JP2006208852A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 装置の大型化や高コスト化を回避しつつ，帯電ムラが存在する感光体やそれに加えて感度ムラも併存する感光体について高精度（高分解能）で露光量調節を行うことにより，画像の濃度ムラが発生すること及び画像濃度の連続性を阻害して画質が悪化することを防止すること。
【解決手段】 制御部１０により，感光体の表面を複数に分割した複数画素分の分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理によって決定された補正階調の配列の情報に従って，画像形成用の画素階調の補正を行う。その際，前記分割領域各々における各画素の補正階調の平均値を，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に応じた値とし，前記分割領域における全画素の前記画素階調が０階調である場合にも前記画素階調の補正を行う。
【選択図】図３
【解決手段】 制御部１０により，感光体の表面を複数に分割した複数画素分の分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理によって決定された補正階調の配列の情報に従って，画像形成用の画素階調の補正を行う。その際，前記分割領域各々における各画素の補正階調の平均値を，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に応じた値とし，前記分割領域における全画素の前記画素階調が０階調である場合にも前記画素階調の補正を行う。
【選択図】図３
Description
本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関し，特に，感光体表面の露光感度のムラや帯電のムラによって生じる露光後の電位の過不足を適正に調節する画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置（複写機，プリンタ，ファクシミリ装置等）では，帯電装置（帯電手段）により感光体の表面を所定の初期電位まで一様に帯電させ，その帯電済みの感光体表面をレーザ光の走査やＬＥＤアレイ等の露光手段で露光することによって静電潜像を書き込む。
ここで，画像形成が行われる際には，まず，所定の画像処理手段により画像形成対象となる画像データに基づいて画素ごとの濃淡レベルを表す画素階調が決定され，予め帯電装置により帯電済みの感光体の表面を前記画像処理手段により決定された前記画素階調を所定の変換情報に基づいて露光量に変換され（通常は線形変換），これにより得られる露光量に従って露光手段により露光される。
ところで，感光体にはその表層部の膜厚や材料特性のばらつき等に起因する個体差があり，その表面を帯電装置により一定条件で一様に帯電させても，感光体ごとに固有の電位の分布が生じる。これがいわゆる帯電ムラである。また，初期電位が等しい領域各々を同一の露光量で露光しても，必ずしも同じ電位にまで下がるわけではなくばらつきが生じる。即ち，露光量の差異に対する電位低下量の差異の比（傾き）に分布（ムラ）がある状況であり，これがいわゆる感度ムラである。
このような各々固有の帯電ムラや感度ムラを有する感光体の表面の各領域について，前記画素階調から前記露光量への変換を同一の（共通の）変換情報に基づいて行うと，同じ露光量で露光しても領域ごとに露光後の電位が異なってしまい，トナーによって現像される濃度（現像濃度）が本来あるべき濃度に対して過不足が生じ，現像ムラ（濃度ムラ）となって表れる。
一般に，画像の濃淡を複数画素の前記画素階調の配列で表現する面積階調方式で階調表現を行う装置（いわゆるデジタル機）の場合，画像の濃淡を画素単位の濃淡のみで表現する装置（いわゆるアナログ機）に比べ，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れにくいものの，空間周期が比較的大きな帯電ムラが存在する場合，面積階調方式で階調表現を行うデジタル機においても濃度ムラを防ぎきれない。
特に，ＣＭＹＫ（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック）の４色のトナー像を重ねるカラー画像形成装置では，ＣＭＹの３色のトナー像を重ねて混色グレーの画像を形成するが，露光後の感光体表面に帯電ムラがあると，ＣＭＹのバランスが崩れて均一な混色グレー像が形成されない（濃度ムラが生じる）。
ここで，画像形成が行われる際には，まず，所定の画像処理手段により画像形成対象となる画像データに基づいて画素ごとの濃淡レベルを表す画素階調が決定され，予め帯電装置により帯電済みの感光体の表面を前記画像処理手段により決定された前記画素階調を所定の変換情報に基づいて露光量に変換され（通常は線形変換），これにより得られる露光量に従って露光手段により露光される。
ところで，感光体にはその表層部の膜厚や材料特性のばらつき等に起因する個体差があり，その表面を帯電装置により一定条件で一様に帯電させても，感光体ごとに固有の電位の分布が生じる。これがいわゆる帯電ムラである。また，初期電位が等しい領域各々を同一の露光量で露光しても，必ずしも同じ電位にまで下がるわけではなくばらつきが生じる。即ち，露光量の差異に対する電位低下量の差異の比（傾き）に分布（ムラ）がある状況であり，これがいわゆる感度ムラである。
このような各々固有の帯電ムラや感度ムラを有する感光体の表面の各領域について，前記画素階調から前記露光量への変換を同一の（共通の）変換情報に基づいて行うと，同じ露光量で露光しても領域ごとに露光後の電位が異なってしまい，トナーによって現像される濃度（現像濃度）が本来あるべき濃度に対して過不足が生じ，現像ムラ（濃度ムラ）となって表れる。
一般に，画像の濃淡を複数画素の前記画素階調の配列で表現する面積階調方式で階調表現を行う装置（いわゆるデジタル機）の場合，画像の濃淡を画素単位の濃淡のみで表現する装置（いわゆるアナログ機）に比べ，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れにくいものの，空間周期が比較的大きな帯電ムラが存在する場合，面積階調方式で階調表現を行うデジタル機においても濃度ムラを防ぎきれない。
特に，ＣＭＹＫ（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック）の４色のトナー像を重ねるカラー画像形成装置では，ＣＭＹの３色のトナー像を重ねて混色グレーの画像を形成するが，露光後の感光体表面に帯電ムラがあると，ＣＭＹのバランスが崩れて均一な混色グレー像が形成されない（濃度ムラが生じる）。
例えば，特許文献１によれば，露光後の電位に５Ｖ以上の電位ムラがあると，濃度ムラが顕著に表れるとされている。このような現象は，特に，いわゆるタンデム式のカラー画像形成装置において顕著である。また，ａ−Ｓｉ感光体（感光層がアモルファスシリコンからなる感光体）では，一般にＯＰＣ感光体よりも帯電ムラが大きいため，画像の濃度ムラがより顕著となる。かといって，ａ−Ｓｉ感光体において，帯電ムラが５Ｖ以下であることを品質規格（合格レベル）とすると，歩留まりが著しく悪化して現実的でない。
これに対し，特許文献１には，静電潜像書き込み用の露光前に，初期電位の分布を補正するための補助露光手段を設ける技術が示されている。
また，特許文献２には，感光体の感度情報に基づいて露光量を補正する技術が，特許文献３には，感光体の回転位置ごとに感度ムラを補正する技術が，特許文献４には，感光体の露光位置ごとに感度ムラを補正する技術が，特許文献５には，感光体の感度分布データに従って感度ムラを補正する技術が各々示されている。
特開２００３−１５４７０６号公報
特開平１０−３１３３２号公報
特開２０００−１６２８３４号公報
特開２００４−６１８６０号公報
特開２００４−２３３６９４号公報
これに対し，特許文献１には，静電潜像書き込み用の露光前に，初期電位の分布を補正するための補助露光手段を設ける技術が示されている。
また，特許文献２には，感光体の感度情報に基づいて露光量を補正する技術が，特許文献３には，感光体の回転位置ごとに感度ムラを補正する技術が，特許文献４には，感光体の露光位置ごとに感度ムラを補正する技術が，特許文献５には，感光体の感度分布データに従って感度ムラを補正する技術が各々示されている。
しかしながら，特許文献１に示されるように，静電潜像書き込み用の露光手段とは別個に独立した露光手段を設けることは，装置の大型化や高コスト化につながるため，適用が困難な場合が多いという問題点があった。特に，タンデム式のカラー画像形成装置の場合，複数（通常は４つ）の感光体ごとに新たな露光手段を設ける必要が生じ，スペース上及びコスト上の問題がより顕著となる。
また，特許文献１〜５に示される技術では，露光量の調節を画素単位で行われる。この場合，画素ごとの露光時間若しくは露光強度の調節，或いはそれらの組み合わせにより露光量調節を行うことになるが，そのような露光量調節では，調節分解能の制限から高精度での露光量調節ができないという問題点があった。
また，特許文献２〜５に示される技術は，いずれも感光体の感度ムラを補正するもの，即ち，基準となる感光体の露光特性（露光量と電位低下量との関係）と制御対象となる感光体の露光特性とにおける傾き（露光量の差異に対する電位低下量の差異の比）の相違分を補正するものであるため，帯電済み感光体の露光前の初期電位に分布がある（帯電ムラがある）場合には，その電位分布がそのままオフセットとして残り，画像の濃度ムラが解消されないという問題点があった。
また，特許文献１〜５に示される技術では，露光量の調節を画素単位で行われる。この場合，画素ごとの露光時間若しくは露光強度の調節，或いはそれらの組み合わせにより露光量調節を行うことになるが，そのような露光量調節では，調節分解能の制限から高精度での露光量調節ができないという問題点があった。
また，特許文献２〜５に示される技術は，いずれも感光体の感度ムラを補正するもの，即ち，基準となる感光体の露光特性（露光量と電位低下量との関係）と制御対象となる感光体の露光特性とにおける傾き（露光量の差異に対する電位低下量の差異の比）の相違分を補正するものであるため，帯電済み感光体の露光前の初期電位に分布がある（帯電ムラがある）場合には，その電位分布がそのままオフセットとして残り，画像の濃度ムラが解消されないという問題点があった。
図１０は，帯電ムラと感度ムラとが併存するａ−Ｓｉ感光体における前記画素階調とその画素階調に対応する露光量で露光した後の感光体の電位との関係を表すもの（図中，破線で表す）であり，図１０（ａ）は露光量補正を行わない場合（太い破線ｇ０１で表す），同（ｂ）は露光量の感度ムラ補正を行った場合（太い実線ｇ０２で表す）の各特性を表す。なお，図中，太い実線（ｇ０）で表す特性は，基準となる（標準的な）露光体の特性（以下，基準特性という）を表す。
ここで，図１０（ａ）に示すグラフは前記画素階調を横軸としているが，前記画素階調から前記露光量への変換を，ある一の変換式（係数は固定）或いは変換テーブルに基づいて行う限り，横軸を露光量と見ても等価である。即ち，図１０（ａ）においては，基準となる感光体の特性を表すグラフ線ｇ０と，制御対象となる測定対象である感光体の特性を表すグラフ線ｇ０１とは，いずれも同じ変換式（即ち，補正なし）に従って前記画素階調から前記露光量への変換が行われた例であるので，横軸を露光量に置き換えて露光特性（露光量に対する露光後の電位に特性）であるとして見ても等価である。
図１０（ａ）に示すように，一般に，感光体（特に，ａ−Ｓｉ感光体）における露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性においては，露光量が増大するにつれてほぼ線形的に露光後の電位が下がり，残留電位（最大露光量で露光後に残る電位）への収束領域（露光量の増加に対して電位が低下する傾きがごく緩やとなる範囲）を除く部分ではほぼ線形の露光特性を示す。例えば，図１０（ａ）における測定対象の感光体の露光特性ｇ０１においては，前記画素階調をＩ２としたときの帯電量Ｅ２以下の範囲でほぼ線形の露光特性を示し，基準となる感光体の露光特性ｇ０においては，前記画素階調をＩｓ２としたときの帯電量Ｅｓ２以下の範囲でほぼ線形の露光特性を示している。
また，測定対象の感光体に帯電ムラと感度ムラとが併存する場合，図１０（ａ）に示すように，前記基準露光特性ｇ０との間で，初期電位（露光前の帯電電位，即ち，ｙ切片）の差異（帯電ムラ相当分）と，露光特性の傾きの差異（感度ムラ相当分）とが生じる。このような感光体に対し，露光量の感度ムラ補正（傾きを一致させる補正）を行うと，図１０（ｂ）に示すように，帯電ムラに対応する電位差（初期電位の差分）がオフセットとして残り，これが画像の濃度ムラの原因となる。
ここで，図１０（ａ）に示すグラフは前記画素階調を横軸としているが，前記画素階調から前記露光量への変換を，ある一の変換式（係数は固定）或いは変換テーブルに基づいて行う限り，横軸を露光量と見ても等価である。即ち，図１０（ａ）においては，基準となる感光体の特性を表すグラフ線ｇ０と，制御対象となる測定対象である感光体の特性を表すグラフ線ｇ０１とは，いずれも同じ変換式（即ち，補正なし）に従って前記画素階調から前記露光量への変換が行われた例であるので，横軸を露光量に置き換えて露光特性（露光量に対する露光後の電位に特性）であるとして見ても等価である。
図１０（ａ）に示すように，一般に，感光体（特に，ａ−Ｓｉ感光体）における露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性においては，露光量が増大するにつれてほぼ線形的に露光後の電位が下がり，残留電位（最大露光量で露光後に残る電位）への収束領域（露光量の増加に対して電位が低下する傾きがごく緩やとなる範囲）を除く部分ではほぼ線形の露光特性を示す。例えば，図１０（ａ）における測定対象の感光体の露光特性ｇ０１においては，前記画素階調をＩ２としたときの帯電量Ｅ２以下の範囲でほぼ線形の露光特性を示し，基準となる感光体の露光特性ｇ０においては，前記画素階調をＩｓ２としたときの帯電量Ｅｓ２以下の範囲でほぼ線形の露光特性を示している。
また，測定対象の感光体に帯電ムラと感度ムラとが併存する場合，図１０（ａ）に示すように，前記基準露光特性ｇ０との間で，初期電位（露光前の帯電電位，即ち，ｙ切片）の差異（帯電ムラ相当分）と，露光特性の傾きの差異（感度ムラ相当分）とが生じる。このような感光体に対し，露光量の感度ムラ補正（傾きを一致させる補正）を行うと，図１０（ｂ）に示すように，帯電ムラに対応する電位差（初期電位の差分）がオフセットとして残り，これが画像の濃度ムラの原因となる。
ところで，感光体上の各位置において，前記画素階調とその画素階調を変換して得られる露光量で露光した後の電位との対応特性（対応関係）を，前記画素階調が０階調である場合（露光がなされない場合）を除く他の全階調の範囲に渡って所定の基準特性に一致させるように前記画素階調から露光量への変換を行う（露光量の決定を行う）ことも考えられる。
図１１のグラフｇ０２’は，図１０（ａ）のグラフｇ０に示した電ムラと感度ムラとが並存する感光体表面の露光に際し，０階調を除く全ての画素階調各々を設定して露光した後の電位を所定の基準特性に一致させるように前記画素階調から露光量への変換を行った場合の前記画素階調と露光後の電位との関係を表すグラフである。
しかしながら，図１１に示す結果となるような露光量変換を行うと，露光前の初期電位と前記画素階調を１（０を除く最小値）に設定して露光した後の電位とのギャップΔＶ０が特に大きくなる。このギャップΔＶ０が大きすぎると，画像を中間調で表現する場合の濃度の連続性が阻害されるため画質が悪化するという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，装置の大型化や高コスト化を回避しつつ，帯電ムラが存在する感光体やそれに加えて感度ムラも併存する感光体について高精度（高分解能）で露光量調節を行うことにより，画像の濃度ムラが発生すること及び画像濃度の連続性を阻害して画質が悪化することを防止できる画像形成装置を提供することにある。
図１１のグラフｇ０２’は，図１０（ａ）のグラフｇ０に示した電ムラと感度ムラとが並存する感光体表面の露光に際し，０階調を除く全ての画素階調各々を設定して露光した後の電位を所定の基準特性に一致させるように前記画素階調から露光量への変換を行った場合の前記画素階調と露光後の電位との関係を表すグラフである。
しかしながら，図１１に示す結果となるような露光量変換を行うと，露光前の初期電位と前記画素階調を１（０を除く最小値）に設定して露光した後の電位とのギャップΔＶ０が特に大きくなる。このギャップΔＶ０が大きすぎると，画像を中間調で表現する場合の濃度の連続性が阻害されるため画質が悪化するという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，装置の大型化や高コスト化を回避しつつ，帯電ムラが存在する感光体やそれに加えて感度ムラも併存する感光体について高精度（高分解能）で露光量調節を行うことにより，画像の濃度ムラが発生すること及び画像濃度の連続性を阻害して画質が悪化することを防止できる画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は，所定の画像データ，例えば，複写機における原稿からの読み取り画像データやプリンタにおける印刷ジョブ等の画像データに基づいて，画素ごとの濃淡レベルを表す画素階調を画像処理手段により決定し，予め帯電手段により帯電済みの感光体の表面を，前記画像処理手段により決定された前記画素階調を変換して得られる露光量に従って露光手段（静電潜像書き込み用の露光手段）により露光することにより，前記感光体に静電潜像を書き込む画像形成装置に適用されるものであり，前記画像処理手段により決定された前記画素階調を，前記感光体の表面を複数に分割した各々複数画素分の領域からなる分割領域ごとに，予め面積階調方式の画像処理により決定された補正対象画素の配列及びその補正対象画素各々における前記画素階調の補正階調に関する情報（以下，補正画素＆階調情報という）に従って補正し（画素階調補正），その補正後の前記画素階調に応じた露光量で露光がなされるよう前記露光手段を制御（露光量制御）するものである。
ここで，前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式としては，誤差拡散方式やスクリーン方式等が考えられる。
また，前記補正画素＆階調情報は，前記分割領域ごとに予め記憶手段に記憶しておきこれを用いることや，或いは所定の情報に基づく画像処理により決定することが考えられる。
例えば，前記分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に関する差分情報を記憶手段に記憶させておき，前記分割領域ごとにその差分情報に基づいて前記補正画素＆階調情報を決定した上で，その決定結果に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正することが考えられる。
また，前記分割領域ごとに，予め決定された前記補正画素＆階調情報を記憶手段に記憶させておき，その記憶情報に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正してもよい。
このように，複数画素分の領域である前記分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理により補正対象画素を分散させて露光量補正を行うことにより，画素各々の露光量調節の分解能が低くても，前記分割領域全体の露光量調節としては，その分割領域を構成する画素数に応じて，「分解能＝ｍ・（ｎ−１）＋１，但し，ｎは画素階調の分解能，ｍは分割領域の画素数」の関係で分解能が向上する（分割領域ごとの）。これにより，前記分割領域全体として高精度での露光量調節が可能となる。
特に，前記画像処理手段が，前記画像データに基づいて複数画素からなる単位画素群ごとに前記画素階調の配列を決定する面積階調方式で階調表現を行うもの（いわゆるデジタル機の画像処理手段）である場合，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れることが抑制される上，空間周期が比較的大きい帯電ムラが存在しても，前記分割領域の単位での面積階調方式による露光量調節によってその帯電ムラが画像の濃度ムラとなって表れることを防止できる点で好適である。
また，前記補正画素＆階調情報は，前記分割領域ごとに予め記憶手段に記憶しておきこれを用いることや，或いは所定の情報に基づく画像処理により決定することが考えられる。
例えば，前記分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に関する差分情報を記憶手段に記憶させておき，前記分割領域ごとにその差分情報に基づいて前記補正画素＆階調情報を決定した上で，その決定結果に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正することが考えられる。
また，前記分割領域ごとに，予め決定された前記補正画素＆階調情報を記憶手段に記憶させておき，その記憶情報に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正してもよい。
このように，複数画素分の領域である前記分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理により補正対象画素を分散させて露光量補正を行うことにより，画素各々の露光量調節の分解能が低くても，前記分割領域全体の露光量調節としては，その分割領域を構成する画素数に応じて，「分解能＝ｍ・（ｎ−１）＋１，但し，ｎは画素階調の分解能，ｍは分割領域の画素数」の関係で分解能が向上する（分割領域ごとの）。これにより，前記分割領域全体として高精度での露光量調節が可能となる。
特に，前記画像処理手段が，前記画像データに基づいて複数画素からなる単位画素群ごとに前記画素階調の配列を決定する面積階調方式で階調表現を行うもの（いわゆるデジタル機の画像処理手段）である場合，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れることが抑制される上，空間周期が比較的大きい帯電ムラが存在しても，前記分割領域の単位での面積階調方式による露光量調節によってその帯電ムラが画像の濃度ムラとなって表れることを防止できる点で好適である。
ここで，前記分割領域各々の前記補正画素＆階調情報としては，その情報における前記補正階調の平均値を，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に応じた値とした情報とし，前記分割領域における全画素の前記画素階調が０階調である場合にも前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正を行うことが考えられる。例えば，前記分割領域各々における前記補正階調の平均値を，当該分割領域全体の平均的な前記露光特性における初期電位と前記基準特性における初期電位との差分に応じた値（例えば，その差分をかさ上げする値）としたものが考えられる。
これにより，従来は露光が行われない前記画素階調が０階調である場合も含めて前記画素階調の補正（即ち，露光量の補正）が行われるので，初期電位のばらつき（基準初期電位との差分）に応じた露光量の補正（かさ上げ）がなされ，前記画素階調が０階調のときと１階調のときとの露光後電位のギャップが抑えられることにより，中間調濃度の連続性を阻害して画質を悪化させることがない。
また，露光量補正における面積階調方式の単位である前記分割領域と，画像形成（静電潜像書き込み）用の画素階調を決定する面積階調方式の単位である前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数を同一とすれば，それら各面積階調方式で決定された階調の配列の空間周期が同一となるので，それらの相互干渉によるモアレの発生を防止できる。
また，前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と前記画像処理手段による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とが，相互にスクリーン角が約１５°以上ずれたスクリーン方式であっても，同様にモアレの発生を防止できる。
また，前記感光体がａ−Ｓｉ感光体である場合に，特に帯電ムラが顕著に表れることが多いため，本発明の適用に好適である。
これにより，従来は露光が行われない前記画素階調が０階調である場合も含めて前記画素階調の補正（即ち，露光量の補正）が行われるので，初期電位のばらつき（基準初期電位との差分）に応じた露光量の補正（かさ上げ）がなされ，前記画素階調が０階調のときと１階調のときとの露光後電位のギャップが抑えられることにより，中間調濃度の連続性を阻害して画質を悪化させることがない。
また，露光量補正における面積階調方式の単位である前記分割領域と，画像形成（静電潜像書き込み）用の画素階調を決定する面積階調方式の単位である前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数を同一とすれば，それら各面積階調方式で決定された階調の配列の空間周期が同一となるので，それらの相互干渉によるモアレの発生を防止できる。
また，前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と前記画像処理手段による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とが，相互にスクリーン角が約１５°以上ずれたスクリーン方式であっても，同様にモアレの発生を防止できる。
また，前記感光体がａ−Ｓｉ感光体である場合に，特に帯電ムラが顕著に表れることが多いため，本発明の適用に好適である。
本発明によれば，感光体の表面を複数に分割した複数画素分の分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理によって決定された画素配列（補正階調の配列）の情報に従った画像形成用の画素階調の補正が行われるので，画素各々の露光量調節の分解能が低くても，前記分割領域全体の露光量調節としては，その分割領域を構成する画素数に応じて飛躍的に分解能が向上し，前記分割領域全体として高精度での露光量調節が可能となる。
特に，前記画像処理手段が，前記画像データに基づいて複数画素からなる単位画素群ごとに前記画素階調の配列を決定する面積階調方式で階調表現を行うもの（いわゆるデジタル機の画像処理手段）である場合，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れることが抑制される上，空間周期が比較的大きい帯電ムラが存在しても，前記分割領域の単位での面積階調方式による露光量調節によってその帯電ムラが画像の濃度ムラとなって表れることを防止できる点で好適である。
また，前記分割領域各々の前記補正画素＆階調情報における前記補正階調の平均値を，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に応じた値とし，前記分割領域における全画素の前記画素階調が０階調である場合にも前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正を行えば，従来は露光が行われない前記画素階調が０階調である場合も含めて前記画素階調の補正（即ち，露光量の補正）が行われるので，初期電位のばらつき（基準初期電位との差分）に応じた露光量の補正（かさ上げ）がなされ，前記画素階調が０階調のときと１階調のときとの露光後電位のギャップが抑えられることにより，中間調濃度の連続性を阻害して画質を悪化させることがない。
また，露光量補正における面積階調方式の単位である前記分割領域と，画像形成（静電潜像書き込み）用の画素階調を決定する面積階調方式の単位である前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数を同一とすることや，前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と前記画像処理手段による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とを，相互にスクリーン角が約１５°以上ずれたスクリーン方式とすることにより，それら各面積階調方式で決定された階調の配列の相互干渉によるモアレの発生を防止できる。
特に，前記画像処理手段が，前記画像データに基づいて複数画素からなる単位画素群ごとに前記画素階調の配列を決定する面積階調方式で階調表現を行うもの（いわゆるデジタル機の画像処理手段）である場合，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れることが抑制される上，空間周期が比較的大きい帯電ムラが存在しても，前記分割領域の単位での面積階調方式による露光量調節によってその帯電ムラが画像の濃度ムラとなって表れることを防止できる点で好適である。
また，前記分割領域各々の前記補正画素＆階調情報における前記補正階調の平均値を，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に応じた値とし，前記分割領域における全画素の前記画素階調が０階調である場合にも前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正を行えば，従来は露光が行われない前記画素階調が０階調である場合も含めて前記画素階調の補正（即ち，露光量の補正）が行われるので，初期電位のばらつき（基準初期電位との差分）に応じた露光量の補正（かさ上げ）がなされ，前記画素階調が０階調のときと１階調のときとの露光後電位のギャップが抑えられることにより，中間調濃度の連続性を阻害して画質を悪化させることがない。
また，露光量補正における面積階調方式の単位である前記分割領域と，画像形成（静電潜像書き込み）用の画素階調を決定する面積階調方式の単位である前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数を同一とすることや，前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と前記画像処理手段による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とを，相互にスクリーン角が約１５°以上ずれたスクリーン方式とすることにより，それら各面積階調方式で決定された階調の配列の相互干渉によるモアレの発生を防止できる。
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの概略断面図，図２は画像形成装置Ｘの主要部の概略構成を表すブロック図，図３は画像形成装置Ｘにおける分割領域の画素階調平均とそれを差分情報の第１実施例に基づいて補正後の画素階調との対応関係及びその補正後画素階調に従って露光を行ったときの元の画素階調平均と露光後電位との関係を表すグラフ，図４は画像形成装置Ｘにおける分割領域の画素階調平均とそれを差分情報の第２実施例に基づいて補正後の画素階調との対応関係及びその補正後画素階調に従って露光を行ったときの元の画素階調平均と露光後電位との関係を表すグラフ，図５は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第１例を表す図，図６は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第２例を表す図，図７は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第３例を表す図，図８は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第４例を表す図，図９は画像形成装置Ｘにおける画像データに基づく画素階調の配列と補正画素＆階調情報の第５例とを表す図，図１０は帯電ムラと感度ムラとが並存する感光体表面における従来の画素階調と露光後の電位との関係の一例を表すグラフ，図１１は帯電ムラと感度ムラとが並存する感光体表面の露光に際し０を除く全ての画素階調各々を設定して露光した後の電位を基準特性に一致させるように露光量変換を行った場合の画素階調と露光後の電位との関係を表すグラフである。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの概略断面図，図２は画像形成装置Ｘの主要部の概略構成を表すブロック図，図３は画像形成装置Ｘにおける分割領域の画素階調平均とそれを差分情報の第１実施例に基づいて補正後の画素階調との対応関係及びその補正後画素階調に従って露光を行ったときの元の画素階調平均と露光後電位との関係を表すグラフ，図４は画像形成装置Ｘにおける分割領域の画素階調平均とそれを差分情報の第２実施例に基づいて補正後の画素階調との対応関係及びその補正後画素階調に従って露光を行ったときの元の画素階調平均と露光後電位との関係を表すグラフ，図５は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第１例を表す図，図６は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第２例を表す図，図７は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第３例を表す図，図８は画像形成装置Ｘにおける補正画素＆階調情報の第４例を表す図，図９は画像形成装置Ｘにおける画像データに基づく画素階調の配列と補正画素＆階調情報の第５例とを表す図，図１０は帯電ムラと感度ムラとが並存する感光体表面における従来の画素階調と露光後の電位との関係の一例を表すグラフ，図１１は帯電ムラと感度ムラとが並存する感光体表面の露光に際し０を除く全ての画素階調各々を設定して露光した後の電位を基準特性に一致させるように露光量変換を行った場合の画素階調と露光後の電位との関係を表すグラフである。
まず，図１に示す断面図を用いて，本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの全体構成について説明する。
画像形成装置Ｘは，ブラック（ＢＫ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），の４色のトナーを用いるタンデム方式の画像形成装置の一例であるプリンタである。
画像形成装置Ｘは，トナー像を形成し，記録紙に画像形成を行う画像形成部α１，その記録紙を前記画像形成部α１に供給する給紙部α２，及び画像形成の行われた記録紙の排出がなされる排紙部α３を有する。
パーソナルコンピュータ等の外部装置から不図示の通信部により受信された画像情報（印刷ジョブ）は，後述する画像処理部１２によりブラック（ＢＫ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），の４色各々に対する画素ごとの濃淡値情報である画素階調に変換される。
画像形成装置Ｘは，ブラック（ＢＫ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），の４色のトナーを用いるタンデム方式の画像形成装置の一例であるプリンタである。
画像形成装置Ｘは，トナー像を形成し，記録紙に画像形成を行う画像形成部α１，その記録紙を前記画像形成部α１に供給する給紙部α２，及び画像形成の行われた記録紙の排出がなされる排紙部α３を有する。
パーソナルコンピュータ等の外部装置から不図示の通信部により受信された画像情報（印刷ジョブ）は，後述する画像処理部１２によりブラック（ＢＫ），マゼンダ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），の４色各々に対する画素ごとの濃淡値情報である画素階調に変換される。
前記画像形成部α１は，上記４色各々の像を担持する４つの感光体ドラム１（ブラック用１ＢＫ，マゼンダ用１Ｍ，イエロー用１Ｙ，シアン用１Ｃ），その感光体ドラム１各々の表面を一様に帯電させる帯電装置３（３ＢＫ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ），その帯電装置４により予め帯電済みの前記感光体ドラム１各々の表面を後述する画像処理部１２により決定される前記画素階調に対応する露光量の光を画素ごとに照射する（露光する）ことにより前記感光体ドラム１に静電潜像を書き込む露光源２（２ＢＫ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，露光手段の一例），その静電潜像にトナーを供給することによりトナー像として現像する現像装置５（５ＢＫ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ），前記感光体ドラム１各々の表面に形成されたトナー像が順次転写され，そのトナー像を記録紙に転写する中間転写ベルト７，記録紙を搬送する搬送ローラ８，記録紙上に転写されたトナー像を加熱定着させる定着装置９，トナー像を記録紙に転写後の前記感光体ドラム１表面の除電を行う除電装置４（４ＢＫ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ）等を備えて概略構成される。
前記感光体ドラム１は，例えば，高硬度で性状が安定しているため耐久性に優れる一方，感度ムラに加えて帯電ムラが比較的顕著に表れやすいａ−Ｓｉ感光体等である。
前記帯電装置３は，前記感光体ドラム１の表面をその軸方向に沿って一様に帯電させるものであるが，前記感光体ドラム１に帯電ムラがある場合，前記帯電装置３による帯電後（露光前）の電位（初期電位）には分布が生じる。
図１に示す前記露光源２は，前記感光体ドラム１の軸方向（主走査方向）に１画素ごとに複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイにより構成されたものの例を示している。この他，前記露光源２は，レーザ光を前記感光体ドラム１の軸方向に走査するレーザスキャン装置等によって構成されたものであってもよい。
前記現像装置５は，前記感光体ドラム１にトナーを供給する現像ローラを備え，その現像ローラに印加された電位（現像バイアス電位）と前記感光体ドラム１表面の電位との電位ギャップに応じて，前記現像ローラ上のトナーが前記感光体ドラム１の面上に引き寄せられ，前記静電潜像がトナー像として顕像化される。
前記給紙部α２は，給紙カセット２０，給紙ローラ６等を有して概略構成される。前記給紙カセット２０に予め収容された記録紙は，前記給紙ローラ６が回転駆動することにより前記画像形成部α１に搬送される。
前記給紙部α２から送出された記録紙は，前記搬送ローラ８により搬送されつつ，前記中間転写ベルト７からトナー像が転写される。そして，トナー像が転写された記録紙は，前記定着装置９に搬送され，例えば加熱ローラ等により記録紙に加熱定着された後，前記排紙部α３に搬送されて排出される。
前記帯電装置３は，前記感光体ドラム１の表面をその軸方向に沿って一様に帯電させるものであるが，前記感光体ドラム１に帯電ムラがある場合，前記帯電装置３による帯電後（露光前）の電位（初期電位）には分布が生じる。
図１に示す前記露光源２は，前記感光体ドラム１の軸方向（主走査方向）に１画素ごとに複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイにより構成されたものの例を示している。この他，前記露光源２は，レーザ光を前記感光体ドラム１の軸方向に走査するレーザスキャン装置等によって構成されたものであってもよい。
前記現像装置５は，前記感光体ドラム１にトナーを供給する現像ローラを備え，その現像ローラに印加された電位（現像バイアス電位）と前記感光体ドラム１表面の電位との電位ギャップに応じて，前記現像ローラ上のトナーが前記感光体ドラム１の面上に引き寄せられ，前記静電潜像がトナー像として顕像化される。
前記給紙部α２は，給紙カセット２０，給紙ローラ６等を有して概略構成される。前記給紙カセット２０に予め収容された記録紙は，前記給紙ローラ６が回転駆動することにより前記画像形成部α１に搬送される。
前記給紙部α２から送出された記録紙は，前記搬送ローラ８により搬送されつつ，前記中間転写ベルト７からトナー像が転写される。そして，トナー像が転写された記録紙は，前記定着装置９に搬送され，例えば加熱ローラ等により記録紙に加熱定着された後，前記排紙部α３に搬送されて排出される。
図２は，画像形成装置Ｘの主要部の概略構成を表すブロック図である。
画像形成装置Ｘは，前記帯電装置３，前記露光源２，前記現像装置５及び前記除電装置４に加え，ＭＰＵ及びその周辺装置であるＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成され，当該画像形成装置Ｘの各構成要素を制御する制御部１０，利用者に対する情報の表示手段であるとともに，利用者の操作に従って情報を入力する手段でもある液晶タッチパネル等の表示操作部１１，各種画像処理を行う画像処理部１２，ＥＥＰＲＯＭ等の読み書き自在の記憶手段であり各種データを記憶するデータ記憶部１３，前記感光体ドラム１各々の回転方向の位置を検出する回転位置検出部１４及び後述する差分情報に基づく画像処理を行う補正用画像処理部１５等を備えている。
前記画像処理部１２は，外部装置から不図示の通信制御部を介して入力される所定の画像データ（印刷ジョブ等）に基づいて，トナーの各色について画素ごとの濃淡レベルを表す画素階調をデジタル方式により決定する処理を実行する。
ここで，前記画像処理部１２は，前記画像データに基づいて，複数画素からなる画素群（以下，単位画素群という）の単位で，印字する画素（描画画素）の配列，及び印字する画素の前記画素階調を決定する誤差拡散方式やスクリーン方式等の面積階調方式によって画像の濃度階調表現を行う。
前記データ記憶部１３には，予め，前記感光体ドラム１各々について，その表面を複数に分割した領域であって複数画素分の領域からなる分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性（例えば，図１０（ａ）のグラフｇ０１の特性）と，全ての前記分割領域に共通の基準特性（例えば，図１０（ａ）のグラフｇ０の特性）との差分を特定するための情報である差分情報が予め記憶されている（差分情報記憶手段の一例）。この差分情報の内容については後述する。
ここで，前記分割領域は，例えば，当該分割領域と前記画像処理部１２における面積階調方式での画像処理で採用される前記単位画素群とで，相互に縦方向（副走査方向）の画素数及び横方向（主走査方向）の画素数を同一にした領域とすること等が考えられる。
前記補正用画像処理部１５は，前記差分情報に基づいて面積階調方式の画像処理を行うことにより，後述する補正画素＆階調情報を求めるものである。
画像形成装置Ｘは，前記帯電装置３，前記露光源２，前記現像装置５及び前記除電装置４に加え，ＭＰＵ及びその周辺装置であるＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成され，当該画像形成装置Ｘの各構成要素を制御する制御部１０，利用者に対する情報の表示手段であるとともに，利用者の操作に従って情報を入力する手段でもある液晶タッチパネル等の表示操作部１１，各種画像処理を行う画像処理部１２，ＥＥＰＲＯＭ等の読み書き自在の記憶手段であり各種データを記憶するデータ記憶部１３，前記感光体ドラム１各々の回転方向の位置を検出する回転位置検出部１４及び後述する差分情報に基づく画像処理を行う補正用画像処理部１５等を備えている。
前記画像処理部１２は，外部装置から不図示の通信制御部を介して入力される所定の画像データ（印刷ジョブ等）に基づいて，トナーの各色について画素ごとの濃淡レベルを表す画素階調をデジタル方式により決定する処理を実行する。
ここで，前記画像処理部１２は，前記画像データに基づいて，複数画素からなる画素群（以下，単位画素群という）の単位で，印字する画素（描画画素）の配列，及び印字する画素の前記画素階調を決定する誤差拡散方式やスクリーン方式等の面積階調方式によって画像の濃度階調表現を行う。
前記データ記憶部１３には，予め，前記感光体ドラム１各々について，その表面を複数に分割した領域であって複数画素分の領域からなる分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性（例えば，図１０（ａ）のグラフｇ０１の特性）と，全ての前記分割領域に共通の基準特性（例えば，図１０（ａ）のグラフｇ０の特性）との差分を特定するための情報である差分情報が予め記憶されている（差分情報記憶手段の一例）。この差分情報の内容については後述する。
ここで，前記分割領域は，例えば，当該分割領域と前記画像処理部１２における面積階調方式での画像処理で採用される前記単位画素群とで，相互に縦方向（副走査方向）の画素数及び横方向（主走査方向）の画素数を同一にした領域とすること等が考えられる。
前記補正用画像処理部１５は，前記差分情報に基づいて面積階調方式の画像処理を行うことにより，後述する補正画素＆階調情報を求めるものである。
そして，前記制御部１０は，前記画像処理部１２により決定された前記画素階調を取得し，その画素階調と前記差分情報とに基づいて前記感光体１ごと，及び前記分割領域ごとに個別に前記露光源２における露光量を制御する（露光量制御手段の一例）。以下，この露光量制御を個別露光量制御という。その結果，前記露光源２各々により，前記個別露光量制御に従った露光量での前記分割領域各々の露光が行われる。
また，前記制御部１０は，前記分割領域の各位置（露光位置）を認識して前記露光源２による露光を制御する。
即ち，前記露光源２にＬＥＤアレイを用いる場合，画素ごとにＬＥＤが配列されているので，前記制御部１０は，前記感光体ドラム１表面の軸方向（主走査方向）の露光位置については，点灯させるＬＥＤの配列位置（配列番号等）により認識する。
これに対し，前記感光体ドラム１表面の周方向（副走査方向）の露光位置については，前記回転位置検出部１４により前記感光体ドラム１表面のいずれの位置が前記露光源２の光照射位置に位置するかを検出し，前記制御部１０は，その検出結果を取得することにより認識する。
一方，前記データ記憶部１３に，前記分割領域各々の識別情報として，ＬＥＤの識別情報（ＬＥＤの配列番号等）と前記回転位置検出部１４の検出値との組み合わせを記憶しておき，さらにその組み合わせ（前記分割領域各々の識別情報）各々に対応づけて前記かさ上げ露光量を記憶しておく。
さらに，前記制御部１０は，これから点灯させようとするＬＥＤの位置（配列番号等）と前記回転位置検出部１４の検出結果とに基づいて，前記個別露光量制御に用いる前記かさ上げ露光量を前記データ記憶部１３から抽出（検索）して読み出す。
また，前記回転位置検出部１４の構成としては，例えば，前記感光体ドラム１の回転軸に回転式のポテンショメータを設けて回転位置を検出する構成や，前記感光体ドラム１の回転軸に突起部等の基準部を設け，その基準部の通過位置を接触型のスイッチやフォトカプラ等により検出し，その検出時点からの経過時間を計時する構成等が考えられる。
なお，前記露光源２としてレーザスキャン装置を用いる場合，前記感光体ドラム１表面の軸方向（主走査方向）の露光位置については，レーザ光の走査に用いられるポリゴンミラーの回転位置を検出することや，或いは，レーザ光が所定の基点位置に偏向されたことが受光素子により検出されてからの経過時間を計時すること等により検出すればよい。
さらに前記制御部１０は，所定のクロック信号の分周やカウント等を行うパルス信号制御回路（不図示）を備え，これにより生成された各種の信号を前記露光源２に出力することにより，前記露光源２の露光時間を制御する。ここで，露光時間は，前記画素階調に比例した時間が設定される。これにより，露光強度を一定とする限り，前記画素階調に比例した露光量での露光がなされることになる。
また，前記制御部１０は，前記分割領域の各位置（露光位置）を認識して前記露光源２による露光を制御する。
即ち，前記露光源２にＬＥＤアレイを用いる場合，画素ごとにＬＥＤが配列されているので，前記制御部１０は，前記感光体ドラム１表面の軸方向（主走査方向）の露光位置については，点灯させるＬＥＤの配列位置（配列番号等）により認識する。
これに対し，前記感光体ドラム１表面の周方向（副走査方向）の露光位置については，前記回転位置検出部１４により前記感光体ドラム１表面のいずれの位置が前記露光源２の光照射位置に位置するかを検出し，前記制御部１０は，その検出結果を取得することにより認識する。
一方，前記データ記憶部１３に，前記分割領域各々の識別情報として，ＬＥＤの識別情報（ＬＥＤの配列番号等）と前記回転位置検出部１４の検出値との組み合わせを記憶しておき，さらにその組み合わせ（前記分割領域各々の識別情報）各々に対応づけて前記かさ上げ露光量を記憶しておく。
さらに，前記制御部１０は，これから点灯させようとするＬＥＤの位置（配列番号等）と前記回転位置検出部１４の検出結果とに基づいて，前記個別露光量制御に用いる前記かさ上げ露光量を前記データ記憶部１３から抽出（検索）して読み出す。
また，前記回転位置検出部１４の構成としては，例えば，前記感光体ドラム１の回転軸に回転式のポテンショメータを設けて回転位置を検出する構成や，前記感光体ドラム１の回転軸に突起部等の基準部を設け，その基準部の通過位置を接触型のスイッチやフォトカプラ等により検出し，その検出時点からの経過時間を計時する構成等が考えられる。
なお，前記露光源２としてレーザスキャン装置を用いる場合，前記感光体ドラム１表面の軸方向（主走査方向）の露光位置については，レーザ光の走査に用いられるポリゴンミラーの回転位置を検出することや，或いは，レーザ光が所定の基点位置に偏向されたことが受光素子により検出されてからの経過時間を計時すること等により検出すればよい。
さらに前記制御部１０は，所定のクロック信号の分周やカウント等を行うパルス信号制御回路（不図示）を備え，これにより生成された各種の信号を前記露光源２に出力することにより，前記露光源２の露光時間を制御する。ここで，露光時間は，前記画素階調に比例した時間が設定される。これにより，露光強度を一定とする限り，前記画素階調に比例した露光量での露光がなされることになる。
ところで，本画像形成装置Ｘは，製造段階等において，それに組み込まれた前記感光体ドラム１個々の露光特性を得るための特性評価試験に供される。より具体的には，前記特性評価試験（予めの実測）は，前記帯電装置３により帯電された（帯電済みの）前記感光体ドラム１に対し，前記分割領域ごとに複数の露光量の条件下で前記露光源２による露光が行われるとともに，前記分割領域ごとの露光前の初期電位と露光後の電位とが実測され，前記分割領域各々の露光特性，即ち，露光量と露光後の電位との関係を表す特性（以下，実測露光特性という）が明らかにされる。図１０（ａ）に示す太い破線グラフｇ０が，そのようにして明らかにされた露光特性の一例である。
ここで，前記分割領域各々の露光特性を測定する方法としては，例えば，前記分割領域各々について，密に露光量を切り替えて露光し，露光後の電位を測定すれば，正確な露光特性を測定できる。その他，図１０（ａ）に示したように，露光特性の傾向（カーブの形）はある程度決まっており，係数のみ変更すれば共通の式で定式化できるのが一般的であるので，１又は複数の代表的な露光量で露光した後の電位を測定した結果に基づいて，露光特性を推定してもよい。
例えば，ａ−Ｓｉ感光体ドラムであれば，残留電位は前記感光体ドラム１の表面の位置によらずほぼ一定であるので，初期電位と，前記略線形特性の範囲の１つの露光量で露光した後の電位とを測定すれば，十分な精度で露光特性を推定できる。
前記差分情報は，そのようにして測定（或いは測定に基づき推定）された前記分割領域ごとの露光特性に基づいて決定（設定）される。
ここで，前記分割領域各々の露光特性を測定する方法としては，例えば，前記分割領域各々について，密に露光量を切り替えて露光し，露光後の電位を測定すれば，正確な露光特性を測定できる。その他，図１０（ａ）に示したように，露光特性の傾向（カーブの形）はある程度決まっており，係数のみ変更すれば共通の式で定式化できるのが一般的であるので，１又は複数の代表的な露光量で露光した後の電位を測定した結果に基づいて，露光特性を推定してもよい。
例えば，ａ−Ｓｉ感光体ドラムであれば，残留電位は前記感光体ドラム１の表面の位置によらずほぼ一定であるので，初期電位と，前記略線形特性の範囲の１つの露光量で露光した後の電位とを測定すれば，十分な精度で露光特性を推定できる。
前記差分情報は，そのようにして測定（或いは測定に基づき推定）された前記分割領域ごとの露光特性に基づいて決定（設定）される。
＜差分情報の第１実施例＞
以下，前述した図１０及び図３を用いて，ａ−Ｓｉ感光体ドラム１の表面におけるある前記分割領域の平均的な露光特性が，図１０（ａ）に示した特性，即ち，帯電ムラと感度ムラとが併存する露光特性（ｇ０）である場合を例として，前記差分情報の第１実施例について説明する。
ここで，図３（ｂ）は，図１０（ａ）のグラフｇ０１に示した露光特性を有する前記分割領域について，画像データに基づいて前記画像処理部１２により決定される前記画素階調の平均値（以下，単に画素階調平均又は元の画素階調平均という）とそれを前記差分情報の第１実施例に基づいて補正した後の画素階調の平均値（以下，補正後画素階調平均という）との対応関係を表すグラフであり，図３（ａ）は，図３（ｂ）に示す前記補正後画素階調平均を比例換算した露光量で露光を行った場合の前記元の画素階調平均と露光後の電位（露光後電位）との関係を表すグラフである。
ここで，図３（ｂ）に示す一点破線は，前記元の画素階調平均Ｉaveと前記補正後画素階調平均Ｉｘとが等しい場合（Ｉｘ＝Ｉave），即ち，補正を行わない場合の対応関係を表す。なお，図１０（ａ）のグラフｇ０，ｇ０１に示した特性は，前記元の画素階調平均をそのまま補正せずに，前記分割領域における平均露光量が，その元の画素階調平均を正比例換算した露光量となるように露光が行われた場合の特性である。
また，図３（ｂ）に示す実線は，前記元の画素階調平均Ｉaveと前記補正後画素階調平均Ｉｘとの対応関係（Ｉｘ＝Ｉave＋Ｉａ，但し，Ｉａは前記分割領域ごとに設定される定数（後述するかさ上げ階調））を表す。この対応関係におけるｙ切片Ｉａが，前記分割領域ごとの前記差分情報の一例である「かさ上げ階調」として前記データ記憶部１３に予め記憶されている。
ここで，前記かさ上げ階調Ｉａは，前記分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な前記露光特性（図１０（ａ）のグラフｇ０１）における初期電位Ｖｘ０と前記基準特性（図１０（ａ）のグラフｇ０）における初期電位Ｖ０（基準初期電位）との差分（Ｖｘ０−Ｖ０）［Ｖ］を，前記画素階調に換算した値（差分に応じた値の一例）である。
即ち，前記かさ上げ画素階調Ｉａは，図１０（ａ）に示すように，前記分割領域の平均的な露光特性ｇ０１に，前記かさ上げ画素階調Ｉａを予め定められた変換係数（分割領域全てに共通の係数（傾き））に基づいて線形変換して得られる露光量を適用すれば，露光後の電位が前述の差分（Ｖｘ０−Ｖ０）だけ降下するような画素階調である。
以下，前述した図１０及び図３を用いて，ａ−Ｓｉ感光体ドラム１の表面におけるある前記分割領域の平均的な露光特性が，図１０（ａ）に示した特性，即ち，帯電ムラと感度ムラとが併存する露光特性（ｇ０）である場合を例として，前記差分情報の第１実施例について説明する。
ここで，図３（ｂ）は，図１０（ａ）のグラフｇ０１に示した露光特性を有する前記分割領域について，画像データに基づいて前記画像処理部１２により決定される前記画素階調の平均値（以下，単に画素階調平均又は元の画素階調平均という）とそれを前記差分情報の第１実施例に基づいて補正した後の画素階調の平均値（以下，補正後画素階調平均という）との対応関係を表すグラフであり，図３（ａ）は，図３（ｂ）に示す前記補正後画素階調平均を比例換算した露光量で露光を行った場合の前記元の画素階調平均と露光後の電位（露光後電位）との関係を表すグラフである。
ここで，図３（ｂ）に示す一点破線は，前記元の画素階調平均Ｉaveと前記補正後画素階調平均Ｉｘとが等しい場合（Ｉｘ＝Ｉave），即ち，補正を行わない場合の対応関係を表す。なお，図１０（ａ）のグラフｇ０，ｇ０１に示した特性は，前記元の画素階調平均をそのまま補正せずに，前記分割領域における平均露光量が，その元の画素階調平均を正比例換算した露光量となるように露光が行われた場合の特性である。
また，図３（ｂ）に示す実線は，前記元の画素階調平均Ｉaveと前記補正後画素階調平均Ｉｘとの対応関係（Ｉｘ＝Ｉave＋Ｉａ，但し，Ｉａは前記分割領域ごとに設定される定数（後述するかさ上げ階調））を表す。この対応関係におけるｙ切片Ｉａが，前記分割領域ごとの前記差分情報の一例である「かさ上げ階調」として前記データ記憶部１３に予め記憶されている。
ここで，前記かさ上げ階調Ｉａは，前記分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な前記露光特性（図１０（ａ）のグラフｇ０１）における初期電位Ｖｘ０と前記基準特性（図１０（ａ）のグラフｇ０）における初期電位Ｖ０（基準初期電位）との差分（Ｖｘ０−Ｖ０）［Ｖ］を，前記画素階調に換算した値（差分に応じた値の一例）である。
即ち，前記かさ上げ画素階調Ｉａは，図１０（ａ）に示すように，前記分割領域の平均的な露光特性ｇ０１に，前記かさ上げ画素階調Ｉａを予め定められた変換係数（分割領域全てに共通の係数（傾き））に基づいて線形変換して得られる露光量を適用すれば，露光後の電位が前述の差分（Ｖｘ０−Ｖ０）だけ降下するような画素階調である。
ここで，前記制御部１０（露光量制御手段の一例）により，前記画素階調及び前記かさ上げ階調Ｉａ（差分情報）を，具体的にどのように各画素の露光量制御に反映させるかについては後述するが，前記分割領域ごとに，その平均的な露光量を，前記画素階調平均に比例した露光量に対して前記かさ上げ階調Ｉａに相当する露光量だけ加算（かさ上げ）した露光量で露光することにより，前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性は，図３（ａ）のグラフｇｘ１のようになる。
図３（ａ）のグラフｇｘ１に示すように，帯電ムラが存在する前記感光体（帯電済みの感光体）について，前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性が，全体的に前記基準初期電位Ｖ０を初期電位とする基準特性ｇ０に近づく。その結果，前記感光体１表面の位置ごとの露光後電位のばらつきが抑えられ，画像の濃度ムラの発生を極力防止することができる。
さらに，従来は露光が行われない前記画素階調が０階調である画素についても，初期電位の差分に応じた前記かさ上げ画素階調Ｉａに相当する露光量での露光がなされるので，前記画素階調が０階調のときと１階調のときとの露光後電位のギャップ（図１１のΔＶ０）が抑えられ，中間調濃度の連続性を阻害して画質を悪化させることがない。
なお，図３に示す例では，前記画素階調平均が０階調を含む全範囲である場合について，前記かさ上げ階調Ｉａに基づく補正を行っているが，前記画素階調が０階調を含む一部の範囲である場合にのみ，前記かさ上げ階調Ｉａに基づく補正を行ってもよい。
例えば，図１０（ａ）に示す特性ｇ０１のうち，前記画素階調平均が０階調から略線形特性を示す範囲内の階調である場合にのみ（即ち，露光後の電位が残留電位及びその近傍電位である場合を除く範囲），前記かさ上げ階調Ｉａに相当する露光量を加算する露光量制御を行うようにしても，前記分割領域各々における露光特性は基準となる露光特性とほぼ一致する。
図３（ａ）のグラフｇｘ１に示すように，帯電ムラが存在する前記感光体（帯電済みの感光体）について，前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性が，全体的に前記基準初期電位Ｖ０を初期電位とする基準特性ｇ０に近づく。その結果，前記感光体１表面の位置ごとの露光後電位のばらつきが抑えられ，画像の濃度ムラの発生を極力防止することができる。
さらに，従来は露光が行われない前記画素階調が０階調である画素についても，初期電位の差分に応じた前記かさ上げ画素階調Ｉａに相当する露光量での露光がなされるので，前記画素階調が０階調のときと１階調のときとの露光後電位のギャップ（図１１のΔＶ０）が抑えられ，中間調濃度の連続性を阻害して画質を悪化させることがない。
なお，図３に示す例では，前記画素階調平均が０階調を含む全範囲である場合について，前記かさ上げ階調Ｉａに基づく補正を行っているが，前記画素階調が０階調を含む一部の範囲である場合にのみ，前記かさ上げ階調Ｉａに基づく補正を行ってもよい。
例えば，図１０（ａ）に示す特性ｇ０１のうち，前記画素階調平均が０階調から略線形特性を示す範囲内の階調である場合にのみ（即ち，露光後の電位が残留電位及びその近傍電位である場合を除く範囲），前記かさ上げ階調Ｉａに相当する露光量を加算する露光量制御を行うようにしても，前記分割領域各々における露光特性は基準となる露光特性とほぼ一致する。
＜差分情報の第２実施例＞
以下，前述した図１０及び図３を用いて，ａ−Ｓｉ感光体ドラム１の表面におけるある前記分割領域の平均的な露光特性が，図１０（ａ）に示した特性，即ち，帯電ムラと感度ムラとが併存する露光特性（ｇ０）である場合を例として，前記差分情報の第２実施例について説明する。
図４（ｂ）は，図３（ｂ）と同様に図１０（ａ）のグラフｇ０１に示した露光特性を有する前記分割領域について，前記元の画素階調平均とそれを前記差分情報の第２実施例に基づいて補正した前記補正後画素階調平均との対応関係を表すグラフであり，図４（ａ）は，図４（ｂ）に示す前記補正後画素階調平均を比例換算した露光量で露光を行った場合の前記元の画素階調平均と露光後の電位（露光後電位）との関係を表すグラフである。
ここで，図４（ｂ）に一点破線で示す特性は図３（ｂ）の一点破線と同じものを表す。
また，図４（ｂ）に示す実線は，前記元の画素階調平均Ｉaveと前記補正後画素階調平均Ｉｘとの対応関係（Ｉｘ＝ｋ１・Ｉave＋Ｉａ，但し，ｋ１は傾き，Ｉａは前記かさ上げ階調）を表す。ｋ１は，前記分割領域各々について，前記元の画素階調平均を前記補正後画素階調平均へ線形変換する際の傾きを規定する傾き情報である。
この対応関係における前記かさ上げ階調Ｉａ及び前記傾き情報ｋ１が，前記差分情報の一例として，前記分割領域ごとに前記データ記憶部１３に予め記憶されている。
以下，前述した図１０及び図３を用いて，ａ−Ｓｉ感光体ドラム１の表面におけるある前記分割領域の平均的な露光特性が，図１０（ａ）に示した特性，即ち，帯電ムラと感度ムラとが併存する露光特性（ｇ０）である場合を例として，前記差分情報の第２実施例について説明する。
図４（ｂ）は，図３（ｂ）と同様に図１０（ａ）のグラフｇ０１に示した露光特性を有する前記分割領域について，前記元の画素階調平均とそれを前記差分情報の第２実施例に基づいて補正した前記補正後画素階調平均との対応関係を表すグラフであり，図４（ａ）は，図４（ｂ）に示す前記補正後画素階調平均を比例換算した露光量で露光を行った場合の前記元の画素階調平均と露光後の電位（露光後電位）との関係を表すグラフである。
ここで，図４（ｂ）に一点破線で示す特性は図３（ｂ）の一点破線と同じものを表す。
また，図４（ｂ）に示す実線は，前記元の画素階調平均Ｉaveと前記補正後画素階調平均Ｉｘとの対応関係（Ｉｘ＝ｋ１・Ｉave＋Ｉａ，但し，ｋ１は傾き，Ｉａは前記かさ上げ階調）を表す。ｋ１は，前記分割領域各々について，前記元の画素階調平均を前記補正後画素階調平均へ線形変換する際の傾きを規定する傾き情報である。
この対応関係における前記かさ上げ階調Ｉａ及び前記傾き情報ｋ１が，前記差分情報の一例として，前記分割領域ごとに前記データ記憶部１３に予め記憶されている。
ここで，前記制御部１０（露光量制御手段の一例）により，前記画素階調及び前記かさ上げ階調Ｉａ及び前記傾き情報ｋ１（差分情報）を，具体的にどのように各画素の露光量制御に反映させるかについては後述するが，前記分割領域ごとに，その平均的な露光量を，前記画素階調平均に比例した露光量に対して前記かさ上げ階調Ｉａと前記傾き情報ｋ１により特定される補正階調Ｉｋｉ（＝Ｉave・（ｋ１−１））とを加算した階調（Ｉａ＋Ｉｋｉ）に相当する露光量だけ加算した露光量で露光することにより，前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性は，図４（ａ）のグラフｇｘ２のようになる。
図４（ａ）のグラフｇｘ２に示すように，帯電ムラ及び感度ムラが併存する前記感光体（帯電済みの感光体）について，初期電位のばらつき（帯電ムラ）に加え，露光特性における傾きのばらつき，即ち，感度ムラに起因する露光特性のばらつき分も補正されるため，前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性は，基準となる特性ｇ０とほぼ一致する。
その結果，帯電ムラと感度ムラとが併存する感光体ドラム１において，その表面の位置ごとの露光後電位のばらつきをほぼ無くすことができ，画像の濃度ムラ発生の防止効果をさらに高めることができる。
図４（ａ）のグラフｇｘ２に示すように，帯電ムラ及び感度ムラが併存する前記感光体（帯電済みの感光体）について，初期電位のばらつき（帯電ムラ）に加え，露光特性における傾きのばらつき，即ち，感度ムラに起因する露光特性のばらつき分も補正されるため，前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性は，基準となる特性ｇ０とほぼ一致する。
その結果，帯電ムラと感度ムラとが併存する感光体ドラム１において，その表面の位置ごとの露光後電位のばらつきをほぼ無くすことができ，画像の濃度ムラ発生の防止効果をさらに高めることができる。
次に，前記差分情報（かさ上げ階調Ｉａや傾き情報ｋ１）をどのように各画素の露光量制御に反映させるかについて説明する。
本画像形成装置Ｘでは，前記補正用画像処理部１５により，画像データに基づく画像処理を行う前に，予め前記分割領域ごとに，前記差分情報に基づいて面積階調方式の画像処理を行うことによって補正対象画素の配列及びその補正対象画素各々における前記画素階調の補正階調を表す補正画素＆階調情報を決定する（補正画素＆階調決定手段の一例）。
一般に，面積階調方式の画像処理においては，その処理単位となる複数の画素群（前記単位画素群）ごとに，その単位画素群全体の濃度階調の設定値（以下，設定濃度階調という）が与えられれば，その単位画素群における各画素の前記画素階調の平均値が，与えられた前記設定濃度階調となるように，また，描画画素が散在するように前記画素階調の配列が決定される。その決定規則は予め定められたものである。
従って，予め前記差分情報に基づく面積階調方式の画像処理（前記補正用画像処理部１５の処理）の単位画素群の領域各々と前記分割領域各々とが対応するように設定しておき，前記差分情報に基づいて前記分割領域全体として補正すべき平均的な補正階調レベル（Ｉａ又は（Ｉａ＋Ｉｋｉ））を決定し，その補正階調レベルを前記設定濃度階調として与えれば，前記分割領域における各画素の補正階調（画素階調に相当）の平均値が前記差分情報に対応する補正階調レベルとなるように，面積階調方式に基づく各画素の補正階調の配列が決定される。このようにして決定される補正階調の配列が，前記補正画素＆階調情報（補正対象画素及びその各画素の補正階調）である。
本画像形成装置Ｘでは，前記補正用画像処理部１５により，画像データに基づく画像処理を行う前に，予め前記分割領域ごとに，前記差分情報に基づいて面積階調方式の画像処理を行うことによって補正対象画素の配列及びその補正対象画素各々における前記画素階調の補正階調を表す補正画素＆階調情報を決定する（補正画素＆階調決定手段の一例）。
一般に，面積階調方式の画像処理においては，その処理単位となる複数の画素群（前記単位画素群）ごとに，その単位画素群全体の濃度階調の設定値（以下，設定濃度階調という）が与えられれば，その単位画素群における各画素の前記画素階調の平均値が，与えられた前記設定濃度階調となるように，また，描画画素が散在するように前記画素階調の配列が決定される。その決定規則は予め定められたものである。
従って，予め前記差分情報に基づく面積階調方式の画像処理（前記補正用画像処理部１５の処理）の単位画素群の領域各々と前記分割領域各々とが対応するように設定しておき，前記差分情報に基づいて前記分割領域全体として補正すべき平均的な補正階調レベル（Ｉａ又は（Ｉａ＋Ｉｋｉ））を決定し，その補正階調レベルを前記設定濃度階調として与えれば，前記分割領域における各画素の補正階調（画素階調に相当）の平均値が前記差分情報に対応する補正階調レベルとなるように，面積階調方式に基づく各画素の補正階調の配列が決定される。このようにして決定される補正階調の配列が，前記補正画素＆階調情報（補正対象画素及びその各画素の補正階調）である。
例えば，前記かさ上げ階調Ｉａに基づいて前記補正画素＆階調情報を決定する場合，前記分割領域ごとに，前記制御部１０から前記補正用画像処理部１５に対して前記かさ上げ階調Ｉａを前記設定濃度階調として与える。これにより，前記分割領域における各画素の補正階調が当該分割領域内に散在するように決定される。このようにして決定される補正階調の配列が前記補正画素＆階調情報であり，その補正階調の平均値が前記かさ上げ階調Ｉａとなる。
同様に，前記かさ上げ階調Ｉａ及び前記傾き情報ｋ１に基づいて前記補正画素＆階調情報を決定する場合，まず，前記制御部１０により，前記分割領域ごとに，その領域に含まれる全画素の前記画素階調の平均値Ｉaveを求め，さらに前記傾き情報ｋ１に基づく階調補正分Ｉｋｉ（＝Ｉave・（ｋ１−１））を求める。
次に，前記制御部１０から前記補正用画像処理部１５に対して前記かさ上げ階調Ｉａと前記傾き情報ｋ１に基づく補正階調Ｉｋｉとを加算した階調（Ｉａ＋Ｉｋｉ）を前記設定濃度階調として与える。これにより，前記分割領域における各画素の補正階調が当該分割領域内に散在するように決定され，その補正階調の平均値が（Ｉａ＋Ｉｋｉ）となる。
以下，前記分割領域各々における前記差分情報に基づく全体の補正階調（Ｉａ又は（Ｉａ＋Ｉｋｉ））を平均補正階調という。
同様に，前記かさ上げ階調Ｉａ及び前記傾き情報ｋ１に基づいて前記補正画素＆階調情報を決定する場合，まず，前記制御部１０により，前記分割領域ごとに，その領域に含まれる全画素の前記画素階調の平均値Ｉaveを求め，さらに前記傾き情報ｋ１に基づく階調補正分Ｉｋｉ（＝Ｉave・（ｋ１−１））を求める。
次に，前記制御部１０から前記補正用画像処理部１５に対して前記かさ上げ階調Ｉａと前記傾き情報ｋ１に基づく補正階調Ｉｋｉとを加算した階調（Ｉａ＋Ｉｋｉ）を前記設定濃度階調として与える。これにより，前記分割領域における各画素の補正階調が当該分割領域内に散在するように決定され，その補正階調の平均値が（Ｉａ＋Ｉｋｉ）となる。
以下，前記分割領域各々における前記差分情報に基づく全体の補正階調（Ｉａ又は（Ｉａ＋Ｉｋｉ））を平均補正階調という。
図５は，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の第１例を表す図である。
図５に示す例は，面積階調方式として誤差拡散方式（２次元の誤差拡散方式）を用いた画像処理を行う前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
図５に示す前記補正画素＆階調情報おける各マス目は１画素を表し，そのマス目内の数値は各画素の補正階調を表す。この例では，前記分割領域，即ち，面積階調方式の前記単位画素群の領域は，主走査方向１０画素×副走査方向１０画素＝１００画素に相当する領域である。また，前記平均補正階調（各画素の補正階調の平均値）は０．３６である。この平均補正階調は，前述したように，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性（図１０におけるｇ０１）と全ての前記分割領域に共通の基準特性（図１０におけるｇ０）との差分に応じた値（Ｉａ若しくは（Ｉａ＋Ｉｋｉ））となっている。このことは，後述する図６〜図８及び図９（ｂ）に示す例においても同様である。
前記制御部１０は，このように決定された前記補正画素＆階調情報に従って，前記画像処理部１２により画像データに基づき決定された前記画素階調を補正する（画素階調補正手段の一例）。具体的には，前記補正画素＆階調情報における各画素の補正階調を対応する前記画素階調に対して加算することにより補正する。従って，前記制御部１０は，前記分割領域における全画素の前記元の画素階調が０階調である場合にも，前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正を行う（かさ上げする）ことになる。
その結果，前記分割領域ごとに，その領域全体の平均的な露光量が，前記平均補正階調に相当する露光量分だけ補正（加算）され，前記分割領域ごとの前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性が，全体的に前記基準特性ｇ０に近づく，或いはほぼ一致することになる（図３（ａ），図４（ａ）を参照）。
また，複数画素分の領域である前記分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理により補正対象画素（図５における「１」階調の画素）を分散させて前記画素階調の補正（露光量のかさ上げ）補正を行うことにより，画素各々の露光量調節の分解能が低くても，前記分割領域全体の露光量調節としては，その分割領域を構成する画素数に応じて飛躍的に分解能が向上する。図５に示す例では，画素単位での前記画素階調の分解能が１６であるとすると，前記分割領域ごとの分解能は，１００×（１６−１）＋１＝１５０１（階調）となる。これにより，前記分割領域全体として高精度での露光量調節が可能となる。
特に，前記画像処理部１２が，画像データに基づいて面積階調方式で階調表現を行うもの（いわゆるデジタル機の画像処理手段）である場合，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れることが抑制される上，空間周期が比較的大きい帯電ムラが存在しても，前記分割領域の単位での面積階調方式による露光量調節によってその帯電ムラが画像の濃度ムラとなって表れることを防止できる点で好適である。
図５に示す例は，面積階調方式として誤差拡散方式（２次元の誤差拡散方式）を用いた画像処理を行う前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
図５に示す前記補正画素＆階調情報おける各マス目は１画素を表し，そのマス目内の数値は各画素の補正階調を表す。この例では，前記分割領域，即ち，面積階調方式の前記単位画素群の領域は，主走査方向１０画素×副走査方向１０画素＝１００画素に相当する領域である。また，前記平均補正階調（各画素の補正階調の平均値）は０．３６である。この平均補正階調は，前述したように，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性（図１０におけるｇ０１）と全ての前記分割領域に共通の基準特性（図１０におけるｇ０）との差分に応じた値（Ｉａ若しくは（Ｉａ＋Ｉｋｉ））となっている。このことは，後述する図６〜図８及び図９（ｂ）に示す例においても同様である。
前記制御部１０は，このように決定された前記補正画素＆階調情報に従って，前記画像処理部１２により画像データに基づき決定された前記画素階調を補正する（画素階調補正手段の一例）。具体的には，前記補正画素＆階調情報における各画素の補正階調を対応する前記画素階調に対して加算することにより補正する。従って，前記制御部１０は，前記分割領域における全画素の前記元の画素階調が０階調である場合にも，前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正を行う（かさ上げする）ことになる。
その結果，前記分割領域ごとに，その領域全体の平均的な露光量が，前記平均補正階調に相当する露光量分だけ補正（加算）され，前記分割領域ごとの前記画素階調平均に対する露光後の電位の特性が，全体的に前記基準特性ｇ０に近づく，或いはほぼ一致することになる（図３（ａ），図４（ａ）を参照）。
また，複数画素分の領域である前記分割領域の単位で，面積階調方式の画像処理により補正対象画素（図５における「１」階調の画素）を分散させて前記画素階調の補正（露光量のかさ上げ）補正を行うことにより，画素各々の露光量調節の分解能が低くても，前記分割領域全体の露光量調節としては，その分割領域を構成する画素数に応じて飛躍的に分解能が向上する。図５に示す例では，画素単位での前記画素階調の分解能が１６であるとすると，前記分割領域ごとの分解能は，１００×（１６−１）＋１＝１５０１（階調）となる。これにより，前記分割領域全体として高精度での露光量調節が可能となる。
特に，前記画像処理部１２が，画像データに基づいて面積階調方式で階調表現を行うもの（いわゆるデジタル機の画像処理手段）である場合，微小な感度ムラや帯電ムラが画像の濃度ムラとして表れることが抑制される上，空間周期が比較的大きい帯電ムラが存在しても，前記分割領域の単位での面積階調方式による露光量調節によってその帯電ムラが画像の濃度ムラとなって表れることを防止できる点で好適である。
図６は，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の第２例を表す図である。
図６に示す例は，面積階調方式としてスクリーン方式を用いた画像処理を行う前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
この例も，前記分割領域は１００画素に相当する領域であり，また，前記平均補正階調は２．４０である。
また，このように決定された前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正方法は，図５で説明した方法と同様である。この点は，後述する図７〜図１０に示す例においても同様である。
このように，面積階調方式としてスクリーン方式を採用しても，同様の作用効果が得られる。
図６に示す例は，面積階調方式としてスクリーン方式を用いた画像処理を行う前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
この例も，前記分割領域は１００画素に相当する領域であり，また，前記平均補正階調は２．４０である。
また，このように決定された前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正方法は，図５で説明した方法と同様である。この点は，後述する図７〜図１０に示す例においても同様である。
このように，面積階調方式としてスクリーン方式を採用しても，同様の作用効果が得られる。
図７は，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の第３例を表す図である。
図７に示す例は，面積階調方式として，主走査方向（前記感光体ドラム１の軸方向）にのみ補正階調を拡散させる誤差拡散方式を用いた場合に前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
また，図８は，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の第４例を表す図である。
図８に示す例は，面積階調方式として，副走査方向（前記感光体ドラム１の周方向）にのみ補正階調を拡散させる誤差拡散方式を用いた場合に前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
これら図７及び図８に示す例も，前記分割領域は１００画素に相当する領域であり，また，前記平均補正階調は２．４０である。
このように，面積階調方式として一次元の誤差拡散方式を採用しても，同様の作用効果が得られる。
図７に示す例は，面積階調方式として，主走査方向（前記感光体ドラム１の軸方向）にのみ補正階調を拡散させる誤差拡散方式を用いた場合に前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
また，図８は，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の第４例を表す図である。
図８に示す例は，面積階調方式として，副走査方向（前記感光体ドラム１の周方向）にのみ補正階調を拡散させる誤差拡散方式を用いた場合に前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
これら図７及び図８に示す例も，前記分割領域は１００画素に相当する領域であり，また，前記平均補正階調は２．４０である。
このように，面積階調方式として一次元の誤差拡散方式を採用しても，同様の作用効果が得られる。
図９は，前記画像処理部１２により決定された画像データに基づく前記画素階調の配列（ａ）と前記補正画素＆階調情報の第５例（ｂ）とを表す図である。
図９（ａ）に示す例は，画像データに基づく画像処理に用いる面積階調方式としてスクリーン方式を採用した場合に，前記画像処理部１２により決定された前記画素階調の配列の例である。
前記単位画素群は，１０画素×１０画素である。
また，図９（ｂ）に示す例は，前記差分情報に基づく画像処理に用いる面積階調方式としてスクリーン方式を用いた場合に，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
この例も，前記分割領域は１００画素に相当する領域であり，また，前記平均補正階調は２．４０である。
ここで，図９（ａ），（ｂ）に示す太い一点鎖線は，各スクリーン方式の画像処理におけるスクリーン角の方向を表す。図９に示すように，前記補正用画像処理部１５による前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と，前記画像処理部１２による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とは，相互にスクリーン角がずれたスクリーン方式である。
このスクリーン角のずれが，１５°以上であれば，それら前記画素階調と前記補正階調とを加算（重ね合わせ）したときに，各々の階調の相互干渉によるモアレの発生を防止できる。なお，図９は，スクリーン角が相互に約３７°ずれている場合の例を表している。
また，前記補正用画像処理部１５による前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式の処理単位である前記分割領域と，前記画像処理部１２による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式の処理単位である前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数を同一とすれば，それら各面積階調方式で決定された階調の配列の空間周期が同一となる。これによってもモアレの発生を防止できる。
図９（ａ）に示す例は，画像データに基づく画像処理に用いる面積階調方式としてスクリーン方式を採用した場合に，前記画像処理部１２により決定された前記画素階調の配列の例である。
前記単位画素群は，１０画素×１０画素である。
また，図９（ｂ）に示す例は，前記差分情報に基づく画像処理に用いる面積階調方式としてスクリーン方式を用いた場合に，前記補正用画像処理部１５により決定された前記補正画素＆階調情報の例である。
この例も，前記分割領域は１００画素に相当する領域であり，また，前記平均補正階調は２．４０である。
ここで，図９（ａ），（ｂ）に示す太い一点鎖線は，各スクリーン方式の画像処理におけるスクリーン角の方向を表す。図９に示すように，前記補正用画像処理部１５による前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と，前記画像処理部１２による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とは，相互にスクリーン角がずれたスクリーン方式である。
このスクリーン角のずれが，１５°以上であれば，それら前記画素階調と前記補正階調とを加算（重ね合わせ）したときに，各々の階調の相互干渉によるモアレの発生を防止できる。なお，図９は，スクリーン角が相互に約３７°ずれている場合の例を表している。
また，前記補正用画像処理部１５による前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式の処理単位である前記分割領域と，前記画像処理部１２による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式の処理単位である前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数を同一とすれば，それら各面積階調方式で決定された階調の配列の空間周期が同一となる。これによってもモアレの発生を防止できる。
以上示した実施形態では，前記分割領域ごとに，その分割領域全体の平均的な露光特性と共通の基準特性との差分に関する前記差分情報を予め前記データ記憶部１３に記憶しておき，前記分割領域ごとにその前記差分情報に基づいて前記補正画素＆階調情報を決定する例について示した。
しかしこれに限らず，例えば，前記分割領域ごとに予め求めた前記補正画素＆階調情報を前記データ記憶部１３に記憶しておき（補正画素＆階調情報記憶手段の一例），前記制御部１０（画素階調補正手段の一例）により，その記憶情報に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正するよう構成したものも考えられる。これにより，前記データ記憶部１３の容量が増えるものの，画像形成の際の前記補正用画像処理部１５の処理が不要となる分，演算負荷を軽減でき，構成を簡素化できる。
しかしこれに限らず，例えば，前記分割領域ごとに予め求めた前記補正画素＆階調情報を前記データ記憶部１３に記憶しておき（補正画素＆階調情報記憶手段の一例），前記制御部１０（画素階調補正手段の一例）により，その記憶情報に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正するよう構成したものも考えられる。これにより，前記データ記憶部１３の容量が増えるものの，画像形成の際の前記補正用画像処理部１５の処理が不要となる分，演算負荷を軽減でき，構成を簡素化できる。
また，前述の実施形態では，前記分割領域を，前記感光体ドラム１表面をそのその軸方向及び周方向の両方に複数分割した領域としたが，これに限るものではない。
例えば，主として前記感光体ドラム１の軸方向若しくは周方向のいずれかの帯電ムラや感度ムラが問題となる場合には，前記分割領域を前記感光体ドラム１の表面をその軸方向にのみ複数分割した領域（前記感光体ドラム１を輪切り状に分割した領域）若しくは周方向にのみ複数分割した領域とすることも考えられる。
また，前記実施形態及び実施例では，前記差分情報として前記かさ上げ階調Ｉａや前記傾き情報ｋ１を例に示したが，これに限らず，前記分割領域ごとの当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に関する情報であれば，他の情報であってもかまわない。
例えば，前記かさ上げ階調Ｉａの代わりに，前記基準初期電位に対する各分割領域の初期電位の差分そのものを記憶しておき，画像形成の際にその初期電位の差分を前記かさ上げ階調Ｉａに換算すること等も考えられる。
また，前記傾き情報ｋ１の代わりに，前記元の画素階調の軸と前記補正後画素階調の軸とからなる座標系について傾きを特定する座標情報等を前記データ記憶部１３に記憶しておくこと等も考えられる。
例えば，主として前記感光体ドラム１の軸方向若しくは周方向のいずれかの帯電ムラや感度ムラが問題となる場合には，前記分割領域を前記感光体ドラム１の表面をその軸方向にのみ複数分割した領域（前記感光体ドラム１を輪切り状に分割した領域）若しくは周方向にのみ複数分割した領域とすることも考えられる。
また，前記実施形態及び実施例では，前記差分情報として前記かさ上げ階調Ｉａや前記傾き情報ｋ１を例に示したが，これに限らず，前記分割領域ごとの当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に関する情報であれば，他の情報であってもかまわない。
例えば，前記かさ上げ階調Ｉａの代わりに，前記基準初期電位に対する各分割領域の初期電位の差分そのものを記憶しておき，画像形成の際にその初期電位の差分を前記かさ上げ階調Ｉａに換算すること等も考えられる。
また，前記傾き情報ｋ１の代わりに，前記元の画素階調の軸と前記補正後画素階調の軸とからなる座標系について傾きを特定する座標情報等を前記データ記憶部１３に記憶しておくこと等も考えられる。
本発明は，画像形成装置への利用が可能である。
Ｘ…本発明の実施形態に係る画像形成装置
１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ…感光体ドラム
２ＢＫ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ…露光源
３ＢＫ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ…帯電装置
４ＢＫ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ…除電装置
５ＢＫ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ…現像装置
６…給紙ローラ
７…中間転写ベルト
８…搬送ローラ
９…定着装置
１０…制御部
１１…表示操作部
１２…画像処理部
１３…データ記憶部
１４…回転位置検出部
１５…補正用画像処理部
１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ…感光体ドラム
２ＢＫ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ…露光源
３ＢＫ，３Ｍ，３Ｙ，３Ｃ…帯電装置
４ＢＫ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｃ…除電装置
５ＢＫ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ…現像装置
６…給紙ローラ
７…中間転写ベルト
８…搬送ローラ
９…定着装置
１０…制御部
１１…表示操作部
１２…画像処理部
１３…データ記憶部
１４…回転位置検出部
１５…補正用画像処理部
Claims (10)
- 所定の画像データに基づいて画素ごとの濃淡レベルを表す画素階調を決定する画像処理手段と，予め帯電手段により帯電済みの感光体の表面を前記画像処理手段により決定された前記画素階調に基づく露光量で画素ごとに露光することにより前記感光体に静電潜像を書き込む露光手段とを具備する画像形成装置であって，
前記画像処理手段により決定された前記画素階調を，前記感光体の表面を複数に分割した各々複数画素分の領域からなる分割領域ごとに予め面積階調方式の画像処理により決定された補正対象画素の配列及び該補正対象画素各々における前記画素階調の補正階調に関する補正画素＆階調情報に従って補正する画素階調補正手段と，
前記画素階調補正手段により補正後の前記画素階調に応じた露光量で露光がなされるよう前記露光手段を制御する露光量制御手段と，
を具備してなることを特徴とする画像形成装置。 - 前記分割領域ごとに，該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に関する差分情報を記憶する差分情報記憶手段と，
前記分割領域ごとに，前記差分情報に基づいて前記補正画素＆階調情報を決定する補正画素＆階調決定手段と，を具備し，
前記画素階調補正手段が，前記補正画素＆階調決定手段の決定結果に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正してなる請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記分割領域ごとに前記補正画素＆階調情報を記憶する補正画素＆階調情報記憶手段を具備し，
前記画素階調補正手段が，前記補正画素＆階調情報記憶手段の記憶情報に従って前記分割領域各々における各画素の前記画素階調を補正してなる請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記分割領域各々の前記補正画素＆階調情報における前記補正階調の平均値が，当該分割領域全体の平均的な露光量と露光後の電位との対応を表す露光特性と全ての前記分割領域に共通の基準特性との差分に応じた値であり，
前記画素階調補正手段が，前記分割領域における全画素の前記画素階調が０階調である場合にも前記補正画素＆階調情報に基づく前記画素階調の補正を行うものである請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記分割領域各々の前記補正画素＆階調情報における前記補正階調の平均値が，当該分割領域全体の平均的な前記露光特性における初期電位と前記基準特性における初期電位との差分に応じた値である請求項４に記載の画像形成装置。
- 前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式が，誤差拡散方式若しくはスクリーン方式である請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記画像処理手段が，前記画像データに基づいて複数画素からなる単位画素群ごとに前記画素階調の配列を決定する面積階調方式で階調表現を行うものである請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記分割領域と前記単位画素群との相互間で，縦方向の画素数及び横方向の画素数が同一である請求項７に記載の画像形成装置。
- 前記補正画素＆階調情報の決定に用いられる面積階調方式と前記画像処理手段による前記画素階調の決定に用いられる面積階調方式とが，相互にスクリーン角が略１５°以上ずれたスクリーン方式である請求項７又は８のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記感光体がａ−Ｓｉ感光体である請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
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|---|---|---|---|---|
| JP2008033318A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-14 | Toshiba Corp | 画像形成装置および画像形成方法 |
| JP2009192705A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置およびその露光量調整方法 |
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