JP6226638B2 - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式などを利用した複写機、プリンタなどの画像形成装置及びその制御方法に関する。

画像形成装置は、シート上に形成されたパターンを読み取って濃度補正や階調補正を行い、画像品質を所望の品質に調整している。この処理はキャリブレーションと呼ばれる。特許文献１では、最大画像濃度を補正するために、コントラスト電位を帯電電圧や現像電圧により制御したり、階調特性を補正するために階調補正テーブルを変更したりするキャリブレーションが提案されている。

特開平０７−２６１４７９号公報

近年、画像を表示するディスプレイ装置の色再現域が拡大している。よって、画像形成装置の色再現域も拡大することが市場から求められている。色再現域の拡大は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック（ＹＭＣＫ）のそれぞれについて単色でのベタ濃度の最大値（最大濃度）を上げることで実現される。しかし、ＹＭＣＫの最大濃度を決定する際に、反射濃度が飽和してしまう問題があることがわかってきた。つまり、ＹＭＣＫのパターンを読み取って得られる反射濃度（輝度値）が、シート上のトナー載り量を増加させたとしても、単調増加しなくなってしまうのである。キャリブレーションでは、パターンを読み取って得られた輝度値と、パターンを形成する際に使用した像形成条件（レーザーパワー、帯電電位、現像電位など）との関係を精度よく求めることが必要である。トナー載り量と輝度値との正しい関係が得られなければ、キャリブレーションの精度が低下しうる。なお、飽和の原因は、トナーに含まれる色素の量が所定量以上になると、トナーによる可視像に対して光が十分に透過したり反射したりしなくなり、見掛け上の反射濃度が飽和してしまうことであろう。なぜなら、トナー単位重量に対する色素の混入量を増加させたときに、飽和現象が顕著にみられたからである。なお、飽和が発生すると、トナー載り量が理想量よりも過度となり、定着部にトナー像が張り付いてしまうことがある（分離不良）。

そこで、本発明は、キャリブレーション用のパターンについてのトナー載り量に対する輝度値が飽和しても精度よく像形成条件を決定できるようにすることを目的とする。

本発明は、
画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された測定用画像を測定する測定手段と、
前記画像形成手段に、第１測定用画像、第２測定用画像、第３測定用画像、及び第４測定用画像を含む複数の測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記複数の測定用画像を測定させる制御手段と、
前記画像形成手段により形成される前記画像の濃度を調整するための制御値を、前記複数の測定用画像の測定結果に基づいて決定する決定手段と、を有し、
前記第１測定用画像に対応する第１制御値の絶対値は、前記第２測定用画像に対応する第２制御値の絶対値より大きく、
前記第２制御値の絶対値は、前記第３測定用画像に対応する第３制御値の絶対値より大きく、
前記第３制御値の絶対値は、前記第４測定用画像に対応する第４制御値の絶対値より大きく、
前記決定手段は、前記第１測定用画像の濃度が目標濃度より高く、前記第２測定用画像の濃度が前記目標濃度より高く、前記第３測定用画像の濃度が前記目標濃度より低く、前記第４測定用画像の濃度が前記第３測定用画像の濃度より低く、且つ、前記第１測定用画像の濃度が前記第２測定用画像の濃度より低い場合には、前記第１測定用画像の測定結果と前記第２測定用画像の測定結果とを用いずに、前記第３測定用画像の測定結果と前記第４測定用画像の測定結果とに基づいて前記制御値を決定することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明は、トナー載り量を決定する像形成条件に対してパターンの輝度値（濃度値）が線形に変化している領域において線形補間を実行し、目標輝度値を達成可能な像形成条件を決定する。つまり、像形成条件に対して輝度値が単調増加しない領域を除外して線形補間が実行されるため、トナー載り量に対する輝度値が飽和しても精度よく像形成条件を決定できるようになる。

画像形成装置の概略断面図 濃度補正に関与する機能を示すブロック図 レーザーパワー設定値の設定例を示す図 パターンの一例を示す図 像形成パラメータと測定された濃度値との関係を示す図 トナー載り量と測定された濃度値との関係を示す図 目標濃度値を達成可能な像形成パラメータの決定方法を示す図 目標濃度値を達成可能な像形成パラメータの決定方法を示す図 目標濃度値を達成可能な像形成パラメータの決定方法を示す図 目標濃度値を達成可能な像形成パラメータの決定方法を示すフローチャート 暗部電位の設定例を示す図 パターンの一例を示す図 目標濃度値を達成可能な像形成パラメータの決定方法を示すフローチャート 目標濃度値を達成可能な像形成パラメータの決定方法を示すフローチャート 画像形成装置の概略断面図

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則してさらに詳しく説明する。とりわけ、本実施例は、ｎ（ｎは３以上の自然数）個の像形成パラメータのそれぞれに対応したｎ個のパターンをシート上に形成し、ｎ個のパターンのそれぞれを形成する際に使用されたｎ個の像形成パラメータに対してｎ個の濃度値が単調増加する領域において線形補間を適用して、目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定する。つまり、ｎ個の濃度値のうち単調増加しない領域における濃度値を除外して線形補間を実行することで、トナー載り量に対する輝度値が飽和しても精度よく像形成条件を決定できるようになる。

［画像形成装置の全体構成］
図１は、画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてシート（記録用紙、ＯＨＴシート、布、樹脂等）に多色画像を形成することのできる複写機であり、プリンタ部１０とリーダ部２０とを有している。

プリンタ部１０は、トナー像を形成する像形成手段として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）を有している。各画像形成部の構成は、使用するトナーの色を除いて同じである。プリンタ制御部４０は、リーダ部２０から出力された画像信号に基づきレーザードライバ４１、高圧ドライバ４２、および、４つの画像形成部を制御する。

画像形成部には、像担持体として円筒型の感光体である感光ドラム１が設けられている。感光ドラム１は矢印Ｒ１の方向に回転する。感光ドラム１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ２によって一様の電位に帯電する。高圧ドライバ４２は帯電ローラ２に所定の帯電電圧を供給する。露光手段としてのレーザービームスキャナ３は、レーザードライバ４１によって光量を制御されながら光ビームを感光ドラム１の表面に照射し、静電潜像を形成する。現像手段としての現像器４は、高圧ドライバ４２から所定の現像電圧を供給され、トナーを静電潜像に付着させて、トナー像（可視像）へ現像する。トナー像は、一次転写ローラ６によって中間転写ベルト５１に一次転写される。一次転写されずに残ったトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置７によって感光ドラム１の表面から除去される。中間転写ベルト５１に形成されたトナー像は、二次転写ローラ対（内ローラ７１と外ローラ７２）によってシートに二次転写される。シートに二次転写されたトナー像は定着装置８０によってシート上に定着する。

リーダ部２０は、いわゆるイメージスキャナである。原稿台２２に置かれた原稿２１に対して光源２３が照明光を照射する。原稿２１からの反射光はレンズなどの光学系２４を介してＣＣＤセンサ２５上に結像する。ＣＣＤセンサ２５は、原稿２１からの反射光に応じた画像信号を出力するイメージセンサである。とりわけ、トナー像からの反射光の強度はトナー像の反射濃度（輝度値）を示している。光源２３、光学系２４およびＣＣＤセンサ２５で構成される読み取り部は、図１に示された矢印Ａの方向（副走査方向）に移動することで、原稿２１の全体をスキャンする。画像処理部２６は、ＣＣＤセンサ２５からのアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換して画像データを生成する。画像データは、反射濃度（輝度値）の集合である。画像処理部２６は、ＲＧＢの輝度値からなる画像データをＹＭＣＫの濃度値からなる画像データに変換してプリンタ制御部４０へ出力する。

以下、本発明の特徴である像形成条件の制御について説明する。本実施例では、ベタ濃度を所望の濃度に制御するため、プリンタ部１０が基準チャート（パターン）をシートに形成し、リーダ部２０がそれを読み取り、濃度補正を実行する。以下に工程を示す。

図２は、濃度補正に関与する機能を示すブロック図である。画像処理部２６は、シートに形成されたパターンの反射濃度（輝度値）を濃度値に変換する輝度濃度変換部２０１を有している。プリンタ制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ２３０を有している。濃度補正部２１０はＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって実現される。濃度補正部２１０は、所望の画像濃度を実現するための像形成パラメータを決定するユニットである。濃度補正部２１０はＡＳＩＣ（特定の用途向け集積回路）やＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などによって実現されてもよい。

プリンタ制御部４０は、パターンデータ記憶部２２０に記憶されているパターンデータを読み出し、それぞれ異なるｎ（ｎは３以上の自然数）個の像形成パラメータを用いてプリンタ部１０を制御し、ｎ個のパターンをシートに形成させる。たとえば、プリンタ制御部４０は、パターンデータ記憶部２２０に記憶されているパターンデータを読み出してレーザードライバ４１を制御し、それぞれ濃度が異なるｎ（ｎは３以上の自然数）個のトナー像をシートに形成させる。つまり、ｎ個の像形成パラメータのそれぞれに対応したｎ個のパターンがシート上に形成される。シートへのトナーの載り量を決定する像形成パラメータとしては、レーザーパワーや帯電電圧、現像電位などがある。これらのうち１つの像形成パラメータがｎ段階に制御され、残りの像形成パラメータは基本的に固定される。

レーザーパワー設定部２１１は、像形成パラメータの１つであるレーザーパワーをレーザードライバ４１に設定するユニットである。たとえば、レーザーパワー設定部２１１は、パターンデータまたは他の制御データに基づき、一段階からｎ段階までのｎ個のレーザーパワーをレーザードライバ４１に順次設定する。レーザードライバ４１は、指定されたレーザーパワーに応じた光ビームが出力されるようレーザービームスキャナ３を制御する。これによりそれぞれ画像濃度の異なるトナー像の元になる静電潜像が感光ドラム１の表面に形成される。帯電電圧設定部２１２は、パターンデータまたは他の制御データに基づき、一段階からｎ段階までのｎ個の帯電電位を高圧ドライバ４２に順次設定する。高圧ドライバ４２は指定された帯電電位となるような帯電電圧を帯電ローラ２に印加する。これによりそれぞれ画像濃度の異なるトナー像の元になる静電潜像が感光ドラム１の表面に形成される。現像電位設定部２１３は、パターンデータまたは他の制御データに基づき、一段階からｎ段階までのｎ個の現像電位を高圧ドライバ４２に順次設定する。高圧ドライバ４２は指定された現像電位となるような現像電圧を現像器４の現像スリーブに印加する。これによりそれぞれ画像濃度の異なるトナー像の元になる静電潜像が感光ドラム１の表面に形成される。

このように、プリンタ部１０は、ｎ（ｎは３以上の自然数）個の像形成パラメータのそれぞれに対応したｎ個のパターンをシート上に形成するパターン形成手段として機能する。リーダ部２０は、シート上に形成されたｎ個のパターンを読み取って対応するｎ個の輝度値を取得する読取手段として機能する。輝度濃度変換部２０１は、ｎ個の輝度値をそれぞれ変換して対応するｎ個の濃度値を取得する変換手段として機能する。濃度補正部２１０は、ｎ個のパターンのそれぞれを形成する際に使用されたｎ個の像形成パラメータに対してｎ個の濃度値が単調増加する領域において線形補間を適用して、目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定する決定手段として機能する。濃度補正部２１０の動作については以下で詳細に説明する。

具体例を用いて、画像形成装置１００の動作を説明する。ここでは、像形成条件として、感光ドラム１の表面電位が所定の暗部電位にとなるように感光ドラム１の表面を帯電させ、現像器４の現像スリーブにも所定の現像電圧を印加する。本実施例において高圧ドライバ４２は、暗部電位が−７００Ｖとなるように帯電電圧を生成し、現像電位のＤＣ成分が−６００Ｖとなるように現像電圧を生成するものと仮定する。この状態で、Ａ３サイズの画像のなかで、図３に示すように、レーザーパワー設定部２１１がレーザーパワーを７段階にわたり変化させて、隣接する７つのパターンを出力する。本実施例では、レーザーパワーは９ｂｉｔの分解能で設定可能とする。つまり、レーザーパワーの最大設定値は５１２となる。また、本実施例では、７段階のレーザーパワーの設定値を、１６０、１９２、２２４、２５６、２８８、３２０、３５２としている。図４は、シートＳに形成されるパターン４００の一例を示している。パターン４００には、同一形状の７つのパターンが隣接して配置されている。７つのパターンは、一段階から７段階のレーザーパワーの設定値に対応しており、それぞれ濃度が異なっている。

プリンタ部１０から出力されたシートＳのパターン４００は、原稿台２２に載置され、リーダ部２０によって読み取られる。リーダ部２０の輝度濃度変換部２０１は、各パターンの輝度値を対応する濃度値に変換し、プリンタ制御部４０に出力する。

７つのパターンの各濃度値は、図５に示すように、それぞれのパターンを形成する採用に使用されたレーザーパワー設定値に対応付けてプロットされている。レーザーパワー設定部２１１は、各パターンの濃度値（測定値）と目標濃度値とを比較し、目標濃度値を超える測定値を探索する。たとえば、レーザーパワー設定部２１１は、７つのレーザーパワー設定値について最も低いレーザーパワー設定値から最も高いレーザーパワー設定値に向かって順番に対応する測定値と目標濃度値とを比較して行く。はじめて目標濃度値を超える測定値に対応したレーザーパワー設定値をＬＰｈｉｇｈとし、ＬＰｈｉｇｈよりも一段階低いレーザーパワー設定値をＬＰｌｏｗとする。このとき、レーザーパワー設定部２１１は、ＬＰｌｏｗとＬＰｈｉｇｈの２点間で線形補間を行うことで、目標濃度値を達成できるレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを算出する。図５においては目標濃度値を１．７としている。一般に目標濃度値は約１．６が望ましいとされてきたが、色再現領域を拡張するために目標濃度値を１．７に設定している。もちろん、これらの数値は一例にすぎない。図５を用いて説明したレーザーパワー設定値の決定方法は、輝度値の飽和が発生しない理想的な条件において適用可能な最も基本的な決定方法である。

図６は、トナー載り量に対する輝度値（濃度値）の挙動の一例を示す図である。ここでは、シートＳとして、キヤノン株式会社製の高白色用紙ＧＦ−Ｃ０８１（坪量８１．４ｇ／ｍ２）が使用されている。また、パターン４００は、ブラック単色で作成されている。図６が示すように、像形成パラメータを調整してトナー載り量を増加すると、リーダ部２０によって得られる濃度値は増加する関係にある。しかし、トナー載り量が所定量を超えると濃度値が飽和してしまうことがわかる。特にレーザーパワーが相対的に高いレベルにおいては、レーザーパワー設定値を上げてトナー載り量を増加させているにもかかわらず、パターンの濃度値が増加しなくなる。なお、図６において、レーザーパワー設定値を増加せると濃度値も増加する領域を単調増加領域と呼ぶことにする。レーザーパワー設定値を増加させても濃度値が増加しなくなる領域を非単調増加領域（単調増加領域外または飽和領域）と呼ぶことにする。

上述したように、目標濃度値を達成するためのレーザーパワー設定値の決定方法では線形補間を利用している。よって、図６に示した非単調増加領域を線形補間に使用してしまうと、レーザーパワー設定値が過度になってしまうことがある。

これに対し、本実施例ではレーザーパワー設定部２１１が（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つのケースを判別し、判別した結果に基づきレーザーパワー設定値の算出方法を切り替える。つまり、ｎ個の像形成パラメータに対してｎ個の濃度値が単調増加する領域において線形補間を適用して、目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定する。これにより、ｎ個の濃度値のうち単調増加しない領域における濃度値を除外して線形補間が実行されるため、トナー載り量に対する輝度値が飽和しても精度よく像形成条件を決定できるようになる。以下に、ケース判別とレーザーパワー設定値の決定方法について詳細に説明する。

●ケース（ａ）
図７に示すように、ＬＰｈｉｇｈの次に高いレーザーパワー設定値をＬＰｈｉｇｈ２とする。ＬＰｈｉｇｈに対応する濃度値と、ＬＰｈｉｇｈ２の対応する濃度値とを比較する。濃度値は、パターン４００に含まれるパターンの反射濃度（輝度値）を測定し、輝度濃度変換部２０１により輝度値から変換された濃度値である。つまり、濃度値は、反射濃度の測定値である。濃度補正部２１０は、ＬＰｈｉｇｈ２を用いて形成されたパターンの濃度値と、ＬＰｈｉｇｈを用いて形成されたパターンの濃度値とを比較する。ＬＰｈｉｇｈ２を用いて形成されたパターンの濃度値が、ＬＰｈｉｇｈを用いて形成されたパターンの濃度値よりも高い場合には、濃度補正部２１０は、トナー載り量に対する濃度値が飽和領域に含まれていないと判定する。なお、ＬＰｈｉｇｈ２を用いて形成されたパターンの濃度値が、ＬＰｈｉｇｈを用いて形成されたパターンの濃度値よりも高くない場合には、濃度補正部２１０は、トナー載り量に対する濃度値が飽和領域に含まれていると判定する。図７に示した事例では、ＬＰｈｉｇｈ２を用いて形成されたパターンの濃度値は飽和領域に含まれてはない。この場合、レーザーパワー設定部２１１は、ＬＰｌｏｗとＬＰｈｉｇｈの２点間を線形補間することで、目標濃度値を達成するためのレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。

●ケース（ｂ）
図８に示すように、ＬＰｈｉｇｈ２を用いて形成されたパターンの濃度値が、ＬＰｈｉｇｈを用いて形成されたパターンの濃度値よりも低い場合、レーザーパワー設定部２１１は、以下のフローにてレーザーパワー設定値を算出する。濃度補正部２１０は、ＬＰｈｉｇｈに対応する濃度値とＬＰｈｉｇｈ２に対応する濃度値は、トナー載り量に対して飽和する領域にある判定する。上述したように飽和領域における濃度値を使用してしまうと、目標濃度値を達成するためのレーザーパワー設定値を精度良く算出できない。そこで、レーザーパワー設定部２１１は、ＬＰｌｏｗよりもさらに一段階低いレーザーパワー設定値ＬＰｌｏｗ２と、ＬＰｌｏｗとの２点を用いて線形補間によって外挿することで、目標濃度値を達成可能なレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。

●ケース（ｃ）
図９に示すように、７段階のレーザーパワー設定値に対して、対応するすべての濃度値が目標濃度値を下回っていることがある。これがケース（ｃ）である。ケース（ｃ）の場合には、レーザーパワー設置値を増加してトナー載り量を増加しても濃度値が目標濃度値に達しない。そのため、レーザーパワー設定値を過度に高く設定してしまうおそれがある。これは過度に多量のトナーをシート上に二次転写してしまうことを意味し、定着装置８０で分離不良が発生しやすくなる。そこで、ケース（ｃ）においては、レーザーパワー設定部２１１が、以下の手順でレーザーパワー設置値ＬＰｓｅｔを決定する。

レーザーパワー設定部２１１は、最も低いレーザーパワー設定値に対応した濃度値から最も高いレーザーパワー設定値に対応した濃度値に向かって、各濃度値を比較して行く。そして、レーザーパワー設定部２１１は、単調増加から減少に転ずる濃度値を探索する。つまり、単調増加領域における最後の濃度値（測定値）を見つける。この最後の濃度値に対応したレーザーパワー設定値をＬＰｈｉｇｈする。そして、減少に転じた最初の濃度値に対応したレーザーパワー設定値をＬＰｈｉｇｈ２とする。ＬＰｈｉｇｈよりも一段階低いレーザーパワー設定値をＬＰｌｏｗとする。レーザーパワー設定部２１１は、ＬＰｈｉｇｈとＬＰｌｏｗの２点を用いて線形補間を実行し、目標濃度値を達成するレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。

図１０は、濃度補正部２１０が実行する目標濃度値を達成するレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔの決定処理を示すフローチャートである。Ｓ１００１で、濃度補正部２１０は、ｎ個のレーザーパワー設定値ＬＰ（１）〜ＬＰ（ｎ）を用いてｎ個のパターンをシートに形成する。たとえば、濃度補正部２１０は、パターンデータ記憶部２２０からｎ個のパターンを形成するためのパターンデータ（ｎ個のレーザーパワー設定値ＬＰ（１）〜ＬＰ（ｎ））を読み出し、レーザーパワー設定部２１１に設定する。レーザーパワー設定部２１１は、ｎ個のレーザーパワー設定値ＬＰ（１）〜ＬＰ（ｎ）を順番にレーザードライバ４１に設定する。レーザードライバ４１は、ｎ個のレーザーパワー設定値ＬＰ（１）〜ＬＰ（ｎ）に基づきレーザーパワーを変えながらレーザービームスキャナ３に光ビームを発光させる。これにより、感光ドラム１にはパターン４００に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は現像器４によって現像され、可視像となるトナー像は中間転写ベルト５１に一次転写され、さらにシートＳに二次転写される。さらにトナー像は定着装置８０によってシートＳ上に定着する。このように、プリンタ部１０は、ｎ（ｎは３以上の自然数）個の像形成パラメータのそれぞれに対応したｎ個のパターンをシート上に形成するパターン形成手段として機能する。つまり、プリンタ部１０は、像形成パラメータとして、光ビームのパワーをｎ段階にわたって変化させることで、それぞれ濃度の異なるｎ個のパターンをシート上に形成する。その後、オペレータは、シートＳをリーダ部２０に載置する。

Ｓ１００２で、濃度補正部２１０はリーダ部２０を制御し、シートＳに形成されたパターン４００に含まれるｎ個のパターンを読み取らせる。このように、リーダ部２０は、シート上に形成されたｎ個のパターンを読み取って対応するｎ個の輝度値を取得する読取手段として機能している。リーダ部２０のＣＣＤセンサ２５はｎ個の輝度値Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）を輝度濃度変換部２０１に出力する。

Ｓ１００３で、濃度補正部２１０は輝度濃度変換部２０１を制御し、ｎ個の輝度値Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）をｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）に変換させる。このように、輝度濃度変換部２０１は、ｎ個の輝度値をそれぞれ変換して対応するｎ個の濃度値を取得する変換手段として機能する。

Ｓ１００４で、濃度補正部２１０はｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうち目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在するかどうかを判定する。ここで、濃度値Ｄ（ｍ）は目標濃度値を最初に超える濃度値であり、図７、図８に示したＬＰｈｉｇｈに対応した濃度値に相当する。目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在する場合、Ｓ１００５に進む。

Ｓ１００５で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高いかどうかを判定する。濃度値Ｄ（ｍ＋１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応したレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ）よりも一段階上のレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ＋１）に対応した濃度値である。なお、レーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ＋１）は上述したＬＰｈｉｇｈ２に対応する。濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高ければ、Ｓ１００６に進む。これは上述したケース（ａ）に相当する。

Ｓ１００６で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−１）と濃度値Ｄ（ｍ）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応したレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応したレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ）よりも一段階下のレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ−１）に対応した濃度値である。つまり、濃度値Ｄ（ｍ−１）は、図７に示したＬＰｌｏｗに対応した濃度値である。なお、ｍはｎ−１以下でかつ２以上の自然数である。

Ｓ１００５において濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高くないと判定されると、Ｓ１００７に進む。このケースはケース（ｂ）に相当する。Ｓ１００７で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−２）と濃度値Ｄ（ｍ−１）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応したレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−２）は、濃度値Ｄ（ｍ−１）に対応したレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ−１）よりも一段階下のレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ−２）に対応した濃度値である。図８に示したように、濃度値Ｄ（ｍ−２）は、ＬＰｌｏｗ２に対応した濃度値に相当する。なお、ｍはｎ−１以下でかつ３以上の自然数である。

Ｓ１００４において目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在しない場合、Ｓ１００８に進む。このケースはケース（ｃ）に相当する。Ｓ１００８で、濃度補正部２１０はｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうちで単調増加から減少に転じる濃度値Ｄ（ｍ）とＤ（ｍ＋１）を判別する。図９によれば、濃度値Ｄ（ｍ）はＬＰｈｉｇｈに対応した濃度値であり、濃度値Ｄ（ｍ＋１）はＬＰｈｉｇｈ２に対応した濃度値に相当する。

Ｓ１００９で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−１）と濃度値Ｄ（ｍ）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応したレーザーパワー設定値ＬＰｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応したレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ）よりも一段階下のレーザーパワー設定値ＬＰ（ｍ−１）に対応した濃度値である。図９によれば、ＬＰ（ｍ−１）はＬＰｌｏｗに相当する。

このように、濃度補正部２１０は、ｎ個のパターンのそれぞれを形成する際に使用されたｎ個の像形成パラメータに対してｎ個の濃度値が単調増加する領域において線形補間を適用して、目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定する決定手段として機能する。これにより、精度よく、像形成パラメータが決定される。さらに、濃度補正部２１０は、ｎ個の濃度値のうち単調増加しない領域における濃度値を除外して線形補間を実行してもよい。非単調増加領域を除外して像形成パラメータを決定することで、精度よく、像形成パラメータできるようになる。なお、最大濃度値を精度よく設定できるため、広い色再現域を安定して保証可能な画像形成装置を提供することが可能となろう。

ケース（ａ）について、濃度補正部２１０は、ｎ個の濃度値のうちで目標濃度値よりも低いｍ−１番目の濃度値（ｍはｎ−１以下でかつ２以上の自然数）と、目標濃度値よりも高いｍ番目の濃度値とを判別する。さらに、濃度補正部２１０は、ｎ個の濃度値のうちでｍ番目の濃度値よりも高いｍ＋１番目の濃度値とｍ番目の濃度値とを比較する。濃度補正部２１０は、ｍ＋１番目の濃度値がｍ番目の濃度値よりも高ければ、ｍ−１番目の濃度値とｍ番目の濃度値とを線形補間して目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定する。このように単調増加領域における２つの濃度値を用いることで、精度よく、像形成パラメータを決定できるようになる。

ケース（ｂ）について、濃度補正部２１０は、ｎ個の濃度値のうちで目標濃度値よりも低いｍ−１番目の濃度値（ｍはｎ−１以下でかつ３以上の自然数）と、目標濃度値よりも高いｍ番目の濃度値とを判別する。さらに、濃度補正部２１０は、ｎ個の濃度値のうちでｍ番目の濃度値よりも高いｍ＋１番目の濃度値とｍ番目の濃度値とを比較する。濃度補正部２１０は、ｍ＋１番目の濃度値がｍ番目の濃度値よりも低ければ、ｍ−１番目の濃度値よりも一段階下のｍ−２番目の濃度値と当該ｍ−１番目の濃度値とを線形補間して目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定してもよい。このように単調増加領域における２つの濃度値を用いることで、精度よく、像形成パラメータを決定できるようになる。

ケース（ｃ）は、ｎ個の濃度値のうちすべての濃度値が目標濃度値よりも低い場合である。この場合に、濃度補正部２１０は、ｎ個の濃度値のうちで単調増加領域における最後の濃度値と、当該最後の濃度値よりも一段階下の濃度値とを線形補間して目標濃度値に対応した像形成パラメータを決定する。このように単調増加領域における２つの濃度値を用いることで、精度よく、像形成パラメータを決定できるようになる。

＜実施例２＞
実施例１では、帯電電位（ドラム電位）と現像電位を固定し、レーザーパワーを変化させて濃度値の異なるｎ個のパターンを形成した。実施例２では、現像電位とレーザーパワーを固定し、帯電電位（ドラム電位）を変化させて濃度値の異なるｎ個のパターンを形成し、像形成パラメータを決定する方法について説明する。つまり、帯電電圧設定部２１２が、像形成パラメータとして、帯電電圧をｎ段階にわたって変化させることで、プリンタ部１０は、それぞれ濃度の異なるｎ個のパターンをシート上に形成する。

図１１は、帯電電圧に応じた暗部電位の変化を示す図である。帯電電圧設定部２１２は、暗部電位が−５６０Ｖ、−６３０Ｖ、−７００Ｖ、−７７０Ｖ、−８４０Ｖと５段階で変化するように、帯電ローラ２に印加する帯電電圧を順番に切り替えてゆく。このように暗部電位を徐々に減少させて行くことで、パターンの濃度値が増加して行く。

図１２は、シート上に形成されるパターンの一例を示す図である。図１２が示すように、Ａ３サイズのシートＳには５個のパターンからなるパターン４００が形成される。５個のパターンは５個の暗部電位に対応している。なお、隣り合ったパターン間にスペースが存在するのは、隣の暗部電位の影響を受けにくくするためである。

図１３は、濃度補正部２１０が実行する目標濃度値を達成する暗部電位（帯電電圧）の決定処理を示すフローチャートである。Ｓ１３０１で、濃度補正部２１０は、ｎ個の暗部電位ＶＤ（１）〜ＶＤ（ｎ）を用いてｎ個のパターンをシートに形成する。たとえば、帯電電圧設定部２１２は、暗部電位ＶＤ（１）〜ＶＤ（ｎ）を実現するための帯電電圧Ｖｃ（１）〜Ｖｃ（ｎ）を順番に高圧ドライバ４２に設定する。高圧ドライバ４２は指定された帯電電圧を帯電ローラ２に印加する。これにより、感光ドラム１の表面は、暗部電位ＶＤ（１）〜ＶＤ（ｎ）に帯電する。つまり、感光ドラム１の表面の一部の領域の暗部電位はＶＤ（１）となり、次の領域の暗部電位はＶＤ（２）となり、最後の領域の暗部電位はＶＤ（ｎ）となる。レーザーパワー設定部２１１は、暗部電位ＶＤ（１）〜ＶＤ（ｎ）に依存することなく、常に一定のレーザーパワー設定値をレーザードライバ４１に設定する。レーザードライバ４１は、パターンデータと一定のレーザーパワー設定値を用いてレーザービームスキャナ３に光ビームを発光させる。パターンデータは、図１２に示したように、一定間隔でパターンを並べるような画像データとなっている。感光ドラム１にはパターン４００に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は現像器４によって現像され、可視像となるトナー像は中間転写ベルト５１に一次転写され、さらにシートＳに二次転写される。さらにトナー像は定着装置８０によってシートＳ上に定着する。このように、プリンタ部１０は、ｎ（ｎは３以上の自然数）個の像形成パラメータのそれぞれに対応したｎ個のパターンをシート上に形成するパターン形成手段として機能する。つまり、プリンタ部１０は、像形成パラメータとして、帯電電圧（暗部電位）をｎ段階にわたって変化させることで、それぞれ濃度の異なるｎ個のパターンをシート上に形成する。その後、オペレータは、シートＳをリーダ部２０に載置する。

Ｓ１３０２で、濃度補正部２１０はリーダ部２０を制御し、シートＳに形成されたパターン４００に含まれるｎ個のパターンを読み取らせる。リーダ部２０のＣＣＤセンサ２５はｎ個の輝度値Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）を輝度濃度変換部２０１に出力する。Ｓ１３０３で、濃度補正部２１０は輝度濃度変換部２０１を制御し、ｎ個の輝度値Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）をｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）に変換させる。

Ｓ１３０４で、濃度補正部２１０はｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうち目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在するかどうかを判定する。ここで、濃度値Ｄ（ｍ）は目標濃度値を最初に超える濃度値である。この濃度値に関しては、図７、図８に示したレーザーパワー設定値を暗部電位に読み替えることで、理解できよう。目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在する場合、Ｓ１３０５に進む。

Ｓ１３０５で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高いかどうかを判定する。濃度値Ｄ（ｍ＋１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応した暗部電位ＶＤ（ｍ）よりも一段階下の暗部電位ＶＤ（ｍ＋１）に対応した濃度値である。濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高ければ、Ｓ１３０６に進む。これは上述したケース（ａ）に相当する。Ｓ１３０６で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−１）と濃度値Ｄ（ｍ）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応した暗部電位ＶＤｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応した暗部電位ＶＤ（ｍ）よりも一段階上の暗部電位ＶＤ（ｍ−１）に対応した濃度値である。

Ｓ１３０５において濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高くないと判定されると、Ｓ１３０７に進む。このケースはケース（ｂ）に相当する。Ｓ１３０７で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−２）と濃度値Ｄ（ｍ−１）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応した暗部電位ＶＤｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−２）は、濃度値Ｄ（ｍ−１）に対応した暗部電位Ｄ（ｍ−１）よりも一段階上の暗部電位ＶＤ（ｍ−２）に対応した濃度値である。

Ｓ１３０４において目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在しない場合、Ｓ１３０８に進む。このケースはケース（ｃ）に相当する。Ｓ１３０８で、濃度補正部２１０はｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうちで単調増加から減少に転じる濃度値Ｄ（ｍ）とＤ（ｍ＋１）を判別する。Ｓ１３０９で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−１）と濃度値Ｄ（ｍ）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応した暗部電位ＶＤｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応した暗部電位ＶＤ（ｍ）よりも一段階上の暗部電位ＶＤ（ｍ−１）に対応した濃度値である。

このように、レーザーパワー設定値と現像電位とを固定しつつ、感光ドラム１の暗部電位（帯電電圧）を可変させて、目標濃度値を達成可能な暗部電位を決定してもよい。

＜実施例３＞
実施例３では、レーザーパワー設定値と暗部電位を固定しつつ、現像電位を可変させて、目標濃度値を達成可能な現像電位を決定する。現像電位設定部２１３が、現像スリーブに印加する現像電圧をｎ段階にわたって変化させることで、プリンタ部１０は、それぞれ濃度の異なるｎ個のパターンをシート上に形成する。

図１４は、濃度補正部２１０が実行する目標濃度値を達成する現像電位の決定処理を示すフローチャートである。Ｓ１４０１で、濃度補正部２１０は、ｎ個の現像電位Ｖｄ（１）〜Ｖｄ（ｎ）を用いてｎ個のパターンをシートに形成する。たとえば、現像電位設定部２１３は、現像電位Ｖｄ（１）〜Ｖｄ（ｎ）を高圧ドライバ４２に設定する。高圧ドライバ４２は指定された現像電位となる現像電圧を現像器４の現像スリーブに印加する。これにより、現像スリーブの表面の電位が、現像電位Ｖｄ（１）〜Ｖｄ（ｎ）となる。レーザーパワー設定部２１１は、現像電位Ｖｄ（１）〜Ｖｄ（ｎ）に依存することなく、常に一定のレーザーパワー設定値をレーザードライバ４１に設定する。帯電電圧設定部２１２も常に一定の帯電電圧を高圧ドライバ４２に指示する。レーザードライバ４１は、パターンデータと一定のレーザーパワー設定値を用いてレーザービームスキャナ３に光ビームを発光させる。パターンデータは、図１２に示したように、一定間隔でパターンを並べるような画像データとなっている。感光ドラム１にはパターン４００に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は現像器４によって現像され、可視像となるトナー像は中間転写ベルト５１に一次転写され、さらにシートＳに二次転写される。さらにトナー像は定着装置８０によってシートＳ上に定着する。このように、プリンタ部１０は、ｎ（ｎは３以上の自然数）個の像形成パラメータのそれぞれに対応したｎ個のパターンをシート上に形成するパターン形成手段として機能する。つまり、プリンタ部１０は、像形成パラメータとして、現像電位をｎ段階にわたって変化させることで、それぞれ濃度の異なるｎ個のパターンをシート上に形成する。その後、オペレータは、シートＳをリーダ部２０に載置する。

Ｓ１４０２で、濃度補正部２１０はリーダ部２０を制御し、シートＳに形成されたパターン４００に含まれるｎ個のパターンを読み取らせる。リーダ部２０のＣＣＤセンサ２５はｎ個の輝度値Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）を輝度濃度変換部２０１に出力する。Ｓ１４０３で、濃度補正部２１０は輝度濃度変換部２０１を制御し、ｎ個の輝度値Ｉ（１）〜Ｉ（ｎ）をｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）に変換させる。

Ｓ１４０４で、濃度補正部２１０はｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうち目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在するかどうかを判定する。ここで、濃度値Ｄ（ｍ）は目標濃度値を最初に超える濃度値である。この濃度値に関しては、図７、図８に示したレーザーパワー設定値を現像電位に読み替えることで、理解できよう。目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在する場合、Ｓ１４０５に進む。

Ｓ１４０５で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高いかどうかを判定する。濃度値Ｄ（ｍ＋１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応した現像電位Ｖｄ（ｍ）よりも一段階上の現像電位Ｖｄ（ｍ＋１）に対応した濃度値である。濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高ければ、Ｓ１４０６に進む。これは上述したケース（ａ）に相当する。Ｓ１４０６で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−１）と濃度値Ｄ（ｍ）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応した現像電位Ｖｄｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応した現像電位Ｖｄ（ｍ）よりも一段階下の現像電位Ｖｄ（ｍ−１）に対応した濃度値である。

Ｓ１４０５において濃度値Ｄ（ｍ＋１）が濃度値Ｄ（ｍ）よりも高くないと判定されると、Ｓ１４０７に進む。このケースはケース（ｂ）に相当する。Ｓ１４０７で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−２）と濃度値Ｄ（ｍ−１）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応した現像電位Ｖｄｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−２）は、濃度値Ｄ（ｍ−１）に対応した現像電位Ｖｄ（ｍ−１）よりも一段階下の現像電位Ｖｄ（ｍ−２）に対応した濃度値である。

Ｓ１４０４において目標濃度値を超える濃度値Ｄ（ｍ）が存在しない場合、Ｓ１４０８に進む。このケースはケース（ｃ）に相当する。Ｓ１４０８で、濃度補正部２１０はｎ個の濃度値Ｄ（１）〜Ｄ（ｎ）のうちで単調増加から減少に転じる濃度値Ｄ（ｍ）とＤ（ｍ＋１）を判別する。Ｓ１４０９で、濃度補正部２１０は濃度値Ｄ（ｍ−１）と濃度値Ｄ（ｍ）を用いて線形補間を行い、目標濃度値に対応した現像電位Ｖｄｓｅｔを決定する。濃度値Ｄ（ｍ−１）は、濃度値Ｄ（ｍ）に対応した現像電位Ｖｄ（ｍ）よりも一段階下の現像電位Ｖｄ（ｍ−１）に対応した濃度値である。

このように、レーザーパワー設定値と暗部電位とを固定しつつ、現像電位を可変させて、目標濃度値を達成可能な現像電位を決定してもよい。

＜実施例４＞
実施例１ないし４ではイメージスキャナであるリーダ部２０を用いてパターン４００を読み取った。そのため、オペレータはプリンタ部１０から排出されたシートＳをリーダ部２０に載置する必要があった。そこで、実施例４では、プリンタ部１０に設けられた別のイメージセンサを用いてパターン４００を読み取る例について説明する。

図１５は、画像形成装置１００の概略断面図である。図１と比較して図１５で異なっている点は、リーダ部２０が削除され、分光センサＳｐが追加されている点である。また、分光センサＳｐからの画像信号を処理する画像処理部２６がプリンタ部１０に設けられている。なお、リーダ部２０が設けられたうえで、分光センサＳｐが追加されてもよい。

定着装置８０から排出されたシートＳは搬送ガイド９０によって形成された搬送路を通過して機外に誘導される。分光センサＳｐは、画像形成装置１００の内部に設けられた搬送路を搬送されるシートＳに形成されたパターンの反射濃度を検知し、反射濃度（輝度値）を示す画像信号として画像処理部２６に出力する。分光センサＳｐは、発光部と受光部を有し、発光部からシートＳに向かって照射した光のうちシートＳで反射した光を受光部で受光する。画像処理部２６の輝度濃度変換部２０１は、分光センサＳｐによって取得されたｎ個の輝度値をそれぞれ対応するｎ個の濃度値に変換する。このように、分光センサＳｐは、シート上に形成されたｎ個のパターンを読み取って対応するｎ個の輝度値を取得する読取手段として機能する。その余の点は実施例１ないし３と共通である。

このように実施例４では、分光センサＳｐによってシートＳを読み取るため、オペレータの作業負担を軽減できる。

Claims (8)

1. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により形成された測定用画像を測定する測定手段と、
   前記画像形成手段に、第１測定用画像、第２測定用画像、第３測定用画像、及び第４測定用画像を含む複数の測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記複数の測定用画像を測定させる制御手段と、
   前記画像形成手段により形成される前記画像の濃度を調整するための制御値を、前記複数の測定用画像の測定結果に基づいて決定する決定手段と、を有し、
   前記第１測定用画像に対応する第１制御値の絶対値は、前記第２測定用画像に対応する第２制御値の絶対値より大きく、
   前記第２制御値の絶対値は、前記第３測定用画像に対応する第３制御値の絶対値より大きく、
   前記第３制御値の絶対値は、前記第４測定用画像に対応する第４制御値の絶対値より大きく、
   前記決定手段は、前記第１測定用画像の濃度が目標濃度より高く、前記第２測定用画像の濃度が前記目標濃度より高く、前記第３測定用画像の濃度が前記目標濃度より低く、前記第４測定用画像の濃度が前記第３測定用画像の濃度より低く、且つ、前記第１測定用画像の濃度が前記第２測定用画像の濃度より低い場合には、前記第１測定用画像の測定結果と前記第２測定用画像の測定結果とを用いずに、前記第３測定用画像の測定結果と前記第４測定用画像の測定結果とに基づいて前記制御値を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記決定手段は、前記第１測定用画像の濃度が前記第２測定用画像の濃度より高い場合には、前記第１測定用画像の測定結果を用いずに、前記第２測定用画像の測定結果と前記第３測定用画像の測定結果とに基づいて前記制御値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。
3. 前記決定手段は、さらに、前記第２測定用画像の測定結果、前記第２制御値、前記第３測定用画像の測定結果、及び前記第３制御値を内挿演算することによって、前記制御値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。
4. 前記決定手段は、さらに、前記第３測定用画像の測定結果、前記第３制御値、前記第４測定用画像の測定結果、及び前記第４制御値を外挿演算することによって、前記制御値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。
5. 前記画像形成手段は、
   感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電手段と、
   静電潜像を形成するために、前記帯電された前記感光体をレーザ光によって露光する露光手段と、
   前記感光体上の前記静電潜像をトナーを用いて現像する現像手段と
   を有し、
   前記制御値は、前記露光手段の前記レーザ光の強度を制御するための制御値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段は、
   感光体と、
   電圧が印加され、前記感光体を帯電する帯電手段と、
   静電潜像を形成するために、前記帯電された前記感光体を露光する露光手段と、
   前記感光体上の前記静電潜像をトナーを用いて現像する現像手段と
   を有し、
   前記制御値は、前記帯電手段に印加される電圧を制御するための制御値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成手段は、
   感光体と、
   前記感光体を帯電する帯電手段と、
   静電潜像を形成するために、前記帯電された前記感光体を露光する露光手段と、
   電圧が印加され、前記感光体上の前記静電潜像をトナーを用いて現像する現像手段と
   を有し、
   前記制御値は、前記現像手段に印加される電圧を制御するための制御値であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記測定手段は、シートに形成された画像を読み取る読取装置であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。