JP6855775B2 - 画像形成装置および階調補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および階調補正方法に関する。

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（像担持体）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。

現像装置においては、トナーが付着したキャリアーが磁力により現像ローラーに担持され、複数のキャリアーからなる磁気ブラシが現像ローラーに形成される。そして、現像ローラーと感光体ドラムとの対向部分である現像ニップにおいて、磁気ブラシ上のトナーが感光体ドラムに供給される。

上記のような現像方式には、現像ローラーと感光体ドラムとを現像ニップにおいて同方向に回転させるウィズ方式と、逆方向に回転させるカウンター方式とがある。カウンター方式においては、現像ニップにおいて現像ローラーと感光体ドラムとが互いに逆方向に回転することにより、トナーが磁気ブラシの穂により、感光体ドラムに供給されたトナーがトナー像の先端から後端に掃き寄せられる現象が起こる。この現象は、かすれ又は掃き寄せと呼ばれ、トナー像の先端領域で濃度が薄くなり、後端領域で濃度が濃くなるという画像不良が発生する。

ウィズ方式においても、カウンター方式と同様の現象が起こる。ウィズ方式の場合、現像ローラーと感光体ドラムとが現像ニップにおいて同方向に回転するので、トナー像の先端領域で濃度が濃くなり、後端領域で濃度が薄くなるという現象の画像不良となる。

上記のような画像不良を抑制するため、例えば、特許文献１には、白抜け等の画像不良に対して入力画像データから当該画像不良の発生を予測補正する技術が開示されている。

特開平１１−１９６２７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、装置の個体差バラツキや環境耐久変動により、画像不良のレベルが変化するため、補正量が不十分となったり、補正量が過剰となってしまう。そのため、入力画像データに基づく画像を正確に補正することができないおそれがあった。

本発明の目的は、入力画像データに基づく画像を正確に補正することが可能な画像形成装置および階調補正方法を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
回転可能な像担持体を有し、前記像担持体に画像を形成する画像形成部と、
入力画像データに含まれる階調を有するパッチ画像を前記像担持体に形成するよう前記画像形成部を制御する制御部と、
前記パッチ画像の、前記像担持体の回転方向における濃度関連情報を検出する濃度関連情報検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記濃度関連情報検出部により検出された前記濃度関連情報のうち、前記回転方向における第１位置に対応する第１情報と、前記第１位置よりも前記パッチ画像の端部に近い位置である第２位置に対応する第２情報との差分と、前記濃度関連情報と階調情報との関係を示す階調テーブルとに基づいて、前記第２情報の補正量を決定し、
前記補正量に基づいて、前記入力画像データに基づく画像において前記第２位置に対応する部分の階調が前記第１位置に対応する部分の階調になるように、前記入力画像データに関連する画像データの階調を補正する。

本発明に係る階調補正方法は、
回転可能な像担持体を有し、前記像担持体に画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の階調補正方法であって、
入力画像データに含まれる階調を有するパッチ画像を前記像担持体に形成するよう前記画像形成部を制御し、
前記パッチ画像の、前記像担持体の回転方向における濃度関連情報を検出し、
検出した前記濃度関連情報のうち、前記回転方向における第１位置に対応する第１情報と、前記第１位置よりも前記パッチ画像の端部に近い位置である第２位置に対応する第２情報との差分と、前記濃度関連情報と階調情報との関係を示す階調テーブルとに基づいて、前記第２情報の補正量を決定し、
前記補正量に基づいて、前記入力画像データに基づく画像において前記第２位置に対応する部分の階調が前記第１位置に対応する部分の階調になるように、前記入力画像データに関連する画像データの階調を補正する。

本発明によれば、入力画像データに基づく画像を正確に補正することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置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。 現像ニップの拡大図である。 パッチ画像を示す図である。 通紙方向における濃度検出部によるパッチ画像の検出結果を示す図である。 基準濃度と検出濃度との関係、及び、濃度階調テーブルと補正テーブルとの関係を示す図である。 階調がそれぞれ異なる複数のパッチ画像を示す図である。 基準濃度と検出濃度との関係、及び、濃度階調テーブルと補正テーブルとの関係を示す図である。 通紙方向の幅がそれぞれ異なる複数のパッチ画像を示す図である。 パッチ画像の幅と、掃き寄せ量との関係を示す図である。 画像形成装置における階調補正制御の動作例の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２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１に示すように、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２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１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２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１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は本発明の「像担持体」に対応する。

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。

また、定着部６０の下流側には、濃度検出部７３が設けられている。濃度検出部７３は、用紙Ｓに定着された画像を読み取るインラインセンサーであり、用紙Ｓの通紙方向、つまり、感光体ドラム４１３の回転方向におけるパッチ画像の濃度情報を検出する。濃度検出部７３は、本発明の「濃度関連情報検出部」に対応する。また、濃度情報は、本発明の「濃度関連情報」に対応する。なお、以下の説明では、用紙Ｓの通紙方向を単に「通紙方向」という。

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。

ところで、図３に示すように、現像装置４１２においては、トナー（図３における黒いドットで表示）が付着したキャリアーＣが磁力により、現像ローラー４１２Ａに担持され、複数のキャリアーＣからなる磁気ブラシＢが現像ローラー４１２Ａに形成される。そして、現像ローラー４１２Ａと感光体ドラム４１３との対向部分である現像ニップにおいて、磁気ブラシＢ上のトナーが感光体ドラム４１３に供給される。

上記のような現像方式には、現像ローラー４１２Ａと感光体ドラム４１３とを現像ニップにおいて同方向に回転させるウィズ方式と、逆方向に回転させるカウンター方式とがある。図３においては、カウンター方式の場合を図示している。

カウンター方式においては、現像ニップにおいて現像ローラー４１２Ａと感光体ドラム４１３とが互いに逆方向に回転することにより、トナーが磁気ブラシＢの穂により、感光体ドラム４１３に供給されたトナーが、画像の先端から後端に掃き寄せられる現象が起こる。

この現象は、かすれ又は掃き寄せと呼ばれ、例えば図４に示すような通紙方向において一定の階調からなるパッチ画像Ｔを形成した場合において、この現象が発生すると、濃度検出部７３における検出結果が図５に示すような結果となる。具体的には、図５に示すように、画像領域の先端部でトナー濃度が薄くなり、後端部でトナー濃度が濃くなるという画像不良が発生する。

図５に示す例では、画像領域の後端部から１画素目、２画素目および３画素目の部分が、後端部から４画素目以降よりもトナー濃度が濃くなっている画像不良について例示している。

また、ウィズ方式においても、カウンター方式と同様の現象が起こる。ウィズ方式においては、カウンター方式とは逆に、画像領域の先端部で濃度が濃くなり、後端部で濃度が薄くなるという画像不良が発生する。

このような画像不良の発生を抑制するために、例えば、特許文献１に記載の技術のように、入力画像データから当該画像不良の発生を予測補正するような技術では、装置の個体差バラツキや環境耐久変動により、画像不良のレベルが変化して画像端部における補正を正確に行うことができないおそれがある。

また、特開平７−１７５３６７号公報に記載の技術のように、濃度検出部の検出結果に基づいて現像バイアスを変更して画像不良の発生を抑制する技術では、現像バイアスを変更することに起因した濃度不足や粒状性の悪化といった画像不良が発生するおそれがある。

そこで、本実施の形態では、制御部１０１が入力画像データに含まれる階調を有するパッチ画像を感光体ドラム４１３に形成するように画像形成部４０を制御し、当該パッチ画像の濃度情報に基づいて入力画像データの階調を補正する。これにより、入力画像データに基づく画像を正確に補正することができる。以下、本件の階調補正制御について詳細に説明する。

本件の階調補正制御において感光体ドラム４１３に形成するパッチ画像は、通紙方向において一定の階調からなる画像である。

制御部１０１は、通紙方向におけるパッチ画像の濃度情報を濃度検出部７３より取得する。制御部１０１は、取得したパッチ画像の濃度情報から、通紙方向におけるパッチ画像の中央部の位置である第１位置の濃度情報を基準濃度情報（第１情報）とする。

また、図６に示すように、記憶部７２には、予め実測された、トナーの濃度と階調との関係を示す濃度階調テーブルが記憶されている（図６の第２象限又は第４象限参照）。濃度階調テーブルは、階調が大きくなるにつれ、トナーの濃度が大きくなるような曲線形状となるテーブルである。濃度階調テーブルは本発明の「階調テーブル」に対応する。

なお、図６および後述する図８においては、第１象限（右上の部分）がパッチ画像の中央部の濃度（縦軸）と、濃度検出部７３による検出濃度（横軸）との関係を示し、第２象限（左上の部分）が、濃度（縦軸）と階調との関係を示している。また、図６および図８においては、第４象限（右下の部分）が、検出濃度（横軸）と、補正階調（縦軸）との関係を示している。

制御部１０１は、濃度階調テーブルを参照し、基準濃度情報及び濃度階調テーブルに基づいた補正テーブルを作成する。補正テーブルは、濃度階調テーブルにおける、基準濃度に対応した基準階調に対する、階調の変動量を打ち消す補正階調情報と、濃度情報との関係を示すテーブルである。なお、補正テーブルは、予め記憶部７２等に記憶されていても良い。

例えば、基準階調と、後端部から１画素目の部分である第２位置における階調との差分が図６に示す差分である場合、補正テーブルにおける、第２位置における補正階調は、基準階調に対して、当該変動量を打ち消す階調となる。これにより、パッチ画像の中央部の第１位置に対して濃度情報の差分が大きい第２位置に対応する部分の補正量が決定される。

制御部１０１は、決定した補正量に基づいて、入力画像データに基づく画像における第２位置に対応する部分が第１位置に対応する部分と同じ階調になるように、入力画像データの階調を補正する。このようにすることで、現在の装置の状態に応じた補正を行うことが可能となるので、画像端部における補正を正確に行うことができる。

制御部１０１は、第１位置における基準濃度情報と、第１位置以外の全ての位置（第２位置）の補正濃度情報（第２情報）との差分に応じて、それぞれの位置の補正量を決定する処理を行うか否かについて判定する。

例えば、制御部１０１は、基準濃度と、パッチ画像における通紙方向の所定位置の濃度との差分が所定濃度（例えば、０．３）以上である場合、当該所定位置に対応する部分において、補正テーブルに基づいて補正量を決定する処理を行う。また、制御部１０１は、当該差分が所定濃度未満である場合、補正量を決定する処理を行わない。

これにより、当該差分に応じて過不足なく補正を行うことができ、ひいては入力画像データに基づく画像をより正確に形成することができる。

また、図７に示すように、制御部１０１は、階調がそれぞれ異なる複数のパッチ画像Ｔ１〜Ｔ１０を通紙方向に並べて感光体ドラム４１３に形成するように画像形成部４０を制御する。

このように複数のパッチ画像Ｔ１〜Ｔ１０を形成すると、図８に示すように、各パッチ画像Ｔ１〜Ｔ１０における濃度情報がそれぞれ得られる。図８では、パッチ画像の後端部から１画素目、２画素目、３画素目および４画素目の部分における濃度情報のみを図示しており、また、１画素目の部分の濃度情報のみをプロットして図示している。

そして、制御部１０１は、階調に応じた複数の補正テーブルを作成する。このようにすることで、入力画像データにおいて、異なる階調の画像が存在していても、階調に応じた適切な補正を行うことができる。

また、図９に示すように、制御部１０１は、通紙方向の幅がそれぞれ異なる複数のパッチ画像Ｔ１１〜Ｔ１９を形成するように画像形成部４０を制御しても良い。そして、制御部１０１は、前記複数のパッチ画像Ｔ１１〜Ｔ１９のうち、基準濃度情報と補正濃度情報との差分が所定濃度（所定値）以上の部分を有するパッチ画像の幅と、同一の幅を有する入力画像データの画像に限り、階調を補正する処理を行う。

画像における通紙方向の幅が小さい場合、磁気ブラシによるトナーの掃き寄せ量が少なくなるため、掃き寄せが発生せず、また、当該幅が大きい場合、幅が一定以上になると、トナーの掃き寄せ量が飽和することがわかっている（図１０参照）。そのため、通紙方向の幅がそれぞれ異なる複数のパッチ画像Ｔ１１〜Ｔ１９を形成することにより、掃き寄せが発生しない画像の幅を判断することができる。これにより、画像における通紙方向の幅が、掃き寄せが発生しない幅以下である場合、制御部１０１は補正量を決定する処理を行わないようにすることができる。

また、制御部１０１は、複数のパッチ画像を形成する場合、各パッチ画像において間隔をあけて感光体ドラム４１３に形成するように制御する。このようにすることで、各パッチ画像において正確に掃き寄せの現象が発生することを確認することができるので、正確な補正を行うことができる。

また、制御部１０１は、補正量を決定する処理を行う際、用紙搬送部５０における用紙の搬送速度を、画像形成部４０により入力画像データに基づく画像を用紙に転写する際の搬送速度よりも遅くするように用紙搬送部５０を制御すると良い。

このようにすることで、濃度検出部７３により、画像を読み取る際における解像度を上げることができる。例えば、通常の搬送速度の場合、解像度は４００ｄｐｉであるのに対し、当該速度の３分の１の速度にすると、解像度は１２００ｄｐｉとなる。

次に、画像形成装置１における階調補正制御の動作例について説明する。図１１は、画像形成装置１における階調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１１における処理は、印刷ジョブの実行中において適宜実行される。

図１１に示すように、制御部１０１は、パッチ画像を形成するように画像形成部４０を制御する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、濃度検出部７３により検出されたパッチ画像の濃度情報を取得する（ステップＳ１０２）。次に、制御部１０１は、取得した濃度情報の中から、基準濃度情報を取得する（ステップＳ１０３）。

次に、制御部１０１は、第１位置における基準濃度情報と、第１位置以外の全ての位置（第２位置）の補正濃度情報との差分が大きい部分、つまり、所定濃度以上の部分があるか否かについて判定する（ステップＳ１０４）。

判定の結果、差分が大きい部分がない場合（ステップＳ１０４、ＮＯ）、本制御は終了する。一方、差分が大きい部分がある場合（ステップＳ１０４、ＹＥＳ）、制御部１０１は、当該部分における補正量を決定する（ステップＳ１０５）。

次に、制御部１０１は、補正量に基づいて、入力画像データに基づく画像が通紙方向において均一になるように、入力画像データの階調を補正する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６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、パッチ画像を形成することにより、基準濃度情報と、補正濃度情報との差分と、濃度階調テーブルとに基づいて、補正濃度情報の補正量を決定し、当該補正量に基づいて入力画像データの階調を補正する。これにより、入力画像データに基づく画像を正確に補正することができる。

また、パッチ画像を形成することにより階調補正を行うので、現在の装置の状態に応じた補正を行うことができる。そのため、入力画像データから画像不良の発生を予測補正するような構成のように、補正量が不十分となったり、補正量が過剰になったりすることがなく、正確な補正を行うことができる。

また、入力画像データにおける階調を補正するため、現像バイアスを変更して補正を行う構成のように、濃度不足や粒状性の悪化が発生することなく、正確な補正を行うことができる。

また、掃き寄せの影響を受けることがないパッチ画像の通紙方向の中央部の位置における濃度情報を基準濃度情報とするので、入力画像データに基づく画像をより正確に補正することができる。

また、パッチ画像の中央部の位置以外の位置において、濃度情報の差分が大きい部分の補正を行うので、当該差分に応じて過不足なく補正を行うことができ、ひいては入力画像データに基づく画像をより正確に形成することができる。

また、階調が異なる複数のパッチ画像を形成して階調補正制御を行うので、階調に応じた複数の補正テーブルを作成することができる。そのため、１つの画像において複数の階調を有する場合においても、より正確に補正を行うことができる。

なお、上記実施の形態では、パッチ画像の中央部の位置以外の全ての位置において、補正量を決定する処理を常時行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部１０１は、補正を決定する処理の有無を判断する処理（図１１におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０４）を行う前に、基準濃度情報と、画像の端部から少なくとも１画素目の濃度情報との差分に応じて、補正量を決定する処理を行うか否かについて判定しても良い。

例えば、基準濃度情報と１画素目の濃度情報との差分が所定濃度より小さい場合、画像全体の濃度情報と基準濃度情報との差分が小さい可能性が高く、補正を行う必要がないと考えられる。このような場合、補正量を決定する処理を行わないと判定することにより、無駄な補正を行うことを抑制することができ、階調補正制御の時間を短縮することができる。

また、上記の制御を行う場合のフローチャートの一例としては、図１１におけるステップＳ１０２の前に、１画素目の濃度情報と、基準濃度情報のみを取得する処理を行い、その後、これらの差分が所定濃度以上であるか否かを判定する処理を行う。そして、当該処理でＮＯと判定した場合、本制御を終了し、ＹＥＳと判定した場合、図１１におけるステップＳ１０２以降の処理（補正量を決定する処理を行うか否かについて判定する処理）を、複数の画素、つまり、第２位置に対して行うようにすれば良い。このようにすることにより、掃き寄せ等が発生していない場合に、１画素目の濃度情報のみの情報を取得するだけで良いので、その他の濃度情報を取得する時間を短縮することができる。

また、上記実施の形態では、濃度関連情報を、画像の濃度情報としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、画像の明度情報としても良いし、画像の輝度の情報としても良い。

また、上記実施の形態では、パッチ画像の中央部の位置を第１位置としていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、中央部の位置からややずれた位置を第１位置としても良い。ただし、入力画像データに基づく画像をより正確に形成するためには、第１位置を、掃き寄せが発生しやすい端部以外の位置にすることが望ましく、掃き寄せの影響を受けにくいと考えられる中央部の位置にすることがさらに望ましい。

また、上記実施の形態では、像担持体として感光体ドラム４１３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば中間転写ベルト４２１等であっても良い。

また、上記実施の形態では、濃度検出部７３が用紙Ｓに定着された画像の濃度を読み取るインラインセンサーであったが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ドラム４１３上の画像の濃度を検出可能なセンサーであっても良い。

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
５０ 用紙搬送部
７３ 濃度検出部
１０１ 制御部
４１３ 感光体ドラム

Claims (14)

1. 回転可能な像担持体を有し、前記像担持体に画像を形成する画像形成部と、
   入力画像データに含まれる階調を有するパッチ画像を前記像担持体に形成するよう前記画像形成部を制御する制御部と、
   前記パッチ画像の、前記像担持体の回転方向における濃度関連情報を検出する濃度関連情報検出部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記濃度関連情報検出部により検出された前記濃度関連情報のうち、前記回転方向における第１位置に対応する第１情報と、前記第１位置よりも前記パッチ画像の端部に近い位置である第２位置に対応する第２情報との差分と、前記濃度関連情報と階調情報との関係を示す階調テーブルとに基づいて、前記第２情報の補正量を決定し、
   前記補正量に基づいて、前記入力画像データに基づく画像において前記第２位置に対応する部分の階調が前記第１位置に対応する部分の階調になるように、前記入力画像データに関連する画像データの階調を補正する、
   画像形成装置。
2. 前記第１位置は、前記回転方向における前記パッチ画像の中央部の位置である、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記回転方向における、前記第１位置以外の全ての第２位置の第２情報と、前記第１情報との差分に応じて、それぞれの第２位置における前記補正量を決定するか否かについて判定する、
   請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記第１情報と、前記パッチ画像における前記回転方向の端部から少なくとも１画素目の部分の濃度関連情報との差分に応じて、前記補正量を決定する処理を行うか否かについて判定する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記補正量を決定する処理を行うと判定した場合、前記第２位置における前記補正量を決定するか否かについて判定する、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、階調がそれぞれ異なる複数のパッチ画像を前記像担持体に形成するように前記画像形成部を制御する、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、
   前記回転方向の幅がそれぞれ異なる複数のパッチ画像を前記像担持体に形成するように前記画像形成部を制御し、
   前記複数のパッチ画像のうち、前記第１情報と前記第２情報との差分が所定値以上の部分を有するパッチ画像の幅と、同一の幅を有する入力画像データの画像に限り、前記階調を補正する処理を行う、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記回転方向に複数のパッチ画像を、それぞれ間隔をあけて前記像担持体に形成するように前記画像形成部を制御する、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記濃度関連情報は、画像の濃度情報である、
   請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記濃度関連情報は、画像の明度情報である、
    請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記濃度関連情報は、画像の輝度情報である、
    請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記濃度関連情報検出部は、用紙に定着された画像を読み取るインラインセンサーである、
    請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
13. 用紙を搬送する用紙搬送部と、
    前記制御部は、前記補正量を決定する処理を行う際、前記用紙搬送部における用紙の搬送速度を、前記画像形成部により前記入力画像データに基づく画像を前記用紙に転写する際の搬送速度よりも遅くするように前記用紙搬送部を制御する、
    請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 回転可能な像担持体を有し、前記像担持体に画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置の階調補正方法であって、
    入力画像データに含まれる階調を有するパッチ画像を前記像担持体に形成するよう前記画像形成部を制御し、
    前記パッチ画像の、前記像担持体の回転方向における濃度関連情報を検出し、
    検出した前記濃度関連情報のうち、前記回転方向における第１位置に対応する第１情報と、前記第１位置よりも前記パッチ画像の端部に近い位置である第２位置に対応する第２情報との差分と、前記濃度関連情報と階調情報との関係を示す階調テーブルとに基づいて、前記第２情報の補正量を決定し、
    前記補正量に基づいて、前記入力画像データに基づく画像において前記第２位置に対応する部分の階調が前記第１位置に対応する部分の階調になるように、前記入力画像データに関連する画像データの階調を補正する階調補正方法。

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