JP2005131961A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置の光量補正によって出力画像の濃度ムラを補正する機能を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a function of correcting density unevenness of an output image by correcting light amount of an exposure apparatus.
電子写真プロセスを使用するプリンタ、複写機等の画像形成装置においては、様々な要因,例えば、感光体感度ムラ、露光装置の露光ムラ、転写ムラなどによって、出力画像に濃度ムラが生じることがある。この濃度ムラは、出力する色、スクリーンパターンの種類、又は写真や文字等の画像種類等に応じて異なるのが普通である。従来においては、それぞれの場合に応じて露光装置の露光量を補正することによって、この濃度ムラを補正していた(例えば、特許文献1参照)。特許文献1記載の技術を「従来の技術」と称することとする。
In an image forming apparatus such as a printer or a copier using an electrophotographic process, density unevenness may occur in an output image due to various factors, for example, photoreceptor sensitivity unevenness, exposure apparatus exposure unevenness, transfer unevenness, and the like. . This density unevenness usually varies depending on the color to be output, the type of screen pattern, or the type of image such as a photograph or character. Conventionally, this density unevenness has been corrected by correcting the exposure amount of the exposure apparatus according to each case (for example, see Patent Document 1). The technique described in
また、画像形成装置のひとつに、タンデム構成を有するものがある。これは、YMCK各色に対応する画像形成エンジンを水平方向に配列させ、順次各色の画像形成を行うものである。この画像形成プロセス中、各画像形成エンジンにおける感光体ドラム上の像は、それぞれ一旦中間転写体に転写される。この中間転写体への転写は1次転写と呼ばれている。この1次転写の際、感光体ドラムの回転軸方向(以降「主走査方向」とする)にも濃度ムラが生じることがある。従来技術においては、この主走査方向に生じる濃度ムラも露光装置の露光量によって補正していた。 Some image forming apparatuses have a tandem configuration. In this method, image forming engines corresponding to each color of YMCK are arranged in the horizontal direction, and image formation of each color is sequentially performed. During this image forming process, the image on the photosensitive drum in each image forming engine is once transferred to the intermediate transfer member. This transfer to the intermediate transfer member is called primary transfer. During this primary transfer, density unevenness may also occur in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum (hereinafter referred to as “main scanning direction”). In the prior art, the density unevenness generated in the main scanning direction is also corrected by the exposure amount of the exposure apparatus.
この主走査方向の濃度ムラは、出力する画像の画像濃度(以降、適宜「Cin」と表記する)に応じて異なる分布を有することが知られている。図8は、画像濃度と主走査方向の濃度ムラとの関係を例示した図である。Cinが20%の時と60%の時とでは、同図に示すように主走査方向の濃度分布は異なる。 It is known that the density unevenness in the main scanning direction has a different distribution depending on the image density of the output image (hereinafter, referred to as “Cin” as appropriate). FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between image density and density unevenness in the main scanning direction. When Cin is 20% and 60%, the density distribution in the main scanning direction is different as shown in FIG.
しかしながら、従来の技術における露光量補正は、ある画像濃度の濃度ムラ分布に基づいて行われている。図9はこの様子を例示したものである。同図に示すように、従来の露光量補正では、ある画像濃度で適正な露光補正量を供給できたとしても、別の画像濃度においては露光装置が過補正となることがあって好ましくない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、全濃度領域において、主走査方向の濃度ムラ分布を補正することができる画像形成装置を提供することを目的としている。
However, the exposure amount correction in the conventional technique is performed based on the density unevenness distribution of a certain image density. FIG. 9 illustrates this situation. As shown in the figure, in the conventional exposure amount correction, even if an appropriate exposure correction amount can be supplied at a certain image density, the exposure apparatus may be overcorrected at another image density, which is not preferable.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of correcting density unevenness distribution in the main scanning direction in all density regions.
上記課題を解決するため、この発明は、光導電性を有する像担持体と、画像データに従って前記像担持体の表面を露光する手段であって、前記像担持体の表面において主走査方向に延びた露光対象領域を前記画像データに従って露光する動作を、前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って該露光対象領域を移動させながら行うことにより前記画像データに対応した静電潜像を前記像担持体の表面に形成する露光手段と、前記静電潜像を前記像担持体の表面において可視像化する現像手段と、前記像担持体表面の可視像を記録媒体に出力する出力手段とを有する画像形成手段と、前記画像データによって表される画像の濃度および前記主走査方向における位置の組み合わせに依存した露光補正量の分布を表す露光補正量分布データを生成する露光補正量分布データを予め取得し、出力すべき画像データが与えられたとき、前記主走査方向の各位置に各々対応し、かつ、該画像データによって表される画像の濃度に各々対応した露光補正量を前記露光補正量分布データに基づいて決定する露光補正量決定手段と、前記露光補正量決定手段により決定された露光補正量に基づいて、前記露光手段における露光量を制御する露光量制御手段とを具備することを特徴とする画像形成装置を提供する。
かかる画像形成装置によれば、出力すべき画像データによって表される画像の濃度に対応し、かつ、主走査方向に沿った各位置に対応して決定された露光補正量を用いて、露光手段による露光量の制御が行われる。
In order to solve the above problems, the present invention is a photoconductive image carrier and means for exposing the surface of the image carrier according to image data, and extends in the main scanning direction on the surface of the image carrier. An operation of exposing the exposure target area according to the image data is performed while moving the exposure target area along a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, thereby generating an electrostatic latent image corresponding to the image data. An exposure means for forming on the surface of the image carrier; a developing means for visualizing the electrostatic latent image on the surface of the image carrier; and an output for outputting the visible image on the surface of the image carrier to a recording medium. Generating exposure correction amount distribution data representing an exposure correction amount distribution depending on a combination of an image density represented by the image data and a position in the main scanning direction. When exposure correction amount distribution data is acquired in advance and image data to be output is given, exposure corresponding to each position in the main scanning direction and corresponding to the density of the image represented by the image data An exposure correction amount determination unit that determines a correction amount based on the exposure correction amount distribution data, and an exposure amount control that controls an exposure amount in the exposure unit based on the exposure correction amount determined by the exposure correction amount determination unit And an image forming apparatus.
According to such an image forming apparatus, the exposure unit uses the exposure correction amount corresponding to the density of the image represented by the image data to be output and corresponding to each position along the main scanning direction. The exposure amount is controlled by.
以下、図面を参照して、本発明の最良な実施の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態:画像形成装置>
<1−1:画像形成部100>
図1は、本実施形態に係る画像形成装置10の概略構成図である。
画像形成装置10は、大別すると画像形成部100と制御部200とから構成されている。図1では、画像形成部100を構成する各装置には100番台の符号が付けられており、制御部200を構成する各装置には200番台の符号が付けられている。
画像形成部100は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の4色それぞれに対応する4個の画像形成エンジン110Y、110M、110C、110Kを有する。尚、各画像形成エンジンの基本的な構成は共通であるから、ここでは、画像形成エンジン110Yについて説明する。
<First Embodiment: Image Forming Apparatus>
<1-1:
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
The
The
画像形成エンジン110Yは、光導電性を有する円筒状の感光体ドラム120の周囲に、帯電装置130、露光装置140、現像装置150等を配置してなるものである。
帯電装置130は、回転駆動される感光体ドラム120を帯電させるためのもので、本実施形態においては、コロナ放電を利用するスコロトロンが使用されている。この帯電装置130により、感光体ドラム120の表面電位は、所定の帯電電位となる。
なお、帯電の態様は、直流のBCR,交流のBCR、又は帯電ブラシを使用するもの、コロナ放電を利用するもの等多様であるが、如何なる帯電手段を用いても本実施形態に係る効果を得ることができる。
The
The
There are various charging modes, such as those using a direct current BCR, an alternating current BCR, or a charging brush, and those using corona discharge, but the effect according to the present embodiment can be obtained by using any charging means. be able to.
露光装置140は、帯電装置130によって所定の帯電電位に帯電した感光体ドラム120に対して、出力画像に基づいた露光用のビームを照射するROS(Raster Output Scanner:書き込み露光用走査装置)である。ROSの光源としては、LD(Laser Diode)が主に使われている。このLDの走査方向は、感光体ドラム120の軸方向と等しく、本実施形態においてはこの方向を主走査方向(FS(Fast Scanning)方向)と呼ぶ。また、この主走査方向と直交する方向を、副走査方向(SS(Slow Scanning)方向)と呼ぶこととする。この露光装置140を構成する各LDは、画像形成装置10によって出力される画像における1画素に対応する。
感光体ドラム120表面の、ビームが照射された部分の表面電位は、感光体ドラム120の有する光導電性により所定のレベルまで減少する。この感光体ドラム120表面の電位は、電位センサ141によって計測される。このように感光体ドラム120の表面電位が変化することにより、露光装置140によって露光がなされた感光体ドラム120の表面には、出力画像に基づいた静電潜像が形成される。
The
The surface potential of the surface irradiated with the beam on the surface of the
現像装置150は、感光体ドラム120表面に形成された静電潜像を顕像化する装置である。この現像装置150は、図示しない現像スリーブ上に付着させて搬送した現像剤(トナー)を、感光体ドラム120表面に形成された静電潜像に付着させることによって静電潜像を顕像化する。トナーは、所定の現像バイアスによって現像スリーブ上に生じる電位と、感光体ドラム120の表面電位との電位差によって、現像スリーブから感光体ドラム120表面へ移動し、付着する。従って、トナーは、露光によって表面電位が減少した部分にのみ付着し、静電潜像が可視像となる。
以上が画像形成エンジン110Yの詳細である。その他の画像形成エンジン110M,110C、110Kについても、トナーが各色に対応する以外は同様の構成を有している。本実施形態における画像形成部100は、これら4つの画像形成エンジンが直列に配置された、所謂4ドラムタンデム配列方式の構成となっている。
The developing
The above is the details of the
各画像形成エンジンの下方には、感光体ドラム120と一部が当接するように中間転写体160が設けられている。中間転写体160は無端ベルトであり、駆動ロール161、及び駆動ロール161に従動するバックアップロール162に、一定の張力を維持するように巻回されている。上述した画像形成エンジン110Y、110M、110Cおよび110Kの各感光体ドラム120は、各々の表面を中間転写体160の表面に当接させた状態で、同一方向に回転駆動される。中間転写体160は、駆動ロール161を駆動する図示せぬ駆動装置によって、これら感光ドラム120の表面の移動方向と同じ方向に循環駆動される。中間転写体160と各色に対応した感光体ドラム120との各当接位置には、ちょうど中間転写体160を挟み込むように各色に対応した1次転写ロール163が各々配設されている。各感光体ドラム120上の可視像は、この1次転写ロールによって中間転写体160と圧接され、中間転写体160に多重転写される。
Below each image forming engine, an
2次転写ロール172は、中間転写体160を間に挟んでバックアップロール162と対向している。画像形成部100内の用紙トレイ170に保持された用紙171は、2次転写ロール172とバックアップロール162との対向位置に送られ、各色の可視像が多重転写された中間転写体160と共に、2次転写ロール172とバックアップロール162との間を通過する。その際、用紙171は、2次転写ロール172によって中間転写体160と圧接され、中間転写体160上に多重転写された可視像が用紙171に転写される。このようにして用紙171に転写された可視像は、最後に、定着装置180によって加熱及び加圧等の定着処理を施された後、排出部181より排出される。以上が画像形成部100の詳細である。
The
<1−2:制御部200>
制御部200は、画像形成部100の動作を制御するとともに、本実施形態に係る濃度ムラ補正処理を実行するための制御を行う。
図2には、制御部200を構成する各装置のうち本実施形態における濃度ムラ補正処理に関連する部分が示されている。以下、図1及び図2を参照して制御部200について説明する。
<1-2:
The
FIG. 2 shows a portion related to density unevenness correction processing in the present embodiment among the devices constituting the
制御回路210は、この制御部200の各部を制御すると共に、画像形成部100における様々な動作の制御を行う装置であり、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等からなる。この制御回路210が行う制御の一例としては、各画像形成エンジンにおける露光装置140の露光量補正処理、電位センサ141から供給される電位検出信号の処理、後述する画像読み取り装置から供給される濃度データ処理、後述するパターン形成部220、プリント制御部230、及び画像濃度制御部240の制御等が挙げられる。
The
パターン形成部220は、濃度ムラ補正処理に用いられる濃度ムラ検出用パターンや、画像形成部100におけるトナー供給量を制御するための制御用パッチを生成する。プリント制御部230は、制御回路210によって画像の出力を指示されると、当該画像の画像データを生成する。イメージカウント部250は、パターン形成部220またはプリント制御部230によって生成される画像データによって表される画像の平均濃度を表す画像濃度目標値を生成し、画像濃度制御部240に供給する。画像濃度制御部240では、イメージカウント部250から供給された画像濃度目標値に基づいて、現像装置150で使用されるトナー量を制御するためのトナー供給信号を制御する。
The
一方、パターン形成部220またはプリント制御部230によって生成される画像データは、イメージカウント部250を介して画像処理部260に供給される。画像処理部260では、与えられた画像データから、YMCK各色に対応した濃度データを生成し、パルス幅変調回路261に供給する。パルス幅変調回路261では、当該濃度データに基づいてPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号が生成され、露光装置140を駆動するレーザドライバ262に供給される。
レーザドライバ262は、パルス幅変調回路261から供給されるパルス幅変調信号に基づいて、各画像形成エンジンにおける露光装置140を駆動する。また、後述する濃度ムラ補正処理が行われると、レーザドライバ262には、制御回路210から露光装置140の露光量を補正するための露光補正量が与えられる。
On the other hand, the image data generated by the
The
画像濃度検出信号処理部270は、画像形成エンジン110Kの1次転写位置よりも、やや中間転写体160の進行方向下流に位置する濃度センサ271から出力される濃度検出信号を処理し、画像濃度制御部240に供給する回路である。濃度センサ271は、中間転写体160における画像と画像の間、いわゆるインターイメージ部において形成される濃度制御用パッチの濃度を検出するセンサである。この濃度制御用パッチの画像データは、前述のパターン形成部220から与えられるものである。画像濃度制御部240では、この濃度制御用パッチの濃度情報と、イメージカウント部250から与えられる画像濃度目標値とを比較して、現像装置150において使用されるトナー濃度を補正する。このようなトナー濃度の補正は、ADC(Auto Developability Control)制御と呼ばれる。
The image density detection
画像読み取り装置280は、画像形成装置10内に設置されており、スキャナ等の外部接続の画像読み取り装置と同等の機能を有する。この画像読み取り装置280は、制御回路210によって制御されており、後述する濃度ムラ補正処理において、濃度ムラ検出用パターンが用紙171に出力されると、定着装置180による定着処理が施された後、この用紙171上の濃度ムラ検出パターンを読み取る。この読み取り処理によって得られた当該パターンの濃度データは、制御回路210に供給される。制御回路210は、濃度ムラ補正処理時には、画像読み取り装置280から受け取った濃度データに基づいて主走査方向の濃度ムラ分布を算出し、露光補正量分布を算出する。また、制御回路210は、この露光補正量分布を画像濃度Cin毎に作成する。従って、前述のレーザドライバ262には、画像濃度Cin毎の露光補正量が与えられる。
尚、本実施形態において、この画像読み取り装置280は、画像形成装置10に内蔵されているが、かならずしもこの態様である必要はない。例えば、画像読み取り装置280を画像形成装置10内に設ける代わりに、スキャナなどの画像読み取り装置から外部に設け、この画像読み取り装置によって濃度ムラ検出パターンを読み取ったときに得られる画像データまたは濃度データを受け取る受信装置を画像形成装置10に設けてもよい。この場合にも本実施形態と同等の効果が得られる。
The
In the present embodiment, the
<1−3:濃度ムラ補正処理>
図3は、本実施形態に係る濃度ムラ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
好ましい態様においてこの濃度ムラ補正処理は、各画像形成エンジンにおける感光体ドラム120の交換時に行われる。また、別の好ましい態様において、この濃度ムラ補正処理は、所定の枚数(例えば5万枚等)の印刷出力が行われる毎等に行われる。更には、別の好ましい態様では、ユーザが任意のタイミングにおいて所定の操作を行ったときに濃度ムラ補正処理が実行される。さらに別の好ましい態様では、予め定められたタイミングで自動的に濃度ムラ補正処理が実行される。
<1-3: Density unevenness correction processing>
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of density unevenness correction processing according to the present embodiment.
In a preferred embodiment, the density unevenness correction process is performed when the
濃度ムラ補正処理が開始されると、制御回路210は、パターン形成部220に濃度ムラ検出用パターンの画像データの出力を指示し、画像形成部100、及び制御部200の各部を制御して、用紙171に濃度ムラ検出用パターンの出力を行う(ステップS301)。この濃度ムラ検出用パターンの出力は、濃度ムラの補正対象となる画像形成エンジンについて行われる。ここでは、単色、例えば画像形成エンジン110Yに対する濃度ムラ補正処理が行われることとする。
When the density unevenness correction processing is started, the
図4は、本実施形態に係る濃度ムラ検出用パターンの模式図である。
本実施形態における濃度ムラ検出用パターンは、副走査方向に一定の幅を有し、かつ、主走査方向に延びたストライプ状の均一濃度領域を副走査方向に並べたようなパターンとなっている。ここで、各ストライプ状均一濃度領域の画像濃度Cinは、10%から100%まで10%ずつ段階的に変化している。階調の表現方法には、一般的に、各画素の濃度を複数ビットの濃度データによって表現し、各画素毎に濃度階調をもたせる濃度階調法と、1ビットの濃度を有する複数の画素によって、階調単位であるマトリックスを構成し、このマトリックスを言わば1画素として階調表現を行う面積階調法とがあり、本実施形態では前者が用いられている。この方法を用いると、後者の面積階調法と比較して高精細な画像を得ることができる。
FIG. 4 is a schematic diagram of a density unevenness detection pattern according to this embodiment.
The density unevenness detection pattern in the present embodiment is a pattern having a certain width in the sub-scanning direction and stripe-like uniform density regions extending in the main scanning direction arranged in the sub-scanning direction. . Here, the image density Cin of each stripe-shaped uniform density region changes stepwise by 10% from 10% to 100%. Generally, the gradation expression method expresses the density of each pixel by density data of a plurality of bits, and gives a density gradation method for each pixel, and a plurality of pixels having a density of 1 bit. Thus, there is an area gray scale method in which a gray scale unit matrix is formed and the gray scale is expressed as a single pixel, and the former is used in this embodiment. When this method is used, a high-definition image can be obtained as compared with the latter area gradation method.
本実施形態において、プリント制御部230およびパターン形成部220の各々から出力される1画素分の画像データは8ビットで構成されており、これにより「0」〜「255」の256階調が表される。
In the present embodiment, the image data for one pixel output from each of the
濃度ムラ検出用パターンの出力が終了すると、用紙171に出力された濃度ムラ検出用パターンの画像が画像読み取り装置280によって読み取られ、読み取ったパターン各部の画像の濃度が検出される(ステップS302)。本実施形態においては、画像形成エンジン110Yを対象とした濃度ムラ補正処理について述べているから、この場合、画像読み取り装置280は、「Y」即ちイエロー単色の濃度が検出されることになる。
なお、本実施形態に係る画像形成装置10は、濃度ムラ検出用のパターンとして、YMCK単色の他にも、これらYMCKの内2色の組み合わせで表現される2次色であるRGB、又はYMCから構成される3次色であるグレイ等が出力できるようになっている。
When the output of the density unevenness detection pattern is finished, the image of the density unevenness detection pattern output to the
Note that the
次に、検出された濃度から、YMCK各色(ここではYのみ)の濃度データが算出され(ステップS303)、制御回路210に供給される。YMCK単色の場合には、ステップS303が実行されるが、例えば、濃度ムラ検出用パターンが3次色で形成されていれば、ステップS302において、濃度ムラ検出パターンの読み取りにより得られたRGB各色の画像データが画像読み取り装置280から出力され、制御回路210によりRGBの色データが、一旦L*a*b*データに変換される(ステップS304)。そして、更にこのL*a*b*データがYMCの濃度データに変換される(ステップS305)。
Next, density data for each color of YMCK (here, only Y) is calculated from the detected density (step S303) and supplied to the
制御回路210は、このようにして濃度ムラ検出パターンを構成する各画素の濃度データが得られると、主走査方向に沿った各画素の濃度分布を画像濃度Cin毎に算出する(ステップS306)。さらに詳述すると、次の通りである。既に説明したように、濃度ムラ検出パターンは、画像濃度Cinが異なった複数のストライプ状の均一濃度領域を有している。制御回路210は、これらの各ストライプ状均一濃度領域毎に(すなわち、各画像濃度Cin毎に)、当該領域に対応した濃度データを用いて、用紙171上における主走査方向の各画素の濃度分布を求めるのである。次に、制御回路210は、この各画像濃度Cin毎の濃度分布に基づいて露光補正量を演算する(ステップS307)。この露光補正量を算出するに当たって、最初に、各画像濃度Cin毎に、用紙171において主走査方向に並んだ全画素の濃度値が平均される。そして各画素についてそれらの濃度のこの平均値からの差分が算出される。これが上記濃度誤差となる。また、基準として平均値の代わりに、主走査方向書き出し位置(領域)の濃度を用いても良い。
When the density data of each pixel constituting the density unevenness detection pattern is obtained in this way, the
ここで、全画素についてこの濃度誤差に基づく露光補正量を算出しても構わないが、例えば、1200dpi(dot per inch)の解像度でLDが書き込みを行う露光装置ではLDの書き込み画素の総数が数万個に及ぶことがあり、その場合に各書き込み画素について露光補正量を演算していては制御回路210の処理負荷が増大する懸念が生じる。そこで、本実施形態では、以下のようにして、露光補正量が演算される。
Here, the exposure correction amount based on this density error may be calculated for all pixels. For example, in an exposure apparatus in which the LD writes at a resolution of 1200 dpi (dot per inch), the total number of LD write pixels is a number. In such a case, if the exposure correction amount is calculated for each writing pixel, the processing load of the
制御回路210は、露光装置140を構成する書き込み画素を数百個単位の素子群に分割して扱う。ここでは、256個毎にこの素子群が構成され、主走査方向に全50個の素子群が配列しているとする。制御回路210は、各素子群内において、適当な間隔で数個の素子を抽出し、これら各素子に対応した前記濃度分布上の画素の濃度誤差を取得する。例えば、16画素間隔でこの濃度誤差を取得すれば、一素子群当たり16画素、全800画素分の濃度誤差が得られることになる。制御回路210は、取得した濃度誤差に基づいて、下記(1)式に示す演算を行う。
Δexp=1/Sensitivity・ΔD ・・・・・(1)
ここで、Δexpは露光補正量、ΔDは濃度誤差である。「Sensitivity」は、感度係数であり、画像濃度Cin、及びCMYK各色によって異なる。この感度係数は、画像濃度Cinを「X」(単位は%)とすると、下記(2)式で算出される。
Sensitivity=b0+b1・X+b2・X2+・・・・+b6・X6・・・・・(2)
ここで、b0〜b6は各色毎に異なる定数であり、回帰演算によって与えられる。
The
Δexp = 1 / Sensitivity · ΔD (1)
Here, Δexp is an exposure correction amount, and ΔD is a density error. “Sensitivity” is a sensitivity coefficient, and varies depending on the image density Cin and each color of CMYK. This sensitivity coefficient is calculated by the following equation (2) when the image density Cin is “X” (unit:%).
Sensitivity = b 0 + b 1 • X + b 2 • X 2 +... + B 6 • X 6 (2)
Here, b 0 to b 6 are constants different for each color, and are given by regression calculation.
これらの演算の結果、各素子群について16個ずつ、濃度誤差を補正するための露光補正量Δexpが得られる。制御回路210は、素子群毎に、この16個のデータを直線補間によって補間する。尚、補間の態様はこれに限定されず、スプライン補間などが行われても良い。この補間処理の結果、素子群毎に、露光補正量の補正カーブが得られる。この補間を行う際に、例えば、ある素子群の256番目の画素と、隣接する素子群の16番目の画素とを補間するように制御回路210が制御を行えば、主走査方向に連続した1本の露光補正量カーブが得られる。この露光量算出処理は、各画像濃度Cinについて行われ、その結果、ステップS307によって、画像濃度Cinが10%から100%までの10種類の露光量補正カーブが得られる。
尚、ここでは、画像形成エンジン110Yを対象に説明しているが、実際の補正処理実行時に、YMCK各色を対象とすることによって、各色に対応した露光補正量カーブが得られることは勿論である。
As a result of these calculations, 16 exposure correction amounts Δexp for correcting the density error are obtained for each element group. The
Here, the
各色、各Cinについて露光補正量カーブが算出されると、制御回路210は、この露光補正量カーブを、8ビット即ち256階調に拡張する(ステップS308)。濃度ムラ検出用パターンを256階調で出力しても構わないが、これも前述のように制御回路210の処理負荷を考えると好ましくない。ここでは、10階調分の露光補正量カーブに基づいて中間階調を補間し、256階調分の露光補正量カーブを得ている。補間の方法としては、ステップS307と同様に直線補間が使用される。即ち、実測された画像濃度Cinについて、前述の800画素分の露光補正量を連結する。この連結の際、Cinが0%の時の露光補正量はゼロとする。この連結処理の結果、Cinが0%から100%までの全諧調領域における露光補正量カーブが得られる。最後に、この領域を256等分することにより、256階調の画像濃度に対応した露光補正量カーブが得られることになる(ステップS309)。こうして得られた露光補正量カーブは、制御回路210によって図示略のRAMに格納される。
When the exposure correction amount curve is calculated for each color and each Cin, the
図5は、ある画素における、画像濃度Cinと露光補正量との関係図である。画像濃度の増加に伴って、露光補正量は増加することが分かる。尚、同図において、露光補正量は、補正前の露光量に対する割合で示されている。また、ステップS308によって得られる主走査方向全濃度領域における露光補正量カーブは、図5に示すカーブを、縦軸及び横軸とそれぞれ直交する方向に重ね合わせたものである。 FIG. 5 is a relationship diagram between the image density Cin and the exposure correction amount in a certain pixel. It can be seen that the exposure correction amount increases as the image density increases. In the figure, the exposure correction amount is shown as a ratio to the exposure amount before correction. Further, the exposure correction amount curve in the entire density region in the main scanning direction obtained in step S308 is obtained by superimposing the curves shown in FIG. 5 in the directions orthogonal to the vertical axis and the horizontal axis, respectively.
以上のようにして、主走査方向全画素、全画像濃度に対する露光補正量カーブが得られると、以後、制御回路210は、プリント制御部230から得られる入力画像データの用紙171への出力の際に、この入力画像データによって表される画素値と、RAMに格納された露光補正量カーブとから、画素毎に露光補正量を算出し、この露光補正量に基づく露光量の補正をレーザドライバ262に指示する。
When the exposure correction amount curve for all pixels in the main scanning direction and all image densities is obtained as described above, the
<第2実施形態:画像形成装置>
上述の実施形態において、画像データは画素毎に8ビットの濃度階調を有する多値画像として扱われている。階調表現には既に述べた通り、濃度階調法の他に面積階調法があり、この面積階調法の場合、一画素は1ビット、即ち、0%又は100%の濃度しか有さず、複数画素を一単位として階調表現を行っている。この様な場合には、一画素の濃度データを得るだけでは画像濃度を判別することができず、上述の形態では濃度ムラの補正を行うことができない。ここでは、そのような問題を解消した第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment: Image Forming Apparatus>
In the above-described embodiment, the image data is handled as a multi-value image having a density gradation of 8 bits for each pixel. As already described, gradation expression includes area gradation method in addition to density gradation method. In this area gradation method, one pixel has a density of 1 bit, that is, 0% or 100%. Instead, gradation expression is performed with a plurality of pixels as a unit. In such a case, the image density cannot be determined only by obtaining the density data of one pixel, and the density unevenness cannot be corrected in the above-described form. Here, a second embodiment in which such a problem is solved will be described.
図6は、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置20における制御部400のブロック図である。なお、画像形成部については、上述の第1実施形態に係る画像形成部100と同等である。また、同図において、図2と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を省略することとする。
FIG. 6 is a block diagram of the
本実施形態に係る制御部400は、制御回路210がLラインバッファ401を有する点が第1実施形態と異なっている。Lラインバッファ401は、画像処理部260から供給される2値化された画像データを、副走査方向にLライン分保持するバッファである。このLラインバッファ401に保持されたLライン分の画像データに基づいて、制御回路210は各画素について画像濃度を算出する。
The
図7は、本実施形態における画像濃度Cinの算出方法を示した概念図である。
制御回路210は、濃度ムラ検出用パターン402上に、主走査方向にM画素、副走査方向にN(N≦L)ラインで構成されるN行M列のマトリックスを形成する。このマトリックスは、本実施形態において濃度階調を表す単位であり、例えば16画素×16ラインで構成されている場合には256階調の濃度表現が可能となる。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a method for calculating the image density Cin in the present embodiment.
The
制御回路210は、始めに、このマトリックスに含まれる各画素について、画素値(画素の濃度データ)を平均する。平均された画素値は、このマトリックスの先頭画素の濃度となる。例えば、このマトリックス上で、千鳥状に画素が点灯されている場合には、点灯画素の割合は50%であるから、このマトリックスの先頭画素の濃度は50%と判定される。先頭画素の濃度が算出されると、制御回路210は、このマトリックスをFS方向に1画素ずつ移動させる。そして同様に平均値を算出して、マトリックスの先頭画素の画像濃度とする。順次FS方向にこのマトリックスを移動させて同様に移動平均を算出すると、主走査方向の各画素について濃度Cinが求められる。
First, the
M×N個の画素値の平均として算出される画素毎の濃度も、主走査方向に濃度ムラを有している。従って、各画素の濃度Cinが算出されると、制御回路210は露光補正量の演算を行う。しかしながら、この場合、各画素の濃度を補正しようとしても、点灯されていない画素(実際の画素値がゼロ)については補正を行うことはできない。従って、制御回路210は、主走査方向に得られた各画素の濃度分布(上記移動平均処理で得られた平均濃度分布)を参照して、濃度の低い画素を含む領域については、当該画素を含むマトリックス中の点灯画素を増やすように濃度制御を行う。同様に、濃度の高い画素を含む領域については、マトリックス中の点灯画素を減らして、主走査方向の濃度ムラ分布を均一化する。このような濃度ムラ補正処理を行っても、全体としてスクリーンパターンの線数(マトリックスの対角線1インチ当たりのライン数)が変化する程の変化は現れず、画質に影響は現れない。尚、ここでは点灯画素の増減によって濃度ムラが補正される処理について説明したが、無論、点灯された画素(100%の濃度)について、それぞれ露光量補正を行うことによって濃度ムラ補正が行われても良い。
The density for each pixel calculated as the average of the M × N pixel values also has density unevenness in the main scanning direction. Therefore, when the density Cin of each pixel is calculated, the
本実施形態における濃度ムラ補正処理は、スクリーンパターンの種類毎に行う必要があるが、マトリックスの平均として濃度を算出するから、どのようなスクリーンパターンであっても対応することができる。また、このマトリックスの規模を適切に決定することによって、例えば、スクリーン線数が多い時にはマトリックスは小さく、スクリーン線数が少ない時にはマトリックスを大きく設定することによって、画素毎の濃度算出精度を高めることができる。 The density unevenness correction processing in this embodiment needs to be performed for each type of screen pattern, but since the density is calculated as the average of the matrix, any screen pattern can be handled. In addition, by appropriately determining the size of this matrix, for example, by setting the matrix small when the number of screen lines is large and by setting the matrix large when the number of screen lines is small, the density calculation accuracy for each pixel can be improved. it can.
10…画像形成装置(第1実施形態)、20…画像形成装置(第2実施形態)、100…画像形成部、110Y、110M、110C、110K…画像形成エンジン、120…感光体ドラム、130…帯電装置、140…露光装置、141…電位センサ、150…現像装置、160…中間転写体、161…駆動ロール、162…バックアップロール、163…1次転写ロール、170…用紙トレイ、171…用紙、172…2次転写ロール、180…定着装置、181…排出部、200…制御部(第1実施形態)、210…制御装置、220…パターン形成部、230…プリント制御部、240…画像濃度制御部、250…イメージカウント部、260…画像処理部、261…パルス幅変調回路、262…レーザドライバ、270…画像濃度検出信号処理部、271…濃度センサ、280…画像読み取り装置、400…制御部(第2実施形態)、401…Lラインバッファ、402…濃度ムラ検出用パターン。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記画像データによって表される画像の濃度および前記主走査方向における位置の組み合わせに依存した露光補正量の分布を表す露光補正量分布データを予め取得し、出力すべき画像データが与えられたとき、前記主走査方向の各位置に各々対応し、かつ、該画像データによって表される画像の濃度に各々対応した露光補正量を前記露光補正量分布データに基づいて決定する露光補正量決定手段と、
前記露光補正量決定手段により決定された露光補正量に基づいて、前記露光手段における露光量を制御する露光量制御手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier having photoconductivity and a means for exposing the surface of the image carrier according to image data, wherein an exposure target area extending in the main scanning direction on the surface of the image carrier is exposed according to the image data. Exposure means for forming an electrostatic latent image corresponding to the image data on the surface of the image carrier by performing an operation while moving the exposure target area along a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction; An image forming unit comprising: a developing unit that visualizes the electrostatic latent image on a surface of the image carrier; and an output unit that outputs a visible image of the surface of the image carrier to a recording medium;
When the exposure correction amount distribution data representing the distribution of the exposure correction amount depending on the combination of the density of the image represented by the image data and the position in the main scanning direction is acquired in advance, and image data to be output is given, Exposure correction amount determination means for determining an exposure correction amount corresponding to each position in the main scanning direction and corresponding to the density of the image represented by the image data based on the exposure correction amount distribution data;
An image forming apparatus comprising: an exposure amount control unit that controls an exposure amount in the exposure unit based on the exposure correction amount determined by the exposure correction amount determination unit.
前記濃度ムラ検出用パターンの画像データが前記露光手段に与えられることにより前記出力手段から前記記録媒体に出力される出力パターンを読み取り、出力パターンの画像データを出力する画像読み取り装置と、
前記画像読み取り装置から出力される画像データを、前記記録媒体上における出力パターン各部の濃度を表す濃度データに変換する変換手段と、
前記濃度ムラ検出用パターンの画像データによって表される前記濃度ムラ検出用パターン各部の目標濃度と前記濃度データによって表される前記出力パターン各部の濃度とに基づいて、露光補正量分布データを生成する露光補正量分布データ生成手段と
を具備することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A pattern forming unit that gives image data of a density unevenness detection pattern whose density changes along the sub-scanning direction to the exposure unit;
An image reading device that reads the output pattern output from the output unit to the recording medium when image data of the density unevenness detection pattern is given to the exposure unit, and outputs the image data of the output pattern;
Conversion means for converting image data output from the image reading device into density data representing the density of each part of the output pattern on the recording medium;
Exposure correction amount distribution data is generated based on the target density of each part of the density unevenness detection pattern represented by the image data of the density unevenness detection pattern and the density of each part of the output pattern represented by the density data. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: an exposure correction amount distribution data generation unit.
外部の画像読み取り装置から画像データを受け取る受信手段と、
前記受信手段によって受け取られた画像データを濃度データに変換する変換手段と、
前記濃度ムラ検出用パターンの画像データによって表される前記濃度ムラ検出用パターン各部の目標濃度と前記変換手段により得られた濃度データによって表される画像の各部の濃度とに基づいて、露光補正量分布データを生成する露光補正量分布データ生成手段と
を具備することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A pattern forming unit that gives image data of a density unevenness detection pattern whose density changes along the sub-scanning direction to the exposure unit;
Receiving means for receiving image data from an external image reading device;
Conversion means for converting the image data received by the receiving means into density data;
An exposure correction amount based on the target density of each part of the density unevenness detection pattern represented by the image data of the density unevenness detection pattern and the density of each part of the image represented by the density data obtained by the conversion means The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: an exposure correction amount distribution data generation unit that generates distribution data.
前記画像データによって表される画素の色毎に、前記露光補正量分布データ生成手段による露光補正量の決定および前記露光量制御手段による露光量の制御を行うことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The image data is data representing the color of a pixel at each pixel position arranged in the main scanning direction and the sub-scanning direction,
2. The exposure correction amount is determined by the exposure correction amount distribution data generation unit and the exposure amount is controlled by the exposure control unit for each pixel color represented by the image data. Image forming apparatus.
前記露光補正量決定手段は、前記画像データによって表される各画素の濃度に基づいて前記露光補正量を決定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The image data is multi-value data representing pixel density at each pixel position arranged in the main scanning direction and the sub-scanning direction,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure correction amount determining unit determines the exposure correction amount based on a density of each pixel represented by the image data.
前記露光補正量決定手段は、前記各画素位置毎に、当該画素位置を含む主走査方向M画素、副走査方向Nライン分のブロックを想定し、該ブロックに含まれるオン状態の2値データの数に基づいて、当該画素位置における画素の濃度を推定し、推定した各画素の濃度に基づいて前記露光補正量を決定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The image data is binary data representing on / off of pixels at each pixel position arranged in the main scanning direction and the sub-scanning direction,
The exposure correction amount determining means assumes, for each pixel position, a block for M pixels in the main scanning direction and N lines in the sub-scanning direction including the pixel position, and for the binary data in the ON state included in the block. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the density of the pixel at the pixel position is estimated based on the number, and the exposure correction amount is determined based on the estimated density of each pixel.
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