(57)【要約】【課題】  中間転写体（ＩＴＢ）や感光体ドラムの下地の汚れや傷によっても高い濃度検知性能を保ち、安定した濃度制御を行うことのできる画像形成装置を提供することにある。【解決手段】  トナー画像を形成する画像形成手段と、該画像形成手段により形成されたトナー画像を搬送する画像搬送体となる中間転写体54と、該中間転写体54に形成されたトナー画像に向けて周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を照射する電磁波照射手段となる電磁波発生器551と、該電磁波発生器551による電磁波照射に伴い中間転写体54を透過した電磁波を検出する電磁波検出手段となる電磁波検出器552と、該電磁波検出器552の出力に応じて画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段となる画像形成制御部90とを有して構成したことを特徴とする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー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トナー画像を搬送する画像搬送体と、
前記画像搬送体に形成されたトナー画像に向けて周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記電磁波照射手段による電磁波照射に伴い前記画像搬送体を透過した電磁波を検出する電磁波検出手段と、
前記電磁波検出手段の出力に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー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トナー画像を搬送する画像搬送体と、
前記画像搬送体に形成されたトナー画像に向けて周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記電磁波照射手段による電磁波照射に伴い前記画像搬送体にて反射された電磁波を検出する電磁波検出手段と、
前記電磁波検出手段の出力に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記画像搬送体は感光体であり、
前記画像形成手段は、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電された前記感光体に画像情報に応じて露光する露光手段と、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、を有し、
前記画像形成条件は、前記帯電手段の帯電条件、前記露光手段の露光条件、前記現像手段の現像条件の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
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、前記帯電手段により帯電された前記感光体に画像情報に応じて露光する露光手段と、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像する現像手段と、を有し、
前記画像搬送体は前記感光体からトナー画像が１次転写されると共にこれをシートへ２次転写するための中間転写体であり、
前記画像形成条件は、前記帯電手段の帯電条件、前記露光手段の露光条件、前記現像手段の現像条件の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、もしくはこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置において、出力画像の濃度を安定化させるため、濃度センサにより出力画像の濃度を検出し、この濃度検出結果に応じて画像形成条件を調整することが行なわれている。具体的には、画像濃度の制御に関しては、感光体上若しくは中間転写ベルト等の中間転写体（以下、「ＩＴＢ」という）上に濃度パッチを形成する。これを濃度検知センサで読み取って、高電圧印加条件やレーザパワーといったプロセス形成条件にフィードバックすることによって各色の最大濃度、ハーフトーン階調特性を合わせる手段が用いられている。
【０００３】
従来、一般的には濃度検知センサは、濃度パッチを可視光源で照射し、反射光の強度を受光センサで検知する。その反射光強度の信号はＡ／Ｄ変換された後、その値に応じて、プロセス条件（帯電条件や現像条件）にフィードバックされる。
【０００４】
画像濃度制御は、各色の最大濃度を一定に保つこと（以下、「Ｄmax制御」と称す）と、ハーフトーンの階調特性を画像信号に対してリニアに保つこと（以下、「Ｄｈａｌｆ制御」と称す）を目的とする。Ｄmax制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと同時に、トナーの載りすぎによる色重ねした文字の飛び散りや、定着不良を防止する意味合いも大きい。
【０００５】
Ｄmax制御は、プロセス条件を変えて形成した複数の濃度パッチを、濃度検知センサで検知する。濃度検知センサは一般に光学センサにより構成される。すなわち、濃度パッチを可視光源で照射し、反射光強度を受光センサで検知することで、濃度を検知する。複数パッチの測定結果から所望の最大濃度を得られる条件を計算し、プロセス条件（ここでは特に現像バイアス）を変更する。
【０００６】
ここで、濃度パッチはハーフトーンで形成するのが、結果として好ましい場合が多い。その理由は、いわゆるベタ画像を検知した場合、トナー量の変化に対するセンサ出力の変化の幅が小さくなってしまい、十分な検知精度が得られないからである。
【０００７】
一方、Ｄｈａｌｆ制御は、電子写真特有の非線形的な入力特性（γ特性）によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行う。具体的には、入力画像信号が異なる複数の濃度パッチを光学センサで検知して、入力画像信号と濃度の関係を得る。その関係からホストコンピュータからの入力画像信号に対して所望の濃度が出るよう、画像形成装置に入力する画像信号を、画像形成装置のコントローラにより変換する。このＤｈａｌｆ制御はＤmax制御により画像形成条件を決定した後に行うのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５１０３２６０号公報
【特許文献２】特開平５−２４９７８７号公報
【特許文献３】特開平６−２５０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
濃度検知センサは、濃度パッチを光源で照射し、反射光強度を受光センサで検知するのが一般的であると前述したが、その方式は次の２つの方式に大別される。(1)反射光の乱反射光成分を検知する方式と、(2)反射光の正反射光成分を検知する方式である。
【００１０】
まず、(1)の乱反射光成分を検知する方式について詳述する。乱反射光成分とは、色として感じる反射の成分であり、その乱反射光量は、図１（ａ）に示すように、濃度パッチの色材の量、すなわちトナー量の増加に応じて増大する特徴がある。また、乱反射光は図１（ｂ）に示すように濃度パッチから全方向にまんべんなく拡散することもその特徴である。乱反射光成分を検知するタイプのセンサは、後述する正反射光成分の影響を除くために、図１（ｃ）に示すように照射角αと受光角βが異なるよう構成される。
【００１１】
ところで、前述したような複数の感光体を持つ画像形成方式を用いる場合、濃度センサの数の低減を図るため、感光体上での濃度パッチの検知を行わず、ＩＴＢ上で濃度パッチを検知し、１つの濃度センサで全色の濃度を検知することが考えられる。
【００１２】
ところがＩＴＢは紙搬送力や画像安定性を確保するために抵抗値の調整を行う必要があり、そのため、ポリイミドなどの樹脂中にカーボンブラックが分散され、ＩＴＢは黒色や濃い灰色となることが多い。従ってＩＴＢ上の黒トナーの濃度を検知する場合、濃度パッチからも下地からも光が反射されず、乱反射光を検知するタイプの濃度センサでは黒トナーの検知ができない。
【００１３】
この問題を解決するために、特許文献１（米国特許第5103260号明細書）に開示されているような、有彩色画像の上に黒トナーの濃度パッチを形成し、乱反射光成分の減少量を検知することで黒トナーの濃度を検知する手法も提案されている。しかしながら、人間の視覚特性に対して敏感なハイライト領域の検知能力、及び、最大の反射光強度の差による検知精度の観点から、後述する正反射光を検知するタイプの濃度センサを用いる方が望ましい。
【００１４】
次に、光の正反射光成分を検知する方式について詳述する。正反射光を検知するタイプのセンサでは、図２（ａ）に示すように下地面の法線に対して照射角αと対称となる方向に反射される光を検知する。この反射光量は、下地の材質固有の屈折率と表面状態により決まる反射率に依存し、光沢として感じる。この光は、下地上にトナーが存在しない場合に最大となる。下地の上に濃度パッチが形成された場合、図２（ｂ）に示すようにトナーのある部分では下地が隠され反射光が無くなる。したがって、濃度パッチのトナー量と反射光量の関係は図３（ａ）に示すように、トナー量の増加につれて反射光量は小さくなり、特に高濃度の領域では検出感度は飽和してしまっている。図３（ｂ）には正反射光を検知するタイプの濃度センサの構成を示す。
【００１５】
正反射光を検知するタイプの濃度センサは、トナーからの反射光ではなく、下地からの反射光を主として検知するため、トナーの色によらず濃度検知を行うことができ、乱反射光を検知するタイプの濃度センサよりも有利である。また、一般的に正反射光成分の反射光量は乱反射光成分の反射光量よりも大きく、濃度センサの受光感度の面でも正反射光を検知するタイプの濃度センサの方が有利である。このため、照射光を小さくしなくてはならない感光体上で濃度検知を行う場合にも正反射光を検知するタイプの濃度センサを用いるのが望ましい。
【００１６】
ところで、正反射光を検知するタイプの濃度センサでは、使用に伴う下地（ＩＴＢや感光体）の汚れや傷により、反射光量も低下してしまう。その場合、そのままではパッチ濃度の誤検知になってしまう。それに対しては、あらかじめ測定した下地の反射光量で濃度パッチの反射光量を規格化した後、濃度情報に変換するなどの補正を行うことが有効となる。しかしながら、このような補正は、反射光量−濃度特性に直接影響を与えてしまい、使用による経時変化に伴いトナー量の検出感度は低下してしまう。にもかかわらず、下地の反射光量の変化が少ない場合には有効な手段であり、低コストであることから、実際に用いられることが多い。
【００１７】
また、正反射光を検知するタイプの濃度センサで、有彩色のトナーを検知した場合には問題が生じる。有彩色トナーの濃度パッチに光を照射した場合、トナー量の増加に応じて乱反射光が増加し、その反射光は全方向にまんべんなく拡散されることは前述した。したがって、濃度センサで検知される光は、図４（ａ）に示すように正反射光成分と乱反射光成分の和になる。このときのトナー量と反射光量の関係は、図４（ｂ）に示す通り、正反射光の特性である細実線と乱反射の特性である破線の和になり、太実線のような負性特性（トナー量がある程度以上増加すると再び反射光量が増加し始める特性）を示す。このため、濃度検知に必要なリニアリティが得られず、高濃度側での濃度検知は不可能であった。
【００１８】
この問題を解決するために、特許文献２（特開平５−249787号公報）に開示されているような、乱反射光を検知する濃度センサもしくは受光素子と正反射光を検知する濃度センサもしくは受光素子を併設する。そして、有彩色トナーは乱反射光成分、黒トナーは正反射光成分で検知する方式が提案されている。または、特許文献３（特開平６−250480号公報）に開示されているような発光素子と受光素子の前に偏光板を設け、乱反射光成分と正反射光成分の偏光特性の違いを利用して正反射光成分のみを取り出す方式が提案されている。しかしながら、いずれの方式においても根本的に高濃度におけるセンサ出力の飽和を解決するには至っていない。
【００１９】
ここで正反射光を検知するタイプの濃度センサにおける課題をまとめておく。上記の説明より、使用に伴う下地の光沢変化に対策して、あらかじめ下地反射光量測定を行うことで補正を実施した場合には、補正により濃度−センサ出力特性が変化してしまい、パッチ濃度計測の精度が低下してしまうという課題がある。
【００２０】
一方、トナー量が多い領域においては、センサの感度が低下してしまい、正確なトナー量を測定し難い課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、トナー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トナー画像を搬送する画像搬送体と、前記画像搬送体に形成されたトナー画像に向けて周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記電磁波照射手段による電磁波照射に伴い前記画像搬送体を透過した電磁波を検出する電磁波検出手段と、前記電磁波検出手段の出力に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明は、トナー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トナー画像を搬送する画像搬送体と、前記画像搬送体に形成されたトナー画像に向けて周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記電磁波照射手段による電磁波照射に伴い前記画像搬送体にて反射された電磁波を検出する電磁波検出手段と、前記電磁波検出手段の出力に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、画像搬送体上に形成したトナー画像の検知精度を向上させるため、画像搬送体に形成されたトナー画像に向けて周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を照射する電磁波照射手段を備える。更に、該電磁波照射手段による電磁波照射に伴い前記画像搬送体を透過した電磁波或いは前記画像搬送体にて反射された電磁波を検出する電磁波検出手段とを備える。そして、前記電磁波検出手段の出力に応じて前記画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段とを有することで、トナー量を高精度に測定することができる。その結果、経時によっても画像濃度の変動が少なく、カラー画像においては色合いの相違を生じさせない高品質な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は乱反射光検知におけるトナー量との関係を示す図である。（ｂ）は乱反射の説明図である。（ｃ）は乱反射光を検知するタイプの濃度センサの構成を示す図である。
【図２】正反射の説明図である。
【図３】（ａ）は正反射検知におけるトナー量と光量の関係を示す図である。（ｂ）は正反射光を検知するタイプの濃度センサの構成を示す図である。
【図４】（ａ）は有彩色トナーを検知する場合の照射光と反射光の様子を示す図である。（ｂ）は図７（ａ）におけるトナー量と反射光量の関係を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。（ｂ）は（ａ）の画像形成装置におけるイエローのプロセスステーションを示す概略構成図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る制御部の一例を示すブロック図である。（ｂ）は画像濃度制御（Ｄmax制御）のフローチャートである。
【図７】（ａ）はＩＴＢ上に形成されるＤmax制御用濃度パッチの一例を示す図である。（ｂ）は濃度と現像バイアスとの対応関係を示す図である。
【図８】（ａ）は第１実施形態における濃度検知センサの構成図である。（ｂ）は第１実施形態における濃度検知センサ周辺のブロック図である。
【図９】第１実施形態におけるテラヘルツの発生と検出方法を説明する概略図である。
【図１０】（ａ）は第１実施形態において濃度パッチにテラヘルツ波を照射した時の波形である。（ｂ）は第１実施形態におけるパッチ濃度とテラヘルツ波の時間遅れΔτの関係を示す図である。
【図１１】（ａ）は第１実施形態におけるパッチ濃度とセンサ出力特性の関係を示す図である。（ｂ）は従来例と第１実施形態における画像形成装置の画像最大濃度の推移である。
【図１２】（ａ）は第２実施形態における濃度検知センサの構成図である。（ｂ）は第２実施形態におけるテラヘルツ波のスペクトル図である。
【図１３】（ａ）は第２実施形態におけるパッチ濃度と吸収量の関係を示す図である。（ｂ）は第２実施形態におけるパッチ濃度とセンサ出力特性の関係を示す図である。
【図１４】（ａ）は第３実施形態の制御部および画像処理部の一例を示すブロック図である。（ｂ）は画像形成装置において濃度階調が再現される様子を示す４限チャートである。
【図１５】（ａ）はイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーのそれぞれの透過スペクトルである。（ｂ）は光遅延素子の遅延量τを変えたときの検出される電磁波の範囲を示す図である。
【図１６】（ａ）は第３実施形態における濃度検知センサの構成概略図である。（ｂ）は第３実施形態における濃度検知センサのブロック図である。
【図１７】（ａ）はイエローにおける画像濃度とテラヘルツ波の吸収量の関係を示す図である。（ｂ）はマゼンタにおける画像濃度とテラヘルツ波の吸収量の関係を示す図である。（ｃ）は濃度と現像バイアスとの対応関係を示す図である。
【図１８】第３実施形態におけるキャリブレーション時に用いる２次色についてのマトリクス・パッチの概念を示す図である。
【図１９】（ａ）は第３実施形態にかかわるＲ（レッド）階調補正後のＭ（マゼンタ）信号からのＹ（イエロー）信号の変化についての傾向を示す図である。（ｂ）は第３実施形態にかかわるＲ（レッド）階調補正後のＭ（マゼンタ）とＹ（イエロー）のＬＵＴ（参照テーブル）の変換特性を示す図である。
【図２０】第３実施形態におけるレッド階調とシアンのマトリクス・パッチの関係を示す図である。
【図２１】（ａ）は図14（ａ）に示す画像形成パターン処理部の構成を示す図である。（ｂ）は（ａ）の動作状態、出力情報及び信号経路を示す図である。
【図２２】第３実施形態に係わる制御を示すフローチャートである。
【図２３】（ａ）は第３実施形態におけるレッドグラデーション評価、肌色部の滑らかさ評価の結果を示す図である。（ｂ）は第３実施形態におけるレッド階調の理想特性と従来時の２次色等量信号の特性との違いを概念的に示した図である。
【図２４】（ａ）は第３実施形態における濃度検知センサの構成概略図である。（ｂ）は第３実施形態の画像形成装置におけるプロセス装置の構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
図５（ａ）に本実施形態による画像形成装置を示し、電子写真方式の画像形成プロセスについて説明する。まず、プロセスステーション内の画像形成プロセスについて説明する。説明はイエローのプロセスステーションを用いて行うが、他の色のステーションも同様である。図５（ｂ）にプロセスステーションの構成を示す。トナー画像を搬送する画像搬送体となる感光体ドラム１Ｙは該感光体ドラム１Ｙを帯電する帯電手段となる帯電器２Ｙによって一様に帯電される。該帯電器２Ｙにより帯電された感光体ドラム１Ｙに画像情報に応じて露光する露光手段となる露光光学系３による走査光３Ｙで静電像を形成される。この静電像は現像手段となる現像装置４Ｙによってトナーを付着させることによって現像され、感光体ドラム１Ｙ上にはトナー像が形成される。後に述べる転写プロセスで転写されなかった転写残トナーはクリーニング装置７Ｙにより掻き落とされ、回収トナー容器内に収容される。感光体ドラム１Ｙ、帯電器２Ｙ、露光光学系３、現像装置４Ｙによりトナー画像を形成する画像形成手段が構成される。
【００２７】
次に転写プロセスについて説明する。一般的に用いられる反転現像方式において、感光体ドラム１Ｙが例えば負極性のＯＰＣ（オーガニックフォトコンダクタ：有機光電導性）感光体の場合、露光部を現像する際には負極性トナーが用いられる。従って、転写ローラ52Ｙには不図示のバイアス電源よりも正極性の転写バイアスが印加される。ここで、転写ローラ52Ｙとしては低抵抗ローラを用いるのが一般的である。
【００２８】
図６（ａ）に画像形成装置における、制御部の一例を示すブロック図を示す。画像処理部91は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）99から受信したジョブを処理するための制御部である。画像形成制御部90は、画像形成に関する動作を制御する制御部である。いずれも、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit；特定用途向け集積回路)などから構成される。
【００２９】
画像処理部91はＰＣ99から受信したページ記述言語のデータをＲＧＢ形式のビットマップ画像に展開する。そして、そのビットマップ画像に対して、カラーマッチング処理や色分解処理等を施し、最終的にはＣＭＹＫ形式のデータに変換する。
【００３０】
画像処理部91から出力される、画像データは画像形成制御部90を経て、露光制御回路92に入力される。露光制御回路92は、入力された画像信号に応じて図５（ａ）中の露光光学系３から出力される露光光量を制御する。このようにして、感光体ドラム１Ｙの表面に静電像を形成する。
【００３１】
画像形成制御部90は画像形成に関する動作を行う各ユニットを統括的に制御する。高圧電源回路93は、画像形成制御部90によって決定されたプロセス条件（帯電条件や現像条件）に基づき、帯電器２Ｙや現像装置４Ｙに数１００Ｖの高電圧を印加する。搬送制御回路94は、感光体ドラム１Ｙや転写ローラ52Ｙを画像形成制御部90により指定されたプロセススピードおよびタイミングで駆動する。
【００３２】
実際のプリントプロセスにおいては、感光体ドラム１Ｙからトナー画像が１次転写される。これと共にこれを転写材となるシートＰへ２次転写するための画像搬送体となる中間転写体（以下、「ＩＴＢ」と記す）54の移動速度と各プロセスステーションの転写位置間の距離を考慮する。そして、ＩＴＢ54上に形成される各色のトナー像の位置が一致するタイミングでプロセスステーションでの画像形成を行う。そして、転写プロセス、ＩＴＢ54の駆動、転写材となるシートＰの搬送を行い、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを通過する間にＩＴＢ54上にトナー像が形成される。完成したトナー像は、二次転写部53で、一括して転写材となるシートＰ上に転写される。シートＰ上のトナー像が完成された後、定着装置６に通され、シートＰ上にトナー像が定着される。なお、２次転写プロセスでシートＰに転写されなかった転写残トナーはＩＴＢクリーニング装置57により掻き落とされ、回収トナー容器内に収容される。
【００３３】
ここで、本実施形態で用いられる現像剤について説明する。本実施形態は、現像剤に磁性キャリアと非磁性キャリアを用いた２成分現像方式で説明しているが、本発明の効果は、必ずしも２成分現像方式に限定されるわけでなく、１成分現像方式など他の電子写真方式においても、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
本実施形態の磁性キャリアとしては、フェライト粒子をシリコーン樹脂でコートしたものを用いている。この磁性キャリアは２４０ｋＡ／ｍの印加磁場に対する飽和磁化が２４Ａｍ２／ｋｇ、３０００Ｖ／ｃｍの電界強度における比抵抗が１×１０７〜８Ω・ｃｍ、重量平均粒径５０μmである。そのほか、磁性キャリアとしては、バインダ樹脂と磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キャリアでも構わない。
【００３５】
非磁性トナーとしては、少なくともバインダ、着色剤、荷電制御剤から構成される。本実施形態ではバインダ樹脂としてスチレンアクリル系樹脂を使用するが、スチレン系、ポリエステル系、ポリエチレンなどの樹脂を使用することもできる。着色剤としては本実施形態ではフタロシアニンブルーを使用する。カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジが使用できる。また、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガルが使用できる。また、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどの種々の顔料や各種染料など、着色剤を１種単独で使用しても良い。また、複数種類を併せて使用しても良い。また、着色剤は特定のテラヘルツ波長の吸収帯を有する物質を選ぶのが良い。
【００３６】
荷電制御剤としては、必要に応じて補強のための帯電制御剤を含有しても良い。補強のための帯電制御剤としては公知のものが全て使用できる。例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミンが使用できる。また、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。これらの中から荷電制御剤の特定のテラヘルツ波長の吸収帯を有する物質を選んでも良い。
【００３７】
また、非磁性トナーはワックスや外添剤を含むものであっても良い。ワックスは定着時の定着部材からの離型性、定着性の向上のために含有される。ワックスとしては、パラフィンワックス、カルナバワックス、ポリオレフィンなどが使用でき、バインダ樹脂中に混錬分散させて使用する。あるいは、特定のテラヘルツ波長の吸収帯を有する物質をワックスに含有させても良い。
【００３８】
本実施形態においては、バインダ、着色剤、荷電制御剤、ワックスを混錬分散させた樹脂を、機械式粉砕機により粉砕したものを用いた。
【００３９】
外添剤粒子としては、アモルファスシリカに疎水性処理を施したものや、あるいは、酸化チタンや、チタン化合物等の無機酸化物微粒子が挙げられる。これらの微粒子をトナー母体に外添することで、トナーの紛体流動性や帯電量を制御するのが好適である。また、シリカやチタン化合物等の無機酸化物微粒子の中には特定のテラヘルツ波長の吸収帯を有するものもあり、これらをトナーに外添させても良い。外添剤粒子の粒径としては１ｎｍから１００ｎｍ程度のものが望ましい。本実施形態においては、平均粒径５０ｎｍの酸化チタンを重量比で０．５ｗｔ％、平均粒径２ｎｍと１００ｎｍのアモルファスシリカをそれぞれ０．５ｗｔ％、１．０ｗｔ％づつ外添させたものを用いた。
【００４０】
以上のような構成のトナーの粒径を、シスメックス社製、粉体粒度画像解析装置ＦＰＩＡ―3000で測定したところ、重量平均粒径は５．７μmであった。磁性キャリアと非磁性トナーを重量比９３：７（トナー濃度：７％）になるように混合したものを現像剤として用いた。
【００４１】
画像形成装置は、使用する温湿度条件やプロセスステーションの使用度合いにより、画像濃度が変動する。この変動を補正するために、画像濃度の制御が行われる。ここで、この画像濃度制御について説明する。画像濃度制御に関しては、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ上若しくはＩＴＢ54上に濃度パッチを形成する。これをテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55で読み取って、高電圧印加条件やレーザパワーといったプロセス形成条件にフィードバックすることによって各色の最大濃度、ハーフトーン階調特性を合わせる手段が用いられている。
【００４２】
テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55は、濃度パッチを可視光源で照射し、反射光の強度を受光センサで検知する。その反射光強度の信号はＡ／Ｄ変換された後、画像形成制御部90で処理され、プロセス条件（帯電条件や現像条件）にフィードバックされる。
【００４３】
画像濃度制御は、各色の最大濃度を一定に保つこと（以下、「Ｄmax制御」と称す）と、ハーフトーンの階調特性を画像信号に対してリニアに保つこと（以下、「Ｄｈａｌｆ制御」と称す）を目的とする。また、Ｄmax制御は、各色のカラーバランスを一定に保つことと同時に、トナーの載りすぎによる色重ねした文字の飛び散りや、定着不良を防止する意味合いも大きい。
【００４４】
Ｄmax制御は、プロセス条件を変えて形成した複数の濃度パッチを光学センサで検知し、その結果から所望の最大濃度を得られる条件を計算し、プロセス条件（ここでは特に現像バイアス）を変更する。
【００４５】
ここで、濃度パッチはハーフトーンで形成するのが、結果として好ましい場合が多い。その理由は、いわゆるベタ画像を検知した場合、トナー量の変化に対するセンサ出力の変化の幅が小さくなってしまい、十分な検知精度が得られないからである。
【００４６】
具体的にＤmax制御の内容を図６（ｂ）にフローチャートで示す。まず、クリーニングシーケンスが実行される。クリーニングシーケンスでは、ＩＴＢクリーニング装置57によりＩＴＢ54上の不要なトナーを除去することにより、測定対象であるＩＴＢ54上の測定に備える（ステップＳ101）。続いてテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55の初期化動作が行われる（ステップＳ102）。濃度検知センサ55の初期化動作とは、電磁波発生器551と電磁波検出器552の動作チェック、ならびに濃度パッチが無い状態での電磁波スペクトルのベースライン測定である。動作チェックは電磁波発生器551への指示を行い、電磁波検出器552がテラヘルツ波を検出するかどうかチェックを行う。ベースライン測定とは、ＩＴＢ54のみを透過したテラヘルツ電磁波のスペクトルを計測しておき、後の測定値と差分をとるためのデータを取得することである。ベースラインの測定結果はデータベース555に格納され、後の測定を行うごとに参照される。ここでは、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55自体の調整と、濃度パッチが無い状態での反射光量の測定を行う。
【００４７】
続いて、現像バイアスを変化させながらＤｍａｘ用の濃度パッチをＩＴＢ54表面に形成する（ステップＳ103）。図７（ａ）はＩＴＢ54上に形成されるＤmax制御用濃度パッチの一例を示す図である。ＩＴＢ54には各色ごとに８mm角の３つの濃度パッチがテスト画像として、１２mm間隔で形成される。よって、合計で１２個の濃度パッチが形成されることになる。なお、各色の３つのテスト画像は、それぞれ現像バイアスが異なっている。
【００４８】
なお、テスト画像と現像バイアスとの対応関係は次の通りである。Ｙｍ１，Ｍｍ１，Ｃｍ１，Ｋｍ１＝−２１０Ｖである。Ｙｍ２，Ｍｍ２，Ｃｍ２，Ｋｍ２＝−２６０Ｖである。Ｙｍ３，Ｍｍ３，Ｃｍ３，Ｋｍ３＝−３１０Ｖである。画像形成制御部90から、これらの現像バイアスを高圧電源回路93に設定している。
【００４９】
ステップＳ104において、画像形成制御部90は、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を用いて、濃度パッチからの反射光量を検出し、パッチの濃度を算出する。調整手段となる画像形成制御部90は、濃度検知センサ55を用いて濃度パッチの透過電磁波を検出し、濃度を算出するよう指示する。ステップＳ105において、画像形成制御部90は、取得された濃度データに基づいて、現像バイアスを算出する。そして、ステップＳ106において画像形成制御部90中不図示の記憶部に算出した現像バイアス適正値を記憶することで、新たな設定値として更新する。
【００５０】
図７（ｂ）は濃度と現像バイアスとの対応関係を示す図である。なお、ここでは、シアン色の濃度調整にのみ説明するが、マゼンタ、イエロー、ブラックに関しても、同様の方法で調整が行われる。横軸は、現像バイアスを表している。縦軸は、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55で検知した画像濃度である。図中プロットは、Ｃｍ１、Ｃｍ２、Ｃｍ３、各濃度パッチに対する濃度データを表している。また、本実施形態においては、一例として、Ｄmax制御の濃度目標値を０．６に設定されている。
【００５１】
ここで、画像形成制御部90は、各濃度パッチの濃度データと目標濃度値を比較し、目標濃度値を得るための現像バイアスを算出する。図７（ｂ）によれば、目標濃度値０．６は、Ｃｍ１とＣｍ２の間にある。そのため、画像形成制御部90は、Ｃｍ１とＣｍ２の間を線形補間し、線形補間により得られた直線の方程式から現像バイアスを求める。図７（ｂ）の例では、現像バイアスが−２４０Ｖとなる。
【００５２】
一方、Ｄｈａｌｆ制御は、電子写真特有の非線形的な入力特性（γ特性）によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行う。具体的には、入力画像信号が異なる複数の濃度パッチを光学センサで検知して、入力画像信号と濃度の関係を得る。その関係からホストコンピュータからの入力画像信号に対して所望の濃度が出るよう、画像形成装置に入力する画像信号を、画像形成装置のコントローラにより変換する。このＤｈａｌｆ制御はＤmax制御により画像形成条件を決定した後に行うのが一般的である。
【００５３】
次に、本実施形態の特徴である、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55の構成を説明する。テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55は、図８（ａ）に示すように、周波数が０．１ＴＨｚ以上３０ＴＨｚ以下の電磁波を画像搬送体となるＩＴＢ54に形成されたトナー画像に向けて照射する電磁波照射手段となる電磁波発生器551を有する。更に、該電磁波発生器551による電磁波照射に伴い画像搬送体となるＩＴＢ54を透過した電磁波、或いは該ＩＴＢ54にて反射された電磁波を検出する電磁波検出手段となる電磁波検出器552を有する。電磁波発生器551は、ＩＴＢ54とＩＴＢ54上の濃度パッチにテラヘルツ波を照射するよう設けられる。また、電磁波検出器552は、ＩＴＢ54とＩＴＢ54上の濃度パッチを透過したテラヘルツ波を検出できるよう設けられる。すなわち、電磁波発生器551と電磁波検出器552およびＩＴＢ54と濃度パッチの位置関係は図８（ａ）の通りとなる。
【００５４】
ここでテラヘルツ波とは、１ＴＨｚ付近の周波数領域の電磁波（波長３００μm、エネルギー４．１ｍｅＶ＝３３cm−１）をいう。ここでは、テラヘルツ波は少なくとも０．１ＴＨｚ〜３０ＴＨｚ（波長１０μm〜３０００μm）の周波数の領域の電磁波を含むものとする。但し、一般的なテラヘルツ波の周波数領域の境界は厳密なものではない。
【００５５】
ここで、テラヘルツ電磁波の下限を０．１ＴＨｚとしているのは、これ以下であると、トナーによるテラヘルツ電磁波の吸収が極小となってしまい、トナー量を正確に計測することができなくなってしまうからである。一方、テラヘルツ電磁波の上限を３０ＴＨｚとしているのは、トナーによるテラヘルツ電磁波の吸収が大きくなりすぎ、トナー量を正確に計測することができなくなってしまうからである。
【００５６】
テラヘルツ波の発生、検出を行う、電磁波発生器551、電磁波検出器552は、図８（ｂ）に示すように構成される。すなわち、画像形成制御部90の制御に基づき、出力制御部553から信号が電磁波発生器551に送信され、テラヘルツ波が照射される。トナー層を透過し、電磁波検出器552によって検出されたテラヘルツ波の波形は演算処理部554にて処理される。ここで、予め測定したトナー量とテラヘルツ波の波形の関係を記憶するデータベース555を参照し、トナー量を算出する。算出されたトナー量は画像形成制御部90に転送される。
【００５７】
具体的に、テラヘルツ波の発生、検出方法に関して図９を基に説明する。テラヘルツ波の電磁波発生器551は、フェムト秒パルスレーザ装置550と、光スイッチ素子を用いた光伝導素子5511と、ミラー5512、ミラー5513、電圧源5514とを備えて構成される。
【００５８】
テラヘルツ波の発生は、まず、出力制御部553からの信号に基づき、フェムト秒パルスレーザ装置550から１００フェムト秒から１ピコ秒程度のパルス幅を持つ光パルスが発生し、テラヘルツ波を発生する光伝導素子5511に照射される。光伝導素子5511には基板上に成膜した光伝導膜に、電極を兼ねたアンテナを備えた光伝導スイッチ素子が好適に用いられている。光伝導膜としては、放射線処理したシリコン膜がサファイア基板上に成膜されたものや、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板に低温で成長したＬＴ−ＧａＡｓ（低温成長ガリウム砒素）が用いられることが多い。
【００５９】
この光伝導素子5511に光パルスを照射することで、光電流が瞬間的に流れ、かつ光電流が時間変化するため、その周囲に数１００フェムト秒から数ピコ秒のパルス幅を持つ電磁波パルスが発生する。発生するテラヘルツ波の周波数はこのパルス幅で決まる。パルス幅が小さければ小さいほど、周波数帯域の広いテラヘルツ波であり、本実施形態では８００フェムト秒の電磁波パルスを入射することにより０．０１ＴＨｚから１．２５ＴＨｚまでの範囲のテラヘルツ波を発生、検出することができる。発生させたテラヘルツ電磁波はミラー5512で平行光化し、ミラー5513で集光させて、被測定物であるＩＴＢ54上の濃度パッチに照射される。
【００６０】
次に、テラヘルツ波の検出に関して述べる。被測定物となるＩＴＢ54を透過したテラヘルツ波は、電磁波検出器552のミラー5520，5521で集光され、同じ構造をもつテラヘルツ波を発生する光伝導素子5522で検出される。このときのアンテナの両端の電圧計5524の読みを出力として取り出すが、同時に光が照射されて光キャリアが発生しているタイミングでのみ、電磁波パルスの出力が得られる。従って、光遅延素子5523によりタイミングを変更しながら、テラヘルツ波を検出する。
【００６１】
なお、電磁波発生器551および電磁波検出器552の構成は、上述のものに限られず、テラヘルツ電磁波を発生させ、検出できるものであれば良い。また、上述したものはフェムト秒レーザー励起のテラヘルツ電磁波発生法のうち、光導電スイッチを用いてテラヘルツ電磁波を発生させるものである。他に、フェムト秒レーザー励起のテラヘルツ波発生法のうち、超電導体、半導体表面、半導体超格子などから発生させるものであっても良い。さらに、２つのレーザー周波数を用いた差周波によるテラヘルツ電磁波の発生法や非線形素子を用いたパラメトリック発振器による発生法であっても良い。
【００６２】
図10（ａ）は電磁波検出器552で検出したテラヘルツ波の波形を示す。ＩＴＢ54のみを測定したリファレンスの波形と、ＩＴＢ54上に濃度パッチが形成されたものを測定したサンプルの波形を示す。リファレンスの波形に対してサンプルの波形では、振幅が小さくなりかつ時間遅れΔτが発生していることがわかる。本実施形態では、特にこの時間遅れΔτが、トナー層の厚みと相関を有することに着目した。すなわち、時間遅れΔτと濃度（トナー量）が比例関係を持つ（図10（ｂ））。本実施形態ではこの時間遅れΔτと濃度（トナー量）との関係を検量線としてデータベース555に記憶している。電磁波検出器552で検出したテラヘルツ波は演算処理部554にて、時間遅れΔτを求め、データベース555の情報を参照することで濃度（トナー量）を求め、画像形成制御部90に結果を送信する。
【００６３】
以上のようなテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を持つ本実施形態の画像形成装置と、従来の正反射光検知タイプの濃度検知センサを持つ画像形成装置においてパッチ濃度とセンサ出力特性を比較し、効果を確認した。
【００６４】
図11（ａ）は(1)新品のＩＴＢ54および、画像を２０万枚以上出力した(2)耐久後のＩＴＢ54でトナーパッチの濃度を変えたときのＡ.テラヘルツ波検知タイプと、Ｂ.正反射光検知タイプの濃度検知センサの出力を示した図である。説明は、本実施形態であるＡ.テラヘルツ波検知タイプより先に、従来のＢ.正反射光検知タイプについて行う。
【００６５】
Ｂ.正反射光検知タイプでは、前述したように、下地（この場合はＩＴＢ54表面）から正反射した光を検知している。トナーの無い状態では、センサ出力が一番大きくなる。この状態から、濃度（トナー量）を徐々に増やしていくと出力は徐々に減少していく。最終的には濃度が高い（トナー量が多い）状態では、センサ出力は飽和状態となり、検出感度はほとんど無くなった。
【００６６】
このセンサの(1)新品と(2)耐久後の結果を比較すると、(2)耐久後ではトナーの無い状態の反射型センサ出力（Ｖ）は(1)新品のものと比較するとセンサ出力は低めであった。そこから、濃度（トナー量）を徐々に増やしていくと出力は減少し、濃度が高い（トナーが多い）ときには、(1)新品と(2)耐久後はほぼ同じくらいの値で飽和した。
【００６７】
これは、トナーの無い時は、下地の平坦な部分が多く露出しているが、(2)耐久後は(1)新品に対し、下地が汚れや傷のために、光の反射量が少なくなっていたために起きた現象である。またその結果、全体的にセンサ出力のＳ／Ｎ比（Signal / Noise Ratio：信号/雑音比）は低下した。
【００６８】
また、トナー量が多くなると下地が完全に覆われてしまう。その結果、センサ出力は飽和し、例えば、トナーの積層がトナー２層分であるのか３層分であるのかは、反射光タイプのセンサの出力からはほとんど違いが検出できない。そのため、濃度１．０以上の領域では、センサ出力は完全に飽和してしまっている。
【００６９】
次に、本実施形態であるＡ.テラヘルツ波検知タイプの説明をする。図10（ｂ）のグラフより、Ａ.テラヘルツ波検知タイプでは、濃度（トナー量）に対して、ほぼ線形にセンサ出力が増加していく結果が得られた。濃度が１．０以上であってもセンサ出力は飽和しなかった。また、(1)新品のＩＴＢ54上でも(2)耐久後のＩＴＢ54上でも、ほとんど同じ特性を得ることができ、良好な濃度検知を行うことができた。
【００７０】
これは、Ａ.テラヘルツ波検知タイプは、可視領域の電磁波ではないため、下地の可視光に対する反射率にほとんど左右されないためである。また、センサ出力が飽和しないのは、テラヘルツ波を透過させる方式のためである。トナー層の厚みに応じて時間遅れΔτが決まるためである。
【００７１】
次に、本実施形態によるＡ.テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を持つ画像形成装置と、従来のＢ.正反射光検知タイプの濃度検知センサを持つ画像形成装置において画像を出力し、比較を行った。具体的には、毎日10000枚のベタ画像を出力させ、その中でも特に、画像形成装置起動時の朝一の最大濃度を測定した。なお、最大濃度Ｄｍａｘの目標値は濃度１．６に設定した。
【００７２】
結果を図11（ｂ）に示す。従来の技術である正反射光検知タイプのセンサをもつ画像形成装置では、濃度は目標値の１．６に対して大きく変動した。毎日の気温や湿度の変動により、感光体１や、非磁性トナーの帯電量は変化する。温度や湿度が変動した場合は、Ｄmax制御が行われる。しかしながら、Ｂ.従来の正反射光検知タイプのセンサは、特に濃度１．０以上の高濃度域ではセンサ自体の精度が低いため、ばらつきが大きかった。
【００７３】
それに対して、本実施形態によるＡ.テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を持つ画像形成装置では、目標濃度１．６に対して、０．１程度以内のばらつきにおさまった。
【００７４】
以上説明の通り、Ａ.テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55においては、トナー量が多くても、センサ出力は飽和せず感度良くトナー量を測定することができた。また、耐久による下地の汚れや傷によらず安定した測定を行うことができた。
【００７５】
このように電磁波検出手段となるテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55の出力に応じて画像形成手段の画像形成条件を調整する調整手段として画像形成制御部90が露光制御回路92、高圧電源回路93、搬送制御回路94を適宜制御する。そして、帯電手段となる帯電器２Ｙの帯電条件、露光手段となる露光光学系３による露光条件、現像手段となる現像装置４Ｙの現像条件等の画像形成条件を適宜調整する。その結果、経時によっても画像濃度の変動が少なく、カラー画像においては色合いの相違を生じさせない高品質な画像形成装置を提供することができた。
【実施例２】
【００７６】
本実施形態の全体構成は、第１実施形態と同様である。同様の構成、作用の物には同一の番号を付し説明は省略する。本実施形態の特徴は図12（ａ）に示すように、画像搬送体となる感光体ドラム１上の濃度パッチに対して、電磁波発生器551からテラヘルツ波を照射し、感光体ドラム１の表面で反射したテラヘルツ波を、電磁波検出器552で検出する構成を持つことである。テラヘルツ波の発生、検出を行う、電磁波発生器551、電磁波検出器552、また、制御部の構成（図６（ａ））やＤmax制御のフローチャート（図６（ｂ））は、基本的に前記第１実施形態と同様の構成である。
【００７７】
本実施形態において、電磁波検出器552で得られたテラヘルツ波に対して、高速フーリエ変換(ＦＦＴ;Fast Fourier Transform)を演算して得られた振幅スペクトルを図12（ｂ）に示す。図12（ｂ）において、縦軸は電磁波検出器552で得られたテラヘルツ波の振幅であり、リファレンス（感光体ドラム１のみ）と、サンプル（濃度パッチ有り）の波形を示す。図中、周波数０．８５ＴＨｚ付近の周波数において、スペクトルの差が顕著であり、この付近にトナーによるテラヘルツ波の吸収帯があることがわかる。０．８５ＴＨｚにおける振幅のリファレンスからサンプルを差し引いた量を吸収量とすると、トナー量と相関が有ることが判明した。図13（ａ）にパッチ濃度と吸収量との関係を示す。
【００７８】
また、本実施形態においては、さらなる精度向上のために、被測定部のバラツキを低減する構成を持つ。すなわち、予め濃度パッチが作成される予定の場所を、パッチが作成される前にテラヘルツ波を照射し計測しておいた。取得したスペクトルと、同時に、感光体ドラム１に取り付けられたロータリーエンコーダにより計測した位置をデータベース555に格納しておく。パッチ作成時には、リファレンスを取得したときのロータリーエンコーダの位置をデータベース555より参照し、その位置にパッチを作成することで、ばらつきを少なくし、精度を高く保つことができる。
【００７９】
以上のような構成に対し、前記第１実施形態と同様に、(1)新品の感光ドラムおよび画像を２０万枚以上出力した(2)耐久後の感光体ドラム１で、トナーパッチの濃度を変えたときの各方式の濃度検知センサ出力を比較し、効果を確認した。図13（ｂ）には結果を示す。正反射光検知タイプの濃度検知センサにおいて、(1)新品と(2)耐久後の感光体ドラム１上での結果を比較すると、(2)耐久後ではトナーの無い状態の反射型センサ出力（Ｖ）は(1)新品のものと比較するとセンサ出力は低めであった。濃度（トナー量）を徐々に増やしていくと出力は減少し、濃度が高い（トナーが多い）ときには、(1)新品とほぼ同じくらいの値で飽和した。すなわち、(2)耐久後は(1)新品に対し、下地が汚れや傷のために、初期の光の反射量が少なくなっており、全体的にセンサ出力のＳ／Ｎ比が低下していた。また、トナー量が多い場合には、センサ出力は飽和してしまっている。
【００８０】
テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55では、濃度（トナー量）に対して、ほぼ線形にセンサ出力が増加しかつ、濃度が１．０以上であってもセンサ出力は飽和しなかった。また、(1)新品の感光体ドラム１上でも(2)耐久後の感光体ドラム１上でも、ほとんど同じ特性を得ることができ、良好な濃度検知を行うことができた。これは、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55は、下地の可視光に対する反射率にほとんど左右されないということによるものである。また、テラヘルツ波は感光体ドラム１で反射する方式ではあるが、トナー層は透過しており、トナー固有の波長に対する吸収が十分に起き、吸収量とトナー濃度はほぼ線形の特性になった。
【００８１】
また、本実施形態によるテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を持つ画像形成装置において、前記第１実施形態と同様に、画像を出力し、画像形成装置起動時の朝一の最大濃度の測定を行った。その測定結果を図11（ｂ）中に、テラヘルツ波検知タイプ(2)として示す。本実施形態によるテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を持つ画像形成装置においても、前記第１実施形態と同様に、目標濃度１．６に対して、０．１程度以内のばらつきにおさまった。すなわち、従来技術である正反射光タイプの濃度センサと比べて、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55を持つ画像形成装置では濃度の変動の少ない高品質な画像を得ることができた。
【実施例３】
【００８２】
前記各実施形態では、濃いパッチ（単色のパッチ）の濃度情報をテラヘルツ波を利用して検出する構成である。本実施形態では、２色重ねた濃いパッチ（例えば、イエローパッチにマゼンタパッチを重ねたパッチ）の濃度情報をテラヘルツ波を利用して検出する構成とした一例である。
【００８３】
図14（ａ）に本実施形態の画像形成装置における、制御部および画像処理部の一例を示すブロック図を示す。画像処理部91は、ＰＣ99から受信したジョブやリーダ95から読み込んだ画像を処理するための処理部である。ＰＣ99から受信したジョブやリーダ95から読み込んだ画像データは、最終的にCMYK形式のデータに変換し、調整手段となる画像形成制御部90に送信する。
【００８４】
一般に電子写真方式による画像形成装置全体の入出力特性（γ特性）は非線形的なものである。入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できないことを防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理をＬＵＴ（Look Up Table；参照テーブル）により行う。画像形成パターン処理部9104中にはＬＵＴを持ち、入力された画像信号によって表される原画像の濃度と出力画像の濃度が一致するように濃度特性が変換される。
【００８５】
図14（ｂ）は、電子写真方式の画像形成装置において、階調が再現される様子を示す４限チャートを示す。第Ｉ象限は原稿濃度を入力画像信号に変換するリーダ部の読み取り特性を示し、第II象限は入力画像信号を露光光学系3から出力されるレーザ出力信号に変換するためのＬＵＴの変換特性を示す。また、第III象限は露光手段となる露光光学系３から出力されるレーザ出力信号から出力画像濃度に変換するプリンタ部の記録特性を示し、第IV象限は原稿画像濃度から出力物の濃度の関係を示す当該画像形成装置のトータルの階調再現特性を示す。なお、階調数は８bitのデジタル信号で処理しているため、２５６階調である。
【００８６】
本装置では、第IV象限の階調特性をリニアにするために、第III象限のプリンタ特性がリニアでない分を第II象限のＬＵＴによって補正している。ＬＵＴは後に述べる制御手順に基づき生成される。
【００８７】
画像形成パターン処理部9104中のＬＵＴによって変換された入力画像信号は、調整手段となる画像形成制御部90を経て、露光制御回路92に入力される。露光制御回路92は、入力信号に応じて図５（ａ）中の露光光学系３から出力されるレーザ光量を制御する。このようにして、感光体ドラム１Ｙの表面に静電潜像を形成する。
【００８８】
本実施形態では、トナーを着色剤違いで、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色分を作成した。
【００８９】
図15（ａ）には、本実施形態で用いたトナーを厚さ約０．５mmのペレット状にし、（株）先端赤外社製  テラヘルツ分光分析装置  pulse IRS 2000を用いて透過法にて測定した透過スペクトルを示す。グラフは横軸がテラヘルツ電磁波の周波数、縦軸は透過して検出した電磁波の振幅（強度）である。この結果より本実施形態におけるトナーは、マゼンタ（Ｍ）が０．３５ＴＨｚ、シアン（Ｃ）が０．７ＴＨｚ、イエロー（Ｙ）が０．８５ＴＨｚ、ブラック（Ｂｋ）が１．２ＴＨｚにそれぞれ特徴的な吸収ピークを持つ。
【００９０】
また、作成したトナーの粒径は、シスメックス社製、粉体粒度画像解析装置ＦＰＩＡ―３０００で測定したところ、重量平均粒径は５．７μｍであった。また、磁性キャリアと非磁性トナーを重量比９３：７（トナー濃度：７％）になるように混合したものを現像剤として用いた。
【００９１】
図16（ａ），(ｂ）に本実施形態のテラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55の構成を示す。テラヘルツ波の発生、検出を行う電磁波照射手段となる電磁波発生器551、電磁波検出手段となる電磁波検出器552は、図16（ｂ）に示すように構成される。すなわち、画像形成制御部90の制御に基づき、出力制御部553から信号が電磁波発生器551に送信され、テラヘルツ波が照射される。トナー層を透過し、電磁波検出器552によって検出されたテラヘルツ波の波形は演算処理部554にてＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の演算が施される。ここで、予め測定したトナー量とテラヘルツ波の波形の関係を記憶するデータベース555を参照し、トナー量を算出する。算出されたトナー量は調整手段となる画像形成制御部90またはＬＵＴ生成部9105に転送される。
【００９２】
図15（ｂ）には光遅延素子5523の位置を変化させることにより、遅延量τを変えたときの検出される電磁波の範囲を示す。遅延量τを少しづつ増加させながら電磁波を検出することによりテラヘルツ波形を検出する。本実施形態においてはテラヘルツ時間領域分光法を用いている。すなわち、検出したテラヘルツ波の波形をフーリエ変換することにより、周波数ごとの振幅（分光スペクトル）を得ることができる。
【００９３】
電磁波検出手段となる電磁波検出器552で得られたテラヘルツ波に対して、演算処理部554にて高速フーリエ変換を演算して得られた振幅スペクトルの例を図15（ａ）に示す。図15（ａ）において、縦軸は電磁波検出器552で得られたテラヘルツ波の振幅であり、トナー（Ｙ，Ｍ，Ｃ、Ｂｋ）の波形を示す。マゼンタ（Ｍ）は周波数０．３５ＴＨｚ、シアン（Ｃ）は０．７ＴＨｚ、イエロー（Ｙ）は０．８５ＴＨｚ、ブラック（Ｂｋ）は１．２ＴＨｚにそれぞれ特徴的な吸収ピークを持つ。
【００９４】
図17（ａ），（ｂ）には各色のパッチ濃度とテラヘルツ波の吸収量との関係を示す。ここで、吸収量とは、トナー色ごとに特有の周波数における振幅の減衰量である。具体的には、ＩＴＢ54上にある色のトナー層が存在する時の特定の周波数のテラヘルツ電磁波の振幅からトナー層が存在しない時の振幅を差し引いた値である。図17（ａ），（ｂ）は周波数０．８５ＴＨｚと０．３５ＴＨｚにおける吸収量と濃度でプロットした相関を有する。すなわち、特定の周波数における信号を観測することで、各色トナー量を求めることができる。
【００９５】
次に本実施形態で採用する画像濃度制御の方法について述べる。まず、画像の最大濃度を決定するＤmax制御について説明する。Ｄmax制御ではＩＴＢ54上に形成した各色ごとのパッチのトナー量を濃度検知センサ55で計測することで、各色ごとの最大濃度を決定する。
【００９６】
図17（ｃ）は測定したパッチ濃度と現像バイアスとの対応関係を示す図である。なお、ここでは、シアン色の濃度調整にのみ説明するが、マゼンタ、イエロー、ブラックに関しても、同様の方法で調整が行われる。横軸は、現像バイアスを表している。縦軸はパッチ濃度である。図中プロットは、Cm1、Cm2、Cm3の各濃度パッチに対応する。また、本実施形態においては、一例として、Ｄmax制御の濃度目標値を１．５に設定されている。図17（ｃ）によれば、目標濃度値１．５は、Cm2とCm3の間にある。そのため、調整手段となる画像形成制御部90は、Cm2とCm3の間を線形補間し、線形補間により得られた直線の方程式から現像バイアスを求める。図17（ｃ）の例では、現像バイアスが−２９０Ｖとなる。
【００９７】
次に本実施形態で採用する階調補正の方法について述べる。図14（ａ）に示す画像形成パターン処理部9104中のＬＵＴをオフ態で画像形成信号を出力する。すなわち入力信号に対して階調補正を行っていない素のエンジン状態でイエロー、マゼンタの２次色マトリクス階調パッチ６４階調×６４階調の画像形成信号を出力する。この２次色マトリクス・パッチは６４×６４の全てのマトリクス（２次色画像）を網羅しているわけではなく、図18に示すような間引いたマトリクス・パッチである。すなわち、６４×６４＝４０９６パッチ必要なところを２０４７パッチにしているのである。２０４７パッチはＡ３サイズに７ｍｍ四方に収まるように、４１×５０パッチのパターンが２つに分割され、４１×２５パッチが２つ整列している。
【００９８】
図18（ａ）は、左上のコーナー部を原点とし、例えば、横軸にイエロー、縦軸にマゼンタの６４段階の階調としたときの、上述したマトリクス・パッチの間引き型を示している。この図において２つの弧にはさまれた領域のパッチのみを出力している。図18（ｂ）は、図18（ａ）で点線の四角で囲った部分の詳細を示した図であり、太い四角枠のパッチは出力されるパッチ（２０４７パッチに含まれる）である。ただし、図18（ｂ）は、一部を省略して示している。
【００９９】
このような、マトリクスのパッチにした背景として、今回のマトリクス出力は、２次色であるレッドの色相を一定に保つための出力である。例えばＹ（イエロー）１００％、Ｍ（マゼンタ）１０％の信号の組み合わせが、いわゆるレッドといわれる色相の階調になる可能性はきわめて低いので、省略しても影響がないからである。もちろん精度やエンジン特性などを考慮し、より多くのパッチを出力しても構わない。
【０１００】
ＩＴＢ54上に出力された２次色マトリクス・パッチを、濃度検知センサ55にて読み取り、それぞれのパッチのトナー量をＬＵＴ生成部9105へ転送する。ＬＵＴ生成部9105ではそれぞれのトナー量から色度を算出する。ＬＵＴ生成部9105は、パッチのトナー量から予測されるＬ＊ａ＊ｂ＊への変換テーブルを備えている。
【０１０１】
ＬＵＴ生成部9105ではＬ＊ａ＊ｂ＊を算出した２次色マトリクス・パッチの測定データより、レッドの階調特性を決定するため、各パッチの色相角と彩度を算出する。色相角と彩度の算出方法を以下に示す。
【０１０２】
色相角ｈは、色度座標ａ＊、ｂ＊のなす角θで表すことができる。（ａ＊、ｂ＊）＝（＋Ｘ、０）のとき０°、（ａ＊、ｂ＊）＝（−Ｘ、０）の時１８０°、（ａ＊、ｂ＊）＝（０、＋Ｘ）のとき９０°、（ａ＊、ｂ＊）＝（０、−Ｘ）のとき２７０°で、以下の数１式で表すことが出来る。
【０１０３】
[数１]
（ａ＊、ｂ＊）＝（＋Ｘ、０）→ｈ（色相角）＝０、
０＜ａ＊、０＜ｂ＊  →ｈ（色相角）＝ａｒｃｔａｎ（ｂ＊／ａ＊）、
（ａ＊、ｂ＊）＝（０、＋Ｘ）→ｈ（色相角）＝９０、
ａ＊＜０、０＜ｂ＊  →ｈ（色相角）＝１８０＋ａｒｃｔａｎ（ｂ＊／ａ＊）、
（ａ＊、ｂ＊）＝（−Ｘ、０）→ｈ（色相角）＝１８０、
ａ＊＜０、ｂ＊＜０  →ｈ（色相角）＝１８０＋ａｒｃｔａｎ（ｂ＊／ａ＊）、
（ａ＊、ｂ＊）＝（０、−Ｘ）→ｈ（色相角）＝２７０、
０＜ａ＊、ｂ＊＜０  →ｈ（色相角）＝３６０＋ａｒｃｔａｎ（ｂ＊／ａ＊）、
（ａ＊、ｂ＊）＝（０、０）→ｈ（色相角）＝０
【０１０４】
彩度は中心（ａ＊、ｂ＊）＝（０、０）からの二点間距離が彩度となる。すなわち、以下の数２式となる。
【０１０５】
[数２]
彩度（C）＝（ａ＊＾２＋ｂ＊＾２）＾０．５
【０１０６】
このようにして求められた各パッチの色相角情報と彩度情報、ならびに各パッチの入力画像信号との対応関係を参照し、２次色階調特性を決定することになる。この決定にあたり、まずこのマトリクスの中での最大彩度となるＹ（イエロー）１００％、Ｍ（マゼンタ）１００％のレベルのパッチ画像の測定結果を取り出し、そのパッチを検出する。この色相角±２°以内のパッチの組み合わせ（Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ））がレッド（ＹＭ等量信号）のグラデーションを再現することになる。
【０１０７】
図19（ａ）は、上記のようにして検出した各パッチを形成した画像信号におけるマゼンタとイエローとのレベル比を示した図である。図19（ａ）は、横軸に画像信号レベル、縦軸にマゼンタ信号レベルを基準とした時のイエローのレベルを示し、イエローのレベルがマゼンタのレベルから変化する様子を示している。当然、マゼンタは変化量「０」であり、イエローの画像信号は、マゼンタの画像信号に比べ、全ての領域で「０」以上であることが特徴である。ただし、この結果はトナーの種類、定着装置６、画像処理パターン等によって大きく変わるものである。
【０１０８】
上記において、レッドの色相を再現するためのイエローとマゼンタの組み合わせ（それぞれのレベルの組み合わせ）が決定した。つぎにこれらの組み合わせをどのような階調特性で出力するかを決定する。
【０１０９】
本実施形態では、彩度リニアを採用した。彩度リニアとは入力画像信号に対して彩度の変化がリニアに変化するような階調特性のことを指す。検出した（±２°以内）パッチ群で、入力信号（ＹＭ等量信号、すなわちＹＭ同一レベル信号）に対し、この入力信号に基づいて形成される画像の記録シートＰへの出力彩度がリニアになるように変換する関数の導出を行う。その結果得られた関数、すなわち関数の変数としての入力画像信号と、関数値、すなわち、形成されるべき出力画像を生じさせる出力画像信号の関係をグラフで表すと図19（ｂ）のような関係になる。
【０１１０】
図19（ｂ）は、横軸に入力画像信号レベル、縦軸に形成されるべき出力画像を生じさせる画像信号レベル、とした変換特性、すなわち信号レベル変換をするＬＵＴの変換特性を示す。例えばレッド（ＹＭ等量）が入力された時、出力されるＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ）の量を示したグラフである。該当パッチがない信号域については線形補間演算を行って算出している。この変換テーブルは、レッドの彩度リニアになるように設計されている。このため、Ｒ（レッド）５０％（Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）のレベルが５０％）の信号を入力した時には、下地（紙）彩度からレッドの最大彩度のちょうど中間に位置する彩度の画像である。
【０１１１】
一方、シアンの階調補正であるが、決定されたレッドの階調、すなわちＹ（イエロー）とＭ（マゼンタ）の等量で形成される複数パッチに対して、それぞれ異なる階調のシアンのパッチを重畳させる。その結果、形成されたパッチ画像、すなわち３色の色材からなる２次色のパッチ画像の測定値が示す彩度がグレイとなる。すなわち、３色分のトナーが等量となるようなシアンのレベルを検出して、Ｙ（イエロー）およびＭ（マゼンタ）のレベルに等しいレベルをその検出レベルに変換するように補正を行う。以下に、詳細に説明する。
【０１１２】
レッド階調特性を決定したときとほぼ同様な方法で、マトリクス・パッチを出力する。今回は、レッドの階調は、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）の等量からなる信号を前に求めた階調補正係数で階調補正した（Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）のＬＵＴオン）信号で形成する。さらにこのレッドの階調の複数パッチに、階調補正前のシアンの６４階調を形成する複数パッチが重畳するフォーマットでマトリクス・パッチを出力する。
【０１１３】
この場合のマトリクス・パッチとして、レッドのパッチ作成時と同様に、間引きパッチを採用するが、レッドの階調特性は階調補正を行ったものであり、それぞれのパッチ画像がどの程度の色度になるかというものも予測が容易である。また、レッドの階調に対してどの程度のシアンを混ぜれば無彩色になるかの検証である。レッドを変化させる必要は無いことから、レッド（イエローとマゼンタ）の階調特性を決定したときよりも少ない、１５８６パッチとした。このときのパッチ概念図を図20に示す。図20（ａ）は、基本のレッド階調が横方向に変化し、縦方向には同じレッド階調が並ぶように配置した。そして各レッド階調パッチに対して、そのレッドパッチのレベルに対して±３０の範囲を２レベルずつシアンのレベルを変化させたパッチのマトリクスを示し、出力するパッチの範囲を斜線部で示した図である。この図の四角の点線部の詳細を図20（ｂ）に示している。
【０１１４】
図20（ｂ）の数字は、パッチを生成するシアンの信号レベル（0〜255）を示している。ただし、横方向に一部省略している。また、図20（ｂ）の左端の「０」が示す横列の数字は、レッドの、言い換えれば、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）の信号レベルを示している。一例を挙げれば、左端から７つ目の縦列の数字列（10、12、14、16、18、20、22、24）はレッドの２４の信号レベルに対して、シアンの信号レベルを１０〜２４、そして不図示である。そして、２４〜３８の間の計１５個のレベルとしたパッチの信号を生成することを示している。従って、図20に示す図において、各パッチの信号レベルは、横方向にレッドのレベルが変化し、例えば、右下がりの方向にシアンのレベルが変化していることになる。
【０１１５】
ＩＴＢ54上に出力されたこれらのマトリクス・パッチを構成する画像を濃度検知センサ55で読み込み、色度情報（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）に変換し、彩度と色相に変換する。このとき、３色グレイ（無彩色）となるように、彩度５以内になるようなパッチ群を検出する。このとき、すなわちあるレッド信号（ＹＭ等量信号）に対してシアンの階調値が決定されることになる。よって、レッドの入力信号がシアンの入力信号と等価であり、そのときの無彩色になるシアンの値が信号出力値となる。これらの関係から、シアンのＬＵＴを容易に決定することができる。
【０１１６】
一方、Ｂｋ（ブラック）の階調補正手段であるが、Ｂｋ（ブラック）は明度リニアとしている。すなわち、単色６４階調（マトリクスではない）を出力し、濃度検知センサ55にて色度情報を算出する。その色度情報のＬ＊（明度）のみを抜き出し、明度がリニアに変化するようにＬＵＴを作成する。上記のようにＢｋ（ブラック）は単色で閉じた階調補正を行うため、補正順序としては最初でも後でもかまわない。
【０１１７】
さらに、画像処理部91の詳細な構成と動作を説明する。図14（ａ）において、リーダ95は、原稿画像を読み取り、画像データをＲＧＢ信号として画像処理部91へ入力する。画像処理部91に入力されたＲＧＢ信号は、Ａ／Ｄ変換器9100によりディジタルＲＧＢ信号に変換される。
【０１１８】
シェーディング補正部9101は、照明光量やレンズ光学系で発生する光量むらおよびリーダ95の画素の感度むらを補正する。入力ダイレクト・マッピング部9102は、入力されたＲＧＢ信号をデバイスに依存しない色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊信号に変換する。出力ダイレクト・マッピング部9103は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号を規定のＣＭＹＫ信号に変換する。
【０１１９】
画像形成パターン処理部9104は、ライン成長型ディザ法およびドット集中型ディザ法による多値化機能を有し、ＣＰＵ（中央演算装置）9106の制御により画像形成パターンの選択がなされる。画像形成パターン処理部9104から出力されるＣＭＹＫの各信号は画像形成制御部90へ送られる。なお、画像形成パターン処理部9104において画像形成制御部90のガンマ特性を補正するためのＬＵＴを用いた処理も行われる。ＬＵＴ処理は、基本的にマトリクス演算等のパターン処理の前に行うのが普通である。また、画像形成パターン処理部9104に含まれるＬＵＴは、ＣＰＵ9106からの指示により書き換えが可能な構成になっている。
【０１２０】
濃度検知センサ55で検知した画像信号はＬＵＴ生成部9105へ送られる。ＬＵＴ生成部9105の働きは、上述した各マトリクス・パッチの信号生成を制御する。また入力されるトナー量、すなわち上述したマトリクス・パッチを読み取った情報を使用して、後述するフローにより各色の階調補正テーブル（ＬＵＴ）を作成し、画像形成パターン処理部9104へアップロードすることができる。
【０１２１】
すなわちＬＵＴ生成部9105は、入力されたトナー量から、Ｌ＊ａ＊ｂ＊情報を色相、彩度情報に変換し、予め分かっている上述した各マトリクス・パッチに関する信号情報とともに使用して、各色のＬＵＴを作成する機能を備えている。
【０１２２】
また、図14（ａ）に示す画像形成パターン処理部9104の構成を図21（ａ）に示す。図21（ａ）において、符号9116は、上述した各マトリクス・パッチの画像信号を出力するパルス・ジェネレータ（ＰＧ）であり、符号9117は、上述したＬＵＴである。符号9114と9115は、信号経路を切り換えるためのＳＷ回路で、制御入力を受けて出力をＯＮ／ＯＦＦすることが可能である。ここで、ＳＷ２9115とＬＵＴ9117は、ＣＭＹＫについて個別に出力をＯＮ／ＯＦＦ可能である。また、パルス・ジェネレータ（ＰＧ）9116は、例えば、レッドの階調を出力するときはＣ（シアン）とＫ（ブラック）の出力はゼロである。また単色ＢＫ（ブラック）の階調を出力するときはその他のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の出力はゼロである。図示するように、ＳＷ１9114、ＳＷ２9115、ＰＧ9116、ＬＵＴ9117は、ＬＵＴ生成部9105からの制御を受けてその出力をＯＮ／ＯＦＦし、それぞれの動作状態において、図21（ｂ）に示した信号経路を構成する。図21において、ＬＵＴ9117にその設定値をアップロードする信号経路については簡単化のために省略している。
【０１２３】
図14（ａ）において、ＣＰＵ9106は、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）9110に保持された制御プログラムに基づき、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）9111をワーク・メモリに使用して、画像処理部91の各構成を統括的に制御する。例えば、画像形成パターン処理部9104などへパラメータを設定する制御も行う。ＣＰＵ9106は、操作・表示部9109や、外部装置と通信を行うためのネットワーク（Network）Ｉ／Ｆ9108を制御し、画像情報やデバイス情報について外部との間で入出力を行う。すなわち、ＣＰＵ9106は、システム全体を制するプロセッサである。
【０１２４】
ＨＤＤ9112はハード・ディスク・ドライブで、システム・ソフトウェア、一般画像データならびに出力済み画像データを保管する（ユーザ設定可能）。また、操作・表示部9109から本システム使用者が入力した情報を、ＣＰＵ9106に伝える役割をする。ラスタ・イメージ・プロセッサ（ＲＩＰ）9107はＰＤＬコードをビットマップ・イメージに展開し、Ｌ＊ａ＊ｂ＊またはＣＭＹＫ信号を出力ダイレクト・マッピング部の入力ラインあるいはその出力ラインに信号を送る。
【０１２５】
本実施形態に係わる制御のフローチャートを図22に示す。ステップＳ201において自動階調補正を指示された画像形成装置は、Ｄmax制御によりコントラスト電位を決定し、最大濃度を決定（保証）する。すなわち、各色の最大濃度を指示するデータなどを使用して所定の条件でパッチを形成する。そして、パッチ形成時のコントラスト電位と形成したパッチの濃度の測定結果を求める。その結果から各色の最大濃度を指示するデータで形成した出力パッチが所定の濃度の測定結果を求める。その結果から各色の最大濃度を指示するデータで形成した出力パッチが所定の濃度を示すようなコントラスト電位を算出する。そして算出したコントラスト電位に設定する（ステップＳ202）。以後の画像形成はこの設定されたコントラスト電位を使用して実行される。
【０１２６】
その後、ＬＵＴオフの状態でＭＹ各均等６４階調マトリクスの間引いたパッチ、１６００パッチを潜像、現像、転写を行い、画像をＩＴＢ54上に形成する（ステップＳ203）。ＩＴＢ54上に出力された６４階調マトリクス・パッチは、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55により読み込まれ、マゼンタ、イエローの各トナー量が計測される（ステップＳ204）。
【０１２７】
ＬＵＴ生成部9105では、６４階調マトリクス・パッチはマゼンタ、イエローの各トナー量から色度情報（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）へと変換され、さらに彩度、色相情報に変換する。変換された情報をもとに、最大彩度となるレッドパッチの色相に着目し、その色相情報を得る（ステップＳ205）。次に、その最大彩度となるレッドパッチの色相の±２°以内となるイエローとマゼンタの組み合わせパッチを抽出する（ステップＳ206）。
【０１２８】
ここで、組み合わせパッチの抽出とは、例えば、最大彩度となるレッドパッチの色相の±２以内の色相値を有するパッチを考慮する。そして、そのパッチは、例えば図７（ａ）に示すイエローとマゼンタの各階調から構成されるマトリクスのどの位置のパッチに相当するかである。そして、抽出された組み合わせのレッドパッチのそれぞれのパッチの階調レベルから、入力画像信号に対して彩度がリニアになるようにイエローとマゼンタのそれぞれの階調特性を決定する。そして、イエローとマゼンタのＬＵＴを作成する（ステップＳ207）。作成したＬＵＴを、画像形成パターン処理部9104へアップロードし（ステップＳ208）、次回以降の出力に備える。
【０１２９】
作成されたイエローとマゼンタのＬＵＴを介したレッド６４階調と、まだ算出していないシアンのＬＵＴオフ６４階調とのマトリクス・パッチを出力する。ならびにＢｋ（ブラック）のＬＵＴオフの６４パッチを出力する（ステップＳ209）。
【０１３０】
再び、ＩＴＢ54上に出力されたマトリクス・パッチは、テラヘルツ波検知タイプの濃度検知センサ55により読み込まれ、各トナー量が計測される（ステップＳ210）。ＬＵＴ生成部9105では、Ｃ（シアン）とレッドの６４階調マトリクス・パッチは、各トナー量から色度情報（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）へと変換され、さらに彩度、色相情報に変換する。Ｃ（シアン）とレッドの６４階調マトリクス・パッチの変換された情報をもとに、ＣＭＹトナーが等量となるパッチを抽出する（ステップＳ211）。３色等量信号（ＣＭＹ等量入力信号）パッチからシアンの階調特性（ＬＵＴ）を決定する（ステップＳ212）ことになる。
【０１３１】
一方、Ｂｋ（ブラック）に関しては、入力画像信号に対して明度がリニアになるようにＬＵＴを作成する（ステップＳ213）。すなわち多色との関係は無く、ＬＵＴ作成順序も最後である必要もない。
【０１３２】
このようにして求められた、シアンとＢｋ（ブラック）のＬＵＴを、画像形成パターン処理部9104へアップロードし、次回以降の出力に備える（ステップＳ214）。以上のように決定された各色のＬＵＴを介して次のＪＯＢからの画像を形成させる。
【０１３３】
このような方法によって算出した階調性を、画像形成装置に持たせることにより、画像信号を出力した際の色相変動による色の変化が抑えられる。ＤＴＰ（DeskTop Publishing；デスクトップ・パブリッシング）で頻繁に用いられるレッドのグラデーションや肌色の滑らかさを再現しやすい画像形成装置を提供することができる。
【０１３４】
本実施形態では、レッドの階調特性を重視してＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の２次色における階調特性を決定し、その後、３色Ｂｋ（異なる色の等量のパッチ画像）が無彩色になるようにＣ（シアン）の階調特性を決定するという方法をとった。
【０１３５】
これらを検証した主観評価結果を以下にまとめる。図23（ａ）は、本実施形態で説明したレッドの色度階調特性を重視した階調特性で画像を出力したものと、従来の単色の色度階調特性のみの階調補正を実施したものの比較である。これらの色度階調特性を図23（ｂ）に示す。単色のみの色度階調補正時には２次色の色相変動が起きている。
【０１３６】
レッドグラデーション評価、肌色部の滑らかさ評価は、被験者２０人の主観評価結果の平均を示しており、オフセット印刷の１７５線出力物を１０としたときの結果である。レッドグラデーションは、入力信号がＹＭの等量信号を０％〜１００％まで連続的に変化させたチャートで評価を行った。
【０１３７】
一方、肌色部のグラデーションは、それぞれの階調補正制御を行い、印刷ターゲット（ここではJapan Color）を想定した出力を行ったものである。肌色部の評価は人物画像で、全体の中である程度の面積を持った画像で評価した。
【０１３８】
色部カラー・マッチング精度は、肌色部に含まれる肌色パッチ１０種類をピックアップして評価した。方法としては印刷ターゲットの色度値と、実際にカラー・マネージメント・システム（上記で作成した各ＩＣＣプロファイル）を介して出力された出力物との平均色差を表したものである。
【０１３９】
これらの結果が示すように、レッドの階調を重視した階調特性が優れていることがわかる。なお、未定着の３次色以上のトナーパッチのトナー量を同時に測定し、階調補正を行うことでも良い。また、ＩＴＢ54上での検知に限らない。一つの感光体ドラム１上に複数色のトナーを重ねる画像形成装置において、図24（ａ）に示すように、感光体ドラム１上の複数色トナーの濃度パッチに対して検知することが出来る。即ち、電磁波発生器551からテラヘルツ波を照射し、感光体ドラム１表面で反射したテラヘルツ波を電磁波検出器552で検出する構成であっても良い。画像形成装置におけるプロセス装置は図24（ｂ）に示す構成とすることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明の活用例として、複写機、プリンタ、ファクシミリ、もしくはこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１４１】
54    …中間転写体（ＩＴＢ;画像搬送体)
90    …画像形成制御部（調整手段）
551   …電磁波発生器(電磁波照射手段)
552   …電磁波検出器(電磁波検出手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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