JP5285334B2 - 画像補正方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、濃度補正を行うための印刷濃度変更手段を備えた画像形成装置および画像補正方法に関するものである。

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、現像手段等を備えた複数のプロセスユニットが用いられる。例えば、タンデム方式のカラー画像形成装置は、このような構成を有するプロセスユニットをブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各画像形成手段として用紙搬送経路に沿って４個並べ、搬送ベルト上に静電吸着されて搬送された用紙上に、各プロセスユニットで形成されたトナー画像を順次転写することでカラー画像を形成する。

上記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、装置が設置されている場所の雰囲気温度や湿度等の環境変化等の原因により、用紙上に印刷された印刷画像の印刷濃度が変化することがある。したがって、このような画像形成装置においては、印刷画像の印刷濃度を随時検出し、濃度補正を行う必要がある。

例えば、特許文献１には、上記濃度補正処理を行う機能を備えた画像形成装置についての発明が開示されている。特許文献１記載の画像形成装置は、搬送ベルト上に印刷された印刷濃度検出用パターンの印刷濃度を印刷濃度検出手段が読み取り、当該印刷濃度の検出結果に基づき、現像電圧、露光時間等の印刷エンジン部の物理特性を調節することで印刷濃度を補正する。したがって、特許文献１記載の画像形成装置によれば、印刷濃度を目標とする印刷濃度に安定させることができる。また、特許文献１記載の画像形成装置は、前述した濃度補正結果を加算した状態で、濃度検出用パターンを搬送ベルト上に印刷する。印刷濃度検出手段は濃度検出用パターンの印刷濃度を読み取り、当該印刷濃度の検出結果を画像処理部に通知する。通知を受けた画像処理部は、通知された検出結果を元に指定された色の濃度で印刷できるように階調補正することで印刷濃度を安定化させ、色を再現できるようにしている。

特開２００４−２５８２８１号公報

しかしながら、上記濃度補正処理機能を備えた特許文献１記載の画像形成装置においては、感光体の感度やトナーの帯電性の経時変化、装置が設置されている場所の雰囲気温度や湿度等の環境変化等の原因により、ユーザが画像形成装置の使用を開始した時点（以降、初期と称する）と、ある程度の枚数の用紙に画像形成を行った時点（以降、経時と称する）とにおいて、印刷エンジン部のγ（濃度）特性が変化してしまう場合がある。例えば、図１９は同一条件下でのγ特性の経時変化を説明する図であり、初期から１０００カウント、３０００カウントと印刷枚数の増加に伴いγ特性が変化することが分かる。ここでいう同一条件とは、現像電圧、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動時間を初めとする印刷プロセスが同一条件であることを表す。このように、印刷エンジン部のγ特性が変化した場合、従来の濃度補正処理では、特に印刷密度が高い印刷部分（以降、高Ｄｕｔｙ印刷部分と称する）の印刷濃度を目標とする印刷濃度に安定化させることができなかった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、感光体の感度やトナーの帯電性及びトナー自体の物性の経時変化等の原因により、初期と経時とにおいて、印刷エンジン部のγ（濃度）特性が変化してしまった場合においても、高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を目標とする印刷濃度に安定化させることが可能な画像形成装置及び画像補正方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明にかかる画像形成装置は、回転自在に支持された像担持体を備えた画像形成ユニットを用いて所定の目標印刷濃度で濃度検出パターンの印刷を行う画像形成装置であって、像担持体の回転数を格納する印刷量格納部と、複数の印刷密度の各々に対応して設定され、目標印刷濃度を補正する補正値を像担持体の回転数に応じて格納する濃度補正値格納手段と、印刷量格納部に格納されている像担持体の回転数から補正値を決定する決定部と、決定部が決定した補正値に基づき、電源投入時、所定枚数印刷時、又は装置周辺の環境変化の何れかの濃度補正処理実行条件が満たされたときに目標印刷濃度を変更する目標印刷濃度変更手段とを備え、目標印刷濃度変更手段は現像手段及び／又は露光手段に供給するエネルギー量を調節することで目標印刷濃度を変更し、現像手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して現像手段の各現像電圧値制御量が演算され、演算された各現像電圧値制御量を平均値化することにより求められ、露光手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して露光手段の各駆動時間制御量が演算され、演算された各駆動時間制御量を平均値化することにより求められることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像形成装置は、回転自在に支持された像担持体を備えた画像形成ユニットを用いて所定の目標印刷濃度で印刷を行う画像形成装置であって、画像形成ユニットの印刷量を格納する印刷量格納部と、画像形成ユニットの印刷量に基づいた目標印刷濃度を補正する補正値を格納する濃度補正値格納手段と、複数の濃度補正モードの中から何れかの濃度補正モードが選択されたかを判断する濃度補正制御判断手段と、印刷量格納部に格納されている印刷量から選択された濃度補正モードに対応する補正値を決定する決定部と、決定部が決定した補正値に基づき目標印刷濃度を変更する目標印刷濃度変更手段とを備えることを特徴とする。

本発明にかかる画像形成方法は、回転自在に支持された像担持体を備えた画像形成ユニットを用いて所定の目標印刷濃度で濃度検出パターンの印刷を行う画像形成方法であって、像担持体の回転数を格納する印刷量格納工程と、複数の印刷密度の各々に対応して設定され、目標印刷濃度を補正する補正値を像担持体の回転数に応じて格納する濃度補正値格納工程と、印刷量格納工程おいて格納されている像担持体の回転数から補正値を決定する決定工程と、決定工程において決定した補正値に基づき、電源投入時、所定枚数印刷時、又は装置周辺の環境変化の何れかの濃度補正処理実行条件が満たされたときに目標印刷濃度を変更する目標印刷濃度変更工程とを備え、目標印刷濃度変更工程においては現像手段及び／又は露光手段に供給するエネルギー量を調節することで目標印刷濃度を変更し、現像手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して現像手段の各現像電圧値制御量が演算され、演算された各現像電圧値制御量を平均値化することにより求められ、露光手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して露光手段の各駆動時間制御量が演算され、演算された各駆動時間制御量を平均値化することにより求められることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像形成方法は、回転自在に支持された像担持体を備えた画像形成ユニットを用いて所定の目標印刷濃度で印刷を行う画像形成方法であって、画像形成ユニットの印刷量を格納する印刷量格納工程と、画像形成ユニットの印刷量に基づいた目標印刷濃度を補正する補正値を格納する濃度補正値格納工程と、複数の濃度補正モードの中から何れかの濃度補正モードが選択されたかを判断する濃度補正制御判断工程と、印刷量格納部に格納されている印刷量から選択された濃度補正モードに対応する補正値を決定する決定工程と、決定工程において決定した補正値に基づき目標印刷濃度を変更する目標印刷濃度変更工程とを備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、感光体の感度やトナーの帯電性及びトナー自体の物性の経時変化等の原因により、初期と経時とにおいて、印刷エンジン部のγ特性が変化してしまった場合においても、高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を目標とする印刷濃度に安定化させることが可能となる。

また、本発明の画像補正方法によれば、感光体の感度やトナーの帯電性及びトナー自体の物性の経時変化等の原因により、初期と経時とにおいて、印刷エンジン部のγ特性が変化してしまった場合においても、高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を目標とする印刷濃度に安定化させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ない、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置としてのプリンタ１の要部構成を説明するための概略構成図である。プリンタ１は、入力された印刷データに基づく画像を記録媒体としての用紙に印刷することが可能な画像形成装置である。

プリンタ１は、プリンタ１の下部に着脱自在に装着されている用紙収容カセット１０と、用紙収容カセット１０の上部に配設されたホッピングローラ１１と、ホッピングローラ１１を始点として、ガイド１３、レジストローラ１４、搬送ベルト１８、ヒートローラ２２、ガイド２７、そして図示せぬ排出ローラを終点とする略Ｓ字形状に形成された用紙搬送経路１２と、レジストローラ１４に対向して圧接するように配設されたピンチローラ１５と、レジストローラ１４の用紙搬送経路１２前後に配設されたセンサ１６，１７と、搬送ベルト１８を掛け渡す位置に配設された駆動ローラ１９，従動ローラ２０と、搬送ベルト１８を介して従動ローラ２０と圧接するように配設された吸着ローラ２１と、用紙搬送経路１２の下流側から上流側にかけて搬送ベルト１８上に着脱自在に装着された４つの画像形成ユニットである印刷機構（イメージドラムユニット）１０１，１０２，１０３，１０４と、印刷機構が備える像担持体としての各感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４の表面に照射される光が結像する位置に配設されたＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４と、搬送ベルト１８を介して各感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４と圧接するように配設された転写ローラ１００１，１００２，１００３，１００４と、ヒートローラ２２に対向して圧接するように配設された加圧ローラ２３と、ヒートローラ２２の表面近傍に非接触で配設されたサーミスタ２４と、ヒートローラ２２の用紙搬送経路１２前後に配設されたセンサ２５，２６と、プリンタ１の筐体外面を利用して形成されたスタッカ２８と、搬送ベルト１８下面部を従動ローラ２０と挟むように配設されたクリーニングブレード２９と、クリーニングブレード２９により掻き落とされた廃トナーが落下する位置に配設された廃トナータンク３０と、搬送ベルト１８下面部と対向する位置に非接触で配設された濃度センサ３１とを備える。

用紙収容カセット１０は、内部に用紙を積層した状態で収容し、プリンタ１の下部に着脱自在に装着されている。用紙収容カセット１０の上部には図示せぬ分離手段が配設されており、用紙収容カセット１０に収容されている用紙をその最上部から１枚ずつ捌いて分離する。ホッピングローラ１１は、図示せぬホッピングモータ３６に接続され、図示せぬホッピングモータ３６から供給された駆動力により回転し、図示せぬ分離手段が分離した用紙を取り出すと共に、ガイド１３に沿って用紙をレジストローラ１４に搬送する。

レジストローラ１４は、図示せぬレジストモータ３７に接続され、図示せぬレジストモータ３７から供給された駆動力により回転し、レジストローラ１４に対向して圧接するように配設されたピンチローラ１５と共に、ホッピングローラ１１により搬送された用紙の斜行を矯正する。このレジストローラ１４の用紙搬送経路１２前後に配設されたセンサ１６，１７は、用紙位置を検出する。

搬送ベルト１８は、無端のエンドレス状に形成された高抵抗の半導電性プラスチックフィルムであり、光沢のある表面を有する。搬送ベルト１８は、帯電した用紙を静電吸着して用紙搬送経路１２に沿って搬送する。駆動ローラ１９は、図示せぬベルトモータ３８に接続され、図示せぬベルトモータ３８から供給された駆動力により回転することで搬送ベルト１８を図１中矢印ｅ方向に駆動させる。従動ローラ２０は、駆動ローラ１９と対を成して搬送ベルト１８を図１中矢印ｆ方向に張架する。この従動ローラ２０には、搬送ベルト１８を介して吸着ローラ２１が圧接するように配設されている。吸着ローラ２１は用紙を圧接すると共に、帯電させることで用紙を搬送ローラ１８に静電吸着させる。

印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色に対応する画像を記録するための電子写真式ＬＥＤプリント機構である。印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４は用紙搬送経路１２の上流側から下流側にかけて搬送ベルト１８上に着脱自在に装着されている。印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４については、後ほど詳細に説明する。

ＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４は、ＬＥＤアレイ、このアレイを駆動させる図示せぬドライブＩＣ（Integrated Circuit）、画像データを保持するレジスタ群を搭載した図示せぬ基板、及びＬＥＤアレイの光を集光する図示せぬセルフォックレンズアレイ等を備え、後述するホストインタフェース部３２から入力される画像データに対応してＬＥＤアレイを発光させる。ＬＥＤヘッド９０１には、カラー画像信号の中でブラック（Ｋ）の画像信号が入力され、同様にＬＥＤヘッド９０２，９０３，９０４には、それぞれイエロー（Ｙ）の画像信号、マゼンタ（Ｍ）の画像信号、シアン（Ｃ）の画像信号が入力される。ＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４は入力された画像信号に基づく光をそれぞれの感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４の表面に照射し、静電潜像を形成する。

転写ローラ１００１，１００２，１００３，１００４は、搬送ベルト１８を介して各感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４と圧接するように配設されている。この転写ローラ１００１，１００２，１００３，１００４には後述する図示せぬＴＲ発生部４４からバイアス電圧が印加されており、感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４の表面に形成されたトナー画像を所定のタイミングで用紙に転写する。

ヒートローラ２２は、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴム等で形成された耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することで形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等のヒータ２２０１が配設されている。加圧ローラ２３は、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴム等で形成された耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆することで形成されている。ヒートローラ２２は図示せぬヒータモータ３９に接続され、図示せぬヒータモータ３９から供給された駆動力により回転し、加圧ローラ２３はヒートローラ２２の回転に連れ回りする。サーミスタ２４は、ヒートローラ２２の表面温度検出手段であり、ヒートローラ２２の表面近傍に非接触で配設される。このサーミスタ２４によって検出されたヒートローラ２２の表面温度信号は、図示せぬ機構制御部３５に送られる。図示せぬ機構制御部３５は、サーミスタ２４から送られた温度信号に基づいてヒータ２２０１のオン／オフを制御し、ヒートローラ２２の表面温度を所定の温度に維持する。上記のヒートローラ２２、ヒータ２２０１、加圧ローラ２３、サーミスタ２４は、用紙上に転写されたトナーを加熱、溶融させ、用紙上のトナー画像を定着させる定着機構を構成する。

センサ２５は、搬送ベルト１８からの分離に失敗した用紙をチェックすると共に、用紙の後端位置を検出する。センサ２６は、定着機構における用紙のジャムやヒートローラ２２への用紙の巻き付き等を監視する排出センサである。このセンサ２６の用紙搬送経路１２下流側には、用紙をスタッカ２８へと案内するガイド２７が形成されており、定着機構を通過した印刷済みの用紙はガイド２７に沿ってガイドされ、スタッカ２８に排出される。

クリーニングブレード２９は、可撓性のゴム材又はプラスチック材等から形成され、搬送ベルト１８下面部で付着残留したトナーを廃トナータンク３０に掻き落とす。廃トナータンク３０は、クリーニングブレード２９により掻き落とされた廃トナーが落下する位置に配設された廃トナーを蓄積する中空部材である。

濃度センサ３１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１８上に印刷された濃度検出パターンの反射光の強度を測定し、印刷濃度を検出するために用いられる。図２は、本実施形態にかかる濃度センサ３１の模式図である。濃度センサ３１は、赤外ＬＥＤ３１０１、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ３１０２、拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３等から構成さえており、カラー濃度と黒濃度との両方の印刷濃度を検出することができる。ここで、カラー濃度検出を行う場合は、赤外ＬＥＤ３１０１から射出され、搬送ベルト１８上に印刷された濃度検出パターンにより拡散反射された光を拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３で受光する。拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３は、受光した拡散反射光の受光量に応じた電圧を発生する。一方、黒濃度検出を行う場合は、赤外ＬＥＤ３１０１から射出され、搬送ベルト１８上に印刷された濃度検出パターンにより鏡面反射された光を鏡面反射受光用フォトトランジスタ３１０２で受光する。鏡面反射受光用フォトトランジスタ３１０２は、受光した鏡面反射光の受光量に応じた電圧を発生する。それぞれの反射光受光用フォトトランジスタにおいて、受光量に応じて発生した電圧値は後述する機構制御部３５に通知される。機構制御部３５は当該電圧値を印刷濃度に変換することで、搬送ベルト１８上に印刷された濃度検出パターンの印刷濃度を算出する。

次に、再び図１を参照して印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４について説明する。印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４は、上述したように、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色に対応した画像を記録する。このような機能を有する印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４は、何れも同一の構成を有し、収容されるトナーの色のみが異なる。したがって、ここでは、ブラック（Ｋ）の印刷機構１０１を代表としてその現像部の機能を説明する。

印刷機構１０１は、印刷機構１０１のフレームに対して回転自在に支持された像担持体としての感光体ドラム２０１と、感光体ドラム２０１の表面に所定の圧接量をもって配設され、感光体ドラム２０１の表面を一様均一に帯電させる帯電ローラ３０１と、感光体ドラム２０１の表面に所定の圧接量をもって配設され、感光体ドラム２０１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給することで現像剤像であるトナー画像を現像する現像ローラ４０１と、現像ローラ４０１の表面に所定の圧接量をもって配設され、現像ローラ４０１にトナーを供給するトナー供給ローラ５０１と、現像ローラ４０１の表面に所定の圧接量をもって配設され、現像ローラ４０１上のトナーの層厚を一定の厚さに規制する現像ブレード６０１と、感光体ドラム３０１表面近傍に配設され、感光体ドラム２０１表面を除電する除電光７０１と、印刷機構１０１のフレームを利用して形成されたブラックのトナーを収容するトナーカートリッジ８０１とを備える。

感光体ドラム２０１は、導電性支持体と光導電層とによって構成され、導電性支持体としてのアルミニウム等で形成された金属パイプに光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成を有する有機系感光体である。感光体ドラム２０１は、図示せぬドラムモータＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ４０が接続されており、ドラムモータＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ４０からの駆動力により所定の回転方向に回転する。また、感光体ドラム２０１の表面は帯電ローラ３０１により一様均一に帯電され、ＬＥＤヘッド９０１が照射する光によりブラック（Ｋ）の画像に対応した静電潜像が形成される。

帯電ローラ３０１は、金属シャフトとエピクロロヒドリン等の半導電性ゴム層とによって構成されている。帯電ローラ３０１は、感光体ドラム２０１の表面に接して配設されており、図示せぬＣＨ発生部４２により印加されたバイアス電圧により感光体ドラム２０１の表面を一様均一に帯電させる。

現像ローラ４０１は、金属シャフトと半導電性ウレタンゴム層とによって構成されている。現像ローラ４０１は、感光体ドラム２０１の表面に接して配設されており、感光体ドラム２０１上に形成されたブラック（Ｋ）の画像に対応した静電潜像にトナーを供給して反転現像させる。この現像ローラ４０１には、図示せぬＤＢ発生部４３が接続されており、図示せぬＤＢ発生部４３から印加されたバイアス電圧によって帯電されたトナーを感光体ドラム２０１上の静電潜像部分に付着させる。

トナー供給ローラ５０１は、金属シャフトと半導電性発泡シリコンスポンジ層とによって構成されている。トナー供給ローラ５０１は、現像ローラ４０１の表面に接して配設されており、現像ローラ４０１にトナーを供給する。このトナー供給ローラ５０１には、図示せぬＳＢ発生部４５が接続されており、図示せぬＳＢ発生部４５から印加されたバイアス電圧によって帯電されたトナーを現像ローラ４０１に供給する。

現像ブレード６０１は、例えば、厚さ０．０８ｍｍで、現像ローラ４０１の長手方向長さと略同一の長さを有し、トナーの層厚を一定の厚さに規制する金属薄板部材である。現像ブレード６０１の長手方向の一端側は印刷機構１０１のフレームに固定され、他端側はその先端から僅かに内側の面が現像ローラ４０１に当接するように配設されている。

除電光７０１は、感光体ドラム２０１の表面を露光して除電する。

トナーカートリッジ８０１は、ブラック（Ｋ）のトナーを収容する中空部材であり、収容されたトナーを攪拌する図示せぬ攪拌部材等を備える。収容されたトナーは所定のタイミングで自由落下し、トナー供給ローラ５０１に供給される。

次に、プリンタ１の制御回路構成について図３の制御回路ブロック図を用いて説明する。

ホストインタフェース部３２は、図示せぬ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、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等のケーブルコネクタや通信用チップ等を備える。

コマンド／画像処理部３３は、ホストコンピュータ側からホストインタフェース部３２を介して受信したコマンド及び画像データを解釈すると共に、画像データをビットマップに展開する図示せぬマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサがワーキングエリアとして使用するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びビットマップに展開するための特別なハードウェア等を備え、プリンタ１全体を制御する。

階調補正制御部３３０１は、濃度センサ３１が出力した電圧値を元に後述する機構制御部３５が算出した実際の印刷濃度データと記憶手段３３０２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いて階調補正を行う。

記憶手段３３０２は、前述した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５２を予め格納する。また、記憶手段３３０２は、階調補正結果である階調補正値テーブル５３を格納する。

ＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、図示せぬセミカスタムＬＳＩ（Large Scale Integration）及びＲＡＭ等を備え、コマンド／画像処理部３３によりビットマップに展開された画像データをＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４のインタフェースに対応させて加工する。また、ＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、機構制御部３５が計算したＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間に基づいてＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間を変更する。

機構制御部３５は、コマンド／画像処理部３３からの指令に従い、センサ１６，１７，２５，２６の各センサから出力される用紙の搬送状況信号、サーミスタ２４から出力されるヒートローラ２２の表面温度信号等を解釈して、ホッピングモータ３６，レジストモータ３７，ベルトモータ３８，ヒータモータ３９，ドラムモータＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ４０の各モータの駆動、ヒータ２２０１の温度等を制御する。また、機構制御部３５は、記憶手段３５０５に格納された濃度検出パターン１１０１，１１０２の印刷濃度データを読出し、印刷濃度が目標印刷濃度となるようにＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間をいくら増減すればよいかを計算する。さらにまた、機構制御部３５は、記憶手段３５０５に格納された濃度検出パターン１１０１，１１０２の印刷濃度データから、印刷濃度が目標印刷濃度となるように現像電圧値をいくら増減すればよいかを計算する。

ドラムカウンタ部３５０１は、感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４が回転した回転数、すなわち、印刷枚数に相当する印刷量としてのドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔを検出し、当該ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔを、例えば、図４−Ａに示されるドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔテーブル４５として格納する。

濃度補正処理実行判定部３５０２は、例えば電源投入時や所定印刷枚数毎等の予め設定された濃度補正処理実行条件から濃度補正を実行するか否かを判定する。

濃度補正制御部３５０３は、ドラムカウンタ部３５０１が格納しているドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔテーブル４５を読出し、後述する目標印刷濃度データを変更する。

ドラムカウント値判定部３５０４は、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが所定のカウントに到達したか否かを判定する。

記憶手段３５０５は、図４−Ｂ及び図４−Ｅに示される目標印刷濃度データテーブル４６Ｓ及び４６Ｋ、図４−Ｃ及び図４−Ｆに示される目標印刷濃度データ補正係数テーブル４７Ｓ及び４７Ｋ、図４−Ｄに示される補正後目標印刷濃度データテーブル４８、図５及び図６に示される濃度検出パターン１１０１，１１０２、図７−Ａに示される濃度センサ検出電圧−印刷濃度値変換テーブル４９、図８−Ａに示される現像電圧値調整量テーブル５０、及び図９−Ａに示されるＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１を予め格納する。また、記憶手段３５０５は、濃度センサ３１から出力される印刷濃度に基づく電圧値信号を変換することで計算した濃度検出パターン１１０１，１１０２の印刷濃度を格納する。なお、本実施形態においては、目標印刷濃度データテーブル４６Ｓ及び４６Ｋ，目標印刷濃度データ補正係数テーブル４７Ｓ及び４７Ｋ，補正後目標印刷濃度データテーブル４８を印刷トナー現像面積率（印刷画像において、所定面積中に現像されたトナーの占める割合のことであり、以降ではこれをＤｕｔｙと称する）が３０％，７０％，１００％となる各データを格納しているが、これに限定されず、装置の特性に応じて各Ｄｕｔｙ値は適宜変更することが可能である。

ホッピングモータ３６，レジストモータ３７，ベルトモータ３８，ヒータモータ３９，ドラムモータＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ４０の各モータは、ホッピングローラ１１等の各ローラを駆動させるための駆動モータ及びこれらの駆動モータを駆動させるためのドライバ等を備える。

高圧制御部４１は、図示せぬマイクロプロセッサあるいはカスタムＬＳＩ等から構成され、各印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備える各ローラや転写ローラ１００１，１００２，１００３，１００４等に印加される帯電バイアス（ＣＨ），現像バイアス（ＤＢ），供給バイアス（ＳＢ），転写電圧（ＴＲ）を制御する。また、高圧制御部４１は、機構制御部３５が計算した現像電圧値に基づきＤＢ発生部４３に対して現像電圧値を変更するよう指示を与える。

ＣＨ発生部４２は、高圧制御部４１の指示に基づき各印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備える帯電ローラ３０１等の各ローラへの帯電バイアスの生成と停止を行う。ＤＢ発生部４３は、高圧制御部４１の指示に基づき各印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備える現像ローラ４０１等の各ローラへの現像バイアスの生成と停止を行う。ＴＲ発生部４４は、高圧制御部４１の指示に基づき転写ローラ１００１，１００２，１００３，１００４への転写電圧の生成と停止を行う。なお、ＴＲ発生部４４には、電流／電圧検出回路が設けられており、これにより定電流又は定電圧制御を行っている。ＳＢ発生部４５は、高圧制御部４１の指示に基づき各印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備えるトナー供給ローラ５０１等の各ローラへの供給バイアスの生成と停止を行う。

次に、上述した印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４を備えたプリンタ１の印刷動作について説明する。まず、ホストインタフェース部３２を介して画像データが入力されると、機構制御部３５は、ヒートローラ２２の表面温度を所定の温度に調節するようヒータ２２０１のオン／オフを制御する。また、機構制御部３５はホッピングモータ３６に対してホッピングローラ１１を回転するよう指示を与えると共に、レジストモータ３７，ベルトモータ３８，ヒータモータ３９，ドラムモータＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ４０の各モータに対して各ローラを回転させるよう指示を与える。指示を受けたホッピングモータ３６は、ホッピングローラ１１を回転させ、用紙収容カセット１０から用紙を取り出す。その後、用紙搬送経路１２に沿って配設されたレジストローラ１４は用紙の斜行を矯正すると共に、用紙を印刷機構１０１に搬送する。

用紙が用紙搬送経路１２に沿って搬送されている間に、画像形成プロセスが開始される。感光体ドラム２０１の表面に接して設けられた帯電ローラ３０１は、ＣＨ発生部４２によって供給されるバイアス電圧を印加して感光体ドラム２０１の表面を一様均一に帯電させる。次に、感光体ドラム２０１に対向して設けられたＬＥＤヘッド９０１は、入力された画像データに基づく光を感光体ドラム２０１の表面に照射し、静電潜像を形成する。

そして、感光体ドラム２０１の表面に形成された静電潜像には、ＤＢ発生部４３によって現像バイアスの供給を受けた現像ローラ４０１からトナーが供給され、トナー画像が形成される。感光体ドラム２０１上に形成されたトナー画像は、ＴＲ発生部４４からバイアス電圧の供給を受けた転写ローラ１００１により用紙に転写される。用紙が搬送ベルト１８上を搬送されている間に、印刷機構１０２，１０３，１０４により形成されたトナー画像が順次用紙に転写されていく。

全てのトナー画像が転写された用紙は定着機構に搬送される。用紙は、所定の温度に制御されたヒートローラ２２と、加圧ローラ２３との間に形成されたニップ部に搬送される。ここで、ヒートローラ２２の熱により用紙上のトナーが融解され、更にニップ部において加圧されることにより、用紙上のトナー画像は定着される。

定着機構によりトナー画像が定着された用紙は、図示せぬ排出ローラによりスタッカ２８に排出されることで一連の印刷動作は終了する。

このようにして、本発明にかかるプリンタ１は、入力された画像データに基づく画像を用紙に印刷することができる。

次に、本発明の第１の実施形態にかかる濃度補正処理について説明する。一般的に濃度補正処理において、用いる濃度センサの検出値にバラツキがあった場合、このバラツキは高Ｄｕｔｙ印刷部分ほど大きくなり、低Ｄｕｔｙ印刷部分ほど小さくなる傾向がある。したがって、濃度センサの検出バラツキを抑え、精度良く濃度補正処理を行うためには、複数のＤｕｔｙの目標印刷濃度を設定することが望ましい。そこで、本実施形態においては、濃度補正処理に用いる目標印刷濃度は、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％と設定した。このＤｕｔｙの組み合わせは、本実施形態における濃度補正処理において実験的に求めた組み合わせであり、この組み合わせを用いることにより、低Ｄｕｔｙ印刷部分から高Ｄｕｔｙ印刷部分まで精度良く濃度補正を行うことができる。

また、従来技術においては、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度は、ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント時のγ特性により決定している。これは、実験的に３０００カウント以降はγ特性の経時変化は小さく、印刷機構の使用期間を考えると、初期から３０００カウントまでのγ特性の変化が大きい区間よりも３０００カウントから印刷機構の寿命までの区間が圧倒的に長いため、３０００カウント以降のγ特性に合わせた目標印刷濃度となっている。しかしながら、図１９で説明したように、初期から１０００カウント、３０００カウントと印刷枚数の増加に伴いγ特性は変化する。したがって、本実施形態では、３０００カウント以下の条件においても、より精度良く濃度補正処理を行うために、３０００カウント時に加え、初期時のγ特性に基づいた目標印刷濃度をそれぞれ決定し、これらの目標印刷濃度を補正値算出の基準補正値とした。

最初に、３０００カウント時のγ特性に基づいた各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の補正値算出の基準補正値である目標印刷濃度の決定について説明する。まず、Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度を印刷濃度値１．５とする。これは、実験的に求めたＤｕｔｙ１００％濃度として最適な印刷濃度値である。ここで、図１０−Ａに３０００カウント時のγ特性を示す。破線は図１９で示したγ特性である。図１０−Ａの破線で示されるγ特性では、Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度値は１．７である。したがって、主に高Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を変化させることが可能な現像電圧を変化させることによって、このＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値が１．５となるように調節する。本実施形態においては、現像電圧を＋６０［Ｖ］とすることにより、Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度を１．５に調節することができる（図１０−Ａ 実線）。Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の目標印刷濃度は、実線で示すＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値を１．５に調整したγ特性のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の印刷濃度値とする。このようにして決定したＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度の印刷濃度値を図１０−Ｂに示す。

上記のように、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の目標印刷濃度を決定することにより、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の印刷濃度値をＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の目標印刷濃度に補正すれば、おのずとＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値はＤｕｔｙ１００％の目標印刷濃度に補正されることになる。したがって、例えば、用いる濃度センサの検出値にバラツキがあった場合においても、バラツキの少ないＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％により、バラツキの大きいＤｕｔｙ１００％の影響を抑えることができ、安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を得ることができる。

なお、通常の補正処理に見受けられる、例えば、図１９の太線で示すような理想値に最も近いＤｕｔｙ０％からＤｕｔｙ１００％への直線となる一次近似式等を用いての目標印刷濃度の概算は行うことはできない。なぜなら、γ特性のバラツキを補正するためには、現像電圧とＬＥＤ駆動時間との両パラメータを最適値に設定する必要がある。しかし、現像電圧及びＬＥＤ駆動時間のそれぞれのパラメータが実質的に有効となる設定領域は限定されており、各Ｄｕｔｙ毎に現像電圧とＬＥＤ駆動時間のパラメータの値を持たせることができないため、単純な近似式を用いて目標印刷濃度を決定することができない。したがって、目標印刷濃度は本実施形態で説明したように、実験で求めた感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４と各色のトナーのγ特性に基づいて設定する必要がある。

同様にして、初期時のγ特性に基づいた各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度を決定する。図１０−Ｃに示されるように、初期時においても、Ｄｕｔｙ１００％の補正値算出の基準補正値である目標印刷濃度は印刷濃度値１．５とする。本実施形態においては、現像電圧を−３０［Ｖ］とすることにより、Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度を１．５に調節することができる。初期時のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の目標印刷濃度は、図１０−Ｃの実線で示すＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値を１．５に調整したγ特性のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の印刷濃度値とする。このようにして決定したＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度の印刷濃度値を図１０−Ｄに示す。

このようにして決定したＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の目標印刷濃度に基づいた濃度補正処理動作について図１１のフローチャートを用いて説明する。

まず、濃度補正処理実行判定部３５０２は、濃度補正処理実行判定を行う。ここで、濃度補正処理実行判定条件とは、例えば、電源投入時、所定枚数印刷時、装置が設置されている環境の変化等である。濃度補正処理実行判定部３５０２が濃度補正処理は実行可能であると判定すると（ステップＳ１ Ｙｅｓ）、その旨を濃度補正制御部３５０３に通知すると共に、濃度補正処理はステップＳ２に移行する。一方、濃度補正処理実行判定部３５０２が濃度補正処理は実行不可能と判定すると（ステップＳ１ Ｎｏ）、濃度補正処理は終了する。

次に、ステップＳ２において、濃度補正処理実行判定部３５０２により濃度補正処理は実行可能である旨の通知を受けた濃度補正制御部３５０３は、図４−Ａに示されるドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔを読み出す。

次に、ステップＳ３において、ドラムカウント値判定部３５０４は、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント未満であるかどうか判定する。３０００カウント未満である場合は、図４−Ｂに示される初期時の基準目標印刷濃度テーブル値、図４−Ｃに示される初期時の目標印刷濃度データ補正係数テーブル値を濃度補正制御部３５０３に通知する。一方、ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント以上の場合は、図４−Ｅに示される３０００カウント以上の場合の基準目標印刷濃度テーブル値、図４−Ｆに示される３０００カウント以上の場合の目標印刷濃度データ補正係数テーブル値を濃度補正制御部３５０３に通知する。なお、本実施形態においては、判定の閾値を３０００カウントとしたが、これに限定されず、例えば、閾値を１０００カウント、２０００カウント、３０００カウントと細かく設定する形態としてもよい。

次に、ステップＳ４において、濃度補正制御部３５０３は、ステップＳ２で読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔ、ステップＳ３にて通知された基準目標印刷濃度、目標印刷濃度データ補正係数に基づいて補正後目標印刷濃度を変更する。補正後目標印刷濃度の算出には以下の式を用いる。ここでは、シアン（Ｃ）の補正後目標印刷濃度の算出工程について説明する。なお、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）の補正後目標印刷濃度の算出も同様に行うことができる。

（ｉ）ステップＳ３において、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント未満の場合
ＣＯＤ’_３０＝ＣＯＤ_３０Ｓ＋ＣＯＤ_Ｒ３０Ｓ×ＣＤｃｏｕｎｔ×０．０１・・・（１）
ＣＯＤ’_７０＝ＣＯＤ_７０Ｓ＋ＣＯＤ_Ｒ７０Ｓ×ＣＤｃｏｕｎｔ×０．０１・・・（２）
ＣＯＤ’_１００＝ＣＯＤ_１００Ｓ＋ＣＯＤ_{Ｒ１００Ｓ}×ＣＤｃｏｕｎｔ×０．０１・・・（３）
（ｉｉ）ステップＳ３において、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント以上の場合
ＣＯＤ’_３０＝ＣＯＤ_３０Ｋ＋ＣＯＤ_Ｒ３０Ｋ×ＣＤｃｏｕｎｔ×０．０１・・・（１）’
ＣＯＤ’_７０＝ＣＯＤ_７０Ｋ＋ＣＯＤ_Ｒ７０Ｋ×ＣＤｃｏｕｎｔ×０．０１・・・（２）’
ＣＯＤ’_１００＝ＣＯＤ_１００Ｋ＋ＣＯＤ_{Ｒ１００Ｋ}×ＣＤｃｏｕｎｔ×０．０１・・・（３）’

なお、ＣＯＤ’_３０，ＣＯＤ’_７０，ＣＯＤ’_１００は、図４−Ｄに示されているシアン（Ｃ）にかかる補正後目標印刷濃度である。ＣＯＤ_３０Ｓ，ＣＯＤ_７０Ｓ，ＣＯＤ_１００Ｓは、図４−Ｂに示されている、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント未満の場合の目標印刷濃度であり、ＣＯＤ_Ｒ３０Ｓ，ＣＯＤ_Ｒ７０Ｓ，ＣＯＤ_{Ｒ１００Ｓ}は、図４−Ｃに示されている、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント未満の場合の目標印刷濃度データ補正係数である。また、ＣＯＤ_３０Ｋ，ＣＯＤ_７０Ｋ，ＣＯＤ_１００Ｋは、図４−Ｅに示されている、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント以上の場合の目標印刷濃度であり、ＣＯＤ_Ｒ３０Ｋ，ＣＯＤ_Ｒ７０Ｋ，ＣＯＤ_{Ｒ１００Ｋ}は、図４−Ｆに示されている、読み出したドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが３０００カウント以上の場合の目標印刷濃度データ補正係数である。目標印刷濃度データ補正係数は、ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが１００カウント変化したときの印刷濃度値の変化量を表し、γ特性の経時変化から実験的に求めた最適値である。なお、本実施形態においては、目標印刷濃度データ補正係数は、ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔが１００カウント変化したときの印刷濃度値の変化量としたが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施形態においては、目標印刷濃度データ補正係数とドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔとを乗算したものに目標印刷濃度を加算して補正後目標印刷濃度を算出しているが、これに限定されず、例えば、ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔ毎に目標印刷濃度を設定する形態としてもよい。

そして、濃度補正制御部３５０３は、全色の補正後目標印刷濃度を算出すると共に、記憶手段３５０５にこれらの補正後目標印刷濃度を補正後目標印刷濃度データテーブル４８として格納させる（ステップＳ４）。

次に、機構制御部３５は、濃度センサ３１の取付け確度や距離、温度等のバラツキを吸収するために、赤外ＬＥＤ３１０１の発光電流の調整（以降、キャリブレーションと称する）を実行する。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３１０２、拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３の出力電圧が設定範囲内となるように赤外ＬＥＤ３１０１の発光電流の調整を行う（ステップＳ５）。

濃度センサ３１のキャリブレーションが終了すると、機構制御部３５は、記憶手段３５０５が予め格納している図５に示される濃度検出パターン１１０１の搬送ベルト１８上への印刷を実行する（ステップＳ６）。濃度検出パターン１１０１は、用紙搬送経路１２の下流側からブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の順にそれぞれＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度で隙間なく印刷された長さＬｐ［ｍｍ］のパターンによって構成されている。なお、濃度検出パターンは本パターンに限定されるものではなく、色の並び順やＤｕｔｙの組み合わせは適宜変更可能である。また、濃度検出パターン１１０１が搬送ベルト１８上に印刷されるときの、現像電圧値及びＬＥＤ駆動時間は、予め設定された初期値ＤＢ_０［Ｖ］及びＤＫ_０［ｓ］とする。

濃度検出パターン１１０１の印刷が終了すると、機構制御部３５は濃度検出パターン１１０１の各Ｄｕｔｙの濃度検出を開始する。ここで、図１２に示されるように、各印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備える感光体ドラム２０１，２０２，２０３，２０４と転写ローラ１００１，１００２，１００３，１００４との接点間距離をそれぞれ２Ｌ［ｍｍ］とし、用紙搬送経路１２の最下流側の印刷機構１０４の感光体ドラム２０４と転写ローラ１００４との接点から濃度センサ３１までの距離を３Ｌ［ｍｍ］とする。濃度検出パターン１１０１は、Ｋ３０％パターンの印刷開始位置から搬送ベルト１８を９Ｌ［ｍｍ］駆動し移動させることで濃度センサ３１の検出位置に到達する。さらに、搬送ベルト１８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３１の検出位置とを合わせる。

機構制御部３５は、濃度センサ３１の赤外ＬＥＤ３１０１を所定のエネルギーで発光させ、濃度検出パターン１１０１に赤外光を照射する。照射された赤外光は濃度検出パターン１１０１や搬送ベルト１８表面で反射され、その反射光が鏡面反射光受光用フォトトランジスタ３１０２又は拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３で受光される。鏡面反射光受光用フォトトランジスタ３１０２又は拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３は、図示せぬ回路により駆動されており、受光したエネルギーに比例した電流を発生する。この受光したエネルギーに比例した電流は、図示せぬ回路によって電圧に変換され出力される。機構制御部３５は、濃度センサ３１が読取ったパターンがイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の場合には、拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３の出力電圧を読取り、濃度センサ３１が読取ったパターンがブラック（Ｋ）の場合には、鏡面反射光受光用フォトトランジスタ３１０２の出力電圧を読取る。本実施形態においては、最初に濃度センサ３１により検出されるパターンは、Ｋ３０％パターンであるため、機構制御部３５は鏡面反射光受光用フォトトランジスタ３１０２の出力電圧を読取る。次に、搬送ベルト１８をパターン長Ｌｐ［ｍｍ］駆動し移動させることで、Ｙ３０％パターンの中央部と濃度センサ３１の検出位置とを合せ、拡散反射光受光用フォトトランジスタ３１０３の出力電圧を読取る。以下、同様にして濃度検出パターン１１０１の全てのパターンに対して順次出力電圧を読取る。機構制御部３５は、読取った出力電圧を図７−Ａに示される濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブル４９を利用して印刷濃度値に変換する。なお、濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブル４９のテーブル値は、図７−Ｂに示されるように、センサ検出電圧と印刷濃度値との関係を示す１次近似式の係数である係数Ａと係数Ｂを実験的に求めた最適値である。

次に、機構制御部３５は、ステップＳ６において読取った印刷濃度値とステップＳ４において計算した補正後目標印刷濃度データテーブル４８のテーブル値とを比較してその差分を計算する。さらに、機構制御部３５は、計算した差分から各色の現像電圧をいくら増減すればよいのかを計算する。ここでの計算においては、図８−Ａに示される現像電圧値調整量テーブル５０を用いる。現像電圧値調整量テーブル５０のテーブル値は、現像電圧値が１［Ｖ］変化するときの印刷濃度値の変化量である。なお、本実施形態においては、現像電圧値調整量テーブル５０のテーブル値は、現像電圧が１［Ｖ］変化するときの印刷濃度値の変化量としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、現像電圧値調整量テーブル５０のテーブル値は、実際に現像電圧を変化させたときのセンサ検出電圧と印刷濃度値との関係から実験的に求めている。図８−Ｂは、現像電圧を変化させたときの印刷Ｄｕｔｙとそのときの印刷濃度値と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るため、これを利用して、主に高Ｄｕｔｙ印刷部分、特にベタ濃度を安定化させることができる。

そして、機構制御部３５は、実際の印刷濃度値の差分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、本実施形態においては、各色とも３通りのＤｕｔｙに対して現像電圧値制御量が計算されることになる。しかしながら、各色とも現像電圧値制御量は、Ｄｕｔｙに関係なく１通りしか決定することができないため、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の３通りの計算値の平均値を現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）とする。

現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）は、以下の式に基づいて求める。ここでは、シアン（Ｃ）の現像電圧値制御量ＣＤＢ（Ａ）の算出工程について説明する。なお、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）の補正後目標印刷濃度の計算も同様に行うことができる。また、ステップＳ６において読取った濃度検出パターン１１０１のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度値のそれぞれをＣＯＤ_Ｓ３０，ＣＯＤ_Ｓ７０，ＣＯＤ_Ｓ１００とする。

ＣＤＢ（Ａ）＝｛（ＣＯＤ_Ｓ３０−ＣＯＤ’_３０）／△ＣＤＢ_３０＋（ＣＯＤ_Ｓ７０−ＣＯＤ’_７０）／△ＣＤＢ_７０＋（ＣＯＤ_Ｓ１００−ＣＯＤ’_１００）／△ＣＤＢ_１００｝／３・・・（４）

このようにして計算した各色の現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）に基づいて、機構制御部３５は、高圧制御部４１に対して現像電圧を増減するよう指示を与える。指示を受けた高圧制御部４１は、ＤＢ発生部４３に対して、印刷動作時に現像電圧初期値ＤＢ_０に現像電圧制御量ＤＢ（Ａ）を加算した現像電圧値ＤＢ_１［Ｖ］の電圧を印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備える現像ローラ４０１，４０２，４０３，４０４等に印加するよう指示を与える（ステップＳ７）。

補正後現像電圧値ＤＢ_１［Ｖ］＝ＤＢ_０＋ＤＢ（Ａ）・・・（５）

次に、機構制御部３５は、ステップＳ５と同様に、記憶手段３５０５が予め格納している濃度検出パターン１１０１の搬送ベルト１８への印刷を実行する。そして、濃度検出パターン１１０１の印刷が終了すると、機構制御部３５は濃度検出パターン１１０１の各Ｄｕｔｙの濃度検出を開始する。機構制御部３５は、読取った出力電圧値を図７−Ａに示される濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブル４９を利用して印刷濃度値に変換する（ステップＳ８）。

そして、機構制御部３５は、ステップＳ８において読取った印刷濃度値とステップＳ４において計算した補正後目標印刷濃度データテーブル４８のテーブル値とを比較してその差分を計算する。さらに、機構制御部３５は、計算した差分から各色のＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間をいくら増減すればよいのかを計算する。ここでの計算においては、図９−Ａに示されるＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１を用いる。ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１のテーブル値は、ＬＥＤ駆動時間が１［％］変化するときの印刷濃度値の変化量である。なお、本実施形態においては、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１のテーブル値は、ＬＥＤ駆動時間が１［％］変化するときの印刷濃度値の変化量としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１のテーブル値は、実際にＬＥＤ駆動時間を変化させたときのセンサ検出電圧と印刷濃度値との関係から実験的に求めている。図９−Ｂは、ＬＥＤ駆動時間を変化させたときの印刷Ｄｕｔｙとそのときの印刷濃度値との関係を示す図であり、ＬＥＤ駆動時間を変化させると、中Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を低Ｄｕｔｙ印刷部分あるいは高Ｄｕｔｙ印刷部分に比べて大きく変化させることができるため、これを利用して、主に中間調の濃度を安定化させることができる。

次に、機構制御部３５は、実際の印刷濃度値の差分から各色のＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間をいくら増減すればよいか計算する。なお、本実施形態においては、各色とも３通りのＤｕｔｙに対してＬＥＤ駆動時間制御量が計算されることになる。しかしながら、各色とも現ＬＥＤ駆動時間制御量は、Ｄｕｔｙに関係なく１通りしか決定することができないため、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の３通りの計算値の平均値をＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）とする。ただし、Ｄｕｔｙ１００％のＬＥＤ駆動時間制御量は０に近い場合もあるため、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の２通りの計算値の平均値をＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）としてもよい。

ＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）は、以下の式に基づいて求める。ここでは、シアン（Ｃ）のＬＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ）の算出工程について説明する。なお、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）の補正後目標印刷濃度の計算も同様に行うことができる。また、ステップＳ７において読取った濃度検出パターン１１０１のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度値のそれぞれをＣＯＤ’_Ｓ３０，ＣＯＤ’_Ｓ７０，ＣＯＤ’_Ｓ１００とする。

ＣＤＫ（Ａ）＝｛（ＣＯＤ’_Ｓ３０−ＣＯＤ’_３０）／△ＣＤＫ_３０＋（ＣＯＤ’_Ｓ７０−ＣＯＤ’_７０）／△ＣＤＫ_７０＋（ＣＯＤ’_Ｓ１００−ＣＯＤ’_１００）／△ＣＤＫ_１００｝／３・・・（６）

ただし、Ｄｕｔｙ１００％のＬＥＤ駆動時間制御量が０の場合は、以下の式に基づいて求める。
ＣＤＫ（Ａ）＝｛（ＣＯＤ’_Ｓ３０−ＣＯＤ’_３０）／△ＣＤＫ_３０＋（ＣＯＤ’_Ｓ７０−ＣＯＤ’_７０）／△ＣＤＫ_７０＋（ＣＯＤ’_Ｓ１００−ＣＯＤ’_１００）／△ＣＤＫ_１００｝／２・・・（７）

このようにして計算した各色のＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）に基づいて、機構制御部３５は、ＬＥＤヘッドインタフェース部３４に対してＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間を増減するよう指示を与える。指示を受けたＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、印刷動作時にＬＥＤ駆動時間初期値ＤＫ_０にＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）を加算したＬＥＤ駆動時間ＤＫ_１［ｓ］の露光時間でＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４を制御する（ステップＳ９）。

現像電圧値ＤＫ_１［ｓ］＝ＤＫ_０＋ＤＫ（Ａ）・・・（８）

次に、機構制御部３５は、記憶手段３５０５が予め格納している図６に示される濃度検出パターン１１０２の搬送ベルト１８上への印刷を実行する。濃度検出パターン１１０２は、用紙搬送経路１２の下流側からブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の順にそれぞれＤｕｔｙ２０％，Ｄｕｔｙ４０％，Ｄｕｔｙ６０％，Ｄｕｔｙ８０％，Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度で隙間なく印刷されたパターンによって構成されている。なお、本実施形態においては、印刷濃度データから各Ｄｕｔｙ間の印刷濃度値を近似的に求める。したがって、Ｄｕｔｙの数が多い方がより良い精度の補正を行うことができため、その組み合わせをＤｕｔｙ２０％，Ｄｕｔｙ４０％，Ｄｕｔｙ６０％，Ｄｕｔｙ８０％，Ｄｕｔｙ１００％とした。なお、濃度検出パターンは本パターンに限定されるものではなく、色の並び順やＤｕｔｙの組み合わせは適宜変更可能である。

そして、濃度検出パターン１１０２の印刷が終了すると、機構制御部３５は濃度検出パターン１１０２の各Ｄｕｔｙの濃度検出を開始する。機構制御部３５は、読取った出力電圧値を図７−Ａに示される濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブル４９を利用して印刷濃度値に変換する（ステップ１０）。

次に、階調補正制御部３３０１は、ステップＳ１０において読取った印刷濃度値を受け取り、受け取った印刷濃度値を元に指定された色の濃度で印刷できるように階調補正することで、印刷濃度を安定化させ、色を着実に再現できるようにしている。

ここで、各Ｄｕｔｙを０〜２５５までの２５６階調レベルで表現すると、Ｄｕｔｙ２０％は５１階調レベル、Ｄｕｔｙ４０％は１０２階調レベル、Ｄｕｔｙ６０％は１５３階調レベル、Ｄｕｔｙ８０％は２０４階調レベル、Ｄｕｔｙ１００％は２５５階調レベルとなる。階調補正制御部３３０１は、受け取った印刷濃度値から、近似的に２５６階調レベル分の印刷濃度値（以降、印刷濃度特性と称する）を計算する。そして、階調補正部制御部３３０１は、印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性とを比較する。標準ターゲット階調特性とは、図１３−Ａに示されているように、理想的な連続階調が再現できるように実験的に求められた標準ターゲット階調特性テーブル５２のテーブル値であり、記憶手段３３０２に格納されている。

このとき、印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性とが一致していれば、理想的な連続階調を再現することができるが、実際は、図１３−Ｂに示されるように印刷濃度特性と標準ターゲット階調特性とにはズレが生じるのが一般的である。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のそれぞれの印刷濃度値は、印刷濃度特性が０．３３、標準ターゲット階調特性が０．３０となっている。したがって、印刷濃度特性の印刷濃度値０．３３は標準ターゲット階調特性の階調レベル６０に対応することになる。そこで、階調補正制御部３３０１は、図１３−Ｃに示される階調補正値テーブル５３の入力階調レベル５１の出力階調レベルを６０と格納させる。なお、記憶手段３３０２に格納されている階調補正値テーブル５３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、例えば、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のそれぞれの印刷濃度値は、印刷濃度特性が０．６５、標準ターゲット階調特性が０．６０となっている。したがって、印刷濃度特性の印刷濃度値０．６５は標準ターゲット階調特性の階調レベル１１５に対応することになる。そこで、階調補正制御部３３０１は、階調補正値テーブル５３の入力階調レベル１０２の出力階調レベルを１１５と格納させる。同様に、２５６階調全てにおいて、階調補正制御部３３０１は入力階調レベルと出力階調レベルとを対応させ、階調補正値テーブル５３に格納させる（ステップＳ１１）。

以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、プリンタ１の印刷エンジン部の現像電圧や露光時間等の物理特性の調節及びコマンド／画像処理部３３の階調補正制御部３３０１による階調補正により濃度補正処理を行うことで、印刷濃度を安定化させることができる。

［実施例１］
実施例１では、従来技術の濃度補正処理と比較した本実施形態にかかる濃度補正処理の効果について濃度補正処理シミュレーションを用いて説明する。従来技術では、常に３０００カウント時のγ特性より決定した目標印刷濃度を用いるのに対して、本実施形態にかかる濃度補正処理においては、γ特性の経時変化に合せた目標印刷濃度を用いる。ここでは、簡略のため、従来技術では、初期における濃度補正処理に用いる目標印刷濃度を３０００カウント時のγ特性より求めた目標印刷濃度とし、本実施形態における濃度補正処理に用いる目標印刷濃度を初期のγ特性より求めた目標印刷濃度として比較する。なお、本シミュレーションに用いる現像電圧値調整量テーブル（ここでは、現像電圧が１０Ｖ変化するときの印刷濃度値の変化量とする）を図１４−Ａに、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル（ここでは、ＬＥＤ駆動時間が１０％変化するときの印刷濃度値の変化量とする）を図１４−Ｂに示す。

濃度補正処理としては、＜１＞濃度検出パターンの印刷濃度値検出（図１１に示される濃度補正処理フローのステップＳ６に相当）、＜２＞現像電圧補正（図１１に示される濃度補正処理フローのステップＳ７に相当）、＜３＞濃度検出パターンの印刷濃度値検出（図１１に示される濃度補正処理フローのステップＳ８に相当）、＜４＞ＬＥＤ駆動時間補正（図１１に示される濃度補正処理フローのステップＳ９に相当）、＜５＞濃度検出パターンの印刷濃度値検出（図１１に示される濃度補正処理フローのステップＳ１０に相当）、＜６＞階調補正（図１１に示される印刷濃度値補正処理フローのステップＳ１１に相当）とした。

本シミュレーションの濃度補正処理＜１＞で検出する各Ｄｕｔｙの印刷濃度値は、従来技術、本実施形態共に図１９で示された初期のγ特性における印刷濃度値とした。また、濃度補正処理＜２＞における現像電圧制御量ＤＢ（Ａ）の計算は、上述した式（４）を用いた。なお、濃度補正処理＜３＞で検出する印刷濃度値は、濃度補正処理＜２＞で計算した現像電圧制御量ＤＢ（Ａ）の結果を加味した印刷濃度値である。また、濃度補正処理＜４＞におけるＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）の計算は、上述した式（６）を用いた。

濃度補正処理＜１＞〜＜４＞におけるシミュレーションの結果を図１４−Ｃに示す。シミュレーションの結果、従来技術においては、濃度補正処理後のＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値が目標印刷濃度に達していないことが分かった。この結果は、高Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を変化させることができる現像電圧補正が原因であると考えられる。つまり、濃度補正処理＜２＞において、濃度補正処理＜１＞で検出した濃度が、Ｄｕｔｙ３０％、Ｄｕｔｙ７０％では目標印刷濃度よりも濃いため、印刷濃度を薄くする方向に、逆にＤｕｔｙ１００％では目標印刷濃度よりも薄いため、印刷濃度を濃くする方向にそれぞれ制御量が計算される。したがって、各Ｄｕｔｙの制御量計算値の平均値である現像電圧制御量ＤＢ（Ａ）としては、各Ｄｕｔｙの制御量計算値同士で打ち消し合ってしまい、結果的にほとんど濃度補正処理制御が働かない状態となったためだと考えられる。

これに対して、本実施形態の濃度補正処理においては、用いる目標印刷濃度を初期のγ特性より求めたものであるため、各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％共に印刷濃度を濃くする方向、すなわち濃度補正処理制御が同一方向に働くことになる。したがって、現像電圧制御量ＤＢ（Ａ）としては、互いに打ち消し合うこともなく、期待する制御量ＤＢ（Ａ）を得ることができた。なお、濃度補正処理＜４＞でのＬＥＤ駆動時間補正は、主に低Ｄｕｔｙ印刷部分から中Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度値を変化させるものであり、濃度補正処理＜２＞の現像電圧補正が安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を得るために非常に重要な役割を担っている。

以上のように、印刷エンジン部の濃度補正処理（濃度補正処理＜１＞〜＜４＞）において、目標印刷濃度は、濃度補正処理の制御パラメータとして非常に重要であり、濃度補正処理制御に与える影響は大きい。本実施形態においては、Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の目標印刷濃度をγ特性の経時変化に合せて補正する。つまり、初期では初期のγ特性に基づいて求めた目標印刷濃度を用い、経時では経時のγ特性に基づいて求めた目標印刷濃度を用いるため、本実施形態の濃度補正処理によれば、常に初期から経時まで安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を得ることができる。

本実施形態の濃度補正処理においては、印刷エンジン部の濃度補正処理（濃度補正処理＜１＞〜＜４＞）の結果に基づいてコマンド／画像処理部３３の階調補正制御部３３０１が階調補正を行う（濃度補正処理＜５＞，＜６＞）。図１４−Ｄに濃度補正処理＜５＞にて検出される印刷濃度値と階調補正の目標階調特性である標準ターゲット階調特性を、図１４−Ｅに階調補正処理のための説明図、図１４−Ｆに階調補正結果を示した。

この結果からも明らかなように、従来技術では、印刷エンジン部の濃度補正処理（濃度補正処理＜１＞〜＜４＞）でのＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値は１．３６である。従来技術では、階調補正によって入力階調レベル２５５を出力階調レベル２２６と置換えるので、実際に用紙上にＤｕｔｙ１００％で印刷したとしても、印刷印刷濃度値は１．３６であり、所望の印刷印刷濃度値である１．５を得ることはできない。さらに、従来技術では、入力階調レベル２２６から２５５までの出力階調レベルは２２６となるので、この領域では印刷濃度は一定であり、階調性を再現することができない。

これに対して本実施形態にかかる濃度補正処理は、印刷エンジン部の濃度補正処理（濃度補正処理＜１＞〜＜４＞）でのＤｕｔｙ１００％の印刷濃度値を１．５付近に補正することができる。そして本実施形態にかかる濃度補正処理では、入力階調レベル２５５を出力階調レベル２４３に置換えるので、実際に用紙上にＤｕｔｙ１００％で印刷した場合、印刷印刷濃度値は１．４６であり、所望の印刷印刷濃度値である１．５との差を小さく押えることができる。また、本実施形態にかかる濃度補正処理によれば、入力階調レベル２４３から２５５までの出力階調レベルを２４３とすることができるので、印刷濃度が一定で階調性が再現できない領域を小さく抑えることができる。また、本実施形態においては、印刷エンジン部の濃度補正処理によって、図１０−Ｂ，図１０−Ｄに示されるように初期から経時にかけてＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の目標印刷濃度が変化する。このことより、濃度補正処理後のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の印刷濃度は初期と経時とで異なることになる。しかし、本実施形態においては、常に初期から経時にかけて安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を得ることができるため、階調補正を行うことにより、階調性を一致させ、初期から経時にかけて安定した色再現を行うことができる。

以上のように、第１の実施形態によれば、中間調部の目標印刷濃度をγ特性の経時変化に対応させて補正することにより、従来技術と比較して、より安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を得ることができる。さらに、階調補正を行うことにより、中間調部の目標印刷濃度の経時補正分の差分を吸収することができ、初期から経時にかけて中間調の印刷濃度や色味の変動も最小限に抑えることができる。

［第２の実施形態］
本発明の第１の実施形態によれば、γ特性の経時変化に合せて目標印刷濃度を補正することにより、初期から経時にかけて安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を得ることができる。しかしながら、例えば、図２０に示される印刷機構Ａ及び印刷機構Ｂのように、印刷機構を構成する感光体やトナー等自体の製品品質の違いに起因してγ特性にバラツキがある場合、安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を得ることは困難となる場合がある。

第２の実施形態においては、上記問題を解決することが可能な画像形成装置について説明する。第２の実施形態にかかる画像形成装置としのプリンタ１’は、図１５に示されるように、機構制御部３５に濃度補正処理制御判断部３５０６と、第１の実施形態で説明した濃度補正制御部とは異なる処理を行う濃度補正制御部３５０３’と、記憶手段３５０７とを備える。なお、その他の要部構成、制御回路構成、及び印刷動作にかかる動作については、第１の実施形態と略同一であるため、同一な箇所には同一の符号を付し、説明は省略する。

濃度補正処理制御判断部３５０６は、例えば、ユーザにより指定された濃度補正モードを判断し、指定された濃度補正モードを濃度補正制御部３５０３’に通知する。なお、本実施形態においては、濃度補正モードは、通常モード、ベタ濃度重視モード、及び中間調濃度重視モードの３モードとする。

濃度補正制御部３５０３’は、ドラムカウンタ部３５０１が格納しているドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔテーブル４５を読出し、第１の実施形態と同様に目標印刷濃度データを変更する。そして、濃度補正制御部３５０３’は、濃度補正処理制御判断部３５０６により通知された濃度補正モードに対応した記憶手段３５０７に格納されている重み付け係数テーブルデータを保持する。

記憶手段３５０７は、図１６−Ａに示される通常モード現像電圧値調整量重み付け係数テーブル５４、図１６−Ｂに示されるベタ濃度重視モード現像電圧値調整量重み付け係数テーブル５５、図１６−Ｃに示される中間調濃度重視モード現像電圧値調整量重み付け係数テーブル５６、図１６−Ｄに示される通常モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブル５７、図１６−Ｅに示されるベタ濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブル５８、及び図１６−Ｆに示される中間調濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブル５９を予め格納する。

次に、本発明の第２の実施形態にかかる濃度補正処理動作について図１７のフローチャートを用いて説明する。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５に関しては、第１の実施形態の図１１で説明したステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と同様に行うことができるため、ここでの説明は省略する。

濃度センサ３１のキャリブレーションが終了すると、濃度補正処理制御判断部３５０６は、例えば、ユーザにより指定された濃度補正モードを判断し、当該判断結果を濃度補正制御部３５０３’に通知する（ステップＳ１６）。本実施形態においては、前述したように、ここで指定される濃度補正モードは、通常モード、ベタ濃度重視モード、及び中間調濃度重視モードの３モード中の何れかの濃度補正モードである。なお、濃度補正モードは、本実施形態で用いる濃度補正モードに限定されるのではなく、適宜変更可能である。そして、濃度補正処理制御判断部３５０６から通知された判断結果に基づき、濃度補正制御部３５０３’は、通知された濃度補正モードに対応した記憶手段３５０７に格納されている重み付け係数データテーブルを保持する。

次に、機構制御部３５は、第１の実施形態にかかるステップＳ６と同様に、記憶手段３５０５が予め格納している濃度検出パターン１１０１の搬送ベルト１８への印刷を実行する。そして、濃度検出パターン１１０１の印刷が終了すると、機構制御部３５は濃度検出パターン１１０１の各Ｄｕｔｙの濃度検出を開始する。機構制御部３５は、読取った出力電圧値を図７−Ａに示される濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブル４９を利用して印刷濃度値に変換する（ステップＳ１７）。

そして、機構制御部３５は、ステップＳ１７において読取った印刷濃度値とステップＳ１４において計算した補正後目標印刷濃度データテーブル４８のテーブル値とを比較してその差分を計算する。さらに、機構制御部３５は、計算した差分から各色の現像電圧をいくら増減すればよいのかを計算する。ここでの計算においては、図８−Ａに示される現像電圧値調整量テーブル５０と、ステップＳ１６にて濃度補正制御部３５０３’が保持している現像電圧調整量重み付け係数テーブルを用いる。現像電圧値調整量テーブル５０については、第１の実施形態と同様である。ここで、図１６−Ａに示される通常モード現像電圧値調整量重み付け係数テーブル５４、図１６−Ｂに示されるベタ濃度重視モード現像電圧値調整量重み付け係数テーブル５５、図１６−Ｃに示される中間調濃度重視モード現像電圧値調整量重み付け係数テーブル５６の各濃度補正モードの重み付け係数テーブルについて説明する。通常モードでは、第１の実施形態と同様であり、現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）は、各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の計算値の平均値とする。一方、ベタ濃度重視モード及び中間調重視モードにおいては、各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の計算値をそれぞれ重み付けし、平均値計算する。前述したように、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、主に高Ｄｕｔｙ印刷部分、特にベタ濃度を制御することができる。したがって、例えば、ベタ濃度重視モードでは、Ｄｕｔｙ１００％の重み付けを大きくし、中間調重視モードではＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％の重み付けを大きくすればよい。

現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）は、以下の式に基づいて求める。ここでは、シアン（Ｃ）の現像電圧値制御量ＣＤＢ（Ａ）の算出工程について説明する。なお、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）の補正後目標印刷濃度の計算も同様に行うことができる。また、ステップＳ１６において読取った濃度検出パターン１１０１のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度値のそれぞれをＣＯＤ_Ｓ３０，ＣＯＤ_Ｓ７０，ＣＯＤ_Ｓ１００とし、濃度補正モードはベタ重視モードが指定されたものとする。

ＣＤＢ（Ａ）＝｛（ＣＯＤ_Ｓ３０−ＣＯＤ’_３０）／△ＣＤＢ_３０×ＣＤＢ_Ｂ３０＋（ＣＯＤ_Ｓ７０−ＣＯＤ’_７０）／△ＣＤＢ_７０×ＣＤＢ_Ｂ７０＋（ＣＯＤ_Ｓ１００−ＣＯＤ’_１００）／△ＣＤＢ_１００×ＣＤＢ_Ｂ１００｝／３・・・（９）

このようにして計算した各色の現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）に基づいて、機構制御部３５は、高圧制御部４１に対して現像電圧を増減するよう指示を与える。指示を受けた高圧制御部４１は、ＤＢ発生部４３に対して、印刷動作時に現像電圧初期値ＤＢ_０に現像電圧制御量ＤＢ（Ａ）を加算した現像電圧値ＤＢ_１［Ｖ］の電圧を印刷機構１０１，１０２，１０３，１０４が備える現像ローラ４０１，４０２，４０３，４０４等に印加するよう指示を与える（ステップＳ１８）。

補正後現像電圧値ＤＢ_１［Ｖ］＝ＤＢ_０＋ＤＢ（Ａ）・・・（１０）

次に、機構制御部３５は、第１の実施形態におけるステップＳ６と同様に、記憶手段３５０５が予め格納している濃度検出パターン１１０１の搬送ベルト１８への印刷を実行する。そして、濃度検出パターン１１０１の印刷が終了すると、機構制御部３５は濃度検出パターン１１０１の各Ｄｕｔｙの濃度検出を開始する。機構制御部３５は、読取った出力電圧値を図７−Ａに示される濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブル４９を利用して印刷濃度値に変換する（ステップＳ１９）。

そして、機構制御部３５は、ステップＳ１９において読取った印刷濃度値とステップＳ１４において計算した補正後目標印刷濃度データテーブル４８のテーブル値とを比較してその差分を計算する。さらに、機構制御部３５は、計算した差分から各色のＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間をいくら増減すればよいのかを計算する。ここでの計算においては、図９−Ａに示されるＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１と、ステップＳ１６にて濃度補正制御部３５０３’が保持している現像電圧調整量重み付け係数テーブルを用いる。ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル５１については、第１の実施形態と同様である。ここで、図１６−Ｄに示される通常モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブル５７、図１６−Ｅに示されるベタ濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブル５８、図１６−Ｆに示される中間調濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブル５９の各濃度補正モードの重み付け係数テーブルについて説明する。通常モードでは、第１の実施形態と同様であり、ＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）は、各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の計算値の平均値とする。一方、ベタ濃度重視モード及び中間調重視モードにおいては、各Ｄｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の計算値をそれぞれ重み付けし、平均値計算する。前述したように、ＬＥＤ駆動時間を変化させると中Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を低Ｄｕｔｙ印刷部分や高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度に比べて大きく変化させることがき、主に中Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を制御することができる。

ＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）は、以下の式に基づいて求める。ここでは、シアン（Ｃ）のＬＥＤ駆動時間制御量ＣＤＫ（Ａ）の算出工程について説明する。なお、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）の補正後目標印刷濃度の計算も同様に行うことができる。また、ステップＳ１６において読取った濃度検出パターン１１０１のＤｕｔｙ３０％，Ｄｕｔｙ７０％，Ｄｕｔｙ１００％の印刷濃度値のそれぞれをＣＯＤ’_Ｓ３０，ＣＯＤ’_Ｓ７０，ＣＯＤ’_Ｓ１００とし、濃度補正モードはベタ重視モードが指定されたものとする。

ＣＤＫ（Ａ）＝｛（ＣＯＤ’_Ｓ３０−ＣＯＤ’_３０）／△ＣＤＫ_３０×ＣＤＫ_Ｂ３０＋（ＣＯＤ’_Ｓ７０−ＣＯＤ’_７０）／△ＣＤＫ_７０×ＣＤＫ_Ｂ７０＋（ＣＯＤ’_Ｓ１００−ＣＯＤ’_１００）／△ＣＤＫ_１００×ＣＤＫ_Ｂ１００｝／３・・・（１１）

ただし、Ｄｕｔｙ１００％のＬＥＤ駆動時間制御量が０の場合は、以下の式に基づいて求める。
ＣＤＫ（Ａ）＝｛（ＣＯＤ’_Ｓ３０−ＣＯＤ’_３０）／△ＣＤＫ_３０＋（ＣＯＤ’_Ｓ７０−ＣＯＤ’_７０）／△ＣＤＫ_７０＋（ＣＯＤ’_Ｓ１００−ＣＯＤ’_１００）／△ＣＤＫ_１００｝／２・・・（１２）

このようにして計算した各色のＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）に基づいて、機構制御部３５は、ＬＥＤヘッドインタフェース部３４に対してＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４の駆動時間を増減するよう指示を与える。指示を受けたＬＥＤヘッドインタフェース部３４は、印刷動作時にＬＥＤ駆動時間初期値ＤＫ_０にＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）を加算したＬＥＤ駆動時間ＤＫ_１［ｓ］の露光時間でＬＥＤヘッド９０１，９０２，９０３，９０４を制御する（ステップＳ２０）。

現像電圧値ＤＫ_１［ｓ］＝ＤＫ_０＋ＤＫ（Ａ）・・・（１３）

ステップＳ２１，Ｓ２２に関しては、第１の実施形態の図１１で説明したステップＳ１０，Ｓ１１と同様に行うことができるため、ここでの説明は省略する。

［実施例２］
実施例２では、第２の実施形態にかかる濃度補正処理の効果について印刷機構Ａ及び印刷機構Ｂに対する濃度補正処理シミュレーションを用いて説明する。ここで、印刷機構Ａは、第１の実施形態で説明したものであり、本シミュレーションにおける濃度補正処理には、実施例１と同様に、印刷機構Ａのγ特性に基づいて決定した図１０−Ｄに示される目標印刷濃度を用いた。また、本シミュレーションに用いる現像電圧値調整量テーブル（ここでは、現像電圧が１０Ｖ変化するときの印刷濃度値の変化量とする）を図１４−Ａに、ＬＥＤ駆動時間調整量テーブル（ここでは、ＬＥＤ駆動時間が１０％変化するときの印刷濃度値の変化量とする）を図１４−Ｂに示す。

このときのシミュレーション結果を図１８−Ａに示す。詳細は実施例１と同様であるので割愛するが、印刷エンジン部の濃度補正処理（濃度補正処理＜１＞〜＜４＞）の結果を見ると、印刷機構Ｂのように印刷機構Ａに対してγ特性にバラツキがあった場合、Ｄｕｔｙ１００％の印刷印刷濃度値が目標印刷濃度から大きくずれてしまい、安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の濃度を得ることができないことが分かる。

一方、第２の実施形態にかかる濃度補正処理シミュレーションでは、目標印刷濃度，現像電圧値調整量テーブル，ＬＥＤ駆動時間調整量テーブルは、上記のシミュレーションと同じ設定とした。また、用いた濃度補正モードはベタ濃度重視モードであり、図１８−Ｂに示されるベタ濃度重視モード現像電圧調整量重み付け係数テーブル、図１８−Ｃに示されるベタ濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブルをそれぞれ使用した。さらに、現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）の計算は上述した式（９）を用い、ＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）の計算は上述した式（１１）を用いた。

このときのシミュレーションの結果を図１８−Ｄに示す。図１８−Ｄに示されるように、γ特性にバラツキがある場合においても、濃度補正モードに対応した重み付けを行うことにより、安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を得ることができる。

以上のように、第２の実施形態によれば、現像電圧値制御量ＤＢ（Ａ）、ＬＥＤ駆動時間制御量ＤＫ（Ａ）を算出する際に、各Ｄｕｔｙに指定した濃度補正モードに対応した重み付けをすることにより、感光体やトナー等自体の製品品質の違いに起因してγ特性にバラツキがあった場合においても、安定した高Ｄｕｔｙ印刷部分の印刷濃度を得ることができる。

本発明の実施形態では、現像電圧及びＬＥＤ駆動時間を濃度補正手段としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ドラム電位等を濃度補正手段として用いてもよい。また、本実施形態では、静電潜像を形成させる露光手段をＬＥＤヘッドとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レーザ光源等を露光手段として用いてもよい。さらにまた、本実施形態では、用紙搬送経路上流側からブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の順に印刷機構を設けた形態として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。多色トナーを有し、複数の印刷機構有する場合において、印刷機構の並び順は、例えばシアン（Ｃ）の印刷機構が用紙搬送経路上流に配設される形態としてもかまわない。また、本実施形態においては、印刷機構の数が４台のもについて説明したが、本発明は印刷機構の数に限定されるものではない。印刷機構を複数有する場合や、単色の印刷機構、例えばブラック（Ｋ）のみの印刷機構を有する画像形成装置に対しても本発明が適用可能であることは言うまでもない。

本発明の実施形態では、画像形成装置としてプリンタを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複合機、ファクシミリ等の画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。

プリンタの要部構成を説明する概略構成図である。 濃度センサの模式図である。 プリンタの制御回路構成を説明する制御回路ブロック図である。 ドラムカウント値Ｄｃｏｕｎｔテーブルを説明する図である。 目標印刷濃度データテーブルを説明する図である。 目標印刷濃度データ補正係数テーブルを説明する図である。 補正後目標印刷濃度データテーブルを説明する図である。 目標印刷濃度データテーブルを説明する図である。 目標印刷濃度データ補正係数テーブルを説明する図である。 濃度検出パターンを説明する図である。 濃度検出パターンを説明する図である。 濃度センサ検出電圧―印刷濃度値変換テーブルを説明する図である。 センサ検出電圧と印刷濃度値との関係を説明する図である。 現像電圧値調整量テーブルを説明する図である。 現像電圧による印刷Ｄｕｔｙ−濃度特性を説明する図である。 ＬＥＤ駆動時間調整量テーブルを説明する図である。 ＬＥＤ駆動時間による印刷Ｄｕｔｙ−濃度特性を説明する図である。 γ特性を説明する図である。 目標印刷濃度を説明する図である。 γ特性を説明する図である。 目標印刷濃度を説明する図である。 濃度補正処理を説明するフローチャートである。 濃度検出パターンの読取り動作を説明する図である。 標準ターゲット階調特性テーブルを説明する図である。 階調補正処理を説明する図である。 階調補正値テーブルを説明する図である。 現像電圧値調整量テーブルを説明する図である。 ＬＥＤ駆動時間調整量テーブルを説明する図である。 濃度補正処理シミュレーション結果を説明する図である。 濃度補正処理＜５＞での検出値と標準ターゲット階調特性を説明する図である。 階調補正を説明する図である。 階調補正結果を説明する図である。 プリンタの制御回路構成を説明する制御回路ブロック図である。 通常モード現像電圧調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 ベタ濃度重視モード現像電圧調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 中間調濃度重視モード現像電圧調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 通常モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 ベタ濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 中間調濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 濃度補正処理を説明するフローチャートである。 濃度補正処理シミュレーション結果を説明する図である。 ベタ濃度重視モード現像電圧調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 ベタ濃度重視モードＬＥＤ駆動時間調整量重み付け係数テーブルを説明する図である。 濃度補正処理シミュレーション結果を説明する図である。 γ特性を説明する図である。 γ特性のバラツキを説明する図である。

符号の説明

１，１’ プリンタ
１０ 用紙収容カセット
１１ ホッピングローラ
１２ 用紙搬送経路
１３ ガイド
１４ レジストローラ
１５ ピンチローラ
１６ センサ
１７ センサ
１８ 搬送ベルト
１９ 駆動ローラ
２０ 従動ローラ
２１ 吸着ローラ
２２ ヒートローラ
２２０１ ヒータ
２３ 加圧ローラ
２４ サーミスタ
２５ センサ
２６ センサ
２７ ガイド
２８ スタッカ
２９ クリーニングブレード
３０ 廃トナータンク
３１ 濃度センサ
３１０１ 赤外ＬＥＤ
３１０２ 鏡面反射光受光用フォトトランジスタ
３１０３ 拡散反射光受光用フォトトランジスタ
３２ ホストインタフェース部
３３ コマンド／画像処理部
３３０１ 階調補正制御部
３３０２ 記憶手段
３４ ＬＥＤヘッドインタフェース部
３５ 機構制御部
３５０１ ドラムカウンタ部
３５０２ 濃度補正処理実行判定部
３５０３ 濃度補正制御部
３５０３’濃度補正制御部
３５０４ ドラムカウント値判定部
３５０５ 記憶手段
３５０６ 濃度補正処理制御判断部
３５０７ 記憶手段
３６ ホッピングモータ
３７ レジストモータ
３８ ベルトモータ
３９ ヒータモータ
４０ ドラムモータＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ
４１ 高圧制御部
４２ ＣＨ発生部
４３ ＤＢ発生部
４４ ＴＲ発生部
１０１，１０２，１０３，１０４ 印刷機構
２０１，２０２，２０３，２０４ 感光体ドラム
３０１，３０２，３０３，３０４ 帯電ローラ
４０１，４０２，４０３，４０４ 現像ローラ
５０１，５０２，５０３，５０４ トナー供給ローラ
６０１，６０２，６０３，６０４ 現像ブレード
７０１，７０２，７０３，７０４ 除電光
８０１，８０２，８０３，８０４ トナーカートリッジ
９０１，９０２，９０３，９０４ ＬＥＤヘッド
１００１，１００２，１００３，１００４ 転写ローラ

Claims (8)

1. 回転自在に支持された像担持体を備えた画像形成ユニットを用いて所定の目標印刷濃度で濃度検出パターンの印刷を行う画像形成装置であって、
   前記像担持体の回転数を格納する印刷量格納部と、
   複数の印刷密度の各々に対応して設定され、前記目標印刷濃度を補正する補正値を前記像担持体の回転数に応じて格納する濃度補正値格納手段と、
   前記印刷量格納部に格納されている前記像担持体の回転数から前記補正値を決定する決定部と、
   前記決定部が決定した前記補正値に基づき、電源投入時、所定枚数印刷時、又は装置周辺の環境変化の何れかの濃度補正処理実行条件が満たされたときに前記目標印刷濃度を変更する目標印刷濃度変更手段とを備え、
   前記目標印刷濃度変更手段は現像手段及び／又は露光手段に供給するエネルギー量を調節することで前記目標印刷濃度を変更し、
   前記現像手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して前記現像手段の各現像電圧値制御量が演算され、演算された各現像電圧値制御量を平均値化することにより求められ、
   前記露光手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して前記露光手段の各駆動時間制御量が演算され、演算された各駆動時間制御量を平均値化することにより求められることを特徴とする画像形成装置。
   
2. 前記決定部は前記像担持体の回転数に所定の補正係数を乗じることで前記補正値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定の補正係数はγ特性の経時変化から実験的に求められた印刷濃度変化量であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 複数の濃度補正モードの中から何れかの濃度補正モードが選択されたかを判断する濃度補正制御判断手段をさらに備え、
   前記決定部は前記印刷量格納部に格納されている前記像担持体の回転数から選択された前記濃度補正モードに対応する前記補正値を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 複数の前記濃度補正モードは、通常モード、ベタ濃度重視モード、中間調濃度重視モードの何れか２つ以上の濃度補正モードであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記決定部は前記目標印刷濃度変更手段が露光手段及び／又は現像手段に供給するエネルギー量を算出する際に前記濃度補正モードに対応した印刷濃度域に重み付けを行うことを特徴とする請求項４又請求項５に記載の画像形成装置。
7. 回転自在に支持された像担持体を備えた画像形成ユニットを用いて所定の目標印刷濃度で濃度検出パターンの印刷を行う画像形成方法であって、
   前記像担持体の回転数を格納する印刷量格納工程と、
   複数の印刷密度の各々に対応して設定され、前記目標印刷濃度を補正する補正値を前記像担持体の回転数に応じて格納する濃度補正値格納工程と、
   前記印刷量格納部に格納されている前記像担持体の回転数から前記補正値を決定する決定工程と、
   前記決定部が決定した前記補正値に基づき、電源投入時、所定枚数印刷時、又は装置周辺の環境変化の何れかの濃度補正処理実行条件が満たされたときに前記目標印刷濃度を変更する目標印刷濃度変更工程とを備え、
   前記目標印刷濃度変更工程においては現像手段及び／又は露光手段に供給するエネルギー量を調節することで前記目標印刷濃度を変更し、
   前記現像手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して前記現像手段の各現像電圧値制御量が演算され、演算された各現像電圧値制御量を平均値化することにより求められ、
   前記露光手段に供給するエネルギー量は各印刷密度の各々に対して前記露光手段の各駆動時間制御量が演算され、演算された各駆動時間制御量を平均値化することにより求められることを特徴とする画像形成方法。
   
8. 複数の濃度補正モードの中から何れかの濃度補正モードが選択されたかを判断する濃度補正制御判断工程をさらに備え、
   前記決定工程では前記印刷量格納工程において格納されている前記像担持体の回転数から選択された前記濃度補正モードに対応する前記補正値を決定することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。