画像形成装置
【課題】階調制御において、精度の高い補正量を生成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、画像データを画像形成部に供給することで、濃度検出のためのトナー像である複数のパッチ画像を像担持体に形成する制御部と、像担持体に形成された複数のパッチ画像の出力濃度を検出する検出部と、を備えており、制御部は、各パッチ画像の出力濃度を検出すると、検出した出力濃度の保持部が保持している該目標濃度に対する出力濃度からの変化量を求め、各パッチ画像の目標濃度と変化量の関係を補間して、保持部が保持する複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と変化量の関係を求め、保持部が保持する目標濃度に対する出力濃度に該目標濃度の変化量を加算することで、目標濃度と出力濃度との関係を更新し、更新した目標濃度と出力濃度との関係から、画像形成部が形成するトナー像を目標濃度とするための画像データの補正量を算出する。
【解決手段】画像形成装置は、画像データを画像形成部に供給することで、濃度検出のためのトナー像である複数のパッチ画像を像担持体に形成する制御部と、像担持体に形成された複数のパッチ画像の出力濃度を検出する検出部と、を備えており、制御部は、各パッチ画像の出力濃度を検出すると、検出した出力濃度の保持部が保持している該目標濃度に対する出力濃度からの変化量を求め、各パッチ画像の目標濃度と変化量の関係を補間して、保持部が保持する複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と変化量の関係を求め、保持部が保持する目標濃度に対する出力濃度に該目標濃度の変化量を加算することで、目標濃度と出力濃度との関係を更新し、更新した目標濃度と出力濃度との関係から、画像形成部が形成するトナー像を目標濃度とするための画像データの補正量を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、像担持体に形成したパッチ画像の濃度をセンサにより検出することで階調制御を行っている。階調制御により、階調を補正するためのルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと呼ぶ。）が生成される。階調制御のための時間を短くし、トナー消費量を抑えるためには、形成するパッチ画像の数は少ない方が良い。このため、特許文献１は、それぞれが異なる濃度の所定の数のパッチ画像を形成し、形成しない濃度に対するＬＵＴの値については、形成したパッチ画像の検出した濃度に基づき補間処理により求める構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４８０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、形成したパッチ画像の検出した濃度を所定の多項式に当てはめることで、形成していないパッチ画像に対する濃度を推定するのみであり、各濃度のパッチ画像で異なる検出濃度の変化の度合いを考慮していなかった。このため、補間処理で求めた濃度におけるＬＵＴの補正量の誤差が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、階調制御において、精度の高い補正量を生成する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、画像形成の際に像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と、該目標濃度に対応する画像データで前記画像形成手段が形成するトナー像の濃度である出力濃度との関係を示す情報を保持する保持手段と、前記複数の目標濃度の一部の目標濃度に対応する画像データを前記画像形成手段に供給することで、濃度検出のためのトナー像である複数のパッチ画像を前記像担持体に形成する制御を行う制御手段と、前記像担持体に形成された前記複数のパッチ画像の出力濃度を検出する検出手段と、を備えており、前記制御手段は、前記検出手段が各パッチ画像の出力濃度を検出すると、各パッチ画像の目標濃度について、前記検出した出力濃度の前記保持手段が保持している該目標濃度に対する出力濃度からの変化量を求め、各パッチ画像の目標濃度と前記変化量の関係を補間して、前記保持手段が保持する複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と変化量の関係を求め、前記保持手段が保持する目標濃度に対する出力濃度に該目標濃度の変化量を加算することで、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新し、前記更新した目標濃度と出力濃度との関係から、前記画像形成手段が形成するトナー像を目標濃度とするための前記画像データの補正量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
検出したパッチ画像の濃度の変化量を判定し、この変化量を補間して、目標濃度と出力濃度の関係を求める。この構成により、変化量が最大となる階調近傍における補間精度を高めることができ、より精度の高い階調制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による画像形成装置の画像形成部の概略的な構成図。
【図２】一実施形態によるセンサの概略的な構成図。
【図３】一実施形態によるパッチ画像を示す図。
【図４】一実施形態による画像形成装置の画像処理部の構成図。
【図５】一実施形態による反射光量とトナー濃度の関係を示す図。
【図６】一実施形態による濃度変化を表す曲線を示す図。
【図７】一実施形態による画像データと出力濃度との関係を示す図。
【図８】ＬＵＴの説明図。
【図９】第一実施形態のフローチャート。
【図１０】一実施形態によるパッチ画像を示す図。
【図１１】第三実施形態のフローチャート。
【図１２】一実施形態によるシフト量の算出の説明図。
【図１３】一実施形態によるシフト量による補正の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第一実施形態）図１は、本実施形態による画像形成装置の画像形成部の構成図である。なお、以下の各図において実施形態の理解に必要ではない構成要素については、簡略化のため図面から省略している。また、図１の参照符号に付加したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの文字は、当該部材が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するものであることを示している。なお、以下の説明において、色を区別する必要が無い場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの文字を付加しない参照符号を使用する。
【００１０】
帯電部１２３は、対応する感光体１２２を帯電し、走査部１２４は、形成する画像に応じた画像データにより生成したレーザ光で、像担持体である感光体１２２を走査して静電潜像を形成する。現像部１２６は、対応する色のトナーを有し、対応する感光体１２２の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する。トナー容器１２５は、対応する色のトナーを有し、対応する現像部１２６へトナーを供給する。一次転写部１２７は、感光体１２２に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する。このとき、各色のトナー像は、重ね合わせて中間転写ベルト２７に転写され、カラー画像が形成される。中間転写ベルト２７に転写されたトナー像は、二次転写部１２９において、搬送路１３０を搬送されてきた記録材に転写される。記録材に転写されたトナー像は、その後、図示しない定着部で定着される。なお、図中の矢印は各部材の回転方向を示している。
【００１１】
また、本実施形態においては、中間転写ベルト２７に転写された、濃度検出用のパッチ画像の濃度を検出する光学式のセンサ４１が、中間転写ベルト２７に対向して設けられている。図２に、センサ４１の概略的な構成を示す。センサ４１は、ＬＥＤ等の発光部４１１と、フォトダイオード等の受光部４１２と、発光部４１１の発光光量を制御する図示しない発行光量制御部を備えている。発光部４１１は、中間転写ベルト２７の法線に対して４５度の角度で光を照射する様に設置されており、受光部４１２は、発光部４１１が照射し、中間転写ベルト２７又はその上に形成されるパッチ画像からの正反射光を受光する様に設けられている。
【００１２】
図３は、本実施形態において中間転写ベルト２７上に形成するパッチ画像を示す図である。なお、形成するパッチ画像のデータは、例えば、図４に示すデータ保持部７３に保存されている。本実施形態においては、各色について複数の濃度のパッチ画像を中間転写ベルト２７に形成する。例えば、１２．５％、２５％、３７．５％、５０％、６２．５％、７５％、８７．５％、１００％の８種類の濃度で、計３２個のパッチ画像を形成する。
【００１３】
図４は、本実施形態における画像形成装置の画像処理部を示すブロック図である。ＣＰＵ７１は、不揮発性のデータ保持部７３が保持する制御プログラムを実行し、ＲＡＭ７２をワークメモリとして使用して、画像形成装置の各構成を統括的に制御する制御部である。なお、ＣＰＵ７１は、後述するように、階調制御処理において、中間転写ベルト２７に図３に示すパッチ画像を形成する様に図１に示す画像形成部を制御する。ＣＰＵ７１は、中間転写ベルト２７に形成したパッチ画像の濃度をセンサ４１で検出することで、各色について階調補正のためのＬＵＴを生成する。ＣＰＵ７１は、生成したＬＵＴをガンマ補正部７０４に出力する。
【００１４】
図示しない読取部のＣＣＤが原稿から読み取ったＲＧＢアナログ信号は、前処理部７０２に入力される。前処理部７０２は、ＲＧＢアナログ信号をデジタル変換し、各種補正処理を行う。具体的には、ＣＣＤの各画素の感度のばらつきの補正や、露光量と輝度の関係が線形となる様にする補正を行う。さらに、前処理部は、補正後のＲＧＢ信号を、ｓＲＧＢ等の標準色空間の信号に変換を行う。さらに、前処理部は、読み取った原稿の下地を測定して、印刷時に下地部を除去する為の非線形変換も行う。
【００１５】
ＣＭＹＫ変換部７０３には、前処理部７０２が出力するＲＧＢ画像データ又は図示しないホスト装置から受信するＲＧＢ画像データが入力される。ＣＭＹＫ変換部７０３は、ＲＧＢ信号の各色の値から、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）それぞれの値を出力する。ガンマ補正部７０４は、入力されるＣＭＹＫ画像データを各色のＬＵＴにより補正して補正後のＣＭＹＫ画像データを出力する。
【００１６】
ハーフトーン処理部７０５は、ハーフトーン処理を行い、ハーフトーン処理を行った画像データを図１の画像形成部に出力する。例えば、読み取った原稿の印刷を行う複写処理においては、一般的にモアレの起きにくい誤差拡散法を使用することが多い。これに対して、ホスト装置から受信する画像データに対応する画像の印刷を行う印刷処理では、粒状性、階調性、再現性等の画質特性を考慮して、ディザ法を使用することが多い。なお、誤差拡散法とは、注目画素の画素値と、ハーフトーン処理後の画素値との誤差を、周辺画素に配分する方法である。一方、ディザ法とは、閾値を有するディザマトリクスによりハーフトーン処理後の画素値を決定する方法である。本実施形態において、ディザ法は、さらに、低線数ディザマトリクスと、高線数ディザマトリクスの切り替えが可能であるものとする。低線数ディザマトリクスは、低線数スクリーンを形成し、粒状性、階調性に優れ、写真の印刷に適している。一方、高線数ディザマトリクスは、高線数スクリーンを形成し、細線や文字の再現性に優れ、これらの印刷に適している。ハーフトーン処理部７０５は、例えば、画像データの各画素に埋め込まれた属性（写真、文字、細線等）を判定して、適切なディザマトリクスの選択を行う。
【００１７】
続いて、本実施形態の画像形成装置における階調制御について説明するが、まず、以下の説明で使用する用語について説明する。図３に示すパッチ画像は、図１に示す画像形成部に画像データを供給することで生成されるが、形成したい濃度を目標濃度と呼ぶものとする。例えば、本実施形態においては各色について１２．５％、２５％、３７．５％、５０％、６２．５％、７５％、８７．５％、１００％の８つの濃度のパッチ画像を形成するが、これは目標濃度の一部である。このとき、ＣＰＵ７１は、各パッチ画像を形成するために、形成するパッチ画像の目標濃度に対応する画像データを画像形成部に供給する制御を行う。これに対して、センサ４１が検出したパッチ画像の濃度を検出濃度と呼ぶものとする。さらに、目標濃度と検出濃度から求めた、各目標濃度に対応する画像データにより画像形成手段が形成するトナー像の濃度を出力濃度と呼ぶものとする。つまり、本実施形態では、８つの目標濃度のパッチ画像を形成して８つの検出濃度を取得し、８つの目標濃度と検出濃度の関係を求める。その後、この目標濃度と検出濃度の関係から、例えば０〜１００％までの各目標濃度の画像データを画像形成手段に供給したときに、画像形成手段が形成するトナー像の濃度を計算により推定するが、この濃度の推定値を出力濃度と呼ぶものとする。よって、出力濃度は、検出濃度を含むものとなる。
【００１８】
ＣＰＵ７１は、階調制御の開始により、まず、中間転写ベルト２７の凡そ１周分に渡り、その表面からの正反射光の光量（光強度）をセンサ４１で読み取り、その平均値ＲｂａｓｅをＲＡＭ７２に記憶する。この処理は、例えば、電源投入後に行う。例えば、中間転写ベルト２７の回転速度を、２４６ｍｍ／秒、周長を８９５ｍｍ、センサ４１の検出間隔を４ミリ秒とする。このとき、
（８９５×１０００）／（２４６×４）≒９１０ （１）
より、９１０個のデータをＣＰＵ７１は取得する。ＣＰＵ７１は、この９１０個のデータの平均値をＲｂａｓｅとしてＲＡＭ７２保存する。
【００１９】
ＣＰＵ７１は、階調制御処理開始のための条件に合致すると、図３のパッチ画像を中間転写ベルト２７に形成して、センサ４１により各パッチ画像からの正反射光の光量（光強度）を検出する。ここで、所定の条件とは、例えば、前回の階調制御処理からの印刷枚数が予め定めた閾値に達した場合等である。なお、本実施形態においては、色再現の観点から階調制御が特に重要となる複写動作を重視し、よって、パッチ画像を形成する際、ハーフトーン処理部７０５においては誤差拡散法を使用するものとする。例えば、各パッチ画像の中間転写ベルト２７の進行方向における長さを２５ｍｍとする。この場合、センサ４１の検出間隔が４ミリ秒であるため、
（２５×１０００）／（２４６×４）≒２５ （２）
より、１つのパッチ画像から２５個のデータを得ることができる。しかしながら、パッチ画像のエッジ部は、トナー載り量に勾配が生じ易いため、例えば、パッチ画像の各エッジ領域の７個のデータ、つまり、計１４個のデータは廃棄する。さらに、残りの１１個のデータから最大値及び最小値を破棄した計９個のデータについて平均値を求め、求めた平均値をそのパッチ画像の反射光量ＲｐａｔｃｈとしてＲＡＭ７２に保存する。なお、パッチ画像の数は、各色について８つであるため、計３２個のＲｐａｔｃｈがＲＡＭ７２に保存される。
【００２０】
続いて、ＣＰＵ７１は、中間転写ベルト２７の表面からの正反射光量Ｒｂａｓｅで、各パッチ画像の正反射光量Ｒｐａｔｃｈを正規化する。つまり、各パッチ画像の正規化した反射光量ＲＮｐａｔｃｈを以下の式で算出する。
ＲＮｐａｔｃｈ＝Ｒｐａｔｃｈ／Ｒｂａｓｅ （３）
ＣＰＵ７１は、データ保持部７３に保存されているＰＮｐａｔｃｈの値と濃度との関係を示すテーブル又は式から各パッチ画像の検出濃度を算出する。図５は、正規化した反射光量ＲＮｐａｔｃｈと検出濃度との関係をグラフで示したものである。
【００２１】
データ保持部７３には、前回の階調制御における各パッチ画像の検出濃度が保存されており、ＣＰＵ７１は、各色の各パッチ画像について、今回の検出濃度から前回の検出濃度を減じることで、前回の検出濃度からの変化量を求める。ＣＰＵ７１は、各パッチ画像の目標濃度と検出濃度の変化量の関係を補間して、目標濃度と検出濃度の変化量の関係を求める。なお、この処理及び以下の処理は、色ごとに独立して行う。例えば、形成した８種類のパッチ画像について、前回の検出濃度からの変化量が、図６に示す白丸の通りであったものとする。なお、図６において横軸は、目標濃度に対応する画像データで表し、縦軸は前回の検出濃度（出力濃度）からの変化量である。この場合、ＣＰＵ７１は、これら白丸を通過する曲線を判定し、パッチ画像を形成しなかった濃度について、つまり、各目標濃度についての濃度の変化量を算出又は推定する。なお、曲線の判定の仕方は任意であり、例えば、任意の多項式や関数を使用することができる。
【００２２】
また、データ保持部７３には、前回の階調制御において算出した、目標濃度に対応する画像データを画像形成部に供給した場合に画像形成部が形成するトナー像の出力濃度との関係が保存されている。なお、目標濃度は、例えば、０から１００％の０．５％単位の値とすることができる。また、データ保持部７３が保持する前回の階調制御における各パッチ画像の検出濃度（出力濃度）のデータについては、データ保持部７３が保持する目標濃度と出力濃度の関係のデータに含めることができる。たとえば、前回の階調制御において、目標濃度Ｃの画像データに対する出力濃度がＤｐであり、当該目標濃度Ｃにおける前回からの出力濃度の変化量がＤｄｉｆｆであるものとする。この場合、ＣＰＵ７１は、目標濃度Ｃに対する出力濃度Ｄｐを、
Ｄｐ＝Ｄｐ＋Ｄｄｉｆｆ （４）
に更新する。つまり、出力濃度Ｄｐに変化量Ｄｄｉｆｆを加算することで更新する。なお、濃度の変化量Ｄｄｉｆｆは、図６の画像データ濃度がＣのときの変化量である。ＣＰＵ７１は、各目標濃度について、式（４）により出力濃度を更新し、さらに、更新後の目標濃度と出力濃度との関係を次回の階調制御のためにデータ保持部７３に保存する。図７は、更新前後の目標濃度と出力濃度との関係を示す図である。更新後の出力濃度から更新前の出力濃度を減じたものが図６のグラフとなる。また、図７の白丸は、式（３）で求めた検出濃度に対応する。なお、出荷後の最初の階調制御のためにデータ保持部７３には、目標濃度と出力濃度の関係の初期値を出荷時に設定しておく。
【００２３】
最後に、ＣＰＵ７１は、図７に示す目標濃度と出力濃度との関係から、各色についてＬＵＴを生成してガンマ補正部７０４に出力する。図８は、ＬＵＴの説明図である。図８において、符号５０は、上述した方法で求めた目標濃度と出力濃度の関係を表している。つまり、階調制御時点における画像形成部の特性を表している。また、図８において符号５１は、目標濃度と出力濃度が一致している理想的な特性を表している。さらに、図８において符号５２は、ＬＵＴが有する情報を表している。つまり、ある目標濃度に対応する画像データが入力されると、ガンマ補正部７０４は、符号５２で示す曲線上の縦軸に示す値の濃度に変換して出力する。画像形成装置の特性は、符号５０で示すものであるため、これにより印刷される画像の濃度は符号５１に示す理想的な値に近づくことになる。この様に、ＬＵＴは、画像データの補正量を示すテーブルである。
【００２４】
図９は、本実施形態においてＣＰＵ７１が実行する階調制御のフローチャートである。画像形成装置の電源がオンとなった場合等、所定の条件に合致すると、ＣＰＵ７１は、Ｓ１０において、中間転写ベルト２７の表面からの反射光量Ｒｂａｓｅを測定してＲＡＭ７２に保存する。Ｓ１１において、ＣＰＵ７１は、印刷枚数のカウントをリセット、つまり零に設定し、Ｓ１２において印刷枚数のカウントを開始する。ＣＰＵ７１は、Ｓ１３において、印刷枚数が予め定めた枚数に達したか否かを判定し、達した場合には、Ｓ１４において図３に示すパッチ画像を形成する制御を行う。その後、ＣＰＵ７１は、Ｓ１５において、形成したパッチ画像の濃度を検出し、Ｓ１６において、前回の検出濃度と今回の検出濃度から、検出濃度の変化量を求める。さらに、パッチ画像の目標濃度と検出濃度の変化量の関係を補間して、目標濃度と出力濃度の変化量の関係を求める。さらに、ＣＰＵ７１は、Ｓ１７において、上述した方法で目標濃度と出力濃度との関係を求める。なお、ＣＰＵ７１は、次回の階調制御のために求めた関係をデータ保持部７３に保存する。その後、ＣＰＵ７１は、図８を用いて説明した様にＬＵＴの生成／更新を行う。ＣＰＵ７１は、Ｓ１８において印刷ジョブが終了したか否かを判定し、終了していない場合には、Ｓ１１から処理を繰り返す。
【００２５】
以上、本実施形態においては、目標濃度と出力濃度の関係を、目標濃度と検出濃度に対して単に多項式を当てはめて求めるのではなく、検出濃度の前回からの変化量を判定し、この変化量を使用することで求めている。前回の階調制御からの検出濃度の変化量に着目してパッチ画像の濃度の前回からの変化を推定することで、特に、濃度変化が最大となる階調近傍における補間精度を高めることができる。これにより、多項式を直接検出濃度に当てはめる従来技術と比較して、より精度の高い階調制御を行うことが可能になる。
【００２６】
（第二実施形態）続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態においては、使用するパッチ画像の濃度の数は、各階調制御で同じであった。本実施形態においては、例えば、それぞれ濃度の異なる第１の数のパッチ画像による階調制御と、それぞれ濃度が異なる、第１の数より多い第２の数のパッチ画像による階調制御とを使用する。階調制御は、所定の条件に合致するとＣＰＵ７１が実行するが、所定回数に１回は、第２の数のパッチ画像により階調制御を行い、それ以外は、第１の数の濃度のパッチ画像により階調制御を行う。
【００２７】
具体的には、例えば、第１の数のパッチ画像は図３に示す８種類のパッチ画像とし、第２の数は更に８種類のパッチ画像を加えた計１６個のパッチ画像とする。追加する濃度は、例えば、６．３％、１８．８％、３１．３％、４３．８％、５６．３％、６８．８％、８１．３％、９３．８％とすることができる。また、例えば、５回の階調制御に１回は、１６種類の濃度のパッチ画像による階調制御とし、残りを８種類の濃度のパッチ画像による階調制御とすることができる。その他の構成は第一実施形態と同様である。
【００２８】
本実施形態においては、階調制御を複数回行う内の少なくとも１回は、形成するパッチ画像の濃度の数を、それ以外の回より増加させる。より多い濃度数のパッチ画像により階調制御を行うことで、階調制御の精度を高めることができる。
【００２９】
（第三実施形態）続いて、第三実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態においては、パッチ画像の形成時、ハーフトーン処理部７０５の設定を誤差拡散法としていた。また、生成した１つのＬＵＴを、画像形成時、ハーフトーン処理部７０５の設定に拘わらず適用するものであった。本実施形態においては、階調制御時、ハーフトーン処理部７０５の設定を誤差拡散法（第１のハーフトーン処理）、ディザ法（第２のハーフトーン処理）のそれぞれに設定してパッチ画像を形成する。なお、ディザ法においては、異なる２つのスクリーン線数（低線数及び高線数）を共に使用する。そして、誤差拡散法、ディザ法（低線数）及びディザ法（高線数）のそれぞれに対応するＬＵＴを生成し、ハーフトーン処理部７０５の設定に応じて使い分ける。つまり、ハーフトーン処理部７０５が誤差拡散法を使用する場合には誤差拡散法で形成したパッチ画像に基づき求めたＬＵＴを適用する。同様に、ハーフトーン処理部７０５がディザ法を使用する場合にはディザ法で形成したパッチ画像に基づき求めたＬＵＴを適用する。
【００３０】
例えば、図１０に示す様に、階調制御時、ＣＰＵ７１は、誤差拡散法による８つの濃度のパッチ画像(第１のパッチ画像）と、低線数スクリーン及び高線数スクリーンによる各４つの濃度のパッチ画像(第２のパッチ画像）を各色について形成する。例えば、誤差拡散法による８つの濃度のパッチ画像は第一実施形態と同様とし、低線数スクリーン及び高線数スクリーンのパッチ画像の濃度は、例えば、１２．５％、２５％、５０％、７５％とすることができる。
【００３１】
図１１は、本実施形態においてＣＰＵ７１が実行する階調制御のフローチャートである。Ｓ２０からＳ２６の処理は、誤差拡散法によるパッチ画像に加えて、ディザ法による各スクリーン線数によるパッチ画像に対しても同様に行うこと以外は、図９のＳ１０からＳ１６の処理と同様であり説明は省略する。
【００３２】
Ｓ２７において、誤差拡散法によるパッチ画像の出力濃度の変化量の極値により、ディザ法の各スクリーン線数によるパッチ画像の出力濃度の変化量を補正する。図１２及び図１３は、Ｓ２７における処理を説明する図である。図１２（Ａ）は、誤差拡散法によるパッチ画像から求めた目標濃度と出力濃度の変化量の関係を示している。なお、符号６０は今回の階調制御における変化量であり、符号６１は、前回の階調制御における変化量である。また、図１２（Ｂ）はディザ法によるパッチ画像から求めた目標濃度と出力濃度の変化量の関係を示している。なお、符号６２は今回の階調制御における変化量であり、符号６２は前回の階調制御における変化量である。また、図１２の位置Ｅｃ、Ｅｐ、Ｄｃ、Ｄｐは変化量を表す曲線の極値（極大値）である。なお、過去の極値Ｅｐ、Ｄｐはデータ保持部７３が保持している。ＣＰＵ７１は、まず、シフト量Ｓを所定の係数をαとして以下の式により求める。
Ｓ＝（Ｅｃ−Ｅｐ）×α−（Ｄｃ−Ｄｐ） （５）
続いてＣＰＵ７１は、符号６２で示す変化量の曲線の極値を含む予め定めた範囲を式（５）で求めたシフト量だけシフトさせる。なお、シフト方向はシフト量の正負で決定される。この様子を図１３に示す。最後に、極値を含む範囲だけシフトさせたことにより生じる曲線の不連続を解消するために、シフトさせていない領域とシフトさせた領域の変化量について、目標濃度全体に渡り移動平均処理を行う。当該処理を各スクリーン線数に対してそれぞれ行う。
【００３３】
なお、係数αの値は、経時変化における、誤差拡散法による変化量の極値の変動と、ディザ法による変化量の極値の変動との関係をあらかじめ実験的に求めて決定する。例えば、係数αとしては、０．５を使用することができる。また、係数αの値については階調制御における結果により更新することもできる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、極値を使用するとしたが、例えば、変化量の最大値を上記極値の代わりに使用することもできる。
【００３５】
以上、本実施形態においては、ディザ法によるパッチ画像も形成して、ハーフトーン処理の種類に応じたＬＵＴを作成する。ただし、形成するパッチ画像の数を少なくするために、ディザ法によるパッチ画像については、誤差拡散法より少なくする。よって、誤差拡散法の極値の変化量により、ディザ法による変化量を補正することで、ディザ法におけるＬＵＴの精度を高くする。よって、各ハーフトーン処理において、階調制御を高精度で行うことができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、像担持体に形成したパッチ画像の濃度をセンサにより検出することで階調制御を行っている。階調制御により、階調を補正するためのルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと呼ぶ。）が生成される。階調制御のための時間を短くし、トナー消費量を抑えるためには、形成するパッチ画像の数は少ない方が良い。このため、特許文献１は、それぞれが異なる濃度の所定の数のパッチ画像を形成し、形成しない濃度に対するＬＵＴの値については、形成したパッチ画像の検出した濃度に基づき補間処理により求める構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４８０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術においては、形成したパッチ画像の検出した濃度を所定の多項式に当てはめることで、形成していないパッチ画像に対する濃度を推定するのみであり、各濃度のパッチ画像で異なる検出濃度の変化の度合いを考慮していなかった。このため、補間処理で求めた濃度におけるＬＵＴの補正量の誤差が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、階調制御において、精度の高い補正量を生成する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、画像形成の際に像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と、該目標濃度に対応する画像データで前記画像形成手段が形成するトナー像の濃度である出力濃度との関係を示す情報を保持する保持手段と、前記複数の目標濃度の一部の目標濃度に対応する画像データを前記画像形成手段に供給することで、濃度検出のためのトナー像である複数のパッチ画像を前記像担持体に形成する制御を行う制御手段と、前記像担持体に形成された前記複数のパッチ画像の出力濃度を検出する検出手段と、を備えており、前記制御手段は、前記検出手段が各パッチ画像の出力濃度を検出すると、各パッチ画像の目標濃度について、前記検出した出力濃度の前記保持手段が保持している該目標濃度に対する出力濃度からの変化量を求め、各パッチ画像の目標濃度と前記変化量の関係を補間して、前記保持手段が保持する複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と変化量の関係を求め、前記保持手段が保持する目標濃度に対する出力濃度に該目標濃度の変化量を加算することで、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新し、前記更新した目標濃度と出力濃度との関係から、前記画像形成手段が形成するトナー像を目標濃度とするための前記画像データの補正量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
検出したパッチ画像の濃度の変化量を判定し、この変化量を補間して、目標濃度と出力濃度の関係を求める。この構成により、変化量が最大となる階調近傍における補間精度を高めることができ、より精度の高い階調制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による画像形成装置の画像形成部の概略的な構成図。
【図２】一実施形態によるセンサの概略的な構成図。
【図３】一実施形態によるパッチ画像を示す図。
【図４】一実施形態による画像形成装置の画像処理部の構成図。
【図５】一実施形態による反射光量とトナー濃度の関係を示す図。
【図６】一実施形態による濃度変化を表す曲線を示す図。
【図７】一実施形態による画像データと出力濃度との関係を示す図。
【図８】ＬＵＴの説明図。
【図９】第一実施形態のフローチャート。
【図１０】一実施形態によるパッチ画像を示す図。
【図１１】第三実施形態のフローチャート。
【図１２】一実施形態によるシフト量の算出の説明図。
【図１３】一実施形態によるシフト量による補正の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第一実施形態）図１は、本実施形態による画像形成装置の画像形成部の構成図である。なお、以下の各図において実施形態の理解に必要ではない構成要素については、簡略化のため図面から省略している。また、図１の参照符号に付加したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの文字は、当該部材が、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するものであることを示している。なお、以下の説明において、色を区別する必要が無い場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの文字を付加しない参照符号を使用する。
【００１０】
帯電部１２３は、対応する感光体１２２を帯電し、走査部１２４は、形成する画像に応じた画像データにより生成したレーザ光で、像担持体である感光体１２２を走査して静電潜像を形成する。現像部１２６は、対応する色のトナーを有し、対応する感光体１２２の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する。トナー容器１２５は、対応する色のトナーを有し、対応する現像部１２６へトナーを供給する。一次転写部１２７は、感光体１２２に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する。このとき、各色のトナー像は、重ね合わせて中間転写ベルト２７に転写され、カラー画像が形成される。中間転写ベルト２７に転写されたトナー像は、二次転写部１２９において、搬送路１３０を搬送されてきた記録材に転写される。記録材に転写されたトナー像は、その後、図示しない定着部で定着される。なお、図中の矢印は各部材の回転方向を示している。
【００１１】
また、本実施形態においては、中間転写ベルト２７に転写された、濃度検出用のパッチ画像の濃度を検出する光学式のセンサ４１が、中間転写ベルト２７に対向して設けられている。図２に、センサ４１の概略的な構成を示す。センサ４１は、ＬＥＤ等の発光部４１１と、フォトダイオード等の受光部４１２と、発光部４１１の発光光量を制御する図示しない発行光量制御部を備えている。発光部４１１は、中間転写ベルト２７の法線に対して４５度の角度で光を照射する様に設置されており、受光部４１２は、発光部４１１が照射し、中間転写ベルト２７又はその上に形成されるパッチ画像からの正反射光を受光する様に設けられている。
【００１２】
図３は、本実施形態において中間転写ベルト２７上に形成するパッチ画像を示す図である。なお、形成するパッチ画像のデータは、例えば、図４に示すデータ保持部７３に保存されている。本実施形態においては、各色について複数の濃度のパッチ画像を中間転写ベルト２７に形成する。例えば、１２．５％、２５％、３７．５％、５０％、６２．５％、７５％、８７．５％、１００％の８種類の濃度で、計３２個のパッチ画像を形成する。
【００１３】
図４は、本実施形態における画像形成装置の画像処理部を示すブロック図である。ＣＰＵ７１は、不揮発性のデータ保持部７３が保持する制御プログラムを実行し、ＲＡＭ７２をワークメモリとして使用して、画像形成装置の各構成を統括的に制御する制御部である。なお、ＣＰＵ７１は、後述するように、階調制御処理において、中間転写ベルト２７に図３に示すパッチ画像を形成する様に図１に示す画像形成部を制御する。ＣＰＵ７１は、中間転写ベルト２７に形成したパッチ画像の濃度をセンサ４１で検出することで、各色について階調補正のためのＬＵＴを生成する。ＣＰＵ７１は、生成したＬＵＴをガンマ補正部７０４に出力する。
【００１４】
図示しない読取部のＣＣＤが原稿から読み取ったＲＧＢアナログ信号は、前処理部７０２に入力される。前処理部７０２は、ＲＧＢアナログ信号をデジタル変換し、各種補正処理を行う。具体的には、ＣＣＤの各画素の感度のばらつきの補正や、露光量と輝度の関係が線形となる様にする補正を行う。さらに、前処理部は、補正後のＲＧＢ信号を、ｓＲＧＢ等の標準色空間の信号に変換を行う。さらに、前処理部は、読み取った原稿の下地を測定して、印刷時に下地部を除去する為の非線形変換も行う。
【００１５】
ＣＭＹＫ変換部７０３には、前処理部７０２が出力するＲＧＢ画像データ又は図示しないホスト装置から受信するＲＧＢ画像データが入力される。ＣＭＹＫ変換部７０３は、ＲＧＢ信号の各色の値から、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）それぞれの値を出力する。ガンマ補正部７０４は、入力されるＣＭＹＫ画像データを各色のＬＵＴにより補正して補正後のＣＭＹＫ画像データを出力する。
【００１６】
ハーフトーン処理部７０５は、ハーフトーン処理を行い、ハーフトーン処理を行った画像データを図１の画像形成部に出力する。例えば、読み取った原稿の印刷を行う複写処理においては、一般的にモアレの起きにくい誤差拡散法を使用することが多い。これに対して、ホスト装置から受信する画像データに対応する画像の印刷を行う印刷処理では、粒状性、階調性、再現性等の画質特性を考慮して、ディザ法を使用することが多い。なお、誤差拡散法とは、注目画素の画素値と、ハーフトーン処理後の画素値との誤差を、周辺画素に配分する方法である。一方、ディザ法とは、閾値を有するディザマトリクスによりハーフトーン処理後の画素値を決定する方法である。本実施形態において、ディザ法は、さらに、低線数ディザマトリクスと、高線数ディザマトリクスの切り替えが可能であるものとする。低線数ディザマトリクスは、低線数スクリーンを形成し、粒状性、階調性に優れ、写真の印刷に適している。一方、高線数ディザマトリクスは、高線数スクリーンを形成し、細線や文字の再現性に優れ、これらの印刷に適している。ハーフトーン処理部７０５は、例えば、画像データの各画素に埋め込まれた属性（写真、文字、細線等）を判定して、適切なディザマトリクスの選択を行う。
【００１７】
続いて、本実施形態の画像形成装置における階調制御について説明するが、まず、以下の説明で使用する用語について説明する。図３に示すパッチ画像は、図１に示す画像形成部に画像データを供給することで生成されるが、形成したい濃度を目標濃度と呼ぶものとする。例えば、本実施形態においては各色について１２．５％、２５％、３７．５％、５０％、６２．５％、７５％、８７．５％、１００％の８つの濃度のパッチ画像を形成するが、これは目標濃度の一部である。このとき、ＣＰＵ７１は、各パッチ画像を形成するために、形成するパッチ画像の目標濃度に対応する画像データを画像形成部に供給する制御を行う。これに対して、センサ４１が検出したパッチ画像の濃度を検出濃度と呼ぶものとする。さらに、目標濃度と検出濃度から求めた、各目標濃度に対応する画像データにより画像形成手段が形成するトナー像の濃度を出力濃度と呼ぶものとする。つまり、本実施形態では、８つの目標濃度のパッチ画像を形成して８つの検出濃度を取得し、８つの目標濃度と検出濃度の関係を求める。その後、この目標濃度と検出濃度の関係から、例えば０〜１００％までの各目標濃度の画像データを画像形成手段に供給したときに、画像形成手段が形成するトナー像の濃度を計算により推定するが、この濃度の推定値を出力濃度と呼ぶものとする。よって、出力濃度は、検出濃度を含むものとなる。
【００１８】
ＣＰＵ７１は、階調制御の開始により、まず、中間転写ベルト２７の凡そ１周分に渡り、その表面からの正反射光の光量（光強度）をセンサ４１で読み取り、その平均値ＲｂａｓｅをＲＡＭ７２に記憶する。この処理は、例えば、電源投入後に行う。例えば、中間転写ベルト２７の回転速度を、２４６ｍｍ／秒、周長を８９５ｍｍ、センサ４１の検出間隔を４ミリ秒とする。このとき、
（８９５×１０００）／（２４６×４）≒９１０ （１）
より、９１０個のデータをＣＰＵ７１は取得する。ＣＰＵ７１は、この９１０個のデータの平均値をＲｂａｓｅとしてＲＡＭ７２保存する。
【００１９】
ＣＰＵ７１は、階調制御処理開始のための条件に合致すると、図３のパッチ画像を中間転写ベルト２７に形成して、センサ４１により各パッチ画像からの正反射光の光量（光強度）を検出する。ここで、所定の条件とは、例えば、前回の階調制御処理からの印刷枚数が予め定めた閾値に達した場合等である。なお、本実施形態においては、色再現の観点から階調制御が特に重要となる複写動作を重視し、よって、パッチ画像を形成する際、ハーフトーン処理部７０５においては誤差拡散法を使用するものとする。例えば、各パッチ画像の中間転写ベルト２７の進行方向における長さを２５ｍｍとする。この場合、センサ４１の検出間隔が４ミリ秒であるため、
（２５×１０００）／（２４６×４）≒２５ （２）
より、１つのパッチ画像から２５個のデータを得ることができる。しかしながら、パッチ画像のエッジ部は、トナー載り量に勾配が生じ易いため、例えば、パッチ画像の各エッジ領域の７個のデータ、つまり、計１４個のデータは廃棄する。さらに、残りの１１個のデータから最大値及び最小値を破棄した計９個のデータについて平均値を求め、求めた平均値をそのパッチ画像の反射光量ＲｐａｔｃｈとしてＲＡＭ７２に保存する。なお、パッチ画像の数は、各色について８つであるため、計３２個のＲｐａｔｃｈがＲＡＭ７２に保存される。
【００２０】
続いて、ＣＰＵ７１は、中間転写ベルト２７の表面からの正反射光量Ｒｂａｓｅで、各パッチ画像の正反射光量Ｒｐａｔｃｈを正規化する。つまり、各パッチ画像の正規化した反射光量ＲＮｐａｔｃｈを以下の式で算出する。
ＲＮｐａｔｃｈ＝Ｒｐａｔｃｈ／Ｒｂａｓｅ （３）
ＣＰＵ７１は、データ保持部７３に保存されているＰＮｐａｔｃｈの値と濃度との関係を示すテーブル又は式から各パッチ画像の検出濃度を算出する。図５は、正規化した反射光量ＲＮｐａｔｃｈと検出濃度との関係をグラフで示したものである。
【００２１】
データ保持部７３には、前回の階調制御における各パッチ画像の検出濃度が保存されており、ＣＰＵ７１は、各色の各パッチ画像について、今回の検出濃度から前回の検出濃度を減じることで、前回の検出濃度からの変化量を求める。ＣＰＵ７１は、各パッチ画像の目標濃度と検出濃度の変化量の関係を補間して、目標濃度と検出濃度の変化量の関係を求める。なお、この処理及び以下の処理は、色ごとに独立して行う。例えば、形成した８種類のパッチ画像について、前回の検出濃度からの変化量が、図６に示す白丸の通りであったものとする。なお、図６において横軸は、目標濃度に対応する画像データで表し、縦軸は前回の検出濃度（出力濃度）からの変化量である。この場合、ＣＰＵ７１は、これら白丸を通過する曲線を判定し、パッチ画像を形成しなかった濃度について、つまり、各目標濃度についての濃度の変化量を算出又は推定する。なお、曲線の判定の仕方は任意であり、例えば、任意の多項式や関数を使用することができる。
【００２２】
また、データ保持部７３には、前回の階調制御において算出した、目標濃度に対応する画像データを画像形成部に供給した場合に画像形成部が形成するトナー像の出力濃度との関係が保存されている。なお、目標濃度は、例えば、０から１００％の０．５％単位の値とすることができる。また、データ保持部７３が保持する前回の階調制御における各パッチ画像の検出濃度（出力濃度）のデータについては、データ保持部７３が保持する目標濃度と出力濃度の関係のデータに含めることができる。たとえば、前回の階調制御において、目標濃度Ｃの画像データに対する出力濃度がＤｐであり、当該目標濃度Ｃにおける前回からの出力濃度の変化量がＤｄｉｆｆであるものとする。この場合、ＣＰＵ７１は、目標濃度Ｃに対する出力濃度Ｄｐを、
Ｄｐ＝Ｄｐ＋Ｄｄｉｆｆ （４）
に更新する。つまり、出力濃度Ｄｐに変化量Ｄｄｉｆｆを加算することで更新する。なお、濃度の変化量Ｄｄｉｆｆは、図６の画像データ濃度がＣのときの変化量である。ＣＰＵ７１は、各目標濃度について、式（４）により出力濃度を更新し、さらに、更新後の目標濃度と出力濃度との関係を次回の階調制御のためにデータ保持部７３に保存する。図７は、更新前後の目標濃度と出力濃度との関係を示す図である。更新後の出力濃度から更新前の出力濃度を減じたものが図６のグラフとなる。また、図７の白丸は、式（３）で求めた検出濃度に対応する。なお、出荷後の最初の階調制御のためにデータ保持部７３には、目標濃度と出力濃度の関係の初期値を出荷時に設定しておく。
【００２３】
最後に、ＣＰＵ７１は、図７に示す目標濃度と出力濃度との関係から、各色についてＬＵＴを生成してガンマ補正部７０４に出力する。図８は、ＬＵＴの説明図である。図８において、符号５０は、上述した方法で求めた目標濃度と出力濃度の関係を表している。つまり、階調制御時点における画像形成部の特性を表している。また、図８において符号５１は、目標濃度と出力濃度が一致している理想的な特性を表している。さらに、図８において符号５２は、ＬＵＴが有する情報を表している。つまり、ある目標濃度に対応する画像データが入力されると、ガンマ補正部７０４は、符号５２で示す曲線上の縦軸に示す値の濃度に変換して出力する。画像形成装置の特性は、符号５０で示すものであるため、これにより印刷される画像の濃度は符号５１に示す理想的な値に近づくことになる。この様に、ＬＵＴは、画像データの補正量を示すテーブルである。
【００２４】
図９は、本実施形態においてＣＰＵ７１が実行する階調制御のフローチャートである。画像形成装置の電源がオンとなった場合等、所定の条件に合致すると、ＣＰＵ７１は、Ｓ１０において、中間転写ベルト２７の表面からの反射光量Ｒｂａｓｅを測定してＲＡＭ７２に保存する。Ｓ１１において、ＣＰＵ７１は、印刷枚数のカウントをリセット、つまり零に設定し、Ｓ１２において印刷枚数のカウントを開始する。ＣＰＵ７１は、Ｓ１３において、印刷枚数が予め定めた枚数に達したか否かを判定し、達した場合には、Ｓ１４において図３に示すパッチ画像を形成する制御を行う。その後、ＣＰＵ７１は、Ｓ１５において、形成したパッチ画像の濃度を検出し、Ｓ１６において、前回の検出濃度と今回の検出濃度から、検出濃度の変化量を求める。さらに、パッチ画像の目標濃度と検出濃度の変化量の関係を補間して、目標濃度と出力濃度の変化量の関係を求める。さらに、ＣＰＵ７１は、Ｓ１７において、上述した方法で目標濃度と出力濃度との関係を求める。なお、ＣＰＵ７１は、次回の階調制御のために求めた関係をデータ保持部７３に保存する。その後、ＣＰＵ７１は、図８を用いて説明した様にＬＵＴの生成／更新を行う。ＣＰＵ７１は、Ｓ１８において印刷ジョブが終了したか否かを判定し、終了していない場合には、Ｓ１１から処理を繰り返す。
【００２５】
以上、本実施形態においては、目標濃度と出力濃度の関係を、目標濃度と検出濃度に対して単に多項式を当てはめて求めるのではなく、検出濃度の前回からの変化量を判定し、この変化量を使用することで求めている。前回の階調制御からの検出濃度の変化量に着目してパッチ画像の濃度の前回からの変化を推定することで、特に、濃度変化が最大となる階調近傍における補間精度を高めることができる。これにより、多項式を直接検出濃度に当てはめる従来技術と比較して、より精度の高い階調制御を行うことが可能になる。
【００２６】
（第二実施形態）続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態においては、使用するパッチ画像の濃度の数は、各階調制御で同じであった。本実施形態においては、例えば、それぞれ濃度の異なる第１の数のパッチ画像による階調制御と、それぞれ濃度が異なる、第１の数より多い第２の数のパッチ画像による階調制御とを使用する。階調制御は、所定の条件に合致するとＣＰＵ７１が実行するが、所定回数に１回は、第２の数のパッチ画像により階調制御を行い、それ以外は、第１の数の濃度のパッチ画像により階調制御を行う。
【００２７】
具体的には、例えば、第１の数のパッチ画像は図３に示す８種類のパッチ画像とし、第２の数は更に８種類のパッチ画像を加えた計１６個のパッチ画像とする。追加する濃度は、例えば、６．３％、１８．８％、３１．３％、４３．８％、５６．３％、６８．８％、８１．３％、９３．８％とすることができる。また、例えば、５回の階調制御に１回は、１６種類の濃度のパッチ画像による階調制御とし、残りを８種類の濃度のパッチ画像による階調制御とすることができる。その他の構成は第一実施形態と同様である。
【００２８】
本実施形態においては、階調制御を複数回行う内の少なくとも１回は、形成するパッチ画像の濃度の数を、それ以外の回より増加させる。より多い濃度数のパッチ画像により階調制御を行うことで、階調制御の精度を高めることができる。
【００２９】
（第三実施形態）続いて、第三実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態においては、パッチ画像の形成時、ハーフトーン処理部７０５の設定を誤差拡散法としていた。また、生成した１つのＬＵＴを、画像形成時、ハーフトーン処理部７０５の設定に拘わらず適用するものであった。本実施形態においては、階調制御時、ハーフトーン処理部７０５の設定を誤差拡散法（第１のハーフトーン処理）、ディザ法（第２のハーフトーン処理）のそれぞれに設定してパッチ画像を形成する。なお、ディザ法においては、異なる２つのスクリーン線数（低線数及び高線数）を共に使用する。そして、誤差拡散法、ディザ法（低線数）及びディザ法（高線数）のそれぞれに対応するＬＵＴを生成し、ハーフトーン処理部７０５の設定に応じて使い分ける。つまり、ハーフトーン処理部７０５が誤差拡散法を使用する場合には誤差拡散法で形成したパッチ画像に基づき求めたＬＵＴを適用する。同様に、ハーフトーン処理部７０５がディザ法を使用する場合にはディザ法で形成したパッチ画像に基づき求めたＬＵＴを適用する。
【００３０】
例えば、図１０に示す様に、階調制御時、ＣＰＵ７１は、誤差拡散法による８つの濃度のパッチ画像(第１のパッチ画像）と、低線数スクリーン及び高線数スクリーンによる各４つの濃度のパッチ画像(第２のパッチ画像）を各色について形成する。例えば、誤差拡散法による８つの濃度のパッチ画像は第一実施形態と同様とし、低線数スクリーン及び高線数スクリーンのパッチ画像の濃度は、例えば、１２．５％、２５％、５０％、７５％とすることができる。
【００３１】
図１１は、本実施形態においてＣＰＵ７１が実行する階調制御のフローチャートである。Ｓ２０からＳ２６の処理は、誤差拡散法によるパッチ画像に加えて、ディザ法による各スクリーン線数によるパッチ画像に対しても同様に行うこと以外は、図９のＳ１０からＳ１６の処理と同様であり説明は省略する。
【００３２】
Ｓ２７において、誤差拡散法によるパッチ画像の出力濃度の変化量の極値により、ディザ法の各スクリーン線数によるパッチ画像の出力濃度の変化量を補正する。図１２及び図１３は、Ｓ２７における処理を説明する図である。図１２（Ａ）は、誤差拡散法によるパッチ画像から求めた目標濃度と出力濃度の変化量の関係を示している。なお、符号６０は今回の階調制御における変化量であり、符号６１は、前回の階調制御における変化量である。また、図１２（Ｂ）はディザ法によるパッチ画像から求めた目標濃度と出力濃度の変化量の関係を示している。なお、符号６２は今回の階調制御における変化量であり、符号６２は前回の階調制御における変化量である。また、図１２の位置Ｅｃ、Ｅｐ、Ｄｃ、Ｄｐは変化量を表す曲線の極値（極大値）である。なお、過去の極値Ｅｐ、Ｄｐはデータ保持部７３が保持している。ＣＰＵ７１は、まず、シフト量Ｓを所定の係数をαとして以下の式により求める。
Ｓ＝（Ｅｃ−Ｅｐ）×α−（Ｄｃ−Ｄｐ） （５）
続いてＣＰＵ７１は、符号６２で示す変化量の曲線の極値を含む予め定めた範囲を式（５）で求めたシフト量だけシフトさせる。なお、シフト方向はシフト量の正負で決定される。この様子を図１３に示す。最後に、極値を含む範囲だけシフトさせたことにより生じる曲線の不連続を解消するために、シフトさせていない領域とシフトさせた領域の変化量について、目標濃度全体に渡り移動平均処理を行う。当該処理を各スクリーン線数に対してそれぞれ行う。
【００３３】
なお、係数αの値は、経時変化における、誤差拡散法による変化量の極値の変動と、ディザ法による変化量の極値の変動との関係をあらかじめ実験的に求めて決定する。例えば、係数αとしては、０．５を使用することができる。また、係数αの値については階調制御における結果により更新することもできる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、極値を使用するとしたが、例えば、変化量の最大値を上記極値の代わりに使用することもできる。
【００３５】
以上、本実施形態においては、ディザ法によるパッチ画像も形成して、ハーフトーン処理の種類に応じたＬＵＴを作成する。ただし、形成するパッチ画像の数を少なくするために、ディザ法によるパッチ画像については、誤差拡散法より少なくする。よって、誤差拡散法の極値の変化量により、ディザ法による変化量を補正することで、ディザ法におけるＬＵＴの精度を高くする。よって、各ハーフトーン処理において、階調制御を高精度で行うことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成の際に像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、
複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と、該目標濃度に対応する画像データで前記画像形成手段が形成するトナー像の濃度である出力濃度との関係を示す情報を保持する保持手段と、
前記複数の目標濃度の一部の目標濃度に対応する画像データを前記画像形成手段に供給することで、濃度検出のためのトナー像である複数のパッチ画像を前記像担持体に形成する制御を行う制御手段と、
前記像担持体に形成された前記複数のパッチ画像の出力濃度を検出する検出手段と、
を備えており、
前記制御手段は、前記検出手段が各パッチ画像の出力濃度を検出すると、各パッチ画像の目標濃度について、前記検出した出力濃度の前記保持手段が保持している該目標濃度に対する出力濃度からの変化量を求め、各パッチ画像の目標濃度と前記変化量の関係を補間して、前記保持手段が保持する複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と変化量の関係を求め、前記保持手段が保持する目標濃度に対する出力濃度に該目標濃度の変化量を加算することで、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新し、前記更新した目標濃度と出力濃度との関係から、前記画像形成手段が形成するトナー像を目標濃度とするための前記画像データの補正量を算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記目標濃度と出力濃度との関係の次の更新のために、前記更新した複数の目標濃度と出力濃度との関係を前記保持手段に保存することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、予め定めた条件に合致すると、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新する制御を開始し、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新する制御を複数回行う内の少なくとも１回は、前記像担持体に形成するパッチ画像の濃度の数を、他の回より増加させ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。
【請求項４】
第１のハーフトーン処理と第２のハーフトーン処理を含むハーフトーン処理の１つを選択し、前記画像形成手段に供給する画像データに対して選択したハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段を、さらに、備えており、
前記制御手段は、前記パッチ画像を前記第１のハーフトーン処理を使用して形成し、前記第１のハーフトーン処理により生成したパッチ画像に基づき算出した前記画像データの補正量を、前記第１のハーフトーン処理及び前記第２のハーフトーン処理による画像形成に使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
第１のハーフトーン処理と第２のハーフトーン処理を含むハーフトーン処理の１つを選択し、前記画像形成手段に供給する画像データに対して選択したハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段を、さらに、備えており、
前記制御手段は、前記第１のハーフトーン処理を使用して複数の第１のパッチ画像を形成し、前記第２のハーフトーン処理を使用して複数の第２のパッチ画像を形成し、前記複数の第１のパッチ画像に基づき算出した前記画像データの補正量を、前記第１のハーフトーン処理による画像形成に使用し、前記複数の第２のパッチ画像に基づき算出した前記画像データの補正量を、前記第２のハーフトーン処理による画像形成に使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２のパッチ画像の濃度の数は、前記第１のパッチ画像の濃度の数より少なく、
前記制御手段は、前記第１のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値を判定し、判定した極値の前記保持手段が保持する過去の極値からの変化量に基づきシフト量を算出し、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係を、前記シフト量だけシフトさせることで、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値を含む予め定めた範囲を前記シフト量だけシフトさせたのち、前記変化量の移動平均を前記目標濃度の全体に渡り適用することで、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係を補正することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記シフト量は、前記第１のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値の、前記保持手段が保持する過去の極値からの変化量に所定の係数を乗じ、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値の、前記保持手段が保持する過去の極値からの変化量を減じた値であることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像形成の際に像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、
複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と、該目標濃度に対応する画像データで前記画像形成手段が形成するトナー像の濃度である出力濃度との関係を示す情報を保持する保持手段と、
前記複数の目標濃度の一部の目標濃度に対応する画像データを前記画像形成手段に供給することで、濃度検出のためのトナー像である複数のパッチ画像を前記像担持体に形成する制御を行う制御手段と、
前記像担持体に形成された前記複数のパッチ画像の出力濃度を検出する検出手段と、
を備えており、
前記制御手段は、前記検出手段が各パッチ画像の出力濃度を検出すると、各パッチ画像の目標濃度について、前記検出した出力濃度の前記保持手段が保持している該目標濃度に対する出力濃度からの変化量を求め、各パッチ画像の目標濃度と前記変化量の関係を補間して、前記保持手段が保持する複数の目標濃度のそれぞれについて、目標濃度と変化量の関係を求め、前記保持手段が保持する目標濃度に対する出力濃度に該目標濃度の変化量を加算することで、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新し、前記更新した目標濃度と出力濃度との関係から、前記画像形成手段が形成するトナー像を目標濃度とするための前記画像データの補正量を算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記目標濃度と出力濃度との関係の次の更新のために、前記更新した複数の目標濃度と出力濃度との関係を前記保持手段に保存することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、予め定めた条件に合致すると、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新する制御を開始し、前記目標濃度と出力濃度との関係を更新する制御を複数回行う内の少なくとも１回は、前記像担持体に形成するパッチ画像の濃度の数を、他の回より増加させ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。
【請求項４】
第１のハーフトーン処理と第２のハーフトーン処理を含むハーフトーン処理の１つを選択し、前記画像形成手段に供給する画像データに対して選択したハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段を、さらに、備えており、
前記制御手段は、前記パッチ画像を前記第１のハーフトーン処理を使用して形成し、前記第１のハーフトーン処理により生成したパッチ画像に基づき算出した前記画像データの補正量を、前記第１のハーフトーン処理及び前記第２のハーフトーン処理による画像形成に使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
第１のハーフトーン処理と第２のハーフトーン処理を含むハーフトーン処理の１つを選択し、前記画像形成手段に供給する画像データに対して選択したハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段を、さらに、備えており、
前記制御手段は、前記第１のハーフトーン処理を使用して複数の第１のパッチ画像を形成し、前記第２のハーフトーン処理を使用して複数の第２のパッチ画像を形成し、前記複数の第１のパッチ画像に基づき算出した前記画像データの補正量を、前記第１のハーフトーン処理による画像形成に使用し、前記複数の第２のパッチ画像に基づき算出した前記画像データの補正量を、前記第２のハーフトーン処理による画像形成に使用することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２のパッチ画像の濃度の数は、前記第１のパッチ画像の濃度の数より少なく、
前記制御手段は、前記第１のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値を判定し、判定した極値の前記保持手段が保持する過去の極値からの変化量に基づきシフト量を算出し、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係を、前記シフト量だけシフトさせることで、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値を含む予め定めた範囲を前記シフト量だけシフトさせたのち、前記変化量の移動平均を前記目標濃度の全体に渡り適用することで、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係を補正することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記シフト量は、前記第１のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値の、前記保持手段が保持する過去の極値からの変化量に所定の係数を乗じ、前記第２のパッチ画像を使用して求めた目標濃度と変化量の関係の極値の、前記保持手段が保持する過去の極値からの変化量を減じた値であることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１１４０９１（Ｐ２０１３−１１４０９１Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６１００６（Ｐ２０１１−２６１００６）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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