JP5949621B2 - 濃度補正装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、濃度補正装置、画像形成装置及びプログラムに関する。

特許文献１には、入力画像データを所定の階調補正特性に基づいて階調補正する階調補正手段と、階調補正された画像データに基づいて像担持体上にトナー像を現像する現像手段と、像担持体上に現像されたトナー濃度を検出する濃度センサと、像担持体上に現像されたトナー像を記録紙等に転写する転写手段と、長期メンテナンス時において、所定の階調パターンデータを入力画像として上記像担持体上に階調パターン画像を現像したとき上記濃度センサによって検出されるトナー濃度値とこの像担持体上の階調パターン画像を記録紙等に転写したとき転写された階調パターン画像各部についての画像濃度値とから求められる、像担持体上トナー濃度と最終出力濃度間の相関関係を予め記憶する相関関係記憶手段と、短期メンテナンス時において、所定の階調パターンデータを入力画像データとして上記像担持体上に階調パターン画像を現像し、この階調パターン画像各部について上記濃度センサによってトナー濃度値を検出し、上記階調パターンデータと検出されたトナー濃度値とから入力画像階調と像担持体上トナー濃度との間の相関関係を求め、こうして求められた入力画像階調と像担持体上トナー濃度間の相関関係および上記相関関係記憶手段に予め記憶されている上記像担持体上トナー濃度と最終出力濃度間の相関関係に基づいて、上記階調補正手段における階調補正特性を設定する階調補正特性設定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置が開示されている。

特許文献２には、画像信号に応じた画像を記録材上に形成する画像形成装置において、前記画像信号に信号処理を施して像形成用制御信号を作成する信号処理手段と、中間転写媒体を有し、前記像形成用制御信号に応じたトナー像を形成し前記中間転写媒体上に担持させるとともに、該トナー像を前記記録材上に転写定着させることで前記画像を形成する像形成手段と、前記トナー像として前記中間転写媒体に担持されたトナーの量を検出するトナー量検出手段とを備え、前記信号処理手段による前記信号処理は、前記トナー量検出手段による検出結果と、前記中間転写媒体から前記記録材への転写定着特性とに基づく階調補正処理を含むことを特徴とする画像形成装置が開示されている。ここに、前記転写定着特性とは、前記中間転写媒体上に担持されたトナー像を構成するトナー量と、該トナー像が前記記録材に転写定着された後の前記記録材上における画像濃度との関係を表した特性である。

特許文献３には、入力される画像データを処理する第１の画像処理モードと前記第１の画像処理モードとは異なる画像処理を行う第２の画像処理モードとを有する画像処理手段と、前記画像処理手段により処理された画像データに基づいて感光体にトナー像を形成し、前記トナー像を記録媒体に転写、定着させて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体上の画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記第１の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記感光体に形成されるトナー像の濃度と前記第２の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記感光体に形成されるトナー像の濃度との相関関係が予め記憶される記憶手段と、前記画像形成手段に前記第１の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記記録媒体に画像を形成させ、前記濃度検出手段に前記第１の画像処理モードで処理された画像データに基づいて前記記録媒体に形成された画像の濃度を検知させ、前記濃度検出手段の検出結果に基づいて前記第１の画像処理モードで処理される画像の濃度を補正する第１の補正パラメータを作成する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１の補正パラメータと前記相関関係に基づいて前記第２の画像処理モードで処理される画像の濃度を補正する第２の補正パラメータを作成することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

特開２００１−１３６３９１号公報 特開２００５−３１６２４２号公報 特開２００９−０５５６０６号公報

本発明の目的は、画像形成態勢（通常モード）で記録媒体上に形成された補正用画像（最終出力画像）に基づいて、経時変化により不適切となった電位制御及び階調制御の目標値を再設定して、全階調での濃度補正が行われるようにする濃度補正装置、画像形成装置及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の各々が、各々について設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記光量検出手段により検出された光量検出値、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記濃度測定手段により測定された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、取得された新たな目標値の各々を再設定する再設定手段と、を備えた濃度補正装置である。
また、請求項１３に記載の発明は、設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、帯電電圧、現像バイアス電圧、又は露光光量が、設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記光量検出手段により検出された光量検出値、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記濃度測定手段により測定された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、又は露光光量の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、取得された新たな目標値を再設定する再設定手段と、を備えた濃度補正装置である。

請求項２に記載の発明は、前記目標値取得手段が、前記相関関係取得手段で取得された前記相関関係に基づいて最大濃度の階調領域の予測濃度値を取得し、取得された最大濃度の階調領域の予測濃度値が目標濃度値からずれている場合に、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値を取得する、請求項１に記載の濃度補正装置である。

請求項３に記載の発明は、前記目標値取得手段が、前記最大濃度の階調領域の予測濃度値が前記最大濃度の目標濃度値を基準に予め定めた許容範囲を超える場合に、取得された最大濃度の階調領域の予測濃度値が目標濃度値からずれているとする、請求項２に記載の濃度補正装置である。

請求項４に記載の発明は、前記目標値取得手段が、前記最大濃度の階調領域の予測濃度値が前記最大濃度の目標濃度値を基準に予め定めた許容範囲内に収まる場合には、取得された最大濃度の階調領域の予測濃度値が目標濃度値からずれていないとする、請求項２又は請求項３に記載の濃度補正装置である。

請求項５に記載の発明は、前記最大濃度の階調領域の予測濃度値が、前記相関関係と前記最大濃度の階調領域の光量検出値とから外挿により取得される、請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の濃度補正装置である。

請求項６に記載の発明は、前記相関関係が、測定濃度値と光量検出値との複数の対応関係に基づいて、数学的回帰により取得された曲線である、請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の濃度補正装置である。

請求項７に記載の発明は、前記相関関係が、測定濃度値と光量検出値との複数の対応関係と光量検出特性に応じて設定された基準曲線とに基づいて、基準曲線に形状が類似するように取得された曲線である、請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の濃度補正装置である。

請求項８に記載の発明は、最大濃度の階調領域以外の予め定めた階調領域を帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の制御を行う制御点とした場合の、最大濃度の階調領域と前記制御点での電位感度比とに基づいて、前記最大濃度の階調領域の目標濃度値が達成されるように前記制御点での帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量を制御後の予測濃度値を求め、得られた予測濃度値に基づいて帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値を取得する、請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の濃度補正装置である。

請求項９に記載の発明は、前記電位感度比が、前記目標値取得手段による新たな目標値の取得前に予め取得されている、請求項８に記載の濃度補正装置である。

請求項１０に記載の発明は、前記電位感度比が、前記目標値取得手段による新たな目標値の取得中に取得される、請求項８に記載の濃度補正装置である。

請求項１１に記載の発明は、画像情報に基づいて像保持体上にトナー像を形成し、像保持体上のトナー像を記録媒体上に転写し、記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の各々が、各々について設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記光量検出手段により検出された光量検出値、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記濃度測定手段により測定された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、取得された新たな目標値の各々を再設定する再設定手段と、を備えた画像形成装置である。

請求項１２に記載の発明は、画像情報に基づいて像保持体上にトナー像を形成し、像保持体上のトナー像を記録媒体上に転写し、記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の各々が、各々について設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、を備えた画像形成装置において、濃度補正処理を実行するプログラムであって、コンピュータを、複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から、前記光量検出手段により検出された光量検出値を取得する光量取得手段と、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から、前記濃度測定手段により測定された測定濃度値を取得する濃度取得手段と、光量取得手段で取得された光量検出値、濃度取得手段で取得された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、取得された新たな目標値の各々を再設定する再設定手段と、して機能させるプログラムである。

請求項１、請求項１１、請求項１２、請求項１３に記載の発明によれば、画像形成態勢（通常モード）で記録媒体上に形成された補正用画像（最終出力画像）に基づいて、経時変化により不適切となった電位制御及び階調制御の目標値を再設定して、全階調での濃度補正が行われるようになる。

請求項２、請求項３、請求項４に記載の発明によれば、必要な場合にだけ電位制御の新しい目標値が取得され、電位が上がり過ぎない。

請求項５、請求項６、請求項７に記載の発明によれば、最大濃度の階調領域の予測濃度値が取得され、実際に電位制御を行うことなく電位制御の新しい目標値が取得される。また、請求項７に記載の発明によれば、光量検出手段の検出特性に応じて最大濃度の階調領域の予測濃度値が取得される。

請求項８に記載の発明によれば、本構成を備えない場合に比べ、電位制御の新しい目標値が精度よく取得される。請求項９に記載の発明によれば、本構成を備えない場合に比べ、濃度補正処理の手順が簡素化される。請求項１０に記載の発明によれば、本構成を備えない場合に比べ、電位感度比が精度よく取得される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。 光量検出部の構成の一例を示す模式図である。 図１に示す画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 濃度補正動作の概略を示す概念図である。 （Ａ）は像保持体上の第１補正用画像（トナー像）から反射光量が検出される様子を示す模式図である。（Ｂ）は入力階調と光量検出値との関係を示すグラフである。 （Ａ）は記録媒体上の第２補正用画像（トナー像）の濃度が測定される様子を示す模式図である。（Ｂ）は出力階調と測定濃度値との関係を示すグラフである。 （Ａ）は入力階調と目標濃度値・予測濃度値（階調補正なし）・測定濃度値との関係を示すグラフである。（Ｂ）入力階調と出力階調との関係を示すグラフである。（Ｃ）は入力階調と目標濃度値・予測濃度値（階調補正なし）・測定濃度値との関係を示す表である。 「濃度補正処理」の手順の一例を示すフローチャートである。 「設定変更処理」の手順の一例を示すフローチャートである。 光量検出値と出力濃度値との相関関係からベタ階調の予測濃度値を取得する方法を説明するための模式図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は光量検出部の検出特性を考慮した外挿方法を説明するための模式図である。 ベタ階調の出力濃度値を目標濃度値にする制御方法を説明するための模式図である。 （Ａ）は電位が変更された場合の入力階調と光量検出値の変化量との関係を示すグラフである。（Ｂ）は電位が変更された場合の入力階調と出力濃度値の変化量との関係を示すグラフである。 電位制御が行われた場合の入力階調と出力濃度値との関係を示すグラフである。 電位制御後に階調制御が行われた場合の入力階調と出力濃度値との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

＜画像形成装置＞
（画像形成装置全体）
まず、画像形成装置全体について説明する。
画像形成装置は、トナーを含む電子写真用現像剤を用いて、記録媒体上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。本実施の形態では、いわゆるタンデム型で中間転写方式の画像形成装置について説明する。画像形成装置は、画像形成態勢（通常モード）で記録媒体上に形成された補正用画像（最終出力画像）に基づいて、電位制御と階調制御とにより全階調の濃度補正が行われる画像形成装置であればよく、画像形成装置の構成はこれに限定される訳ではない。以下では、記録媒体を「媒体」と略称する場合がある。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置は、操作表示部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、媒体供給部４０、媒体排出部５０、光量検出部６０、及び濃度測定部７０を備えている。媒体供給部４０、画像形成部３０、濃度測定部７０、及び媒体排出部５０の各々は、点線で図示した媒体搬送路に沿って、記載した順序で配置されている。

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

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

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

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

媒体供給部４０は、記録媒体が収容される収容部４２、収容部４２から画像形成部３０に記録媒体を供給する供給機構等を含んで構成されている。供給機構は、収容部４２から記録媒体を取り出す取出ローラ４４、搬送ローラ４６等で構成されている。記録媒体の種類やサイズに応じて、複数の収容部４２が設けられている。媒体供給部４０は、いずれかの収容部４２から記録媒体を取り出し、画像形成部３０に供給する。媒体排出部５０は、記録媒体が排出される排出部５４、記録媒体を排出部５４上に排出させるための排出機構等を含んで構成されている。

光量検出部６０は、画像形成部３０を構成する像保持体の周囲に、像保持体と対向するように配置されている。本実施の形態では、像保持体は中間転写ベルト３６である。光量検出部６０は、画像形成部３０を構成する画像形成ユニット３２に対し、中間転写ベルト３６の移動方向（矢印Ｂ方向）の下流側に配置され、画像形成部３０により中間転写ベルト３６上に形成された第１補正用画像（トナー像）の各階調領域等からの反射光量を測定する。

濃度測定部７０は、媒体搬送路に沿って、媒体搬送路と対向するように配置されている。濃度測定部７０は、定着装置３９に対し媒体搬送方向（矢印Ａ方向）の下流側に配置され、画像形成部３０により記録媒体Ｍ上に形成された第２補正用画像（トナー像）等を読み取って、各階調領域の濃度を測定する。ここで測定されるのは光学濃度（ＯＤ：Optical Density）である。濃度測定部７０は、イメージセンサ等、記録媒体上に形成された画像（トナー像）を光学的に読み取る画像読取装置である。例えば、記録媒体に密着させて画像を読み取る密着型のイメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）が用いられる。

なお、画像形成装置は、媒体供給部４０の搬送ローラ４６以外にも、複数の搬送ローラ４６を有している。複数の搬送ローラ４６は、点線で図示した媒体搬送路に沿って配置されている。複数の搬送ローラ４６は、図示しない駆動機構により駆動されて、画像形成動作に応じて記録媒体を搬送する。

（光量検出部）
次に、光量検出部について説明する。
光量検出部６０は、被検出物に検出光を照射すると共に、被検出物から反射された反射光の光量を検出する光センサである。光量検出部６０から出力される検出信号は、被検出物からの反射光量を表す。被検出物は、補正用画像が形成されていない中間転写ベルト３６、又は中間転写ベルト３６上に形成された第１補正用画像Ｇ１である（図５（Ａ）参照）。なお、濃度補正処理及び補正用画像については、後で詳しく説明する。

図２は光量検出部の構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、光量検出部６０は、被検出物に照射する検出光を射出する発光素子６２、及び反射光を受光する受光素子６４を有している。発光素子６２としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等、可視領域または赤外領域の光を発光する発光素子が用いられる。受光素子６４としては、ＰＤ（Photo Diode）等、検出光に感度を有する受光素子が用いられる。

発光素子６２及び受光素子６４の各々は、図示しない支持部材により支持されて筐体６１内に収納されている。図２に示す例では、筐体６１は、検出光を導光する導光路６６と、反射光を導光する導光路６８とを有している。発光素子６２から射出された検出光は、導光路６６を伝搬して、中間転写ベルト３６上の第１補正用画像Ｇ１に照射される。第１補正用画像Ｇ１で反射された反射光は、導光路６８を伝搬して、受光素子６４により受光される。

図示した光量検出部６０では、発光素子６２及び受光素子６４は、検出光の正反射光が受光されるように配置されている。即ち、光量検出部６０は正反射型の光センサである。正反射型の光センサは、Ｋ色の第１補正用画像Ｇ１からの正反射光の反射光量を測定するのに使用される。本実施の形態では、光量検出部６０として、正反射型の光センサに加えて、拡散反射型の光センサも配置されている。拡散反射型の光センサは、発光素子６２及び受光素子６４が検出光の拡散反射光が受光されるように配置され、ＹＭＣ各色の第１補正用画像Ｇ１からの拡散反射光の反射光量を測定するのに使用される。拡散反射型の光センサは、ＹＭＣ各色に対応して配置されている。

なお、発光素子６２は、後述する制御部１００からの制御信号に応じて、図示しないドライバにより点灯駆動されている。また、受光素子６４は、図示しないＡ/Ｄ変換器を介して制御部１００に接続されており、ディジタル変換された検出信号を制御部１００に出力する。

（制御系の構成）
次に、画像形成装置の制御系について説明する。
図３は図１に示す画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御部１００は、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。即ち、制御部１００は、ＣＰＵ（中央処理装置; Central Processing Unit）１００Ａ、各種プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）１００Ｂ、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００Ｃ、各種情報を記憶する不揮発性メモリ１００Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１００Ｅを備えている。ＣＰＵ１００Ａ、ＲＯＭ１００Ｂ、ＲＡＭ１００Ｃ、不揮発性メモリ１００Ｄ、及びＩ／Ｏ１００Ｅの各々は、バス１００Ｆを介して接続されている。

制御部１００のＩ／Ｏ１００Ｅには、操作表示部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、媒体供給部４０、媒体排出部５０、光量検出部６０、濃度測定部７０、通信部８０、及び記憶部９０の各部が接続されている。制御部１００は、操作表示部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、媒体供給部４０、媒体排出部５０、光量検出部６０、濃度測定部７０、通信部８０、及び記憶部９０の各部を制御する。また、制御部１００は、光量検出部６０及び濃度測定部７０の各々から、検出信号として出力された検出結果を取得する。即ち、制御部１００は、光量検出部６０から光量検出値ＲＡＤＣを取得し、濃度測定部７０から測定濃度値Ｄoutを取得する。

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

本実施の形態では、後述する「濃度補正処理」の制御プログラムが、制御部１００のＲＯＭ１００Ｂに予め記憶されている場合について説明する。予め記憶された制御プログラムは、ＣＰＵ１００Ａにより読み出されて実行される。また、本実施の形態では、ＲＯＭ１００Ｂには、後述する設定電位Ｖ、入力階調と出力階調との関係を表すルックアップテーブル（設定ＬＵＴ）が、予め記憶されている。なお、制御プログラムや各種情報は、記憶部９０等の他の記憶装置に記憶されていてもよい。

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

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

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

＜補正用画像＞
ここで「補正用画像」について説明する。中間転写ベルト等の像保持体上に形成される補正用画像が「第１補正用画像」であり、用紙等の記録媒体上に形成される補正用画像が「第２補正用画像」である。「第２補正用画像」としては、「第１補正用画像」に比べて階調領域の個数が多い多階調の画像が用いられる。

図５（Ａ）に示すように、第１補正用画像Ｇ１は、複数の階調領域Ｐ（以下、「パッチ画像Ｐ」という。）を有している。第１補正用画像Ｇ１は、隣接する画像領域間にある非画像領域（インターイメージ）に形成される。このため制御上の制約があり、一般に、複数のパッチ画像Ｐの個数は１０個前後とされている。複数のパッチ画像Ｐは、特定の１色（例えば、Ｋ色）によって形成されたトナー像である。複数のパッチ画像Ｐは、中間転写ベルト３６の移動方向（矢印Ｂ方向）に沿って、中間転写ベルト３６上に一次元状に配列されている。即ち、複数のパッチ画像Ｐを配列した画像群が、第１補正用画像Ｇ１である。ＹＭＣＫ各色について濃度補正処理を行う場合には、色毎に第１補正用画像Ｇ１が形成される。

１つのパッチ画像Ｐは、予め定めた面積に予め定めた階調で形成された画像である。本実施の形態では、複数のパッチ画像Ｐは、各々異なる階調を有している。複数のパッチ画像Ｐは、配列方向に沿って階調が増加又は減少するように配列されている。パッチ画像Ｐの「階調」は、単位面積当たりのトナー被覆率、即ち「面積率」で表される。「１００％」は最大濃度階調(いわゆる、ベタ階調）であり、「５０％」は中間調階調である。この例では、第１補正用画像Ｇ１は１１個のパッチ画像Ｐを有し、図面上では左側から右側に向かって階調（面積率）が１００％→９０％→８０％→７０％→６０％→５０％→４０％→３０％→２０％→１０％→０％と単調に減少する。

図６（Ｂ）に示すように、第２補正用画像Ｇ２も、複数の階調領域Ｐを有している。第２補正用画像Ｇ２は、第１補正用画像Ｇ１に比べて多くの階調領域Ｐを有している。第１補正用画像Ｇ１のような制約はないので、階調領域Ｐの個数に特に制限はない。第２補正用画像Ｇ２は、例えば、０％から１００％まで１％刻みで１０１個の階調領域Ｐを有する等、連続階調の画像としてもよい。

なお、以下では特に併記しない場合でも、像保持体上に形成される「第１補正用画像Ｇ１」、記録媒体上に形成される「第２補正用画像Ｇ２」は何れも「トナー像」である。また、本実施の形態では、階調補正前の入力画像情報における階調値が「入力階調Ｃin」であり、階調補正後の出力画像情報における階調値が「出力階調Ｃout」である。階調補正特性は、「入力階調Ｃin」と入力階調Ｃinに対して得たい「出力階調Ｃout」との関係で表される。本実施の形態では、「入力階調Ｃin」と「出力階調Ｃout」との関係はルックアップテーブル（ＬＵＴ）で与えられる。

＜濃度補正動作の概略＞
次に、本実施の形態で実施される「濃度補正動作」の概略について説明する。
画像形成装置では、像保持体上に形成された第１補正用画像からの反射光量を検出して光量検出値ＲＡＤＣを取得し、光量検出値ＲＡＤＣが目標値ＲＡＤＣtになるようにＬＵＴを更新する階調制御を行っている。ここで添え字「ｔ」は目標値（target）を意味する。光量検出値ＲＡＤＣに基づく階調制御が繰り返し行われることにより、光量検出値ＲＡＤＣの目標値ＲＡＤＣtからの乖離量ΔＲＡＤＣが解消されて、光量検出値ＲＡＤＣが目標値ＲＡＤＣtに収束する。

しかしながら、長期間使用する間に、反射光量を検出するセンサの感度ずれ、像保持体から記録媒体へのトナー像の転写不良が生じる場合がある。この場合には、光量検出値ＲＡＤＣが目標値ＲＡＤＣtになっていても、記録媒体上に形成された第２補正用画像から測定された測定濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtにならない。また、ベタ階調の光量検出値ＲＡＤＣは正確に読み取られないため、階調制御のみではベタ階調の測定濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtにならない場合がある。

上記の通り、経時変化等により階調制御の目標値が不適切なものとなった場合には、電位制御の目標値及び階調制御の目標値の各々を再設定して、全階調の濃度補正を行う必要が発生する。いわゆる長期メンテナンス等と称される、長期使用に応じた濃度補正処理が必要となる。本実施の形態では、光量検出値ＲＡＤＣに基づく階調制御が繰り返し行われることを前提として、長期使用に応じた濃度補正処理を行う。

従来の長期使用に応じた濃度補正処理では、セットアップモードに移行して、階調補正なしで記録媒体上に第２補正用画像を形成し、形成された第２補正用画像から測定濃度値Ｄoutを取得していた。また、測定濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtからずれている場合には、（１）ベタ階調の出力濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtとなるように電位状態を調整する電位制御を行い、（２）電位制御後に、再度、階調補正なしで記録媒体上に第２補正用画像を形成して、形成された第２補正用画像から測定濃度値Ｄoutを取得し、（３）各階調画像の出力濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtとなるように階調制御を行う、という複数段階の調整が行われていた。

本実施の形態の「濃度補正処理」では、通常モードで記録媒体上に形成された最終出力画像に基づいて、経時変化により不適切となった電位制御及び階調制御の目標値を再設定して、全階調の濃度補正が行われるようにする。セットアップモード等に移行することなく、ユーザが使用している通常モードで濃度補正処理が実行される。また、複数段階の調整を行うことなく、電位制御の目標値と階調制御の目標値とが一連の濃度補正処理の中で取得される。取得された目標値の各々が設定されることで、次の画像形成までに制御目標値に収束するように電位制御と階調制御とが実施される。

図４は本実施の形態の「濃度補正動作」の概略を示す概念図である。図４に示すように、記録媒体上にトナー像（第２補正用画像）が形成される場合には、第２補正用画像の画像情報が階調補正されて、設定されたＬＵＴを用いて入力階調Ｃinが出力階調Ｃoutに変換される。第２補正用画像の複数の階調領域の各々について、入力階調Ｃinが出力階調Ｃoutに変換される。

次に、階調補正された第２補正用画像の画像情報に基づいて、予め設定された設定電位Ｖを用いて、記録媒体上に第２補正用画像（最終出力画像）が形成される。ここで「設定電位Ｖ」とは、画像形成部の電位状態を制御するための電位制御の目標値の総称であり、具体的には、帯電電圧、現像バイアス電圧、露光光量等を制御するための目標値である。また、「設定電位Ｖ」は、電位制御の新たな目標値が再設定される前の目標値である。最終出力画像は、設定電位Ｖ及び設定ＬＵＴを用いた画像形成態勢（通常モード）で記録媒体上に形成されたトナー像である。次に、記録媒体上に形成された第２補正用画像の濃度が測定されて、複数の階調領域の各々について測定濃度値Ｄoutが取得される。

一方、像保持体上でパッチ画像形成が行われる場合には、階調補正される前の第１補正用画像の画像情報に基づいて、像保持体上に第１補正用画像が形成される。即ち、パッチ画像形成の場合は、階調補正を行わずに第１補正用画像を形成する。なお、パッチ画像形成は、画像形成部により行われる。次に、光量検出部で、像保持体上に形成された第１補正用画像からの反射光量が検出されて、複数のパッチ画像の各々について光量検出値ＲＡＤＣが取得される。複数のパッチ画像の入力階調Ｃinが、階調制御のための制御点となる。

本実施の形態では、設定されたＬＵＴの情報に基づいて測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられて、出力濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとの相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）が取得される。なお、測定濃度値Ｄoutは実測値であり、出力濃度値Ｄoutは予測値も含む。詳細は後述するが、上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を用いて、ベタ階調のパッチ画像を目標濃度値Ｄtにするための、電位制御の新たな目標値Ｖrが取得される。また、上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を用いて、ベタ階調以外のパッチ画像の各々を目標濃度値Ｄtにするための、各制御点Ｃinでの階調制御の新たな目標値ＲＡＤＣt-rが取得される。即ち、電位制御の新たな目標値と階調制御の新たな目標値とが、一連の濃度補正処理の中で取得される。

（像保持体上のトナー像からの光量検出）
図５（Ａ）は像保持体上の第１補正用画像Ｇ１（トナー像）から反射光量が検出される様子を示す模式図である。図５（Ａ）に示すように、像保持体である中間転写ベルト３６上に形成された第１補正用画像Ｇ１は、中間転写ベルト３６が矢印Ｂ方向に移動することにより、光量検出部６０の下を通過する。光量検出部６０により、第１補正用画像Ｇ１からの反射光量が検出されて、複数のパッチ画像Ｐについて光量検出値ＲＡＤＣが取得される。

図５（Ｂ）は入力階調と光量検出値との関係を示すグラフである。図５（Ｂ）に示す例では、Ｋ色の第１補正用画像Ｇ１からの正反射光の反射光量が検出されている。この場合には、入力階調Ｃinが大きいほど、光量検出値ＲＡＤＣの値は小さくなる。図示した例では、入力階調Ｃinが０％から１００％までの１１点について、入力階調Ｃinに対応する光量検出値ＲＡＤＣが黒点でプロットされている。本実施の形態では、光量検出値ＲＡＤＣは、検出範囲を１０bit（０から１０２３）で表し、最大検出光量を１０２３として、規格化された値である。入力階調Ｃinが「０％」で、光量検出値ＲＡＤＣは「１０２３」と最大になる。

なお、ＹＭＣ各色の補正用画像Ｇからの拡散反射光の反射光量を検出する場合には、入力階調Ｃinが大きいほど、光量検出値ＲＡＤＣの値は大きくなる。この場合は、入力階調Ｃinが「１００％」で、光量検出値ＲＡＤＣは「１０２３」と最大になる。

（記録媒体上のトナー像の濃度測定）
図６（Ａ）は記録媒体上の第２補正用画像Ｇ２（トナー像）の濃度が測定される様子を示す模式図である。図６（Ａ）に示すように、記録媒体Ｍ上に形成された第２補正用画像Ｇ２は、記録媒体Ｍが矢印Ａ方向に搬送されることにより、濃度測定部７０の下を通過する。濃度測定部７０により、第２補正用画像Ｇ２が読み取られて、複数の階調領域Ｐの各々について測定濃度値Ｄoutが取得される。上記の通り、測定濃度値Ｄoutは「光学濃度」である。

図６（Ｂ）は出力階調と測定濃度値との関係を示すグラフである。上述した通り、記録媒体Ｍ上に形成された第２補正用画像Ｇ２は、通常モードで記録媒体上に形成された最終出力画像であり、階調補正された第２補正用画像Ｇ２の画像情報に基づいて形成されたトナー像である。図示した例では、出力階調Ｃout０％から９０％までに対し、連続して測定濃度値Ｄoutが取得されており、出力階調Ｃoutに対応する測定濃度値Ｄoutが実線で表されている。

（電位制御の対象となる濃度差）
図７（Ａ）は入力階調と目標濃度値・予測濃度値（階調補正なし）・測定濃度値との関係を示すグラフである。図７（Ｂ）は入力階調と出力階調との関係を示すグラフである。図７（Ｃ）は入力階調と目標濃度値・予測濃度値（階調補正なし）・測定濃度値との関係を示す表である。図７（Ａ）に示すグラフでは、入力階調Ｃinに対応する測定濃度値Ｄoutが黒点でプロットされている。また、入力階調Ｃinに対応する目標濃度値Ｄtが実線で図示されている。

上記の通り、測定濃度値Ｄoutが取得された最終出力画像は、階調補正された画像情報に基づいて形成されたトナー像である。ここでは、図７（Ｂ）に示す関係（ＬＵＴ）を用いて階調補正が行われている。例えば、入力階調Ｃin100％がＬＵＴにより出力階調Ｃout90％に変換されている等、階調補正されたことにより、ベタ階調のパッチ画像の測定濃度値Ｄoutは実線で示す目標濃度値Ｄtから大きく乖離することになる。

また、図７（Ａ）に示すグラフでは、入力階調Ｃinに対応する予測濃度値Ｄout-preが白抜きの四角でプロットされている。予測濃度値Ｄout-preとは、階調補正なし（ＬＵＴ開放状態）で記録媒体上に形成された補正用画像から取得されると予測される出力濃度値である。図示した例では、各入力階調Ｃinで、予測濃度値Ｄout-preは目標濃度値Ｄtと略一致している。なお、ここでは説明の都合上、各入力階調Ｃinでの予測濃度値Ｄout-preを図示するが、後述する通り、本実施の形態に係る「濃度補正処理」では、ベタ階調のパッチ画像についてだけ予測濃度値Ｄout-preが取得される。

図７（Ｃ）に示す表からも、階調補正あり（ＬＵＴ適用状態）では、入力階調Ｃin100％のベタ階調のパッチ画像の測定濃度値Ｄoutは「１．５５」であり、目標濃度値Ｄt「１．８０」とは「０．２５」の差がある。これに対し、階調補正なし（ＬＵＴ開放状態）では、ベタ階調のパッチ画像の予測濃度値Ｄout-preは「１．７１」であり、目標濃度値Ｄtとの濃度差ΔＤoutは「０．０９」に縮小されている。

濃度補正処理では、ベタ階調のパッチ画像の出力濃度値Ｄoutを目標濃度値Ｄtにするために、電位制御の新たな目標値を取得する。また、ベタ階調以外の階調のパッチ画像の出力濃度値Ｄoutを目標濃度値Ｄtにするために、階調制御の新たな目標値を取得する。従って、光量検出値ＲＡＤＣに基づく階調制御が繰り返し行われることを前提として、階調補正なし（ＬＵＴ開放状態）でのベタ階調のパッチ画像の予測濃度値Ｄout-preを取得し、予測濃度値Ｄout-preが目標濃度値Ｄtとなるように、電位制御の新たな目標値Ｖrを取得すればよい。図示した例では、電位制御の対象となる濃度差ΔＤoutは「０．０９」であり、この濃度差ΔＤoutを解消するように電位制御を行えばよい。

＜濃度補正処理＞
次に、「濃度補正処理」について説明する。
図８は「濃度補正処理」の手順の一例を示すフローチャートである。「濃度補正処理」の制御プログラムは、ＣＰＵ１００Ａにより、制御部１００のＲＯＭ１００Ｂから読み出されて実行される。

本実施の形態に係る「濃度補正処理」は、いわゆる長期メンテナンス等、長期使用に応じた濃度補正処理として実施されるものである。画像形成装置は、予め定めた条件が満たされた場合に「濃度補正処理」を開始する。濃度補正処理中には、通常の画像形成動作は行われない。例えば、画像形成回数をカウントし、画像形成回数が制限回数を超えた場合に「濃度補正処理」を開始してもよい。なお、濃度補正処理を開始する条件は、他の条件としてもよい。例えば、予め定めた期間が経過した場合に、「濃度補正処理」を開始してもよい。

図８に示すように、まず、ステップ１００で、階調補正される前の第１補正用画像の画像情報に基づいて、像保持体上に第１補正用画像（トナー像）を形成する。即ち、画像形成部に指示して画像を形成させる。次に、ステップ１０２で、光量検出部により第１補正用画像からの反射光量を検出して、複数のパッチ画像について階調補正なしでの光量検出値ＲＡＤＣを取得する。

次に、ステップ１０４で、階調補正された第２補正用画像の画像情報に基づいて、記録媒体上に第２補正用画像（最終出力画像）を形成する。即ち、画像形成部に指示して画像を形成させる。次に、ステップ１０６で、濃度測定部により記録媒体上に形成された第２補正用画像を読み取って、複数の階調領域について階調補正ありでの測定濃度値Ｄoutを取得する。

次に、ステップ１０８で、制御点として設定された複数の階調で、即ち、第１補正用画像の複数のパッチ画像の各入力階調Ｃinで、測定濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄt以上か否かを判断する。測定濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄt未満の制御点がある場合には、ステップ１１０に進んで、次に説明する「設定変更処理」を実施する。各制御点で測定濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄt以上である場合には、設定電位や設定ＬＵＴを変更する必要はないため、ルーチンを終了する。

（設定変更処理）
図９は「設定変更処理」の手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、ステップ２００で、出力濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとの相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を取得する。設定されたＬＵＴの情報に基づいて測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられて、出力濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとの相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を表す曲線が取得される。経時変化後の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）が取得されるのである。ここでの設定ＬＵＴは、図７（Ｂ）に示すＬＵＴであり、Ｃin／Ｃout＝０．９という関係を有するものとして説明する。

光量検出値ＲＡＤＣは、階調補正なしでの光量検出値ＲＡＤＣである。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示した通り、複数のパッチ画像について光量検出値ＲＡＤＣを取得することにより、入力階調Ｃinと光量検出値ＲＡＤＣとの関係が取得されている。また、測定濃度値Ｄoutは、階調補正ありでの測定濃度値Ｄoutである。図６（Ａ）及び（Ｂ）に示した通り、複数の階調領域について測定濃度値Ｄoutを取得することにより、出力階調Ｃoutと測定濃度値Ｄoutとの関係が取得されている。

設定されたＬＵＴの情報に基づいて、同じ階調に対する測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられる。例えば、図６（Ｂ）に示すように、出力階調Ｃout70％に対する測定濃度値Ｄout「１．２」と、入力階調Ｃin70％に対する光量検出値ＲＡＤＣ「２００」とが対応付けられる。しかしながら、実際にユーザが把握しているのは入力画像情報のＣinと設定されたＬＵＴの情報である。設定されたＬＵＴの情報から、測定濃度値Ｄoutを取得したときの出力階調Ｃoutに対応する入力階調Cinが分かる。そこで、Ｃin／Ｃout＝０．９という関係から逆に換算すると、測定濃度値Ｄout「１．２」は入力階調Ｃin78%（＝７０％÷０．９）に対する測定値であることが分かる。従って、入力階調Ｃin78%に対する測定濃度値Ｄout「１．２」と入力階調Ｃin70％に対する光量検出値ＲＡＤＣ「２００」とを対応付ければよい。

他の制御点についても同様にして、同じ階調に対する測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられる。こうして取得された複数の対応関係から出力濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとの相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）が取得される。本実施の形態では、階調補正ありでの測定濃度値Ｄoutと階調補正なしでの光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられる。しかしながら、同じ階調に対する測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられているので、階調補正の有無とは無関係に相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）が取得される。即ち、階調補正なし同士又は階調補正あり同士での相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）と同じ相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）が取得される。

一方、階調補正ありでの測定濃度値Ｄoutと階調補正なしでの光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられるので、次に説明する通り、ベタ階調のパッチ画像に関しては、光量検出値ＲＡＤＣ(Ｃin100%)だけが既知となり、相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）から予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が取得される。

次に、ステップ２０２で、上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）に基づいて、入力階調Ｃin100％のベタ階調のパッチ画像の予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)を取得する。図１０は光量検出値と出力濃度値との相関関係からベタ階調の予測濃度値を取得する方法を説明するための模式図である。上記の通り、同じ階調に対する測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとが対応付けられる。従って、実際には、出力階調Ｃoutの上限値に対応した入力階調Ｃinまでしか、測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとは１対１に対応していない。

図１０には、測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣの１対１の対応関係が黒点でプロットされている。この例では、入力階調Ｃin90％までしか、測定濃度値Ｄoutと光量検出値ＲＡＤＣとは１対１に対応していない。即ち、入力階調Ｃin100％に対応する光量検出値ＲＡＤＣは存在するが、入力階調Ｃin100％に対応する測定濃度値Ｄoutは存在しない。そこで、ステップ２００で取得した相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を表す曲線を用いて、外挿により入力階調Ｃin100％での光量検出値ＲＡＤＣに対応する予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)を取得する。

外挿に用いる曲線は、複数の対応関係から数学的回帰により取得してもよい。或いは、光量検出部で用いられる光センサの検出特性に応じて「基準曲線」を用意しておいて、複数の対応関係と基準曲線とから、基準曲線に類似した形状の曲線を取得してもよい。図１１（Ａ）及び（Ｂ）は光量検出部の検出特性を考慮した外挿方法を説明するための模式図である。図１１（Ａ）に示すように、正反射型の光センサを用いた場合には、相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を表す曲線は、下に凸であり、Ｄoutが増加するほどＲＡＤＣが減少して０に漸近する曲線となる。また、拡散反射型の光センサを用いた場合には、相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を表す曲線は、上に凸であり、Ｄoutが減少するほどＲＡＤＣが増加して１０２３に漸近する曲線となる。

ここで、正反射型の光センサを用いた場合の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を表す曲線を、基準曲線を用いて取得する方法の一例について説明する。図示した例では、実測点（対応関係）はプロットされた４点しかない。この通り、対応関係の点数が少ない場合には、数学的回帰では点線で図示したように歪んだ相関関係しか得られない。このような場合に、基準曲線を用いると、実線で図示したように、正反射型の光センサの相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）にふさわしい曲線が取得される。

図示した例では、基準曲線は下記式に示すようにｘの関数で与えられている。
ＲＡＤＣ（ｘ）＝ａ＋ｂｘ＋ｃｘ^２＋ｄｘ^３
(上記式中、ｘはＤoutであり、ａ、ｂ、ｃ、ｄは定数（ａ＝1105.4、ｂ＝-1106.6、ｃ＝244.49、ｄ＝22.73）である。）

隣接する実測点間の区間に分けて、区間毎に実測点との差分を埋めるように基準曲線を移動させて、区間内の複数点での対応関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を取得する。これらの複数点での対応関係を補完前データとして、補完された相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を取得する。

次に、ステップ２０４で、予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が許容範囲内か否かを判断する。予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が許容範囲内の場合は、ベタ階調のパッチ画像の出力濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtとなるように電位制御を行う必要がないので、電位制御に関するステップ２０６、ステップ２０８、及びステップ２１０は省略して、ステップ２１２に進む。この場合は、電位制御の目標値は「設定電位Ｖ」のままとされる。一方、予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が許容範囲外の場合は、ステップ２０６に進んで、電位制御の新たな目標値を取得するための手順を開始する。

電位制御により電位を上げるほど階調制御は容易になるが、電位が高くなり過ぎると、トナー濃度が高くなり、線幅が太くなる等、画質が低下する恐れがある。また、予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が高過ぎる場合には、電位制御により電位を下げる必要がある。予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)に対し、目標濃度値Ｄtを基準に許容範囲を設定することで、必要な場合にだけ電位制御の新たな目標値が取得される。

ステップ２０６では、ベタと電位制御点での電位感度比を取得する。図１２はベタ階調の出力濃度値を目標濃度値にする制御方法を説明するための模式図である。図１２に示すように、ベタ階調のパッチ画像の予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が低い場合には、中間調階調のパッチ画像を電位制御点として、電位制御点での出力濃度値Ｄoutを上げて、ベタ階調のパッチ画像の出力濃度値Ｄout(Ｃin100%)を目標濃度値Ｄtにする。中間調階調のパッチ画像を電位制御点とするのは、ベタ階調のパッチ画像よりも繰り返し再現性が良く、測定濃度値Ｄoutが正確に得られるためである。これにより、電位制御の目標値が精度よく求められ、補正精度が向上する。

具体的には、ベタ階調のパッチ画像の濃度差ΔＤoutを解消するために必要な、電位制御点での濃度差ΔＤoutを求める。ここで「電位感度比」が必要となる。以下では、入力階調Ｃin50%のパッチ画像を電位制御点とする。

図１３（Ａ）は電位が変更された場合の入力階調Ｃinと光量検出値ＲＡＤＣの変化量ΔＲＡＤＣとの関係を示すグラフである。光量検出値ＲＡＤＣを上げるように電位を変更すると、同じ電位変化でも入力階調Ｃinによって光量検出値ＲＡＤＣの変化量ΔＲＡＤＣは異なる。上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）を用いると、図１３（Ｂ）に示すように、入力階調Ｃinと出力濃度値Ｄoutの変化量ΔＤoutとの関係が取得される。図１３（Ｂ）から、ベタ階調のパッチ画像での出力濃度値Ｄout(Ｃin100%)を「０．１」上げるためには、電位制御点での出力濃度値Ｄout(Ｃin50%)を「０．１４」上げる必要があることが分かる。即ち、ベタと電位制御点での電位感度比は「１：１．４」である。

なお、電位感度比は「濃度補正処理」を実行する前に事前に取得されていてもよく、「濃度補正処理」を実行する度に一連の処理の中で取得されてもよい。事前に取得された電位感度比は、記憶部９０等の記憶装置に記憶され、「濃度補正処理」を実行する際に記憶装置から読み出されて取得される。電位感度比を一連の処理の中で取得する場合は、例えば、図８のステップ１００において、像保持体上に第１補正用画像を形成する際に、電位を変更して像保持体上に別の第１補正用画像を形成し、電位感度比を取得してもよい。「濃度補正処理」の中で取得された電位感度比の方がより精度が高く、これを用いることで補正精度が高くなる。

次に、ステップ２０８で、電位感度比を用いて、階調補正なしでのベタ階調のパッチ画像の出力濃度値Ｄout(Ｃin100%)を目標濃度値Ｄtにするための、電位制御点での算定目標濃度値Ｄout-calc(Ｃin50%)を算出する。

例えば、図７（Ｃ）に示すように、階調補正なしでのベタ階調のパッチ画像の予測濃度値Ｄout-pre（Ｃin100%）が「１．７１」、目標濃度値Ｄt（Ｃin100%）が「１．８」で、目標濃度値Ｄt（Ｃin100%）を達成するために出力濃度値Ｄout（Ｃin100%）を「０．０９」上げるとすると、電位制御点での算定目標濃度値Ｄout-calc（Ｃin50%）は、以下のように求められる。ベタと電位制御点での電位感度比は「１：１．４」であるから、電位制御点では「０．１２６（＝０．０９×１．４）」だけ出力濃度値Ｄoutを上げる必要がある。現在の予測濃度値Ｄout-pre（Ｃin50%）は「０．８９」であるから、電位制御点での算定目標濃度値Ｄout-calc(Ｃin50%)は「１．０１６（＝０．８９＋０．１２６）」となる。

次に、ステップ２１０で、電位制御点で算定目標濃度値Ｄout-calc(Ｃin50%)を達成するための、電位制御の新たな目標値Ｖrを取得する。即ち、実際に異なる電位を設定して記録媒体上に第２補正用画像を形成することなく、電位制御の新たな目標値Ｖrが取得される。図１４は電位制御が行われた場合の入力階調と出力濃度値との関係を示すグラフである。新たな目標値Ｖrを用いて電位制御が行われることにより、電位制御点での出力濃度値Ｄout(Ｃin50%)は算定目標濃度値Ｄout-calc(Ｃin50%)となり、ベタ階調のパッチ画像での出力濃度値Ｄout(Ｃin100%)は目標濃度値Ｄt(Ｃin100%)となる、と予測される。

次に、ステップ２１２で、電位制御点を含む各制御点について、上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）に基づいて、目標濃度値Ｄtを達成するための、階調制御の新たな目標値ＲＡＤＣt-rを取得する。電位制御の目標値が変化しても、上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）は変化しない。従って、上記の相関関係（Ｄout vs ＲＡＤＣ）において、目標濃度値Ｄtに対応する光量検出値ＲＡＤＣが、新たな目標値ＲＡＤＣt-rとなる。次に、ステップ２１４で、取得された電位制御の新たな目標値Ｖrと、階調制御の新たな目標値ＲＡＤＣt-rとを、制御目標値として設定してルーチンを終了する。

取得された目標値の各々が再設定（目標値として記憶）されることで、次の画像形成までに新たな制御目標値に収束するように電位制御と階調制御とが実施される。その結果、図１５に示すように、全階調での濃度補正が行われて、各制御点において出力濃度値Ｄoutが目標濃度値Ｄtに収束する。

＜変形例＞
なお、上記各実施の形態で説明した濃度補正装置、画像形成装置及びプログラムの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。例えば、像保持体をドラムにする、フローチャートの各ステップの順序を入れ替える、一部のステップを省略する等してもよい。

また、上記の実施の形態では、階調補正なしでのベタ階調のパッチ画像の予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)を取得して、取得された測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)が許容範囲内か否かを判断したが、階調補正なしでのベタ階調のパッチ画像の予測濃度が許容範囲内か否かの判断がされればよく、予測濃度値Ｄout-pre(Ｃin100%)の算出は必須ではない。

また、上記の実施の形態では、測定濃度値Ｄoutの取得前に各パッチ画像の光量検出値ＲＡＤＣを取得する例について説明したが、光量検出値ＲＡＤＣは、最終出力画像の測定濃度値Ｄoutの取得と前後して（予め定めた期間内に）取得されていればよい。光量検出値ＲＡＤＣは、測定濃度値Ｄoutの取得後に取得してもよい。また、「濃度補正処理」の開始前に取得された光量検出値ＲＡＤＣを流用してもよい。

１０ 操作表示部
２０ 画像読取部
３０ 画像形成部
３２ 画像形成ユニット
３４ ローラ
３６ 中間転写ベルト
３８ 二次転写装置
３９ 定着装置
４０ 媒体供給部
４２ 収容部
４４ 取出ローラ
４６ 搬送ローラ
５０ 媒体排出部
５４ 排出部
６０ 光量検出部
６１ 筐体
６２ 発光素子
６４ 受光素子
６６ 導光路
６８ 導光路
７０ 濃度測定部
８０ 通信部
９０ 記憶部
１００ 制御部
Ｇ 補正用画像
Ｍ 記録媒体
Ｐ パッチ画像（階調領域）

Claims (13)

1. 設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、
   像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、
   記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、
   帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の各々が、各々について設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、
   入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、
   複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記光量検出手段により検出された光量検出値、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記濃度測定手段により測定された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、
   取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、
   取得された新たな目標値の各々を再設定する再設定手段と、
   を備えた濃度補正装置。
2. 前記目標値取得手段が、前記相関関係取得手段で取得された前記相関関係に基づいて最大濃度の階調領域の予測濃度値を取得し、取得された最大濃度の階調領域の予測濃度値が目標濃度値からずれている場合に、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値を取得する、請求項１に記載の濃度補正装置。
3. 前記目標値取得手段が、前記最大濃度の階調領域の予測濃度値が前記最大濃度の目標濃度値を基準に予め定めた許容範囲を超える場合に、取得された最大濃度の階調領域の予測濃度値が目標濃度値からずれているとする、請求項２に記載の濃度補正装置。
4. 前記目標値取得手段が、前記最大濃度の階調領域の予測濃度値が前記最大濃度の目標濃度値を基準に予め定めた許容範囲内に収まる場合には、取得された最大濃度の階調領域の予測濃度値が目標濃度値からずれていないとする、請求項２又は請求項３に記載の濃度補正装置。
5. 前記最大濃度の階調領域の予測濃度値が、前記相関関係と前記最大濃度の階調領域の光量検出値とから外挿により取得される、請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の濃度補正装置。
6. 前記相関関係が、測定濃度値と光量検出値との複数の対応関係に基づいて、数学的回帰により取得された曲線である、請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の濃度補正装置。
7. 前記相関関係が、測定濃度値と光量検出値との複数の対応関係と光量検出特性に応じて設定された基準曲線とに基づいて、基準曲線に形状が類似するように取得された曲線である、請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の濃度補正装置。
8. 最大濃度の階調領域以外の予め定めた階調領域を帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の制御を行う制御点とした場合の、最大濃度の階調領域と前記制御点での電位感度比とに基づいて、前記最大濃度の階調領域の目標濃度値が達成されるように前記制御点での帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量を制御後の予測濃度値を求め、得られた予測濃度値に基づいて帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値を取得する、請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の濃度補正装置。
9. 前記電位感度比が、前記目標値取得手段による新たな目標値の取得前に予め取得されている、請求項８に記載の濃度補正装置。
10. 前記電位感度比が、前記目標値取得手段による新たな目標値の取得中に取得される、請求項８に記載の濃度補正装置。
11. 画像情報に基づいて像保持体上にトナー像を形成し、像保持体上のトナー像を記録媒体上に転写し、記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
    設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、
    像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、
    記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、
    帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の各々が、各々について設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、
    入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、
    複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記光量検出手段により検出された光量検出値、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記濃度測定手段により測定された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、
    取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、
    取得された新たな目標値の各々を再設定する再設定手段と、
    を備えた画像形成装置。
12. 画像情報に基づいて像保持体上にトナー像を形成し、像保持体上のトナー像を記録媒体上に転写し、記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量の各々が、各々について設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、を備えた画像形成装置において、濃度補正処理を実行するプログラムであって、
    コンピュータを、
    複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から、前記光量検出手段により検出された光量検出値を取得する光量取得手段と、
    前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から、前記濃度測定手段により測定された測定濃度値を取得する濃度取得手段と、
    光量取得手段で取得された光量検出値、濃度取得手段で取得された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、
    取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、及び露光光量各々の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、
    取得された新たな目標値の各々を再設定する再設定手段と、
    して機能させるプログラム。
13. 設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて入力画像情報の階調を出力画像情報の階調に補正する階調補正手段と、
    像保持体上に形成されたトナー像から反射光量を検出する光量検出手段と、
    記録媒体上に形成されたトナー像の濃度を測定する濃度測定手段と、
    帯電電圧、現像バイアス電圧、又は露光光量が、設定された目標値となるように制御を行う制御手段と、
    入力階調に対する光量検出値が設定された目標値となるように前記設定された入力階調と出力階調との関係を更新して階調制御を行う階調制御手段と、
    複数の階調領域を有する第１補正用画像の階調補正前の画像情報に基づいて像保持体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記光量検出手段により検出された光量検出値、前記第１補正用画像より多い複数の階調領域を有する第２補正用画像の前記階調補正手段で階調補正された画像情報に基づいて記録媒体上に形成されたトナー像の各階調領域から前記濃度測定手段により測定された測定濃度値、及び前記設定された入力階調と出力階調との関係に基づいて、記録媒体上にトナー像を形成する場合の出力濃度値と光量検出値との相関関係を取得する相関関係取得手段と、
    取得された前記相関関係に基づいて、最大濃度の階調領域の目標濃度値を達成するための帯電電圧、現像バイアス電圧、又は露光光量の新たな目標値と、各階調領域で対応する目標濃度値を達成するための階調制御の新たな目標値とを取得する目標値取得手段と、
    取得された新たな目標値を再設定する再設定手段と、
    を備えた濃度補正装置。