JP2008145590A - 画像形成装置、記録媒体及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式によって形成された画像において発生する単色のムラだけでなく多次色のムラも改善する。
【解決手段】画像形成装置１の画像処理部６０は、濃度が低濃度域の範囲に属する領域Ｎ１〜Ｎ５を含んで形成される単色のテストパターンと、濃度が高濃度域の範囲に属する領域Ｎ６〜Ｎ１０を有する多次色テストパターンとを含むテスト画像を表すテスト画像データ６１０を記憶する。そして、このテスト画像の単色のテストパターンが読み取られて生成された単色読み取り画像データ、多次色のテストパターンが読み取られて生成された多次色読み取り画像データ、及び記憶するテスト画像データに基づいて、補正テーブルを生成する。入力された画像データをこの補正テーブルに基づいて補正すると、補正された画像データに応じて形成された画像における単色のムラと多次色のムラとがどちらも改善される。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置、記録媒体及び画像処理装置に関する。

電子写真方式によって形成された画像は、例えばインクジェット記録方式による画像と比較すると、色の均一性が劣ることが知られている。つまり、電子写真方式によって形成された画像においては、同一の色で均一の濃度であるべきはずの領域に、色差や濃淡が発生しやすい。この現象を色ムラと呼ぶが、この色ムラには単色のムラと多次色のムラがある。単色とは、現像に用いるトナーそのものの色であり、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）である。この単色のムラは、感光体表面の摩耗などが原因で発生し、典型的には、副走査方向に向かって延びる細い筋状の濃淡画像として現れる。

これに対し、多次色とは、複数の単色によって表現される色であり、例えばシアンとイエローが重ねられて表現されるグリーンである。重ねられる色が２色である場合には２次色と呼ばれ、重ねられる色が３色である場合には３次色と呼ばれる。この多次色のムラが発生する原因としては、感光体から中間転写体に転写されたトナー像の上に、さらに別の色のトナー像が重ねられて転写される際に、先に転写されたトナー像が別の色のトナー像が乗った感光体表面に転移してしまうことや、転写ローラや中間転写ベルトの接触状態が均一でない場合に転写されるトナーの量に差が生じることなどが知られている。特に前者のように、トナーが感光体に戻ってしまうような現象は「リトランスファ」と呼ばれている。この多次色のムラは、典型的には、比較的広い領域にわたって色や濃度が穏やかに変化する画像として現れる。

単色のムラを解消する方法として、感光体の位置情報に基づいて帯電量や現像量を調整して補正する方法や（特許文献１参照）、露光量を主走査方向で変化させて補正する方法や（特許文献２参照）、画像の微少領域毎に画素値の変換テーブルを用意しておき、このテーブルを用いて画素値を変換する方法（特許文献３参照）などが提案されている。
特開平０８−０３０１４５号公報 特開平０９−１９７３１６号公報 特開平０６−００３９１１号公報

しかし、特許文献１〜３によって提案されている方法は、上述したような多次色のムラを補正する効果はほとんどない。本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、単色だけでなく多次色のムラを改善する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の単色の各々の画像に応じた光を感光体に照射して当該感光体に各々の単色に対応した静電潜像を形成し、当該静電潜像をそれぞれ前記単色に対応したトナーによって現像して複数のトナー像を形成し、形成された複数のトナー像を重ね合わせて記録媒体に転写する画像形成装置において、前記記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が低濃度域の範囲に属する前記複数の単色のテストパターンと、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が高濃度域の範囲に属する前記複数の単色のうち少なくとも２色で構成される多次色のテストパターンとを含むテスト画像を表すテスト画像データを記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶されているテスト画像データに基づいて、所定の媒体に前記テスト画像を形成するテスト画像形成手段と、前記所定の媒体に形成されたテスト画像を読み取って読み取り画像データを生成する読取手段と、前記読取手段が前記テスト画像に含まれる多次色のテストパターンを読み取って生成した多次色のテストパターンの読み取り画像データを、前記多次色を構成する複数の単色の読み取り画像データに分解する色分解手段と、前記読取手段が前記テスト画像に含まれる単色のテストパターンを読み取って生成した単色のテストパターンの読み取り画像データと、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データと、前記記憶手段に記憶されているテスト画像データとに基づいて、前記第１の方向を基準軸とした各位置における階調特性を算出し、算出した階調特性に基づいて、所定の入力階調値と当該入力階調値の補正値である補正階調値との対応関係を前記位置毎に表す補正テーブルを生成する補正テーブル生成手段と、入力された画像データを、前記補正テーブルに基づいて補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された画像データに基づいて前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

前記記憶手段は、前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記各テストパターンを成す領域の濃度が低濃度域から高濃度域に渡る全濃度域の範囲に属する単色のテストパターン及び多次色のテストパターンを含むテスト画像を表すテスト画像データを記憶し、前記補正テーブル生成手段は、前記単色のテストパターンの読み取り画像データから得られる補正階調値を、低濃度域の範囲に属する入力階調値の補正値である第１の補正階調値とし、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データから得られる補正階調値を、高濃度域の範囲に属する入力階調値の補正値である第２の補正階調値とし、前記第１の補正階調値と第２の補正階調値とに応じた補正階調値を、中濃度域の範囲に属する入力階調値の補正値である第３の補正階調値とし、低濃度域の範囲に属する入力階調値と前記第１の補正階調値との対応関係、中濃度域の範囲に属する入力階調値と前記第３の補正階調値との対応関係、及び高濃度域の範囲に属する入力階調値と前記第２の補正階調値との対応関係を前記位置毎に表す補正テーブルを生成してもよい。

本発明の好ましい態様においては、前記読取手段が前記テスト画像に含まれる多次色のテストパターンを読み取って生成した多次色のテストパターンの読み取り画像データから、所定の空間周波数よりも高い高周波成分を除去する高周波除去手段を備え、前記色分解手段は、前記高周波除去手段による高周波成分の除去を経た前記多次色のテストパターンの読み取り画像データを、前記複数の単色の読み取り画像データに分解してもよい。
前記補正テーブル生成手段は、前記入力階調値の各々について、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データがそれぞれ表す濃度特性の全平均値に基づいて、前記第１の方向を基準軸とした各位置における階調特性を算出してもよい。
前記所定の媒体は、前記感光体、前記トナー像が転写される中間転写体又は前記記憶媒体のうちの少なくとも１つであってもよい。

また、本発明は、第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が低濃度域の範囲に属する前記複数の単色のテストパターンと、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が高濃度域の範囲に属する前記複数の単色のうち少なくとも２色で構成される多次色のテストパターンとを含むテスト画像が形成された記録媒体を提供する。

さらに、本発明は、前記記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が低濃度域の範囲に属する前記複数の単色のテストパターンと、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が高濃度域の範囲に属する前記複数の単色のうち少なくとも２色で構成される多次色のテストパターンとを含むテスト画像を表すテスト画像データを記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶されているテスト画像データに基づいて、所定の媒体に形成された前記テスト画像に含まれる多次色のテストパターンが読み取られて生成された多次色のテストパターンの読み取り画像データを、前記多次色を構成する複数の単色の読み取り画像データに分解する色分解手段と、所定の媒体に形成された前記テスト画像に含まれる単色のテストパターンが読み取られて生成された単色のテストパターンの読み取り画像データと、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データと、前記記憶手段に記憶されているテスト画像データとに基づいて、前記第１の方向を基準軸とした各位置における階調特性を算出し、算出した階調特性に基づいて、所定の入力階調値と当該入力階調値の補正値である補正階調値との対応関係を前記位置毎に表す補正テーブルを生成する補正テーブル生成手段と、入力された画像データを、前記補正テーブルに基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置を提供する。

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（１）実施形態の概要
低濃度域の画像における色ムラと、高濃度域の画像における色ムラとの間には次のような相違点がある。まず、低濃度域の画像では、上述したリトランスファが発生しにくいため、多次色のムラが起こりにくい。そのため、低濃度域の画像は、単色のムラを補正するだけで色ムラが全般的に改善される。一方、高濃度域の画像は、コントラストが強調されにくい特性があるため、単色のムラが認識されにくい。そのため、高濃度域の画像は、多次色の色ムラを補正するだけで色ムラが全般的に改善される。
本実施形態では、単色のテストパターンと多次色のテストパターンから成るテスト画像を用いて、画像の色ムラを改善するための補正テーブルを生成する。この補正テーブルの生成においては、テスト画像の単色のテストパターンから得られる補正階調値を、低濃度域の範囲に属する入力階調値の補正階調値とし、テスト画像の多次色のテストパターンから得られる補正階調値を、高濃度域の範囲に属する入力階調値の補正階調値とする。
すなわち、低濃度域においては、単色のテストパターンに基づいた補正階調値が採用され、高濃度域においては、多次色のテストパターンに基づいた補正階調値が採用された補正テーブルが生成されることになる。この補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正すると、低濃度域から高濃度域に渡る全濃度域の画像にて、多次色のムラと単色のムラとがどちらも改善される。
なお、以下の説明において、主走査方向とは、画像形成時の露光光の走査方向に一致した方向であり、副走査方向は、画像形成に用いる感光体の回転方向（感光体表面の移動方向）に一致した方向である。これら主走査方向と副走査方向は互いに直交する関係にある。

（２）実施形態の詳細
（２−１）構成
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す図である。同図に示すように、この画像形成装置１は、制御部１０、ＵＩ部２０、通信部３０、画像読取部４０、画像形成部５０及び画像処理部６０を備える。画像処理部６０は、画像形成装置１の筐体の内部に収容されているが、図では、画像処理部６０の構成を分かりやすくするために、画像形成装置１の筐体の外に図示している。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを有し、ＣＰＵがメモリに記憶されている各種プログラムを実行することによって画像形成装置１の各部を制御する。ＵＩ部２０は、タッチパネルと操作ボタンとを有し、制御部１０から供給される画像信号に応じた画像を表示すると共に、ユーザからの指示の入力を受け付ける。通信部３０は、ネットワークを介して接続された外部装置と情報のやり取りを行うためのインタフェースである。この通信部３０は、画像データや画像形成に関する指示を外部装置から受信し、受信したこれらの情報を制御部１０や画像処理部６０に供給する。

画像読取部４０は、いわゆるスキャナであり、セットされた用紙の画像を光学的に読み取り、読み取った画像を表す読み取り画像データを生成する。詳細に説明すると、画像読取部４０は、光源から用紙に光を照射させ、反射ミラーを用いてその反射光を結像レンズに導く。そして、結像レンズに導かれた反射光は、ＣＣＤセンサに結像される。ＣＣＤセンサは、結像レンズによって光が結像されると、その光量に応じたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のアナログ信号を出力する。ＣＣＤセンサから出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換された後、各種信号処理が施される。このようにして、用紙の画像を表すＲ，Ｇ，Ｂ各色の読み取り画像データが生成される。

画像形成部５０は、供給される画像データに基づいて、用紙に画像を形成する。この画像形成部５０は、画像形成ユニット５１、中間転写ベルト５２、二次転写部５３、給紙部５４、用紙搬送ベルト５５及び定着部５６を有する。
画像形成ユニット５１は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）毎に個別に設けられており、中間転写ベルト５２の回転方向（図中の矢印Ｂ方向）に沿って上流側から画像形成ユニット５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋの順に配置されている。各画像形成ユニット５１は、感光体ドラム、帯電部、露光部、現像部及び一次転写部を有する。感光体ドラムは、図示せぬ駆動部によって図中の矢印Ａ方向へ所定の速度で回転させられる。帯電部は、感光体ドラムの周面を一様に帯電する。露光部は、帯電部によって帯電された感光体ドラムの周面上に各色の画像データに応じたレーザ光を照射して、感光体ドラムの周面上に各色の画像データに対応する静電潜像を形成する。現像部は、露光部によって生成された静電潜像を各色のトナーによって現像して、各色のトナー像を形成する。一次転写部は、感光体ドラムの周面上に形成された各色のトナー像を重ね合わせて中間転写ベルト５２上に転写する。中間転写ベルト５２は、搬送ロールによって図中の矢印Ｂ方向に回転させられることによって、転写されたトナー像を搬送する。

ここで、図２は、各色のトナー像が中間転写ベルト５２上に転写される様子を示した図である。中間転写ベルト５２には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの順に各色のトナーが転写される。すなわち、複数のトナー像が中間転写ベルト５２上に転写される場合には、上流側の画像形成ユニット５１によって形成されたトナー像の上に、下流側の画像形成ユニット５１によって形成された別の色のトナー像がさらに重ねられることになる。例えば、濃度値（以下、「Ｃｉｎ：Input Coverage」と記す）＝６０％のＲのトナー像を形成する場合は、まず、Ｃｉｎ＝６０％のＹのトナー像が中間転写ベルト５２上に転写される。続いて、Ｃｉｎ＝６０％のＭのトナー像がそのＹのトナー像の上に重なるように転写される。このようにして、Ｃｉｎ＝６０％のＲのトナー像が中間転写ベルト５２上に形成される。このＲのトナー像は、中間転写ベルト５２に搬送されることによって、感光体ドラムＭの下流側に設置されている感光体ドラムＣ、Ｋの周面に接触する。この時に、最後に重ねられたＭのトナーが感光体ドラムＣ及びＫの周面に転移するリトランスファが発生し、その接触状態が均一でない場合に多次色のムラが発生する。すなわち、このリトランスファは、最後に重ねられたトナー像が他の感光体ドラムに接触することにより起こる。そのため、Ｙ，Ｍ，Ｃの三色を同じ割合で重ねた色であるプロセスブラック（以下、「ＰＢ」と記す）、Ｃ，Ｍの二色を同じ割合で重ねた色であるＢ、及びＣ，Ｙの二色を同じ割合で重ねた色であるＧのトナー像を形成する際のＣのトナーにおいても同様の現象が発生する。

図１における給紙部５４は、記録媒体としての用紙を複数枚収容し、収容する用紙を一枚ずつ送り出す。用紙搬送ベルト５５は、給紙部５４から送り出された用紙を二次転写部５３、定着部５６を経由して排紙口へと搬送する。二次転写部５３は、中間転写ベルト５２によってトナー像が搬送されるのと同時に、用紙搬送ベルト５５によって用紙が搬送されると、電位差を利用してトナー像を用紙に転写させる。定着部５６は、トナー像が転写された用紙が搬送されると、熱と圧力とを加えてトナー像を用紙に定着させる。そして、定着部５６によってトナー像が定着された用紙は、排紙口から排紙される。

画像処理部６０は、画像形成装置１の動作モードに応じた処理を行う。画像形成装置１の動作モードには、任意の画像データに基づいて画像を形成する通常動作モードと、テスト画像に基づいて補正テーブルを生成するテストモードとがある。この動作モードは、ユーザによってＵＩ部２０から所定の操作が行われると、制御部１０が切り替える。ユーザがＵＩ部２０を操作してテストモードを指定した場合、画像処理部６０は、テスト画像を表すテスト画像データを出力するとともに、テスト画像が読み取られて生成されたテスト画像の読み取り画像データに基づいて、補正テーブルを生成する。一方、ユーザがＵＩ部２０を操作して通常動作モードを指定した場合、画像処理部６０は、生成した補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正する。この時に、画像処理部６０に入力される画像データは、画像読取部４０が生成した画像データであってもよいし、通信部３０が外部装置から受信した画像データであってもよい。

画像処理部６０は、テスト画像データ発生部６１、選択器６２、切替器６３、補正テーブル生成部６４及び画像データ変換部６５を備える。テスト画像データ発生部６１、補正テーブル生成部６４及び画像データ変換部６５は、図示せぬＣＰＵやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の演算手段や、各種メモリなどの記憶手段によって実現される。補正テーブル生成部６４は、高周波除去部６４ａ、色分解処理部６４ｂ、平均値設定部６４ｃ及び補正量演算部６４ｄを備える。

次に、画像処理部６０を成すこれら各部について説明する。
テスト画像データ発生部６１には、テスト画像を表すテスト画像データ６１０が予め記憶されている。ユーザがＵＩ部２０を操作してテストモードを指定すると、テスト画像データ発生部６１は、記憶するテスト画像データ６１０を選択器６２に供給する。

ここで、テスト画像について説明する。図３は、テスト画像を示す図である。図中の領域Ｎ１はＣｉｎ＝１０％の領域であり、領域Ｎ２はＣｉｎ＝２０％の領域である。同様にして、領域Ｎ５はＣｉｎ＝５０％、領域Ｎ６はＣｉｎ＝６０％、領域Ｎ１０はＣｉｎ＝１００％の領域である。本実施形態では、Ｃｉｎ＝１０％〜５０％が低濃度域、Ｃｉｎ＝６０％〜１００％が高濃度域として予め設定されている。以下では、このテスト画像の主走査方向（図中の矢印Ｘ方向）の画素数が７０００、各色の階調値が採り得る範囲が０〜２５５、濃度値（Ｃｉｎ）が０％〜１００％であるケースを想定して説明を行う。なお、階調値と濃度値とは、表現形式が異なるだけであって、実質的には同じものを意味している。
テスト画像は、テスト画像が形成される用紙の主走査方向（図中の矢印Ｘ方向）に同一濃度で、かつ副走査方向（図中の矢印Ｙ方向）に１０％ずつ濃度が異なる５つの領域から成る各テストパターンを含んでいる。濃度が低濃度域の範囲に属する領域Ｎ１〜Ｎ５から成るテストパターンは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の単色のテストパターンである。また、濃度が高濃度域の範囲に属する領域Ｎ６〜Ｎ１０から成るテストパターンは、Ｙ，Ｍ，Ｃのうち少なくとも２色を含むＰＢ，Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の多次色のテストパターンである。この単色のテストパターンと多次色のテストパターンとは交互に配置される。例えば、図に示すテスト画像は、上から順に、Ｋのテストパターン、ＰＢのテストパターン、Ｙのテストパターン、Ｒのテストパターン、Ｃのテストパターン、Ｇのテストパターン、Ｍのテストパターン、Ｂのテストパターンが形成されている。

図１における選択器６２は、ユーザがＵＩ部２０を操作して通常動作モードを指定した場合、画像データ変換部６５から供給される画像データを画像形成部５０に供給する。一方、ユーザがＵＩ部２０を操作してテストモードを指定した場合、選択器６２は、テスト画像データ発生部６１から供給されるテスト画像データ６１０を画像形成部５０に供給する。切替器６３は、ユーザがＵＩ部２０を操作してテストモードを指定した場合には、上述したテスト画像が画像読取部４０によって読み取られて生成されたテスト画像の読み取り画像データを受け取る。そして、切替器６３は、そのテスト画像の読み取り画像データを、単色のテストパターンから得られた単色読み取り画像データと、多次色のテストパターンから得られた多次色読み取り画像データとに分けて、補正テーブル生成部６４に供給する。補正テーブル生成部６４は、切替器６３から供給された読み取り画像データに基づいて、補正テーブルを生成する。画像データ変換部６５は、補正テーブル生成部６４にて生成された補正テーブルを記憶するとともに、ユーザがＵＩ部２０を操作して通常動作モードを指定した場合、入力された画像データをその補正テーブルに基づいて補正する。

（２−２）テストモード時の動作
次に、テストモード時の画像形成装置１の動作について説明する。
ユーザがＵＩ部２０を操作してテストモードを指定すると、制御部１０は動作モードをテストモードに切り替える。テストモードにおいて、テスト画像データ発生部６１は、上述したようにテスト画像データ６１０を出力する。テスト画像データ発生部６１によって出力されたテスト画像データ６１０は、選択器６２によって画像形成部５０に供給される。画像形成部５０は、供給されたテスト画像データ６１０に基づいて、用紙にテスト画像を形成する。テスト画像が形成された用紙が画像形成装置１から排紙されると、画像形成装置１のオペレータは、その用紙を画像読取部４０にセットし、ＵＩ部２０から所定の操作を行うことによって画像の読み取りを指示する。ＵＩ部２０に画像の読み取り指示が入力されると、画像読取部４０は、セットされた用紙のテスト画像を読み取って、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のテスト画像の読み取り画像データを生成する。このテスト画像の読み取り画像データは、切替器６３によって単色読み取り画像データと多次色読み取り画像データとに分けられて、補正テーブル生成部６４に供給される。切替器６３から供給された単色読み取り画像データは、補正量演算部６４ｄに供給される。一方、切替器６３から供給された多次色読み取り画像データは、高周波除去部６４ａ、色分解処理部６４ｂ及び平均値設定部６４ｃを経た後、補正量演算部６４ｄに供給される。

高周波除去部６４ａは、切替器６３から供給された多次色読み取り画像データから、例えば２０ｍｍ幅の平均化フィルタを用いて、所定の空間周波数よりも高い高周波成分を除去する。この高周波成分の除去処理によってその色ムラの原因となるノイズ成分を取り除くことができる。高周波除去部６４ａは、高周波成分の除去処理を経た多次色読み取り画像データを色分解処理部６４ｂに供給する。色分解処理部６４ｂは、高周波除去部６４ａから供給されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の多次色読み取り画像データを、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像データに変換して、色分解を行う。この色分解は、例えば、画像形成装置１の出荷前に定められた色分解規則に従って行われる。

図４は、色分解した多次色読み取り画像データが表す濃度特性の一例を示す図である。図では、多次色のテストパターンの領域Ｎ６（Ｃｉｎ＝６０％）が読み取られて生成された多次色読み取り画像データが表す濃度特性の例が示されている。図の横軸は、各テスト画像の主走査方向を基準軸とした原点からの各位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、各読み取り画像データの濃度値（Ｃｉｎ：％）を示す。図に示すように、ＰＢのテストパターンからは、Ｃの読み取り画像データと、Ｙの読み取り画像データと、Ｍの読み取り画像データとが得られる。例えば、図中の折れ線ＣＰは、画像読取部４０がテスト画像のテストパターンＰＢの領域Ｎ６を読み取ることによって得られた、Ｃの読み取り画像データが表す濃度特性を示す。また、Ｇのテストパターンからは、Ｃの読み取り画像データと、Ｙの読み取り画像データとが得られる。例えば、図中の折れ線ＣＧは、画像読取部４０がテスト画像のテストパターンＧの領域Ｎ６を読み取ることによって得られた、Ｃの読み取り画像データが表す濃度特性を示す。さらに、Ｂのテストパターンからは、Ｃの読み取り画像データと、Ｍの読み取り画像データとが得られる。例えば、図中の折れ線ＣＢは、画像読取部４０がテスト画像のテストパターンＢの領域Ｎ６を読み取ることによって得られた、Ｃの読み取り画像データが表す濃度特性を示す。図に示すように、折れ線ＣＰ、ＣＧ、ＣＢによって表される各々の濃度値は、本来はＣｉｎ＝６０％であるはずなのに、主走査方向の位置に応じて値がばらついている。これらの濃度値の変化は、前述したリトランスファ等の影響で、テスト画像の多次色のテストパターンに色ムラが発生していることを表している。

図１における平均値設定部６４ｃは、テスト画像における多次色のテストパターンの各濃度値（Ｃｉｎ＝６０％、Ｃｉｎ＝７０％・・・Ｃｉｎ＝１００％）について、色分解処理部６４ｂによって色分解されたＹ，Ｍ，Ｃ各色の多次色読み取り画像データが表す濃度特性の平均値をそれぞれ求める。図５は、図４に示した折れ線ＣＰ，ＣＧ，ＣＢがそれぞれ示す濃度特性と、それら濃度特性の平均値とを重ねて表した図である。同図に示すように、折れ線ＣＰ、ＣＧ、ＣＢの濃度特性は似通っている。そのため、これらの濃度特性の平均値をもって、Ｃの多次色読み取り画像データが表す濃度特性とみなすことができる。この平均値は、例えば、折れ線ＣＰ，ＣＧ，ＣＢにおける各位置の濃度値の平均値をそれぞれＣＡ１〜ＣＡ３とした場合、（ＣＡ１＋ＣＡ２＋ＣＡ３）／３という計算式にて求めることができる。平均値設定部６４ｃは、上述と同様にしてＹ，Ｍについても濃度特性の平均値を求めるとともに、Ｋについては色分解処理部６４ｂによって色分解された濃度特性をそのままＫの濃度特性として用いる。このようにして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の多次色読み取り画像データが表す濃度特性が生成されると、生成された濃度特性が補正量演算部６４ｄに供給される。

次に、補正量演算部６４ｄの処理について説明する。
上述したように、補正量演算部６４ｄには、切替器６３から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の単色読み取り画像データと、平均値設定部６４ｃから出力されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の多次色読み取り画像データが表す濃度特性が供給される。補正量演算部６４ｄは、まず、切替器６３から供給されたＲ，Ｇ，Ｂ各色の単色読み取り画像データをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の単色読み取り画像データに変換する。Ｒ，Ｇ，Ｂのデータ値と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのデータ値との対応関係については、実験的或いは計算によって予め求められた値を補正量演算部６４ｄが記憶しておき、補正量演算部６４ｄがその記憶内容に基づいて変換を行えばよい。

続いて、補正量演算部６４ｄは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の単色読み取り画像データと、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の多次色読み取り画像データが表す濃度特性とに基づいて、画素位置毎の入力階調値と出力階調値との関係を示す階調特性を算出する。入力階調値とは、テスト画像データ発生部６１に記憶されているテスト画像データ６１０を構成する各画素位置の階調値値であり、出力階調値とは、画像読取部４０がテスト画像を読み取ることによって得られた読み取り画像データを構成する各画素位置の階調値である。入力階調値及び出力階調値はいずれも、０〜２５５の範囲の値を採る。

図６は、各画素位置の階調特性を例示する図である。図において「ｐｉｘｅｌ」は、主走査方向の画素位置を表している。例えば解像度が６００ｄｐｉ（dot per inch）の場合、主走査方向に連なる画素数は約７０００個となる。この場合、ｐｉｘｅｌ＝０は、主走査方向の原点（例えば画像の左端部）の画素の位置を表し、ｐｉｘｅｌ＝６９９９は主走査方向の終点（例えば画像の右端部）の画素の位置を表している。
図の破線Ｃは、入力階調値と出力階調値とが同じ値である場合の階調特性を表している。また、図の実線Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２・・・Ｃ_６９９９は、上記のようにして求めた入力階調値と出力階調値との関係、つまり画素位置毎の階調特性を表している。破線Ｃと実線Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２・・・Ｃ_６９９９とを比較すると、各画素位置における出力階調値と入力階調値とは同じ値ではないことが多い。例えば、画素位置ｐｉｘｅｌ＝２の階調特性は、出力階調値が入力階調値よりも大きくなる傾向にある。このような各画素位置における階調特性の傾向を打ち消して、入力階調値と出力階調値がほぼ同じ値になるように調整することで、色ムラを補正する。そのため、補正量演算部６４ｄは、入力階調値を補正階調値に変換するための階調変換特性を画素位置毎に求める。図の実線Ｃ_０’、Ｃ_１’、Ｃ_２’・・Ｃ_６９９９’が、この各画素位置の階調変換特性を示している。同図に示すように、例えば、実線Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２・・・Ｃ_６９９９に示した階調特性において、出力階調値が入力階調値よりも大きくなる傾向にある画素位置の補正階調値は、その傾向の分だけ、値が小さくなるように設定される。一方、出力階調値が入力階調値よりも小さくなる傾向にある画素位置の補正階調値は、その傾向の分だけ、値が大きくなるように設定される。

続いて、補正量演算部６４ｄは、各入力階調値とその入力階調値の補正値である補正階調値との対応関係を画素位置毎に表す、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の補正テーブル６５０を生成する。図７は、補正テーブル６５０の内容の一例を示す図である。図では、簡便のために値を間引いて記載しているが、この補正テーブル６５０は、０〜２５５までの各入力階調値と、その入力階調値の補正値である補正階調値との対応関係が、ｐｉｘｅｌ＝０〜６９９９までの画素位置毎に対応付けられている。例えば、ｐｉｘｅｌ＝４３８の画素位置において、入力階調値が「１１１」である場合、対応する補正階調値は「１１７」となる。このようにして生成された補正テーブル６５０は、画像データ変換部６５に記憶される。

（２−３）通常動作モード時の動作
次に、図１を参照して通常動作モード時の画像形成装置１の動作について説明する。
ユーザがＵＩ部２０を操作して通常動作モードを指定し、画像読取部４０又は通信部３０から画像データが入力されると、画像処理部６０は、入力された画像データを画像データ変換部６５に供給する。画像データ変換部６５は、供給された画像データから、主走査方向における画素位置と各画素位置の階調値とを取得し、補正テーブル６５０に基づいて、その画像データの階調値を補正階調値に変換する。すなわち、入力された画像データにおける低濃度域の範囲に属する入力階調値については単色のムラについての補正が施され、高濃度域の範囲に属する入力階調値については多次色のムラについての補正が施される。画像データ変換部６５によって補正された画像データは、選択器６２によって画像形成部５０に供給される。画像形成部５０は、供給された画像データに基づいて、用紙に画像を形成する。これにより、低濃度域から高濃度域に渡る全濃度域の画像にて、多次色のムラと単色のムラとがどちらも改善された画像が用紙に形成される。

（３）変形例
上記実施形態に対して以下のような変形を適用することができる。
上記実施形態において、補正テーブル６５０は、単色読み取り画像データから算出される低濃度域の補正階調値と、多次色読み取り画像データから算出される高濃度域の補正階調値とに基づいて生成されていた。
これに対し、補正テーブル６５０は、単色読み取り画像データから算出される低濃度域の補正階調値（第１の補正階調値）、多次色読み取り画像データから算出される高濃度域の補正階調値（第２の補正階調値）、及びそれら補正階調値から算出される中濃度域の補正階調値（第３の補正階調値）に基づいて生成されてもよい。この場合、図８に示すように、テスト画像は、副走査方向に１０％ずつ濃度が異なる１０個の領域から成る各テストパターンを含み、単色のテストパターンと多次色のテストパターンとは、それぞれ領域Ｎ１〜Ｎ１０を含んで形成される。補正量演算部６４ｄは、単色読み取り画像データから算出される単色補正階調値と、多次色読み取り画像データから算出される多次色補正階調値とを求め、低濃度域では単色補正階調値、高濃度域では多次色補正階調値、中濃度域ではそれら補正階調値の平均値を用いて補正テーブル６５０を生成する。例えば、中濃度域の範囲に属する入力階調値１２７において、ある画素位置における単色補正階調値が１３０、多次色補正階調値が１３４であった場合を想定すると、１３０と１３４の平均値である１３２がその画素位置における補正階調値となる。以上のようにして、補正テーブル６５０を生成することにより、低濃度域から高濃度域に渡って、単色のムラ（細筋）及び多次色のムラ（緩やかなムラ）が滑らに補正される。
また、上述した低濃度域、高濃度域、中濃度域の範囲は任意であるが、例えば、Ｃｉｎ＝１０％〜３０％を低濃度域、Ｃｉｎ＝４０％〜６０％を中濃度域、Ｃｉｎ＝７０％〜１００％を高濃度域としてもよい。
さらに、上述した中濃度域をさらに複数の濃度域に分けて補正階調値を求めてもよい。例えば、中濃度域のうち、低濃度域に近い濃度域を第１濃度域、高濃度域に近い濃度域を第３濃度域、第１濃度域と第３濃度域の間を第２濃度域とすると、第１濃度域では、単色補正階調値と多次色補正階調値とを７：３の比率で合わせた値を補正階調値とする。第２濃度域では、上述と同様に、単色補正階調値と多次色補正階調値との平均値（すなわち、単色補正階調値と多次色補正階調値とを５：５の比率で合わせた値）を補正階調値とする。第３濃度域では、単色補正階調値と多次色補正階調値とを３：７の比率で合わせた値を補正階調値とする。以上のようにして、単色階調値と多次色階調値を濃度に応じて按分して補正テーブル６５０を生成することにより、低濃度域から高濃度域に渡って、画像の色ムラがより滑らかに補正される。

上記実施形態において、画像読取部４０は、用紙という媒体に形成されたテスト画像を読み取って読み取り画像データを生成していた。ただし、テスト画像が形成される記録媒体は、感光体ドラム又は中間転写ベルト５２であってもよい。これにより、補正テーブル６５０の生成の度にテスト画像を形成した用紙をプリントしなくとも、補正テーブル６５０を生成することができる。

上記実施形態では、画素ごとに階調特性や階調変換特性を求めていたが、複数の画素からなる領域ごとに階調特性や階調変換特性を求めるようにしてもよい。本発明における「各位置」とは、画素毎の位置や複数の画素からなる領域の位置を含む概念である。
なお、本発明の画像処理部６０は、画像形成装置１に内蔵されるものに限らず、例えば画像形成装置１とネットワークに接続されたホスト装置により、画像処置装置として実現されるものであっても良い。

画像形成装置１の全体構成を示す図である。 各色のトナー像が中間転写ベルト５２上に転写される様子を示した図である。 テスト画像を示す図である。 多次色読み取り画像データが表す濃度特性の一例を示す図である。 各濃度特性とその平均値とを示す図である。 各画素位置の階調特性及び階調変換特性を例示する図である。 補正テーブル６５０の内容の一例を示す図である。 変形例におけるテスト画像を示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１０…制御部、２０…ＵＩ部、３０…通信部、４０…画像読取部、５０…画像形成部、５１…画像形成ユニット、５２…中間転写ベルト、５３…二次転写部、５４…給紙部、５５…用紙搬送ベルト、５６…定着部、６０…画像処理部、６１…テスト画像データ発生部、６１０…テスト画像データ、６２…選択器、６３…切替器、６４…補正テーブル生成部、６４ａ…高周波除去部、６４ｂ…色分解処理部、６４ｃ…平均値設定部、６４ｄ…補正量演算部、６５…画像データ変換部、６５０…補正テーブル。

Claims (7)

1. 複数の単色の各々の画像に応じた光を感光体に照射して当該感光体に各々の単色に対応した静電潜像を形成し、当該静電潜像をそれぞれ前記単色に対応したトナーによって現像して複数のトナー像を形成し、形成された複数のトナー像を重ね合わせて記録媒体に転写する画像形成装置において、
   前記記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が低濃度域の範囲に属する前記複数の単色のテストパターンと、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が高濃度域の範囲に属する前記複数の単色のうち少なくとも２色で構成される多次色のテストパターンとを含むテスト画像を表すテスト画像データを記憶した記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されているテスト画像データに基づいて、所定の媒体に前記テスト画像を形成するテスト画像形成手段と、
   前記所定の媒体に形成されたテスト画像を読み取って読み取り画像データを生成する読取手段と、
   前記読取手段が前記テスト画像に含まれる多次色のテストパターンを読み取って生成した多次色のテストパターンの読み取り画像データを、前記多次色を構成する複数の単色の読み取り画像データに分解する色分解手段と、
   前記読取手段が前記テスト画像に含まれる単色のテストパターンを読み取って生成した単色のテストパターンの読み取り画像データと、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データと、前記記憶手段に記憶されているテスト画像データとに基づいて、前記第１の方向を基準軸とした各位置における階調特性を算出し、算出した階調特性に基づいて、所定の入力階調値と当該入力階調値の補正値である補正階調値との対応関係を前記位置毎に表す補正テーブルを生成する補正テーブル生成手段と、
   入力された画像データを、前記補正テーブルに基づいて補正する補正手段と、
   前記補正手段によって補正された画像データに基づいて前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶手段は、
   前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記各テストパターンを成す領域の濃度が低濃度域から高濃度域に渡る全濃度域の範囲に属する単色のテストパターン及び多次色のテストパターンを含むテスト画像を表すテスト画像データを記憶し、
   前記補正テーブル生成手段は、
   前記単色のテストパターンの読み取り画像データから得られる補正階調値を、低濃度域の範囲に属する入力階調値の補正値である第１の補正階調値とし、
   前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データから得られる補正階調値を、高濃度域の範囲に属する入力階調値の補正値である第２の補正階調値とし、
   前記第１の補正階調値と第２の補正階調値とに応じた補正階調値を、中濃度域の範囲に属する入力階調値の補正値である第３の補正階調値とし、
   低濃度域の範囲に属する入力階調値と前記第１の補正階調値との対応関係、中濃度域の範囲に属する入力階調値と前記第３の補正階調値との対応関係、及び高濃度域の範囲に属する入力階調値と前記第２の補正階調値との対応関係を前記位置毎に表す補正テーブルを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記読取手段が前記テスト画像に含まれる多次色のテストパターンを読み取って生成した多次色のテストパターンの読み取り画像データから、所定の空間周波数よりも高い高周波成分を除去する高周波除去手段を備え、
   前記色分解手段は、前記高周波除去手段による高周波成分の除去を経た前記多次色のテストパターンの読み取り画像データを、前記複数の単色の読み取り画像データに分解する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記補正テーブル生成手段は、前記入力階調値の各々について、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データがそれぞれ表す濃度特性の全平均値に基づいて、前記第１の方向を基準軸とした各位置における階調特性を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の媒体は、前記感光体、前記トナー像が転写される中間転写体又は前記記憶媒体のうちの少なくとも１つである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が低濃度域の範囲に属する前記複数の単色のテストパターンと、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が高濃度域の範囲に属する前記複数の単色のうち少なくとも２色で構成される多次色のテストパターンとを含むテスト画像が形成された記録媒体。
7. 記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の領域から成る複数のテストパターンであって、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が低濃度域の範囲に属する前記複数の単色のテストパターンと、前記テストパターンを成す複数の領域の濃度が高濃度域の範囲に属する複数の単色のうち少なくとも２色で構成される多次色のテストパターンとを含むテスト画像を表すテスト画像データを記憶した記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されているテスト画像データに基づいて、所定の媒体に形成された前記テスト画像に含まれる多次色のテストパターンが読み取られて生成された多次色のテストパターンの読み取り画像データを、前記多次色を構成する複数の単色の読み取り画像データに分解する色分解手段と、
   所定の媒体に形成された前記テスト画像に含まれる単色のテストパターンが読み取られて生成された単色のテストパターンの読み取り画像データと、前記色分解手段によって得られた複数の単色の読み取り画像データと、前記記憶手段に記憶されているテスト画像データとに基づいて、前記第１の方向を基準軸とした各位置における階調特性を算出し、算出した階調特性に基づいて、所定の入力階調値と当該入力階調値の補正値である補正階調値との対応関係を前記位置毎に表す補正テーブルを生成する補正テーブル生成手段と、
   入力された画像データを、前記補正テーブルに基づいて補正する補正手段と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。

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