(57)【要約】【課題】像担持体の傷や汚れによって測定用画像を測定し終えるまでのダウンタイムが増大することを抑制する。【解決手段】ＣＰＵ２０１は、ＨＰ基準の下地プロファイル（図９（ｂ））を取得し、トナーパッチ（図６（ａ））における各色のパッチを形成する領域Ｆ１〜Ｆ４を推定し、黒色、シアン、マゼンタ、イエローパッチ用にそれぞれ仮決定された領域Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４における下地出力Ａｍの平均値Ａｖｅｋ、Ａｖｅｃ、Ａｖｅｍ、Ａｖｅｙのうち最大の値となる平均値Ａｖｅを判定する。次にＣＰＵ２０１は、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆに黒色トナーパッチＫが形成されるよう、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆと領域Ｆ１とで、形成するパッチを入れ替えるよう画像形成部１を制御する。領域Ｆ１における出力値ＫＰｎと下地出力Ａｎとから、数式２により黒色トナー濃度Ｓｂｎが算出される。【選択図】図１３
2016200749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される像担持体と、
第１色のトナーを用いて第１画像を形成する第１画像形成手段と、
前記第１色と異なる第２色のトナーを用いて第２画像を形成する第２画像形成手段と、
前記像担持体に光を照射する照射手段と、
前記像担持体において前記照射手段から光が照射された照射領域からの正反射光を受光し、前記正反射光の強度に対応するデータを出力する第１受光手段と、
前記照射領域からの乱反射光を受光し、前記乱反射光の強度に対応するデータを出力する第２受光手段と、
前記第１画像形成手段によって、前記像担持体に測定用画像データに基づく第１測定用画像を形成させ、前記第２画像形成手段によって、前記像担持体に前記測定用画像データに基づく第２測定用画像を形成させ、前記第１測定用画像が前記照射領域を通過している間に前記第１受光手段から出力された第１のデータに基づいて前記第１画像形成手段が前記第１画像を形成するための画像形成条件を制御し、前記第２測定用画像が前記照射領域を通過している間に前記第２受光手段から出力された第２のデータに基づいて前記第２画像形成手段が前記第２画像を形成するための画像形成条件を制御する制御手段と、
前記像担持体において前記第１測定用画像、及び、前記第２測定用画像が形成される領域に対応する前記第１受光手段の第３のデータに基づいて、前記領域における前記第１測定用画像の形成位置と前記第２測定用画像の形成位置との位置関係を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記位置関係となるように前記測定用画像データを生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記領域が前記照射領域を通過している間に前記第１受光手段から出力された前記第３のデータに基づいて、前記位置関係を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記領域は、第１領域と、前記像担持体の移動する方向において前記第１領域より下流の第２領域とを含み、
前記決定手段は、前記第３のデータに基づいて、前記第１領域からの正反射光の強度が前記第２領域からの正反射光の強度よりも大きい場合には、前記第１領域に前記第１測定用画像が形成され、前記第２領域に前記第２測定用画像が形成されるような位置関係を決定し、前記第１領域からの正反射光の強度が前記第２領域からの正反射光の強度よりも小さい場合には、前記第１領域に前記第２測定用画像が形成され、前記第２領域に前記第２測定用画像が形成されるような位置関係を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１色のトナーは、前記第２色のトナーよりも反射率が低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１色は無彩色であり、前記第２色は有彩色であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、無端状のベルトであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置のキャリブレーション技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数色の画像を像担持体上に重ねて形成してフルカラーの画像を形成し、この画像を記録媒体に転写して定着させるカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
この画像形成装置は、装置の周囲の環境や装置の各部品の経年変化によって画像濃度が所望の濃度とならない場合がある。そのため、画像形成装置は、目標となる濃度と実際に印刷される画像の濃度とのずれを補正するキャリブレーションを実行する。このキャリブレーション技術は、例えば、像担持体上に形成された測定用画像（トナーパッチ）に光を照射し、測定用画像からの反射光受光結果に基づいて、測定用画像の濃度を測定する。そして測定された濃度が目標濃度となるように、画像を形成するための画像形成条件が補正される。
【０００４】
しかし、像担持体は、製造条件や経年変化により、汚れや傷などに起因する反射ムラが発生する。キャリブレーションを行う際に、汚れや傷の著しい領域に測定用画像が形成されると、測定用画像の濃度を誤検知してしまい、画像形成条件を高精度に補正できない可能性があった。
【０００５】
そこで、像担持体上の汚れや傷のある領域を予め検出し、汚れや傷が検出された領域と異なる領域に測定用画像を形成する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、像担持体上の傷や汚れのある領域を避けて測定用画像を形成するので、測定用画像を形成できない領域が生じてしまう。これによって、特許文献１の技術では、キャリブレーションに要するダウンタイムが増大するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、像担持体の傷や汚れによって測定用画像を測定し終えるまでのダウンタイムが増大することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、回転駆動される像担持体と、第１色のトナーを用いて第１画像を形成する第１画像形成手段と、前記第１色と異なる第２色のトナーを用いて第２画像を形成する第２画像形成手段と、前記像担持体に光を照射する照射手段と、前記像担持体において前記照射手段から光が照射された照射領域からの正反射光を受光し、前記正反射光の強度に対応するデータを出力する第１受光手段と、前記照射領域からの乱反射光を受光し、前記乱反射光の強度に対応するデータを出力する第２受光手段と、前記第１画像形成手段によって、前記像担持体に測定用画像データに基づく第１測定用画像を形成させ、前記第２画像形成手段によって、前記像担持体に前記測定用画像データに基づく第２測定用画像を形成させ、前記第１測定用画像が前記照射領域を通過している間に前記第１受光手段から出力された第１のデータに基づいて前記第１画像形成手段が前記第１画像を形成するための画像形成条件を制御し、前記第２測定用画像が前記照射領域を通過している間に前記第２受光手段から出力された第２のデータに基づいて前記第２画像形成手段が前記第２画像を形成するための画像形成条件を制御する制御手段と、前記像担持体において前記第１測定用画像、及び、前記第２測定用画像が形成される領域に対応する前記第１受光手段の第３のデータに基づいて、前記領域における前記第１測定用画像の形成位置と前記第２測定用画像の形成位置との位置関係を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記位置関係となるように前記測定用画像データを生成する生成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、像担持体の傷や汚れによって測定用画像を測定し終えるまでのダウンタイムが増大することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の全体構成図である。
【図２】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図３】画像信号と出力された記録紙上の画像濃度との関係を示す図である。
【図４】濃度検出センサの構成を示す模式図である。
【図５】中間転写ベルト上の黒色トナー、彩色トナーを、濃度検出センサで読み取った際のトナー濃度とアナログ電圧信号との関係図（図（ａ）、（ｂ））である。
【図６】領域入れ替え前後のトナーパッチの例を示す図（図（ａ）、（ｂ））である。
【図７】画像形成部、中間転写ベルト及び濃度検出センサの位置関係を示す図である。
【図８】反射ムラ無し時、有り時の露光開始タイミング基準での黒色トナーパッチ濃度読み取りにおける正反射光受光部の出力を示す図（図（ａ）、（ｂ））である。
【図９】ＨＰ基準での黒色トナーパッチ濃度読み取りにおける正反射光受光部の出力を示す図（図（ａ））、下地プロファイルの概念図（図（ｂ））である。
【図１０】ＨＰ基準の下地プロファイルと露光開始タイミング基準の正反射光受光部の出力値との対応を示す図である。
【図１１】反射ムラ無し時、有り時の彩色トナーパッチ濃度読み取りにおける正反射光受光部の出力を示す図（図（ａ）、（ｂ））である。
【図１２】下地補正制御を含んだ中間階調制御の処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１２の続きのフローチャートである。
【図１４】下地補正制御を含んだ中間階調制御の処理の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、画像形成装置の全体構成図である。この画像形成装置は、一例として、電子写真方式を用いたデジタルカラー複合機（ＭＦＰ）として構成される。なお、この画像形成装置１００において、その構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、以下に示される形態に限定されるものではない。また、本発明が適用される画像形成装置は、トナー濃度を検出または算出する装置であればよい。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト３２の外側面３２ａに沿って、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋが配列されたタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成装置１００の本体３０に中間転写ユニット２０が備えられる。中間転写ユニット２０は、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋの上方に配置されて、画像形成装置１００から着脱して交換が可能な交換ユニットであって、中間転写ベルト３２の支持機構及び駆動機構を含む。
【００１５】
画像形成部１ｙでは、感光ドラム４０ｙにイエロートナー像が形成され、それが中間転写ベルト３２に一次転写される。画像形成部１ｍでは、感光ドラム４０ｍにマゼンタトナー像が形成され、それが中間転写ベルト３２のイエロートナー像に重ねて一次転写される。同様に画像形成部１ｃ、１ｋでは、それぞれ感光ドラム４０ｃ、４０ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成され、それらが中間転写ベルト３２のイエロー及びマゼンタのトナー像に順次重ねて一次転写される。以下、トナー像をトナー画像と記すこともある。
【００１６】
分離ローラ８は、記録材カセット４から引き出した記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ９へ送り出す。レジストローラ９は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト３２のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２０へ送り込む。中間転写ベルト３２に一次転写された４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２０へ搬送されて記録材Ｐへ一括して二次転写される。４色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置５で加熱加圧を受けてその表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ１１を通じて上部トレイ７へ排出される。定着装置５は、定着ヒータ２１１（図２）を設けた定着ローラ５ａに加圧ローラ５ｂを圧接して加熱ニップを形成する。記録材Ｐは、この加熱ニップで挟持搬送される過程で、加熱加圧を受けてトナー像が溶融され、フルカラー画像が表面に定着される。
【００１７】
画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋは、それぞれの現像装置で用いるトナーの色が有彩色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、無彩色のブラック（Ｋ）であり、互いに異なる以外は、ほぼ同一に構成される。画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋに対応して、中間転写ユニット２０には、一次転写ローラ２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋが備えられる。一次転写ローラ２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｋは、それぞれ感光ドラム４０ｙ、４０ｍ、４０ｃ、４０ｋに向かって不図示のバネで付勢される。これにより、中間転写ベルト３２は感光ドラム４０ｙ、４０ｍ、４０ｃ、４０ｋに当接し、一次転写部Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｋが形成される。以降、主として画像形成部１ｙについて説明するが、他の画像形成部１ｍ、１ｃ、１ｋに関し説明のない部分については、構成要素の符号末尾のｙを、ｍ、ｃ、ｋに読み替えて理解されるものとする。
【００１８】
画像形成部１ｙは、感光ドラム４０ｙを含む交換ユニット（プロセスカートリッジ）に備えられる。感光ドラム４０ｙは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層が形成されており、不図示の駆動モータから駆動力を伝達されて、所定のプロセススピードで回転する。感光ドラム４０ｙは、画像形成部１ｙに内蔵された不図示の帯電ローラを用いて、一様な負極性の電位に帯電される。
【００１９】
露光装置６は、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザビームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム４０ｙの表面に画像の静電像を書き込む。感光ドラム４０ｙに書き込まれた静電像には、画像形成部１ｙに内蔵された不図示の現像装置によってトナーが付着し、反転現像されてトナー画像となる。一次転写ローラ２ｙに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム４０ｙに担持された負極性のトナー像が、一次転写部Ｔｙを通過する中間転写ベルト３２へ一次転写される。
【００２０】
中間転写ベルト３２は、基材がポリイミド等の材料でほとんど伸び縮みすることない無端状のベルト部材である。中間転写ベルト３２は、テンションローラ２７、駆動ローラ２６、二次転写張架ローラ２５、及び一次転写張架ローラ２８、２９に掛け渡して支持される。中間転写ベルト３２は、駆動ローラ２６に回転駆動されて矢印Ｒ２方向（図１の反時計方向）に回転し、この方向が、中間転写ベルト３２の搬送方向であり、画像形成面である外側面３２ａの移動方向でもある。
【００２１】
中間転写ベルト３２の搬送方向における感光ドラム４０ｋの下流側には、反射型の光電センサである濃度検出センサ８１が、中間転写ベルト３２の幅方向の所定位置（例えば、中央）に配設されている。濃度検出センサ８１は、画像安定化処理等において、中間転写ベルト３２に形成されたトナーの濃度を検出する。中間転写ベルト３２の内側面には、中間転写ベルト３２のホームポジション（ＨＰ）を検知するためのホームポジションマーク８３が付されている。中間転写ユニット２０内部にはホームポジションマーク８３を検知するための反射型の光電センサであるホームポジション（ＨＰ）センサ８２が配設される。このＨＰセンサ８２は、中間転写ベルト３２を挟んで濃度検出センサ８１と対向する位置に配置されている。
【００２２】
ＨＰセンサ８２は、発光素子と、中間転写ベルト３２からの正反射光を受光して、その受光量に応じた電圧を出力する受光素子とを備える。この発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光素子は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）である。濃度検出センサ８１の詳細については図４で後述する。
【００２３】
二次転写部Ｔ２０は、二次転写張架ローラ２５で内側面を張架された中間転写ベルト３２に二次転写ローラ２２を当接させて構成される。二次転写張架ローラ２５は中間転写ユニット２０に組み付けられ、二次転写ローラ２２は画像形成装置１００の本体３０に組み付けられる。不図示の電源から二次転写ローラ２２に正極性の直流電圧が印加されることで、接地電位に接続された二次転写張架ローラ２５と二次転写ローラ２２との間にトナー像の転写電界が形成される。
【００２４】
図２は、画像形成装置１００の制御ブロック図である。制御ユニット２００は、図１には図示されないが、画像形成装置１００は全て、制御ユニット２００によって統括的に制御される。すなわち、制御ユニット２００は、画像形成装置１００内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、操作部２０２等のユーザインターフェースとのデータの交換等の役割を担う。
【００２５】
上記の役割を担うために、制御ユニット２００はＣＰＵ２０１を搭載しており、ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２１５に格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンス等の各種シーケンスを実行する。ＲＡＭ２１６はシステムワークメモリである。ＲＡＭ２１６には、例えば高圧制御部２０５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部２０２からの画像形成指令情報などが保存される。制御ユニット２００は、操作部２０２から、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得る。さらに、制御ユニット２００は、操作部２０２との間で、画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すための情報等、画像形成装置１００の状態を示す各種情報をやりとりする。
【００２６】
画像形成装置１００の内部の各所に、モータ、クラッチ（ＣＬ）／ソレノイド（ＳＬ）等のＤＣ負荷及び、フォトインタラプタやマイクロスイッチ等のセンサが配設されている。モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動が行われ、その動作が各種センサによって検知される。制御ユニット２００は、各種センサ類２１４からの信号をセンサＩＦ２０９を介して受け取り、各種センサ類２１４からの信号に基づき、モータ制御部２０７により各モータ２１２を制御する。また、制御ユニット２００は、ＤＣ負荷制御部２０８により、クラッチ（ＣＬ）／ソレノイド（ＳＬ）２１３を動作させて画像形成動作を円滑に進める。各モータ２１２における定着回転モータや着脱モータも、このモータ制御部２０７によって制御される。
【００２７】
また、高圧制御部２０５から各種高圧制御信号が高圧ユニット２０６に送出される。高圧ユニット２０６は、各種帯電器である一次帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラに適切な高圧電圧を印可する。さらに定着ローラ５ａには、加熱用の定着ヒータ２１１が内蔵されており、定着ヒータ２１１はＡＣドライバ２１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。また、定着ローラ５ａにはその温度を測定するためのサーミスタ２０４が設けられる。定着ローラ５ａの温度変化に応じたサーミスタ２０４の抵抗値変化がＡ／Ｄ２０３によって電圧値に変換された後、デジタル値の温度データとして制御ユニット２００に入力される。この温度データをもとに前述のＡＣドライバ２１０が制御される。
【００２８】
図３は、画像信号と出力された記録紙上の画像濃度との関係を示す図である。
【００２９】
図１で説明したような画像形成装置１００においては、操作部２０２によって、入力された画像信号に基づいて露光装置６のレーザドライバ（図示せず）によりレーザが駆動される。ここで、レーザドライバに入力される画像信号と、実際に記録紙上に形成される画像の濃度との関係、即ち階調特性は通常、図３に示すように、理想的な関係（理想的な階調特性）とはならない。そこで、濃度検出センサ８１により中間転写ベルト３２上の測定用画像を測定した結果に基づいて、画像形成装置１００の階調特性を、理想的な関係（理想的な階調特性）に補正する。
【００３０】
画像形成装置１００は、画像データに基づく画像を形成する場合、画像データに含まれる各画像信号（例えば０〜２５５の８ビット信号）の値をγルックアップテーブルに基づいてレーザドライバ駆動信号（例えば０〜２５５の８ビット信号）の値に変換する。そして、制御ユニット２００がレーザドライバ駆動信号に基づいて露光装置６を制御し、画像形成装置１００の階調特性を理想的な階調特性に補正する。本実施の形態においては、制御ユニット２００が、画像形成装置１００の階調特性を理想的な階調特性に補正するために、濃度検出センサ８１による測定用画像の測定結果に基づいてγルックアップテーブルを生成する。γルックアップテーブルは、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋが画像を形成するための画像形成条件に相当する。また、画像形成条件は、高圧ユニット２０６が印加する高圧電圧や、露光装置から照射されるレーザ光の光強度であってもよい。例えば、高圧電圧を減少させれば、記録紙に転写されるトナーの量が減少するので、記録紙上の画像の濃度が低下する。例えば、露光装置６のレーザ光の光強度を増加させれば、感光ドラム上のトナーの載り量が増加するので、記録紙上に形成される画像の濃度が増加する。
【００３１】
図４は、濃度検出センサ８１の構成を示す模式図である。濃度検出センサ８１は、照射対象に対して光を照射する発光部としての発光素子４００と、正反射光受光部４０１と、乱反射光受光部４０２と、を備えている。正反射光受光部４０１は、照射対象からの正反射光を受光し、受光量に応じた値としてアナログ電圧信号を出力する。乱反射光受光部４０２は、照射領域からの乱反射光（拡散反射光）を受光し、受光量に応じた値としてアナログ電圧信号を出力する。
【００３２】
ここで、照射対象とは、発光素子４００により出射された光が当たる箇所のことである。本実施の形態では、照射対象は中間転写ベルト３２である。具体的には、トナー画像が形成されていない状態の中間転写ベルト３２の外側面３２ａの下地、または、外側面３２ａに転写されたトナー濃度補正用パターン（測定用画像）が照射対象となり得る。以降、トナー濃度補正用パターンを「トナーパッチ」と略記することもある。
【００３３】
濃度検出センサ８１では、発光素子４００から中間転写ベルト３２へ向けて一定角度で光を照射したときの正反射光を正反射光受光部４０１で受光できるように、入射角と反射角とが等しくなる位置に発光素子４００及び正反射光受光部４０１が配置される。また、乱反射光受光部４０２は、中間転写ベルト３２からの乱反射光を受光できるように、入射角と反射角とが等しくならない位置に配置される。濃度検出センサ８１からは、出力信号として、中間転写ベルト３２の表面（下地）、または、中間転写ベルト３２の表面に形成されたトナーパッチからの反射受光量に応じたアナログの電圧信号が、光電変換によって出力される。光電変換された電圧信号は、センサＩＦ２０９を通して、ＣＰＵ２０１に伝えられる。
【００３４】
本実施の形態においては、例えば、ブラックのトナーを用いて形成されたトナーパッチのトナー濃度を測定する場合には、発光素子４００からトナーパッチに光を照射し、正反射光受光部４０１に受光された正反射光の強度を測定する。また例えば、イエローのトナーを用いて形成されたトナーパッチを測定する場合には、発光素子４００からトナーパッチに光を照射し、乱反射光受光部４０２に受光された乱反射光の強度を測定する。なお、トナーパッチは、測定用画像データに基づいて画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ、及び、露光装置６が中間転写ベルト３２上に形成する。本実施の形態では、トナーが担持されていない中間転写ベルト３２上の下地領域からの正反射光を濃度検出センサ８１により検出し、正反射光が最も高い下地領域に黒色トナーパッチを形成する。
【００３５】
図５（ａ）、（ｂ）は、中間転写ベルト３２上のトナーを、濃度検出センサ８１で読み取った際のトナー濃度とアナログ電圧信号との関係図である。
【００３６】
図５（ａ）は、黒色トナーの濃度と正反射光受光部４０１のアナログ電圧信号との関係を表している。中間転写ベルト３２に形成された、トナーパッチのうち黒色トナーパッチを照射対象とした場合は、濃度検出センサ８１の発光素子４００からの照射光の一部が黒色トナーによって吸収される。そのため、下地を照射対象とした場合に比し、正反射光受光部４０１で受光する正反射光量が減少し、光電変換によるアナログ電圧信号が減少する。また、黒色トナー濃度が高くなるほど、単位面積あたりの黒色トナーの載り量が増えるため、吸収される光が増える。つまり、中間転写ベルト３２上の黒色トナー濃度が高くなるほど、正反射光受光部４０１からのアナログの電圧信号は減少する。
【００３７】
図５（ｂ）は、彩色トナーの濃度と乱反射光受光部４０２のアナログ電圧信号との関係を表している。彩色トナーは、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナーである。中間転写ベルト３２に形成されたトナーパッチのうち彩色トナーパッチを照射対象とした場合は、濃度検出センサ８１の発光素子４００からの照射光が彩色トナーの表面で乱反射する。そのため、下地を照射対象とした場合に比し、乱反射光受光部４０２で受光する乱反射光量が増加し、光電変換されるアナログ電圧信号が増加する。中間転写ベルト３２には、前述したポリイミドのような、黒色且つ表面性の滑らかな部材が用いられる。そのため、彩色トナーの濃度が０のときの中間転写ベルト３２（つまり下地）からの乱反射光量は、彩色トナー表面からの乱反射光量よりはるかに小さくなり、光電変換によるアナログの電圧信号はほぼ出力されない。従って、乱反射光受光部４０２からのアナログ電圧信号は、彩色トナーの濃度が０で出力がほぼない状態を基準として、中間転写ベルト３２に載る彩色トナーの濃度が高くなるほど増加していく。
【００３８】
黒色トナー濃度の検知方式は、中間転写ベルト３２の下地とトナー形成状態との相対値によって検知する方式といえる。彩色トナーの濃度の検知方式は、中間転写ベルト３２の下地状態に依存せず、中間転写ベルト３２上の彩色トナーの載り量にのみ依存した検知方式といえる。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）は、中間階調制御用に中間転写ベルト３２の外側面３２ａに形成されるトナーパッチ（測定用画像）の例を示す図である。ここで、図中の矢印は中間転写ベルト３２の回転方向（外側面３２ａの移動方向）を表す。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、トナーパッチの各々は２５ｍｍ角で、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ毎に画像印字率（濃度階調度）を４段階に変化させて、中間転写ベルト３２の回転方向に合計１６個連続して形成される。例えば、トナーパッチのうち黒色トナーパッチはＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４である。
【００４１】
ここで、トナーパッチは濃度検出センサ８１による検出位置を通過するように形成されている。トナーパッチにおける各色のパッチと画像印字率（濃度階調度）との対応は、次のように設定されている。
Ｙ１、Ｍ１、Ｃ１、Ｋ１＝０．２５
Ｙ２、Ｍ２、Ｃ２、Ｋ２＝０．５０
Ｙ３、Ｍ３、Ｃ３、Ｋ３＝０．７５
Ｙ４、Ｍ４、Ｃ４、Ｋ４＝１．００
【００４２】
図６（ａ）に示すように、外側面３２ａの移動方向における複数の領域Ｆごとに各色のパッチが形成される。すなわち、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ２が領域Ｆ１に形成され、シアントナーパッチＣ１〜Ｃ４が領域Ｆ２に形成され、マゼンタトナーパッチＭ１〜Ｍ４が領域Ｆ３に形成され、イエロートナーパッチＹ１〜Ｙ４が領域Ｆ４に形成される。このように、初期設定においては、各色のパッチの形成される順番は決まっており、領域Ｆ１が決まれば、全ての色のパッチに形成領域が対応付けられる。図６（ｂ）は、トナーパッチの形成領域を入れ替えた場合の例を示すが、その詳細は後述する。
【００４３】
図７は、画像形成部１、中間転写ベルト３２及び濃度検出センサ８１の位置関係を示す図である。図７を参照して、トナーパッチ形成のための露光から、形成したトナーパッチの読み取りまでの工程について、黒色トナーパッチを例にとり説明する。従って、感光ドラム４０については感光ドラム４０ｋに着目する。
【００４４】
中間階調制御を行うときは、ＣＰＵ２０１は、画像形成動作後に中間転写ベルト３２にトナーパッチ（図６（ａ））を形成する。ここで、画像形成動作時における中間転写ベルト３２と画像形成部１との相対速度は０ｍｍ／ｓである。画像形成動作時における中間転写ベルト３２と濃度検出センサ８１との相対速度は２５０ｍｍ／ｓであり、以降、これを「プロセス速度」と呼ぶ。
【００４５】
画像形成部１Ｋの感光ドラム４０ｋの回転方向における露光位置をＤ０、露光開始タイミングをＴ０とする。感光ドラム４０ｋの露光位置Ｄ０から感光ドラム４０ｋと一次転写ローラ２ｋとの対向位置までの感光ドラム４０ｋの回転軌跡Ｄｄは５０ｍｍである。感光ドラム４０ｋが回転軌跡Ｄｄを回転するのに要する時間Ｔｄは、回転軌跡Ｄｄをプロセス速度で除算した値となる。すなわち、Ｔｄ＝Ｄｄ（５０ｍｍ）／プロセス速度（２５０ｍｍ／ｓ）＝０．２ｓ＝２００ｍｓとなる。
【００４６】
一方、中間転写ベルト３２の搬送方向における、感光ドラム４０ｋと一次転写ローラ２ｋとの対向位置から濃度検出センサ８１による読み取り位置までの距離Ｄｔｋは、Ｄｔｋ＝５０ｍｍである。中間転写ベルト３２が距離Ｄｔｋを搬送されるのに要する時間Ｔｔｋは、距離Ｄｔｋをプロセス速度で除算した値である。すなわち、Ｔｔｋ＝Ｄｔｋ／プロセス速度＝２００ｍｓとなる。従って、感光ドラム４０ｋへの露光開始タイミングＴ０からＴｄ＋Ｔｔｋ＝４００ｍｓ後に、濃度検出センサ８１の正反射光受光部４０１のアナログ出力電圧の読み取りを開始することで、露光データに対応したトナー濃度を読み取ることができる。
【００４７】
なお、各画像形成部１の感光ドラム４０の各々の露光位置から１次転写ローラ対向位置までの回転軌跡は共通（５０ｍｍ）であり、それを回転するのに要する時間Ｔｄも各画像形成部１で共通（２００ｍｓ）である。各画像形成部１の１次転写ローラ対向位置間の距離は１００ｍｍである。感光ドラム４０ｃ、４０ｍ、４０ｙと一次転写ローラ２ｃ、２ｍ、２ｙとの対向位置から濃度検出センサ８１による読み取り位置までの距離をＤｔｃ、Ｄｔｍ、Ｄｔｙとする。距離Ｄｔｃ、Ｄｔｍ、Ｄｔｙは、距離Ｄｔｋに対し、１００、２００、３００ｍｍを加算した値となり、それぞれ、１５０、２５０、３５０ｍｍとなる。
【００４８】
彩色トナーパッチの濃度を読み取る場合は、ＣＰＵ２０１は、黒色トナーパッチと同様の算出方法で得られる読み取りタイミングで、濃度検出センサ８１の乱反射光受光部４０２のアナログ出力電圧を読む。距離Ｄｔｃ、Ｄｔｍ、Ｄｔｙを搬送されるのに要する時間Ｔｔｃ、Ｔｔｍ、Ｔｔｙはそれぞれ、距離Ｄｔｃ、Ｄｔｍ、Ｄｔｙをプロセス速度で除算した値である。すなわち、Ｔｔｃ＝Ｄｔｃ／プロセス速度＝６００ｍｓとなる。Ｔｔｍ＝Ｄｔｍ／プロセス速度＝１０００ｍｓとなる。Ｔｔｙ＝Ｄｔｙ／プロセス速度＝１４００ｍｓとなる。従って、ＣＰＵ２０１は、感光ドラム４０ｃ、４０ｍ、４０ｙへの露光開始タイミングからＴｄ＋Ｔｔｃの経過後、Ｔｄ＋Ｔｔｍの経過後、Ｔｄ＋Ｔｔｙの経過後に、濃度検出センサ８１の乱反射光受光部４０２のアナログ出力電圧の読み取りを開始する。Ｔｄ＋Ｔｔｃ＝８００ｍｓ、Ｔｄ＋Ｔｔｍ＝１２００ｍｓ、Ｔｄ＋Ｔｔｙ＝１６００ｍｓである。
【００４９】
図８（ａ）、（ｂ）は、黒色トナーパッチ濃度読み取りにおける正反射光受光部４０１の出力を示す図である。これらの図の横軸には、露光開始タイミングＴ０を基準とした経過時間をとっている（時刻Ｔｎ（ｎ＝０、１、２…））。経過時間は、ＣＰＵ２０１の内部のタイマによって計時され、４ｍｓ周期で読み取りがなされる。特に、図８（ａ）では、理想的な（反射ムラのない）中間転写ベルト３２の下地を読み取った際の出力とトナー濃度０．５の黒色トナーパッチＫ２を読み取った際の出力を示している。一方、図８（ｂ）では、反射ムラがある中間転写ベルト３２の下地を読み取った際の出力とトナー濃度０．５の黒色トナーパッチＫ２を読み取った際の出力を示している。
【００５０】
図８（ａ）に示すように、時刻Ｔｎ（ｎ＝０、１、２…）における正反射出力電圧の読み取り値を出力値Ｋｐｒｎとすると、Ｋｐｒｎ＝Ｒｋ×（１−トナー濃度）となる。例えば、トナー濃度が０（つまり下地）のときの出力値Ｋｐｒｎは、ＫＰｒｎ＝Ｒｋとなる。黒色トナーパッチＫ２（トナー濃度が０．５）のときはＫＰｒｎ＝Ｒｋ／２となる（図８（ａ））。同様に、トナー濃度０．２５のときはＫＰｒｎ＝Ｒｋ×３／４、トナー濃度０．７５のときはＫＰｒｎ＝Ｒｋ×１／４、トナー濃度１．００のときはＫＰｒｎ＝０となる。
【００５１】
図８（ｂ）に示すように、濃度検出センサ８１の正反射光受光部４０１のアナログ出力電圧の時刻Ｔｎごとの読み取り値を出力値ＫＰｎ（ｎ＝１、２、３…）とする。出力値ＫＰｎを読み取ったのと同じ中間転写ベルト３２の位置の下地を読み取ったときの出力値を下地出力Ａｎ（ｎ＝１、２、３…）とする。正反射光量は単位面積あたりの吸収量に依存した相対値となるため、反射ムラの存在により、各読取りタイミングにおいて、出力値ＫＰｎと下地出力Ａｎとの間には読取誤差ΔＶＴｎが生じる。読取誤差ΔＶＴｎは、ＫＰｒｎ−ＫＰｎで表すことができる。反射ムラ有り時と無し時との比率の関係から、ＫＰｎ／ＫＰｒｎ＝Ａｎ／Ｒｋが成立する。従って、下記数式１が成立する。      
（数１）
ＫＰｎ＝ＫＰｒｎ×Ａｎ／Ｒｋ
【００５２】
図９（ａ）は、中間転写ベルト３２の下地プロファイル取得の説明図である。この図の横軸には、ＨＰセンサ８２によるホームポジションマーク８３の読み取り時を基準とした経過時間をとっている（時刻ｔｍ（ｍ＝０、１、２…））。以降、時刻ｔｍを、ＨＰ基準の経過時間と呼称する。図９（ａ）では、中間転写ベルト３２の下地をＨＰ基準の４ｍｓ周期で読み取ったときの正反射光受光部４０１の正反射出力電圧の読み取り値を示している。時刻ｔｍごとの読み取り値を下地出力Ａｍ（ｍ＝０、１、２）とする。
【００５３】
図９（ｂ）は、時刻ｔｍと下地出力Ａｍとを対応付けたＨＰ基準の下地プロファイルの概念図である。このＨＰ基準の下地プロファイルはＲＡＭ２１６等に格納される。
【００５４】
中間転写ベルト３２の周長は画像形成装置によって異なるが、本実施の形態では８００ｍｍであるとする。下地プロファイルの取得は、画像形成時と同様のプロセス速度で行われる。従って、中間転写ベルト３２と濃度検出センサ８１との相対速度は２５０ｍｍ／ｓとなる。ＨＰセンサ８２がホームポジションマーク８３を検出するとＨＰセンサ８２からＨレベルの信号が出力される。この出力の立ち下がりタイミングを時刻ｔ０、そのときの濃度検出センサ８１の正反射光受光部４０１のアナログ出力電圧を下地出力Ａ０とし、ＣＰＵ２０１は両者を対応付けてＲＡＭ２１６に格納する。これと同様に、ＣＰＵ２０１は、ＨＰ基準の４ｍｓ周期の時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３…ｔ７９９まで、正反射光受光部４０１の出力電圧を下地出力Ａ１、Ａ２、Ａ３…Ａ７９９としてＲＡＭ２１６に格納する。このようにして、中間転写ベルト３２の８００ｍｍ長の下地に対し、ＨＰ基準の１ｍｍ間隔（４ｍｓ周期）で下地出力Ａｍのデータを取得できる（図９（ｂ））。
【００５５】
図１０は、ＨＰ基準の下地プロファイルと露光開始タイミング基準の正反射光受光部４０１の出力値ＫＰｎとの対応を示す図である。図１０の上側２行のデータはＨＰ基準の下地プロファイルを示し、これらは図９（ｂ）に示す時刻ｔｍ及び下地出力Ａｍに対応している。図１０の下側２行のデータは露光開始タイミング基準の出力値ＫＰｎを示し、これらは図８（ｂ）の時刻Ｔｎ及び出力値ＫＰｎに対応している。
【００５６】
ＣＰＵ２０１は、図１０に示すデータを用いて黒色トナー濃度を算出する。濃度算出のためのトナーパッチの形成は通常の画像形成時と同様のプロセス速度で行われる。はじめに、ＣＰＵ２０１は、露光開始タイミングＴ０で感光ドラム４０ｋの露光を開始してトナーパッチ（図６）の静電像を形成する。そして、ＣＰＵ２０１は、露光開始タイミングＴ０からＴｄ＋Ｔｔｋ＝４００ｍｓ経過後に、濃度検出センサ８１の正反射光受光部４０１のアナログ出力電圧の読み取りを開始し、４ｍｓ周期ごとに出力値ＫＰｎを格納する。
【００５７】
一方、中間転写ベルト３２の搬送方向における絶対位置は、ＨＰセンサ８２がホームポジションマーク８３を検出したタイミング（時刻ｔ０）を基準にしている。そのため、時刻ｔ０と時刻Ｔ０とのタイミング差から、中間転写ベルト３２における出力値ＫＰｎを読み取った位置と同じ位置の下地出力Ａｍがわかる。なお、図１０では、ｎ＝ｍ＋２の状態におけるメモリイメージを例示している。しかしこれは例示であり、ｎとｍとの関係は、ＨＰセンサ８２によるホームポジション検出（ｍのカウント開始）タイミングと、露光開始タイミング（ｎのカウント開始）との関係で決まる。この関係によって、トナーパッチを形成する領域が推定される。ここで推定した領域は、トナーパッチの各色のパッチを形成すべきとして仮決定した領域となる。しかし、各色の仮決定した領域は、図１２、図１３で説明するように、実際のトナーパッチの形成の際に入れ替わる場合もある。
【００５８】
具体的には、トナーパッチの各色のパッチの形成領域は次のようにして仮決定（推定）される。まず、図６（ａ）で説明したようにトナーパッチの各々は２５ｍｍ角である。すなわち、１色あたりのパッチ長は、パッチ数×１パッチの長さで計算でき、２５ｍｍ×４＝１００ｍｍである。中間転写ベルト３２の搬送方向における、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ２を形成すべきとして仮決定される領域Ｆ１の長さは１００ｍｍである。同様に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）に対応するトナーパッチを形成すべきとして仮決定される領域Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の長さはいずれも１００ｍｍである。
【００５９】
また、中間転写ベルト３２の外側面３２ａのうち、露光開始タイミングＴ０からＴｄ＋Ｔｔｋ＝４００ｍｓ経過後に、濃度検出センサ８１に到達する位置が、領域Ｆ１の形成開始位置となる。さらにそれから１００ｍｍ搬送される４００ｍｓ経過後に濃度検出センサ８１に到達する位置が、領域Ｆ１の形成終了位置となる。
【００６０】
領域Ｆの各々を、露光開始タイミングＴ０において濃度検出センサ８１に対向する中間転写ベルト３２の位置である「露光開始対応位置」を基準として定義する。露光開始対応位置からＤｄ＋Ｄｔｋ（１００ｍｍ）だけベルト搬送方向下流の位置を始点として、さらに１００ｍｍだけ下流の位置を終点とする範囲が、領域Ｆ１（黒色）として仮決定される。すなわち、露光開始対応位置から下流方向において１００ｍｍ〜２００ｍｍの範囲が領域Ｆ１となる。
【００６１】
露光開始対応位置からＤｄ＋Ｄｔｃ（２００ｍｍ）だけベルト搬送方向下流の位置を始点として、さらに１００ｍｍだけ下流の位置を終点とする範囲（２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲）が、領域Ｆ２（シアン）として仮決定される。すなわち、露光開始対応位置から下流方向において２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲が領域Ｆ２となる。
【００６２】
同様にして、露光開始対応位置からＤｄ＋Ｄｔｍ（３００ｍｍ）だけ下流の位置からさらに１００ｍｍだけ下流の位置までの範囲（露光開始対応位置から下流方向において３００ｍｍ〜４００ｍｍの範囲）が、領域Ｆ３（マゼンタ）として仮決定される。露光開始対応位置からＤｄ＋Ｄｔｙ（４００ｍｍ）だけ下流の位置からさらに１００ｍｍだけ下流の位置までの範囲（露光開始対応位置から下流方向において４００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲）が、領域Ｆ４（イエロー）として仮決定される。このようにして、連続する領域Ｆ１〜Ｆ４の形成領域が推定される。
【００６３】
ｎのカウント周期は４ｍｓであるので、領域Ｆ１への黒色トナーパッチＫの形成開始時刻は、露光開始タイミングＴ０から「４００ｍｓ／４ｍｓ」カウント後の時刻Ｔ１００である。領域Ｆ１への黒色トナーパッチＫの形成終了時刻は時刻Ｔ１９９である。すなわち、時刻Ｔ１００〜Ｔ１９９が領域Ｆ１に対応する。時刻Ｔ１００〜Ｔ１９９に出力される１００個の出力値ＫＰｎが、領域Ｆ１に形成された黒色トナーパッチＫの濃度を表す。一方、時刻Ｔ１００〜Ｔ１９９に対応している時刻ｔ１０２〜ｔ２０１に出力される１００個の下地出力Ａｍが、領域Ｆ１の下地の濃度を表す。
【００６４】
他の色用に仮決定される領域についても同様に、時刻Ｔ２００〜Ｔ２９９が、領域Ｆ２に対応する。時刻Ｔ３００〜Ｔ３９９が、領域Ｆ３に対応する。時刻Ｔ４００〜Ｔ４９９が、領域Ｆ４に対応する。時刻ｔ２０２〜ｔ３０１に出力される１００個の下地出力Ａｍが、領域Ｆ２の下地の濃度を表す。時刻ｔ３０２〜ｔ４０１に出力される１００個の下地出力Ａｍが、領域Ｆ３の下地の濃度を表す。時刻ｔ４０２〜ｔ５０１に出力される１００個の下地出力Ａｍが、領域Ｆ４の下地の濃度を表す。
【００６５】
ところで、中間転写ベルト３２の表面の反射率のバラツキをキャンセルした黒色トナー濃度Ｓｂｎは、数式２で算出される。      
（数２）
Ｓｂｎ＝ＫＰｎ×Ｒｋ／Ａｎ
【００６６】
図１１（ａ）、（ｂ）は、彩色トナーパッチ濃度読み取りにおける正反射光受光部４０１の出力を示す図である。これらの図の横軸には、図８（ａ）、（ｂ）と同様に、露光開始タイミングＴｎを基準とした経過時間をとっている（時刻Ｔｎ（ｎ＝０、１、２…））。特に、図１１（ａ）では、理想的な（反射ムラのない）中間転写ベルト３２の下地を読み取った際の出力とトナー濃度０．５のイエロートナーパッチＹ２を読み取った際の出力を示している。一方、図１１（ｂ）では、反射ムラがある中間転写ベルト３２の下地を読み取った際の出力とトナー濃度０．５のイエロートナーパッチＹ２を読み取った際の出力を示している。
【００６７】
図１１（ａ）に示すように、時刻Ｔｎ（ｎ＝０、１、２…）における正反射出力電圧の読み取り値を出力値Ｆｐｒｎとすると、Ｆｐｒｎ＝Ｒｆ×トナー濃度となる。例えば、トナー濃度が０（つまり下地）のときの出力値Ｆｐｒｎは、ＦＰｒｎ＝０となる。トナー濃度が０．５のときはＦＰｒｎ＝Ｒｆ／２となる（図１１（ａ））。同様に、トナー濃度０．２５のときはＦＰｒｎ＝Ｒｆ×１／４、トナー濃度０．７５のときはＦＰｒｎ＝Ｒｆ×３／４、トナー濃度１．００のときはＦＰｒｎ＝Ｒｆとなる。
【００６８】
図１１（ｂ）に示すように、濃度検出センサ８１の正反射光受光部４０１のアナログ出力電圧の時刻Ｔｎごとの読み取り値を出力値ＦＰｎ（ｎ＝１、２、３…）とする。出力値ＦＰｎを読み取ったのと同じ中間転写ベルト３２の位置の下地を読み取ったときの出力値を下地出力Ａｎ（ｎ＝１、２、３…）とする。出力値ＦＰｎは下地出力Ａｎの値に影響されず、トナー濃度が０、０．２５、０．５、０．７５、１．０のときにそれぞれ、出力値Ｆｐｒｎは、０、Ｒｆ×１／４、Ｒｆ／２、Ｒｆ×３／４、Ｒｆとなる。
【００６９】
図１２、図１３は、下地補正制御を含んだ中間階調制御の処理を示すフローチャートである。この処理は、装置電源がオンされると開始される。
【００７０】
まずＣＰＵ２０１は、装置をスタンバイ状態とし（ステップＳ１２０１）、操作部２０２によりＪＯＢ（ジョブ）を受けたか否かを判別する（ステップＳ１２０２）。その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、ジョブを受けていない場合は処理をステップＳ１２０１に戻す一方、ジョブを受けると、１枚のプリント動作を行った否かを判別する（Ｓ１２０３）。
【００７１】
その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、１枚のプリント動作を行っていない場合は、処理をステップＳ１２０１に戻す一方、１枚のプリント動作を行った場合は、プリント枚数のカウント値Ｎを１増やす（ステップＳ１２０４）。次に、ＣＰＵ２０１は、カウント値Ｎが所定数（例えば、５０００）を超えたか否かを判別する（ステップＳ１２０５）。その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、Ｎ≦５０００である場合は、処理をステップＳ１２０１に戻す一方、Ｎ＞５０００となった場合は、ステップＳ１２０６に処理を進める。
【００７２】
ステップＳ１２０６では、ＣＰＵ２０１は、上述した手法によってＨＰ基準の下地プロファイル（図９（ｂ））を取得する。ステップＳ１２０７では、ＣＰＵ２０１は、上述した手法によってトナーパッチ（図６（ａ））における各色のパッチを形成する領域Ｆ１〜Ｆ４を推定する。これにより、領域Ｆ１〜Ｆ４が仮決定される。
【００７３】
次に、ステップＳ１２０８では、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２０７でトナーパッチを形成すべきとして推定した領域Ｆ１〜Ｆ４のそれぞれにおける下地出力Ａｍの平均値を算出する。図１０のデータを例にとれば、黒色トナーパッチ用に仮決定された領域Ｆ１における下地出力Ａｍの平均値は、時刻Ｔ１００〜Ｔ１９９に対応している時刻ｔ１０２〜ｔ２０１に出力される１００個の下地出力Ａｍの平均値である。これをＫパッチ平均値Ａｖｅｋと記す。同様に、シアン、マゼンタ、イエローパッチ用にそれぞれ仮決定された領域Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４における下地出力Ａｍの平均値をＣパッチ平均値Ａｖｅｃ、Ｍパッチ平均値Ａｖｅｍ、Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙと記す。Ｃパッチ平均値Ａｖｅｃは、時刻ｔ２０２〜ｔ３０１に出力される１００個の下地出力Ａｍの平均値である。Ｍパッチ平均値Ａｖｅｍは、時刻ｔ３０２〜ｔ４０１に出力される１００個の下地出力Ａｍの平均値である。Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙは、時刻ｔ４０２〜ｔ５０１に出力される１００個の下地出力Ａｍの平均値である。
【００７４】
次に、ステップＳ１２０９〜１２１５で、ＣＰＵ２０１は、平均値Ａｖｅｋ、Ａｖｅｃ、Ａｖｅｍ、Ａｖｅｙのうち最大の値となる平均値Ａｖｅを判定し、その結果に基づいて、仮決定したトナーパッチの領域の入れ替えを行う。すなわち、ＣＰＵ２０１は、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆに黒色トナーパッチＫが形成されるよう、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆと領域Ｆ１とで、形成するパッチを入れ替えるよう画像形成部１を制御する。平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆは、汚れや傷などに起因する反射ムラが最も小さいと考えられるからである。
【００７５】
まず、ステップＳ１２０９では、ＣＰＵ２０１は、平均値Ａｖｅｋ、Ａｖｅｙ、Ａｖｅｍ、Ａｖｅｃのうち、領域Ｆ１のＫパッチ平均値Ａｖｅｋが最大であるか否かを判別する。その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋが最大でない場合は、Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙが最大であるか否かを判別する（ステップＳ１２１０）。その判別の結果、ＣＰＵ２０１は、Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙが最大でない場合は、Ｍパッチ平均値Ａｖｅｍが最大であるか否かを判別する（ステップＳ１２１２）。
【００７６】
ステップＳ１２０９で、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋが最大である場合は、処理はステップＳ１２１５に進む。この場合、ステップＳ１２１５において、ＣＰＵ２０１は、仮決定した領域Ｆ１〜Ｆ４を維持するような（入れ替えることのない）測定用画像データに基づいて、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ、及び、露光装置６にトナーパッチ（４色）を形成させる。
【００７７】
また、ステップＳ１２１０で、Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙが最大である場合は、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２１１で次のように処理する。すなわちＣＰＵ２０１は、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４とイエロートナーパッチＹ１〜Ｙ４とで、形成する領域Ｆを入れ替える（図６（ｂ）参照）ように測定用画像データを変更する。そしてＣＰＵ２０１は処理をステップＳ１２１５に進める。この場合、図６（ｂ）に示すように、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２１１において生成された測定用画像データに基づいて画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ、及び、露光装置６を制御する。それによりＣＰＵ２０１は、領域Ｆ１にイエロートナーパッチＹ１〜Ｙ４を形成すると共に、領域Ｆ４に黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４を形成する。これにより形成されるトナーパッチは、領域Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に対してＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの順となる。
【００７８】
また、ステップＳ１２１２でＭパッチ平均値Ａｖｅｍが最大である場合は、ＣＰＵ２０１は、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４とマゼンタトナーパッチＭ１〜Ｍ４とで、形成する領域Ｆを入れ替えるように測定用画像データを変更する（ステップＳ１２１３）。この場合、ステップＳ１２１５で、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２１３において生成された測定用画像データに基づいて次のように処理する。すなわちＣＰＵ２０１は、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ、及び、露光装置６を制御し、領域Ｆ１にマゼンタトナーパッチＭ１〜Ｍ４を形成すると共に、領域Ｆ３に黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４を形成する。
【００７９】
また、ステップＳ１２１２でＭパッチ平均値Ａｖｅｍが最大でない場合は、Ｃパッチ平均値Ａｖｅｃが最大となる。この場合は、ＣＰＵ２０１は、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４とシアントナーパッチＣ１〜Ｃ４とで、形成する領域Ｆを入れ替えるように測定用画像データを変更する（ステップＳ１２１４）。この場合、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２１４において生成された測定用画像データに基づいて次のように処理する（ステップＳ１２１５）。すなわちＣＰＵ２０１は、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｋ、及び、露光装置６を制御し、領域Ｆ１にシアントナーパッチＣ１〜Ｃ４を形成すると共に、領域Ｆ２に黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４を形成する。ステップＳ１２１５において、ＣＰＵ２０１は、画像形成部１ｙ、１ｍ、１ｃ、及び１ｋを制御してトナーパッチを形成させる制御手段に該当する。なお、仮決定した領域Ｆ１〜Ｆ４の維持または入れ替えは、本発明における、第１測定用画像（黒色トナーパッチＫ）の形成位置と第２測定用画像（彩色トナーパッチ）の形成位置との位置関係を決定することに該当する。
【００８０】
次に、ステップＳ１２１６で、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２１５で中間転写ベルト３２に形成されたトナーパッチのうち黒色トナーパッチＫにおける各中間階調のパッチの正反射光受光部４０１のアナログ出力電圧（出力値ＫＰｎ）を読み取る。次に、ステップＳ１２１７で、ＣＰＵ２０１は、読み取った出力値ＫＰｎから、数式２により黒色トナー濃度Ｓｂｎを算出する。
【００８１】
次に、ステップＳ１２１８で、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１２１５で中間転写ベルト３２に形成されたトナーパッチのうち彩色トナーパッチにおける各中間階調のパッチの乱反射光受光部４０２のアナログ出力電圧（出力値ＦＰｎ）を色ごとに読み取る。そしてＣＰＵ２０１は、読み取った出力値ＦＰｎを彩色濃度とする。次に、ステップＳ１２１９では、ＣＰＵ２０１は、カウント値Ｎを０にリセットして、図１２〜図１３の処理を終了させる。
【００８２】
本実施の形態によれば、黒色トナー濃度Ｓｂｎの算出前に、仮決定した領域Ｆごとの下地出力Ａｍの平均値Ａｖｅの比較結果に基づいて黒色トナー画像（黒色トナーパッチＫ）及び複数の彩色トナー画像の各々の形成領域が最終決定される。特に、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆに黒色トナーパッチＫが形成されるよう、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆと黒色トナーパッチＫ用に仮決定された領域Ｆ１とで、形成するパッチが入れ替えられる。
【００８３】
従って、正反射光量の最も大きい領域に黒色トナー画像が形成される。これにより、黒色トナーパッチＫを、反射ムラが小さくＳＮ比の高い領域で形成し、読み取ることができる。一方、下地状態が悪い領域には彩色トナー画像（彩色トナーパッチ）が形成されるが、読み取り精度が下地状態に依存しないため、彩色トナー画像の読み取り精度が低くなることはない。また、下地状態が悪い領域にいずれのトナーパッチも形成されない、という事態は回避される。よって、ダウンタイムを過剰に増やすことなく、黒色トナー濃度Ｓｂｎの算出精度を高めることができる。従って、像担持体の傷や汚れによって測定用画像を測定し終えるまでのダウンタイムが増大することが抑制される。
【００８４】
なお、本実施の形態では、黒色トナーパッチＫが、平均値Ａｖｅが最大となる領域Ｆに形成されるように形成領域の入れ替えを行った。しかしこれに限るものではなく、黒色トナーパッチＫ用に仮決定された領域Ｆ１よりも平均値Ａｖｅが大きくなる領域Ｆがあれば、その領域Ｆに黒色トナーパッチＫが形成されるように形成領域の入れ替え行うようにしてもよい。図１４にこの変形例を示す。
【００８５】
図１４は、下地補正制御を含んだ中間階調制御の処理の変形例を示すフローチャートである。図１４において、図１２〜図１３のステップＳ１２０９〜Ｓ１２１４に代えてステップＳ１４０１〜Ｓ１４０６を追加する。ステップＳ１２０１〜Ｓ１２０８、及びステップＳ１２１５〜Ｓ１２１９の処理は図１２〜図１３と同様である。
【００８６】
ステップＳ１２０８の処理後、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１４０１に処理を進める。ステップＳ１４０１で、ＣＰＵ２０１は、黒色トナーパッチＫ用に仮決定された領域Ｆ１におけるＫパッチ平均値Ａｖｅｋがイエローパッチ用に仮決定された領域Ｆ４におけるＹパッチ平均値Ａｖｅｙ以上であるか否かを判別する。その判別の結果、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋ≧Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙでない場合は、ステップＳ１４０４で、ステップＳ１２１１と同様に、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４とイエロートナーパッチＹ１〜Ｙ４とで、形成する領域Ｆを入れ替える。
【００８７】
一方、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋ≧Ｙパッチ平均値Ａｖｅｙである場合は、領域Ｆ１におけるＫパッチ平均値Ａｖｅｋが領域Ｆ３におけるＭパッチ平均値Ａｖｅｍ以上あるか否かを判別する（ステップＳ１４０２）。その判別の結果、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋ≧Ｍパッチ平均値Ａｖｅｍでない場合は、ステップＳ１４０５で、ステップＳ１２１３と同様に、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４とマゼンタトナーパッチＭ１〜Ｍ４とで、形成する領域Ｆを入れ替える。
【００８８】
一方、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋ≧Ｍパッチ平均値Ａｖｅｍである場合は、領域Ｆ１におけるＫパッチ平均値Ａｖｅｋが領域Ｆ２におけるＣパッチ平均値Ａｖｅｃ以上あるか否かを判別する（ステップＳ１４０３）。その判別の結果、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋ≧Ｃパッチ平均値Ａｖｅｃでない場合は、ステップＳ１４０６で、ステップＳ１２１４と同様に、黒色トナーパッチＫ１〜Ｋ４とシアントナーパッチＣ１〜Ｃ４とで、形成する領域Ｆを入れ替える。ステップＳ１４０４、Ｓ１４０５、Ｓ１４０６の処理後、処理はステップＳ１２１５に進む。
【００８９】
一方、ステップＳ１４０３の判別の結果、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋ≧Ｃパッチ平均値Ａｖｅｃである場合は、処理はステップＳ１２１５に進む。この場合、ＣＰＵ２０１は、仮決定した領域Ｆ１〜Ｆ４を維持して（入れ替えることなく）トナーパッチ（４色）を形成する。
【００９０】
図１４の構成によれば、正反射光量のより大きい領域に黒色トナー画像を形成でき、黒色トナーの濃度の算出精度を高める効果が得られる。なお、Ｋパッチ平均値Ａｖｅｋとの比較対象となる平均値Ａｖｅの優先順位について、ステップＳ１４０１〜Ｓ１４０３においてはＹ、Ｍ、Ｃの順であった。しかし、この順序は変更してもよい。
【００９１】
なお、本実施の形態において、複数の領域Ｆ同士の下地出力Ａｍの比較において、平均値Ａｖｅを用いることで、精度の高い比較を行えた。しかし、処理構成を簡単にする観点からは、これに限るものでない。例えば、１００個の下地出力Ａｍのうち一部を抽出して比較に用いてもよいし、１００個の下地出力Ａｍの合計値、あるいは中央値（メディアン）を用いてもよい。また、下地出力の数や読み取り周期は１００個や４ｍｓ周期に限定されない。
【００９２】
また、正反射光の強度が最も大きい領域に黒色トナーパッチが形成されるが、乱反射光の強度が最も小さい領域に黒色トナーパッチが形成されてもよい。乱反射光の強度が最も小さい領域は下地に傷や汚れが少ないので、黒色トナーパッチを高精度に測定可能である。
【００９３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１  画像形成部
３２  中間転写ベルト
２０１  ＣＰＵ
４０１  正反射光受光部
４０２  乱反射光受光部
ＫＰｎ  出力値
Ａｎ、Ａｍ  下地出力
Ｓｂｎ  黒色トナー濃度
【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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