JP2018169448A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下地となる中間転写体の反射率が変化した場合でも、その影響を低減して適正濃度の画像が形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、用紙Ｐに画像を形成する画像形成ステーション１０と、テストパターンが転写される中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１上のテストパターンからの反射光を検出する濃度センサ６０と、濃度センサ６０に複数のテストパターンの反射光を検出させ、反射光の検出結果に対応する検出値を取得するＣＰＵ３２２と、濃度ターゲットを記憶する記憶部３２３と、検出値と濃度ターゲットに基づいて反射光の検出結果に対応する検出値の中から検出値を選択するＣＰＵと、選択された検出値に基づいて画像形成手段の濃度補正テーブルを生成するＣＰＵとを有する。【選択図】図１１

Description

本発明は、画像濃度を制御する画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用したフルカラーの画像形成装置では、感光体上に形成された静電潜像を各色成分のトナーを含む現像剤を用いて現像することによって各色成分のトナー像が形成される。各色成分のトナー像は、転写部で中間転写体に重ねて転写されることによって原稿に応じたフルカラーのトナー像となる。中間転写体に転写されたトナー像は、用紙などの記録材に再度転写された後、定着部で熱と圧力が加えられることによって記録材に定着される。トナー像が定着された記録材は、印刷物として画像形成装置から出力される。

このような画像形成装置では、出力画像の濃度を制御するために、感光体に静電潜像を形成する際の露光光量、露光時間、現像バイアス、帯電電位等の画像形成条件が制御される。しかし、画像形成条件が同一になるように制御しても、トナーの帯電量、感光体の感度、もしくは転写効率をはじめとする画像形成装置の状態量の経時的な変動、及び温度、湿度などの環境条件の変化に伴って画像濃度が変動することがある。

例えば、所定の現像コントラスト電位で潜像を現像する系を考えると、トナーの帯電量が基準値から変化した場合、現像コントラスト電位を充填するためのトナー量（個数）が変化する。すなわち、トナーの帯電量が増加した場合はトナー個数が減少し、トナーの帯電量が減少した場合はトナー個数が増加する。そして、現像に用いられるトナー量が減少すれば、トナー像の濃度も低下することになる。また、経時変化や環境変化によって、感光体の感度が変化すると、感光体上の電位も変化することがある。

このように、画像を形成する条件又は画像形成装置の状態の変化に伴って画像濃度が変動してしまう。

そこで、従来から、像担持体としての感光体又は中間転写ベルト上にテストパターンを形成し、当該テストパターンをセンサを用いて検出し、検出結果に基づいて露光光量、露光時間等の画像形成条件をフィードバックする制御が行われている。なお、テストパターンの検出には、例えば、光学センサが用いられる。

しかし、画像形成装置では、画像が大量に形成されることによって像担持体の表面の光沢度が経時的に変化することが知られている。像担持体の光沢度の経時変化に伴って像担持体の反射率が変化するので、像担持体上の同一トナー量のトナー像であっても、その反射光量は経時的に変化する。

そこで、テストパターンが形成される像担持体の表面からの反射光量に基づいて補正量を求め、当該補正量を用いてテストパターンからの反射光量を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の画像形成装置は、下地の反射率の変化に対応する補正係数αを予測し、テストパターンの検出結果を補正係数αに基づいて補正する。

特開２００２−２３６４０２号公報

しかしながら、センサの出力は、センサの検出領域においてテストパターンのトナーが像担持体を覆っていない面積の割合（下地面積率）の影響を受ける。そのため、画像形成装置は、下地面積率と像担持体の反射率（下地反射率）の変動を考慮してセンサの検出結果を補正する必要がある。特に、下地面積率が高い低濃度のテストパターンにおいては下地面積率と下地反射率の変動との両方を考慮しなければ出力画像の濃度を高精度に補正することはできない。

本発明の目的は、像坦持体の反射率が変化した場合であっても、出力画像の濃度を高精度に求めることにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された検出用画像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上の前記検出用画像からの反射光を検出する検出手段と、前記画像形成手段に検出用画像データに基づいて複数の検出用画像を形成させ、前記検出手段に前記複数の検出用画像の反射光を検出させ、前記複数の検出用画像の各々からの反射光の検出結果に対応する検出値を取得する制御手段と、前記複数の検出用画像の各々に対応する目標検出値を記憶する記憶手段と、前記検出手段による前記中間転写体からの反射光に対応する検出値と、前記記憶手段に記憶された前記複数の検出用画像の各々に対応する目標検出値とに基づいて、前記複数の検出用画像の各々からの反射光の検出結果に対応する検出値の中から検出値を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記検出値に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、像坦持体の反射率が変化した場合であっても、出力画像の濃度を高精度に求めることができる。

画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。 図１の画像形成装置で実行される濃度補正テーブル作成処理の手順を示すフローチャートである。 濃度制御用のテストパターンの一例を示す図である。 濃度センサの原理を説明するための図である。 センサ出力・濃度変換テーブルの一例を示す図である。 濃度センサの出力に対する下地の反射率変化の影響を説明するための図である。 濃度センサの出力値に基づいて求めたトナー量（画像濃度）と下地面積率との関係を示す図である。 エンジン部の階調特性を示す図である。 エンジン部の階調特性及び濃度ターゲットと、下地濃度値との関係を示す図である。 第１の実施の形態における下地補正処理を説明するための図である。 濃度補正テーブルの作成方法を説明するための図である。 印刷枚数と中間転写ベルトの表面光沢度との関係を示す図である。 第２の実施の形態における下地補正処理を説明するための図である。

以下、実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、画像形成装置の概略構成を示す断面図である。この画像形成装置は、複数の画像形成ステーションが略水平方向に沿って並列されたタンデム型の電子写真方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１００は画像読取部１００Ｒから転送された画像データに基づいて画像を形成する。また、画像形成装置１００は外部のホストコンピュータ３１２（図２）から転送された画像データに基づいて画像を形成する。

図１において、画像形成装置１００は、画像読取部１００Ｒと、画像出力部１００Ｐとを備える。画像読取部１００Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、読取信号を画像データに変換して画像出力部１００Ｐに送信する。

画像出力部１００Ｐは、画像形成部１０と、給紙ユニット２０と、転写ユニット３０としての中間転写ベルト３１、搬送ユニット４０、及び定着装置５０を備えている。

画像形成部１０は、４つの画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄを備えている。各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローのトナー像を形成する。各画像形成ステーション１０ａ〜１０ｄは、それぞれ像担持体としての感光ドラム１１ａ〜１１ｄを備えている。感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、図１中、矢印方向に回転可能に軸支されている。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの周囲には、帯電装置１２ａ〜１２ｄ、露光装置１３ａ〜１３ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄ、ドラムクリーナ１５ａ〜１５ｄが配置されている。

帯電装置１２ａ〜１２ｄは、各々、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの各表面に均一な帯電量の電荷を与える。露光装置１３ａ〜１３ｄは、画像読取部１００Ｒからの信号（記録画像信号）に基づいて感光ドラム１１ａ〜１１ｄを露光するためのレーザビームａ〜ｄを発する。レーザビームａ〜ｄは折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して感光ドラム１１ａ〜１１ｄを走査する。これによって、感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に静電潜像が形成される。現像装置１４ａ〜１４ｄは、感光ドラム１１ａ〜１１ｄに現像剤を供給してそれぞれ静電潜像を現像する。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄとそれぞれ対向するよう一次転写部３５ａ〜３５ｄが配置されている。一次転写部３５ａ〜３５ｄによって中間転写ベルト３１が感光ドラム１１ａ〜１１ｄに接触している部分が一次転写ニップ部Ｔａ〜Ｔｄとなる。中間転写ベルト３１は、複数の張架ローラ３２〜３４によって図１中、矢印Ｂ方向に回転可能に張架されている。

張架ローラ３２の上方には、中間転写ベルト３１に対向するように濃度検出器としての濃度センサ６０が配置されている。濃度センサ６０は、中間転写ベルト３１上に形成された測定用の画像パターン（以降、「テストパターン」という。）を検出する。濃度センサ６０の詳細については、後述する。

張架ローラ３３と中間転写ベルト３１を介して対向するようにベルトクリーナ３７が配置されている。ベルトクリーナ３７は、中間転写ベルト３１の外表面を清掃する。また、張架ローラ３４と中間転写ベルト３１を挟んで対向するように２次転写ローラ３６が配置されている。２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１との当接部は、二次転写ニップ部Ｔｅとなる。

画像出力部１００Ｐの下部に設けられた給紙ユニット２０は、給紙カセット２１を備えている。給紙カセット２１は、記録材としての用紙Ｐを収容する。給紙ユニット２０と転写ユニット３０との間の搬送ユニット４０は、搬送パス２４を備えている。搬送パス２４は、給紙カセット２１に設けられたピックアップローラ２２と、複数の搬送ローラ２３、及び、レジストレーションローラ２５を備えている。搬送パス２４は、給紙カセット２１に収容された用紙Ｐを二次転写ニップ部Ｔｅまで搬送する。二次転写ニップ部Ｔｅの下流側には、定着装置５０が配置されている。定着装置５０は、加熱ローラ４１ａ、及び加圧ローラ４１ｂを備えている。定着装置５０の下流側の搬送パスには内排紙ローラ４４、及び外排紙ローラ４６が配置されている。

次いで、図１の画像形成装置の制御構成について説明する。

図２は、図１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。図２において、画像形成装置１００は、プリンタ制御部３００を備えている。プリンタ制御部３００は、画像処理部３１０とエンジン制御部３２０で構成されている。画像処理部３１０は、濃度補正テーブル（γＬＵＴ）記憶部３１１を有する。また、画像処理部３１０は、外部のホストコンピュータ３１２と通信可能に接続されている。エンジン制御部３２０は、濃度補正用のパッチ（テストパターン）発生部３２１、ＣＰＵ３２２及びＲＯＭ３２３を有する。エンジン制御部３２０は、画像形成装置１００のエンジン部１１０に接続されている。エンジン部１１０は、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写装置（一次転写部）３５、定着装置５０、及び濃度センサ６０を備えている。

画像処理部３１０内の濃度補正テーブル記憶部３１１は、画像形成装置１００の階調特性が理想的な階調特性となるように、画像データの入力信号値を変換する。ＣＰＵ３２２は、画像形成装置１００にかかわる各パラメータを決定し、画像形成装置１００を構成する各装置に各パラメータを転送し、画像形成動作を実行させる。

エンジン制御部３２０は、画像濃度制御時に、濃度補正用のテストパターン情報をエンジン部１１０へ送り、該エンジン部１１０にテストパターンを形成させる。濃度センサ６０は、テストパターンの濃度情報を検出する。検出された濃度情報はＣＰＵ３２２へ送られる。ＣＰＵ３２２は、濃度情報に基づいて画像形成条件としての濃度補正テーブルを作成し、画像処理部３１０の濃度補正テーブル記憶部３１１に送って記憶させる。

次に、このような構成の画像形成装置１００における画像形成形動作について説明する。

先ず、帯電装置１２ａ〜１２ｄが、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面を一様に帯電する。次いで、露光装置１３ａ〜１３ｄが、画像読取部１００Ｒから出力される画像信号に基づき感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光する。これによって、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に静電潜像が形成される。

感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成された静電潜像は、現像装置１４ａ〜１４ｄから供給されるトナーによって顕像化され、各色に対応したトナー像となる。各トナー像は、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの回転により一次転写ニップ部Ｔａ〜Ｔｄへと移動し、一次転写部３５ａ〜３５ｄからの転写電圧により中間転写ベルト３１上に順次重ねて転写される。これによって、中間転写ベルト３１上にフルカラーのトナー像が形成される。一次転写ニップ部Ｔａ〜Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１へ転写されずに感光ドラム１１ａ〜１１ｄに残留したトナーは、ドラムクリーナ１５ａ〜１５ｄによって除去される。

中間転写ベルト３１上のトナー像は、中間転写ベルト３１の回転によって二次転写ニップ部Ｔｅへと搬送される。このとき、給紙カセット２１内の用紙Ｐは、ピックアップローラ２２と搬送ローラ２３によって搬送される。搬送された用紙Ｐは、レジストレーションローラ２５で用紙Ｐの位置と送り出しのタイミングを調整された後、二次転写ニップ部Ｔｅへ搬入される。

中間転写ベルト３１上のトナー像とレジストレーションローラ２５から送り出された用紙Ｐが二次転写ニップ部Ｔｅに搬入されると、図示省略した電圧電源により、２次転写ローラ３６と張架ローラ３４との間に転写電界が形成される。この転写電界によって中間転写ベルト３１上のトナー像は、用紙Ｐに転写される。用紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト３１上に残留したトナーはベルトクリーナ３７によって除去される。

トナー像が転写された用紙Ｐは排紙ガイド４３に沿って定着装置５０へと搬入される。定着装置５０に搬入された用紙Ｐのトナー像は、加熱ローラ４１ａ、及び加圧ローラ４１ｂによって加熱及び加圧される。これによって用紙Ｐ上のトナー像は用紙Ｐに定着する。トナー像が定着された用紙Ｐは、内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４６によって排紙トレイ４７上に排出される。

次に、画像形成時に、図１の画像形成装置１００で実行される濃度補正テーブル作成処理について説明する。

図３は、図１の画像形成装置１００で実行される濃度補正テーブル作成処理の手順を示すフローチャートである。この濃度補正テーブル作成処理は、画像形成装置１００のエンジン制御部３２０内のＣＰＵ３２２が、ＲＯＭ３２３に格納された濃度補正テーブル作成プログラムに従って実行する。濃度補正テーブル作成処理は、画像濃度安定化のために、例えば、画像形成装置１００の主電源がＯＮされた直後、及び累積印刷枚数２００枚を越える毎に行われる。

図３において、濃度補正テーブル作成処理が開始されると、ＣＰＵ３２２は、濃度補正用パッチ発生部３２１を制御してテストパターン情報（検出用画像データ）をエンジン部１１０へ送る。そして、ＣＰＵ３２２は、エンジン部１１０を制御してテストパターン情報に基づいて濃度制御用のテストパターン（検出用画像）を形成させる（ステップＳ１０１）。感光ドラム１１上に形成されたテストパターンは、中間転写体上、すなわち、中間転写ベルト３１上に転写される。

図４は、濃度制御用のテストパターンの一例を示す図である。

図４において、テストパターンＴは、例えば、レーザビームが感光ドラムを走査する方向（主走査方向）の長さが１５ｍｍ、主走査方向に直交する方向（副走査方向）の長さが２５ｍｍとする。テストパターンＴは、例えば、入力画像信号が１００％、９０％、８０％、６０％、４０％、３０％、２０％、１０％、０％の９階調からなる。９階調のうちの１階調は、下地補正に用いられるものであり、下地としての中間転写ベルト３１からの反射光を検出するために、入力画像信号が０％に設定されている。すなわち、テストパターンＴは、入力画像信号が３０％以下の階調パターンを含み、入力画像信号が０％の階調パターンを含む。テストパターンＴは、入力画像信号が３０％以下の階調パターンを含む。ＣＰＵ３２２は、低濃度域のセンサ出力（検出結果）に対応する濃度検出値（出力特性）を選択し、検出値に基づいて階調特性及び濃度補正テーブルを生成するので、低濃度域における画像濃度を良好に制御することができる。

図３に戻り、テストパターンＴを形成させた後、ＣＰＵ３２２は、濃度センサ６０を制御して中間転写ベルト３１上に形成されたテストパターンＴを検出する（ステップＳ１０２）。

図５は、濃度センサ６０の原理を説明するための図である。濃度センサ６０は、例えば、検知対象に照射した光の拡散反射成分を検出する拡散反射型光学センサであり、中間転写ベルト３１の像担持面に対向するように配置されている。

図５において、濃度センサ６０は、光源としてのＬＥＤ、及び拡散反射光を受光する受光部とから主として構成されている。ＬＥＤ波長は、例えば、８４０ｎｍとする。ＬＥＤから下地としての中間転写ベルト３１及びテストパターンＴに照射された光は、中間転写ベルト３１及びテストパターンＴから拡散反射光として反射する。濃度センサ６０は、拡散反射光を検出して反射光強度に応じた出力値を出力する。なお、出力値は、例えば、電圧値として求められる。

図３に戻り、濃度センサ６０によってテストパターンＴを検出させた後（ステップＳ１０２）、ＣＰＵ３２２は、センサ出力・濃度変換テーブルを使って濃度センサ６０の検出値（センサ出力）を濃度値に変換する（ステップＳ１０３）。

図６は、センサ出力・濃度変換テーブルの一例を示す図である。図６において、濃度センサ６０の出力値であるセンサ出力ＳｉｇＶに対する濃度値が示されている。

テストパターンＴを検出する際、濃度センサ６０は、例えば、２ｍｓｅｃ毎に、合計２５点の情報を電圧値（センサ出力）として出力する。センサ出力は、Ａ／Ｄ変換器により、例えば、１０ｂｉｔ信号に変換される。出力値ＳｉｇＶは、２５点の情報のうち最大センサ出力と最小センサ出力を除いた２３点の情報が平均化処理された値である。出力値ＳｉｇＶは、図６のセンサ出力・濃度変換テーブルを使って濃度情報（濃度値）へ変換される。

図３戻り、濃度センサ６０のセンサ出力ＳｉｇＶを濃度情報に変換した後（ステップＳ１０３）、ＣＰＵ３２２は、変換した濃度情報に対して下地補正処理を実行する（ステップＳ１０４）。

以下、下地補正処理について説明する。

拡散反射光には、テストパターンを構成するトナーからの反射光と、トナーが担持された中間転写ベルト３１からの反射光が含まれる。従って、テストパターンＴの濃度情報を正確に検知するためには、センサ出力からトナーが担持された中間転写ベルト３１からの反射光に相当するオフセット量を補正する必要がある。以下では、センサ出力からオフセット量を補正する処理を下地補正処理と呼ぶ。

以下に、中間転写ベルト３１の反射率の変化がセンサ出力へ与える影響について、図７を用いて説明する。図７は、濃度センサ６０の出力に対する中間転写ベルト３１の反射率変化の影響を説明するための図である。

図７（ａ）に示したように、中間転写ベルト３１の表面が鏡面状態であれば中間転写ベルト３１からの拡散光は無視できる。これは、ＬＥＤから発せられた光のほとんどが中間転写ベルト３１により鏡面反射するからである。中間転写ベルト３１の表面が鏡面状態であれば、中間転写ベルト３１からの拡散反射光は極めて小さい値である。テストパターンＴのトナー量と濃度センサ６０のセンサ出力との関係は、図７（ｃ）に示したように正比例する。

しかしながら、実際の拡散反射光には下地からの拡散光が含まれるので、トナー量とセンサ出力の関係は一定にはならない。すなわち、図７（ｂ）に示したように、中間転写ベルト３１の表面が粗れて反射率が変化すると、トナー量とセンサ出力との関係は、図７（ｄ）に示したように正比例とならない。図７（ｄ）に示すトナー量とセンサ出力との関係において、特に、テストパターンＴの低濃度側で線形性が崩れる。

センサ出力に対する中間転写ベルト３１からの拡散光の影響は、中間転写ベルト３１からの反射光の量、すなわちトナーに覆われていない中間転写ベルト３１の面積に比例する。濃度センサ６０の検出領域においてテストパターンＴのトナーが中間転写ベルト３１を覆っていない面積の割合を、以下、下地面積率という。

図８は、濃度センサ６０の出力値に基づいて求めたトナー量（濃度値）と下地面積率との関係を示す図である。図８において、トナー量が少なく、濃度値が小さいほど下地面積率が大きくなっていることが分かる。

ここで、濃度センサ６０を用いてトナー像を検出したときのセンサ出力をＳｉｇＶとし、トナー像からの拡散光をＳｉｇＴ、中間転写ベルト３１からの拡散光をＳｉｇＢ、トナー量をＭｔ、トナーの拡散反射率をＲｔとする。また、下地面積率をＳｂ、中間転写ベルト３１の拡散反射率をＲｂとする。この場合、センサ出力ＳｉｇＶは、次の式（１）で示される。

ＳｉｇＶ＝ＳｉｇＴ + ＳｉｇＢ
＝Ｒｔ×Ｍｔ + Ｒｂ×Ｓｂ ・・・・・・・・・・・式（１）
式（１）から、中間転写ベルト３１からの拡散光は、トナー量が少ない低濃度域で大きくなることが分かる。

従って、本実施の形態では、濃度センサ６０を用いてテストパターンＴを検出した際の低濃度側の検出値に対して下地補正処理を施し、補正後の値（濃度値）を用いて画像形成装置１００の階調特性を求める。

図９は、エンジン部の階調特性を示す図である。画像形成装置１００の階調特性を求めるには、濃度センサ６０がテストパターンＴを検知した際の出力値を、図６のセンサ出力・濃度変換テーブルを用いて濃度値へ変換し、各入力画像信号に対応する濃度値を線形補間すればよい。

以下、濃度センサ６０を用いてテストパターンＴを検知した際の各階調に対応する濃度値を検出濃度値とし、入力画像信号が０％に対応する検出濃度値を、特に、下地濃度値（下地の見かけ濃度値）という。

なお、図９において、入力画像信号０％のテストパターンに対する検出濃度値としては、入力画像信号０％に対応する下地濃度値でなく、濃度値０（点（０，０））が用いられる。

以下に、具体的な下地補正処理について説明する。

図１０は、エンジン部の階調特性及び濃度ターゲットと、下地濃度値との関係を示す図である。濃度ターゲットとは、入力画像信号に対応する目標検出値である。ここで、理想的な階調特性は、例えば、入力画像信号と濃度値とが正比例となる特性とする。

低濃度域のテストパターンに対応するセンサ出力は検出精度が低いので、当該センサ出力に対応する検出濃度値を下地補正処理の対象として用いると下地補正処理の効果が十分に得られない。このため、本実施の形態では、下地補正処理の対象として検出濃度値ではなく、各入力信号に対する濃度ターゲットを用いる。

図１０において、下地濃度値が、０％以外の各入力画像信号に対応する濃度ターゲット未満であれば、ＣＰＵ３２２は、０％に対応する下地濃度値を除く各検出濃度値と０点（０，０）を結んで階調特性を求める。

一方、下地濃度値が、いずれかの入力画像信号に対応する濃度ターゲット以上であれば、ＣＰＵ３２２は、濃度ターゲット値が下地濃度値以下となる入力画像信号に対応する検出濃度値は無効とし、階調特性を求めるための計算に使用しない。すなわち、濃度ターゲットが下地検出値を下回る入力画像信号に対応するセンサ出力は、正確でない可能性が高いので、そのセンサ出力に対応する検出濃度値は、階調特性の作成に用いない。

図１１は、第１の実施の形態における下地補正処理を説明するための図であり、具体的には、下地濃度値が一部の濃度ターゲットを上回った場合の階調特性の作成方法を示す図である。

図１１において、（ａ）は、下地濃度値が入力画像信号１０％に対応する濃度ターゲット以上の場合であり、この場合、テストパターンＴにおける入力画像信号１０％に対応する検出濃度値を無効として階調特性が形成される。すなわち、取得した検出値のうち無効とした検出結果以外（検出濃度値以外）の検出濃度値であって最小の検出濃度値（入力画像信号２０％に対応する検出濃度値）と、濃度値０の点（０，０）の間を線形補間して下地補正後の濃度値が求められる。そして、入力画像信号２０％に対応する濃度値と入力画像信号２０％以上の検出濃度値を結んでエンジン部の階調特性が形成される。

また、図１１（ｂ）は、下地濃度値が入力画像信号１０％と２０％に対応する濃度ターゲット以上の場合であり、この場合、テストパターンＴにおける入力画像信号１０％及び２０％に対応する検出濃度値を無効として階調特性が形成される。すなわち、無効とした検出結果（検出濃度値）以外の検出濃度値であって最小の検出濃度値（入力画像信号３０％に対応する検出濃度値）と、濃度値０の点（０，０）の間を線形補間して下地補正後の濃度値がを求められる。そして、入力画像信号３０％に対応する下地補正後の濃度値と入力画像信号３０％以上の検出濃度値を結んでエンジン部の階調特性が形成される。

このように、下地濃度値が一部の濃度ターゲット以上である場合、当該下地濃度値が濃度ターゲット以上である入力画像信号に対応する検出濃度値について下地補正処理を施し、下地補正処理後の濃度値を用いて階調特性が構成される。

図３に戻り、下地補正処理を実行した後（ステップＳ１０４）、ＣＰＵ３２２は、濃度補正テーブルを生成する（ステップＳ１０５）。すなわち、ＣＰＵ３２２は、下地補正処理後の階調特性と濃度ターゲットを用いて、濃度補正テーブル（ＬＵＴ）を生成する（生成手段）。

図１２は、濃度補正テーブルの生成方法を説明するための図である。

図１２において、画像形成装置の濃度ターゲット（直線）と、エンジン部の階調（出力）特性（粗い破線からなる曲線）が示されている。図１２の直線状の濃度ターゲットに対し、粗い破線からなる曲線で示された階調特性（出力特性）を逆変換することによって、濃度補正テーブル（細かい破線からなる曲線）が生成される。これによって、実測値に基づいた現実的な濃度補正テーブルを生成することができる。

図３に戻り、濃度補正テーブルを生成した後（ステップＳ１０５）、ＣＰＵ３２２は、生成した濃度補正テーブルを画像処理部３１０に記憶させ（ステップＳ１０６）、その後、本濃度補正テーブル作成処理を終了する。

上述の下地補正処理を伴う濃度補正テーブル作成処理を実行すると、下地補正処理後の階調特性及び濃度補正テーブルに従って画像濃度が理想的な濃度となるように画像データを変換するための変換条件が生成される。この変換条件は画像処理部３１０に記憶される。そして、画像処理部３１０は印刷処理を実行する場合に記憶された変換条件に基づいて画像データを変換し、ＣＰＵ３２２は、エンジン部１１０を制御して変換された画像データに基づいて画像を形成させる。

図３の処理によれば、下地濃度値が、一部の入力画像信号に対応する濃度ターゲット以上である場合、当該一部の入力画像信号に対応する検出濃度値を用いないで階調特性が選択（下地補正処理）される。そして、階調特性に基づいて濃度補正テーブルを生成し、当該濃度補正テーブルを用いて濃度信号を補正した画像が形成される。これによって、濃度補正テーブルの信頼性が向上し、中間転写ベルト３１の表面が経時的に変化して光沢度が低下してもその影響を低減して適正濃度の画像を形成することができる。また、階調特性における低濃度域における濃度値として下地補正処理後の濃度値が使用されるので、入力画像信号が小さい低濃度側の画像濃度を適正に制御することができる。すなわち、下地となる中間転写体の反射率が変化した場合でも、その影響を低減して適正濃度の画像が形成できる画像形成装置を提供することができる。

以下、本実施の形態における効果を具体的に説明する。

画像濃度を制御しつつ１０万枚の画像形成（印刷）動作を行い、中間転写ベルト３１のグロス（光沢度）と、Ｃ（シアン）／Ｍ（マゼンタ）／Ｙ（イエロー）の各入力画像信号が１０％の低濃度域のグレー画像の色度推移を調べたところ、以下の結果が得られた。すなわち、図１３に示すように、印刷枚数に応じて中間転写ベルト３１の表面のグロス（光沢度）が８０から４０へと低下した。図１３から、中間転写ベルト３１の表面が経時変化して次第に粗くなっていくことによる影響は、印刷枚数の増加に伴って大きくなることが分かる。

また、印刷開始前と印刷終了後におけるグレー画像の色度変化について、印刷前後の２つの色の座標間の距離で知覚色差を比べて求めた。その結果、上述の下地補正処理を実施しない場合は、色差ΔＥ=５であり、下地補正処理を実施した場合は、色差ΔＥ=３であった。この結果から、本実施の形態における下地補正処理を定期的に実施することによって、中間転写ベルト３１の表面の経時変化の影響を低減して良好な画像を形成できることが分かった。

なお、上記グロスは、ＪＩＳＺ８７４１に規定された方法により測定を行った。すなわち、中間転写ベルト３１の表面に入射角６０°で規定の開き角の光束を入射し、鏡面反射方向に反射する規定の開き角の光束を受光器で測定した。また、色差ΔＥは、以下の方法で算出した。ＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂ*色空間において、
ΔＥ ＝（ΔＬ*^２＋Δａ*^２＋Δｂ*^２）^０．５
以上より、本実施の形態によれば、中間転写ベルト３１のグロスが経時的に変化し、下地からの拡散反射光量が変動した場合でも、濃度調整を行いつつ良好な濃度の画像を形成することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態に係る画像形成装置のハード構成は、第１の実施の形態に係る画像形成装置のハード構成と同様である。第１の実施の形態では、下地補正処理における下地の影響レベルの判断を下地濃度値と濃度センサ６０の濃度ターゲットとの比較で行った。第２の実施の形態では、下地補正処理における下地の影響レベルの判断を下地濃度値とテストパターンの各階調に対応する検出濃度値との比較で行う。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に第２の実施の形態について説明する。

上述した第１の実施の形態では、下地濃度値と濃度ターゲットとを比較したので、テストパターンＴの各階調に対応する検出濃度値が濃度ターゲットから大きくずれている場合には、下地の経時変化の影響を適正に補正できない場合がある。そこで、第２の実施の形態では、一定の条件の下、テストパターンＴの各階調に対応する実際の検出濃度値を用いて下地の経時変化の影響を判断する。

すなわち、第２の実施の形態においては、濃度ターゲットが中間転写ベルト３１の見かけ濃度値以下であっても、見かけ濃度値以下の濃度ターゲットに対応する検出結果（検出濃度値）が下地濃度値の所定倍数以上であれば、有効として用いることとした。濃度ターゲットが下地濃度値以下であっても、下地濃度値の所定倍数以上の検出濃度値が得られれば、当該検出濃度値と濃度ターゲットが下地濃度値を超える部分の検出濃度値を用いて階調特性が作成される。所定倍数としては、例えば１．２（１２０％）が適用されるが、これに限定されるものではない。

図１４は、第２の実施の形態における下地補正処理を説明するための図である。

図１４において、（ａ）は、画像濃度値が大きく上がった場合の例である。この場合、下地濃度値は１０％のテストパターンＴの濃度ターゲット以上であるが、１０％のテストパターンの検出濃度値が下地濃度値の１２０％を超えているので、検出濃度値を無効とせず、採用する。すなわち、入力画像信号が１０％〜１００％の各階調のテストパターンＴに対応する検出濃度値と、入力画像信号０％のテストパターンＴに対応する濃度０の点（０，０）を用いて階調特性Ａが求められる。この場合、入力画像信号が１０％のテストパターンに対応するトナー量は多いために下地面積率が低下し、これによって、下地の経時変化の影響が小さくなっている。従って、１０％のテストパターンに対応する検出濃度値は、十分な検出精度を満足すると判断される。

このような下地補正処理を伴って得られた階調特性Ａと濃度ターゲットを用いて濃度補正テーブルが作成され、作成した補正テーブルを適用して濃度補正を行いつつ画像形成動作が行われる。

一方、図１４の（ｂ）は、画像の濃度値が大きく下がった場合の例である。この場合、下地濃度値は１０％のテストパターンの濃度ターゲットを下回っているが、１０％のテストパターンの検出濃度値が下地濃度値の１２０％を下回っているので、検出濃度値を無効とし、採用しない。すなわち、入力画像信号が２０％〜１００％の各階調のテストパターンＴに対応する検出濃度値と、入力画像信号０％のテストパターンＴに対応する濃度０の点（０，０）を用いて階調特性Ｂが求められる。このとき、入力画像信号が２０％のテストパターンＴに対応する検出濃度値と濃度０の点（０，０）の間の濃度値は、線形補間によって求められる。

そして、得られた階調特性Ｂと濃度ターゲットを用いて濃度補正テーブルを作成し、作成した補正テーブルを適用して濃度補正を行いつつ画像形成動作が行われる。この場合、入力画像信号が１０％のテストパターンに対応するトナー量は少ないために下地面積率が増加し、これによって、下地の経時変化の影響が大きくなっている。従って、１０％のテストパターンに対応する検出濃度値は、十分な検出精度を備えたものとは言えない。

本実施の形態によれば、濃度ターゲットが像担持体の見かけ濃度値以下であっても、当該部分の入力画像信号に対応する検出濃度値が、下地濃度値の１２０％を超えている場合は、有効と判断して階調特性の作成に用いる。これによって、画像形成装置における印刷画像の濃度変化が大きい場合でも現実に即した階調特性、及び濃度補正テーブルが求められる。従って、特に、画像濃度制御の頻度を低く設定して画像形成動作を実行する場合に有効である。

本実施の形態において、検出濃度値と比較する下地濃度値の所定倍数を１２０％（１．２倍）としたが、下地濃度値の所定倍数は１．２に限定されるものではなく、画像形成装置の特性に応じて適宜変更することが好ましい。

１１ 感光ドラム
１２ 帯電装置
１３ 露光装置
１４ 現像装置
３１ 中間転写ベルト
３５ 一次転写部（転写装置）
６０ 濃度センサ
１００ 画像形成装置
１００Ｒ 画像読取部
１００Ｐ 画像出力部
１１０ エンジン部
３１０ 画像処理部
３２０ エンジン制御部
３２２ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により形成された検出用画像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体上の前記検出用画像からの反射光を検出する検出手段と、
   前記画像形成手段に検出用画像データに基づいて複数の検出用画像を形成させ、前記検出手段に前記複数の検出用画像の反射光を検出させ、前記複数の検出用画像の各々からの反射光の検出結果に対応する検出値を取得する制御手段と、
   前記複数の検出用画像の各々に対応する目標検出値を記憶する記憶手段と、
   前記検出手段による前記中間転写体からの反射光に対応する検出値と、前記記憶手段に記憶された前記複数の検出用画像の各々に対応する目標検出値とに基づいて、前記複数の検出用画像の各々からの反射光の検出結果に対応する検出値の中から検出値を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された前記検出値に基づいて前記画像形成手段の画像形成条件を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記選択手段は、前記検出結果のうち前記検出手段の目標検出値が前記中間転写体の見かけ濃度値以下の部分に対応する検出結果を無効として前記検出結果に対応する検出値の中から検出値を選択することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記選択手段は、無効とした検出結果以外の検出結果であって最小の検出結果と濃度値が０の点との間を線形補間することによって求めた濃度値を使用して前記無効とした検出結果に対応する部分の検出値を選択することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記選択手段は、前記目標検出値が前記中間転写体の見かけ濃度値以下となる検出用画像であっても、前記見かけ濃度値以下の目標検出値となる検出用画像に対応する検出結果が前記見かけ濃度値の所定倍数以上であれば、前記見かけ濃度値の所定倍数以上の検出結果及び前記無効とした検出結果以外の検出結果を用いて前記検出値を選択することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記生成手段は、前記検出値と前記目標検出値を用いて画像形成条件を生成し、生成された画像形成条件を使用して画像の濃度が制御され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. 前記画像形成条件は、前記検出値を前記目標検出値に対して逆変換して得られたものであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記目標検出値は、前記検出手段の出力値と正比例の関係を有する濃度値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記検出用画像は、複数の階調からなる画像パターンであって、入力画像信号が３０％以下の階調パターンを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記検出用画像は、入力画像信号が０％の階調パターンを含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記検出手段は、前記検出用画像又は前記中間転写体からの拡散光を検出する光学センサであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。