JP2010244031A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の画像形成装置を使用する場合に生じる画像形成装置間での画像濃度のばらつきを補償することが可能な画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成する作像手段と、前記作像手段で形成されたテストパターンの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された各濃度と前記目標濃度とに基づいて、画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出手段と、前記検出手段で検出された前記テストパターンの濃度が表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値とを記憶する記憶手段と、前記特性値と前記基準特性値とに基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを前記作像手段に形成させる制御手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、濃度変動を自動補正する画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置は、画像データに応じた画像光を、帯電器によって予め帯電させた感光体上に露光することにより、その感光体上に潜像を形成し、現像ユニットから粉体現像剤（トナー）を供給し、そのトナーを付着させることにより現像する。それを転写ベルト上に転写し、転写ベルトと転写ユニットとの間に転写紙を給紙することにより、転写紙上に画像を形成する。

複数色の画像を形成する画像形成装置では、各色の画像の潜像を別々に形成し、別々に現像して各色の顕像画像を重ね合わせることにより、複数色の画像を形成している。このため、感光体、帯電器、現像ユニット等が各色に対して別個に必要とされる。現像ユニットは、現像器として、トナーを収容した複数のトナーカートリッジを備えていて、各色の画像を形成する際、各色のトナーが各トナーカートリッジから供給される。

このような画像形成装置は、電源投入時や、大量に印刷を行った後には濃度変動が生じる。一定の濃度で印刷するには、濃度を測定し、濃度補正を行う必要がある。そこで、濃度を測定するための濃度センサと、濃度センサにより得られた濃度値を補正して補正パラメータを算出し、その補正パラメータを与えて濃度補正した画像を形成させる制御部とを備える装置が提案され、精度の高い階調補正を実現している。また、補正のタイミングや、補正用のテストパターンや、補正する濃度の範囲についても改良が加えられ、これらを改良した装置が提案されている。

例えば、記録剤上と像但持との夫々にパターンを形成し、これら二つのパターンを利用して画像濃度を補正することで、短期的な画像濃度の変動と長期的な画像濃度の変動との双方を補正する技術が開示されている（特許文献１参照）。

ところで、濃度センサは工業製品であるという性質上、個体毎にその特性（濃度検出特性）が異なることが一般的である。濃度補正は濃度センサの濃度検出特性に依存するため、複数の画像形成装置で画像データを印刷した場合には、各濃度センサの特性のばらつきに応じて、形成された画像の画像濃度にばらつきが生じるという問題がある。なお、特許文献１の技術では、画像形成装置単体での濃度変動を対象としているため、上記問題を解決することはできない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の画像形成装置を使用する場合に生じる画像形成装置間での画像濃度のばらつきを補償することが可能な画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像データに濃度補正を施して画像を形成する画像形成装置であって、目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成する作像手段と、前記作像手段で形成された前記テストパターンの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された各濃度と前記テストパターンデータの目標濃度とに基づいて、前記画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出手段と、前記検出手段で検出された前記テストパターンの濃度が表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値とを記憶する記憶手段と、前記特性値と前記基準特性値とに基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを、前記作像手段に形成させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、画像データに濃度補正を施して画像を形成する画像形成装置により実行される画像形成方法であって、作像手段が、目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成するテストパターン形成工程と、検出手段が、前記テストパターン形成工程で形成された前記テストパターンの濃度を検出する検出工程と、算出手段が、前記検出工程で検出された各濃度と前記テストパターンの目標濃度とに基づいて、前記画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出工程と、制御手段が、前記検出工程で検出された前記テストパターンの濃度を表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値と、に基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを、前記作像手段に形成させる制御工程と、を含む。

また、本発明は、画像データに濃度補正を施して画像を形成する画像形成装置のコンピュータを、目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成する作像手段と、前記作像手段で形成された前記テストパターンの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された各濃度と前記テストパターンの目標濃度とに基づいて、前記画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出手段と、前記検出手段で検出された前記テストパターンの濃度を表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値と、に基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを、前記作像手段に形成させる制御手段と、して機能させる。

本発明によれば、自己の画像形成装置が備える検出手段の特性値と、基準となる基準装置の基準特性値とを用いて補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータで濃度補正した画像データを印刷する。これにより、複数の画像形成装置を使用した場合であっても、各画像形成装置の補正パラメータを共通の基準濃度検出特性に基づいて正規化することが可能であるため、画像形成装置間の画像濃度のばらつきを補償することができる。

図１は、画像形成システムの構成を模式的に示した図である。 図２は、図１に示した画像形成装置の構成の一例を示したブロック図である。 図３は、図１に示した画像形成装置での画像形成処理に係る各機能部を示した図である。 図４は、作像部の構成を模式的に示した図である。 図５は、濃度センサにより検出されたテストパターンの濃度検出特性と、目標濃度データ自体が表す濃度特性との関係を示した図である。 図６は、図５の濃度検出特性を目標濃度に補正するための補正ガンマを示した図である。 図７は、各画像形成装置に搭載された濃度センサの濃度検出特性を示した図である。 図８は、各画像形成装置の濃度センサにより検出されたテストパターンの濃度検出特性の一例を示した図である。 図９は、各画像形成装置で生成された補正ガンマの一例を示した図である。 図１０は、各画像形成装置で算出された正規化補正ガンマの一例を示した図である。 図１１は、基準装置となる画像形成装置の制御部で実行される基準装置設定処理の手順を示したフローチャートである。 図１２は、各画像形成装置の制御部で実行される画像濃度補正処理の手順を示したフローチャートである。 図１３は、各画像形成装置の濃度変動と画像濃度補正処理の開始タイミングとの関係の一例を示す図である。 図１４は、主画像形成装置と副画像形成装置との間で行われる同期処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、図１４の同期処理により同期された各画像形成装置の濃度変動と画像濃度補正処理の開始タイミングとの関係の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置、画像形成方法及びプログラムの最良な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は図面に示される実施形態に限定されるものではない。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を含む画像形成システムの構成を模式的に示した図である。同図に示したように、画像形成システムは、複数の画像形成装置１〜４と、端末装置５とを有し、各装置はネットワークＮを介して互いに通信可能に接続されている。なお、ネットワークＮに接続される各装置の個数は、この図に限定されないものとする。

画像形成装置１〜４は、記録用紙（記録媒体）に画像や文字等の情報を形成（印刷）するプリンタや複合機等の画像形成装置である。また、端末装置５は、画像形成システムを利用するユーザにより操作されるＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置である。

本画像形成システムにおいて、画像形成装置１〜４は、端末装置５から送信される画像データや文字データを受信すると、後述する制御部３０の制御により、これらデータが表す画像等の情報を記録用紙に形成（印刷）する。なお、画像形成装置１〜４の構成は同様であるとし、以下、画像形成装置１〜４を区別しないときは単に「画像形成装置」と表記する。

図２は、図１に示した画像形成装置の構成の一例を示したブロック図である。この画像形成装置は、所定形状で且つ所定濃度で形成されたテストパターンを、後述する感光体ドラム、中間転写体及び記録用紙等の媒体Ｍ上に形成する作像部１０と、形成されたテストパターンの濃度を検出濃度値として検出する濃度センサ２０と、種々の情報を表示するとともに、後述する基準装置の選択等をユーザが入力可能に提供するプリンタパネル４１と、プリンタパネル（ＵＩ）４０を介して入力された選択内容に基づいて後述する正規化補正ガンマを算出し、画像を形成する作像部１０にその正規化補正ガンマを与えて、濃度補正した画像を形成させる制御部３０と、ネットワークＮに接続された他の装置との通信を制御する通信制御部４２とを含んで構成されている。

さらに、制御目標となる濃度を示す目標濃度値と、その濃度の画像を形成するために使用される目標パラメータとを対応付けた目標濃度データを記憶する記憶部を備えている。なお、この記憶部は、制御部３０のＮＶＲＡＭ３７としてもよいし、外部記憶媒体として構成することもできる。

作像部１０は、端末装置５から送信された画像データを受け取り、媒体Ｍ上に画像を形成する。また、作像部１０は、制御部３０から濃度検出用のパターンデータを受け取り、媒体Ｍ上に複数の濃度を表すテストパターンとして、所定濃度のテストパターンあるいは一定の濃度刻みの複数のテストパターンを形成する。ここで、媒体Ｍとは、印刷用紙の他、後述する感光体ドラム及び中間転写体をも含む概念である。なお、図２では、媒体Ｍ上に、４個を１組として、一定の濃度刻みで３組の矩形のテストパターンが形成されているのが示されている。これらのテストパターンは、所定の目標濃度値を設定することで、所定濃度のテストパターンを形成することができる。

なお、テストパターン自体は、全階調（例えば、８ｂｉｔの場合は２５６階調）で形成する形態としてもよいし、トナー消費を抑えるために間引いて形成する形態としてもよい。なお、間引いた場合には、間引いた部分の階調を補うため、スプライン補間等を採用し、階調特性が滑らかになるよう処理を施すものとする。

作像部１０は、露光装置、帯電器、感光体、現像ユニット、転写ベルト、転写ユニット等から構成することができる。露光装置は、上記のように、画像データに応じた画像光を、帯電器によって予め帯電させた感光体上に露光する。現像ユニットは、露光によって潜像が形成された感光体に、現像ユニットから粉体現像剤（トナー）を供給し、そのトナーを付着させることにより現像する。それを転写ベルト上に転写し、転写ベルトと転写ユニットとの間に紙を給紙することにより、紙上に画像を形成する。なお、作像部１０の構成については後述する。

濃度センサ２０は、媒体Ｍ上に形成されたテストパターンが表す濃度を濃度検出特性として検出する。なお、検出された濃度検出特性は、後述する自装置濃度検出特性として自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶される。濃度変動がなければ、検出される濃度検出特性は、目標とする濃度検出特性（目標濃度データ）と一致した値となる。しかしながら、電源投入時や大量に印刷した後においては濃度変動が生じており、濃度検出特性と目標濃度データとは異なる値となる。こういった場合に、濃度変動の補正（以下、濃度変動補正という）が必要とされる。濃度センサ２０は、光源と、受光センサとを含み、光源から出射された光がテストパターンに反射し、その反射光を受光センサで受光し、その受光量から濃度を検出する。光源としては、ＬＥＤ、ＬＤ（レーザダイオード）、ＥＬ、冷陰極管、電球等を挙げることができる。受光センサとしては、ＰＤ（フォトダイオード）、ＣＣＤ等を挙げることができる。

制御部３０は、濃度センサ２０により検出された検出濃度値がアナログ信号であるため、そのアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換部３１と、濃度補正処理を実行するように制御する補正処理制御部３２と、プリンタパネル４１からの入力信号およびプリンタパネル４１への出力信号を制御するインタフェースとして機能するパネル制御部３３と、所定形状で、所定濃度のテストパターンをパターンデータとして生成するパターンデータ生成部３４と、後述する基準濃度検出特性を記憶する基準濃度検出特性テーブル３５と、自己の画像形成装置が備える濃度センサ２０の濃度検出特性を記憶する自装置濃度検出特性テーブル３６と、ＣＰＵ３９が実行する所定のプログラムや目標濃度データ等の設定情報等を記憶するＮＶＲＡＭ３７と、ＣＰＵ３９が実行する所定のプログラムを格納したＲＯＭ３８と、制御部３０全体を制御するＣＰＵ３９とを含む。

制御部３０では、自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された自装置濃度検出特性と、目標濃度データとを使用して濃度変動補正に係る補正パラメータ(以下、補正ガンマという)を算出する。また、制御部３０は、基準濃度検出特性テーブル３５に記憶された基準濃度検出特性と、自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された自装置濃度検出特性とを用いて、他の画像形成装置での濃度センサ２０の濃度検出特性とのばらつきを補償するため、補正ガンマを正規化（補正）した後述する正規化補正ガンマを生成する。そして、制御部３０は、作像部１０に濃度補正した画像を形成させるために、正規化補正ガンマを後述するガンマテーブル５３ａに設定する。

補正処理制御部３２は、正規化補正ガンマを適用した濃度補正処理を実行するために、ＣＰＵ３９がＲＯＭ３８からその処理を実行するためのプログラムを読み出し、プログラムを実行する。パターンデータ生成部３４は、目標濃度に対応するパターンデータを生成し、所定のタイミングでパターンデータを作像部１０へ送ることで、作像部１０が媒体Ｍ上にテストパターンを形成する。

濃度センサ２０は、形成されたテストパターンを検出し、Ａ／Ｄ変換部３１へ送り、Ａ／Ｄ変換部３１がアナログ信号からデジタル信号へ変換する。その後、デジタル信号とされた検出濃度値と、記憶部に記憶された目標濃度値および目標パラメータとを使用して補正パラメータが算出される。

図３は、図１に示した画像形成装置での画像形成に係る各機能部を示した図である。アプリケーションやモジュールは、ＣＰＵ３９により実行され、それによって、画像の入出力処理や変換処理等が実行されるが、説明を容易にするために、ここでは、アプリケーションおよびモジュールが各処理を行うものとして記載する。

アプリケーション５０が画像データをＲＧＢ信号としてカラーマッチングモジュール５１へ送る。また、アプリケーション５０は、スキャナアプリケーションやコピーアプリケーションである場合、画像を読み取り、画像データとして出力する。カラーマッチングモジュール５１は、ＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に変換する。ＲＧＢ信号は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の基本三原色からなる信号であり、ＣＭＹＫ信号は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）からなる信号である。

カラーマッチングモジュール５１は、変換の際、カラープロファイル５２を使用する。カラープロファイル５２は、色域の値を変換するために必要なデータを含むもので、色、色合い、鮮やかさ、明るさについての情報を含むものである。このカラープロファイル５２は、入出力対応テーブルであるＬＵＴ５２ａやＩＮ／ＯＵＴＰＵＴテーブル５２ｂを含むことができる。

ＣＭＹＫ信号は、ガンマ変換モジュール５３へと送られ、ガンマ値に変換される。ガンマ値は、画像の階調の応答特性を表すときに使用される数値であり、ガンマテーブル５３ａを使用して変換される。

ＣＭＹＫのガンマ値は、総量規制モジュール５４へと送られ、総量規制値５４ａを使用してトナーの総量が決定される。総量規制されたＣＭＹＫのガンマ値は、ディザパターン５５ａを使用して二値化処理を行う階調変換モジュール５５へと送られる。階調変換モジュール５５で二値化処理された後、作像部１０へと送られ、画像の濃淡をディザパターン（編み点）で階調表現された画像が形成される。

以下、図４を参照して画像形成装置をレーザビーム方式のプリンタとした場合での、作像部１０の構成及び作像プロセスについて説明する。ここで、図４は、作像部１０の構成を模式的に示した図である。

図４に示すように、作像部１０は、レーザ光源１０１と、感光体ドラム１０２と、現像ユニット１０３と、中間転写体１０４と、搬送ベルト１０５と、転写ユニット１０６と、定着ユニット１０７とを備えている。

レーザ光源１０１から照射されたレーザビームにより、感光体ドラム１０２の感光体に像が形成され（潜像形成プロセス）、現像ユニット１０３から供給されるトナーにより形成された像が可視化される（現像プロセス）。以下、可視化された像をトナー像という。

感光体ドラム１０２上のトナー像は中間転写体１０４に転写され、さらに搬送ベルト１０５により給紙される印刷用紙１０８上に、転写ユニット１０６にて転写される（転写プロセス）。なお、フルカラーによるプリントの場合には、上記の「潜像形成」、「現像」、「転写」の各プロセスが、使用するカラー分だけ行われることになる。

トナー像が転写された印刷用紙１０８は、搬送ベルト１０５により定着ユニット１０７に送られ、熱溶融により印刷用紙１０８上にトナー像が固着することにより（定着プロセス）、印刷用紙１０８上に像が形成されることになる。なお、濃度センサ２０は、感光体ドラム１０２及び中間転写体１０４の近傍に設けられており、感光体ドラム１０２又は中間転写体１０４上に形成されたトナー像の濃度を検出するよう構成されている。

なお、上述したテストパターンはトナー像として、媒体Ｍである感光体ドラム１０２及び中間転写体１０４上に形成されることになる。濃度センサ２０により検出されたテストパターンの濃度（濃度検出特性）は、濃度補正のため上述した制御部３０に入力される。以下、図５及び図６を参照して、制御部３０による濃度補正の原理について説明する。

図５は、濃度センサ２０により検出されたテストパターンの濃度検出特性と、目標濃度データ自体が表す濃度特性との関係を示した図である。同図において、曲線Ｌ１は濃度センサ２０により検出されたテストパターンの濃度検出特性を示し、曲線Ｌ２は目標濃度データの濃度特性を示している。

濃度検出特性は、目標濃度データの濃度特性と一致することが好ましい。そのため、図５に示すように、濃度検出特性が目標濃度データの濃度特性より低下している場合、制御部３０は、この差分に応じた凸形状の補正ガンマＧＣを算出し、図６に示した現在設定中のガンマＧ（以下、現状ガンマという）に適用することで、曲線Ｌ１の濃度特性を曲線Ｌ２となるよう補正を施す。ここで、図６は、図５の濃度検出特性を目標濃度に補正するための補正ガンマを示した図であって、現状ガンマＧと補正ガンマＧＣとの関係を表している。なお、テストパターンで表される濃度以外の部分の補正ガンマは、スプライン補間等の公知の補間方法により導出されるものとする。

ところで、濃度センサ２０は工業製品であるという性質上、個体毎に濃度を検出する特性にばらつきがあることが一般的である。例えば、感光体ドラム１０２や中間転写体１０４等に形成された同一のテストパターンを、画像形成装置１〜４各々に搭載された濃度センサ２０で検出した場合、図７に示すとおり、各濃度センサ２０で同じ濃度検出特性を示すとは限らない。

ここで、図７は、画像形成装置１〜４の各々に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性の一例を示した図である。同図において、曲線Ｌ１１が画像形成装置１に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を示しており、理想的な特性を示している。また、曲線Ｌ１２は画像形成装置２に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を示している。曲線Ｌ１２では、最高濃度については理想的な値を示すが、ハイライト部及びシャドー部についての特性がずれている。また、曲線Ｌ１３は画像形成装置３に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を示している。曲線Ｌ１３では、最高濃度が低く検出される傾向にあり、それに伴い全体的に濃度が低く検出される。また、曲線Ｌ１４は画像形成装置４に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を示している。曲線Ｌ１４では、最高濃度が高く検出される傾向にあり、それに伴い全体的に濃度が高く検出される。

画像形成装置１〜４各々の濃度センサ２０により、感光体ドラム１０２又は中間転写体１０４に形成されたテストパターンの濃度が測定された場合、その結果は図８のように表される。ここで、図８は、各画像形成装置の濃度センサ２０により検出されたテストパターンの濃度検出特性の一例を示した図である。なお、同図において、曲線Ｌ２１が画像形成装置１に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を、曲線Ｌ２２が画像形成装置２に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を、曲線Ｌ２３が画像形成装置３に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を、曲線Ｌ２４が画像形成装置４に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性を示している。

図８に示した濃度検出特性に基づき、各画像形成装置の制御部３０が補正ガンマを算出した場合、その結果は図９のように表される。ここで、図９は、各画像形成装置で生成された補正ガンマの一例を示した図である。図９において、曲線ＧＣ１１が画像形成装置１での補正ガンマを、曲線ＧＣ１２が画像形成装置２での補正ガンマ、曲線ＧＣ１３が画像形成装置３での補正ガンマを、曲線ＧＣ１４が画像形成装置４での補正ガンマを夫々示している。なお、画像形成装置１では濃度検出特性が理想濃度データと一致するため、曲線ＧＣ１１は、現状ガンマＧと同一となる。

図９の補正ガンマを使用して濃度補正を実行した場合、画像形成装置毎で考えると正しく濃度補正が行われているとは言えるものの、画像形成装置間の濃度特性を比較すると、図６に示した各濃度センサの特性のばらつきに応じて、形成される画像の濃度もずれることになる。

そのため、各画像形成装置の制御部３０では、画像形成装置１〜４のうち基準となる一の画像形成装置（以下、基準装置という）に搭載された濃度センサ２０の濃度検出特性（以下、基準濃度検出特性という）と、自己の画像形成装置画が備える濃度センサ２０の濃度検出特性（以下、自装置濃度検出特性）とを用いて、補正ガンマをさらに補正する。

具体的に、制御部３０は、基準濃度検出特性と自装置濃度検出特性とを下記式（１）に代入し補正ガンマを正規化することで、各画像形成装置での濃度検出特性のばらつきを補償した補正ガンマ（以下、正規化補正ガンマという）を算出する。なお、下記式（１）において、“補正ガンマ”は、図５で説明した補正ガンマＧＣである。
正規化補正ガンマ＝補正ガンマ×（基準濃度検出特性／自装置濃度検出特性） （１）

上記式（１）で求められる正規化補正ガンマは、各画像形成装置で共通の基準濃度検出特性に基づいて正規化されているため、各画像形成装置での濃度検出特性のばらつきが補償されている。そのため、各画像形成装置において、この正規化補正ガンマを用いて濃度補正が行われた画像データは、画像形成装置間で画像濃度のばらつきが補償されたものとなる。

図１０は、画像形成装置１の濃度センサ２０を基準とした場合での、各画像形成装置１〜４で算出された正規化補正ガンマの一例を示した図である。図１０において、曲線ＧＣ２１が画像形成装置１での正規化補正ガンマを、曲線ＧＣ２２が画像形成装置２での正規化補正ガンマを、曲線ＧＣ２３が画像形成装置３での正規化補正ガンマを、曲線ＧＣ２４が画像形成装置４での正規化補正ガンマを夫々示している。なお、画像形成装置１では、自己の装置での濃度検出特性を基準濃度検出特性としているため、正規化補正ガンマと補正ガンマとは同値となる。

ところで、上記式（１）により算出される正規化補正ガンマでは、入力に対する出力の値が単調増加（逆転が起こっていない）する方が階調性の面で優位であるとともに高画質と言える。しかしながら、実際には地肌部に近いハイライト部や高濃度部では濃度変動が起こりやすく、元となる補正ガンマ自体において、単調増加ではなく逆転が起こっている可能性が考えられる。その場合、上記式（１）により算出される正規化補正ガンマ自体にも逆転が生じることとなり、結果的に画像において階調の段差が発生するという問題が生じる。

そこで、各画像形成装置の制御部３０では、これを回避するために、元となる補正ガンマに階調の逆転が起こっている場合には、この逆転を補正して単調増加な形状の補正ガンマに修正する。なお、単調増加な形状への修正方法は、公知の技術を用いるものとする。また、本実施形態では、画像形成装置１を基準装置としたが、これに限らず、ユーザが主として使用する画像形成装置を基準としてもよいし、基準装置をその都度変更する形態としてもよい。

次に、図１１、図１２を参照して、各画像形成装置の制御部３０で実行される濃度補正に係る処理について説明する。

ここで、図１１は、基準装置となる画像形成装置の制御部３０で実行される基準装置設定処理の手順を示したフローチャートである。まず、制御部３０は、ユーザから自己の画像形成装置を基準装置とする指示を受け付けると（ステップＳ１１）、自己の画像形成装置の濃度センサ２０の濃度検出特性を基準濃度検出特性として基準濃度検出特性テーブル３５に記憶する（ステップＳ１２）。

なお、基準装置の選択は、ユーザが各画像形成装置上でのプリンタパネル４１や、画像形成装置に接続されているホストコンピュータ５００上で設定することが可能であるとする。また、ステップＳ１２に際し、自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された濃度検出特性を基準濃度検出特性テーブル３５に記憶し直す形態としてもよいし、テストパターンを作像部１０に形成させることで、濃度検出特性を新たに取得する形態としてもよい。

続いて、画像形成装置は、自己の画像形成装置が基準装置に選択された旨を他の画像形成装置に通知するとともに（ステップＳ１３）、基準濃度検出特性テーブル３５に記憶された基準濃度検出特性又は自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された基準濃度検出特性を、他の画像形成装置に送信し（ステップＳ１４）、処理を終了する。

なお、基準装置選択の通知を受信した画像形成装置の制御部３０では、この通知とともに送信された濃度検出特性を基準濃度検出特性テーブル３５に記憶する。これにより、各画像形成装置では、共通の基準濃度検出特性を用いて補正ガンマの正規化を行うことが可能となる。

また、図１２は、基準装置及び当該基準装置以外の他の画像形成装置の制御部３０で実行される画像濃度補正処理の手順を示したフローチャートである。なお、本処理の前提として、ガンマテーブル５３ａに補正ガンマが予め記憶されているものとする。

まず、制御部３０は、濃度補正の実行（補正ガンマの生成）時に、基準濃度検出特性テーブル３５に記憶された基準濃度検出特性と、自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された自己の装置の濃度検出特性（自装置濃度検出特性）とを読み出す（ステップＳ２１）。

ここで、濃度センサ２０の濃度検出特性は、画像形成装置の工場出荷時にプリセットされるものとするが、ユーザの使用により濃度検出特性自体が経時変動することが想定される。そのため、濃度センサの濃度検出特性を再設定できるような仕組みを設けることが好ましい。具体的には、画像形成装置の立ち上げ時や所定枚数出力後に、感光体ドラム１０２や中間転写体１０４上にテストパターンを形成するよう制御し、濃度センサ２０により検出されたテストパターンの濃度検出特性を、自動的に記憶するよう制御することで実現することができる。

次いで、制御部３０は、上記式（１）に基づき、ステップＳ２１で読み出した基準濃度検出特性及び自装置濃度検出特性を用いて、ガンマテーブル５３ａに記憶された補正ガンマを正規化することで、正規化補正ガンマを生成する（ステップＳ２２）。なお、このとき、補正ガンマに逆転が生じている場合には、これを修正し単調増加な形状の正規化補正ガンマを生成する。

そして、制御部３０は、正規化補正ガンマをガンマテーブル５３ａに設定し、この正規化補正ガンマを用いて濃度補正を施した画像データの印刷を作像部１０に実行させる（ステップＳ２３）。このように、本処理では、基準濃度検出特性に基づいて正規化した正規化補正ガンマを用いて画像データの濃度補正を行うため、各画像形成装置で形成される画像の濃度は同等となる。

以上のように、本実施形態によれば、自己の画像形成装置が備える濃度センサ２０の濃度検出特性と、基準となる基準濃度検出特性とを用いて補正ガンマを正規化し、この正規化補正ガンマで濃度補正した画像データを印刷する。これにより、複数の画像形成装置を使用した場合であっても、各画像形成装置の補正ガンマを共通の基準濃度検出特性に基づいて補正（正規化）することが可能であるため、画像形成装置間の画像濃度のばらつきを補償することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。一般的な印刷時には端末装置５から一台の画像形成装置を用いて印刷を行うが、大量部数を印刷するような場合には複数の画像形成装置も用いて印刷を行うことが考えられる。この場合、印刷対象の原稿について各画像形成装置に印刷指示を行えばよいが、画像形成装置毎に部数や用紙サイズを指定する必要があるため、印刷を行うまでの手続きが煩雑となる。そこで、従来、部数や原稿サイズの指定を一度行うのみで、複数の画像形成装置が協働して印刷を行うことが可能な印刷方法が実現されている。以下、この印刷方法を負荷分散モードという。

負荷分散モードにおいて、最も使用頻度の高い主として使用される画像形成装置（以下、主画像形成装置という）では、所定の出力枚数毎に補正ガンマの生成が行われるため、濃度変動の濃度変動補正、即ち補正ガンマの再生成が頻繁に実行されることになる。しかしながら、主画像形成装置以外の副として使用される画像形成装置（以下、副画像形成装置という）では、主画像形成装置ほど頻繁に印刷が行われないため主画像形成装置と比べて補正ガンマの生成回数は少なくなる。

濃度変動は経時や出力枚数の増加に伴い生じるものであるため、濃度補正を各画像形成装置に固有のタイミングで行っていると、濃度変動の程度が各画像形成装置で異なる可能性がある。例えば、図１に示した画像形成装置１〜４で生じる濃度変動が、図１３のグラフで表されるとすると、出力枚数等の違いから夫々異なる時間に濃度変動補正が行われる。この場合、負荷分散モードで印刷を行うタイミングによっては、濃度変動補正前の古い補正ガンマで正規化補正ガンマの生成と印刷が行われてしまうため、画像データを出力した時の濃度が画像形成装置間で異なってしまう。なお、図１３は、画像形成装置１〜４の濃度変動特性を示す図であって、横軸は時間経過を表しており、縦軸は出力された画像データの濃度を表している。また、図中丸印は各画像形成装置１〜４で濃度変動補正が行われるタイミングを表している。

そこで、本実施形態では、主画像形成装置で行われる濃度変動補正の開始タイミングと、副画像形成装置で行われる濃度変動補正の開始タイミングとを同期させることで、各画像形成装置で画像データを出力した時の濃度が略同等となるよう制御する。

具体的に、各画像形成装置の制御部３０は、自己の画像形成装置が主画像形成装置か副画像形成装置かを判定し、主画像形成装置と判定した場合には、自己の画像形成装置に固有のタイミングで濃度変動補正を開始するとともに、他の画像形成装置（副画像形成装置）に向けて濃度変動補正の開始を通知する信号（処理開始信号）を送信する。また、制御部３０は、自己の画像形成装置が副画像形成装置と判定した場合、主画像形成装置から処理開始信号を受信したタイミングで濃度変動補正を開始する。

なお、各画像形成装置が主画像形成装置か副画像形成装置かを表す情報は、各画像形成装置が備えるＮＶＲＡＭ３７等の記憶媒体に予め保持されているものとするが、これに限らないものとする。例えば、各画像形成装置が主画像形成装置か副画像形成装置かを表す情報を参照可能な状態で端末装置５が保持する形態としてもよいし、各画像形成装置の使用頻度を表す情報を各画像形成装置間で共有又は各画像形成装置間が保持し、この使用頻度に基づいて自己の画像形成装置が主画像形成装置か副画像形成装置かを判定する形態としてもよい。

以下、図１４を参照し、主画像形成装置と副画像形成装置との間で行われる濃度変動補正に係る同期処理の流れについて説明する。図１４は、主画像形成装置と副画像形成装置との間で行われる同期処理の手順を示すフローチャートである。なお、本処理の前提として、図１１で説明した基準装置設定処理は既に行われているものとする。また、負荷分散モードにおける主画像形成装置と副画像形成装置との判定は既に行われているものとする。

まず、主画像形成装置の制御部３０は、濃度変動補正の開始時期まで待機し（ステップＳ３１；Ｎｏ）、この開始時期に到達すると（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、副画像形成装置に向けて処理開始信号を送信する（ステップＳ３２）。次いで、主画像形成装置の制御部３０は、媒体Ｍに新たに形成させたテストパターンの濃度検出特性（自装置濃度検出特性）と、目標濃度データの濃度特性とに基づいて濃度変動補正、即ち補正ガンマの再生成を開始する（ステップＳ３３）。

一方、副画像形成装置の制御部３０では、主画像形成装置から処理開始信号が送信されるまで濃度変動補正の実行を待機し（ステップＳ４１；Ｎｏ）、この処理開始信号を受信すると（ステップＳ４１；Ｙｅｓ）、媒体Ｍに形成させたテストパターンの濃度検出特性と、目標濃度データの濃度特性とに基づいて濃度変動補正を開始する（ステップＳ４２）。

なお、主画像形成装置が基準装置である場合、主画像形成装置（基準装置）の制御部３０は、ステップＳ３３の後、自己の画像形成装置が基準装置である旨を副画像形成装置に通知するとともに、基準濃度検出特性テーブル３５に記憶された基準濃度検出特性又は自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された基準濃度検出特性を、他の画像形成装置に向けて送信する。これにより、基準装置選択の通知を受信した画像形成装置の制御部３０では、この通知とともに送信された濃度検出特性を基準濃度検出特性テーブル３５に記憶する。

また、副画像形成装置の一つが基準装置である場合、この副画像形成装置（基準装置）の制御部３０は、ステップＳ４２の後、自己の画像形成装置が基準装置に選択された旨を他の画像形成装置に通知するとともに、基準濃度検出特性テーブル３５に記憶された基準濃度検出特性又は自装置濃度検出特性テーブル３６に記憶された基準濃度検出特性を、他の画像形成装置に向けて送信する。これにより、基準装置選択の通知を受信した画像形成装置の制御部３０では、この通知とともに送信された濃度検出特性を基準濃度検出特性テーブル３５に記憶する。

例えば、図１に示した画像形成装置１〜４のうち、画像形成装置１が主画像形成装置、画像形成装置２〜４が副画像形成装置であるとする。この場合、画像形成装置２〜４では画像形成装置１からの処理開始信号に応じて濃度変動補正を開始するため、図１５に示すように、画像形成装置１の濃度変動補正の開始タイミングと同期して濃度変動補正を開始することになる。なお、図１５は、図１４の同期処理を行う画像形成装置１〜４の濃度変動特性を示す図であって、横軸は時間経過を表しており、縦軸は出力された画像データの濃度を表している。また、図中丸印は各画像形成装置で濃度変動補正が行われるタイミングを表している。

以上のように、第２の実施形態によれば、複数の画像形成装置が協働して印刷を行う負荷分散モード時において、主画像形成装置で行われる濃度変動補正の開始タイミングと、副画像形成装置で行われる濃度変動補正の開始タイミングとを同期させることができるため、各画像形成装置で画像データを出力した時の濃度が略同等となるよう制御することができる。また、主画像形成装置と副画像形成装置との間で、各画像形成装置の補正ガンマを共通の基準濃度検出特性に基づいて補正（正規化）することが可能であるため、画像形成装置間の画像濃度のばらつきを補償することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での種々の変更、置換、追加等が可能である。

例えば、上記実施形態では、各画像形成装置での濃度センサ２０の濃度検出特性（自装置濃度検出特性）は、予め記憶されているものとするが、これに限らず、ユーザがある濃度刻みで印刷されたテストパターンを実際に印刷及び測定して、画像形成装置内に濃度検出特性として記憶させる形態としてもよい。この理由としては、感光体ドラム１０２や中間転写体１０４上に濃度検出特性測定用のテストパターンを描いた時点で、そのテストパターン自体に濃度変動が起こっている可能性があるからである。濃度検出特性測定用のテストパターンを実際に印刷及び測定することにより、感光体ドラム１０２や中間転写体１０４上のテストパターン自体の濃度変動を吸収できるだけでなく、印刷用紙１０８上での濃度検出特性をも考慮することとなるので、より効果的な濃度補正を実施できることとなる。

また、上記実施形態では、複数の画像形成装置の各々に実装された一の濃度センサ２０のばらつき補正に関して述べてきたが、これに限らず、一つの画像形成装置内に複数の濃度センサが実装され、これら濃度センサ間のばらつきを補正する場合にも適用することが可能である。

また、上記実施形態の処理にかかるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体として提供することも可能である。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリ等、プログラムを記憶でき、且つ、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。

また、上記実施形態の処理にかかるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムは、濃度変動を自動補正する場合に有用であり、特に、複数の画像形成装置で形成される画像の画像濃度を一致させる場合に適している。

１ 画像形成装置
２ 画像形成装置
３ 画像形成装置
４ 画像形成装置
５ 端末装置
１０ 作像部
２０ 濃度検出部
３０ 制御部
３１ Ａ／Ｄ変換部
３２ 補正処理制御部
３３ パネル制御部
３４ パターンデータ生成部
３５ 基準濃度検出特性テーブル
３６ 自装置濃度検出特性テーブル
３７ ＮＶＲＡＭ
３８ ＲＯＭ
３９ ＣＰＵ
４１ プリンタパネル
４２ 通信制御部
５０ アプリケーション
５１ カラーマッチングモジュール
５２ カラープロファイル
５２ａ ＬＵＴ
５２ｂ ＩＮ／ＯＵＴＰＵＴテーブル
５３ ガンマ変換モジュール
５４ 総量規制モジュール
５４ａ 総量規制値
５５ 階調変換モジュール
５５ａ ディザパターン
１０１ レーザ光源
１０２ 感光体ドラム
１０３ 現像ユニット
１０４ 中間転写体
１０５ 搬送ベルト
１０６ 転写ユニット
１０７ 定着ユニット
１０８ 印刷用紙

特開平１０−０３９５５５号公報

Claims (10)

1. 画像データに濃度補正を施して画像を形成する画像形成装置であって、
   目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成する作像手段と、
   前記作像手段で形成された前記テストパターンの濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段で検出された各濃度と前記テストパターンデータの目標濃度とに基づいて、前記画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出手段と、
   前記検出手段で検出された前記テストパターンの濃度が表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値とを記憶する記憶手段と、
   前記特性値と前記基準特性値とに基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを、前記作像手段に形成させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記基準特性値を前記特性値で除算して得られた係数を、前記補正パラメータに積算することで当該補正データの正規化を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記基準特性値が更新される毎に、前記補正パラメータの正規化を行う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。
4. 前記基準特性値は、基準装置として設定された自己の画像形成装置又は自己の画像形成装置以外の他の画像形成装置が備える前記検出手段で検出された前記テストパターンの濃度の特性値であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. ユーザからの指示入力を受け付ける入力手段と、
   前記入力手段で自己の画像形成装置を基準装置とする指示入力が受け付けられた場合に、自己の画像形成装置が備える前記検出手段の特性値を前記基準特性値として前記他の画像形成装置に通知する通知手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 自己の画像形成装置以外の他の画像形成装置から通知される基準特性値を、前記記憶手段に記憶する記憶制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 自己の画像形成装置を含む複数の画像形成装置が協働して印刷を行う負荷分散モード時において、自己の画像形成装置が主として使用される主画像形成装置か副として使用される副画像形成装置かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で主画像形成装置と判定された場合に、前記テストパターン形成手段に前記テストパターンの生成を開始させるとともに、副画像形成装置に向けて当該テストパターンの生成開始を通知し、前記判定手段で副画像形成装置と判定された場合に、主画像形成装置から送信される生成開始の通知に応じて、前記テストパターン形成手段に前記テストパターンの生成を開始させる同期手段と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記同期手段は、自己の画像形成装置が前記基準装置である場合に、前記テストパターン形成手段の制御に伴い前記検出手段で検出された特性値を前記基準特性値として他の装置に通知し、自己の画像形成装置が前記基準装置以外の場合に、自己の画像形成装置以外の他の画像形成装置から通知される基準特性値を、前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 画像データに濃度補正を施して画像を形成する画像形成装置により実行される画像形成方法であって、
   作像手段が、目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成するテストパターン形成工程と、
   検出手段が、前記テストパターン形成工程で形成された前記テストパターンの濃度を検出する検出工程と、
   算出手段が、前記検出工程で検出された各濃度と前記テストパターンの目標濃度とに基づいて、前記画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出工程と、
   制御手段が、前記検出工程で検出された前記テストパターンの濃度を表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値と、に基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを、前記作像手段に形成させる制御工程と、
   を含むことを特徴とする画像形成方法。
10. 画像データに濃度補正を施して画像を形成する画像形成装置のコンピュータを、
    目標濃度に対応するテストパターンデータを用いて、複数の濃度を表すテストパターンを形成する作像手段と、
    前記作像手段で形成された前記テストパターンの濃度を検出する検出手段と、
    前記検出手段で検出された各濃度と前記テストパターンの目標濃度とに基づいて、前記画像データの濃度補正に係る補正パラメータを算出する算出手段と、
    前記検出手段で検出された前記テストパターンの濃度を表す特性値と、基準となる基準装置で検出された前記テストパターンの濃度が表す基準特性値と、に基づいて前記補正パラメータを正規化し、この正規化した補正パラメータを用いて濃度補正を施した画像データを、前記作像手段に形成させる制御手段と、
    して機能させるためのプログラム。

Images