(57)【要約】【課題】  画像の濃度補正をする際に短い時間で濃度補正処理を行なうことができ、そのユーザビリティにも優れた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  画像形成部を有して階調画像を形成する画像形成装置において、濃度検出部の検出結果に応じて画像濃度を変更する濃度補正部と階調特性を変更する階調補正部を備え、画像形成部にて形成される画像の目標画像濃度と画像濃度との濃度差分を算出して計算された濃度差分と基準値とを比較して、その比較結果で濃度差分が基準値以上の場合は濃度補正部と階調補正部を作動させると共に、前記比較結果で濃度差分が基準値未満の場合は階調補正部のみを作動させる。短い時間で濃度補正処理を行なうことができ、そのユーザビリティにも優れる。【選択図】  図５
2009217163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部を有し階調画像を形成可能な画像形成装置であって、
前記画像形成部より形成された画像濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部の検出結果に応じて画像濃度を変更する濃度補正部と
前記濃度検出部の検出結果に応じて階調特性を変更する階調補正部と、
前記画像形成部にて形成される画像の目標画像濃度と前記画像濃度との濃度差分を計算する算出部と、
前記算出部で計算された前記濃度差分と前記画像濃度の前記目標画像濃度からの所定範囲の値である基準値とを比較する比較部と、
前記濃度補正部と前記階調補正部の作動を制御する補正制御部とを有し、
前記補正制御部は、前記比較部からの比較結果で前記濃度差分が基準値以上の場合は前記濃度補正部と前記階調補正部を作動させると共に、前記比較部からの比較結果で前記濃度差分が基準値未満の場合は前記階調補正部のみを作動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記目標画像濃度と前記基準値を記憶する記憶部を有す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】
前記画像形成部は複数の色の階調画像を形成し、前記補正制御部は何れか１色でも前記画像濃度と前記目標印刷濃度との濃度差分が基準値以上となった場合にのみ全色について前記濃度補正部を作動させ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４】
前記画像形成部は複数の色の階調画像を形成し、前記補正制御部は前記画像濃度と前記目標印刷濃度との濃度差分が基準値以上となった色のみ前記濃度補正部を作動させ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５】
前記濃度補正部は現像電圧値を調整することで画像濃度を変更す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】
前記画像形成部は発光素子からの光照射により露光され、前記濃度補正部は前記発光素子の駆動時間を調整することで画像濃度を変更す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】
前記階調補正部は標準階調特性についての記憶値との比較に基づき補正を行う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】
前記基準値は、自動若しくは手動で変更可能とされ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】
所定の濃度検出パターンを印刷する印刷工程と、
印刷した前記濃度検出パターンから濃度の検出値を検出する検出工程と、
前記検出値と目標値の濃度差分を算出する算出工程と、
算出された前記濃度差分と前記目標値からの所定範囲の値である基準値とを比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に応じて濃度補正を実行する濃度補正工程を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
前記濃度補正は印刷される色ごとに行われることを特徴とする請求項９記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃度補正を行うための濃度検出機構を備えた画像形成装置と該画像形成装置で行われる画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー電子写真プリンタ等のカラー画像形成装置では、感光体、帯電手段、露光手段、現像手段等からなる所謂プロセスユニットが複数用いられる。タンデム方式のカラー画像形成装置は、このようなプロセスユニットを４個並べて、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の画像形成手段として、搬送ベルト上に静電吸着されて搬送されてきた用紙に、順次トナー画像を転写するものである。
【０００３】
上記の如き構成の画像形成装置では、感光体の感度やトナーの帯電性の経時変化や、装置のおかれている雰囲気温度や湿度などで、印刷濃度が変化することがある。そのため、装置の電源投入時や所定枚数印刷時などの所定のタイミングで印刷濃度を検出して濃度補正を行うようになっている。
【０００４】
この種の画像形成装置に関しては、濃度補正を行うための、濃度検出用パターンを搬送ベルト上に印刷し、濃度検出手段により、該濃度検出パターンの濃度を読み込み、その結果によって画像形成装置のエンジン部の物理特性（現像電圧、露光時間等）を調節することで、濃度補正を行い、印刷濃度を安定させる装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、前述した濃度補正結果を加算した状態で、濃度検出パターンを搬送ベルト上に印刷し、濃度検出手段により、該濃度検出パターンの濃度を検出し、検出した濃度値を画像形成装置の画像処理部に通知する。画像処理部は、通知された濃度値を元に目標濃度との差を補正する（以下、これを階調補正と称する。）ことによって、印刷濃度安定化を向上させることができる。このような濃度補正処理を行う画像形成装置において、濃度補正処理は、画像形成装置のエンジン部の物理特性の補正とその補正結果を元に画像処理部が階調補正を行うことで実行されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５８２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの処理には、濃度検出パターンの出力・検出を複数回行うため、濃度補正処理時間が長くかかってしまい、ユーザビリティの低下という問題が生じている。すなわち、画像形成装置のエンジン部の物理特性を調整する機構では、例えば、現像電圧を調整する電圧補正と露光デバイスの露光時間等を調整する光量補正をそれぞれ実行することが行われており、これらの補正の一方が完了した時点で再度、濃度検出パターンの出力・検出を行って、他方の補正を行うようにしており、複数回の濃度検出パターンの出力・検出の分だけ時間がかかり、使い勝手が良くならないという問題となっている。
【０００８】
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、画像の濃度補正を行う画像形成装置において、短い時間で濃度補正処理を行なうことができ、そのユーザビリティにも優れた画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明はそのような画像形成装置にて実行される画像形成方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の技術的な課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、画像形成部を有し階調画像を形成可能な画像形成装置であって、前記画像形成部より形成された画像濃度を検出する濃度検出部と、前記濃度検出部の検出結果に応じて画像濃度を変更する濃度補正部と、前記濃度検出部の検出結果に応じて階調特性を変更する階調補正部と、前記画像形成部にて形成される画像の目標画像濃度と前記画像濃度との濃度差分を計算する算出部と、前記算出部で計算された前記濃度差分と前記画像濃度の前記目標画像濃度からの所定範囲の値である基準値とを比較する比較部と、前記濃度補正部と前記階調補正部の作動を制御する補正制御部とを有し、前記補正制御部は、前記比較部からの比較結果で前記濃度差分が基準値以上の場合は前記濃度補正部と前記階調補正部を作動させると共に、前記比較部からの比較結果で前記濃度差分が基準値未満の場合は前記階調補正部のみを作動させることを特徴とする。
【００１０】
さらに上述の技術的な課題を解決するため、本発明の画像形成方法は、所定の濃度検出パターンを印刷する印刷工程と、印刷した前記濃度検出パターンから濃度の検出値を検出する検出工程と、前記検出値と目標値の濃度差分を算出する算出工程と、算出された前記濃度差分と前記目標値からの所定範囲の値である基準値とを比較する比較工程と、前記比較工程の比較結果に応じて濃度補正を実行する濃度補正工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述の画像形成装置によれば、比較部からの比較結果で前記濃度差分が基準値未満の場合、すなわち、実際に印刷された印刷濃度が目標としている印刷濃度からのずれが所定の範囲内に収まっていて、大幅な濃度補正を必要としない場合に、濃度補正部は作動せずに、階調補正部のみが作動する。このため通常の濃度補正時に実行される画像形成部のエンジン部各部の調整は省略できることになり、短時間での濃度調整が実現されることになる。また、濃度検出のための階調パターンの印刷なども最小限の回数で済むことになり、時間短縮と共に省エネルギー化を図り、トナーなどの現像剤を節約することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
[第１の実施形態]
第１の実施形態は、ＬＥＤを露光デバイスとした電子写真式印刷機構を有する画像形成装置であり、その構成を図１の本実施形態の画像形成装置における制御回路のブロック図、図２の本実施形態における装置の構成図とともに説明する。なお、本実施形態の画像形成装置は、プリンターとして印刷機能を発揮するものであるが、ファクシミリ通信機能や、スキャナー機能などを備えて複合機として用いられるものであっても良く、複写機やファクシミリ装置などの一部に使用されるものであっても良い。
【００１４】
図２に示すように、画像形成装置１の筐体１１内には、４色（ブラックＫ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）に対応した４つの独立したプロセスユニットである印刷機構（イメージドラムユニット）２０１、２０２、２０３、２０４が紙などの記録媒体の挿入側から排出側へ向かう搬送ベルト１２からなる搬送路に沿って配置されている。
【００１５】
印刷機構２０１はブラックＫ、印刷機構２０２はイエローＹ、印刷機構２０３はマゼンタＭ、印刷機構２０４はシアンＣの各色の画像を記録する。いずれの印刷機構２０１〜２０４も帯電ローラ５０１〜５０４、この帯電ローラ５０１〜５０４により表面が一様に帯電される感光ドラム６０１〜６０４、およびトナー画像を形成するための現像部を構成する現像ローラ７０１〜７０４、現像ブレード８０１〜８０４、スポンジローラ９０１〜９０４、感光ドラム６０１〜６０４表面の除電を行う除電光源１１０１〜１１０４、現像剤であるトナーを供給するためのトナーカートリッジ１００１〜１００４等を含んで構成されている。
【００１６】
ここで、ブラックの印刷機構２０１を代表として、その現像部の機能を説明する。なおイエロー、マゼンタ、シアンの現像部の機能についてはブラックと同様であるので重複した説明は省略する。トナーカートリッジ１００１から供給されたトナーは、スポンジローラ９０１を経て、現像ブレード８０１にて現像ローラ７０１の円周上に薄層化され、感光ドラム６０１との接触面に達する。トナーは前記薄層形成時に現像ローラ７０１とスポンジローラ９０１に強く擦られて摩擦帯電される。現像ブレード８０１はトナーを適量だけ現像ローラ７０１に搬送させ、余分なトナーを掻き取る。
【００１７】
各印刷機構２０１〜２０４の感光ドラム６０１〜６０４に上側から対向する位置に配置されているＬＥＤヘッド３０１〜３０４は、ＬＥＤアレイと、このアレイを駆動する図示しないドライブＩＣおよびデータを保持するレジスタ群を搭載した図示しない基板およびＬＥＤアレイの光を集光する図示しないセルフォックレンズアレイ等からなり、インタフェース部から入力される画像データ信号に対応してＬＥＤアレイを発光させる。ＬＥＤヘッド３０１にはカラー画像信号のうちブラック画像信号が入力され、同様にＬＥＤヘッド３０２〜３０４にはカラー画像信号のうちそれぞれイエロー画像信号、マゼンタ画像信号、シアン画像信号が入力される。ＬＥＤヘッド３０１の発光により感光ドラム６０１表面を露光し、感光ドラム６０１表面に画像データ信号に応じた静電潜像を形成する。この静電潜像部に現像ローラ７０１の円周上のトナーが静電気力によって付着して画像が形成される。印刷機構２０１のトナーカートリッジ１００１にはブラック（Ｋ）のトナーが収容され、同様に印刷機構２０２〜２０４のトナーカートリッジ１００２〜１００４にはイヱロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナーがそれぞれ収容されている。また、感光ドラム６０１〜６０４と転写ローラ４０１〜４０４の間には後述する搬送ベルト１２が移動可能に配設されている。
【００１８】
搬送ベルト１２は、継目なしのエンドレス状に形成されている高抵抗の半導電性プラスチックフィルムからなり、駆動ローラ１３は図示しないベルトモータ５６に接続され、このモータにより駆動ローラ１３を矢印ｅ方向に回転する。搬送ベルト１２の上面部は各印刷機構２０１〜２０４の感光ドラム６０１〜６０４と各転写ローラ４０１〜４０４との間に掛け渡されている。また、搬送ベルト１２は光沢のある表面をしている。
【００１９】
また、図２においてカラー画像形成装置１の右下側には、搬送路に用紙を供給するための給紙機構が設けられている。この給紙機構はホッピングローラ１６とレジストローラ１７と用紙収容カセット１９からなる。この用紙収容カセット１９に収容されている記録媒体である用紙Ｓが図示しないピックアップローラなどの分離手段により１枚ずつ選択され、ホッピングローラ１６により取り出されて、ガイド２０に案内されてレジストローラ１７に達する。ここでは、用紙がスキュー（用紙が斜め送りされた状態をスキューという）された場合に、用紙のスキューがレジストローラ１７と相対するピンチローラ１８とによって修正されるようになっている。その後、用紙Ｓはレジストローラ１７から吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に導かれる。吸着ローラ１５は、用紙Ｓを従動ローラ１４との間で圧接するとともに帯電し、その用紙を搬送ベルト１２の上面に静電吸着させるものである。また、従動ローラ１４は、矢印ｆ方向に搬送ベルト１２を引っ張って当該搬送ベルトに所要のテンションを付与している。
【００２０】
レジストローラ１７の前後にはセンサ２１、２２がそれぞれ配置されており、これらセンサ２１、２２によって用紙の位置を検出する。駆動ローラ１３側の搬送ベルト１２の下流側には、搬送ベルト１２からの分離に失敗した用紙をチェックし、あるいは用紙の後端位置を検出するためのセンサ２３が設けてある。
【００２１】
搬送ベルト１２から分離された用紙は、ヒートローラ２５とヒートローラ２５を加圧する加圧ローラ２６とから構成される定着機構に導かれる。ヒートローラ２５は、図示しないヒータモータ５７によって駆動され、加圧ローラ２６はヒートローラ２５につれまわりしている。ヒートローラ２５は熱源として機能するハロゲンランプからなるヒータ５９を内蔵する。この定着機構は、図２に示すように搬送ベルト１２の駆動ローラ１３側に設けられたセンサ２３のさらに用紙搬送方向下流に配置され、用紙上のトナーを加熱、溶融し、用紙上にトナー画像を定着させるためのものである。ヒートローラ２５の表面近くにはサーミスタ２８が配置され、ヒートローラ２５の温度を監視している。
【００２２】
また、ヒートローラ２５のさらに下流側には、排出センサ２７が設けられており、定着機構におけるジャムや用紙のヒートローラ２５への巻き付きを監視している。この排出センサ２７の下流側には、用紙をカラー画像形成装置１の筐体上部のスタッカ３０へと搬送するガイド２９が設けられ、印刷済みの用紙はスタッカ３０に排出される。
【００２３】
また、搬送ベルト１２の下面部には、クリーニングブレード３１と廃トナータンク３２からなるクリーニング機構があって、従動ローラ１４とクリーニングブレード３１が搬送ベルト１２の下面部１２０２を挟むように、それぞれ対向する位置に設けられている。クリーニングブレード３１は、可撓性のゴム材またはプラスチック材からなり、搬送ベルト１２の上半部１２０１で表面に付着残留したトナーを廃トナータンク３２にかき落とすことができる。
【００２４】
また、駆動ローラ１３の近くの搬送ベルト１２の下部には、搬送ベルト１２と対向する位置に濃度センサ２４が配置されている。濃度センサ２４は本実施形態においては発光１系統、受光２系統の反射型光センサであり、搬送ベルト１２上に印刷された濃度検出用パターンの反射光の強度を測定し、画像形成装置１の印刷濃度を検出するために用いられる。図３に濃度センサ２４の構成を示す。図３に示すように濃度センサ２４は、赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）１０１、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２、拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３などで構成されており、カラー濃度と黒濃度の両方が検出できるようになっている。カラー濃度検出を行う場合には、赤外発光ダイオード１０１から出射されて搬送ベルト１２上に印刷された濃度パターンにより拡散反射した光を拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３にて受光して、拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３はその光量に応じた電圧を発生する。また、黒濃度検出を行う場合には、赤外発光ダイオード１０１から出射されて搬送ベルト１２上に印刷された濃度パターンにより鏡面反射した光を鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２にて受光して、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２はその光量に応じた電圧を発生する。
【００２５】
次に、図１を参照して、第１の実施形態の画像形成装置における制御回路の構成について説明する。図１において、ホストインタフェース部５０はホストコンピュータとの物理的階層のインタフェースを担う部分であり、コネクタ及び通信用のチップで構成される。コマンド／画像処理部５１はホスト側からのコマンド及び画像データを解釈あるいはビットマップに展開する部分で図示しないマイクロプロセッサ、ＲＡＭ及び展開のための特別なハードウェア等からなり画像形成装置１全体を制御する。ＬＥＤヘッドインタフェース部５２は図示しないセミカスタムＬＳＩ及びＲＡＭ等から構成され、コマンド／画像処理部５１からのビットマップに展開された画像データを各色ごとのＬＥＤヘッド３０１〜３０４のインタフェースにあわせてデータを加工している。
【００２６】
また、コマンド／画像処理部５１に含まれている階調補正制御部８０は、検出した実際の印刷濃度データと記憶手段８１に予め格納されている目標となる階調データとの対応関係に基づき、階調補正を行う機能を有している。ここで簡単に階調補正について説明すると、本来２５６段階の例えば階調レベル１５３に応じた実際の印刷濃度が階調レベル１６５に対応する濃度まで濃い濃度として印刷されてしまっている場合、階調レベル１６５の信号を階調レベル１５３の信号に置換して処理する如き補正であり、階調データの実際とのずれを信号処理の上で補正する処理である。記憶手段８１には、目標となる階調データである標準ターゲット階調特性テーブル８７が予め記憶されている。また、記憶手段８１は、階調補正結果である階調補正値テーブル８４を記憶する機能を有する。
【００２７】
機構制御部５３は、当該画像形成装置１のエンジン部の各部の制御を行う機構部であり、コマンド／画像処理部５１からの指令に従い、センサからの入力を見つつ、各モータ５４〜５８を駆動、ヒータ５９を制御、高圧制御部６０を制御し、印刷系の機構部の制御と高圧電源の制御を行っている。なお、モータ５４〜５８は各印刷機構部、ヒートローラ等を動かすための各種モータ及びそれを駆動するドライバから構成される。ヒータ５９は、前述のようにヒートローラ２５の中に配置されるハロゲンランプであり、ヒートローラ上にはサーミスタ２８が配置され、これにより温度制御を行っている。
【００２８】
また、機構制御部５３は種々のデータを記憶できる記憶手段９０に接続されており、記憶手段９０には、図６、図１２に示す濃度検出パターン１１１、濃度検出パターン１１２、図７〜図１１、図２９、図３０に示す濃度補正処理に必要な濃度センサ出力期待値テーブル７０、現像電圧値調整量テーブル８２、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル８３、現像電圧制御量重み付け係数テーブル７１、ＬＥＤ駆動時間制御量重み付け係数テーブル７２、目標印刷濃度データテーブル８５、通常濃度補正実行判定基準値テーブル８６が予め記憶されている。また、記憶手段９０は、前述した濃度センサ２４により検出した印刷濃度データを格納しておく機能を有する。
【００２９】
機構制御部５３の濃度補正実行判定部６４は、電源投入時や所定枚数印刷毎や装置の置かれている環境の変化など予め設定してある濃度補正処理実行条件から濃度補正処理を行うかどうか判定する。機構制御部５３の濃度差分算出部６６は、濃度センサ２４が検出した印刷濃度データと記憶手段９０に記憶されている目標印刷濃度データテーブル８５からの濃度データとから濃度差分を算出する。
【００３０】
機構制御部５３の通常濃度補正実行判定部６５は、本実施形態の比較部として機能するユニットであって、濃度差分算出部６６で算出した濃度差分と記憶手段９０の通常濃度補正実行判定基準値に記憶されている通常濃度補正実行判定基準値とを比較し、通常濃度補正処理を行うかどうか判定する。なお、通常濃度補正実行判定基準値は、上述の通り通常濃度補正処理を行うかどうかを判定するための基準値であり、その数値が大きいほど、つまり、濃度差分が大きくならないと通常濃度補正を実行しないこととなり、従って通常濃度補正実行の周期が大きくなる。また、逆に通常濃度補正実行判定基準値が小さい場合には、少しの濃度差分でも通常濃度補正処理が稼動することになり、補正の頻度は高くなる。この通常濃度補正実行判定基準値は、製品の出荷時に決定されていても良いし、ユーザが使用条件によって任意に変更できるように設定されていても良い。図３１は目標濃度に対して濃度差分を上限側と下限側に延長して示した図であり、検出値が上限と下限の間に入れば、基準値内のデータと見なされ、階調補正だけのレベルとなる。
【００３１】
記憶手段９０は濃度センサ２４が検出した濃度データを記憶しており、機構制御部５３は、記憶手段９０から濃度データを読み取って、濃度が目標値になるように、ＬＥＤヘッド３０１〜３０４の駆動時間をいくら増減すればよいか計算する。ＬＥＤヘッドインタフェース部５２は、前記計算結果よりＬＥＤヘッド３０１〜３０４の駆動時間を変更する。なお、本実施形態では、濃度の変更のために、ＬＥＤヘッド３０１〜３０４の駆動時間を変えるとしているが、これに限定されず、ＬＥＤヘッド３０１〜３０４の各発光ダイオードに供給される電流値や駆動電圧を調整したりしても良い。
【００３２】
高圧制御部６０は図示しないマイクロプロセッサあるいはカスタムＬＳＩから構成され、各印刷機構２０１〜２０４に対するチャージ電圧、現像バイアス、転写電圧等の生成を司っている。ＣＨ発生部６１は各印刷機構部２０１〜２０４へのチャージ電圧の生成と停止を、ＤＢ発生部６２は各印刷機構２０１〜２０４への現像バイアスの供給を、ＴＲ発生部６３は各印刷機構２０１〜２０４の転写ローラに対し、転写電圧をかけるようになっている。また、このＴＲ発生部には電流／電圧検出回路があり、これにより定電流あるいは定電圧に制御を行っている。
【００３３】
記憶手段９０は濃度センサ２４が検出した濃度データを記憶しており、機構制御部５３は、記憶手段９０のから濃度データを読み取って、濃度が目標値になるよう現像電圧をいくら増減すればよいか計算する。高圧制御部６０は、前記計算結果よりＤＢ発生部６２に対し、現像電圧を変更する指示を出す。なお、本実施形態では、濃度の変更のために、現像電圧を変更するとしているが、これに限定されず、供給電圧や帯電電圧などを変更しても良く、これらと現像電圧の両方を制御するように構成しても良い。
【００３４】
次に第１の実施形態の画像形成装置の動作について説明する。本実施形態の画像形成装置は、濃度補正に関して通常モードの濃度補正処理と短縮モードの濃度補正処理の２つ補正処理を実行可能とする装置である。これら通常モードと短縮モードの切り替えは、例えば、ユーザが選択することができ、ユーザが高品質な印刷を優先させる場合には通常モードの濃度補正処理を行ない、ユーザが高速な印刷を優先させる場合には短縮モードの濃度補正処理を行うように設定できる。また、通常モードと短縮モードの切り替えについては、画像形成装置による自動選択も可能であり、温度その他の条件に応じて濃度変化は小さいと予測される場合や既に通常モードの濃度補正処理を行った直後では、短縮モードの濃度補正処理を行ない、その他の条件では通常モードとするような動作をさせることも可能である。
【００３５】
初めに通常時の即ち通常モードの濃度補正処理について説明し、続いて短縮モードの濃度補正処理について説明する。図４に通常時の濃度補正処理フローを示す。
【００３６】
まず、濃度補正処理フローＳ１にて、機構制御部５３の濃度補正実行判定部６４は、濃度補正処理実行判定を行う。濃度補正処理実行判定条件は、電源投入時や所定枚数印刷毎、装置の置かれている環境の変化等が予定されている実行開始の条件とされる。濃度補正処理が実行すべきものと判定されると、濃度補正処理フローＳ２に進む。実行すべきものとは判定されない場合は、濃度補正処理を終了する。
【００３７】
次に濃度補正処理フローＳ２にて、濃度センサ２４の取付け角度や距離、温度等のばらつきを吸収するために、赤外発光ダイオード１０１の発光電流の調整（以下、これをキャリブレーションと称する。）を行う。キャリブレーションは、任意の基準反射物に対して、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２、拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３の出力電圧が設定範囲内となるよう赤外発光ダイオード１０１の発光電流の調整を行う。
【００３８】
このキャリブレーションの終了後、濃度補正処理フローＳ３にて、機構制御部５３は、濃度検出実施の信号を受け取ると、記憶手段９０に予め記憶してある図６に示す濃度検出パターン１１１を搬送ベルト１２上に印刷し始める。濃度検出パターンｌｌｌは、搬送方向下流側からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に３セット並んでおり、それぞれのセットは搬送方向下流側からトナー現像面積率が３０％、７０％、１００％に対応する。トナー現像面積率は所定面積中にベルト１２上に現像されたトナーの占める割合のことであり、以下、これをＤｕｔｙと表す。なお、濃度検出パターン１１１はパターン長Ｌｐ［mm］、各パターン終端から次の濃度検出パターンまでの間隔なしに印刷される。なお、濃度検出に用いるパターンは本パターンに限るものではなく、カラーの並び順やＤｕｔｙの組合せは、都合に応じて変えてもよい。また、このときの現像電圧値、ＬＥＤ駆動時間は予め決めた初期値ＤＢ０［Ｖ］、ＤＫ０［ｓ］とすることができる。
【００３９】
図１３に示すように、各印刷機構２０１〜２０４の感光ドラム６０１〜６０４と転写ローラ４０１〜４０４との接点間距離はそれぞれ２Ｌ［mm］とし、搬送方向最下流の印刷機構２０４の感光ドラム６０４と転写ローラ４０４の接点から濃度センサ２４までの距離は３Ｌ［mm］とする。濃度検出パターン１１１は、Ｋ３０％パターンの印刷開始位置から搬送ベルト１２を９Ｌ［mm］駆動し移動させ、濃度センサ２４の検出位置に到達する。さらに、搬送ベルト１２をＬｐ／２［mm］駆動し移動させ、Ｋ３０％パターンの中央部と濃度センサ２４の検出位置を合わせる。
【００４０】
機構制御部５３は、濃度センサ２４の赤外発光ダイオード１０１を所定のエネルギーで発光させ、濃度検出パターン１１１に赤外光を照射する。赤外光は濃度検出パターン１１１や搬送ベルト１２表面で反射され、その反射強度が鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２、拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３で受光される。フォトトランジスタ１０２、１０３は、図示せぬ回路により駆動されており、受光エネルギーに比例した電流を流す。この電流は、同じく図示せぬ回路によって電圧に変換され、機構制御部５３に読み取られる。機構制御部５３は、読み取ったパターンがイエロー、マゼンタ、シアンのときは拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３の出力電圧を読み取り、ブラックのときは鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２の出力電圧を読み取る。本実施形態では、最初に検出されるパターンはＫ３０％パターンであるため、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２の出力電圧を読み取る。次に、搬送ベルト１２を濃度検出パターン長Ｌｐ［mm］駆動し移動させることにより、Ｙ３０％パターンの中央部と濃度センサ２４の検出位置を合わせ、拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３の出力電圧を読み取る。以下、同様にして、濃度検出パターンｌｌｌのすべてのパターンに対して順次出力電圧を読み取る。
【００４１】
次に濃度補正処理フローＳ４にて、機構制御部５３は、読み取った出力電圧と記憶手段９０に記憶されている濃度センサ出力期待値テーブル７０とを比較し、前記期待値テーブル値と濃度センサ出力電圧値との差分を計算する。図７は濃度センサ出力期待値テーブル７０を示す図である。ここで、期待値とは、読み取った濃度検出用のパターンが目標とする濃度と等しい場合にセンサが出力する電圧であり、検出パターンのカラーとＤｕｔｙの組合せが記憶手段９０に記憶されている。
【００４２】
さらに機構制御部５３は、前記差分より各色の現像電圧値をいくら増減すればよいか計算する。この計算には、記憶手段９０に記憶されている現像電圧値調整量テーブル８２を用いる。図８は現像電圧値調整テーブル８２を示す図である。現像電圧値調整量テーブル８２のテーブル値は、前記期待値テーブル値と濃度センサ出力電圧値の差がＶｌ［Ｖ］あった場合に、現像電圧値をどれだけ変化させれば良いかを表している。なお、本実施形態では、Ｖ１［Ｖ］＝０．１［Ｖ］とするが、これに限定されるものではなく、都合に応じて変えてもよい。また、現像電圧値調整量テーブル８２のテーブル値は、シミュレーションなどで計算された値であっても良く、実際に現像電圧を変化させたときの濃度センサ出力電圧値との関係から実験的に求めたものであっても良い。
【００４３】
図１４は現像電圧を変化させたときの印刷Ｄｕｔｙとそのときの濃度の関係を示す図であり、現像電圧を変化させると、現像されるトナー層厚を変化させることができ、これを利用して、主に高Ｄｕｔｙ部で変化の度合いが高いことから、特にベタ濃度を安定させることができる。
【００４４】
機構制御部５３は実際の電圧差から比例計算によって現像電圧値制御量を計算する。なお、本実施形態では、各色とも３通りのＤｕｔｙに対し現像電圧値制御量が計算されるが、各色とも現像電圧値制御量はＤｕｔｙに関係なく１通りしか決められないので、重み付けした３個の計算値の平均値を現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）とする。この計算には、図１０に示す現像電圧制御量重み付け係数テーブル７１を用いる。本実施形態において現像電圧制御量重み付け係数テーブル７１のテーブル値は、実験的に求めた最適値である。
【００４５】
濃度補正処理フローＳ４に関して、図１６乃至図１８、及び図２１に示す具体例を用いてより詳細に説明する。ここでは、シアンの現像電圧値制御量の算出過程を説明するが、ブラック、イエロー、マゼンタについてはシアンと同様であるので簡単のため省略する。濃度補正処理フローＳ３より読み取った濃度検出パターン１１１のＣ３０％、Ｃ７０％、Ｃ１００％パターンの出力電圧を図１６、濃度センサ出力期待値テーブル７０のシアンのテーブル値を図１７に示す。まず、３つのＤｕｔｙに対して、期待値テーブル７０のテーブル値と濃度センサ出力電圧値との差分を以下の式に基づいて求める。
【００４６】
（Ｄｕｔｙ３０％の差分△ＣＤ３０）＝ＣＤ３０−ＣＤ３０'  ...（１）
（Ｄｕｔｙ７０％の差分△ＣＤ７０）＝ＣＤ７０−ＣＤ７０'  ...（２）
（Ｄｕｔｙ１００％の差分△ＣＤ１００）＝ＣＤ１００−ＣＤ１００'...（３）
【００４７】
上記の式より、各Ｄｕｔｙの差分は、△ＣＤ３０＝０．１［Ｖ］、△ＣＤ７０＝０．１［Ｖ］、△ＣＤ１００＝０．２［Ｖ］となる。
【００４８】
次に前記濃度差分より現像電圧制御量を以下の式（４）〜（６）に基づいて求める。ここで、図１８に現像電圧値調整量テーブル８２のシアンのテーブル値を示す。
【００４９】
（Ｄｕｔｙ３０％の現像電圧制御量ＣＤＢ（Ａ）３０）＝△ＣＤ３０／（Ｖｌ×△ＣＤＢ（Ａ）３０）...（４）
（Ｄｕｔｙ７０％の現像電圧制御量ＣＤＢ（Ａ）７０）＝△ＣＤ７０／（Ｖ１×△ＣＤＢ（Ａ）７０）...（５）
（Ｄｕｔｙｌ００％の現像電圧制御量ＣＤＢ（Ａ）１００）＝△ＣＤ１００／（Ｖｌ×△ＣＤＢ（Ａ）１００）...（６）
【００５０】
上記の式（４）〜（６）より、各Ｄｕｔｙの現像電圧制御量は、ＣＤＢ（Ａ）３０＝−５０［Ｖ］、ＣＤＢ（Ａ）７０＝−４０［Ｖ］、ＣＤＢ（Ａ）１００＝−４０［Ｖ］となる。
【００５１】
本実施形態では、現像電圧値制御量ＣＤＢ（Ａ）は、重み付けした３個の現像電圧制御量の計算値の平均値とし、図２１に示す現像電圧値制御量重み付け係数テーブル７１のシアンのテーブル値を用い、以下の式に基づいて求める。
【００５２】
（現像電圧値制御量ＣＤＢ（Ａ））＝
（ＣＤＢ（Ａ）３０×ＣＯＤＢ３０＋ＣＤＢ（Ａ）７０×ＣＯＤＢ７０＋ＣＤＢ（Ａ）１００×ＣＯＤＢ１００）／（ＣＯＤＢ３０＋ＣＯＤＢ７０＋ＣＯＤＢ１００）...（７）
上記の式（７）より、ＣＤＢ（Ａ）≒−４２［Ｖ］となる。
【００５３】
以上のように、機構制御部５３は、濃度補正処理フローＳ４で求めた各カラーの現像電圧補正結果ＤＢ（Ａ）より、高圧制御部６０に現像電圧を増減する指示を出す。
【００５４】
ＤＢ発生部６２は、印刷動作時に現像電圧初期値ＤＢ０に現像電圧補正結果ＤＢ（Ａ）を加えた現像電圧値ＤＢ１［Ｖ］を各印刷機構２０１〜２０４に供給する。
補正後現像電圧値ＤＢ１［Ｖ］＝ＤＢ０＋ＤＢ（Ａ）...（８）
【００５５】
次に濃度補正処理フローＳ５にて、濃度補正処理フローＳ３同様、機構制御部５３は、濃度検出実施の信号を受け取ると、濃度検出パターンｌｌ１を搬送ベルト１２上に印刷し、濃度センサ２４にて検出し、各色パターンの出力電圧を読み取る。次に濃度補正処理フローＳ６にて、機構制御部５３は、読み取った出力電圧と記憶手段９０に記憶されている濃度センサ出力期待値テーブル７０と比較し、前記期待値テーブル値と濃度センサ出力電圧値との差分を計算する。
【００５６】
さらに機構制御部５３は、前記濃度差分より各色のＬＥＤヘッド３０１〜３０４の個々のＬＥＤ駆動時間をいくら増減すればよいか計算する。この計算には、記憶手段９０に記憶されているＬＥＤ駆動時間調整量テーブル８３を用いる。図９はＬＥＤ駆動時間調整量テーブル８３を示す図であり、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル８３のテーブル値は、前記期待値テーブル値と濃度センサ出力電圧値の差がＶ２［Ｖ］あった場合に、ＬＥＤ駆動時間をどれだけ変化させればよいかを表している。なお、本実施形態では、Ｖ２［Ｖ］＝０．０５［Ｖ］とするが、これに限定されるものではなく、都合に応じて変えてもよい。また、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル８３のテーブル値は、シミュレーションなどで計算された値、もしくは、実際にＬＥＤ駆動時間を変化させたときの濃度センサ出力電圧値との関係から実験的に求めた値を用いる。
【００５７】
図１５はＬＥＤ駆動時間を変えたときの印刷Ｄｕｔｙと濃度との関係を示す図であり，図１５に示すように、ＬＥＤ駆動時間を変化させると、中間Ｄｕｔｙ部の濃度が低Ｄｕｔｙ部や高Ｄｕｔｙ部に比べて大きく変化する。これを利用して、主に中間調の濃度を安定させることができる。
【００５８】
機構制御部５３は検出した電圧差から比例計算によってＬＥＤ駆動時間制御量を計算する。なお、本実施形態では、各色とも３通りのＤｕｔｙに対しＬＥＤ駆動時間制御量が計算されるが、各色ともＬＥＤ駆動時間制御量はＤｕｔｙに関係なく１通りしか決められないので、重み付けした３個の計算値の平均値をＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）とする。この計算には、図１１に示すＬＥＤ駆動時間制御量重み付け係数テーブル７２を用いる。ここで、ＬＥＤ駆動時間制御量重み付け係数テーブル７２のテーブル値は、実験的に求めた最適値である。
【００５９】
濃度補正処理フローＳ６に関して、図１９、図２０、図２２に示す具体例を用いて詳細に説明する。ここでは、濃度補正処理フローＳ４に引き続き、シアンのＬＥＤ駆動時間制御量の算出過程を説明するが、ブラック、イエロー、マゼンタについてはシアンと同様であるので重複する説明は省略する。濃度補正処理フローＳ５より読み取った濃度検出パターン１１１のＣ３０％、Ｃ７０％、Ｃ１００％パターンの出力電圧を図１９に示す。まず、３つのＤｕｔｙに対して、濃度センサ出力期待値テーブル７０のテーブル値と濃度センサ出力電圧値との差分を以下の式（９）〜(１１)に基づいて求める。
【００６０】
（Ｄｕｔｙ３０％の差分△ＣＤ３０'）＝ＣＤ３０−ＣＤ３０''...（９）
（Ｄｕｔｙ７０％の差分△ＣＤ７０'）＝ＣＤ７０−ＣＤ７０''...（１０）
（Ｄｕｔｙ１００％の差分△ＣＤ１００'）＝ＣＤ１００−ＣＤ１００''...（１１）
【００６１】
上記の式より、各Ｄｕｔｙの差分は、△ＣＤ３０'＝０．０２［Ｖ］、△ＣＤ７０'＝０．０１［Ｖ］、△ＣＤ１００'＝−０．０１［Ｖ］となる。
【００６２】
次に前記差分よりＬＥＤ駆動時間制御量を以下の式（１２）〜（１４）に基づいて求める。ここで、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル８３のシアンのテーブル値を図２０に示す。
【００６３】
（Ｄｕｔｙ３０％のＬＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ）３０）＝△ＣＤ３０'／Ｖ１×△ＣＤＫ（Ａ）３０...（１２）
（Ｄｕｔｙ７０％の１ＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ）７０）＝△ＣＤ７０'／Ｖ１×△ＣＤＫ（Ａ）７０...（１３）
（Ｄｕｔｙ１００％のＬＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ）１００）＝△ＣＤ１００'／Ｖ１×△ＣＤＫ（Ａ）１００...（１４）
【００６４】
上記の式(１２)〜(１４)より、各ＤｕｔｙのＬＥＤ駆動時間制御量は、ＣＤＫ（Ａ）３０＝１３［％］、ＣＤＫ（Ａ）７０＝−２［％］、ＣＤＫ（Ａ）１００＝−８［％］となる。
【００６５】
求めるＬＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ）は、重み付けした３個のＬＥＤ駆動時間制御量の計算値の平均値とするので、図２２に示すＬＥＤ駆動時間制御量重み付け係数テーブル値を用い、以下の式(１５)に基づいて求める。
【００６６】
（ＬＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ））＝
（ＣＤＫ（Ａ）３０×ＣＯＤＫ３０＋ＣＤＫ（Ａ）７０×ＣＯＤＫ７０＋ＣＤＫ（Ａ）１００×ＣＯＤＫ１００）／（ＣＯＤＫ３０＋ＣＯＤＫ７０＋ＣＯＤＫ１００）...（１５）
上記の式(１５)より、ＣＤＫ（Ａ）≒２［％］となる。
【００６７】
以上のように、機構制御部５３は、濃度補正処理フローＳ６で求めた各カラーのＬＥＤ駆動時間補正結果ＤＫ（Ａ）より、ＬＥＤヘッドインタフェース部５２に各ＬＥＤヘッド３０１〜３０４の駆動時間を増減する指示を出す。ＬＥＤヘッドインタフェース部５２は、印刷動作時にＥＤ駆動時間初期値にＬＥＤ駆動時間補正結果ＤＫ（Ａ）を加えたＬＥＤ駆動時間で各ＬＥＤヘッド３０１〜３０４を露光させる。
補正後ＬＥＤ駆動時間ＤＫ１［ｓ］＝ＤＫ０＋ＤＫ０×ＤＫ（Ａ）...（１６）
【００６８】
次に濃度補正処理フローＳ７にて、機構制御部５３は、濃度検出実施の信号を受け取ると、記憶手段９０に予め記憶してある図１２に示す濃度検出パターン１１２を搬送ベルト１２上に印刷し始める。濃度検出パターン１１２は、搬送方向下流側からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に３セット並んでおり、それぞれのセットは搬送方向下流側からＤｕｔｙが２０％、４０％、６０％、８０％、１００％に対応する。本実施形態では、後述するように、印刷濃度データから各Ｄｕｔｙ間の濃度値を近似的に求めるため、サンプル数が多い方が精度良く求められるため、Ｄｕｔｙの組合せを２０％、４０％、６０％、８０％、１００％とした。なお、濃度検出に用いるパターンは本パターンに限るものではなく、カラーの並び順やＤｕｔｙの組合せは、都合に応じて変えてもよい。機構制御部５３は、濃度補正処理フローＳ３同様、搬送ベルト１２上に印刷された濃度検出パターン１１２を濃度センサ２４にて検出し、各色パターンの出力電圧を読み取る。
【００６９】
次に、濃度補正処理フローＳ８においては、階調補正について図２５乃至図２８に示す具体例を用いて詳細に説明する。画像処理部５１の一部に設けられた階調補正制御部８０は、前記機構制御部５３が読み取った印刷濃度データを受け取る。本実施形態では、濃度検出パターン１１２として、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれにおいてＤｕｔｙが２０％、４０％、６０％、８０％、１００％の５種類を用いている。ここで、各Ｄｕｔｙを０〜２５５までの２５６階調レベルで表現すると、２０％は５１階調レベル、４０％は１０２階調レベル、６０％は１５３階調レベル、８０％は２０４階調レベル、１００％は２５５階調レベルとなる。階調補正制御部８０は、受け取った印刷濃度データから、近似的に２５６階調レベル分の濃度値を計算する。
【００７０】
また、記憶手段８１には、階調レベルごとの濃度値をテーブル形式で格納するものである標準ターゲット階調特性テーブル８７が記憶されている。図２６は標準ターゲット階調特性テーブル８７を示す図であり、標準ターゲット階調特性テーブル８７のテーブル値は、理想的な連続階調が再現できるよう実験的にもしくはシミュレーションで求めたものである。
【００７１】
次に、階調補正制御部８０は、印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性を比較する。このとき、印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性が一致していれば、理想的な連続階調が再現できるが、実際は、図２７に示すように印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性には、ズレが生じる場合がある。例えば、階調レベル５１の印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性それぞれの濃度値は、印刷濃度特性は０．３３、標準ターゲット階調特性は０．３０となっている。印刷濃度特性の濃度値０．３３は標準ターゲット階調特性の階調レベル６０に対応する。ここで、階調補正制御部８０は、記憶手段８１に記憶されている階調補正値テーブル８４の入力階調レベル５１の出力階調レベルを６０と更新する。図２８に示す階調補正値テーブル８４は、入力階調レベルを出力階調レベルに変換するためのテーブルである。また、階調レベル１０２の印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性それぞれの濃度値は、印刷濃度特性は０．６５、標準ターゲット階調特性は０．６０となっており、印刷濃度特性の濃度値０．６５は標準ターゲット階調特性の階調レベル１１５に対応するので、階調補正値テーブル８４の入力階調レベル１０２の出力階調レベルを１１５と記憶させる。同様にして、２５６階調レベルすべてにおいて、入力階調レベルと出力階調レベルを合わせ、更新された階調レベルの対応関係を階調補正値テーブル８４に記憶させる。このような階調補正値テーブル８４があれば、画像データとして出力階調レベルを或る値としたときに必要な入力階調レベルが分かり、その入力階調レベルの信号で画像処理を実行すると、最終的には対応した出力階調レベルの印刷結果が得られることになる。
【００７２】
通常モードの濃度補正処理では、以上のような一連の処理により画像形成装置１のエンジン部の物理特性（現像電圧、ＬＥＤ露光時間等）の調節とコマンド及び画像処理部５１の階調補正制御部８０で階調補正することで、出力される印刷の印刷濃度を安定させている。
【００７３】
次に第１の実施形態の濃度補正処理における短縮モードについて説明する。短縮モードは以降説明するように、検出して算出された濃度差分が基準値を越えないような場合は、画像形成装置１のエンジン部の物理特性の調整は行わない。この短縮モードには、例えばユーザの高速印刷の選択などにより、通常モードと短縮モードの中から選択される。図５に第１の実施形態の短縮モードの濃度補正処理のフローを示す。
【００７４】
まず、濃度補正処理フローＳ１０１にて、機構制御部５３の濃度補正実行判定部６４は、濃度補正処理実行判定を行う。濃度補正処理実行判定条件は、図４の濃度補正処理フローＳｌ同様、電源投入時や所定枚数印刷毎、装置の置かれている環境の変化等に応じて進められる。濃度補正処理が実行と判定されると、濃度補正処理フローＳ１０２に進む。実行と判定されない場合は、濃度補正処理を終了する。
【００７５】
次に濃度補正処理フローＳ１０２にて、濃度センサ２４のキャリブレーションを行う。キャリブレーションは、通常モードのところで説明した通り、濃度センサ２４の取付け角度や距離、温度等のばらつきを吸収するために、赤外発光ダイオード１０１の発光電流の調整を行うことで実行される。
【００７６】
次に濃度補正処理フローＳ１０３にて、機構制御部５３は、濃度検出実施の信号を受け取ると、記憶手段９０に予め記憶してある図１２に示す濃度検出パターン１１２を搬送ベルト１２上に印刷し始める。濃度検出パターンｌｌ２は、搬送方向下流側からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に３セット並んでおり、それぞれのセットは搬送方向下流側からＤｕｔｙが２０％、４０％、６０％、８０％、１００％に対応する。機構制御部５３は、図４の濃度補正処理フローＳ３同様、搬送ベルト１２上に印刷された濃度検出パターン１１２を濃度センサ２４にて検出し、各色パターンの出力電圧を読み取る。
【００７７】
次に濃度補正処理フローＳ１０４にて、機構制御部５３の濃度差分算出部６６は、濃度補正処理フローＳ１０３にて読み取った印刷濃度データと記憶手段９０に予め記憶させてある目標印刷濃度データテーブル８５を用いて差分を計算する。目標濃度データテーブル８５のテーブル値は、標準ターゲット階調特性テーブル８７のテーブル値同様、理想的な連続階調が再現できるよう実験的に求めている。
【００７８】
次に濃度補正処理フローＳ１０５にて、機構制御部５３の通常濃度補正実行判定部６５は、通常時濃度補正処理実行判定を行う。ここで言う通常時濃度補正処理とは、前述した図４に示す濃度補正処理であって通常モードの濃度補正処理を内容としている。通常時濃度補正処理の実行判定条件は、前記差分が記憶手段８０に予め記憶させてある通常濃度補正処理実行判定基準値テーブル８６と比較し、前記差分が基準値以下である場合は、濃度補正処理を簡素化したフローである階調補正処理Ｓ１０６へ進み、各色のいずれかにおいて、前記差分が基準値以上であると判断されると、通常濃度補正処理実行フローＳ１０７へ進む。すなわち、濃度差分が基準値を越えるほど大きな場合には、通常モードと同じ濃度補正処理が進められるが、逆に濃度差分が基準値を越えない場合には、短縮モード時には階調補正処理が行なわれるだけであり、このため処理時間の短縮化などを図ることができる。
【００７９】
通常濃度補正処理実行フローＳ１０７の通常時の濃度補正処理については図４の濃度補正処理フローの各手順Ｓ３〜Ｓ８で前述したとおりである。本実施形態では、上記基準値テーブル８６のテーブル値は、目標印刷濃度からの実際の印刷濃度のズレが階調補正後の階調特性に及ぼす影響具合を実験的に求め、得られる階調特性がスペック範囲内となる印刷濃度の変化量を基準値とする。
【００８０】
濃度差分が基準値を越えない場合の階調補正Ｓ１０６については、前述した図４の濃度補正処理フローＳ８で説明したとおりであるので重複した説明は省略するが、各階調レベルすべてにおいて、入力階調レベルと出力階調レベルを対応させ、更新された階調レベルの対応関係を階調補正値テーブル８４に記憶させて、そのデータテーブルを用いて画像処理を実行すると、最終的には対応した出力階調レベルの印刷結果が得られることになる。
【００８１】
なお、本実施形態において、濃度補正処理における通常モードと短縮モードの切替は、ユーザが任意に選べるように構成することが好ましい。例えば、ユーザが高品質印刷を求める場合は通常モードに設定し、高速印刷を求める場合は短縮モードに設定する。このように構成することで、ユ一ザビリティを高くすることができる。
【００８２】
また、本実施形態における濃度補正処理の短縮モードでは、通常濃度補正を実行せず、階調補正のみを実施する構成としているが、これは、印刷濃度の目標濃度と実際の印刷濃度との差分が予め設定されている範囲内、つまり通常濃度補正処理実行判定基準値以内であれば、階調補正のみ実行することで、ユーザの所望する印刷品位を保つことができるためである。
【００８３】
第１の実施形態によれば、従来の濃度補正処理と比較して、濃度検出パターンの印刷、検出処理回数を減らすことができ、濃度補正処理時間を短縮することができる。本実施形態と従来例との比較を図２３、２４に示す。図２３は濃度差分が基準値を越えない場合において、従来の濃度補正を行った場合の動作（図中上側）と、本発明の実施形態の画像形成装置の濃度補正を行った場合の動作（図中下側）とを比較した図であり、横軸は処理時間である。従来の画像形成装置では、現像電圧の調整と発光ダイオードによる露光時間の調整からなる濃度補正を２回行って、次に階調補正を行っているため、処理時間が２Ｔ１＋Ｔ２となっているが、本実施形態では処理時間が短縮モードの階調補正のＴ２だけであり、処理時間が早くなっていることが分かる。
【００８４】
また、図２４は、図２３と同じ処理を行なった場合の比較であり、従来の濃度補正を行った場合の動作（図中左側）と、本発明の実施形態の画像形成装置の濃度補正を行った場合の動作（図中右側）とを比較した図であり、縦軸がトナー消費量である。従来の画像形成装置では、現像電圧の調整と発光ダイオードによる露光時間の調整からなる濃度補正を２回行って、次に階調補正を行っているため、そのトナー消費量は２Ｍ１＋Ｍ２となっているが、本実施形態ではトナー消費量が短縮モードの階調補正のＭ２だけであり、トナー消費量も少なくなくなっていることが分かる。
【００８５】
以上のように、また、濃度検出パターン印刷のためのトナー消費量が増加し、コストアップとなっていたが、本実施形態により、濃度検出パターンの印刷回数を減らすことができ、濃度検出パターンの印刷のためのトナー消費量が低減できる。
【００８６】
[第２の実施形態]
第１の実施形態によれば、前述のように、濃度検出パターンの印刷及び検出処理回数を減らすことができ、濃度補正処理時間の短縮やトナー消費量を大幅に低減できる。しかしながら、第１の実施形態で示す構成では、通常時濃度補正処理判定で、どれか１色でも実際の印刷濃度と目標印刷濃度の差分が基準値以上である場合、通常濃度補正を行うことになる。このとき本来不要な実際の印刷濃度と目標印刷濃度の差分が基準値以内である他の色についても通常濃度補正を行うことから、本実施形態では、色に応じて濃度差分が増減する場合の、更なる濃度補正処理時間の短縮やトナー消費量の低減を図る。
【００８７】
図３２に第２の実施形態の画像形成装置における制御回路のブロック図を示す。第２の実施形態では更なる濃度補正処理時間の短縮やトナー消費量の低減を図るため、機構制御部５３aの濃度パターン生成部６7は、通常濃度補正実行判定部６８で通常濃度補正処理が必要とされた色のみの濃度検出パターンを生成する機能を有する。機構制御部５３ａに第１の実施形態とは異なる処理を行う通常濃度補正実行判定部６８と濃度検出パターンの生成を行う濃度パターン生成部６７を設ける。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、簡単のため、これら通常濃度補正実行判定部６８と濃度パターン生成部６７について説明し、他の部分について重複した説明を省略する。
【００８８】
機構制御部５３ａの通常濃度補正実行判定部６８は、濃度差分算出部６６で算出した濃度差分と記憶手段９０に記憶されている通常濃度補正実行判定基準値とを比較し、特に色毎に通常濃度補正処理を行うかどうか判定する。機構制御部５３ａの濃度パターン生成部６６は、通常濃度補正実行判定部６８で通常濃度補正処理が必要とされた色のみの濃度検出パターンを生成する機能を有する。
【００８９】
第２の実施形態における濃度補正処理の動作について説明する。図３３に第２の実施形態の濃度補正処理フローを示す。濃度補正処理フローＳ２０１にて、機構制御部５３aの濃度補正実行判定部６４は、濃度補正処理実行判定を行う。この濃度補正処理実行判定については、第１の実施形態と同様である。濃度補正処理が実行と判定されると、濃度補正処理フローＳ２０２に進む。実行と判定されない場合は、濃度補正処理を終了する。
【００９０】
次に濃度補正処理フローＳ２０２にて、濃度センサ２４のキャリブレーションを行う。濃度センサ２４のキャリブレーションについては、前述した手順と同様であり、濃度センサ２４の取付け角度や距離、温度等のばらつきを吸収するために、赤外発光ダイオード１０１の発光電流の調整を行う。このキャリブレーションでは、任意の基準反射物に対して、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ１０２、拡散反射光受光用フォトトランジスタ１０３の出力電圧が設定範囲内となるよう赤外発光ダイオード１０１の発光電流の調整を行う。
【００９１】
次に濃度補正処理フローＳ２０３にて、機構制御部５３aは、濃度検出実施の信号を受け取ると、記憶手段９０に予め記憶してある図１２に示す濃度検出パターン１１２を搬送ベルト１２上に印刷し始める。機構制御部５３aは、図４の濃度補正処理フローＳ３同様、搬送ベルト１２上に印刷された濃度検出パターン１１２を濃度センサ２４にて検出し、各色パターンの出力電圧を読み取る。
【００９２】
次に濃度補正処理フローＳ２０４にて、機構制御部５３aの濃度差分算出部６６は、濃度補正処理フローＳ２０３にて読み取った印刷濃度データと記憶手段９０に予め記憶させてある目標印刷濃度データテーブル８５を用いて差分を計算する。目標濃度データテーブル８５のテーブル値は、標準ターゲット階調特性テーブル８７のテーブル値同様、理想的な連続階調が再現できるよう実験的に求めている。
【００９３】
次に濃度補正処理フローＳ２０５にて、機構制御部５３aの通常濃度補正実行判定部６８は、色毎に通常濃度補正処理実行判定を行う。通常濃度補正処理実行判定は、前記差分が記憶手段９０に予め記憶させてある通常時濃度補正処理実行判定用基準値テーブル８６と比較を行い、通常濃度補正実行判定部６８は、前記差分が基準値以下である色と前記差分が基準値以上である色を判定する。前記差分が基準値以上の色がある場合、濃度補正処理フローＳ２０７に進む。また、前記差分が基準値以下である色の読み取った印刷濃度データに関しては、通常濃度補正実行判定部６８に保持しておく。
【００９４】
次に濃度補正処理フローＳ２０７にて、濃度パターン生成部６６は、濃度補正処理フローＳ２０５で前記差分が基準値以上である色だけのパターンデータを生成する。例えば、濃度補正処理フローＳ２０５で前記差分が基準値以上である色がイエロー（Ｙ）とシアン（Ｃ）であった場合の濃度検出パターンは、図３４に示す濃度検出パターン１１３、及び図３５に示す濃度検出パターン１１４の如く設定される。
【００９５】
次に濃度補正処理フローＳ２０８〜Ｓ２１１にて、濃度補正処理フローＳ２０７で生成した濃度検出パターン１１３を用いて、図４の濃度補正処理フローＳ３〜Ｓ６と同様にして、前記差分が基準値以上である色に関して、現像電圧、ＬＥＤ駆動時問の補正を行う。
【００９６】
次に濃度補正処理フローＳ２１２にて、機構制御部５３aは、濃度検出実施の信号を受け取ると、例えば、濃度補正処理フローＳ２０５で前記差分が基準値以上である色がイエローとシアンであった場合、濃度補正処理フローＳ２０７にて生成した図３５に示す濃度検出パターン１１４を搬送ベルト１２上に印刷し始める。機構制御部５３aは、図４の濃度補正処理フローＳ３同様、搬送ベルト１２上に印刷された濃度検出パターン１１４を濃度センサ２４にて検出し、各色パターンの出力電圧を読み取る。
【００９７】
次に濃度補正処理フローＳ２１３にて、機構制御部５３aの濃度差分算出部６６は、濃度補正処理フローＳ２１２にて読み取った印刷濃度データと記憶手段９０に予め記憶させてある目標印刷濃度データテーブル８５を用いて差分を計算する。
【００９８】
濃度補正処理フローの各手順Ｓ２１２、Ｓ２１３の処理の結果、濃度補正処理フローＳ２０５にて、すべての色が前記差分が基準値以下と判定されると階調補正を行う濃度補正処理フローＳ２０６に進む。
【００９９】
次に濃度補正処理フローＳ２０６にて、階調補正制御部８０は、濃度補正処理フローＳ２０５で濃度補正判定部６５が保持しておいた印刷濃度データを受け取る。この後の動作は、図４の濃度補正処理フローＳ８で説明した動作と同様の動作である。
【０１００】
以上のように、第２の実施形態によれば、通常濃度補正が必要な色のみ通常濃度補正を行うので、図３６、図３７に示すように先の実施形態と比べ、一部の色だけが濃度補正を必要とする場合には、濃度補正処理時間を短縮することができ、濃度検出パターンの印刷のためのトナー消費量も低減できる。即ち、図３６は一部の色（例えばシアンとイエロー）だけ濃度差分が基準値を越える場合において、第１の実施形態の濃度補正を行った場合の動作（図中上側）と、第２の実施形態の画像形成装置の濃度補正を行った場合の動作（図中下側）とを比較した図であり、横軸は処理時間である。第１の実施形態の画像形成装置では、現像電圧の調整と発光ダイオードによる露光時間の調整からなる4色分の濃度補正を２回行って、次に4色分の階調補正を行っているため、処理時間が２Ｔ１＋Ｔ２となっているが、本実施形態では処理時間が2色分で済むことから、それぞれ半分になり、階調補正のＴ１＋Ｔ２／２だけとなり、処理時間が約半分に早くなっていることが分かる。
【０１０１】
また、図３７は、図３６と同じ処理を行なった場合の比較であり、第１の実施形態の濃度補正を行った場合の動作（図中左側）と、第２の実施形態の画像形成装置の濃度補正を行った場合の動作（図中右側）とを比較した図であり、縦軸がトナー消費量である。第１の実施形態の画像形成装置では、現像電圧の調整と発光ダイオードによる露光時間の調整からなる濃度補正を２回行って、次に階調補正を行っているため、そのトナー消費量は２Ｍ１＋Ｍ２となっているが、本実施形態ではトナー消費量が２色分の濃度補正および階調補正のＭ１＋Ｍ２／２だけであり、トナー消費量も少なくなくなっていることが分かる。
【０１０２】
なお、上述の各実施形態では、濃度補正手段として、現像電圧、ＬＥＤ駆動時間としたが、ドラム電位等でもよく、その点に関しては本実施形態に限定されるものではない。また、上述の各実施形態では、潜像形成手毅をＬＥＤヘッドとしたが、レーザ光源等でもよく、本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態では、印刷媒体の搬送上の上流からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順である場合について説明したが、多色トナーを有し画像形成部を複数有する場合において、画像形成部の並び順番は例えばシアンが上流でもよく本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態では、画像形成部の数が４台のものについて説明したが、画像形成部の数に限定されたものではなく、画像形成部を複数有する場合や、淡色の画像形成部、例えばブラックのみを有する装置についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の装置構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度センサを示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の通常モード時の動作を説明するため流れ図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の短縮モード時の動作を説明するため流れ図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度検出パターンの一例を示す模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度センサ出力の期待値のテーブルを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の現像電圧調整量のテーブルを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置のＬＥＤ駆動時間調整量のテーブルを示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の現像電圧制御量重み付け係数のテーブルを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置のＬＥＤ駆動時間制御量重み付け係数のテーブルを示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度検出パターンの他の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の要部構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の現像電圧による印刷Ｄｕｔｙ−濃度特性の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置のＬＥＤ駆動時間による印刷Ｄｕｔｙ−濃度特性の関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度センサの出力電圧値についてのテーブルを示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度センサの出力期待値についてのテーブルを示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の現像電圧値調整量についてのテーブルを示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の濃度センサの出力電圧値についてのテーブルを示す図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置のＬＥＤ駆動時間調整量についてのテーブルを示す図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の現像電圧制御量重み付け係数についてのテーブルを示す図である。
【図２２】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置のＬＥＤ駆動時間制御量重み付け係数についてのテーブルを示す図である。
【図２３】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の処理時間を従来の画像形成装置との比較で示すタイムチャートである。
【図２４】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置のトナー消費量を従来の画像形成装置との比較で示す図である。
【図２５】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置におけるＤｕｔｙと階調レベルと濃度値のデータをテーブル形式で示す図である。
【図２６】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置における階調レベルと濃度値のデータをテーブル形式で示す図である。
【図２７】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置での階調補正を説明するための図であって、濃度と階調レベルの関係を示す図である。
【図２８】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置での階調補正を説明するための図であって、入力階調レベルと出力階調レベルの対応を示す図である。
【図２９】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の目標印刷濃度データについてのテーブルを示す図である。
【図３０】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の通常濃度補正実行判定基準値についてのテーブルを示す図である。
【図３１】本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の通常濃度補正実行判定を説明するための濃度とＤｕｔｙの関係を示す図である。
【図３２】本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３３】本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置の装置構成を示す模式図である。
【図３４】本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置の濃度検出パターンの一例を示す模式図である。
【図３５】本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置の濃度検出パターンの他の一例を示す模式図である。
【図３６】本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置の処理時間を先の実施形態の画像形成装置との比較で示すタイムチャートである。
【図３７】本発明の第２の実施形態にかかる画像形成装置のトナー消費量を先の実施形態の画像形成装置との比較で示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  画像形成装置
１１  筐体
１２  搬送ベルト
１３  駆動ローラ
１４  従動ローラ
１５  吸着ローラ
１６  ホッピングローラ
１７  レジストローラ
１８  ピンチローラ
１９  用紙収容カセット
２１〜２３  センサ
２４  濃度センサ
２５  ヒートローラ
２６  加圧ローラ
２７  排出センサ
２８  サーミスタ
２９  ガイド
３０  スタッカ
３１  クリーニングブレード
３２  廃トナータンク
５０  ホストインターフェース部
５１  コマンド及び画像処理部
５２  ＬＥＤヘッドインターフェース部
５３、５３a  機構制御部
５４  ホッピングモータ
５５  レジストモータ
５６  ベルトモータ
５７  ヒータモータ
５８  ドラムモータ
５９  ヒータ
６０  高圧制御部
６１  ＣＨ発生部
６２  ＤＢ発生部
６３  ＴＲ発生部
６４  濃度補正実行判定部
６５  通常温度補正実行判定部
６６  濃度差分算出部
６７  濃度パターン発生部
６８  通常温度補正実行判定部
８０  階調補正制御部
８１  記憶手段
９０  記憶手段
２０１〜２０４  印刷機構
３０１〜３０４  ＬＥＤヘッド
４０１〜４０４  転写ローラ
５０１〜５０４  帯電ローラ
６０１〜６０４  感光ドラム
７０１〜７０４  現像ローラ
８０１〜８０４  現像ブレード
９０１〜９０４  スポンジローラ
１００１〜１００４  トナーカートリッジ
１１０１〜１１０４  除電光源
【図１】
2009217163.tif 000003
【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】
2009217163.tif 000015
【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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