JP2018072730A - 画像形成装置、画像形成システム、色補正方法および色補正プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トナー消費および生産性の低下を抑制しつつ、エッジ部と非エッジ部との間で色差が生じた場合であっても、画像形成する際の色補正を正確に行うことが可能な画像形成装置、画像形成システム、色補正方法および色補正プログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、用紙に第１画像を形成する画像形成部と、画像形成部により形成された第１画像の色を検出する色検出部と、色検出部の検出結果を用いて、画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正部と、を備え、色補正部は、色補正を行う際、第１画像のエッジ部に対する色検出部の第１検出結果、および、第１画像の非エッジ部に対する色検出部の第２検出結果の用い方を変更する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成システム、色補正方法および色補正プログラムに関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

用紙に形成された出力画像は、入力画像のＲＧＢ値やＣＭＹＫ値と一致することが望ましいが、例えば出力される用紙の種類によって、用紙の色やトナーのしみこみ具合が変わるので、出力画像の色がそれぞれにおいて異なる場合がある。そのため、入力画像の色の値を補正の目標値として、画像形成の際において色補正が行われる。

例えば、特許文献１には、所定のタイミングで印刷ジョブを中断してパッチ画像を形成して当該パッチ画像の濃度を検出可能な構成が記載されている。この技術では、検出したパッチ画像の濃度に基づいて、画像形成の際において濃度補正を行う。

特開平１１−０７５０６７号公報 特開２０１６−９０６９５号公報

ところで、画像形成装置においては、画像の縁であるエッジ部と、エッジ部以外の部分である非エッジ部との間で、例えばエッジ効果、掃き寄せ、吸い込みにより濃度差、つまり、色差が生じる場合がある。例えば、図１に示すように、画像形成装置においては、元画像を画像処理することにより入力された入力画像が印刷された際に出力画像として出力される。このエッジ効果の影響により、出力画像がエッジ部の部分（黒で表示）が非エッジ部の部分（ドットで表示）よりも濃い色で出力される。

このようにエッジ部と非エッジ部との間で色差が生じた場合、当該色差がない場合に対して画像全体における画像濃度が異なってしまう。そのため、検出した画像濃度と目標値との差分も、当該色差がない場合に対して異なってしまうので、画像形成する際の色補正を正確に行うことができないという問題が生じる。

また、特許文献１に記載の技術では、画像の濃度を検出するためのパッチ画像を形成する必要があるので、余計なトナー消費につながるとともに、生産性の低下につながるという問題が生じる。

本発明の目的は、トナー消費および生産性の低下を抑制しつつ、エッジ部と非エッジ部との間で色差が生じた場合であっても、画像形成する際の色補正を正確に行うことが可能な画像形成装置、画像形成システム、色補正方法および色補正プログラムを提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
用紙に第１画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出する色検出部と、
前記色検出部の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正部と、
を備え、
前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１画像のエッジ部に対する前記色検出部の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記色検出部の第２検出結果の用い方を変更する。

本発明に係る画像形成システムは、
画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
用紙に第１画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出する色検出部と、
前記色検出部の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正部と、
を備え、
前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１画像のエッジ部に対する前記色検出部の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記色検出部の第２検出結果の用い方を変更する。

本発明に係る色補正方法は、
用紙に第１画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の色補正方法であって、
前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出し、
前記第１画像の色の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行い、
前記色補正を行う際、前記第１画像のエッジ部に対する前記第１画像の色の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記第１画像の色の第２検出結果の用い方を変更する。

本発明に係る色補正プログラムは、
用紙に第１画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の色補正プログラムであって、
コンピューターに、
前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出する検出処理と、
前記検出処理の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正処理と、
前記色補正処理の際、前記第１画像のエッジ部に対する前記検出処理の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記検出処理の第２検出結果の用い方を変更する変更処理と、
を実行させる。

本発明によれば、トナー消費および生産性の低下を抑制しつつ、エッジ部と非エッジ部との間で色差が生じた場合であっても、画像形成する際の色補正を正確に行うことができる。

元画像から出力画像が形成されるまでの流れを示す図である。 本実施の形態に係る画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 湿度とエッジ効果量との関係を示す図である。 現像コントラスト電位とエッジ効果量との関係を示す図である。 従来技術において、元画像から出力画像が形成されるまでの流れを示す図である。 本実施の形態における画像形成において、補正濃度データが検出されるまでの流れを示す図である。 同一色からなる元画像の一例を示す図である。 補正係数の一例を示す図である。 補正係数の一例を示す図である。 画像形成装置における色補正制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。 色補正制御の動作例の一例を示すフローチャートである。 入力階調と、エッジ部および非エッジ部の濃度との関係を示す図である。 入力階調に対するγ補正量を示す図である。 濃度検出部における検出範囲を示した補正係数を示す図である。 中央部分が全て非エッジ部となる画像を示す図である。 中央部分において各ドット間の間隔が大きくなった画像を示す図である。 階調と、エッジ部および非エッジ部の濃度との関係を示す図である。 湿度とエッジ効果量との関係を示す図である。 コート紙に形成されたトナー像を示す図である。 普通紙に形成されたトナー像を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図２に示すように、画像形成システム１００は、用紙Ｓの搬送方向に沿って上流側から、画像形成装置１および後処理装置２が接続されて構成される。

画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図３に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

図２に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

図３に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

図２に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

後処理装置２は、画像形成装置１から排紙された用紙Ｓに形成された画像を検出する濃度検出部２００を有する。濃度検出部２００は、例えばスキャナー等であり、用紙Ｓから検出した画像の濃度情報を画像形成装置１の制御部１０１にフィードバックする。濃度検出部２００は、本発明の「色検出部」に対応する。画像の濃度は、本発明の「画像の色」に対応する。

用紙Ｓに形成された画像（以下、出力画像）は、入力画像のＲＧＢ値やＣＭＹＫ値と一致することが望ましいが、例えば出力される用紙の種類によって、用紙の色やトナーのしみこみ具合が変わるので、出力画像の色がそれぞれにおいて異なる場合がある。そのため、入力画像の色の値を補正の目標値として、画像形成の際において色補正が行われる。

そこで、制御部１０１は、濃度検出部２００によりフィードバックされた濃度情報を元に、入力画像の色の値を補正の目標値として、画像形成の際において色補正を行う。すなわち、用紙Ｓに形成された画像である実画像に基づいて、画像の色補正を行うので、パッチ画像を作成することなく、色補正を行うことが可能となる。

ところで、画像形成装置１においては、例えばエッジ効果、掃き寄せ、吸い込み等の影響により、画像の縁であるエッジ部と、エッジ部以外の部分である非エッジ部との間で濃度差が生じてしまうことが知られている。

具体的に、エッジ効果の影響を受けた場合、画像のエッジ部が非エッジ部よりも色が濃くなる。掃き寄せの影響を受けた場合、画像の後端部におけるエッジ部が非エッジ部よりも色が濃くなる。また、吸い込みの影響を受けた場合、画像のエッジ部が非エッジ部よりも色が薄くなる。

また、エッジ部と非エッジ部との間で生じる濃度差は、画像形成条件や環境条件の影響を受けやすい。例えば、図４に示すように、画像形成装置１の周囲における湿度が小さくなるほど、エッジ効果による画像の変動量であるエッジ効果量が大きくなることが知られている。また、図５に示すように、感光体ドラム４１３の露光電位と、現像バイアスとの電位差である、現像コントラスト電位が大きくなるほど、エッジ効果量が大きくなることが知られている。

このように、エッジ部と非エッジ部との間に濃度差が生じた場合、当該濃度差が生じてない場合と比較して、画像全体における濃度が異なってしまう。そのため、濃度検出部２００により検出した画像濃度と目標値との差分が、当該濃度差が生じていない場合と比較して、異なってしまうので、画像形成する際の色補正を正確に行うことができないおそれがある。そのため、できるだけエッジ部と非エッジ部との間に濃度差を考慮した色補正を行うことが望ましい。

エッジ部と非エッジ部との間で生じる濃度差を抑制する技術として、例えば特許文献２に記載の技術（以下、従来技術という）が知られている。従来技術では、図６に示すように、エッジ効果が発生しそうな箇所を予測して、入力画像における当該箇所を薄くすることによりエッジ効果を抑制している。

しかしながら、従来技術では、エッジ効果の発生しそうな箇所を入力画像において予測するものなので、画像形成条件や環境条件の影響を受けた場合、エッジ効果による影響を完全に抑制できるものではない。そのため、出力画像においてエッジ効果が発生してしまう場合があるため、当該出力画像における検出データを制御部１０１にフィードバックしても、正確な色補正を行うことができない。

そこで、本実施の形態では、制御部１０１が、濃度検出部２００の検出結果を用いて、画像形成部４０により形成される第２画像の色補正を行う。具体的に、制御部１０１は、濃度検出部２００により検出された検出濃度に基づいて、エッジ部と非エッジ部の濃度差がなくなるように検出濃度を補正する。この補正の際、制御部１０１は、濃度が検出された第１画像のエッジ部に対する濃度検出部２００の第１検出結果、および、第１画像の非エッジ部に対する濃度検出部２００の第２検出結果の用い方を変更する。そして、制御部１０１は、検出濃度を補正した補正濃度に基づいて、画像形成部４０により形成される画像の色補正を行う。

これにより、エッジ部と非エッジ部との間の濃度差を考慮した色補正を行うことが可能となる。以下、本発明における色補正制御について説明する。制御部１０１は、本発明の「色補正部」に対応する。

まず、本実施の形態では、濃度検出部２００により出力画像の濃度を検出する。そして、その出力画像における検出結果から、エッジ部と非エッジ部の濃度差がなくなるように補正濃度データを形成する。例えば、図７に示す例の場合、出力画像を検出した結果、第１検出結果、つまり、エッジ部の検出濃度が１．６であり、第２検出結果、つまり、非エッジ部の検出濃度が１．５である。制御部１０１は、これらの検出濃度に、１検出結果に対応する濃度を補正するためのパラメータである補正係数を乗算した上で、乗算後の検出濃度の平均値を算出し、当該平均値を適用した補正濃度データを形成して、補正濃度データを次の入力画像にフィードバックする。

具体的には、制御部１０１は、濃度検出部２００により検出される出力画像における検出濃度に対して、エッジ部と非エッジ部に補正係数を乗算することにより、エッジ部および非エッジ部における補正濃度をそれぞれ算出する。

エッジ部と非エッジ部においては、濃度差が生じることを考慮して、補正係数は、エッジ部と非エッジ部とで異なる値に設定される。例えば、非エッジ部における補正係数については、補正係数を乗算した後の濃度が検出濃度と変わらないように１００％として設定する。非エッジ部は、エッジ効果等による影響を受けないため、画像形成装置１における現時点における出力濃度に近い濃度となると考えられるためである。なお、色補正のアルゴリズムとの組み合わせに応じて、非エッジ部の補正係数を１００％以外の値に変更してもよい。

そして、エッジ部については、非エッジ部に対する濃度差に応じて補正係数が調整される。例えば、非エッジ部に対してエッジ部が濃い場合、補正係数が１００％より小さい値に設定され、非エッジ部に対してエッジ部が薄い場合、補正係数が１００％より大きい値に設定される。

制御部１０１は、例えば、画像内において、所定画素と、その周囲の隣接画素との階調差に応じて、所定画素に対応する補正係数を決定する。例えば、図８に示すように、同一色からなる部分を有する元画像の場合について、補正係数の決定方法について説明する。図８に示される数字は、各画素における画素値を示している。なお、以下の説明においては、画素値が２５５となる画素を黒画素とし、画素値が０となる画素を白画素として説明する。

図８に示す元画像の場合、黒画素のうち、白画素と隣接する黒画素は、エッジ効果の影響を受けやすいため、当該黒画素、つまり、エッジ部の補正係数は、非エッジ部の補正係数である１００％より小さい値に設定される。

エッジ部を判断する基準は、例えば、エッジ部に該当する画素と隣接画素との階調差が、閾値（例えば、１２８）以上である場合である。具体的に、エッジ部の補正係数は、１００％から、例えば１０％減算された９０％に設定される。なお、一般的な輪郭抽出の画像処理アルゴリズムを用いて補正係数を算出しても良い。また、閾値および補正係数は、複数段階に分けて設定しても良い。

また、白画素に隣接する黒画素のうち、搬送方向の後端部に該当する黒画素（図８における下２行分の黒画素）は、掃き寄せの影響を受けやすいため、当該黒画素の補正係数は、１００％より小さい値に設定される。具体的に、当該黒画素の補正係数は、１００％から１０％減算された９０％に設定される。また、当該黒画素のうち、エッジ部に該当する黒画素については、補正係数は９０％からさらに１０％減算された８０％に設定される。

また、上記のように補正係数を減算された黒画素に該当しない黒画素、つまり、非エッジ部については、補正係数は１００％のままとされる。このように補正係数を設定すると、例えば、画素毎の補正係数の関係は、図９に示すようになる。図９における数字は、その画素に設定された補正係数を示している。

このように補正係数をエッジ部と非エッジ部とで異ならせることにより、エッジ部の濃度を非エッジ部の濃度に近づけることができるので、エッジ部と非エッジ部との間で発生する濃度差を考慮した色補正をすることが可能となる。

ところで、上述したように、画像形成装置１の周囲における環境条件や画像形成条件によりエッジ効果量が変動することが知られている（図４および図５参照）。そこで、制御部１０１は、画像形成装置１の周囲における環境条件や画像形成条件に応じて補正係数を算出しても良い。

例えば、低湿度の環境条件であって、現像コントラスト電位が大きい画像形成条件である場合、図１０に示すように、制御部１０１は、図９における補正条件からさらに補正条件を変更した条件に補正条件を設定する。これにより、エッジ効果量の変動を考慮した補正条件に設定することができる。

また、制御部１０１は、画像形成装置１に使用される部品の耐久情報に応じて補正係数を算出しても良い。例えば、画像形成装置１に使用される感光体ドラム４１３が劣化することにより、露光時において感光体ドラム４１３上の潜像が広がり、エッジ部がぼけたような画像になる場合がある。この潜像の広がりにより、感光体ドラム４１３におけるエッジ部に対応する部分の電界の変化がなだらかになり、エッジ効果の影響が弱まるためである。そのような場合、エッジ部における補正係数をやや大きくすることにより、よりエッジ部と非エッジ部との濃度差を小さくした補正濃度とすることができる。

補正係数が設定されると、例えば表１のように、各画素において濃度が検出された場合、設定された補正係数に応じて補正濃度が算出される。

そして、補正濃度が算出されると、制御部１０１は、当該補正濃度に基づいて、画像形成部４０により形成される画像の色補正を行う。例えば、表１では、画像における全画素の補正濃度における平均値を算出する。表１では、便宜上画素３つしか表示していないため、平均値は３つの画素の平均値を示している。

そして、画像における濃度の目標値になるように、現像バイアス等の画像形成条件を補正する。表１の場合、第１画素から第３画素における補正濃度の平均値が、１．４９であり、濃度の目標値が１．６０であるので、画像の濃度が０．１１増加するように画像形成条件を補正する。

ここで、補正濃度を算出することなく、画像における全画素の濃度平均値により、補正を行うと、全画素の濃度平均値が１．６７となり、画像形成装置１における現時点における出力濃度に近い濃度である非エッジ部の濃度との差が大きいものとなってしまうので、正確な色補正制御を行うことができない。

しかし、本実施の形態では、検出濃度に補正係数を乗算した補正濃度における平均値に基づいて色補正を行う。表１の場合、非エッジ部の検出濃度が１．５０であり、補正濃度平均値が１．４９であるから、非エッジ部の検出濃度と略同等の補正濃度が得られていることが確認できる。そのため、画像形成装置１における現時点の状態に応じた色補正を行うことができる。

また、制御部１０１は、画像の色補正を行う際、第２検出結果、つまり、非エッジ部のデータのみを用いるか、非エッジ部のデータに加えて第１検出結果、つまり、エッジ部のデータを用いるかについて決定しても良い。

非エッジ部のデータは、画像形成装置１における現時点における出力濃度に近い濃度である。そのため、例えば、同一の色および階調からなるエッジ部と非エッジ部とが存在する場合、目標濃度から大きくずれていると考えられるエッジ部のデータを用いるよりは、非エッジ部のデータを用いた方が正確な画像の色補正を行えるものと考えられる。そのような場合、制御部１０１が非エッジ部のデータのみを用いると決定することにより、画像形成装置１における現時点における出力濃度に近い補正濃度により画像の色補正を行うことができる。

また、画像に対する非エッジ部の割合が小さい場合、非エッジ部のみのデータを用いて補正をすると、画像全体における色補正に対する信頼性が不足するものと考えられるので、その場合、制御部１０１は、エッジ部および非エッジ部の両方のデータを用いると決定する。

制御部１０１は、エッジ部および非エッジ部の両方のデータを用いると決定した場合、エッジ部のデータよりも非エッジ部のデータを優先して用いる。具体的には、制御部１０１は、画像に対するエッジ部の割合が大きい場合、エッジ部における補正濃度を小さくする制御を行う。すなわち、制御部１０１は、色補正を行う際、第１検出結果を多く用いるにつれて、色補正の補正量を小さくする。

エッジ部は、補正濃度において補正係数が乗算されるものの、画像に対するエッジ部の割合が大きいと、その分正確な色補正をしにくくなる。そのため、画像に対するエッジ部の割合が大きい場合、エッジ部における補正濃度を小さくすることにより、画像の色補正におけるエッジ部の寄与率を小さくすることができる。

次に、画像形成装置１における色補正制御を実行するときの動作例について説明する。図１１は、画像形成装置１における色補正制御を実行するときの動作例の一例を示すフローチャートである。図１１における処理は、制御部１０１が印刷ジョブの実行指示を受け付けたときに実行される。

図１１に示すように、まず、制御部１０１は、入力画像を形成する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、形成した入力画像から、色補正量に基づいた出力画像を用紙Ｓに出力する（ステップＳ１０２）。色補正量は、後述するステップＳ１０４における色補正制御において、制御部１０１により決定された色補正量である。

次に、制御部１０１は、濃度検出部２００により検出された出力画像の画像濃度を取得する（ステップＳ１０３）。次に、制御部１０１は、取得した画像濃度に基づいて色補正制御を実行する（ステップＳ１０４）。

次に、制御部１０１は、印刷ジョブが終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０５）。判定の結果、印刷ジョブが終了していない場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、印刷ジョブが終了した場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、本制御は終了する。

次に、色補正制御の動作例について説明する。図１２は、色補正制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図１２における処理は、制御部１０１が図１１におけるステップＳ１０４の色補正制御が実行されたときの処理である。

図１２に示すように、制御部１０１は、非エッジ部のみで補正可能であるか否かについて判定する（ステップＳ２０１）。判定の結果、非エッジ部のみで補正可能である場合（ステップＳ２０１、ＹＥＳ）、制御部１０１は、非エッジ部のデータにより補正濃度を算出する（ステップＳ２０２）。

一方、非エッジ部のみで補正可能でない場合、つまり、エッジ部のデータと非エッジ部のデータとを用いて補正する場合（ステップＳ２０１、ＮＯ）、制御部１０１は、エッジ部のデータおよび非エッジ部のデータに基づいて、それぞれの補正係数を算出する（ステップＳ２０３）。

次に、制御部１０１は、算出した補正係数に基づいて補正濃度を算出する（ステップＳ２０４）。次に、制御部１０１は、画像に対するエッジ部のデータの割合に応じて補正濃度を変更する（ステップＳ２０５）。

ステップＳ２０２およびステップＳ２０５の後、制御部１０１は、算出した補正濃度に基づいて、図１１のステップＳ１０２における色補正量を決定する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の後、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、画像におけるエッジ部と非エッジ部の濃度差がなくなるように、検出濃度を補正し、補正した補正濃度に基づいて画像の色補正を行うので、エッジ部と非エッジ部との間における濃度差を考慮した色補正を行うことができる。また、画像形成部４０により形成された画像、つまり、実画像を用いて補正濃度を決定するので、パッチ画像を形成することなく、色補正を行うことができる。

すなわち、本実施の形態によれば、トナー消費および生産性の低下を抑制しつつ、エッジ部と非エッジ部との間で濃度差が生じた場合であっても、画像形成する際の色補正を正確に行うことができる。

なお、上記実施の形態では、エッジ部および非エッジ部の両方のデータを用いて色補正を行う場合、エッジ部の画像に対する割合に応じて色補正量を変更していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、エッジ部および非エッジ部の両方のデータを用いて色補正を行う場合、色補正に対するエッジ部のデータの寄与率を非エッジ部のデータよりも小さくする制御を行っても良い。

図１３は、入力階調と、エッジ部および非エッジ部の濃度との関係を示す図である。図１４は、入力階調に対するγ補正量を示す図である。

図１３における黒丸のプロットは非エッジ部を示し、白丸のプロットはエッジ部を示している。図１３における破線Ｌ１は非エッジ部のプロットの近似曲線を示し、一点鎖線Ｌ２はエッジ部のプロットの近似曲線を示している。

図１４における破線Ｌ３は非エッジ部のデータによるγ曲線を示し、一点鎖線Ｌ４はエッジ部のデータによるγ曲線を示している。また、図１４における二点鎖線Ｌ５は一点鎖線Ｌ３と破線Ｌ４との平均曲線を示し、実線Ｌ６は二点鎖線Ｌ５の重み付け平均曲線を示している。

色補正を行う際に、例えば、図１３に示すような入力階調に対する濃度データが得られた場合、非エッジ部のデータ量がエッジ部のデータ量と比較して少ないため、制御部１０１はエッジ部および非エッジ部の両方のデータを用いることを決定する。

制御部１０１は、得られた濃度のデータからγ補正を行うことにより、色補正量を決定する。図１３および図１４に示すように、制御部１０１は、非エッジ部のデータの近似曲線である破線Ｌ１と、エッジ部のデータの近似曲線である一点鎖線Ｌ２とを用いて、破線Ｌ１に対応するγ曲線である破線Ｌ３と、一点鎖線Ｌ２に対応するγ曲線である一点鎖線Ｌ４とを算出する。

制御部１０１は、破線Ｌ３と一点鎖線Ｌ４との平均曲線である二点鎖線Ｌ５を算出する。ここで、非エッジ部のデータが画像形成装置１における現時点における出力濃度に近い濃度であることを考慮して、制御部１０１は、色補正に対するエッジ部のデータの寄与率を非エッジ部のデータよりも小さくする。つまり、制御部１０１は、エッジ部のデータよりも非エッジ部のデータを多く用いる。

具体的には、制御部１０１は、二点鎖線Ｌ５に対して、非エッジ部のデータ（破線Ｌ３）への重み付け平均を行う。つまり、制御部１０１は、二点鎖線Ｌ５を、破線Ｌ３に近づけるようにして実線Ｌ６を算出する。なお、本制御におけるフローチャートとしては、図１２におけるステップＳ２０４、ステップＳ２０５の部分と、実線Ｌ６を算出するまでの制御とを置き換えれば良い。

これにより得られた実線Ｌ６を用いて、制御部１０１は、理想線における濃度となるように画像の色補正を行う。これにより、エッジ部と非エッジ部における濃度差を考慮した色補正を行うことができる。

また、上記実施の形態では、画素単位で補正係数を算出していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、濃度検出部２００における検出範囲が画素単位よりも大きい場合、検出範囲内の各画素における係数を加重平均することにより補正係数を算出しても良い。各画素における係数は上記実施の形態における補正係数を示している。

具体的には、図１５に示すような画像の場合において、破線２００Ａが検出範囲となっている場合、制御部１０１は、以下の式（１）により、補正係数を算出する。
補正係数＝（Ａ１×１＋（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）×１／２＋（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）×１／３）／（検出範囲内の中心に位置する画素数×１＋当該中心の画素の上下左右に位置する画素の合計数×１／２＋その他の角部分に位置する画素数×１／３）・・・・（１）

式（１）におけるＡ１は、検出範囲２００Ａ内における中心に位置する画素における係数であり、Ｂ１〜Ｂ４は、Ａ１の上下左右に位置する画素における係数であり、Ｃ１〜Ｃ４は、その他の角部分に位置する画素における係数である。

例えば、図１５における例の場合、補正係数は（１００×１＋３８０×１／２＋３７０×１／３）／（１×１＋４／２＋４／３）＝９５．４％となる。このように検出範囲毎に補正係数を算出することによっても、エッジ部と非エッジ部における濃度差を考慮した色補正を行うことができる。

また、上記実施の形態では、補正係数を図９のように設定していたが、例えば、スクリーン処理において、階調に応じてエッジ効果量が変わってくることを考慮して補正係数を変更しても良い。例えば、図１６Ａに示すように、中央部分（黒で囲まれた部分）が全て非エッジ部となるような画像の場合、当該中央部分内においては、エッジ効果による影響を受けないため、エッジ部の部分において例えば、補正係数を８０％に設定する。

それに対し、図１６Ｂに示すように、中央部分（斜線部分）において、スクリーン処理の影響で、各ドット間の間隔が大きくなっているような画像の場合、非エッジ部が少なく、画像のほとんどがエッジ部となる。このような画像の場合、エッジ部と非エッジ部とで補正係数に差を付ける必要がないため、例えば補正係数を９５％に設定する。このようにすることで，画像に応じて適切な補正係数を選択することができる。

また、補正係数は、例えば式（２）のように算出されても良い。
補正係数＝非エッジ部の濃度／エッジ部の濃度・・・（２）

式（２）における、非エッジ部の濃度とエッジ部の濃度は、エッジ部と非エッジ部とで階調がそれぞれ同じとなる部分の非エッジ部の濃度とエッジ部の濃度である。例えば、図１７に示すような階調に対するエッジ部および非エッジ部の濃度データが得られた場合については、表２に示すような補正係数の算出結果が得られる。また、非エッジ部における補正係数は１００％としている。

ところで、式（２）においては、例えば、第１階調（例えば、５０％）となるエッジ部に対して、第１階調となる非エッジ部が画像内に存在しないような場合、当該エッジ部について補正係数を算出できないこととなる。そのため、第１階調と所定階調差（例えば、１％）以内である第２階調となる非エッジ部が画像内に存在する場合、制御部１０１は、第２階調となる非エッジ部の濃度と、第１階調となるエッジ部の濃度とを用いて補正係数を算出する。

また、このように補正係数を算出する場合には、エッジ部の第１色と非エッジ部の第２色とが、同一の色である必要はなく、第１色と第２色とが互いに類似した色であっても良い。例えば、階調値が５０％のシアンと、階調値５０％のシアンと階調値１％のイエローとを組み合わせた色とが、互いに類似した色の一例として挙げられる。他には、例えば、階調値５０％のシアンと階調値５０％のイエローとを組み合わせた色と、階調値５１％のシアンと階調値４９％のイエローと階調値１％のマゼンタとを組み合わせた色とが、互いに類似した色の一例として挙げられる。

また、例えば、文字のみの画像が続くことにより、エッジ部と非エッジ部のデータが少なくて適切な色補正量を決定できない場合が起こり得る。そこで、制御部１０１は、所定画像の印刷条件（所定の条件）に応じて、補正係数を算出する処理を実行する。具体的に、制御部１０１は、補正係数を算出するためのテストパターンを形成するように画像形成部４０を制御するか否かについて決定する。

制御部１０１は、エッジ部のみの画像が所定枚数連続で続いた場合、テストパターンを形成するように画像形成部４０を制御すると決定する。これにより、テストパターンによる補正濃度を決定することができるので、当該補正濃度により画像の色補正を正確に行うことができる。

また、画像形成装置１の周囲における環境条件、画像形成条件、および、画像形成装置１に使用される部品の耐久情報に応じてエッジ効果量が変動することから、例えば、これらの条件の何れかに大きな変化があった場合、制御部１０１において決定された色補正量が適切でない場合が起こり得る。

例えば、図１８に示すように、画像形成装置１の周囲の湿度条件が、前回動作時から、現在動作時で大きく変化したような場合、エッジ効果量に差が生じることから、適切な色補正量が大きく変わることが考えられる。そこで、制御部１０１は、画像形成装置１の周囲における環境条件、画像形成条件、又は、画像形成装置１に使用される部品の耐久情報（所定の条件）に応じて、補正濃度を決定するためのテストパターンを形成するよう画像形成部４０を制御するか否かを決定する。

制御部１０１は、画像形成装置１の周囲の湿度条件が、前回動作時から、現在動作時で大きく変化したような場合、テストパターンを形成するように画像形成部４０を制御すると決定する。これにより、テストパターンによる補正濃度を決定することができるので、当該補正濃度により画像の色補正を正確に行うことができる。

また、用紙Ｓの種類に応じてエッジ部と非エッジ部との間の濃度差が変動する場合がある。例えば、図１９に示すように、２つのコート層Ｓ１により繊維層Ｓ２を挟んだ構成であるコート紙のような用紙Ｓの場合、定着前および定着後の両方において、エッジ部の部分が非エッジ部の部分よりもトナーＴが突出したような画像が用紙Ｓに形成される。

それに対し、図２０に示すように、繊維層Ｓ２のみからなる用紙Ｓの場合、定着前においては、エッジ部の部分が非エッジ部の部分よりもトナーＴが突出しているが、定着後においては、エッジ部の部分のトナーＴが繊維層Ｓ２にしみこむため、結果としてエッジ部と非エッジ部とで用紙Ｓに対する厚さが変わらなくなる。このような場合、同じ条件により色補正を行った場合、適切な色補正量が適切でない場合が起こり得る。

そこで、制御部１０１は、用紙Ｓの条件（所定の条件）に応じて、補正濃度を決定するためのテストパターンを形成するよう画像形成部４０を制御するか否かを決定する。

制御部１０１は、用紙Ｓの種類が変更された場合、テストパターンを形成するように画像形成部４０を制御すると決定する。これにより、テストパターンによる補正濃度を決定することができるので、当該補正濃度により画像の色補正を正確に行うことができる。

また、上記実施の形態では、画像の濃度のみを用いて色補正を行っていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、明度、色度、彩度、の３つの値のそれぞれを用いて色補正を行っても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
４０ 画像形成部
１００ 画像形成システム
１０１ 制御部
２００ 濃度検出部

Claims (16)

1. 用紙に第１画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出する色検出部と、
   前記色検出部の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正部と、
   を備え、
   前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１画像のエッジ部に対する前記色検出部の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記色検出部の第２検出結果の用い方を変更する、
   画像形成装置。
2. 前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第２検出結果のみを用いるか、前記第２検出結果に加えて前記第１検出結果を用いるかについて決定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１検出結果よりも前記第２検出結果を優先して用いる、
   請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１検出結果よりも前記第２検出結果を多く用いる、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１検出結果を多く用いるにつれて、前記色補正の補正量を小さくする、
   請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１検出結果に対応する色を補正するためのパラメータである補正係数を決定する、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記補正係数は、前記エッジ部の第１色に対する、前記第１色と同一又は類似する色である、前記非エッジ部の第２色の割合である、
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記色補正部は、前記画像内において、所定画素と、その周囲の隣接画素との階調差に応じて、前記所定画素に対応する前記補正係数を算出する、
   請求項６または請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記色補正部は、前記画像形成装置の周囲における環境条件に応じて前記補正係数を算出する、
   請求項６〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記色補正部は、前記画像形成装置に使用される部品の耐久情報に応じて前記補正係数を算出する、
    請求項６〜９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記色補正部は、画像形成条件に応じて前記補正係数を算出する、
    請求項６〜１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記色補正部は、前記画像の階調条件に応じて前記補正係数を変更する、
    請求項６〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記色補正部は、所定の条件に応じて、前記補正係数を算出する処理を実行する、
    請求項６〜１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
14. 画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムであって、
    用紙に第１画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出する色検出部と、
    前記色検出部の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正部と、
    を備え、
    前記色補正部は、前記色補正を行う際、前記第１画像のエッジ部に対する前記色検出部の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記色検出部の第２検出結果の用い方を変更する画像形成システム。
15. 用紙に第１画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の色補正方法であって、
    前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出し、
    前記第１画像の色の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行い、
    前記色補正を行う際、前記第１画像のエッジ部に対する前記第１画像の色の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記第１画像の色の第２検出結果の用い方を変更する色補正方法。
16. 用紙に第１画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の色補正プログラムであって、
    コンピューターに、
    前記画像形成部により形成された前記第１画像の色を検出する検出処理と、
    前記検出処理の検出結果を用いて、前記画像形成部により形成される第２画像の色補正を行う色補正処理と、
    前記色補正処理の際、前記第１画像のエッジ部に対する前記検出処理の第１検出結果、および、前記第１画像の非エッジ部に対する前記検出処理の第２検出結果の用い方を変更する変更処理と、
    を実行させる、
    色補正プログラム。
    

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