JP5929275B2 - 濃度検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、濃度検出装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置では、画像濃度を補正するために、像保持体上に濃度検出用画像を形成し、濃度検出用画像の濃度を検出する技術が用いられている。

特許文献１には、電子写真方式によりシート上に画像を形成する画像形成装置において、一方向に定速で回転駆動される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体表面の地肌からの反射光量及びこの静電潜像担持体表面に形成したテストトナー像からの反射光量を測定する手段と、前記測定手段による地肌反射光量の測定タイミングとテストトナー像反射光量の測定タイミングとを前記静電潜像担持体の回転周期と同期させる制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。

特許文献２には、現像濃度を検出するため、所定のトナーパッチを像担持体に生成するパッチ生成手段と、前記像担持体の地肌からの反射光および前記像担持体に生成されたトナーパッチからの反射光を検出する光学センサと、前記パッチ生成手段によって生成されたトナーパッチの階調面積率に応じて前記光学センサでの前記像担持体の地肌からの反射光の検出範囲を変えるよう検出方法を制御する制御手段と、前記制御手段によって制御した検出方法によって得た検出結果をもとに画像形成における現像濃度を制御する画像形成制御手段とを備えており、前記制御手段は、前記トナーパッチの階調面積率が前記所定の設定値より大きい面積階調率である場合には前記像担持体の地肌からの反射光をその像担持体の周方向における全周を検出し、その検出値に基づいた値を検出結果として出力し、前記トナーパッチの階調面積率が前記所定の設定値以下の場合には前記像担持体の地肌からの反射光をその像担持体の周方向における一部を検出し、その検出値に基づいた値を検出結果として出力することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

特開平０４−１４６４５９号公報 特許第３９９１４２０公報

本発明の目的は、像保持体上に形成された濃度検出用画像の濃度を、濃度検出用画像の面積率に拘わらず正確に検出することができる濃度検出装置及び画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、像保持体上に面積率の異なる複数の濃度検出用画像を形成する画像形成手段と、像保持体又は像保持体上に形成された濃度検出用画像の反射光量を測定する測定手段と、像保持体の１周分の複数の反射光量を基準値として記憶すると共に、像保持体の１周分の反射光量の代表値を記憶する記憶手段と、１周内での前記基準値の変動に基づいて面積率の閾値を決定する決定手段と、面積率が前記閾値を超える濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得すると共に、面積率が前記閾値以下の濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記基準値と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得する濃度取得手段と、を有する濃度検出装置である。

請求項２に記載の発明は、前記決定手段が、１周内での前記基準値の変動幅と面積率の閾値との予め定めた対応関係に基づいて面積率の閾値を決定する、請求項１に記載の濃度検出装置である。

請求項３に記載の発明は、前記決定手段が、１周内において前記基準値と前記代表値との差が大きい位置を特定し、像保持体上に面積率の異なる複数の濃度検出用画像を形成し、像保持体上に形成された複数の濃度検出用画像の反射光量を測定し、前記位置における濃度検出用画像の反射光量と前記複数の濃度検出用画像の反射光量の平均値との差が予め定めた許容値以下となるように、面積率の閾値を決定する、請求項１に記載の濃度検出装置である。

請求項４に記載の発明は、像保持体上に画像を形成する画像形成手段と、像保持体又は像保持体上に形成された面積率の異なる複数の濃度検出用画像の反射光量を測定する測定手段と、像保持体の１周分の複数の反射光量を基準値として記憶すると共に、像保持体の１周分の反射光量の代表値を記憶する記憶手段と、１周内での前記基準値の変動に基づいて面積率の閾値を決定する決定手段と、面積率が前記閾値を超える濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得すると共に、面積率が前記閾値以下の濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記基準値と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得する濃度取得手段と、前記濃度取得手段で取得された複数の濃度検出用画像に対応する濃度に基づいて、出力画像濃度を補正する補正手段と、を有する画像形成装置である。

請求項１、４に係る発明によれば、像保持体上に形成された濃度検出用画像の濃度を、濃度検出用画像の面積率に拘わらず正確に検出することができる。

請求項２に係る発明によれば、像保持体上に形成された濃度検出用画像の濃度を、短時間で検出することができる。

請求項３に係る発明によれば、像保持体の表面状態による影響を、許容範囲内とすることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。 光量検出部の構成の一例を示す模式図である。 図１に示す画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 像保持体上に形成される濃度検出用画像の一例を示す模式図である。 光量検出部から出力される検出信号の時間変化を示す図である。 「濃度補正処理」の処理ルーチンを示すフローチャートである。 像保持体である転写ベルト１周分の光量検出部からの出力信号の変化を示すグラフである。 「閾値決定処理」の処理ルーチンを示すフローチャートである。 （Ａ）はΔＶ_cleanを説明する説明図であり、（Ｂ）はΔＶ_cleanと面積率の閾値（階調閾値）との関係を設定したテーブルである。 「閾値決定処理」の他の処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

＜画像形成装置＞
まず、画像形成装置の構成の一例について説明する。
画像形成装置は、トナーを含む電子写真用現像剤を用いて、用紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。本実施の形態では、いわゆるタンデム型で中間転写方式の画像形成装置について説明する。画像形成装置は、像保持体上に濃度検出用画像を形成し、濃度検出用画像の濃度を検出して、画像濃度を補正する画像形成装置であればよく、画像形成装置の構成はこれに限定される訳ではない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。図２は光量検出部の構成の一例を示す模式図である。図３は図１に示す画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１及び図３に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置は、操作表示部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、用紙供給部４０、用紙排出部５０、光量検出部６０、位置検出部７０、通信部８０、記憶部９０、及び制御部１００を備えている。画像形成部３０、用紙供給部４０、及び用紙排出部５０の各々は、点線で図示した用紙搬送路に沿って、用紙供給部４０、画像形成部３０、及び用紙排出部５０の順序で配置されている。

光量検出部６０及び位置検出部７０の各々は、画像形成部３０を構成する像保持体の周囲に、像保持体と対向するように配置されている。本実施の形態では、像保持体は、後述する中間転写ベルト３６である。光量検出部６０は、画像形成部３０を構成する画像形成ユニット３２に対し、中間転写ベルト３６の移動方向の下流側に配置され、画像形成部３０により中間転写ベルト３６上に形成された濃度検出用画像の反射光量を測定する。

制御部１００は、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。即ち、制御部１００は、ＣＰＵ（中央処理装置; Central Processing Unit）１００Ａ、各種プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）１００Ｂ、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００Ｃ、各種情報を記憶する不揮発性メモリ１００Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１００Ｅを備えている。ＣＰＵ１００Ａ、ＲＯＭ１００Ｂ、ＲＡＭ１００Ｃ、不揮発性メモリ１００Ｄ、及びＩ／Ｏ１００Ｅの各々は、バス１００Ｆを介して接続されている。

操作表示部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、用紙供給部４０、用紙排出部５０、光量検出部６０、位置検出部７０、通信部８０、及び記憶部９０の各部は、制御部１００のＩ／Ｏ１００Ｅに接続されている。制御部１００は、操作表示部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、用紙供給部４０、用紙排出部５０、光量検出部６０、位置検出部７０、通信部８０、及び記憶部９０の各部を制御する。

また、制御部１００は、光量検出部６０及び位置検出部７０の各々から、検出信号として出力された検出結果を取得する。なお、画像形成装置は、複数の搬送ローラ４６を有している。複数の搬送ローラ４６は、点線で図示した用紙搬送路に沿って配置されている。複数の搬送ローラ４６は、図示しない駆動機構により駆動されて、画像形成動作に応じて用紙を搬送する。

操作表示部１０は、スタートボタンやテンキー等の各種ボタン、警告画面や設定画面等の各種画面を表示するためのタッチパネルなどを含んで構成されている。操作表示部１０は、上記構成により、ユーザの操作を受け付けると共に、ユーザに各種情報を表示する。画像読取部２０は、ＣＣＤイメージセンサ等、用紙上に形成された画像を光学的に読み取る画像読み取り装置、用紙を走査するための走査機構等を含んで構成されている。画像読取部２０は、上記構成により、画像読取部２０に置かれた原稿用紙の画像を読み取り、画像情報を生成する。

画像形成部３０は、電子写真方式により用紙上に画像を形成するものである。画像形成部３０は、Ｋ色のトナー像を形成する画像形成ユニット３２Ｋ、Ｃ色のトナー像を形成する画像形成ユニット３２Ｃ、Ｍ色のトナー像を形成する画像形成ユニット３２Ｍ、及びＹ色のトナー像を形成する画像形成ユニット３２Ｙを備えている。また、画像形成部３０は、矢印Ｂ方向に移動するように複数のローラ３４に巻き掛けられた中間転写ベルト３６、中間転写ベルト３６上のトナー像を用紙上に一括転写する二次転写装置３８、及び二次転写されたトナー像を定着する定着装置３９を含んで構成されている。

画像形成ユニット３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、及び３２Ｙの各々は、中間転写ベルト３６が矢印Ｂ方向に移動した場合に、中間転写ベルト３６上にＹ色、Ｍ色、Ｃ色、及びＫ色の順序でトナー像が形成されるように、図示した順序で配置されている。以下では、各色を区別する必要がない場合には、画像形成ユニット３２と総称する。画像形成ユニット３２は、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等を含んで構成されている。感光体ドラムは、矢印方向に回転するように構成されている。

中間転写ベルト３６は、駆動ローラ３４Ａ、背面支持ローラ３４Ｂ、張力付与ローラ３４Ｃ、及び従動ローラ３４Ｄに巻き掛けられている。これらのローラを区別する必要がない場合には、複数のローラ３４と総称する。複数のローラ３４は、図示しない駆動機構により駆動されている。駆動機構により駆動ローラ３４Ａが回転駆動されることにより、中間転写ベルト３６は予め定めた速度で矢印Ｂ方向に移動する。また、駆動機構により張力付与ローラ３４Ｃが外側に移動することにより、中間転写ベルト３６に予め定めた力の張力が付与されている。

画像形成部３０は、具体的には以下の手順で画像を形成する。
画像形成ユニット３２Ｋにより、Ｋ色のトナー像を中間転写ベルト３６上に転写する。画像形成ユニット３２Ｋでは、感光体ドラムが、帯電装置により帯電される。露光装置は、帯電された感光体ドラム上をＫ色画像に応じた光で露光する。これにより、感光体ドラム上にＫ色画像に応じた静電潜像が形成される。現像装置は、感光体ドラム上に形成された静電潜像をＫ色トナーにより現像する。転写装置は、感光体ドラム上に形成されたＫ色のトナー像を、中間転写ベルト３６上に転写する。

同様に、画像形成ユニット３２Ｃにより、Ｃ色のトナー像を中間転写ベルト３６上に転写する。また、画像形成ユニット３２Ｍにより、Ｍ色のトナー像を中間転写ベルト３６上に転写する。また、画像形成ユニット３２Ｙにより、Ｙ色のトナー像を中間転写ベルト３６上に転写する。中間転写ベルト３６上には、Ｋ色、Ｃ色、Ｍ色、及びＹ色のトナー像が重ね合わされて「重ねトナー像」が形成される。二次転写装置３８は、中間転写ベルト３６上の「重ねトナー像」を、用紙上に一括転写する。定着装置３９は、用紙上に一括転写された「重ねトナー像」を加熱や加熱により定着する。

用紙供給部４０は、用紙が収容される用紙収容部４２、用紙収容部４２から画像形成部３０に用紙を供給する供給機構等を含んで構成されている。供給機構は、用紙収容部４２から用紙を取り出す取出ローラ４４、搬送ローラ４６等で構成されている。用紙の種類やサイズに応じて、複数の用紙収容部４２が設けられている。用紙供給部４０は、いずれかの用紙収容部４２から用紙を取り出し、画像形成部３０に供給する。用紙排出部５０は、用紙が排出される排出部５４、用紙を排出部５４上に排出させるための排出機構等を含んで構成されている。

光量検出部６０は、被検出物に検出光を照射すると共に、被検出物から反射された反射光の光量を検出する光センサである。光量検出部６０から出力される検出信号は、被検出物からの反射光量を表す。被検出物は、濃度検出用画像が形成されていない中間転写ベルト３６、又は中間転写ベルト３６上に形成された濃度検出用画像Ｇである（図７参照）。なお、濃度補正処理及び濃度検出用画像については、後で詳しく説明する。

図２に示すように、光量検出部６０は、被検出物に照射する検出光を射出する発光素子６２、及び反射光を受光する受光素子６４を有している。発光素子６２としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等、可視領域または赤外領域の光を発光する発光素子が用いられる。受光素子６４としては、ＰＤ（Photo Diode）等、検出光に感度を有する受光素子が用いられる。なお、発光素子６２は、制御部１００からの制御信号に応じて、図示しないドライバにより点灯駆動されている。また、受光素子６４は、図示しないＡ/Ｄ変換器を介して制御部１００に接続されており、ディジタル変換された検出信号を制御部１００に出力する。

発光素子６２及び受光素子６４の各々は、図示しない支持部材により支持されて筐体６１内に収納されている。図２に示す例では、筐体６１は、検出光を導光する導光路６６と、反射光を導光する導光路６８とを有している。発光素子６２から射出された検出光は、導光路６６を伝搬して、中間転写ベルト３６上の濃度検出用画像Ｇに照射される。濃度検出用画像Ｇで反射された反射光は、導光路６８を伝搬して、受光素子６４により受光される。本実施の形態では、発光素子６２及び受光素子６４は、検出光の正反射光が受光されるように配置されている。即ち、光量検出部６０は、正反射方式の光センサである。

位置検出部７０は、中間転写ベルト３６上に付された基準マークＭ（図４参照）を検知することで、予め定めた基準位置を検出する位置センサである。画像形成時には、画像形成動作の開始タイミングの基準となる位置検出信号を出力する。位置検出部７０は、光量検出部６０と同様に発光素子及び受光素子を有し、中間転写ベルト３６に向けて光を照射すると共にマークＭの表面で反射された光を受光することで、中間転写ベルト３６の位置を検出する。後述する「濃度補正処理」においては、この位置検出信号を基準とするタイミングで、各種処理が行われる。

通信部８０は、有線又は無線の通信回線を介して外部装置と通信を行うためのインターフェースである。通信部８０は、外部装置から、印刷指示や電子文書の画像情報と共に、ページ、部数等の印刷属性を含む印刷パラメータを取得する。記憶部９０は、ハードディスク等の記憶装置を備えている。記憶部８０には、ログデータ等の各種データ、制御プログラム等が記憶される。

本実施の形態では、後述する「濃度補正処理」の制御プログラムが、記憶部９０に予め記憶されている場合について説明する。予め記憶された制御プログラムは、ＣＰＵ１００Ａにより読み出されて実行される。なお、制御プログラムは、ＲＯＭ１００Ｂ等の他の記憶装置に記憶されていてもよい。また、本実施の形態では、記憶部９０には、後述する反射光量Ｖ_cleanの変動幅であるΔＶ_cleanと階調閾値との対応関係が、予めテーブルで記憶されている。

なお、制御部１００には、各種ドライブが接続されていてもよい。各種ドライブは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な可搬性の記録媒体からデータを読み込んだり、記録媒体に対してデータを書き込んだりする装置である。各種ドライブを備える場合には、可搬性の記録媒体に制御プログラムを記録しておいて、これを対応するドライブで読み込んで実行してもよい。

＜濃度検出用画像＞
次に、濃度検出用画像について説明する。
図４は像保持体上に形成される濃度検出用画像の一例を示す模式図である。図４に示すように、濃度検出用画像群Ｇは、複数の濃度検出用画像Ｐ（以下、「パッチ画像Ｐ」という。）を有している。複数のパッチ画像Ｐは、特定の１色（例えば、Ｋ色）によって形成されたトナー像である。複数のパッチ画像Ｐは、中間転写ベルト３６の移動方向（矢印Ｂ方向）に沿って、中間転写ベルト３６上に一次元状に配列されている。即ち、複数のパッチ画像Ｐを配列した画像群が、濃度検出用画像群Ｇである。濃度検出用画像群Ｇは、中間転写ベルト３６の１周分の長さ「Ｌ」内に収まるように形成されている。中間転写ベルト３６の１周分の長さＬは、中間転写ベルト３６上の基準マークＭにより特定される。

１つのパッチ画像Ｐは、予め定めた面積に予め定めた面積率で形成された画像である。本実施の形態では、複数のパッチ画像Ｐは、各々異なる面積率を有している。複数のパッチ画像Ｐは、配列方向に沿って面積率が増加又は減少するように配列されている。パッチ画像Ｐの「面積率」は、例えば「６０％」のように、単位面積当たりのトナー被覆率で表される。「１００％」はベタ画像であり、「０％」は無色である。この例では、濃度検出用画像群Ｇは１２個のパッチ画像Ｐを有し、図面上では左側から右側に向かって面積率が１００％から０％まで単調に減少する。

なお、複数のパッチ画像Ｐの面積率は段階的に変化するため、本実施の形態では、パッチ画像Ｐの面積率を「階調」又は「階調値」と称し、面積率の閾値を「階調閾値」と称する場合がある。

中間転写ベルト３６が矢印Ｂ方向に移動することにより、位置検出部７０により中間転写ベルト３６上の基準マークＭが検知されて、予め定めた基準位置が検出される。また、光量検出部６０により、中間転写ベルト３６上の濃度検出用画像群Ｇからの反射光量が検出される。複数のパッチ画像Ｐについて、面積率の高いパッチ画像Ｐから順に反射光量が検出される。

図５は光量検出部６０から出力される検出信号の時間変化を示す図である。ここでは、濃度検出用画像は、中間転写ベルト３６の１周分の長さＬにわたって、同じ面積率を有している。図５に示すように、光量検出部６０で検出される反射光量は、中間転写ベルト３６の回転に伴って変動する。０％では、中間転写ベルト３６からの反射光量が検出されている。２０％、４０％、６０％では、対応する面積率のトナー像からの反射光量が検出されている。０％、２０％、４０％、６０％と、濃度検出用画像の面積率が高くなるほど、反射光量の変動量は小さくなる。

光量検出部６０で検出される反射光量は、光センサの個体差、光センサの取り付け状態、光センサの光路の汚れ、光センサの温度特性など、種々の原因により変化する。一般に、これらの原因による反射光量の変化は、像保持体の反射光量Ｖ_cleanを基準値として補正される。像保持体の反射光量Ｖ_cleanを基準値とする補正は、正反射方式の光センサで特に有効である。

ところが、像保持体の表面状態が変化すると、基準値である反射光量Ｖ_cleanが変動することになり、画像濃度が正確に取得されない。像保持体の表面状態としては、像保持体を使用していくうちに生じる傷、装置内部で発生する化学物質の付着等がある。また、像保持体が複数のローラに巻き掛けられたベルトである場合には、像保持体の表面状態としては、張力を付与するときに生じるベルトの波打ち、ベルトの特定部位がロールに当たる時に発生する振動などがある。

図５に示す例でも、濃度検出用画像の面積率が０％の場合には、中間転写ベルト３６の表面状態に起因して、光量検出部６０で検出される反射光量（即ち、光量検出部６０の検出信号）は、中間転写ベルト３６の回転に伴って激しく変動している。面積率が大きくなるほどトナー被覆率が高くなり、光量検出部６０の検出信号の変動は目立たなくなるが、大きな変動の影響は残る。この通り、中間転写ベルト３６の表面状態に起因する反射光量の変動量が大きい場合には、濃度検出用画像からの反射光量が変動し、画像濃度も正確に取得されない。

本実施の形態では、濃度補正処理を行う度に、濃度検出用画像の面積率について、反射光量の変動量が許容範囲か否かで閾値を設定する。例えば、点線で囲んだ領域Ａにあるピークは、面積率が高くなるほど小さくなり、４０％では殆ど識別できなくなる。従って、閾値を４０％に設定する。像保持体の表面状態に応じて、即ち、基準値である反射光量Ｖ_cleanの変動が影響する度合いの大きさに応じて、面積率の閾値が設定される。

そして、濃度検出用画像の面積率が閾値以下の場合（面積率が低い場合）には、中間転写ベルト３６の表面状態に応じて、濃度検出用画像の画像濃度を取得する。そして、取得された画像濃度を用いて濃度補正処理を行う。図４に示すように、濃度検出用画像群Ｇは、面積率の異なる複数のパッチ画像Ｐで構成されている。従って、上記の処理はパッチ画像Ｐ毎に行われる。

＜濃度補正処理＞
次に、「濃度補正処理」について説明する。
画像形成装置は、予め定めた条件が満たされた場合に、濃度補正処理を開始する。濃度補正処理中には、通常の画像形成動作は行われない。本実施の形態では、画像形成回数をカウントし、画像形成回数が制限回数を超えた場合に、濃度補正処理を開始する。なお、濃度補正処理を開始する条件は、他の条件としてもよい。例えば、予め定めた期間が経過した場合に、濃度補正処理を開始してもよい。

図６は「濃度補正処理」の処理ルーチンを示すフローチャートである。図７は像保持体である中間転写ベルト１周分の光量検出部からの出力信号の変化を示すグラフである。図８は「閾値決定処理」の処理ルーチンを示すフローチャートである。図９（Ａ）はΔＶ_cleanを説明する説明図であり、図９（Ｂ）はΔＶ_cleanと階調閾値との関係を設定したテーブルである。

「濃度補正処理」及びそのサブルーチンである「閾値決定処理」は、制御部１００のＣＰＵ１００Ａにより実行される。この「濃度補正処理」により、面積率が閾値以下の場合には、中間転写ベルト３６の表面状態に応じて濃度検出用画像の濃度が取得され、濃度検出用画像の濃度が正確に検出される。なお、本実施の形態では、濃度検出用画像群Ｇは、面積率の異なるｎ個のパッチ画像（パッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎ）で構成されている。以下、濃度補正処理の手順を具体的に説明する。

まず、ステップ１００で、中間転写ベルト３６の１周分の反射光量を測定するように、光量検出部６０に指示する。なお、画像形成時と同様に、中間転写ベルト３６は、予め定めた速度で矢印Ｂ方向に移動している。光量検出部６０により、中間転写ベルト３６が１周分移動している間に、中間転写ベルト３６からの反射光量が測定される。光量検出部６０は、制御部１００に反射光量を表す検出信号を出力する。

従って、次に、ステップ１０２で、中間転写ベルト３６の１周分の反射光量Ｖ_cleanを取得する。図７に示すように、中間転写ベルト３６の１周分（転写ベルト反射光量測定期間）の反射光量Ｖ_cleanが測定される。反射光量Ｖ_cleanが「基準値」に相当する。

次に、ステップ１０４で、濃度検出用画像の面積率の閾値を決定する「閾値決定処理」を実行する。図８及び図９（Ａ）に示すように、ステップ２００で、中間転写ベルト３６の１周分の反射光量Ｖ_cleanの最大値と最小値との差ΔＶ_cleanを取得する。次に、ステップ２０２で、ΔＶ_cleanに対応する階調閾値を取得する。

本実施の形態では、図９（Ｂ）に示すように、例えば、ΔＶ_cleanがＡ〜Ｂの範囲にある場合は、階調閾値は４０％というように、反射光量Ｖ_cleanの変動幅であるΔＶ_cleanと階調閾値との対応関係が、予めテーブルで記憶されている。従って、記憶部９０から読み出したテーブルを参照して、得られたΔＶ_cleanに対応する階調閾値を取得する。

次に、ステップ１０６で、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの作成位置に対応した反射光量Ｖ_clean-sync1〜Ｖ_clean-syncnを取得する。反射光量Ｖ_clean-sync1〜Ｖ_clean-syncnは、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎを形成する位置の１周前の中間転写ベルト３６の反射光量である。反射光量Ｖ_clean-sync1〜Ｖ_clean-syncnは、光量検出部６０で検出される反射光量を補正する「基準値」として使用される。

次に、ステップ１０８で、中間転写ベルト３６の１周分の反射光量の平均値Ｖ_clean-aveを取得する。図７に示すように、中間転写ベルト３６の１周分（転写ベルト反射光量測定期間）の反射光量Ｖ_cleanが測定されており、この期間に測定値された反射光量Ｖ_cleanの平均値Ｖ_clean-aveが「代表値」に相当する。

次に、ステップ１１０で、面積率の異なるｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎを形成するように、画像形成部３０に指示する。図７に示すように、画像形成部３０により、位置検出部７０で検出された位置検出信号を基準とするタイミングで、中間転写ベルト３６上に濃度検出用画像群Ｇが形成される。濃度検出用画像群Ｇは、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎが一次元状に配列された画像群である。

次に、ステップ１１２で、中間転写ベルト３６上のｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの反射光量を測定するように、光量検出部６０に指示する。光量検出部６０により、中間転写ベルト３６が１周分移動している間に、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎからの反射光量が測定される。光量検出部６０は、制御部１００に反射光量を表す検出信号を出力する。従って、次に、ステップ１１４で、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの反射光量Ｖ_patch1〜Ｖ_patchnを取得する。

次に、ステップ１１６で、カウンタのカウント値「ｉ」を１とする。カウント値ｉは、パッチ画像Ｐについて判定を行う度に順次更新される。次に、ステップ１１８で、ｉ番目のパッチ画像Ｐ_iを選択する。次に、ステップ１２０で、選択されたパッチ画像Ｐ_iの面積率が閾値以下か否かを判定する。ステップ１２０で肯定判定された場合には、パッチ画像Ｐ_iの面積率が閾値以下であり、中間転写ベルト３６の表面状態に応じた画像濃度の取得が必要であるため、ステップ１２２に進む。一方、ステップ１２０で否定判定された場合には、通常の手法により画像濃度を取得できるため、ステップ１２８に進み、下記式（１）に従い、パッチ画像Ｐ_iの画像濃度Ｄ_patchiを取得する。

パッチ画像Ｐ_iの面積率が閾値より大きい場合の式（１）
Ｄ_patch＝Ｖ_patch/Ｖ_{clean_ave}×Ｋ_std

ステップ１２２では、補正用の下記式（２）を用いてパッチ画像Ｐ_iの画像濃度Ｄ_patchiを取得する。例えば、図７に示す例では、面積率の低いパッチ画像Ｐ_９〜Ｐ_１２は、基準値である反射光量Ｖ_cleanの変動が影響する度合いが大きいので、中間転写ベルト３６の表面状態に応じた画像濃度の取得が必要であり、下記式（２）に従い画像濃度を取得する。

パッチ画像Ｐ_iの面積率が閾値以下の場合の式（２）
Ｄ_patch＝Ｖ_patch/[Ｖ_{clean_ave}＋{(Ｖ_{clean_sync}−Ｖ_{clean_ave})×(Ｃ_{in_th}−Ｃ_{in_patch})/Ｃ_{in_th}}]×Ｋ_std

既に説明したものも含まれるが、上記の式（１）及び式（２）の各パラメータは以下の通り定義される。

Ｄ_patch：パッチ画像の濃度
Ｖ_patch：パッチ画像の反射光量
Ｖ_{clean_ave}：中間転写ベルト１周の反射光量の平均値（代表値）
Ｖ_{clean_sync}：パッチ画像に対応した中間転写ベルトの１周前の反射光量（基準値）
Ｃ_{in_patch}：パッチ画像の面積率
Ｃ_{in_th}：面積率の閾値（階調閾値）
Ｋ_std：正規化係数（除算結果を整数（０〜２５５、０〜１０２３等）にするための係数）

なお、式（２）において、Ｃ_{in_Patch}＝０ならＶ_patch／Ｖ_{clean_sync}とする。また、Ｃ_{in_Patch}＝Ｃ_{in_th}ならＶ_patch／Ｖ_{clean_ave}とする。途中の場合は、比例配分とする。

次に、ステップ１２４で、カウント値「ｉ」がｎ未満か否かを判定する。ステップ１２４で肯定判定の場合には、面積率が閾値以下か否かを判定していないパッチ画像Ｐがあるため、ステップ１１８に戻って、ステップ１１８以降の処理を繰り返し行う。一方、ステップ１２４で否定判定の場合には、全部のパッチ画像Ｐについて判定が終了しているため、ステップ１２６に進む。

ステップ１２６では、取得された画像濃度Ｄ_patchiに応じた濃度補正処理を実行して、ルーチンを終了する。なお、濃度補正処理では、ｉ番目のパッチ画像Ｐ_１の画像濃度Ｄ_patchiに基づいて、画像形成時の出力画像濃度が入力画像濃度（目標値）に近付くように、画像濃度の補正を行う。

＜変形例＞
（他の閾値決定処理）
上記では、予め用意したテーブルを参照して面積率の閾値を決定する例について説明したが、他の方法で面積率の閾値を決定してもよい。例えば、像保持体上に形成された濃度検出用画像の反射光量を実測し、測定結果に基づいて面積率の閾値を決定してもよい。図１０は「閾値決定処理」の他の処理ルーチンを示すフローチャートである。

まず、ステップ３００で、ｍ個の位置における中間転写ベルト３６の反射光量Ｖ_clean1〜Ｖ_cleanmを取得する。次に、ステップ３０２で、転写ベルト１周分の反射光量の平均値Ｖ_clean-aveを取得する。次に、ステップ３０４で、各位置での反射光量Ｖ_clean1〜Ｖ_cleanmと反射光量の平均値Ｖ_clean-aveとの差の絶対値（平均値Ｖ_clean-aveからの乖離）が最大となる位置Ｍを特定する。例えば、図５に示す領域Ａのように、中間転写ベルト３６の表面状態に起因する反射光量の変動量が最大となる位置Ｍを特定する。

次に、ステップ３０６で、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの作成位置に対応した反射光量Ｖ_clean-sync1〜Ｖ_clean-syncnを取得する。なお、図４及び図７では０％から１００％に対応した面積率の濃度検出用画像Ｇを作成するが、ここでは、例えば「６０％以下」等、中間転写ベルト３６の表面状態に起因する反射光量の変動が問題となる、低階調の範囲だけでパッチ画像Ｐを作成してもよい。

次に、ステップ３０８で、面積率の異なるｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎを形成するように、画像形成部３０に指示する。画像形成部３０により、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎが一次元状に配列された画像群として、濃度検出用画像Ｇが中間転写ベルト３６上に形成される。

次に、ステップ３１０で、中間転写ベルト３６上のｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの反射光量を測定するように、光量検出部６０に指示する。光量検出部６０により、中間転写ベルト３６が１周分移動している間に、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎからの反射光量が測定される。光量検出部６０は、制御部１００に反射光量を表す検出信号を出力する。従って、次に、ステップ３１２で、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの反射光量Ｖ_patch1〜Ｖ_patchnを取得する。

次に、ステップ３１４で、反射光量Ｖ_patch1〜Ｖ_patchnの平均値Ｖ_patch-aveを取得する。次に、ステップ３１６で、位置Ｍにおける反射光量Ｖ_patch1〜Ｖ_patchnと平均値Ｖ_patch-aveとの差が許容範囲となる面積率を取得する。例えば、図５に示す例では、反射光量の変動量が目立たなくなる「４０％」が、許容範囲となる面積率として取得される。次に、ステップ３１８で、取得された面積率を階調閾値と決定して、ルーチンを終了する。

（その他の変形例）
なお、上記では、反射光量Ｖ_cleanの変動幅であるΔＶ_cleanと階調閾値との対応関係が予めテーブルで記憶されている例について説明したが、ΔＶ_cleanと階調閾値との対応関係は必要に応じて取得してもよい。例えば、中間転写ベルト等の像保持体の表面状態が変化するという観点から、像保持体の交換を行った時、転写装置に含まれる部材のメンテナンスを行った後、像保持体の使用履歴に応じて、上記の対応関係を定期的に取得するようにしてもよい。

また、上記では、ｎ個のパッチ画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎを形成する位置の１周前の中間転写ベルト３６の反射光量Ｖ_clean-sync1〜Ｖ_clean-syncnを取得する例について説明したが、１周前の反射光量に限定される訳ではない。数周前の反射光量を取得してもよい。また、パッチ画像Ｐの反射光量を測定した後に、画像消去後の中間転写ベルト３６の反射光量を取得してもよい。但し、像保持体の表面状態が変化するので、パッチ画像Ｐの反射光量を測定時から短期間の間に、中間転写ベルト３６の反射光量を取得する方がよい。

また、上記では、中間転写ベルト３６の１周分の反射光量Ｖ_cleanの平均値Ｖ_clean-aveを「代表値」として使用する例について説明したが、像保持体の１周分の反射光量を代表する値であればよく、平均値には限定されない。例えば、中央値、最頻値等を「代表値」としてもよい。

また、上記各実施の形態で説明した装置構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。例えば、像保持体をドラムにする、フローチャートの各ステップの順序を入れ替える等してもよい。

１０ 操作表示部
２０ 画像読取部
３０ 画像形成部
３１ 月
３２ 画像形成ユニット
３４ ローラ
３４Ａ 駆動ローラ
３４Ｄ 従動ローラ
３４Ｃ 張力付与ローラ
３４Ｂ 背面支持ローラ
３６ 中間転写ベルト
３８ 二次転写装置
３９ 定着装置
４０ 用紙供給部
４２ 用紙収容部
４４ 取出ローラ
４６ 搬送ローラ
５０ 用紙排出部
６０ 光量検出部
６１ 筐体
６２ 発光素子
６４ 受光素子
６６ 導光路
６８ 導光路
７０ 位置検出部
８０ 通信部
９０ 記憶部
１００ 制御部
Ｇ 濃度検出用画像群
Ｍ 基準マーク
Ｐ 濃度検出用画像（パッチ画像）

Claims (4)

1. 像保持体上に面積率の異なる複数の濃度検出用画像を形成する画像形成手段と、
   像保持体又は像保持体上に形成された濃度検出用画像の反射光量を測定する測定手段と、
   像保持体の１周分の複数の反射光量を基準値として記憶すると共に、像保持体の１周分の反射光量の代表値を記憶する記憶手段と、
   １周内での前記基準値の変動に基づいて面積率の閾値を決定する決定手段と、
   面積率が前記閾値を超える濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得すると共に、面積率が前記閾値以下の濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記基準値と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得する濃度取得手段と、
   を有する濃度検出装置。
2. 前記決定手段が、１周内での前記基準値の変動幅と面積率の閾値との予め定めた対応関係に基づいて面積率の閾値を決定する、請求項１に記載の濃度検出装置。
3. 前記決定手段が、
   １周内において前記基準値と前記代表値との差が大きい位置を特定し、
   像保持体上に面積率の異なる複数の濃度検出用画像を形成し、
   像保持体上に形成された複数の濃度検出用画像の反射光量を測定し、
   前記位置における濃度検出用画像の反射光量と前記複数の濃度検出用画像の反射光量の平均値との差が予め定めた許容値以下となるように、面積率の閾値を決定する、請求項１に記載の濃度検出装置。
4. 像保持体上に画像を形成する画像形成手段と、
   像保持体又は像保持体上に形成された面積率の異なる複数の濃度検出用画像の反射光量を測定する測定手段と、
   像保持体の１周分の複数の反射光量を基準値として記憶すると共に、像保持体の１周分の反射光量の代表値を記憶する記憶手段と、
   １周内での前記基準値の変動に基づいて面積率の閾値を決定する決定手段と、
   面積率が前記閾値を超える濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得すると共に、面積率が前記閾値以下の濃度検出用画像に対しては、当該濃度検出用画像の反射光量と前記基準値と前記代表値とを用いて濃度検出用画像の面積率に応じた濃度を取得する濃度取得手段と、
   前記濃度取得手段で取得された複数の濃度検出用画像に対応する濃度に基づいて、出力画像濃度を補正する補正手段と、
   を有する画像形成装置。