(57)【要約】【課題】画像形成装置が置かれている状況に応じて、トナーパッチを形成する様態を変更し、広い階調領域に渡り安定的に所定の濃度階調を維持する。【解決手段】画像形成装置において、像担持体上に予め設定された所定の様態で測定用のトナーパッチを形成するパッチ形成部２５と、パッチ形成部２５により形成されたトナーパッチの濃度を所定の検知位置で検知する濃度センサ１５と、パッチ形成部２５が形成するトナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部４５と、濃度センサ１５により検知された検知結果に基づいて、像担持体１上に形成されるトナー像の濃度に影響する画像形成条件を調整する画像条件制御部４１〜４４とを備えた。【選択図】  図１
2004198805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着して該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上に予め設定された所定の様態で測定用のトナーパッチを形成するパッチ形成部と、
前記パッチ形成部により形成されたトナーパッチの濃度を所定の検知位置で検知する濃度センサと、
前記パッチ形成部が形成する前記トナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部と、
前記濃度センサにより検知された検知結果に基づいて、前記像担持体上に形成される前記トナー像の濃度に影響する画像形成条件を調整する画像条件制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記パッチ様態制御部は、状況に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの画像密度を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記パッチ様態制御部は、状況に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの個数を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記パッチ様態制御部は、前記濃度センサにより検知された濃度と目標濃度とを比較し、比較結果に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記パッチ様態制御部は、前記濃度センサにより検知された濃度と目標濃度との差分を記憶する濃度メモリを有し、該濃度メモリに記憶された差分を平均した差分平均の大きさに応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
形成される画像の濃度をマニュアル調整する濃度調整部を備え、
前記パッチ様態制御部は、前記濃度調整部の指令に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
この画像形成装置の温度又は湿度を検知する環境センサを備え、
前記パッチ様態制御部は、前記環境センサにより検知された温度又は湿度に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記パッチ様態制御部は、この画像形成装置の画像形成条件に影響を及ぼす部品もしくは消耗品が交換されたことを検出する検出部を有し、該検出部の検出結果に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
この画像形成装置の稼動状態を検知する稼動状態検知部を有し、
前記パッチ様態制御部は、前記稼動状態検知部の検知結果に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体は、所定の方向に回転するものであり、前記稼動状態検知部は、前記像担持体の回転数又は駆動時間をカウントするカウンタであることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記記録媒体を収納する用紙トレイと、該用紙トレイに収納された記録媒体の種類を判別する判別手段とを備え、
前記パッチ様態制御部は、前記判別手段により判別された記録媒体の種類に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１２】
入力された画像信号、もしくは原稿を読み取って得た画像信号に基づいて記録媒体上に形成される画像密度を算出する画像密度算出部を備え、
前記パッチ様態制御部は、前記画像密度算出部により算出された画像密度に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記画像密度算出部は、入力された画像信号の所定の画像密度ごとのヒストグラムを求めるものであって、
前記パッチ様態制御部は、前記ヒストグラムのうちの頻度の大きい画像密度に、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記パッチ様態制御部は、所定の画像密度領域毎に平均された平均頻度を求め、該平均頻度により頻度の大小を比較するものであることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記パッチ様態制御部は、所定の画像密度領域毎に頻度の大小比較を行い、該所定の画像密度領域毎に、所定の閾値を越える、頻度の大きい画像密度を抽出するものであることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記パッチ様態制御部は、タイマを有し、該タイマにより計測されたこの画像形成装置の動作時間又は非通電時間に応じて、前記パッチ形成部に設定した前記トナーパッチの様態を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、特にトナーパッチの濃度を検知し、検知結果に基づいて画像形成条件を調整する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタなど、電子写真方式の画像形成装置においては、微小粒子であるトナーを用いているため、環境変化や経時間変化による影響を強く受け、画像濃度が微妙に変動したり、使用される機械によって画像濃度に差異が生じることが多い。このため、所定の濃度階調の、所定数のトナーパッチを形成させ、それらの濃度をセンサで検知するとともに、目標濃度と比較することにより画像形成条件を調整し、所定の濃度、階調性を制御するのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、トナーパッチを形成するとトナーを消費してランニングコストを増加させたり、トナーパッチをクリーニングするクリーナ負荷を増大させるほか、生産性を低下させるため、トナーパッチを出力する回数は必要最小限に抑制する必要がある。
【０００４】
そこで、トナーパッチの濃度検知結果と目標濃度とを比較し、その比較結果によりトナーパッチを出力するサイクルを変更するものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、トナーパッチを出力するサイクルを変更しても、出力されるトナーパッチの数や濃度階調は固定されているため、固定された濃度階調以外の濃度や階調性に変化が生じてもそれに対処できないという問題がある。
【０００６】
図１は、高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、トナーの濃度（ＴＣ）をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【０００７】
図１からわかるように、低濃度領域のハイライト部においては、ＴＣが中位の場合と較べて、ＴＣが高い場合は濃度が高めになり、ＴＣが低い場合は濃度が低めになる。
【０００８】
図２は、高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、現像剤の経時変化をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【０００９】
図２からわかるように、低濃度領域のハイライト部においては、現像剤が劣化すると濃度が高めになる。これは、現像剤の劣化にともなって帯電性が低下するため、現像器から感光体に付着するトナー量が増加するためである。
【００１０】
このように、例えば高濃度のトナーパッチにより高濃度領域を目標濃度にあわせても、低濃度領域のハイライト部においては、階調性が合わない場合が生じるため、状況に応じて、低濃度のトナーパッチにより低濃度領域も目標濃度にあわせる必要がある。
【００１１】
そこで、階調補正カーブの特性から、変化分が大きくなる高濃度領域や低濃度領域におけるトナーパッチの形成間隔を、変化分がほぼ一定である中濃度領域に較べて狭くすることにより必要最小限のトナーパッチで精度よく濃度制御を行なおうとするものがある（特許文献２参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平３−２５１８７８号公報（実施例、図１、図４）
【特許文献２】
特開平８−７６５２７号公報（段落番号００５２〜段落番号００６０、図４〜図７）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーパッチの形成間隔をかえても、出力されるトナーパッチの数や濃度階調は固定されているため、画像形成装置の状態の変化に伴う階調補正カーブの変動に対応できない場合や、画像形成装置固有の特性と、トナーパッチを形成し濃度調整した領域とがマッチしない場合が生じる。
【００１４】
図３は、トナーパッチを濃度センサで測定した結果を示す図である。
【００１５】
図３において、横軸は、階調に換算した画像入力信号を、縦軸は、トナーパッチの濃度検出値を、図中の曲線は、濃度センサによる検出値をそれぞれあらわしている。また、図のくろ菱形印は、濃度センサが通常の感度を有する場合、くろ四角印は、濃度センサが通常より濃い目の感度を有する場合をあらわしている。
【００１６】
濃度センサの特性は、経時変動や、環境変動によってもその程度が異なるが、一般的に高濃度領域は飽和する傾向がある。したがって、飽和傾向の強い高濃度領域に狭い間隔でトナーパッチを出力しても、濃度センサの検出値はほとんど変化せず、無駄が多い。
【００１７】
図４および図５は、温度および湿度が変化した場合における、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にして両者の関係を示した図である。
【００１８】
図４および図５に示すように、低濃度領域であるハイライト部の濃度が、低温又は低湿環境下においては、通常環境時にくらべて高めになり、高温又は高湿環境下においては、通常環境時にくらべて低めになる。
【００１９】
したがって、環境変化が大きいときは、ハイライト部のトナーパッチの様態を変更して、階調性の変動を充分把握する必要がある。
【００２０】
図６は、感光体の劣化による表面電位の変化を示す図である。
【００２１】
図６において、横軸は、感光体の回転時間、縦軸は表面電位を示し、図中の実線は、感光体が新しい場合、鎖線は、感光体が劣化した場合をあらわしている。図に示すように、感光体が劣化すると表面電位の変化が大きくなり、帯電ムラが生じていることがわかる。したがって、感光体上のトナー像の形成位置によって、濃度にむらが生じてしまう。
【００２２】
図７は、用紙上に形成される画像密度と現像剤の帯電量との関係を示す図である。
【００２３】
図７に示すように、画像密度が高くなると、トナーの使用量が増加するため、現像器内で充分攪拌されない状態となるため、帯電量が低下する。このため、感光体に付着するトナー量が通常時よりも多めになり、一時的に濃度が高めになる。
【００２４】
図８は、現像剤が攪拌されることなく放置された放置時間を横軸に、現像剤帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【００２５】
図８に示すように、現像剤が攪拌されることなく長時間放置されると、帯電量が低下する傾向にあるので、そのような現像剤を用いて画像を形成すると、ハイライト部に濃度が高めになってしまう。
【００２６】
図９は、現像器の動作累積時間を横軸に、現像剤の帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【００２７】
図９に示すように、現像器動作累積時間が長くなると、帯電量が高めになり、形成される画像の濃度は低めになるので、トナーパッチの画像密度を高濃度側に設定してやる必要がある。
【００２８】
本発明は、上記事情に鑑み、画像形成装置が置かれている状況に応じて、トナーパッチを形成する様態を変更し、広い階調領域に渡り安定的に所定の濃度階調を維持することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着して該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体上に予め設定された所定の様態で測定用のトナーパッチを形成するパッチ形成部と、
上記パッチ形成部により形成されたトナーパッチの濃度を所定の検知位置で検知する濃度センサと、
上記パッチ形成部が形成する前記トナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部と、
上記濃度センサにより検知された検知結果に基づいて、上記像担持体上に形成される上記トナー像の濃度に影響する画像形成条件を調整する画像条件制御部とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
このように、パッチ形成部が形成するトナーパッチの様態を設定するとともに、その設定した様態を、状況に応じて変更するパッチ様態制御部を備えており、状況に応じて所定の態様で形成されたトナーパッチの濃度を検知して画像形成装置が置かれている状況に応じて、画像形成条件を調整するので、広い階調領域に渡り安定的に所定の濃度階調を維持することが可能である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１０は、第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００３２】
図１０に示すように、本実施形態の画像形成装置は、入力された画像信号を画像処理する画像処理部３０と、用紙上に画像を形成する画像形成部５０と、トナーパッチの様態を設定したり、状況に応じてその様態を変更するとともに、そのようにして形成されたトナーパッチの濃度の検知結果に基づいて画像形成条件を調整する制御部４０とを備えている。
【００３３】
画像形成部５０は、イエロー（Ｙ）色、マゼンダ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、およびブラック（Ｋ）色それぞれのトナー像が形成される４つのユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、４つのユニットに接触するとともに、トナー像が１次転写される中間転写ベルト２０と、４つのユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋそれぞれに形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に１次転写する１次転写ロール５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、中間転写ベルト２０上に１次転写されたトナー像を用紙Ｐに２次転写する２次転写ロール６と、種類が異なる用紙Ｐを収納する３つの用紙トレイ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、用紙トレイ１２ａ，１２ｂ，１２ｃから抜き出した用紙Ｐを２次転写ロール６の配置位置に搬送する搬送ロール１４と、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱および加圧することにより用紙Ｐ上に定着させる図示しない定着器を備えている。
【００３４】
各ユニット１０は、トナー像が形成される感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを帯電する帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、帯電した感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに、外部から入力された画像データを画像処理し、ＹＭＣＫ色に分解された画像信号に基づいて変調された露光光を照射して静電潜像を形成する露光部３と、静電潜像にＹＭＣＫ各色のトナーを付与して各色のトナー像を形成する、トナーとキャリヤとが混合された現像剤を攪拌することにより帯電したＹＭＣＫ各色のトナーを付与して静電潜像を現像する現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとを備えている。なお、ＹＭＣＫ各色のトナーを収納するトナーボックス１１があり、各色のトナーは、所定のタイミングで現像機４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに供給される。また、各ユニット１０に、各色の測定用のトナーパッチを、予め設定された様態で形成するパッチ形成部を備えており、Ｋ色のトナー像を形成するユニット１０Ｋよりも中間転写ベルトの循環移動方向Ａの下流側には、中間転写ベルト上のトナーパッチの濃度を検知する濃度センサ１５と、画像形成装置内の温度を検知する温度センサ１６と湿度を検知する湿度センサ１７とを備え、また各感光体ドラム１は、表面の電位を検知する電位センサ１８を備えている。さらに、用紙トレイ１２の近傍には、用紙トレイ１２から抜き出され、２次転写位置に搬送される用紙の種類を判別する用紙判別センサ１９を備えている。
【００３５】
なお、中間転写ベルト２０は、ベルトを駆動する図示しない駆動ロール２１と、対向ロール２２と、ベルトに張力を加えるテンションロール２３とに張架されて矢印Ａ方向に循環移動する。
【００３６】
画像処理部３０は、入力された画像データに基づいて、画像密度毎のヒストグラムを作成する画像データ制御部３１と、原稿毎の画像密度又は所定枚数の原稿の平均画像密度をカウントする画像ピクセルカウンタ３２とを備えている。
【００３７】
制御部４０は、帯電電圧を調整するＢＣＲ電圧制御部４１と、露光光量を調整するＬＤ光量制御部４２と、トナーの消費量を監視し、トナーボックス１１から現像器４にトナーを補給する調整を行うＴＣ制御部４３と、入力された画像信号に基づいてトナー像を所定の濃度で形成する階調補正カーブを調整する階調制御部４４と、形成されるトナー像の濃度に影響する画像形成条件を、フィードバック制御するためのトナーパッチの様態をパッチ形成部２５に設定したり、状況に応じて、その様態を変更するパッチ様態制御部４５とを備えており、さらに、パッチ様態制御部４５は、メモリ４６と、タイマー４７とを有する。
【００３８】
また、本実施形態の画像形成装置は、画像の濃度階調をマニュアルで調整したり、画像モードを指定したり、用紙の種類を指定することができるユーザインタフェースとしてＵＩ操作部２６を備えている。
【００３９】
入力された画像信号は、画像処理部３０でＹＭＣＫ色毎の画像信号に変換され、変調される。そして、露光部３から変調された画像信号に基づく露光光が、４つのユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋそれぞれに備える感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに照射されると、各感光体ドラムに静電潜像が形成され、静電潜像は各現像機４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋで現像されて各色のトナー像が形成される。各色のトナー像は、各１次転写ロール５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより中間転写ベルト２０に重ね合わされて転写され、中間転写ベルト２０上のトナー像は、２次転写ロール６により用紙トレイ１２から搬送ロール１４により搬送された用紙Ｐに転写され、さらに図示しない定着器により加熱および加圧されて用紙Ｐ上に定着されて画像が形成される。
【００４０】
ＵＩ操作部２６により濃度階調の調整指示が行なわれた場合など、所定のタイミングで、パッチ様態制御部４５は、パッチ形成部２５に予め設定された所定の様態でトナーパッチを形成させる。そして、そのトナーパッチを濃度センサ１５で検知し、その検知結果や、この画像形成装置が置かれている状況に応じて、次回形成されるトナーパッチの様態を変更し、トナーパッチを濃度センサで検知した検知結果に基づいて、ＢＣＲ制御部４１、ＬＤ光量制御部４２などが濃度調整や、階調制御部４４による階調補正カーブの修正を行い、濃度や階調性の最適化を図る。
【００４１】
本実施形態の画像形成装置について、中間転写ベルト２０を用いるタンデム構成の画像形成装置に基いて説明したが、画像形成装置は、タンデム構成に限定する必要はなく、複数サイクル構成のものであってもよく、また中間転写ベルト２０に限定する必要はなく、中間転写体であってもよい。さらに、中間転写方式に限定されず、用紙搬送ベルトに担持された記録媒体、あるいはロールで搬送される記録媒体に直接転写する方式のものであっても適用される。
【００４２】
以下に、制御部４０のパッチ様態制御部４５が、状況に応じて、パッチ形成部２５に形成させるトナーパッチの様態を変更する方法について説明する。
【００４３】
図１１（ａ）は、制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【００４４】
図１１（ａ）に示すように、制御部のパッチ様態制御部は、濃度センサにより検知された検知結果を記憶する濃度メモリを有し、その濃度メモリに記憶された検知結果に応じて、パッチ形成部に形成させるトナーパッチの様態を変更する。
【００４５】
パッチ様態制御部は、トナーパッチを形成させるタイミングがきたか否かを監視し（Ｓ−１００）、そのタイミングが来たときは、パッチ形成部にトナーパッチを形成させ（Ｓ−１０１）、そのトナーパッチを濃度センサで検知する（Ｓ−１０２）。検知されたトナーパッチが画像密度８０％の画像信号によるものである場合には（Ｓ−１０３）、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣａを算出する（Ｓ−１０４）。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標ＲＡＤＣａとの差分である偏差ΔＲＡＤＣａを算出し（Ｓ−１０５）、算出した偏差ΔＲＡＤＣａに基づいて、ＬＤ光量制御部は、画像形成条件の１つである露光装置のレーザダイオードが発光する光量を補正（Ｓ−１０６）し、所定の濃度を得る。また、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを設定するため、偏差ΔＲＡＤＣａの大きさが２０より大きいか小さいかを判定し（Ｓ−１０７）、ずれが小さい場合には次回のトナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを２０％に変更し（Ｓ−１０８）、ずれが大きい場合には、８０％のままにする（Ｓ−１０９）。
【００４６】
一方、検知されたトナーパッチが画像密度８０％の画像信号によるものでない場合（例えば画像密度２０％）（Ｓ−１０３）には、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣｂを算出する（Ｓ−１１０）。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標ＲＡＤＣｂとの差分である偏差ΔＲＡＤＣｂを算出し（Ｓ−１１１）、算出した偏差ΔＲＡＤＣｂに基づいて、階調制御部は、階調補正カーブを修正する（Ｓ−１１２）。そして、パッチ態様制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像信号における画像密度を８０％に戻しておく（Ｓ−１１３）。
【００４７】
ここで、（Ｓ−１０７）および（Ｓ−１０８、１０９）における処理は一例であり、（Ｓ−１０８）における処理は、さらにきめ細かく、偏差ΔＲＡＤＣａの大きさに応じて関数を用いて設定することができる。また、（Ｓ−１０７）における処理は、過去の履歴などにより判定することもできる。
【００４８】
図１１（ｂ）は、本実施形態のパッチ様態制御部が複数のトナーパッチを形成する場合における、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【００４９】
図１１（ｂ）に示すように、パッチ様態制御部は、トナーパッチを形成させるタイミングか否かを監視し（Ｓ−２００）、そのタイミングのときは、パッチ形成部に、例えば５種類の画像密度（１０％、２５％、４０％、６０％、８０％）でトナーパッチを形成させ（Ｓ−２０１）、その５種類の画像密度のトナーパッチを濃度センサで検知する（Ｓ−２０２）。５種類の画像密度のトナーパッチの濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣを算出する（Ｓ−２０３）。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標ＲＡＤＣとの差分である偏差ΔＲＡＤＣをそれぞれ算出し（Ｓ−２０４）、算出した偏差ΔＲＡＤＣとその画像密度との関係から、階調制御部は、階調補正カーブを修正する（Ｓ−２０５）。また、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを設定するため、複数のトナーパッチの偏差ΔＲＡＤＣの絶対値を大きさの順に配列し、偏差ΔＲＡＤＣの絶対値の最大値を求め（Ｓ−２０６）、さらに、偏差ΔＲＡＤＣの絶対値の最大値および最小値とそれぞれのＣｉｎ番号との関係を求める（Ｓ−２０７）。そして、画像密度の変更状態を示すフラッグが立っているか否かを確認し（Ｓ−２０８）、フラッグが立っていないときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を、そのまま維持し（１０％、２５％、４０％、６０％、８０％）するとともに（Ｓ−２１０）、画像濃度の変更フラッグを立てない（Ｓ−２１１）。
【００５０】
一方、フラッグが立っているときは、偏差ΔＲＡＤＣの絶対値の最大値の大小比較を行ない、２０よりも大きいと判定されたときは、フラッグが立っていないときと同様に、次回形成するトナーパッチの画像密度を、そのまま維持し（１０％、２５％、４０％、６０％、８０％）する（Ｓ−２１０）。そして、偏差ΔＲＡＤＣの絶対値の最大値の大小比較により、２０よりも大きいと判定されたときは、偏差ΔＲＡＤＣが最小値をとるトナーパッチの画像密度を、偏差ΔＲＡＤＣの絶対値が最大値をとるトナーパッチの画像密度付近に変更し（Ｓ−２１２）、次回形成するトナーパッチの画像密度が変更されていることを示すフラッグを立てる（Ｓ−２１３）。
【００５１】
このように、複数のトナーパッチを形成する場合に、目標濃度との差が最も小さいトナーパッチの画像密度を変更し、目標濃度との差が最も大きいトナーパッチの画像密度の近傍に移動することにより、広域にわたり濃度階調の安定性を高めることができる。
【００５２】
図１２は、濃度センサの感度曲線を示す図である。
【００５３】
図１２において、横軸は、入力された画像信号を画像密度に換算した値をあらわし、縦軸は、濃度センサにより検知された検知信号をあらわす。
【００５４】
図中のくろ菱形印は、濃度センサが理想的な状態の検出値をあらわし、くろ四角印は、ある状態のときの検出値をあらわしている。
【００５５】
図からわかるように、濃度センサの感度は、高濃度領域では検出値が飽和する傾向にある。また、濃度センサの状態、たとえば環境温度や経時変化により濃度が極めて高い領域では、目標濃度よりも高い濃度を示す、無駄なトナーパッチを複数個形成してしまう場合が生じる。
【００５６】
図１３は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【００５７】
図１３において、画像形成装置の電源が投入された直後であるとき（Ｓ−３００）は、パッチ様態制御部は、トナーパッチの画像密度を、０％（第０番トナーパッチ）、１０％（第１番トナーパッチ）、２０％（第２番トナーパッチ）、以下１０％ごとに１００％（第１０番トナーパッチ）まで、１１種類設定する（Ｓ−３０１）。そして、トナーパッチ作成タイミングになると（Ｓ−３０２）、パッチ形成部に、第１番トナーパッチから、第１０番トナーパッチまでの１１種類の画像密度のトナーパッチが形成される（Ｓ−３０３）。そして、それらのトナーパッチの濃度を濃度センサで検知し（Ｓ−３０４）、１１種類の画像密度のトナーパッチの濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣを算出する（Ｓ−３０５）。算出された１１種類の画像密度の検出ＲＡＤＣと、それぞれの目標濃度である目標ＲＡＤＣとの差分である偏差ΔＲＡＤＣを求め（Ｓ−３０６）、求めた偏差ΔＲＡＤＣと対応する画像密度とにより階調補正カーブを修正する（Ｓ−３０７）。
【００５８】
さらに、パッチ様態制御部は、トナーパッチ番号を９番に設定し（Ｓ−３０８）、第９番の検出ＲＡＤＣが第１０番の検出ＲＡＤＣより大きいか小さいかと、第９番の検出ＲＡＤＣと第１０番の検出ＲＡＤＣとの差分の絶対値が５より大きいか小さいかが判定される（Ｓ−３０９）。
【００５９】
以下、順次トナーパッチ番号を若番号にして同様の判定を行なう（Ｓ−３１０、３１１）。そして、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、９番のみである場合には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの画像密度は、変更しない（Ｓ−３１３）。
【００６０】
一方、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、９番のみならず、９番よりも若い番号である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、高濃度領域のトナーパッチの画像密度を変更し、高濃度領域の割合を減らす（Ｓ−３１４）。具体的には、飽和していると判定された番号が最も若いトナーパッチの画像密度（Ｓ−３１５）に応じて、第０番から第１０番まで１１種類のトナーパッチの画像密度を変更する（Ｓ−３１６）。
【００６１】
このように、各トナーパッチ濃度の検出値から、濃度センサが飽和しているか否かを判定し、飽和領域のトナーパッチは、飽和領域外に割り振るので、無駄なく効率よく高精度の制御をおこなうことができる。
【００６２】
ここで、（Ｓ−３０８）以下の、パッチ様態の変更は、他の処理によっても行なうことができる。
【００６３】
図１４は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの個数を変更する様態を示すフローチャートである。
【００６４】
図１４において、画像形成装置の電源が投入された直後であるとき（Ｓ−３５０）は、パッチ様態制御部は、パッチ個数を１１に設定する（Ｓ−３５１）。そして、トナーパッチを形成するタイミングを監視し（Ｓ−３５２）、そのタイミングになると、第０番から第１０番までのトナーパッチを、それぞれの番号を１０倍した画像密度でパッチ形成部に形成させる（Ｓ−３５３）。
【００６５】
ここで、本実施形態では、画像密度を番号の１０倍に設定しているが、これに限定されない。
【００６６】
そして、パッチ様態制御部は、パッチ形成部が形成したトナーパッチの濃度を濃度センサで検出し（Ｓ−３５４）、その濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣを算出する（Ｓ−３５５）。次に、算出された検出ＲＡＤＣと濃度目標値である目標ＲＡＤＣとの差分である偏差ΔＲＡＤＣを算出し（Ｓ−３５６）、求めた偏差ΔＲＡＤＣと対応する画像密度とにより階調補正カーブを修正する（Ｓ−３５７）。
【００６７】
さらに、パッチ様態制御部は、トナーパッチ番号を９番に設定し（Ｓ−３５８）、第９番の検出ＲＡＤＣが第１０番の検出ＲＡＤＣより大きいか小さいかと、第９番の検出ＲＡＤＣと第１０番の検出ＲＡＤＣとの差分の絶対値が５より大きいか小さいかが判定される（Ｓ−３５９）。
【００６８】
以下、順次トナーパッチ番号を若番号にして同様の判定を行なう（Ｓ−３６０、３６１）。そして、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、９番のみである場合（Ｓ−３６２）には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの画像密度は、変更しない（Ｓ−３６３）。
【００６９】
一方、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、９番のみならず、９番よりも若い番号である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、高濃度領域のトナーパッチ数を変更し、高濃度領域のパッチの割合いを減らす（Ｓ−３６４）。具体的には、飽和していると判定された番号が最も若いトナーパッチの番号に２を加え（Ｓ−３６５）、その加えた数と６との大小比較を行ない（Ｓ−３６６）、６より小さいときは６個に減らし（Ｓ−３６７）、６より大きいときはその個数を用いて次回に形成するトナーパッチの個数とする。
【００７０】
このように、各トナーパッチ濃度の検出値から、濃度センサが飽和しているか否かを判定し、飽和しているときは無駄なトナーパッチの形成個数を減らすので、効率よく、かつ高精度に画像形成条件の制御をおこなうことができる。
【００７１】
次に、本実施形態の画像形成装置のＵＩ部により、濃度目標値、あるいは画像形成条件がマニュアル調整された場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【００７２】
図１５は、ＵＩ部のマニュアル調整画面を一例として示す図であり、図１６は、マニュアル調整された場合にトナーパッチが形成されるポイントが変更される状況を示す図である。
【００７３】
図１５および図１６に示すマニュアル調整画面には、画像密度（入力画像信号）を横軸とし、画像濃度（出力画像信号）を縦軸として、階調補正カーブが表示される。また、マニュアル調整可能なポイント（０、６４、１２８、１９２、２５５；２５５は、Ｃｉｎ１００％に相当する。）と、トナーパッチが形成されるポイントとが表示されており、図１５では、トナーパッチは、０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５のポイントに形成されている。一方、図１６では、画像密度が６４のポイントでマニュアル調整可能が行なわれて濃度をアップしたので、その近傍の濃度をきめ細かく監視するため、３２のポイントを３２と６４のポイントの間に、および９６のポイントを６４と９６のポイントの間に、トナーパッチの画像密度を変更する。。
【００７４】
図１７は、マニュアル調整を変更した場合にトナーパッチが形成される画像密度が変更される様態を示すフローチャートである。
【００７５】
図１７に示すように、マニュアル調整画面でマニュアル調整が実施され（Ｓ−１）、パッチ様態制御部は、ＵＩ部から調整された画像密度の情報を得て、調整された濃度領域を判断し（Ｓ−２）、マニュアル調整された画像密度の近傍に隣のポイントのトナーパッチの画像密度を変更させる。
【００７６】
次に、本実施形態の画像形成装置の環境センサにより環境変化を検知した場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【００７７】
図１８は、温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【００７８】
図１８において、温度センサにより機内温度が検出されると（Ｓ−４００）、検出された機内温度と前回トナーパッチを形成したときの機内温度との温度差Δｔｅｍｐが算出され（Ｓ−４０１）、算出された温度差Δｔｅｍｐと５℃との大小比較がなされる（Ｓ−４０２）。そして、温度差Δｔｅｍｐが５℃より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を８０％に設定する（Ｓ−４０３）。また、温度差Δｔｅｍｐが５℃より大きいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を２０％に設定し（Ｓ−４０４）、現在の機内温度を、次回温度差が算出されるときの基準温度に設定する（Ｓ−４０５）。
【００７９】
図１９は、湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【００８０】
図１９において、湿度センサにより機内湿度が検出されると（Ｓ−４１０）、検出された機内湿度と前回トナーパッチが形成されたときの機内湿度との湿度差ΔＨｕｍが算出され（Ｓ−４１１）、算出された湿度差ΔＨｕｍと１５％との大小比較がなされる（Ｓ−４１２）。そして、湿度差ΔＨｕｍが１５％より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を８０％に設定する（Ｓ−４１３）。また、湿度差ΔＨｕｍが１５％より大きいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を２０％に設定し（Ｓ−４１４）、現在の機内湿度を、次回湿度差が算出されるときの基準湿度に設定する（Ｓ−４１５）。
【００８１】
次に、本実施形態の画像形成装置において、部品交換や消耗品の交換などがなされた場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【００８２】
図２０は、感光体の交換前後における各画像密度ごとの画像濃度を示す図である。
【００８３】
図２０において、横軸は、画像密度、縦軸は、画像濃度をあらわす。図からわかるように、感光体を交換した後の画像濃度は、感光体を交換する前の画像密度に比べて、ハイライト部２おける濃度が低めになっていることがわかる。
【００８４】
したがって、感光体を交換した直後は、しばらくは、ハイライト部の濃度を監視する必要がある。
【００８５】
図２１は、感光体の交換前後において画像密度を変更する様態を示す図である。
【００８６】
図２１において、感光体の新旧状態の判定が行なわれ（Ｓ−５００）、例えば感光体の交換に伴うセットボタンが押されてからの稼働時間がタイマーで計測されることにより、感光体が交換後まもない状態か、相当時間経過した状態かが判定され（Ｓ−５０１）、相当時間経過した状態であるときは、画像密度を８０％に設定する（Ｓ−５０２）。そして交換後まもない状態のときは、画像密度を２０％に設定する（Ｓ−５０３）。
【００８７】
図２２は、感光体の消耗による感光体表面の膜減りによる画像濃度の変動を示す図である。
【００８８】
図２２において、横軸は、画像密度を、縦軸は画像濃度をあらわし、図中の曲線は、感光体の使用回数が１００Ｋサイクル、２００Ｋサイクル、３００Ｋサイクルと増加した場合の階調補正カーブをあらわしている。
【００８９】
図からわかるように、ハイライト部の濃度は、感光体が新しい状態から、感光体の使用回数が増加するのに伴って、濃度が徐々に高めになることがわかる。そして、感光体が新しい状態のときには画像密度が４０％のときに得られる濃度が、２００Ｋサイクル使用した状態のときは２０％の画像密度で得られる濃度と等価になっている。
【００９０】
図２３は、パッチ様態制御部が、感光体の総回転回数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【００９１】
図２３において、パッチ様態制御部は、感光体の総回転数をカウンタから検出し（Ｓ−５１０）、その検出した総回転数を１万で除して、２０から差し引くことにより補正量ΔＰＣｉｎを算出する（Ｓ−５１１）。そして、補正量ΔＰＣｉｎの正、負を判定する（Ｓ−５１２）。総回転数が２０万（２００Ｋサイクル）を越え、補正量ΔＰＣｉｎが負の場合には、トナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを２０％に設定する（Ｓ−５１３）。そして、総回転数が２０万（２００Ｋサイクル）未満で、補正量ΔＰＣｉｎが正の場合は、トナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを２０％に補正量ΔＰＣｉｎを加えた画像密度に設定する（Ｓ−５１４）。
【００９２】
このように、総回転数が低いときは、画像密度を４０％近傍に設定し、総回転数が高くなると２０％に近ずけることにより階調補正カーブの広域にわたり濃度を検出し、効率よく画像形成条件を調整することができる。
【００９３】
ここでは、回転数により感光体の劣化状態を検出する場合について説明したが、感光体の表面電位をセンサで検知することにより検出することもできる。またここでは感光体を例として説明したが、感光体以外にも、現像器や転写ロール、現像剤などについても同様に適用することができる。
【００９４】
次に、画像が形成される記録媒体の種類に応じてトナーパッチの様態を変更する場合について説明する。
【００９５】
１つのトナーパッチで濃度制御を行なう場合に、画像密度を低濃度領域に設定すると、高濃度領域の最適化が困難となることから、画像密度を高濃度領域に設定し、それによってハイライト部を含む全体の濃度制御を行なうのが一般的である。しかし、この方法では、中間調の階調性がラフになるため、特に、中間調における濃度が最適化されていないと画質が劣化する、写真画質などの高画質画像を形成する場合には好ましくない。一方、トナーパッチの数を増やす方法を用いる方法もあるが、トナーパッチ数をむやみに増やすと、生産性が低下したり、トナー消費量が増大することから許容されない場合もある。本実施形態では、用紙種類を普通紙、高画質用紙、低画質用紙に区分し、用紙区分に応じてトナーパッチの様態を変更する。
【００９６】
図２４は、ＵＩ部における用紙選択画面を示す図であり、図２４（ａ）は、用紙種類をトレイ毎に選択する例であり、図２４（ｂ）は、用紙種類の代わりに、用紙の商品名、商品番号で選択する例である。
【００９７】
図２４において、用紙選択画面には、トレイ番号と用紙種類とが表示され、図２４（ａ）に場合には、普通紙、高画質用紙などの用紙種類が表示され、図２４（ｂ）の場合には、Ｐ紙（Ｘ社  ６５ｇｓｍＡ４）、ＪＤコート紙(Ｘ社  １０３ｇｓｍＡ３)などの商品名などが表示される。その表示された用紙に基づいてカーソルを移動させることにより所定の用紙種類などが選択される。
【００９８】
図２５は、用紙トレイを示す図である。
【００９９】
図２５に示す用紙トレイは３つあり、各用紙トレイから抜き出された用紙が、抜き出された位置には用紙判別センサが備えられており、用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報は、パッチ態様制御部に送られる。
【０１００】
図２６は、用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【０１０１】
図２６において、ＵＩ部において自動画質選択機能ボタンが押された状態であると（Ｓ−６００）、用紙判別センサやＵＩ部による用紙選択の手段により用紙種類などが検出される（Ｓ−６０１）。パッチ様態制御部がその情報を得ると、用紙が高画質用紙か否かが判定され（Ｓ−６０２）、高画質用紙である場合には、トナーパッチの画像密度が４０％に設定され（Ｓ−６０４）、高画質用紙でない場合には、トナーパッチの画像密度が８０％に設定される（Ｓ−６０３）。
【０１０２】
図２７および図２８は、横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【０１０３】
図２７においては、画像密度８０％で濃度を合わせているため、シャドウ部においては濃度が安定しているが、画像密度が４０％近傍のミドル部においては濃度がばらついている。一方、図２８のように、高画質用紙は、トナーパッチの画像密度が４０％に設定されるので、ミドル部の濃度が安定する。
【０１０４】
このように、自動画質選択機能により、通常時は高濃度のトナーパッチにより階調全域をラフに合わせる濃度制御を行ない、中間調が重視される高画質用紙については、トナーパッチの数を増やすことなく、画像密度を変更して中間調に合わせた濃度設定がなされるので、ユーザのニーズに合わせた濃度制御を行なうことができる。なお、高画質用紙を使用する場合にも自動画質選択機能をＯＦＦにすれば、中間調を重視しない画像を形成させることもできる。
【０１０５】
また、複数のトナーパッチの形成が許容される場合には、一部のトナーパッチを中間調側、あるいはハイライト側に移動することもできる。
【０１０６】
図２９および図３０は、複数のトナーパッチが形成される場合のトナーパッチの画像密度の変更例を示す図である。
【０１０７】
図２９および図３０において、横軸は、画像密度をあらわし、縦軸は、画像濃度をあらわしている。
【０１０８】
図２９においては、トナーパッチが形成される画像密度２０％、および８０％においては濃度が安定しているが、中間調領域におけるバラツキが大きい。
【０１０９】
この場合には、図３０に示すように、画像密度８０％のトナーパッチを画像密度５０％に変更することにより、中間調の濃度を合わせて、階調全域の濃度を安定させることができる。
【０１１０】
図３１は、ＵＩ部における用紙選択画面を示す図であり、図３１（ａ）は、用紙種類をトレイ毎に選択する例であり、図３１（ｂ）は、用紙種類の代わりに、用紙の商品名、商品番号で選択する例である。
【０１１１】
図３１において、用紙選択画面には、トレイ番号と用紙種類とが表示され、図３１（ａ）に場合には、普通紙、低画質用紙などの用紙種類が表示され、図３１（ｂ）の場合には、Ｐ紙（Ｘ社  ６５ｇｓｍＡ４）、マイリサイクル１００(Ｙ社  ６７ｇｓｍＡ３)などの商品名などが表示される。その表示された用紙に基づいてカーソルを移動させることにより所定の用紙種類などが選択される。
【０１１２】
図３２は、用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【０１１３】
図３２において、図２５に示した用紙判別センサやＵＩ部による用紙選択の手段により用紙種類などが検出される（Ｓ−６１１）。パッチ様態制御部がその情報を得ると、用紙が低画質用紙か否かが判定され（Ｓ−６１２）、低画質用紙である場合には、画像密度が５０％のトナーパッチは形成しない用に設定され（Ｓ−６１４）、低画質用紙でない場合には、画像密度が５０％のトナーパッチを形成するように設定される（Ｓ−６１３）。
【０１１４】
図３３は、横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【０１１５】
図３３において、トナーパッチは、画像密度２０％、５０％、８０％で形成するように設定されているが、画像密度が５０％の中間調のものは削減される。一方、低画質用紙以外の用紙が検出されたときは、画像密度が５０％の中間調のものが形成されるように、元に戻しておく。
【０１１６】
一般的に、トナーパッチの数は、トナー消費量や生産性を勘案して決定されるが、リサイクル用紙などの低画質用紙は、用紙の性質上、形成される画像の画質は重視されないことが多い。したがって、形成させるトナーパッチの数は、低画質用紙では過剰になる。そこで、中間調のトナーパッチを削減する。なお、削減されるトナーパッチ数は１つに限定する必要はなく、複数でもよい。
【０１１７】
図３４は、トナーパッチを削減することによる１効果を示す図である。
【０１１８】
図３４において、中間転写ベルト上には、トナー像が形成される画像領域相互間には、非画像領域があり、トナーパッチは、非画像形成領域に形成される。したがって、トナーパッチの数が削減されると、その分、非画像形成領域を狭くすることができるので、画像形成の生産性を向上することができる場合がある。
【０１１９】
次に、パッチ様態制御部が画像ピクセルカウンタでカウントされた画像密度に基づいてトナーパッチの様態を変更する場合について説明する。
【０１２０】
図３５は、原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する１様態を示すフローチャートである。
【０１２１】
図７に示したように、画像密度が高くなると現像剤の帯電量が下がるので、パッチ様態制御部が画像ピクセルカウンタでカウントされた画像密度に基づいてトナーパッチの様態を変更する。
【０１２２】
図３５において、ＵＩ部において、自動画質選択ボタンが押された状態であると（Ｓ−７００）、画像ピクセルカウンタで、原稿の像密度がカウントされる（Ｓ−７０１）。そして、カウントされた像密度と３０％との大小比較がなされ（Ｓ−７０２）、３０％未満であると判定されたときは、トナーパッチの画像密度を８０％に設定する（Ｓ−７０３）。そして、３０％を越えると判定されたときは、トナーパッチの画像密度を４０％に設定する（Ｓ−７０４）。
【０１２３】
ここでは、プリントされる用紙毎の画像密度を用いているが、所定枚数のプリントの平均画像密度を用いることもできる。
【０１２４】
図３６は、横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図であり、図３６（ａ）は、高像密度の原稿と中・低像密度の原稿における階調補正カーブとを示す図であり、図３６（ｂ）は、トナーパッチの画像密度を変更して濃度調整を行なった結果を示す図である。
【０１２５】
図３６において、実線は、高像密度の原稿をプリントする場合、破線は、中・低像密度の原稿をプリントする場合をあらわしている。図３６（ａ）に示すように、ハイライト部の濃度は、高像密度の原稿をプリントする場合は、中・低像密度の原稿をプリントする場合にくらべて、帯電量が下がっているため濃度が高めになっている。したがって、トナーパッチの画像密度を４０％に変更して、ハイライト部およびミドル部の濃度を合わせれば、図３６（ｂ）に示すように濃度のばらつきがなくなる。
【０１２６】
このように、通常時は高画像密度のトナーパッチにより全階調の濃度をラフに合わせるように設定されている場合には、自動画質選択機能により、ハイライト部の濃度が高めになる、高像密度の原稿については、自動的にハイライト部の濃度を下げるような画像形成条件の調整がなされるので、画像濃度が最適化される。ただし、ハイライト部を重視する必要がない場合には、自動画質選択機能をＯＦＦ設定することもできる。
【０１２７】
図３７は、原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する他の様態を示すフローチャートである。
【０１２８】
図３７において、ＵＩ部において、自動画質選択ボタンが押された状態であると（Ｓ−７１０）、画像ピクセルカウンタで、像密度がカウントされる（Ｓ−７１１）。そして、カウントされた像密度と３０％との大小比較がなされ（Ｓ−７１２）、３０％未満であると判定されたときは、画像密度４０％でのトナーパッチは形成しない（Ｓ−７１３）。そして、像密度が３０％を越えると判定されたときは、画像密度４０％のトナーパッチが形成される（Ｓ−７１４）。
【０１２９】
ここでは、プリントされる用紙毎の像密度を用いているが、所定枚数のプリントの平均像密度を用いることもできる。
【０１３０】
図３８は、横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図である。
【０１３１】
図３８において、実線は、高像密度の原稿をプリントする場合、破線は、中・低像密度の原稿をプリントする場合をあらわしている。図に示すように、ハイライト部の濃度は、高像密度の原稿をプリントする場合は、中・低像密度の原稿をプリントする場合にくらべて、帯電量が下がっているため濃度が高めになっている。したがって、画像密度４０％のトナーパッチを追加することにより、ハイライト部およびミドル部の濃度を合わせる。
【０１３２】
このように、高像密度の原稿については、画像密度４０％のトナーパッチを追加し、その濃度を検知した結果によりハイライト部の濃度を下げるような画像形成条件の調整がなされるので、画像濃度が最適化される。ただし、ハイライト部を重視する必要がない場合には、自動画質選択機能をＯＦＦ設定することもできる。
【０１３３】
次に、パッチ様態制御部が、タイマーにより計測した、画像形成装置の非通電時間に基づいて、トナーパッチの画像密度を変更する様態について説明する。
【０１３４】
図３９は、画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【０１３５】
図８に示したように、現像剤が長時間攪拌されずに放置されると、現像剤の帯電量は低下しているので、その後プリント動作が開始されてもハイライト部の濃度が高めになる。
【０１３６】
図３９に示すように、パッチ様態制御部は、タイマーで非通電時間を監視し（Ｓ−７５０）、その非通電時間が４時間以上となったか否かが判定される（Ｓ−７５１）。そして、非通電時間が４時間未満であるときは、トナーパッチの画像密度を８０％に設定し（Ｓ−７５２）、トナーパッチ作成カウンタを０にセットする（Ｓ−７５３）。また、非通電時間が４時間以上であるときは、トナーパッチ作成カウンタが、例えば２以下であればトナーパッチの画像密度を２０％に設定し（Ｓ−７５５）、トナーパッチ作成カウンタに１つ加算する（Ｓ−７５６）。そして、トナーパッチ作成カウンタが、例えば２よりも大きければ、トナーパッチの画像密度を８０％に設定し（Ｓ−７５７）、トナーパッチ作成カウンタを０にセットする（Ｓ−７５８）。
【０１３７】
ここで、本実施形態では、長時間非動作の場合には、トナーパッチの画像密度をハイライト部側に変更して、ハイライト部の濃度を最適化し、その後、通常の画像密度に戻してる。この場合、戻すタイミングは、変更後のトナーパッチの作成回数により判断しているが、ハイライト部の濃度が最適化されたときに戻すように設定することもできる。
【０１３８】
図４０は、パッチ様態制御部が、現像器の長時間動作によりトナーパッチの画像密度をハイライト部側に変更後に、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【０１３９】
図９に示したように、現像器の動作累積時間の増加に伴って現像剤の帯電量は上昇するので、パッチ様態制御部は、タイマーで、現像器が動作を開始してからの累積時間Ｔを監視し（Ｓ−７６０）、Ｔが１０分を越えたか否かを判定する（Ｓ−７６１）。そして、Ｔが１０分を越えたときは、帯電量が充分上昇したと判断してトナーパッチの画像密度を８０％に変更し（Ｓ−７６３）、Ｔが１０分以下のときは、帯電量が不充分であると判断してトナーパッチの画像密度を２０％のままにする（Ｓ−７６２）。
【０１４０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態と較べて、制御部が、パッチ形成部に、トナーパッチを形成させる状況判断と、様態は異なるが、それ以外は共通する。したがって、相違する制御部の作用について説明し、共通する画像形成装置全体の概略構成等は説明を省略する。
【０１４１】
以下に、制御部が、状況に応じて、パッチ形成部に形成させるトナーパッチの様態について説明する。
【０１４２】
図４１は、制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【０１４３】
図４１に示すように、制御部のパッチ様態制御部は、濃度センサにより検知された検知結果を記憶する濃度メモリを有し、その濃度メモリに記憶された検知結果に応じて、パッチ形成部に形成させるトナーパッチの様態を変更する。
【０１４４】
パッチ様態制御部は、トナーパッチを形成させるタイミングがきたか否かを看視し（Ｓ−１００）、そのタイミングが来たときは、パッチ形成部にトナーパッチを形成させ（Ｓ−１０１）、そのトナーパッチを濃度センサで検知する（Ｓ−１０２）。検知されたトナーパッチが画像密度８０％の画像信号によるものである場合には（Ｓ−１０３）、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣａを算出する（Ｓ−１０４）。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標ＲＡＤＣａとの差分である偏差ΔＲＡＤＣａを算出し（Ｓ−１０５）、算出した偏差ΔＲＡＤＣａに基づいて、ＬＤ光量制御部は、画像形成条件の１つである露光装置のレーザダイオードが発光する光量を補正（Ｓ−１０６）し、所定の濃度を得る。また、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを設定するため、偏差ΔＲＡＤＣａの大きさが２０より大きいか小さいかを判定し（Ｓ−１０７）、小さい場合には、偏差ΔＲＡＤＣａを用いて、次の算式からΔＰＣｉｎを求めるとともに（Ｓ−１０８ａ）、ＰＣｉｎを求める（Ｓ−１０８ｂ）。
ΔＰＣｉｎ＝６０−３×│ΔＲＡＤＣａ│ＰＣｉｎ＝８０−ΔＰＣｉｎ
一方、偏差ΔＲＡＤＣａの大きさが２０より大きい場合には、ΔＰＣｉｎ＝０に設定するとともに（Ｓ−１０９ａ）、上式からＰＣｉｎを求める（Ｓ−１０９ｂ）。
【０１４５】
一方、検知されたトナーパッチが画像密度８０％の画像信号によるものでない場合（Ｓ−１０３）には、濃度センサの検出値を基準板の検出値との比を算出して基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣｂを算出する（Ｓ−１１０）。そして、その算出値をそのトナーパッチの目標濃度である目標ＲＡＤＣａとの差分である偏差ΔＲＡＤＣｂを算出し（Ｓ−１１１）、算出した偏差ΔＲＡＤＣｂに基づいて、階調制御部は、階調補正カーブを修正する（Ｓ−１１２）。そして、パッチ態様制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像信号における画像密度を８０％に戻しておく（Ｓ−１１３）。
【０１４６】
このように、偏差ΔＲＡＤＣａが２０より小さいのでトナーパッチの濃度を変更する場合に、関数を用いて算出することにすれば、偏差ΔＲＡＤＣａの大きさに応じて、次回に形成するトナーパッチの画像密度を、８０％から２０％までの間で調整することができる。
【０１４７】
図４２は、（Ｓ−１０７）における偏差ΔＲＡＤＣａの大小判定を、パッチ様態部のメモリに記憶する過去のデータに基づいて行なうフローチャートを示す図である。
【０１４８】
図４２に示すフローチャートは、図１１に示したものと較べて、（Ｓ−１０７）が相違するが、それ以外は共通するので、相違する部分について説明する。
【０１４９】
図７において、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度を設定するために、メモリに記憶された過去の２回分の偏差値と今回分の偏差値とを読み出し（Ｓ−１０７ａ）、３回分の偏差値の平均値ΔＲＡＤＣａ．Ａｖｅを算出する（Ｓ−１０７ｂ）。そして、パッチ様態制御部は、次のタイミングで形成するトナーパッチの画像密度ＰＣｉｎを設定するため、偏差ΔＲＡＤＣａ．Ａｖｅの大きさが２０より大きいか小さいかを判定する（Ｓ−１０７ｃ）。
【０１５０】
このように３回分の平均を求めることにより、突発的な異常値を除去し、正確な状況を把握することができる。
【０１５１】
次に、本実施形態のパッチ様態制御部が複数のトナーパッチを形成する場合について説明する。
【０１５２】
図４３は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更するフローチャートを示す図である。
【０１５３】
図４３において、画像形成装置の電源が投入された直後であるとき（Ｓ−３００）は、パッチ様態制御部は、トナーパッチの画像密度を、０％（第０番トナーパッチ）、１０％（第１番トナーパッチ）、２０％（第２番トナーパッチ）、以下１０％ごとに１００％（第１０番トナーパッチ）まで、１１種類設定する（Ｓ−３０１）。そして、トナーパッチ作成タイミングになると（Ｓ−３０２）、パッチ形成部に、第１番トナーパッチから、第１０番トナーパッチまでの１１種類の画像密度のトナーパッチが形成される（Ｓ−３０３）。そして、それらのトナーパッチの濃度を濃度センサで検知し（Ｓ−３０４）、１１種類の画像密度のトナーパッチの濃度センサにおける検出値を、基準板の検出値との比を求めて基準化し、トナーパッチの濃度である検出ＲＡＤＣを算出する（Ｓ−３０５）。算出された１１種類の画像密度の検出ＲＡＤＣと、それぞれの目標濃度である目標ＲＡＤＣとの差分である偏差ΔＲＡＤＣを求め（Ｓ−３０６）、求めた偏差ΔＲＡＤＣと対応する画像密度とにより階調補正カーブを修正する（Ｓ−３０７）。
【０１５４】
さらに、本実施形態では、パッチ様態制御部は、トナーパッチ番号を１０番に設定し（Ｓ−３２８）、第１０番の検出ＲＡＤＣが７０以下であるか否かが判定される（Ｓ−３２９）。そして、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、１０番のみである場合（Ｓ−３３２）には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの画像密度は、変更しない（Ｓ−３３３）。
【０１５５】
一方、判定において小さいとされたときは、順次番号を若くして、０番まで判定がなされ（Ｓ−３３０、３３１）、９番よりも若い番号である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、１０番以外の高濃度領域のトナーパッチの画像密度を変更し、高濃度領域の割合を減らす（Ｓ−３３４）。具体的には、飽和していると判定された最も若い番号よりも１つ若いトナーパッチの画像密度（Ｓ−３３５）に応じて、第０番から第９番まで１０種類のトナーパッチの画像密度を変更する（Ｓ−３３６）。
【０１５６】
このように、各トナーパッチ濃度の検出値から、濃度センサが飽和しているか否かを判定し、飽和領域のトナーパッチは、飽和領域外に割り振るので、無駄なく効率よく高精度の制御をおこなうことができる。
ここで、（Ｓ−３２８）以下の、パッチ様態の変更は、他の処理によって行なうことができる。
【０１５７】
図４４は、本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更する他のフローチャートを示す図である。
【０１５８】
図４４に示すフローチャートは、図１４に示したものと較べて、トナーパッチの様態を変更する、（Ｓ−３２８）以下の処理が相違するが、それ以外は共通するので、相違する部分について説明する。
【０１５９】
判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、１０番のみである場合には、濃度センサの出力は飽和していないので、次回に形成するトナーパッチの数は、変更しない（Ｓ−３５３）。
【０１６０】
一方、判定において小さいとされたときのトナーパッチ番号が、９番以下である場合には、濃度センサの出力が飽和していると判断し、１０番以外の濃度領域のトナーパッチの数を変更し、高濃度領域のトナーパッチ数の割合を減らす（Ｓ−３５４）。具体的には、飽和していると判定された番号が最も若いトナーパッチの番号ｋに１を加算して（Ｓ−３５５）、その加算した数と６との大小比較を行い（Ｓ−３５６）、加算した数が６以上のときはその数を設定し、６未満のときは、６に設定する（Ｓ−３５７）。
【０１６１】
このように、数を減らすことによっても無駄なトナーパッチの作成を回避することができる。
【０１６２】
次に、本実施形態の画像形成装置のＵＩ部により、パッチの検出値、濃度目標値、あるいは画像形成条件がマニュアル調整された場合にトナーパッチ数を増加させる様態について説明する。
【０１６３】
図４５は、マニュアル調整された場合にトナーパッチが形成されるポイントが追加される状況を示すマニュアル調整画面を示す図である。
【０１６４】
図４５に示すマニュアル調整画面には、画像密度（入力画像信号）を横軸とし、画像濃度（出力画像信号）を縦軸として、階調補正カーブが表示される。また、マニュアル調整可能なポイント（０、６４、１２８、１９２、２５５）と、トナーパッチが形成されるポイント（０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５）に形成されている。
【０１６５】
今、画像密度が６４のポイントでマニュアル調整可能が行なわれて濃度をアップすると、その近傍の濃度をきめ細かく監視するため、３２のポイントとの間、および９６％のポイントとの間に、それぞれ新たな画像密度のトナーパッチを追加する。
【０１６６】
図４６は、マニュアル調整により濃度を変更した場合にトナーパッチが追加される様態を示すフローチャートである。
【０１６７】
図４６に示すように、マニュアル調整画面でマニュアル調整が実施され（Ｓ−１１）、パッチ様態制御部は、ＵＩ部から調整された画像密度の情報を得て、調整された濃度領域を判断し（Ｓ−１２）、マニュアル調整された画像密度の近傍に新たな画像密度のトナーパッチを追加させる（Ｓ−１３）。
【０１６８】
次に、本実施形態の画像形成装置の環境センサにより環境変化を検知した場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【０１６９】
図４７は、温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【０１７０】
図４７において、温度センサにより機内温度が検出されると（Ｓ−４００）、検出された機内温度と前回トナーパッチを形成したときの機内温度との温度差Δｔｅｍｐが算出され（Ｓ−４０１）、算出された温度差Δｔｅｍｐと５℃との大小比較がなされる（Ｓ−４０２）。そして、温度差Δｔｅｍｐが５℃より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度を８０％のまま維持する（Ｓ−４０６）。また、温度差Δｔｅｍｐが５℃より大きいときは、画像密度２０％のトナーパッチを、次回新たに追加するとともに（Ｓ−４０４）、現在の機内温度を、次回温度差が算出されるときの基準温度として設定する（Ｓ−４０８）。
【０１７１】
図４８は、湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【０１７２】
図４８において、湿度センサにより機内湿度が検出されると（Ｓ−４１０）、検出された機内湿度と前回トナーパッチが形成されたときの機内湿度との湿度差ΔＨｕｍが算出され（Ｓ−４１１）、算出された湿度差ΔＨｕｍと１５％との大小比較がなされる（Ｓ−４１２）。そして、湿度差ΔＨｕｍが１５％より小さいときは、次回形成するトナーパッチの画像密度８０％のまま維持する（Ｓ−４１６）。また、湿度差ΔＨｕｍが１５％より大きいときは、画像密度２０％のトナーパッチを、次回新たに追加するとともに（Ｓ−４１８）、現在の機内湿度を、次回湿度差が算出されるときの基準湿度として設定する（Ｓ−４０５）。
【０１７３】
次に、本実施形態の画像形成装置において、部品交換などがなされた場合のトナーパッチの様態の変更について説明する。
【０１７４】
図４９は、感光体の交換前後でトナーパッチの数を変更する様態を示すフローチャートである。
【０１７５】
感光体を交換した後の画像濃度は、感光体を交換する前の画像密度に比べて、ハイライト部における濃度が低めになる。したがって、感光体を交換した直後は、しばらくは、ハイライト部の濃度を監視する必要がある。
【０１７６】
図４９において、感光体の新旧状態の判定が行なわれ（Ｓ−５００）、例えば感光体の交換に伴うセットボタンが押されてからの稼働時間がタイマーで計測されることにより、感光体が交換後まもない状態か、相当時間経過した状態かが判定され（Ｓ−５０１）、相当時間経過した状態であるときは、画像密度を８０％に設定する（Ｓ−５０２）。そして交換後まもない状態のときは、画像密度８０％のほか画像密度２０％のトナーパッチを追加設定する（Ｓ−５０５）。
【０１７７】
図５０は、パッチ様態制御部が、感光体の総回転数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【０１７８】
ハイライト部の濃度は、感光体が新しい状態から、感光体の使用回数が増加するのに伴って、濃度が徐々に高めになることがわかる。
【０１７９】
図５０において、パッチ様態制御部は、感光体の総回転数をカウンタから検出し（Ｓ−５２０）、その検出した総回転数を１０万で除して得た整数に１を加え、パッチ作成数Ｎｐを算出する（Ｓ−５２１）。そして、パッチ作成数Ｎｐと４との大小比較を行い（Ｓ−５２２）、パッチ作成数Ｎｐが４以下であるときは、その数を、次回のトナーパッチ作成数に設定する。そして、パッチ作成数Ｎｐが４を越える場合には、次回のトナーパッチ作成数を４に設定する（Ｓ−５２３）。
【０１８０】
このように、総回転数が低いときは、少ないパッチ数とし、総回転数が高くなるとトナーパッチ数を４にして、ハイライト部の濃度をきめ細かく検出することにより、効率よく画像形成条件を調整することができる。
【０１８１】
次に、画像が形成される記録媒体の種類に応じてトナーパッチの様態を変更する場合について説明する。
【０１８２】
本実施形態では、第１の実施形態と異なり、用紙種類は、用紙トレイに備える用紙選択ボタンで設定する。しかし、用紙選択ボタンで設定される用紙の種類や、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態は、図２６および図３２で示したフローチャートと同じであることから、相違する用紙トレイについて説明する。
【０１８３】
図５１は、本実施形態の画像形成装置の用紙トレイを示す図である。
【０１８４】
図５１に示す画像形成装置は、上部に、トナー像が形成される画像形成部を備え、その下に第１の用紙トレイ、第２の用紙トレイ、第３の用紙トレイがある。各用紙トレイには、用紙選択ボタンを備えている。
【０１８５】
図５１（ａ）に示す用紙トレイの第１の用紙トレイは、高画質用紙と普通紙とを選択して設定することができる。また、図５１（ｂ）に示す用紙トレイの第１の用紙トレイは、低画質用紙と普通紙とを選択して設定することができる。
【０１８６】
第１の用紙トレイに例えば、高画質用紙を収納し、用紙選択ボタンで高画質用紙の選択ボタンを押すと、パッチ様態制御部には、高画質用紙がセットされた旨の情報が送られる。
【０１８７】
本実施形態の画像形成装置は、入力された画像信号、もしくは原稿を読み取って得た画像信号に基づいて用紙上に形成される画像の画像密度ごとのヒストグラムを算出する画像密度算出部を備えている。そして、パッチ様態制御部は、画像密度算出部が算出したヒストグラムに基づいて、トナーパッチの画像密度、あるいは数を変更するので、その様態について説明する。
【０１８８】
図５２は、画像密度算出部が算出したヒストグラムに基づいて、パッチ様態制御部がトナーパッチの画像密度得を変更する様態を示すフローチャートである。
【０１８９】
図５２において、画像密度算出部は、入力された画像信号により各画像密度毎のヒストグラムを算出する（Ｓ−８００）。そして、パッチ様態制御部は、頻度（画素数）がトナーパッチの画像密度を変更する閾値を超える画像密度の有無を判定し（Ｓ−８０１）、閾値を超える画像密度が無い場合には、それまで設定されていたトナーパッチの画像密度を維持する（Ｓ−８０２）。閾値を超える画像密度が有る場合には、予め設定されている、トナーパッチの画像密度を変更することが可能な数ｎ（例えば２）を読み出し（Ｓ−８０３）、ヒストグラムに基づいて、最も頻度が高い画像密度から、ｎ番目までの画像密度を抽出し、トナーパッチの画像密度をそれらｎ番目までの画像密度に設定する（Ｓ−８０４）。
【０１９０】
図５３は、画像密度算出部が算出したヒストグラムと、ｎ＝２の場合において、パッチ様態制御部が抽出した画像密度を示す模式図である。
【０１９１】
図５３において、横軸は、画像密度をあらわし、縦軸は、頻度をあらわす。
【０１９２】
また図中の実線は、ヒストグラムをあらわし、破線は、トナーパッチの画像密度を変更する閾値を表わしている。図からわかるように、画像密度が２０％と、８０％に、閾値よりも大きいピークが有る。
【０１９３】
図５４は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【０１９４】
図５４において、横軸の画像密度が、２０％ごとに領域が設定されている。
この場合、パッチ様態制御部は、閾値よりも大きいピークが有る画像密度領域を抽出し、各画像密度領域（１０％〜３０％）、（７０％〜９０％）のうちの中央値（２０％、８０％）を代表値として、画像密度に設定することができる。
【０１９５】
図５５は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【０１９６】
図５５において、横軸の画像密度が、２０％ごとに領域が設定されている。
ここでは、パッチ様態制御部は、各画像密度領域の頻度の平均値が閾値よりも大きい画像密度領域を抽出し、上位の２つの画像密度領域（１０％〜３０％）、（７０％〜９０％）のうちの中央値（２０％、８０％）を代表値として、画像密度に設定してもよい。
【０１９７】
図５６は、パッチ様態制御部が、ヒストグラムに基づいて、画像密度領域毎に複数の画像密度でトナーパッチを形成することを許容する様態を示すフローチャートである。
【０１９８】
図５６において、画像密度算出部は、入力された画像信号により各画像密度毎のヒストグラムを算出する（Ｓ−８１０）。そして、パッチ様態制御部は、頻度（画素数）がトナーパッチの画像密度を変更する閾値を超える画像密度の有無を判定し（Ｓ−８１１）、閾値を超える画像密度が無い場合には、それまで設定されていたトナーパッチの画像密度を維持する（Ｓ−８１２）。閾値を越える画像密度が有る場合には、その閾値を越える画像密度領域数を算出する（Ｓ−８１３）。そして、その算出された画像密度領域数ｍと、トナーパッチの許容数ｐとの大小比較を行い（Ｓ−８１４）、画像密度領域数ｍが許容数ｐより大きい場合は、許容数ｐによる上位の画像密度領域数を抽出し（Ｓ−８１５）、画像密度領域数ｍが許容数ｐ以下の場合は、その算出された画像密度領域数ｍを、画像密度を変更するトナーパッチ数にする（Ｓ−８１６）。そして、抽出された画像密度のうち、最も頻度が高い順にそれぞれの画像密度領域の代表値を、次回のトナーパッチの画像密度に設定する（Ｓ−８１７）。
【０１９９】
図５７は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【０２００】
図５７において、横軸の画像密度が、２０％ごとに領域が設定されている。
【０２０１】
ここでは、パッチ様態制御部は、閾値を越える画像密度領域を２つ（画像密度では３つ）抽出するが、トナーパッチの許容数ｐが２つであることから、上位の２つの画像密度領域（１０％〜３０％）、（７０％〜９０％）のうちの中央値（２０％、８０％）を代表値として、画像密度に設定する。
【０２０２】
図５８は、画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【０２０３】
図５５において、横軸の画像密度が、２０％ごとに領域が設定されている。
【０２０４】
ここでは、パッチ様態制御部は、各画像密度領域の頻度の平均値が閾値よりも大きい画像密度領域を抽出し、画像密度領域（１０％〜３０％）のうちの中央値（２０％）を代表値として、画像密度に設定することができる。
【０２０５】
以上のように、入力された画像信号により、予め画像密度のヒストグラムを算出し、頻度が高い画像密度でトナーパッチを形成するので、用紙上に形成される画像のうちの目立つ階調の濃度が安定し、効率良く濃度調整を行うことができる次に、パッチ様態制御部が、タイマーのより計測した、画像形成装置の非通電時間に基づいて、トナーパッチの画像密度を変更する様態について説明する。
【０２０６】
図５９は、画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【０２０７】
図８に示したように、現像剤が長時間攪拌されずに放置されると、現像剤の帯電量は低下しているので、その後プリント動作が開始されてもハイライト部の濃度が高めになる。
【０２０８】
図５９に示すように、パッチ様態制御部は、タイマーで現像器の非通電時間を監視し（Ｓ−８５０）、その非通電時間が４時間以上となったか否かが判定される（Ｓ−８５１）。そして、非通電時間が４時間未満であるときは、現像剤の帯電量はそれほど低下していないと考えられるので、画像密度２０％のトナーパッチは設定せず（Ｓ−８５２）、トナーパッチ作成カウンタを０にセットする（Ｓ−８５３）。また、非通電時間が４時間以上であるときは、トナーパッチ作成カウンタが、例えば２以下であればトナーパッチの画像密度を２０％に設定し（Ｓ−８５５）、トナーパッチ作成カウンタに１つ加算する（Ｓ−８５６）。そして、トナーパッチ作成カウンタが、例えば２よりも大きければ、画像密度２０％のトナーパッチを設定せず（Ｓ−８５７）、トナーパッチ作成カウンタを０にセットする（Ｓ−８５８）。
【０２０９】
ここで、本実施形態では、現像器が長時間非動作の場合には、画像密度２０％のトナーパッチを作成し、ハイライト部の濃度を最適化し、その状態を維持しているが、現像器が動作を開始した後についても最適化を図る必要がある。
【０２１０】
図６０は、パッチ様態制御部が、現像器の長時間動作によりハイライト部側に変更しているトナーパッチの画像密度を、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【０２１１】
図９に示したように、現像器の動作累積時間の増加に伴って現像剤の帯電量は上昇するので、パッチ様態制御部は、タイマーで、現像器が動作を開始してからの累積時間Ｔを看視し（Ｓ−８６０）、Ｔが１０分を越えたか否かを判定する（Ｓ−８６１）。そして、Ｔが１０分を越えたときは、帯電量が充分上昇したと判断してトナーパッチの画像密度を８０％に変更し（Ｓ−８６３）、Ｔが１０分以下のときは、画像密度８０％のトナーパッチと画像密度を２０％のトナーパッチとを作成する（Ｓ−８６２）。
【０２１２】
次に、濃度センサによる検出値と目標濃度とのずれが大きい場合に、パッチ様態制御部がトナーパッチの作成数を変更する様態について説明する。
【０２１３】
図６１は、横軸を画像密度、縦軸を画像濃度として表わした階調補正カーブを示す図である。
【０２１４】
図６１に示すように、高画像密度、例えば画像密度が８０％における濃度センサによる検出値と目標濃度とのずれが大きいと、階調全域において、ずれが生じている場合が多いと考えられる。
【０２１５】
図６２は、作成されるトナーパッチ数が少ない場合における、パッチの変更の様態を示すフローチャートである。
【０２１６】
図６２において、パッチ様態制御部が、トナーパッチの作成タイミングであると判断したときは（Ｓ−９００）、所定のトナーパッチを形成し（Ｓ−９０１）、そのトナーパッチの濃度を濃度センサで検出する（Ｓ−９０２）。
【０２１７】
トナーパッチ数が１個の場合（Ｓ−９０３）は、検出された検出値と基準板からの検出値とを対比し、検出値を基準化した濃度である検出ＲＡＤＣａを算出する（Ｓ−９０４）。そして、その検出ＲＡＤＣａと目標濃度との差分である偏差ΔＲＡＤＣａを算出し（Ｓ−９０５）、その偏差ΔＲＡＤＣａに基づいて、ＬＤ光量制御部は、画像形成条件の１つであるレーザの光量を補正する（Ｓ−９０６）。
【０２１８】
さらに、次回トナーパッチを形成するときのために、パッチ様態制御部は、偏差ΔＲＡＤＣａの絶対値と３０との大小比較を行い（Ｓ−９０７）、偏差ΔＲＡＤＣａが３０未満であるときは、トナーパッチ数を１個、画像密度８０％で作成するように設定する（Ｓ−９０８）。また、偏差ΔＲＡＤＣａが３０よりも大きいときは、トナーパッチ数を２個、画像密度８０％と画像密度４０％に設定し、中・低濃度領域の濃度を合わせるようにする。
【０２１９】
一方、トナーパッチ数が２個の場合（Ｓ−９０３）は、検出されたそれぞれの検出値と基準板からの検出値とを対比し、検出値を基準化した濃度である検出ＲＡＤＣａと検出ＲＡＤＣｂとを算出する（Ｓ−９１０）。そして、その検出ＲＡＤＣａと目標濃度との差分である偏差ΔＲＡＤＣａと検出ＲＡＤＣｂと目標濃度との差分である偏差ΔＲＡＤＣｂとを算出し（Ｓ−９１１）、偏差ΔＲＡＤＣａに基づいて、ＬＤ光量制御部は、画像形成条件の１つであるレーザの光量を補正し、偏差ΔＲＡＤＣｂに基づいて、階調制御部は、階調補正カーブを修正する（Ｓ−９１２）。そして、トナーパッチ数を１個、画像密度８０％で作成するように設定する（Ｓ−９１３）。
【０２２０】
このように、目標濃度とのずれが大きいときは、トナーパッチ数を２個、画像密度８０％と画像密度４０％に設定するので、中・低濃度領域の濃度を合わせることができる。
【０２２１】
図６３は、作成されるトナーパッチ数が複数の場合における、画像密度の変更の様態を示すフローチャートである。
【０２２２】
図６３において、電源が投入されると（Ｓ−９５０）、トナーパッチ数が５にセットされる（Ｓ−９５１）。そして、パッチ様態制御部が、トナーパッチの作成タイミングであると判断したときは（Ｓ−９５２）、パッチ数に応じて、所定の算式によりトナーパッチの画像密度を決定するとともに、それらの画像密度でトナーパッチを複数作成する（Ｓ−９５３）。そして、それらのトナーパッチの濃度を濃度センサで検出し（Ｓ−９５４）、検出された検出値と基準板からの検出値とを対比し、検出値を基準化した濃度である検出ＲＡＤＣを算出する（Ｓ−９５５）。そして、その検出ＲＡＤＣと目標濃度との差分である偏差ΔＲＡＤＣを算出し（Ｓ−９５６）、その偏差ΔＲＡＤＣに基づいて、ＬＤ光量制御部は、画像形成条件の１つであるレーザの光量を補正する（Ｓ−９５７）。
【０２２３】
さらに、次回トナーパッチを形成するときのために、パッチ様態制御部は、偏差ΔＲＡＤＣの絶対値を大きさの順に配列し、最大値ΔＲＡＤＣ．Ｍａｘを求める（Ｓ−９５８）。次に、最大値ΔＲＡＤＣ．Ｍａｘと１０との大小比較を行い、１０より大きい場合には、トナーパッチの数をそのまま維持する（Ｓ−９５９）。一方、最大値ΔＲＡＤＣ．Ｍａｘと１０が１０より小さい場合には、トナーパッチの作成数を１つ減らし（Ｓ−９６０）、その減らした数が３以上であるときは、１つ減らした数のトナーパッチを維持し（Ｓ−９６１）、その減らした数が３より小さいときは、トナーパッチ数を３に設定する（Ｓ−９６２）。
【０２２４】
このように、目標濃度とのずれが大きいときは、トナーパッチ数を維持し、ずれが小さいときは減らすので、効率良く濃度を合わせることができる。
【０２２５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置が遭遇する様々な状況に応じて、トナーパッチの画像密度や作成個数を変更するなど、様々な様態でトナーパッチを形成し、その検知結果により画像形成条件を調整するので、全階調域に亘り、効率良く、かつ安定的に、狙いの濃度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、トナーの濃度（ＴＣ）をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【図２】高濃度領域のシャドウ部を目標濃度に合わせたときの、現像剤の経時変化をパラメータとして、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にした階調カーブを示す図である。
【図３】トナーパッチを濃度センサで測定した結果を示す図である。
【図４】温度が変化した場合における、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にして両者の関係を示した図である。
【図５】湿度が変化した場合における、画像密度を横軸に、画像濃度を縦軸にして両者の関係を示した図である。
【図６】感光体の劣化による表面電位の変化を示す図である。
【図７】用紙上に形成される画像密度と現像剤の帯電量との関係を示す図である。
【図８】現像剤が攪拌されることなく放置された放置時間を横軸に、現像剤帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【図９】現像器の動作累積時間を横軸に、現像剤の帯電量を縦軸にした、両者の関係を示す図である。
【図１０】第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１１（ａ）】制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図１１（ｂ）】本実施形態のパッチ様態制御部が複数のトナーパッチを形成する場合における、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図１２】濃度センサの感度曲線を示す図である。
【図１３】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図１４】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの個数を変更する様態を示すフローチャートである。
【図１５】ＵＩ部のマニュアル調整画面を一例として示す図である。
【図１６】ＵＩ部のマニュアル調整画面を一例として示す図である。
【図１７】マニュアル調整を変更した場合にトナーパッチが形成される画像密度が変更される様態を示すフローチャートである。
【図１８】温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図１９】湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図２０】感光体の交換前後における各画像密度ごとの画像濃度を示す図である。
【図２１】感光体の交換前後において画像密度を変更する様態を示す図である。
【図２２】感光体の消耗による感光体表面の膜減りによる画像濃度の変動を示す図である。
【図２３】パッチ様態制御部が、感光体の総回転回数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図２４】ＵＩ部における用紙選択画面を示す図である。
【図２５】用紙トレイを示す図である。
【図２６】用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図２７】横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【図２８】横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【図２９】複数のトナーパッチが形成される場合のトナーパッチの画像密度の変更例を示す図である。
【図３０】複数のトナーパッチが形成される場合のトナーパッチの画像密度の変更例を示す図である。
【図３１】ＵＩ部における用紙選択画面を示す図である。
【図３２】用紙判別センサで検知された用紙種類などの情報に基づいて、パッチ態様制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図３３】横軸に画像密度、縦軸に画像濃度をあらわした階調補正カーブを示す図である。
【図３４】トナーパッチを削減することによる１効果を示す図である。
【図３５】原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する１様態を示すフローチャートである。
【図３６】横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図である。
【図３７】原稿の像密度をカウントし、その結果によりトナーパッチの画像密度を変更する他の様態を示すフローチャートである。
【図３８】横軸に画像密度をあらわし、縦軸に画像濃度をあらわしたときの階調補正カーブを示す図である。
【図３９】画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図４０】パッチ様態制御部が、現像器の長時間非動作によりトナーパッチの画像密度をハイライト部側に変更後に、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【図４１】制御部のパッチ様態制御部が、トナーパッチの濃度検出結果に応じて、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図４２】（Ｓ−１０７）における偏差ΔＲＡＤＣａの大小判定を、パッチ様態部のメモリに記憶する過去のデータに基づいて行なうフローチャートを示す図である。
【図４３】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更するフローチャートを示す図である。
【図４４】本実施形態のパッチ様態制御部が濃度センサの飽和傾向を検知し、その検知結果に応じてトナーパッチの様態を変更する他のフローチャートを示す図である。
【図４５】マニュアル調整された場合にトナーパッチが形成されるポイントが追加される状況を示すマニュアル調整画面を示す図である。
【図４６】マニュアル調整により濃度を変更した場合にトナーパッチが追加される様態を示すフローチャートである。
【図４７】温度センサにより検出された機内温度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【図４８】湿度センサにより検出された機内湿度に応じて、パッチ様態制御部が、新たにトナーパッチを追加する様態を示すフローチャートである。
【図４９】感光体の交換前後でトナーパッチの数を変更する様態を示すフィローチャートである。
【図５０】パッチ様態制御部が、感光体の総回転回数により、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示す図である。
【図５１】本実施形態の画像形成装置の用紙トレイを示す図である。
【図５２】画像密度算出部が算出したヒストグラムに基づいて、パッチ様態制御部がトナーパッチの画像密度得を変更する様態を示すフローチャートである。
【図５３】画像密度算出部が算出したヒストグラムと、ｎ＝２の場合において、パッチ様態制御部が抽出した画像密度を示す模式図である。
【図５４】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図５５】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図５６】パッチ様態制御部が、ヒストグラムに基づいて、画像密度領域毎に複数の画像密度でトナーパッチを形成することを許容する様態を示すフローチャートである。
【図５７】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図５８】画像密度算出部が所定の画像密度領域毎にヒストグラムを算出する場合を示す図である。
【図５９】画像形成装置の非動作時間に基づいて、パッチ様態制御部が、トナーパッチの画像密度を変更する様態を示すフローチャートである。
【図６０】パッチ様態制御部が、現像器の長時間非動作によりハイライト部側に変更しているトナーパッチの画像密度を、通常の画像密度に戻すタイミングを示すフローチャートである。
【図６１】横軸を画像密度、縦軸を画像濃度として表わした階調補正カーブを示す図である。
【図６２】作成されるトナーパッチ数が少ない場合における、画像密度の変更の様態を示すフローチャートである。
【図６３】作成されるトナーパッチ数が複数の場合における、画像密度の変更の様態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  帯電器
３  露光部
４  現像器
５  １次転写ロール
６  ２次転写ロール
１０  ユニット
１１  トナーボックス
１２  用紙トレイ
１４  搬送ロール
１５  濃度センサ
１６  温度センサ
１７  湿度センサ
１９  用紙判別センサ
２０  中間転写ベルト
２１  駆動ロール
２２  対向ロール
２３  テンションロール
２５  パッチ形成部
２６  ＵＩ操作部
３０  画像処理部
３１  画像データ制御部
３２  画像ピクセルカウンタ
４０  制御部
４１  ＢＣＲ制御部
４２  ＬＤ光量制御部
４３  ＴＣ制御部
４４  階調制御部
４５  パッチ様態制御部
４６  メモリ
４７  タイマー
５０  画像形成部
【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（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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