(57)【要約】【課題】入力階調段数に対して有効な出力階調段数を可能な限り多く再現し，入力画像の階調をより良好に出力画像にて再現することを図った画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の画像形成装置では，露光強度指定部が，画像データの階調に応じて露光部の露光強度を指定するようになっている。露光強度指定部は，シャドウ側領域の階調値に対しては，露光部で可能な最高露光強度より低い第１水準の露光強度（ＬＤ８０）を指定する。また，ハイライト側領域の階調値に対しては，第１水準より高い第２水準の露光強度（ＬＤ１００）を指定する。さらに，シャドウ側とハイライト側との間の中間領域の階調値に対しては，第１水準と第２水準との間で補間した露光強度を指定する。そして露光部は，画像データの階調と，画像データの階調に応じて露光強度指定部により指定された露光強度とにより露光を行う。【選択図】図８
2014044327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体と，前記トナー像担持体の表面を帯電させる帯電器と，帯電後の前記トナー像担持体の表面を画像データに基づき露光する露光部と，露光後の前記トナー像担持体の表面にトナーを付与してトナー像を形成する現像器とを有し，前記トナー像担持体上に形成されたトナー像を最終媒体上に転写することにより画像を形成する画像形成装置において，
入力階調に対する画像濃度の特性をキャンセルするように画像データの階調を補正するガンマ補正部と，
画像データの階調に応じて前記露光部の露光強度を指定する露光強度指定部とを有し，  前記露光強度指定部は，
最高階調値より低く最低階調値より高いシャドウ側境界階調値以上のシャドウ側領域の階調値に対しては，必要なベタ濃度の出力画像が最高階調値により得られる範囲内であって前記露光部で可能な最高露光強度より低い第１水準の露光強度を指定し，
前記シャドウ側境界階調値より低く最低階調値より高いハイライト側境界階調値以下のハイライト側領域の階調値に対しては，前記第１水準より高い第２水準の露光強度を指定し，
前記シャドウ側境界階調値と前記ハイライト側境界階調値との間の中間領域の階調値に対しては，前記第１水準と前記第２水準との間で，階調値が前記シャドウ側境界階調値に近いほど前記第１水準に近く，階調値が前記ハイライト側境界階調値に近いほど前記第２水準に近くなるように補間した露光強度を指定するものであり，
前記ガンマ補正部は，前記露光強度指定部により指定された露光強度での画像形成による画像濃度の特性をキャンセルするものであり，
前記露光部は，前記ガンマ補正部により補正された画像データの階調と，画像データの階調に応じて前記露光強度指定部により指定された露光強度とにより露光を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載する画像形成装置において，前記露光強度指定部は，
非画像形成時に，前記第１水準および第２水準の露光強度にて画像データの階調に対する出力画像の濃度特性を取得し，
画像データの階調と出力画像濃度とのグラフ上で，
前記第１水準の露光強度による濃度特性と，最低階調および最低濃度の点と最高階調および最高濃度の点とを結ぶ基準直線との交点に対応する階調値を前記シャドウ側境界階調値とし，
前記第２水準の露光強度による濃度特性と，前記基準直線との交点に対応する階調値を前記ハイライト側境界階調値とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する画像形成装置において，前記露光強度指定部は，
非画像形成時に，露光強度に対する出力画像の濃度特性を最高の入力階調にて取得し，  取得した濃度特性上，ベタ濃度として必要な出力画像濃度が得られる最低の露光強度より高い露光強度を前記第１水準とし，
前記第１水準よりさらに高い露光強度を前記第２水準とするものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載する画像形成装置において，前記露光強度指定部は，
非画像形成時に，最高の入力階調および前記露光部で可能な最高露光強度にて，前記現像器の現像バイアスと前記帯電器の帯電電圧との少なくとも一方について，出力画像濃度との関係を取得し，
ベタ画像として必要な出力画像濃度が得られる最低の値を決定値として決定し，
その決定値により前記の各処理を行うものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，トナー像担持体上にトナー像を形成してそのトナー像を最終媒体上に転写することにより画像を形成する画像形成装置に関する。さらに詳細には，入力画像の階調性をより良好に出力画像にて再現することを図った画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では従来から，明暗の階調を良好に再現するため，ガンマ補正を行っている。ガンマ補正とは，露光の階調レベルに対する，形成される画像の濃度レベルの特性であるガンマ特性をキャンセルするための補正である。図１中の太実線Ａに示すように一般的なガンマ特性では，露光階調と形成画像濃度との関係がリニアな関係（細実線Ｂ）からかなり離れている。このため画像データの階調でそのまま露光したのでは，画像データ通りの明暗が形成画像にて忠実に再現されないのである。例えば，入力階調が全２５６階調中の１２８階調であったとすると，出力階調は１９０に迫る高階調Ｘになってしまう。
【０００３】
そこでガンマ補正では，図１中の破線Ｃを補正関数として用い，破線Ｃで補正された階調値で露光することにより上記のガンマ特性をキャンセルする。破線Ｃは，太実線Ａを線対称変換したものである。上述の例では，入力階調の１２８階調をまず破線Ｃにより補正階調Ｙ（１００の少し上ぐらいの程度で入力階調より低い）に変換する。この補正階調Ｙで露光すると，太実線Ａにより狙い通りの１２８階調の出力階調が得られるのである。一般的には，補正関数はテーブル化されている。ガンマ補正に関する従来技術の一例として，特許文献１に記載されたものが挙げられる。特許文献１の技術では，環境要因や経時変動等によるガンマ特性の変化に合わせて最大露光強度を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−０６４２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前記した従来の技術には，次に述べる問題点があった。そもそも電子写真方式の画像形成では，入力階調レベルに対する出力階調レベルの関係は非線形となる。電子写真方式での画像濃度は，露光ビーム径，露光に対する潜像の形成特性，トナーの現像特性，それらの経時変化，環境要因などの影響を受けるからである。このため，有効な出力階調段数は入力階調段数ほどには得られにくい。例えば入力階調段数が２５６階調（８ビット）であっても，有効な出力階調段数は１７０階調程度になってしまうことがある。このため，入力画像の階調を出力画像において良好に再現することが難しくなっている。
【０００６】
有効な出力階調段数が少なくなる要因として，ハイライト部（低濃度）側の要因とシャドウ部（高濃度）側の要因とがある。ハイライト部側の要因とは，電子写真方式の画像形成におけるプロセス的な要因から，孤立ドットが出力画像の濃度として再現されづらいことである。このため，ある程度ドット密度が高くないと出力画像の濃度として反映されないのである。このため，ハイライト部側の階調が有効な階調段数にならないのである。
【０００７】
シャドウ部側の要因とは，ベタ濃度より少し低い階調ではすべてのドットをフルに露光する訳ではないが，それでも，すべてのドットをフルに露光するベタ階調と同等の出力画像濃度になってしまうことである。このため，ベタ濃度より少し低い辺りの階調が有効な階調段数にならないのである。このようなことが生じる原因としては，露光器のビーム径が，波長やコストの制約から理想的なサイズより大きいことが挙げられる。
【０００８】
本発明は，前記した従来の画像形成装置の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，入力階調段数に対して有効な出力階調段数を可能な限り多く再現し，入力画像の階調をより良好に出力画像にて再現することを図った画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像担持体と，トナー像担持体の表面を帯電させる帯電器と，帯電後のトナー像担持体の表面を画像データに基づき露光する露光部と，露光後のトナー像担持体の表面にトナーを付与してトナー像を形成する現像器とを有し，トナー像担持体上に形成されたトナー像を最終媒体上に転写することにより画像を形成する装置であって，入力階調に対する画像濃度の特性をキャンセルするように画像データの階調を補正するガンマ補正部と，画像データの階調に応じて露光部の露光強度を指定する露光強度指定部とを有し，この露光強度指定部は，最高階調値より低く最低階調値より高いシャドウ側境界階調値以上のシャドウ側領域の階調値に対しては，必要なベタ濃度の出力画像が最高階調値により得られる範囲内であって露光部で可能な最高露光強度より低い第１水準の露光強度を指定し，シャドウ側境界階調値より低く最低階調値より高いハイライト側境界階調値以下のハイライト側領域の階調値に対しては，第１水準より高い第２水準の露光強度を指定し，シャドウ側境界階調値とハイライト側境界階調値との間の中間領域の階調値に対しては，第１水準と第２水準との間で，階調値がシャドウ側境界階調値に近いほど第１水準に近く，階調値がハイライト側境界階調値に近いほど第２水準に近くなるように補間した露光強度を指定するものであり，ガンマ補正部は，露光強度指定部により指定された露光強度での画像形成による画像濃度の特性をキャンセルするものであり，露光部は，ガンマ補正部により補正された画像データの階調と，画像データの階調に応じて露光強度指定部により指定された露光強度とにより露光を行うものである。
【００１０】
この画像形成装置では，画像データの階調に応じて露光部の露光強度が露光強度指定部によりにより指定される。露光強度指定部では，シャドウ側領域の階調値に対しては弱めの露光強度を指定し，ハイライト側領域の階調値に対しては強めの露光強度を指定する。そしてそれらの中間の領域では両露光強度間を滑らかに繋ぐように露光強度を指定する。このように指定された露光強度に露光部が従うことで，ベタ階調付近やゼロ階調付近の階調レベルも有効に形成画像の濃度階調に反映される。
【００１１】
この画像形成装置ではさらに，露光強度指定部が，非画像形成時に，第１水準および第２水準の露光強度にて画像データの階調に対する出力画像の濃度特性を取得し，画像データの階調と出力画像濃度とのグラフ上で，第１水準の露光強度による濃度特性と，最低階調および最低濃度の点と最高階調および最高濃度の点とを結ぶ基準直線との交点に対応する階調値をシャドウ側境界階調値とし，第２水準の露光強度による濃度特性と，基準直線との交点に対応する階調値をハイライト側境界階調値とすることが望ましい。これにより，シャドウ側境界階調値およびハイライト側境界階調値を最適に決定できる。
【００１２】
この画像形成装置ではまた，露光強度指定部が，非画像形成時に，露光強度に対する出力画像の濃度特性を最高の入力階調にて取得し，取得した濃度特性上，ベタ濃度として必要な出力画像濃度が得られる最低の露光強度より高い露光強度を第１水準とし，第１水準よりさらに高い露光強度を第２水準とすることが望ましい。このように第１水準が必要な最低の露光強度より高いことで，機内温度の変動などによらず安定した画像濃度調整がなされる。なお，第２水準の露光強度は第１水準よりさらに高く決定されるとはいっても，露光部で可能な最高露光強度の範囲内であることは当然である。
【００１３】
この画像形成装置ではまた，露光強度指定部が，非画像形成時に，最高の入力階調および露光部で可能な最高露光強度にて，現像器の現像バイアスと帯電器の帯電電圧との少なくとも一方について，出力画像濃度との関係を取得し，ベタ画像として必要な出力画像濃度が得られる最低の値を決定値として決定し，その決定値により前記の各処理を行うことが望ましい。これにより，実際の画像形成時の条件に合わせて各露光強度等が決定される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば，入力階調段数に対して有効な出力階調段数を可能な限り多く再現し，入力画像の階調をより良好に出力画像にて再現することを図った画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的な画像形成装置におけるいわゆるガンマ特性とその補正を説明するグラフである。
【図２】本形態の画像形成装置の機械的構成を示す断面図である。
【図３】本形態の画像形成装置における個々の画像形成部の構成を示す断面図である。
【図４】本形態の画像形成装置におけるパッチの形成を示す概念図である。
【図５】現像バイアスと画像濃度との関係を示すグラフである。
【図６】露光強度と画像濃度との実測に基づく関係を示すグラフである。
【図７】シャドウ部用とハイライト部用との２水準の露光強度での画像濃度特性を示すグラフである。
【図８】本形態の画像形成装置における画像濃度特性と露光強度とを示すグラフである。
【図９】本形態の画像形成装置での画像形成における画像濃度特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，図２に示す構成の画像形成装置１００に本発明を適用したものである。図２の画像形成装置１００は，いわゆるタンデム型のフルカラー画像形成装置である。画像形成装置１００は，中間転写ベルト９と，中間転写ベルト９に沿って配置された４色の画像形成部５，６，７，８と，露光部４と，制御部３とを有している。
【００１７】
中間転写ベルト９は，ローラー９０，９１に架け渡されており，図中反時計回りに循環走行するようになっている。画像形成部５，６，７，８は，イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像を作成して中間転写ベルト９上に転写するものである。どの画像形成部がどの色のものであるかは任意である。露光部４は，各画像形成部５，６，７，８の後述する感光体への露光を行うものである。制御部３は，各部の制御を行うものである。制御部３による制御内容には，ガンマ補正や，後述する露光強度制御も含まれる。
【００１８】
画像形成装置１００には上記の他にさらに，２次転写ローラー９２，濃度センサ１３，用紙カセット１１，定着器１２，排紙トレイ１４を有している。２次転写ローラー９２は，中間転写ベルト９上のトナー像を，用紙カセット１１から供給された用紙に転写するものである。濃度センサ１３は，中間転写ベルト９上のトナー像の濃度を測定するものである。用紙カセット１１は，画像形成に供する用紙を貯蔵して１枚ずつ送出するものである。定着器１２は，用紙上に転写されたトナー像を用紙に定着させるものである。排紙ト
レイ１４は，定着器１２を通過した用紙を積載するものである。
【００１９】
次に画像形成部５，６，７，８について説明する。これら４つの画像形成部は，使用するトナーの色が違うだけで機械的構成はいずれも同じものである。よって，これら４つを代表して画像形成部５により説明する。図３の断面図に示すように画像形成部５は，感光体５１と，帯電器５２と，現像器５３とを有している。現像器５３には，現像ローラー５５が設けられている。また，中間転写ベルト９を挟んで感光体５１の反対側には，１次転写ローラー５４が配置されている。
【００２０】
感光体５１は，トナー像を担持する像担持体である。帯電器５２は，感光体５１の表面を露光前に一様に帯電させるものである。現像器５３は，露光後における感光体５１の表面の潜像を，現像ローラー５５によりトナーで現像するものである。つまり感光体５１は，露光部４からの書き込み光Ｌを，帯電器５２より下流で現像器５３より上流の位置に受けるようになっている。１次転写ローラー５４は，感光体５１上のトナー像を中間転写ベルト９に転写させるものである。これらのうち現像ローラー５５には現像電圧印加部５６が，帯電器５２には帯電電圧印加部５７が，それぞれ備えられている。現像電圧印加部５６により現像器５３の現像バイアスが，帯電電圧印加部５７により帯電器５２の帯電電圧が，それぞれコントロールされるようになっている。
【００２１】
画像形成装置１００では，画像形成部５，６，７，８でそれぞれの該当色のトナー像を感光体５１上に形成する。そしてそのトナー像を中間転写ベルト９上に転写して重ね合わせ，さらに２次転写ローラー９２で用紙上に転写し，定着器１２で定着させることで用紙上に画像を形成する。ここで画像形成部５，６，７，８では，感光体５１の表面がまず帯電器５２により所定電位に帯電され，帯電された箇所に露光部４により露光され潜像が書き込まれ，その潜像上に現像器５３によりトナー像が形成される。このため，帯電器５２への印加電圧（以下，帯電電圧という），露光部４の露光強度，現像器５３の現像バイアスは，画像の濃度に大きく影響する要因である。
【００２２】
画像形成装置１００では，前述のガンマ補正に加えて，上記３つの要因のうちの露光部４の露光強度について特別な取扱いを行う。すなわち，シャドウ部（高濃度部）とハイライト部（低濃度部）と中間トーン部（中間濃度部）とで異なる露光強度を用いる。シャドウ部やハイライト部の階調レベルをなるべく有効に出力画像にて利用するためである。具体的には，シャドウ部ではハイライト部より弱い露光強度を用いる。ベタ階調よりやや低い辺りの階調を出力画像にて再現しつつ，ゼロ階調よりやや高い程度の階調を白色につぶさないためである。そして中間トーン部では両者の中間の露光強度を用いる。
【００２３】
このため画像形成装置１００では，制御部３により，画像形成時以外の時に，露光部４の露光強度を設定するためのルーチン処理を行う。ここで設定される露光強度は，固定値ではなく，装置の経時変化や環境要因（温度，湿度）により左右される値である。このため当該ルーチン処理は，適宜の頻度で実行されることが望ましい。このルーチン処理では最初に，シャドウ部用の露光強度を決定するため，現像バイアスおよび帯電電圧の設定を行う。これにより，出力画像において目標とされる最高トナー濃度を得るための現像バイアスおよび帯電電圧を決定する。
【００２４】
この設定のための処理では最初に，図４に示すように，中間転写ベルト９上に多数のパッチ３０を形成し，各パッチ３０の濃度を濃度センサ１３で読み取る。このときの各パッチ３０は，現像バイアスおよび帯電電圧を少しずつ変えて形成されたものである。このときの現像バイアスおよび帯電電圧の関係はあらかじめ，ともに高い値を取り，またはともに低い値を取るようにセットとして定められている。また，このときの露光強度は，露光部４が出力できる最強の露光強度，つまり１００％とする。
【００２５】
これにより図５に示すように，現像バイアスおよび帯電電圧のセットと画像濃度との関係を示すグラフが得られる。このグラフで，縦軸は濃度センサ１３で測定したパッチ３０の濃度であり，横軸はそのパッチ３０を形成したときの現像バイアスおよび帯電電圧である。このグラフにおいて，縦軸に目標最高濃度があらかじめ設定されている。この目標最高濃度に対応する横軸上の位置に対応する現像バイアスおよび帯電電圧を，現像バイアスおよび帯電電圧の決定値とする。図５のグラフ中における丸印は，実際に作成したパッチ３０のデータを示している。縦軸に目標最高濃度が図５中のグラフの斜線上で丸印と丸印との間に位置する場合には，両隣の丸印による内挿近似により現像バイアスおよび帯電電圧の決定値を定めればよい。こうして決定された現像バイアスおよび帯電電圧により，後述する処理や通常の画像形成処理がなされる。
【００２６】
なお，この図４のパッチ３０を作成するときの帯電器５２における帯電電圧は，現像バイアスとのセットとして定める以外の別の定め方によって定めてもよい。例えば，環境要因や装置の耐久使用状況に応じて定めてもよいし，感光体５１の帯電後の電位を直接測定してその測定値が所定値となるように制御して定めてもよい。上記において，帯電電圧と現像バイアスとを入れ替えてもよい。
【００２７】
次に，上記により決定された現像バイアスおよび帯電電圧が印加された状態での露光量に対する画像特性を調べる。画像特性とは，露光強度と画像濃度との関係のことである。そのため，現像バイアスおよび帯電電圧の値を上記の決定値に固定しておいて，その状態で再び図４のようにパッチ３０を作成し，そのトナー像濃度を測定する。ただしこのときには前回と異なり，現像バイアスおよび帯電電圧を振るのではなく，露光強度を振りつつパッチ３０を作成する。
【００２８】
これにより，図６に示すグラフを得る。図６のグラフでは，縦軸が濃度センサ１３で測定したパッチ３０の濃度であり，横軸がそのパッチ３０を形成したときの露光強度である。図６中，露光強度の１００％とは，露光部４が出力できる最強の露光強度のことである。このグラフでは，露光強度が１００％に達するより前に，露光強度の上昇に対して画像濃度の上昇が飽和している。この，画像濃度が飽和に達したときの露光強度が，ベタ濃度を確保できる最小の露光強度である。そこで，この「最小の露光強度」をシャドウ部用の露光強度（第１水準の露光強度）として使用することができる。
【００２９】
ただ，「最小の露光強度」そのものだと，画像形成装置１００の機内温度の変化や，出力画像の面内ムラによる影響を受けてしまうおそれがある。つまり，状況により，必要なベタ濃度を確保できないことがありうるのである。この影響を受けないため，「最小の露光強度」よりやや高い露光強度を，シャドウ部用の露光強度として使用することが望ましい。本形態では，シャドウ部用の露光強度として，８０％を使用することとする。最強の露光強度に対して８０％とやや弱い露光強度をシャドウ部の露光に用いることにより，ベタ階調よりやや低い辺りの階調を出力画像にて良好に再現することができる。なお，ここで露光強度の「％」は，露光部４の発光強度や，あるいはパルス変調のパルス幅，もしくはそれらの組み合わせを指標としてその指標における百分率とすればよい。
【００３０】
続いて画像形成装置１００では，ハイライト部用の露光強度（第２水準の露光強度）を設定する。上記のように決定したシャドウ部用の弱めの露光強度をハイライト部にも使用したのでは，ハイライト側の階調をきちんと画像濃度として反映させることができないからである。このためハイライト部用には，シャドウ部用の露光強度より強い露光強度を用いる。ただ，シャドウ部用の露光強度のように実測を通じて定める必要はない。シャドウ部用の露光強度より強い決まった強度であればよい。つまり，８０％より強く１００％以内の露光強度とすればよい。一般的に画像形成装置では露光強度を，ディザ処理や細線再現性の要求に基づいて１００％もしくはその付近の強度に決定するので，その露光強度をそのままハイライト部の露光強度とすればよい。本形態ではハイライト部の露光強度として１００％を用いることとする。
【００３１】
次に，中間トーン部の露光強度を定めるが，そのためにはまず，上記のように決定したシャドウ部用およびハイライト部用の露光強度を使用する範囲と，それらの間の中間範囲とを画定しなければならない。そのため，入力階調に対する画像濃度の特性を，上記２水準の露光強度にて取得する。つまり，入力階調を振りつつ，図４に示したパッチ３０の形成およびその濃度測定を行う。これを２水準の露光強度で行うのである。
【００３２】
これにより，図７のグラフが取得される。このグラフは，図１中の太実線Ａのグラフをシャドウ部用露光強度とハイライト部用露光強度との２水準について作成して重ね描きしたものと考えてよい。図７中，太実線のグラフＳがハイライト部用露光強度での画像濃度特性で，破線のグラフＨがシャドウ部用露光強度でのものである。グラフＳ，Ｈとも，ゼロ階調に対しては画像濃度がゼロで，ベタ階調（図７中の「２５５」のこと）に対しては画像濃度が最高濃度である点では一致している。ただし中間階調では，グラフＳはグラフＨより全般に画像濃度が低い。これにより，グラフＳはシャドウ部側階調に対する画像濃度再現性でグラフＨより優れ，逆にグラフＨはハイライト部側階調に対する画像濃度再現性でグラフＳより優れている。このため，シャドウ部側階調ではグラフＳの露光強度（８０％）を用い，ハイライト部側階調ではグラフＨの露光強度（１００％）を用いる。
【００３３】
続いて，シャドウ部側と中間領域との境界階調，および，中間領域とハイライト側との境界階調を決定する。この決定は，図８に示されるようにして行われる。図８は，図７に示した画像濃度特性と，各印字階調に対して使用される露光強度とを，同一の横軸に対して示すとともに上下段に並べた図である。まず図８の上段に示すように，画像濃度特性の２本のグラフＳ，Ｈに対して，斜めに一点鎖線Ｔを引く。一点鎖線Ｔは，図８中で右上がりの直線であり，印字階調，画像濃度とも最低の点と，両者とも最高の点とを結んでいる。また，グラフＳ，Ｈも，印字階調，画像濃度とも最低の点および最高の点を通っている。
【００３４】
そして図８上で，グラフＨと一点鎖線Ｔとの交点に対応する印字階調をｇ１とし，グラフＳと一点鎖線Ｔの交点に対応する印字階調をｇ２とする。このｇ１階調が中間領域とハイライト側との境界階調であり，ｇ２階調がシャドウ部側と中間領域との境界階調である。よって，最低階調からｇ１階調までの範囲がハイライト部側階調である。この範囲内の階調に対しては前述のように１００％の露光強度を用いる（図８の下段のＰ）。また，ｇ２階調から最高階調（ベタ階調）までの範囲がシャドウ部側階調である。この範囲内の階調に対しては前述のように８０％の露光強度を用いる（図８の下段のＲ）。
【００３５】
そして，中間領域，すなわちｇ１階調とｇ２階調との間の領域では，図８の下段のＱに示すように，印字階調に応じて，８０％と１００％との間で補間した露光強度を用いる。つまり中間領域では，ｇ１階調に近い（低階調）ほど１００％に近い（高い）露光強度を用い，ｇ２階調に近い（高階調）ほど８０％に近い（低い）露光強度を用いるのである。ここでは，直線補間により具体的な露光強度を決定する例を示している。つまりこの例では，中間領域内の印字階調ｇでの露光強度ＬＤは，次式で与えられる。
【００３６】
【数１】
2014044327.tif 000003
ここで，
ＬＤＨ：ハイライト部側の露光強度（１００％）
ＬＤＳ：シャドウ部側の露光強度（８０％）
である。
【００３７】
上記より本形態の画像形成装置１００での実際の画像形成の際には，制御部３により，印字階調に応じて，図８の下段のＰ，Ｑ，Ｒで示されるグラフに従った露光強度が用いられる。具体的には，図８の下段のグラフをテーブル化しておいて，印字階調によりそのテーブルを参照することでそのときの露光強度が決定される。これにより本形態の画像形成装置１００では，図９に示す画像濃度特性が得られることになる。つまり画像形成装置１００は，露光強度のテーブルとガンマ補正のテーブルとの２段のテーブルを持つ。
【００３８】
このため画像形成装置１００におけるガンマ補正では，図１の破線Ｃに示した画像濃度特性ではなく，図９の画像濃度特性のキャンセルが行われる。つまり，画像形成装置１００におけるガンマ補正の補正関数のテーブルは，図９の画像濃度特性を線対称変換したものとなる。図９の画像濃度特性は，図１の太実線Ａに示した画像濃度特性と比較して，全般にリニアな特性に近いと言える。よって補正関数もリニアに近いものである。このため，画像濃度の再現性に優れている。
【００３９】
上記のシャドウ側領域では，前述のように８０％と低めの露光強度が用いられる。このため，ベタ階調よりやや低い辺りの印字階調とベタ階調との濃度差が，１００％の露光強度を用いる場合と比較して明瞭である。これによりシャドウ側領域の階調の濃度を，出力画像にて比較的忠実に再現することができる。むろんそれでいて，ベタ階調の画像濃度については必要な濃度が確保されている。
【００４０】
また，ハイライト側領域では，前述のように１００％と強めの露光強度が用いられる。このため，ゼロ階調よりやや高い辺りの印字階調とゼロ階調との濃度差が，つぶれてしまうことなく明瞭である。これによりハイライト側領域の階調の濃度を，出力画像にて比較的忠実に再現することができる。さらに，中間領域では，印字階調に応じて補間した露光強度を用いるので，印字階調と出力画像濃度との間に不自然な段付きが生じることがない。これにより中間領域の階調の濃度についても，出力画像にて比較的忠実に再現することができる。このように画像形成装置１００では，全階調範囲にわたって比較的リニアな画像濃度特性で画像形成がなされるようになっている。このため，入力側の階調段数の大部分を出力画像においても有効に利用できるのである。
【００４１】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，シャドウ側階調とハイライト側階調とで露光強度を使い分けるとともに，その中間の階調では両露光強度間で補間した露光強度を用いることとしている。これにより，ベタ階調近辺やゼロ階調近辺の階調の再現性を向上させ，出力画像における有効階調段数を確保している。こうして，入力階調に忠実な階調が出力画像濃度にて再現される画像形成装置が実現されている。
【００４２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態ではタンデム型のフルカラー画像形成装置に本発明を適用したものを示したが，これに限らない。モノクロ画像形成装置にも本発明を適用できる。トナー像を感光体から用紙に直接転写する方式の装置であってもよい。また，カラー画像形成装置についても，タンデム型ばかりでなく４サイクル型のものにも適用可能である。なお，カラー画像形成装置の場合には，色ごとにそれぞれ，シャドウ部用露光強度とハイライト部用露光強度とのうち少なくともシャドウ部用露光強度を設定することが望ましい。
【００４３】
また，画像形成装置の種別としては，プリンターに限らずコピー機でもよい。公衆回線経由でプリントジョブを送受信する機能を備えていてもよい。また，現像器５３で使用するトナーは，１成分系のものでも２成分系のものでもよい。また，濃度センサ１３が配置される位置を，図２中に示される位置に替えて，後述する感光体５１上のトナー像濃度を測定する位置，あるいは用紙上のトナー像濃度を検出する位置とすることも可能である。濃度センサ１３についてはさらに，画像形成における主走査方向（図４でいえば中間転写ベルト９の進行方向に交差する方向，上下方向）に２つ設けてもよい。こうすると，［００３１］で述べた２水準の露光強度での画像濃度特性の取得を，２水準分同時に行うことができる。また，中間領域での露光強度の決定の具体的手法は，直線補間には限らない。要は，階調ｇ１（ハイライト側の境界）にてハイライト側の露光強度と一致し，階調ｇ２（シャドウ側の境界）にてシャドウ側の露光強度と一致するとともに，途中で階調に対する露光強度の勾配が逆転しなければよい。
【００４４】
また，上記本実施形態の説明では，階調ｇ１，階調ｇ２の決定を，図８に示したようにグラフの交点に基づいて行うこととした。しかしこれに限らず，ゼロ階調＜階調ｇ１＜階調ｇ２＜ベタ階調，が成り立つ範囲内であらかじめ固定値として決定しておいてもよい。また，シャドウ部用の露光強度について，［００２９］で説明した決定方法の代わりに，あらかじめ固定値として決定しておいてもよい。ただしその場合には，［００２９］に示した要件が多くの場合について満たされるような値を決定しておくことが望ましい。
【符号の説明】
【００４５】
３    制御部（露光強度指定部，ガンマ補正部）
４    露光部
５１  感光体（トナー像担持体）
５２  帯電器
５３  現像器
【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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