JP6451301B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、プリンタ、複写機などの機能を複合的に備える複合機（ＭＦＰ）として電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、最適な色再現性を実現するために、画像形成装置の特性を調整するキャリブレーションが実行される。キャリブレーションは、画像形成に用いられるＣ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の各色の階調特性（γ補正カーブ（ＬＵＴ））等を更新する処理である。

このキャリブレーションの実行時には、階調が異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパターン画像が用紙上に形成され、当該パターン画像を形成した用紙が光学的に読み取られる。そして、各パッチに関する読取データに基づいて、階調特性（γ補正カーブ（ＬＵＴ））が更新される。

一般に、パターン画像の光学的な読み取りは光学素子を一列に配置したラインセンサにより行われており、パターン画像は二次元的に読み取られる。パターン画像の外周に位置付けられるパッチはフレアの影響が大きく、読取データの値が真値からずれてしまうという問題がある。フレアの要因は様々であるが、一因としてはパッチ周辺部の反射光が迷光となることが考えられる。このようなフレアの影響は指向性の高いＬＥＤを用いたセンサーではより顕著に表れるようになっている。

例えば特許文献１には、それぞれ階調が異なる複数のパッチを含むパターン画像を形成する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置によれば、用紙上にパターン画像を形成するとともに、パターン画像の外周に背景パターンを形成することが開示されている。背景パターンは、均一階調で形成されており、当該階調は、パターン画像の階調の最大値を１００％としたときの８％とされている。これにより、フレアの影響を抑制することができる。

特開２０１０−８５７４４号公報

ところで、フレアの影響はそのパッチの階調と大きな相関があると考えられる。したがって、背景パターンに均一な階調を用いた場合には、外周に位置付けられる様々な階調のパッチについてフレアの影響を十分に抑制することができないという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレアの影響を抑制することができるキャリブレーション用のパターン画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。

かかる課題を解決するために、第１の発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成する画像形成部と、キャリブレーション用のパターン画像を生成する制御部と、を有し、パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べて構成されるとともに、パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、パターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定され、パターン画像の内周に位置付けられるパッチは、互いに同じサイズに設定されることを特徴とする。
ここで、第１の発明は、パターン画像の外周に位置付けられるパッチの全てがパターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定されることが好ましい。

また、第２の発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成する画像形成部と、キャリブレーション用のパターン画像を生成する制御部と、を有し、パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチが隣り合うように所定の方向に沿って並べたパッチ列を含み、所定の方向においてパッチ列の端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも所定の方向において大きなサイズに設定され、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも濃い濃度を有することを特徴とする。
ここで、第２の発明において、制御部は、画像形成部を制御して、パターン画像を用紙に形成し、所定の方向は用紙の長手方向であることが好ましい。
また、第２の発明において、パッチ列の端部に位置する少なくとも一つのパッチは、パッチ列のうち最も濃い濃度を有することが好ましい。
また、第２の発明において、パッチ列に含まれる複数のパッチは、所定の方向に沿って濃度が薄くなるように設定されることが好ましい。
また、第２の発明において、パッチ列の両端部に位置するそれぞれのパッチは、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも所定の方向において大きなサイズに設定されることが好ましい。
また、第２の発明において、パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパッチ列を所定の方向と直交する方向に複数有することが好ましい。
また、第２の発明において、所定の方向と直交する方向において端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも少なくとも所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることが好ましい。
また、第２の発明において、所定の方向においてパッチ列の端部に位置し、かつ、所定の方向と直交する方向において端部に位置する少なくとも一つのパッチは、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも所定の方向において大きなサイズに設定されるとともに、所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることが好ましい。
また、第２の発明において、複数のパッチは、キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域を内部に含む第１の領域部をそれぞれ備えており、大きなサイズに設定されるパッチは、第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備えることが好ましい。
また、第２の発明において、第２の領域部は、第１の領域部のｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定されていることが好ましい。
また、第２の発明において、制御部は、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせることでパターン画像を生成しており、パッチ群のそれぞれにおいて、当該パッチ群の外周に位置付けられるパッチのそれぞれは第２の領域部を備えることが好ましい。

また、第３の発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成する画像形成部と、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパターン画像を光学的に読み取る読取部と、読取部がパターン画像を読み取り、複数のパッチに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行う制御部と、を有し、パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、パターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定され、パターン画像の内周に位置付けられるパッチは、互いに同じサイズに設定されることを特徴とする。
ここで、第３の発明において、パターン画像の外周に位置付けられるパッチの全てがパターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定されることが好ましい。

また、第４の発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成する画像形成部と、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパッチ列を含むパターン画像を光学的に読み取る読取部と、読取部がパターン画像を読み取り、複数のパッチに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行う制御部と、を有し、複数のパッチの所定の方向においてパッチ列の端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも所定の方向において大きなサイズに設定され、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも濃い濃度を有することを特徴とする。
ここで、第４の発明において、読取部は、パターン画像が形成された用紙を光学的に読み取り、所定の方向は用紙の長手方向であることが好ましい。
また、第４の発明において、パッチ列の端部に位置する少なくとも一つのパッチは、パッチ列のうち最も濃い濃度を有することが好ましい。
また、第４の発明において、パッチ列に含まれる複数のパッチは、所定の方向に沿って濃度が薄くなるように設定されることが好ましい。
また、第４の発明において、パッチ列の両端部に位置するそれぞれのパッチは、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも所定の方向において大きなサイズに設定されることが好ましい。
また、第４の発明において、パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパッチ列を所定の方向と直交する方向に複数有することが好ましい。
また、第４の発明において、所定の方向と直交する方向において端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも少なくとも所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることが好ましい。
また、第４の発明において、所定の方向においてパッチ列の端部に位置し、かつ、所定の方向と直交する方向において端部に位置する少なくとも一つのパッチは、パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも所定の方向において大きなサイズに設定されるとともに、所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることが好ましい。
また、第４の発明において、制御部は、読取部がパターン画像を読み取った読取画像のなかで複数のパッチの位置をそれぞれ特定し、複数のパッチに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行うことが好ましい。
また、第４の発明において、複数のパッチは、所定サイズの第１の領域部をそれぞれ備えており、大きなサイズに設定されるパッチは、第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備え、制御部は、第２の領域部内の読取データをキャリブレーションにおいて使用しないことが好ましい。
また、第４の発明において、第２の領域部は、第１の領域部のｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定されていることが好ましい。
また、第４の発明において、制御部は、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせることでパターン画像を生成しており、パッチ群のそれぞれにおいて、当該パッチ群の外周に位置付けられるパッチのそれぞれは第２の領域部を備えることが好ましい。
また、第４の発明において、制御部は、第１の領域部の内部に設定される有効領域内の読取データを使用してキャリブレーションを行うことが好ましい。
また、第４の発明において、読取部は、ＬＥＤ光源を有することが好ましい。
また、第４の発明において、隣り合うパッチは隣接することが好ましい。

また、第５の発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成する画像形成部と、画像形成部を制御して、キャリブレーション用のパターン画像を用紙に形成する制御部と、を有し、パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べて構成されるとともに、複数のパッチは、キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域を内部に含む第１の領域部をそれぞれ備えており、パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備え、第２の領域部は、第１の領域部のｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定されていることを特徴とする。
さらに、第６の発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成する画像形成部と、画像形成部を制御して、キャリブレーション用のパターン画像を用紙に形成する制御部と、を有し、パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べて構成されるとともに、複数のパッチは、キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域を内部に含む第１の領域部をそれぞれ備えており、パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備え、制御部は、用紙１枚内に、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせることでパターン画像を形成しており、パッチ群のそれぞれにおいて、当該パッチ群の外周に位置付けられるパッチのそれぞれは第２の領域部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、フレアの影響が顕著となる外周のパッチについては、有効領域を内部に含む第１の領域部の外方にこれと同一階調となる第２の領域部が設定されている。この第２の領域部が存在することで、有効領域がパッチの外縁から離間されるため、有効領域に影響するフレアを抑制することができる。また、第２の領域部が第１の領域部と同一階調に設定されているため、この第２の領域部が有効領域自身のフレアの要因となることがないので、フレアの影響を抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す説明図 本体ユニットの構成を示すブロック図 読取部の構成を模式的に示す説明図 用紙に形成されるパターン画像の一例を示す説明図 各パッチの態様を概念的に示す説明図 キャリブレーションの実行手順を示すフローチャート 第１の領域部の等倍の大きさの第２の領域部を備えた外周パッチの説明図 ｌ×ｍのパッチ群を複数備えるパターン画像を示す説明図

図１は、本実施形態に係る画像形成装置Ｇの構成を模式的に示すブロック図である。画像形成装置Ｇは、プリントコントローラーｇ１、給紙ユニットｇ２、本体ユニットｇ３及び後処理装置ｇ４を備えている。

プリントコントローラーｇ１は、ネットワーク上のコンピューター端末からＰＤＬ（Page Description Language）データを受信し、当該ＰＤＬデータをラスタライズ処理してビットマップ形式の画像データを生成する。プリントコントローラーｇ１は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色ごとに画像データを生成し、本体ユニットｇ３に出力する。

給紙ユニットｇ２は、大容量の給紙トレイを複数備えている。給紙ユニットｇ２は、本体ユニットｇ３により指示された給紙トレイから本体ユニットｇ３へ用紙を搬送する。

本体ユニットｇ３は、原稿Ｄを読み取って得られた画像データ又はプリントコントローラーｇ１により生成された画像データに基づき、画像形成部８により用紙に画像を形成する。本体ユニットｇ３は、画像形成された用紙を後処理装置ｇ４へ搬送する。

後処理装置ｇ４は、本体ユニットｇ３から搬送された用紙を後処理して排紙する。後処理としては、例えばステイプル処理、パンチ穴開け処理、折り処理、製本処理等が挙げられる。後処理は必須ではなく、後処理装置ｇ４は、本体ユニットｇ３から指示された場合のみ実行する。後処理が無い場合、後処理装置ｇ４は搬送された用紙をそのまま排紙する。

図２は、本体ユニットｇ３の構成を示すブロック図である。本体ユニットｇ３は、制御部１、記憶部２、操作部３、表示部４、通信部５、自動原稿搬送部６１、スキャナー部６、画像処理装置７、画像形成部８及び読取部９を備えて構成されている。

制御部１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を備えている。制御部１は、記憶部２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムに従って画像形成装置Ｇの各部を制御する。

例えば、制御部１は、ジョブの設定に従い、給紙ユニットｇ２又は給紙トレイｇ３１により用紙を給紙させる。また、制御部１は、画像処理装置７により画像データを補正及び画像処理させ、当該画像データに基づいて画像形成部８により画像を用紙に形成させる。ジョブの設定に後処理の設定が含まれる場合、制御部１は後処理装置ｇ４に指示して後処理をさせる。

記憶部２は、制御部１が読み取り可能なプログラム、ファイル等を記憶している。記憶部２としては、例えばハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体を用いることができる。また、記憶部２は、キャリブレーション用のパターン画像のデータを記憶している。

操作部３は、操作キーや、表示部４と一体に構成されたタッチパネル等を備え、これらの操作に応じた操作信号を制御部１に出力する。ユーザーは、操作部３により、ジョブの設定、処理内容の変更等の指示を入力することができる。

表示部４は、制御部１の指示に従って操作画面等の情報を表示するものであり、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成されている。

通信部５は、制御部１からの指示に従い、ネットワーク上のコンピューター、例えばサーバー又は他の画像形成装置との通信を行う。

自動原稿搬送部６１は、原稿Ｄを載置する載置トレイや原稿Ｄを搬送する搬送ローラー等を備え、原稿Ｄを所定の搬送経路に搬送する。

スキャナー部６は、光源や反射鏡等の光学系を備えている。スキャナー部６は、自動原稿搬送部６１により搬送された原稿Ｄ又はプラテンガラスに載置された原稿Ｄの画像を読み取って、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色ごとの画像データを生成する。生成された画像データは、画像処理装置７に出力される。

画像処理装置７は、スキャナー部６又はプリントコントローラーｇ１から入力された画像データを補正し、画像処理を施して、画像形成部８に出力する。画像処理装置７は、色変換部７１、階調補正部７２及び中間調処理部７３を備えている。

色変換部７１は、スキャナー部６から出力されたＲ、Ｇ及びＢの各色の画像データを色変換処理し、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像データを出力する。色変換部７１は、色補正のため、プリントコントローラーｇ１から出力されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像データを色変換処理し、色補正されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像データを出力することもできる。色変換部７１は、色変換処理時、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の階調値に対して、色変換後のＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の階調値が定められたＬＵＴを用いる。色変換部７１は、色補正時、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の階調値に対して、色補正後のＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの階調値が定められたＬＵＴを用いる。

階調補正部７２は、色変換部７１又はプリントコントローラーｇ１から出力された画像データの階調を補正する。階調補正部７２は、階調の補正時、画像の階調特性が目標の階調特性に一致するように、各階調値に対応する補正値が定められた階調補正用のＬＵＴ（γ補正カーブ）を用いる。階調補正部７２は、階調補正用のＬＵＴから、画像データの各画素の階調値に対応する補正値を得て、補正値にて更新された画像データを出力する。

中間調処理部７３は、階調補正部７２から出力された画像データを中間調処理する。中間調処理は、例えばディザマトリクスを用いたスクリーン処理、誤差拡散処理等である。中間調処理部７３は、中間調処理後の画像データを画像形成部８に出力する。

画像形成部８は、画像処理装置７から出力された画像データに基づき、用紙に画像を形成する。図１に示すように、画像形成部８は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色ごとに、露光部８１、感光体８２及び現像部８３を備えている。また、画像形成部８は、中間転写ベルト８４、２次転写ローラー８５、定着装置８６及び反転機構８７を備えている。

露光部８１は、発光素子としてＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部８１は、画像データに基づいてＬＤを駆動し、帯電する感光体８２上にレーザー光を照射して露光する。現像部８３は、帯電する現像ローラーにより感光体８２上にトナーを供給し、露光により感光体８２上に形成された静電潜像を現像する。

４つの感光体８２上に形成された各画像（トナー画像）は、各感光体８２から中間転写ベルト８４に順次転写される。これにより、中間転写ベルト８４上にカラー画像が形成される。中間転写ベルト８４は、複数のローラーに巻き回された無端ベルトであり、各ローラーの回転に従って回転する。

２次転写ローラー８５は、中間転写ベルト８４上のカラー画像を、給紙ユニットｇ２又は給紙トレイｇ３１から給紙された用紙上に転写する。

定着装置８６は、転写後の用紙を加熱及び加圧して、用紙に画像を定着させる定着処理を行う。

用紙の両面に画像を形成する場合、画像形成部８は、反転機構８７により用紙の表裏を反転させ、もう一方の片面に対して画像を形成する。反転機構８７は、通過する用紙の表裏を反転させて２次転写ローラー８５による転写位置へと再度用紙を搬送する搬送経路を有している。

図３は、読取部９の構成を模式的に示す説明図である。読取部９は、搬送方向上流側の上流搬送経路Ｒ１から搬送された用紙上に形成された画像の読み取りを行う。読取部９により画像の読み取りが行われた用紙は、搬送方向下流側の下流搬送経路Ｒ２から後処理装置ｇ４へと搬送される。読取部９で画像の読み取りが行われる間、搬送経路上に設けられた複数の搬送ローラー（上流側搬送ローラー８８ａ、下流側搬送ローラー８８ｂ等）により、用紙が所定の速度で読取位置Ｌを通過するように用紙搬送が行われる。

読取部９は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）９１と、光学系９２と、読取位置Ｌを照らすＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源９３とを主体に構成されている。

ＣＣＤ９１は、読取位置Ｌにおいて用紙上の画像の読み取りを行う光学式センサーであり、用紙の幅方向における全幅の範囲を読み取り可能なカラーラインセンサーである。

光学系９２は、読取位置Ｌの像をＣＣＤ９１に導くためのものであり、複数のミラーと複数のレンズとを備えている。

読取部９は、この構成により、読取位置Ｌを通過する用紙の全幅に亘って用紙上に形成された画像を順次読み取り、これにより、用紙相当の二次元な画像（以下「読取画像」という）を生成する。

また、読取部９の搬送経路Ｒ３の下方には、校正部９４が設けられている。校正部９４は、画像の読み取りの際に行うシェーディング補正の補正値を決定するための白基準板を備えている。白基準板は、読取位置Ｌに設けられ、用紙の非通過時（例えば、用紙と用紙の合間等）に間隔を空けてＣＣＤ９１による読み取りが行われる。

上流搬送経路Ｒ１、読取部９の搬送経路Ｒ３及び下流搬送経路Ｒ２は、それぞれ異なる搬送角度となるように設けられている。具体的には、上流搬送経路Ｒ１は、搬送方向に対して下方に傾斜して設けられ、読取部９の搬送経路Ｒ３に搬送される用紙に対して下方への押圧力を加えることができるようになっている。読取部９の搬送経路Ｒ３は、水平方向に設けられている。下流搬送経路Ｒ２は、搬送方向に対して上方に傾斜して設けられ、読取部９の搬送経路Ｒ３から搬送される用紙に対して上方への押圧力を加えることができるようになっている。

このような構成の画像形成装置Ｇにおいて、制御部１は、画像形成装置Ｇの特性を調整するキャリブレーションを行う。具体的には、制御部１は、キャリブレーション用のパターン画像を用紙に形成し、読取部９から出力されるパターン画像に対応する読取画像からγ補正カーブを算出する。制御部１は、算出したγ補正カーブのＬＵＴを作成し、階調補正部７２における階調補正用のＬＵＴを、作成したＬＵＴに更新する。記憶部２には、キャリブレーション用のパターン画像を生成するためのデータが記憶されている。

ここで、図４は、用紙に形成されるパターン画像１００の一例を示す説明図である。パターン画像１００は、それぞれ階調の異なる複数のパッチＰを隣り合うように並べて構成されており、この複数のパッチＰがＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色毎に用意されている。なお、同図において、各パッチＰに描画されるドットは階調のレベルを示すものであり、実際のパッチＰにおいてはその領域内が同一階調で一様に描画されている。また、同図では、「（Ｃ）」、「（Ｍ）」、「（Ｙ）」及び「（Ｋ）」の符号は、各パッチＰの色を示すものであり、実際のパターン画像１００に描画される必要はない。また、各パッチＰを区切るように描かれた実線は、当該パッチＰの外縁を示すためのものであり、実際のパッチＰにおいて外縁を縁取る枠状の線に描画する必要はない。

同図に示す例において、Ｋに対応する各階調のパッチＰは、用紙の長手方向に沿って並べられており、図中の最も左側の列に位置付けられている。Ｃに対応する各階調のパッチＰは、用紙の長手方向に沿って並べられており、図中の左から２番目の列に位置付けられている。また、Ｍに対応する各階調のパッチＰは、用紙の長手方向に沿って並べられており、図中の左から３番目の列に位置付けられている。Ｙに対応する各階調のパッチＰは、用紙の長手方向に沿って並べられており、図中の最も右側の列に位置付けられている。各色において、個々のパッチＰは、上側から下側にかけて濃度が薄くなるように設定されており、本実施形態では、５段階の濃度が再現されている。

このようにパターン画像１００を構成する複数のパッチＰは、色及び濃度といった点においてその態様がそれぞれ相違するものである。本実施形態では、このような態様の相違に加え、パターン画像１００の外周に位置付けられるパッチＰ（以下「外周パッチＰ」という）と、その内側に位置付けられるパッチＰ（以下「内周パッチＰ」という）とではそのサイズが異なるように設定されている。具体的には、外周パッチＰは内周パッチＰよりも大きなサイズに設定されている。本実施形態において、外周パッチＰは、Ｋに対応する５つのパッチＰ、Ｙに対応する５つのパッチＰ、並びにＣ及びＭの上から１番目及び５番目の４つのパッチＰが該当する。一方、内周パッチＰは、Ｃ及びＭの上から２番目、３番目及び４番目の６つのパッチＰが該当する。

図５は、各パッチＰの態様を概念的に示す説明図である。なお、同図では、色及び濃度といった要素が省略して描かれている。同図（ａ）は、内周パッチＰの一例として、図４に示すＣの上から４番目のパッチＰ（ＰＣ４）を示したものである。このパッチＰ（ＰＣ４）は、四角形状からなる第１の領域部ＲＡから形成されており、この第１の領域部ＲＡの内部には、キャリブレーション用の読取データ（画素に対応する測色値）を取得する有効領域ＲＳが設定されている。

キャリブレーションの実施時には、読取部９を通じてパターン画像１００を二次元的に読み取ることで、読取画像が得られる。この読取画像から、パッチＰ毎に、当該パッチＰ内の読取データが取得され、そのパッチに対応付けられる代表的な測色値（パッチデータ）が求められることになる。パッチデータを得るためには、パッチＰの全域（第１の領域部ＲＡ）内の全ての読取データを利用するのではなく、有効領域ＲＳ内の読取データのみが使用される。これは、有効領域ＲＳ内のデータのみを利用することで、隣り合うパッチＰとの境目に位置する読取データが排除されるので、隣接するパッチＰの影響を受けにくく、パッチデータを信頼性よく算出することができるからである。

一方、同図（ｂ）は、外周パッチＰの一例として、図４に示すＫ色の１番上のパッチＰ（ＰＫ１）を示したものである。このパッチＰ（ＰＫ１）は、内周パッチＰと同様、有効領域ＲＳを含む第１の領域部ＲＡを備えつつ、外方、すなわち、他のパッチＰが隣接していない側へと一定の幅で拡幅された第２の領域部ＲＢをさらに備えている。パッチＰ（ＰＫ１）は、最も左上に位置するために、第２の領域部ＲＢは、第１の領域部ＲＡの左辺及び上辺を囲む領域に設定されている。この第２の領域部ＲＢには、第１の領域部ＲＡと同一階調（同一色かつ同一濃度）が設定されている。

また、同図（ｃ）は、外周パッチＰの一例として、図４に示すＭ色の１番上のパッチＰ（ＰＭ１）を示したものである。このパッチＰ（ＰＭ１）は、上述のＫ色のパッチＰ（ＰＫ１）と同様に、第２の領域部ＲＢをさらに備えている。パッチＰ（ＰＭ１）は、ＣとＹとの間に挟まれ、かつ、最も上段に位置しているために、第２の領域部ＲＢは、第１の領域部ＲＡの上辺側のみに設定されている。この第２の領域部ＲＢには、第１の領域部ＲＡと同一階調（同一色かつ同一濃度）が設定されている。

さらに、同図（ｃ）は、外周パッチＰの一例として、図４に示すＹ色の上から４番目のパッチＰ（ＰＹ４）を示したものである。このパッチＰ（ＰＹ４）は、上述のパッチＰ（ＰＫ１，ＰＭ１）と同様に、第２の領域部ＲＢをさらに備えている。パッチＰ（ＰＹ４）は、最も右側に位置し、かつ、同一色の異なる階調のパッチＰに挟まれているために、第２の領域部ＲＢは、第１の領域部ＲＡの右辺側のみに設定されている。この第２の領域部ＲＢには、第１の領域部ＲＡと同一階調（同一色かつ同一濃度）が設定されている。

図４に示すように、これらの外周パッチＰ以外にも、他の外周パッチＰについても、第１の領域部ＲＡとともに、この第１の領域部ＲＡと同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部ＲＢを備えている。

なお、図４において、用紙の四隅にそれぞれ形成される４つの基準マーク１０１は、パターン画像１００の読取画像から各パッチＰの位置を特定するためのものである。

以下、このようなパターン画像１００を用いたキャリブレーションの方法について説明する。ここで、図６は、キャリブレーションの実行手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、本体ユニットｇ３の制御部１により実行される。

まず、ステップ１（Ｓ１）において、制御部１は、パターン画像１００を生成する。本ステップ１にて生成されるパターン画像１００では、上述のように、内周パッチＰのサイズと比較して外周パッチＰのサイズが大きくなるように生成されている。

ステップ２（Ｓ２）において、制御部１は、生成したパターン画像１００に基づいて画像形成部８を制御して、用紙にパターン画像１００を印字する。

ステップ３（Ｓ３）において、制御部１は、読取動作を行う。具体的には、制御部１は、パターン画像１００が形成された用紙が読取部９を通過するタイミングと同期して読取部９を動作させ、当該読取部９により用紙に形成されたパターン画像１００を読み取る。読取部９は、パターン画像１００を読み取ることで読取画像を生成し、当該生成された読取画像が制御部１に出力される。

ステップ４（Ｓ４）において、制御部１は、読取画像に基づいて、各パッチに関するパッチデータを取得する。具体的には、制御部１は、各パッチＰの有効領域ＲＳ内の読取データ（測色値）を利用して、当該読取データを平均化することでパッチデータを取得する。ここで、読取画像上で各パッチＰ（有効領域ＲＳ）の位置を特定する手法としては、射影変換などの手法を利用することができる。具体的は、制御部１は、４つの基準マーク１０１の設計座標と、各パッチＰの有効領域ＲＳの設計座標と、パターン画像１００を読み取った読取画像における基準マーク１０１の実座標とに基づいて、読取画像上の各パッチＰの有効領域ＲＳを特定する、といった如くである。

ステップ５（Ｓ５）において、制御部１は、各パッチＰに係るパッチデータを色彩値（例えば反射率）に変換する。この変換処理では、パターン画像１００のパッチデータ（測色値）と色彩値との対応関係を示す１次元ＬＵＴが利用される。当該１次元ＬＵＴは予め準備しておくことが好ましい。

ステップ６（Ｓ６）において、制御部１は、各パッチＰについて求められた色彩値に基づいて、γ補正カーブを計算する。γ補正カーブが計算されると、制御部１は、当該γ補正カーブのＬＵＴを作成し、階調補正部７２における階調補正用のＬＵＴを、作成したＬＵＴにて更新する。このような一連の処理により、キャリブレーションが終了する。

このように本実施形態において、画像形成装置Ｇは、画像を用紙に形成する画像形成部８と、画像形成部８を制御してキャリブレーション用のパターン画像１００を用紙に形成する制御部１と、を有している。ここで、パターン画像１００は、それぞれ階調の異なる複数のパッチＰを隣り合うように並べて構成されるとともに、複数のパッチＰは、キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域ＲＳを内部に含む第１の領域部ＲＡをそれぞれ備えている。また、パターン画像１００の外周に位置付けられる各パッチ（外周パッチ）Ｐは、第１の領域部ＲＡの階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部ＲＢをさらに備えている。

この構成によれば、フレアの影響が顕著となる外周パッチＰについては、有効領域ＲＳを内部に含む第１の領域部ＲＡの外方に、これと同一階調となる第２の領域部ＲＢが設定されている。この第２の領域部ＲＢが存在することで、有効領域ＲＳがパッチＰの周縁から離間されるため、有効領域ＲＳに影響するフレアを抑制することができる。また、本実施形態では、第２の領域部ＲＢが第１の領域部ＲＡと同一階調に設定されているため、この第２の領域部ＲＢが有効領域ＲＳのフレア要因となることがないので、有効領域ＲＳへのフレアの影響を抑制することができる。このため、パッチデータへのフレアの影響を抑制することができる。

フレアの抑制という観点からすれば、有効領域ＲＳに比してパッチＰの全域のサイズを大きくすることが好ましい。しかしながら、このような形態では用紙１枚あたりに形成することができるパッチＰの数が減少し、キャリブレーションを実行する際には、大量の用紙に分散的にパターン画像１００を形成しなければならない。その点、本実施形態では、フレアの影響が大きい外周パッチＰに第２の領域部ＲＢを配置することで、フレアの抑制と、用紙１枚あたりに形成することができるパッチ数との両立を図ることができるのである。

また、本実施形態の画像形成装置Ｇは、画像を用紙に形成する画像形成部８と、それぞれ階調の異なる複数のパッチＰを隣り合うように並べたパターン画像１００が形成された用紙を光学的に読み取る読取部９と、読取部９がパターン画像１００を読み取った読取画像のなかで複数のパッチＰの位置をそれぞれ特定し、複数のパッチＰに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行う制御部１と、を有している。ここで、複数のパッチＰは、所定サイズの第１の領域部ＲＡをそれぞれ備えており、パターン画像の外周に位置付けられる各パッチ（外周パッチ）Ｐは、第１の領域部ＲＡの階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部ＲＢをさらに備えている。この場合、制御部１は、第２の領域部ＲＢ内の読取データを前記キャリブレーションにおいて使用しないこととしている。

この構成によれば、フレアの影響が顕著となる外周パッチＰについては、第１の領域部ＲＡの外方に、これと同一階調となる第２の領域部ＲＢが設定されている。このため、第２の領域部ＲＢ内の読取データをキャリブレーションにおいて使用しないことで、フレアの影響を受けた読取データを排除してパッチデータを得ることができる。これにより、パッチデータへのフレアの影響を抑制することができる。

また、本実施形態において、制御部１は、第１の領域部ＲＡの内部に設定される有効領域ＲＳ内の読取データを使用してキャリブレーションを行う。

この構成によれば、有効領域ＲＳを含む第１の領域部ＲＡの外方に第２の領域部ＲＢが存在することで、パターン画像１００の周縁部から有効領域ＲＳに与えるフレアの影響を抑制することができる。また、本実施形態では、第２の領域部ＲＢが第１の領域部ＲＡと同一階調に設定されているため、外周に位置する種々の階調のパッチＰについても各々フレアの影響を抑制することができる。このため、パッチデータへのフレアの影響を抑制することができる。

なお、外周パッチＰにおいて、第１の領域部ＲＡの外方に設定される第２の領域部ＲＢの大きさは任意に設定することができるが、例えば第１の領域部ＲＡのｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定することができる。ｎの値は、フレアの程度に応じて決定することができ、例えばフレアが大きい程ｎの値を大きくすることができる。ここで、図７は、第１の領域部ＲＡの等倍（１倍）の大きさの第２の領域部ＲＢを備えた外周パッチＰの説明図であり、通常のパッチＰの２倍程度の大きさを確保することでフレアの影響を抑制することができる。また、ｎを整数倍にすることで、通常のパッチＰ（内周パッチ）と同じサイズのパッチを外側に繰り返し配置するだけで第２の領域部ＲＢを形成できるので、ソフトウエア処理を共通化することができる。

また、パターン画像を形成する場合、１枚の用紙内になるべく多くのパッチＰを形成したいという要望がある。そこで、パターン画像の別の例としては、用紙１枚内に、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせるものが考えられる。図８は、２つのパッチ群１００ａ，１００ｂを備えるパターン画像１０２を示す説明図であり、各パッチ群１００ａ，１００ｂは４×５のマトリクス状に構成されている。このようなパターン画像１０２の場合には、ｌ×ｍを単位とするパッチ群１００ａ，１００ｂのそれぞれにおいて、当該パッチ群１００ａ，１００ｂの外周に位置付けられるパッチＰのそれぞれが第２の領域部を備えることが好ましい。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施形態では、全ての外周パッチが第２の領域部を備えているが、フレアの影響との観点で、パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチが第２の領域部を備えるものであってもよい。

また、本実施形態では、１次元のキャリブレーションについて例示したが、多次色のキャリブレーションに適用することもできる。

Ｇ 画像形成装置
ｇ１ プリントコントローラー
ｇ２ 給紙ユニット
ｇ３ 本体ユニット
ｇ４ 後処理装置
１ 制御部
２ 記憶部
３ 操作部
４ 表示部
５ 通信部
６ スキャナー部
７ 画像処理装置
８ 画像形成部
９ 読取部

Claims (32)

1. 画像を用紙に形成する画像形成部と、
   キャリブレーション用のパターン画像を生成する制御部と、を有し、
   前記パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べて構成されるとともに、
   前記パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記パターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定され、
   前記パターン画像の内周に位置付けられるパッチは、互いに同じサイズに設定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記パターン画像の外周に位置付けられるパッチの全てが前記パターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
3. 画像を用紙に形成する画像形成部と、
   キャリブレーション用のパターン画像を生成する制御部と、を有し、
   前記パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチが隣り合うように所定の方向に沿って並べたパッチ列を含み、
   前記所定の方向において前記パッチ列の端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも前記所定の方向において大きなサイズに設定され、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも濃い濃度を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記画像形成部を制御して、前記パターン画像を用紙に形成し、前記所定の方向は用紙の長手方向であることを特徴とする請求項３に記載された画像形成装置。
5. 前記パッチ列の端部に位置する前記少なくとも一つのパッチは、前記パッチ列のうち最も濃い濃度を有することを特徴とする請求項３又は４に記載された画像形成装置。
6. 前記パッチ列に含まれる複数のパッチは、前記所定の方向に沿って濃度が薄くなるように設定されることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載された画像形成装置。
7. 前記パッチ列の両端部に位置するそれぞれのパッチは、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも前記所定の方向において大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載された画像形成装置。
8. 前記パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパッチ列を前記所定の方向と直交する方向に複数有することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載された画像形成装置。
9. 前記所定の方向と直交する方向において端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも少なくとも前記所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項８に記載された画像形成装置。
10. 前記所定の方向において前記パッチ列の端部に位置し、かつ、前記所定の方向と直交する方向において端部に位置する少なくとも一つのパッチは、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも前記所定の方向において大きなサイズに設定されるとともに、前記所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも前記所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項８又は９に記載された画像形成装置。
11. 前記複数のパッチは、前記キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域を内部に含む第１の領域部をそれぞれ備えており、
    前記大きなサイズに設定されるパッチは、前記第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載された画像形成装置。
12. 前記第２の領域部は、前記第１の領域部のｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定されていることを特徴とする請求項１１に記載された画像形成装置。
13. 前記制御部は、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせることで前記パターン画像を生成しており、
    前記パッチ群のそれぞれにおいて、当該パッチ群の外周に位置付けられるパッチのそれぞれは前記第２の領域部を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載された画像形成装置。
14. 画像を用紙に形成する画像形成部と、
    それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパターン画像を光学的に読み取る読取部と、
    前記読取部が前記パターン画像を読み取り、前記複数のパッチに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行う制御部と、を有し、
    前記パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記パターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定され、
    前記パターン画像の内周に位置付けられるパッチは、互いに同じサイズに設定されることを特徴とする画像形成装置。
15. 前記パターン画像の外周に位置付けられるパッチの全てが前記パターン画像の内周に位置付けられるパッチよりも大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項１４に記載された画像形成装置。
16. 画像を用紙に形成する画像形成部と、
    それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパッチ列を含むパターン画像を光学的に読み取る読取部と、
    前記読取部が前記パターン画像を読み取り、前記複数のパッチに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行う制御部と、を有し、
    前記複数のパッチの所定の方向において前記パッチ列の端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも前記所定の方向において大きなサイズに設定され、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも濃い濃度を有することを特徴とする画像形成装置。
17. 前記読取部は、前記パターン画像が形成された用紙を光学的に読み取り、前記所定の方向は用紙の長手方向であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記パッチ列の端部に位置する前記少なくとも一つのパッチは、前記パッチ列のうち最も濃い濃度を有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載された画像形成装置。
19. 前記パッチ列に含まれる複数のパッチは、前記所定の方向に沿って濃度が薄くなるように設定されることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載された画像形成装置。
20. 前記パッチ列の両端部に位置するそれぞれのパッチは、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも少なくとも前記所定の方向において大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一項に記載された画像形成装置。
21. 前記パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べたパッチ列を前記所定の方向と直交する方向に複数有することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載された画像形成装置。
22. 前記所定の方向と直交する方向において端部に位置するパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも少なくとも前記所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項２１に記載された画像形成装置。
23. 前記所定の方向において前記パッチ列の端部に位置し、かつ、前記所定の方向と直交する方向において端部に位置する少なくとも一つのパッチは、前記パッチ列の端部以外に位置するパッチよりも前記所定の方向において大きなサイズに設定されるとともに、前記所定の方向と直交する方向において端部以外に位置するパッチよりも前記所定の方向と直交する方向において大きなサイズに設定されることを特徴とする請求項２１又は２２に記載された画像形成装置。
24. 前記制御部は、前記読取部が前記パターン画像を読み取った読取画像のなかで前記複数のパッチの位置をそれぞれ特定し、前記複数のパッチに関する各読取データに基づいてキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項１４〜２３のいずれか一項に記載された画像形成装置。
25. 前記複数のパッチは、所定サイズの第１の領域部をそれぞれ備えており、
    前記大きなサイズに設定されるパッチは、前記第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備え、
    前記制御部は、前記第２の領域部内の読取データを前記キャリブレーションにおいて使用しないことを特徴とする請求項１４〜２４のいずれか一項に記載された画像形成装置。
26. 前記第２の領域部は、前記第１の領域部のｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定されていることを特徴とする請求項２５に記載された画像形成装置。
27. 前記制御部は、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせることで前記パターン画像を生成しており、
    前記パッチ群のそれぞれにおいて、当該パッチ群の外周に位置付けられるパッチのそれぞれは前記第２の領域部を備えることを特徴とする請求項２５又は２６に記載された画像形成装置。
28. 前記制御部は、前記第１の領域部の内部に設定される有効領域内の読取データを使用して前記キャリブレーションを行うことを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか一項に記載された画像形成装置。
29. 前記読取部は、ＬＥＤ光源を有することを特徴とする請求項１４〜２８のいずれか一項に記載された画像形成装置。
30. 隣り合うパッチは隣接することを特徴とする請求項１〜２９のいずれか一項に記載された画像形成装置。
31. 画像を用紙に形成する画像形成部と、
    前記画像形成部を制御して、キャリブレーション用のパターン画像を用紙に形成する制御部と、を有し、
    前記パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べて構成されるとともに、
    前記複数のパッチは、前記キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域を内部に含む第１の領域部をそれぞれ備えており、
    前記パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備え、
    前記第２の領域部は、前記第１の領域部のｎ（ｎは１以上の整数）倍の大きさに設定されていることを特徴とする画像形成装置。
32. 画像を用紙に形成する画像形成部と、
    前記画像形成部を制御して、キャリブレーション用のパターン画像を用紙に形成する制御部と、を有し、
    前記パターン画像は、それぞれ階調の異なる複数のパッチを隣り合うように並べて構成されるとともに、
    前記複数のパッチは、前記キャリブレーション用の読取データを取得するための有効領域を内部に含む第１の領域部をそれぞれ備えており、
    前記パターン画像の外周に位置付けられるパッチのうち少なくとも一つのパッチは、前記第１の領域部の階調と同一階調で外方へと拡幅された第２の領域部をさらに備え、
    前記制御部は、用紙１枚内に、ｌ（ｌは１以上の整数）×ｍ（ｍは１以上の整数）のマトリクス状のパッチ群を複数隣り合わせることで前記パターン画像を形成しており、
    前記パッチ群のそれぞれにおいて、当該パッチ群の外周に位置付けられるパッチのそれぞれは前記第２の領域部を備えることを特徴とする画像形成装置。

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