画像形成装置
【課題】画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、トナーパターンとして、像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチからなる第１の階調パッチ群の両端に、同一濃度の基準パッチが配置された第１のトナーパターンと、第１の階調パッチ群が逆向きに配置された第２の階調パッチ群からなる第２のトナーパターンを有する。階調補正部は、第１の階調パッチ群にゴーストが生じている場合に、濃度検出部による第１の階調パッチ群の検出結果と第２の階調パッチ群の検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し、この階調特性に基づいて階調補正データを生成する。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、トナーパターンとして、像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチからなる第１の階調パッチ群の両端に、同一濃度の基準パッチが配置された第１のトナーパターンと、第１の階調パッチ群が逆向きに配置された第２の階調パッチ群からなる第２のトナーパターンを有する。階調補正部は、第１の階調パッチ群にゴーストが生じている場合に、濃度検出部による第１の階調パッチ群の検出結果と第２の階調パッチ群の検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し、この階調特性に基づいて階調補正データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラムに対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に着色粒子であるトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着器において加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体ドラム、現像剤等の経時的な劣化や、装置周辺の環境（温湿度の変動）等によって、出力画像（用紙に形成された画像）の画質が低下するという問題がある。具体的には、入力画像の階調が出力画像に忠実に再現されないという現象が生じる。そこで、従来の画像形成装置では、入力画像の階調等を出力画像に安定して再現させるための画像安定化制御が行われるようになっている（例えば特許文献１、２）。
画像安定化制御としては、例えば、像担持体としての中間転写ベルトに形成されたＣＭＹＫの各色トナーパターンの濃度を光センサーで検出し、この検出結果（階調特性）に基づいて階調補正データ（いわゆるガンマ補正曲線）を生成し、帯電電位、現像電位、露光量等の画像形成条件にフィードバックさせる階調補正等がある。
【０００４】
特許文献１には、階調レベルが次第に変化する階調画像部の前に、トナー担持体（現像ローラー）の周長以上でベタ画像からなるヘッダ部を形成し、ヘッダ部における各位置の濃度検出結果（例えば反射濃度）を用いて階調画像部における各位置の濃度検出結果を補正し、補正後の濃度検出結果に基づいて階調補正を行う画像形成装置が開示されている。
また、特許文献２には、ハイライト部階調パッチとシャドウ部階調パッチを形成し、これら二つの階調パッチの濃度検出結果を、前回の階調補正における二つの階調パッチの濃度検出結果と比較し、階調補正用に形成する階調パッチの個数、階調を比較結果に応じて選択し、階調補正を行う画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４９４２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した画像安定化制御においては、像担持体上に形成されたトナーパターンの濃度を正確に検出し、現在の階調特性を正確に把握する必要がある。しかしながら、画像形成装置で繰り返し画像形成を行うと、現像剤の耐久度合いが低下することに伴い、副走査方向の下流（先に画像形成される側）から上流（後に画像形成される側）に向かって濃度が低下していくような、いわゆるゴーストが発生しやすくなる。そして、画像安定化制御時にゴーストが生じると、トナーパターンの濃度検出結果にゴーストの影響が含まれることとなるため、濃度検出結果から算出された階調特性は正確ではなく、この階調特性に基づいて階調補正を行っても、適切な画像安定化制御とならない。
【０００７】
例えば、現像剤の主成分としてトナーとキャリアー（磁性体）を用いる２成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置では、現像剤中のトナー濃度が低下する（キャリアリッチとなる）ことによりゴーストが生じる。また例えば、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる１成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置では、現像ローラーへのトナーの供給能力が不足することによりゴーストが生じる。
【０００８】
このゴーストは、特に、濃度の高い画像（例えば黒ベタ画像）を形成した後に発生しやすい。特許文献１のように、トナーパターンの一部としてトナー担持体の周長以上で黒ベタ画像を形成する場合には、ゴーストが発生する可能性が高くなるので注意を要する。また、特許文献１に記載の画像安定化制御では、像担持体の周長以上でベタ画像からなるヘッダ部を形成するため、トナー消費量が増大してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、入力画像データに基づいて、露光装置により感光体に静電潜像を形成させ、現像装置により前記感光体にトナーを付着させることにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、前記感光体に形成された前記トナー像を像担持体に転写させる画像形成部と、
前記像担持体上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部と、を備える画像形成装置であって、
前記トナーパターンとして、前記像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチからなる第１の階調パッチ群の両端に、同一濃度の基準パッチが配置された第１のトナーパターンと、
前記第１の階調パッチ群が逆向きに配置された第２の階調パッチ群からなる第２のトナーパターンを有し、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による２つの前記基準パッチの検出結果に基づいて、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じているか否かを判定し、ゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し、前記階調特性に基づいて前記階調補正データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】濃度検出センサーと階調補正用のトナーパターンの位置関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態で用いる第１のトナーパターンのパッチ構成を示す図である。
【図５】第１の実施の形態で用いる第２のトナーパターンのパッチ構成を示す図である。
【図６】濃度検出センサーによる第１の階調パッチ群の検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図７】濃度検出センサーによる第２の階調パッチ群の検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図８】第１の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１の階調パッチ群の検出結果と第２の階調パッチ群の検出結果を平均化して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態で採用される階調特性曲線及び階調補正曲線を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態で用いる第１のトナーパターンＴＰ１のパッチ構成を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第１の階調パッチ群の検出結果と第２の階調パッチ群の検出結果を部分的に利用して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図１４】第１のトナーパターンの変形例を示す図である。
【図１５】第１のトナーパターンの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１４】
図１、２に示すように、画像形成装置１は、制御部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、搬送部５０、及び定着部６０を備える。
【００１５】
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３等を備える。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１６】
制御部１０は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピュータ）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙に画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１７】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。
【００１８】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザ設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備えている。例えば、画像処理部３０は、制御部１０の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。すなわち、本発明に係る階調補正部は、制御部１０と画像処理部３０により構成される。
また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施されたデジタル画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００１９】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２、及び濃度検出センサー４３等を備えている。
【００２０】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号を付し、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号を省略している。
【００２１】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２２】
感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。
【００２３】
帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３にレーザー光を照射すると、感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送される。そして、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
【００２４】
現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーとキャリアーとからなる二成分現像剤）を収容しており、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置４１２の詳細な構成については後述する。
【００２５】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有する。一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、ドラムクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
【００２６】
中間転写ユニット４２は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、二次転写ローラー４２３、駆動ローラー４２４、従動ローラー４２５、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００２７】
中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、駆動ローラー４２４及び従動ローラー４２５に張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２４の回転により矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が順次重ねて一次転写される。そして、中間転写ベルト４２１が二次転写ローラー４２３によって用紙Ｓに圧接されると、中間転写ベルト４２１に一次転写されたトナー像が用紙Ｓに二次転写される。
ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
【００２８】
濃度検出センサー４３は、トナー像が用紙Ｓに二次転写される二次転写位置よりも中間転写ベルト４２１の走行方向（副走査方向）上流側に、中間転写ベルト４２１に対向して配置される。濃度検出センサー４３は、例えば中間転写ベルト４２１の幅方向（中間転写ベルト４２１の走行方向と直交する方向、主走査方向）の両側部のそれぞれに対向して２つ配置される（図３参照）。濃度検出センサー４３は、階調補正データを生成する際に用いられ、中間転写ベルト４２１の非画像形成領域（中間転写ベルト４２１の幅方向両側部）に形成された階調補正用のトナーパターンの濃度を検出する。
【００２９】
濃度検出センサー４３には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの発光素子と、フォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）などの受光素子を備え、トナーパターンの反射濃度を検出する反射型の光センサーを適用することができる。トナーパターンの反射濃度は、測定対象物への入射光量をＩ0、測定対象物からの反射光量をＩとしたとき、−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0）で表される。
中間転写ベルト４２１上に形成されたトナー像の濃度が高い（例えば黒ベタ画像）ほど反射光量Ｉは小さく、反射濃度、すなわち濃度検出センサー４３から出力されるセンサー出力値は大きくなる。逆に、中間転写ベルト４２１上に形成されたトナー像の濃度が低い（例えば白ベタ画像、又はトナー像が形成されないベース面）ほど反射光量Ｉは大きく、反射濃度、すなわち濃度検出センサー４３から出力されるセンサー出力値は小さくなる。
【００３０】
なお、濃度検出センサー４３の数、配置は上述した態様に限定されず、中間転写ベルト４２１に形成されたトナーパターンの濃度を検出できるようになっていればよい。
また、中間転写ベルト４２１が透光性の材料で構成されている場合には、濃度検出センサー４３として、発光素子と受光素子が中間転写ベルト４２１を挟んで対向配置される透過型の光センサーを適用することができる。
【００３１】
定着部６０は、用紙Ｓを狭持して搬送するためのニップ部（定着ニップ）を形成する加圧部（例えば定着面（画像形成面）側の定着ローラーと裏面側の加圧ローラー）と、トナー像が転写された用紙Ｓに接触して定着温度で加熱する加熱部（例えば定着ローラー）等を備える。定着部６０には、公知の技術を適用することができる。定着部６０は、搬送されてきた用紙Ｓをニップ部で加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。
【００３２】
搬送部５０は、給紙部５１、搬送機構５２、及び排紙部５３等を備える。給紙部５１を構成する２つの給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。
【００３３】
給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラー５２ａ等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構５２により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー５２ａが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面（画像形成面）に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５３ａを備えた排紙部５３により機外に排紙される。
【００３４】
このように、画像形成装置１は、入力画像データに基づいて、露光装置４１１により感光体ドラム４１３（感光体）に静電潜像を形成させ、現像装置４１２により感光体ドラム４１３にトナーを付着させることにより静電潜像を現像してトナー像を形成し、感光体ドラム４１３に形成されたトナー像を中間転写ベルト４２１（像担持体）に転写させる画像形成部４０を備えている。
また、中間転写ベルト４２１上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出センサー４３（濃度検出部）と、濃度検出センサー４３による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部（画像処理部３０、制御部１０）を備えている。
【００３５】
図３は、濃度検出センサー４３と階調補正用のトナーパターンＴＰの位置関係を示す図である。図３において、画像形成領域は画像形成ユニット４１によりトナー像が形成され得る領域であり、非画像形成領域は画像形成ユニット４１によりトナー像が形成されない領域である。
図３に示すように、ＣＭＹＫ各色のトナーパターンＴＰC、ＴＰM、ＴＰY、ＴＰKは、中間転写ベルト４２１の非画像形成領域、すなわち中間転写ベルト４２１の幅方向両側部に形成される。トナーパターンＴＰを構成するパッチの幅は、各パッチの濃度が濃度検出センサー４３で精度良く検出されるように、濃度検出センサー４３の検出幅以上に設定される。
【００３６】
本実施の形態では、階調補正用のトナーパターンＴＰとして、第１のトナーパターンＴＰ１と、第２のトナーパターンＴＰ２が用意されている。階調補正データを生成する際、基本的には第１のトナーパターンＴＰ１が用いられるが、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定された場合には、第２のトナーパターンＴＰ２が用いられるようになっている。
【００３７】
図４は、第１の実施の形態で用いる第１のトナーパターンＴＰ１のパッチ構成を示す図である。図４に示すように、第１のトナーパターンＴＰ１は、中間転写ベルト４２１の走行方向に沿って、１２個のパッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ１０、ＢＰ２が連続して配列された構成を有する。
【００３８】
パッチＰ１〜Ｐ１０は、階調補正データを生成するための階調パッチであり、濃度（各パッチを形成するための入力画像の濃度、入力階調値に対応）が段階的に変化する。階調パッチＰ１〜Ｐ１０を第１の階調パッチ群ＰＡと称する。以下において、入力階調値が同じ階調パッチには、同一の符号を用いるものとする。
【００３９】
本実施の形態では、第１の階調パッチ群ＰＡを構成する階調パッチＰ１〜Ｐ１０の入力階調値が、濃淡変化を２５６階調で表現したとき、０（白ベタ）から２５５（黒ベタ）に段階的に変化する。すなわち、第１の階調パッチ群ＰＡにおいては、複数の階調パッチＰ１〜Ｐ１０が、中間転写ベルト４２１の走行方向の下流（先に形成される側）から上流（後で形成される側）に向かって濃度が高くなるように配置されている。
この場合、第１の階調パッチ群ＰＡの低濃度側（ハイライト側）を形成する際のトナー消費量が少なくなるので、ゴーストの発生を抑制することができる。そして、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが発生しなければ、第２のトナーパターンＴＰ２を形成する必要がなくなるので、トナー消費量を低減することができる。
【００４０】
なお、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の入力階調値が２５５（黒ベタ）から０（白ベタ）に段階的に変化するようにしてもよいが、この場合、第１の階調パッチ群ＰＡの形成当初からトナー消費量が多くなり、ゴーストの発生が助長されるので望ましくない。
【００４１】
第１のトナーパターンＴＰ１の先端に配置されるパッチＢＰ１、及び第１のトナーパターンＴＰ１の後端に配置されるパッチＢＰ２は、ゴーストの発生を検出するための基準パッチであり、同一の濃度（入力階調値）で形成される。ここでは、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２として、最高濃度（入力階調値が２５５）の黒ベタ画像を用いる。
【００４２】
基準パッチＢＰ１、階調パッチＰ１〜Ｐ１０、及び基準パッチＢＰ２は、先頭の基準パッチＢＰ１から順に中間転写ベルト４２１上に形成され、順次、濃度検出センサー４３により反射濃度（センサー出力値に相当）を検出される。
【００４３】
基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度を比較することにより、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴーストが生じているか否かを判定することができる。ゴーストが発生しない場合は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度がほぼ同等となるのに対して、ゴーストが発生する場合は、後から形成されたパッチほど反射濃度が低くなり、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度が大きく乖離するためである。
ここでは、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２として、最高濃度（入力階調値が２５５）の黒ベタ画像を用いているので、反射濃度の差からゴーストが発生しているか否かを容易に判定することができる。
【００４４】
図５は、実施の形態で用いる第２のトナーパターンＴＰ２のパッチ構成を示す図である。
図５に示すように、第２のトナーパターンＴＰ２は、中間転写ベルト４２１の走行方向に沿って、１０個のパッチＰ１０〜Ｐ１が連続して配列された構成を有する。すなわち、第２のトナーパターンＴＰ２は、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢで構成される。
【００４５】
図６は、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。図７は、濃度検出センサー４３による第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
図６、７では、ゴースト発生時の階調特性を実線で表し、ゴースト非発生時の階調特性を破線で表している。また、図６、７の上部には、横軸に対応する階調パッチを示している（図９、１３において同じ）。なお、図６、７において、ゴースト非発生時の階調特性は、左右反転しているだけで実質的に同じである。
【００４６】
図６、７に示すように、第１の階調パッチ群ＰＡ、第２の階調パッチ群ＰＢともに、ゴーストが発生する場合の反射濃度（センサー出力値に相当）は、ゴーストが発生しない場合よりも低くなる。
また、第１の階調パッチ群ＰＡの場合には、反射濃度の乖離幅（ゴースト非発生時とゴースト発生時の差）が徐々に大きくなるのに対して、第２の階調パッチ群ＰＢの場合には、反射濃度の乖離幅が徐々に大きくなった後、小さくなるという傾向にある。ゴーストは、トナー消費量が多いパッチ（入力階調値が高いパッチ）を形成した後ほど大きくなるためである。
【００４７】
第１の階調パッチ群ＰＡのゴースト発生時の検出結果から得られる階調特性は、ゴースト非発生時の検出結果から得られる階調特性とは異なり、正確な階調特性とはいえない。つまり、この階調特性に基づいて階調補正を行っても、適切な画像安定化制御とならない。
そこで、本実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴーストが発生している場合には、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と、第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化することにより、正確な階調特性（ゴースト非発生時の階調特性）に近づけた上で、適切な階調補正データを生成する（階調補正データ生成処理）。具体的には、図８に示すフローチャートに従って、階調補正データ生成処理が行われる。
【００４８】
図８は、第１の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。図８に示す階調補正データ生成処理は、例えば画像形成装置１の電源が投入されることに伴い、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
また、この階調補正データ生成処理は、前回の階調補正データ生成後、所定時間経過したとき、所定枚数の画像形成が完了したとき、又は現像装置４１２のトナーが交換されたとき等、定期的に行われるのが望ましい。また、階調補正データ生成処理時は、二次転写ローラー４２３と駆動ローラー４２４を離間させておく。
【００４９】
図８のステップＳ１０１において、制御部１０は、各色について、階調補正用の画像データに基づく第１のトナーパターンＴＰ１を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図４参照）。階調補正に用いられる第１のトナーパターンＴＰ１及び第２のトナーパターンＴＰ２の画像データは、例えばＲＯＭ１２に記憶されている。
【００５０】
ステップＳ１０２において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による各パッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ１０、ＢＰ２の検出結果（反射濃度、センサー出力値）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第１のトナーパターンＴＰ１は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００５１】
ステップＳ１０３において、制御部１０は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度を比較して、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部１０は、例えば、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度の差が所定値を超えていた場合に第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定した場合にはステップＳ１０４の処理に移行し、ゴーストが発生していないと判定した場合にはステップＳ１０７の処理に移行する。
【００５２】
ステップＳ１０４において、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定された色について、階調補正用の画像データに基づく第２のトナーパターンＴＰ２を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図５参照）。
【００５３】
ステップＳ１０５において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による各パッチＰ１０〜Ｐ１の検出結果（反射濃度）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第２のトナーパターンＴＰ２は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００５４】
ステップＳ１０６において、制御部１０は、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の反射濃度を決定する。具体的には、階調パッチＰ１〜Ｐ１０について、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化して得られる値を、それぞれの反射濃度として決定する。
【００５５】
図９は、第１の階調パッチ群ＰＡと第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
図９に示すように、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化することにより、図６、７に示す場合に比較して、ゴースト発生時とゴースト非発生時の乖離幅は小さくなる。また、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０における乖離幅は、偏りがなく一様になる。
【００５６】
このように、図９に示す階調特性においては、ゴーストの影響が効果的に排除されている。したがって、これに基づいて階調補正データを生成することにより、適切な階調補正が行われることとなる。
さらには、図９に示す階調特性を、ゴースト非発生時の階調特性に近づくようにオフセットすることにより、ゴースト非発生時の階調特性とのズレはさらに小さくなる。例えば、最高濃度の階調パッチＰ１０のゴースト発生時の反射濃度ＣP10が、ゴースト非発生時の反射濃度ＣP10’に一致するようにオフセットする。これにより、より適切な階調補正が行われる。
【００５７】
図８のステップＳ１０７において、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０の出力階調値を算出し、階調特性曲線を生成する。具体的には、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜１０の反射濃度ＣPn（ＣP1〜ＣP10）を、階調パッチＰ１０（黒ベタ）の規格化値が０、階調パッチＰ１（白ベタ）の規格化値が２５５で表されるように、下式（１）に従って８ビットで規格化し、この規格化値を出力階調値に変換する。
規格化値＝｛（ＣPn−ＣP10）／（ＣP1−ＣP10）｝×２５５ ・・・（１）
【００５８】
ここで、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生している場合（ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）は、ステップＳ１０６で決定された反射濃度が用いられ、ゴーストが発生していない場合（ステップＳ１０３で“ＮＯ”）は、ステップＳ１０２で取得された反射濃度が用いられる。何れの場合も同等の結果が得られる。
【００５９】
そして、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０の入力階調値と、算出された出力階調値を対応付けて、階調特性曲線を生成する。この階調特性曲線は、例えば図１０の曲線Ｌ１で表される。
【００６０】
ステップＳ１０８において、制御部１０は、ステップＳ１０７で生成された階調特性曲線Ｌ１に基づいて、入力画像の階調を出力画像に忠実に再現させる、すなわち図１０に示す目標階調特性Ｌ０が得られるように入力画像の階調値を補正するための階調補正曲線（ガンマ補正曲線）Ｌ２を生成する。この階調補正曲線Ｌ２は、目標階調特性Ｌ０に関して階調特性曲線Ｌ１と線対称な曲線で表される。入力階調値をｘ、出力階調値をｙとし、階調特性曲線Ｌ１をｙ＝ｆ（ｘ）で表した場合、目標階調特性Ｌ０はｙ＝ｘとなるので、階調補正曲線Ｌ２は階調特性曲線Ｌ１の逆関数（ｙ＝ｆ-1（ｘ））となる。
【００６１】
ステップＳ１０９において、制御部１０は、ステップＳ１０８で生成された階調補正曲線Ｌ２に基づいて、入力階調値と、この入力階調値が補正されるべき補正階調値を対応付けた階調補正データ（階調補正テーブル）を生成し、更新する。生成された階調補正データは、例えばＲＡＭ１３に記憶される。
以降の画像形成時には、更新された階調補正データを参照して階調補正が行われ、補正階調値に基づいて画像形成条件が決定されることとなる。
【００６２】
このように、画像形成装置１は、階調補正用のトナーパターンとして、中間転写ベルト４２１（像担持体）の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチＰ１〜Ｐ１０からなる第１の階調パッチ群ＰＡの両端に、同一濃度の基準パッチＢＰ１、ＢＰ２が配置された第１のトナーパターンＴＰ１と、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢからなる第２のトナーパターンＴＰ２を有する。
そして、制御部１０（階調補正部）は、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による２つの基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の検出結果（反射濃度）に基づいて、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じているか否かを判定し（図８のステップＳ１０３）、ゴーストが生じていると判定した場合に（図８のステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し（図８のステップＳ１０４〜Ｓ１０６）、この階調特性に基づいて階調補正データを生成する（図８のステップＳ１０７〜Ｓ１０９）。
【００６３】
具体的には、制御部１０（階調補正部）は、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じていると判定した場合に、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果（反射濃度）と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化して、現在の階調特性を決定する。
【００６４】
画像形成装置１によれば、階調補正データを生成するための第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していても、ゴーストの影響を排除した所望の階調特性曲線Ｌ１を得ることができ、適切な階調補正データを生成することができる。したがって、適切な画像安定化制御が行われ、入力画像を忠実に再現した画像を形成することができる。
また、特許文献１のように、トナー担持体（現像ローラー）の周長以上でベタ画像を形成する必要はないので、画像安定化制御におけるトナー消費量を抑制することができる。
【００６５】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生する場合に好適な手法として、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化することについて説明した。第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１にゴースト非発生部がある場合に好適な手法について説明する。画像形成装置１の基本構成については、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６６】
ゴーストはトナーの消費に伴い発生するため、第１のトナーパターンＴＰ１、第２のトナーパターンＴＰ２においては、先に形成される階調パッチほどゴーストの影響は少ない（図６、７参照）。つまり、第１のトナーパターンＴＰ１において、ゴーストの影響が少ない階調パッチ（ゴーストが発生していないとみなすことができる階調パッチ）については、その検出結果を用いることにより正確な階調特性を得ることができる。
第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していても、ゴーストの影響が少ない階調パッチがある場合には、その検出結果を有効に利用する。
【００６７】
図１１は、第２の実施の形態で用いる第１のトナーパターンＴＰ１のパッチ構成を示す図である。図１１に示すように、第１のトナーパターンＴＰ１は、中間転写ベルト４２１の走行方向に沿って、１３個のパッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ５、ＢＰ３、Ｐ６〜Ｐ１０、ＢＰ２が連続して配列された構成を有する。
すなわち、第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１において、第１の階調パッチ群ＰＡを２つの小パッチ群ＰＡ１、ＰＡ２に分割する位置に、基準パッチＢＰ３が配置されている。
【００６８】
基準パッチＢＰ１〜ＢＰ３の反射濃度を比較することにより、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴーストが発生しているか否かを判定することができるとともに、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴースト非発生部があるか否かを判定できる。具体的には、基準パッチＢＰ１、ＢＰ３の反射濃度の差から第１の階調パッチ群ＰＡにおける前半部（小パッチ群ＰＡ１）にゴーストが発生しているか否かを判定することができる。
なお、基準パッチＢＰ３、ＢＰ２の反射濃度の差から第１の階調パッチ群ＰＡの後半部（小パッチ群ＰＡ２）にゴーストが発生しているか否かを判定することもできるが、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生する場合には、通常、小パッチ群ＰＡ２にはゴーストが発生しているため、特に考慮しなくてもよい。
【００６９】
第２の実施形態で用いる第２のトナーパターンＴＰ２は、第１の実施の形態と同様である（図５参照）。すなわち、第２のトナーパターンＴＰ２は、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢで構成される。
【００７０】
第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴースト非発生部がある場合に、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と、第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を部分的に利用して、正確な階調特性（ゴースト非発生時の階調特性）に近づけた上で、適切な階調補正データを生成する（階調補正データ生成処理）。具体的には、図１２に示すフローチャートに従って、階調補正データ生成処理が行われる。
【００７１】
図１２は、第２の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す階調補正データ生成処理は、例えば画像形成装置１の電源が投入されることに伴い、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
また、この階調補正データ生成処理は、前回の階調補正データ生成後、所定時間経過したとき、所定枚数の画像形成が完了したとき、又は現像装置４１２のトナーが交換されたとき等、定期的に行われるのが望ましい。また、階調補正データ生成処理時は、二次転写ローラー４２３と駆動ローラー４２４を離間させておく。
【００７２】
図１２のステップＳ２０１において、制御部１０は、各色について、階調補正用の画像データに基づく第１のトナーパターンＴＰ１を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図１１参照）。階調補正に用いられる第１のトナーパターンＴＰ１及び第２のトナーパターンＴＰ２の画像データは、例えばＲＯＭ１２に記憶されている。
【００７３】
ステップＳ２０２において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による各パッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ５、ＢＰ３、Ｐ６〜Ｐ１０、ＢＰ２の検出結果（反射濃度、センサー出力値）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第１のトナーパターンＴＰ１は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００７４】
ステップＳ２０３において、制御部１０は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度を比較して、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部１０は、例えば、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度の差が所定値を超えていた場合に第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定した場合にはステップＳ２０４の処理に移行し、ゴーストが発生していないと判定した場合にはステップＳ２１１の処理に移行する。
【００７５】
ステップＳ２０４において、制御部１０は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ３の反射濃度を比較して、第１のトナーパターンＴＰ１の前半部（小パッチ群ＰＡ１）にゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部１０は、例えば、基準パッチＢＰ１、ＢＰ３の反射濃度の差が所定値を超えていた場合に、小パッチ群ＰＡ１にゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部１０は、小パッチ群ＰＡ１にゴーストが発生していない（ゴースト非発生部あり）と判定した場合にはステップＳ２０５の処理に移行し、ゴーストが発生していると判定した場合にはステップＳ２０８の処理に移行する。
【００７６】
ステップＳ２０５において、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定された色について、階調補正用の画像データに基づく第２のトナーパターンＴＰ２を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図５参照）。
このとき、第２のトナーパターンＴＰ２のうち、第２の階調パッチ群ＰＢの前半部（第１の階調パッチ群ＰＡの後半部（小パッチ群ＰＡ２）に対応する階調パッチＰ１０〜Ｐ６）だけが形成されるようにしてもよい。現在の階調特性を決定するに際し、第２の階調パッチ群ＰＢの後半部（階調パッチＰ５〜Ｐ１）の検出結果は参照されないためである。これにより、画像安定化制御におけるトナー消費量をさらに抑制することができる。
【００７７】
ステップＳ２０６において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による階調パッチＰ１０〜Ｐ６の検出結果（反射濃度）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第２のトナーパターンＴＰ２は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００７８】
ステップＳ２０７において、制御部１０は、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の反射濃度を決定する。具体的には、制御部１０は、ゴーストが生じていないと判定された階調パッチＰ１〜Ｐ５については第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果を用い、ゴーストが生じていると判定された階調パッチＰ６〜Ｐ１０については第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を用いる。
【００７９】
図１３は、第１の階調パッチ群ＰＡと第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を部分的に利用して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
図１３に示すように、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果におけるゴーストが発生していないとみなせる部分（図６の左半部に相当）と、第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果におけるゴーストが発生していないとみなせる部分（図７の左半部に相当）を利用することにより、図６、７に示す場合に比較して、ゴースト発生時とゴースト非発生時の乖離幅は小さくなる。また、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０における乖離幅は、偏りがなく一様になる。
【００８０】
このように、図１３に示す階調特性においては、ゴーストの影響が効果的に排除されている。したがって、これに基づいて階調補正データを生成することにより、適切な階調補正が行われることとなる。
【００８１】
図１２のステップＳ２０４でゴースト非発生部がない（ゴーストが全体的に発生している）と判定された場合には、第１の実施の形態と同様の処理が行われる。すなわち、制御部１０は、第２のトナーパターンＴＰ２（全部）を中間転写ベルト４２１上に形成させ（ステップＳ２０８）、濃度検出センサー４３による各パッチＰ１０〜Ｐ１の検出結果（反射濃度）を取得し（ステップＳ２０９）、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の反射濃度を決定する（ステップＳ２１０）。
【００８２】
そして、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０の階調特性曲線を生成し（ステップＳ２１１）、階調補正曲線を生成し（ステップＳ２１２）、階調補正データを生成・更新する（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１１〜Ｓ２１３の処理については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
以降の画像形成時には、更新された階調補正データを参照して階調補正が行われ、補正階調値に基づいて画像形成条件が決定されることとなる。
【００８３】
ステップＳ２１１において、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが全体的に発生している場合（ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”、ステップＳ２０４で“ＮＯ”）は、ステップＳ２１０で決定された反射濃度が用いられる。また、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが部分的に発生している場合（ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”、ステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）は、ステップＳ２０７で決定された反射濃度が用いられる。また、ゴーストが発生していない場合（ステップＳ２０３で“ＮＯ”）は、ステップＳ２０２で取得された反射濃度が用いられる。何れの場合も同等の階調特性曲線が得られる。
【００８４】
このように、画像形成装置１は、階調補正用のトナーパターンとして、中間転写ベルト４２１（像担持体）の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチＰ１〜Ｐ１０からなる第１の階調パッチ群ＰＡの両端に、同一濃度の基準パッチＢＰ１、ＢＰ２が配置された第１のトナーパターンＴＰ１と、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢからなる第２のトナーパターンＴＰ２を有する。
そして、制御部１０（階調補正部）は、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による２つの基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の検出結果（反射濃度）に基づいて、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じているか否かを判定し（図１２のステップＳ２０３）、ゴーストが生じていると判定した場合に（図１２のステップＳ２０３で“ＹＥＳ”）、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し（図１２のステップＳ２０４〜Ｓ２０７、又はステップＳ２０４〜Ｓ２１０））、この階調特性に基づいて階調補正データを生成する（図１２のステップＳ２１１〜Ｓ２１３）。
【００８５】
画像形成装置１によれば、階調補正データを生成するための第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していても、ゴーストの影響を排除した所望の階調特性曲線Ｌ１を得ることができ、適切な階調補正データを生成することができる。したがって、適切な画像安定化制御が行われ、入力画像を忠実に再現した画像を形成することができる。
また、特許文献１のように、トナー担持体（現像ローラー）の周長以上でベタ画像を形成する必要はないので、画像安定化制御におけるトナー消費量を抑制することができる。
【００８６】
特に、第２の実施形態においては、制御部１０（階調補正部）が、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による３つの基準パッチＢＰ１〜ＢＰ３の検出結果に基づいて、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じているか否かを判定し、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが部分的に生じていると判定した場合に（図１２のステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）、ゴーストが生じていないと判定された階調パッチＰ１〜Ｐ５については、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果を用い、ゴーストが生じていると判定された階調パッチＰ６〜Ｐ１０については、濃度検出センサー４３による第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を用いて、現在の階調特性を決定する（図１２のステップＳ２０４〜Ｓ２０７）。
【００８７】
これにより、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが部分的に生じている場合は、平均化する演算処理が省略されるので、処理速度の向上を図ることができる。また、第２のトナーパターンＴＰ２を形成するために消費されるトナー量を低減することができる。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態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変更可能である。
【００８９】
例えば、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストの非発生部があるか否かに関わらず、第１の階調パッチ群ＰＡに全体としてゴーストが発生している場合に、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を部分的に利用するようにしてもよい。すなわち、制御部１０（階調補正部）は、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じていると判定した場合に、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による第１の階調パッチ群ＰＡの前半部の検出結果と、第２の階調パッチ群ＰＢの前半部の検出結果（第１の階調パッチ群ＰＡの後半部に対応する第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果）を用いて、現在の階調特性を決定するようにしてもよい。
第１の階調パッチ群ＰＡの後半部の検出結果よりも、第１の階調パッチ群ＰＡの後半部に対応する第２の階調パッチ群ＰＢの前半部の検出結果の方が、ゴーストの影響は少ないため、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果をそのまま利用するよりも正確な階調特性を得ることができる。
【００９０】
また、第１のトナーパターンＴＰ１に配置される基準パッチＢＰ１〜ＢＰ３の濃度（入力階調値）は、最高濃度（入力階調値が２５５）でなくてもよく、図１４に示すように中間調の濃度であってもよい。ただし、ゴーストの発生を精度よく検出するためには、高濃度であることが望ましい。
【００９１】
また、図４に示す例では、同一濃度の階調パッチＰ１０と基準パッチＢＰ２が連続して形成されているが、この場合、図１５に示すように基準パッチＢＰ２を省略することができる。これにより、第１のトナーパターンＴＰ１を形成するために消費されるトナー量を低減することができる。
【００９２】
また、第２の実施の形態において、第１の階調パッチ群ＰＡの中間に配置される基準パッチＢＰ３の数、配置態様は、実施の形態で示したもの（図１１参照）に限定されない。
【００９３】
また、実施の形態では、本発明における像担持体が中間転写ベルト４２１で構成される場合について説明したが、本発明は、中間転写ドラム、又は用紙が像担持体となる場合にも適用することができる。
また、本発明は、単色画像を形成するモノクロの画像形成装置や、ＣＭＹＫ４色が一体となった画像形成ユニットを利用したロータリー方式（４サイクル方式）の画像形成装置に適用することもできる。
【００９４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１ 画像形成装置
１０ 制御部（階調補正部）
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部（階調補正部）
４０ 画像形成部
４１、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ 画像形成ユニット
４２ 中間転写ユニット
４３ 濃度検出センサー（濃度検出部）
５０ 搬送部
６０ 定着部
Ｓ 用紙
ＴＰ１ 第１のトナーパターン
ＴＰ２ 第２のトナーパターン
ＰＡ 第１の階調パッチ群
ＰＢ 第２の階調パッチ群
Ｐ１〜Ｐ１０ 階調パッチ
ＢＰ１〜ＢＰ３ 基準パッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラムに対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に着色粒子であるトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。そして、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着器において加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成装置では、感光体ドラム、現像剤等の経時的な劣化や、装置周辺の環境（温湿度の変動）等によって、出力画像（用紙に形成された画像）の画質が低下するという問題がある。具体的には、入力画像の階調が出力画像に忠実に再現されないという現象が生じる。そこで、従来の画像形成装置では、入力画像の階調等を出力画像に安定して再現させるための画像安定化制御が行われるようになっている（例えば特許文献１、２）。
画像安定化制御としては、例えば、像担持体としての中間転写ベルトに形成されたＣＭＹＫの各色トナーパターンの濃度を光センサーで検出し、この検出結果（階調特性）に基づいて階調補正データ（いわゆるガンマ補正曲線）を生成し、帯電電位、現像電位、露光量等の画像形成条件にフィードバックさせる階調補正等がある。
【０００４】
特許文献１には、階調レベルが次第に変化する階調画像部の前に、トナー担持体（現像ローラー）の周長以上でベタ画像からなるヘッダ部を形成し、ヘッダ部における各位置の濃度検出結果（例えば反射濃度）を用いて階調画像部における各位置の濃度検出結果を補正し、補正後の濃度検出結果に基づいて階調補正を行う画像形成装置が開示されている。
また、特許文献２には、ハイライト部階調パッチとシャドウ部階調パッチを形成し、これら二つの階調パッチの濃度検出結果を、前回の階調補正における二つの階調パッチの濃度検出結果と比較し、階調補正用に形成する階調パッチの個数、階調を比較結果に応じて選択し、階調補正を行う画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４９４２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した画像安定化制御においては、像担持体上に形成されたトナーパターンの濃度を正確に検出し、現在の階調特性を正確に把握する必要がある。しかしながら、画像形成装置で繰り返し画像形成を行うと、現像剤の耐久度合いが低下することに伴い、副走査方向の下流（先に画像形成される側）から上流（後に画像形成される側）に向かって濃度が低下していくような、いわゆるゴーストが発生しやすくなる。そして、画像安定化制御時にゴーストが生じると、トナーパターンの濃度検出結果にゴーストの影響が含まれることとなるため、濃度検出結果から算出された階調特性は正確ではなく、この階調特性に基づいて階調補正を行っても、適切な画像安定化制御とならない。
【０００７】
例えば、現像剤の主成分としてトナーとキャリアー（磁性体）を用いる２成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置では、現像剤中のトナー濃度が低下する（キャリアリッチとなる）ことによりゴーストが生じる。また例えば、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる１成分現像方式の現像装置を備えた画像形成装置では、現像ローラーへのトナーの供給能力が不足することによりゴーストが生じる。
【０００８】
このゴーストは、特に、濃度の高い画像（例えば黒ベタ画像）を形成した後に発生しやすい。特許文献１のように、トナーパターンの一部としてトナー担持体の周長以上で黒ベタ画像を形成する場合には、ゴーストが発生する可能性が高くなるので注意を要する。また、特許文献１に記載の画像安定化制御では、像担持体の周長以上でベタ画像からなるヘッダ部を形成するため、トナー消費量が増大してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、入力画像データに基づいて、露光装置により感光体に静電潜像を形成させ、現像装置により前記感光体にトナーを付着させることにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、前記感光体に形成された前記トナー像を像担持体に転写させる画像形成部と、
前記像担持体上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部と、を備える画像形成装置であって、
前記トナーパターンとして、前記像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチからなる第１の階調パッチ群の両端に、同一濃度の基準パッチが配置された第１のトナーパターンと、
前記第１の階調パッチ群が逆向きに配置された第２の階調パッチ群からなる第２のトナーパターンを有し、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による２つの前記基準パッチの検出結果に基づいて、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じているか否かを判定し、ゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し、前記階調特性に基づいて前記階調補正データを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像安定化制御におけるトナー消費量を低減できるとともに、画像安定化制御時にゴーストが発生する場合でも適切な画像安定化制御を行うことができる画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】濃度検出センサーと階調補正用のトナーパターンの位置関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態で用いる第１のトナーパターンのパッチ構成を示す図である。
【図５】第１の実施の形態で用いる第２のトナーパターンのパッチ構成を示す図である。
【図６】濃度検出センサーによる第１の階調パッチ群の検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図７】濃度検出センサーによる第２の階調パッチ群の検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図８】第１の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１の階調パッチ群の検出結果と第２の階調パッチ群の検出結果を平均化して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態で採用される階調特性曲線及び階調補正曲線を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態で用いる第１のトナーパターンＴＰ１のパッチ構成を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第１の階調パッチ群の検出結果と第２の階調パッチ群の検出結果を部分的に利用して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
【図１４】第１のトナーパターンの変形例を示す図である。
【図１５】第１のトナーパターンの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１４】
図１、２に示すように、画像形成装置１は、制御部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、搬送部５０、及び定着部６０を備える。
【００１５】
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３等を備える。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１６】
制御部１０は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピュータ）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙に画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１７】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。
【００１８】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザ設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備えている。例えば、画像処理部３０は、制御部１０の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。すなわち、本発明に係る階調補正部は、制御部１０と画像処理部３０により構成される。
また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施されたデジタル画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００１９】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２、及び濃度検出センサー４３等を備えている。
【００２０】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号を付し、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号を省略している。
【００２１】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２２】
感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。
【００２３】
帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３にレーザー光を照射すると、感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送される。そして、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
【００２４】
現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーとキャリアーとからなる二成分現像剤）を収容しており、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置４１２の詳細な構成については後述する。
【００２５】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレードを有する。一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、ドラムクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
【００２６】
中間転写ユニット４２は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、二次転写ローラー４２３、駆動ローラー４２４、従動ローラー４２５、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００２７】
中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、駆動ローラー４２４及び従動ローラー４２５に張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２４の回転により矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が順次重ねて一次転写される。そして、中間転写ベルト４２１が二次転写ローラー４２３によって用紙Ｓに圧接されると、中間転写ベルト４２１に一次転写されたトナー像が用紙Ｓに二次転写される。
ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
【００２８】
濃度検出センサー４３は、トナー像が用紙Ｓに二次転写される二次転写位置よりも中間転写ベルト４２１の走行方向（副走査方向）上流側に、中間転写ベルト４２１に対向して配置される。濃度検出センサー４３は、例えば中間転写ベルト４２１の幅方向（中間転写ベルト４２１の走行方向と直交する方向、主走査方向）の両側部のそれぞれに対向して２つ配置される（図３参照）。濃度検出センサー４３は、階調補正データを生成する際に用いられ、中間転写ベルト４２１の非画像形成領域（中間転写ベルト４２１の幅方向両側部）に形成された階調補正用のトナーパターンの濃度を検出する。
【００２９】
濃度検出センサー４３には、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの発光素子と、フォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）などの受光素子を備え、トナーパターンの反射濃度を検出する反射型の光センサーを適用することができる。トナーパターンの反射濃度は、測定対象物への入射光量をＩ0、測定対象物からの反射光量をＩとしたとき、−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0）で表される。
中間転写ベルト４２１上に形成されたトナー像の濃度が高い（例えば黒ベタ画像）ほど反射光量Ｉは小さく、反射濃度、すなわち濃度検出センサー４３から出力されるセンサー出力値は大きくなる。逆に、中間転写ベルト４２１上に形成されたトナー像の濃度が低い（例えば白ベタ画像、又はトナー像が形成されないベース面）ほど反射光量Ｉは大きく、反射濃度、すなわち濃度検出センサー４３から出力されるセンサー出力値は小さくなる。
【００３０】
なお、濃度検出センサー４３の数、配置は上述した態様に限定されず、中間転写ベルト４２１に形成されたトナーパターンの濃度を検出できるようになっていればよい。
また、中間転写ベルト４２１が透光性の材料で構成されている場合には、濃度検出センサー４３として、発光素子と受光素子が中間転写ベルト４２１を挟んで対向配置される透過型の光センサーを適用することができる。
【００３１】
定着部６０は、用紙Ｓを狭持して搬送するためのニップ部（定着ニップ）を形成する加圧部（例えば定着面（画像形成面）側の定着ローラーと裏面側の加圧ローラー）と、トナー像が転写された用紙Ｓに接触して定着温度で加熱する加熱部（例えば定着ローラー）等を備える。定着部６０には、公知の技術を適用することができる。定着部６０は、搬送されてきた用紙Ｓをニップ部で加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。
【００３２】
搬送部５０は、給紙部５１、搬送機構５２、及び排紙部５３等を備える。給紙部５１を構成する２つの給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。
【００３３】
給紙トレイユニット５１ａ、５１ｂに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラー５２ａ等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構５２により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー５２ａが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面（画像形成面）に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５３ａを備えた排紙部５３により機外に排紙される。
【００３４】
このように、画像形成装置１は、入力画像データに基づいて、露光装置４１１により感光体ドラム４１３（感光体）に静電潜像を形成させ、現像装置４１２により感光体ドラム４１３にトナーを付着させることにより静電潜像を現像してトナー像を形成し、感光体ドラム４１３に形成されたトナー像を中間転写ベルト４２１（像担持体）に転写させる画像形成部４０を備えている。
また、中間転写ベルト４２１上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出センサー４３（濃度検出部）と、濃度検出センサー４３による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部（画像処理部３０、制御部１０）を備えている。
【００３５】
図３は、濃度検出センサー４３と階調補正用のトナーパターンＴＰの位置関係を示す図である。図３において、画像形成領域は画像形成ユニット４１によりトナー像が形成され得る領域であり、非画像形成領域は画像形成ユニット４１によりトナー像が形成されない領域である。
図３に示すように、ＣＭＹＫ各色のトナーパターンＴＰC、ＴＰM、ＴＰY、ＴＰKは、中間転写ベルト４２１の非画像形成領域、すなわち中間転写ベルト４２１の幅方向両側部に形成される。トナーパターンＴＰを構成するパッチの幅は、各パッチの濃度が濃度検出センサー４３で精度良く検出されるように、濃度検出センサー４３の検出幅以上に設定される。
【００３６】
本実施の形態では、階調補正用のトナーパターンＴＰとして、第１のトナーパターンＴＰ１と、第２のトナーパターンＴＰ２が用意されている。階調補正データを生成する際、基本的には第１のトナーパターンＴＰ１が用いられるが、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定された場合には、第２のトナーパターンＴＰ２が用いられるようになっている。
【００３７】
図４は、第１の実施の形態で用いる第１のトナーパターンＴＰ１のパッチ構成を示す図である。図４に示すように、第１のトナーパターンＴＰ１は、中間転写ベルト４２１の走行方向に沿って、１２個のパッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ１０、ＢＰ２が連続して配列された構成を有する。
【００３８】
パッチＰ１〜Ｐ１０は、階調補正データを生成するための階調パッチであり、濃度（各パッチを形成するための入力画像の濃度、入力階調値に対応）が段階的に変化する。階調パッチＰ１〜Ｐ１０を第１の階調パッチ群ＰＡと称する。以下において、入力階調値が同じ階調パッチには、同一の符号を用いるものとする。
【００３９】
本実施の形態では、第１の階調パッチ群ＰＡを構成する階調パッチＰ１〜Ｐ１０の入力階調値が、濃淡変化を２５６階調で表現したとき、０（白ベタ）から２５５（黒ベタ）に段階的に変化する。すなわち、第１の階調パッチ群ＰＡにおいては、複数の階調パッチＰ１〜Ｐ１０が、中間転写ベルト４２１の走行方向の下流（先に形成される側）から上流（後で形成される側）に向かって濃度が高くなるように配置されている。
この場合、第１の階調パッチ群ＰＡの低濃度側（ハイライト側）を形成する際のトナー消費量が少なくなるので、ゴーストの発生を抑制することができる。そして、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが発生しなければ、第２のトナーパターンＴＰ２を形成する必要がなくなるので、トナー消費量を低減することができる。
【００４０】
なお、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の入力階調値が２５５（黒ベタ）から０（白ベタ）に段階的に変化するようにしてもよいが、この場合、第１の階調パッチ群ＰＡの形成当初からトナー消費量が多くなり、ゴーストの発生が助長されるので望ましくない。
【００４１】
第１のトナーパターンＴＰ１の先端に配置されるパッチＢＰ１、及び第１のトナーパターンＴＰ１の後端に配置されるパッチＢＰ２は、ゴーストの発生を検出するための基準パッチであり、同一の濃度（入力階調値）で形成される。ここでは、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２として、最高濃度（入力階調値が２５５）の黒ベタ画像を用いる。
【００４２】
基準パッチＢＰ１、階調パッチＰ１〜Ｐ１０、及び基準パッチＢＰ２は、先頭の基準パッチＢＰ１から順に中間転写ベルト４２１上に形成され、順次、濃度検出センサー４３により反射濃度（センサー出力値に相当）を検出される。
【００４３】
基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度を比較することにより、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴーストが生じているか否かを判定することができる。ゴーストが発生しない場合は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度がほぼ同等となるのに対して、ゴーストが発生する場合は、後から形成されたパッチほど反射濃度が低くなり、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度が大きく乖離するためである。
ここでは、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２として、最高濃度（入力階調値が２５５）の黒ベタ画像を用いているので、反射濃度の差からゴーストが発生しているか否かを容易に判定することができる。
【００４４】
図５は、実施の形態で用いる第２のトナーパターンＴＰ２のパッチ構成を示す図である。
図５に示すように、第２のトナーパターンＴＰ２は、中間転写ベルト４２１の走行方向に沿って、１０個のパッチＰ１０〜Ｐ１が連続して配列された構成を有する。すなわち、第２のトナーパターンＴＰ２は、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢで構成される。
【００４５】
図６は、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。図７は、濃度検出センサー４３による第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果から得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
図６、７では、ゴースト発生時の階調特性を実線で表し、ゴースト非発生時の階調特性を破線で表している。また、図６、７の上部には、横軸に対応する階調パッチを示している（図９、１３において同じ）。なお、図６、７において、ゴースト非発生時の階調特性は、左右反転しているだけで実質的に同じである。
【００４６】
図６、７に示すように、第１の階調パッチ群ＰＡ、第２の階調パッチ群ＰＢともに、ゴーストが発生する場合の反射濃度（センサー出力値に相当）は、ゴーストが発生しない場合よりも低くなる。
また、第１の階調パッチ群ＰＡの場合には、反射濃度の乖離幅（ゴースト非発生時とゴースト発生時の差）が徐々に大きくなるのに対して、第２の階調パッチ群ＰＢの場合には、反射濃度の乖離幅が徐々に大きくなった後、小さくなるという傾向にある。ゴーストは、トナー消費量が多いパッチ（入力階調値が高いパッチ）を形成した後ほど大きくなるためである。
【００４７】
第１の階調パッチ群ＰＡのゴースト発生時の検出結果から得られる階調特性は、ゴースト非発生時の検出結果から得られる階調特性とは異なり、正確な階調特性とはいえない。つまり、この階調特性に基づいて階調補正を行っても、適切な画像安定化制御とならない。
そこで、本実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴーストが発生している場合には、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と、第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化することにより、正確な階調特性（ゴースト非発生時の階調特性）に近づけた上で、適切な階調補正データを生成する（階調補正データ生成処理）。具体的には、図８に示すフローチャートに従って、階調補正データ生成処理が行われる。
【００４８】
図８は、第１の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。図８に示す階調補正データ生成処理は、例えば画像形成装置１の電源が投入されることに伴い、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
また、この階調補正データ生成処理は、前回の階調補正データ生成後、所定時間経過したとき、所定枚数の画像形成が完了したとき、又は現像装置４１２のトナーが交換されたとき等、定期的に行われるのが望ましい。また、階調補正データ生成処理時は、二次転写ローラー４２３と駆動ローラー４２４を離間させておく。
【００４９】
図８のステップＳ１０１において、制御部１０は、各色について、階調補正用の画像データに基づく第１のトナーパターンＴＰ１を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図４参照）。階調補正に用いられる第１のトナーパターンＴＰ１及び第２のトナーパターンＴＰ２の画像データは、例えばＲＯＭ１２に記憶されている。
【００５０】
ステップＳ１０２において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による各パッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ１０、ＢＰ２の検出結果（反射濃度、センサー出力値）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第１のトナーパターンＴＰ１は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００５１】
ステップＳ１０３において、制御部１０は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度を比較して、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部１０は、例えば、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度の差が所定値を超えていた場合に第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定した場合にはステップＳ１０４の処理に移行し、ゴーストが発生していないと判定した場合にはステップＳ１０７の処理に移行する。
【００５２】
ステップＳ１０４において、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定された色について、階調補正用の画像データに基づく第２のトナーパターンＴＰ２を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図５参照）。
【００５３】
ステップＳ１０５において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による各パッチＰ１０〜Ｐ１の検出結果（反射濃度）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第２のトナーパターンＴＰ２は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００５４】
ステップＳ１０６において、制御部１０は、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の反射濃度を決定する。具体的には、階調パッチＰ１〜Ｐ１０について、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化して得られる値を、それぞれの反射濃度として決定する。
【００５５】
図９は、第１の階調パッチ群ＰＡと第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
図９に示すように、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化することにより、図６、７に示す場合に比較して、ゴースト発生時とゴースト非発生時の乖離幅は小さくなる。また、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０における乖離幅は、偏りがなく一様になる。
【００５６】
このように、図９に示す階調特性においては、ゴーストの影響が効果的に排除されている。したがって、これに基づいて階調補正データを生成することにより、適切な階調補正が行われることとなる。
さらには、図９に示す階調特性を、ゴースト非発生時の階調特性に近づくようにオフセットすることにより、ゴースト非発生時の階調特性とのズレはさらに小さくなる。例えば、最高濃度の階調パッチＰ１０のゴースト発生時の反射濃度ＣP10が、ゴースト非発生時の反射濃度ＣP10’に一致するようにオフセットする。これにより、より適切な階調補正が行われる。
【００５７】
図８のステップＳ１０７において、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０の出力階調値を算出し、階調特性曲線を生成する。具体的には、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜１０の反射濃度ＣPn（ＣP1〜ＣP10）を、階調パッチＰ１０（黒ベタ）の規格化値が０、階調パッチＰ１（白ベタ）の規格化値が２５５で表されるように、下式（１）に従って８ビットで規格化し、この規格化値を出力階調値に変換する。
規格化値＝｛（ＣPn−ＣP10）／（ＣP1−ＣP10）｝×２５５ ・・・（１）
【００５８】
ここで、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生している場合（ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）は、ステップＳ１０６で決定された反射濃度が用いられ、ゴーストが発生していない場合（ステップＳ１０３で“ＮＯ”）は、ステップＳ１０２で取得された反射濃度が用いられる。何れの場合も同等の結果が得られる。
【００５９】
そして、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０の入力階調値と、算出された出力階調値を対応付けて、階調特性曲線を生成する。この階調特性曲線は、例えば図１０の曲線Ｌ１で表される。
【００６０】
ステップＳ１０８において、制御部１０は、ステップＳ１０７で生成された階調特性曲線Ｌ１に基づいて、入力画像の階調を出力画像に忠実に再現させる、すなわち図１０に示す目標階調特性Ｌ０が得られるように入力画像の階調値を補正するための階調補正曲線（ガンマ補正曲線）Ｌ２を生成する。この階調補正曲線Ｌ２は、目標階調特性Ｌ０に関して階調特性曲線Ｌ１と線対称な曲線で表される。入力階調値をｘ、出力階調値をｙとし、階調特性曲線Ｌ１をｙ＝ｆ（ｘ）で表した場合、目標階調特性Ｌ０はｙ＝ｘとなるので、階調補正曲線Ｌ２は階調特性曲線Ｌ１の逆関数（ｙ＝ｆ-1（ｘ））となる。
【００６１】
ステップＳ１０９において、制御部１０は、ステップＳ１０８で生成された階調補正曲線Ｌ２に基づいて、入力階調値と、この入力階調値が補正されるべき補正階調値を対応付けた階調補正データ（階調補正テーブル）を生成し、更新する。生成された階調補正データは、例えばＲＡＭ１３に記憶される。
以降の画像形成時には、更新された階調補正データを参照して階調補正が行われ、補正階調値に基づいて画像形成条件が決定されることとなる。
【００６２】
このように、画像形成装置１は、階調補正用のトナーパターンとして、中間転写ベルト４２１（像担持体）の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチＰ１〜Ｐ１０からなる第１の階調パッチ群ＰＡの両端に、同一濃度の基準パッチＢＰ１、ＢＰ２が配置された第１のトナーパターンＴＰ１と、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢからなる第２のトナーパターンＴＰ２を有する。
そして、制御部１０（階調補正部）は、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による２つの基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の検出結果（反射濃度）に基づいて、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じているか否かを判定し（図８のステップＳ１０３）、ゴーストが生じていると判定した場合に（図８のステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し（図８のステップＳ１０４〜Ｓ１０６）、この階調特性に基づいて階調補正データを生成する（図８のステップＳ１０７〜Ｓ１０９）。
【００６３】
具体的には、制御部１０（階調補正部）は、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じていると判定した場合に、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果（反射濃度）と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化して、現在の階調特性を決定する。
【００６４】
画像形成装置１によれば、階調補正データを生成するための第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していても、ゴーストの影響を排除した所望の階調特性曲線Ｌ１を得ることができ、適切な階調補正データを生成することができる。したがって、適切な画像安定化制御が行われ、入力画像を忠実に再現した画像を形成することができる。
また、特許文献１のように、トナー担持体（現像ローラー）の周長以上でベタ画像を形成する必要はないので、画像安定化制御におけるトナー消費量を抑制することができる。
【００６５】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生する場合に好適な手法として、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を平均化することについて説明した。第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１にゴースト非発生部がある場合に好適な手法について説明する。画像形成装置１の基本構成については、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６６】
ゴーストはトナーの消費に伴い発生するため、第１のトナーパターンＴＰ１、第２のトナーパターンＴＰ２においては、先に形成される階調パッチほどゴーストの影響は少ない（図６、７参照）。つまり、第１のトナーパターンＴＰ１において、ゴーストの影響が少ない階調パッチ（ゴーストが発生していないとみなすことができる階調パッチ）については、その検出結果を用いることにより正確な階調特性を得ることができる。
第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していても、ゴーストの影響が少ない階調パッチがある場合には、その検出結果を有効に利用する。
【００６７】
図１１は、第２の実施の形態で用いる第１のトナーパターンＴＰ１のパッチ構成を示す図である。図１１に示すように、第１のトナーパターンＴＰ１は、中間転写ベルト４２１の走行方向に沿って、１３個のパッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ５、ＢＰ３、Ｐ６〜Ｐ１０、ＢＰ２が連続して配列された構成を有する。
すなわち、第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１において、第１の階調パッチ群ＰＡを２つの小パッチ群ＰＡ１、ＰＡ２に分割する位置に、基準パッチＢＰ３が配置されている。
【００６８】
基準パッチＢＰ１〜ＢＰ３の反射濃度を比較することにより、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴーストが発生しているか否かを判定することができるとともに、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴースト非発生部があるか否かを判定できる。具体的には、基準パッチＢＰ１、ＢＰ３の反射濃度の差から第１の階調パッチ群ＰＡにおける前半部（小パッチ群ＰＡ１）にゴーストが発生しているか否かを判定することができる。
なお、基準パッチＢＰ３、ＢＰ２の反射濃度の差から第１の階調パッチ群ＰＡの後半部（小パッチ群ＰＡ２）にゴーストが発生しているか否かを判定することもできるが、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生する場合には、通常、小パッチ群ＰＡ２にはゴーストが発生しているため、特に考慮しなくてもよい。
【００６９】
第２の実施形態で用いる第２のトナーパターンＴＰ２は、第１の実施の形態と同様である（図５参照）。すなわち、第２のトナーパターンＴＰ２は、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢで構成される。
【００７０】
第２の実施の形態では、第１のトナーパターンＴＰ１（第１の階調パッチ群ＰＡ）にゴースト非発生部がある場合に、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と、第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を部分的に利用して、正確な階調特性（ゴースト非発生時の階調特性）に近づけた上で、適切な階調補正データを生成する（階調補正データ生成処理）。具体的には、図１２に示すフローチャートに従って、階調補正データ生成処理が行われる。
【００７１】
図１２は、第２の実施の形態に係る階調補正データ生成処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す階調補正データ生成処理は、例えば画像形成装置１の電源が投入されることに伴い、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
また、この階調補正データ生成処理は、前回の階調補正データ生成後、所定時間経過したとき、所定枚数の画像形成が完了したとき、又は現像装置４１２のトナーが交換されたとき等、定期的に行われるのが望ましい。また、階調補正データ生成処理時は、二次転写ローラー４２３と駆動ローラー４２４を離間させておく。
【００７２】
図１２のステップＳ２０１において、制御部１０は、各色について、階調補正用の画像データに基づく第１のトナーパターンＴＰ１を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図１１参照）。階調補正に用いられる第１のトナーパターンＴＰ１及び第２のトナーパターンＴＰ２の画像データは、例えばＲＯＭ１２に記憶されている。
【００７３】
ステップＳ２０２において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による各パッチＢＰ１、Ｐ１〜Ｐ５、ＢＰ３、Ｐ６〜Ｐ１０、ＢＰ２の検出結果（反射濃度、センサー出力値）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第１のトナーパターンＴＰ１は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００７４】
ステップＳ２０３において、制御部１０は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度を比較して、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部１０は、例えば、基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の反射濃度の差が所定値を超えていた場合に第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定した場合にはステップＳ２０４の処理に移行し、ゴーストが発生していないと判定した場合にはステップＳ２１１の処理に移行する。
【００７５】
ステップＳ２０４において、制御部１０は、基準パッチＢＰ１、ＢＰ３の反射濃度を比較して、第１のトナーパターンＴＰ１の前半部（小パッチ群ＰＡ１）にゴーストが発生しているか否かを判定する。制御部１０は、例えば、基準パッチＢＰ１、ＢＰ３の反射濃度の差が所定値を超えていた場合に、小パッチ群ＰＡ１にゴーストが発生していると判定する。
そして、制御部１０は、小パッチ群ＰＡ１にゴーストが発生していない（ゴースト非発生部あり）と判定した場合にはステップＳ２０５の処理に移行し、ゴーストが発生していると判定した場合にはステップＳ２０８の処理に移行する。
【００７６】
ステップＳ２０５において、制御部１０は、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していると判定された色について、階調補正用の画像データに基づく第２のトナーパターンＴＰ２を画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより中間転写ベルト４２１上に形成させる（図５参照）。
このとき、第２のトナーパターンＴＰ２のうち、第２の階調パッチ群ＰＢの前半部（第１の階調パッチ群ＰＡの後半部（小パッチ群ＰＡ２）に対応する階調パッチＰ１０〜Ｐ６）だけが形成されるようにしてもよい。現在の階調特性を決定するに際し、第２の階調パッチ群ＰＢの後半部（階調パッチＰ５〜Ｐ１）の検出結果は参照されないためである。これにより、画像安定化制御におけるトナー消費量をさらに抑制することができる。
【００７７】
ステップＳ２０６において、制御部１０は、濃度検出センサー４３による階調パッチＰ１０〜Ｐ６の検出結果（反射濃度）を取得する。取得された反射濃度は、一時的にＲＡＭ１３に記憶される。中間転写ベルト４２１上に形成された第２のトナーパターンＴＰ２は、濃度検出センサー４３の検出領域を通過した後、ベルトクリーニング装置４２６で除去される。
【００７８】
ステップＳ２０７において、制御部１０は、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の反射濃度を決定する。具体的には、制御部１０は、ゴーストが生じていないと判定された階調パッチＰ１〜Ｐ５については第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果を用い、ゴーストが生じていると判定された階調パッチＰ６〜Ｐ１０については第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を用いる。
【００７９】
図１３は、第１の階調パッチ群ＰＡと第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を部分的に利用して得られる階調特性（入力階調値−反射濃度）の一例を示す図である。
図１３に示すように、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果におけるゴーストが発生していないとみなせる部分（図６の左半部に相当）と、第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果におけるゴーストが発生していないとみなせる部分（図７の左半部に相当）を利用することにより、図６、７に示す場合に比較して、ゴースト発生時とゴースト非発生時の乖離幅は小さくなる。また、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０における乖離幅は、偏りがなく一様になる。
【００８０】
このように、図１３に示す階調特性においては、ゴーストの影響が効果的に排除されている。したがって、これに基づいて階調補正データを生成することにより、適切な階調補正が行われることとなる。
【００８１】
図１２のステップＳ２０４でゴースト非発生部がない（ゴーストが全体的に発生している）と判定された場合には、第１の実施の形態と同様の処理が行われる。すなわち、制御部１０は、第２のトナーパターンＴＰ２（全部）を中間転写ベルト４２１上に形成させ（ステップＳ２０８）、濃度検出センサー４３による各パッチＰ１０〜Ｐ１の検出結果（反射濃度）を取得し（ステップＳ２０９）、階調パッチＰ１〜Ｐ１０の反射濃度を決定する（ステップＳ２１０）。
【００８２】
そして、制御部１０は、各階調パッチＰ１〜Ｐ１０の階調特性曲線を生成し（ステップＳ２１１）、階調補正曲線を生成し（ステップＳ２１２）、階調補正データを生成・更新する（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１１〜Ｓ２１３の処理については、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
以降の画像形成時には、更新された階調補正データを参照して階調補正が行われ、補正階調値に基づいて画像形成条件が決定されることとなる。
【００８３】
ステップＳ２１１において、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが全体的に発生している場合（ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”、ステップＳ２０４で“ＮＯ”）は、ステップＳ２１０で決定された反射濃度が用いられる。また、第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが部分的に発生している場合（ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”、ステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）は、ステップＳ２０７で決定された反射濃度が用いられる。また、ゴーストが発生していない場合（ステップＳ２０３で“ＮＯ”）は、ステップＳ２０２で取得された反射濃度が用いられる。何れの場合も同等の階調特性曲線が得られる。
【００８４】
このように、画像形成装置１は、階調補正用のトナーパターンとして、中間転写ベルト４２１（像担持体）の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチＰ１〜Ｐ１０からなる第１の階調パッチ群ＰＡの両端に、同一濃度の基準パッチＢＰ１、ＢＰ２が配置された第１のトナーパターンＴＰ１と、第１の階調パッチ群ＰＡが逆向きに配置された第２の階調パッチ群ＰＢからなる第２のトナーパターンＴＰ２を有する。
そして、制御部１０（階調補正部）は、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による２つの基準パッチＢＰ１、ＢＰ２の検出結果（反射濃度）に基づいて、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じているか否かを判定し（図１２のステップＳ２０３）、ゴーストが生じていると判定した場合に（図１２のステップＳ２０３で“ＹＥＳ”）、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し（図１２のステップＳ２０４〜Ｓ２０７、又はステップＳ２０４〜Ｓ２１０））、この階調特性に基づいて階調補正データを生成する（図１２のステップＳ２１１〜Ｓ２１３）。
【００８５】
画像形成装置１によれば、階調補正データを生成するための第１のトナーパターンＴＰ１にゴーストが発生していても、ゴーストの影響を排除した所望の階調特性曲線Ｌ１を得ることができ、適切な階調補正データを生成することができる。したがって、適切な画像安定化制御が行われ、入力画像を忠実に再現した画像を形成することができる。
また、特許文献１のように、トナー担持体（現像ローラー）の周長以上でベタ画像を形成する必要はないので、画像安定化制御におけるトナー消費量を抑制することができる。
【００８６】
特に、第２の実施形態においては、制御部１０（階調補正部）が、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による３つの基準パッチＢＰ１〜ＢＰ３の検出結果に基づいて、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じているか否かを判定し、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが部分的に生じていると判定した場合に（図１２のステップＳ２０４で“ＹＥＳ”）、ゴーストが生じていないと判定された階調パッチＰ１〜Ｐ５については、濃度検出センサー４３による第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果を用い、ゴーストが生じていると判定された階調パッチＰ６〜Ｐ１０については、濃度検出センサー４３による第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を用いて、現在の階調特性を決定する（図１２のステップＳ２０４〜Ｓ２０７）。
【００８７】
これにより、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが部分的に生じている場合は、平均化する演算処理が省略されるので、処理速度の向上を図ることができる。また、第２のトナーパターンＴＰ２を形成するために消費されるトナー量を低減することができる。
【００８８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態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変更可能である。
【００８９】
例えば、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストの非発生部があるか否かに関わらず、第１の階調パッチ群ＰＡに全体としてゴーストが発生している場合に、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果と第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果を部分的に利用するようにしてもよい。すなわち、制御部１０（階調補正部）は、第１の階調パッチ群ＰＡにゴーストが生じていると判定した場合に、濃度検出センサー４３（濃度検出部）による第１の階調パッチ群ＰＡの前半部の検出結果と、第２の階調パッチ群ＰＢの前半部の検出結果（第１の階調パッチ群ＰＡの後半部に対応する第２の階調パッチ群ＰＢの検出結果）を用いて、現在の階調特性を決定するようにしてもよい。
第１の階調パッチ群ＰＡの後半部の検出結果よりも、第１の階調パッチ群ＰＡの後半部に対応する第２の階調パッチ群ＰＢの前半部の検出結果の方が、ゴーストの影響は少ないため、第１の階調パッチ群ＰＡの検出結果をそのまま利用するよりも正確な階調特性を得ることができる。
【００９０】
また、第１のトナーパターンＴＰ１に配置される基準パッチＢＰ１〜ＢＰ３の濃度（入力階調値）は、最高濃度（入力階調値が２５５）でなくてもよく、図１４に示すように中間調の濃度であってもよい。ただし、ゴーストの発生を精度よく検出するためには、高濃度であることが望ましい。
【００９１】
また、図４に示す例では、同一濃度の階調パッチＰ１０と基準パッチＢＰ２が連続して形成されているが、この場合、図１５に示すように基準パッチＢＰ２を省略することができる。これにより、第１のトナーパターンＴＰ１を形成するために消費されるトナー量を低減することができる。
【００９２】
また、第２の実施の形態において、第１の階調パッチ群ＰＡの中間に配置される基準パッチＢＰ３の数、配置態様は、実施の形態で示したもの（図１１参照）に限定されない。
【００９３】
また、実施の形態では、本発明における像担持体が中間転写ベルト４２１で構成される場合について説明したが、本発明は、中間転写ドラム、又は用紙が像担持体となる場合にも適用することができる。
また、本発明は、単色画像を形成するモノクロの画像形成装置や、ＣＭＹＫ４色が一体となった画像形成ユニットを利用したロータリー方式（４サイクル方式）の画像形成装置に適用することもできる。
【００９４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９５】
１ 画像形成装置
１０ 制御部（階調補正部）
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部（階調補正部）
４０ 画像形成部
４１、４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ 画像形成ユニット
４２ 中間転写ユニット
４３ 濃度検出センサー（濃度検出部）
５０ 搬送部
６０ 定着部
Ｓ 用紙
ＴＰ１ 第１のトナーパターン
ＴＰ２ 第２のトナーパターン
ＰＡ 第１の階調パッチ群
ＰＢ 第２の階調パッチ群
Ｐ１〜Ｐ１０ 階調パッチ
ＢＰ１〜ＢＰ３ 基準パッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データに基づいて、露光装置により感光体に静電潜像を形成させ、現像装置により前記感光体にトナーを付着させることにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、前記感光体に形成された前記トナー像を像担持体に転写させる画像形成部と、
前記像担持体上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部と、を備える画像形成装置であって、
前記トナーパターンとして、前記像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチからなる第１の階調パッチ群の両端に、同一濃度の基準パッチが配置された第１のトナーパターンと、
前記第１の階調パッチ群が逆向きに配置された第２の階調パッチ群からなる第２のトナーパターンを有し、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による２つの前記基準パッチの検出結果に基づいて、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じているか否かを判定し、ゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し、前記階調特性に基づいて前記階調補正データを生成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記階調補正部は、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を平均化して、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記階調補正部は、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を平均化した後、さらにゴーストが生じない場合の階調特性に近づくようにオフセットして、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準パッチが、前記第１の階調パッチ群を複数の小パッチ群に分割する位置にも配置され、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による３つ以上の前記基準パッチの検出結果に基づいて、前記第１の階調パッチ群にゴーストが部分的に生じているか否かを判定し、前記第１の階調パッチ群にゴーストが部分的に生じていると判定した場合に、
ゴーストが生じていないと判定された階調パッチについては、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果を用い、
ゴーストが生じていると判定された階調パッチについては、前記濃度検出部による前記第２の階調パッチ群の検出結果を用いて、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記階調補正部は、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の前半部の検出結果と、前記第１の階調パッチ群の後半部に対応する前記第２の階調パッチ群の検出結果を用いて、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の階調パッチ群は、前記複数の階調パッチが前記像担持体の走行方向の上流から下流に向かって濃度が高くなるように配置されてなることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記基準パッチが、前記階調パッチの一部を兼用することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記基準パッチが、最高濃度の黒ベタ画像であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
入力画像データに基づいて、露光装置により感光体に静電潜像を形成させ、現像装置により前記感光体にトナーを付着させることにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成し、前記感光体に形成された前記トナー像を像担持体に転写させる画像形成部と、
前記像担持体上に形成されたトナーパターンを構成するパッチの濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて階調補正データを生成し、この階調補正データを用いて階調補正を行う階調補正部と、を備える画像形成装置であって、
前記トナーパターンとして、前記像担持体の走行方向に沿って濃度が段階的に変化する複数の階調パッチからなる第１の階調パッチ群の両端に、同一濃度の基準パッチが配置された第１のトナーパターンと、
前記第１の階調パッチ群が逆向きに配置された第２の階調パッチ群からなる第２のトナーパターンを有し、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による２つの前記基準パッチの検出結果に基づいて、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じているか否かを判定し、ゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を組み合わせて、現在の階調特性を決定し、前記階調特性に基づいて前記階調補正データを生成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記階調補正部は、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を平均化して、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記階調補正部は、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果と前記第２の階調パッチ群の検出結果を平均化した後、さらにゴーストが生じない場合の階調特性に近づくようにオフセットして、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準パッチが、前記第１の階調パッチ群を複数の小パッチ群に分割する位置にも配置され、
前記階調補正部は、前記濃度検出部による３つ以上の前記基準パッチの検出結果に基づいて、前記第１の階調パッチ群にゴーストが部分的に生じているか否かを判定し、前記第１の階調パッチ群にゴーストが部分的に生じていると判定した場合に、
ゴーストが生じていないと判定された階調パッチについては、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の検出結果を用い、
ゴーストが生じていると判定された階調パッチについては、前記濃度検出部による前記第２の階調パッチ群の検出結果を用いて、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記階調補正部は、前記第１の階調パッチ群にゴーストが生じていると判定した場合に、前記濃度検出部による前記第１の階調パッチ群の前半部の検出結果と、前記第１の階調パッチ群の後半部に対応する前記第２の階調パッチ群の検出結果を用いて、現在の階調特性を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の階調パッチ群は、前記複数の階調パッチが前記像担持体の走行方向の上流から下流に向かって濃度が高くなるように配置されてなることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記基準パッチが、前記階調パッチの一部を兼用することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記基準パッチが、最高濃度の黒ベタ画像であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図８】
【図１２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図８】
【図１２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１０９０６０（Ｐ２０１３−１０９０６０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２４２０（Ｐ２０１１−２５２４２０）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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