画像形成装置
【課題】 画像形成装置における階調調整に要する時間が短くて済むようにする。
【解決手段】 プリントエンジン１１は、第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける第１パッチ画像と第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける第２パッチ画像とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【解決手段】 プリントエンジン１１は、第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける第１パッチ画像と第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける第２パッチ画像とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスで画像を形成するプリンター、複写機、ファクシミリ、それらの複合機などといった画像形成装置では、例えば、感光体ドラム上にトナー画像を現像し、そのトナー画像を中間転写ベルトへ転写し、さらに、その中間転写ベルトから印刷用紙にトナー画像を転写し、印刷用紙にトナー画像を定着させる。
【０００３】
そのような画像形成装置では、必要に応じて、あるいは定期的に、トナー濃度やその階調を調整する。４色カラーの画像形成装置では、４色のトナーそれぞれについて濃度および階調の調整が行われる。
【０００４】
さらに、画像形成装置において読み取られた原稿を印刷する場合、その原稿の種別に応じた多値化処理（例えば誤差拡散処理およびスクリーン処理のいずれか）により印刷すべき画像のデータが生成されることがある。また、１ページ内で複数の多値化処理を併用する場合もある。このため、誤差拡散処理およびスクリーン処理のそれぞれで階調を調整する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
装置において誤差拡散処理の階調を自動調整するには、例えば、階調の各濃度についてのパッチ画像を誤差拡散法で２値化したパターン画像のデータを予め装置内のＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、そのデータに基づいてトナーのパターン画像を現像し、そのパターン画像をセンサーで検出して階調調整を行う。あるいは、誤差拡散で２値化したパターン画像のデータを逐次計算で求めていってＲＡＭ（Random Access Memory）に格納し、そのデータに基づいてパターン画像を現像し、そのパターン画像をセンサーで検出して階調調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
階調調整において、誤差拡散処理についてのパターン画像とスクリーン処理についてのパターン画像とを縦列に現像する場合、先行のパターン画像の先頭から後続のパターン画像の最後までの距離が長くなってしまい、階調調整においてパターン画像の濃度をセンサーで検出するための時間が長くなってしまう。
【０００８】
なお、特許文献１に記載のように、誤差拡散処理およびスクリーン処理のうちの一方の階調特性から他方の階調特性を補正する方法もあるが、これらはハーフトーニングの計算方法が互いに異なり、装置の使用環境、使用状況などによって階調特性が同じように変化しないため、そのような補正方法では、良好な階調特性が得られない可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、階調調整に要する時間が短くて済む画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、トナーパターンを保持する像担持体と、トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、像担持体へ測定光を入射させ、像担持体からの反射光を検出するセンサーと、第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、センサーの出力からパッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備える。そして、制御部は、第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第１パッチ画像と第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１２】
これにより、階調調整用のトナーパターンの全長が短くなるため、トナー濃度の測定時間が短くなる。したがって、階調調整に要する時間が短くて済む。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の閾値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１４】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差がゼロである場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、トナーパターンを保持する像担持体と、トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、像担持体へ測定光を入射させ、像担持体からの反射光を検出するセンサーと、第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、センサーの出力からパッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備える。そして、制御部は、第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第１パッチ画像と第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１６】
これにより、階調調整用のトナーパターンの全長が短くなるため、トナー濃度の測定時間が短くなる。したがって、階調調整に要する時間が短くて済む。
【００１７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロである場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、トナーパターンデータは、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像しないパッチ画像を除いたトナーパターンについての多値化データであり、制御部は、トナーパターンデータに基づきトナーパターンを現像させる。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、トナーパターンデータは、所定サイズのベースパターン画像の部分画像であって、ベースパターン画像の辺部を含まない部分画像についての多値化データである。そして、制御部は、トナーパターンデータによる部分画像を繰り返し配列して得られるパッチ画像を生成し現像させる。
【００２０】
これにより、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置において、階調調整に必要なパターン画像のデータを格納するための記憶領域のサイズが小さくて済む。また、部分画像が、元になるベースパターン画像の辺部を含まないので、部分画像の使用に起因する濃度誤差を小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、第１のハーフトーニング方法は、スクリーン法であり、第２のハーフトーニング方法は、誤差拡散法である。
【００２２】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、画像形成装置は、感光体と、感光体上にトナーパターンを現像する現像装置とをさらに備える。そして、像担持体は、感光体からトナーパターンを転写される中間転写体であり、制御部は、現像装置を制御してトナーパターンを感光体上に現像させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、階調調整に要する時間が短くて済む画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図３】図３は、スクリーン法によるパッチ画像および誤差拡散法によるパッチ画像の例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における中間転写ベルト上のパッチ画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２で生成されるパッチ画像の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
実施の形態１．
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、印刷機能を有する装置である。
【００２８】
実施の形態１の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。
【００２９】
さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。
【００３０】
現像ユニット３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されており、現像ユニット３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、キャリアとともに現像剤を構成し、さらに、酸化チタンなどの外添剤が付加されている。
【００３１】
感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。
【００３２】
中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の中間転写体であって像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ａとの接触位置から感光体ドラム１ｄとの接触位置への方向へ周回していく。
【００３３】
転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を転写ベルト４に接触させ、転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。
【００３４】
ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。
【００３５】
センサー８は、中間転写ベルト４に光線（測定光）を照射し、その反射光を検出する。この反射光の強度は、トナー濃度や中間転写ベルト４の下地表面の光沢度に応じて変化する。濃度調整および階調調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、直接あるいは増幅回路などを介してプリントエンジン１１に供給され、サンプリングされる。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２において、プリントエンジン１１は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２を制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。プリントエンジン１１は、トナー画像の現像時に、階調補正テーブルを参照し、各階調の濃度を補正し、補正後の濃度となるようにトナー画像を現像させる。
【００３７】
実施の形態１では、不揮発性メモリ１２は、パッチ画像データ１２ａを記憶する。不揮発性メモリ１２としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどが使用される。
【００３８】
パッチ画像データ１２ａは、階調調整時のトナーパターンの生成に使用されるデータである。階調調整では、プリントエンジン１が、パッチ画像データ１２ａに基づいて、トナーパターンを現像させ、トナーパターン内の各階調のパッチ画像についての濃度測定値から階調補正テーブルを生成する。
【００３９】
パッチ画像データ１２ａは、（ａ）スクリーン法でハーフトーニングされた所定の複数階調分のパッチ画像の多値化データと、（ｂ）誤差拡散法でハーフトーニングされた所定の複数階調分のパッチ画像の多値化データとを含む。
【００４０】
ただし、スクリーン法についてのパッチ画像のうちの一部の階調のパッチ画像は、誤差拡散法についてのパッチ画像として兼用されるため、パッチ画像データ１２ａには、誤差拡散法についてのその階調のパッチ画像のデータは含まれていない。
【００４１】
なお、この実施の形態では、ある階調について、スクリーン法についてのパッチ画像と誤差拡散法についてのパッチ画像とを１つのパッチ画像で兼用する場合に、誤差拡散法についてのパッチ画像データを省略しているが、その代わりに、パッチ画像データ１２ａに、誤差拡散法についてのその階調のパッチ画像のデータを含め、スクリーン法についてのその階調のパッチ画像のデータを省略するようにしてもよい。
【００４２】
この実施の形態では、スクリーン法についてのトナーパターンにおけるいずれかのパッチ画像（第１パッチ画像）と誤差拡散法についてのトナーパターンにおけるいずれかのパッチ画像（第２パッチ画像）とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合（例えば、ドット数の差およびエッジ数の差がそれぞれゼロの場合、ドット数の差がゼロでエッジ数の差が所定の値以下である場合など）、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のデータがパッチ画像データ１２ａに含められ、他方のデータはパッチ画像データ１２ａに含められない（以下、これをルール１という）。
【００４３】
また、この実施の形態では、スクリーン法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちのいずれか（第１パッチ画像）と誤差拡散法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちのいずれか（第２パッチ画像）とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下である場合（例えば、ドット数の差がゼロの場合）、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のデータがパッチ画像データ１２ａに含められ、他方のデータはパッチ画像データ１２ａに含められない（以下、これをルール２という）。
【００４４】
例えば、最高階調のパッチ画像についてのみ、ルール２が適用される。あるいは、例えば、最高階調と２番目に高階調のパッチ画像についてのみ、ルール２が適用される。
【００４５】
ここで、ドット単位のエッジ数について説明する。この実施の形態では、主走査方向のエッジがカウントされる。主走査方向に沿って、ドットなしからドットありに変化する箇所、ドット１０２ありからドットなしに変化する箇所を、それぞれエッジとしてカウントする。なお、この実施の形態では、主走査方向のエッジがカウントされるが、副走査方向のエッジがカウントされるようにしてもよいし、主走査方向および副走査方向のエッジがカウントされるようにしてもよい。
【００４６】
図３は、スクリーン法によるパッチ画像および誤差拡散法によるパッチ画像の例を示す図である。図３では、スクリーン法による５つのパッチ画像と、誤差拡散法による５つのパッチ画像が示されている。図３に示すように、低階調および高階調の領域では、スクリーン法によるパッチ画像と誤差拡散法によるパッチ画像の傾向が似てくる。したがって、上述のようにして、パッチ画像が兼用される。
【００４７】
図３に示す、スクリーン法について低階調のパッチ画像１０１と誤差拡散法について低階調のパッチ画像１１１では、ドット数とエッジ数がそれぞれ同一であるため、パッチ画像１１１は省略される。また、スクリーン法について所定の階調以上である高階調のパッチ画像１０２と誤差拡散法について高階調のパッチ画像１１２では、ドット数が同一であるため、パッチ画像１１２は省略される。
【００４８】
なお、複数のハーフトーニング方法についての複数色のトナーパターンが連続して現像される場合、あるトナーパターンにおける最低階調のパッチ画像が省略されるときには、そのトナーパターンは、１つ前のトナーパターンに連続して（つまり、省略したパッチ画像分のブランクを設けずに）現像される。
【００４９】
また、その場合において、あるトナーパターンにおける最高階調のパッチ画像が省略されるときには、そのトナーパターンの１つ後のトナーパターンは、そのトナーパターンに連続して（つまり、省略したパッチ画像分のブランクを設けずに）現像される。
【００５０】
また、その場合において、あるトナーパターンにおける中間階調のパッチ画像が省略されるときには、省略したパッチ画像の援護の階調のパッチ画像が連続して（つまり、省略したパッチ画像分のブランクを設けずに）現像される。
【００５１】
次に、階調調整時の上記画像形成装置の動作について説明する。
【００５２】
図４は、本発明の実施の形態１における中間転写ベルト４上のトナーパターン（パッチ画像）の一例を示す図である。
【００５３】
まず、プリントエンジン１１は、駆動ローラー５、感光体ドラム１ａ〜１ｄなどの回転動作を開始させ、中間転写ベルト４の第１周回において、後述のパッチ画像が転写される位置のベルト表面（地肌）の測定値（つまり、反射光強度の測定値）をセンサー８から取得する。
【００５４】
次に、第２周回において、プリントエンジン１１は、パッチ画像データ１２ａを読み出して、そのパッチ画像データ１２ａに従って、上述のベルト表面（地肌）の測定位置に、階調補正用のトナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋを形成させ、そのトナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋについてのセンサー８による測定値を取得する。
【００５５】
なお、トナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋは、マゼンタ、シアン、イエロー、およびブラックについての、スクリーン法（スクリーンディザ）による階調補正用トナーパターンであり、トナーパターン６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋは、マゼンタ、シアン、イエロー、およびブラックについての、誤差拡散法による階調補正用トナーパターンである。
【００５６】
トナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋは、それぞれ、複数の階調に対応する複数のパッチ画像を有する。また、トナーパターン６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋは、それぞれ、複数の階調に対応する複数のパッチ画像を有する。ただし、図４においては、トナーパターン６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋにおける最低階調および最高階調のパッチ画像は、トナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋにおける最低階調および最高階調のパッチ画像で兼用されるため、現像されていない。
【００５７】
そして、プリントエンジン１１は、それらのパッチ画像のそれぞれの測定値およびその位置のベルト表面についての測定値から各パッチ画像についての濃度を計算し、その計算結果に基づいて、誤差拡散法およびスクリーン法のそれぞれについての階調補正テーブルを更新する。図４の場合では、スクリーン法についての最低階調および最高階調についての濃度値が、誤差拡散法についての最低階調および最高階調についての濃度値として使用され、その値に基づいて、誤差拡散法についての階調補正テーブルが更新される。
【００５８】
以上のように、上記実施の形態１によれば、プリントエンジン１１は、上述のルール１およびルール２に従って、いずれかのハーフトーニング方法についての一部の階調のパッチ画像を省略して、階調補正用のトナーパターンを現像させる。
【００５９】
これにより、階調調整用のトナーパターンの全長が短くなるため、トナー濃度の測定時間が短くなる。したがって、階調調整に要する時間が短くて済む。
【００６０】
実施の形態２．
【００６１】
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置では、所定の濃度のパッチ画像から得られる多値化後（例えば２値化後）のベースパターン画像の部分画像を繰り返して配列させた画像がパッチ画像とされる。
【００６２】
なお、実施の形態２に係る画像形成装置の基本的な構成および動作については、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略し、実施の形態２におけるパッチ画像の生成について以下で述べる。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【００６４】
図５に示すように、実施の形態２では、不揮発性メモリ１２は、部分画像データ３１を記憶する。部分画像データ３１は、所定サイズのベースパターン画像の部分画像であって、ベースパターン画像の辺部を含まない部分画像についての多値化データである。この実施の形態２では、部分画像データ３１は、そのような部分画像についての２値化データである。
【００６５】
部分画像データ３１は、複数のハーフトーニング方法（ここでは、スクリーン法および誤差拡散法）のそれぞれの各階調についての、部分画像の多値化データを含む。
【００６６】
図６は、本発明の実施の形態２で生成されるパッチ画像の一例を説明する図である。図６（Ａ）は、あるハーフトーニング法によって所定の濃度のパッチ画像から得られる２値化後のベースパターン画像４１の部分画像４２の一例を示す図である。図６（Ａ）に示す部分画像４２は、誤差拡散法についての部分画像である。
【００６７】
ベースパターン画像４１の印字率は、元のパッチ画像の濃度に比例する。図６（Ｂ）は、部分画像４２を配列して形成されるトナーパターンの一例を示す図である。つまり、部分画像データ３１は、階調における複数の濃度のそれぞれについて得られるこのような部分画像４２の画像データを含んでいる。
【００６８】
図６に示すように、部分画像４２は、Ｍ×Ｍドットのベースパターン画像４１の中央部（Ｎ×Ｎドット，Ｍ＞Ｎ）とされる。ベースパターン画像４１の一辺のドット数Ｍは、例えば１２０〜２００程度とされ、部分画像４２の一辺のドット数Ｎは、濃度の階調数の平方根以上とされる（例えば、濃度が２５６階調である場合には、Ｎは１６以上とされる）。
【００６９】
なお、この実施の形態では、この部分画像は、中間転写ベルト４上において、センサー８からの測定光のスポットより小さいものとされる。つまり、部分画像が長方形（または正方形）である場合、その対角線の長さがスポットの直径（２ミリメートル程度）より短くなる。また、この実施の形態では、部分画像は、所定の多階調（例えば２５６階調）を表現可能な広さを有する。
【００７０】
プリントエンジン１１のパッチ画像生成部２１は、露光装置２などを制御して、部分画像データ３１による部分画像４２を主走査方向および副走査方向に繰り返し配列して得られる、例えば図６（Ｂ）に示すようなパッチ画像を現像させる。
【００７１】
このとき、パッチ画像生成部２１は、部分画像データ３１を読み出してＲＡＭ２２に記憶させ、部分画像データ３１の必要な部分をＲＡＭ２２から繰り返し読み取って、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナーパターンの画像（静電潜像）を生成しトナー現像させる。例えば、トナーパターン画像の主走査方向に沿った１ラインを描画する際、部分画像データ３１において、そのラインに対応するラインのデータが繰り返し読み取られる。したがって、ＲＡＭ２２には、トナーパターン画像全体のデータは保持されない。
【００７２】
以上のように、上記実施の形態２によれば、プリントエンジン１１は、部分画像データ３１による部分画像を繰り返し配列して得られるパッチ画像を生成し現像させる。
【００７３】
これにより、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置において、階調調整に必要なパターン画像のデータを格納するための記憶領域のサイズが小さくて済む。また、部分画像が、元になるベースパターン画像の辺部を含まないので、部分画像の使用に起因する濃度誤差を小さくすることができる。
【００７４】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００７５】
例えば、上記各実施の形態において、ハーフトーニングでは、２値化処理が行われているが、４値化などの他の多値化処理を行う場合にも、本発明を適用できる。その場合、画素の値がゼロでなければ、ドットありとしてカウントされ、隣接する２つの画素の値の差が所定値以上であれば、エッジありとしてカウントされる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ機、それらの複合機などの画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（感光体の一例）
２ 露光装置（現像装置の一部の一例）
３ａ〜３ｄ 現像ユニット（現像装置の一部の一例）
４ 中間転写ベルト（像担持体の一例，中間転写体の一例）
８ センサー
１１ プリントエンジン（制御部の一例）
１２ 不揮発性メモリ（記憶装置の一例）
１２ａ パッチ画像データ（トナーパターンデータの一例）
２２ ＲＡＭ（記憶装置の一例）
３１ 部分画像データ（トナーパターンデータの一例）
４１ ベースパターン画像
４２ 部分画像
６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋ トナーパターン（パッチ画像の一例）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスで画像を形成するプリンター、複写機、ファクシミリ、それらの複合機などといった画像形成装置では、例えば、感光体ドラム上にトナー画像を現像し、そのトナー画像を中間転写ベルトへ転写し、さらに、その中間転写ベルトから印刷用紙にトナー画像を転写し、印刷用紙にトナー画像を定着させる。
【０００３】
そのような画像形成装置では、必要に応じて、あるいは定期的に、トナー濃度やその階調を調整する。４色カラーの画像形成装置では、４色のトナーそれぞれについて濃度および階調の調整が行われる。
【０００４】
さらに、画像形成装置において読み取られた原稿を印刷する場合、その原稿の種別に応じた多値化処理（例えば誤差拡散処理およびスクリーン処理のいずれか）により印刷すべき画像のデータが生成されることがある。また、１ページ内で複数の多値化処理を併用する場合もある。このため、誤差拡散処理およびスクリーン処理のそれぞれで階調を調整する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
装置において誤差拡散処理の階調を自動調整するには、例えば、階調の各濃度についてのパッチ画像を誤差拡散法で２値化したパターン画像のデータを予め装置内のＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、そのデータに基づいてトナーのパターン画像を現像し、そのパターン画像をセンサーで検出して階調調整を行う。あるいは、誤差拡散で２値化したパターン画像のデータを逐次計算で求めていってＲＡＭ（Random Access Memory）に格納し、そのデータに基づいてパターン画像を現像し、そのパターン画像をセンサーで検出して階調調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
階調調整において、誤差拡散処理についてのパターン画像とスクリーン処理についてのパターン画像とを縦列に現像する場合、先行のパターン画像の先頭から後続のパターン画像の最後までの距離が長くなってしまい、階調調整においてパターン画像の濃度をセンサーで検出するための時間が長くなってしまう。
【０００８】
なお、特許文献１に記載のように、誤差拡散処理およびスクリーン処理のうちの一方の階調特性から他方の階調特性を補正する方法もあるが、これらはハーフトーニングの計算方法が互いに異なり、装置の使用環境、使用状況などによって階調特性が同じように変化しないため、そのような補正方法では、良好な階調特性が得られない可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、階調調整に要する時間が短くて済む画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、トナーパターンを保持する像担持体と、トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、像担持体へ測定光を入射させ、像担持体からの反射光を検出するセンサーと、第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、センサーの出力からパッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備える。そして、制御部は、第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第１パッチ画像と第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１２】
これにより、階調調整用のトナーパターンの全長が短くなるため、トナー濃度の測定時間が短くなる。したがって、階調調整に要する時間が短くて済む。
【００１３】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の閾値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１４】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差がゼロである場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、トナーパターンを保持する像担持体と、トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、像担持体へ測定光を入射させ、像担持体からの反射光を検出するセンサーと、第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、センサーの出力からパッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備える。そして、制御部は、第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第１パッチ画像と第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下である場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１６】
これにより、階調調整用のトナーパターンの全長が短くなるため、トナー濃度の測定時間が短くなる。したがって、階調調整に要する時間が短くて済む。
【００１７】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御部は、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロである場合、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についてのセンサーの出力から第１パッチ画像および第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定する。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、トナーパターンデータは、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの現像しないパッチ画像を除いたトナーパターンについての多値化データであり、制御部は、トナーパターンデータに基づきトナーパターンを現像させる。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、トナーパターンデータは、所定サイズのベースパターン画像の部分画像であって、ベースパターン画像の辺部を含まない部分画像についての多値化データである。そして、制御部は、トナーパターンデータによる部分画像を繰り返し配列して得られるパッチ画像を生成し現像させる。
【００２０】
これにより、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置において、階調調整に必要なパターン画像のデータを格納するための記憶領域のサイズが小さくて済む。また、部分画像が、元になるベースパターン画像の辺部を含まないので、部分画像の使用に起因する濃度誤差を小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、第１のハーフトーニング方法は、スクリーン法であり、第２のハーフトーニング方法は、誤差拡散法である。
【００２２】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成装置に加え、次のようにしてもよい。この場合、画像形成装置は、感光体と、感光体上にトナーパターンを現像する現像装置とをさらに備える。そして、像担持体は、感光体からトナーパターンを転写される中間転写体であり、制御部は、現像装置を制御してトナーパターンを感光体上に現像させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、階調調整に要する時間が短くて済む画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図３】図３は、スクリーン法によるパッチ画像および誤差拡散法によるパッチ画像の例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態における中間転写ベルト上のパッチ画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２で生成されるパッチ画像の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
実施の形態１．
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、印刷機能を有する装置である。
【００２８】
実施の形態１の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２および現像ユニット３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。露光装置２は、感光体ドラム１ａ〜１ｄへレーザー光を照射して静電潜像を形成する装置である。露光装置２は、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。
【００２９】
さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。
【００３０】
現像ユニット３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されており、現像ユニット３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、キャリアとともに現像剤を構成し、さらに、酸化チタンなどの外添剤が付加されている。
【００３１】
感光体ドラム１ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。
【００３２】
中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の中間転写体であって像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ａとの接触位置から感光体ドラム１ｄとの接触位置への方向へ周回していく。
【００３３】
転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を転写ベルト４に接触させ、転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。
【００３４】
ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。
【００３５】
センサー８は、中間転写ベルト４に光線（測定光）を照射し、その反射光を検出する。この反射光の強度は、トナー濃度や中間転写ベルト４の下地表面の光沢度に応じて変化する。濃度調整および階調調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、直接あるいは増幅回路などを介してプリントエンジン１１に供給され、サンプリングされる。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。図２において、プリントエンジン１１は、上述のローラーなどを駆動する図示せぬ駆動源、現像バイアスおよび１次転写バイアスを印加するバイアス印加回路、並びに露光装置２を制御して、トナー画像の現像、転写および定着、並びに給紙、印刷および排紙を実行させる処理回路である。現像バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ印加され、１次転写バイアスは、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルト４との間にそれぞれ印加される。プリントエンジン１１は、トナー画像の現像時に、階調補正テーブルを参照し、各階調の濃度を補正し、補正後の濃度となるようにトナー画像を現像させる。
【００３７】
実施の形態１では、不揮発性メモリ１２は、パッチ画像データ１２ａを記憶する。不揮発性メモリ１２としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどが使用される。
【００３８】
パッチ画像データ１２ａは、階調調整時のトナーパターンの生成に使用されるデータである。階調調整では、プリントエンジン１が、パッチ画像データ１２ａに基づいて、トナーパターンを現像させ、トナーパターン内の各階調のパッチ画像についての濃度測定値から階調補正テーブルを生成する。
【００３９】
パッチ画像データ１２ａは、（ａ）スクリーン法でハーフトーニングされた所定の複数階調分のパッチ画像の多値化データと、（ｂ）誤差拡散法でハーフトーニングされた所定の複数階調分のパッチ画像の多値化データとを含む。
【００４０】
ただし、スクリーン法についてのパッチ画像のうちの一部の階調のパッチ画像は、誤差拡散法についてのパッチ画像として兼用されるため、パッチ画像データ１２ａには、誤差拡散法についてのその階調のパッチ画像のデータは含まれていない。
【００４１】
なお、この実施の形態では、ある階調について、スクリーン法についてのパッチ画像と誤差拡散法についてのパッチ画像とを１つのパッチ画像で兼用する場合に、誤差拡散法についてのパッチ画像データを省略しているが、その代わりに、パッチ画像データ１２ａに、誤差拡散法についてのその階調のパッチ画像のデータを含め、スクリーン法についてのその階調のパッチ画像のデータを省略するようにしてもよい。
【００４２】
この実施の形態では、スクリーン法についてのトナーパターンにおけるいずれかのパッチ画像（第１パッチ画像）と誤差拡散法についてのトナーパターンにおけるいずれかのパッチ画像（第２パッチ画像）とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合（例えば、ドット数の差およびエッジ数の差がそれぞれゼロの場合、ドット数の差がゼロでエッジ数の差が所定の値以下である場合など）、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のデータがパッチ画像データ１２ａに含められ、他方のデータはパッチ画像データ１２ａに含められない（以下、これをルール１という）。
【００４３】
また、この実施の形態では、スクリーン法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちのいずれか（第１パッチ画像）と誤差拡散法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちのいずれか（第２パッチ画像）とに関し、第１パッチ画像におけるドット数と第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下である場合（例えば、ドット数の差がゼロの場合）、第１パッチ画像および第２パッチ画像のうちの一方のデータがパッチ画像データ１２ａに含められ、他方のデータはパッチ画像データ１２ａに含められない（以下、これをルール２という）。
【００４４】
例えば、最高階調のパッチ画像についてのみ、ルール２が適用される。あるいは、例えば、最高階調と２番目に高階調のパッチ画像についてのみ、ルール２が適用される。
【００４５】
ここで、ドット単位のエッジ数について説明する。この実施の形態では、主走査方向のエッジがカウントされる。主走査方向に沿って、ドットなしからドットありに変化する箇所、ドット１０２ありからドットなしに変化する箇所を、それぞれエッジとしてカウントする。なお、この実施の形態では、主走査方向のエッジがカウントされるが、副走査方向のエッジがカウントされるようにしてもよいし、主走査方向および副走査方向のエッジがカウントされるようにしてもよい。
【００４６】
図３は、スクリーン法によるパッチ画像および誤差拡散法によるパッチ画像の例を示す図である。図３では、スクリーン法による５つのパッチ画像と、誤差拡散法による５つのパッチ画像が示されている。図３に示すように、低階調および高階調の領域では、スクリーン法によるパッチ画像と誤差拡散法によるパッチ画像の傾向が似てくる。したがって、上述のようにして、パッチ画像が兼用される。
【００４７】
図３に示す、スクリーン法について低階調のパッチ画像１０１と誤差拡散法について低階調のパッチ画像１１１では、ドット数とエッジ数がそれぞれ同一であるため、パッチ画像１１１は省略される。また、スクリーン法について所定の階調以上である高階調のパッチ画像１０２と誤差拡散法について高階調のパッチ画像１１２では、ドット数が同一であるため、パッチ画像１１２は省略される。
【００４８】
なお、複数のハーフトーニング方法についての複数色のトナーパターンが連続して現像される場合、あるトナーパターンにおける最低階調のパッチ画像が省略されるときには、そのトナーパターンは、１つ前のトナーパターンに連続して（つまり、省略したパッチ画像分のブランクを設けずに）現像される。
【００４９】
また、その場合において、あるトナーパターンにおける最高階調のパッチ画像が省略されるときには、そのトナーパターンの１つ後のトナーパターンは、そのトナーパターンに連続して（つまり、省略したパッチ画像分のブランクを設けずに）現像される。
【００５０】
また、その場合において、あるトナーパターンにおける中間階調のパッチ画像が省略されるときには、省略したパッチ画像の援護の階調のパッチ画像が連続して（つまり、省略したパッチ画像分のブランクを設けずに）現像される。
【００５１】
次に、階調調整時の上記画像形成装置の動作について説明する。
【００５２】
図４は、本発明の実施の形態１における中間転写ベルト４上のトナーパターン（パッチ画像）の一例を示す図である。
【００５３】
まず、プリントエンジン１１は、駆動ローラー５、感光体ドラム１ａ〜１ｄなどの回転動作を開始させ、中間転写ベルト４の第１周回において、後述のパッチ画像が転写される位置のベルト表面（地肌）の測定値（つまり、反射光強度の測定値）をセンサー８から取得する。
【００５４】
次に、第２周回において、プリントエンジン１１は、パッチ画像データ１２ａを読み出して、そのパッチ画像データ１２ａに従って、上述のベルト表面（地肌）の測定位置に、階調補正用のトナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋを形成させ、そのトナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋについてのセンサー８による測定値を取得する。
【００５５】
なお、トナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋは、マゼンタ、シアン、イエロー、およびブラックについての、スクリーン法（スクリーンディザ）による階調補正用トナーパターンであり、トナーパターン６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋは、マゼンタ、シアン、イエロー、およびブラックについての、誤差拡散法による階調補正用トナーパターンである。
【００５６】
トナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋは、それぞれ、複数の階調に対応する複数のパッチ画像を有する。また、トナーパターン６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋは、それぞれ、複数の階調に対応する複数のパッチ画像を有する。ただし、図４においては、トナーパターン６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｙ，６２Ｋにおける最低階調および最高階調のパッチ画像は、トナーパターン６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｙ，６１Ｋにおける最低階調および最高階調のパッチ画像で兼用されるため、現像されていない。
【００５７】
そして、プリントエンジン１１は、それらのパッチ画像のそれぞれの測定値およびその位置のベルト表面についての測定値から各パッチ画像についての濃度を計算し、その計算結果に基づいて、誤差拡散法およびスクリーン法のそれぞれについての階調補正テーブルを更新する。図４の場合では、スクリーン法についての最低階調および最高階調についての濃度値が、誤差拡散法についての最低階調および最高階調についての濃度値として使用され、その値に基づいて、誤差拡散法についての階調補正テーブルが更新される。
【００５８】
以上のように、上記実施の形態１によれば、プリントエンジン１１は、上述のルール１およびルール２に従って、いずれかのハーフトーニング方法についての一部の階調のパッチ画像を省略して、階調補正用のトナーパターンを現像させる。
【００５９】
これにより、階調調整用のトナーパターンの全長が短くなるため、トナー濃度の測定時間が短くなる。したがって、階調調整に要する時間が短くて済む。
【００６０】
実施の形態２．
【００６１】
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置では、所定の濃度のパッチ画像から得られる多値化後（例えば２値化後）のベースパターン画像の部分画像を繰り返して配列させた画像がパッチ画像とされる。
【００６２】
なお、実施の形態２に係る画像形成装置の基本的な構成および動作については、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略し、実施の形態２におけるパッチ画像の生成について以下で述べる。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示すブロック図である。
【００６４】
図５に示すように、実施の形態２では、不揮発性メモリ１２は、部分画像データ３１を記憶する。部分画像データ３１は、所定サイズのベースパターン画像の部分画像であって、ベースパターン画像の辺部を含まない部分画像についての多値化データである。この実施の形態２では、部分画像データ３１は、そのような部分画像についての２値化データである。
【００６５】
部分画像データ３１は、複数のハーフトーニング方法（ここでは、スクリーン法および誤差拡散法）のそれぞれの各階調についての、部分画像の多値化データを含む。
【００６６】
図６は、本発明の実施の形態２で生成されるパッチ画像の一例を説明する図である。図６（Ａ）は、あるハーフトーニング法によって所定の濃度のパッチ画像から得られる２値化後のベースパターン画像４１の部分画像４２の一例を示す図である。図６（Ａ）に示す部分画像４２は、誤差拡散法についての部分画像である。
【００６７】
ベースパターン画像４１の印字率は、元のパッチ画像の濃度に比例する。図６（Ｂ）は、部分画像４２を配列して形成されるトナーパターンの一例を示す図である。つまり、部分画像データ３１は、階調における複数の濃度のそれぞれについて得られるこのような部分画像４２の画像データを含んでいる。
【００６８】
図６に示すように、部分画像４２は、Ｍ×Ｍドットのベースパターン画像４１の中央部（Ｎ×Ｎドット，Ｍ＞Ｎ）とされる。ベースパターン画像４１の一辺のドット数Ｍは、例えば１２０〜２００程度とされ、部分画像４２の一辺のドット数Ｎは、濃度の階調数の平方根以上とされる（例えば、濃度が２５６階調である場合には、Ｎは１６以上とされる）。
【００６９】
なお、この実施の形態では、この部分画像は、中間転写ベルト４上において、センサー８からの測定光のスポットより小さいものとされる。つまり、部分画像が長方形（または正方形）である場合、その対角線の長さがスポットの直径（２ミリメートル程度）より短くなる。また、この実施の形態では、部分画像は、所定の多階調（例えば２５６階調）を表現可能な広さを有する。
【００７０】
プリントエンジン１１のパッチ画像生成部２１は、露光装置２などを制御して、部分画像データ３１による部分画像４２を主走査方向および副走査方向に繰り返し配列して得られる、例えば図６（Ｂ）に示すようなパッチ画像を現像させる。
【００７１】
このとき、パッチ画像生成部２１は、部分画像データ３１を読み出してＲＡＭ２２に記憶させ、部分画像データ３１の必要な部分をＲＡＭ２２から繰り返し読み取って、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナーパターンの画像（静電潜像）を生成しトナー現像させる。例えば、トナーパターン画像の主走査方向に沿った１ラインを描画する際、部分画像データ３１において、そのラインに対応するラインのデータが繰り返し読み取られる。したがって、ＲＡＭ２２には、トナーパターン画像全体のデータは保持されない。
【００７２】
以上のように、上記実施の形態２によれば、プリントエンジン１１は、部分画像データ３１による部分画像を繰り返し配列して得られるパッチ画像を生成し現像させる。
【００７３】
これにより、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置において、階調調整に必要なパターン画像のデータを格納するための記憶領域のサイズが小さくて済む。また、部分画像が、元になるベースパターン画像の辺部を含まないので、部分画像の使用に起因する濃度誤差を小さくすることができる。
【００７４】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００７５】
例えば、上記各実施の形態において、ハーフトーニングでは、２値化処理が行われているが、４値化などの他の多値化処理を行う場合にも、本発明を適用できる。その場合、画素の値がゼロでなければ、ドットありとしてカウントされ、隣接する２つの画素の値の差が所定値以上であれば、エッジありとしてカウントされる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリ機、それらの複合機などの画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（感光体の一例）
２ 露光装置（現像装置の一部の一例）
３ａ〜３ｄ 現像ユニット（現像装置の一部の一例）
４ 中間転写ベルト（像担持体の一例，中間転写体の一例）
８ センサー
１１ プリントエンジン（制御部の一例）
１２ 不揮発性メモリ（記憶装置の一例）
１２ａ パッチ画像データ（トナーパターンデータの一例）
２２ ＲＡＭ（記憶装置の一例）
３１ 部分画像データ（トナーパターンデータの一例）
４１ ベースパターン画像
４２ 部分画像
６１Ｙ，６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｋ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｋ トナーパターン（パッチ画像の一例）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーパターンを保持する像担持体と、
トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、
前記像担持体へ測定光を入射させ、前記像担持体からの反射光を検出するセンサーと、
第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、前記トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、前記センサーの出力から前記パッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第１パッチ画像と前記第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、前記第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と前記第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、前記第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と前記第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の閾値以下である場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、前記第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と前記第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差がゼロである場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナーパターンを保持する像担持体と、
トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、
前記像担持体へ測定光を入射させ、前記像担持体からの反射光を検出するセンサーと、
第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、前記トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、前記センサーの出力から前記パッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第１パッチ画像と前記第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下である場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロである場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナーパターンデータは、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像しないパッチ画像を除いたトナーパターンについての多値化データであり、
前記制御部は、前記トナーパターンデータに基づき前記トナーパターンを現像させること、
を特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナーパターンデータは、所定サイズのベースパターン画像の部分画像であって、前記ベースパターン画像の辺部を含まない部分画像についての多値化データであり、
前記制御部は、前記トナーパターンデータによる前記部分画像を繰り返し配列して得られるパッチ画像を生成し現像させること、
を特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１のハーフトーニング方法は、スクリーン法であり、
前記第２のハーフトーニング方法は、誤差拡散法であること、
を特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体と、
前記感光体上に前記トナーパターンを現像する現像装置とをさらに備え、
前記像担持体は、前記感光体から前記トナーパターンを転写される中間転写体であり、
前記制御部は、前記現像装置を制御して前記トナーパターンを前記感光体上に現像させること、
を特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナーパターンを保持する像担持体と、
トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、
前記像担持体へ測定光を入射させ、前記像担持体からの反射光を検出するセンサーと、
第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、前記トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、前記センサーの出力から前記パッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第１パッチ画像と前記第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおけるパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下であり、かつ、前記第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と前記第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の値以下である場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、前記第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と前記第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差の絶対値が所定の閾値以下である場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロであり、かつ、前記第１パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数と前記第２パッチ画像におけるドット単位でのエッジ数との差がゼロである場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナーパターンを保持する像担持体と、
トナーパターンデータを記憶する記憶装置と、
前記像担持体へ測定光を入射させ、前記像担持体からの反射光を検出するセンサーと、
第１および第２のハーフトーニング方法のそれぞれについて、前記トナーパターンデータに基づいて、複数階調のそれぞれに対応するパッチ画像を含むトナーパターンを現像させ、前記センサーの出力から前記パッチ画像のそれぞれの各階調のトナー濃度を特定する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第１パッチ画像と前記第２のハーフトーニング方法についてのトナーパターンにおける所定の階調以上のパッチ画像のうちの第２パッチ画像とに関し、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差の絶対値が所定の値以下である場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定すること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１パッチ画像におけるドット数と前記第２パッチ画像におけるドット数との差がゼロである場合、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの一方のみを現像させ、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像した一方のパッチ画像についての前記センサーの出力から前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像の階調についてのトナー濃度を特定することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナーパターンデータは、前記第１パッチ画像および前記第２パッチ画像のうちの現像しないパッチ画像を除いたトナーパターンについての多値化データであり、
前記制御部は、前記トナーパターンデータに基づき前記トナーパターンを現像させること、
を特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナーパターンデータは、所定サイズのベースパターン画像の部分画像であって、前記ベースパターン画像の辺部を含まない部分画像についての多値化データであり、
前記制御部は、前記トナーパターンデータによる前記部分画像を繰り返し配列して得られるパッチ画像を生成し現像させること、
を特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１のハーフトーニング方法は、スクリーン法であり、
前記第２のハーフトーニング方法は、誤差拡散法であること、
を特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体と、
前記感光体上に前記トナーパターンを現像する現像装置とをさらに備え、
前記像担持体は、前記感光体から前記トナーパターンを転写される中間転写体であり、
前記制御部は、前記現像装置を制御して前記トナーパターンを前記感光体上に現像させること、
を特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−４８００９（Ｐ２０１２−４８００９Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９０５８８（Ｐ２０１０−１９０５８８）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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