(57)【要約】【課題】階調補正に必要となる時間を削減しつつ、記憶容量も削減すること。【解決手段】取得部５３はパッチの下流側領域について検知された光学濃度の傾きと上流側領域について検知された光学濃度の傾きを取得する。補正部５５はこれらの傾きに応じて補正値の演算モードを選択し、トナー画像が形成された下地の状態に応じた補正値を求め、補正値に基づきトナー画像の光学濃度を補正する。作成部５６は、トナー画像を形成するために使用された画像データと、補正部５５により補正されたトナー画像の光学濃度とに基づく階調補正条件を作成する。【選択図】図４
2017078754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記画像データに基づいて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前記画像を担持して搬送する像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射し、前記像担持体からの反射光を測定する測定手段と、
前記画像形成手段に、前記像担持体に測定用画像を形成させ、前記測定手段に、前記測定用画像が形成された前記像担持体からの反射光を測定させる制御手段と、
前記像担持体が前記測定用画像を搬送する搬送方向において前記測定用画像の上流側の第１領域からの反射光に対応する第１の測定結果と、前記搬送方向において前記測定用画像の下流側の第２領域からの反射光に対応する第２の測定結果とに基づいて、補正条件を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記補正条件に基づいて、前記第１の測定結果に含まれるデータと、前記第２の測定結果に含まれるデータと、前記測定手段による前記測定用画像の測定結果とから、前記変換条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２領域である下流側領域について検知された前記第２の測定結果である光学濃度の傾きと前記第１領域である上流側領域について測定された前記第２の測定結果である光学濃度の傾きを取得する取得手段をさらに有し、
前記決定手段は、前記下流側領域について測定された光学濃度の傾きと前記上流側領域について測定された光学濃度の傾きとの組み合わせに応じて前記補正条件を決定し、
前記生成手段は、前記第１の測定結果に含まれるデータ、前記第２の測定結果に含まれるデータおよび前記補正条件を用いて前記測定用画像の光学濃度を補正するための補正値を決定し、前記補正値により前記測定用画像の測定結果である光学濃度を補正する補正手段を有し、さらに、前記生成手段は、前記測定用画像を形成するために使用された画像データと、前記補正値により補正された前記測定用画像の光学濃度とに基づき前記変換条件を生成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】
前記取得手段は、前記下流側領域における複数の位置での光学濃度を直線近似して前記下流側領域についての光学濃度の傾きを取得し、前記上流側領域における複数の位置での光学濃度を直線近似して前記上流側領域についての光学濃度の傾きを取得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】
前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一かどうかを判定する判定手段をさらに有し、
前記補正手段は、
前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一であるときに、前記下流側領域についての光学濃度の平均値と前記上流側領域についての光学濃度の平均値とを求める平均化手段と、
前記下流側領域についての光学濃度の平均値、前記上流側領域についての光学濃度の平均値および前記補正条件に基づき前記測定用画像が形成された下地の光学濃度を推定する推定手段と
を有し、
前記生成手段は前記推定された下地の光学濃度を前記補正値として使用する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】
前記補正手段は、
前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一でないときに、前記下流側領域について測定された光学濃度を表す近似直線と、前記上流側領域について測定された光学濃度を表す近似直線との交点を求め、
前記下流側領域について測定された光学濃度を表す近似直線を用いて前記測定用画像における前記下流側の端部における下地の光学濃度を推定し、
前記上流側領域について測定された光学濃度を表す近似直線を用いて前記測定用画像における前記上流側の端部における下地の光学濃度を推定し、
前記交点における下地の光学濃度を推定し、
前記下流側の端部における下地の光学濃度と、前記上流側の端部における下地の光学濃度と、前記交点における下地の光学濃度と、前記補正条件とに基づき前記補正値を求め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】
前記補正手段は、前記下流側の端部における下地の光学濃度と、前記上流側の端部における下地の光学濃度と、前記交点における下地の光学濃度との平均値を求め、当該平均値を前記補正値として決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記生成手段は、前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一でないときには、前記補正手段により補正された前記測定用画像の光学濃度に基づく前記変換条件の更新を実行しない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８】
前記判定手段は、前記下流側領域についての光学濃度の傾きと前記上流側領域についての光学濃度の傾きとの積の符号が正か負かに応じて前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一かどうかを判定することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記補正値で前記測定用画像についての光学濃度を除算することで当該測定用画像についての光学濃度を補正することを特徴とする請求項２ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記変換条件は、画像データの階調と当該画像データにより作成される測定用画像の階調とが線形となるように当該画像データを補正する階調補正テーブルであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記測定用画像は、それぞれ異なる階調の複数の画像パターンを有し、前記複数の画像パターンは間隔をあけて前記像担持体の表面に形成されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記測定用画像は、それぞれ異なる階調の複数のパッチを有し、
前記生成手段は、前記複数のパッチのうち、前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一でないと判定されたパッチの光学濃度については前記変換条件に反映させず、前記下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一と判定されたパッチの光学濃度については前記変換条件に反映させるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記下流側領域について測定された複数の光学濃度のうち少なくとも前記測定用画像に対して最も近い測定位置で測定された光学濃度と、前記上流側領域について測定された複数の光学濃度のうち少なくとも前記測定用画像に対して最も近い測定位置で測定された光学濃度を前記補正値に反映させないよう破棄する破棄手段をさらに有することを特徴とする請求項２ないし９および１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体と、
前記像担持体に階調補正を行うためのトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に形成されたトナー画像からの反射光による光学濃度と、前記像担持体の回転方向において当該トナー画像の下流側に隣接し、トナー画像が形成されていない前記像担持体の下地の領域である下流側領域からの反射光による光学濃度と、前記像担持体の回転方向において当該トナー画像の上流側に隣接し、トナー画像が形成されていない前記像担持体の下地の領域である上流側領域からの反射光による光学濃度とを検知する検知手段と、
前記下流側領域について検知された光学濃度の傾きと前記上流側領域について検知された光学濃度の傾きを取得する取得手段と、
前記下流側領域について検知された光学濃度の傾きと前記上流側領域について検知された光学濃度の傾きとの組み合わせに応じて決定された補正値に基づき前記トナー画像についての光学濃度を補正する補正手段と、
前記トナー画像を形成するために使用された画像データと、前記補正手段により補正された前記トナー画像の光学濃度とに基づく階調補正条件を作成する作成手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
像担持体と、
前記像担持体に階調補正を行うためのトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に形成されたトナー画像からの反射光による光学濃度と、前記像担持体の回転方向において当該トナー画像の下流側に隣接し、トナー画像が形成されていない前記像担持体の下地の領域である下流側領域からの反射光による光学濃度と、前記像担持体の回転方向において当該トナー画像の上流側に隣接し、トナー画像が形成されていない前記像担持体の下地の領域である上流側領域からの反射光による光学濃度とを検知する検知手段と、
前記下流側領域について検知された光学濃度の傾きと前記上流側領域について検知された光学濃度の傾きを取得する取得手段と、
前記トナー画像についての光学濃度を補正するための補正値を決定するために予め用意された複数のモードのうちから、前記下流側領域について検知された光学濃度の傾きの符号と前記上流側領域について検知された光学濃度の傾きの符号との組み合わせに対応するモードを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたモードにしたがって前記補正値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された補正値に基づき前記トナー画像についての光学濃度を補正する補正手段と、
前記トナー画像を形成するために使用された画像データと、前記補正手段により補正された前記トナー画像の光学濃度とに基づく階調補正条件を作成する作成手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，印刷機などに用いる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などの画像形成装置は、階調補正用の画像パターンを中間転写ベルトに形成し、画像パターンの濃度を検知し、検知した濃度に基づき階調補正を行う。中間転写ベルトの耐久が進むにつれて表面が摩耗し、表面の反射率にはムラが生じる。また、中間転写ベルトの表面コートの多層化によってこのムラは増えることもある。このようなムラは画像パターンの検知濃度に影響を及ぼすため、階調補正の精度を低下させうる。
【０００３】
特許文献１によれば、トナー画像を形成されていない中間転写ベルトの一周にわたって下地（表面）からの反射光をサンプリングしてプロファイルを作成し、プロファイルを用いて画像パターンの検知濃度（反射光の光量）を補正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２００２−２１４８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発明を用いれば階調補正を高精度に行うことが可能となる。しかし、中間転写ベルト５周分のプロファイルデータを取得する作業が必要となる。この間はユーザが画像を形成できないため、いわゆるダウンタイムが生じてしまう。また、一周分のプロファイルデータを記憶するための記憶装置も必要となってしまう。そこで、本発明は、階調補正に必要となる時間を削減しつつ、記憶容量も削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記画像データに基づいて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前記画像を担持して搬送する像担持体と、
前記像担持体に向けて光を照射し、前記像担持体からの反射光を測定する測定手段と、
前記画像形成手段に、前記像担持体に測定用画像を形成させ、前記測定手段に、前記測定用画像が形成された前記像担持体からの反射光を測定させる制御手段と、
前記像担持体が前記測定用画像を搬送する搬送方向において前記測定用画像の上流側の第１領域からの反射光に対応する第１の測定結果と、前記搬送方向において前記測定用画像の下流側の第２領域からの反射光に対応する第２の測定結果とに基づいて、補正条件を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記補正条件に基づいて、前記第１の測定結果に含まれるデータと、前記第２の測定結果に含まれるデータと、前記測定手段による前記測定用画像の測定結果とから、前記変換条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００７】
さらに、本発明によれば、
像担持体と、
前記像担持体に階調補正を行うためのトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体に形成されたトナー画像からの反射光による光学濃度と、前記像担持体の回転方向において当該トナー画像の下流側に隣接し、トナー画像が形成されていない前記像担持体の下地の領域である下流側領域からの反射光による光学濃度と、前記像担持体の回転方向において当該トナー画像の上流側に隣接し、トナー画像が形成されていない前記像担持体の下地の領域である上流側領域からの反射光による光学濃度とを検知する検知手段と、
前記下流側領域について検知された光学濃度の傾きと前記上流側領域について検知された光学濃度の傾きを取得する取得手段と、
前記下流側領域について検知された光学濃度の傾きと前記上流側領域について検知された光学濃度の傾きとの組み合わせに応じて決定された補正値に基づき前記トナー画像についての光学濃度を補正する補正手段と、
前記トナー画像を形成するために使用された画像データと、前記補正手段により補正された前記トナー画像の光学濃度とに基づく階調補正条件を作成する作成手段と
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、階調補正に必要となる時間が削減されつつ、記憶容量も削減される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の断面図
【図２】画像処理部のブロック図
【図３】テスト画像を示す図
【図４】検知結果の一例を示す図
【図５】階調制御部と補正部のブロック図
【図６】ルックアップテーブルの更新処理を示すフローチャート
【図７】ルックアップテーブルの更新処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は電子写真方式を用いてシート（記録用紙、ＯＨＴシート、布、樹脂等）に多色画像を形成することのできる複写機である。画像形成装置１００はプリンタやファクシミリであってもよい。また、画像形成装置１００は単色画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【００１１】
画像形成装置１００は、トナー像を形成する像形成手段として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）を有している。各画像形成部の構成は使用するトナーの色を除いて同じである。そのため、図１ではＹ用の画像形成部１１にだけ参照符号を付与している。
【００１２】
画像形成部１１には、像担持体として円筒型の感光体である感光ドラム１が設けられている。感光ドラム１は矢印Ｒ１の方向に回転する。感光ドラム１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ２によって一様の電位に帯電する。露光手段としてのレーザービームスキャナ３は、画像データに応じた光ビームを感光ドラム１の表面に照射し、静電潜像を形成する。現像手段としての現像器４は、トナーを静電潜像に付着させて、トナー像（可視像）へ現像する。トナー像は、一次転写ローラ６によって中間転写ベルト５に一次転写される。中間転写ベルト５は無端状ベルトであり、トナー画像を担持して搬送する像担持体および中間転写体として機能する。中間転写ベルト５は矢印Ｒ２で示した方向に回転する。中間転写ベルト５に形成されたトナー像は、二次転写ローラ７によってシートに二次転写される。二次転写されずに残ったトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置８によって中間転写ベルト５の表面から除去される。クリーニング装置８が、中間転写ベルト５の表面に当接してトナーを除去するブレードを有している場合、中間転写ベルト５の表面は徐々に摩耗して行く。この摩耗は中間転写ベルト５の表面の反射率のムラをもたらすことがある。シートに二次転写されたトナー像は定着装置９によってシート上に定着する。なお、シートは、記録媒体、記録材、用紙、転写紙、転写材、転写媒体と呼ばれることもある。センサ１０は中間転写ベルト５の表面（下地）からの反射光の光量（光学濃度）を検知したり、中間転写ベルト５の表面に形成されたトナー像からの反射光の光量（光学濃度）を検知したりするセンサである。センサ１０は発光素子と受光素子とを有している。発光素子は像担持体に向けて光を照射する。なお、発光素子と像担持体との間にはミラーなどが含まれていてもよい。反射光には正反射光と乱反射光とが存在するが、センサ１０の受光素子が正反射光を受光するようにセンサ１０が配置されるものとする。センサ１０は光学センサやフォトセンサと呼ばれてもよい。このようにセンサ１０は像担持体に向けて光を照射し、像担持体からの反射光を測定する測定手段として機能する。
【００１３】
［画像処理部］
図２が示すように、画像処理部２０はイメージスキャナやホストコンピュータから入力された画像データを画像形成用の画像データに変換するユニットである。色変換部２１は入力画像データの色空間を画像形成部１１の色空間に変換する。たとえば、ＲＧＢ形式やＹＵＶ形式の入力画像データがＹＭＣＫの画像データへ変換される。ガンマ部２２は、色変換部２１から出力されたＹＭＣＫの画像データを階調補正条件にしたがって階調補正するユニットである。たとえば、ガンマ部２２は、階調制御部２３により設定された階調補正条件であるガンマルックアップテーブルを使用し、入力されたＹＭＣＫの画像データの階調特性を補正する。なお、ガンマルックアップテーブルは画像データを変換する変換条件であり、ガンマ部２２は変換条件に基づいて画像データを変換する変換手段の一例である。階調補正条件は、入力された画像データの階調特性と画像形成装置１００によりシート上に形成されたトナー画像の階調特性とが概ね一致するように予め作成されている。これにより、原稿の階調特性が複写物に再現される。画像形成部１１の階調特性は、耐久、環境温度、シートの坪量などに応じて変化する。そのため、これらに応じてガンマルックアップテーブルは更新または作成される。画像形成部１１はガンマ部２２により変換された画像データに基づいて画像を形成する画像形成手段の一例である。中間調処理部２４は、ガンマ部２２から出力されるＹＭＣＫの画像データを２値化するユニットである。中間調処理部２４は、ディザ処理などを用いて画像データを２値化する。中間調処理部２４から出力されたＹの画像データ、Ｍの画像データ、Ｃの画像データ、Ｋの画像データはそれぞれ対応するレーザービームスキャナ３に供給される。
【００１４】
［テスト画像］
階調制御部２３は、階調補正のためのトナー画像（テスト画像、画像パターン、パッチ画像、あるいは単にパッチと呼ばれてもよい）を画像形成部１１に作成させ、それをセンサ１０により検知させ、検知結果に基づきルックアップテーブルを補正する。つまり、階調制御部２３は、テスト画像の階調特性とセンサ１０により検知された階調特性とが概ね一致するようにルックアップテーブルを作成、更新または補正する。階調特性はトナー画像の濃度特性と呼ばれてもよい。このように、階調制御部２３は画像形成部１１に測定用画像を像担持体に形成させ、センサ１０に、測定用画像が形成された像担持体からの反射光を測定させる制御手段として機能する。
【００１５】
図３は中間転写ベルト５の表面に形成されたテスト画像３０の一例を示している。テスト画像３０は、階調補正を行うためのトナー画像であり、それぞれ異なる階調の複数の画像パターン（パッチ）を有し、複数の画像パターンは間隔をあけて中間転写ベルト５の表面に形成される。図３によれば、テスト画像３０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれについて階調の異なる１０個のパッチを含んでいる。つまり、全部で４０個のパッチが中間転写ベルト５の表面に形成される。各パッチの形状は任意であるが、ここでは２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズの正方形とする。図３には、イエロー用の１０個のパッチのうちの３つのパッチＰ１、Ｐ２、Ｐ３が示されている。各パッチの間にはトナー画像が形成されない領域である非画像領域（下地）が設けられる。たとえば、パッチＰ１については、中間転写ベルト５の移動方向（回転方向）における下流側に隣接した下地Ｂ０が確保され、パッチＰ１の上流側に隣接した下地Ｂ１が確保されている。
【００１６】
図３には下地Ｂ０、パッチＰ１および下地Ｂ１の拡大図も示されている。下地Ｂ０、パッチＰ１および下地Ｂ１についてはそれぞれＮ個の位置（サンプリングポイント）で反射光の光量（光学濃度と呼ばれてもよい）がセンサ１０により検知される。たとえば、下地Ｂ０についてはサンプリングポイントＳｐ０ないしＳｐ１９で光学濃度が検知される。パッチＰ１についてはサンプリングポイントＳｐ２０ないしＳｐ３９で光学濃度が検知される。反射光の光量と光学濃度は相関しているため、相互に変換可能であり、どちらが演算に用いられてもよい。
【００１７】
サンプリングポイントは、中間転写ベルト５に設けられた光学的または磁気的なマーク（ホームポジション）を基準とした絶対的な位置であってもよいし、テスト画像の書き出しタイミングを基準とした相対的な位置であってもよい。ＹＭＣＫのテスト画像の書き出しタイミングからテスト画像がセンサ１０の検知位置（測定位置）に到着するまでの時間は固定値であり、既知である。よって、カウンタやタイマーを用いてサンプリングポイントを管理できる。本実施例では、マークの検知機構を省略可能な後者が採用されるものとする。階調制御部２３は、各サンプリングポイントとサンプリング値（センサ１０による光学濃度の検知値）とを対応付けてメモリなどに保持する。
【００１８】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は下地とパッチの検知結果の一例を示す図である。横軸は中間転写ベルト５上の位置（サンプリングポイント）を示している。縦軸はセンサ１０の検知値を示している。この例では、下地Ｂ０、下地Ｂ１についての検知値と比較してパッチＰ１の検知値は相対的に低くなっている。なお、この関係は、下地の素材や色、センサ１０の検知方式（正反射光検知方式、乱反射光検知方式）の違いに応じて異なる。なお、上述したように、パッチＰ１の検知値には、パッチＰ１が形成されている下地の反射率の影響が含まれている。下地の反射率は中間転写ベルト５の耐久や汚れ等によって変化するため、パッチＰ１の検知値はその下地の状態に応じて補正される必要がある。とりわけ、中間転写ベルト５の表面にコート層が設けられていると、コート層の表面からの反射光と、コート層を透過して中間転写ベルト５の基体で反射した反射光とが干渉し、下地の反射光の光量にムラが生じやすくなる。
【００１９】
中間転写ベルト５の一周にわたって下地の光学濃度を検知して、これをプロファイルとして保持することも考えられるが、これは上述したような課題がある。そこで、本実施例ではパッチが形成されている下地の光学濃度（反射光の光量）を、パッチの下流側に隣接した下地の検知値と上流側に隣接した下地の検知値を用いて階調制御部２３が推定する。階調制御部２３はこの推定値を用いてパッチについての検知値を補正する。たとえば、階調制御部２３はパッチの光学濃度の検知値を下地の光学濃度の推定値で除算することで、パッチの正反射光の検知値における下地の反射光の影響を低減する。パッチの検知値をＬＰｉとし（ｉは変数）、パッチの検知されている下地の検知値（推定値）をＬＰＢｉとすると、補正された検知値ＳＩＧｉは以下の（１）式で算出される。なお、ＬＰｉは、複数のサンプリングポイント（例：２０個のサンプリングポイント）で取得された検知値の平均値であってもよい。
ＳＩＧｉ  ＝  ＬＰｉ／ＬＰＢｉ      ・・・（１）
【００２０】
［下地の光学濃度の推定方法と検知値の補正方法］
パッチが形成されている下地の光学濃度は、パッチがあるために、直接的には検知することができない。そこで、階調制御部２３は、ｉ番目のパッチＰｉが形成されている下地の光学濃度の推定値ＬＰＢｉを以下の（２）式に基づいて求めてもよい。
ＬＰＢｉ  ＝  （ＬＢｉ−１  ＋  ＬＢｉ）／２      ・・・（２）
【００２１】
ここで、ＬＢｉ−１はｉ−１番目の下地の反射光の光量の検知値である。ＬＢｉはｉ番目の下地の光学濃度の検知値である。上述したように、ｉ−１番目の下地Ｂｉ−１はパッチＰｉの下流側に隣接しており、ｉ番目の下地ＢｉはパッチＰｉの上流側に隣接している。
【００２２】
図４（Ａ）に示したようにｉ−１番目の下地Ｂｉ−１における光学濃度変化の傾きの符号とｉ番目の下地Ｂｉにおける光学濃度変化の傾きの符号とが同一であれば、（２）式を用いることで、ｉ番目のパッチＰｉが形成されている下地の光学濃度の推定値ＬＰＢｉが精度よく得られる。しかし、図４（Ｂ）が示すように、ｉ−１番目の下地Ｂｉ−１における光学濃度変化の傾きの符号とｉ番目の下地Ｂｉにおける光学濃度変化の傾きの符号とが同一でなければ、（２）式による推定値は精度が低い。なお、傾きは、複数のサンプル値から得られる近似直線の方程式ｆｉ−１（ｘ）とｆｉ（ｘ）の傾きである。ｘは位置（サンプリングポイント）を示す変数である。そこで、本実施例では、ｉ−１番目の下地Ｂｉ−１における光学濃度変化の傾きの符号とｉ番目の下地Ｂｉにおける光学濃度変化の傾きの符号に基づき推定方法が切り替えられる。
【００２３】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図６を用いて階調制御部２３が備える機能と階調制御部２３が実行する処理について説明する。図５（Ａ）は階調制御部２３が備える機能を示している。階調制御部２３は、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現されてもよいし、ＡＳＩＣ（特定用途集積回路）やＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルロジックアレイ）により実現されてもよい。図５（Ｂ）は補正部５５が備える機能を示している。図６は階調制御部２３が実行する工程を示している。階調制御部２３は上述した階調補正テーブル（ルックアップテーブル：ＬＵＴ）の更新を担当しているが、この更新処理は紙間においても実行可能である。これは一周にわたる下地の光学濃度を事前に取得する必要がないからである。なお、紙間とは、連続して複数の画像を形成する際に、中間転写ベルト５上において先行する画像と後続の画像との間の領域のことである。
【００２４】
Ｓ１で階調制御部２３のパターンジェネレータ５１はテスト画像３０を形成するための画像データを作成またはメモリから読み出し、ガンマ部２２に出力する。ガンマ部２２は、入力された画像データを変更せずに中間調処理部２４に出力する。中間調処理部２４から出力された画像データにしたがって画像形成部１１はテスト画像３０を中間転写ベルト５上に形成する。
【００２５】
Ｓ２で階調制御部２３はセンサ１０にテスト画像３０の各パッチＰｉとその前後の下地Ｂｉ−１、Ｂｉの光学濃度を検知させる。センサ１０の受光素子が出力するアナログ信号はＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換されて階調制御部２３に検知値として入力される。なお、このデジタル値は反射光の光量を示しているため、濃度変換回路等により光学濃度に変換されてから検知値として階調制御部２３に入力されてもよい。破棄部５２はオプションのユニットであるが、複数のサンプリングポイントの検知値のうち、下地ＢとパッチＰとの境界付近に位置する１つ以上のサンプリングポイントの検知値を破棄してもよい。たとえば、下地Ｂ０のサンプリングポイントＳｐ０ないしＳｐ１９のうちＳｐ０、Ｓｐ１、Ｓｐ１８、Ｓｐ１９の検知値が破棄されてもよい。このようなパッチＰとの境界付近に位置するサンプリングポイントではパッチＰのトナーが飛散して付着していることがあり、トナーの影響を受けている可能性があるからである。なお、パッチＰの検知値のうち、下地Ｂとの境界付近に位置する１つ以上のサンプリングポイント（例：Ｓｐ２０、Ｓｐ２１、Ｓｐ３８、Ｓｐ３９）についての検知値も破棄されてもよい。
【００２６】
Ｓ３で取得部５３は、注目しているｉ番目のパッチＰｉの下流側下地Ｂｉ−１について光学濃度変化の傾きの符号と上流側下地Ｂｉについて光学濃度変化の傾きの符号を取得する。たとえば、取得部５３は、下流側下地Ｂｉ−１について１６個のサンプリングポイントＳｐ２ないしＳｐ１７の検知値を直線近似し、直線の方程式ｆｉ−１（ｘ）とその傾きを求める。同様に、取得部５３は、上流側下地Ｂｉについて１６個のサンプリングポイントＳｐ４２ないしＳｐ５７の検知値を直線近似し、直線の方程式ｆｉ（ｘ）とその傾きを求める。取得部５３は、傾きの情報を判定部５４に出力する。直線の方程式ｆｉ（ｘ）、ｆｉ−１（ｘ）は補正部５５に渡される。
【００２７】
Ｓ４で判定部５４は、下流側下地Ｂｉ−１についての傾きの符号と上流側下地Ｂｉについての傾きの符号が一致するかどうかを判定する。たとえば、判定部５４は下流側下地Ｂｉ−１についての傾きと上流側下地Ｂｉについての傾きとを乗算して積を求め、積の符号が正か負かで両者の符号の一致・不一致を判定してもよい。なお、両者の符号が一致するケースは図４（Ａ）に示したケースであり、両者の符号が一致しないケースは図４（Ｂ）に示したケースである。判定部５４は判定結果を補正部５５に出力する。補正部５５は、両者の符号が一致していればＳ５（第一モード）に進み、両者の符号が一致していなければＳ８（第二モード）に進む。このように補正部５５は傾きに応じて補正値の演算モードを選択する選択手段として機能する。なお、これらの傾きは、トナー画像が形成された下地の状態を表しており、傾きに基づき補正値を求めれば、トナー画像が形成された下地の状態に応じた補正値が得られるようになる。より詳しくは、補正部５５は、トナー画像についての光学濃度を補正するための補正値を決定するために予め用意された複数のモードのうちから、下流側領域について検知された光学濃度の傾きの符号と上流側領域について検知された光学濃度の傾きの符号との組み合わせに対応するモードを選択する選択手段として機能する。この組み合わせは、両者の符号が一致しているか否かの判定結果であり、この判定結果に対応した、または、適したモードが複数のモードのうちから選択されることになる。判定部５４が補正部５５に通知する判定結果は、モードの指定または選択する情報となる。
【００２８】
Ｓ５で補正部５５は第一モードで補正値を求める。つまり、補正部５５の補正値演算部６４は選択されたモードにしたがって補正値を決定する決定手段として機能する。第一モードは、上述した（２）式によりｉ番目のパッチＰｉが形成されている下地の光学濃度の推定値ＬＰＢｉを下地推定部６３または補正値演算部６４で求め、ＬＰＢｉを補正値として採用するモードである。なお、平均化部６２はＳｐ０ないしＳｐ１９（またはＳｐ２ないしＳｐ１７）の平均値ＬＢｉ−１を求め、下地推定部６３または補正値演算部６４に渡す。同様に、平均化部６２はＳｐ４０ないしＳｐ５９（またはＳｐ４２ないしＳｐ５７）の平均値ＬＢｉを求め、下地推定部６３または補正値演算部６４に渡す。下地推定部６３または補正値演算部６４は、平均値ＬＢｉ−１と平均値ＬＢｉ−１の平均値を求め、これを補正値ＬＰＢｉとして除算部６５に出力する。
【００２９】
Ｓ６で補正部５５は、ｉ番目のパッチＰｉの検知値ＬＰｉを補正値ＬＰＢｉに基づき補正し、補正された検知値ＳＩＧｉを求める。たとえば、パッチＰ１の検知値ＬＰ１は、平均化部６２で求められるＳｐ２０ないしＳｐ３９（またはＳｐ２２ないしＳｐ３７）の平均値であってもよい。補正部５５は、たとえば、（１）式を用いて補正された検知値ＳＩＧｉを求める。つまり、除算部６５は検知値ＬＰｉを補正値ＬＰＢｉで除算して補正された検知値ＳＩＧｉを求めてもよい。補正部５５は、検知値ＳＩＧｉを作成部５６に出力する。なお、Ｓ３ないしＳ６は、テスト画像３０に含まれるＹＭＣＫのすべてのパッチについて繰り返し実行される。ＹＭＣＫのそれぞれについてそれぞれ階調の異なる１０個のパッチが存在する場合、合計で４０個のパッチについて検知値ＳＩＧｉが作成される。
【００３０】
Ｓ７で作成部５６は検知値ＳＩＧｉに基づきルックアップテーブル（ＬＵＴ）を更新する。良く知られているように、階調補正用のルックアップテーブルは、入力された画像の階調特性とシートに形成されたトナー画像の階調特性を一致させるためのテーブルである。よって、パターンジェネレータ５１から出力された画像データにおける階調特性と、テスト画像３０から求められた階調特性とが一致するようにルックアップテーブルが作成または更新される。たとえば、パッチＰ１の画像データにおける濃度（階調）が１０レベルであり、テスト画像３０から求められた濃度が２０レベルであれば、入力された画像データの濃度に０．５を乗算するようにルックアップテーブルが作成される。また、たとえば、パッチＰ１の画像データにおける濃度が２０レベルであり、テスト画像３０から求められた濃度が１０レベルであれば、入力された画像データの濃度に２を乗算するようにルックアップテーブルが作成される。つまり、ルックアップテーブルは、１０レベルの画像データが入力されると、５レベルの画像データを出力し、２０レベルの画像データが入力されると、４０レベルの画像データを出力するように更新される。更新されたルックアップテーブルを用いて複写を実行すれば、シート上に形成されるトナー画像の階調はオリジナルの画像の階調を再現したものとなる。このように、入力画像データのレベルと出力画像データのレベルとの比を反転させるような機能を有するようにルックアップテーブルが作成または更新される。
【００３１】
Ｓ４で下流側下地Ｂｉ−１についての傾きの符号と上流側下地Ｂｉについての傾きの符号が一致しないと判定されると、補正部５５はＳ８に進む。Ｓ８で補正部５５は第二モードで補正値を求める。つまり、補正部５５の補正値演算部６４は選択されたモードにしたがって補正値を決定する決定手段として機能する。
【００３２】
図４（Ｂ）を参照しながら第二モードにおける補正値の求め方について説明する。補正部５５の交点演算部６１は、取得部５３により取得された近似直線の方程式ｆｉ−１（ｘ）とｆｉ（ｘ）に基づきこれらの交点Ｃの座標（Ｓｐｃｉ，ＬＰＢｃｉ）を求める。さらに、下地推定部６３は、下流側領域について検知された光学濃度を表す近似直線の方程式ｆｉ−１（ｘ）を用いてパッチＰｉにおける下流側の端部（Ｓｐ２０またはＳｐ２２）における下地の光学濃度ＬＰＢａｉを推定する。つまり、下地推定部６３は、ｆｉ−１（Ｓｐ２０）またはｆｉ−１（Ｓｐ２２）を求める。前者は破棄部５２が設けられないときの値であり、後者は破棄部５２が設けられるときの値である。さらに、下地推定部６３は、上流側領域について検知された光学濃度を表す近似直線の方程式ｆｉ（ｘ）を用いてパッチＰｉにおける上流側の端部（Ｓｐ３９またはＳｐ３７）における下地の光学濃度ＬＰＢｂｉを推定する。つまり、下地推定部６３は、ｆｉ（Ｓｐ３９）またはｆｉ（Ｓｐ３７）を求める。前者は破棄部５２が設けられないときの値であり、後者は破棄部５２が設けられるときの値である。補正値演算部６４は、ＬＰＢａｉ、ＬＰＢｂｉ、ＬＰＢｃｉに基づき補正値ＬＰＢｉを求める。補正値演算部６４は、たとえば、以下の（３）式に基づいて補正値ＬＰＢｉを求めてもよい。その後、補正部５５はＳ６に進む。
【００３３】
ＬＰＢｉ  ＝  （ＬＰＢａｉ  ＋  ＬＰＢｂｉ  ＋  ＬＰＢｃｉ）／３      ・・・（３）
このように本実施例ではパッチに隣接する下地の光学濃度に応じてパッチの光学濃度を補正することができる。そのため、一周分の下地の光学濃度のプロファイルを作成する必要がなくなり、階調補正に必要となる時間が削減される。また、一周分の下地の光学濃度のプロファイルを記憶しておく必要もないため、補正に必要となるメモリの記憶容量も削減される。また、紙間においても階調補正を実行可能となるため、画像形成装置１００のダウンタイムが削減される。また、連続して複数の画像を形成中でも階調補正を実行できるため、これらの複数の画像の階調再現性を高精度に維持できるようになる。
【００３４】
図６では下流側下地Ｂｉ−１についての傾きの符号と上流側下地Ｂｉについての傾きの符号に応じて補正値の演算モードが切り替えられていた。しかし、図７に示すように、両者の符号が一致しない場合は、Ｓ８に代えてＳ９が実行されてもよい。上述したように、両者の符号が一致しない場合は、（２）式を用いて得られる補正値の精度は低い。つまり、この補正値を用いてもパッチの検知値に含まれる下地の反射光の光量の影響を精度よく低減することが困難であろう。そこで、両者の符号が一致しないパッチ、つまり、階調レベルについての検知値をすべて破棄部５２が破棄することで、ルックアップテーブルを更新するための検知値からこれらを除外してもよい。破棄部５２または判定部５４はどのパッチの検知値、つまり、階調レベルが除外されたかを作成部５６に通知する。たとえば、階調レベルが１０であるパッチの検知値が破棄されると、作成部５６は、ルックアップテーブルのうち、階調レベルが１０であるパッチについての部分の更新を実行しない。つまり、作成部５６は、破棄されなかった検知値を用いて、部分的にルックアップテーブルを更新する。これにより、相対的に精度の高い検知値だけを用いてルックアップテーブルが更新されるようになるため、階調補正の精度が向上しよう。
【００３５】
＜まとめ＞
上述したように中間転写ベルト５は像担持体の一例である。画像形成部１１は階調補正を行うためのトナー画像（テスト画像３０）を中間転写ベルト５に形成する画像形成手段の一例である。センサ１０は、光学濃度を検知する検知手段として機能する。上述したＬＰｉは中間転写ベルト５に形成されたトナー画像からの反射光による光学濃度である。ＬＢｉ−１は、中間転写ベルト５の回転方向においてトナー画像の下流側に隣接し、トナー画像が形成されていない下地の領域である下流側領域Ｂｉ−１からの反射光による光学濃度である。ＬＢｉは、回転方向においてトナー画像の上流側に隣接し、トナー画像が形成されていない下地の領域である上流側領域Ｂｉからの反射光による光学濃度である。取得部５３は下流側領域について検知された光学濃度の傾きと上流側領域について検知された光学濃度の傾きを取得する取得手段として機能する。補正部５５は下流側領域について検知された光学濃度の傾きと上流側領域について検知された光学濃度の傾きに基づきトナー画像が形成された下地の状態に応じた補正値を求め、補正値に基づきトナー画像についての光学濃度を補正する補正手段として機能する。作成部５６は、トナー画像を形成するために使用された画像データと、補正部５５により補正されたトナー画像の光学濃度とに基づく階調補正条件を作成する作成手段または更新手段として機能する。このように本実施例ではパッチに隣接する下地の光学濃度に応じてパッチの光学濃度を補正することができる。そのため、一周分の下地の光学濃度のプロファイルを作成する必要がなくなり、階調補正に必要となる時間が削減される。また、一周分の下地の光学濃度のプロファイルを記憶しておく必要もないため、補正に必要となるメモリの記憶容量も削減される。また、紙間においても階調補正を実行可能となるため、画像形成装置１００のダウンタイムが削減される。また、連続して複数の画像を形成中でも階調補正を実行できるため、これらの複数の画像の階調再現性を高精度に維持できるようになる。なお、補正部５５は、第１の測定結果と第２の測定結果とに基づいて補正条件（例：式（２）、又は、式（３））を決定する決定手段として機能する。第１の測定結果は、像担持体が測定用画像を搬送する搬送方向において測定用画像の上流側の第１領域からの反射光に対応する測定結果（例：Ｓｐ０-Ｓｐ１９）である。第２の測定結果は、搬送方向において測定用画像の下流側の第２領域からの反射光に対応する測定結果（例：Ｓｐ４０−Ｓｐ５９）である。作成部５６は、補正条件に基づいて、第１の測定結果に含まれるデータと、第２の測定結果に含まれるデータと、測定用画像の測定結果とから、変換条件を生成する生成手段として機能する。また、補正部５５は、下流側領域について測定された光学濃度の傾きと上流側領域について測定された光学濃度の傾きとの組み合わせに応じて補正条件を決定してもよい。補正部５５は作成部５６に含まれていてもよい。補正部５５は第１の測定結果に含まれるデータ、第２の測定結果に含まれるデータおよび補正条件を用いて測定用画像の光学濃度を補正するための補正値を決定する。さらに、補正部５５は、この補正値により測定用画像の測定結果である��学濃度を補正する補正手段として機能する。作成部５６は、測定用画像を形成するために使用された画像データと、補正値により補正された測定用画像の光学濃度とに基づき変換条件を生成してもよい
図４（Ａ）、図４（Ｂ）を用いて説明したように、取得部５３は、下流側領域における複数の位置での光学濃度を直線近似して下流側領域についての光学濃度の傾きを取得してもよい。同様に、取得部５３は、上流側領域における複数の位置での光学濃度を直線近似して上流側領域についての光学濃度の傾きを取得してもよい。また、判定部５４は、下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一かどうかを判定する判定手段の一例である。
【００３６】
Ｓ５に関して説明したように、平均化部６２は、下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一であるときに、下流側領域についての光学濃度の平均値と上流側領域についての光学濃度の平均値を求めてもよい。下地推定部６３または補正値演算部６４は、下流側領域についての光学濃度の平均値と上流側領域についての光学濃度の平均値とに基づきトナー画像が形成された下地の光学濃度を推定する推定手段として機能する。また、補正部５５は下地推定部６３または補正値演算部６４により推定された下地の光学濃度を補正値として使用する。このように両者の傾きの符号が一致するときは、より簡易な演算により補正値が求められるようになる。
【００３７】
Ｓ８に関して説明したように、補正部５５は、下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一でないときに、第二モードを用いて補正値を求めてもよい。交点演算部６１は、下流側領域について検知された光学濃度を表す近似直線と、上流側領域について検知された光学濃度を表す近似直線との交点を求める。下地推定部６３は、下流側領域について検知された光学濃度を表す近似直線を用いてトナー画像における下流側の端部における下地の光学濃度を推定する。さらに、下地推定部６３は、上流側領域について検知された光学濃度を表す近似直線を用いてトナー画像における上流側の端部における下地の光学濃度を推定する。交点演算部６１または下地推定部６３は交点における下地の光学濃度を推定する。補正値演算部６４は、下流側の端部における下地の光学濃度と、上流側の端部における下地の光学濃度と、交点における下地の光学濃度とに基づき補正値を求める。たとえば、補正値演算部６４は、（３）式を用いて補正値を求めてもよい。このように、（２）式による補正値の精度が低くなるようなケースでは、第二モードによって補正値が求められてもよい。これにより、補正値の精度が高まり、精度よくルックアップテーブルを更新することが可能となる。つまり、階調補正の精度も向上しよう。
【００３８】
（３）式を用いて説明したように、補正値演算部６４は、下流側の端部における下地の光学濃度と、上流側の端部における下地の光学濃度と、交点における下地の光学濃度との平均値を求め、補正部５５は当該平均値を補正値として使用してもよい。これにより比較的に簡単な演算により、図４（Ｂ）に示したようなケースであっても、（２）式と比較して、補正値を精度よく求めることが可能となる。
【００３９】
Ｓ９に関して説明したように、作成部５６は下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一でないときには補正部５５により補正されたトナー画像の光学濃度に基づく階調補正条件の更新を実行しなくてもよい。つまり、作成部５６は、複数のパッチのうち、下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一でないと判定されたパッチの光学濃度については階調補正条件に反映させない。一方で、作成部５６は、下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一と判定されたパッチの光学濃度については階調補正条件に反映させる。このように、両者の符号が同一と判定されたパッチ（階調レベル）についてはルックアップテーブルが部分的に更新され、両者の符号が一致しないと判定されたパッチ（階調レベル）についてはルックアップテーブルが部分的に更新されない。このような部分更新を採用することで、ルックアップテーブルを精度よく更新可能となろう。
【００４０】
Ｓ４に関して説明したように、判定部５４は、下流側領域についての光学濃度の傾きと上流側領域についての光学濃度の傾きとの積を使用してもよい。判定部５４は、この積の符号が正か負かに応じて下流側領域についての光学濃度の傾きの符号と上流側領域についての光学濃度の傾きの符号とが同一かどうかを判定してもよい。このような簡単な演算により符号判定が実現されてもよい。
【００４１】
Ｓ６に関して説明したように、補正部５５の除算部６５は、補正値でトナー画像についての光学濃度を除算することで当該トナー画像についての光学濃度を補正してもよい。このような簡単な演算により検知値の補正が実現されてもよい。より複雑な関数を用いて検知値が補正されてもよい。
【００４２】
ガンマ部２２に関して説明したように、階調補正条件は、画像データの階調と当該画像データにより作成されるトナー画像の階調とが線形となるように当該画像データを補正する階調補正テーブルであってもよい。このような階調補正テーブルは、いわゆるルックアップテーブルとして画像形成装置１００には記憶されていることが多いため、本実施例は多くの画像形成装置に実装可能である。
【００４３】
図３を用いて説明したように、階調補正を行うためのトナー画像は、それぞれ異なる階調の複数の画像パターンを有し、複数の画像パターンは間隔をあけて像担持体の表面に形成されてもよい。これにより、パッチの両隣に下地の領域を確保できるため、本実施例を適用しやすくなる。
【００４４】
図３や図４（Ａ）などを用いて説明したように、破棄部５２は、下流側領域について検知された複数の光学濃度のうち少なくともトナー画像に対して最も近い検知位置で検知された光学濃度を補正値に反映させないよう破棄してもよい。同様に、破棄部５２は、上流側領域について検知された複数の光学濃度のうち少なくともトナー画像に対して最も近い検知位置で検知された光学濃度を補正値に反映させないよう破棄してもよい。これらの下地領域ではパッチからのトナーの飛散の影響を受けている可能性があるからである。これらの光学濃度を補正値に反映させないことで、より精度よくパッチの光学濃度を補正することが可能となろう。
【符号の説明】
【００４５】
１００...画像形成装置、１０...センサ、２０...画像処理部、２３...階調制御部、５３...取得部、５５...補正部、５６...作成部
【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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