CN1482515A - 图像形成装置、调色剂附着量计算方法及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

一种图像形成装置、调色剂附着量计算方法及数据处理方法。其中，在中间转印带上的多个位置，将浓度传感器的输出信号Vp进行采样，并根据这些采样结果来求调色剂附着量。此外，由于这些采样结果中有可能包含噪声，所以在一系列的采样数据串中从其值最大以及值最小的数据中按顺序分别去除规定个数的数据，并将它们置换为其它采样数据的平均值Vpavg。根据如此置换后的数据串来计算出调色剂附着量。

Description

图像形成装置、调色剂附着量计算方法及数据处理方法

技术领域

本发明涉及一种向载像体表面照射光、同时检测从该表面射出的光、并根据检测结果来求载像体上图像浓度的图像形成装置、调色剂附着量计算方法及数据处理方法。

背景技术

在应用电子照相技术的复印机、打印机、传真机装置等图像形成装置中，有时由于装置的个体差异、随时间变化或温湿度等装置周围环境的变化而引起调色剂图像的图像浓度不同。因此，以往提出过用于实现图像浓度稳定化的各种技术。作为这种技术，例如有在载像体上形成测试用小图像(补丁(patch)图像)，并根据该补丁图像的浓度来优化对图像浓度造成影响的浓度控制因子的技术。此技术边变更设定各种浓度控制因子边在载像体上形成规定的调色剂图像，同时，将载像体上的调色剂图像作为补丁图像，检测其图像浓度，并调节浓度控制因子，使其补丁图像浓度与预定的目标浓度一致，由此得到期望的图像浓度。

以往提出过作为测定补丁图像浓度的各种技术(下面称为“补丁感测技术”)，但最普遍的是依据光学部件的技术。即，向形成补丁图像的载像体或中间体的表面区域照射光，同时，由光传感器感测从该表面区域反射或透过的光，根据其光量来求补丁图像浓度。

在这种根据补丁图像浓度来调节浓度控制因子的图像形成装置中，为了适当设定浓度控制因子以得到良好画质的调色剂图像，而如何高精度地检测已形成的补丁图像的浓度就成为重要的问题。但是，在上述现有技术的补丁感测技术中，存在如下问题。

即，由于载像体的损伤或污染而引起表面状态的变化、还有电噪声等噪声因素，噪声叠加在传感器的输出上，检测到的值不能正确反映补丁图像浓度。在现有的图像形成装置的补丁感测技术中，并未充分考虑这种噪声的影响。于是，由于根据从包含噪声的传感器输出求出的补丁图像浓度来调节浓度控制因子，因此浓度控制因子未必被设定在最佳状态，其结果，有时会使画质降低。

此外，因为噪声的发生频度或其大小等的表现随状况不同而多种多样，所以难以预见检测到的传感器输出中包含何种形式的噪声。因此，期望确定有效去除噪声、高精度求补丁图像浓度的技术。

发明内容

在这种补丁感测技术中，直接求转印到作为最终记录材料的纸等上的图像、即实际上用户要求的图像的浓度(光学浓度)未必是容易的。但是，通过求作为与图像浓度密切相关的物理量的、载像体上的调色剂附着量(例如每单位面积的附着调色剂的质量)，就可间接地评价图像浓度。这样，高精度地求载像体上的调色剂附着量的技术不仅可应用于上述补丁图像的浓度测定，而且也可应用于例如一边测定其它图像的浓度，一边判断载像体的污染或恶化程度的情况。

鉴于上述情况，本发明的主要目的，第一在于提供一种不受噪声影响、可高精度求载像体上的调色剂附着量的测定技术。第二在于高精度地求补丁图像浓度，根据其结果来优化浓度控制因子，就稳定地形成画质良好的调色剂图像。

在本发明中，所谓“计算对象区域”是指载像体表面中具有规定面积的部分区域，在本说明书中，公开了一种用于高精度地求此计算对象区域中的调色剂附着量的技术。

此外，所谓“测定区域”是载像体的表面的部分区域，指由本发明的“光量传感器”同时感受来自该区域内各位置的射出光的区域。也就是，本发明的“光量传感器”的构成使得感受从载像体表面中某“测定区域”射出的光，并输出对应其光量的信号。

在本发明中，计算具有载像体表面上的规定面积的“计算对象区域”中的调色剂附着量。因此，首先分别直接测定来自该“计算对象区域”内部的多个“测定区域”、或来自该“计算对象区域”及其附近的多个“测量区域”的射出光量。然后，对该测定结果实施包含噪声修正处理的规定处理，间接地计算该“计算对象区域”的调色剂附着量。

附图说明

图1是本发明的图像形成装置的第一实施例图。

图2是图1的图像形成装置的电气结构方框图。

图3是此图像形成装置的显影器的剖面图。

图4是浓度传感器结构图。

图5是第一实施例中的浓度控制因子优化处理概况的流程图。

图6是第一实施例中的初始化动作的流程图。

图7是第一实施例中的预动作的流程图。

图8是中间转印带的基本特性的例子图。

图9是第一实施例中的尖峰噪声去除处理的流程图。

图10是第一实施例中的去除尖峰噪声的状态图。

图11是调色剂的粒径与反射光量的关系示意图。

图12是表示调色剂的粒径分布与OD值变化的对应图。

图13是第一实施例中的控制目标值的导出过程的流程图。

图14是求控制目标值的查找表的例子图。

图15是第一实施例中的显影偏压设定处理的流程图。

图16是表示高浓度用补丁图像的图。

图17是表示感光体周期内产生的图像浓度变动的图。

图18是高浓度用补丁图像的放大图。

图19是第一实施例中的直流显影偏压的最佳值计算处理的流程图。

图20是第一实施例中的曝光能量设定处理的流程图。

图21是表示低浓度用补丁图像的图。

图22是第一实施例中的曝光能量的最佳值计算处理的流程图。

图23是本发明的图像形成装置的第二实施例图。

图24是第二实施例中的显影偏压优化处理的流程图。

图25是此处理中形成的补丁图像的图。

图26是噪声修正处理的流程图。

图27是调色剂附着量计算处理的流程图。

图28是显影偏压优化处理的原理图。

图29是表示具有周期性变动的采样数据一例的图。

图30是本发明图像形成装置的第三实施例中的灰度处理方块图。

图31是表示灰度补丁图像的图。

图32是灰度修正模式的流程图。

图33是灰度修正模式中调色剂附着量计算处理的流程图。

图34是示例引擎部的灰度特性及其修正特性的图。

具体实施方式

第一实施例

(1)装置的构成

图1是本发明的图像形成装置的第一实施例图。此外，图2是图1的图像形成装置的电气结构方框图。此图像形成装置使黄(Y)、青(C)、品红(M)、黑(K)4色的调色剂重合来形成全色图像，同时仅使用黑色(K)调色剂来形成单色图像。在此图像形成装置中，若根据来自用户的图像形成要求将从主计算机等外部装置向主控制器11提供图像信号，则根据来自主控制器11的指令，引擎控制器10控制引擎部EG的各部分，在薄片S上形成对应于图像信号的图像。

在此引擎部EG中，沿图1的箭头方向D1而自由旋转地设置感光体2。此外，在此感光体2周围沿旋转方向D1，分别配置充电单元3、旋转显影单元4以及清洁部5。充电单元3由充电控制部103施加充电偏压，使感光体2的外周面均匀地充电到规定的表面电位。

然后，从曝光单元6向由于充电单元3而充电的感光体2的外周面照射光束L。此曝光单元6按照从曝光控制部102所提供的控制指令将光束L在感光体2上曝光，并在感光体2上形成对应于图像信号的静电潜像。例如，若从主计算机等外部装置经接口112向主控制器11的CPU111提供图像信号，则引擎控制器10的CPU101以规定的定时向曝光控制部102输出对应图像信号的控制信号，与之对应地从曝光单元6向感光体2上照射光束L，并在感光体2上形成对应图像信号的静电潜像。此外，当按照需要形成后述的补丁图像时，从CPU101向曝光控制部102提供对应事先设定的规定图案的补丁图像信号的控制信号，在感光体2上形成对应该图案的静电潜像。

由显影单元4来调色剂显像如此形成的静电潜像。即，在本实施例中，显影单元4具有旋转自由地设置在轴中心上的支持架40、未图示的旋转驱动部、相对支持架40可自由拆卸并内置各色调色剂的黄显影器4Y、青显影器4C、品红显影器4M、以及黑显影器4K。如图2所示，此显影单元4由显影器控制部104控制。然后，根据来自此显影器控制部104的控制指令来旋转驱动显影单元4，同时，将这些显影器4Y、4C、4M、4K有选择地定位在与感光体2相对的规定显影位置上，将选择出的颜色的调色剂向感光体2的表面施加。由此，由选择调色剂色将感光体2上的静电潜像显影。还有，图1示出黄显影器4Y被定位在显影位置上的状态。

这些显影器4Y、4C、4M、4K都具有相同结构。因而，这里一边参照图3一边详细说明显示器4K的构成，但对于其它显影器4Y、4C、4M其结构和功能也是一样的。图3是此图像形成装置的显影器的剖面图。在此显影器4K中，在其内部装有调色剂T的壳体41上通过轴安装有供给辊43和显影辊44，将该显影器4K定位在上述显影位置，则显影辊44与感光体2接触，或间隔规定间隙与感光体2对置定位，并且这些辊43、44与主体一侧所设的旋转驱动部(省略图示)配合，沿规定方向旋转。此显影辊44由的铁、铜、不锈钢、铝等金属或合金做成圆筒状，以便施加后述的显影偏压。然后，通过两个辊43、44边接触边旋转，从而将黑色调色剂擦附在显影辊44的表面，在显影辊44表面形成规定厚度的调色剂层。

此外，在此显影器4K中，配置有限制刮板45，用于将显影辊44表面上形成的调色剂层的厚度限制在规定厚度。此限制刮板45由不锈钢或磷青铜等板状部件451、和板状部件451的前端部上安装的橡胶或树脂部件等的弹性部件452构成。此板状部件451的后端部被固定在壳体41上，在显影辊44的旋转方向D3上，板状部件451前端部上安装的弹性部件452被配置得比板状部件451的后端部还靠上游一侧。于是，此弹性部件452弹性地接触显影辊44表面，将显影辊44表面上形成的调色剂层最终限制为规定的厚度。

还有，构成显影辊44表面的调色剂层的各调色剂粒子通过与供给辊43、限制刮板45摩擦而带电，以下说明调色剂带负电的情况，但是通过适当变更装置各部的电位，也可以使用带正电的调色剂。

这样，通过显影辊44的旋转，显影辊44表面上形成的调色剂层依次被传输到与其表面上形成有静电潜像的感光体2对置的位置。然后，向显影辊44施加来自显影器控制部104的显影偏压，则显影辊44上承载的调色剂按照其表面电位而部分地附着在感光体2的表面各部上，从而感光体2上的静电潜像被显影为该调色剂颜色的调色剂图像。

作为向显影辊44施加的显影偏压，可使用直流电压、或叠加了交流电压的直流电压，但特别是在将感光体2与显影辊44脱离配置、使调色剂两者之间飞翔来进行调色剂显影的非接触显影方式的图像形成装置中，为了高效地使调色剂飞翔，最好采用在直流电压上叠加正弦波、三角波、矩形波等交流电压的电压波形。虽然这种直流电压的大小以及交流电压的振幅、频率、占空比等为任意值，但以下在本说明书中，无论显影偏压是否具有交流分量，都将其直流分量(平均值)称为直流显影偏压Vavg。

这里，示出非接触显影方式的图像形成装置中作为最佳的上述显影偏压的一例，但这些数值等并不限于下述，应该按照装置构成进行适当的变更。例如，显影偏压的波形是在直流电压上叠加了矩形波交流电压的波形，其矩形波频率为3kHz，振幅为1400V。此外，如后所述，在本实施例中，可将显影偏压Vavg作为浓度控制因子之一来变更，但作为其可变范围，考虑对图像浓度的影响或感光体2的特性差异等，例如可设为(-110)V～(-330)V。

此外，如图2所示，在各显影器4Y、4C、4M、4K中分别设置存储显影器的制造批号或使用历史、内含调色剂特性等有关数据的存储器91～94。再者，在各显影器4Y、4C、4M、4K中分别设置连接器49Y、49C、49M、49K。然后，按照需要，将它们有选择地与主体一侧所设的连接器108连接，经接口105在CPU101与各存储器91～94之间进行数据发送和接收，进行与该显影器的消耗品管理等各种信息的管理。而且，在本实施例中，通过主体侧的连接器108和各显影器侧的连接器49K等机械式的配合来相互进行数据发送和接收，但也可使用例如无线通信等电磁方式非接触地进行数据的发送和接收。此外，在各显影器4Y、4C、4M、4K中存储特有数据的存储器91～94期望是非易失性存储器，即使在电源断开状态或从主体中拆下该显影器的状态下也可保存数据，作为这种非易失性存储器，例如可使用闪存存储器或强电介质存储器、EEPROM等。

回到图1，继续说明装置结构。如上所述，用显影单元4显影的调色剂图像在一次转印区TR1中被一次转印到转印单元7的中间转印带71上。转印单元7包括架设在多个辊72～75上的中间转印带71、和通过旋转驱动辊73使中间转印带71沿规定旋转方向D2旋转的驱动部(未图示)。再者，在夹着中间转印带71并与辊73相对的位置上设置二次转印辊78，可通过未图示的电磁离合器相对该带71表面进行接触/脱离移动。然后，在将彩色图像转印到薄片S上的情况下，使感光体2上形成的各色调色剂图像在中间转印带71上重合来形成彩色图像，并且在从盒8中取出并传输到中间转印带71与二次转印辊78之间的二次转印区TR2的薄片S上来二次转印彩色图像。此外，这样形成有彩色图像的薄片S经由定影单元9被传输到装置主体顶部上所设置的排出托盘部。还有，向中间转印带71一次转印调色剂图像后的感光体2通过未图示的消电部件对其表面电位进行复位，进而，由清洁部5去除残留在其表面上的调色剂后，由充电单元3进行下次充电。

然后，在需要继续形成图像的情况下，重复上述动作来形成所需页数的图像，结束一系列图像形成动作，装置变为待机状态，直到收到新的图像信号为止，但在该装置中，为了抑制待机状态下的功耗，将动作转移到停止状态。即，停止感光体2、现影辊44以及中间转印带71等的旋转动作，同时，通过停止向显影辊44施加显影偏压及向充电单元3施加充电偏压，使装置变为动作停止状态。

此外，在辊75的附近配置清洁器76、浓度传感器60和垂直同步传感器77。其中，清洁器76可通过未图示的电磁离合器相对于辊75进行接近/脱离移动。然后，在向辊75侧移动的状态下，清洁器76的刮板接触辊75上架设的中间转印带71的表面，去除二次转印后残留附着在中间转印带71外周面上的调色剂。此外，垂直同步传感器77是用于检测中间转印带71基准位置的传感器，用作获得与中间转印带71的旋转驱动关联输出的同步信号、即垂直同步信号Vsync的垂直同步传感器来发挥作用。这样，在该装置中，为了协调各部的动作时序、同时使由各色形成的调色剂图像正确重合，根据该垂直同步信号Vsync来控制装置各部的动作。并且，浓度传感器60相对中间转印带71的表面设置，如后述构成来测定在中间转印带71外周面上形成的补丁图像的调色剂附着量。此调色剂附着量是对应于补丁图像浓度的物理量。

还有，在图2中，标号113是用于存储从主计算机等外部装置经接口12提供的图像而设置在主控制器11中的图像存储器，标号106是用于存储CPU10执行的运算程序或控制引擎部EG的控制数据等的ROM，标号107是临时存储CPU101中的运算结果或其它数据的RAM。

图4是浓度传感器的结构图。此浓度传感器60用作本发明的“光量传感器”，具有LED等的发光元件601，用于向中间转印带71的表面区域中的、卷绕在辊75上的卷绕区域71a照射光。此外，为了如后所述对应于从CPU101提供的光量控制信号S1c来调整照射光的照射光量，在此浓度传感器60上设置偏振光分光镜603、用于照射光量监视的受光单元604和照射光量调整单元605。

如图4所示，此偏振光分光镜603配置在发光元件601与中间转印带71之间，将从发光元件601射出的光分割成具有平行于中间转印带71上照射光入射面的偏振光方向的p偏振光、和具有垂直偏振光方向的s偏振光。然后，p偏振光原封不动地入射到中间转印带71上，而s偏振光从偏振光分光镜603被取出后，入射到用于照射光量监视的受光单元604上，从该受光单元604的受光元件642向照射光量调整单元605输出与照射光量成正比的信号。

此照射光量调整单元605根据来自受光单元604的信号和来自引擎控制器10的CPU101的光量控制信号S1c，反馈控制发光元件601，并将从发光元件601照射到中间转印带71上的照射光量调整为对应于光量控制信号S1c的值。从而，在本实施例中，可在较宽范围地适当变更调整照射光量。

此外，在本实施例中，向设置在用于照射光量监视的受光单元604上的感光元件642的输出端施加输入补偿电压641，只要光量控制信号S1c不超过某一信号电平，则将发光元件601就维持在熄灭状态。由此，可防止发光元件601因噪声或温度漂移而被误点亮。

然后，若从CPU101向照射光量调整单元605施加规定电平的光量控制信号S1c，则发光元件601点亮，向中间转印带71照射作为照射光的p偏振光。于是，由中间转印带71反射p偏振光，由反射光量检测单元607检测反射光的光分量中的p偏振光的光量和s偏振光的光量，将对应于各光量的信号输出到CPU101。

如图4所示，此反射光量检测单元607具备配置在反射光光路上的偏振光分光镜671、接受通过偏振光分光镜671的p偏振光并输出对应于其p偏振光的光量信号的受光单元670p、和接受由偏振光分光镜671分割的s偏振光并输出对应于其s偏振光的光量信号的受光单元670s。在受光单元670p中，受光元件672p接受来自偏振光分光镜671的p偏振光，并由放大电路673p放大来自受元件672p的输出后，将其放大信号作为相当于p偏振光光量的信号Vp而向CPU101输出。此外，受光单元670s与受光单元670p一样，具有受光元件672s和放大电路673s，输出相当于s偏振光的光量的信号Vs。因此，可独立求出反射光的光分量中互不相同的两个分量光(p偏振光和s偏振光)的光量。

此外，在本实施例中，分别向受光元件672p、672s的输出端施加输出补偿电压674p、674s，即使来自各受光元件的输出为零、即反射光量为零时，放大电路673p、673s也为规定的正电位。由此，可避开各放大电路673p、673s在零输入附近的死区、即避开输入电压接近零的输入电压与输出电压不成正比的电压区域，输出对应于反射光量的适当的输出电压。

将这些输出电压Vp、Vs的信号经未图示的A/D转换电路输入到CPU101，同时，CPU101在按照需要以规定的时间间隔(在本实施例中为每8msec)对这些输出电压Vp、Vs进行采样。然后，按适当的时序、例如接通装置电源的时刻、交换某一单元之后等的时刻，CPU101进行显影偏压、充电偏压或曝光能量等的影响图像浓度的浓度控制因子的优化处理，来稳定图像浓度。更具体地说，将对应规定补丁图像图案而事先存储在ROM106中的图像数据作为图像信号，一边对每个调色剂色多级变更上述浓度控制因子一边执行图像形成动作，并在形成对应该图像信号的测试用的小图像(补丁图像)的同时，通过浓度传感器60来检测其图像浓度，根据其结果找出得到期望的图像浓度的条件。下面说明此浓度控制因子的优化处理。

(2)优化处理

图5是本实施例的浓度控制因子优化处理的概要流程图。此优化处理按其处理顺序包括以下6个步骤：初始化动作(步骤S1)；预动作(步骤S2)；导出控制目标值(步骤S3)；设定显影偏压(步骤S4)；设定曝光能量(步骤S5)及后处理(步骤S6)。下面就对上述各步骤分别说明其动作的细节。

A.初始化动作

图6是本实施例的初始化动作的流程图。在此初始化动作中，首先，作为准备动作(步骤S101)，旋转驱动显影单元4，定位于所谓原始位置上，同时，通过电磁离合器，使清洁器76和二次转印辊78从中间转印带71向脱离位置移动。然后，在此状态下开始中间转印带71的驱动(步骤S102)，接着通过开始感光体2的旋转驱动和消电动作来启动感光体2(步骤S103)。

然后，一旦检测表示中间转印带71的基准位置的垂直同步信号Vsync并确认其旋转(步骤S104)，则开始对装置各部施加规定的偏压(步骤S105)。即，从充电控制部103向充电单元3施加充电偏压，使感光体2充电到规定的表面电位，接着从未图示的偏压发生部对中间转印带71施加规定的一次转印偏压。

从此状态起进行中间转印带71的清洁动作(步骤S106)。即，使清洁器76接触中间转印带71的表面，在此状态下使中间转印带71大致旋转1周，去除残留附着在其表面上的调色剂或污物。然后，使施加清洁偏压的二次转印辊78接触中间转印带71。此清洁偏压与执行通常的图像形成动作中提供给二次转印辊78的二次转印偏压的极性相反，因此残留附着在二次转印辊78上的调色剂移动到中间转印带71表面上，并由清洁器76从中间转印带71的表面被去除。这样中间转印带71和二次转印辊78的清洁动作结束后，使二次转印辊78脱离中间转印带71，同时，切断清洁偏压。然后，等待下一垂直同步信号Vsync(步骤S107)，切断充电偏压和一次转印偏压(步骤S108)。

此外，在本实施例中，不限于执行浓度控制因子的优化处理时，按照需要，CPU101可与其它处理独立来执行此初始化动作。即，在继续执行下一动作时(步骤S109)，在执行到上述步骤S108的状态下结束初始化动作，并转移到下一动作。另一方面，在未预定下一动作的情况下，作为停止处理(步骤S110)，使清洁器76脱离中间转印带71，同时停止消电动作和中间转印带71的旋转驱动。这种情况下，期望中间转印带71在其基准位置位于与垂直同步传感器77的相对位置前的状态下被停止。这是因为，在以后动作中旋转驱动中间转印带71时，通过垂直同步信号Vsync来确认其旋转状态，而如果像上述那样，则可通过在驱动开始之后是否检测垂直同步信号Vsync来在短时间内判断有无异常。

B.预动作

图7是本实施例的预动作的流程图。在此预动作中，作为在后述的补丁图像形成之前的前处理，同时进行两个处理。即，为了高精度进行浓度控制因子的优化处理而进行装置各部的动作条件的调整(预动作1)；与此并行，进行各显影器4Y、4C、4M、4K中分别设置的显影辊44的空转处理(预动作2)。

B-1.设定动作条件(预动作1)

在图7所示左侧的流程(预动作1)中，首先进行浓度传感器60的校正(步骤S21a、S21b)。在步骤S21a的校正(1)中，检测浓度传感器60的发光元件601在熄灭状态时的受光单元670p、670s的各输出电压Vp、Vs，作为暗输出Vp0、Vs0来存储。下面，在步骤S21b的校正(2)中，使提供给发光元件601的光量控制信号S1c变化，以变为低光量/高光量这两种点亮状态，按其各光量来检测受光单元670p的输出电压Vp。然后，根据这3点的值，求出调色剂未附着状态下的输出电压Vp为规定的基准电平(在本实施例中，在3V上加上上述暗输出Vp0的值)的发光元件601的基准光量。这样算出发光元件601的光量为此基准光量的光量控制信号S1c的电平，并将其值设定为基准光量控制信号(步骤S22)。之后，在需要点亮发光元件601时，从CPU101向照射光量调整单元605输出此基准光量控制信号，由此，发光元件601被反馈控制为总是以此基准光量来发光。

此外，将发光元件601在熄灭状态时的输出电压Vp0、Vs0作为本传感器系统的“暗输出”来存储，如后所述，在检测调色剂图像的浓度时，通过从各输出电压Vp、Vs中减去此值，就可排除暗输出的影响，高精度地检测调色剂图像的浓度。

还有，发光元件601点亮状态下来自感光元件672p的输出信号依赖于来自中间转印带71的反射光量，但如后所述，由于中间转印带71的表面状态光学上未必均匀，所以在求此状态下的输出时，期望取中间转印带71的1周范围内输出的平均值。另一方面，虽在发光元件601熄灭状态下不必这样检测中间转印带71的1周内的输出信号，但为了减小检测误差，最好将几点上的输出信号进行平均。

在本实施例中，因为中间转印带71的表面为白色，所以光反射率高，若该带71上附着某一颜色的调色剂，则其反射率下降。因此，在本实施例中，随着向中间转印带71表面的调色剂附着量增加，来自受光单元的输出电压Vp、Vs从基准电平逐渐降低，可根据这些输出电压Vp、Vs的大小来估计调色剂附着量、进而估计调色剂图像的图像浓度。

此外，在本实施例中，根据彩色(Y、C、M)调色剂与黑(K)调色剂之间反射特性的不同，根据来自该补丁图像的反射光中p偏振光的光量求后述的黑调色剂的补丁图像的浓度，而根据p偏振光、s偏振光的光量比求彩色调色剂的补丁图像的浓度，所以可在很宽的动态范围内高精度地求图像浓度。

暂且回到图7，继续说明预动作。中间转印带71的表面状未必说在态光学上是一样的，而且随着使用，调色剂有时熔化等而逐渐产生变色或变脏。为了防止这种因中间转印带71的表面状态则在调色剂图像的浓度检测中产生误差，在本实施例中，取得了与中间转印带71的1周范围内的基本特性、即未承载调色剂图像的状态下中间转印带71的1周内的表面状态、尤其是与其浓淡有关的信息。具体而言，按预先求出的基准光量来使发光元件601发光，一边将来自受光单元670p、670s的输出电压Vp、Vs进行采样，一边使中间转印带71旋转1周(步骤S23)，将各采样数据(本实施例中的样本数：312)作为基本特性而存储在RAM107中。这样，通过预先掌握中间转印带71的表面各部分的浓淡程度，就可更正确地估计其上形成的调色剂图像的浓度。

但是，在来自上述浓度传感器60的输出电压Vp、Vs上，有时叠加有辊75及中间转印带71的微小污染或损伤而引起的反射率变化，甚至是混入传感器电路中的电噪声等引起的尖峰状的噪声。图8A和图8B是中间转印带的基本特性的示例图。在中间转印带71的1周以上的范围内，由浓度传感器60检测来其表面的反射光量并绘图后，如图8A所示，来自传感器60的输出电压Vp有时不仅对应于中间转印带71的周长或其旋转周期而进行周期性地变化，而且在其波形中叠加有宽度很窄的尖峰状的噪声。此噪声既可能包含与上述旋转周期同步的分量，又包含与其不同步的不规则的分量。图8B放大了这种采样数据串的一部分。在此图中，由于噪声叠加，各采样数据中附有标号Vp(8)、Vp(9)的两个数据比其它数据突出地大，而附有标号Vp(4)、Vp(16)的两个数据比其它数据突出地小。还有，这里描述了两个传感器输出中的p偏振光分量，对s偏振光分量也可作同样考虑。

浓度传感器60的检测点直径、即本发明中所谓的“测定区域”的尺寸例如为2-3mm左右，而且认为中间转印带71的变色或变脏通常在更大的范围内发生，所以可视为这种局部突出的数据受到上述噪声的影响。因此，如果根据叠加有噪声的采样数据来求基本特性或补丁图像的浓度，通过其结果来设定浓度控制因子，则有时未必能够将各浓度控制因子设定在最佳状态，反而使图像质量变差。

因此，在本实施例中，如图7所示，在步骤S23中对中间转印带71的1周范围进行传感器输出的采样后，执行尖峰噪声的去除处理(步骤S24)。

图9是本实施例中的尖峰噪声去除处理的流程图。在此尖峰噪声的去除处理中，提取已取得的“原始的”、即未加工的采样数据列中连续的一部分的区间(在本实施例中，相当于21个样本的长度)(步骤S241)，去除该区间中包含的21个采样数据中电平位于前3个和后3个的数据(步骤S242、S243)后，求其余15个数据的算术平均(步骤S244)。然后，将其平均值视为该区间中的平均电平，通过将步骤S242和S243中去除的6个数据置换为此平均值，就得到去除噪声后的“校正后”的采样数据串(步骤S245)。进而，按照需要对下一区间也重复上述步骤S241～S245，同样去除尖峰噪声(步骤S246)。

以图8B所示数据串为例，参照图10来详细说明通过上述处理进行的尖峰噪声去除。图10是本实施例中的尖峰噪声去除的状态图。在图8B的数据串中，被认为在比其它数据突出地大的两个数据Vp(8)和Vp(19)、比其它数据的数据突出地小的Vp(4)和Vp(16)中出现了噪声的影响。在此尖峰噪声的去除处理中，由于去除了各采样数据中的前3个(图9的步骤S242)，因此去除了这些数据中被视为包含噪声的两个数据的3个数据Vp(8)、Vp(14)和Vp(19)。同样，还去除了被视为包含噪声的两个数据的3个数据Vp(4)、Vp(11)和Vp(16)(图9的步骤S243)。如图10所示，通过这6个数据被置换为其它15个数据的平均值Vpavg(用加斜线的圆圈表示)，来去除原来数据串中包含的尖峰噪声。

还有，在实施此尖峰噪声的去除时，提取的样本数、去除的数据数并不限于上述，可以是任意的个数，但是有的选法不仅得不到足够的噪声去除效果，反而会增大误差，所以最好根据以下观点来慎重确定。

即，若提取出相对噪声发生频度过短区间的数据串，则执行噪声去除处理的区间中不包含噪声的概率变高，而且运算处理次数增大，所以效率不高。另一方面，若提取过宽区间的数据串，则连同传感器输出中的有意变动、即反映检测对象浓度变化的变动量也被平均，不能正确求作为本来目的的浓度特性。

此外，因为噪声发生频率不恒定，所以仅通过这样一律从提取的数据列中分别去除前几个或后几个规定个数的数据，则会象上述例中的数据Vp(11)、Vp(14)那样甚至不包含噪声的数据也去除了，或相反，未能充分去除噪声。其中，即使去除几个不包含噪声的数据，如图10所示，因为这些数据Vp(11)、Vp(14)与平均值Vpavg的差较小，所以将这些数据置换为平均值Vpavg而引起的误差小。另一方面，在未去除而残留包含噪声的数据的情况下，通过用包含该数据而求出的平均值来置换其它数据，误差反而有可能变大。因此，去除数据数与提取数据的样本数的比率最好被确定得与实际装置中发生的噪声频度相等或比其大一些。

在本实施例中，如图8A所示，由于噪声影响而偏向比原来特性大的一侧的数据与偏向比原来特性小的一侧的数据频度大体相同，并且噪声本身的发生频度小于25％(在21个样本中为5个样本以下)，根据这一实验事实，如上所述构成了尖峰噪声去除处理。

还有，尖峰噪声去除处理方法除上述方法外，还有各种方法。例如，通过对采样得到的“原始的”采样数据实施以往公知的低通滤波处理，也可去除尖峰状的噪声。但是，在现有的滤波处理中，因为可缓和噪声波形的尖锐度，其结果是，不仅包含噪声的数据改变原值，而且其周边的数据也改变原值，所以由于发生的噪声形式而有可能导致大的误差。

相反，在本实施例中，将各采样数据中个数对应于噪声发生频度的前几个/后几个数据置换为平均值，同时，其他的数据原样不变，所以这种误差发生的可能性就很低。

此外，此尖峰噪声去除处理不仅在求上述基本特性时进行，而且如后所述，在求调色剂图像的图像浓度时，对作为其反射光量而取得的采样数据也被实施。

B-2.显影器的空转(预动作2)

以往知道，在电源断开状态、或者即使电源接通但不进行图像形成动作的动作停止状态的期间长时间持续后而进行图像形成时，有时图像中出现周期性的浓度不均。在本说明书中，将这种现象称为放置条纹(banding)现象，本申请发明人发现，这种放置条纹现象由于调色剂被各显影器的显影辊44承载着而放置了很长时间，难以离开显影辊44，并且其程度在显影辊44表面上是不一样的，所以导致显影辊44上的调色剂层逐渐变得不均匀。例如，在图3所示的本实施例的显影器4K中，在显影辊44停止旋转的状态下，处于供给辊43或限制刮板45接触其表面中的一部分的状态，而且其表面中位于壳体41内侧的部分处于被覆盖大量调色剂的状态，而露出壳体41外部的部分承载薄的调色剂层而曝露于大气中，显影辊44的表面状态在其圆周方向上就变得不均匀。

这样在显影辊44表面为不均匀状态、装置长时间处于动作停止状态后，在进行下面的图像形成之前重新优化浓度控制因子的情况下，因放置条纹现象而产生的补丁图像的浓度不均有可能影响此优化处理。

因此，在本实施例的图像形成装置中，为了在形成补丁图像之前消除放置条纹现象，进行各显影辊44的空转。具体而言，如图7右侧的流程(预动作2)所示，首先将黄显影器4Y配置在与感光体2相对的显影位置上(步骤S25)，将直流显影偏压Vavg设定为在其可变范围内其绝对值为最小的值后(步骤S26)，通过主体侧的旋转驱动部使显影辊44至少旋转一周(步骤S27)。然后，一边使显影辊44旋转并切换显影器(步骤S28)，一边使其它显影器4C、4M、4K依次位于显影位置上，使其上分别设置的显影辊44同样旋转1周以上。通过这样分别使各显影辊44空转1周以上，显影辊44表面的调色剂层通过供给辊43或限制刮板45暂时剥离后再重新形成，在继续形成的补丁图像中如此重新形成，并向图像形成提供更均匀状态的调色剂层，所以难以发生放置条纹现象所引起的浓度不均。

还有，在上述预动作2中，在其步骤S26中使直流显影偏压Vavg的绝对值为最小。其理由如下。

如后所述，作为影响图像浓度的浓度控制因子的直流显影偏压Vavg的绝对值|Vavg|越大，则形成的调色剂图像的浓度越高。这是因为直流显影偏压的绝对值|Vavg|越大，则感光体2上的静电潜像中由光束L曝光的区域、即应附着调色剂的表面区域与显影辊44之间的电位差越大，进一步促进从显影辊44开始的调色剂移动，但在取得中间转印带71的基本特性时，不希望发生这种调色剂移动。这是因为从显影辊44移动到感光体2上的调色剂在一次转印区TR1中被转印到中间转印带71上，则使来自中间转印带71的反射光量发生改变，所以不能正确求基本特性。

在本实施例中，如后所述，可将直流显影偏压Vavg作为浓度控制因子之一在规定的可变范围内多级变更设定。因此，在其可变范围内将直流显影偏压Vavg设定为其绝对值为最小的值，并实现最难发生调色剂从显影辊44向感光体2移动的状态，从而将调色剂附着在中间转印带71上抑制到最小限度。基于同样的理由，在显影偏压中具有交流分量的装置中，最好将其振幅设定得比通常的图像形成时小。例如如上所述，在将显影偏压的振幅Vpp设为1400V的装置中，可将此振幅Vpp设为1000V左右。还有，即使在将直流显影偏压Vavg以外的参数、例如显影偏压的占空比或充电偏压等用作浓度控制因子的装置中，最好也适当设定其浓度控制因子，以很难达到发生上述调色剂移动的条件。

此外，在本实施例中，通过同时并行执行上述预动作1和预动作2，可缩短处理时间。即，在预动作1中，为了取得基本特性而使中间转印带71旋转至少1周，最好是为了校正传感器再旋转2周，总共需要旋转3周，同时，在预动作2中，最好使各显影辊44尽可能多地旋转，并且，这些动作可彼此独立进行，所以通过并行进行这些动作，能够确保各处理所需的时间的同时，缩短优化处理整体所需的时间。

C.控制目标值的计算

在本实施例的图像形成装置中，如后所述，作为补丁图像而形成两种调色剂图像，并调节各浓度控制因子，使其浓度达到预定的浓度目标值，但不是将此目标值设为恒定，而是根据装置的运转状况来进行变更。其理由如下。

如前所述，在本实施例的图像形成装置中，通过检测来自感光体2上显影并一次转印到中间转印带71表面上的调色剂图像的反射光量来估计其图像浓度。根据调色剂图像的反射光量这样来求图像浓度的技术以往被广泛使用，但如下详述，这种来自承载在中间转印带71上的调色剂图像的反射光量(或来自对应于浓度传感器60的传感器输出Vp、Vs)、与最终转印材料的薄片S上形成的调色剂图像的光学浓度(OD值)的对应关系并不是唯一确定的，而是由于装置或调色剂的状态而微妙地变化。因此，如现有技术那样，即使将来自调色剂的反射光量作为恒定来控制各浓度控制因子，最终形成在薄片S上的图像浓度也会随调色剂的状态而变动。

这样传感器输出与薄片S上的OD值不一致的原因之一在于经过定影过程而附着在薄片S上的调色剂、和未定影而仅附着在中间转印带71表面上的调色剂的反射状态是不同的。图11A、图11B和图11C是调色剂的粒径与反射光量之间关系的示意图。如图11A所示，在最终在薄片S上得到的图像Is中，经定影加工中的加热/加压而熔融的调色剂Tm变为附着在薄片S上的状态。因而，其光学浓度(OD值)反映调色剂附着状态下的反射光量，其大小主要由薄片S上的调色剂密度(例如，可以由每单位面积的调色剂质量来表示)来决定。

与此相反，在不经定影过程的中间转印带71上的调色剂图像中，各调色剂粒子不过是个别地附着在中间转印带71表面上。因此，即使调色剂密度相同(即定影后的OD值相等)，例如在图11B所示粒径小的调色剂T1高密度附着的状态、和图11C所示粒径大的调色剂T2更低密度附着且中间转印带71的表面部分露出的状态下，其反射光量也未必相同。换言之，即使来自定影前的调色剂图像的反射光量相同，但定影后的图像浓度(OD)值也不一定相同。根据本申请发明人经实验得知，通常，在反射光量相等的情况下，若大粒径调色剂在构成调色剂图像的调色剂粒子中所占的比率高，则定影后的图像浓度存在变高的趋势。

这样，薄片S上的OD值与来自中间转印带71上的调色剂图像的反射光量的对应随调色剂的状态、尤其是粒径分布而发生变化。图12A和图12B是表示调色剂的粒径分布与OD值变化的对应图。应形成调色剂图像的各显影器中容纳的调色剂粒子的粒径全部与设计中心值一致是理想的。但是，如图12A所示，实际上其粒径具有各种形式的分布，当然，其形式因调色剂的种类或制法而异，但即使是按同一规格制造的调色剂，其每个制造批号、每个产品中也有微妙的差异。

由于这些各种粒径的调色剂的质量或带电量不同，所以若使用具有这种粒径分布的调色剂来形成图像，则这些调色剂并不是被均匀消耗，而是通过其装置选择性地消耗适合的粒径的调色剂，而其他的调色剂未太消耗而残留在显影器内。因而，随着调色剂消耗，残留在显影器内的调色剂的粒径分布也不断变化。

如前所述，来自定影前的调色剂图像的反射光量根据构成图像的调色剂粒径而发生变化，所以即使调节了各浓度控制因子以使此反射光量总是恒定，但在薄片S上定影后的图像浓度也未必恒定。图12B示出一边控制各浓度控制因子以使来自调色剂图像的反射光量恒定、即来自浓度传感器60的输出电压恒定，一边进行了图像形成的情况下的薄片S上的图像光学浓度(OD值)的变化。例如图12A所示曲线a，在调色剂粒径很好地集中在设计上的中心值附近的情况下，如图12B的曲线a所示，即使显影器内的调色剂不断消耗，OD值也基本保持在目标值。与此相反，例如图12A的曲线b所示，在使用了具有更宽粒径分布的调色剂的情况下，如图12B的曲线b所示，虽然最初是消耗设计中心值附近的粒径的调色剂，得到基本符合目标值的OD值，但是随着不断消耗调色剂，这种调色剂的比例减少，代之以粒径更大的调色剂被用于图像形成，所以OD值逐渐上升。并且，还有下述情况：如图12A的各虚线所示，分布的中央值由于调色剂或显影器的制造批量而从最初就偏离设计值，与之对应，薄片S上的OD值也如图12B的各虚线所示，随着调色剂消耗量的增加而呈现各种变化。

作为左右调色剂特性的主要原因，除上述调色剂的粒径分布以外，例如还有调色剂母颗粒内的颜料分散状态、或调色剂母颗粒与添加剂的混合状态引起的调色剂带电性的变化等。这样，调色剂特性由于每个产品而有微妙的差异，所以薄片S上的图像浓度未必恒定，浓度变化的程度因使用的调色剂而各式各样。因此，在控制各浓度控制因子以使来自浓度传感器的输出电压恒定的现有图像形成装置中，有时不能避免调色剂特性差异所引起的图像浓度的变动，未必能得到令人满意的图像质量。

因此，在本实施例中，使根据来自浓度传感器60的输出算出的、表示图像浓度尺度的图像浓度评价值(后述)的控制目标值不恒定，而按照装置的运转状况来变化，通过调节各浓度控制因子以使从各补丁图像得到的评价值达到此控制目标值，来将薄片S上的图像浓度保持恒定。图13是本实施例中的控制目标值的导出过程的流程图。在此过程中，对每个调色剂色，求与该调色剂的使用状况，具体而言，在填充到显影器的时刻求出的调色剂粒径分布等初始特性和残留在该显影器中的调色剂量的相应的控制目标值。首先选择一个调色剂色(步骤S31)，作为用于CPU101推断该调色剂色的使用状况信息，取得关于选择调色剂色的调色剂个性信息、表示由曝光单元6形成的点数的点计数值以及与显影辊旋转时间有关的信息(步骤S32)。这里，以求对应于黑色的控制目标值的情况为例进行说明，但关于其它调色剂色也是一样的。

所谓“调色剂个性信息”是按照填充到显影器4K中的调色剂特性而写入该显影器4K中所设的存储器94中的数据。在此装置中，鉴于上述调色剂的粒径分布等诸多特性因每个制造批号而不同，将调色剂的特性分成8种类型。然后，通过制造时的分析来判断该调色剂属于哪种类型，并将表示类型的3比特数据作为调色剂个性信息给各显影器4K。此数据在显影器4K被安装在显影单元4中时从存储器94中被读出，存储到引擎控制器10的RAM107中。

此外，“点计数值”是用于推断显影器4K中残存的调色剂量的信息。作为推断调色剂余量的方法，根据图像形成页数的累计值来求是最简便的，但由于形成1页图像所消耗的调色剂量不是恒定的，所以用此方法难以得知正确的余量。另一方面，曝光单元6在感光体2上形成的点数表示由调色剂在感光体2上显影的点数，所以能更正确地反映调色剂的消耗量。因此，在本实施例中，将曝光单元6形成应由该显影器4K显影的感光体2上的静电潜像时的点数进行计数并存储在RAM107中，将此点计数值作为表示该显影器4K的调色剂余量的参数。

并且，“显影辊旋转时间”是用于将显影器4K中残存的调色剂特性更详细推断的信息。如前所述，在显影辊44的表面形成调色剂层，通过将其中一部分调色剂移动到感光体2上来进行显影。此时，在显影辊44的表面，未用于显影的调色剂被搬运到与供给辊43的接触位置，由该辊43剥离并形成新的调色剂层，但通过反复向显影辊44附着、剥离，调色剂疲劳，其特性逐渐发生变化。这种调色剂的特性变化随着显影辊44重复旋转而进行。因而，例如即使显影辊44内的调色剂余量相同，在未使用的新的调色剂与重复几次附着、剥离的旧调色剂的特性有时也不同，使用这些调色剂形成的图像浓度也未必相同。

因此，在本实施例中，根据表示调色剂余量的点计数值与表示调色剂特性变化程序的显影辊旋转时间这两个参数的组合，推断内置于显影器4K中的调色剂的状态，并通过与其状态一致地详细设定控制目标值来达到稳定画质。

还有，这些信息还用于管理装置各部的损耗状况以提高维修性。即，1个点计数相当于0.015mg的调色剂量，12000000点计数的消耗量大致为180g，为几乎用完存储在各显影器内的调色剂的状态。此外，对于显影辊的旋转时间，其累计值10600sec相当于用JIS(日本工业标准)A4版连续打印8000页，在图像质量方面是不希望再继续形成图像。因此，在本实施例中，当这些信息的某一个达到上述值时，就在未图示的显示部报告调色剂用完的信息，督促用户更换显影器。

根据这样取得的装置运转状况的各信息来确定对应其状况的控制目标值。在本实施例中，预先通过实验求表示调色剂类型的调色剂个性信息、和根据点计数值及显影辊旋转时间的组合推断的残存的调色剂特性所对应的最佳控制目标值，将此值作为每种调色剂类型的查找表而存储在引擎控制器10的ROM106中。CPU101根据取得的调色剂个性信息，在这些查找表中对应调色剂类型来选择应参照的1个表(步骤S33)，从该表中读出与该时刻的点计数值和显影辊旋转时间组合对应的值(步骤S34)。

此外，在本实施例的图像形成装置中，用户通过未图示的操作部进行规定的操作输入，从而根据喜好或根据需要在规定范围内可增减形成图像的浓度。即，每当用户将图像浓度增加或减少一级时，则就从上述查找表中读出的值加上或减去规定的补偿值，例如每级0.005，将其结果设定为此时对黑色的控制目标值Akt，并存储在RAM107中(步骤S35)。从而求出黑色的控制目标值Akt。

图14A和图14B是求控制目标值的查找表的实例图。此表是在使用黑色、特性属于“类型0”的调色剂时所参照的表。在本实施例中，分别对应后述的高浓度用、低浓度用的两种补丁图像，对每个调色剂色准备对应8种调色剂特性的8种表，存储在引擎控制器10中所设置的ROM106中。这里，图14A是对应于高浓度用补丁图像的表的一例，图14B是对应于低浓度用补丁图像的表的一例。

若上述步骤S32中取得的调色剂个性信息例如表示为“类型0”，则在接下来的步骤S33中，从8种表中选择对应于调色剂个性信息“0”的图14A和图14B的表。然后，根据取得的点计数值与显影辊旋转时间，求出控制目标值Akt。例如，对于高浓度用补丁图像，若点计数值为1500000次计数，显影辊旋转时间为2000sec，则参照图14A，相当于它们组合的0.984为此时的控制目标值Akt。再者，在例如用户将图像浓度设定得比其标准状态高1级的情况下，在此值上加上0.005后的值0.989就为控制目标值Akt。同样，也可求出低浓度用补丁图像的控制目标值。

将如此求出的控制目标值Akt存储在引擎控制器10的RAM107中，在以后的各浓度控制因子的设定中，使根据补丁图像的反射光量求出的评价值与该控制目标值一致。

这样，通过执行上述步骤S31～S35求出一种调色剂色的控制目标值，而通过对各调色剂色重复上述处理(步骤S36)，来对所有调色剂色求出其控制目标值Ayt、Act、Amt及Akt。这里，下标y、c、m和k分别表示各调色剂色、即黄、青、品红和黑，而下标t表示是控制目标值。

D.设定显影偏压

在本图像形成装置中，可以改变向显影辊44提供的直流显影偏压Vavg、和对感光体2进行曝光的曝光束L的每单位面积的能量(下面简称为“曝光能量”)E，通过调节它们来进行图像浓度的控制。这里，说明将直流显影偏压Vavg的可变范围从低电平一侧起变更设定到V0至V5这6级、而将曝光能量E的可变范围从低等级侧变更设定到等级0至3这4级并来求出各最佳值的情况，但可根据装置规格来适当改变其可变范围和分割值。另外，在将上述直流显影偏压Vavg的可变范围设为(-110)V～(-330)V的装置中，最低电平V0相当于电压绝对值最小的(-110)V，另外，最高电平V5相当于电压绝对值最大的(-330)V。

图15是表示本实施例的显影偏置设定处理的流程图。此外，图16是表示用于高浓度补丁图像的图。在此处理中，首先，将曝光能量E设定为等级2(步骤S41)，接着，一边将直流显影偏压Vavg从最小电平的V0逐次增加1级电平，一边用各偏压值形成作为高浓度用补丁图像的实(ベタ)图像(solid image)(步骤S42、S43)。

如图16所示，对应于变更设定为6级的直流显影偏压Vavg，在中间转印带71的表面依次形成6个补丁图像Iv0～Iv5，但其中开头开始的5个补丁图像Iv0～Iv4的长度形成为L1。此长度L1比圆筒形的感光体2的周长还长。另一方面，最后的补丁图像Iv5的长度形成为比感光体2的周长短的长度L3。理由后述。此外，当变更设定直流显影偏压Vavg时，因为在显影辊44的电位达到均匀前有一些时间滞后，所以估计到此时间滞后而隔开间隔L2形成各补丁图像。在中间转印带71的表面中，实际上可承载调色剂图像的区域为图中所示的图像形成区域710，但因为如上所述构成补丁图像的形状和配置，所以在图像形成区域710上可形成的补丁图像为3个左右，如图16所示，6个补丁图像在中间转印带71的两周范围内形成。

这里，参照图1、图17A和图17B来说明上述设定补丁图像长度的理由。图17A和图17B是表示感光体周期内产生的图像浓度变动的图。如图1所示，感光体2形成为圆筒形(设周长为L0)，而由于制造上的差异或热变形等，其形状并非完全的圆筒，有偏心，这种情况下，有时对形成的调色剂图像的图像浓度产生对应于感光体2的周长L0的周期性的变动。这是因为在感光体2与显影辊44接触的状态下进行调色剂图像显影的接触显影方式的装置中，两者间的接触压力产生变动，而在脱离配置两者来进行调色剂图像显影的非接触显影方式的装置中，使调色剂在两者间飞舞的电场强度产生变化，在任一装置中，调色剂从显影辊44移动到感光体2的概率都通过感光体2的旋转周期而变动。

如图17A所示，此浓度变动的幅度尤其在直流显影偏压Vavg的绝对值|Vavg|较低时大，随着该值|Vavg|变大而变小。例如，若将直流显影偏压Vavg的绝对值|Vavg|设定为较小的值V0并形成补丁图像，则如图17B所示，其光学浓度OD因在感光体2上的位置而在幅度Δ1的范围内变化。同样，以由其它直流显影偏压来形成补丁图像的情况下，其光学浓度在图17B的斜线部所示的范围内变动。从而，补丁图像的光学浓度OD不仅随直流显影偏压Vavg的大小、而且随其感光体2上的位置而变动。因而，为了根据其图像浓度来求直流显影偏压Vavg的最佳值时，必需排除对补丁图像的、对应上述感光体2的旋转周期的浓度变动的影响。

因此，在本实施例中，将形成超过感光体2的周长L0的长度L1的补丁图像，并如后述在其中长度L0范围内求出的浓度平均值作为该补丁图像的图像浓度。从而，可有效地抑制对各补丁图像浓度的、对应感光体2的旋转周期的浓度变动的影响，其结果是，可根据其浓度适当地求出直流显影偏压Vavg的最佳值。

还有，在本实施例中，如图16所示，对于在各补丁图像Iv0～Iv5中、作为最大而形成直流显影偏压Vavg的最后补丁图像Iv5，使其长度L3比感光体2的周长L0小。这是因为如图17B所示，在直流显影偏压的绝对值|Vavg|大的条件下形成的补丁图像中，对应于感光体2的旋转周期的浓度变动小，所以不必要如上所述求感光体周期范围内的平均值，但由此能缩短补丁图像形成和其处理所需的时间，同时，降低补丁图像形成中的调色剂消耗量。

因而，为了排除对应于感光体周期而产生的浓度变动对浓度控制因子的优化处理的影响，最好将补丁图像的长度形成得比感光体2的周长L0长，但未必将所有补丁图像都设为这种长度，将哪个补丁图像设为这种长度应根据各装置中出现的浓度变动的程度或所求的图像质量的等级而适当地确定。例如，在感光体周期内的浓度变动影响较小的情况下，也可以只将在直流显影偏压Vavg最小条件下形成的补丁图像Iv0设为长度L1，将其它补丁图像Iv1～Iv5形成为比其短的长度L3。

相反，虽然也可将所有补丁图像形成为长度L1，但此时存在处理时间及调色剂消耗量增加的问题。此外从图像质量的观点来看也不希望在设直流显影偏压Vavg为最大的状态下也出现对应于感光体周期的浓度变动，确定直流显影偏压Vavg的可变范围是基本的，以使至少在设定为最大值时不出现这种浓度变动。然后，当如此设定直流显影偏压Vavg的可变范围时，因为至少在其最大值上不出现这种浓度变动，所以不必将此时的补丁图像长度设为L1。

回到图15继续说明显影偏压设定处理。对如此由各直流显影偏压形成的补丁图像Iv0～Iv5，将由浓度传感器60测定的、来自其表面的反射光量进行采样(步骤S44)。在本实施例中，在长度L1的补丁图像Iv0～Iv4中，对74个点(相当于感光体2的周长L0)，而在长度L3的补丁图像Iv5中，对21个点(相当于显影辊44的周长)，以采样周期8msec得到浓度传感器60的输出电压Vp、Vs的采样数据。

然后，与所述基本特性的导出时(图7)一样，从采样数据中去除尖峰噪声(步骤S45)。即，在长度L1的补丁图像Iv0～Iv4中，在相当于感光体2的周长L0的74个点的采样数据中从按顺序分别去除10个值大的以及小的共计20个数据，并求出其余54个采样数据的平均值，通过将上述去除的数据置换为该平均值，来去除噪声。

图18是高浓度用补丁图像的放大图。本发明的特征在于“根据N1个采样数据中N2个(其中N2＜N1)数据来求计算对象区域的图像浓度”，但在本实施例中，来自浓度传感器60的输出电压Vp、Vs的采样结果相当于本发明的“采样数据”。此外，上述实例相当于N1＝74、N2＝54的情况。然后，例如图18所示，相当于长度L1的补丁图像Iv0中长度L0的区域MR相当对本发明的“计算对象区域”，此外，对应于浓度传感器60的检测光点直径的各区域P相当对本发明的各“测定区域”。

再者，图18中，各测定区域彼此间隔配置，但这些测定区域P也可彼此部分重合地配置。

如上所述，期望鉴于装置中的噪声发生频度来确定去除的数据数(或其比率)。即，本实施例的图像形成装置中的噪声发生频度中，组合了其值在大的一侧突出和在小的一侧突出的尖峰状噪声的发生次数，相对采样数据数的比率小于25％，所以如下设定去除的数据个数：

当采样数据数为74时，大的一侧、小的一侧各10个；

当采样数据数为21时，大的一侧、小的一侧各3个。

根据这种考虑方式，既可以根据噪声的发生频度来设定去除的数据个数(或比率)，而且也可以根据采样数据的个数来增减其中去除的数据个数。此外，也存在根据噪声的发生状况使大侧和小侧中去除的数据个数不同这样有效的情况。还有，可以将噪声的发生频度抑制得低的情况、或采样数据个数例如少到10个左右的情况下，可以不进行这些数据去除。

另一方面，在长度L3的补丁图像Iv5中，在21个点的采样数据中按顺序分别各去除3个大值及3个小值共计6个数据，而求其它15个采样数据的平均值，通过将上述去除的数据置换为此平均值来去除噪声。即，此时，N1＝21、N2＝15。

然后，与上述基本特性的导出时(图7)一样，从采样数据中去除尖峰噪声(步骤S45)，之后，计算从该数据中去除传感器系统的暗输出或基本特性影响的各补丁图像的“评价值”(步骤S46)。

如上所述，此装置中的浓度传感器60有这样的特性，就是随着在中间转印带71上未附着调色剂的状态下的输出电平最大、调色剂量增多，则其输出变小。并且，因为此输出中还加入暗输出的偏移，所以难以由来自传感器的输出电压数据原样处理成评价调色剂附着量的信息。因此，在本实施例中，将加工得到的数据变换为更反映调色剂附着量的大小的数据、即评价值，能容易地进行以后的处理。

以黑色调色剂色的补丁图像为例来更具体地说明此评价值的计算方法。根据下式：

Ak(n)＝1-{Vpmeank(n)-Vp0}/{Vpmean_b-Vp0}  …(式1-1)

来计算用黑色调色剂显影的6个补丁图像中第n个补丁图像的Ivn(其中，n＝0、1、…、5)的评价值Ak(n)。这里，上述各项的含义分别如下。

首先，Vpmeank(n)是作为对应于来自第n个补丁图像Ivn的反射光中p偏振光分量的输出电压Vp而由浓度传感器60输出、采样到的各采样数据的去除噪声后的平均值。即，例如对应于最初补丁图像Iv0的值Vpmeank(0)是在该补丁图像中的长度L0上作为来自浓度传感器60的输出电压Vp检测后、实施尖峰噪声去除处理后存储在RAM107中的74个采样数据的算术平均。其中，上式中各项的下标k表示的是黑色的值。

此外，Vp0是在先前预动作1中熄灭发光元件60的状态下取得的来自受光单元670p的暗输出电压。从而，通过从采样到的输出电压中减去暗输出电压Vp0，就可排除暗输出的影响，并能够更高精度地求调色剂图像的浓度。

再者，Vpmean_b是先前求出并存储在RAM107中的基本特性数据中、在中间转印带71上与检测用于计算上述Vpmeank(n)的74个各采样数据相同位置上而检测到的各采样数据的平均值。

即，所谓对于黑色中的第n个补丁图像Ivn的评价值Ak(n)是从调色剂附着前的中间转印带71的表面得到的传感器输出Vp的平均值、与由附着调色剂后的补丁图像Ivn得到的传感器输出Vp的平均值中分别减去传感器的暗输出后取两者之比，并从1中减去该值后的值。因此，在作为补丁图像的调色剂未完全附着在中间转印带71上的状态下，Vpmeank(n)＝Vpmean_b，评价值Ak(n)为零；而在中间转印带71的表面由黑色调色剂完全覆盖反射率为零的状态下，Vpmeank(n)＝Vp0，评价值Ak(n)＝1。

这样，若不直接使用传感器输出电压Vp的值而是使用评价值Ak(n)，则能够消除中间转印带71的表面状态造成的影响，高精度地测定补丁图像的图像浓度。此外，由于按照中间转印带71上的补丁图像的浓淡来进行校正，所以可进一步提高图像浓度的测定精度。并且，因为用从表示未附着调色剂的状态的最小值0到表示中间转印带71的表面覆盖高密度调色剂的状态的最大值1的值来标准化表示补丁图像Ivn的浓度，所以适于在以后的处理中估计调色剂图像的浓度。

还有，对于黑色以外的调色剂色、即黄色(Y)、青色(C)、和品红色(M)，由于反射率比黑色高，即使在调色剂覆盖在中间转印带71的表面的状态下，其反射光量也不为零，所以有时不能用上述求出的评价值来高精度地表示其浓度。因此，在本实施例中，作为求对这些调色剂色的评价值Ay(n)、Ac(n)、Am(n)时使用的采样数据，不是对应于p偏振光分量的输出电压Vp，而是将从Vp中减去暗输出Vp0后的值除以从对应于s偏振光分量的输出电压Vs中减去其暗输出Vs0的值而得到的值PS，即PS＝(vp-Vp0)/(Vs-Vs0)用作各位置上的采样数据，由此可对这些调色剂色高精度地估计其图像浓度。此外，与黑色的情况一样，通过考虑从调色剂附着前的中间转印带71的表面所得到的传感器输出，消除中间转印带71的表面状态造成的影响，并按照中间转印带71上的补丁图像的浓淡来进行校正，所以就可提高图像浓度的测定精度。

例如对于青色(C)，其评价值Ac(n)可通过下式

Ac(n)＝1-{PSmeanc(n)-PSo}/{PSmean_b-PSo}

求出。这里，PSmeanc(n)是根据青色的第n个补丁图像Ivn各位置上的传感器输出Vp、Vs求出的上述值PS中去除除噪声后的平均值。此外，PSo是在中间转印带71的表面完全由彩色调色剂覆盖的状态下的对应于传感器输出Vp、Vs的上述值PS，是该值PS可取得的最小值。再者，PSmean_b是根据中间转印带71上的各位置中作为基本特性而采样到的传感器输出Vp、Vs求出的上述值PS的平均值。

通过如上定义对应于彩色调色剂的评价值，与先前所述黑色的情况一样，能够用从表示中间转印带71上未完全附着调色剂的状态(此时，PSmeanc(n)＝PSmean_b)的最小值0到表示该带71完全覆盖调色剂的状态(此时，PSmeanc(n)＝PSo)的最大值1的值来标准化表示补丁图像Ivn的浓度。

若如此求出各补丁图像的浓度(更正确地说是其评价值)，则根据其值来计算直流显影偏压Vavg的最佳值Vop(步骤S47)。图19是本实施例中直流显影偏压的最佳值计算处理的流程图。其中，此处理的内容不依赖调色剂色，是相同的，所以在图19和下述中省略了对应于调色剂色的评价值的下标(y、c、m、k)，但不言而喻，评价值及其目标值对各调色剂色是不同的值。

首先，将参数n设定为0(步骤S471)，比较评价值A(n)、即A(0)与先前求出的控制目标值At(例如黑色为Akt)(步骤S472)。此时，若评价值A(0)在控制目标值At以上，则意味着在直流显影偏压Vavg的最小值V0上得到了超过目标浓度的图像浓度，所以不必讨论比其高的显影偏压，将此时的直流显影偏压V0作为最佳值Vop而结束处理(步骤S477)。

与此相反，当评价值A(0)未达到目标值At时，读出在高1级电平的直流显影偏压(电平1)下形成的补丁图像Iv1的评价值A(1)，并在求与评价值A(0)之差的同时，判断该差是否在规定值Δa以下(步骤S473)。这里，当两者之差在规定值Δa以下时，与上述一样，将直流显影偏压的最佳值Vop设为电平0。这样做的理由如后详述。

另一方面，在两者之差大于规定值Δa的情况下进行步骤S474，比较评价值A(1)与控制目标值At。此时，若评价值A(1)在目标值At以上，则目标值At大于评价值A(0)且在A(1)以下，即A(0)＜At≤A(1)，所以在直流显影偏压Vavg的V0与V1之间存在用于得到目标图像浓度的直流显影偏压的最佳值Vop。即，V(0)＜Vop≤V1。

因此，在这种情况下进行步骤S478，通过计算求最佳值Vop。作为此计算方法，考虑有各种方法，例如，也可以在V0到V1的区间内将对于直流显影偏压Vavg的评价值的变化近似成适当的函数，将其函数值变为目标值At的直流显影偏压Vavg作为其最佳值Vop。其中，用直线近似评价值变化的方法是最简单的，但通过适当选择直流显影偏压Vavg的可变范围，就能够以足够的精度求最佳值Vop。当然也可采用除此以外的方法，例如导入更精确的近似函数计算最佳值Vop，但如果考虑到装置的检测误差或差异等，则未必是现实的。

另一方面，在步骤S474中目标值At比评价值A(1)大的情况下，将n加1(步骤S475)，重复上述步骤S473～S475，直到n变为最大值(步骤S476)，求出直流显影偏压的最佳值Vop，但在步骤S476中，即使n变为最大值(n＝5)，也不能求出最佳值Vop，即对应于6个补丁图像的评价值都未达到目标值时，将浓度变为最大的直流显影偏压V5设为最佳值Vop(步骤S477)。

从而，在本实施例中，将对应于各补丁图像Iv0～v5的评价值A(0)～A(5)分别与目标值At进行比较，根据其大小关系来求用于得到目标浓度的直流显影偏压的最佳值Vop，但如上所述，在步骤S473中，当连续的两个补丁图像所对应的评价值A(n)与A(n+1)之差为规定值Δa以下时，将直流显影偏压Vn设为最佳值Vop。其理由如下。

即，如图17B所示，示出如下特性：若直流显影偏压Vavg变大，则薄片S上的图像浓度OD增加，但在直流显影偏压Vavg较大的区域，其增加率减小，逐渐饱和。这是因为若调色剂以某种程度高密度地附着，则即使调色剂的附着量多于该程度，图像浓度也不会太增加。因此，在图像浓度的增加率这样变小的区域中，进一步提高图像浓度而使直流显影偏压Vavg增大，尽管浓度增加不那么明显，却只会过分增大调色剂消耗量，是不现实的。相反，在这种区域中，通过在可允许浓度变化的范围内将直流显影偏压Vavg设定得尽可能的低，就可将图像浓度的下降抑制到最小限度的同时，大大减少调色剂消耗量。

因此，在本实施例中，在图像浓度相对直流显影偏压Vavg的增加率比规定值小的区域中，设定尽可能低的值来作为直流显影偏压的最佳值Vop。具体而言，在表示由Vn和Vn+1这两种直流显影偏压Vavg形成的各补丁图像Ivn、Iv(n+1)各自浓度的评价值A(n)与A(n+1)之差为规定值Δa以下的情况下，将更低的直流显影偏压、即Vn的值设定为其最佳值Vop。其中，期望此值Δa的选择，使得当各评价值仅相差Δa的两个图像时，两者的浓度差达到不能用肉眼来容易判断的程度，或在该装置中两者的浓度差为可允许的程度。

从而，尽管图像浓度几乎未增加，但却防止将直流显影偏压Vavg设定成比需要高的值，实现图像浓度与调色剂消耗量的协调。

如上所述，得到规定的实图像浓度的直流显影偏压Vavg的最佳值Vop被设定为从其最小值V0到最大值V5范围内的任一值。还有，在本图像形成装置中，从提高画质的观点来看，感光体2上的静电潜像中对应于图像信号未附着调色剂的部分(非画线部)的表面电位与直流显影偏压Vavg的电位差始终恒定(例如，325V)，若象上述那样求直流显影偏压Vavg的最佳值Vop，则与之对应也要变更从充电控制部103提供给充电单元3的充电偏压的大小，使上述电位差保持恒定。

E.设定曝光能量

接着，将曝光能量E设定为其最佳值。图20是本实施例的曝光能量的设定处理的流程图。如图20所示，该处理内容与先前叙述的显影偏压的设定处理(图15)基本相同。即，首先，将直流显影偏压Vavg设定为先前求出的最佳值Vop(步骤S51)，接着，一边使曝光能量E从最小等级的等级0逐次增加1个等级，一边用各等级形成补丁图像(步骤S52、S53)。然后，采样来自各补丁图像的反射光量(步骤S54)，从其采样数据中去除尖峰噪声(步骤S55)，同时，求表示各补丁图像浓度的评价值(步骤S56)，根据其结果来求曝光能量的最佳值Eop(步骤S57)。

在此处理(图20)中，该处理内容与所述显影偏压设定处理(图15)不同之处在于形成补丁图像的图案/个数、和根据评价值来求曝光能量的最佳值Eop的运算处理，对于其它方面，两者则进行大致相同的处理。因此，这里主要说明其不同点。

在本图像形成装置中，通过光束L曝光感光体2的表面而形成对应于图像信号的静电潜像，但是在实图像那样曝光面积较大的高浓度图像中，即使改变曝光能量E，静电潜像的电位特性也不怎么变化。相反，在例如细线图像或半色调图像那样曝光区域零星地散布在感光体2表面上的低浓度图像中，其电位特性随曝光能量E而变化很大。这种电位特性的变化带来调色剂图像的浓度变化。即，曝光能量E的变化几乎不影响高浓度图像，而在低浓度图像中对其浓度影响却很大。

因此，在本实施例中，首先，形成将曝光能量E对图像浓度的影响小的实图像，作为高浓度用补丁图像，并根据该浓度求直流显影偏压Vavg的最佳值，而在求曝光能量E的最佳值时，形成低浓度用补丁图像。因此，在此曝光能量的设定处理中，使用与直流显影偏压设定处理中形成的补丁图像(图16)不同图案的补丁图像。

还有，虽然对曝光能量E的高浓度图像的影响小，但是如果过分拓宽其可变范围，则高浓度图像的浓度变化也变大。为了防止这种现象，作为曝光能量E的可变范围，可以使曝光能量从最小(等级0)变化到最大(等级3)时的、与高浓度图像(例如实图像)所对应的静电潜像的表面电位变化为20V以内，最好在10V以内。

图21是低浓度用补丁图像的图。如先前所述，在本实施例中，将曝光能量E变更设定为4级，这里，用其各等级各形成1个、共计4个补丁图像Ie0～Ie3。此外，如图21所示，这里使用的补丁图像的图案由彼此间隔配置的多个细线构成，更详细地说，是1“接通(ON)”10“断开(OFF)”的1个虚线图案。低浓度用补丁图像的图案并不限于此，但是若使用线或点彼此孤立的图案，则更能够使曝光能量E的变化反映到图像浓度的变化中，可更高精度地求其最佳值。

此外，将各补丁图像的长度L4设定得比高浓度用补丁图像的长度L1(图16)小。这是因为在此曝光能量设定处理中，已将直流显影偏压Vavg设定为其最佳值Vop，在此最佳条件下，不发生对应于感光体2的周长的浓度不均(相反，在该状态下，如果产生这样的浓度不均，则Vop不是作为直流显影偏压Vavg的最佳值)。但是，另一方面，因为也可能产生伴随显影辊44的变形而造成的浓度不均，所以最好使用相当于显影辊44周长的长度上平均的值作为补丁图像的浓度，因此，补丁图像的周长L4被设定得大于显影辊44的周长。还有，在非接触现象方式的装置中，在显影辊44和感光体2各自的表面移动速度(圆周速度)不同的情况下，考虑其圆周速度比，将对应于显影辊44的1周长度的补丁图像形成在感光体2上即可。

此外，可使各补丁图像的间隔L5比图16所示的间隔L2小。这是因为来自曝光单元6的光束L的能量密度可在较短时间内来变更，尤其是在由半导体激光器构成其光源的情况下，能在及其短的时间内变更其能量密度。因此，通过这样构成各补丁图像的形状及其配置，如图21所示，可在中间转印带71的1周上形成所有补丁图像Ie0～Ie3，同时，还缩短处理时间。

对如此形成的低浓度用补丁图像Ie0～Ie3，与先前所述高浓度补丁图像的情况同样来求表示其图像浓度的评价值。然后，根据其评价值、和从与先前所述高浓度补丁图像不同而另外准备的低浓度补丁图像用查找表(图14B)导出的控制目标值来计算曝光能量的最佳值Eop。图22是本实施例的曝光能量的最佳值计算处理的流程图。此处理也与图19所示显影偏压的最佳值计算处理一样，从用低能级形成的补丁图像开始依次将其评价值顺序与目标值At比较，求评价值与目标值一致的曝光能量E的值，由此确定其最佳值Eop(步骤S571～S577)。

但是，在通常采用的曝光能量E的范围内，因为在细线图像浓度与曝光能量E之间，未出现在实图像浓度与直流显影偏压之间的关系中看到的饱和特性(图17B)，所以省略了相当于图19的步骤S473的处理。由此求出能得到期望图像浓度的曝光能量E的最佳值Eop。

F.后处理

通过上述求出直流显影偏压Vavg、曝光能量E各自的最佳值，以后就变为可形成规定图像质量的图像的状态。因而，在此时可以结束浓度控制因子的优化处理，并停止中间转印带71等的旋转驱动，使装置转移到待机状态，甚至也可进行某些调节动作以控制其它浓度控制因子，这样后处理的内容是任意的，所以这里就省略其说明。

(3)效果

如上所述，在本实施例的图像形成装置中，在向中间转印带71的表面照射光的同时，设有接受来自该表面的反射光的浓度传感器60。然后，对浓度传感器60的输出电压Vp、Vs进行采样，并根据传感器输出在未承载调色剂图像的状态与承载补丁图像的状态之间的不同，求与补丁图像浓度对应的调色剂附着量，所以不依赖于中间转印带71的表面状态可高精度地求出补丁图像浓度。

此外，对于这样得到的采样数据串中的连续N1个数据，从其中的大的值以及小的值中按顺序将每个规定的个数(3个或10个)分别置换为此外的(N1-6)个或(N1-20)个数据的平均值，由此可去除混入该数据串中的尖峰状的噪声。因此，将混入采样数据中的尖峰状噪声对补丁图像浓度的检测结果的影响抑制到最小，能够以高精度来求补丁图像浓度。

然后，根据如此高精度求出的补丁图像浓度，优化作为浓度控制因子的直流显影偏压Vavg、曝光能量E，所以可将这些浓度控制因子设定到最佳状态，其结果是，可稳定形成画质良好的调色剂图像。

还有，在上述实施例中，对于来自中间转印带71的反射光中p偏振光分量所对应的传感器输出Vp，就去除其噪声的方法进行了说明，但是对与s偏振光分量对应的传感器输出Vs也可以通过同样的处理来去除噪声。此时，如果在p偏振光与s偏振光之间噪声的发生状况存在关联，则针对与s偏振光分量对应的传感器输出Vs的噪声去除处理也可去除从与p偏振光分量对应的传感器输出Vp的采样数据串中与去除的数据相同位置检测到的传感器输出Vs，而在两者间噪声发生状况中没有关联的情况下，也可分别对p偏振光分量、s偏振光分量进行上述噪声去除。

(4)其它

本发明并不限于上述实施例，在不脱离其精神的范围内，可在如上所述的情况之外进行各种变更。例如，在上述实施例中，在中间转印带71的表面上相对配置浓度传感器60，检测作为一次转印到中间转印带71上的补丁图像的调色剂图像的浓度，但不限于此，例如也可面对感光体2的表面配置浓度传感器，并检测在感光体2上显影的调色剂图像的浓度。

此外，例如在上述实施例中未考虑，但是有时由于与浓度传感器60相对的辊75的变形或偏心等原因，中间转印带71表面中辊卷绕区域71a与浓度传感器60的距离随着辊75的旋转而周期性地变动。距离这样变动，则到达受光元件672p、672s的光量就变化，其结果，传感器输出Vp、Vs也周期性地变动。因此，在出现由辊75的旋转周期引起的变动的情况下，为了排除其影响，将中间转印带71上的计算对象区域、即进行所述尖峰噪声去除处理时抽取采样数据的区间长度也可设定为相当于辊75的1周范围内的中间转印带71表面的长度。然后，如果求该长度上的浓度信息的平均，则可消除以辊75的旋转周期为周期的变动量。

此外，例如上述实施例中的浓度控制因子的优化处理在依次使各显影器位于显影位置上并进行各显影辊44的空转后，一边重新切换各显影器一边依次形成补丁图像，但也可对各显影器连续进行显影辊的空转和补丁图像的形成。在这种情况下，因为能够减少显影器的切换动作次数，所以例如在要求待机状态时的安静性的装置中，通过如此构成，就可将随着显影器的切换产生的动作声频率抑制到最小。

此外，上述实施例中的浓度控制因子的优化处理的顺序表示其一个例子，也可是除此以外的顺序。例如，在本实施例中，虽然同时开始预动作1和预动作2，但也可不必同时执行。此外，可以在至少求直流显影偏压的最佳值Vop的时刻来求图像浓度的控制目标值，也可在与本实施例不同的时刻，例如在预动作之前来求控制目标值。

此外，在上述实施例中，对各基本特性和各补丁图像浓度，通过将取得的采样数据串值最大、以及值最小中依次去除规定个数的数据来去除噪声，但也不限于此，例如，也可仅对基本特性、或仅对补丁图像浓度执行上述处理的噪声去除。

此外，在上述实施例中，作为中间转印带71的基本特性，将在中间转印带71的1周上采样到浓度传感器60的输出的各采样数据进行存储，但也可仅存储此后来自相当于形成补丁图像位置的位置的采样数据，由此可消减应存储的数据量。此时，如果尽可能使各补丁图像对中间转印带71的形成位置一致，则可更有效地对各补丁图像使用共同的基特性来进行运算。

此外，在上述实施例中，改变作为控制图像浓度的浓度控制因子的直流显影偏压和曝光能量，但也可只改变它们中的一方来控制图像浓度，此外，也可使用其它浓度控制因子。并且，在本实施例中，充电偏压随直流显影偏压而发生变化，但不限于此，也可将充电偏压固定，独立变更直流显影偏压。

此外，上述实施例是一种具有作为临时承载在感光体2上显影的调色剂图像的中间媒介的中间转印带71的图像形成装置，但本发明也可适用于具有转印鼓或转印辊等其它中间媒介的图像形成装置、或不具备中间媒介而将感光体2上形成的调色剂图像直接转印到作为最终转印材料的薄片S上的图像形成装置。

此外，上述本实施例是一种采用黄、青、品红、黑这4色调色剂可形成全色图像的图像形成装置，但使用的调色剂色和其颜色数并不限于此，可任意设定，本发明也可适用于例如仅使用黑色调色剂来形成单色图像的装置。

还有，在上述实施例中，对根据来自装置外部的图像信号来执行图像形成动作的打印机适用了本发明，但是不言而喻，对于根据用户的图像形成要求、例如按照复制按钮的按动在装置内部生成图像信号、并根据其图像信号执行图像形成动作的复印机、或根据经通信线路提供的图像信号来执行图像形成动作的传真机装置本发明也可适用。

如上所述，根据本发明，在补丁图像中应求其调色剂附着量的计算对象区域中，对该区域内的多个测定区域将来自光量传感器的输出信号进行采样，同时，仅将作为如此得到的N1个采样数据中一部分的N2个视为有意义的数据，由这些N2个数据来求该计算对象区域的调色剂附着量。即，将N1个采样数据中(N1-N2)个作为可能包含任何噪声的数据而去除，仅使用其它的N2个数据来求该计算对象区域的调色剂附着量。因此，即使N1个采样数据中包含在由于各种原因造成的噪声影响而使真值变动大的数据，也可去除这些数据而更正确地求图像浓度。

然后，因为根据如此求出的补丁图像浓度来优化浓度控制因子，所以就可稳定地形成画质良好的调色剂图像。

第二实施例

接下来，说明本发明的图像形成装置的第二实施例。本实施例的图像形成装置，在其构成上部分变更了图1所示第一实施例装置。因此，相同的结构附加相同符号而省略说明，这里主要说明其不同点。

图23是本发明的图像形成装置的第二实施例的图。在本实施例中，结构上与第一实施例的装置的大的不同有3处。第一，在第一实施例的装置(图1)中，容纳薄片S的盒8的一部分从装置主体向外部突出构成，而在第二实施例的装置(图23)中，盒8a容纳于装置主体中。第二、第一实施例的装置是仅在薄片S的单面形成图像的装置，而在第二实施例的装置中，可在薄片S的双面形成图像。

对在薄片S的双面形成图像时的动作进行更详细的说明。首先，在薄片S的单面形成图像时的动作基本上与先前说明的第一实施例的情况相同。即，从盒8a中取出的薄片S沿搬运路径F被搬运到二次转印区TR2，转印中间转印带71上形成的图像。通过定影单元9的薄片S经排出前辊82和排出辊83被搬运到设置在装置主体上面部的排出托盘部89。

另一方面，在薄片S的另一面形成图像的情况下，如上所述在一面形成图像的薄片S的后端部被搬运到排出前辊82后方的反转位置PR的时刻，将排出辊83的旋转方向反转，由此沿反转搬运路径FR向箭头D4的方向搬运薄片S。然后，在以规定的定时在用于将薄片S送入二次转印区TR2的闸辊81的前面再次被送入搬运路径F，但此时，在二次转印区TR2接触中间转印带71并转印图像的薄片S的面与先前转印的图像的面正相反。从而，可在薄片S的双面形成图像。

第二实施例的装置与第一实施例的装置不同的第三点在于浓度传感器60(图2)的电路结构。比较照射光与作为相同偏光分量的p偏振光分量，反射光中含有的s偏振光分量的等级低，对调色剂量的变化也少。因此，在本实施例中，将放大电路673s相对放大电路673p的增益比Sg设定为Sg＝3。即，将对s偏振光分量的增益设定为对p偏振光分量的增益的3倍，以达到对动态范围的改善。

此外，第二实施例的装置动作中，补丁图像的调色剂附着量计算处理的动作与第一实施例的装置动作大不相同。即，在第一实施例的装置中，求调色剂附着量的“计算对象区域”是中间转印带71上的表面中比浓度传感器60的检测点尺寸大的区域。然后，根据对该区域内多个“测定区域”的采样结果，计算该计算对象区域的调色剂附着量。

即，在第一实施例的装置中，将包含多个“测定区域”的较宽区域作为“计算对象区域”。相反，第二实施例的装置的大小与浓度传感器60的检测点尺寸基本相同。即，在第二实施例中，将1个“测定区域”作为“计算对象区域”，计算该区域的调色剂附着量。此方法如后所述，尤其适于想求每个位置的调色剂附着量分布的情况。

在本图像形成装置中，使用作为本发明的“光量传感器”的浓度传感器60，CPU101评价形成于中间转印带71表面上的补丁图像的调色剂图像的浓度。但是，并不是直接求补丁图像的图像浓度，而是测定附着在中间转印带71上的调色剂量来作为补丁图像。然后，根据其结果来调整对图像质量造成影响的控制因子、例如调整提供给各显影器的显影偏压的大小或曝光束L的强度等来优化图像形成条件，稳定得到规定的图像质量。

下面，作为一例，参照图24至图28来说明求作为控制因子的显影偏压最佳值的方法，但也可通过同样的方法来求其它控制因子、例如曝光束L的强度、充电偏压等的最佳值。

图24是第二实施例的显影偏置优化处理的流程图。此外，图25A、图25B和图25C是表示该处理中形成的补丁图像的图。在此处理中，首先进行基本采样(步骤S811)。即，一边以规定速度沿规定方向(图1所示箭头方向D2)使形成补丁图像前的中间转印带71旋转，一边从浓度传感器60向其表面照射规定光量的光，并以规定的时间间隔(这里为每8msec)采样来自浓度传感器60的输出电压Vp、Vs，作为来自此时的中间转印带71的反射光量。由此，取得表示中间转印带71的表面状态的采样数据串。

接着，一边多级(这里作为6级来说明)变更设定作为控制因子的显影偏压，一边用各偏压值依次形成规定图案的补丁图像，并转印在中间转印带71上(步骤S812)。此补丁图像Ip是除了图25A所示实图像外，将半色调图像、孤立点线图像或孤立点图像等、还有规定的图像图案Ie通过沿中间转印带71的移动方向D2反复排列所得到的图像。

由此，在中间转印带71上，沿其移动方向D2，排列使显影偏压的设定值彼此不同而形成的6个补丁图像。然后，从浓度传感器60向如此形成的各补丁图像Ip照射规定光量的光，同时，在规定时间间隔对与其反射光量相对应并从浓度传感器60输出的输出电压Vp、Vs进行采样(步骤S813)。

在各补丁图像Ip中，有时出现由显影辊44或感光体2的旋转不均、偏心等引起的浓度不均。因此，如图25B所示，一边使中间转印带71移动，一边对在1个补丁图像Ip内对以等间隔排列的多个采样点P1、P2、…进行采样，通过求这些采样结果的平均值，来排除其影响。此外，为了实现本目的，最好将沿箭头方向D2的补丁图像Ip的长度设为显影辊44的周长、或与感光体2的周长对应的长度。

还有，这些采样点P1等并不是预先设在中间转印带71上的，而是假设定义为进行上述采样的结果、在进行各采样时接受浓度传感器60射出光的表面区域。此外，在图25B的实例中，其部分区域在彼此邻接的采样点间彼此重复，但是这并不限于此，各采样点也可彼此间隔配置。

下面，根据如此求出的采样结果来计算作为该补丁图像Ip的调色剂附着量(步骤S814)。在本实施例中，基于以下两个想法来计算想要求补丁图像内调色剂附着量的各采样点，即本发明中所谓的各“计算对象区域”的调色剂附着量。这里，图25B举例说明将带有阴影线的采样点P6设为“计算对象区域”的情况。

第一、对该采样点P6都使用形成补丁图像前后的采样结果、求该采样点P6的调色剂附着量。这是因为考虑到基本的中间转印带71的表面状态影响补丁图像的采样结果，并消除其影响。

第二、不直接使用补丁图像形成前后的该采样点P6的采样结果，而是加上对该采样点P6附近的多个表面区域(夹持该采样点P6的采样点P5、P7)采样的结果，使用后述进行过噪声修正处理后的结果来求调色剂附着量。这是为了消除叠加在采样结果上的噪声等的影响。

对基本采样数据和补丁图像的采样数据实施的噪声修正处理的原理进行说明。有时在采样浓度传感器60的输出后得到的采样数据串中包含中间转印带71的损伤、污染或混入浓度传感器60中的电噪声所引起、并得到如图25C的×标记所示的大大偏离原来值的值的数据。即，各采样数据中包含各种原因造成的误差，尤其是与周围数据大不相同的值的采样数据，应认为其可靠性低。这是因为从一定条件下形成的补丁图像Ip和形成该补丁图像Ip前的中间转印带71的表面状态进行考虑，而仅在特定位置上得到与其周围位置大不相同的采样结果是难以考虑到的。

因此，对于各采样点的采样结果中与来自其周围的采样结果大不相同的值必需作为出现噪声等影响的值而被排除，并在以后的计算中不使用。

在本实施例中，在每个采样点，提取该采样点及其前后采样点的采样数据，并将其中的中央值用作表示该采样点中调色剂附着量的数据，由此抑制这种噪声或误差的影响。具体而言，对各采样点的采样数据执行图26所示的噪声修正处理。此处理在本发明中相当于将数值M1和M2设定为M1＝M2＝M(其中，M为自然数)的情况。

图26是表示噪声修正处理的流程图。在此处理中，首先选择作为处理对象的一个采样数据(步骤S821)，提取该采样数据、和在该采样点附近采样的数据、更详细地说是，一边使中间转印带71移动一边提取采样的各采样数据中该对象采样点前后(即沿方向D2的上游侧和下游侧)各M个采样点的采样数据(步骤S822)。由此，提取共计(2M+1)个采样数据。

接着，从这些(2M+1)个采样数据中来求中央值，即从其值大或小的一方求相当于第(M+1)位的值(步骤S823)。然后，将该对象采样点的采样结果置换为如此求出的中央值(步骤S824)。即，将此中央值看做表示该采样点的调色剂附着量。

在采样位置彼此接近的这些(2M+1)个采样数据中，其值也并不是相差太大。因而，该对象采样点中的原来的(即无噪声等的)检测值应该是接近上述中央值的值。因此，即使噪声等对该采样点的采样结果无影响，这种置换对结果的影响也小，尤其是如果其中央值是该采样点的采样结果，则完全没有影响。

另一方面，在该采样点的采样数据因噪声等而变得与原来值大不相同的情况下，通过此置换，来排除包含噪声等的该采样数据，所以该噪声等对以后的计算没有影响。

这样，在此噪声修正处理中，通过将各采样点的采样数据置换为以该采样点为中心的(2M+1)处的各采样点的采样数据的中央值，就可抑制噪声的影响出现后面求出的调色剂附着量的计算结果中。

除这些中央值的置换外，作为根据前后的采样数据进行的修正，例如也考虑平均值的置换。这是一种求对象采样数据的前后各M个、共计2M个数据、或其中加上对象采样数据的(2M+1)个数据的平均值，并将该平均值设为表示该对象采样位置处的调色剂附着量的数值的方法。但此时，在加入到计算内的各采样数据中的任何一个包含噪声时，则有误差变大的倾向，并且还存在其误差传递到前后的采样位置上这样的问题。

与此相反，如果根据上述中央值进行修正，则通过以后的计算完全排除包含噪声的采样数据，就不产生上述问题。

若结束对1个采样点的数据置换，则通过一边依次变更对象采样数据一边重复必要次数的上述处理，即使对其它采样点也同样进行数据置换(步骤S825)。

还有，若如此不断依次执行噪声修正处理，则在对1个采样点执行上述噪声修正处理时采用的多个采样数据中包含已执行了噪声修正处理的数据。此时，虽存在使用修正前的采样数据或使用修正后的数据的问题，但从提高噪声去除效果的观点看，期望是后者。

通过进行这种噪声修正处理，如图25C的圆圈标记所示，可得到去除了噪声影响的采样数据串。再者，图25C的实例是图26的处理中设M＝1时的实例。即，在此时的噪声修正处理中，用包含其前后各1个数据共计3个数据的中央值来置换该对象采样数据。例如，对图25B所示的采样点P6，将该采样点P6、其前后的采样点P5和P7的各采样点的采样结果A6、A5和A7中的中央值A5设为对应于该采样点P6的修正后的数据B6。对其它采样点也可同样来做。

还有，在一系列的采样数据串中，不存在为修正该采样点的采样数据所用的来自周边的采样数据。例如，对于采样数据串开头的数据A1，因为在其之前不存在数据，所以不能执行上述噪声修正处理。因为这种数据有可能包含噪声，所以最好在以后的处理中不使用。

通常，当设噪声修正处理中所用的采样数据个数为(2M+1)个时，最好不使用采样数据列的开头和末尾各M个数据。相对而言，应形成的补丁图像的尺寸及其采样点的个数必需在考虑以后计算中不能使用的数据产生这一基础上来确定。

或者，也可在对这些采样数据进行其它的修正处理的基础上来使用。作为一例，代替该采样数据，可使用相邻采样点中噪声修正后的数据。此外，作为其它的实例，可将该采样数据与相邻采样点中的噪声修正后的数据的平均值设为该采样点中修正后的数据。

此外，尤其是为了对补丁图像的采样结果进行上述噪声修正处理，用于修正处理的各采样数据必需在所有该补丁图像内的采样点来采样。例如，在对补丁图像Ip内的采样点P1的噪声修正处理中，使用了补丁图像Ip外的采样点P0的采样数据，反而导致大的误差。

一边对基本采样数据、以及补丁图像的采样数据分别进行噪声修正处理，一边根据其修正后的数据，来计算补丁图像内的各采样点的调色剂附着量。

图27是表示调色剂附着量计算处理的流程图。其中，步骤S831～S833是对基本采样数据的处理，步骤S834～S836是对补丁图像的采样数据进行的处理。

首先，对基本采样数据，设M＝2，执行所述噪声修正处理(步骤S831、S832)。即，用包含对象采样数据的共计5个数据的中央值对基本采样数据进行修正。

然后，求这样求出的、修正后的各数据(下面称为“基本数据”)的平均值(步骤S833)。此平均值是表示未承载调色剂图像的状态下的中间转印带71的表面状态、尤其是其色调的值。这里，将分别对应于p偏振光分量和s偏振光分量的输出电压Vp和Vs的采样结果的上述修正后的平均值分别称为Vtp_ave和Vts_ave。

下面，设M＝1，对补丁图像的采样数据进行所述噪声修正处理(步骤S834、S835)。此时的修正是用包含对象采样数据的共计3个数据的中央值的修正。然后，求如此求出的修正后的各数据(下面称为“补丁图像数据”)的平均值(步骤S836)。此平均值是表示中间转印带71上的补丁图像的平均色调的值。这里，将分别对应于p偏振光分量和s偏振光分量的输出电压Vp和Vs的采样结果的、上述修正后的平均值分别称为Vdp_ave和Vds_ave。

这里使确定用于噪声修正的数据个数的数值M与基本数据和补丁图像数据不同的原因如下。即，若增大上述数值M，则采样数据的差异进一步平坦化，但是相反，却丢失与色调细微变化相关的信息。因为未附着调色剂的的中间转印带71的表面色调与原来位置无关，而是一样的，没有细微变化，所以可对作为表示此色调的值的基本数据设定较大的数值。

另一方面，对形成于中间转印带71表面部分区域上的补丁图像Ip来看，在上述修正原理上，不能对补丁图像Ip上的各采样位置中开头和末尾M个地方求修正数据。因此，若数据M增大，则有效数据减少。此外，本实施例中，因为进行了平均化，所以没有直接影响，但是有时会漏掉装置动作特性引起而出现的浓度不均等。

这样，对修正中使用的数据的数量、即本发明中所谓的数值M1、M2，期望是根据测定对象的状态适当变更设定。此外，如上所述，在使用这些数据中的中央值来进行修正时，最好以该计算对象区域为中心，使用前后数量相同的数据。即，将上述数值M1与M2同值即可。然后，在其基本的一方比补丁图像基本上更均匀的性质上，最好使基本数据修正所用的数据个数比补丁图像数据修正所用的数据个数多，或至少数量相同。在本实施例中，对于基本数据，以该采样数据为中心根据前后5个数据进行补偿的同时(M＝M1＝M2＝2)，对于补丁图像数据还根据前后3个数据来进行补偿(M＝M1＝M2＝1)。

在如此对基本数据和补丁图像数据进行修正后，使用这些值求对应于补丁图像Ip的浓度的评价值(步骤S837)。所谓评价值并不是直接表示补丁图像的图像浓度的物理量，而是作为其尺度的数值。具体可由下式

Gt＝1-{Sg·(Vdp_ave-Vp0)-(Vds_ave-Vs0)}/{Sg·(Vtp_ave-Vp0)-(Vts_ave-Vs0)}               …(式2-1)

求评价值Gt。

上式中，Vp0和Vs0分别是在熄灭浓度传感器60的发光元件601的状态下采样到的电压Vp和Vs。如图4所示，因为向受光元件672p、672s的输出侧被施加补偿电压674p、674s，所以此浓度传感器60即使在发光元件601熄灭状态下也输出规定的正电压而作为输出电压Vp、Vs。上述值Vp0和Vs0是此时的输出电压，通过从各采样数据(或其平均值)中减去这些值Vp0和Vs0，就能只取出与检测到的反射光量对应的电压的变化量。

此外，通过只在对应于p偏振光分量的项中乘以值Sg，则可补偿构成浓度传感器60的放大电路673p、673s的增益差。

如此求出的评价值Gt，当调色剂未附着在中间转印带71上时示出0，同时，在附着最大量调色剂并得到足够的图像浓度时示出1。从而，通过使用评价值Gt，可将构成补丁图像的调色剂量用0到1的数值来标准化表示。

若分别对6个补丁图像求评价值Gt，则返回图4的显影偏压优化处理，使用这些值计算显影偏压的最佳值(步骤S814)。参照图28来说明其原理。

图28是显影偏置优化处理的原理图。为了将规定图案的图像控制到规定浓度，按照该图像的目标浓度预先确定评价值Gt的目标值Gt_tgt，可以求出该图案图像的评价值Gt与目标值Gt_tgt一致的显影偏压Vb。

使显影偏压Vb从Vb(1)到Vb(6)分6级变化来形成补丁图像，并对显影偏压Vb绘制各补丁图像的评价值Gt后，求出显影偏压Vb与评价值Gt的关系。根据该关系，就能够求显影偏压Vb的最佳值Vbopt。即，在图28的实例中，由于最佳显影偏压Vbopt位于偏压值Vb(4)和Vb(5)之间，所以由这两个点之间的内插值计算，就可求出最佳显影偏压Vbopt。

然后，将如此求出的最佳显影偏压Vbopt存储在例如RAM107中，通过在以后的图像形成动作中调用该值并设为显影偏压Vb的设定值，从而可稳定得到期望的图像浓度。

还有，如上所述，通过同样的方法，也可对曝光光束L的强度、充电偏压等、其它控制因素同样进行该优化处理。此外，上述处理是对1个调色剂色的处理，必要时也可对应于多种调色剂色而重复上述处理。此时，对于基本采样及其噪声修正、计算平均值可以共用其结果，所以也不必对每个调色剂色进行该处理。

此外，上述调色剂附着量的计算处理中，在补丁图像Ip内其调色剂附着量大致均匀的前提下，平均补丁图像Ip内的各采样点P1、P2、…的采样数据(图27的步骤S836)，由此求出补丁图像Ip的平均调色剂附着量。但是，有时想知道补丁图像Ip内的调色剂附着量随情况变化的状态(下面称为“补丁图像特性”)。例如如上所述，有时在补丁图像Ip中出现显影辊44或感光体2的旋转不均、偏心等引起的浓度不均。因此，求出补丁图像特性后评价该浓度不均的程度，按照需要一边进行消除该浓度不均的修正一边进行图像形成，则可形成无浓度不均的、图像质量更好的图像。

图29是表示具有周期性变动的采样数据一例的图。例如在显影辊44有偏心的情况下，补丁图像中出现对应于显影辊44周长的周期性浓度不均。其结果，如图29所示，补丁图像的采样结果也显示周期性的变动。此外，对该采样结果(用×标记表示)也出现因噪声影响而突出的数据。

若对这种采样数据串实施与上述一样的噪声修正处理(图6)，则如图29的○标记所示，不会消除伴随显影辊44的偏心的周期性变动，而由噪声引起的突出数据被去除。然后，从如此去除噪声分量的数据串中可求出补丁图像内的调色剂附着量分布状态、也就是补丁图像特性。即，上述噪声修正处理对这种调色剂附着量周期性地变动的补丁图像也有效。此外，在预先知道调色剂附着量(或图像浓度)变化状态，并且其变化程度比采样间隔(相邻采样点间的距离)平缓的情况下，可有效适用上述噪声修正处理。

还有，在上述实例中，示出了在原来均匀的补丁图像的调色剂附着量因种种变动因素而变动的情况下，本发明的调色剂附着量计算处理也是有效的。与此相同，即使对有意使调色剂附着量周期性变动的补丁图像，本发明的处理也有效。并且，由于此时可预测补丁图像内的调色剂附着量的变动幅度或其周期等的倾向，所以通过考虑该倾向，并将决定噪声修正中所用的数据个数的数值M1和M2进行确定，就可有效去除噪声。

作为最好形成具有这种周期性变化的补丁图像时，例如有如下情况。如上所述，在由引擎部EG形成的图像(例如补丁图像)中，出现随着装置各部的结构、性能上的差异而出现浓度不均。此外，例如中间转印带71与浓度传感器60的距离因辊75相对浓度传感器60的偏心而发生变动，并且有时由此导致由浓度传感器60所接受光的光量发生变动。

此时，在中间转印带71上的多个部位用相同图像形成条件形成补丁图像，并通过平均它们的采样结果，从而可消除这种变动的影响。但是，每次变更图像条件时，在中间转印带71上都离散地形成了补丁图像，处理所需的时间变长。

为了解决这个问题，在相同图像形成条件下的多个补丁图像之间的区域，可配置其它图像形成条件下的补丁图像。例如，如上述实施例那样，在6级变更设定显影偏压并形成补丁图像的装置中，邻接由第1显影偏压形成的补丁图像、形成第2显影偏压下的补丁图像。同样，在形成各显影偏压下的补丁图像后，再重复形成第1显影偏压1、第2显影偏压、…下的补丁图像。然后，平均相同显影偏压下的各补丁图像的采样结果，并根据其结果求出对应于该显影偏压的调色剂附着量，则缩短处理所需时间的同时，并可消除上述浓度变动的影响。

若将这样形成的补丁图像组放大来看，则结果显示调色剂附着量呈周期性变化。尤其是若相邻补丁图像间的间隔为零，则可将补丁图像组整体看作具有调色剂附着量周期性变化的图案的1个图像。在计算这种图像的调色剂附着量时，也可适用本发明的调色剂附着量计算处理。

第三实施例

在上述第二实施例的装置中，形成由相同图案重复构成的补丁图像，并根据其调色剂附着量检测结果，进行对图像质量造成影响的控制因子的优化。相反，在本发明的第二实施例的装置中，如下所述，形成具有层次的补丁图像(下面称为“灰度补丁图像”)，根据其调色剂附着量检测结果，调整装置的灰度特性。然后，在对其灰度补丁图像求出调色剂附着量时，与第二实施例一样要进行噪声修正处理。

第三实施例的装置结构和动作与第二实施例基本一样。其中，第三实施例的装置与第二实施例的装置的不同之处在于具有得到更好的灰度再现性的结构以及调整动作模式(灰度修正模式)。

还有，为了得到更好的灰度修正特性，期望在执行第二实施例的各控制因子的优化处理之后，执行第三实施例的灰度修正处理。

图30是本发明图像形成装置的第三实施例的灰度处理方块图。主控制器11具备色变换部14、灰度修正部115、半色调部116、脉冲调制部117、灰度修正表118和修正表运算部119等功能块。

此外，引擎控制器11除图2所示的CPU101、RAM106、ROM107外，还具备曝光单元6中设置的用于驱动激光光源的激光器驱动器121、和根据浓度传感器60的检测结果来检测表示引擎部EG的γ特性的灰度特性的灰度特性检测部123。

由主计算机100提供图像信号的主控制器11中，色变换部114将表示与其图像信号对应的图像内各象素的RGB分量的灰度等级的RGB灰度数据变换为表示对应的CMYK分量灰度等级的CMYK灰度数据。在此色变换部114中，输入RGB灰度数据例如是每1象素1色分量8比特(即表示256灰度)，输出CMYK灰度数据也同样是每1象素1色分量8比特(即表示256灰度)。将从色变换部114输出的CMYK灰度数据被输入到灰度修正部115。

该灰度修正部115对从色变换部114输入的各象素的CMYK灰度数据进行灰度修正。即，灰度修正部115参照预先存储在非易失性存储器中的灰度修正表118，按照该灰度修正表118，将来自色变换部114的各象素的输入CMYK灰度数据变换为表示修正后的灰度等级的修正CMYK灰度数据。此灰度修正的目的在于补偿上述结构的引擎部EG的γ特性变化，将此图像形成装置的整体的γ特性始终维持在理想状态。

将如此修正后的修正CMYK灰度数据被输入半色调部116中。半色调部116进行误差扩散法、抖动(dither)法、网点(screen)法等的半色调处理，将每1象素1色8比特的半色调CMYK灰度数据输入脉冲调制部117。

输入到此脉冲调制部117的、进行半色调后的CMYK灰度数据表示应附着在各象素上的CMYK各色的调色剂大小，接受到这些数据的脉冲调制部117使用其半色调CMYK灰度数据，生成用于脉宽调制引擎部EG的CMYK各色图像的曝光激光脉冲的视频信号，并经省略图示的视频IF输出到引擎控制器12。然后，收到该视频信号的激光驱动器121以ON/OFF控制曝光单元6的半导体激光器，并在感光体2上形成各色分量的静电潜像。由此进行通常的打印。

此外，在本图像形成装置中，例如具有灰度修正模式，用于在电源接通之后等的适当定时执行、形成灰度修正的补丁图像，并变更设定灰度修正表。在此灰度修正模式中，对每个调色剂色，通过引擎部EG在中间转印带71上形成用于测定γ特性而预先准备的灰度修正的灰度补丁图像，浓度传感器60读取各灰度补丁图像的调色剂附着量，根据来自其浓度传感器60的信号，灰度特性检测部123生成与各灰度补丁图像的灰度等级及检测到的图像浓度对应的灰度特性(引擎部EG的γ特性)，并输出到主控制器11的修正表运算部119。

还有，在本实施例中，灰度补丁图像的数据在主控制器11的例如ROM等中被编程，通过根据此图像数据执行上述的图像形成动作，从而在中间转印带71的表面上形成规定图案的灰度补丁图像。

图31A和图31B是表示灰度补丁图像的图。如图31A所示，本实施例的灰度补丁图像Ig为沿中间转印带71的移动方向D2延伸的矩形形状，并且，其灰度等级不是一样的，是沿移动方向D2从最大等级(等级255)到最小等级(等级0)连续变化而形成的。

图32是表示灰度修正模式的流程图。而图33是表示灰度修正模式中调色剂附着量计算处理的流程图。其基本动作的大部分与图24所示的显影偏压优化处理相同。因此，相同部分的说明就予以省略。

在此灰度修正模式中，首先对形成灰度补丁图像前的中间转印带71进行基本采样(步骤S861)，接着，作为补丁图像而形成图31A所示的灰度补丁图像Ig(步骤S862)。之后，对其灰度补丁图像Ig进行采样(步骤S863)，根据这些采样结果来计算调色剂附着量(步骤S864)。

第三实施例的调色剂附着量计算处理与求全部补丁图像中的平均调色剂附着量的第一以及第二实施例大不相同，而是对每个采样点求出调色剂附着量(评价值)。这是因为补丁图像Ig不一样，由于位置而具有不同的灰度等级，此外作为用于灰度修正的信息，必需求出每个灰度等级的调色剂附着量(评价值)。

因此，在本实施例中的调色剂附着量计算处理(图33、步骤S871～S877)中，不求噪声修正后的基本数据和补丁图像数据的平均值，而使用各采样点的修正后的基本数据和修正后的补丁图像数据来求出该位置的评价值(步骤S875、S876)。然后，通过重复必要次数，就可个别地求出各采样点的评价值(步骤S877)。

例如下式：

Gt＝1-{Sg·(Vdp(x)-Vp0)-(Vds(x)-Vs0)}/{Sg·(Vtp(x)-Vp0)-(Vts(x)-Vs0)}          …  (式3-1)

就可求出作为中间转印带71的移动方向D2的位置x的函数的此时评价值Gr。

还有，噪声修正处理的内容与图26所示的相同，对基本数据设M1＝M2＝2，根据共计5个数据进行修正，而对补丁图像数据设M1＝M2＝1，根据共计3个数据进行修正。由此，将图31B的×标记表示的包含修正前的噪声的采样数据串修正为图31B的圆标记表示的数据串，降低噪声的影响。在灰度补丁图像Ig中，图像图案自身随位置而变化，随之调色剂附着量的变化有必要作为信息，所以若增加用于噪声修正的数据数，则会屏蔽其变化，这是不好的。

这里，在图31B中，示出随着补丁图像Ig的灰度等级降低且其图像浓度变低从而采样值上升的趋势，这是由浓度传感器60的特性所引起的。即，此浓度传感器60具有如下特性：检测由中间转印带71的表面反射的光量，若调色剂附着量增多、调色剂引起的照射光的散射/吸收增大，则其输出就下降。

图34是示例引擎部的灰度特性及其修正特性的图。若使如上所述对应于灰度补丁图像Ig的各点而计算出的评价值Gr对应其灰度等级进行绘图，则如图34的曲线a所示，得到表示该装置中灰度特性的曲线。由于装置的个体差、随时间变化或周围环境的变化等，有时该实测的灰度特性与本来期望的理想灰度特性(例如图34所示曲线b)不一致。因此，如图34的曲线c所示，通过根据实测的上述灰度特性的逆特性，预先对图像信号实施灰度修正，就可形成忠实再现所输入的图像信号的灰度特性的图像。

具体而言，修正表运算部119根据从灰度特性检测部123提供的灰度特性，补偿实测的引擎部EG的灰度特性，计算用于得到理想灰度特性的灰度修正表数据，并将灰度修正表118的内容更新为其计算结果。由此变更设定灰度修正表118(灰度修正模式)。

然后，在以后的图像形成动作中，一边参照如此更新的灰度修正表118一边修正来自色变换部114的各象素的输入CMYK灰度数据，并根据该修正CMYK灰度数据进行图像形成，从而可形成灰度特性好的高画质图像。此外，通过随时更新灰度修正表118，就能够对应随时间变化的引擎部EG的γ特性来始终进行理想的灰度修正，并可进行稳定画质的图像形成。

如上所述，在上述第二及第三实施例中，对补丁图像的多个位置进行反射光量的采样，根据用该位置及其前后采样点的多个采样数据的中央值修正后的数据，来求出各位置的调色剂附着量。因此，可不受噪声影响地高精度求出对应于补丁图像浓度的调色剂附着量。

此外，因为根据来自补丁图像的反射光量的采样结果、和形成补丁图像之前来自中间转印带71表面的反射光量的采样结果求出调色剂附着量，所以难以受到中间转印带71的表面状态的影响，可高精度求出补丁图像的调色剂附着量。

此外，在中间转印带71上形成补丁图像时、和未形成图像时，因为改变了噪声修正中使用的数据个数，所以能够进行按照应评价对象(这里为中间转印带71)的状态的适当修正。

这种调色剂附着量计算方法也可适用于第二实施例的恒定图案的图像、和第三实施例的具有层次的图像。此外，如第三实施例那样除灰度等级连续变化的图像外，例如对于灰度等级分阶段变化的图像也能适用。

当然，本发明不限于上述的实施例，在不脱离其精神的范围内，可以进行上述以外的各种变更。

例如，在上述第二及第三实施例中，一系列的采样数据串的两端部的数据仅用于其它数据的噪声修正处理中，不用作表示该采样点的调色剂附着量的有效数据。但是，为了将这些端部的数据设为有效，也可进行如下处理。在第一实例中，不对端部的采样数据进行修正处理，将采样值直接设为该采样点的有效数据。在第二实例中，求出该采样点的采样数据与邻接该采样点的采样点的噪声修正处理后的数据的平均值，将该值设为该采样点的修正后的数据。

此外，在上述第二及第三实施例中，为了求出1个采样点的调色剂附着量，使用该采样点的上游侧和下游侧分别同数量的采样点的采样数据进行计算。但是，也未必设这些数据为同数量，计算中所用的采样数据的个数和向其上游侧和下游侧的分配是任意的。

此外，在上述各实施例中，通过与中间转印带71表面相对配置的浓度传感器60，求出中间转印带71上的调色剂附着量，但也可将浓度传感器与感光体2的表面相对配置，求感光体2上的调色剂附着量。

此外，在上述各实施例中，将本发明适用于使用黄、青、品红和黑这4色的调色剂来形成图像的装置，但调色剂色的种类和数量不限于上述，是任意的。此外，不仅可将本发明适用于本发明这样的旋转显影方式的装置，也可适用于将与各调色剂色对应的显影器配置成沿薄片搬运方向排成一列的、所谓的串联方式的图像形成装置。本发明不限于上述实施例的电子照相方式的装置，可以适用于所有图像形成装置。

Claims (23)

1.一种图像形成装置，求载像体表面中规定计算对象区域上附着的调色剂量，其特征在于，具有：

光量传感器，向比所述计算对象区域还窄的测定区域照射光，同时，接受从所述测定区域射出的光，并输出对应其受光光量的信号；以及

控制部件，对所述计算对象区域中存在的彼此不同的N1个部位(N1是2以上的自然数)的所述各个测定区域，将来自所述光量传感器的输出信号进行采样而得到N1个采样数据，同时，根据所述N1个采样数据中N2个(N2是比N1小的自然数)采样数据，求所述计算对象区域的调色剂附着量。

2.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，在所述N1个采样数据中通过执行从其值大的以及/或者值小的数据中按顺序去除规定个数数据的噪声去除处理，得到所述N2个采样数据。

3.如权利要求2所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，根据所述N2个采样数据的平均值，求所述计算对象区域的调色剂附着量。

4.如权利要求2所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，将所述被去除的(N1-N2)个采样结果分别置换为所述N2个采样数据的平均值，同时，根据将该置换后的(N1-N2)个数据和所述N2个采样数据结合的共计N1个数据，来计算出所述计算对象区域的调色剂附着量。

5.如权利要求2所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，作为补丁图像而在所述载像体上形成规定图案的调色剂图像，同时，将该补丁图像内的至少一部分区域作为所述计算对象区域计算其调色剂附着量，并根据其计算结果，通过调整影响图像浓度的控制因子来控制图像浓度。

6.如权利要求5所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，分别在所述载像体上承载了所述补丁图像的状态及未承载的状态下，对所述计算对象区域执行所述采样及所述噪声去除处理，并根据其结果，来计算出所述补丁图像内的所述计算对象区域的调色剂附着量。

7.如权利要求6所述的图像形成装置，其中，

对所述载像体上承载了所述补丁图像的状态下的所述采样数据进行的所述噪声去除处理所去除的、与采样数据对应的所述测定区域，与对所述载像体上未承载补丁图像的状态下的所述采样数据进行的所述噪声去除处理所去除的、与采样数据所应的所述测定区域相同。

8.如权利要求5所述的图像形成装置，其中，

所述载像体沿规定方向旋转移动而构成，

所述控制部件，使沿其所述规定方向的长度比所述载像体的周长长，形成所述补丁图像，并且，将沿所述补丁图像内的所述计算对象区域的所述规定方向的长度设为与所述载像体的周长大致相等的长度。

9.一种调色剂附着量计算方法，求载像体表面中规定计算对象区域上附着的调色剂量，其特征在于，

一边向比所述计算对象区域还窄的测定区域照射光，一边接受从所述测定区域射出的光，并将与其受光光量对应的信号进行采样而得到N1个采样数据，同时，根据所述N1个采样数据中N2个(N2是比N1小的自然数)采样数据，求所述计算对象区域的调色剂附着量。

10.如权利要求9所述的调色剂附着量计算方法，其中，

在所述N1个采样数据中通过执行从其值大的以及/或者值小的数据中按顺序去除规定个数数据的噪声去除处理，得到所述N2个采样数据。

11.一种数据处理方法，用于求载像体表面中规定的计算对象区域上附着的调色剂的量，其中，

一边向比所述计算对象区域还窄的测定区域照射光，一边接受从所述测定区域射出的光，并将与其受光光量对应的信号进行采样而得到N1个采样数据，同时，在该N1个采样数据中从其值大的以及/或者值小的数据中按顺序去除规定个数的数据，将剩余的N2个采样数据设为用于计算出所述计算对象区域的调色剂附着量的有效数据。

12.一种图像形成装置，求载像体表面中规定的计算对象区域上附着的调色剂量，其特征在于，具有，

光量传感器，向所述载像体表面的测定区域照射光，同时，接受从所述测定区域射出的光，并将与其受光光量对应的信号输出；以及

控制部件，分别将所述计算对象区域及其附近的多个区域作为所述测定区域，对各测定区域将来自所述光量传感器的输出信号进行采样而得到采样数据，同时，根据这些采样数据，求出所述计算对象区域的调色剂附着量。

13.如权利要求12所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，根据(M1+M2+1)个部位的测定区域的所述采样数据，来求所述计算对象区域的调色剂附着量，所述(M1+M2+1)个部位的测定区域包括所述计算对象区域、沿规定方向所述计算对象区域上游侧的M1个部位(其中M1为自然数)的所述测定区域以及沿所述规定方向所述计算对象区域下游侧的M2个部位(其中M2为自然数)的所述测定区域。

14.如权利要求13所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，设所述数值M1与M2同值，根据所述(M1+M2+1)个部位测定区域的采样数据中的中央值，来求所述计算对象区域的调色剂附着量。

15.如权利要求12所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，作为补丁图像而在所述载像体上形成规定图案的调色剂图像，同时，求所述补丁图像内的所述计算对象区域的调色剂附着量，根据其结果，调整影响图像质量的控制因子。

16.如权利要求15所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，分别在各所述载像体上承载了所述补丁图像的状态以及未承载的状态下，对所述计算对象区域及其附近的规定个数测定区域进行所述的采样，同时分别求出这些采样数据的中央值，根据承载了所述补丁图像状态下求出的所述中央值、与未承载所述补丁图像状态下求出的所述中央值，来求所述计算对象区域的调色剂附着量。

17.如权利要求13所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，作为补丁图像，在所述载像体上形成其灰度等级沿所述规定方向变化的调色剂图像，同时，求所述补丁图像内沿所述规定方向彼此位置不同的多个所述计算对象区域各自的调色剂附着量，根据其结果进行装置的灰度修正。

18.如权利要求17所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，分别在所述载像体上承载了所述补丁图像的状态下以及未承载的状态下，对所述计算对象区域及其附近的规定个数的测定区域进行所述采样，同时分别求出这些采样数据的中央值，根据承载了所述补丁图像状态下求出的所述中央值、与未承载所述补丁图像状态下求出的所述中央值，来求所述计算对象区域的调色剂附着量。

19.如权利要求18所述的图像形成装置，其中，

在未承载所述补丁图像状态下求所述中央时所用的采样数据的个数为承载了所述补丁图像状态下求所述中央时所用的采样数据的个数以上。

20.如权利要求13所述的图像形成装置，其中，

所述(M1+M2+1)部位的测定区域沿所述规定方向等间隔排列而构成。

21.如权利要求20所述的图像形成装置，其中，

所述控制部件，一边使所述载像体沿所述规定方向以一定速度移动，一边以一定时间间隔进行所述采样，由此取得对所述(M1+M2+1)个部位的测定区域的采样数据。

22.一种调色剂附着量计算方法，求载像体表面中规定的计算对象区域上附着的调色剂量，其特征在于，

将所述载像体表面中所述计算对象区域及其附近的多个区域分别作为测定区域，一边向各测定区域照射光，一边接受从该测定区域射出的光，将与其受光光量对应的信号进行采样而得到采样数据，同时，根据这些采样数据，计算出所述计算对象区域的调色剂附着量。

23.一种数据处理方法，用于求载像体表面中规定的计算对象区域上附着的调色剂的量，其中，

将所述计算对象区域、沿规定方向所述计算对象区域的上游侧的M1个部位(其中M1为自然数)及沿所述规定方向所述计算对象区域的下游侧的M1个部位的区域构成的(2M1+1)个部位的区域作为测定区域，一边向各测定区域照射光，一边接受从该测定区域射出的光，并将与其受光光量对应的信号进行采样而得到采样数据，同时，

将所述计算对象区域的采样数据置换为该(2M1+1)个采样数据中的中央值，并将该置换后的数据设为用于计算出所述计算对象区域的调色剂附着量的有效数据。

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