JP2008139856A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも一組の同一色相で濃度の異なる現像剤を用いて画像形成する際に、環境や画像形成条件の変動により現像剤の載り量等が変動しても色相変化を抑えて安定した高画質な画像を形成する画像形成装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】 同一色相で濃度の異なる現像剤を用いて画像形成する画像形成装置で、濃度制御用の測定用画像を形成する際に、濃度の低い現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数を濃度の高い現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数よりも多く形成して濃度制御する。そのため、濃度の低い現像剤の載り量が変動してもその変動を補正して画質を低下させる擬似輪郭の発生を防止することができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、同一色相で濃度の異なる現像剤を含む電子写真方式の画像形成装置、その制御方法、制御プログラム、記憶媒体に関し、より詳しくは、画像形成装置の濃度制御に関するものである。

画像形成装置の最近の進歩とともに画質に関するニーズのレベルも高くなり、従来の４色のトナー（現像剤）を使用する画像形成装置に対して色数を増やす電子写真方式の画像形成装置が提案され、その一部が実用化されている。

例えば、従来の一般的なシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーに加え、赤、青、緑や金、銀、蛍光色のトナーを追加するものがある。また、インクジェット方式では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーに加え、淡いシアン、淡いマゼンタのトナーを加えるものがある。ここで、通常のシアン、マゼンタを濃シアン、濃マゼンタと呼び、淡いシアン、淡いマゼンタを淡シアン、淡マゼンタと呼ぶ。このように、現像剤を追加するのは、それぞれ画質を向上することを目的としている。例えば、淡シアン、淡マゼンタ等の淡い色のトナーを付加した画像形成装置は、一般に粒状性の低減を目的としており、写真的な高画質を実現する画像形成装置として使用されている。

一方、電子写真方式の画像形成装置では、環境条件などの影響による画像形成パラメータ（例えば、現像バイアス等）の特性変動に対して安定な画像出力を可能にするためのさまざまな制御がなされている。また、この制御による画像形成時間の増加を抑えるため、少ない時間で効率的な安定化制御を実現するな試みもなされている。例えば、特許文献１等には、１つの測定用画像で全階調を制御するような、効率的な画像安定化制御方法が示されている。

これらの画像安定化制御では、人間の視感度に対して敏感な領域の変化を最も安定に再現するように制御することが多く行われている。濃度でいうと濃い部分よりも中間調のやや明るい色の色味や画質に人間は反応しやすいので、その領域を重視した制御が多く見られている。
特開２００３-２２８２０１号公報

しかしながら、ブラック、イエロー、通常のシアン（濃トナー）、通常のマゼンタ（濃トナー）と淡シアン（淡トナー）、淡マゼンタ（淡トナー）のトナーを使用する６色の画像形成装置においては、次のような現象が発生する。すなわち、重視すべき濃度とトナー載り量との関係が濃トナーと淡トナーで変わってくる。

また、シアンとマゼンタでは、濃トナーと淡トナーとをあわせて一つの色の階調を再現するため、淡トナーの高濃度部分と濃トナーの低濃度部分の特性が重要になる。そのため、特許文献１で記載されたような１つの測定用画像では全階調を制御しきれないという問題が発生する。すなわち、濃トナーと淡トナーとをあわせて一つの色の階調を再現するため淡トナーの高濃度部分と濃トナーの低濃度部分の再現の安定性が損なわれると、擬似輪郭が発生するなどの画質上の問題が発生する。

本発明は、上記説明した従来技術の問題点を解決することを出発点としてなされたものである。その目的は、少なくとも一組の同一色相で濃度の異なる現像剤を用いて画像形成する際に、環境や画像形成条件の変動により現像剤の載り量等が変動しても色相変化を抑えて安定した高画質な画像を形成する画像形成装置及びその制御方法を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置及びその制御方法は、以下の構成を有する。

すなわち、同一の色相で、第１の現像剤と前記第１の現像剤よりも濃度の高い第２の現像剤との組み合わせで画像を形成する画像形成手段と、複数の記録媒体に転写するための画像が連続して形成されている際に、前記画像形成手段により像担持体上に形成される画像と画像との間の領域に測定用画像を形成させる測定用画像形成手段と、前記測定用画像の濃度を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記測定用画像の濃度に基づいて、前記画像形成手段により形成される画像の濃度を調整する濃度調整手段とを有し、前記測定用画像形成手段は、前記同一色相において、前記第1の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数を前記第２の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数より多くすることを特徴とする。

ここで、前記第１の現像剤を用いて現像される複数の測定用画像のうちの少なくとも１つの測定用画像の濃度レベルが、前記第２の現像剤を用いて現像される前記測定用画像の濃度レベルよりも大きくなるように設定する設定手段を更に有する。また、前記第１の現像剤を用いて現像される複数の測定用画像のうちの少なくとも１つの測定用画像の濃度レベルは、前記前記第１の現像剤で形成される画像の最大濃度の７０％以上の濃度レベルである。また、前記測定用画像形成手段は、前記第１の現像剤を用いて現像される測定用画像と前記前記第２の現像剤を用いて現像される測定用画像が同じ頻度で形成されるように前記画像形成手段を制御する。また、前記画像形成装置はシアン、マゼンタ、イエローの色相の現像装置を含み、シアン又はマゼンタの色相に関して前記第１の現像剤と前記第２の現像剤との組み合せで現像する。

また、同一の色相で、第１の現像剤と前記第１の現像剤よりも濃度の高い現像剤の組み合わせで画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、複数の記録媒体に転写するための画像が連続して形成されている際に、像担持体上に形成される画像と画像との間の領域に測定用画像を形成させる測定用画像形成工程と、前記測定用画像の濃度を測定する測定工程と、前記測定工程により測定された前記測定用画像の濃度に基づいて、前記画像形成工程により形成される画像の濃度を調整する濃度調整工程とを有し、前記測定用画像形成工程では、前記同一の色相において、前記第１の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数を前記第２の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数より多く形成することを特徴とする。

更に、上記画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、および該プログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体を提供する。

本発明によれば、少なくとも一組の同一色相で濃度の異なる現像剤を用いて画像形成する際に、環境や画像形成条件の変動により現像剤の載り量が変動しても色相変化を抑えて安定した高画質な画像を形成することができる。

＜第１の実施形態＞
［第１の実施形態の特徴］
本画像形成装置では、像担持体上に濃度制御用の測定用画像形成（以下、測定用画像をパッチ画像と称す）をする際に、以下のような工夫をする。すなわち、第１の現像剤を用いて現像されるパッチ画像の個数（濃度レベルの個数）を同じ色相で第１の現像剤よりも濃度の高い第２の現像剤を用いて現像されるパッチ画像の個数（濃度レベルの個数）よりも多く形成する。また、形成したパッチ画像の濃度を検出し、検出されたパッチ画像濃度に基づいて画像濃度を調整制御することができる。そのため、同一色相で濃度の異なる現像剤を組み合わせて使用する場合、温度、湿度等の環境条件や現像バイアス等の画像形成条件の変動により濃度の低い現像剤の載り量が変動してもその変動を補償して画質を低下させる擬似輪郭の発生を防止することができる。その結果、人間が敏感に識別することができる中間調のやや明るい色の色味や画質の変動を抑えて人間の視感度に対して敏感な領域の変化を最も安定に再現するように制御することができる。

以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置について詳しく説明する。

［画像形成装置：図２Ａ、図２Ｂ］
図２Ａは、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

本画像形成装置は、図２Ａに示すように上部にリーダ部、下部にプリンタ部を有する。なお、本画像形成装置は図２の代わりに、図２Ｂに示すような現像色毎の像形成部を並べたタンデム方式でも以下に示す効果は同様に得られるため、どちらの方式でもかまわない。以下の説明は図２Ａを用いて行い、図２Ｂには、図２Ａと対応する部分に共通する符号を付けてその説明を省略する。

図２Ａのリーダ部において、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査することにより、原稿３０からの反射光像をレンズ３３により、フルカラーＣＣＤセンサ３４に集光し色分解画像信号を得る。色分解画像信号は不図示の増幅回路を経て、不図示のビデオ処理ユニットにて画像処理を施され不図示の画像メモリを介してプリンタ部に送出される。

プリンタ部には、リーダ部からの信号のほか、コンピュータからの画像信号、FAXからの画像信号なども同様に送出されてくる。ここでは、その代表としてリーダ部からの信号に基づきプリンタ部の動作を説明する。

プリンタ部において、像担持体である感光ドラム１は、図中矢印方向に回転自在に担持される。感光ドラム１の周りに、前露光ランプ、コロナ一次帯電器２、レーザ露光光学系３、電位センサを配置する。また、回転式現像器保持部４、および保持部４に保持された分光特性の異なるトナーを装填された６個の現像器４１〜４６、転写部、クリーニング器６を配置する。

図２Ｂのタンデムシステムでは、各感光ドラム１ａ〜１ｆの周りに、前露光ランプ、コロナ一次帯電器２ａ〜２ｆ、レーザ露光光学系３ａ〜３ｆ、電位センサを配置する。また、分光特性の異なるトナーを装填された６個の現像器４１〜４６、転写部５、クリーニング器６ａ〜６ｆを配置する。

現像器４１〜４６で、４aには濃シアントナー、４bには濃マゼンタトナー、４cにはイエロートナー、４dにはブラックトナー、４eには淡シアントナー、４fには淡マゼンタトナーが装填されている。濃シアントナーおよび濃マゼンタトナーは本発明の第２の現像剤に相当し、淡シアントナーおよび淡マゼンタトナーは本発明の第１の現像剤に相当する。また、本現像器にはトナーとキャリアを混合させて用いる２成分現像剤が装填されているが、トナーのみの１成分現像剤でも問題はない。また、トナーの種類として、濃度の異なる組み合わせをシアンとマゼンタの２色に関して備えているが、その２種類に限るわけではなく、シアンのみ、マゼンタのみ、イエローのみ等でもかまわない。また、それにより、現像器の数は本実施例では６個であるが、５個以上であればいくつでも構わない。

レーザ露光光学系３においてリーダ部からの画像信号は、レーザ出力部１１にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザ光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラーを経て感光ドラム１の面に投影される。

プリンタ部での画像形成時には感光ドラム１を矢印方向に回転させ、前露光ランプで除電した後の感光ドラム１を一次帯電器２により一様に帯電させて、それぞれの分解色ごとに露光し、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。次に回転式現像器保持部４を回転させ、所定の現像器を感光ドラム１上の現像位置に移動させた後にその現像器を作動させて、感光ドラム１上の潜像を現像し感光ドラム１上に樹脂と顔料を基体としたトナー像を形成する。

また、現像器内のトナーは、図２Ａに示すようにレーザ露光光学系３の間及び横に配置された各色毎のトナー収容部（ホッパー）６１〜６６から現像器内のトナー比率（あるいはトナー量）を一定に保つように、所望のタイミングにて随時補給される。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写部において中間転写ベルト５に一次転写され、そしてこの中間転写ベルト５上でそれぞれのトナー像が順次重ねられる。中間転写ベルト５は駆動ローラ５１によって駆動され、中間転写ベルト５を挟んだ対向位置に転写クリーニング部５０を駆動ローラに対して接離可能に構成する。中間転写ベルト５上には、フォトセンサー１００が配置され、パッチ画像の濃度を検知することが可能となっている。

転写クリーニング部５０は中間転写ベルト５上に必要色だけ画像を重ね終えた後に、駆動ローラに加圧され、転写材に転写した後の中間転写ベルト５上の残トナーをクリーニングする。

一方、転写材は各収納部７１、７２、７３から各々の給紙手段８１、８２、８３によって一枚ずつ搬送される。そして、レジストレーションローラ８５にて斜行を補正し、所定のタイミングにて中間転写ベルト５上のトナー像を転写材に転写する二次転写部５４に搬送される。

二次転写部５４にて転写材上にトナー像が転写され、転写材は搬送部８６を通り、熱ローラ定着器９にてトナー像を定着され、排紙トレーあるいは不図示の後処理装置に排出される。

他方、二次転写後の中間転写ベルト５は、前述のように転写残トナーを転写クリーニング部５０にてクリーニングされ、再び各画像形成部の一次転写工程に供する。

また、転写材の両面に画像を形成する場合には、定着器９を転写材が通過後すぐに搬送パスガイド９１を駆動し、転写材を搬送パス７５を経て反転パス７６にいったん導いく。その後、反転ローラ８７の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、両面搬送パス７７へと送られる。その後、両面搬送パス７７を通過し両面搬送ローラ８８にて斜行補正とタイミング取りを行い、所望のタイミングにてレジストローラ８５へと搬送され、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に裏面用画像を転写する。

［画像形成装置の制御構成：図３Ａ］
図３Ａは、図２Ａまたは図２Ｂに示した画像形成装置の制御構成の一例を示すブロック図である。

１０１は画像形成装置の全体を制御するＣＰＵであり、１０２は各種制御プログラムや各種データを格納するＲＯＭであり、１０３はＲＡＭであり、１０４は印刷ジョブ受信部である。また、１０５は、画像処理部であり、１０６はプリンタエンジン部であり、１０７は、パッチ画像形成部である。プリンタエンジン部１０６は、前述の如く、露光部、感光体ドラム、中間転写体、給紙部、定着部、検出部などから構成されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラム１０２ａに基づいてＲＡＭ１０３を作業領域に用い、各部を制御しながら各種処理を行うことができる。例えば、記録媒体の種類によりプリント速度の切り替えを必要とすることがあるが、異なる種類の記録媒体を用いて画像形成を連続して行う際のプリント速度の切り替え時に生じる画像形成時間の増加を低減するような調整処理を行うことができる。

［ＲＯＭ／ＲＡＭの構成：図３Ｂ］
次に、上記説明したＲＯＭ１０２とＲＡＭ１０３の構成の一例について図３Ｂを用いて説明する。なお、図３Ｂは本実施形態の説明に必要なものを中心に記載し、本実施形態の説明に必要でないものの記載は省略した。

図３Ｂの２０１〜２０６はＲＯＭ１０２の記憶領域を示している。ＲＯＭ１０２の２０１にはシステムプログラム、２０２には濃度制御プログラムが記憶されている。また、２０３には原画像濃度−出力画像濃度変換テーブル（γ変換テーブル）、２０４には高濃度部補正量テーブル及び低濃度部補正量テーブル、２０５にはパッチ画像テーブルが記憶されている。パッチ画像テーブル２０５には、イエロー、ブラック、濃マゼンタ、濃シアン、淡マゼンタ高濃度、淡マゼンタ低濃度、淡シアン高濃度、淡シアン低濃度などの各種パッチ画像を形成するためのパッチ画像データが記憶されている。２０６には形成されるパッチ画像の組み合わせが記憶されている。例えば、（イエロー、ブラック）、（濃マゼンタ、濃シアン）、（淡マゼンタ高濃度、淡シアン高濃度）、（淡マゼンタ低濃度、淡シアン低濃度）の組み合わせなどである。

一方、図３Ｂの２０７〜２１０はＲＡＭ１０３の記憶領域を示している。ＲＡＭ１０３の２０７には各印刷ジョブで形成する画像データや印刷ジョブ情報（画像サイズ、画像間の距離を示す紙間距離など）が記憶されている。また、２０８には、図９のプログラムを実行するときに必要な各種フラグ（枚数カウント値の余り数の判定結果、終了の判定結果）など記憶されている。２０９には設定された枚数カウント値Ｎ、検出された枚数カウント値、枚数カウント値の余り数などが記憶されている。また２１０はプログラムロード領域である。

［画像処理：図４］
本画像形成装置の画像処理のブロック図を図４に示す。

図４の入力信号４０１は、リーダ部からの信号や不図示のネットワーク上から送られてくる画像信号を示している。この入力信号４０１を画像処理部１０５のダイレクトマッピング部１０５ａで濃シアン、濃マゼンタ、イエロー、淡シアン、淡マゼンタ、ブラックの６色に色分解する。そして、その画像データをγ変換処理部１０５ｂにて変換し、ハーフトーン処理１０５ｃを行ってからプリンタエンジン部１０６に送る。プリンタエンジン部１０６では、受け取った画像データに基づいてレーザドライバ１０６ａを経由し画像露光を行うことにより画像形成１０６ｂを行う。

［濃トナーと淡トナーを用いた色分解：図５］
上記説明した濃淡の色分解に関して、例としてシアンにおける濃トナー（濃シアン）と淡トナー（淡シアン）の組み合わせによる各トナーの出力特性を示す概略図を図５に示す。

図５の縦軸は濃トナー（濃シアン）と淡トナー（淡シアン）をそれぞれの最大濃度で規格化した規格化後出力濃度を示し、淡トナーと濃トナーとの組み合わせ（混合）の割合を示している。図５の横軸は画像データの入力信号である。なお、図５では規格化後出力濃度の表示では濃トナーと淡トナーの規格化後出力濃度の最大値は同一（図では、１）で記載されているが、実際の濃度は濃トナーと淡トナーでは異なる。

図５に示されるように、淡トナーａと濃トナーｂとの２つのトナーを組み合わせて濃淡の階調を再現する場合には、図５のＸの位置で淡トナーａよる画像濃度が最大となるようにする。入力信号がＸよりも大きくなるほど淡トナーａの量を減らし、濃トナーｂの量を増やして、淡トナーａと濃トナーｂを組み合わせて画像形成する。そして、淡トナーを用いて表わされる階調と淡トナーと濃トナーを組み合わせて表わされる階調をつなぎ合わせることにより連続的に階調を再現することができる。

［淡トナーの最大濃度の低下：図６］
図５に示すように、濃トナーと淡トナーの２つのトナーを組み合わせて濃淡の階調を再現する場合において、淡トナーで表わされる画像の最大濃度が低下した場合を想定すると、図５に示した特性は図６のように変化する。すなわち、入力信号のレベルがＸ近傍における淡トナー規格化後出力濃度が低下する。この淡トナーによる最大濃度が変化する原因としては、例えば、温度、湿度などの環境条件の変動や現像バイアスなど画像形成条件の変動により感光体ドラム、中間転写体ベルト、記録媒体などへのトナー載り量が変化することが考えられる。

［擬似輪郭：図７］
次に、上記説明したように淡トナーによる最大濃度が低下した場合の淡トナーと濃トナーとを組み合わせた階調特性に及ぼす影響について図７を用いて説明する。

図７の点線は、淡トナーと濃トナーとの組み合わせで濃淡の階調を再現する場合の理想的な状態(目標状態)を示している。即ち、画像データの入力信号に比例して出力濃度がリニアに増加する。この点線は、図５の淡トナーａと濃トナーｂと組み合わせの状態を示している。

一方、図７の実線は、淡トナーによる最大濃度が低下した場合の階調特性を示している。即ち、画像データの入力信号のレベルがＸ付近では入力信号に比例して出力濃度がリニアに増加しない。例えば、入力信号のレベルがＸ付近に対応した出力濃度は、目標濃度Ｃ１より低いＣ２となる。この結果、淡トナーＡと濃トナーｂとの組み合わせで濃淡の階調を再現する場合には、入力信号のレベルがＸ付近に擬似輪郭が発生してしまう。このときの淡トナー、濃トナーによる出力濃度の特性は図６に示すようである。

このように、淡トナーと濃トナーとをあわせて一つの色の階調を再現場合に、淡トナーによる高濃度部分に濃度低下が発生すると濃淡階調の再現の安定性が損なわれて擬似輪郭が発生し画質が悪化するという問題が発生する。

従って、淡トナーと濃トナーとを組み合わせて同一色相の全階調を再現する画像形成装置では、淡トナーによる高濃度部と濃トナーによる低濃度部の階調性を特に安定に制御する必要がある。ここで、淡トナーによる高濃度部はトナー載り量が多い領域（高載り量部）であり、濃トナーによる低濃度部はトナー載り量が少ない領域（低載り量部）である。また、淡トナーの使用においても、濃トナー同様に低濃度部を安定に制御することは豊かな階調表現を得るために必須である。

そこで、上記説明した本実施形態の画像形成装置では、特許文献１で示されるような階調制御を行うことで濃度変動、色み変動を安定に制御している。すなわち、複数枚のシートに転写すべき画像を連続して形成する際に、像坦持体上の画像が形成される画像領域と画像領域との間の画像が形成されない非画像領域もしくは１枚の画像形成の場合にはその画像形成直後の非画像領域にパッチ画像を形成する。そして、形成されたパッチ画像の濃度（トナー量）をフォトセンサにより検知し、その検知された濃度と目標濃度との差に基づき、ガンマ変換処理部１０５ｂでのＬＵＴ情報を補正し濃度を安定に保つような制御を行っている。

しかしながら、特許文献１では、同一色相に対して１種類のトナーを用いる場合の階調制御を記載しているが、同一色相に対して濃トナーと淡トナーを組み合わせて濃淡の階調を再現する場合の階調制御については記載されていない。

そこで、本実施形態の画像形成装置では、特許文献１に記載されているような階調制御を行うと共に同一色相に対して濃トナーと淡トナーを組み合わせて階調を再現する場合の濃度変動、色み変動を補償するための階調制御を行う。以下、本実施形態の画像形成装置における濃トナーと淡トナーを組み合わせた階調制御について説明する。

［パッチ画像の形成方法：図８Ａ］
図２Ａで説明した本画像形成装置では中間転写体上にＡ４サイズの２つの画像を並べて形成することが可能であり、濃度制御用のパッチ画像はその２つのＡ４サイズの画像間に形成する。これにより、濃度制御のための特別な時間を消費することなく階調制御をすることが可能となる。

ここで、中間転写ベルト５の搬送方向において、中間転写ベルト５上の画像領域と画像領域との間に形成可能なパッチ画像の個数は、画像形成装置の動作速度やフォトセンサの精度、などを考慮すると通常１個から２個となる。そこで、本画像形成装置では画像領域間に１個のパッチ画像を形成する場合を一例として説明する。また、以下の説明では、パッチ画像の濃度を検知するフォトセンサが中間転写ベルト５の搬送方向と直交する方向に２個設置されている場合を例に説明する。従って、本画像形成装置は画像領域間にパッチ画像を２個形成できる。なおフォトセンサの個数は２個に限定されることはなく１個でも３個でも本発明での効果は同じである。

次に、図１と図８Ａを用いて、同一色相に対して濃トナーと淡トナーを組み合わせて画像形成を行う場合のパッチ画像の形成方法について説明する。

図８Ａは、中間転写ベルト上に形成される画像領域と各画像間に形成されるパッチ画像の形成順序を説明する図である。なお、図８Ａは、図２Ａに示す構成の画像形成装置の中間転写ベルト５に２つずつ形成される画像の順番を示している。２つずつ形成される画像は中間転写ベルト５が６回転することで６色分のトナー像が重ねられる。また図１は、パッチ画像の形成順序と各フォトセンサ１，２が検知するパッチ画像の関係を示す図である。

本実施形態では、同一色相に対して濃トナーと淡トナーの２つのトナーを使用するシアンおよびマゼンタの場合には、淡トナー（淡マゼンタ、淡シアン）に対して２種類の入力信号レベル（例えば、レベル６４および２２４）のパッチ画像を形成する。すなわち、淡トナーに対しては前述した理由により低濃度部（低載り量部）と高濃度部（高載り量部）の２レベルのパッチ画像を形成する。また、濃トナーに対しては低濃度部（低載り量部）の１レベルのパッチ画像を形成する。濃トナーのパッチ画像の信号レベルは、図５に示す淡トナーと濃トナーを混合するレベル１２８以上ではなく、例えばレベル６４とする。この理由は、濃トナーにおける入力信号に対する画像濃度の特性を、低濃度部からリニアにするためである。また同一色相に対して１つのトナーを使用するイエローまたはブラックの場合にも、濃トナーと同様に１レベル低濃度部（低載り量部）のパッチ画像を形成する。

図８Ａにおいて、フォトセンサ１は、画像領域間に図１に示す順序で形成されたイエロ−用パッチ画像Ｙ、濃マゼンタ用パッチ画像Ｍ、淡マゼンタ（高濃度）用パッチ画像ｍ１、淡マゼンタ（低濃度）用パッチ画像ｍ２の濃度を順次検出する。

同様に、図８Ａのフォトセンサ２は、図１に示す順序で形成されたブラック用パッチ画像Ｂ、濃シアン用パッチ画像Ｃ、淡シアン（高濃度）用パッチ画像ｃ１、淡シアン（低濃度）用パッチ画像ｃ２の各濃度を順次検出する。またフォトセンサ１或いは２でパッチを検出するタイミング毎に、パッチカウント値がそれぞれ１，２，３，４とアップされる。

このように、本画像形成装置では、形成するパッチ画像の数をトナー色毎に１つ（マゼンタ、シアンの濃トナー用またはイエロー、ブラック）または２つ（マゼンタ、シアンの淡トナー用）にしている。そのため、図８Ａに示すように、Ａ４サイズの画像８枚分を形成する間に全色の階調制御を実施する。即ち、Ａ４サイズの画像を連続的に８枚形成する期間を１周期として全色の階調制御を行う。ただし、このパッチ画像形成の頻度は、画像形成装置全体の安定性やランニングコスト等を考慮して最適化すればよいため、８枚に１回という周期に限られるものではない。

［低濃度部用と高濃度部用パッチ画像を用いた階調制御：図９］
次に、階調制御方法について、図９のフローチャートを用いて説明する。

図９は、図３Ａに示すＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された濃度制御プログラム２０２に基づいてＲＡＭ１０３を作業領域に用い各部を制御しながら実行するものである。この制御は連続して画像を形成しているときの画像領域間にパッチ画像を形成することにより行われる濃度制御である。なお、図９の説明では、図８Ａの例を参照しながら説明する。

まず、濃度制御用パッチ画像の形成を開始すると、ステップＳ１に進み、ＣＰＵ１０１は変数Ｍを設定する。例えば、上記説明したようにＡ４サイズ換算で８枚に１回の周期（各２枚毎の画像間に２つずつパッチ画像形成、合計８パッチ画像）で全色の階調制御を実施する場合には、Ｍ＝４とする。又、制御カウント値ｎ＝０とする。

次に、ステップＳ２に進み、ＣＰＵ１０１は枚数カウント値Ｎを検出すると、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、ＣＰＵ１０１は、枚数カウント値ＮをＭ（＝４）で除算した余り数を算出する。なお、余り数が０の場合は余り数を４とする。従って、枚数カウント値Ｎが１，２，３，４の場合の余り数はそれぞれ１，２，３，４である。

次に、ステップＳ４に進み、ＣＰＵ１０１は余り数に対応した色・濃度レベルのパッチ画像（図１参照）を形成するようにプリンタエンジン部１０６に指示する。例えば、枚数カウント値Ｎ／４の余り数が１の場合には、図１のパッチ画像形成順序１の（イエロー、ブラック）のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／４の余り数が２の場合には、図１のパッチ画像形成順序２の（濃マゼンタ、濃シアン）のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／４の余り数が３の場合には、図１のパッチ画像形成順序３の（淡マゼンタ（高濃度）、淡シアン（高濃度））のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／４の余り数が４（余り数が無い）の場合には、図１のパッチ画像形成順序４の（淡マゼンタ（低濃度）、淡シアン（低濃度））のパッチ画像を形成するように指示する。

次に、ステップＳ５に進み、ＣＰＵ１０１は形成された各パッチ画像の濃度をフォトセンサ１，２で検出し、検出濃度とリファレンス（例えば、予め記憶されている基準濃度など）との差分を算出するように制御する。

次に、ステップＳ６に進み、ＣＰＵ１０１は補正量テーブル２０４と算出した差分から補正値を計算して、階調補正用ルックアップテーブル（γ変換処理部のＬＵＴ）に補正後の値を書き込む。ここで、補正値の計算方法について図１０と図１１を用いて説明する。

［補正量テーブル：図１０，図１１］
図１０は淡トナー（淡マゼンタ、淡シアン）の低濃度部に対しての補正値の計算に用いる補正量テーブルである。また本実施形態では１つのレベルのパッチでほぼ全濃度領域の階調を制御している。そのため、図１０に示す補正量テーブルに対して、図中の矢印で示す所定濃度レベル（例えば濃度レベル８０）の１個のパッチ画像を形成する。そして、このパッチ画像の濃度を検出して補正量テーブルの同じ濃度レベルに対応する値との比率を算出し、算出した比率を補正量テーブルに掛け合わせ最終的な補正値を算出している。なお、図１０の補正量テーブルは、濃トナー（濃マゼンタ、濃シアン）及び同一色相に対して１つのトナーを使用するイエロー、ブラックに対しても図１０と同様の補正量テーブルが用意されている。

一方、図１１は淡トナー（淡マゼンタ、淡シアン）の高濃度部に対しての補正値の計算に用いる補正量テーブルである。図１１は、主に淡トナー（淡マゼンタ、淡シアン）の高濃度部のみを補正するためこのような形状の補正量テーブルを用いている。すなわち、図１１に示す補正量テーブルは淡トナーによる最大濃度の約７０％以上の濃度レベルの領域を補正するためのものである。そのため、図１１に示す補正量テーブルに対して、図中の矢印で示す所定濃度レベル（例えばレベル２３６）の１個のパッチ画像を形成する。そして、このパッチ画像の濃度を検出して補正量テーブルの同じ濃度レベルの値との比率を算出し、算出した比率を補正量テーブルに掛け合わせ最終的な補正量を算出している。

このように、上記説明した淡トナーによる低濃度部と高濃度部の濃度調整に適した２つの補正量テーブルおよび濃トナーによる低濃度部の濃度調整に適した１つの補正量テーブルを用いる。これにより、同一色相の濃淡２種類のトナーを用いる場合でも安定した濃度を再現することができる。そのため、淡トナーによる低濃度部と高濃度部、濃トナーによる低濃度部の濃度を安定に再現することが可能となり、擬似輪郭の発生しない、常に豊かな階調特性を再現することができる。

次に、ステップＳ７に進み、枚数カウント値Ｎ＝Ｎ＋１、制御カウント値ｎ＝ｎ＋１を設定してからステップＳ８に進む。ｎがＭ（＝４）でない場合にはステップＳ３に戻り上記説明したステップＳ３〜７の処理を継続して行い、ｎがＭ（＝４）の場合にはステップＳ９に進み一連の作業を終了する。

以上説明したように本実施形態の画像形成装置によれば、濃度制御用のパッチ画像を形成する際に、濃度の低い現像剤を用いて現像されるパッチ画像の個数を濃度の高い現像剤を用いて現像されるパッチ画像の個数よりも多く形成して濃度制御する。従って、濃度の低い現像剤の載り量が変化してもその変化を補正して画質を低下させる擬似輪郭の発生を防止することができる。その結果、中間調のやや明るい色の色味や画質の変化を抑えて人間の視感度に対して敏感な領域の変動を最も安定に再現するように制御することができる。

＜第１の実施形態の変形例＞
上記第１の実施形態の変形例として、中間転写ベルト５の周長が長くなるが、図８Ｂに示すように画像と画像の間隔を広げて、その画像間に中間転写ベルト５の搬送方向にパッチ画像を２列形成するようにしても良い。図８Ｂの例では、１番目の画像と２番目の画像との間にイエローＹ、ブラックＢ、濃マゼンタＭ、濃シアンＣのパッチ画像が形成される。また、３番目の画像と４番目の画像の間に淡マゼンタ（高濃度）ｍ１、淡シアン（高濃度）ｃ１、淡マゼンタ（低濃度）ｍ２、淡シアン（低濃度）ｃ２のパッチ画像が形成される。なお、画像間に形成するパッチ画像の列数は３以上であっても良い。

また、図２Ｂに示す構成の画像形成装置の場合、中間転写ベルト５に形成される画像とパッチ画像との関係は図８Ｃに示すようになる。パッチ画像の形成順序は図２Ａに示す構成の画像形成装置の図８Ａと同様である。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。なお第２の実施形態の画像形成装置は第１の実施形態の画像形成装置と類似するものである。そこで、第２の実施形態の画像形成装置の説明は、第１の実施形態の画像形成装置と異なる部分についてのみ説明し、共通する部分の説明は、重複するので省略する。

［第２の実施形態の特徴］
第２の実施形態の画像形成装置が第１の実施形態の画像形成装置と異なる点は、濃トナーと淡トナーのパッチ形成の頻度が異なる点である。すなわち、第１の実施形態の画像形成装置では図１に示すように濃トナーのパッチ画像１つに対して淡トナーのパッチ画像を２つの頻度でパッチ画像を形成していた。しかしながら、第２の実施形態の画像形成装置では図１２に示すように濃トナーのパッチ画像と淡トナーのパッチ画像を形成する頻度を同じにした点が異なる。すなわち、濃トナー（濃マゼンタまたは濃シアン）のパッチを１つに対して淡トナー（淡マゼンタの高濃度または低濃度、あるいは淡シアンの高濃度または低濃度）のパッチを１つ形成する。なお、濃トナーと淡トナーのパッチ画像の形成頻度を同じにした理由は、濃トナーと淡トナーではトナー濃度が異なるためトナー載り量が変化したときの濃度変化の影響を低減するためである。このように濃トナーと淡トナーのパッチ形成頻度を同じにすることで、濃トナーと淡トナーとを用いる画像形成装置における階調特性の制御をよりバランス良く再現することができる。

以下、本実施形態の画像形成装置で使用するパッチ画像の形成方法について図１２，図１３Ａを用いて説明する。

［パッチ画像の形成方法：図１２，図１３Ａ］
濃トナーは淡トナーに比べてトナー載り量が変動した場合の濃度変動は大きい。また、電子写真方式における濃度変動はトナー量の変化が主要因である。そのため、濃トナーと淡トナーに対して同じ制御をすると淡トナーにより形成される画像が濃トナーにより形成される画像よりも濃度変動に対する安定性が高くなる。そこで、本実施形態では、濃淡のトナーを組み合わせた階調特性において常にバランス良い階調再現が得られる濃度制御が行われるようにした。

第２の実施の形態では、例えば、濃トナーと淡トナーの両方の最大トナー載り量がともに紙上で０.５ｍｇ／ｃｍ2、最大濃度（光学濃度）は濃トナーで１.６、淡トナーで０.８となるように設計されている。すると、濃トナーと淡トナーに対して載り量の変化が同じである場合には、濃トナーは淡トナーの約２倍の濃度変化をすることになる。そのため、濃トナーと淡トナーの濃度変動量をそろえたほうが全体にバランスがよくなる。従って、濃トナーの載り量の変化を淡トナーの載り量変化の約半分にすることで濃トナーと淡トナーの濃度変動量をそろえることが実現できる。

トナーの載り量の変動は画像形成枚数と相関が高いことが見出されたので、第２の実施形態では、パッチ画像の形成頻度を制御することで上記説明した濃トナーと淡トナーの濃度変動量をそろえることを達成した。

そこで、本実施形態ではパッチ画像の形成頻度を図１２に示すように設定した。図１３Ａは、中間転写ベルト上に形成される画像領域と各画像間に形成されるパッチ画像の形成順序を説明する図である。なお、図１３Ａは、図２Ａに示す構成の画像形成装置の中間転写ベルト５に２つずつ形成される画像の順番を示している。２つずつ形成される画像は中間転写ベルト５が６回転することで６色分のトナー像が重ねられる。図１３Ａにおいて、フォトセンサ１は、イエロ−Ｙ、濃マゼンタＭ、淡マゼンタ（高濃度）ｍ１、イエローＹ、濃マゼンタＭ、淡マゼンタ（低濃度）ｍ２用の６つのパッチ画像の各濃度を順次検出する。同様に、フォトセンサ２は、ブラックＢ、濃シアンＣ、淡シアン（高濃度）ｃ１、ブラックＢ、濃シアンＣ、淡シアン（低濃度）ｃ２用の６つのパッチ画像の各濃度を順次検出する。またフォトセンサ１或いは２でパッチ画像を検出するタイミング毎に、パッチカウント値がそれぞれ１，２，３，４、５，６とアップされる。

つまり、本実施形態では、図１３Ａに示すように、濃トナーのパッチ画像の濃度レベル数に対して淡トナーのパッチ画像の濃度レベル数を多くする。同時に、濃トナーのパッチ画像と淡トナーのパッチ画像（高濃度部と低濃度部のパッチ画像を含む）のパッチ画像形成頻度を同じにしている。このようにすることで、濃淡のトナー組み合わせた階調特性において常にバランス良い再現が得られることとなっている。

［低濃度部用と高濃度部用パッチを用いた階調制御：図１４］
なお、第２の実施形態における階調制御方法は、図９を若干修正した図１４のフローチャートで実現することができる。そこで、図１４のフローチャートには図９と共通する処理には同じステップ番号を記載し、その説明は重複するので省略し異なる点についてのみ説明する。

図１４は、図３Ａに示すＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納された濃度制御プログラムに基づいてＲＡＭ１０３を作業領域に用い各部を制御しながら実行するものである。この制御は連続して画像を形成しているときの画像と画像の紙間を利用してパッチを形成して行う濃度制御である。なお、図１４の説明では、図１３Ａの例を参照しながら説明する。

まず、濃度制御用パッチの画像形成を開始すると、ステップＳ１１に進み、ＣＰＵ１０１は変数Ｍを設定する。例えば、上記説明したようにＡ４サイズ換算で１２枚に１回の周期（各２枚の画像間に２つずつパッチ画像形成、合計１２パッチ画像）で全色の階調制御を実施する場合には、Ｍ＝６とする。又、制御カウント値ｎ＝０とする。

次に、ステップＳ２に進み、ＣＰＵ１０１は枚数カウント値Ｎを検出すると、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、ＣＰＵ１０１は、枚数カウント値ＮをＭ（＝６）で除算した余り数を算出する。なお、余り数が０の場合、余り数を６とする。従って、枚数カウント値Ｎが１，２，３，４，５，６の場合の余り数はそれぞれ１，２，３，４，５，６である。

次に、ステップＳ１４に進み、ＣＰＵ１０１は枚数カウント値Ｎ／６の余り数に対応した色・濃度レベルのパッチ画像（図１２参照）を形成するようにプリンタエンジン部に指示する。例えば、枚数カウント値Ｎ／６の余り数が１の場合には、図１２のパッチ画像形成順序１の（イエロー、ブラック）のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／６の余り数が２の場合には、図１２のパッチ画像形成順序２の（濃マゼンタ、濃シアン）のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／６の余り数が３の場合には、図１２のパッチ画像形成順序３の（淡マゼンタ（高濃度）、淡シアン（高濃度））のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／６の余り数が４の場合には、図１２のパッチ画像形成順序４の（イエロー、ブラック）のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／６の余り数が５の場合には、図１２のパッチ画像形成順序５の（濃マゼンタ、濃シアン）のパッチ画像を形成するように指示する。同様に、枚数カウント値Ｎ／６の余り数が６（余り数が無い）の場合には、図１２のパッチ画像形成順序４の（濃マゼンタ、濃シアン）のパッチ画像を形成するように指示する。

次に、ステップＳ５〜ステップＳ７の処理をする。これらの処理は図９で説明したのと同じ処理なのでその説明は省略する。図１４のステップＳ１８では、ｎ＝６か否かを判定する。

＜第２の実施形態の変形例＞
また、第２の実施形態の変形例として、図２Ｂに示す構成の画像形成装置の場合、中間転写ベルト５に形成される画像とパッチ画像との関係は図１３Ｂに示すようになる。パッチ画像の形成順序は図２Ａに示す構成の画像形成装置の図１３Ａと同様である。

［他の実施形態］
また、本発明の目的は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給してもよい。その場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷを用いることができる。また、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される。しかし、それ以外にも、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現される。これ以外にも、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記憶した記憶媒体から直接、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

上記実施の形態では、画像形成装置の印刷方式を電子写真方式とした場合を例に挙げたが、本発明は、電子写真方式に限定されるものではなく、インクジェット方式、熱転写方式、感熱方式、静電方式、放電破壊方式など各種印刷方式に適用することができる。

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳ（オペレーティングシステム）に供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

第１の実施形態で形成されるパッチ画像の順序とその組み合わせを説明する図である 本実施形態のカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本実施形態の別のカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本画像形成装置の制御構成の一例を示すを示すブロック図である。 図３Ａの制御構成におけるＲＯＭとＲＡＭの構成の一例を示す図である。 本画像形成装置の画像処理のブロック図である。 濃淡トナーの組み合わせにおける各時の各トナーの出力特性を示す概略図である。 図５の淡トナーの最大濃度が低下した場合の各トナーの出力特性を示す概略図である。 図５と図６の各トナーの出力特性の重ね合わせたときの出力濃度を示す概略図である。 第１実施形態における、図２Ａのカラー画像形成装置で画像と画像との紙間に形成される２つのパッチ画像の形成順序を説明する図である。 第１実施形態における、図２Ａのカラー画像形成装置で画像と画像との紙間に形成される４つのパッチ画像の形成順序を説明する図である。 第１実施形態における、図２Ｂのカラー画像形成装置で画像と画像との紙間に形成される２つのパッチ画像の形成順序を説明する図である。 第１実施形態のカラー画像形成装置における階調制御処理を説明するフローチャートである。 淡トナーの低濃度部のトナーに対しての補正量の計算に用いる補正量テーブルを示す図である。 淡トナーの高濃度部のトナーに対しての補正量の計算に用いる補正量テーブルを示す図である。 第２の実施形態で形成されるパッチ画像の順序とその組み合わせを説明する図である。 第２実施形態における、図２Ａのカラー画像形成装置で画像と画像との紙間に形成される２つのパッチ画像の形成順序を説明する図である。 第２実施形態における、図２Ｂのカラー画像形成装置で画像と画像との紙間に形成される２つのパッチ画像の形成順序を説明する図である。 第２実施形態のカラー画像形成装置における階調制御処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１：感光ドラム
４０〜４６：現像器
１００：フォトセンサ

Claims (8)

1. 同一の色相で、第１の現像剤と前記第１の現像剤よりも濃度の高い第２の現像剤との組み合わせで画像を形成する画像形成手段と、
   複数の記録媒体に転写するための画像が連続して形成されている際に、前記画像形成手段により像担持体上に形成される画像と画像との間の領域に測定用画像を形成させる測定用画像形成手段と、
   前記測定用画像の濃度を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された前記測定用画像の濃度に基づいて、前記画像形成手段により形成される画像の濃度を調整する濃度調整手段とを有し、
   前記測定用画像形成手段は、前記同一色相において、前記第1の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数を前記第２の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数より多くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の現像剤を用いて現像される複数の測定用画像のうちの少なくとも１つの測定用画像の濃度レベルが、前記第２の現像剤を用いて現像される前記測定用画像の濃度レベルよりも大きくなるように設定する設定手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の現像剤を用いて現像される複数の測定用画像のうちの少なくとも１つの測定用画像の濃度レベルは、前記前記第１の現像剤で形成される画像の最大濃度の７０％以上の濃度レベルであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記測定用画像形成手段は、前記第１の現像剤を用いて現像される測定用画像と前記前記第２の現像剤を用いて現像される測定用画像が同じ頻度で形成されるように前記画像形成手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成装置はシアン、マゼンタ、イエローの色相の現像装置を含み、シアン又はマゼンタの色相に関して前記第１の現像剤と前記第２の現像剤との組み合せで現像することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 同一の色相で、第１の現像剤と前記第１の現像剤よりも濃度の高い現像剤の組み合わせで画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
   複数の記録媒体に転写するための画像が連続して形成されている際に、像担持体上に形成される画像と画像との間の領域に測定用画像を形成させる測定用画像形成工程と、
   前記測定用画像の濃度を測定する測定工程と、
   前記測定工程により測定された前記測定用画像の濃度に基づいて、前記画像形成工程により形成される画像の濃度を調整する濃度調整工程とを有し、
   前記測定用画像形成工程では、前記同一の色相において、前記第１の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数を前記第２の現像剤を用いて現像される測定用画像の濃度レベルの個数より多く形成することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
7. 請求項６に記載の画像形成装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。

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