１９１のパッチの反射率が３２であって、パッチＫ１３、すなわち階調値２０７のパッチの反射率が２９であることから、反射率３０に相当する階調値は（２０７−１９１）÷（２９−３２）×（３０−３２）＋１９１≒２０１．６６より四捨五入して２０２とみなして処理を行う（図７（ｂ））。
【００４１】
上記のようにして、図６（ｂ）に示した離散的な１６点の階調値におけるγ補正テーブルを生成した後、この１６点をスプライン補間処理を用いてなだらかに、かつ必要に応じて逆転しないよう修正を行って、階調値０から２５５まで１階調刻みの入力階調値に対応する出力階調値を定めたγ補正テーブルを生成する。黒色以外の色に対しても同様にγ補正テーブルを生成する。
【００４２】
図８は、感光体画像生成部が、生成されたγ補正テーブルを用いて、印刷データ入力部から入力された画像データに対して濃度補正処理を行う処理フローチャートを示す。画像入力ステップ８０１では、０以上２５５以下の整数値を１画素毎に持つ画像データを、１画素ずつ入力する。階調補正ステップ８０２では、γ補正テーブルに基づき、入力した画像の階調値を１画素ずつ階調値を変換する。画像出力ステップ８０３では、変換した結果の階調値を１画素ずつ出力する。
【００４３】
なお、本実施例では、１つの紙間には１色のパッチ列を出力する構成を示したが、１つの紙間に複数色のパッチ列を出力する構成であっても良い。
【００４４】
本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  印刷データ入力部
１０２  濃度パッチ画像位置決定部
１０３  感光体画像生成部
１０４  現像部
１０５  転写部
１０６  反射率測定部
１０７  濃度制御パラメータ生成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特許第２６６１９１７号公報
【図１】
2012128184.tif 000003
【図２】
2012128184.tif 000004
【図３】
2012128184.tif 000005
【図４】
2012128184.tif 000006
【図５】
2012128184.tif 000007
【図６】
2012128184.tif 000008
【図７】
2012128184.tif 000009
【図８】
2012128184.tif 000010