JP6299450B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特に階調補正のための階調パターンを像担持体に形成する画像形成装置に関する。

複写機やプリンター等の画像形成装置には、形成画像の画質を長期間に亘って一定レベル以上に維持するための画像安定化制御の機能が設けられているものが多い。この画像安定化制御の一つに階調補正がある。階調補正は、次のようにして行われる。
すなわち、異なる濃度の複数のトナーパッチからなる階調パターンを像担持体として例えば中間転写ベルト上に形成し、中間転写ベルト上に形成された階調パターンに光を照射させ、その反射光をセンサーで受光することにより、各トナーパッチの濃度（付着量）を光学的に検出して、その検出結果に基づいて階調パターンの階調特性を算出する。

通常、中間転写ベルト上に形成された階調パターンの階調特性を算出した場合、装置の経年劣化や製造ばらつきなどにより、目標濃度と実際の形成画像の濃度とが非線形の関係になっている場合がほとんどである。このため、これを線形の関係にすべく、算出された階調特性の逆特性を有する階調補正データ、いわゆるγ補正カーブを求め、求めたγ補正カーブを用いて、これ以降の画像形成時における画像データの各画素の階調値を補正することにより行われる。γ補正カーブの生成は、所定条件を満たしたとき、例えば一定枚数のシートに対する画像形成が行われるごとになどに実行される。

γ補正カーブの生成には、中間転写ベルト上に階調パターンを形成する必要があるが、中間転写ベルトの一部分に変形、例えばクリープ変形や傷などの形状の異常が生じていると、その変形した部分に形成されたトナーパッチについては、同じ濃度のトナーパッチを正常な部分に形成した場合に対して、センサーで受光される反射光の光量が変動してしまい、その変動量がノイズ成分となって正しい濃度を検出できなくなることがある。

ノイズ成分の混入による検出精度の低下を抑制する方法として、中間転写ベルト上の異なる部分に別々の階調パターンを形成して、それぞれの階調パターンの検出結果を平均化する方法がある。この方法をとれば、検出結果に含まれるノイズ成分の割合が平均化により低下してノイズ成分の影響を少なくすることができる。

特開２００５−２４７３３号公報 特開２００８−２６５５１号公報

しかしながら、上記のように複数の階調パターンの検出結果を平均化する方法を用いても、ノイズ成分が含まれることにより検出精度が低下することに変わりはない。
階調パターンの検出精度が低下すれば、その結果に基づき求められるγ補正カーブも装置の状態に適したものにならなくなるおそれがあり、その場合には階調補正を行っても形成画像の階調再現性が低下することになってしまう。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、階調パターンをより精度良く検出することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１局面に係る画像形成装置は、画像形成手段により像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、異なる濃度の複数の画像パッチを含む階調パターンを３個以上、それぞれを前記像担持体上の異なる箇所に前記画像形成手段により形成させるパターン形成手段と、前記像担持体上に形成された各階調パターンを構成する各画像パッチの濃度を検出する検出手段と、前記各画像パッチの濃度の検出値に基づき前記各階調パターンの階調特性を比較して得られた結果から前記像担持体上の形状の異常に起因するノイズを含んだ検出値を特定し、特定された検出値以外の検出値のみを用いて階調補正データを生成する生成手段と、前記生成された階調補正データにより前記画像形成手段の階調補正を行う補正手段と、を備え、前記階調パターンのそれぞれは、他の階調パターンとは各画像パッチの濃度が異なることを特徴とする。

ここで、前記階調パターンの数をｍとし、それぞれの階調パターンに番号を付すとともに、形成される全ての画像パッチのそれぞれについて濃度の低いものから高いものの順に番号を付し、変数ｎ（整数）を１≦ｎ、変数ｋ（整数）を０≦ｋ≦（ｍ−１）としたとき、濃度が（ｍ×ｎ−ｋ）番目の画像パッチが、ｍ個の階調パターンのうち（ｍ−ｋ）番目の階調パターンに属するとしても良い。

本発明の第２局面に係る画像形成装置は、画像形成手段により像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、異なる濃度の複数の画像パッチを含む階調パターンを３個以上、それぞれを前記像担持体上の異なる箇所に前記画像形成手段により形成させるパターン形成手段と、前記像担持体上に形成された各階調パターンを構成する各画像パッチの濃度を検出する検出手段と、前記各画像パッチの濃度の検出値に基づき前記各階調パターンの階調特性を比較して得られた結果から前記像担持体上の形状の異常に起因するノイズを含んだ検出値を特定し、特定された検出値以外の検出値のみを用いて階調補正データを生成する生成手段と、前記生成された階調補正データにより前記画像形成手段の階調補正を行う補正手段と、を備え、前記階調パターンのそれぞれは、他の階調パターンと各画像パッチの濃度が同じであり、前記生成手段は、前記階調補正データの生成を、ノイズを含んだものと特定された検出値の画像パターンが属する階調パターン以外の他の階調パターンに属する各画像パッチの濃度の検出値のみを用いて行うとしても良い。
さらに、前記画像形成手段は、異なる第１と第２の色の画像パッチを別々に形成する各色用の作像部を備え、前記それぞれの階調パターンは、前記第１の色の複数の画像パッチと前記第２の色の複数の画像パッチとが混在する階調パターンであり、前記それぞれの階調パターンごとに、その階調パターンに属する同じ色の複数の画像パッチのそれぞれが異なる濃度になるように形成され、前記生成手段は、色ごとに、当該色の画像パッチの濃度の検出値に基づき前記階調補正データを生成し、前記補正手段は、色ごとに生成された階調補正データにより当該色に対応する作像部による画像形成の階調補正を行うとしても良い。

また、前記画像形成手段は、異なる第１と第２の階調再現方法のそれぞれごとに、その階調再現方法を用いて異なる濃度の画像を形成することが可能であり、前記それぞれの階調パターンは、前記第１の階調再現方法により表現された複数の画像パッチと前記第２の階調再現方法により表現された複数の画像パッチとが混在する階調パターンであり、前記それぞれの階調パターンごとに、その階調パターンに属する同じ階調再現方法による複数の画像パッチのそれぞれが異なる濃度になるように形成され、前記生成手段は、前記それぞれの階調再現方法ごとに、当該階調再現方法を用いて形成された各画像パッチの濃度の検出値に基づき当該階調再現方法に用いるべき前記階調補正データを生成し、前記補正手段は、前記それぞれの階調再現方法ごとに、当該階調再現方法を用いて前記画像形成手段が画像を形成する場合に当該階調再現方法に対応して生成された前記階調補正データにより当該画像形成手段の階調補正を行うとしても良い。

さらに、前記階調パターンごとに、これに属する各画像パッチが濃度の低いものから高いものの順に配列されているまたは不規則に配列されているとしても良い。
また、前記生成手段は、前記階調補正データの生成を、ノイズを含んだものと特定された検出値の画像パターンが属する階調パターン以外の他の階調パターンに属する各画像パッチの濃度の検出値のみを用いて行うとしても良い。

さらに、前記パターン形成手段は、前記複数の画像パッチのそれぞれの濃度が予め決められた異なる目標濃度になるように当該複数の画像パッチを前記像担持体上に形成させ、前記生成手段は、前記各階調パターンについて、当該階調パターンに属する各画像パッチの濃度の検出値から当該階調パターンの階調特性を求め、求めた各階調パターンの階調特性を比較して、前記目標濃度ごとに、３以上の階調パターンのうち２つずつの組み合わせのそれぞれの組について、当該組に属する一方の階調パターンから得られる当該目標濃度に対応する出力濃度と他方の階調パターンの階調特性から得られる当該同じ目標濃度に対応する出力濃度との差分を求め、前記目標濃度ごとに求められた各組の差分の大きさに基づき、前記目標濃度別に形成されたそれぞれの画像パッチの濃度の検出値のうち、前記ノイズを含んだ検出値を特定するとしても良い。

また、前記像担持体は、回転体であり、前記各階調パターンに属する各画像パッチが前記像担持体の回転方向に沿った方向に配列されているとしても良い。
さらに、前記検出手段は、前記像担持体上の階調パターンに光を照射し、その反射光量を検出するセンサーであるとしても良い。

上記のように構成すれば、複数の階調パターンの検出結果からノイズ成分の除去が可能になるので、階調パターンをより精度良く検出でき、装置の状態に適した階調補正データを生成して、階調補正による形成画像の階調再現性を向上することができる。

複合機の全体の構成を示す概略図である。 複合機に設けられる制御部の構成を示すブロック図である。 中間転写ベルト上に一次転写されたＹ色の階調パターンの構成例を示す平面図である。 （ａ）は、中間転写ベルトにおいて変形が生じている部分に光が照射されたときの反射光の様子を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、変形が生じていない部分に光が照射されたときの反射光の様子を模式的に示す側面図である。 （ａ）は、入力画像濃度と出力画像濃度の関係を示す図であり、（ｂ）は、補正前の画像データの階調値と補正後の画像データの階調値の関係を示す図である。 中間転写ベルト上に形成された各トナーパッチと各トナーパッチの階調値（目標濃度に相当）との関係を示す図である。 中間転写ベルト上に形成されたＹ色のトナーパッチのパターン検出センサー３８による濃度検出結果の例を示す図である。 （ａ）は、階調パターンＰ１の階調特性Ｑ１を示す図であり、（ｂ）は、階調パターンＰ２の階調特性Ｑ２を示す図であり、（ｃ）は、階調パターンＰ３の階調特性Ｑ３を示す図である。 （ａ）は、階調特性Ｑ１〜Ｑ３のグラフを重ね合わせたものを示す図であり、（ｂ）は、ノイズ成分を含むトナーパッチの濃度検出値を除外した残りのトナーパッチの濃度検出結果に基づき生成された階調特性を示すグラフである。 Ｙ色の画像形成に係る階調補正データの生成処理の内容を示すフローチャートである。 階調値と濃度値との対応関係をテーブル形式で示す図である。 （ａ）は、中間転写ベルト上に形成される階調パターンのベルト上の形成位置と各階調パターンのトナーパッチの階調値との対応関係を示す図であり、（ｂ）は、実施例の方法により実測値と目標値（真値）との濃度差Δｔを求めた結果のグラフを示す図であり、（ｃ）は、比較例の方法により濃度差Δｔを求めた結果のグラフを示す図であり、（ｄ）は、実施例と比較例の各方法による誤差の大きさを示した図である。 （ａ）は、Ｃ色の階調パターンの構成例を示す平面図であり、（ｂ）は、Ｃ色の階調パターンを構成する各トナーパッチの階調値の大小関係を示す図であり、（ｃ）は、各トナーパッチの階調値（目標値）と検出濃度との関係を示す図である。 （ａ）は、実施の形態２に係る階調パターンの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、階調パターンを構成する各トナーパッチの階調値の大小関係を示す図であり、（ｃ）は、各トナーパッチの濃度検出結果の例を示す図である。 （ａ）は、Ｃ色のトナーパッチの濃度検出結果の例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＣ色の３つの階調特性のグラフを重ね合わせたものであり、（ｃ）は、Ｃ色の階調補正データのグラフを示す図である。 （ａ）は、Ｍ色のトナーパッチの濃度検出結果の例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＭ色の３つの階調特性のグラフを重ね合わせたものであり、（ｃ）は、Ｍ色の階調補正データのグラフを示す図である。 （ａ）は、Ｙ色のトナーパッチの濃度検出結果の例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＹ色の３つの階調特性のグラフを重ね合わせたものであり、（ｃ）は、Ｙ色の階調補正データのグラフを示す図である。 （ａ）は、１つの階調パターンが同じ色の複数のトナーパッチからなるパターン構成の例（比較例１）を示す図であり、（ｂ）は、各トナーパッチの階調値を示す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラー複合機（以下、単に「複合機」という。）に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
＜実施の形態１＞
（１）複合機の全体構成
図１は、複合機１の全体の構成を示す概略図である。

同図に示すように、複合機１は、スキャナー部２とプリント部３を備え、原稿画像を読み取ってその画像データに基づいて記録シートに画像を形成するコピージョブ、外部端末からＬＡＮなどのネットワークを介して送られてきた画像データに基づいて記録シートに画像を形成するプリントジョブ、画像データを外部に送信する送信ジョブ等を実行可能な、いわゆるＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）と呼ばれるものである。

スキャナー部２は、セットされた原稿の画像を読み取って画像データを得る公知の画像読取装置である。
プリント部３は、電子写真方式等により画像を形成するものであり、ここでは画像プロセス部４と、記録シートの給送部５と、定着部６および制御部７を備えている。
画像プロセス部４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各再現色それぞれに対応する作像部９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋと、露光部１０と、中間転写ユニット３０等を備える。

中間転写ユニット３０は、駆動ローラー３１、従動ローラー３２、テンションローラー３３、中間転写ベルト３４、クリーナー３５、一次転写ローラー３６および二次転写ローラー３７等を備える。
中間転写ベルト３４は、駆動ローラー３１と、従動ローラー３２と、テンションローラー３３などに張架されており、矢印Ｂで示す方向に周回駆動される。以下、中間転写ベルト３４の周回方向をベルト走行方向という。

一次転写ローラー３６は、中間転写ベルト３４を挟んで作像部９Ｙ〜９Ｋの感光体ドラム２１と対向する位置にそれぞれ配置されている。
二次転写ローラー３７は、中間転写ベルト３４を挟んで駆動ローラー３１と対向する位置に配置され、二次転写ローラー３７が中間転写ベルト３４に接触する位置が二次転写位置４８になる。

作像部９Ｙ〜９Ｋは、中間転写ベルト３４に対向してベルト走行方向上流側から下流側に沿って所定間隔で直列に配置されている。
作像部９Ｙは、像担持体としての感光体ドラム２１と、その周囲に配設された帯電部２２と、現像部２３と、クリーナー２５等を備えている。この構成は、他の作像部９Ｍ〜９Ｋについても同様であり、同図では符号を省略している。

給送部５は、記録シートＳを収容する給紙カセット４１、４２と、給紙カセット４１、４２内の記録シートＳを１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４３、４４と、繰り出された記録シートＳを搬送する搬送ローラー対４５と、二次転写位置４８に記録シートＳを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラー対４６等を備えている。
定着部６は、ヒータ（不図示）を備え、所定の定着温度に維持される。

このような構成において、カラー画像を形成するコピーやプリントなどのジョブを実行する場合には、作像部９Ｙ〜９Ｋごとに、矢印Ａで示す方向に回転駆動される感光体ドラム２１が、クリーナー２５による清掃の後、帯電部２２により一様に帯電され、帯電された感光体ドラム２１の表面が露光部１０からのレーザー光Ｌにより露光されて潜像が形成される。

感光体ドラム２１上に形成された潜像は、現像部２３において現像バイアス電圧が印加された現像ローラー２３１に担持された現像剤としてのトナーにより現像され、これにより感光体ドラム２１上にトナー像が作像される。
作像部９Ｙ〜９Ｋごとに、感光体ドラム２１上のトナー像は、その感光体ドラム２１に対応する、一次転写電圧が印加された一次転写ローラー３６の電界の作用により、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３４上に転写（一次転写）される。この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト３４上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。

中間転写ベルト３４に一次転写された各色トナー像は、中間転写ベルト３４の周回走行により二次転写位置４８に移動する。
中間転写ベルト３４上の各色トナー像の二次転写位置４８への移動に合わせて、給送部５からは、記録シートＳが二次転写位置４８に向けて搬送されており、その記録シートＳが二次転写位置４８を通過する際に、二次転写電圧が印加された二次転写ローラー３７の電界の作用により、中間転写ベルト３４上の各色トナー像が記録シートＳに一括して転写（二次転写）される。

二次転写位置４８を通過した記録シートＳは、定着部６に搬送され、ここでトナー像が加熱、加圧により記録シートＳに定着された後、排出ローラー対５１により機外に排出され、収容トレイ５２に収容される。
上記では、カラー画像形成の動作例を説明したが、複合機１は、モノクロ、例えばＫ色のみの画像形成を実行することもできる。Ｋ色のモノクロ画像形成の場合には、作像部９Ｋだけが動作して、作像部９Ｋに設けられた感光体ドラム２１上のＫ色のトナー像が中間転写ベルト３４上に一次転写され、中間転写ベルト３４上に転写されたＫ色のトナー像は、二次転写位置４８において記録シートＳに二次転写される。記録シートＳに二次転写されたＫ色のトナーは、定着部６において記録シートＳに定着される。

なお、二次転写位置４８において記録シートＳに転写されずに中間転写ベルト３４上に残った転写残トナーは、次の画像形成に備えてクリーナー３５により除去される。
また、中間転写ベルト３４の周囲であり、ベルト走行方向に沿って二次転写位置４８よりも下流側かつ二次転写位置４８の近傍の位置には、発光部と受光部を有する反射型の光学センサーからなるパターン検出センサー３８が配置されている。

パターン検出センサー３８は、画像安定化制御の一つである階調補正を行うための階調補正データの生成の際に、中間転写ベルト３４上に形成された階調パターンに向けて発光部から光を照射し、その反射光を受光部で受光して、反射光量に応じた電気信号を生成し、生成した信号を、反射濃度を示す信号として制御部７に送るものである。
ここで、反射濃度とは、測定対象物への投射光量をＩ₀とし、測定対象物からの反射光量をＩとするとき、Ｄ＝−logＩ／Ｉ₀の式によって表されるＤのことをいう。

制御部７は、パターン検出センサー３８からの反射濃度を示す信号に基づき階調補正用の階調補正データを生成し、以降の画像形成時には、画像形成に用いられる画像データの各画素の階調値をその生成した階調補正データにより補正して、補正後の画像データに基づき、プリント部３に画像形成動作を実行させる。階調補正データの生成は、所定条件が満たされたとき、例えば一定枚数のプリントごと、一定時間ごと、または環境変化が所定量よりも大きくなった場合などに実行される。

スキャナー部２の前面の操作しやすい位置には、操作部８が設けられている。
操作部８には、操作者がコピー枚数を入力するためのテンキー、コピー開始を指示するためのコピースタートキー、複合機１の状態、例えば、ジョブ実行指示を待っている状態（待機中）であることなどを示すメッセージ画面が表示されるタッチパネル式の液晶表示部が備えられている。なお、操作部８に、階調補正データの生成を指示するためのキーを設け、このキーが操作者により操作されたときを上記の所定条件が満たされたときとして、階調補正データの生成が実行されるとしても良い。

（２）制御部７の構成
図２は、制御部７の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部７は、ＣＰＵ７１と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部７２と、ＲＯＭ７３と、ＲＡＭ７４と、パターン形成部７５と、パターンデータ記憶部７６と、階調補正データ生成部７７と、階調補正データ記憶部７８と、階調補正部７９などを備える。

Ｉ／Ｆ部７２は、ＬＡＮボードなどのネットワークに接続するためのインターフェースである。
ＲＯＭ７３には、スキャナー部２、プリント部３、操作部８等を制御するために必要なプログラムのほか、画像安定化制御を実行するためのプログラム等が格納されている。ＲＯＭ７３に格納されている各プログラムは、ＣＰＵ７１により読み出されて実行される。

ＲＡＭ７４は、プログラム実行時のＣＰＵ７１のワークエリアとして用いられる。
パターン形成部７５は、画像プロセス部４を制御して、階調補正データの生成時に各作像部９Ｙ〜９Ｋに、その対応する色のトナーによる階調パターンを感光体ドラム２１上に形成させ、形成された階調パターンを中間転写ベルト３４上に一次転写させる。
図３は、中間転写ベルト３４上に一次転写されたＹ色の階調パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３の構成例を示す平面図であり、中間転写ベルト３４を図１の矢印Ｄで示す方向から見たときの図である。

同図に示すように、階調パターンＰ１は、複数、ここでは７個のトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ１ｇがベルト走行方向（矢印Ｂ：副走査方向に相当）に沿って並べられてなる。トナーパッチＰ１ａ〜Ｐ１ｇのそれぞれは、ベルト走行方向上流側に向かうにつれてその並び順に徐々に濃度（階調値）が高くなるパッチであり、相互に濃度が異なる。
中間転写ベルト３４のうち、トナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅが形成されている部分領域Ｎは、クリープ変形などの変形が生じている部分を示す。

ここで、クリープ変形とは、中間転写ベルト３４の停止時間がある程度、長くなった場合に、中間転写ベルト３４の、これを張架している駆動ローラー３１などのローラー表面と接しているベルト部分の形状がそのローラーの表面形状に沿った形状に変形して元の真っ直ぐな形状に戻らなくなった現象が生じたときの変形をいう。なお、一時的に変形した後、中間転写ベルト３４の周回中に徐々に回復して元の形状に戻るものもあるため、以下、元に戻る前に生じていた変形の他、ベルト表面についた傷なども含めて変形という。

図４（ａ）は、中間転写ベルト３４に変形が生じている部分領域Ｎを図３の矢印Ｅで示す方向から見たときの概略側面図である。
図４（ａ）に示すような変形、つまり中間転写ベルト３４上の形状に異常が生じている部分領域（以下、「ベルト変形領域」という。）ＮにトナーパッチＰ１ｃ〜Ｐ１ｅが形成された場合、パターン検出センサー３８から発せられた光Ｌｓの、トナーパッチからの反射光Ｌｆの反射角は、図４（ｂ）に示す変形が生じていない正常領域Ｊ（以下、「ベルト正常領域Ｊ」という。）に形成された場合の反射光Ｌｆとは、表面形状が湾曲しているベルト変形領域Ｎと真っ直ぐなベルト正常領域Ｊとの表面形状の違いから大きく異なる。

従って、ベルト変形領域Ｎに形成されたトナーパッチＰ１ｃ〜Ｐ１ｅについては、仮に同じ濃度のトナーパッチをベルト正常領域Ｊに形成した場合に対して、パターン検出センサー３８で受光される反射光の光量が変動してしまい、その変動量がノイズ成分となって検出値に含まれることから、トナーパッチの正しい濃度を検出できなくなる。
そこで、本実施の形態では、ノイズ成分を含む検出値以外の検出値を用いて階調補正データを生成する構成をとっている。どのトナーパッチの濃度の検出値にノイズ成分が混入しているのかの判断方法については、後述する。

他の階調パターンＰ２，Ｐ３も階調パターンＰ１と基本的に同じである。
すなわち、階調パターンＰ２を構成する７個のトナーパッチＰ２ａ〜Ｐ２ｇのそれぞれは、ベルト走行方向上流側に向かうにつれてその並び順に徐々に濃度が高くなるパッチであり、相互に濃度が異なる。同様に、階調パターンＰ３を構成する７個のトナーパッチＰ３ａ〜Ｐ３ｇのそれぞれは、ベルト走行方向上流側に向かうにつれてその並び順に徐々に濃度が高くなるパッチであり、相互に濃度が異なる。

また、階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成する全てのトナーパッチのそれぞれは、相互に濃度が異なるようになっている。
中間転写ベルト３４上に一次転写されたＹ色の階調パターンＰ１〜Ｐ３は、中間転写ベルト３４の周回走行により矢印Ｂで示すベルト走行方向に搬送され、同図の破線で示す検出ライン３８ａ上においてパターン検出センサー３８で検出され、パターン検出センサー３８から反射濃度を示す信号が制御部７に送られる。なお、中間転写ベルト３４上の階調パターンＰ１〜Ｐ３は、パターン検出センサー３８による検出後、クリーナー３５により除去される。

図２に戻って、パターンデータ記憶部７６には、階調パターンＰ１〜Ｐ３を形成するための画像データ（以下、「パターンデータ」という。）を記憶している。パターンデータには、階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成するトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇのそれぞれについてその階調値を示すデータが含まれる。
パターン形成部７５は、階調パターンＰ１〜Ｐ３の形成時に、パターンデータ記憶部７６に記憶されているパターンデータを読み出して、トナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇのそれぞれについて、予め決められた階調値（目標濃度に相当）を示すデータに基づく光量で感光体ドラム２１が露光され、感光体ドラム２１上にそれぞれのトナーパッチの静電潜像が作像されるように、露光部１０から発せられるレーザー光Ｌの光量を制御する。

感光体ドラム２１上のトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの静電潜像が現像部２３によりトナーで現像された後、現像されたトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇが感光体ドラム２１から中間転写ベルト３４上に一次転写される。なお、トナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの形成は、帯電、現像、一次転写の各条件について全てのトナーパッチについて同じ条件で実行される。つまり、各トナーパッチの濃度が予め決められた異なる目標濃度になるように各トナーパッチが中間転写ベルト３４上に形成される。

中間転写ベルト３４上に一次転写されたトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの濃度がパターン検出センサー３８により検出される。
階調補正データ生成部７７は、パターン検出センサー３８の検出結果に基づき、階調補正用の階調補正データを生成する。
具体的には、まず、トナーパッチごとに、そのトナーパッチを形成するための画像データ（入力画像）の階調値から決まる濃度値（目標濃度）と、その画像データに基づき実際に形成されたトナーパッチ（出力画像）の検出濃度（実測値）との対応関係を求める。

例えば、図５（ａ）に示すように、トナーパッチごとに、入力画像濃度（目標濃度）Ｄａ、Ｄｂ・・に対する出力画像濃度（実測値）Ｄａ´、Ｄｂ´・・の関係を求める。
それぞれのトナーパッチについて入力画像の濃度と出力画像の濃度が同じという線形の関係（グラフＬ１）になることが理想的であるが、実際にはグラフＬ２で示されるように非線形になることがほとんどである。グラフＬ２を見ると、例えば入力画像濃度Ｄａでは実際の出力画像濃度がΔだけ低めになり、入力画像濃度Ｄｂでは実際の出力画像濃度がΔ１だけ高めになるという特性になっている。

そこで、この非線形を線形の関係になるように画像データを補正すべく、目標濃度と実測値との関係からグラフＬ２で示される階調特性を求め、求めたＬ２とは逆特性のグラフＬ３のデータを階調補正データとして生成する。
そして、生成した階調補正データを用いて画像データの画素ごとに、例えばある画素Ｘ１の目標濃度がＤａであれば、図５（ｂ）に示すように、低めになるΔだけ高い濃度Ｄａ１（＞Ｄａ）になるように画素Ｘ１の階調値を元のＸａからＸｂに補正すれば、実際の画像形成時の出力画像濃度がそのΔだけ低下した濃度、すなわち目標濃度Ｄａになる。

同様に、別の画素Ｘ２の目標濃度がＤｂであれば、高めになるΔ１だけ低い濃度Ｄｂ１（＜Ｄｂ）になるように、生成した階調補正データを用いて、画素Ｘ２の階調値を元のＸｃからＸｄに補正すれば、実際の画像形成時の出力画像濃度がそのΔ１だけ高くなった濃度、すなわち目標濃度Ｄｂになる。
この階調値の補正を画像データの全画素に対して実行することにより、階調特性がグラフＬ１に示す線形の関係になって、形成画像の階調再現性を向上できる。

階調補正データ生成部７７は、階調補正データを生成すると、これを階調補正データ記憶部７８に記憶させる。なお、階調補正データの生成は、上記のように所定期間ごとなどに何度も実行されるので、階調補正データ生成部７７は、階調補正データの生成ごとに階調補正データ記憶部７８に記憶されている階調補正データを新たなものに更新される。
階調補正部７９は、画像形成時に、階調補正データ記憶部７８に記憶されている階調補正データを読み出して、読み出した階調補正データに基づき、画像形成に用いられる画像データの各画素の階調値を上記図５（ｂ）のように補正して、補正後の画像データに基づき露光動作を実行させる。

上記ではＹ色について階調補正を行う構成を説明したが、他のＣ〜Ｋ色についても同様に、パターン形成部７５〜階調補正部７９のそれぞれが上記の各処理を実行して、その色に対応する階調補正データが生成され、その生成された階調補正データに基づく階調補正が作像部９Ｃ〜９Ｋのそれぞれごとに個別に実行される。
（３）ノイズ成分の混入の有無の判断方法について
図６は、中間転写ベルト３４上でのベルト走行方向における各トナーパッチの形成位置と各トナーパッチの階調値（目標濃度に相当）との関係を示す図であり、横軸がベルト上の形成位置を、縦軸が階調値の大きさを示している。ここでは、画像データの階調値が大きくなるほど形成画像の濃度が濃くなるという関係を有するものとする。

図６から全てのトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇのそれぞれは、Ｙ色からなり、ベルト走行方向の異なる位置に形成され、相互に階調値が異なっていることが判る。
トナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの階調値は、Ｐ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂ・・・Ｐ１ｇ，Ｐ２ｇ，Ｐ３ｇの順に徐々に大きくなっている。
つまり、トナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇのそれぞれについて階調値の低いものから高いものの順に番号を付し、変数ｎ（整数）を１≦ｎとしたとき、階調パターンＰ１は、階調値が（３×ｎ−２）番目のトナーパッチからなり、階調パターンＰ２は、階調値が（３×ｎ−１）番目のトナーパッチからなり、階調パターンＰ３は、階調値が（３×ｎ）番目のトナーパッチからなるという関係を有している。

この関係とは、階調パターンＰ１〜Ｐ３の数をｍ（ここでは３）として各階調パターンにも順に番号を付し、変数ｋ（整数）を０≦ｋ≦（ｍ−１）としたとき、各トナーパッチのうち、階調値が（ｍ×ｎ−ｋ）番目のトナーパッチが、ｍ個の階調パターンのうち、（ｍ−ｋ）番目の階調パターンに属するように、相互に濃度の異なる複数のトナーパッチのそれぞれが分散配置されている関係ということもできる。

このように階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれを、階調値が低い複数のトナーパッチ、中程度の複数のトナーパッチ、高い複数のトナーパッチで構成しているのは、階調パターンＰ１〜Ｐ３ごとに各トナーパッチの検出濃度に基づき求められた階調特性を相互に比較することにより、ノイズ成分がどのトナーパッチの濃度検出値に含まれているのかを判断するためである。

図７は、中間転写ベルト３４上に形成されたＹ色のトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇのパターン検出センサー３８による濃度検出結果の例を示す図である。
階調パターンＰ１〜Ｐ３ごとにそれぞれのトナーパッチの濃度検出値を示すプロットを結んでなる線が階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれの階調特性を示すグラフになる。
図８（ａ）は、階調パターンＰ１の階調特性Ｑ１を示す図であり、図８（ｂ）は、階調パターンＰ２の階調特性Ｑ２を示す図であり、図８（ｃ）は、階調パターンＰ３の階調特性Ｑ３を示す図である。各図は、横軸が階調値（目標濃度に相当）、縦軸が出力濃度を示し、横軸の階調値は、図６に示す縦軸の階調値に対応し、縦軸の出力濃度は、図７に示す縦軸の検出濃度（実測値）に対応している。

従って、図８（ａ）〜図８（ｃ）の階調特性Ｑ１〜Ｑ３は、予め決められたトナーパッチの階調値ごとに、その階調値（目標濃度）と、その階調値の画素からなるトナーパッチを中間転写ベルト３４上に形成したときに得られた実際の濃度（出力濃度）との対応関係を示すものといえる。
具体的に、階調特性Ｑ１は、階調値０，１５，３０・・９０に対応するトナーパッチＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ・・Ｐ１ｇのそれぞれの濃度検出値に基づき求められたものである。同様に、階調特性Ｑ２は、階調値５，２０，３５・・９５に対応するトナーパッチＰ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ・・Ｐ２ｇのそれぞれの濃度検出値に基づき求められたものであり、階調特性Ｑ３は、階調値１０，２５，４０・・１００に対応するトナーパッチＰ３ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ３ｃ・・Ｐ３ｇのそれぞれの濃度検出値に基づき求められたものになる。濃度検出値（実測値）を示す各プロットを結ぶ線は例えば近似曲線でも良いし隣り合うプロットの直線近似でも良く、各実測値から実測値以外の濃度値を補間できれば良い。

なお、図８では、階調特性Ｑ１〜Ｑ３を示すグラフが直線形状になっているが、これは階調特性Ｑ１〜Ｑ３を示すグラフの形状を相互に比較したときに、実測値にノイズ成分が含まれていない部分に対して含まれている部分の形状が異なることを判り易く示すためであり、実際には階調特性を示すグラフは、図５（ａ）に示すグラフＬ２のような曲線形状になることがほとんどである。

図８（ａ）に示す階調パターンＰ１の階調特性Ｑ１を示すグラフを見ると、一部分Ｐｚが凹状になっているのに対して他の部分が直線状になっていることが判る。
一方、図８（ｂ）と図８（ｃ）に示す階調パターンＰ２，Ｐ３の階調特性Ｑ２，Ｑ３を示すグラフのそれぞれを見ると、階調値が低から高の全体領域に亘って直線状になっており、図８（ａ）に示す階調特性Ｑ１とは、グラフの形状が異なっていることが判る。

図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す階調特性Ｑ１〜Ｑ３は、中間転写ベルト３４上に変形が生じていなければ、上記のように階調パターンＰ１〜Ｐ３の形成時に帯電、現像、一次転写の各条件が同じであり、各トナーパッチの階調値に基づく予め決められた露光量で露光を行うことからすると、同じＹ色の階調パターンＰ１〜Ｐ３から得られる階調特性を示すものとして同じ形状のグラフになるはずである。

これに対し、階調特性Ｑ１のグラフのうち、部分Ｐｚが他の階調特性Ｑ２とＱ３に比べて形状が異なるということは、その異なる部分Ｐｚが中間転写ベルト３４に生じているクリープ変形などによるノイズ成分の影響を受けているとみなすことができる。
部分Ｐｚに形成されたトナーパッチは、階調値０〜１００のうち、部分Ｐｚに対応する階調値、図８（ａ）の例では３０，４５，６０に基づき形成されたトナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅの３つに特定できる。

これら３つのトナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅの濃度検出値がノイズ成分を含むものであると判断した場合、これらの濃度検出結果を除外した他の残りのトナーパッチＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｆ，Ｐ１ｇ，Ｐ２ａ〜Ｐ２ｇ，Ｐ３ａ〜Ｐ３ｇの濃度検出結果を用いれば、中間転写ベルト３４に生じたクリープ変形や傷などの変形、すなわち中間転写ベルト３４上の形状の異常に起因するノイズの影響を除外した階調補正データを生成することができ、その時点での装置構成に適した階調補正を実行できることになる。

図９（ａ）は、図８（ａ）〜図８（ｃ）の階調特性Ｑ１〜Ｑ３のグラフを重ね合わせたものを示す図である。なお、Ｎで示す領域は、変形部分であることを示している。
図９（ａ）に示すように、階調特性Ｑ１〜Ｑ３のグラフを重ね合わせれば、同じ階調値ごとにその階調値に対応する出力濃度値を相互に比較することにより、階調特性Ｑ１〜Ｑ３のうち、どのグラフのどの部分が他の２つのグラフに対して形状が異なっているかを判定することができる。

具体的には、図８（ａ）〜図８（ｃ）において一つの階調値（目標濃度）、例えば３０のトナーパッチに対する出力濃度値は、階調特性Ｑ１ではＤ１ｃ、階調特性Ｑ２ではＤ２ｃ、階調特性Ｑ３ではＤ３ｃである。なお、階調特性Ｑ２，Ｑ３については実測値ではなく補間による近似値が検出値とみなされている。以下、出力濃度値を濃度値と略する。
異なる３つの階調特性Ｑ１〜Ｑ３のうち２つずつの組み合わせ、すなわち階調特性Ｑ１とＱ２の組における濃度値Ｄ１ｃとＤ２ｃを比較してその差分Δ１２を算出し、また、階調特性Ｑ２とＱ３の組における濃度値Ｄ２ｃとＤ３ｃを比較してその差分Δ２３を算出し、さらに、階調特性Ｑ３とＱ１の組における濃度値Ｄ３ｃとＤ１ｃを比較してその差分Δ３１を算出する。そして、差分Δ１２，Δ２３，Δ３１が所定の閾値を超えるものがあるか否かを判断する。ここで、差分Δとは絶対値をいう。以下同様である。

所定の閾値は、中間転写ベルト３４上のベルト正常領域Ｊに形成された場合に生じると想定される濃度の検出値のばらつきの範囲の上限値に相当し、予め実験などにより装置構成に応じた値が決められる。
濃度値Ｄ１ｃ，Ｄ２ｃ，Ｄ３ｃの全てにノイズ成分が含まれていない場合、差分Δ１２，Δ２３，Δ３１の全てが所定の閾値以下になる。

一方、濃度値Ｄ１ｃ，Ｄ２ｃ，Ｄ３ｃのうち、いずれか１つにノイズ成分が含まれている場合、差分Δが所定の閾値以下になる２つの濃度値については両方ともノイズ成分が含まれていないことになるので、この２つ以外の残りの一つがノイズ成分を含む濃度値ということになる。
図８（ａ）〜図８（ｃ）と図９（ａ）の例では、階調値３０の場合の差分Δ１２，Δ２３，Δ３１のうち、差分Δ２３が所定の閾値以下になるので、階調値３０に対する濃度値Ｄ１ｃ，Ｄ２ｃ，Ｄ３ｃのうち、トナーパッチＰ１ｃの実測値Ｄ１ｃがノイズを含むものと判断される。

上記では、階調値を３０とした場合の例を説明したが、同じ方法により、形成されたトナーパッチの異なる階調値のそれぞれごとに、ここでは０，５，１０・・・９５，１００といった具合に５ずつの間隔をおいた階調値ごとに、ノイズを含むものの有無を判断する。これにより、実際に形成されたトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの濃度検出値のうち、ノイズを含むものとノイズを含まないものがどれであるのかを判断することができる。

なお、ノイズ成分を含むトナーパッチの特定方法としては、上記の方法に限られない。例えば、統計処理の手法を用いて、濃度検出値のばらつき（分散や標準偏差など）に基づき、過半数が含まれる一定のばらつきの範囲に属さない（外れる）トナーパッチをノイズが含まれるものとして区別する方法などを用いることもできる。
図９（ｂ）に示す実線のグラフＱｄは、ノイズを含むと判断されたトナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅを除く、残りのトナーパッチＰ１ａ，Ｐ１ｂ、Ｐ１ｆ，Ｐ１ｇ，Ｐ２ａ〜Ｐ２ｇ，Ｐ３ａ〜Ｐ３ｇの濃度検出結果に基づき生成された階調特性を示す実施例のグラフである。このグラフＱｄのデータが階調補正用の階調補正データに相当する。

一方、破線のグラフは、同じ階調値同士の検出濃度のそれぞれを平均化することにより生成された階調特性を示す比較例のグラフであり、トナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅのノイズによる濃度検出値のばらつきが実線のグラフＱｄに対する差分として破線で示す部分に現れており、この実線と破線との差分が検出精度を低下させることになる。
実線で示す実施例のグラフＱｄは、ノイズの影響を受けているトナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄ，Ｐ１ｅの濃度検出値（実測値）が除外されているので、その検出ばらつきが含まれることがなく、それだけ比較例よりも検出精度を向上することができる。

（４）階調補正データの生成処理について
図１０は、Ｙ色の画像形成用の階調補正データの生成処理の内容を示すフローチャートであり、制御部７により上記の所定条件が満たされたときごとに実行される。
同図に示すように階調パターンＰ１〜Ｐ３を中間転写ベルト３４上に形成させ（ステップＳ１）、中間転写ベルト３４上に形成された階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成するトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇをパターン検出センサー３８で読み取る（ステップＳ２）。

パターン検出センサー３８により読み取られたトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの濃度検出結果に基づき、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれの階調特性Ｑ１〜Ｑ３を算出する（ステップＳ３）。この算出は、階調パターンＰ１〜Ｐ３ごとに、これに属する各トナーパッチの濃度検出結果から各濃度検出値を曲線近似などにより線で結んでなるグラフのデータを関数の式で求めたりテーブル形式のデータで表したりすることにより行われる。

階調値を示す変数ｉの値を０に設定した後（ステップＳ４）、階調特性Ｑ１とＱ２のデータを参照して、階調値ｉ、ここでは０に対応する濃度値Ｄ１（図８（ａ））と濃度値Ｄ２（図８（ｂ））の差分Δ１２を算出する（ステップＳ５）。
同様に、階調特性Ｑ２とＱ３のデータを参照して、階調値ｉ（＝０）に対応する濃度値Ｄ２と濃度値Ｄ３（図８（ｃ））の差分Δ２３を算出し（ステップＳ６）、階調特性Ｑ３とＱ１のデータを参照して、階調値ｉ（＝０）に対応する濃度値Ｄ３と濃度値Ｄ１の差分Δ３１を算出する（ステップＳ７）。

算出された差分Δ１２，Δ２３，Δ３１のうち、所定の閾値以下になる差分Δの算出に用いられた濃度値のみを、階調値ｉ、ここでは０に対応する同じグループに属する濃度値として対応付けた情報を記憶する（ステップＳ８）。
図８（ａ）〜図８（ｃ）の例において、全ての差分Δが所定の閾値以下の場合には、各差分Δの算出に用いられた濃度値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が階調値ｉ（＝０）に対応する同じグループに属する濃度値として記憶される。

図１１は、階調値と濃度値との対応関係のテーブル８０を示す図であり、階調値０に対して濃度値Ｄ１〜Ｄ３が対応付けされている様子を示している。なお、このテーブル８０は、例えばＲＡＭ７４の記憶領域内に設けられるとしても良いし、これとは別に設けられた記憶部（不図示）に設けられるとしても良い。
図１０に戻って、ステップＳ９では、現在の変数ｉが最大値であるか否かを判断する。ｉの最大値は予め決められており、図８の例では最大値が１００になる。

ｉが最大値ではないことを判断すると（ステップＳ９で「ＮＯ」）、現在のｉの値に「５」をインクリメントした値を新たなｉの値に設定し直した後（ステップＳ１０）、ステップＳ５に戻って、ステップＳ５以降の処理を実行する。
この場合、ステップＳ５〜Ｓ７では、階調値が５に対応する濃度値Ｄ１ａ（図８（ａ））と濃度値Ｄ２ａ（図８（ｂ））の差分Δ１２と、濃度値Ｄ２ａと濃度値Ｄ３ａ（図８（ｃ））の差分Δ２３と、濃度値Ｄ３ａと濃度値Ｄ１ａの差分Δ３１とが算出される。

算出された全ての差分Δが所定の閾値以下の場合には、濃度値Ｄ１ａ〜Ｄ３ａが階調値ｉ（＝５）に対応する同じグループに属する濃度値としてテーブル８０に記憶される（ステップＳ８）。
ｉが最大値と判断されるまでの間、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理が繰り返し実行され、５ずつ増加された階調値ｉの値に対応する濃度値がテーブル８０に記憶されていく。

例えば、ｉ＝３０のときに、算出された差分Δ２３だけが所定の閾値以下になった場合には、階調値ｉ（＝３０）に対応する同じグループに属する濃度値はＤ２ｃ（図８（ｂ）），Ｄ３（図８（ｃ））のみになる。従って、階調値ｉ（＝３０）に対応する濃度値として濃度値Ｄ２ｃ，Ｄ３ｃのみがテーブル８０に記憶される（ステップＳ８：図１１）。このことは、テーブル８０に記憶されなかった濃度値Ｄ１ｃ（実測値）が各検出値（実測値）のうちノイズを含む濃度検出値として特定されたことを意味する。

ｉが最大値と判断されると（ステップＳ９で「ＹＥＳ」）、階調値ごとに、同じグループに属する濃度値のうち、実測値のみを抽出して、抽出した実測値で示される濃度値のみに基づき階調補正データを算出する（ステップＳ１１）。
例えば、図１１に示すテーブル８０の例では、階調値０に対応する濃度値Ｄ１〜Ｄ３のうち、実測値であるＤ１のみが抽出され、階調値５に対応する濃度値Ｄ１ａ〜Ｄ３ａのうち、実測値であるＤ２ａのみが抽出される。

上記のように階調値０のトナーパッチはＰ１ａであり、トナーパッチＰ１ａの実測値（検出値）はＤ１であるので、階調値０に対応する実測値はＤ１になり、階調値５のトナーパッチはＰ２ａであり、トナーパッチＰ２ａの実測値（検出値）はＤ２ａであるので、階調値５に対応する実測値はＤ２ａになるからである。
一方、階調値３０のトナーパッチはＰ１ｃであり、トナーパッチＰ１ｃの濃度検出値（実測値）はＤ１ｃであるので、階調値３０に対応する実測値はＤ１ｃになる。ところが、図１１に示すテーブル８０の例では、階調値３０に対応する濃度値はＤ２ｃ，Ｄ３ｃしかなく、実測値であるＤ１ｃが書き込まれていないので、階調値３０については実測値Ｄ１ｃが抽出されない。テーブル８０に書き込まれていないということは、実測値Ｄｃ１にノイズ成分が含まれていることを意味し、このようなノイズ成分が含まれている実測値Ｄｃ１を階調補正データの生成から除外するためである。

階調値ごとに、テーブル８０に書き込まれている実測値を抽出すると、抽出した実測値のデータのみを用いて、図９（ｂ）に示すように各実測値のプロットを隣り合うもの同士を線で結んでなるグラフＱｄのデータを階調補正データとして求める。なお、各プロットを結ぶ線は、近似曲線や直線近似などを行うことにより引くことができる。
図９（ｂ）では、階調値３０，４５，６０に対応する出力濃度値（実測値）が存在していないが、これらは上記のステップＳ１１で抽出されなかった実測値に相当し、階調補正データの生成に用いられる実測値から除外されたことによるものである。

図１０に戻って、ステップＳ１２では、算出された階調補正データを階調補正データ記憶部７８に記憶した後、当該階調補正データの生成処理を終了する。
なお、上記では、Ｙ色用の階調補正データの生成について説明したが、他のＭ〜Ｋ色についても同様にトナーパッチの形成、検出等を行うことによりその色用の階調補正データを別々に生成することができる。

このように複数の階調パターンのそれぞれについてその階調パターンに属する複数のトナーパッチの濃度を検出し、各トナーパッチの濃度の検出値に基づき各階調パターンの階調特性Ｑ１〜Ｑ３を比較して得られた結果から各検出値のうち、中間転写ベルト３４上に存する変形部分に形成されたトナーパッチの検出値（中間転写ベルト３４上の形状の異常に起因するノイズを含んだ検出値）を特定し、特定された検出値以外の検出値、すなわちベルト正常領域Ｊに形成されたトナーパッチの濃度の検出値のみに基づき階調補正データを生成する。

これにより、中間転写ベルト３４に生じたクリープ変形や傷などの変形（中間転写ベルト３４上の形状の異常）に起因するノイズの影響を受けることがなくなって、装置構成に適した階調補正データの生成を行うことができる。
また、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれごとに複数個のトナーパッチが低濃度から高濃度のものに順に並ぶように、相互に濃度の異なるトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇを階調パターンＰ１〜Ｐ３に分散配置する構成をとっている。

例えば、図６に示すように階調パターンＰ１を構成するトナーパッチのうち、隣り合うＰ１ｃ，Ｐ１ｄの階調値が３０，４５の場合、両者間には階調値で１５の差が生じるが、その間の階調値３５，４０のトナーパッチＰ２ｃ，Ｐ３ｃが階調パターンＰ１とは別の階調パターンＰ２，Ｐ３に属するようになっている。つまり、階調値３０，３５，４０，４５の４個のトナーパッチが１つの階調パターンに偏って属するのではなく、異なる３つの階調パターンのそれぞれに分散して配置されるようになっている。

このような分散配置の構成をとるのは、次の理由による。
すなわち、通常、ノイズ領域Ｎは、中間転写ベルト３４上においてベルト走行方向に連続した一つの範囲に生じることが多く、その一つの範囲内に、連続した階調値、例えば３０，３５，４０，４５のトナーパッチのそれぞれを形成した場合、それら全てのトナーパッチがノイズの影響を受けることになり易い。

このようになると、階調値３０〜４５の全範囲についてトナーパッチの実測値が得られないことになり、その全範囲を近似曲線や直線近似などで補間する必要が生じる。
これに対し、上記の分散配置を用いれば、例えば階調パターンＰ１のうち、階調値が３０のトナーパッチＰ１ｃと階調値が４５のトナーパッチＰ１ｄが一つのノイズ領域Ｎ内に形成されたとしても、これらの間の階調値３５のトナーパッチＰ２ｃと階調値４０のトナーパッチＰ３ｃとがノイズ領域Ｎ外であるベルト正常領域Ｊに、トナーパッチＰ１ｃ，Ｐ１ｄとは分かれて形成されることにより、ノイズの影響を受けたトナーパッチをＰ１ｃとＰ１ｄだけに低減することができる。

従って、図９（ｂ）のグラフＱｄに示すように階調値３０〜４５の範囲において、ノイズの影響を受けていないトナーパッチＰ２ｃ，Ｐ３ｃの出力濃度（実測値）Ｄ２ｄ，Ｄ３ｅを利用できるようになるので、階調値３０〜４５の全範囲を補間する必要がなく、補間すべき範囲が少なくなり、それだけ装置構成に応じた階調補正データをより精度良く生成することが可能になるからである。

（５）ノイズ成分を含むトナーパッチの濃度検出結果を除外する実施例の方法とノイズの影響の有無に関わらず濃度値を平均化する比較例の方法における誤差について
図１２は、上記とは別の構成の階調パターンＰ１〜Ｐ３を中間転写ベルト３４上に形成したときの各トナーパッチの濃度検出結果に対する処理として、実施例の方法と比較例の方法とでどの程度の誤差が生じるかを実験により求めた結果を示す図である。

図１２（ａ）は、中間転写ベルト３４上に形成される階調パターンＰ１〜Ｐ３の形成位置と各トナーパッチの階調値の対応関係を示す図である。ここでは、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれは、階調値が相互に異なる２５６個のトナーパッチからなる同じものであり、ベルト走行方向に異なる位置に形成される。
階調パターンＰ１を構成する２５６個のトナーパッチのそれぞれは、その階調値が最小のものから最大のものにかけて１つずつ順に大きくなるように隣接した状態でベルト走行方向に沿って並べられてなる。他の階調パターンＰ２，Ｐ３についても同様である。

中間転写ベルト３４に生じているベルト変形領域は、同図のＮで示す領域に相当し、ここでは階調パターンＰ１を構成する２５６個のトナーパッチのうち、階調値が最低のものから数えて４８番目を先頭に２１６番目までの各トナーパッチがベルト変形領域Ｎに形成された場合の例を示している。
図１２（ｂ）は、階調パターンＰ１〜Ｐ３に属する各トナーパッチの濃度検出結果に基づき、実施例の方法によりノイズとなるトナーパッチ以外のトナーパッチの検出濃度（実測値）を用いて、階調値０〜２５５のトナーパッチのそれぞれごとに実測値と目標値（真値）との濃度差Δｔを求めた結果のグラフＵａを示す図である。

ここで、濃度差Δｔは絶対値で示されている。目標値は、真値として予め階調値ごとに求められたものが用いられている。グラフＵａを見ると、階調値０〜２５５の全体の範囲に亘って濃度差Δｔが略０になっており、濃度差Δの最大値が０．０００８であった。
一方、図１２（ｃ）は、比較例の方法により階調値が同じトナーパッチの検出濃度（実測値）を平均したものを、階調値０〜２５５のトナーパッチのそれぞれごとに目標値（真値）との間で濃度差Δｔを求めた結果のグラフＵｂを示す図である。

グラフＵｂを見ると、階調値４０〜２２０程度までの間の範囲に亘って濃度差Δｔが大きくなっており、階調値１６０のときに濃度差Δの最大値が０．０２１０であった。このように濃度差Δｔが大きいのは、階調パターンＰ１を構成する２５６個のトナーパッチのうち、４８番目〜２１６番目までの各トナーパッチがベルト変形領域Ｎに形成されたためにそのノイズ成分が平均化後の濃度値に含まれているからであると想定される。

図１２（ｄ）は、実施例と比較例の各方法による誤差の大きさを示したものであり、ノイズ部の誤差と非ノイズ部の誤差と総合誤差のそれぞれの情報が示されている。
ここで、ノイズ部の誤差とは、ベルト変形領域Ｎで形成されたトナーパッチの検出濃度に基づき算出された濃度差Δｔを積算した値を示す。
非ノイズ部の誤差とは、ベルト変形領域Ｎ以外のベルト正常領域Ｊで形成されたトナーパッチの検出濃度に基づき算出された濃度差Δｔを積算した値を示す。

総合誤差とは、ノイズ部の誤差と非ノイズ部の誤差を加算した値を示す。
ノイズ部と非ノイズ部のいずれを見ても実施例の方が比較例による方法よりも真値に対する誤差が大変小さいことが判り、このことからも実施例の構成、すなわちノイズの影響を受けたトナーパッチ以外のトナーパッチの濃度検出結果に基づき階調補正データを生成する構成により、階調補正データをより誤差の少ない条件で生成できることが判った。

＜実施の形態１の変形例＞
上記では、階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成するトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの階調値がそれぞれ相互に異なる場合の例を説明したが、これに限られない。階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれを同じものとする構成をとることもできる。
図１３は、Ｃ色の階調パターンＰ１〜Ｐ３を同じ構成とした場合の例を示す図である。

図１３（ａ）は、Ｃ色の階調パターンＰ１〜Ｐ３の構成を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、Ｃ色の階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成する各トナーパッチの階調値の大小関係を示す図であり、図１３（ｃ）は、各トナーパッチの階調値（目標濃度）と実際の出力濃度との関係を示す図である。
図１３（ａ）に示すように階調パターンＰ１は、Ｃ色のトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ１ｇからなり、階調パターンＰ２は、Ｃ色のトナーパッチＰ２ａ〜Ｐ２ｇからなり、階調パターンＰ３は、Ｃ色のトナーパッチＰ３ａ〜Ｐ３ｇからなり、それぞれのトナーパッチがベルト走行方向（矢印Ｂ）に沿って順番に並べられてなる。

図１３（ｂ）に示すように階調パターンＰ１を構成するトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ１ｇは、最小の階調値のＰ１ａから最大の階調値のＰ１ｇにかけてその並び順に階調値が段階的に大きくなる関係を有する。このことは、階調パターンＰ２を構成するトナーパッチＰ２ａ〜Ｐ２ｇと階調パターンＰ３を構成するトナーパッチＰ３ａ〜Ｐ３ｇも同様である。
階調パターンＰ１〜Ｐ３において、並び順が同じ順位のトナーパッチが同じ階調値になる関係を有している。例えば、並び順が１番目のＰ１ａ，Ｐ２ａ，Ｐ３ａが同じ階調値、ここでは５になり、２番目のＰ１ｂ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ｂが同じ階調値、ここでは２０になり、６番目のＰ１ｆ，Ｐ２ｆ，Ｐ３ｆが同じ階調値、ここでは８０になる。

仮に、図１３（ａ）に示すように階調パターンＰ１を構成するトナーパッチのうち、Ｐ１ｃ〜Ｐ１ｅがベルト変形領域Ｎに形成されたとした場合、図１３（ｃ）に示すようにトナーパッチＰ１ｃの出力濃度（実測値）は、ノイズの影響を受けて、本来では同じ濃度であるはずのトナーパッチＰ２，Ｐ３ｃの出力濃度（実測値）とは異なる値になる。
このことから同じ階調値のもの同士、例えば階調値３５のトナーパッチＰ１ｃとＰ２ｃの濃度値の差分Δ１２、トナーパッチＰ２ｃとＰ３ｃの濃度値の差分Δ２３、トナーパッチＰ３ｃとＰ１ｃの濃度値の差分Δ３１をそれぞれ算出した場合、差分Δ２３のみが所定の閾値以下になれば、トナーパッチＰ２ｃ，Ｐ３ｃがノイズの影響を受けていないもの、換言するとトナーパッチＰ１ｃのみがノイズの影響を受けているものと特定され、トナーパッチＰ１ｃの濃度の実測値が階調補正データの生成から除外される（上記図１０のステップＳ５〜Ｓ８）。

同様に、階調値５０のトナーパッチＰ１ｄ〜Ｐ３ｄと階調値６５のトナーパッチＰ１ｅ〜Ｐ３ｅのそれぞれについても濃度値の差分Δに基づき、トナーパッチＰ１ｄ，Ｐ１ｅがノイズの影響を受けているものと特定されると、トナーパッチＰ１ｄ，Ｐ１ｅのそれぞれの濃度検出値（実測値）が階調補正データの生成から除外される。
これにより、図１３（ｃ）の破線で示すようなノイズ成分が階調補正データを示すグラフＱｄに含まれることがなくなり、上記同様にノイズ成分を除外した階調補正データを生成することができるようになる。

このように同じ階調値（目標値）の複数のトナーパッチの実測値同士を比較することができるようになり、近似値を算出する処理が不要になるとともに、実測値と近似値との比較よりも検出精度の向上を図ることができる。
＜実施の形態２＞
上記実施の形態では、階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成するトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ３ｇの全てが同じ色のトナーで形成される構成例を説明したが、本実施の形態２では、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれに異なる色のトナーパッチが混在する構成をとっており、この点が実施の形態１と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態１と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については同符号を付すものとする。

図１４（ａ）は、実施の形態２に係る階調パターンＰ１〜Ｐ３の構成を示す平面図であり、図１４（ｂ）は、階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成する各トナーパッチの階調値の大小関係を示す図であり、図１４（ｃ）は、各トナーパッチのパターン検出センサー３８による濃度検出結果の例を示す図である。
図１４（ａ）と図１４（ｂ）に示すように階調パターンＰ１は、１１個のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｍ４がベルト走行方向（矢印Ｂ）に沿って一列に並べられ、その並び順にトナーパッチＰｃ１からＰｍ４にかけて徐々に階調値が大きくなるように構成されている。

階調値の最小のトナーパッチＰｃ１から最大のトナーパッチＰｍ４まで並び順に番号を付すると、１番目，４番目，７番目，１０番目のトナーパッチＰｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３，Ｐｃ４がＣ色のものになり、２番目，５番目，８番目，１１番目のトナーパッチＰｍ１，Ｐｍ２，Ｐｍ３，Ｐｍ４がＭ色のものになり、３番目，６番目，９番目のトナーパッチＰｙ１，Ｐｙ２，Ｐｙ３がＹ色のものになる。

このように１番目〜１１番目までの各トナーパッチは、その並び順に階調値が大きくなり、かつ規則的に２つ飛ばし（ピッチ＝３）で同じ色のものが繰り返して現れるように構成されている。このことは、階調パターンＰ２，Ｐ３について同様である。
なお、階調パターンＰ１〜Ｐ３において並び順の番号が同じトナーパッチ同士（例えば、Ｐｃ１，Ｐｙ４，Ｐｍ８）は、同じ階調値になっている。また、階調パターンＰ１〜Ｐ３を構成する各トナーパッチにおいて、符号ｃの付加されているものがＣ色、符号ｍの付加されているものがＭ色、符号ｙの付加されているものがＹ色であることを示している。

Ｃ色のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ１１の階調値の大小関係は、最小から最大の順にＰｃ１，Ｐｃ５，Ｐｃ９，Ｐｃ２，Ｐｃ６，Ｐｃ１０，Ｐｃ３，Ｐｃ７，Ｐｃ１１，Ｐｃ４であるが、階調値の近い複数のトナーパッチが１つの階調パターンに偏ることがなく、いずれの階調パターンにも大中小のそれぞれの階調値のトナーパッチが平均的に含まれるように、１１個のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ１１が３つの階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれに分散配置されている。この分散配置は、他のＭ色，Ｙ色についても同じである。

分散配置の構成をとっているのは、上記のようにトナーパッチの濃度検出精度をより向上させるためである。
図１４（ａ）に示すように階調パターンＰ１に属する１１個のトナーパッチのうち、３つのトナーパッチＰｃ２，Ｐｍ２，Ｐｙ２がベルト変形領域Ｎに形成された場合、図１４（ｃ）に示すように階調パターンＰ１に属する各トナーパッチの濃度検出値の分布をみると、トナーパッチＰｃ２，Ｐｍ２，Ｐｙ２の濃度検出値に相当する部分が、ベルト変形領域Ｎ以外のベルト正常領域Ｊに形成された他の階調パターンＰ２，Ｐ３の各トナーパッチの濃度検出値の分布とは相違していることが判る。この相違は、トナーパッチＰｃ２，Ｐｍ２，Ｐｙ２がベルト変形領域Ｎに形成されたことによりその濃度検出値がノイズの影響を受けたことにより生じたものである。

なお、色ごとに同じ階調値のトナーパッチであっても色の違いにより反射濃度の検出値に差が生じるような場合には、各色間で濃度差を比較できるようにその差が補正された状態の検出値を用いることができる。各色間で反射濃度に生じる差を予め実験などにより求めておくことで実現できる。
階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれに異なる色のトナーパッチが混在している場合、色ごとにその１１個のトナーパッチの濃度検出値を抽出して、抽出された各濃度検出値のうち、ノイズの影響を受けているトナーパッチ以外のトナーパッチの濃度検出値に基づき、階調補正データが生成される。この生成方法は、実施の形態１と同様である。

図１５（ａ）は、Ｃ色のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ１１の濃度検出結果の例を示す図であり、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれについて濃度検出値を示す各プロットを線で結んでなる階調特性Ｑｃ１，Ｑｃ２，Ｑｃ３を示すグラフを合わせて示している。
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す階調特性Ｑｃ１，Ｑｃ２，Ｑｃ３のグラフを重ね合わせたものであり、ベルト変形領域Ｎに形成されたことによるノイズの影響を受けているトナーパッチがＰｃ２だけであることが判る。

上記のように階調値が近い複数のトナーパッチ（Ｐｃ２とＰｃ６など）を階調パターンＰ１〜Ｐ３に分散配置しているので、例えば階調値が近いもの同士であるトナーパッチＰｃ２が階調パターンＰ１に属し、トナーパッチＰｃ６が階調パターンＰ２に属するようになり、階調値が近い複数のトナーパッチが同じ階調パターンに属することが避けられる。
従って、トナーパッチＰｃ２とＰｃ６の両方が１つのベルト変形領域Ｎに形成されることによりノイズの影響を受けてしまうといったことが生じ難くなり、ノイズの影響を受けていないＣ色のトナーパッチの数が多くなって、それだけトナーパッチの濃度検出精度を向上することができる。このことは、以下に説明するＭ色，Ｙ色について同様である。

図１５（ａ）に示す階調特性Ｑｃ１〜Ｑｃ３のデータに基づき、上記図１０のステップＳ５以降の処理が実行される。これにより、ノイズの影響を受けているトナーパッチ（ここではＰｃ２）以外のトナーパッチＰｃ１，Ｐｃ３〜Ｐｃ１１の濃度検出値に基づきＣ色の階調補正データが生成される。図１５（ｃ）は、生成されたＣ色の階調補正データのグラフＱｃ４を示す図である。このようにＣ色のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ１１の濃度検出値からＣ色の階調補正データを得ることができ、得られた階調補正データは、階調補正データ記憶部７８に記憶され、これ以降のＣ色の画像形成時に利用される。

図１６（ａ）は、Ｍ色のトナーパッチＰｍ１〜Ｐｍ１１の濃度検出結果の例を示す図であり、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれについて濃度検出値を示す各プロットを線で結んでなる階調特性Ｑｍ１，Ｑｍ２，Ｑｍ３を示すグラフを合わせて示している。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示す階調特性Ｑｍ１〜Ｑｍ３のグラフを重ね合わせたものであり、ベルト変形領域Ｎに形成されたことによるノイズの影響を受けているトナーパッチがＰｍ２だけであることが判る。

階調特性Ｑｍ１〜Ｑｍ３のデータに基づき、上記図１０のステップＳ５以降の処理が実行される。これにより、ノイズを含んだトナーパッチ（ここではＰｍ２）以外のトナーパッチＰｍ１，Ｐｍ３〜Ｐｍ１１の濃度検出値に基づきＭ色の階調補正データが生成される。図１６（ｃ）は、生成されたＭ色の階調補正データのグラフＱｍ４を示す図である。このようにＭ色のトナーパッチＰｍ１〜Ｐｍ１１の濃度検出値からＭ色の階調補正データを得ることができ、得られた階調補正データは、階調補正データ記憶部７８に記憶され、これ以降のＭ色の画像形成時に利用される。

同様に、図１７（ａ）は、Ｙ色のトナーパッチＰｙ１〜Ｐｙ１１の濃度検出結果の例を示す図であり、階調パターンＰ１〜Ｐ３のそれぞれについて濃度検出値を示す各プロットを線で結んでなる階調特性Ｑｙ１，Ｑｙ２，Ｑｙ３を示すグラフを合わせて示している。
図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示す階調特性Ｑｙ１〜Ｑｙ３のグラフを重ね合わせたものであり、ベルト変形領域Ｎに形成されたことによるノイズの影響を受けているトナーパッチがＰｙ２だけであることが判る。

階調特性Ｑｙ１〜Ｑｙ３のデータに基づき、上記図１０のステップＳ５以降の処理が実行される。これにより、ノイズ成分を含んだトナーパッチ（ここではＰｙ２）以外のトナーパッチＰｙ１，Ｐｙ３〜Ｐｙ１１の濃度検出値に基づきＹ色の階調補正データが生成される。図１７（ｃ）は、生成されたＹ色の階調補正データのグラフＱｙ４を示す図である。このようにＹ色のトナーパッチＰｙ１〜Ｐｙ１１の濃度検出値からＹ色の階調補正データを得ることができ、得られた階調補正データは、階調補正データ記憶部７８に記憶され、これ以降のＹ色の画像形成時に利用される。

図１８（ａ）は、１つの階調パターンが同じ色の複数のトナーパッチからなるパターン構成の例（比較例１）を示す図であり、図１８（ｂ）は、各トナーパッチの階調値を示す図である。
図１８（ａ）に示すように階調パターンＰ１は、Ｃ色の１１個のトナーパッチからなる。これらの１１個のトナーパッチは、図１４（ａ）に示すトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ１１と同じものであり、図１８（ｂ）に示すように階調値が段階的に大きくなる並び順で形成されている。

同様に、階調パターンＰ２は、Ｍ色の１１個のトナーパッチからなり、階調パターンＰ３は、Ｙ色の１１個のトナーパッチからなり、これらのトナーパッチは、図１４（ａ）に示すＭ色とＹ色のトナーパッチと同じものであり、図１８（ｂ）に示すように階調値が段階的に大きくなる並び順で形成されている。
この比較例１のパターン構成において仮に、図１８（ａ）に示すようにベルト変形領域Ｎがベルト走行方向（矢印Ｂ）に比較的大きくなった場合、Ｃ色の１１個のトナーパッチのうち、８個のトナーパッチがノイズの影響を受けることになる。このように複数のトナーパッチのうち半分以上がノイズの影響を受けたトナーパッチの濃度検出結果を用いる場合、生成される階調補正データもノイズ成分が多く含まれたものになる。

これに対し、図１４（ａ）に示す実施の形態２のパターン構成の場合、図１８（ａ）に示すベルト変形領域Ｎと同じ大きさのベルト変形領域が同じ位置に存在していたと仮定すると、Ｃ色の１１個のトナーパッチのうち、ノイズの影響を受けるトナーパッチは、Ｐｃ２〜Ｐｃ５の４個になる。
図１５（ａ）において、階調パターンＰ１のトナーパッチＰｃ２の濃度検出値にノイズ成分が含まれている場合、上記図１０に示すステップＳ５〜Ｓ８の処理を実行することにより、階調パターンＰ１の階調特性Ｑｃ１と他の階調パターンＰ２，Ｐ３の階調特性Ｑｃ２，Ｑｃ３との比較結果に基づき、ノイズとなるトナーパッチをＰｃ２と特定できる。トナーパッチＰｃ３〜Ｐｃ５についても同様である。

従って、ノイズ成分を含んだものとして特定されたトナーパッチ以外のトナーパッチの濃度検出結果により、ノイズ成分を含まない階調補正データを生成することができる。
なお、上記では、１つの階調パターンにＹ，Ｍ，Ｃ色のトナーパッチが含まれるとしたが、これに限られず、１つの階調パターンに、例えばＹ〜Ｋ色のいずれか２つの色のトナーパッチまたは全ての色のトナーパッチが含まれるとしても良い。その２以上の色のうち、第１の色に対する階調補正データと、第１とは異なる色の第２の色に対する階調補正データとが別々に生成される。

本発明は、画像形成装置に限られず、階調補正データを生成する方法であるとしても良い。また、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、階調パターンＰ１〜Ｐ３に属する全てのトナーパッチのうち、ノイズ成分を含むトナーパッチを除く、残りの全てのトナーパッチの濃度検出値を用いて階調補正データを生成するとしたが、この方法に限られない。

例えば、ノイズ成分を含むと判断された濃度検出値のトナーパッチが属する階調パターン以外の他の階調パターンを構成する複数のトナーパッチの濃度検出値のみを用いて階調補正データを生成する方法をとることもできる。
具体的に、図８の例の場合、ノイズ成分を含むと判断された検出値を有するトナーパッチは、Ｐ１ｃ〜Ｐ１ｅであるので、これらが属する階調パターンＰ１を構成するトナーパッチＰ１ａ〜Ｐ１ｇの全てが階調補正データの生成から除外されることになる。

ノイズ成分が含まれている疑いが強い階調パターンを階調補正データの生成から外すことにより、ノイズ成分を含む濃度検出値とこれ以外の正常な濃度検出値との差分Δを算出する処理が不要になり、それだけ処理に要する時間の短縮と処理負担の軽減を図れる。
例えば、経年劣化などによりベルト変形領域Ｎがベルト走行方向にある程度の大きな範囲に亘っていることが多くなるような特性の中間転写ベルト３４が用いられるような場合に適用することができる。

また、例えば中間転写ベルト３４の新品時から所定時期までの期間には、ノイズを含むトナーパッチを除く他の全てのトナーパッチの濃度検出値のみを用いて階調補正データを生成する方法（実施の形態）を用い、所定時期を超えると、ノイズを含むトナーパッチが属する階調パターンを除く他の全ての階調パターンに属するトナーパッチの濃度検出値のみを用いて階調補正データを生成する方法（本変形例）に切り換える制御をとることもできる。所定時期は、例えば装置の累積使用時間が所定時間に達したとき、累積画像形成回数が所定回数に達したときなどとすることができる。

（２）上記実施の形態では、図３や図１３などにおいて階調パターンＰ１〜Ｐ３ごとに、これに属する各トナーパッチが階調値（濃度）の低いものから高いものの順に一列に配列されている構成例を説明したが、これに限られない。例えば、濃度順に関係なく不規則（ランダム）に並べられる構成をとることもできる。
この構成をとる場合、隣り合うトナーパッチ同士で濃度（階調値）の差が大きくなるような並びとすることが好ましい。１つのベルト変形領域Ｎに階調値の離れた２つのトナーパッチが形成された場合に、その２つともその検出値にノイズ成分が含まれることにより、その２つの検出値が階調補正データの生成から除外されても、階調値の近い２つのトナーパッチの濃度検出値が除外されることよりも、データの補間範囲が狭くなって、それだけ階調補正データの生成の精度向上が可能になり易いからである。

また、図１４では、階調パターンＰ１に属するＣ色のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ４、階調パターンＰ２に属するＣ色のトナーパッチＰｃ５〜Ｐｃ８、階調パターンＰ３に属するＣ色のトナーパッチＰｃ９〜Ｐｃ１１のそれぞれが異なる階調値である場合の構成例を説明したが、これに限られない。
例えば、階調パターンＰ１に属するトナーパッチＰｃ１と、階調パターンＰ２に属するトナーパッチＰｃ５と、階調パターンＰ３に属するトナーパッチＰｃ９とが同じ階調値Ｈ１になり、階調パターンＰ１に属するトナーパッチＰｃ２と、階調パターンＰ２に属するトナーパッチＰｃ６と、階調パターンＰ３に属するトナーパッチＰｃ１０とが同じ階調値Ｈ２（＞Ｈ１）になるように、階調パターンＰ１〜Ｐ３ごとに同じ階調値のトナーパッチが属するように構成することもできる。他の色についても同様である。

（３）上記実施の形態では、中間転写ベルト３４上に階調パターンを形成する構成例を説明したが、階調パターンが形成される像担持体は、中間転写ベルト３４に限られず、例えば中間転写ドラムでも良い。また、中間転写方式であるか否かに関わらず、感光体ドラムや感光体ベルトなどの像担持体に階調パターンを形成して、その形成された階調パターンを光学センサーなどの検出手段で検出するとしても良い。感光体ドラムや感光体ベルトでも傷などの形状異常に起因するノイズが濃度検出値に混入する場合があるからである。

また、階調パターンを構成する画像パッチとしてのトナーパッチが中間転写ベルト３４のベルト走行方向（副走査方向に相当）に沿って一列に並ぶように各トナーパッチを形成するとしたが、その並び方向がベルト走行方向（像担持体の回転方向）に限られることはない。それぞれの階調パターン（トナーパッチ）が中間転写ベルト３４上の異なる箇所に形成されれば良い。

例えば、ベルト走行方向に直交するベルト幅方向（主走査方向に相当）に各トナーパッチが並ぶように配列して、それぞれのトナーパッチを検出可能なセンサー等を配置するとしても良い。さらに、階調パターンの数を３個としたが、これに限られず、例えば４個以上としても良い。また、階調パターンを構成するトナーパッチの数、位置関係などが上記のものに限られることもない。

（４）上記実施の形態では、各トナーパッチの階調値が予め決められており、各トナーパッチの階調値に基づく予め決められた露光量で露光を行う構成例を説明したが、階調値が異なれば濃度値も異なることが通常であるから、各トナーパッチを階調値で特定することに代えて濃度値で特定する構成とすることもできる。
また、トナーパッチごとにその階調値の大きさに基づき露光量の大きさを変更することにより、トナーパッチを構成する各画素の濃度をその階調値に応じた濃度に調整する構成例を説明したが、この階調再現方法に限られない。

例えば、中間調を再現する階調再現方式の一つとして、網点を構成するそれぞれの点の大きさ（径）を変えて、人の目で見たときに階調差（濃度差）を感じさせる網点階調再現方法がある。
この網点階調再現方法では、単位面積当たりに含まれる複数個の点のそれぞれの径を大きくするほど、隣り合う２つの点同士の間隔が狭くなって濃度が濃くなったように見えるようになる。従って、トナーパッチを網点で形成した場合、その網点を構成する各点の大きさによりトナーパッチの濃度が変わることになり、上記同様にトナーパッチの濃度検出結果からノイズを含む検出値を判断することができる。

具体的に、上記同様に色ごとに、網点階調再現方法を用いて異なる階調値を示す複数のトナーパッチ、例えば径がＤｚ１の点からなる網点で再現されるトナーパッチ、径がＤｚ２（＞Ｄｚ１）の点からなる網点で再現されるトナーパッチ、径がＤｚ３（＞Ｄｚ２）の点からなる網点で再現されるトナーパッチ・・・といったものを複数の階調パターンのそれぞれに分散配置されるように中間転写ベルト３４に形成する方法をとることができる。それぞれのトナーパッチの形成は、実際のジョブで異なる階調値のトナー画像を網点階調再現方法により形成する場合と同じ方法を用いて実行すれば良い。

色ごとに、中間転写ベルト３４に形成された各トナーパッチの濃度検出結果に基づきその色用の階調補正データが生成される。網点階調再現方法では、網点を構成するそれぞれの点の径と再現画像の濃度との対応関係が予め決められており、例えば目標濃度に対して出力濃度が異なる場合には、その目標濃度の画像を再現するときの各点の径を、本来の値に対してその差分の濃度（上記図５のΔ）に相当する分だけ大きくまたは小さくした値を階調補正データとすることができる。また、網点を構成する点の径だけではなく、例えば一定の方向に沿って一列に並ぶ各点を仮想的に結んだ線をスクリーン線としてその線数や線の角度を変えることにより異なる濃度を再現する場合には、その線数や角度を、濃度検出結果に基づき補正したものを階調補正データとすることができる。

上記のような構成により、色ごとに、網点階調再現方法で画像を形成する場合に用いるべき階調補正データを精度良く生成できるようになる。
階調再現方法には、上記とは別に、同じ大きさのドットを単位面積当たりの個数（ドット密度）を変えることで異なる階調（濃度）を表現するＦＭスクリーン方式や、これらとは別の方法としてディザ法、誤差拡散法などの各再現方法もある。

いずれの階調再現方法についても、別々に、その再現方法による濃度の異なる複数のトナーパッチのそれぞれを異なる複数の階調パターンのそれぞれに分散配置して、中間転写ベルト３４に形成する方法をとることができる。
また、複数の階調パターンのそれぞれを、第１の階調再現方法（例えば、網点階調再現方法）により表現された複数のトナーパッチと、第１とは異なる第２の階調再現方法（例えば、誤差拡散法）により表現された複数のトナーパッチとが混在する階調パターンとする構成をとることもできる。

例えば、図１４に記載のトナーパッチＰｃ１〜Ｐｃ１１を、Ｃ色の第１の階調再現方法による複数の異なる階調値（濃度）のトナーパッチＰ１０１〜Ｐ１１１に置き換え、トナーパッチＰｍ１〜Ｐｍ１１を、Ｃ色の第２の階調再現方法による複数の異なる階調値（濃度）のトナーパッチＰ２０１〜Ｐ２１１に置き換える構成をとり得る。
具体的に、トナーパッチＰ１０１〜Ｐ１１１は、Ｐ１０１，Ｐ１０５，Ｐ１０９・・・Ｐ１１１，Ｐ１０４の順に、第１の階調再現方法により再現される場合の階調値が大きくなる（高濃度になる）ように形成される。また、トナーパッチＰ２０１〜Ｐ２１１は、Ｐ２０１，Ｐ２０５，Ｐ２０９・・・Ｐ２１１，Ｐ２０４の順に、第２の階調再現方法により再現される場合の階調値が大きくなる（高濃度になる）ように形成される。

この各トナーパッチを上記同様に分散配置する構成をとれば、階調パターンＰ１〜Ｐ３ごとに、１つの階調パターンに属する同じ階調再現方法による複数のトナーパッチのそれぞれが、相互にある程度濃度値が離れたものが含まれるように形成される。
例えば、階調パターンＰ１に属する複数のトナーパッチのうち、第１の階調再現方法により形成されるトナーパッチＰ１０１，Ｐ１０２，Ｐ１０３，Ｐ１０４は、階調値（濃度）が連続しているものではなく、相互に濃度値がある程度離れたものになる。同じ階調パターンＰ１に属する、第２の階調再現方法により形成されるトナーパッチＰ２０１，Ｐ２０２，Ｐ２０３，Ｐ２０４も階調値が連続しておらず、相互に濃度値が離れたものになる。他の階調パターンＰ２，Ｐ３に属する各トナーパッチについても同様である。

つまり、第１の階調再現方法を用いて形成されるトナーパッチＰ１０１〜Ｐ１１１も、第２の階調再現方法を用いて形成されるトナーパッチＰ２０１〜Ｐ２１１も、階調値の連続する２つのトナーパッチが階調パターンＰ１〜Ｐ３のうち異なる階調パターンに属するようになる。このことは、Ｃ色以外の他の色についても同様に構成することができる。
トナーパッチの形成後は、上記の実施の形態のように各色別にそれぞれの色用の階調補正データＱｃ４，Ｑｍ４が生成されることと同様に、第１と第２の階調再現方法ごとに、別々に、その各トナーパッチの濃度検出結果に基づきその階調再現方法による画像形成時に用いるべき階調補正データを生成することができる。第１と第２の階調再現方法が上記のものに限られることはなく、異なる２以上の階調再現方法のうち、一つを第１の階調再現方法、別の一つを第２の階調再現方法と捉えることができる。

上記の階調再現方法の１つだけを実行可能な構成や、複数を切り換えて実行可能な構成とすることができ、実行可能な１以上の階調再現方法のそれぞれについて、その再現方法により形成されたトナーパッチの濃度検出結果に基づきその階調再現方法用の階調補正データが生成される。
階調再現方法の切り換えは、例えばユーザーからの操作部８を介しての指示、例えば再現画像の階調再現性の優先指示、解像度の優先指示などに基づき行われるとしても良い。

例えば、プリントジョブにおいて、階調再現性の優先指示があった場合には、複数の異なる階調再現方法のうち、解像度よりも階調再現性を高めることができる再現方法を選択し、解像度の優先指示があった場合には、階調再現性よりも解像度の再現性を高めることができる別の再現方法を選択する構成をとることができる。また、コピージョブでは、例えば誤差拡散法により画像を表現する誤差拡散法を選択するとしても良い。

（５）上記実施の形態では、中間転写ベルト３４上の階調パターンの検出手段として、反射型の光学センサーを用いる例を説明したが、これに限られない。例えば、中間転写ベルト３４が透光性のものであれば、透過型の光学センサーを用いることもできる。また、光学センサーに限られず、像担持体上のトナーパッチの濃度（トナー付着量など）を測定できるものであれば、例えばＣＣＤなどの受光素子を用いることもできる。

（６）上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をタンデム型カラー複合機に適用した場合の例を説明したが、これに限られない。カラーやモノクロのいずれの画像形成を行うかに関係なく、感光体や中間転写体などの像担持体上に画像を形成する画像形成装置であれば、例えば複写機、プリンター、ファクシミリ装置等に適用できる。
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

本発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特に階調補正を行う画像形成装置に利用できる。

１ 複合機
７ 制御部
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ 作像部
２１ 感光体ドラム
３４ 中間転写ベルト
３８ パターン検出センサー
７５ パターン形成部
７７ 階調補正データ生成部
７８ 階調補正データ記憶部
７９ 階調補正部
Ｎ ベルト変形領域
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 階調パターン
Ｐ１ａ〜Ｐ１ｇ，Ｐ２ａ〜Ｐ２ｇ，Ｐ３ａ〜Ｐ３ｇ，Ｐｃ１〜Ｐｃ１１，Ｐｍ１〜Ｐｍ１１，Ｐｙ１〜Ｐｙ１１ トナーパッチ
Ｑ１〜Ｑ３，Ｑｃ１〜Ｑｃ３，Ｑｍ１〜Ｑｍ３，Ｑｙ１〜Ｑｙ３ 階調特性
Ｑｄ，Ｑｃ４，Ｑｍ４，Ｑｙ４ 階調補正データ

Claims (10)

1. 画像形成手段により像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   異なる濃度の複数の画像パッチを含む階調パターンを３個以上、それぞれを前記像担持体上の異なる箇所に前記画像形成手段により形成させるパターン形成手段と、
   前記像担持体上に形成された各階調パターンを構成する各画像パッチの濃度を検出する検出手段と、
   前記各画像パッチの濃度の検出値に基づき前記各階調パターンの階調特性を比較して得られた結果から前記像担持体上の形状の異常に起因するノイズを含んだ検出値を特定し、特定された検出値以外の検出値のみを用いて階調補正データを生成する生成手段と、
   前記生成された階調補正データにより前記画像形成手段の階調補正を行う補正手段と、
   を備え、
   前記階調パターンのそれぞれは、他の階調パターンとは各画像パッチの濃度が異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記階調パターンの数をｍとし、それぞれの階調パターンに番号を付すとともに、形成される全ての画像パッチのそれぞれについて濃度の低いものから高いものの順に番号を付し、変数ｎ（整数）を１≦ｎ、変数ｋ（整数）を０≦ｋ≦（ｍ−１）としたとき、
   濃度が（ｍ×ｎ−ｋ）番目の画像パッチが、ｍ個の階調パターンのうち（ｍ−ｋ）番目の階調パターンに属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. 画像形成手段により像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   異なる濃度の複数の画像パッチを含む階調パターンを３個以上、それぞれを前記像担持体上の異なる箇所に前記画像形成手段により形成させるパターン形成手段と、
   前記像担持体上に形成された各階調パターンを構成する各画像パッチの濃度を検出する検出手段と、
   前記各画像パッチの濃度の検出値に基づき前記各階調パターンの階調特性を比較して得られた結果から前記像担持体上の形状の異常に起因するノイズを含んだ検出値を特定し、特定された検出値以外の検出値のみを用いて階調補正データを生成する生成手段と、
   前記生成された階調補正データにより前記画像形成手段の階調補正を行う補正手段と、
   を備え、
   前記階調パターンのそれぞれは、他の階調パターンと各画像パッチの濃度が同じであり、
   前記生成手段は、
   前記階調補正データの生成を、ノイズを含んだものと特定された検出値の画像パターンが属する階調パターン以外の他の階調パターンに属する各画像パッチの濃度の検出値のみを用いて行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記画像形成手段は、
   異なる第１と第２の色の画像パッチを別々に形成する各色用の作像部を備え、
   前記それぞれの階調パターンは、
   前記第１の色の複数の画像パッチと前記第２の色の複数の画像パッチとが混在する階調パターンであり、
   前記それぞれの階調パターンごとに、その階調パターンに属する同じ色の複数の画像パッチのそれぞれが異なる濃度になるように形成され、
   前記生成手段は、
   色ごとに、当該色の画像パッチの濃度の検出値に基づき前記階調補正データを生成し、
   前記補正手段は、
   色ごとに生成された階調補正データにより当該色に対応する作像部による画像形成の階調補正を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、
   異なる第１と第２の階調再現方法のそれぞれごとに、その階調再現方法を用いて異なる濃度の画像を形成することが可能であり、
   前記それぞれの階調パターンは、
   前記第１の階調再現方法により表現された複数の画像パッチと前記第２の階調再現方法により表現された複数の画像パッチとが混在する階調パターンであり、
   前記それぞれの階調パターンごとに、その階調パターンに属する同じ階調再現方法による複数の画像パッチのそれぞれが異なる濃度になるように形成され、
   前記生成手段は、
   前記それぞれの階調再現方法ごとに、当該階調再現方法を用いて形成された各画像パッチの濃度の検出値に基づき当該階調再現方法に用いるべき前記階調補正データを生成し、
   前記補正手段は、
   前記それぞれの階調再現方法ごとに、当該階調再現方法を用いて前記画像形成手段が画像を形成する場合に当該階調再現方法に対応して生成された前記階調補正データにより当該画像形成手段の階調補正を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記階調パターンごとに、これに属する各画像パッチが濃度の低いものから高いものの順に配列されているまたは不規則に配列されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記生成手段は、
   前記階調補正データの生成を、ノイズを含んだものと特定された検出値の画像パターンが属する階調パターン以外の他の階調パターンに属する各画像パッチの濃度の検出値のみを用いて行うことを特徴とする請求項１、２、４〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記パターン形成手段は、
   前記複数の画像パッチのそれぞれの濃度が予め決められた異なる目標濃度になるように当該複数の画像パッチを前記像担持体上に形成させ、
   前記生成手段は、
   前記各階調パターンについて、当該階調パターンに属する各画像パッチの濃度の検出値から当該階調パターンの階調特性を求め、求めた各階調パターンの階調特性を比較して、
   前記目標濃度ごとに、３以上の階調パターンのうち２つずつの組み合わせのそれぞれの組について、当該組に属する一方の階調パターンから得られる当該目標濃度に対応する出力濃度と他方の階調パターンの階調特性から得られる当該同じ目標濃度に対応する出力濃度との差分を求め、
   前記目標濃度ごとに求められた各組の差分の大きさに基づき、前記目標濃度別に形成されたそれぞれの画像パッチの濃度の検出値のうち、前記ノイズを含んだ検出値を特定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記像担持体は、回転体であり、
   前記各階調パターンに属する各画像パッチが前記像担持体の回転方向に沿った方向に配列されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記検出手段は、
    前記像担持体上の階調パターンに光を照射し、その反射光量を検出するセンサーであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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