JP2008268256A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】階調レベルの検出結果を精度よく得られるようにする。
【解決手段】像保持体１５上または記録媒体Ｐ上に画像形成条件補正用のパッチ像を形成する画像形成手段３０と、前記画像形成手段３０が形成したパッチ像の検出を行うパッチ検出手段３０とを備える画像形成装置１において、前記パッチ像が、前記パッチ検出手段３０の検出領域幅内に複数の階調レベルが存在するように当該階調レベルが段階的に変化するグラデーション部と、前記検出領域幅で階調レベルが変化しない単一階調レベル部と、を有するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

近年、プリンタ装置、複写機、ファクシミリ装置等として、電子写真方式による画像形成を行う画像形成装置が広く用いられている。

電子写真方式の画像形成装置では、温度や湿度等の環境変化や経時変化等により装置の特性、特にガンマ特性が変化し、その結果、階調性が著しく低下してしまうことがある。このことから、一般に、電子写真方式の画像形成装置は、階調補正をはじめとした画像形成条件の補正を行う機能を具備している。すなわち、高画質の画像出力を維持するために、所定タイミングで、中間転写体ベルト等の像保持体上または記録媒体上にトナーパッチ像を形成して、そのトナーパッチ像をセンサ等の検出手段で検出し、その検出結果を基に階調補正、濃度調整、色再現性補正等といった画像形成条件の補正を行うように構成されている。

ところで、階調補正をはじめとした画像形成条件の補正を行う際には、当該補正を精度よく行うために、複数の階調レベル（濃度）のトナーパッチ像を形成して検出することが望ましい。検出サンプル数が増えれば、装置のガンマ特性等を正確に把握し得るようになるからである。ただし、トナーパッチ像の形成数増加は、処理の長時間化やトナー消費量の増大等に繋がる。このことから、従来は、複数の階調レベルのトナーパッチ像として、階調レベルが検出手段の検出領域幅よりも小さいピッチで段階的に変化するグラデーションパッチ像を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−７７８７３号公報

しかしながら、従来におけるグラデーションパッチ像では、検出手段の検出領域幅内に複数の階調レベルが混在していることから、例えば当該複数の階調レベルの平均値を求めるといったように、当該複数の階調レベルから得られる結果を検出結果とする必要があり、そのため各階調レベルの相対関係については正しく把握し得るが、ある一つの階調レベルの濃度値（絶対値）については必ずしも正しく検出し得るとは限らない。例えば、グラデーションパッチ像の端縁を含むセンサ検出領域では、トナーの無い非パッチ像（濃度値「０」）の部分を含むため、その部分を含む算出結果に誤差が生じてしまうことになる。また、例えば、検出手段による検出タイミングに何らかの要因（当該タイミングの制御部における処理負荷増大等）でズレが生じたり、グラデーションパッチ像が形成される像保持体または記録媒体の搬送速度変動や当該グラデーションパッチ像の形成サイズ変動等が生じたりすると、各階調レベルの配置ピッチと各階調レベル値との関係（検出結果の傾き）に誤差が含まれてしまうことになる。

そこで、本発明は、画像形成条件補正の精度向上を図るのにあたり、処理の長時間化やトナー消費量の増大等を回避しつつ、その場合であっても階調レベルの検出結果を精度よく得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出された画像形成装置である。
請求項１に係る発明は、表面に像を保持し、表面が所定の方向に移動する像保持体と、前記像保持体表面に像を形成する像形成手段と、前記像形成手段が前記像保持体表面に形成した像の検出を行い、前記所定の方向に対して所定の検出幅を有するパッチ検出手段と、前記パッチ検出手段による検出結果に基づいて前記像形成手段の像形成条件を制御する制御手段とを備え、前記像形成手段は前記パッチ検出手段で検出するパッチ像として、前記所定の検出幅領域幅内に複数の階調レベルが存在するように当該階調レベルが段階的に変化するグラデーション部と前記検出領域幅で階調レベルが変化しない単一階調レベル部とを有するパッチ像を形成することを特徴とする画像形成装置である。
請求項２に係る発明は、前記像形成手段が、前記グラデーション部と前記単一階調レベル部とを前記検出領域幅以上離して別個に形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３に係る発明は、前記グラデーション部と前記単一階調レベル部との間が前記パッチ検出手段の検出幅よりも長い間隔を空けて構成されていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置である。
請求項４に係る発明は、前記像形成手段が、前記グラデーション部と前記単一階調レベル部とが連続して形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

請求項１に係る発明では、グラデーション部を用いて濃度検出を行った際には、検出された濃度レベルと像保持体上に形成したパッチ像の各階調レベルの濃度値との間で誤差が発生することがあるが、単一階調レベル部を併せて形成しているので、その単一階調レベル部について検出された濃度レベルの結果に基づいて、グラデーション部についての検出結果を補正することを可能とし、当該グラデーション部を構成する各階調レベルを精度よく得ることができる。
請求項２に係る発明では、グラデーション部についての検出結果と単一階調レベル部についての検出結果との切り分けが容易であり、当該単一階調レベル部についての検出結果に基づくグラデーション部についての検出結果に対する補正を、高い処理効率で精度よく行い得るようになる。
請求項３に係る発明では、単一階調レベル部を検出する時にはその全領域においてグラデーション部の影響を受けること無く検出することが可能となり、グラデーション部と単一階調レベル部との切り分けを更に容易に行うことができる。
請求項４に係る発明では、グラデーション部と単一階調レベル部とを有するパッチ像を形成するための領域面積の増大を抑制することができる。また、当該領域面積の増大抑制を通じて、パッチ像についての検出結果が、当該パッチ像が形成される像保持体または記録媒体の速度変動の結果を受け難くなる。

以下、図面に基づき本発明に係る画像形成装置について説明する。

〔画像形成装置の概略構成〕
先ず、画像形成装置の概略構成の概略構成について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成例を模式的に示す説明図である。

図例の画像形成装置１は、大別すると、画像形成手段１０、パッチ検出手段３０、検出結果補正手段４０および画像形成条件補正手段５０としての機能を備えて構成されている。

画像形成手段１０は、帯電→露光→現像→転写→定着の各プロセスを経て画像形成を行うための機能である。そのために、画像形成手段１０は、回転駆動される感光体ドラム１１と、その感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電器１２と、当該感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する露光装置１３と、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１４と、無端ベルト状に形成され同一の速度で循環駆動される中間転写体ベルト１５と、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写体ベルト１５上へ転写する一次転写装置１６と、感光体ドラム１１上の残留トナーや紙粉等の異物を除去するクリーニング装置１７と、中間転写体ベルト１５上のトナー像を記録用紙等の媒体Ｐ上へ転写する二次転写装置１８と、中間転写体ベルト１５上の残留トナーや紙粉等の異物を除去するクリーニング装置１９と、トナー像が転写された後の媒体Ｐに対して熱および圧力による定着処理を行ってその媒体Ｐ上の転写像の定着を行う定着器２０と、を有して構成されている。
なお、図例では、現像器１４がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像の現像を回転しながら順次行うロータリ式のものである場合を示しているが、各色に対応する感光体ドラムおよび現像器が並設されたタンデム式のものであっても構わない。

このような構成の画像形成手段１０において、中間転写体ベルト１５上に形成されるトナー像には、媒体Ｐ上への出力画像に対応するトナー像の他に、画像形成条件補正用のトナーパッチ像がある。画像形成条件補正用のトナーパッチ像は、詳細を後述するように、グラデーション部と単一階調レベル部とを有して構成されて、濃度調整、色再現性補正、階調補正等といった画像形成条件の補正を行うために供される。
なお、ここでは、画像形成条件補正用のトナーパッチ像が中間転写体ベルト１５上に形成されるトナー像である場合を例に挙げて説明するが、当該トナーパッチ像としては、感光体ドラム１１上に形成されるもの、または中間転写体ベルト１５上に形成された後、媒体Ｐ上に転写され定着されたものを用いても構わない。また、画像形成条件補正のためには、トナー像ではなく、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を、当該画像形成条件補正用のパッチ像として用いることも考えられる。
つまり、画像形成手段１０は、感光体ドラム１１若しくは中間転写体ベルト１５といった像保持体上または複写紙、転写紙、用紙若しくはＯＨＰ用透明シート等の媒体Ｐ上のいずれかに、画像形成条件補正用のパッチ像を形成するものであればよい。

パッチ検出手段３０は、画像形成手段１０が形成したパッチ像の検出を行うための機能である。具体的には、例えば、画像形成手段１０が中間転写体ベルト１５上に画像形成条件補正用のトナーパッチ像を形成する場合であれば、パッチ検出手段３０は、その中間転写体ベルト１５の外周面に沿って配された反射型光電センサを用いて、その中間転写体ベルト１５上におけるトナーパッチ像から得られる受光量に基づき当該トナーパッチ像の濃度を検出するように構成されている。
なお、パッチ像の検出を行う検出素子は、当該パッチ像が中間転写体ベルト１５上のトナー像であれば、その濃度を検出する光電センサまたはこれに準ずるものを用いるが、当該パッチ像が媒体Ｐ上の定着トナー像である場合には、濃度または色彩を検出するセンサを用いることが考えられる。また、当該パッチ像が感光体ドラム１１上の静電潜像である場合には、その電位を検出する表面電位計またはこれに準ずるものを用いればよい。これらの検出素子については、公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその説明を省略する。

検出結果補正手段４０は、パッチ検出手段３０による検出結果に対する補正を行うための機能である。具体的には、詳細を後述するように、検出対象となるトナーパッチ像を構成する単一階調レベル部についての検出結果に基づいて、当該トナーパッチ像を構成するグラデーション部についての検出結果に対する補正を行うようになっている。

画像形成条件補正手段５０は、画像形成手段１０における画像形成条件を補正するための機能である。ただし、画像形成条件補正手段５０は、パッチ検出手段３０による検出結果で、検出結果補正手段４０による補正後のものを用いて、画像形成条件の補正を行うようになっている。
補正する画像形成条件としては、濃度調整、色再現性補正、階調補正等が挙げられるが、その補正項目は特に限定されるものではない。また、補正手法の詳細については、例えば不揮発性メモリに予め登録されている階調補正テーブルを参照してデータ変換を行うといったように、従来と同様に公知技術を利用して行えばよいため、ここではその説明を省略する。このことは、補正タイミングについても同様であり、例えば階調補正モードが指定された場合や電源投入直後の適当なタイミング等で行うといったように、公知技術を利用して行えばよいため、ここではその説明を省略する。

これらの各手段１０，３０，４０，５０のうち、検出結果補正手段４０および画像形成条件補正手段５０については、画像形成装置１が有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の組み合わせからなるコンピュータとしての機能に、所定プログラムを実行させることによって、実現することが考えられる。その場合に、当該所定プログラムは、画像形成装置１内へのインストールに先立ち、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであっても、または有線若しくは無線による通信手段を介して配信されるものであってもよい。

次に、以上のような画像形成装置１が形成する画像形成条件補正用のパッチ像およびその検出結果に対する補正について、当該パッチ像が中間転写体ベルト１５上に形成されるトナーパッチ像である場合を例に挙げて説明する。

〔第一の実施具体例〕
図２は、トナーパッチ像の一具体例を示す説明図である。
図２（Ａ）に示すように、本発明に係る画像形成装置１が形成するトナーパッチ像６０は、グラデーション部６１と、単一階調レベル部６２と、を有して構成されている。

グラデーション部６１は、パッチ検出手段３０のセンサ走査方向となる中間転写体ベルト１５の移動方向に沿って延びる短冊状に形成されたものであり、かつ、階調レベルが当該移動方向に沿って漸増または漸減するように形成されたものである。階調レベルは、２５６階調の場合を例に挙げると、濃度値（Ｃｉｎ）が「０」から「２５５」までの全階調に及ぶものであってもよいし、例えば「２６」から「１２８」までといったように一部のみが抽出されたものであってもよい。また、階調レベルの変化は、必ずしも連続的である必要は無く、階段状のもの（例えば、８階調レベル毎に変化する３２階調レベルのもの）であっても構わない。

ただし、階調レベルが変化するピッチは、パッチ検出手段３０の検出領域３１の幅（以下「検出領域幅」という）に比べて小さくなるように設定されている部分を本実施例におけるグラデーション部とする。ここで、「検出領域幅」とは、グラデーション部６１が延びる方向に沿った方向におけるパッチ検出手段３０の一度の検出あたりの領域（検出視野）の大きさのことをいい、例えば反射型光電センサを用いて検出を行う場合は、反射光が受光素子に到達したときのビームスポット径が受光素子の受光領域の大きさよりも小さい場合であれば、当該反射型光電センサのトナーパッチ像上でのビームスポット径がこれに相当し、反射光が受光素子に到達したときのビームスポット径が受光素子の受光領域の大きさよりも大きい場合であれば、ビームのうち受光領域に入射する部分に対応した当該反射型光電センサのトナーパッチ像上でのビームの中間転写ベルト１５の移動方向に沿った長さがこれに相当する。なお、検出領域３１の形状は、パッチ検出手段３０における検出素子の構造によって決まる。ここで、検出素子とは、検出に必要となる全ての素子のことをいい、例えば反射型光電センサであれば発光素子と受光素子の両方を含む。したがって、反射型光電センサであれば図例のような円形状が一般的であるが、必ずしもこれに限定されることはなく、例えば長円形や矩形等であっても構わない。ただし、検出精度を高めるためには、検出領域３１の幅方向において対称な形状であることが好ましい。
これにより、グラデーション部６１は、パッチ検出手段３０の検出領域幅内に複数の階調レベルが存在するように当該階調レベルが段階的に変化することになる。

一方、単一階調レベル部６２は、パッチ検出手段３０の検出領域幅で階調レベルが変化せずに、当該検出領域幅よりも広い範囲で単一の階調レベルが続くように形成されたものである。単一の階調レベルは、グラデーション部６１を構成する各階調レベルの上限値と下限値との間のいずれかの濃度値とすることが考えられる。ただし、その濃度値は、特に限定されるものではない。また、予め設定された濃度値であれば、グラデーション部６１を構成する各階調レベルの範囲から外れるものであってもよい。
このような単一階調レベル部６２は、一つのトナーパッチ像６０あたり、少なくとも一つが存在していればよい。図例では、グラデーション部６１がＣｉｎ＝０〜２５５の２５６階調である場合に、Ｃｉｎ＝２０４（Ｃｉｎ＝２５５の８０％）のものと、Ｃｉｎ＝５１（Ｃｉｎ＝２５５の２０％）のものと、の二つが存在している場合を示している。

また、トナーパッチ像６０は、グラデーション部６１と、単一階調レベル部６２とが、それぞれ別個に配されて構成されている。ここで、「別個に」とは、物理的に離れた位置に配されることを意味する。つまり、グラデーション部６１と単一階調レベル部６２との間、さらに複数存在する単一階調レベル部６２同士の間には、トナーパッチ像６０を構成しない部分が介在することになる。

続いて、以上のような構成のトナーパッチ像６０を、パッチ検出手段３０で検出する場合の処理動作について説明する。
上述した構成のトナーパッチ像６０におけるグラデーション部６１では、中間転写体ベルト１５の移動方向に沿って階調レベルが変化しているので、その画像濃度は当該移動方向における位置によって異なる。そして、階調レベルが変化するピッチは、パッチ検出手段３０の検出領域幅に比べて小さくなるように設定されている。

したがって、図２（Ｃ）に示すように、パッチ検出手段３０の検出領域幅がトナーパッチ像６０におけるグラデーション部６１の範囲内に位置する場合には、当該検出領域幅内における上流側濃度と下流側濃度とに相違が生じることになるが、例えば当該検出領域幅内に存在する各階調レベルの濃度値の平均値を算出することで、上流側濃度と下流側濃度とが平均化されてその相違が相殺されることになる。つまり、検出領域幅内で連続的かつ一様に変化するグラデーション部６１の各階調レベルについてのセンサ検出値を平均化することで、その平均化後の検出値は、当該検出領域幅内の中央部における階調レベルの濃度値に相当する値となる。

ただし、トナーパッチ像６０におけるグラデーション部６１の端縁を含む検出領域では、図２（Ｂ）または（Ｄ）に示すように、トナーの無い非パッチ像の部分（Ｃｉｎ＝０の部分）を含む。そのため、センサ検出値の平均化を行うと、連続的かつ一様でない箇所も当該平均化の結果に反映されることになる。

このようにして得たパッチ検出手段３０での検出結果、すなわちグラデーション部６１の各点において得られたセンサ検出値を、それぞれの検出位置に対応させてプロットすると、当該グラデーション部６１については、図２（Ｅ）に示すような信号プロファイルが得られる。
この信号プロファイルは、上述した平均化を経て得られたものであり、さらにグラデーション部６１の端縁を含む領域については非パッチ像の部分を含めて平均化を行うため、各階調レベルの濃度値の絶対値（信号プロファイルの縦軸の値）に誤差が生じているおそれがある。
また、例えば、パッチ検出手段３０によるグラデーション部６１についての検出にあたっては、そのパッチ検出手段３０による検出タイミングに、何らかの要因（当該タイミングの制御部における処理負荷増大等）でズレが生じることもあり得る。さらには、トナーパッチ像６０が形成される中間転写体ベルト１５の搬送速度変動が生じたり、当該トナーパッチ像６０の形成する際のサイズ変動が生じたりすることもあり得る。これらの場合には、信号プロファイルにおける各階調レベルの配置ピッチと各階調レベルの濃度値との関係（信号プロファイルの傾き）に誤差が生じてしまうことになる。
このような誤差が生じ得ることは、従来におけるグラデーションパッチ像を用いた場合と同様である（例えば、特許文献１参照）。

ところが、上述した構成のトナーパッチ像６０では、図２（Ａ）に示すように、グラデーション部６１に加えて、単一階調レベル部６２を有している。
単一階調レベル部６２は、パッチ検出手段３０の検出領域幅よりも広い範囲で単一の階調レベルが続くように形成されている。したがって、センサ検出値の平均化を行っても、単一階調レベル部６２の検出結果については、単一の階調レベルから得られる検出値を平均して検出結果とする箇所、すなわち当該単一の階調レベルの濃度値そのものを検出結果とする箇所が必ず存在しているので、その階調レベルの濃度値の検出結果を誤差が生じることなく得られるようになる。すなわち、当該階調レベルの濃度値が、誤差を含むことなく検出される。
具体的には、図２（Ｅ）に示すように、Ｃｉｎ＝２０４の単一階調レベル部６２およびＣｉｎ＝５１の単一階調レベル部６２からは、それぞれ、Ｃｉｎ＝２０４およびＣｉｎ＝５１の濃度値そのものを検出結果とする平坦な箇所を有する信号プロファイルが得られる。

このようなグラデーション部６１および単一階調レベル部６２からの検出結果に基づく信号プロファイルが得られたら、その後は、図２（Ｆ）に示すように、検出結果補正手段４０が、単一階調レベル部６２についての検出結果に基づいて、グラデーション部６１についての検出結果に対する補正を行う。具体的には、Ｃｉｎ＝２０４およびＣｉｎ＝５１の各単一階調レベル部６２の濃度値の検出結果を用いて、グラデーション部６１についての信号プロファイルの絶対値または傾きに対する補正を行う。

例えば、信号プロファイルの絶対値を補正する場合であれば、グラデーション部６１においてＣｉｎ＝２０４またはＣｉｎ＝５１であるべき箇所を当該グラデーション部６１の各階調レベルの配置ピッチ等から特定し、その箇所についての濃度値の検出結果がＣｉｎ＝２０４またはＣｉｎ＝５１の単一階調レベル部６２の濃度値の検出結果と合致するように、グラデーション部６１についての信号プロファイルを全体的に上下または左右にシフトさせる。つまり、少なくとも一つの単一階調レベル部６２についての検出結果に基づき、グラデーション部６１についての検出結果における各階調レベル値を補正するのである。
このような補正を行えば、グラデーション部６１における各階調レベルの濃度値の絶対値（信号プロファイルの縦軸の値）に誤差が生じていても、当該誤差が解消することになる。

また、例えば、信号プロファイルの傾きを補正する場合であれば、Ｃｉｎ＝２０４およびＣｉｎ＝５１の単一階調レベル部６２の濃度値の検出結果から、グラデーション部６１についての信号プロファイル上で対応する濃度値の箇所を特定し、それぞれの箇所の間の距離がグラデーション部６１における各階調レベルの配置ピッチから特定される本来の距離と合致するように、当該グラデーション部６１についての信号プロファイルの傾きを修正する。つまり、複数の単一階調レベル部６２についての検出結果に基づき、グラデーション部６１についての検出結果における各階調レベルの配置ピッチ（各階調の密度に相当する入力画像密度）と各階調レベルの濃度値との関係を補正するのである。
このような補正を行えば、グラデーション部６１の信号プロファイルにおける各入力画像密度と各階調濃度値との関係（信号プロファイルの傾き）に誤差が生じていても、当該誤差が解消することになる。

グラデーション部６１の信号プロファイルに対する補正は、各単一階調レベル部６２の濃度値の検出結果を用いたものであれば、当該信号プロファイルの絶対値のみについて行ってもよいし、当該信号プロファイルの傾きのみについて行ってもよいし、あるいはこれらの両方について行ってもよい。

また、信号プロファイルの傾きを補正する場合において、各単一階調レベル部６２の濃度値の範囲内にある部分については、当該単一階調レベル部６２を用いて補正を行えばよいが、各単一階調レベル部６２の濃度値の範囲外にある部分については、当該濃度値を基に当該範囲外における値を補完して求め、その補完値を用いて補正を行うことが考えられる。

以上のような補正を行うことで、パッチ検出手段３０によるトナーパッチ像６０の検出開始タイミングがずれたり、当該トナーパッチ像６０の大きさ等が変動したりした場合であっても、当該トナーパッチ像６０におけるグラデーション部６１の各Ｃｉｎ間の位置関係と各Ｃｉｎに対応した濃度検出値との関係が、誤差を含むことなく正確に得られるようになる。

また、このような補正にあたり、グラデーション部６１と単一階調レベル部６２とがそれぞれ別個に配されてトナーパッチ像６０が構成されていれば、当該トナーパッチ像６０を構成しない部分の介在によって、グラデーション部６１ついての検出結果と単一階調レベル部６２についての検出結果との切り分けが容易となる。したがって、単一階調レベル部６２の濃度値の検出結果を用いたグラデーション部６１の信号プロファイルに対する補正が、煩雑な切り分け処理を要することなく高い処理効率で精度よく行い得るようになる。
また、グラデーション部６１と単一階調レベル部６２との間でパッチ検出手段３０の検出視野よりも長い間隔を空けて構成されていれば、単一階調レベル部６２を検出する時にはその全領域においてグラデーション部６１の影響を受けること無く検出することが可能となり、グラデーション部６１と単一階調レベル部６２との切り分けを更に容易に行うことができる点で好ましい。

〔第二の実施具体例〕
図３は、トナーパッチ像の他の具体例を示す説明図である。
図例のトナーパッチ像６０は、グラデーション部６１内に単一階調レベル部６２が包含されるように構成されている点で、グラデーション部６１と単一階調レベル部６２とが別個に配されて構成されている第一の実施具体例（図２参照）の場合とは異なる。
さらに具体的には、図３（Ａ）に示すように、グラデーション部６１がＣｉｎ＝０〜２５５の２５６階調であり、そのグラデーション部６１を構成するＣｉｎ＝２５５の部分、Ｃｉｎ＝１２８の部分およびＣｉｎ＝０の部分が、それぞれ単一階調レベル部６２となるように、すなわちパッチ検出手段３０の検出領域幅よりも広い範囲で単一の階調レベルが続くように、形成されている場合を示している。

このような構成のトナーパッチ像６０をパッチ検出手段３０で検出すると、図３（Ｂ）に示すような信号プロファイルが得られる。
この信号プロファイルは、パッチ検出手段３０の検出領域幅内での平均化を経た後のものであっても、単一階調レベル部６２が包含されたものであるため、その単一階調レベル部６２の階調レベルの濃度値が誤差を含むことなく検出されたものとなる。
したがって、上述した第一の実施具体例の場合と同様に、グラデーション部６１および単一階調レベル部６２からの検出結果に基づく信号プロファイルが得られた後、図３（Ｃ）に示すように、検出結果補正手段４０が、単一階調レベル部６２についての検出結果に基づいて、グラデーション部６１についての検出結果に対する補正を行えば、パッチ検出手段３０によるトナーパッチ像６０の検出開始タイミングがずれたり、当該トナーパッチ像６０の大きさ等が変動したりした場合であっても、当該トナーパッチ像６０におけるグラデーション部６１の各Ｃｉｎ間の位置関係と各Ｃｉｎに対応した濃度検出値との関係が、誤差を含むことなく正確に得られる。

また、グラデーション部６１内に単一階調レベル部６２が包含されるようにトナーパッチ像６０が構成されていれば、それぞれの間にトナーパッチ像６０を構成しない部分を介在させる必要がないため、当該トナーパッチ像６０形成するための領域面積の増大を抑制することができる。また、当該領域面積の増大抑制を通じて、トナーパッチ像６０についての検出結果が、当該トナーパッチ像６０が形成される中間転写体ベルト１５の速度変動の結果を受け難くなることが期待される。

〔パッチ像検出結果の活用例〕
上述した第一または第二の実施具体例で説明したように、パッチ検出手段３０がグラデーション部６１と単一階調レベル部６２とを有するトナーパッチ像６０を検出し、グラデーション部６１の検出結果に対して検出結果補正手段４０が単一階調レベル部６２の検出結果に基づく補正を行って、トナーパッチ像６０から正確な階調特性（トナーパッチ像６０におけるグラデーション部６１の各Ｃｉｎ間の位置関係と各Ｃｉｎに対応した濃度検出値との関係）を得た後は、続いて、画像形成条件補正手段５０が、当該階調特性に基づき、画像形成手段１０における画像形成条件の補正を行う。画像形成条件の補正としては、例えばルックアップテーブルによる階調補正（ハイライト再現性、トーンジャンプ等の補正）が挙げられる。

このように、複数の階調レベルを有するグラデーション部６１の検出結果で、単一階調レベル部６２の検出結果を基にした補正後のものを用いて、画像形成条件補正手段５０が画像形成条件補正を行えば、その画像形成条件補正の基になる階調特性が誤差を含むことのない正確なものなので、当該画像形成条件補正の精度向上が図れるようになる。

ここで、画像形成条件補正の具体例について、出力画像のトーンジャンプ抑制を例に挙げて説明する。
例えば、第一または第二の実施具体例で説明した処理動作により、画像形成手段１０がトナー像を形成する際の正確な階調特性が得られたら、その階調特性を参照しつつ、階調の変化の度合いの不均一さに相当する、いわゆるトーンジャンプの発生有無を検知する。この検知自体は、従来と同様の手法を用いて行えばよい。そして、トーンジャンプが発生している場合には、当該トーンジャンプが発生している階調領域を抽出し、その階調領域のみに着目して、さらに詳細な階調補正を実施する。
このような処理動作を経ることで、トーンジャンプの発生領域に特化した階調補正について、誤差を含むことなく正確に行えるようになる。

一般に、近年の画像形成装置は高画質化が求められ、特に写真モード出力においては銀鉛写真に近い高画質が求められている。高画質化を実現するための手法の一つとしては、トーンジャンプの防止することが知られている。このようなトーンジャンプ検知のためには、正確で詳細な階調変化曲線（階調レベルの変化の度合いを表す曲線）を得ることが必要不可欠であるが、上述した第一または第二の実施具体例で説明した処理動作を経れば、正確な階調変化曲が得られ、結果として高画質化に寄与することができる。
トーンジャンプを検知する定義は階調性が崩れていることであるが、階調性の崩れは、例えば中間転写体ベルト１５上で階調特性を検知しているならば、その中間転写体ベルト１５にムラ（傷や部分劣化）がある場合に発生する。また、媒体Ｐ上で階調特性を検知しているならば、当該媒体Ｐにムラがある場合でも発生する。したがって、これらとの混同を回避すべく、これらの発生有無を確認して、トーンジャンプであるか否かを判断する必要がある。これら発生有無を確認するためには、トーンジャンプが発生していると考えられる階調領域のみに着目したグラデーション部６１を含むトナーパッチ像６０（以下「限定階調領域グラデーションパッチ像」という）を用いて、詳細かつ正確に階調変化曲線を得ればよい。また、実際にトーンジャンプが発生した場合でも、限定階調領域グラデーションパッチ像で詳細に階調変化曲線を得ることで、さらに精度よい階調補正ができる。トーンジャンプ補正できた後でも、ある程度の期間、懸念階調グラデーションを作成してもよい。また、限定階調領域グラデーションパッチは、上述した使用の他にも、写真モードなど予め精度よいハイライト階調性が求められる場合にも使用できる。

なお、上述した実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した説明で例に挙げた態様、特に数値等は、一具体例に過ぎず、本発明がこれに限定されないことは勿論である。

本発明に係る画像形成装置の概略構成例を模式的に示す説明図である。 トナーパッチ像の一具体例を示す説明図である。 トナーパッチ像の他の具体例を示す説明図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１０…画像形成手段、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…露光装置、１４…現像器、１５…中間転写体ベルト、１６…一次転写装置、１７…クリーニング装置、１８…二次転写装置、１９…クリーニング装置、２０…定着器、３０…パッチ検出手段、３１…検出領域、４０…検出結果補正手段、５０…画像形成条件補正手段、６０…トナーパッチ像、６１…グラデーション部、６２…単一階調レベル部、Ｐ…媒体

Claims (4)

1. 表面に像を保持し、表面が所定の方向に移動する像保持体と、
   前記像保持体表面に像を形成する像形成手段と、
   前記像形成手段が前記像保持体表面に形成した像の検出を行い、前記所定の方向に対して所定の検出幅を有するパッチ検出手段と、
   前記パッチ検出手段による検出結果に基づいて前記像形成手段の像形成条件を制御する制御手段とを備え、
   前記像形成手段は前記パッチ検出手段で検出するパッチ像として、
   前記所定の検出幅領域幅内に複数の階調レベルが存在するように当該階調レベルが段階的に変化するグラデーション部と前記検出領域幅で階調レベルが変化しない単一階調レベル部とを有するパッチ像を形成すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記像形成手段は、前記グラデーション部と前記単一階調レベル部とを前記検出領域幅以上離して別個に形成すること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記グラデーション部と前記単一階調レベル部との間が前記パッチ検出手段の検出幅よりも長い間隔を空けて構成されていること
   を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記像形成手段は、前記グラデーション部と前記単一階調レベル部とが連続して形成されること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。