JP6172974B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、主走査方向の画像のムラを補正する機能を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置の画像品質（以下画質と呼ぶ）には、粒状性、面内一様性、文字品位、色再現性（色安定性を含む）などがある。画質に影響する要因として、電子写真方式を使用した画像形成装置では、感光ドラムを帯電する帯電器の劣化による帯電ムラ、感光ドラムに静電潜像を形成するためのレーザスキャナ等の露光ムラ、あるいは静電潜像を現像する現像器の現像ムラ等がある。

これらのムラは、シートに形成される画像の主走査方向（シート搬送方向と直交する方向）に画像ムラ（濃度ムラや色ムラ）を発生させる要因になり、面内一様性を損なう要因としてとして大きな課題となっている。

そこで、特許文献１では、主走査方向に複数のテストパターンを印刷したシートを出力し、テストパターンの濃度をハンディ濃度計等で測定することによって、主走査方向の濃度ムラを補正する技術（主走査シェーディング補正）が提案されている。

一方、この主走査シェーディング補正を、画像形成装置の内部に搭載したカラーセンサを用いて行う方法として、特許文献２に記載されている技術が提案されている。

特許文献２には、シートの主走査方向に同一画像信号値による帯状のテストパターンを形成する技術が記載されている。また、特許文献２には、テストパターンを形成されたシートを９０度回転して給紙部にセットし、当該シートを再度給紙して、画像形成装置内のカラーセンサを用いてテストパターンを測定することが記載されている。

特開２００４−１６３２１６号公報 特開２００６−５８５６５号公報

しかしながら、従来の主走査シェーディング補正は、例えば画像形成装置の設置時やジョブの開始前など、所定のタイミングで強制的に実行されており、実行する必要があるかどうかを判断していなかった。このため、補正するほど画像ムラが発生していない状態でも、補正が行われていた。

したがって、画像ムラを補正する必要が無いにも関わらず、主走査シェーディング補正が行われてしまい、ユーザはシートの向きを９０度回転させて再度給紙部にセットするという面倒な作業を強いられていた。

また、ユーザによって出力物に要求される画像ムラのレベルは異なる。例えば、色校正（プルーフ用）として出力する場合は、成果物印刷（デジタルプレス用）として出力する場合よりもより画像ムラに対する精度が求められる。このように、ユーザの要求レベルに応じて、主走査シェーディング補正を行う必要があるかどうかの判断をしないと、ユーザに作業負荷がかかってしまったり、画像形成装置のダウンタイムが発生したりしてしまう。

そこで、本発明は、主走査シェーディング補正を行う際に、ユーザの作業負荷を軽減するとともに、ダウンタイムを削減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、搬送路に沿ってシートを搬送する搬送手段と、回転駆動する感光体と、前記感光体を帯電する帯電部と、静電潜像を形成するために前記帯電された感光体を露光する露光部と、前記静電潜像を現像する現像部と、を有し、前記シートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段を制御して測定用画像を前記シートに形成する制御手段と、前記搬送路に設けられ、前記シート上の前記測定用画像を測定する第１測定手段と、前記シートが搬送される搬送方向に直行する方向において前記第１測定手段と異なる位置に設けられ、前記シート上の前記測定用画像を測定する第２測定手段と、前記測定用画像が形成された前記シートを排紙する排紙手段と、給紙部と、前記排紙手段によって前記測定用画像の形成された前記シートが排紙された後に前記給紙部に前記測定用画像の長手方向が搬送方向と平行となるように前記シートがセットされた状態で前記シートの給紙が指示された場合、前記給紙部にセットされた前記シートを給紙させ、前記搬送手段に前記シートを搬送させ、前記第１測定手段に前記測定用画像の長手方向において前記測定用画像の異なる位置を測定させ、前記長手方向における前記測定用画像のムラに関するデータを前記第１測定手段の測定結果に基づいて取得する取得手段と、前記排紙手段が前記測定用画像の形成された前記シートを排紙する前に、前記第１測定手段に前記長手方向において前記測定用画像の第１の位置を測定させ、前記第２測定手段に前記長手方向において前記第１の位置と異なる前記測定用画像の第２の位置を測定させ、前記第１測定手段による前記第１の位置の測定結果と前記第２測定手段による前記第２の位置の測定結果とに基づいて、前記データを取得する必要があるか否かを判定する判定手段と、を有し、前記測定用画像の前記長手方向は前記露光部からの露光光が前記感光体を走査する主走査方向に相当することを特徴とする。

本発明によれば、主走査シェーディング補正を行う際に、ユーザの作業負荷を軽減するとともに、ダウンタイムを削減することができる。

画像形成装置１００の構造を示す断面図である。 カラーセンサ２００を示す図である。 画像形成装置１００のシステム構成を示すブロック図である。 色測定用チャートを示すイメージ図である。 カラーマネージメント環境の概略図である。 操作部１８０を示す図である。 ユーザモードキー４１０を選択したときの表示画面である。 画像形成装置１００の動作を示すフローチャートである。 最大濃度調整の動作を示すフローチャートである。 階調調整の動作を示すフローチャートである。 多次色補正処理の動作を示すフローチャートである。 シェーディング基準値設定画面を示す図である。 主走査シェーディング補正の動作を示すフローチャートである。 テストパターンの詳細を示す図である。 （ａ）は、１回目測定時における、チャートとカラーセンサ２００ａ〜２００ｄの位置関係を示す図である。（ｂ）は、２回目測定時における、チャートとカラーセンサ２００ａ〜２００ｄの位置関係を示す図である。 （ａ）は、主走査シェーディングモードを行う必要がある旨を報知する表示画面である。（ｂ）は、主走査シェーディングモードを行う必要がない旨を報知する表示画面である。 チャートのセット方向を報知する表示画面を示す図である。 テストパターンの主走査方向の濃度分布を示す図である。 （ａ）は、濃度比α（ｘ）と主走査方向の補正係数β（ｘ）との関係を示す図である。（ｂ）は、濃度比α（ｘ）と主走査方向の補正係数γ（ｘ）との関係を示す図である。

（画像形成装置）
本実施形態では電子写真方式のレーザビームプリンタを用いて上記課題の解決方法を説明する。ここでは、一例として、画像形成方式として電子写真方式を採用する。しかし、本発明は、インクジェット方式や昇華方式にも適用できる。

図１は、画像形成装置１００の構造を示す断面図である。画像形成装置１００は、筐体１０１を備える。筐体１０１には、エンジン部を構成するための各機構と、制御ボード収納部１０４とが設けられている。制御ボード収納部１０４には、各機構による各印刷プロセス処理（例えば、給紙処理など）に関する制御を行なうエンジン制御部１０２と、プリンタコントローラ１０３が収納されている。

図１が示すように、エンジン部にはＹＭＣＫに対応した４つのステーション１２０、１２１、１２２、１２３が設けられている。ステーション１２０、１２１、１２２、１２３は、トナーをシート１１０に転写して画像を形成する像形成手段である。ここで、ＹＭＣＫは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの略称である。各ステーションは、ほぼ共通の部品により構成されている。感光ドラム１０５は、像担持体の一種であり、一次帯電器１１１により一様の表面電位に帯電する。感光ドラム１０５は、レーザ１０８が出力するレーザ光によって、静電潜像が形成される。各画素の階調に対するレーザ露光量は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により変更される。

現像器１１２は、色材（トナー）を用いて潜像を現像してトナー像を形成する。トナー像（可視像）は、中間転写体１０６上に転写される。中間転写体１０６上に形成された可視像は、収納庫１１３から搬送されてきたシート１１０に対して、転写ローラ１１４により転写される。さらに、中間転写体１０６および転写ローラ１１４には、それぞれクリーニング機構１１８、１１９が当接されており、中間転写体１０６や転写ローラ１１４に付着したトナーを除去することができる。

本実施形態の定着処理機構は、シート１１０に転写されたトナー像を加熱および加圧してシート１１０に定着させる第一定着器１５０および第二定着器１６０を有している。第一定着器１５０には、シート１１０に熱を加えるための定着ローラ１５１、シート１１０を定着ローラ１５１に圧接させるための加圧ベルト１５２、定着完了を検知する第一定着後センサ１５３を含む。これらローラは中空ローラであり、内部にそれぞれヒータを有している。

第二定着器１６０は、第一定着器１５０よりもシート搬送方向下流に配置されている。第二定着器１６０は、第一定着器１５０により定着したシート上のトナー像に対してグロス（光沢）を付与したり、定着性を確保したりする。第二定着器１６０も、第一定着器１５０と同様に定着ローラ１６１、加圧ローラ１６２、第二定着後センサ１６３を有している。シート１１０の種類によっては第二定着器１６０を通す必要がない。この場合、エネルギー消費量低減の目的で第二定着器１６０を経由せずにシート１１０は搬送経路１３０を通過する。

例えば、シート１１０上の画像にグロスを多く付加する設定がされた場合や、シート１１０が厚紙のように定着に多くの熱量を必要とする場合は、第一定着器１５０を通過したシート１１０は、第二定着器１６０にも搬送される。一方、シート１１０が普通紙や薄紙の場合であって、グロスを多く付加する設定がされていない場合は、シート１１０は、第二定着器１６０を迂回する搬送経路１３０を搬送される。第二定着器１６０にシート１１０を搬送するか、第二定着器１６０を迂回してシート１１０を搬送するかは、切替部材１３１により制御される。

排紙搬送経路１３９は、シート１１０を外部へ排紙するための搬送経路である。切替部材１３２は、シート１１０を搬送経路１３５へと誘導するか、排紙搬送経路１３９に誘導するかを切り替える。搬送経路１３５へと導かれたシート１１０の先端は、反転センサ１３７を通過し、反転部１３６へ搬送される。反転センサ１３７がシート１１０の後端を検出すると、シート１１０の搬送方向が切り替えられる。切替部材１３３は、シート１１０を両面画像形成用の搬送経路１３８へと誘導するか、搬送経路１３５に誘導するかを切り替える。

搬送経路１３５には、シート１１０上のパッチ画像を検知するカラーセンサ２００が配置されている。カラーセンサ２００は、シート１１０の搬送方向と直交する方向に４つのセンサ２００ａ〜２００ｄが並べて配置されており、４列のパッチ画像を検知できる。操作部１８０からの指示により測定が指示されると、エンジン制御部１０２は主走査シェーディング補正、最大濃度調整、階調調整、多次色補正処理などを実行する。

切替部材１３４は、シート１１０を排紙搬送経路１３９に誘導する誘導部材である。排紙搬送経路１３９を搬送されたシート１１０は、画像形成装置１００の外部へと排紙される。

（カラーセンサ）
図２は、カラーセンサ２００の構造を示す図である。カラーセンサ２００の内部には、白色ＬＥＤ２０１、回折格子２０２、ラインセンサ２０３、演算部２０４、及びメモリ２０５が設けられている。白色ＬＥＤ２０１は、シート１１０上のパッチ画像２２０に光を照射する発光素子である。パッチ画像２２０から反射した光は、透明部材で構成される窓２０６を通過する。

回折格子２０２はパッチ画像２２０からの反射光を波長ごとに分光する。ラインセンサ２０３は、回折格子２０２により波長ごとに分解された光を検出するｎ個の受光素子を備えた光検出素子である。演算部２０４は、ラインセンサ２０３により検出された各画素の光強度値から各種の演算を行う。

メモリ２０５は、演算部２０４が使用する各種のデータを保存する。演算部２０４は、例えば、光強度値から分光反射率を演算する分光演算部等を有する。また、白色ＬＥＤ２０１から照射された光をシート１１０上のパッチ画像２２０に集光したり、パッチ画像２２０から反射した光を回折格子２０２に集光したりするレンズがさらに設けられてもよい。また、カラーセンサ２００がシート１１０上のパッチ画像を測定する測定領域は、白色ＬＥＤ２０１の照射領域（スポット径）に等しく、本実施形態ではφ５ｍｍである。

図３は、画像形成装置１００のシステム構成を示すブロック図である。この図を用いて、最大濃度調整、階調調整、及び多次色補正処理について説明する。なお、図３では、プリンタコントローラ１０３により行われる処理を分かり易くするために、プリンタコントローラ１０３内をブロックで表現している。

（最大濃度調整）
まず、プリンタコントローラ１０３は、最大濃度調整に用いるテストチャートを出力するよう、エンジン制御部１０２に指示を出す。このとき、予め設定された又は前回の最大濃度調整時において設定された帯電電位、露光強度、及び現像バイアスで、シート１１０に最大濃度調整用のパッチ画像がＣＭＹＫの色毎に形成される。その後、エンジン制御部１０２は、カラーセンサ制御部３０２に対してパッチ画像の測定の指示を出す。

カラーセンサ２００にてパッチ画像の測定が行われると、測定された結果は、分光反射率データとして濃度変換部３２４に送られる。濃度変換部３２４は、分光反射率データをＣＭＹＫの濃度データに変換し、変換した濃度データを最大濃度補正部３２０に送る。

最大濃度補正部３２０は、最大濃度となる画像データをトナー像として出力したときの濃度が所望の値となるように、帯電電位、露光強度、及び現像バイアスの補正量を算出し、算出した補正量をエンジン制御部１０２へと送信する。エンジン制御部１０２は、次回以降の画像形成動作に、送信された帯電電位、露光強度、及び現像バイアスの補正量を用いる。以上の動作によって、出力される画像の最大濃度が調整される。

（階調調整）
最大濃度調整の処理が終わると、プリンタコントローラ１０３は、シート１１０上に１６階調のパッチ画像を形成するようにエンジン制御部１０２に指示を出す。なお、１６階調のパッチ画像の画像信号としては、例えば００Ｈ、１０Ｈ、２０Ｈ、３０Ｈ、４０Ｈ、５０Ｈ、６０Ｈ、７０Ｈ、８０Ｈ、９０Ｈ、Ａ０Ｈ、Ｂ０Ｈ、Ｃ０Ｈ、Ｄ０Ｈ、Ｅ０Ｈ、ＦＦＨとすればよい。

このとき、最大濃度調整で算出された帯電電位、露光強度、及び現像バイアスの補正量を用いて、シート１１０に１６階調のパッチ画像がＣＭＹＫの色毎に形成される。シート１１０に１６階調のパッチ画像が形成されると、エンジン制御部１０２は、カラーセンサ制御部３０２に対してパッチ画像の測定の指示を出す。

カラーセンサ２００にてパッチ画像の測定が行われると、測定結果は分光反射率データとして濃度変換部３２４に送られる。濃度変換部３２４は、分光反射率データをＣＭＹＫの濃度データに変換し、変換した濃度データを濃度階調補正部３２１に送る。濃度階調補正部３２１は、所望の階調性が得られるように露光量の補正量を算出する。そして、ＬＵＴ作成部３２２は単色階調ＬＵＴを作成し、各色ＣＭＹＫの信号値としてＬＵＴ部３２３へ送る。

（プロファイル）
多次色調整処理を行うにあたり、画像形成装置１００は、多次色を含むパッチ画像の測定結果から後述のＩＣＣプロファイルを作成し、そのプロファイルを用いて入力画像を変換して出力画像を形成する。

ここで、多次色を含むパッチ画像２２０は、ＣＭＹＫの４色それぞれについて網点面積率を３段階（０％、５０％、１００％）に変化させ、色毎の網点面積率の全ての組み合わせのパッチ画像を形成する。パッチ画像２２０は、図４に記載のように、各カラーセンサ２００ａ〜２００ｄによって読み取られるように４列に並べて形成される。

優れた色再現性を実現するプロファイルとして、ここでは近年市場で受け入れられているＩＣＣプロファイルを用いることとする。ただし、本発明は、ＩＣＣプロファイルでなければ適用できない発明ではない。本発明は、Ａｄｏｂｅ社が提唱したＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔのレベル２から採用されているＣＲＤ（Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ）やＰｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）内の色分解テーブルなどにも適用できる。

カスタマエンジニアによる部品交換時や、カラーマッチング精度が要求されるジョブの前、さらには、デザイン構想段階などで最終出力物の色味が知りたい時などに、ユーザは操作部１８０を操作してカラープロファイルの作成処理を指示する。

プロファイルの作成処理は、図３のブロック図に示すプリンタコントローラ１０３において行われる。プリンタコントローラ１０３はＣＰＵを有し、後述するフローチャートを実行するためのプログラムを記憶部３５０から読み出して実行する。

操作部１８０がプロファイル作成指示を受け付けると、プロファイル作成部３０１は、ＩＳＯ１２６４２テストフォームであるＣＭＹＫカラーチャート２１０を、プロファイルを介さずにエンジン制御部１０２に出力する。プロファイル作成部３０１は、カラーセンサ制御部３０２に測定指示を送る。エンジン制御部１０２は、画像形成装置１００を制御して帯電、露光、現像、転写、定着といったプロセスを実行させる。これにより、シート１１０にはＩＳＯ１２６４２テストフォームが形成される。

カラーセンサ制御部３０２はカラーセンサ２００を制御して、ＩＳＯ１２６４２テストフォームを測定させる。カラーセンサ２００は、測定結果である分光反射率データをプリンタコントローラ１０３のＬａｂ演算部３０３に出力する。Ｌａｂ演算部３０３は、分光反射率データをＬ＊ａ＊ｂ＊データに変換して、プロファイル作成部３０１に出力する。Ｌ＊ａ＊ｂ＊データの受け渡しは、カラーセンサ用入力ＩＣＣプロファイル格納部３０４を介して行われる。なお、Ｌａｂ演算部３０３は、機器に依存しない色空間信号であるＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系へ分光反射率データを変換してもよい。

プロファイル作成部３０１は、エンジン制御部１０２に出力したＣＭＹＫ色信号と、Ｌａｂ演算部３０３から入力されたＬ＊ａ＊ｂ＊データとの関係から出力ＩＣＣプロファイルを作成する。プロファイル作成部３０１は、作成した出力ＩＣＣプロファイルを出力ＩＣＣプロファイル格納部３０５に格納する。

ＩＳＯ１２６４２テストフォームは一般的な複写機が出力可能な色再現域を網羅するＣＭＹＫ色信号のパッチを含んでいる。よって、プロファイル作成部３０１は、それぞれの色信号値と測定したＬ＊ａ＊ｂ＊値との関係から色変換表を作成する。つまりＣＭＹＫ→Ｌａｂの変換表が作成される。この変換表をもとにして、逆変換表が作成される。

プロファイル作成部３０１は、ホストコンピュータからＩ／Ｆ３０８を通じてプロファイル作成命令を受け付けると、作成した出力ＩＣＣプロファイルをＩ／Ｆ３０８を通じてホストコンピュータに出力する。ホストコンピュータは、ＩＣＣプロファイルに対応した色変換をアプリケーションプログラムで実行することができる。

（色変換処理）
通常のカラー出力における色変換においては、スキャナ部からＩ／Ｆ３０８を介して入力されたＲＧＢ信号値やＪａｐａｎＣｏｌｏｒなどの標準印刷ＣＭＹＫ信号値を想定して入力された画像信号は、外部入力用の入力ＩＣＣプロファイル格納部３０７に送られる。入力ＩＣＣプロファイル格納部３０７は、Ｉ／Ｆ３０８から入力された画像信号に応じて、ＲＧＢ→ＬａｂあるいはＣＭＹＫ→Ｌａｂ変換を実行する。入力ＩＣＣプロファイル格納部３０７に格納されている入力ＩＣＣプロファイルは、複数のＬＵＴ（ルックアップテーブル）により構成されている。

これらのＬＵＴは、たとえば、入力信号のガンマをコントロールする１次元ＬＵＴ、ダイレクトマッピングといわれる多次色ＬＵＴ、生成された変換データのガンマをコントロールする１次元ＬＵＴである。入力された画像信号は、これらのＬＵＴを用いてデバイスに依存した色空間からデバイスに依存しないＬ＊ａ＊ｂ＊データに変換される。

Ｌ＊ａ＊ｂ＊座標に変換された画像信号はＣＭＭ３０６に入力される。ＣＭＭはカラーマネージメントモジュールの略語である。ＣＭＭ３０６は、各種の色変換を実行する。たとえば、ＣＭＭ３０６は、入力機器としてのスキャナ部などの読取色空間と、出力機器としての画像形成装置１００の出力色再現範囲のミスマッチをマッピングするＧＡＭＵＴ変換を実行する。また、ＣＭＭ３０６は、入力時の光源種と出力物を観察するときの光源種のミスマッチ（色温度設定のミスマッチとも言う）を調整する色変換を実行する。

このようにしてＣＭＭ３０６は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊データをＬ’＊ａ’＊ｂ’＊データへ変換し、出力ＩＣＣプロファイル格納部３０５に出力する。測定によって作成されたプロファイルが出力ＩＣＣプロファイル格納部３０５に格納されている。よって、出力ＩＣＣプロファイル格納部３０５は、新たに作成したＩＣＣプロファイルによってＬ’＊ａ’＊ｂ’＊データを色変換し、出力機器に依存したＣＭＹＫ信号へと変換してエンジン制御部１０２へ出力する。

図３で、ＣＭＭ３０６は、入力ＩＣＣプロファイル格納部３０７と出力ＩＣＣプロファイル格納部３０５と分離されている。しかし、図５が示すようにＣＭＭ３０６はカラーマネージメントを司るモジュールのことであり、入力プロファイル（印刷ＩＣＣプロファイル５０１）と出力プロファイル（プリンタＩＣＣプロファイル５０２）を使って色変換を行うモジュールである。

なお、シェーディング補正量決定部３１９は、主走査シェーディングモードにおける補正量を決定するものである。主走査シェーディングモードについての詳細は後述する。

（操作部）
図６は、操作部１８０を示す図である。操作部１８０には、画像形成装置１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのソフトスイッチ４００、複写開始を指示するためのコピースタートキー４０１、及び標準モードに戻すためのリセットキー４０２が設けられている。標準モードは、「フルカラー・片面」に設定されている。

また、操作部１８０には、設定枚数等の数値を入力するためのテンキー４０３、数値をクリアするためのクリアキー４０４、及び連続コピー中にコピーを停止させるためのストップキー４０５が設けられている。

操作部１８０の左側には、各種モードの設定やプリンタの状態を表示するタッチパネルディスプレイ４０６が設けられている。操作部１８０の右端には、画像形成動作中に割り込んでコピーするための割り込みキー４０７、個人別や部門別にコピー枚数を管理するための暗証キー４０８、ガイダンス機能を使用するときに押下するガイダンスキー４０９が設けられている。

その下には、キャリブレーションモードの指定、主走査シェーディングモードの指定、シート情報の登録等、ユーザが画像形成装置１００の管理や設定を行うユーザモードに入るためのユーザモードキー４１０が設けられている。

また、タッチパネルディスプレイ４０６には、フルカラー画像形成モード選択キー４１２、及びモノクロ画像形成モード選択キー４１３が設けられている。

（キャリブレーションモード）
次に、本実施形態におけるキャリブレーションモードについて説明する。まず、図６の操作部１８０において、ユーザモードキー４１０をユーザが選択すると、図７の画面がタッチパネルディスプレイ４０６に表示される。

キャリブレーションモードキー４２１は、画像の濃度や色の安定性向上のためのキャリブレーションの実行を指示するためのキーである。主走査シェーディングモードキー４２２は、シート１１０に形成される画像の主走査方向（シート搬送方向と直交する方向）の濃度ムラや色ムラを補正する主走査シェーディング補正の実行を指示するためのキーである。シェーディング基準値設定キー４２３は、主走査シェーディング補正モードにおける基準値の設定を指示するためのキーである。

なお、ここでのキャリブレーションとは、前述の最大濃度調整、階調調整、及び多次色補正処理のことをいう。キャリブレーションモードキー４２１が選択されると、キャリブレーション動作がスタートする。以下、フローチャートに沿ってキャリブレーションの一連の処理を説明する。

図８は、画像形成装置１００の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、プリンタコントローラ１０３により実行される。まず、プリンタコントローラ１０３は、操作部１８０から画像形成要求があるかどうか、また、ホストコンピュータからＩ／Ｆ３０８を通じて画像形成要求があるかどうかを判断する（Ｓ８０１）。

画像形成要求がない場合は、プリンタコントローラ１０３は、操作部１８０から主走査シェーディングの指示があるかどうかを判断する（Ｓ８０２）。主走査シェーディングの指示は、前述したように主走査シェーディングモードキー４２２が選択されることにより行われる。主走査シェーディングの指示があった場合は、図１２で後述する主走査シェーディング補正を行う（Ｓ８０３）。

次に、プリンタコントローラ１０３は、操作部１８０からキャリブレーションの指示があるかどうかを判断する（Ｓ８０４）。キャリブレーションの指示は、前述したようにキャリブレーションモードキー４２１が選択されることにより行われる。

キャリブレーションの指示があった場合は、図９で後述する最大濃度調整を行い（Ｓ８０５）、図１０で後述する階調調整を行う（Ｓ８０６）。その後、図１１で後述する多次色補正処理を行う（Ｓ８０７）。ステップＳ８０４において、キャリブレーションの指示がない場合は、前述のステップＳ８０１に戻る。このように、多次色補正処理を行う前に最大濃度調整と階調調整を行っているのは、多次色補正処理を高精度に行うためである。

ステップＳ８０１において、画像形成要求があると判断された場合は、プリンタコントローラ１０３は、エンジン制御部１０２に対し、収納庫１１３からシート１１０を給紙するよう指示する（Ｓ８０８）。その後、プリンタコントローラ１０３は、エンジン制御部１０２に対し、シート１１０にトナー画像を形成するよう指示する（Ｓ８０９）。

そして、プリンタコントローラ１０３は、全ページの画像形成が終了したかどうかを判断する（Ｓ８１０）。全ページの画像形成が終了した場合はステップＳ８０１に戻り、終了していない場合はステップＳ８０８に戻り、次のページの画像形成を行う。

図９は、最大濃度調整の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、プリンタコントローラ１０３により実行される。なお、画像形成装置１００の制御は、プリンタコントローラ１０３からの指示によりエンジン制御部１０２により実行される。

まず、プリンタコントローラ１０３は、エンジン制御部１０２に対し、収納庫１１３からシート１１０を給紙するよう指示するとともに（Ｓ９０１）、シート１１０に最大濃度調整用のパッチ画像を形成するように指示する（Ｓ９０２）。次に、プリンタコントローラ１０３は、シート１１０がカラーセンサ２００に到達すると、カラーセンサ２００にパッチ画像を測定させる（Ｓ９０３）。

そして、プリンタコントローラ１０３は、濃度変換部３２４を用いて、カラーセンサ２００から出力された分光反射率データをＣＭＹＫの濃度データに変換させる（Ｓ９０４）。その後、プリンタコントローラ１０３は、変換された濃度データに基づいて帯電電位、露光強度、及び現像バイアスの補正量を算出する（Ｓ９０５）。ここで算出された補正量は、記憶部３５０に格納されて使用される。

図１０は、階調調整の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、プリンタコントローラ１０３により実行される。なお、画像形成装置１００の制御は、プリンタコントローラ１０３からの指示によりエンジン制御部１０２により実行される。

まず、プリンタコントローラ１０３は、エンジン制御部１０２に対し、収納庫１１３からシート１１０を給紙するよう指示するとともに（Ｓ１００１）、シート１１０に階調調整用のパッチ画像（１６階調）を形成するよう指示する（Ｓ１００２）。次に、プリンタコントローラ１０３は、シート１１０がカラーセンサ２００に到達すると、カラーセンサ２００にパッチ画像を測定させる（Ｓ１００３）。

そして、プリンタコントローラ１０３は、濃度変換部３２４を用いて、カラーセンサ２００から出力された分光反射率データをＣＭＹＫの濃度データに変換させる（Ｓ１００４）。その後、プリンタコントローラ１０３は、変換された濃度データに基づいて露光強度の補正量を算出し、階調を補正するためのＬＵＴを作成する（Ｓ１００５）。ここで算出されたＬＵＴは、ＬＵＴ部３２３に設定されて使用される。

図１１は、多次色補正処理の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、プリンタコントローラ１０３により実行される。なお、画像形成装置１００の制御は、プリンタコントローラ１０３からの指示によりエンジン制御部１０２により実行される。

まず、プリンタコントローラ１０３は、エンジン制御部１０２に対し、収納庫１１３からシート１１０を給紙するよう指示するとともに（Ｓ１１０１）、シート１１０に多次色補正処理用のパッチ画像を形成するよう指示する（Ｓ１１０２）。次に、プリンタコントローラ１０３は、シート１１０がカラーセンサ２００に到達すると、カラーセンサ２００にパッチ画像を測定させる（Ｓ１１０３）。

そして、プリンタコントローラ１０３は、Ｌａｂ演算部３０３を用いて、カラーセンサ２００から出力された分光反射率データから色値データ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）を演算する。この色値データ（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）に基づいて、プリンタコントローラ１０３は、前述の処理によりＩＣＣプロファイルを作成し（Ｓ１１０４）、出力ＩＣＣプロファイル格納部３０５に格納する（Ｓ１１０５）。

以上のように、最大濃度調整、階調調整、及び多次色補正処理といった一連のキャリブレーションを行うことによって、画像形成装置１００における画像の濃度・階調・色味の安定性を実現でき、高精度なカラーマッチングが可能になる。

（主走査シェーディング補正における基準値設定）
次に、主走査シェーディング補正の必要性を判断するための基準値の設定方法について説明する。、図７の画面で、シェーディング基準値設定キー４２３を押されると、図１２に示されるシェーディング基準値設定画面が表示される。ここで、例えばユーザがプルーフ用としての成果物を出力する場合には、プルーフ出力用キー４６１が押される。また、デジタルプレス用としての成果物を出力する場合には、デジタルプレス出力用キー４６２が押される。

そして、プルーフ出力用キー４６１が押された場合には、主走査シェーディング補正を実行するかどうかの基準値としてＴｐが設定され、デジタルプレス出力用キー４６２が押された場合には、基準値としてＴｄが設定される。なお、プルーフ用として出力する場合の方が、デジタルプレス用として出力する場合よりも画像ムラに対する精度が求められるので、Ｔｐ＜Ｔｄに設定されている。なお、主走査シェーディング補正の詳細については後述する。

また、ユーザが主走査シェーディング補正用の基準値を個別に設定したい場合には、図１２に示される個別設定キー４６３が押され、基準値を直接数値で入力する画面へと移行する。

（主走査シェーディングモード）
図１３は、主走査シェーディング補正の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、プリンタコントローラ１０３により実行される。なお、画像形成装置１００の制御は、プリンタコントローラ１０３からの指示によりエンジン制御部１０２により実行される。

なお、以降では濃度ムラの補正について説明するものの、カラーセンサ２００を用いて測定したＬ＊ａ＊ｂ＊データから主走査方向の色ムラを測定し、この色ムラを補正するようにしても構わない。

主走査シェーディングの開始が指示されると、プリンタコントローラ１０３は、収納庫１１３からシート１１０を給紙して測定用画像（以下、テストパターンと称す）を形成するよう、エンジン制御部１０２に指示を出す（Ｓ１３０１）。

図１４に示されるように、本実施形態のテストパターンは主走査方向に延びる帯状のパターンであり、ＣＭＹＫの色毎にシート１１０上に形成される。本実施形態で使用するシートサイズはＡ４（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）であり、各色のテストパターンの幅は、測定領域５ｍｍに位置ズレのマージンを考慮して１０ｍｍとした。また、ＣＭＹＫ４色のテストパターンの間隔は、４つのカラーセンサ２００ａ〜２００ｄの間隔に等しくしている。

本実施形態では、余白領域を形成せずにテストパターンを出力する。このため、レーザ１０８の書出し位置を調整し通常画像出力よりもドラム上の作像幅を拡大した。

本実施形態においては、通常の画像形成時の余白を５ｍｍに設定した。一方、テストパターン形成時は、確実に余白を無くすためにＡ４幅（２９７ｍｍ）の両側にそれぞれ５ｍｍの画像領域を追加し、主走査方向の画像領域を３０７ｍｍとした。画像濃度は１００％出力である。

このテストパターンは主走査方向において余白領域無しで出力されため、中間転写体１０６及び転写ローラ１１４上には、シート１１０に転写されずにはみ出たトナーが付着している。このため、エンジン制御部１０２は、トナーを清掃するためのクリーニングシーケンスを実行する。

クリーニングシーケンスにおいて、エンジン制御部１０２は、中間転写体１０６及び転写ローラ１１４をクリーニング機構１１８及び１１９でクリーニングしながら、中間転写体１０６を１周分空回転するよう制御する。

次に、プリンタコントローラ１０３は、シート１１０上のテストパターンをカラーセンサ２００ａ〜２００ｄで測定する（Ｓ１３０２）。そして、プリンタコントローラ１０３は、濃度変換部３２４を用いてカラーセンサ２００ａ〜２００ｄの測定結果をＣＭＹＫの濃度値に変換する。測定された濃度値は、記憶部３５０に記憶される。

このときのシート１１０とカラーセンサ２００ａ〜２００ｄの位置関係は、図１５（ａ）に示される。ここで、カラーセンサ２００ａは、測定ポイントａ１〜ａ４を測定する。カラーセンサ２００ｂは、測定ポイントｂ１〜ｂ４を測定する。カラーセンサ２００ｃは、測定ポイントｃ１〜ｃ４を測定する。カラーセンサ２００ｄは、測定ポイントｄ１〜ｄ４を測定する。

その後、プリンタコントローラ１０３は、テストパターンを形成されたシート１１０（以後、チャートと称す）を、画像形成装置１００の外へ一旦排出するよう、エンジン制御部１０２に指示を出す（Ｓ１３０３）。

次に、プリンタコントローラ１０３は、テストパターンの主走査方向における最大濃度差を色毎に求め、最大濃度差が図１２の画面で設定された基準値より大きいかどうかを判断する（Ｓ１３０４）。

ブラック（Ｋ）を例に、ステップＳ１３０４における最大濃度差の求め方を説明する。ステップＳ１３０２において、カラーセンサ２００ａ〜２００ｄにより、ブラックのテストパターンにおける測定ポイントａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１が測定されている。測定ポイントａ１〜ｄ１の測定値（濃度値）のうち、最大濃度差ΔＤは、ΔＤｍａｘ＝Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎにより求められる。

ブラック以外の色についても同様に、最大濃度差が求められる。ＣＭＹＫ４色のうち、いずれか１つでも最大濃度差＞基準値となる場合は、図１６（ａ）に示される画面を操作部１８０のタッチパネルディスプレイ４０６上に表示する（Ｓ１３０５）。

テストパターンは主走査方向に長い帯状のパターンであるため、テストパターン全域をカラーセンサ２００で測定する際には、チャートを９０度回転させて測定用給紙部にセットする必要がある。図１５（ｂ）に示されるように、時計回りに９０度向きを回転させたチャートを給紙すれば、カラーセンサ２００ａ〜２００ｄでＣＭＹＫのテストパターンの全域を測定することができる。

このため、チャートの排出が一旦完了すると、プリンタコントローラ１０３は、操作部１８０のタッチパネルディスプレイ４０６上に、図１７に示される画面を表示する（Ｓ１３０６）。なお、チャートをセットするための測定用給紙部としては、収納庫１１３を用いるようにしてもよいし、いわゆる手差しトレイを用いるようにしてもよい。

次に、プリンタコントローラ１０３は、図１７のＯＫキーが押されるまで、つまりチャートのセットが完了するまで待つ（Ｓ１３０７）。チャートのセットが完了すると、プリンタコントローラ１０３は、チャートの給紙を開始するようエンジン制御部１０２に指示を出す（Ｓ１３０８）。

チャートが給紙されると、プリンタコントローラ１０３は、カラーセンサ２００ａ〜２００ｄを用いてＣＭＹＫのテストパターンを測定する（Ｓ１３０９）。そして、プリンタコントローラ１０３は、濃度変換部３２４を用いてカラーセンサ２００ａ〜２００ｄの測定結果をＣＭＹＫの濃度値に変換する。

次に、プリンタコントローラ１０３は、テストパターンを測定することにより得られたＣＭＹＫの濃度値から、主走査方向の濃度ムラを算出する（Ｓ１３１０）。主走査方向の濃度ムラの算出方法についての詳細は、後述する。

そして、プリンタコントローラ１０３は、シェーディング補正量決定部３１９により、算出した主走査方向の濃度ムラに基づきシェーディング補正量を決定する（Ｓ１３１１）。シェーディング補正量の決定方法の詳細は、後述する。その後、プリンタコントローラ１０３は、チャートを排出し（Ｓ１３１２）、本フローチャートによる処理を終了する。

なお、ステップＳ１３０５において、ＣＭＹＫ４色のいずれも最大濃度差≦基準値となる場合、プリンタコントローラ１０３は図１６（ｂ）に示される画面を操作部１８０のタッチパネルディスプレイ４０６上に表示する（Ｓ１３１３）。その後、プリンタコントローラ１０３は、本フローチャートによる処理を終了する。

（濃度ムラの算出方法、及びシェーディング補正量の決定方法）
次に、図１３のステップＳ１３１０における濃度ムラの算出方法、及びステップＳ１３１１におけるシェーディング補正量の決定方法について説明する。

図１８は、ステップＳ１３０９で得られたテストパターンの主走査方向の濃度分布を示す図である。この例は、Ｃ（シアン）のテストパターンの測定結果を示したものであり、横軸は主走査方向の位置Ｘを示し、縦軸は光学濃度を示している。前述のように、テストパターンは濃度１００％で形成されている。

なお、ここでは一例としてＣ（シアン）についての説明を行うが、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）に対しても同様の処理を行えばよい。

補正方法としては、レーザ１０８のパルス幅変調（ＰＷＭ）の変調度を主走査方向の位置により変える方法や、レーザ１０８による照射光の強度を主走査方向の位置により変える方法が知られている。ここでは上記二つの方法について説明するものの、補正方法はこの二つの方法に限るものではない。

（１）レーザ１０８のＰＷＭの補正
レーザ１０８のＰＷＭの変調度を補正する場合、補正後の変調度は、以下の式により求められる。
Ｍ’ＰＷＭ＝ＭＰＷＭ×β（ｘ）
Ｍ’ＰＷＭ：補正後の変調度
ＭＰＷＭ ：補正前の変調度
β（ｘ） ：主走査方向の補正係数
ｘ ：主走査方向の位置

ここで、主走査方向の補正係数β（ｘ）の求め方について説明する。図１８に例示したカラーセンサ２００の測定結果において、最も低濃度の濃度値をＤｍｉｎ、主走査方向の位置ｘにおける濃度値をＤ（ｘ）とし、プリンタコントローラ１０３は濃度比α（ｘ）を以下の式に基づいて算出する。
α（ｘ）＝Ｄｍｉｎ／Ｄ（ｘ）

そして、プリンタコントローラ１０３は、濃度比α（ｘ）と主走査方向の補正係数β（ｘ）との関係（図１９（ａ））に基づいて、濃度比α（ｘ）を主走査方向の補正係数β（ｘ）に変換する。図１９（ａ）に示されるα（ｘ）とβ（ｘ）との関係は、式やテーブル等の形式で予め記憶部３５０に記憶しておく。なお、テストパターンの測定位置と測定位置との間の部分についての補正係数は、補間計算により算出される。

このようにして、プリンタコントローラ１０３は、補正後の変調度Ｍ’ＰＷＭを求め、変調度がＭ’ＰＷＭとなるように露光光を変調することにより、主走査方向の濃度ムラを補正することができる。

（２）レーザ１０８による照射光の強度の補正
レーザ１０８のＰＷＭを補正する代わりに、レーザ１０８による照射光の強度を補正しても構わない。そこで、レーザ１０８による照射光の強度を補正する場合について説明する。この場合、補正後の照射光の強度は、以下の式により求められる。
Ｐ’＝Ｐ×γ（ｘ）
Ｐ’ ：補正後の照射光の強度
Ｐ ：補正前の照射光の強度
γ（ｘ）：主走査方向の補正係数
ｘ ：主走査方向の位置

ここで、主走査方向の補正係数γ（ｘ）の求め方について説明する。図１８に例示したカラーセンサ２００の測定結果において、最も低濃度の濃度値をＤｍｉｎ、主走査方向の位置ｘにおける濃度値をＤ（ｘ）とし、プリンタコントローラ１０３は濃度比α（ｘ）を以下の式に基づいて算出する。
α（ｘ）＝Ｄｍｉｎ／Ｄ（ｘ）

そして、プリンタコントローラ１０３は、濃度比α（ｘ）と主走査方向の補正係数γ（ｘ）との関係（図１９（ｂ））に基づいて、濃度比α（ｘ）を主走査方向の補正係数γ（ｘ）に変換する。図１９（ｂ）に示されるα（ｘ）とγ（ｘ）との関係は、式やテーブル等の形式で予め記憶部３５０に記憶しておく。なお、テストパターンの測定位置と測定位置との間の部分についての補正係数は、補間計算により算出される。

このようにして、プリンタコントローラ１０３は、補正後の照射光の強度Ｐ’を求め、Ｐ’となるように照射光の強度を補正することにより、主走査方向の濃度ムラを補正することができる。

なお、最大濃度調整、階調調整、及び多次色補正処理を行う際には、主走査シェーディング補正の補正結果を用いて、濃度ムラを解消した状態でパッチ画像を形成する。

以上で説明したように、本実施形態によれば、主走査シェーディング補正を実行する必要があるかどうかを判断することで、ユーザの作業負荷を軽減するとともに、ダウンタイムを削減することができる。

１００ 画像形成装置
１０２ エンジン制御部
１０３ プリンタコントローラ（判定手段、算出手段）
１１０ シート
１３９ 排紙搬送経路（排紙手段）
１５０ 第一定着器（定着手段）
１６０ 第二定着器（定着手段）
１８０ 操作部（表示手段）
２００ カラーセンサ（測定手段）

Claims (8)

1. 搬送路に沿ってシートを搬送する搬送手段と、
   回転駆動する感光体と、前記感光体を帯電する帯電部と、静電潜像を形成するために前記帯電された感光体を露光する露光部と、前記静電潜像を現像する現像部と、を有し、前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段を制御して測定用画像を前記シートに形成する制御手段と、
   前記搬送路に設けられ、前記シート上の前記測定用画像を測定する第１測定手段と、
   前記シートが搬送される搬送方向に直行する方向において前記第１測定手段と異なる位置に設けられ、前記シート上の前記測定用画像を測定する第２測定手段と、
   前記測定用画像が形成された前記シートを排紙する排紙手段と、
   給紙部と、
   前記排紙手段によって前記測定用画像の形成された前記シートが排紙された後に前記給紙部に前記測定用画像の長手方向が搬送方向と平行となるように前記シートがセットされた状態で前記シートの給紙が指示された場合、前記給紙部にセットされた前記シートを給紙させ、前記搬送手段に前記シートを搬送させ、前記第１測定手段に前記測定用画像の長手方向において前記測定用画像の異なる位置を測定させ、前記長手方向における前記測定用画像のムラに関するデータを前記第１測定手段の測定結果に基づいて取得する取得手段と、
   前記排紙手段が前記測定用画像の形成された前記シートを排紙する前に、前記第１測定手段に前記長手方向において前記測定用画像の第１の位置を測定させ、前記第２測定手段に前記長手方向において前記第１の位置と異なる前記測定用画像の第２の位置を測定させ、前記第１測定手段による前記第１の位置の測定結果と前記第２測定手段による前記第２の位置の測定結果とに基づいて、前記データを取得する必要があるか否かを判定する判定手段と、を有し、
   前記測定用画像の前記長手方向は前記露光部からの露光光が前記感光体を走査する主走査方向に相当することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段は、前記第１の位置の前記測定結果と前記第２の位置の前記測定結果との差が所定の基準値を超えていれば、前記データを取得する必要があると判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。
3. 前記判定結果に基づいて、前記データを取得する必要があることをユーザへ報知する報知手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 回転駆動する他の感光体と、前記他の感光体を帯電する他の帯電部と、他の静電潜像を形成するために前記帯電された他の感光体を露光する他の露光部と、前記他の静電潜像を現像する他の現像部と、を有し、前記シートに他の画像を形成する他の画像形成手段と、を更に有し、
   前記制御手段は、前記画像形成手段を制御して前記シートに前記測定用画像を形成すると共に、前記他の画像形成手段を制御して前記シート上の前記測定用画像とは異なる位置に前記他の測定用画像を形成し、
   前記取得手段は、前記第２測定手段に前記他の測定用画像の長手方向において前記他の測定用画像の異なる位置を測定させ、前記長手方向における前記他の測定用画像のムラに関する他のデータを前記第２測定手段の測定結果に基づいて取得し、
   前記判定手段は、前記排紙手段が前記測定用画像と前記他の測定用画像との形成された前記シートを排紙する前に、前記第１測定手段に前記長手方向において前記他の測定用画像の第３の位置を測定させ、前記第２測定手段に前記長手方向において前記第３の位置と異なる前記他の測定用画像の第４の位置を測定させ、前記第１測定手段による前記第３の位置の測定結果と前記第２測定手段による前記第４の位置の測定結果とに基づいて、前記他のデータを取得する必要があるか否かを判定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。
5. 前記他の測定用画像の前記長手方向は、前記他の露光部からの露光光が前記他の感光体を走査する主走査方向に相当することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段は、第１色の画像を形成し、
   前記他の画像形成手段は、前記第１色と異なる第２色の画像を形成することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記取得手段により取得された前記データに基づいて、前記画像形成手段により形成される画像において前記主走査方向のムラを補正し、前記取得手段により取得された前記他のデータに基づいて、前記他の画像形成手段により形成される他の画像において前記主走査方向のムラを補正する補正手段をさらに有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記補正手段は、前記主走査方向における前記露光部からの露光光の強度を前記データに基づいて補正し、
   前記補正手段は、前記主走査方向における前記他の露光部からの露光光の強度を前記他のデータに基づいて補正することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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