(57)【要約】【課題】  画像形成装置におけるトナー消費量を精度よく求める。【解決手段】  パッチ画像として、ベタ画像および１オン１０オフ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて、現像バイアスおよび露光パワーの最適値を算出する。こうして最適化された動作条件下で、校正用パッチ画像として１オン１オフ画像を形成し、その濃度検出結果に基づいて、トナーカウンタの校正を行う。すなわち、形成すべきドットの総数をビデオ信号から求めて積算し、その積算値に、校正用パッチ画像の濃度検出結果に基づき設定した係数を乗じてトナー消費量を求める。【選択図】  図５
2006171138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じたトナー像を形成する像形成手段と、
必要に応じて、前記像形成手段により形成されたトナー像の濃度を検出する検出手段と、
前記像形成手段によるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段と
を備え、
前記像形成手段が、校正用パッチ画像としてのトナー像を形成するとともに、
前記トナー消費量算出手段が、前記検出手段による前記校正用パッチ画像の濃度検出結果と、前記画像データとに基づいて前記トナー消費量を算出する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー消費量算出手段は、前記画像データに基づき求められた、前記像形成手段が形成すべきトナードットの個数に、前記濃度検出結果に基づき設定した係数を乗じることで前記トナー消費量を算出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー消費量算出手段は、前記画像データに基づき求められた、前記像形成手段が形成すべきトナードットそれぞれの階調値の積算値に、前記濃度検出結果に基づき設定した係数を乗じることで前記トナー消費量を算出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
制御用パッチ画像としての前記トナー像を前記像形成手段に形成させるとともに、前記検出手段により前記制御用パッチ画像の濃度を検出し、その検出結果に基づいて装置の動作条件を調整することで前記トナー像の濃度を制御する制御処理を実行する制御手段をさらに備える請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像形成手段は、前記制御処理の実行直後に、前記制御用パッチ画像とは画像パターンの異なる前記校正用パッチ画像を形成する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像形成手段は、前記制御処理の実行時とは異なるタイミングで、前記校正用パッチ画像の形成を行う請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像形成手段は、前記制御処理の実行後、外部からの画像形成要求に応じて最初に行うトナー像形成の直前または直後に前記校正用パッチ画像を形成する一方、
前記トナー消費量算出手段は、当該トナー像を形成したときのトナー消費量を、該校正用パッチ画像の濃度検出結果と、当該トナー像に対応する画像データとに基づき算出する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項８】
１つのトナー色のトナー像によるモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードと、互いに異なる複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成するカラー画像形成モードとを実行可能に構成され、
前記像形成手段は、前記制御処理の実行後最初に実行するモードが前記モノクロ画像形成モードであるときには、当該モノクロ画像の形成に使用するトナー色についてのみ前記校正用パッチ画像を形成する請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像形成手段は、前記制御処理の実行後最初に実行するカラー画像形成モードの実行時に、前記複数色の全てのトナー色について前記校正用パッチ画像を形成する請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像形成手段が、トナー像を一時的に担持可能な像担持体を備えるとともに、前記像担持体表面のうち、外部からの画像形成要求に対応して形成されるトナー像を担持する領域とは異なる領域に前記校正用パッチ画像を形成する請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記校正用パッチ画像がハーフトーン画像である請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
画像データに応じたトナー像を形成する画像形成装置に用いられ、該トナー像を形成する際のトナー消費量を算出するトナーカウンタにおいて、
校正用パッチ画像としてのトナー像の濃度検出結果と、前記画像データとに基づいて前記トナー消費量を算出する
ことを特徴とするトナーカウンタ。
【請求項１３】
画像データに応じたトナー像を形成する画像形成装置におけるトナー像を形成する際のトナー消費量を算出するトナー消費量算出方法において、
校正用パッチ画像としてのトナー像を形成するとともに該校正用パッチ画像の濃度を検出し、その濃度検出結果と、前記画像データとに基づいて前記トナー消費量を算出する
ことを特徴とするトナー消費量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置におけるトナー消費量を算出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置など、トナーを使用して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、トナー補給などメンテナンスの都合上、トナーの消費量あるいは残量を把握する必要がある。そこで、トナーの消費量を精度よく求めるための技術（以下、「トナーカウント技術」という）が従来より提案されている。例えば、特許文献１に記載のトナー消費量検出方法では、印刷ドット列をそのドットの連続状態に応じて複数のパターンに分類し、それらの発生回数を個別に計数する。そして、それらの計数値にそれぞれ所定の係数を乗じて加算することによって全トナー消費量を算出する。こうすることによって、ドットの連続状態の差異に起因するドット個数とトナー付着量との間の非線形性によらず高精度にトナー消費量を求めている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７４９２９号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、ドット個数とトナー付着量との間の関係が常に一定であるとの前提の上に成り立っている。しかしながら、実際の装置では、上記関係は、装置の使用状況や周囲環境など様々な要因によって変動することがあり必ずしも一定ではない。上記した従来の技術では、このような変動に対応することができないという問題があり、トナー消費量の算出精度の点で改善の余地が残されていた。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像形成装置におけるトナー消費量を精度よく求めることのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、画像データに応じたトナー像を形成する画像形成装置、該装置に用いられるトナーカウンタおよびトナー消費量算出方法において、トナー像を形成する際のトナー消費量を算出するためのものであって、上記目的を達成するため、校正用パッチ画像としてのトナー像を形成するとともに該校正用パッチ画像の濃度を検出し、その濃度検出結果と、前記画像データとに基づいて前記トナー消費量を算出することを特徴としている。このように構成された発明では、画像形成装置におけるトナー消費量を精度よく求めることができる。その理由を以下に説明する。
【０００７】
この種の画像形成装置においては、所定の画像濃度を得るべく装置各部が構成され制御されているのであるが、実際に形成される画像の濃度が目標とする濃度とはずれている場合がある。例えば、装置の周囲環境や劣化の度合い、設定された動作条件の違いなどによって画像濃度は変動する。目標濃度からの画像濃度のずれが小さければ画像品質に与える影響はあまり問題とならないが、画像データに基づいてトナー消費量を算出するに際してはこのことは大きな問題となりうる。というのは、画像濃度の変動に伴うトナー消費量計算値の誤差は、例えば形成された画像１ページ分あたりでは小さなものであるとしても、ページ数が増えれば次第に無視できないものとなるからである。
【０００８】
このような問題は、パッチ画像の濃度検出結果に基づいて装置の動作条件を調整することで画像濃度を制御するように構成された装置においても同様に生じる。というのは、一般にこの種の濃度制御技術では、代表的に数種類のテスト画像を用いて動作条件の調整を行っているため、任意の画像において必ずしも画像濃度が目標濃度となっていることが保証されないからである。また、多くの場合、調整後の動作条件が最適なものであるかどうかの確認を行っていないため、実際に形成される画像の濃度が目標からずれている場合もある。さらに、装置の構成上の制約から、目標どおりの画像濃度が得られるような動作条件を現出できない場合もありうる。
【０００９】
そこで、この発明では、実際にトナー像（校正用パッチ画像）を形成してその濃度を検出し、その検出結果と、形成すべきトナー像に対応する画像データとに基づいてトナー消費量を算出するようにしている。こうすることで、実際の画像濃度に応じてトナー消費量を求めることができるので、形成された画像が目標どおりの濃度を有しているか否かにかかわらず、その形成に消費されたトナーの量を精度よく求めることができる。
【００１０】
具体的な算出方法としては、例えば、前記画像データに基づき求められた形成すべきトナードットの個数に、前記濃度検出結果に基づき設定した係数を乗じることで前記トナー消費量を算出することができる。すなわち、トナー消費量は形成すべきトナードットの個数に概ね比例するから、例えばページ単位、ジョブ単位など所定の単位期間内に形成されたトナードットの総数に、一定の比例係数（１ドットあたりのトナー付着率に相当する値）を乗じることで、おおよそのトナー消費量を求めることができる。この場合において、トナードットの個数に乗じる係数は、上記した校正用パッチ画像の濃度検出結果を反映したものであることが望ましい。ここでいう「トナードット」とは、多くのドットの集合体として把握されるトナー像のうちトナーを付着させるべきドットを指す。
【００１１】
また、例えば、前記画像データに基づき求められた形成すべきトナードットそれぞれの階調値の積算値に、前記濃度検出結果に基づき設定した係数を乗じることで前記トナー消費量を算出するようにしてもよい。中間調を再現するために１ドットを多階調表現している場合には、その階調値によって当該ドットの形成に消費されるトナーの量は異なる。そこで、単にドットの個数を数えるだけでなく、その階調値に応じた重み付けをしながら数えるようにしてもよい。すなわち、ドットの個数に代えて、各ドットの階調値を積算したものを用いることができる。
【００１２】
また、上記したように、この発明は、制御用パッチ画像としてのトナー像を形成し、その濃度検出結果に基づいて装置の動作条件を調整することで前記トナー像の濃度を制御する制御処理を実行するように構成された装置においても有効である。
【００１３】
この場合においては、制御処理の実行によって設定された動作条件の下で校正用パッチ画像が形成されることが望ましい。また、制御処理が実行され動作条件が調整されることによって形成される画像の濃度も変動しているから、制御処理の実行後にはトナー消費量の算出式も変更する必要がある。すなわち、前記制御処理の実行直後に、前記校正用パッチ画像を形成することが望ましい。また、形成すべき校正用パッチ画像の画像パターンは、トナー消費量の算出精度向上のために特化されたものであってよく、制御用パッチ画像とは異なる画像パターンを有するものであってもよい。つまり、トナー消費量の算出精度向上のために好適な画像パターンと、装置の動作条件の制御の目的のために好適な画像パターンとが一致しないのは当然であり、校正用パッチ画像と制御用パッチ画像とは、それぞれの目的のために最もふさわしいものが使用されるべきである。
【００１４】
なお、制御処理の実行後、直ちに外部からの画像形成要求があるとは限らない。そこで、前記制御処理の実行直後とは異なるタイミングで、例えば、前記制御処理の実行後、外部からの画像形成要求に応じて最初に行うトナー像形成の直前または直後に前記校正用パッチ画像を形成し、当該トナー像を形成したときのトナー消費量を、該校正用パッチ画像の濃度検出結果と、当該トナー像に対応する画像データとに基づき算出するようにしてもよい。こうすることで、実際にトナー像が形成されるのとほぼ同じ状況における校正用パッチ画像の濃度検出結果に基づいてトナー消費量が算出されることとなり、算出精度をさらに向上させることができる。この場合、校正用パッチ画像は、画像形成要求に応じて形成されるトナー像についてのトナー消費量の算出に間に合う限りにおいて当該トナー像よりも前および後のいずれに形成されてもよい。また、形成されるべきトナー像が複数ページである場合には、そのページ間に形成されてもよい。
【００１５】
また、１つのトナー色のトナー像によるモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードと、互いに異なる複数色のトナー像を重ね合わせたカラー画像を形成するカラー画像形成モードとを実行可能に構成された装置においては、前記制御処理の実行後最初に実行するモードが前記モノクロ画像形成モードであるときには、当該モノクロ画像の形成に使用するトナー色についてのみ前記校正用パッチ画像を形成するようにしてもよい。
【００１６】
そして、前記制御処理の実行後最初に実行するカラー画像形成モードの実行時に、前記複数色の全てのトナー色について、またはそれらのうちモノクロ画像に使用される色について既に校正用パッチ画像の形成および濃度検出が済んでいる場合にはその色以外のトナー色について、前記校正用パッチ画像を形成するようにすればよい。こうすることで、無用なタイミングで校正用パッチ画像が形成されるという無駄がなくなり、しかも、各トナー色について必要なタイミングでトナー消費量算出のための情報、つまり校正用パッチ画像の濃度検出結果を得ることができる。
【００１７】
上記のように構成された画像形成装置が、トナー像を一時的に担持可能な像担持体を備える場合には、前記像担持体表面のうち、外部からの画像形成要求に対応して形成されるトナー像を担持する領域とは異なる領域に前記校正用パッチ画像を形成するようにしてもよい。こうすることで、校正用パッチ画像の形成とは無関係に、外部からの画像形成要求に対応するトナー像の形成を行うことができ、校正用パッチ画像の形成によるスループットの低下を防ぐことができる。
【００１８】
また、前記校正用パッチ画像としては、ハーフトーン画像を用いるのが好ましい。というのは、本願発明者の実験によれば、トナー消費量のばらつきは形成すべきトナー像が中間調画像であるときに特に顕著であるからである。したがって、このようにばらつきの大きい画像パターンを有する画像を校正用パッチ画像とし、その濃度検出結果によってトナー消費量を算出するようにすれば、本発明の効果が最も発揮されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態の構成を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成（カラー印刷モード）したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成（モノクロ印刷モード）する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００２０】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置１本体に対し着脱自在となっている。
【００２１】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２２】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００２３】
各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。そして、各現像器に設けられたコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋのうち必要に応じて選択された１つと、本体側に設けられたコネクタ１０９とが互いに接続され、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１とメモリ９１〜９４との間で通信が行われる。こうすることで、各現像器に関する情報がＣＰＵ１０１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。
【００２４】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路Ｆに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２５】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２６】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路Ｆに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２７】
また、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０およびクリーナ７６が設けられている。濃度センサ６０は、必要に応じ、中間転写ベルト７１上に形成されるトナー像を構成するトナー量を光学的に検出する。すなわち、濃度センサ６０は、トナー像に向けて光を照射するとともに該トナー像からの反射光を受光し、その反射光量に応じた信号を出力する。クリーナ７６は、中間転写ベルト７１に対し離当接自在に構成され、必要に応じて中間転写ベルト７１に当接することで、該ベルト７１上の残留トナーを掻き落とす。
【００２８】
また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００２９】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３０】
図３はこの装置における信号処理ブロックを示す図である。この画像形成装置では、ホストコンピュータ１００などの外部装置から画像信号が入力されると、メインコントローラ１１がその画像信号に対し所定の信号処理を施す。メインコントローラ１１は、色変換部１１４、階調補正部１１５、ハーフトーニング部１１６、パルス変調部１１７、階調補正テーブル１１８および補正テーブル演算部１１９などの機能ブロックを備えている。
【００３１】
また、エンジンコントローラ１０は、図２に示すＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０７以外に、露光ユニット６に設けられたレーザ光源を駆動するためのレーザドライバ１２１と、濃度センサ６０の検出結果に基づきエンジン部ＥＧのガンマ特性を示す階調特性を検出する階調特性検出部１２３を備えている。
【００３２】
なお、メインコントローラ１１およびエンジンコントローラ１０においては、これらの各機能ブロックはハードウェアにより構成されてもよく、またＣＰＵ１１１、１０１により実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
【００３３】
ホストコンピュータ１００から画像信号が与えられたメインコントローラ１１では、色変換部１１４がその画像信号に対応する画像内の各画素のＲＧＢ成分の階調レベルを示したＲＧＢ階調データを、対応するＣＭＹＫ成分の階調レベルを示したＣＭＹＫ階調データへ変換する。この色変換部１１４では、入力ＲＧＢ階調データは例えば１画素１色成分当たり８ビット（つまり２５６階調を表す）であり、出力ＣＭＹＫ階調データも同様に１画素１色成分当たり８ビット（つまり２５６階調を表す）である。色変換部１１４から出力されるＣＭＹＫ階調データは階調補正部１１５に入力される。
【００３４】
この階調補正部１１５は、色変換部１１４から入力された各画素のＣＭＹＫ階調データに対し階調補正を行う。すなわち、階調補正部１１５は、不揮発性メモリに予め登録されている階調補正テーブル１１８を参照し、その階調補正テーブル１１８にしたがい、色変換部１１４からの各画素の入力ＣＭＹＫ階調データを、補正された階調レベルを示す補正ＣＭＹＫ階調データに変換する。この階調補正の目的は、上記のように構成されたエンジン部ＥＧのガンマ特性変化を補償して、この画像形成装置の全体的ガンマ特性を常に理想的なものに維持することにある。
【００３５】
こうして補正された補正ＣＭＹＫ階調データは、ハーフトーニング部１１６に入力される。このハーフトーニング部１１６は誤差拡散法、ディザ法、スクリーン法などのハーフトーニング処理を行い、１画素１色当たり８ビットのハーフトーンＣＭＹＫ階調データをパルス変調部１１７に入力する。ハーフトーニング処理の内容は、形成すべき画像の種類により異なる。すなわち、その画像がモノクロ画像かカラー画像か、あるいは線画かグラフィック画像かなどの判定基準に基づき、その画像に最適な処理内容が選択され実行される。
【００３６】
このパルス変調部１１７に入力されたハーフトーニング後のＣＭＹＫ階調データは、各画素に付着させるべきＣＭＹＫ各色のトナードットのサイズおよびその配列を示す多値信号であり、かかるデータを受け取ったパルス変調部１１７は、そのハーフトーンＣＭＹＫ階調データを用いて、エンジン部ＥＧのＣＭＹＫ各色画像の露光レーザパルスをパルス幅変調するためのビデオ信号を作成し、図示を省略するビデオインターフェースを介してエンジンコントローラ１０に出力する。そして、このビデオ信号を受けたレーザドライバ１２１が露光ユニット６の半導体レーザをＯＮ／ＯＦＦ制御して各色成分の静電潜像を感光体２２上に形成する。このようにして画像信号に対応した画像形成を行う。
【００３７】
また、この種の画像形成装置では、装置のガンマ特性が装置個体ごとに、また同一の装置においてもその使用状況によって変化する。そこで、このようなガンマ特性のばらつきが画像品質に及ぼす影響を除くため、所定のタイミングで、前記した階調補正テーブル１１８の内容を画像濃度の実測結果に基づいて更新する階調制御処理を実行する。
【００３８】
この階調制御処理では、各トナー色毎に、ガンマ特性を測定するために予め用意された階調補正用の階調パッチ画像がエンジン部ＥＧによって中間転写ベルト７１上に形成され、各階調パッチ画像の画像濃度を濃度センサ６０が読み取り、その濃度センサ６０からの信号に基づき階調特性検出部１２３が各階調パッチ画像の階調レベルと、検出した画像濃度とを対応させた階調特性（エンジン部ＥＧのガンマ特性）を作成し、メインコントローラ１１の補正テーブル演算部１１９に出力する。そして、補正テーブル演算部１１９が、階調特性検出部１２３から与えられた階調特性に基づき、実測されたエンジン部ＥＧの階調特性を補償して理想的な階調特性を得るための階調補正テーブルデータを計算し、階調補正テーブル１１８の内容をその計算結果に更新する。こうして階調補正テーブル１１８を変更設定する。こうすることで、この画像形成装置では、装置のガンマ特性のばらつきや経時変化によらず、安定した品質で画像を形成することができる。
【００３９】
また、この画像形成装置では、トナー消費量を求めるために、図３に示すように、メインコントローラ１１のパルス変調部１１７から出力されるパルス信号（ビデオ信号）に基づいてトナー消費量を算出するトナーカウンタ２００（後述）がエンジンコントローラ１０に設けられている。トナー像は多くのトナードットで構成されており、各トナードットの形成に消費されるトナー量の合計を求めることで全体のトナー消費量が求められる。本願発明者は、種々の実験を行った結果に基づき、後に詳述するトナーカウンタを構築するに至った。
【００４０】
この画像形成装置１においては、電源投入直後やスリープ復帰後、通算の画像形成枚数が所定枚数に達したときなど所定のタイミングで、パッチ画像を形成してその濃度を検出し、その濃度検出結果に基づいて装置の動作条件を調整する濃度制御処理を、ＣＰＵ１０１が内蔵プログラムに基づき実行する。これにより、形成される画像の濃度は一定に保たれている。より具体的には、以下に説明するように、装置各部の動作パラメータのうち現像ローラ４４に与える現像バイアス（以下、記号Ｖｂで表す）および露光ユニット６から感光体２２に照射する光ビームＬの強度（以下、「露光パワーＥ」と称する）の調整を各トナー色について行う。なお、この種の濃度制御処理については多くの公知技術があるので、ここでは処理の流れを簡単に説明しておく。
【００４１】
図４はこの実施形態における濃度制御処理を示すフローチャートである。また、図５はパッチ画像の画像パターンを示す図である。この濃度制御処理では、最初に現像バイアスＶｂの調整を行う。すなわち、まず現像バイアスを多段階（ここでは５段階とする）に変更設定しながら各バイアス値で所定のパッチ画像を中間転写ベルト７１の表面に形成する（ステップＳ１０１）。この場合のパッチ画像は、図５（ａ）にパターンの一例を示すベタ画像である。そして、形成された各パッチ画像の濃度を濃度センサ６０を用いて検出し（ステップＳ１０２）、その検出結果に基づき現像バイアスの最適値を算出する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
図６は現像バイアスと画像濃度との関係を示す図である。現像バイアスの大きさ｜Ｖｂ｜を大きくするにつれて画像濃度も上昇する。現像バイアスの各値Ｖ1〜Ｖ5に対するパッチ画像の濃度検出結果から、図６の実線カーブに示すように、現像バイアスと画像濃度との関係が求められる。この関係から、画像濃度が目標値Ｄhighとなるような現像バイアスの値Ｖoptが求められる。
【００４３】
図４に戻って、濃度制御処理の説明を続ける。続いて、露光パワーの調整を行う。まず、現像バイアスを上記した最適値Ｖoptに設定した状態で、露光パワーを多段階（ここでは８段階とする）に変更設定しながら各露光パワーで所定のパッチ画像を形成する（ステップＳ１０４）。この場合のパッチ画像は、図５（ｂ）にパターンの一例を示す細線画像である。露光パワーの大小は感光体２２上における潜像の深さに関係する。そのため、ベタ画像よりも細線画像の濃度に与える影響が大きい。そのため、露光パワーの調整には、細線で構成された画像パターンを有するパッチ画像を用いるのが好ましい。また、各線どうしは互いに干渉しないよう離隔配置されることが好ましい、そこで、ここでは図５（ｂ）に示す１オン１０オフ画像を用いる。なお、図５（ｃ）に示す１オン１オフ画像は、後述するトナーカウンタの校正のために用いられるものであり、その詳細については後に説明する。
【００４４】
こうして形成された各露光パワーでの細線パッチ画像の濃度を濃度センサ６０により検出し（ステップＳ１０５）、その濃度検出結果に基づいて、露光パワーの最適値を算出する（ステップＳ１０６）。なお、この装置１では、露光パワーの値はＥ1〜Ｅ8の８段階の値のいずれかに設定可能でありその他の値に設定することはできないものとする。
【００４５】
図７は露光パワーと画像濃度との関係を示す図である。図７に示すように、露光パワーの各値Ｅ1〜Ｅ8に対するパッチ画像の濃度検出結果から、露光パワーと画像濃度との関係が求められる。この関係から、画像濃度が目標濃度Ｄlowに最も近くなる露光パワーの値（図７の例では値Ｅ3）を最適値Ｅoptとする。
【００４６】
こうして現像バイアスおよび露光パワーそれぞれの最適値Ｖopt、Ｅoptが求まると、以後の画像形成においては現像バイアスＶｂおよび露光パワーＥがこれらの最適値に設定される。こうすることで、各種画像において所望の画像濃度が得られる。
【００４７】
このように、この画像形成装置１では、濃度制御処理を適時実行することにより画像濃度がほぼ一定に維持されているが、トナーの消費量は必ずしも一定とならずばらつく可能性がある。その理由の一つは、上記のようにして求められた現像バイアスおよび露光パワーの最適値が、濃度検出や計算上の誤差等に起因して真の最適値からずれている場合があることである。また、上記したように、露光パワーの最適値Ｅoptは装置構成上、設定可能な値の中から選択しているので、厳密な最適値とはならない場合もある。さらに、以下のような理由によってもトナー消費量のばらつきが生じる。
【００４８】
図８は濃度制御処理後の中間調における画像濃度の例を示す図である。また、図９はトナー付着量と画像濃度との関係を示す図である。上記した濃度制御処理では、ベタ画像と１オン１０オフ画像との２種類のパッチ画像の濃度検出結果から装置の動作条件を調整している。これらの画像は、多階調画像の階調レベルに換算するとそれぞれ１００％、９％程度に相当する。つまり、図８の曲線ＡおよびＢに示すように、これらの２つの階調レベルでそれぞれ目標濃度が達成されたとしても、その他の階調レベルを有する任意の中間調画像における画像濃度が異なる場合があり、そのことに起因してトナー消費量がばらつく。例えば、同様に濃度制御処理を実行した２つの装置のうち、曲線Ａのような特性を有する装置では、曲線Ｂのような特性を有する装置よりも中間調の画像濃度が高めになり、それに起因してトナーの消費量も多めになる。
【００４９】
また、図９に示すように、中間転写ベルト７１上の単位面積当たりのトナー付着量と画像濃度とは厳密な比例関係になく、トナー付着量の増加に伴って画像濃度の上昇が飽和する傾向にある。したがって、例えば目視では判別できないほどの画像濃度の僅かな差ΔＤであっても、トナー付着量に着目すれば比較的大きな差ΔＡを生じている場合もある。
【００５０】
図１０はライン間隔とトナー付着量との関係を示す図である。本願発明者は、互いに平行に配置された１ドットラインからなる画像について、各ライン間の間隔を変えた場合の１ドット当たりのトナー付着量の変化について実験した。図１０（ａ）は、濃度制御処理を行わずに露光パワーの設定値を変化させたときの実験結果である。このとき、図１０（ａ）に示すように、トナー付着量はライン間隔によって大きく変動し（特に、ライン間隔１の付近で変動が大きい）、しかも露光パワーの設定値によっても変化する。
【００５１】
一方、図１０（ｂ）は、濃度制御処理を行った場合の実験結果を示している。濃度制御処理の結果として露光パワーが異なる値に設定されたとしても、ベタ画像（図５（ａ））に相当するライン間隔ゼロ、および１オン１０オフ画像（図５（ｂ））に相当するライン間隔１０のそれぞれに対応するトナー付着量はほぼ一定に維持される。しかし、特にトナー付着量の変動が大きいライン間隔１付近におけるトナー付着量は、露光パワーの設定値によって大きく異なることとなる。
【００５２】
このように、濃度制御処理によって画像濃度がほぼ一定に保たれていたとしても、種々の原因によりトナー消費量のばらつきが生じる場合がある。従来のトナーカウンタは、トナー切れによる画質劣化が予期せぬタイミングで発生することを防止するために、計算上のトナー消費量が実際の消費量よりも多めになるように構成されるのが一般的であった。しかし、このようにすると、実際には現像器内にまだ使用可能なトナーが残っているにもかかわらずトナー切れと判断されてしまうこととなり、充填されたトナーを最後まで使い切れないという問題を生じることがあった。
【００５３】
このような問題に鑑みて、この実施形態では、濃度制御処理を実行した後に、トナー消費量の算出精度向上を目的としたパッチ画像を実際に形成し、その濃度検出結果に基づいてトナーカウンタの校正を行う。こうすることによって、このようなばらつきによらず精度よくトナー消費量を算出することができるようにしている。この場合に形成するパッチ画像は、トナー付着量のばらつきが最も大きい画像パターンを有するものであることが望ましい。このようなばらつきは、形成する画像がハーフトーン画像であるときに大きくなる傾向があるので、パッチ画像もハーフトーン画像を用いるのが好ましい。この実施形態の装置では、図１０（ｂ）に示すように、ライン間隔が約１のときにトナー付着量のばらつきが大きくなるので、図５（ｃ）に示す１オン１オフ画像をパッチ画像として用いている。なお、トナー消費量算出用パッチ画像を形成するタイミングについては後述する。
【００５４】
図１１はこの実施形態におけるトナーカウンタの構成を示す図である。この実施形態におけるトナーカウンタ２００は、ビデオ信号に基づき形成すべきドットに関する値を積算するカウンタ２０１と、そのカウント値Ｃdotに、ＣＰＵ１０１から与えられる係数Ｋを乗じるための乗算器２０２と、その積にＣＰＵ１０１から与えられるオフセット値Ｃoffを加算するための加算器２０３とを備えている。
【００５５】
カウンタ２０１は、例えば１ページ毎あるいは１ジョブ毎など所定の算出対象期間に形成されるドットをカウントする。ここで、各ドットがオン・オフの２値で表現されている場合には、単にオンドットの個数をカウントすればよい。また、各ドットが多階調表現されている場合には、各ドットごとの階調値を積算すればよい。こうしてカウントされた当該期間内のカウント値Ｃdotに対して、乗算器２０２により、各ドットへのトナー付着率に相当する係数Ｋが乗じられる。係数Ｋは一定値ではなく、校正用パッチ画像の濃度検出結果に応じて定められる。
【００５６】
図１２は校正用パッチ画像の濃度検出結果と比例係数との対応を示す図である。校正用パッチ画像の濃度が比較的高濃度であった場合、これが低濃度である場合よりも１ドット当たりのトナー付着量が多く（図１０（ｂ））、したがってトナー消費量も多くなる。したがって、校正用パッチ画像が高濃度であるほど、カウント値Ｃdotに乗じる比例係数Ｋが大きくなるように、係数Ｋを定める。係数Ｋを算出するに際しては、予め求めた校正用パッチ画像の濃度とトナー付着率との関係に基づきテーブル化された候補値の中から濃度検出値に応じた１つを選択するようにしてもよく、所定の数式に濃度検出値を代入することによって求めるようにしてもよい。例えば、予め求めておいた校正用パッチ画像の濃度とトナー付着率との関係が図１２の実線カーブのようであり、実際に形成した校正用パッチ画像の濃度検出値がＤ1であったときには、これに対応する値Ｋ1が比例係数Ｋとなる。
【００５７】
なお、濃度制御処理によって画像濃度が制御されているため、校正用パッチ画像の濃度のばらつきもむやみに大きくなることはなく所定範囲内に収まるはずである。したがって、校正用パッチ画像の濃度検出値が予想される値から極端に大きく相違する場合には、濃度制御処理が適切に実行されなかったり、現像器内のトナーがなくなっているなど、装置に何らかの異常が生じている可能性がある。そこで、校正用パッチ画像の濃度検出値が想定される最大値Ｄmaxおよび最小値Ｄminで規定される適正範囲から外れていた場合には、その濃度検出値に基づく係数Ｋの設定は行わず、所定のエラー処理を実行する。エラー処理としては、例えば、濃度制御処理を再実行するようにしてもよく、また装置の動作を停止して所定のエラーメッセージを表示部１２に表示させ、ユーザに装置の点検を促すようにしてもよい。
【００５８】
そして、カウンタ２０１によるカウント値Ｃdotと係数Ｋとの積に対しＣＰＵ１０１から与えられるオフセット値Ｃoffが加算される。このオフセット値Ｃoffとは、与えられた画像信号に対応した画像形成に寄与しない形で消費されたトナー量に相当する値である。このようなトナーとしては、現像ローラ４４から離脱し、感光体２２に付着してカブリを生じさせたり装置内部に飛散するトナーや、装置の性能維持のための制御動作において装置内部で消費されるトナーなどがある。この実施形態における各種のパッチ画像の形成に消費されるトナーもこれに含まれる。このようにして消費されるトナーの量は装置の稼働時間や画像形成枚数、装置の動作条件などと相関があるので、エンジンコントローラ１０により管理されているこれらの情報に基づいて、当該期間におけるトナー消費量を推定しオフセット値Ｃoffとする。
【００５９】
そして、これらの値から、当該期間の全トナー消費量ＴＣが算出される。すなわち、このトナーカウンタ２００では、次式：
ＴＣ＝Ｋ・Ｃdot＋Ｃoff
によりトナー消費量ＴＣが算出される。こうして求められたトナー消費量については、エンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１が管理しており、必要に応じて、ＲＡＭ１０７あるいは各現像器４Ｙ等のメモリ９１等に記憶させる。また、求められたトナー消費量の値から各現像器のトナー残量を推定することが可能であり、現像器内のトナー残量が所定値以下まで減少したと判断されるときには表示部１２に現像器の交換を促すメッセージを表示させるなど、装置の消耗品管理に役立てることができる。
【００６０】
次に、校正用パッチ画像の形成タイミングについて説明する。基本的には、校正用パッチ画像の濃度検出値に基づくトナーカウンタ２００の校正はどのタイミングで実行されても効果がある。しかしながら、あまり頻繁に校正用パッチ画像を形成したのではトナーを浪費してしまう。また、濃度制御処理が実行されると装置の動作条件が変更されトナー消費量も変化する可能性があるので、濃度制御処理の前に形成しても実益が少ない。
【００６１】
一方、濃度制御処理の実行後に形成される画像については、濃度制御処理によって求められた現像バイアスおよび露光パワーの最適値が適用されるので、この画像におけるトナー消費量を算出するに際しては新たに校正されたトナーカウンタ２００が使用されることが望まれる。ただし、濃度制御処理の実行直後に校正用パッチ画像が形成される必要は必ずしもない。すなわち、校正用パッチ画像は、濃度制御処理の実行後であって、しかもその後に形成される最初の画像についてトナー消費量の算出を行う際に濃度検出値が利用可能となるようなタイミングで形成されることが望ましい。
【００６２】
したがって、好ましい形成タイミングとしては、例えば、濃度制御処理の実行直後や、濃度制御処理の実行後であって次の画像形成要求を受け付けたときなどを挙げることができる。このうち、濃度制御処理の実行直後に校正用パッチ画像を形成するようにした場合には、濃度制御処理が適切に実行されたか否かをチェックする機能をも果たし、装置に異常が生じた場合に速やかに対応することができる。また、画像形成要求を受け付けてから校正用パッチ画像を形成するようにした場合には、実際に画像が形成される条件に近い動作環境でトナーカウンタの校正を行うことができる。また、より高精度な算出を可能とするために、これらのタイミングに加えて、一定時間ごとや画像形成枚数に応じて定期的に校正用パッチ画像を形成し、トナーカウンタの校正を行うようにしてもよい。
【００６３】
なお、校正用パッチ画像は、濃度制御処理の結果として設定された動作条件の下で、各色ごとに１つ形成されれば事足りる。したがって、例えば外部装置から与えられた印刷ジョブに応じた画像形成の実行中に校正用パッチ画像を形成することが可能であり、その形成場所を適宜に設定すれば、校正用パッチ画像を形成することによってユーザの要求に応じた画像形成のスループットが低下することにはならない。
【００６４】
図１３は中間転写ベルト上における校正用パッチ画像の位置を示す図である。校正用パッチ画像は、濃度センサ６０により濃度検出が可能なサイズを有していれば足り、そのサイズとしては例えば数ミリ角程度あればよい。したがって、外部からの要求に応じた画像を中間転写ベルト７１上に形成する際に必然的に生じる余白部分に校正用パッチ画像を形成することが可能である。この場合、校正用パッチ画像は、外部からの要求に応じた画像の前方、後方のいずれに形成されてもよく、濃度センサ６０による読み取りが可能であるならば、外部からの要求に応じた画像の側部に形成されてもよい。ただし、遅くとも当該画像におけるトナー消費量が算出される時までには、校正用パッチ画像の濃度検出値がＣＰＵ１０１により利用可能となっている必要がある。すなわち、トナー消費量を算出する時点までに校正用パッチ画像の濃度検出が終了しており、直ちに係数Ｋを決定することができる状態になっていればよい。
【００６５】
特に、一連のジョブに複数ページ分の画像が含まれている場合には、それらのページに対応する画像が形成される中間転写ベルト７１上の表面領域ＩＲ1とＩＲ2との間に校正用パッチ画像Ｉｐを形成することができる。というのは、校正用パッチ画像の有無に関わらず、これらの領域間にはそれぞれの画像を分離するためある程度の間隔を設ける必要があり、この領域に校正用パッチ画像を形成しても画像形成のスループットが低下することにはならないからである。なお、図１３においては校正用パッチ画像Ｉｐが４つの小画像として示されているが、これは４つのトナー色に対応したものであって、１つのトナー色については１つでよい。
【００６６】
図１４は校正用パッチ画像の形成タイミングを示す図である。まず、濃度制御処理の実行直後に校正用パッチ画像を形成する場合には、図１４（ａ）に示すように、濃度制御処理が終了した後に、引き続いて各トナー色の校正用パッチ画像を順番に形成する。こうしておけば、以後に外部装置から画像形成要求が与えられたときには、改めて校正用パッチ画像を形成することなく速やかに画像形成およびトナー消費量の算出を行うことができる。
【００６７】
また、濃度制御処理の実行後、画像形成要求を受け付けてから校正用パッチ画像を形成する場合については、形成すべき画像がモノクロ画像かカラー画像かによって以後の処理を異ならせるのが望ましい。というのは、形成すべき画像がモノクロ画像である場合に当該モノクロ色に対応する色以外の色について直ちに校正用パッチ画像を形成する必要はなく、むしろこれを省略することによってトナーを節約することができるからである。
【００６８】
すなわち、外部から与えられた印刷指令がモノクロ画像に対応したものであった場合には、図１４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、当該指令に対応したモノクロ画像の第１ページの形成前、ページ間または全ページ形成終了後に同じ色の校正用パッチ画像を形成すればよい。そして、他のトナー色の校正用パッチ画像については、カラー画像を形成すべき旨の指令を受け付けたときに、以下に説明するようにして形成すればよい。このとき、既に形成の済んでいるモノクロ色については改めて、校正用パッチ画像を形成する、しないのいずれでもよい。
【００６９】
図１５はカラー印刷モードにおける校正用パッチ画像の形成タイミングを示す図である。濃度制御処理の終了後、最初に形成すべき画像がフルカラー画像である場合には、その画像を形成する際に併せて校正用パッチ画像を形成することができる。カラー画像を形成するプロセスにおいては現像器の切り替えが必要であるので、校正用パッチ画像の形成のみを独立したシーケンスとして実行すると、この目的のためだけにロータリー現像ユニット４を回転させなければならないこととなる。そこで、外部からの要求に応じたカラー画像を形成する際に、各色ごとのトナー像の形成と併せて当該トナー色の校正用パッチ画像を形成するようにすれば効率的である。
【００７０】
まず、形成すべき画像が１ページであるときには、図１５（ａ）に示すように、カラー画像印刷に対応する印刷指令を受けて各色のトナー像を順次形成するときに、そのトナー像の前方または後方にそれぞれのトナー色の校正用パッチ画像を形成すればよい。このとき、次の色の校正用パッチ画像を形成する前に先の色の校正用パッチ画像の濃度検出および除去が可能であるならば、各色の校正用パッチ画像は中間転写ベルト７１上の同一位置に形成してよいが、これができない場合には、図１３に示したように、各色の校正用パッチ画像の形成位置を互いに異ならせて重ならないようにすればよい。また、形成すべきカラー画像が複数ページである場合には、図１５（ｂ）に示すように、１つのページと他のページとの間で校正用パッチ画像を形成するようにしてもよい。
【００７１】
以上のように、この実施形態では、トナーカウンタ２００の校正に適した画像パターンを有する校正用パッチ画像を形成し、その濃度検出結果と、形成すべき画像に関する画像データとに基づいて、トナーカウンタ２００がトナー消費量を計算する。具体的には、各トナー色ごとの画像データに基づいて、形成すべきドットの数またはそれに各ドットの階調値を加味した値を積算し、その積算値Ｃdotに、校正用パッチ画像の濃度検出結果に基づき求めた比例係数Ｋを乗じてトナー消費量ＴＣを算出する。このように構成された画像形成装置およびトナーカウンタによれば、トナー消費量を精度よく求めることが可能である。
【００７２】
特に、濃度制御処理によって装置の動作条件が調整された後にこの校正用パッチ画像を形成し、その濃度検出結果に応じて係数Ｋを設定するようにしているので、調整後の動作条件に適合した態様でトナー消費量を算出することができる。また、濃度制御処理後の動作条件で実際に画像を形成し、その濃度検出を行うことにより、濃度制御処理を行っても不可避的に生じてしまうトナー消費量のばらつきにも対応することができる。さらに、濃度制御処理が適切に行われたかどうかを判断する材料して、校正用パッチ画像の濃度検出結果を用いることも可能である。
【００７３】
また、濃度制御処理の終了直後でなく、その終了後であって最初に画像を形成すべき旨の要求があったときに校正用パッチ画像を形成するようにすれば、実際に画像が形成されるときの状況に応じた態様でトナー消費量の算出を行うことができる。この場合、必要なトナー色についてのみ校正用パッチ画像の形成を行うことにより、無用なトナーの消費を抑えることが可能となる。例えば、形成すべき画像がモノクロ画像であれば当該モノクロ色についてのみ校正用パッチ画像を形成し、他の色のついては、カラー画像を形成すべきときに形成するようにすればよい。校正用パッチ画像のサイズは小さいので、形成すべき画像の周囲の余白に形成することができる。
【００７４】
また、画像データに基づく積算値Ｃdotと、校正用パッチ画像の濃度検出結果に基づく係数Ｋとの積に、外部から与えられた画像データと関係なく消費されたトナーの量に相当するオフセット値Ｃoffを加算しているので、装置全体としてのトナー消費量をさらに精度よく求めることができる。
【００７５】
また、濃度制御処理のために形成するパッチ画像と、トナーカウンタの校正のために形成するパッチ画像とを区別しているので、それぞれの目的に最も適した画像パターンを独立に選択することができる。この実施形態では、濃度制御処理用のパッチ画像としてベタ画像および１オン１０オフ画像を形成する。これらの画像パターンは、それぞれ現像バイアスおよび露光パワーの最適値を求めるのに適したものである。また、トナーカウンタの校正のためのパッチ画像としては、トナー消費量のばらつきが現れやすいハーフトーン画像のうち１オン１オフ画像パターンを使用している。こうすることで、このようなばらつきに起因して生じるトナー消費量の算出誤差を小さく抑えることが可能となる。
【００７６】
以上説明したように、この実施形態においては、エンジン部ＥＧが本発明の「像形成手段」として機能しており、またエンジン部ＥＧに設けられてトナー像を一時的に担持する中間転写ベルト７１が、本発明の「像担持体」に相当する。また、濃度センサ６０が、本発明の「検出手段」として機能している。また、トナーカウンタ２００が、本発明の「トナー消費量算出手段」および「トナーカウンタ」に相当する。また、濃度制御処理を実行するＣＰＵ１０１が、本発明の「制御手段」として機能している。さらに、この実施形態においては、濃度制御処理の実行時に形成される２種類（ベタ、１オン１０オフ）のパッチ画像が本発明の「制御用パッチ画像」であり、その後に形成される１オン１０オフ画像が、「校正用パッチ画像」である。
【００７７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、トナー消費量のばらつきが大きい１オン１オフ画像を「校正用パッチ画像」の画像パターンとしているが、トナー消費量のばらつきは装置の構成や使用するトナーの特性等によっても異なっているので、それらに応じて、他の画像パターンを用いるようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、メインコントローラ１１のパルス変調部１１７からエンジンコントローラ１０のレーザドライバ１２１に与えられるビデオ信号に基づいてドット数または階調値の積算を行うようにしているが、これに限定されず、形成すべきドットの数やその濃淡（階調レベル）を表すものであれば他のデータも使用可能である。
【００７９】
また、上記実施形態では、制御用パッチ画像および校正用パッチ画像を中間転写ベルト７１上に形成し、該ベルト上で濃度検出を行うようにしているが、これに限定されず、例えば、濃度センサを感光体２２に対向配置し、感光体２２上でパッチ画像の濃度検出を行うようにしてもよい。
【００８０】
さらに、上記実施形態の構成に限定されず、例えばブラック色トナーに対応した現像器のみを備えモノクロ画像を形成する装置や、中間転写ベルト以外の転写媒体（転写ドラム、転写シートなど）を備える装置、さらには複写機、ファクシミリ装置など他の画像形成装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態の構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】この装置における信号処理ブロックを示す図。
【図４】濃度制御処理を示すフローチャート。
【図５】パッチ画像の画像パターンを示す図。
【図６】現像バイアスと画像濃度との関係を示す図。
【図７】露光パワーと画像濃度との関係を示す図。
【図８】濃度制御処理後の中間調における画像濃度の例を示す図。
【図９】トナー付着量と画像濃度との関係を示す図。
【図１０】ライン間隔とトナー付着量との関係を示す図。
【図１１】トナーカウンタの構成を示す図。
【図１２】校正用パッチ画像の濃度検出結果と比例係数との対応を示す図。
【図１３】中間転写ベルト上における校正用パッチ画像の位置を示す図。
【図１４】校正用パッチ画像の形成タイミングを示す図。
【図１５】カラー印刷モードにおける校正用パッチ画像の形成タイミングを示す図。
【符号の説明】
【００８２】
６０…濃度センサ（検出手段）、  ７１…中間転写ベルト（像担持体）、  １０１…ＣＰＵ（制御手段）、  ２００…トナーカウンタ（トナー消費量算出手段）、  ２０１…カウンタ、  ２０２…乗算器、  ２０３…加算器、  ＥＧ…エンジン部（像形成手段）、  Ｉｐ…校正用パッチ画像
【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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