JP6244969B2 - 画像形成装置及び階調パターンの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び階調パターンの形成方法に関する。

画像形成装置は、用紙上に形成された画像の濃度を安定させるため、画像データに階調補正処理を施している。階調補正処理は、画像データの各画素の階調値を、目標の濃度の画像が形成されるように補正された階調値に変換する処理である。
補正された階調値は、通常、階調値が段階的に異なる複数の階調パターンを用紙上に形成し、濃度検出部により各階調パターンの濃度を検出して得られた出力値と、その目標値との差に応じて決定される。

用紙ではなく、画像の担持体上に形成された階調パターンの濃度を検出することもできる。しかしながら、担持体の表面の微細な傷、凹凸、汚れ等が、濃度検出部の出力値を変動させることがある。また、担持体がベルト等の可撓体であるとクリープと呼ばれる変形が生じる場合がある。このような傷、クリープ等の欠陥は、通常の画像の形成には大きく影響しないが、階調補正のような校正に対する影響は大きく、出力値の変動によって精度良く階調補正を行うことができない。

濃度検出部の出力値は、階調パターンの階調値が低いほど、傷等の欠陥の影響を受けやすく、変動しやすい。そこで、従来は、階調値が高い階調パターンが担持体の欠陥上に形成されるように、階調パターンのグラデーションの向きを変えることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
また、担持体の欠陥部分をすべて覆うようにして階調パターンを形成し、欠陥の影響を全体的に減らすことも行われている（例えば、特許文献２及び３参照）。
黒色の階調パターンを担持体の欠陥部分を避けるようにして形成し、黒色以外の色の階調パターンを欠陥上に重ねて形成することも行われている（例えば、特許文献４参照）。

特開２０１３−１９５９０６号公報 特開２０１２−２２６３７１号公報 特開２００８−２８７１５３号公報 特開２００７−２０６５２０号公報

しかしながら、担持体の欠陥が多いと、上述のようにグラデーションの向きを変更するだけでは欠陥を避けきれず、階調値が低い階調パターンが欠陥上に位置することがある。欠陥をすべて覆うようにして階調パターンを配置する場合も、階調値が低い階調パターンが欠陥上に配置されてしまう可能性がある。
また、黒色以外の色の階調パターンもすべての階調値が担持体の欠陥の影響を受けないわけではなく、やはり階調値が低い階調パターンの出力値は欠陥によって変動する。

本発明の課題は、精度の良い階調補正が可能な階調パターンを形成することである。

請求項１に記載の発明によれば、
それぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンを、担持体上に形成する画像形成部と、
前記階調パターンの形成に先立って、前記担持体の表面の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定し、当該出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てて、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを前記画像形成部により形成させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値と、前記濃度検出部から出力されたすべての出力値の平均値との差の絶対値を算出し、当該絶対値が最も大きい差を前記出力値の変化量として決定することを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
それぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンを、担持体上に形成する画像形成部と、
前記階調パターンの形成に先立って、前記担持体の表面の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定し、当該出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てて、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを前記画像形成部により形成させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値のうちの最大値と最小値の差を、前記出力値の変化量として決定することを特徴とする画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記制御部は、前記候補領域の数を、各階調値の階調パターンの数よりも多くす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が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記制御部は、前記濃度検出部により得られたすべての出力値の平均値又は前記担持体の表面の濃度を前記濃度検出部により検出したときの出力値に対して設定されている目標値との差が大きい出力値が連続する候補領域を、前記担持体の変形が生じている候補領域として決定し、前記担持体の変形が生じている候補領域を除外した他の候補領域に、各階調値の階調パターンを割り当てることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記制御部は、前記候補領域ごとに決定された出力値の変化量が、各階調値の階調パターンに設定された出力値の変化量の許容条件を満たす候補領域に、各階調値の階調パターンを割り当て、
前記許容条件は、階調パターンの階調値が低いほど、許容できる出力値の変化量が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
画像形成部においてそれぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンが形成される担持体の表面の濃度を、濃度検出部により検出する工程と、
前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定する工程と、
前記出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てる工程と、
前記画像形成部により、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを形成する工程と、
を含み、
前記出力値の変化量を決定する工程では、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値と、前記濃度検出部から出力されたすべての出力値の平均値との差の絶対値を算出し、当該絶対値が最も大きい差を前記出力値の変化量として決定することを特徴とする階調パターンの形成方法が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
画像形成部においてそれぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンが形成される担持体の表面の濃度を、濃度検出部により検出する工程と、
前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定する工程と、
前記出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てる工程と、
前記画像形成部により、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを形成する工程と、
を含み、
前記出力値の変化量を決定する工程では、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値のうちの最大値と最小値の差を、前記出力値の変化量として決定することを特徴とする階調パターンの形成方法が提供される。

本発明によれば、精度の良い階調補正が可能な階調パターンを形成することができる。

本実施の形態の画像形成装置の構成を示す機能ブロック図である。 画像形成部の概略構成を示す正面図である。 濃度検出部の概略構成を示す正面図である。 中間転写ベルト上に形成された０〜１００％の各階調値の階調パターンを示す上面図である。 入力された階調値に対して出力される補正後の階調値を示す図である。 （ａ）中間転写ベルトの表面の傷上に形成された階調値が低い階調パターンを示す上面図である。（ｂ）中間転写ベルトの表面の傷上に形成された階調値が高い階調パターンを示す上面図である。 （ａ）階調値が低い階調パターンの濃度が低下した場合の例を示す上面図である。（ｂ）階調値が低い階調パターンの濃度が上昇した場合の例を示す上面図である。 画像形成装置が階調パターンを形成する処理手順を示すフローチャートである。 濃度検出部の出力値の一例を示す図である。 出力値の平均値によって決定される出力値の変化量を示す図である。 出力値の目標値によって決定される出力値の変化量を示す図である。 出力値の最大値及び最小値によって決定される出力値の変化量を示す図である。 中間転写ベルトの変形が生じている場合の出力値を示す図である。 候補領域ごとに決定された出力値の変化量の一覧を示す図である。 中間転写ベルト上の割り当てられた各候補領域の位置に形成された階調パターンの例を示す上面図である。 各階調値の階調パターンに設定された出力値の変化量の許容条件の一例を示す図である。

以下、本発明の画像形成装置及び階調パターンの形成方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置Ｇの構成を機能ごとに表す機能ブロック図である。
図１に示すように、画像形成装置Ｇは、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、通信部１５、画像生成部１６、画像処理装置１７、画像形成部１８及び濃度検出部１９を備えている。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。制御部１１は、記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、画像形成装置Ｇの各部を制御する。
例えば、制御部１１は、画像生成部１６によりビットマップ形式の画像データを生成させ、画像処理装置１７により当該画像データに階調補正処理等の画像処理を施させる。制御部１１は、画像処理された画像データに基づいて、画像形成部１８により用紙上に画像を形成させる。
また、制御部１１は、画像の濃度の安定化のため、階調補正処理時に画像処理装置１７により用いられるＬＵＴ（Look Up Table）を更新することができる。

記憶部１２は、制御部１１が読み取り可能なプログラム、ファイル等を記憶している。
記憶部１２としては、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体を用いることができる。

操作部１３は、操作キー、表示部１４と一体に構成されたタッチパネル等を備え、これらの操作に応じた操作信号を制御部１１に出力する。ユーザーは、操作部１３により、ジョブの設定、処理内容の変更等の入力操作を行うことができる。

表示部１４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等であることができ、制御部１１の指示に従って操作画面等を表示する。

通信部１５は、制御部１１の指示に従い、ネットワーク上のコンピューター、例えばユーザー端末、サーバー、他の画像形成装置等と通信する。通信部１５は、例えばユーザー端末から送信されたＰＤＬ（Page Description Language）データを受信する。

画像生成部１６は、通信部１５が受信したＰＤＬデータをラスタライズ処理して、画素ごとに階調値を有するビットマップ形式の画像データを、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色ごとに生成する。階調値は、画像の濃淡のレベルを０〜１００％の範囲内で表す信号値である。
また、画像生成部１６は、スキャナーを備え、ユーザーによりセットされた原稿を当該スキャナーにより読み取って、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の各色の画像データを生成することもできる。画像生成部１６は、各色Ｒ、Ｇ及びＢの画像データを色変換処理して、各色Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの画像データを生成する。

画像処理装置１７は、画像生成部１６から入力されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの画像データに対し、階調補正処理、中間調処理等の画像処理を施す。
階調補正処理は、画像データの各画素の階調値を、形成された画像の濃度特性が目標の濃度特性と一致するように補正された階調値に変換する処理である。画像処理装置１７は、各階調値に対して補正後の階調値が定められたＬＵＴを備え、このＬＵＴを用いて各画素の階調値を補正後の階調値に変換する。
中間調処理は、例えば誤差拡散処理、ディザ法を用いたスクリーン処理等である。

画像形成部１８は、画像処理装置１７により画像処理されたＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像データに基づき、トナー等の色材を用いて用紙上に画像を形成する。
図２は、画像形成部１８の概略構成を示している。
図２に示すように、画像形成部１８は、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫの色ごとのユニット１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ及び１８Ｋを備え、各ユニット１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ及び１８Ｋは、露光部１、感光体２、現像部３等を備えている。また、画像形成部１８は、中間転写ベルト４、２次転写ローラー５、定着装置６等を備えている。

画像形成時、Ｃ色のユニット１８Ｃでは、感光体２を帯電させた後、画像データの各画素の階調値に応じて変調されたレーザービームを露光部１により感光体２上に照射し、感光体２上に形成された静電潜像を現像部３によりＣ色のトナーを供給して現像する。同様にして、Ｍ、Ｙ及びＫの各色のユニット１８Ｍ、１８Ｙ及び１８Ｋにより感光体２上にＭ、Ｙ及びＫの各色のトナーで画像を形成する。各感光体２上に形成された各色の画像は、中間転写ベルト４の表面に重ねて転写される。中間転写ベルト４は画像の担持体であり、複数のローラーにより巻き回されて回動する。この回動によって中間転写ベルト４上の画像が２次転写ローラー５の位置に搬送されるタイミングに合わせて、図示しない給紙トレイから用紙が給紙され、２次転写ローラー５により中間転写ベルト４から用紙上に画像が転写される。転写後の用紙は定着装置６により定着処理される。定着処理は用紙を加熱及び加圧することにより、用紙上のトナーを用紙に定着させる処理である。

濃度検出部１９は、中間転写ベルト４上でＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの各色の画像を重ねて得られた画像の濃度を検出する。そのため、濃度検出部１９は、図２に示すように中間転写ベルト４による画像の搬送方向において各ユニット１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ及び１８Ｋよりも下流側の中間転写ベルト４の表面付近に配置されている。
濃度検出部１９としては、濃度を検出できるのであれば、光学センサーであってもよいし、カラーラインセンサー等であってもよい。
濃度検出部１９により検出される画像の濃度は、画像データの階調値と同様に画像の濃淡のレベルを０〜１００％の範囲内で表す。

図３は、光学センサーである場合の濃度検出部１９の構成例を示している。
濃度検出部１９は、図３に示すように、光源１９１及び受光素子１９２を備えている。
濃度検出部１９は、光源１９１により光を照射し、中間転写ベルト４の表面上で反射して受光素子１９２に入射した光を受光素子１９２により光電変換する。濃度検出部１９は、光電変換により、受光素子１９２に入射した光の光量に応じた出力値を出力する。

上記画像形成装置Ｇは、形成される画像の濃度特性が目標の濃度特性と一致するように階調補正処理を行うため、階調補正処理に用いられるＬＵＴを更新することができる。
一般的なＬＵＴの更新は、次の手順により行われる。
まず、画像形成部１８が、それぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンを中間転写ベルト４上に形成する。濃度検出部１９は、中間転写ベルト４上に形成された各階調値の階調パターンの濃度を検出する。

図４は、中間転写ベルト４上に形成された複数の階調パターンｇ１〜ｇ１２の一例を示している。
複数の階調パターンｇ１〜ｇ１２は中間転写ベルト４によって搬送され、この搬送方向において低い階調値から高い階調値へと順に並べて配置されて、グラデーションを形成している。各階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値は、それぞれ０％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％及び１００％である。
図４中のスポットＬｓは、濃度検出部１９の光源１９１から照射された光のスポットを表している。スポットＬｓの位置及び直径は、スポットＬｓの領域が各階調パターンｇ１〜ｇ１２の領域よりも小さくなるように、各階調パターンｇ１〜ｇ１２の位置及び面積に応じて決定されている。例えば、各階調パターンｇ１〜ｇ１２の搬送方向の長さが２０ｍｍ、搬送方向と直交する方向の長さが１５ｍｍである場合、スポットＬｓの直径を３．５ｍｍとすることができる。

濃度検出部１９から各階調パターンｇ１〜ｇ１２に対する出力値が得られると、制御部１１が各出力値を所定の換算式を用いて濃度値に換算する。換算式は、出力値と濃度値の関係からあらかじめ求められている。制御部１１は、換算により得られた濃度値を、各階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成後の階調値として、当該形成後の階調値と各階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値との差に応じて、各階調値に対する補正後の階調値を決定し、ＬＵＴを生成する。具体的には、形成後の各階調値と各階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値との差を、各階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値に加算することにより、補正後の階調値を得ることができる。

図５は、各階調値に対して決定された補正後の階調値を示している。
図５において、曲線Ｋ１は、各階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成後の階調値の近似曲線であり、現在の画像の階調特性を表している。直線Ｋ２は入力階調値と出力階調値の関係が１：１となる直線であり、目標とする階調特性を表している。曲線Ｋ３は、補正後の階調値の近似曲線であり、直線Ｋ２を対称軸として曲線Ｋ１と線対称の関係にある。
制御部１１は、曲線Ｋ３の入力階調値に対応する出力階調値、すなわち補正後の階調値をテーブル化することにより、ＬＵＴを作成することができる。

上記階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成時、中間転写ベルト４の表面に傷、凹凸、汚れ等があるか、クリープのような変形が生じている場合、濃度検出部１９により得られた出力値が変動することがある。階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値が低いほど、中間転写ベルト４の傷、変形等の影響が大きく、出力値が変動しやすい傾向がある。
例えば、図６（ａ）に示すように、階調値が低い階調パターンｇ２は中間転写ベルト４上のトナーの量が少なく、表面の傷３０によって光の反射率が大きく変化するため、出力値の変動も大きくなる。一方、図６（ｂ）に示すように、階調値が高い階調パターンｇ１１は中間転写ベルト４上のトナー量が多く、傷３０がトナーによって被覆されるため、傷３０による光の反射率の変化が小さい。そのため、出力値の変動も少ない。

出力値が変動すると、現在の画像の階調特性を正確に特定できないため、精度良く階調補正できるように補正後の階調値を決定することが難しい。特に低階調の階調補正を精度良く行うことが難しくなる。例えば、変動した出力値によって決定された補正後の階調値を用いて各階調パターンｇ１〜ｇ１２を階調補正すると、形成後の階調パターンｇ１〜ｇ３の濃度が、図７（ａ）に示すように薄くなるか、図７（ｂ）に示すように濃くなり、濃度が安定しない。

このような出力値の変動を減らすため、画像形成装置Ｇは、階調値が低いほど各階調パターンｇ１〜ｇ１２が形成される領域における濃度検出部１９の出力値の変化量が小さくなるように、各階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成位置を調整する。
図８は、画像形成装置Ｇが階調パターンｇ１〜ｇ１２を形成する際の処理手順を示している。
図８に示すように、階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成に先立って、濃度検出部１９が中間転写ベルト４の表面の濃度を検出する(ステップＳ１)。このとき、中間転写ベルト４の１周分の表面の濃度を検出してもよいが、階調パターンｇ１〜ｇ１２を形成する領域周辺の濃度のみ検出してもよい。

濃度検出部１９により出力値が得られると、制御部１１は各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２を形成する候補領域ごとに、出力値の変化量を決定する(ステップＳ２)。
制御部１１は、候補領域の数を、各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２の数よりも多くすることができる。余剰の候補領域があれば、出力値の変化量が大きい候補領域を除いて、階調パターンを形成することが可能となる。
例えば、階調パターンｇ１〜ｇ１２の場合、階調パターンｇ１〜ｇ１２の数が１２であるので、候補領域の数を１８とすることができる。

図９は、濃度検出部１９により得られた出力値を、１８の候補領域Ｒ１〜Ｒ１８ごとに表している。
図９に示すように、候補領域Ｒ３、Ｒ１１及びＲ１２に現れた急激な出力値の変動はスパイクノイズと呼ばれ、中間転写ベルト４の表面の傷に起因する。また、候補領域Ｒ１７に現れた緩やかな出力値の変動は、中間転写ベルト４のクリープに起因する。

制御部１１は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８内で濃度検出部１９により得られた複数の出力値と、濃度検出部１９により得られたすべての出力値の平均値との差の絶対値を算出し、当該絶対値が最も大きい差を、出力値の変化量として決定することができる。
例えば候補領域Ｒ３の場合、図１０に示すように、候補領域Ｒ３で得られた各出力値の最小値が、すべての出力値の平均値との差の絶対値が最も大きい。よって、制御部１１は当該最小値と平均値との差を候補領域Ｒ３の出力値の変化量として決定する。

また、制御部１１は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８内で濃度検出部１９により得られた複数の出力値と、中間転写ベルト４の表面の濃度を濃度検出部１９により検出したときの出力値に対して設定されている目標値との差の絶対値を算出し、当該絶対値が最も大きい差を出力値の変化量として決定することができる。目標値は、濃度検出部１９の光源１９１の光量を調整するための基準値としても用いられる。
例えば候補領域Ｒ３の場合、図１１に示すように、候補領域Ｒ３における各出力値の最小値が、目標値との差の絶対値が最も大きい。よって、制御部１１は当該最小値と目標値との差を候補領域Ｒ３の出力値の変化量として決定する。

また、制御部１１は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８内で濃度検出部１９により得られた複数の出力値のうちの最大値と最小値の差を、出力値の変化量として決定することもできる。
例えば候補領域Ｒ３の場合、図１２に示すように、制御部１１は、候補領域Ｒ３における出力値の最大値と最小値の差を出力値の変化量として決定する。

次に、制御部１１は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の出力値を元に、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８が中間転写ベルト４の変形が生じている候補領域であるか否かを決定する。
具体的には、制御部１１は、平均値又は目標値との差が大きい出力値が連続する候補領域を、変形が生じている候補領域として決定することができる。差が大きいか否か、差が大きい出力値が連続するか否かは、それぞれの閾値との比較により判断することができる。各閾値は、求められる階調補正の精度に応じて任意に設定すればよい。

中間転写ベルト４の変形が生じている候補領域が有る場合(ステップＳ３；Ｙ)、制御部１１は候補領域Ｒ１〜Ｒ１８から変形が生じている候補領域を除外する(ステップＳ４)。除外後、ステップＳ５の処理に移行する。
中間転写ベルト４の変形が生じている領域が無い場合(ステップＳ３；Ｎ)、上記除外は行わずにステップＳ５の処理に移行する。
クリープのような変形が生じている候補領域では、変形によって濃度検出部１９の受光素子１９２と中間転写ベルト４の表面との間の距離が変動し、変動する範囲も広い。そのため、階調値の高低によらず、どの階調パターンｇ１〜ｇ１２を形成しても、出力値が大きく変動する。上述のように、変形が生じている候補領域を除外することにより、中間転写ベルト４の変形による出力値の変動を減らすことができる。

例えば、候補領域Ｒ１７においては、図１３に示すように平均値との差が閾値以上の出力値が半数以上連続している。平均値との差が閾値以上である出力値が候補領域内で得られる出力値の半数以上連続する場合に変形が生じていると判断する場合、制御部１１は、候補領域Ｒ１７を変形が生じている候補領域であると決定し、階調パターンの候補領域Ｒ１〜Ｒ１８から候補領域Ｒ１７を除外する。

次に、制御部１１は、出力値の変化量が小さい候補領域から順に、各階調パターンｇ１〜ｇ１２のなかから階調値が低い階調パターンを割り当てる(ステップＳ５)。
図１４は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８において決定された出力値の変化量の一覧を示している。
制御部１１は、図１４に示すように、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の出力値の変化量が小さい順番を決定する。そして、制御部１１は、この候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の順番と、低い階調値から高い階調値へと各階調パターンｇ１〜ｇ１２を並べた時の順番とが一致するように、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８に各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２を割り当てていく。

図１４に示す一覧において、出力値の変化量が最も小さいのは候補領域Ｒ１０であるため、候補領域Ｒ１０には階調値が最も低い０％の階調パターンｇ１が割り当てられている。２番目に出力値の変化量が小さい候補領域Ｒ１８には階調値が２番目に低い５％の階調パターンｇ２が割り当てられ、３番目に出力値の変化量が小さい候補領域Ｒ１６には階調値が３番目に低い１０％の階調パターンｇ３が割り当てられる。このようにして、候補領域Ｒ１７を除く他の１８の候補領域Ｒ１〜Ｒ１８のうち、１２の候補領域に１２の階調パターンｇ１〜ｇ１２がそれぞれ順番に割り当てられている。

すべての階調パターンｇ１〜ｇ１２の割り当てが終了すると、制御部１１は、中間転写ベルト４上の割り当てられた各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の位置に各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２を、画像形成部１８により形成させる（ステップＳ６）。
具体的には、制御部１１は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８に対応する位置に、候補領域Ｒ１〜Ｒ１８に割り当てられた階調パターンｇ１〜ｇ１２がそれぞれ配置された画像データを生成し、画像形成部１８に出力する。画像形成部１８は、当該画像データに基づいて中間転写ベルト４上に各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２を形成する。

図１４に示す割り当ての場合、中間転写ベルト４上には、図１５に示すように配置された各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２が形成される。
図１５に示すように、候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の数が階調パターンｇ１〜ｇ１２の数よりも多いため、各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２は、傷、クリープ等による出力値の変化量が大きい領域を除いて形成され得る。
候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の数と階調パターンｇ１〜ｇ１２の数が同じ場合でも、出力値の変化量が大きい候補領域には階調値が高い階調パターンが割り当てられるため、当該階調パターンの出力値の傷等による変化は小さい。よって、低い階調値から高い階調値まですべての階調パターンｇ１〜ｇ１２において濃度検出部１９の出力値の変動を減らすことができる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置Ｇは、それぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンｇ１〜ｇ１２を、中間転写ベルト４上に形成する画像形成部１８と、階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成に先立って、中間転写ベルト４の表面の濃度を検出する濃度検出部１９と、濃度検出部１９の出力値の変化量を、中間転写ベルト４上において各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２を形成する候補領域Ｒ１〜１８ごとに算出し、当該出力値の変化量が小さい候補領域Ｒ１〜Ｒ１８から順に階調値が低い階調パターンｇ１〜ｇ１２を割り当てて、中間転写ベルト４上の割り当てられた各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８の位置に各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２を画像形成部１８により形成させる制御部１１と、を備える。

これにより、階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値が低いほど、傷、凹凸、汚れ等が少なく、濃度検出部１９の出力値の変動が小さい領域に形成することができる。階調値が低い階調パターンから得られる濃度検出部１９の出力値は傷等に起因する変動が小さく、階調値が高い階調パターンは傷等がある候補領域に形成された場合でも出力値の変動が小さい。低い階調値から高い階調値まですべての階調パターンｇ１〜ｇ１２から得られる出力値の変動を減らすことができ、正確な出力値を得ることができる。正確な出力値を用いて補正後の階調値を決定することにより、精度良く階調補正を行うことができる。

傷等に起因する濃度検出部１９の出力値の変動を減らすため、傷等を避けるように階調パターンｇ１〜ｇ１２を複数セット形成する、階調パターンｇ１〜ｇ１２の面積を拡大して傷等を覆う等の対策もあるが、これらの対策によればトナーの消費量が増加し、コストが上昇する。これに対し、本実施の形態の画像形成装置Ｇは、傷等を避けるように各階調パターンｇ１〜ｇ１２の形成位置を調整しているので、トナーの消費量を増やすことなく出力値の変動を減らすことができる。

〔他の実施の形態〕
他の実施の形態の画像形成装置は、各階調値の階調パターンに対して、階調値が低いほど許容できる出力値の変化量が小さくなるように許容条件を設定し、出力値の変化量が当該許容条件を満たす候補領域に各階調値の階調パターンを割り当てる。これにより、上述した実施の形態の画像形成装置Ｇと同様に、候補領域内の出力値の変化量が小さい順に階調値が低い階調パターンを配置することができる。

他の実施の形態の画像形成装置は、図８に示す画像形成装置Ｇの処理手順のうち、ステップＳ５の処理内容を次のように変更することにより、実現することができる。
図８に示すステップＳ５において、制御部１１は、出力値の変化量が、各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２ごとに設定された出力値の変化量の許容条件を満たす候補領域に割り当てる。許容条件は、階調パターンｇ１〜ｇ１２の階調値が低いほど、許容できる出力値の変化量が小さくなるように設定されている。

図１６は、各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２に設定された許容条件の一例を示している。
図１６に示すように、各階調値の階調パターンｇ１０〜ｇ１２は、０〜１０％、２０〜４０％、５０〜７０％、８０〜１００％の階調値の範囲ごとに、許容される出力値の変化量としてそれぞれ０．０４Ｖ、０．０６Ｖ、０．０８Ｖ、０．１０Ｖと設定されている。
なお、０〜１０％の各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ３の許容条件は同じであるが、階調値が低い順に出力値の変化量がより小さい候補領域に優先的に割り当てられるように割り当て順が設定されている。このような割り当て順は、２０〜４０％、５０〜７０％、８０〜１００％の階調値の範囲の許容条件においても同様に設定されている。

図１６に示す許容条件に応じて、制御部１１は、各候補領域Ｒ１〜Ｒ１８のうち、出力値の変化量が０〜１０％の各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ３の許容条件を満たす少なくとも３つの候補領域を抽出する。図１４に示す例の場合、許容条件に該当する候補領域は、候補領域Ｒ１０、Ｒ１８、Ｒ１６、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ１４、Ｒ９及びＲ１５である。
制御部１１は、図１６に示す割り当て順にしたがって、抽出された少なくとも３つの候補領域のうち、出力値の変化量が最も小さい候補領域Ｒ１０に０％の階調値の階調パターンｇ１を割り当てる。また、制御部１１は、出力値の変化量が２番目及び３番目に小さい領域Ｒ１８及びＲ１６のそれぞれに、５％及び１０％の階調値の階調パターンｇ２及びｇ３を割り当てる。同様にして、制御部１１は、２０〜４０％、５０〜７０％、８０〜１００％の各階調値の階調パターンｇ４〜ｇ１２を、残りの各候補領域Ｒ１〜Ｒ９、Ｒ１１〜Ｒ１５及びＲ１７に割り当てる。これにより、中間転写ベルト４上には、図１５に示すように配置された各階調値の階調パターンｇ１〜ｇ１２が形成される。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、制御部１１に上記処理手順を実行させるためのプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、当該プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

Ｇ 画像形成装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１８ 画像形成部
４ 中間転写ベルト
１９ 濃度検出部

Claims (7)

1. それぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンを、担持体上に形成する画像形成部と、
   前記階調パターンの形成に先立って、前記担持体の表面の濃度を検出する濃度検出部と、
   前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定し、当該出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てて、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを前記画像形成部により形成させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値と、前記濃度検出部から出力されたすべての出力値の平均値との差の絶対値を算出し、当該絶対値が最も大きい差を前記出力値の変化量として決定することを特徴とする画像形成装置。
2. それぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンを、担持体上に形成する画像形成部と、
   前記階調パターンの形成に先立って、前記担持体の表面の濃度を検出する濃度検出部と、
   前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定し、当該出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てて、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを前記画像形成部により形成させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値のうちの最大値と最小値の差を、前記出力値の変化量として決定することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記候補領域の数を、各階調値の階調パターンの数よりも多くす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。
4. 前記制御部は、前記濃度検出部により得られたすべての出力値の平均値又は前記担持体の表面の濃度を前記濃度検出部により検出したときの出力値に対して設定されている目標値との差が大きい出力値が連続する候補領域を、前記担持体の変形が生じている候補領域として決定し、前記担持体の変形が生じている候補領域を除外した他の候補領域に、各階調値の階調パターンを割り当てることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記候補領域ごとに決定された出力値の変化量が、各階調値の階調パターンに設定された出力値の変化量の許容条件を満たす候補領域に、各階調値の階調パターンを割り当て、
   前記許容条件は、階調パターンの階調値が低いほど、許容できる出力値の変化量が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 画像形成部においてそれぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンが形成される担持体の表面の濃度を、濃度検出部により検出する工程と、
   前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定する工程と、
   前記出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てる工程と、
   前記画像形成部により、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを形成する工程と、
   を含み、
   前記出力値の変化量を決定する工程では、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値と、前記濃度検出部から出力されたすべての出力値の平均値との差の絶対値を算出し、当該絶対値が最も大きい差を前記出力値の変化量として決定することを特徴とする階調パターンの形成方法。
7. 画像形成部においてそれぞれの階調値が段階的に異なる複数の階調パターンが形成される担持体の表面の濃度を、濃度検出部により検出する工程と、
   前記濃度検出部の出力値の変化量を、前記担持体上において各階調値の階調パターンを形成する候補領域ごとに決定する工程と、
   前記出力値の変化量が小さい候補領域から順に階調値が低い階調パターンを割り当てる工程と、
   前記画像形成部により、前記担持体上の割り当てられた各候補領域の位置に各階調値の階調パターンを形成する工程と、
   を含み、
   前記出力値の変化量を決定する工程では、各候補領域内で前記濃度検出部により得られた複数の出力値のうちの最大値と最小値の差を、前記出力値の変化量として決定することを特徴とする階調パターンの形成方法。