(57)【要約】【課題】  キャリブレーションに使用する記録媒体の測定用画像の数を抑制する。【解決手段】  感光ドラム１２１を有する画像形成部１２０と、感光ドラム１２１上のパッチ画像を測定するフォトセンサ１６０と、フォトセンサ１６０の出力値を変換テーブルに基づいて変換する濃度換算回路４２と、前記変換された濃度値に基づいてγＬＵＴを生成するＭＦＰ制御部６２と、γＬＵＴに基づいて補正されたパッチ画像データに基づいて記録媒体にパッチ画像を形成し、リーダＡから出力されたパッチ画像の測定結果を取得し、前記取得された測定結果に基づいてγＬＵＴを更新するＭＦＰ制御部６２と、を有し、記録媒体に形成されたパッチ画像の数は感光ドラム１２１に形成されたパッチ画像の数より少ない。【選択図】  図１
2017198972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された測定用画像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上の前記測定用画像を測定する測定手段と、
前記測定用画像の測定結果を変換条件に基づいて変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記測定結果に基づいて画像形成条件を決定する決定手段と、
前記画像形成手段に第１測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第１測定用画像を測定させ、前記変換手段に前記第１測定用画像の前記測定結果を変換させ、前記決定手段に前記変換された前記第１測定用画像の前記測定結果に基づいて測定用の画像形成条件を決定させ、前記測定用の画像形成条件に基づいて前記画像形成手段に第２測定用画像を記録媒体に形成させ、前記測定手段とは異なる他の測定手段から出力された前記第２測定用画像の測定結果を取得し、前記第２測定用画像の前記測定結果に基づいて前記変換条件を更新する更新手段と、を有し、
前記第２測定用画像の数は前記第１測定用画像の数よりも少ないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記更新手段により前記変換条件が更新された後、前記変換手段に前記第１測定用画像の前記測定結果を前記更新された変換条件に基づいて変換させ、当該変換結果に基づいて前記画像形成条件を決定する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】
前記第１測定用画像の前記測定結果を記憶する記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記変換手段は前記測定用画像の前記測定結果を前記変換条件に基づいて濃度データに変換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
目標濃度データを設定する設定手段をさらに有し、
前記決定手段は、前記濃度データと前記目標濃度データとに基づいて前記画像形成条件を決定し、
前記設定手段は、前記更新手段により前記変換条件が更新された場合、前記目標濃度データを更新することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成条件は、前記画像形成手段により形成される前記画像の階調特性を補正する階調補正条件であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像データを前記階調補正条件に基づいて補正する補正手段をさらに有し、
前記画像形成手段は、前記補正手段により補正された前記画像データに基づいて出力画像を形成することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１測定用画像は異なる濃度の複数の測定用画像を含み、
前記第２測定用画像は異なる濃度の複数の測定用画像を含み、
前記第２測定用画像の前記濃度の数は前記第１測定用画像の前記濃度の数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された測定用画像を測定する測定手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成手段によって第１測定用画像に形成する第１形成工程と、
前記測定手段によって前記第１測定用画像を測定する第１測定工程と、
前記第１測定用画像の測定結果を変換条件に基づいて変換する第１変換工程と、
前記第１変換工程において変換された前記第１測定用画像の前記測定結果に基づいて測定用の画像形成条件を決定する第１決定工程と、
前記測定用の画像形成条件に基づいて前記画像形成手段を制御して記録媒体に第２測定用画像を形成する第２形成工程と、
前記測定手段と異なる他の測定手段によって前記第２測定用画像を測定する第２測定工程と、
前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記変換条件を更新する更新工程と、
前記画像形成手段によって第３測定用画像を形成する第３形成工程と、
前記測定手段によって前記第３測定用画像を測定する第３測定工程と、
前記第３測定用画像の測定結果を前記更新された変換条件に基づいて変換する第２変換工程と、
前記第２変換工程において変換された前記第３測定用画像の前記測定結果に基づいて画像形成条件を決定する第２決定工程と、を有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、記録媒体に画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体を露光して静電潜像を形成し、感光体上の静電潜像を現像し、感光体上の画像を記録媒体に転写し、画像が転写された記録媒体を加熱して記録媒体上の画像を記録媒体に定着させる。画像形成装置は、記録媒体に定着された画像の濃度を制御するため、露光光量などの画像形成条件を制御する。しかし、画像形成条件を所定条件に制御しても、現像剤の帯電量、感光体の感度、或いは転写効率といった状態量の変動によって出力画像の濃度が変化してしまう。また、画像形成装置の内部の環境条件、又は画像形成装置の周囲の環境条件が変化した場合にも出力画像の濃度が変化してしまう。
【０００３】
そこで、画像形成装置においては以下のような画像品質の安定性を維持する手法（キャリブレーション）が知られている。第１の手法は、画像形成装置により記録媒体に測定用画像を形成し、リーダによって記録媒体上の測定用画像を読み取り、前記測定用画像の読取結果に基づいて画像形成条件を決定する。しかし、この第１の手法は記録媒体を消費してしまうので、頻繁に実施することができない。また、第２の手法は、画像形成装置に設けられた像担持体に測定用画像を形成し、内部センサによって測定用画像を測定し、測定用画像の測定結果に基づいて画像形成条件を決定する。しかし、像担持体に形成された測定用画像の濃度と記録媒体に定着された測定用画像の濃度とは僅かに異なってしまう。そのため、第２の手法だけでは、画像形成条件を高精度に決定することができなかった。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の画像形成装置は、前述の２つのキャリブレーションを組み合わせて、像担持体上の測定用画像の測定結果に基づいて高精度に画像形成条件を決定している。特許文献１に記載の画像形成装置は、先ず、記録媒体に測定用画像を形成し、リーダによって記録媒体上の測定用画像を読み取り、リーダによる測定用画像の読取結果に基づいて画像形成条件を決定する。次に、決定された画像形成条件に基づいて像担持体に測定用画像を形成し、センサによって像担持体上の測定用画像を測定し、センサの測定結果を目標測定結果として記憶する。そして、所定のタイミングにおいて像担持体に測定用画像を形成し、センサによって像担持体上の測定用画像を測定し、センサの測定結果と前記記憶された目標測定結果とに基づいて画像形成条件を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３８３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置は、キャリブレーションに用いる記録媒体の使用量、及び現像剤の使用量が多い。特許文献１に記載の画像形成装置は、例えば、図２に示すように、１色あたり６４段階の階調画像を記録媒体に形成する。測定用画像の階調数が多い理由は、画像形成装置の階調特性がどのように変化したとしても階調特性を高精度に補正するためである。
【０００７】
また、近年の画像形成装置は複数のハーフトーン処理が実行可能である。ハーフトーン処理は、例えば、高線数のディザ処理、低線数のディザ処理、誤差拡散法を含む。そのため、画像形成装置が複数のハーフトーン処理に対応するキャリブレーションを実行する場合、キャリブレーションに用いる記録媒体の使用量、及び現像剤の使用量がさらに増加してしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、キャリブレーションに使用する記録媒体の測定用画像の数を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された測定用画像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の前記測定用画像を測定する測定手段と、前記測定用画像の測定結果を変換条件に基づいて変換する変換手段と、前記変換手段によって変換された前記測定結果に基づいて画像形成条件を決定する決定手段と、前記画像形成手段に第１測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第１測定用画像を測定させ、前記変換手段に前記第１測定用画像の前記測定結果を変換させ、前記決定手段に前記変換された前記第１測定用画像の前記測定結果に基づいて測定用の画像形成条件を決定させ、前記測定用の画像形成条件に基づいて前記画像形成手段に第２測定用画像を記録媒体に形成させ、前記測定手段とは異なる他の測定手段から出力された前記第２測定用画像の測定結果を取得し、前記第２測定用画像の前記測定結果に基づいて前記変換条件を更新する更新手段と、を有し、前記第２測定用画像の数は前記第１測定用画像の数よりも少ないことを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の画像形成装置の制御方法は、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された測定用画像を測定する測定手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、前記画像形成手段によって第１測定用画像に形成する第１形成工程と、前記測定手段によって前記第１測定用画像を測定する第１測定工程と、前記第１測定用画像の測定結果を変換条件に基づいて変換する第１変換工程と、前記第１変換工程において変換された前記第１測定用画像の前記測定結果に基づいて測定用の画像形成条件を決定する第１決定工程と、前記測定用の画像形成条件に基づいて前記画像形成手段を制御して記録媒体に第２測定用画像を形成する第２形成工程と、前記測定手段と異なる他の測定手段によって前記第２測定用画像を測定する第２測定工程と、前記第２測定用画像の測定結果に基づいて前記変換条件を更新する更新工程と、前記画像形成手段によって第３測定用画像を形成する第３形成工程と、前記測定手段によって前記第３測定用画像を測定する第３測定工程と、前記第３測定用画像の測定結果を前記更新された変換条件に基づいて変換する第２変換工程と、前記第２変換工程において変換された前記第３測定用画像の前記測定結果に基づいて画像形成条件を決定する第２決定工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、キャリブレーションに使用する記録媒体上の測定用画像の数を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】階調補正制御を示すフローチャート図
【図２】従来の階調補正制御において記録媒体に形成される測定用画像の模式図
【図３】画像形成装置の概略断面図
【図４】プリンタ制御部の制御ブロック図
【図５】画像形成装置の制御ブロック図
【図６】リーダ画像処理部の機能ブロック図
【図７】出力画像処理部の機能ブロック図
【図８】４限チャート
【図９】従来の階調補正制御を示すフローチャート図
【図１０】γＬＵＴ＿Ａの算出方法を示す模式図
【図１１】γＬＵＴの更新方法を示す模式図
【図１２】画像信号が変換される様子を示した模式図
【図１３】リーダの測定値とフォトセンサの測定値との比較図
【図１４】パッチ画像の濃度特性
【図１５】階調補正制御の変形例を示すフローチャート図
【図１６】記録媒体に形成されたパッチ画像の模式図
【図１７】変形例のパッチ画像の濃度特性
【図１８】他の画像形成装置の概略断面図
【図１９】カラーセンサの要部断面図
【図２０】他の画像形成装置の制御ブロック図
【図２１】他の階調補正制御を示すフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成要素の相対配置、数値等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
［実施例１］
図３は画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、リーダＡと、記録媒体に画像を形成するプリンタＢと、操作部６６とを備える。
【００１５】
リーダＡは、原稿台ガラス１０２、光源１０３、光学系１０４、ＣＣＤセンサ７１、基準白色板１０６を備える。光源１０３は原稿台ガラス１０２に載置された原稿１０１へ光を照射する。原稿からの反射光は光学系１０４を介してＣＣＤセンサ７１に結像する。光源１０３、光学系１０４、及びＣＣＤセンサ７１はキャリッジに収容されており、キャリッジは矢印Ｋ１の方向へ移動する。これによって、ＣＣＤセンサ７１は１ページ分の原稿１０１の画像を読み取る。つまり、リーダＡは原稿台ガラス１０２に載置された原稿１０１を読み取る読取手段として機能する。ＣＣＤセンサ７１は原稿１０１の読取結果（電気信号）をリーダ画像処理部１０８へ転送する。リーダ画像処理部１０８は読取結果（電気信号）に基づいて画像信号を生成する。なお、基準白色板１０６は、リーダＡの読取結果にシェーディング補正を実行するため、リーダＡによって読み取られる。シェーディング補正は公知の技術であるので、その説明は省略する。
【００１６】
プリンタＢは画像形成部１２０、１３０、１４０、及び１５０と、電位センサ１２５、１３５、１４５、及び１５５と、露光装置１１０と、搬送ベルト１１１と、定着器１１４とを備える。
【００１７】
画像形成部１２０はシアンの画像を形成し、画像形成部１３０はマゼンタの画像を形成し、画像形成部１４０はイエローの画像を形成し、画像形成部１５０はブラックの画像を形成する。画像形成部１２０、１３０、１４０、及び１５０の構成は略同一である。以下では、シアンの画像を形成する画像形成部１２０の構成を説明する。
【００１８】
画像形成部１２０は、感光ドラム１２１、帯電器１２２、現像器１２３、転写部１２４を備える。感光ドラム１２１の表面には感光層が形成されている。感光ドラムは感光体として機能する。感光ドラム１２１は不図示のモータによって回転する。帯電器１２２は、感光ドラム１２１の表面を一様に帯電する。露光装置１１０は帯電器１２２により帯電された感光ドラム１２１を露光して静電潜像を形成する。現像器１２３は、感光ドラム１２１上の静電潜像を現像して画像を形成する。転写部１２４は感光ドラム１２１上の画像を搬送ベルト１１１へ転写する。搬送ベルト１１１は記録媒体を担持しながら記録媒体を搬送する。感光ドラム１２１上の画像が感光ドラム１２１と搬送ベルト１１１とのニップ部へ搬送されるタイミングに、搬送ベルト１１１上の記録媒体がニップ部へ搬送される。これによって、感光ドラム１２１上の画像が搬送ベルト１１１上の記録媒体へ転写される。
【００１９】
また、画像形成部１２０、１３０、１４０、及び１５０は、搬送ベルト１１１上の記録媒体に、各色の画像が重なるように、画像を転写する。これによって、記録媒体にはフルカラーの画像が転写される。そして、記録媒体は搬送ベルト１１１から分離されて定着器１１４へ搬送される。定着器１１４はヒータ（不図示）を有するローラ対を備える。定着器１１４はローラ対によって記録媒体を加熱すると共に記録媒体に圧力を加えて画像を記録媒体へ定着する。画像が定着された記録媒体は不図示のローラによって画像形成装置１００から排出される。
【００２０】
さらに、電位センサ１２５は感光ドラム１２１に形成された静電潜像の電位を計測する。画像形成部１３０、１４０、及び１５０の各々も、同様に、電位センサ（電位センサ１３５、１４５、及び１５５）を備えている。
【００２１】
画像形成部１２０は、さらに、ドラムクリーナ１２７と前露光器１２９とフォトセンサ１６０を備える。ドラムクリーナ１２７は、記録媒体へ転写されずに感光ドラム１２１に残留したトナー（残トナー）を除去する。前露光器１２９は、感光ドラム１２１に光を照射して感光ドラムを除電する。フォトセンサ１６０は、感光ドラム１２１上に形成されたパッチ画像の反射光量を検出するものである。フォトセンサ１６０はＬＥＤ１０とフォトダイオード１１を備えている。なお、ドラムクリーナ１２７と前露光器１２９とフォトセンサ１６０とは、画像形成部１３０、１４０、及び１５０の各々にも設けられている。
【００２２】
次に、プリンタＢを制御するプリンタ制御部１０９を、図４を用いて説明する。プリンタ制御部１０９はＣＰＵ２８、メモリ３０、濃度換算回路４２を有し、プリンタＢと通信可能である。プリンタ制御部１０９は、フォトセンサ１６０のＬＥＤ１０、及びフォトダイオード１１、帯電器１２２、現像器１２３を制御する。また、プリンタ制御部１０９は、出力画像処理部６４（図５）からの信号に基づいてレーザ出力信号を生成するＰＷＭ回路２６と、レーザ出力信号に基づいて露光装置１１０を制御するレーザドライバ（ＬＤ）２７とを備える。
【００２３】
図５は、画像形成装置１００の制御ブロック図である。画像形成装置１００は、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）部６１、メモリ部６３、出力画像処理部６４、及びＲＩＰ（Ｒａｓｔｅｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部６７を備える。メモリ部６３は、制御プログラムが記憶されたＲＯＭと、システムワークメモリとして機能するＲＡＭとを含む。
【００２４】
リーダ画像処理部１０８は、リーダＡによる原稿１０１の読取結果に基づいて画像データに画像処理を実行する。リーダ画像処理部１０８の実行する画像処理は図６を用いて後述する。
【００２５】
ＮＩＣ部６１は、ネットワークを介して入力された画像データ（主に、ＰＤＬデータ）をＲＩＰ部６７に渡したり、リーダＡによって取得した画像データや画像形成装置１００の情報をネットワークを介して送信する。ＲＩＰ部６７は、入力されたＰＤＬ（Ｐａｇｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）データを解読し、ラスタイメージデータへ展開する。ＲＩＰ部６７はラスタイメージデータをＭＦＰ制御部６２に送る。
【００２６】
ＭＦＰ制御部６２は、入力されるデータや出力するデータを制御する交通整理の役割を果たしている。ＭＦＰ制御部６２は、例えば、プロセッサである。ＭＦＰ制御部６２に入力された画像データは、一旦メモリ部６３に格納される。格納された画像データは、必要に応じて読み出される。
【００２７】
出力画像処理部６４は、画像データに画像処理を施し、画像データをプリンタ制御部１０９に転送する。出力画像処理部６４により実行される画像処理は、図７を用いて後述する。
【００２８】
なお、プリンタＢは、出力画像処理部６４から出力された画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する。操作部６６は、印刷設定が入力されたり、リーダＡに読取動作を開始させたり、プリンタ制御部１０９に画像形成装置１００のキャリブレーションを実行させるためのボタンを備える。
【００２９】
次に、リーダ画像処理部１０８に関して説明を行う。
【００３０】
図６は、リーダ画像処理部１０８の機能ブロック図である。リーダＡによって読み取られた画像は、ＣＣＤセンサ７１により電気信号に変換される。ＣＣＤセンサ７１は複数の３ラインのカラーセンサを備える。ＣＣＤセンサ７１はＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の画素を備えている。それぞれの画素から出力された電気信号（アナログ値）はＡ／Ｄ変換部７２に入力される。Ａ／Ｄ変換部７２では、電気信号の増幅、及び電気信号のオフセット調整が実行された後、色信号毎にデジタル画像データに変換される。
【００３１】
シェーディング補正部７３は、基準白色板１０６の読み取り信号に基づいて、ＣＣＤセンサ７１の各画素の感度のばらつきや光源１０３の光量のばらつきを補正する。入力ガンマ補正部７４は、露光量と輝度値とが線形関係となるように、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各入力値を補正する。以下、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、及びＢ（Ｂｌｕｅ）の入力値を含む信号をＲＧＢ信号と称す。
【００３２】
入力ダイレクトマッピング部７５は、入力デバイス（リーダＡ）に依存するＲＧＢ信号からデバイスに依存しないＲＧＢ信号に変換する。入力ダイレクトマッピング部７５は、ＣＣＤセンサ７１のＲＧＢフィルタの分光特性によって決まる読取色空間を標準色空間に変換している。つまり、入力ダイレクトマッピング部７５は、ＲＧＢ信号の色空間を画像形成装置１００に適した色空間へ変換する。標準色空間とは、例えばｓＲＧＢと呼ばれる３刺激値のパラメータを用いて表わされる色空間である。入力ダイレクトマッピング部７５は、ＣＣＤセンサ７１の感度特性や光源１０３のスペクトル特性を含む諸特性を吸収する機能を備える。その後、画像データにはいくつかの処理が実行される。そして、画像データはＭＦＰ制御部６２へ送信される。
【００３３】
次に、出力画像処理部６４に関して説明する。図７は、出力画像処理部６４の機能ブロック図である。出力画像処理部６４に入力される画像データは、リーダ画像処理部１０８からの出力データ（ＲＧＢ画像データ）と、ＲＩＰ部６７からの出力データ（ＣＭＹＫ画像データ）とがある。
【００３４】
ＲＧＢ画像データは、下地除去部８１に入力される。出力ダイレクトマッピング部８３は、ＲＧＢ画像データをＣＭＹＫ画像データに変換する。出力ダイレクトマッピング部８３は、レッド（Ｒ）の信号値に基づいてシアンの画像信号値を生成し、グリーン（Ｇ）の信号値に基づいてマゼンタの画像信号値を生成し、ブルー（Ｂ）の信号値に基づいてイエローの画像信号値を生成する。さらに、出力ダイレクトマッピング部８３は、グリーン（Ｇ）の信号値に基づいてブラックの画像信号値を生成する。そして、出力ダイレクトマッピング部８３から出力されたＣＭＹＫ画像データは後述の出力γ補正部８２へ入力される。なお、ＣＭＹＫ画像データは、後述の出力ガンマ補正部８２に直接入力される。
【００３５】
出力ガンマ補正部８２では、プリンタＢに対応した出力画像の濃度補正を行っている。出力ガンマ補正部８２は、画像信号値（入力値）を画像信号値（出力値）へ変換する。出力ガンマ補正部８２は、画像信号値（入力値）を、ルックアップテーブル（γＬＵＴ）に基づいて変換する。ルックアップテーブル（γＬＵＴ）は色毎に設けられている。γＬＵＴは出力画像の階調特性を補正する階調補正条件に対応する。
【００３６】
ハーフトーン処理部８４は、異なる種類のハーフトーン処理が実行可能である。ハーフトーン処理部８４は、画像データに、出力画像に適したハーフトーン処理を実行する。
【００３７】
ハーフトーン処理は、一般に、モアレの起きにくい誤差拡散法と、文字や細線の再現性が高いディザ法とが知られている。誤差拡散法は、注目画素とその周辺画素に対して誤差フィルタで重み付けし、階調数を保ちながら多値化の誤差を配分して補正していく方法である。一方、ディザ法は、ディザマトリックスの閾値を多値に設定し、擬似的に中間調を表現する方法である。
【００３８】
スムージング処理部８５は、色成分毎の画像のそれぞれに対し、エッジ部分を検出し、画像のエッジをより滑らかに再現するためのパターンに変換する。これによって、画像のエッジにジャギーが発生することを軽減する。
【００３９】
次に、出力画像処理部６４の出力ガンマ補正部８２で行われる処理について説明する。
【００４０】
図８に、階調が再現される様子を４限チャートで示す。
【００４１】
第Ｉ象限は、原稿濃度（縦軸）と濃度信号（横軸）との対応関係を示すリーダＡの読取特性を表わしている。第ＩＩ象限は、濃度信号（横軸）とレーザ出力信号（縦軸）との対応関係を示す変換特性を表わしている。第ＩＩＩ象限は、レーザ出力信号（縦軸）と出力画像の濃度（横軸）との対応関係を示すプリンタＢのプリンタ特性を表わしている。第ＩＶ象限は、原稿濃度（縦軸）と出力画像の濃度（横軸）との対応関係を示す階調特性を表わしている。
【００４２】
出力ガンマ補正部８２は、第ＩＶ象限の階調特性が理想的な階調特性に補正されるように、画像信号をγＬＵＴに基づいて補正する。つまり、第ＩＩ象限の変換特性はγＬＵＴに相当する。γＬＵＴは後に述べる演算結果により生成される。出力画像処理部６４は、γＬＵＴに基づいて画像データを変換し、画像データにハーフトーン処理を実行し、画像データにスムージング処理を実行し、プリンタ制御部１０９へ画像データを転送する。ＰＷＭ回路２６は、画像データの画像信号値を、ドット幅に対応した信号（レーザ出力信号）に変換し、ＬＤ２７にレーザ出力信号を転送する。その後、ＬＤ２７は、露光装置１１０を制御する。これによって、感光ドラム１２１上にはドット面積およびマクロ的な面積率の変化により、所定の階調特性を有する静電潜像が形成される。
【００４３】
以下、階調補正制御について詳細に説明する。
【００４４】
まず、従来の制御方法について図９のフローを用いて説明する。
【００４５】
従来の階調補正制御は、図９（ａ）に示すように、リーダ制御（Ｔａ１）と、ターゲット設定（Ｔａ２）とを含む。
【００４６】
リーダ制御（Ｔａ１）を、図９（ｂ）を用いて説明する。
【００４７】
従来の画像形成装置は、各色６４階調のパッチ画像を記録媒体に形成する（Ｔｂ１）。ステップＴｂ１において、前回の階調補正制御において生成されたγＬＵＴは破棄されている。そのため、γＬＵＴの値は、例えば、入力値を出力値へ返す初期値が設定されている。これによって、パッチ画像の濃度は、プリンタＢのプリント特性（図８の第ＩＩＩ象限）のように、理想的な濃度とはならない。次いで、従来の画像形成装置は、パッチ画像が形成された記録媒体がリーダによって読み取られると、リーダによるパッチ画像の読取結果に基づいて、パッチ画像の濃度を取得する（Ｔｂ２）。次いで、従来の画像形成装置は、パッチ画像の濃度と予め記憶された濃度ターゲットとに基づいて、γＬＵＴ＿Ａを生成する（Ｔｂ３）。
【００４８】
ここで、γＬＵＴ＿Ａの算出方法を、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、パッチ画像の画像信号（横軸）とパッチ画像の濃度信号（縦軸）との対応関係を示す階調特性を表わしている。図１０（ｂ）は、画像信号（横軸）と濃度ターゲット（縦軸）との対応関係を示す理想的な階調特性を表わしている。図１０（ｃ）は、階調特性が理想的な階調特性に補正されるように、画像信号を変換するγＬＵＴ＿Ａを表わしている。図１０（ｃ）に示すγＬＵＴ＿Ａは、画像信号の入力値と出力濃度の座標を入れ換えることで生成される。この際、実際にパッチ画像が形成されない入力値の濃度は、補間演算により予測する。しかしながら、従来の画像形成装置のプリント特性は複雑な形状となる可能性があるので、記録媒体に形成されるパッチ画像の数はあまり減らすことができなかった。
【００４９】
次に、ターゲット設定（Ｔａ２）を、図９（ｃ）を用いて説明する。
【００５０】
従来の画像形成装置は、前述のリーダ制御（Ｔａ１）において得られたγＬＵＴ＿Ａを設定する（Ｔｃ１）。次に、従来の画像形成装置は、γＬＵＴ＿Ａに基づいてパッチ画像データを変換して、各色１６階調のパッチ画像を感光ドラムに形成する（Ｔｃ２）。感光ドラム上のパッチ画像の濃度がフォトセンサによって検知される（Ｔｃ３）。
【００５１】
ステップＴｃ３において、フォトセンサからの出力信号は、濃度換算回路４２を用いて濃度に変換される。なお、濃度換算回路４２は、図１３（ｂ）に示すような変換テーブルに基づいて、フォトセンサからの出力信号値を濃度に変換する。従来の画像形成装置は、ステップＴｃ３において取得したパッチ画像の濃度を基準濃度として記憶する（Ｔｃ４）。
【００５２】
次に、記録媒体を用いず画像形成装置の内部に設けられたフォトセンサを使用するパッチ検制御について、図９（ｄ）を用いて説明する。
【００５３】
パッチ検制御は、画像形成装置の内部に設けられたフォトセンサを用いるので、ユーザがパッチ画像の形成された記録媒体をリーダに載置する作業が発生しない。そのため、ユーザの手を煩わすことなく、階調特性を自動的に補正できる。
【００５４】
従来の画像形成装置は、前述のリーダ制御（Ｔａ１）において求められたγＬＵＴ＿Ａを設定する（Ｔｄ１）。次に、従来の画像形成装置は、γＬＵＴ＿Ａに基づいてパッチ画像データを変換して、各色１６階調のパッチ画像を感光ドラムに形成する（Ｔｄ２）。ステップＴｄ２において形成されるパッチ画像は、ターゲット設定（ステップＴｃ２）において感光ドラムに形成されたパッチ画像と同じとする。感光ドラム上のパッチ画像の濃度がフォトセンサによって検知される（Ｔｄ３）。そして、従来の画像形成装置は、パッチ画像の濃度とステップＴｃ４において設定された基準濃度との差に基づいてγＬＵＴ＿Ａを補正し、γＬＵＴを更新する（Ｔｄ４）。
【００５５】
ここで、γＬＵＴの更新方法について説明する。図１１（ａ）は理想的な階調特性である。理想的な階調特性は、例えば、画像信号と濃度との関係が正比例となっている。しかしながら、画像形成装置の状態量が変化した場合、図１１（ｂ）に示すように、階調特性に歪みが発生する。そこで、画像形成装置は、図１１（ｃ）に示すように、γＬＵＴ＿Ｂに基づいて、階調特性を理想的な濃度特性に修正する。フォトセンサにより測定されたパッチ画像の濃度と、ステップＴｃ４において取得された基準濃度とに基づいて、γＬＵＴ＿Ｂを生成する。
【００５６】
次に、画像形成装置が画像データに基づいて記録媒体に出力画像を形成する画像形成処理を、図９（ｅ）のフロー図を用いて説明する。なお、画像形成処理は、従来の画像形成装置も本実施例の画像形成装置１００も同様である。
【００５７】
従来の画像形成装置は、γＬＵＴ＿ＡとγＬＵＴ＿Ｂとを合成してγＬＵＴを設定する（Ｔｅ１）。そして、画像データを合成したγＬＵＴに基づいて変換し（Ｔｅ２）、変換された画像データに基づいて出力画像を記録媒体に形成する（Ｔｅ３）。
【００５８】
図１２は、γＬＵＴ＿ＡとγＬＵＴ＿Ｂとに基づいて画像信号が変換される様子を示した模式図である。図１２（ａ）乃至図１２（ｄ）は、パッチ制御が実行される以前に、画像信号が変換される様子を示しており、図１２（ｅ）乃至図１２（ｈ）は、パッチ制御が実行されてγＬＵＴ＿Ｂが更新された後に、画像信号が変換される様子を示している。図１２（ａ）に示したγＬＵＴ＿Ａと図１２（ｂ）に示したγＬＵＴ＿Ｂとに基づいて、図１２（ｃ）に示すように、画像信号が変換されると、画像の濃度がターゲット濃度となる。なお、リーダ制御が実行された直後であれば、γＬＵＴ＿Ｂはリニアなので、実質γＬＵＴ＿Ａのみに基づいて画像信号が変換されている。プリンタ特性が図１２（ｇ）の実線から破線へ変化した場合であっても、パッチ検制御が実行されれば、γＬＵＴ＿ＡとγＬＵＴ＿Ｂとに基づいて画像信号が変更される。これによって、出力画像の濃度がターゲット濃度となる。
【００５９】
続いて、画像形成装置１００の階調補正制御を従来例と異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
図１は、画像形成装置１００の階調補正制御を示すフローチャート図である。
【００６１】
ユーザによって操作部６６から階調補正制御の実行を指示するコマンドが入力されることに応じて、ＣＰＵ２８は図１に示す階調補正制御を実行する。なお、図１に示す階調補正制御の各ステップは、ＭＦＰ制御部６２がメモリ６３に記憶された階調補正制御プログラムを実行することによって実現される。
【００６２】
階調補正制御は、図１（ａ）に示すように、パッチ検制御（Ｓａ１）、リーダ制御（Ｓａ２）、ターゲット設定（Ｓａ３）を含む。以下では、パッチ検制御（Ｓａ１）を図１（ｂ）を用いて説明する。
【００６３】
まず、ＭＦＰ制御部６２は、メモリ６３に記憶されている最新のγＬＵＴを出力ガンマ補正部８２に設定する（Ｓｂ１）。次に、ＭＦＰ制御部６２は、メモリ部６３に記憶されたパッチ画像データ１６を、出力画像処理部６４に設定する（Ｓｂ２）。出力画像処理部６４は、γＬＵＴに基づいてパッチ画像データ１６を変換し、プリンタ制御部１０９へ変換後のパッチ画像データ１６を転送する。プリンタ制御部１０９は、プリンタＢを制御して感光ドラムの各々に１６階調のパッチ画像を形成する。次いで、プリンタ制御部１０９は、フォトセンサ１６０によってパッチ画像を検知する（Ｓｂ３）。ステップＳｂ３において、ＣＰＵ２８は、フォトセンサ１６０による各パッチ画像の出力値をメモリ３０に記憶する。
【００６４】
濃度換算回路４２は、フォトセンサ１６０から出力された信号値を、変換テーブルに基づいて濃度信号（濃度データ）に変換する。変換テーブルは測定用画像の測定結果を変換するために用いられる変換条件に相当する。また、変換テーブルは出力値と濃度との対応関係を示したデータに限らない。濃度換算回路４２は、例えば、演算式に基づいて出力値に基づいて濃度の値（濃度データ）を出力する演算回路であってもよい。こうして得られた濃度信号と、あらかじめ設定されている濃度ターゲット（目標濃度データ）とに基づいてγＬＵＴを生成する（Ｓｂ４）。
【００６５】
次に、リーダ制御（Ｓａ２）を図１（ｃ）を用いて説明する。
【００６６】
ＭＦＰ制御部６２は、図１（ｃ）に示すパッチ検制御において生成されたγＬＵＴを出力ガンマ補正部に設定する（Ｓｃ１）。次に、ＭＦＰ制御部６２は、メモリ６３に記憶されたパッチ画像データ８を、出力画像処理部６４に設定する（Ｓｃ２）。出力画像処理部６４は、γＬＵＴに基づいてパッチ画像データ８を変換し、プリンタ制御部１０９へ変換後のパッチ画像データ８を転送する。プリンタ制御部１０９は、プリンタＢを制御して記録媒体に８階調のパッチ画像を色毎に形成する（Ｓｃ３）。
【００６７】
ここで、γＬＵＴに基づいて変換されたパッチ画像データを用いて記録媒体に形成されたパッチ画像の濃度は、γＬＵＴにより変換されていないパッチ画像データを用いて記録媒体に形成されたパッチ画像の濃度よりも、目標濃度との差が小さくなる可能性が高い。さらに、低濃度から高濃度までの広範囲において目標濃度とパッチ画像の濃度との差が低減されるので、記録媒体に形成させるパッチ画像の濃度（階調）の種類を低減させても補正精度が著しく低下する可能性は低い。つまり、画像形成装置１００は、γＬＵＴに基づいて変換されたパッチ画像データを用いて記録媒体に形成することによって、パッチ画像の数を抑制することができる。パッチ画像の数は、例えば、各色８階調ずつとする。記録媒体上のパッチ画像がリーダＡによって読み取られると、ＭＦＰ制御部６２は、パッチ画像の濃度値を取得する（Ｓｃ４）。そして、ＭＦＰ制御部６２は、ステップＳｃ４において取得したパッチ画像の濃度値に基づいて変換テーブルを更新する（Ｓｃ５）。
【００６８】
変換テーブルの更新方法について以下に説明する。図１３（ａ）は、リーダＡにより検知されたパッチ画像の濃度とフォトセンサ１６０により検知されたパッチ画像の濃度との比較図である。図１３（ａ）において、フォトセンサ１６０により検知されたパッチ画像の濃度は、濃度換算回路４２が変換テーブルに基づいてフォトセンサ１６０の出力値から変換した濃度である。図１３（ｂ）は、濃度換算回路４２の変換テーブルを示す模式図である。図１３（ｂ）において、破線Ｆは更新前の変換テーブルを示し、実線Ｔは更新後のテーブル２を示している。
【００６９】
まず、ＭＦＰ制御部６２は、図１３（ａ）に示すように、リーダＡにより取得されたパッチ画像の濃度とパッチ画像データ１６とに基づいて画像信号と濃度との対応関係（実線）を求める。ＭＦＰ制御部６２は、同様に、フォトセンサ１６０により取得されたパッチ画像の濃度とパッチ画像データ８とに基づいて画像信号と濃度との対応関係（破線）を求める。次いで、ＭＦＰ制御部６２は、画像信号と濃度との対応関係（破線）が画像信号と濃度との対応関係（実線）となるように、図１３（ｂ）に示すテーブル２（破線Ｆ）を補正する。ＭＦＰ制御部６２は、例えば、フォトセンサ１６０の出力値をオフセットさせ、テーブル２（破線Ｆ）を更新する。オフセット量は、例えば、最小二乗法によって算出されればよい。
【００７０】
図１（ｃ）に示すリーダ制御の説明に戻る。ＭＦＰ制御部６２は、メモリ３０に記憶されたフォトセンサ１６０の出力値を、更新されたテーブル２に基づいて濃度へ変換し、γＬＵＴを再生成する（Ｓｃ６）。ステップＳｃ６において、ステップＳｂ３においてメモリ３０に記憶された１６階調分の出力値を、濃度換算回路４２が更新後のテーブル２に基づいて濃度へ変換する。そして、ＭＦＰ制御部６２は、ステップＳｃ６において、階調特性が理想的な階調特性となるように変換後の濃度に基づいてγＬＵＴを生成する。ＭＦＰ制御部６２は、ステップＳｂ６において生成されたγＬＵＴを更新する（Ｓｃ７）。ステップＳｃ７において、パッチ検制御において予め取得された各色１６階調分のパッチ画像の濃度に基づいてγＬＵＴが生成される。そのため、γＬＵＴを生成するために新たにパッチ画像を形成する必要がないので、キャリブレーションのダウンタイムを短縮することができる。また、各色１６階調分のパッチ画像の測定値に基づいてγＬＵＴが生成されるので、各色８階調分のパッチ画像の測定値に基づいてγＬＵＴが生成されるよりも高精度に階調特性を補正できる。ＭＦＰ制御部６２は、更新されたγＬＵＴをメモリ６３に記憶させてリーダ制御の処理を終了する。
【００７１】
次に、パッチ検制御ターゲット設定（Ｓａ３）を図１（ｄ）を用いて説明する。ＭＦＰ制御部６２は、ステップＳｃ６において、更新されたテーブル２に基づいてメモリ３０に記憶されたフォトセンサ１６０の出力値から変換された濃度値を基準濃度としてメモリ３０に記憶させる（Ｓｄ１）。メモリ３０は、１色につき１６階調の濃度を基準濃度として記憶する。これによって、目標濃度データが更新される。
【００７２】
画像形成装置１００は、さらに、所定条件が満たされた場合にパッチ画像を形成し、フォトセンサ１６０により検知されたパッチ画像の濃度とステップＳｄ１において取得した基準濃度とに基づいてγＬＵＴを更新する。この場合、出力ガンマ補正部８２はリーダ制御（Ｓａ２）において求めたγＬＵＴに基づいてパッチ画像データ１６を変換し、プリンタＢは変換されたパッチ画像データ１６に基づいて各色１６階調のパッチ画像を感光ドラムに形成する。パッチ画像はステップＳｄ２において感光ドラムに形成されたパッチ画像と同じとする。ＣＰＵ２８は、フォトセンサ１６０にパッチ画像の濃度を検知させる。このとき、濃度換算回路４２はステップＳｃ５において更新された変換テーブルに基づいてフォトセンサ１６０の出力値を濃度へ変換する。そして、プリンタ制御部１０９は、パッチ画像の濃度とステップＳｄ１においてメモリ３０に記憶された基準濃度との差に基づいてγＬＵＴを更新する。また、画像形成装置１００の画像形成処理は、図９（ｅ）に示す画像形成処理と同じなので、説明を省略する。
【００７３】
以上のように、ＭＦＰ制御部６２は、リーダ制御の前に、パッチ検制御を実施してγＬＵＴを生成する。出力画像処理部６４は前述のパッチ検制御において生成されたγＬＵＴに基づいてパッチ画像データを変換するので、変換されたパッチ画像データに基づいて記録媒体上に形成されたパッチ画像の濃度は目標値に収束する。そのため、画像形成装置１００は記録媒体上に形成するパッチ画像の数を削減できる。図１４（ａ）は、パッチ画像データをγＬＵＴに基づいて補正せずにリーダ制御が実行された場合のパッチ画像の濃度特性である。濃度特性（実線）と濃度特性（破線）とは、異なる状態量において画像形成装置１００により形成されたパッチ画像の濃度特性である。図１４（ａ）に示すように、パッチ画像データをγＬＵＴに基づいて補正せずにリーダ制御が実行された場合、パッチ画像の濃度は最大１．０も異なる。
【００７４】
図１４（ａ）に示す濃度特性（実線）は、低レベルの画像信号から中レベルの画像信号までの範囲（画像信号の約３／４）においてパッチ画像の濃度が著しく増加している。一方、図１４（ａ）に示す破線の濃度特性は、中レベルの画像信号から高レベルの画像信号までの範囲（画像信号の約１／２）においてパッチ画像の濃度が著しく増加している。このように、パッチ画像データをγＬＵＴに基づいて補正せずにリーダ制御が実行された場合、パッチ画像の濃度特性は画像形成装置１００の状態量に応じて大きく変化してしまう。そのため、従来のリーダ制御においては複数の階調数のパッチ画像を記録媒体に形成する必要があった。
【００７５】
図１４（ｂ）は、γＬＵＴに基づいて補正されたパッチ画像データを用いてリーダ制御が実行された場合のパッチ画像の濃度特性である。濃度特性（実線）と濃度特性（破線）とは、異なる状態量において画像形成装置１００により形成されたパッチ画像の濃度特性である。図１４（ｂ）に示すように、γＬＵＴに基づいて補正されたパッチ画像データを用いてリーダ制御が実行された場合、パッチ画像の濃度は最大０．４異なる。γＬＵＴに基づいて補正されたパッチ画像データを用いてリーダ制御が実行されるので、パッチ画像の濃度特性に急峻な変化は現れない。そのため、本実施例のリーダ制御において記録媒体に形成されるパッチ画像の階調数が従来のリーダ制御において記録媒体に形成されるパッチ画像の階調数よりも少なくても、本実施例のリーダ制御は従来のリーダ制御と同等の精度を維持することができる。
【００７６】
３種類のスクリーン処理（誤差拡散、低線数ディザ、高線数ディザ）の階調補正を行う場合、従来のリーダ制御は１色につき６４階調のパッチ画像が必要であった。４色の画像形成装置により形成されるパッチ画像の総数は７６８になる。そのため、従来のリーダ制御に必要な記録媒体の枚数は、Ａ４サイズの記録媒体が３枚であった。しかし、本実施例のリーダ制御は１色につき８階調のパッチ画像を用いて従来のリーダ制御と同等の精度を維持できる。この場合、４色の画像形成装置により形成されるパッチ画像の総数は９６である。そのため、本実施例のリーダ制御に必要な記録媒体の枚数は、Ａ４サイズの記録媒体が１枚だけである。なお、本実施例のリーダ制御と従来のリーダ制御において記録媒体に形成されるパッチ画像のサイズは同じとする。また、リーダ制御に必要な記録媒体の枚数はパッチ画像のサイズによって変化する。そのため、リーダ制御に必要な記録媒体の枚数は例示であり、この枚数に限定するものではない。
【００７７】
本実施例によれば、γＬＵＴに基づいて補正されたパッチ画像データを用いてリーダ制御が実行されるので、記録媒体に形成されるパッチ画像の数を抑制できる。そのため、リーダ制御に必要な記録媒体の数が従来のリーダ制御に必要な記録媒体の数に比べて少ない。また、画像形成装置１００は、フォトセンサ１６０の出力値を濃度に変換する変換テーブルが更新された後、パッチ画像を新たに形成することなく、メモリ３０に記憶されたフォトセンサ１６０の出力値を用いてγＬＵＴを生成する。そのため、本発明によれば、γＬＵＴを生成するために消費される現像剤の量を抑制できる。
【００７８】
［変形例］
以下では、記録媒体に定着された測定用画像の濃度を測定するカラーセンサ１６１を用いて、階調補正制御を実行する変形例について説明する。なお、特に記載がない部分は実施例１と同じである。
【００７９】
定着後濃度センサ１６１は図３に示されるように、記録媒体が搬送される搬送方向において定着器１１４の下流に配置される。カラーセンサ１６０は記録媒体が搬送される方向（以下、搬送方向と称す。）に直交する方向に２つ並んで配置されている。カラーセンサ１６１を備える画像形成装置１００によれば、ユーザがパッチ画像が形成された記録媒体をリーダＡに読み取らせる手間が省ける。そのため、ユーザが直接階調補正制御を起動しなくとも、画像形成装置１００は所定のタイミングで階調補正制御を実施できる。また、リーダＡを備えない画像形成装置においても階調補正制御が実施可能となるメリットがある。
【００８０】
以下、変形例に示す階調補正制御を図１５を用いて説明する。
【００８１】
階調補正制御は、図１５（ａ）に示すように、パッチ検制御（Ｓａ１）、紙上濃度制御（Ｓａ２０）、ターゲット設定（Ｓａ３）を含む。パッチ検制御（Ｓａ１）は、実施例１と同じなので、パッチ検制御の説明は省略する。紙上濃度制御（Ｓａ２０）は、リーダＡではなくカラーセンサ１６１を用いてパッチ画像を測定している。紙上濃度制御の各処理は、リーダＡの代わりにカラーセンサ１６１を用いること以外は実施例１と同様である。記録媒体が搬送されている間に、カラーセンサ１６１は記録媒体上のパッチ画像の濃度を測定する。図１６は、記録媒体に形成されたパッチ画像の模式図である。記録媒体には１色につき８階調のパッチ画像が定着される。なお、記録媒体のサイズはＡ４である。
【００８２】
パッチ検制御ターゲット設定（Ｓａ３）は、実施例１と同じである。なお、変換テーブルを更新する場合、図１７に示すように、不足しているパッチ画像の測定結果は実際に測定されたパッチ画像の測定結果から線形補間して求める。パッチ画像データを補正せずに記録媒体にパッチ画像が形成される場合、階調補正制御に必要なパッチ画像は、従来のリーダ制御におけるパッチ画像の数と同じである。
【００８３】
本変形例によれば、γＬＵＴに基づいて補正されたパッチ画像データを用いて紙上濃度制御が実行されるので、記録媒体に形成されるパッチ画像の数を抑制できる。そのため、紙上濃度制御に必要な記録媒体の数が低減できる。また、画像形成装置１００は、フォトセンサ１６０の出力値を濃度に変換する変換テーブルが更新された後、パッチ画像を新たに形成することなく、メモリ３０に記憶されたフォトセンサ１６０の出力値を用いてγＬＵＴを補正する。そのため、本変形例によれば、γＬＵＴを生成するために消費される現像剤の量を抑制できる。さらに、本変形例の画像形成装置１００は、記録媒体の搬送される搬送路にカラーセンサ１６１を有し、記録媒体に形成されたパッチ画像をカラーセンサ１６１によって測定し、測定結果に基づいてγＬＵＴを生成する。そのため、本変形例の画像形成装置によれば、階調補正制御を自動的に実行することができ、リーダＡを用いて記録媒体上のパッチ画像を測定する構成よりも、ユーザビリティを向上することができる。
【００８４】
［実施例２］
実施例１に記載の画像形成装置１００は、フォトセンサ１６０を用いて感光ドラム１２１上のパッチ画像を測定する。しかし、画像形成装置は、画像が転写される中間転写体にパッチ画像を形成し、中間転写体上のパッチ画像を測定する構成としてもよい。以下、中間転写体として機能する中間転写ベルト２１０と、中間転写ベルト上の第１測定用画像を測定するフォトセンサ５０と、記録媒体に形成された第２測定用画像を測定するカラーセンサ８０とを備える画像形成装置２００を説明する。
【００８５】
図１８は、画像形成装置２００の概略断面図である。画像形成部２２０はイエローの画像を形成し、画像形成部２３０はマゼンタの画像を形成し、画像形成部２４０はシアンの画像を形成し、画像形成部２５０はブラックの画像を形成する。画像形成部２２０は感光ドラム２２１を有する。画像形成部２３０、２４０、及び２５０も、画像形成部２２０と同様に、感光ドラム２３１、２４１、及び２５１を有する。感光ドラム２２１、２３１、２４１、及び２５１は矢印Ｒ１方向へ回転する。
【００８６】
画像形成装置２００はさらに画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０により形成された画像が転写される中間転写ベルト２１０を備える。中間転写ベルト２１０は複数のローラに掛け回されている。中間転写ベルト２１０は駆動ローラの回転によって矢印Ｒ２方向へ回転する。画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０の各々に形成された各色の画像は、中間転写ベルト２１０において重なるように転写される。これによって、中間転写ベルト２１０にはフルカラーの画像が転写される。さらに、中間転写ベルト２１０は転写電圧が印加される転写ローラ２１１を備える。転写ローラ２１１は中間転写ベルト２１０上の画像を記録媒体Ｐへ転写する。
【００８７】
画像形成装置２００は記録媒体Ｐを収容するカセット２７０を備えている。カセット２７０に収容された記録媒体Ｐはピックアップローラ２０１により給紙され、レジストレーションローラ２０２へ向けて搬送される。レジストレーションローラ２０２は、記録媒体の所望の位置に中間転写ベルト２１０上の画像が転写されるように、記録媒体の搬送速度、又は搬送タイミングを制御する。
【００８８】
転写ローラ２１１によって画像が転写された記録媒体Ｐは定着器２６０へ搬送される。定着器２６０は不図示のヒータの熱とローラ対の圧力によって、画像を記録媒体Ｐに定着させる。画像が定着された記録媒体Ｐは排紙ローラ２０３によって画像形成装置２００から排紙される。
【００８９】
画像形成装置２００は、中間転写ベルト２１０に形成されたパッチ画像を測定するフォトセンサ５０を備える。フォトセンサ５０は中間転写ベルト２１０へ光を照射する発光素子と中間転写ベルト２１０からの反射光を受光する受光素子とを備える。受光素子は反射光の受光光量（受光強度）に基づく信号を出力する。フォトセンサ５０は、後述のパッチ検制御Ａ、及びＢにおいて中間転写ベルト２１０上のパッチ画像を測定する。
【００９０】
さらに、画像形成装置２００は記録媒体上のパターン画像を測定するカラーセンサ８０を備える。カラーセンサ８０は記録媒体に定着されたパターン画像を測定する測定手段として機能する。カラーセンサ８０がパターン画像を測定する場合、パターン画像が定着された記録媒体Ｐは反転ローラ２０４へ搬送される。反転ローラ２０４は記録媒体Ｐをスイッチバックする。反転ローラ２０４によって搬送方向が切り替えられた記録媒体Ｐはローラ２０５へ向けて搬送される。ローラ２０５、２０６、及び２０７は記録媒体Ｐを搬送する。搬送ローラ２０６と搬送ローラ２０７との間にはカラーセンサ８０の測定位置がある。記録媒体Ｐが搬送ローラ２０６によって搬送されながらカラーセンサ８０は記録媒体上のパターン画像を測定する。カラーセンサ８０は、後述のカラーセンサ制御において記録媒体上のパターン画像を測定する。
【００９１】
搬送ローラ２０７によって搬送された記録媒体Ｐは、レジストレーションローラ２０２へ搬送される。これによって、測定用画像が測定された記録媒体Ｐは再び定着器２６０を通過して排紙ローラ２０３によって画像形成装置２００から排紙される。
【００９２】
図１９（ａ）はカラーセンサ８０の要部断面図である。図１９（ｂ）はカラーセンサ８０の受光素子の概略構成図である。カラーセンサ８０は、白色ＬＥＤ８１と、ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ８２とを備える。白色ＬＥＤ８１発光素子として機能し、電荷蓄積型センサ８２は受光素子として機能する。カラーセンサ８０は、記録媒体Ｐに定着されたパッチ画像を読み取り、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）の輝度信号を出力する。
【００９３】
カラーセンサ８０は、白色ＬＥＤ８１から発光させた光を、定着後のパッチ画像が形成された記録媒体Ｐに対して斜め４５度より入射させ、０度方向への乱反射光を電荷蓄積型センサ８２により検出する。図１９（ｂ）に示すように、電荷蓄積型センサ８２は、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）の画素が独立している。
【００９４】
電荷蓄積型センサ８２は、例えば、フォトダイオードでもよい。また、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、及びブルー（Ｂ）の画素を数セット並べたラインセンサでもよい。また、カラーセンサ８０は、入射角が０度、反射角が４５度となるように発光素子と受光素子とが配置された構成でもよい。また、カラーセンサ８０は、レッド、グリーン、及びブルーの光を発光するＬＥＤとフォトダイオードとを備えた構成としてもよい。
【００９５】
図２０は、画像形成装置２００の制御ブロック図である。ＣＰＵ３００は画像形成装置２００の各部を制御する制御回路である。ＲＯＭ３０１は、ＣＰＵ３００により実行される、後述のフローチャートの各種処理を実行するために必要な制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ３０２はＣＰＵ３００が動作するためのシステムワークメモリである。メモリ３０３は不揮発性のメモリである。メモリ３０３には後述のルックアップテーブル、フォトセンサ５０によりパッチ画像の出力値、及びパッチ画像の濃度が記憶される。なお、画像形成部２２０（２３０、２４０、及び２５０）、フォトセンサ５０、及びカラーセンサ８０は既に説明しているので、ここでの説明を省略する。また、画像データは、例えば、プリントサーバ、又は画像形成装置２００に接続されたスキャナから転送される。
【００９６】
画像処理部３１０は、入力された画像データに種々の画像処理を施して、画像データを変換する。画像形成部２２０により形成される画像の濃度は所望の濃度とならない。そこで、画像処理部３１０は、画像形成部２２０により形成される画像の濃度が所望の濃度になるように、メモリ３０３に記憶されたルックアップテーブル（γＬＵＴ）に基づいて画像データの入力値（画像信号値）を補正する。ルックアップテーブル（γＬＵＴ）は、画像データを補正する補正条件に相当する。なお、画像処理部３１０は、ＡＳＩＣなどの集積回路によって実現されてもよく、或いは、ＣＰＵ３００が予め記憶されたプログラムに基づいて画像データを変換することによって実現されてもよい。
【００９７】
変換回路４００はフォトセンサ５０の出力値を、変換テーブルに基づいて濃度へ変換する。変換回路４００はフォトセンサ５０のアナログ出力値をデジタル信号へ変換し、メモリ３０３に記憶されている変換テーブルに基づいてデジタル信号から濃度を決定する。変換回路４００はパッチ画像毎に濃度の値を取得し、γＬＵＴ生成部３２０へ出力する。変換テーブルはパッチ画像の測定結果を変換するために用いられる変換条件に相当する。また、変換テーブルは出力値と濃度との対応関係を示したデータに限らない。変換回路４００は、例えば、演算式に基づいて出力値に基づいて濃度の値を出力する演算回路であってもよい。この場合、演算式が変換条件に相当する。
【００９８】
γＬＵＴ生成部３２０はメモリ３０３に記憶された基準濃度とパッチ画像の濃度とに基づいてγＬＵＴを生成する。γＬＵＴの生成方法は、実施例１と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００９９】
変換回路５００はカラーセンサの出力値を濃度へ変換する。変換回路５００は、例えば、補色の関係を用いてパターン画像の濃度を検知する。変換回路５００は変換回路４００とは異なる条件に基づいて濃度を決定する。変換回路５００はパターン画像毎に濃度の値を取得し、テーブル更新部３３０へ出力する。
【０１００】
テーブル更新部３３０は、変換回路４００が用いる変換テーブルを更新する。テーブル更新部３３０が変換テーブルを更新する方法は実施例１にて説明した方法と同じ方法を用いる。
【０１０１】
次に、画像形成装置２００が実施する階調補正制御について図２１を用いて説明する。ＣＰＵ３００は不図示の操作部から階調補正制御の実行を指示するコマンドを受信すると、ＲＯＭ３０１に格納された階調補正制御の制御プログラムを実行する。
【０１０２】
ＣＰＵ３００は、先ず、パッチ検制御Ａを実行する（Ｓ１００）。ステップＳ１００の各処理は図２１（ｂ）のフローチャート図を用いて説明する。ＣＰＵ３００は、画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０を制御して、各色１６階調のパッチ画像を形成させる（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１において、ＣＰＵ３００は、メモリ３０３に記憶された最新のγＬＵＴを画像処理部３１０に設定し、ＲＯＭ３０１に記憶されたパッチ画像データを画像処理部３１０へ出力する。画像処理部３１０はγＬＵＴに基づいてパッチ画像データを補正し、画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０へ転送する。画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０は補正されたパッチ画像データに基づいてパッチ画像を形成する。
【０１０３】
パッチ画像は感光体２２１、２３１、２４１、及び２５１から中間転写ベルト２１０へ転写され、フォトセンサ５０へ向けて搬送される。パッチ画像がフォトセンサ５０の測定位置を通過するタイミングにおいて、ＣＰＵ３００は、フォトセンサ５０によりパッチ画像を測定する（Ｓ１０２）。フォトセンサ５０の出力値は変換回路４００によって濃度へ変換され、γ生成部３２０へ入力される。なお、変換回路４００は、メモリ３０３に記憶された変換テーブルに基づいて出力値を濃度へ変換する。さらに、フォトセンサ５０からの出力値、及び、変換回路４００によって変換されたパッチ画像の濃度はメモリ３０３に保存される。
【０１０４】
次いで、ＣＰＵ３００は、γＬＵＴ生成部３２０にパッチ画像の濃度に基づいてγＬＵＴを生成させる（Ｓ１０３）。γ生成部３２０はパッチ画像の濃度とメモリ３０３に記憶されている基準濃度との差が抑制されるようにγＬＵＴ＿Ａを生成する。ＣＰＵ３００はγＬＵＴ＿Ａをメモリ３０３に記憶する。
【０１０５】
ＣＰＵ３００は、パッチ検制御Ａが完了すると、図２１（ａ）に示すように、カラーセンサ制御（Ｓ２００）の処理を実行する。ステップＳ２００の各処理は図２１（ｃ）のフローチャート図を用いて説明する。
【０１０６】
ＣＰＵ３００は、メモリ３０３に記憶されたγＬＵＴ＿Ａを画像処理部３１０に設定し（Ｓ２０１）、ＲＯＭ３０１に記憶されたパターン画像データを画像処理部３１０へ出力する。画像処理部３１０はγＬＵＴ＿Ａに基づいてパターン画像データを補正する。そして、ＣＰＵ３００は、画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０を制御して、各色８階調のパターン画像を記録媒体Ｐに形成させる（Ｓ２０２）。ステップＳ２０２において画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０は補正されたパターン画像データに基づいてパターン画像を記録媒体Ｐに形成する。
【０１０７】
次いで、ＣＰＵ３００は、パターン画像が形成された記録媒体Ｐをカラーセンサ８０へ向けて搬送させる。パターン画像が定着された記録媒体Ｐがカラーセンサ８０の測定位置を通過するタイミングにおいて、ＣＰＵ３００はカラーセンサ８０にパターン画像を測定させる（Ｓ２０３）。カラーセンサ８０の出力値は変換回路５００によって濃度へ変換される。そして、テーブル更新部３３０は、ステップＳ１０２においてメモリ３０３に記憶されたパッチ画像の濃度と、ステップＳ２０２において検知されたパターン画像の濃度とに基づいて変換テーブルを更新する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４において変換テーブルを更新する方法は、実施例１の説明において既に説明している。そのため、ここでは、変換テーブルの更新方法の説明を省略する。
【０１０８】
変換テーブルが更新された後、ＣＰＵ３００は、ステップＳ１０１において中間転写ベルト２１０に形成したパッチ画像の濃度を再計算する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、ＣＰＵ３００は、変換回路４００に更新された変換テーブルを設定し、変換回路４００にフォトセンサ５０の出力値を変換させ、パッチ画像の濃度を再度取得する。なお、パッチ画像の測定結果に対応するフォトセンサ５０の出力値は予めメモリ３０３に記憶されている。これによって、ＣＰＵ３００は各色１６階調分のパッチ画像の濃度を取得する。
【０１０９】
ＣＰＵ３００は、ステップＳ２０５においてパッチ画像の濃度を取得した後、γＬＵＴ生成部３２０に再取得した濃度に基づいてγＬＵＴ＿Ａを生成させる（Ｓ２０６）。γＬＵＴ生成部３２０は、変換テーブルによる出力値の変換結果に基づいてγＬＵＴ＿Ａを生成する。ステップＳ２０６において、γＬＵＴ生成部３２０は、ＲＯＭ３０１に記憶されている濃度ターゲットと、ステップＳ２０５において取得された濃度とに基づいてγＬＵＴ＿Ａを生成する。ＣＰＵ３００は、ステップＳ２０６において生成されたγＬＵＴ＿Ａをメモリ３０３に記憶させ、カラーセンサ制御の処理を終了する。
【０１１０】
ＣＰＵ３００は、カラーセンサ制御が完了すると、図２１（ａ）に示すように、ターゲット設定（Ｓ３００）の処理を実行する。ステップＳ３００において、ＣＰＵ３００は、ステップＳ２０５において取得されたパッチ画像の濃度値を基準濃度としてメモリ３０３に記憶させる。メモリ３０３は、１色につき１６階調の濃度を基準濃度として記憶する。そして、ＣＰＵ３００は階調補正制御の処理を終了する。なお、メモリ３０３に記憶された基準濃度は、後述のパッチ検制御Ｂにおいて用いられる。
【０１１１】
図２１（ｅ）は、パッチ検制御Ｂを示すフローチャート図である。ＣＰＵ３００は、所定条件が満たされると、ＲＯＭ３０１に格納されたパッチ検制御Ｂの制御プログラムを実行する。
【０１１２】
ＣＰＵ３００は、先ず、画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０を制御して、各色１６階調のパッチ画像を形成させる（Ｓ５０１）。ステップＳ５０１において、ＣＰＵ３００は、メモリ３０３に記憶された最新のγＬＵＴを画像処理部３１０に設定し、ＲＯＭ３０１に記憶されたパッチ画像データを画像処理部３１０へ出力する。画像処理部３１０はγＬＵＴに基づいてパッチ画像データを補正し、画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０へ転送する。画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０は補正されたパッチ画像データに基づいてパッチ画像を形成する。なお、ステップＳ５０１において用いられるパッチ画像データは、前述のステップＳ１０１において用いられるパッチ画像データと同じである。
【０１１３】
パッチ画像は感光体２２１、２３１、２４１、及び２５１から中間転写ベルト２１０へ転写され、フォトセンサ５０へ向けて搬送される。パッチ画像がフォトセンサ５０の測定位置を通過するタイミングにおいて、ＣＰＵ３００は、フォトセンサ５０によりパッチ画像を測定する（Ｓ５０２）。フォトセンサ５０の出力値は変換回路４００によって濃度へ変換され、γ生成部３２０へ入力される。なお、変換回路４００は、ステップＳ２０４において更新された変換テーブルに基づいて出力値を濃度へ変換する。ステップＳ２０４において更新された変換テーブルはメモリ３０３に記憶されている。
【０１１４】
次いで、ＣＰＵ３００は、γＬＵＴ生成部３２０にパッチ画像の濃度に基づいてγＬＵＴ＿Ｂを生成させる（Ｓ５０３）。γ生成部３２０はパッチ画像の濃度とメモリ３０３に記憶されている基準濃度とに基づいてγＬＵＴ＿Ｂを生成する。γＬＵＴ生成部３２０は、例えば、パッチ画像の濃度に基づいて階調特性を求め、階調特性が理想的な階調特性となる画像信号を特定し、入力値が理想的な階調特性となる出力値へ変換されるようなγＬＵＴ＿Ｂを決定すればよい。
【０１１５】
次いで、ＣＰＵ３００は、γＬＵＴ生成部３２０に、γＬＵＴ＿ＡとγＬＵＴ＿Ｂとを合成してγＬＵＴを生成させる（Ｓ５０４）。ステップＳ５０４においてγＬＵＴを生成する方法は実施例１と同様の方法である。そして、ＣＰＵ３００はステップＳ５０４において生成されたγＬＵＴをメモリ３０３に記憶させ、パッチ検制御Ｂの処理を終了する。
【０１１６】
図２１（ｄ）は、画像形成装置１００の画像形成処理を示すフローチャート図である。スキャナやプリントサーバから画像データ転送されると、ＣＰＵ３００は、メモリ３０３に記憶された最新のγＬＵＴを画像処理部３１０に設定する（Ｓ４０１）。ステップＳ４０１において、カラーセンサ制御が実行された直後であれば最新のγＬＵＴはγＬＵＴ＿Ａであり、パッチ検制御Ｂが実行された後であれば最新のγＬＵＴは合成されたγＬＵＴである。
【０１１７】
次いで、ＣＰＵ３００は、画像処理部３１０にγＬＵＴに基づいて画像データを補正させ（Ｓ４０２）、画像形成部２２０、２３０、２４０、及び２５０に画像データに基づいて画像を形成させ（Ｓ４０３）、画像形成処理を終了する。
【０１１８】
本実施例によれば、γＬＵＴに基づいて補正されたパターン画像データを用いて記録媒体にパターン画像が形成させるので、記録媒体に形成されるパターン画像の数をパッチ画像の数よりも少なくすることができる。これにより、カラーセンサ制御に必要な記録媒体の数が低減できる。また、画像形成装置２００は、フォトセンサ５０の出力値を濃度に変換する変換テーブルが更新された後、パッチ画像を新たに形成することなく、メモリ３０３に記憶されたフォトセンサ５０の出力値を用いてγＬＵＴを生成する。そのため、本実施例によれば、γＬＵＴを生成するために消費される現像剤の量を抑制できる。さらに、画像形成装置２００は、記録媒体の搬送される搬送路にカラーセンサ８０を有し、記録媒体に形成されたパターン画像をカラーセンサ８０によって測定し、測定結果に基づいてγＬＵＴを生成する。そのため、画像形成装置２００は、階調補正制御を自動的に実行することができ、リーダＡを用いて記録媒体上のパッチ画像を測定する構成よりも、ユーザビリティを向上することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
Ａ  リーダ
Ｂ  プリンタ
４２  濃度換算回路
６２  ＭＦＰ制御部
１２０  画像形成部
１２１  感光ドラム
１６０  フォトセンサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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