JP2007057954A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録面内における左右の色差や細いスジ等のさまざまなムラを、補正による段差等を生じることなく全濃度域にわたって改善することができる画像形成装置を得る。
【解決手段】 画像形成装置１０は、画像読取部１２、画像記録部１４、制御部１６を含んで構成され、制御部１６は、画像信号変換部６０、補正演算部６２、テスト画像データ発生回路６４、選択器６６を含んで構成される。画像信号変換部６０で使用する補正テーブルを作成する際は、テスト画像データ発生回路６４から出力されたＹＭＣＫ各色の濃度パターンを含むテスト画像を用紙Ｐに印刷し、これを画像読取部１２に読み取らせる。補正演算部６２は、読み取ったテスト画像の画像データに基づいて、各画素位置毎の階調特性を求め、この階調特性に基づいて補正テーブルを作成して画像信号変換部６０へ出力する。画像信号変換部６０は、入力された各色の画像データを補正テーブルで補正して出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、電子写真方式により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式により記録媒体上に形成された画像は、感光体の特性の変化等の理由により、記録面内における色の均一性等について他の記録方式、例えばインクジェット記録方式等と比較して劣る。例えば同一色を全面に記録したような場合、画像の左側と右側とで色合いが異なる色差が発生したり、細いスジなどが発生しやすい。そして、電子写真材料を改良したり機械精度を向上させるだけでは、これらの問題を解決するのは困難である。

例えば、感光体の経時劣化などの影響により平均的な色の変化（例えば色が薄くなる）については、画像データ全体をルックアップテーブルを用いて変換して（大きな値にして）補正する技術などがあるが、記録面内の均一性を向上させることはできない。

この問題を解決するため、特許文献１には、感光体の位置情報に基づき、帯電量や現像量を調整して補正する技術が開示されている。また、特許文献２には、露光量（レーザパワー）を走査方向に変化させて補正する技術が開示されている。
特開平８−３０１４５号公報 特開平９−１９７３１６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、記録面内の左右の単調な変化によるムラについては補正することができるが、複雑なムラ、スジについては補正することができない。

また、特許文献２に記載された技術では、高濃度部を均一にした場合に、低濃度部が均一になるとは限らない。また、非常に細いスジ（例えば０．５ｍｍ以下）に対してはレーザパワーの強弱が応答せず、かつ、離散的に強度が変化するため、補正によって段差が見えてしまう、という問題があった。

本発明は上記事実を考慮して成されたものであり、記録面内における左右の色差や細いスジ等のさまざまなムラを、補正による段差等を生じることなく全濃度域にわたって改善することができる画像形成装置を得ることが目的である。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像に応じて変調された画像信号に基づく光ビームを感光体上に走査させることにより前記感光体上に静電潜像を形成し、これをトナー現像することにより前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、前記記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンから成る第１のテスト画像のテスト画像データを記憶したテスト画像データ記憶手段と、所定の媒体に記録された第１のテスト画像を読み取る読み取り手段と、前記第１のテスト画像のテスト画像データ及び前記読み取り手段により読み取られた画像の画像データに基づいて、前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求める演算手段と、前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、前記複数の濃度パターンの各濃度を表す入力階調値と当該入力階調値に対応する補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第１の補正テーブルを作成する作成手段と、前記第１の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明に係る画像形成装置は、画像に応じて変調された画像信号に基づく光ビームを感光体上に走査させることにより感光体上に静電潜像を形成し、これをトナー現像することにより感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する装置であり、所謂電子写真方式によって画像を形成するものである。

このような画像形成装置において、テスト画像データ記憶手段は、記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンから成る第１のテスト画像のテスト画像データを記憶している。なお、第１の方向とは、例えば光ビームの主走査方向又は副走査方向である。

読み取り手段は、所定の媒体に記録された第１のテスト画像を読み取る。なお、請求項１０に記載したように、前記所定の媒体は、前記感光体、前記トナー像が転写される中間転写体、及び前記記録媒体の少なくとも一つとすることができる。すなわち、読み取り手段は、感光体、中間転写体、及び記録媒体のうち何れに記録されたテスト画像を読み取っても良い。

上記のような第１のテスト画像を読み取り手段によって読み取ることにより、第１の方向の各位置における色ムラの状態を各濃度毎に把握することができる。

このため、演算手段は、第１のテスト画像のテスト画像データ及び読み取り手段により読み取られた画像の画像データに基づいて、第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求める。ここで、階調特性とは、テスト画像の濃度パターンの各濃度を表す入力階調値と、読み取り手段により読み取られたテスト画像の予め定めた画素位置の濃度を表す出力階調値との対応関係である。

作成手段は、演算手段により求めた第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、複数の濃度パターンの各濃度を表す入力階調値と当該入力階調値に対応する補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第１の補正テーブルを作成する。

そして、補正手段は、第１の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正する。

このように、第１の補正テーブルにより予め定めた画素位置毎に画像データを補正するので、第１の方向における色ムラを全濃度域に亘って効果的に低減することができる。

なお、請求項２に記載したように、前記演算手段は、前記入力階調値の各々について、前記読み取り手段により読み取られた画像の前記予め定めた画素位置の濃度を表す出力階調値の平均値を目標階調値として求め、前記作成手段は、各入力階調値について求めた目標階調値に基づいて、前記第１の補正テーブルを作成することができる。

この発明によれば、例えば画像データを補正しない場合に発生する色ムラがなだらかな場合に、このような色ムラを効果的に低減することができる。

また、請求項３に記載したように、前記演算手段は、前記入力階調値の各々について、前記読み取り手段により読み取られた画像の前記予め定めた画素位置の濃度を表す出力階調値のうち最も頻度が高い出力階調値を目標階調値として求め、前記作成手段は、各入力階調値について求めた目標階調値に基づいて、前記第１の補正テーブルを作成するようにしてもよい。

この発明によれば、例えば画像データを補正しない場合に第１の方向の端部において色ムラが発生するような場合に、このような色ムラを効果的に低減することができる。

また、請求項４に記載したように、前記予め定めた画素位置は、前記第１の方向における予め定めた複数画素毎に定められた位置である構成としてもよい。

この発明によれば、予め定めた複数画素については同じ補正階調値を用いることが可能となり、第１の補正テーブルを記憶するメモリの容量を削減することができる。

この場合、請求項５に記載したように、前記複数画素を含む領域が、前記第１の方向における色ムラに関する予め定めた条件を満たすサイズであることが好ましい。予め定めた条件を満たすサイズとは、すなわち第１の方向における補正の解像度（補正の単位）が、少なくとも色ムラが気にならないレベルであり、好ましくは色ムラが見えないレベルである。これにより、第１の補正テーブルを記憶するメモリの容量を削減しつつ色ムラを効果的に低減することができる。

また、請求項６に記載にしたように、前記複数の濃度パターンの各濃度は、複数階調ずつ異なる濃度としてもよい。これにより、第１の補正テーブルを記憶するメモリの容量をさらに削減することができる。

また、請求項７に記載したように、前記補正手段は、前記予め定めた画素位置以外の所定画素位置に対応した入力階調値又は前記濃度パターンの濃度以外の濃度を表す所定入力階調値に対応する補正階調値を、その周辺の補正階調値に基づいて補間するようにしてもよい。これにより、第１の補正テーブルを記憶するメモリの容量を削減しつつ効果的に色ムラを低減することができる。

また、請求項８に記載したように、前記画像形成装置は、複数のスクリーンのうち選択されたスクリーンに基づいて前記画像信号を生成可能な画像形成装置であって、前記第１の補正テーブルを前記複数のスクリーン毎に備え、選択されたスクリーンに応じて前記第１の補正テーブルを切り替える切替手段を備えた構成としてもよい。これにより、選択されたスクリーンに応じて適切に色ムラを低減することができる。

また、請求項９に記載したように、前記テスト画像データ記憶手段は、前記第２の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向に濃度が異なる濃度パターンから成る２のテスト画像のテスト画像データをさらに記憶し、前記演算手段は、前記第２のテスト画像のテスト画像データ及び前記読み取り手段により読み取られた画像の画像データに基づいて、前記第２の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求め、前記作成手段は、前記第２の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、前記複数の濃度パターンの各濃度を表す入力階調値と当該入力階調値に対応する補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第２の補正テーブルを作成し、前記補正手段は、前記第１の補正テーブル及び前記第２の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正するようにしてもよい。これにより、第１の方向及び第２の方向の何れの色ムラも低減することができる。

また、請求項１１に記載したように、前記画像形成装置は、所定数の異なる色の画像に応じたトナー像を前記記録媒体に転写することによりカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、前記テスト画像データ記憶手段は、前記第１の方向に同一濃度で、かつ前記第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンから成るテストパターンであって、前記所定数の異なる色のうち少なくとも２色の組み合わせから成る複数の所定色のテストパターンを含む第３のテスト画像のテスト画像データを記憶し、前記演算手段は、前記第１のテスト画像のテスト画像データ、前記第３のテスト画像のテスト画像データ、前記読み取り手段により読み取られた前記第１のテスト画像の画像データ、及び前記読み取り手段により読み取られた前記第３のテスト画像の画像データに基づいて、各色における前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求め、前記作成手段は、前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、前記濃度パターンの各濃度を表す前記組み合わせの各色の入力階調値と当該各色の入力階調値に対応する各色の補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第３の補正テーブルを作成し、前記補正手段は、前記第３の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正するようにしてもよい。

各色毎に補正テーブルを設けて補正した場合、単色の画像については色ムラを低減することができるが、複数の色を重ねた色を含む画像の場合、色ムラを低減できるとは限らない。

これに対し、本発明によれば、所定数の異なる色のうち少なくとも２色の組み合わせから成る複数の所定色のテストパターンを含む第３のテスト画像を読み取り、この読み取った画像に基づいて作成された第３の補正テーブルに基づいて画像データを補正するので、複数の色を重ねた色を含む画像であっても色ムラを効果的に低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、記録面内における左右の色差や細いスジ等のさまざまなムラを、補正による段差等を生じることなく全濃度域にわたって改善することができる、という効果を有する。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１には本実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。

画像形成装置１０は、画像読取部１２、画像記録部１４、及び制御部１６を含んで構成されている。

画像読取部１２は、プラテンガラス等を含んで構成された載置台１８とカバー２０との間に挟持された用紙Ｐに記録された画像を読み取る。具体的には、光源２２からの光を用紙Ｐに照射し、反射光Ｌを反射ミラー２４や図示しないレンズ等によってイメージセンサ２６に結像させる。

イメージセンサ２６は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のラインＣＣＤや信号処理回路、Ａ／Ｄ変換器等を含んで構成されている。各色のラインＣＣＤの受光面には、用紙Ｐの所定方向（図１において紙面に垂直な方向）におけるライン画像に相当する光が結像され、これが電気信号に変換される。そして、この電気信号に対して所定の信号処理及びＡ／Ｄ変換を行うことにより、ライン画像のデジタルデータが得られる。このライン画像の読み取りを図１において矢印Ａ方向に沿って実行することにより、用紙Ｐに記録された画像の画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の画像データ）が得られる。イメージセンサ２６によって読み取られた画像の画像データは、制御部１６へ出力される。

画像記録部１４は、光ビーム出力部２８を備えている。光ビーム出力部２８は、図示しない光源及びレンズ等を含んで構成され、制御部１６から出力されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の画像データに基づいて変調された光ビームを出力する。各色の光ビームは、光走査装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに各々出力される。

なお、各光走査装置は同一構成であるので、光走査装置３０Ｙについてのみ説明し、その他の光走査装置についての説明は省略する。

光走査装置３０Ｙは、ポリゴンミラー３２、折り返しミラー３４、及び図示しないｆθレンズ等を含んで構成されている。光ビーム出力部２８から射出された光ビームはポリゴンミラー３２によって主走査方向（図１において紙面に垂直な方向）に偏向される。偏向された光ビームは図示しないｆθレンズを透過し、折り返しミラー３４によって折り返されて現像ユニット３６Ｙの感光体ドラム３８上に到達する。

画像記録部１４は、各色毎の現像ユニット３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋを備えている。なお、各現像ユニットは同一構成であるので、現像ユニット３６Ｙについてのみ説明し、その他の現像ユニットについての説明は省略する。

現像ユニット３６Ｙは、円柱状の感光体ドラム３８を備えており、この感光体ドラム３８の周囲に帯電器４０、現像器４２、転写器４４、クリーナー４６、及び除電装置４８が設けられた構成となっている。

感光体ドラム３８は、図１において矢印Ｂ方向へ回転し、帯電器４０によって一様に帯電される。そして、光走査装置３０Ｙから射出された光ビームは、帯電器４０と現像器４２との間に照射され、感光体ドラム３８上を主走査方向（感光体ドラム３８の軸方向）に走査する。また、副走査は感光体ドラム３８が矢印Ｂ方向に回転することによって成される。これにより、画像に応じた静電潜像が感光体ドラム３８上に形成される。感光体ドラム３８上に形成された静電潜像は、現像器４２によってトナー現像される。これにより、感光体ドラム３８上に画像に応じたトナー像が形成される。

転写器４４は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体ドラム３８と対向して配置されている。中間転写ベルト５０は、搬送ローラ５２によって図１において矢印Ｃ方向に搬送される。そして、感光体ドラム３８上に形成されたトナー像は、転写器４４により中間転写ベルト５０に転写される。

他の現像ユニットも同様の処理を行い、各色のトナー像が中間転写ベルト５０に順次重ねて転写されることにより、カラー画像が中間転写ベルト５０上に形成される。

一方、用紙トレイ５４から排出された用紙Ｐは、搬送ローラ５６により図１において矢印Ｄ方向に搬送される。そして、用紙Ｐが転写ローラ５８まで搬送され、用紙Ｐが中間転写ベルト５０と共に挟持されると所定の転写電圧が印加され、中間転写ベルト５０上に形成されたカラー画像が用紙Ｐに転写される。

カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着器５９によって定着処理が施され、図示しない排出トレイに排出される。

制御部１６は、他の装置から出力された画像データや画像読取部１２により読み取られた原稿の画像データ（ＣＭＹＫ各色の画像データ）を、後述する補正テーブルを用いて変換（補正）する画像信号変換部６０、補正テーブルを作成する補正演算部６２、例えば図２（Ａ）に示すようなテスト画像Ｔ１のテスト画像データを発生するテスト画像データ発生回路６４、入力された動作モードに応じて、画像信号変換部６０から出力された補正後の画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力するか、テスト画像データ発生回路６４から出力されたテスト画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力するかを選択する選択器６６等を含んで構成されている。

選択器６６は、動作モードが通常動作モードの場合には、画像信号変換部６０から出力された画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力する。これにより、制御部１６に入力された画像データに基づく画像が用紙Ｐに印刷される。

また、動作モードがテストモードの場合には、テスト画像データ発生回路６４から出力されたテスト画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力する。これにより、用紙Ｐには、例えば図２（Ａ）に示すようなテスト画像Ｔ１（第１のテスト画像）が印刷される。なお、動作モードは、例えばオペレータが図示しない操作部から所定の操作を行うことにより指定することができる。

以下、テストモードにおける補正テーブルの作成について説明する。まず、図２（Ａ）に示すテスト画像Ｔ１を用いて補正テーブル（第１の補正テーブル）を作成する場合について説明する。

テスト画像Ｔ１は、主走査方向Ｍにおける色ムラを補正するための補正テーブルを作成する際に使用する画像であり、上から順にブラックのテストパターン６８Ｋ、シアンのテストパターン６８Ｃ、イエローのテストパターン６８Ｙ、マゼンダのテストパターン６８Ｍを含んで構成されている。各テストパターンは、主走査方向Ｍについて全て同一濃度で、かつ副走査方向Ｓについては階調範囲の下限から上限に向けて予め定めた複数階調毎に段階的に濃度が徐々に濃くなるような複数の濃度パターンを含んで構成されている。なお、本実施形態では、主走査方向Ｍの画素数が７０００、各色の階調範囲が０〜２５５、すなわち画像データが各色８ビットの構成の場合について説明する。

図２（Ａ）に示すテスト画像Ｔ１は、一例として前記階調範囲を１０段階に分割した各濃度Ｎ１〜Ｎ１０について、主走査方向Ｍを長手方向とする帯状の濃度パターンを含んで構成されている。なお、テスト画像は、このような構成に限らず、各画素位置において階調範囲の各濃度が確認できるものあればどのようなものでもよい。

選択器６６によってテスト画像データ発生回路６４から出力されたテスト画像Ｔ１のテスト画像データは、選択器６６を介して光ビーム出力部２８に出力される。これにより、画像記録部１４によってテスト画像Ｔ１が用紙Ｐに印刷される。

オペレータは、テスト画像Ｔ１が印刷された用紙Ｐを画像読取部１２にセットし、図示しない操作部から所定の操作を行うことにより画像の読み取りを指示する。これにより、画像読取部１２によってテスト画像Ｔ１が読み取られ、その画像データ、すなわちＲ，Ｇ，Ｂの各色の画像データが補正演算部６２に出力される。

図３には、補正演算部６２において実行される制御ルーチンのフローチャートを示した。

補正演算部６２では、まずステップ１００において、画像読取部１２により読み取られたテスト画像Ｔ１のテスト画像データを入力し、ＹＭＣＫの画像データに変換する。この変換は予め定めた変換テーブル等を用いて変換することができる。

なお、以下では、画像読取部１２により読み取られたテスト画像のテスト画像データ（ＹＭＣＫの画像データ）を構成する各画素（ピクセル）の画素値を出力階調値、テスト画像データ発生回路６４が出力するテスト画像データを構成する各画素の画素値を入力階調値という。

ステップ１０２では、テスト画像データに基づいて、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０に対する目標階調値をそれぞれ求める。具体的には、まず、ブラックのテストパターン６８Ｋが記録される領域における各入力階調値に対する出力階調値の平均値を各々求める。すなわち、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０の各々について、７０００画素分の出力階調値の平均値を求め、これを入力階調値に対する目標階調値とする。なお、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０以外の入力階調値に対する目標階調値は、すでに求めた前後の入力階調値に対する目標階調値から補間して求めればよい。例えば入力階調値Ｎ１とＮ２との間の入力階調値に対する目標階調値は、入力階調値Ｎ１、Ｎ２について求めた目標階調値に基づいて補間すればよい。

図４（Ａ）には、主走査方向Ｍにおける各画素位置Ｘについての実際の階調特性及び目標の階調特性を示した。同図（Ａ）では、実線を実際の階調特性、点線を目標の階調特性としている。図４に示すように、実際の階調特性と目標の階調特性とにずれが生じている場合には、その画素位置について補正する必要がある。

このため、ステップ１０４では、主走査方向Ｍにおける各画素位置Ｘについて、各入力階調値に対する補正階調値を所定の演算式により算出し、補正テーブル、すなわち各画素位置における入力階調値と補正階調値との対応関係を表す補正テーブルを作成する。この所定の演算式によって算出される補正階調値は、この補正階調値の画像を用紙に印刷した場合に、その濃度が目標階調値の濃度となるような値である。例えば入力階調値をＤＩ、出力階調値をＤＯ、目標階調値をＤＭ、補正階調値をＤＲとした場合、所定の演算式は一例として次式で表すことができる。

ＤＲ＝ＤＩ＋（ＤＭ−ＤＯ） ・・・（１）
図４（Ｂ）には、補正テーブルにおける各画素位置Ｘの階調特性（入力階調値と補正階調値との関係）の一例を示した。例えば図４（Ａ）に示す画素位置Ｘ＝２の階調特性のように、出力階調値が目標階調値よりも大きくなる傾向にある画素については、同図（Ｂ）に示すように、その分補正階調値が小さくなるような特性となるように補正テーブルデータを作成する。例えば入力階調値ＤＩが５０、出力階調値ＤＯが５３、目標階調値ＤＭが５２の場合、上記（１）式で算出される補正階調値ＤＲは４９となる。

このようにして補正階調値を算出して作成した補正テーブルを用いて画像データを変換することにより、出力階調値を目標階調値に略一致させることができる。なお、所定の演算式は上記（１）式に限られるものではなく、装置の特性等によって適宜設定することができる。

上記のような処理を、Ｃ、Ｙ、Ｍの各色についても同様に行うことにより、各色の補正テーブルを作成することができる。

そして、ステップ１０６では、作成した各色の補正テーブルデータを画像信号変換部６０に出力する。

画像信号変換部６０は、図５に示すように、位置情報出力部７０、各色の補正テーブル７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｙ、７２Ｋで構成されている。位置情報出力部７０には、画像データを構成するＣＭＹＫ各色の画像データ、すなわち入力階調値が順次入力され、その入力順序と用紙サイズの情報と、に基づいて、入力階調値の主走査方向Ｍにおける画素位置Ｘを判定して各補正テーブルに出力する。各補正テーブルは、入力された画素位置Ｘと入力階調値に対応する補正階調値を選択器６６に出力する。

図６（Ａ）には、シアンの補正テーブル７２Ｃの構成を、同図（Ｂ）には、補正テーブル７２の数値例を示した。枠内の数値が補正階調値を示している。なお、同図（Ｂ）では、画素位置及び入力階調値を間引いて記載した。同図（Ａ）に示すように、シアンの補正テーブル７２Ｃは、主走査方向Ｍにおける画素位置Ｘと、その画素位置Ｘの入力階調値Ｃｉｎと、を入力し、入力階調値Ｃｉｎを補正した補正階調値Ｃｏｕｔを出力する構成である。なお、他の色の補正テーブルも同様の構成である。

通常動作モードの場合、選択器６６は、画像信号変換部６０から出力された補正階調値から成る各色の画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力する。これにより、画像記録部１４において、補正後の画像データに基づく画像が用紙Ｐに印刷される。このようにして用紙Ｐに印刷された画像は、補正しない場合と比較して主走査方向Ｍにおいて色ムラや細かいスジの発生が低減された画像となる。

図７（Ａ）、（Ｂ）には、画像データを補正しないで所定範囲の濃度でシアンのみを印刷した場合と、本実施形態のように画像データを補正テーブルで補正して所定範囲の濃度でシアンのみを印刷した場合と、における主走査方向Ｍの位置と、明度Ｌ^*との関係を示した。同図（Ａ）は明度Ｌ^*が８８〜９１の場合を、同図（Ｂ）は明度Ｌ^*が６４〜６７の場合をそれぞれ示している。同図から明らかなように、補正なしの場合は明度Ｌ^*のばらつきが大きいのに対し、補正ありの場合には、明度Ｌ^*のばらつきが小さいのが判る。

このように、主走査方向Ｍにおける各画素位置毎に入力階調値を補正することにより、左右の色差や細かいスジ等の色ムラを低減することができ、画質を向上させることができる。

なお、本実施形態では、テスト画像Ｔ１は、副走査方向Ｓについては階調範囲の下限から上限に向けて複数階調ずつ濃度が徐々に濃くなるような濃度パターンとしたが、１階調ずつ濃度が徐々に濃くなる又は薄くなるような濃度パターンでもよい。これにより、より効果的に色ムラを低減することができる。

また、本実施形態では、主走査方向Ｍについて１画素毎に補正する場合について説明したが、主走査方向Ｍについて複数画素毎に補正するようにしてもよい。例えば１０画素毎に補正する場合は、画素位置Ｘ＝１〜１０、１１〜２０、…、６９９１〜７０００の各範囲について出力階調値の平均値を求め、この各範囲の平均値に基づいて目標階調値を求める。そして、求めた目標階調値に基づいて各範囲の補正階調値を求めることにより、補正テーブルを作成する。従って、各範囲内では同じ補正階調値を用いることができるので、補正テーブルの容量を削減することができる。

図８には、補正解像度（補正単位）と目視による色ムラの見え方との関係について本発明者らが実験した結果を示した。図８に示すように、少なくとも補正解像度が５０線／１インチ（１２画素毎に補正）以上であれば色ムラが気にならないレベルであり、補正解像度が１００線／１インチ（６画素毎に補正）以上であれば色ムラは見えないことが判った。従って、補正解像度は５０線／１インチ以上で、好ましくは１００線／１インチ以上に設定するとよい。

また、図９に示す補正テーブルのように、画素位置Ｘ及び入力階調値について間引かれた補正テーブルを作成した場合に補正階調値を補間する場合、その画素位置Ｘ及び入力階調値の周辺の補正階調値から補間するようにしてもよい。例えば補間対象の画素位置をＸａ、補間対象の入力階調値をＤａ、補正階調値が算出されている画素位置であって画素位置Ｘａの前後の画素位置をＸ１、Ｘ２、補正階調値が算出されている入力階調値であって入力階調値Ｄａの前後の入力階調値をＤ１、Ｄ２、画素位置Ｘ１における入力階調値Ｄ１の補正階調値をＤＨ１、 画素位置Ｘ２における入力階調値Ｄ１の補正階調値をＤＨ２、画素位置Ｘ１における入力階調値Ｄ２の補正階調値をＤＨ３、 画素位置Ｘ２における入力階調値Ｄ２の補正階調値をＤＨ４とした場合、画素位置Ｘａの入力階調値Ｄａの補正階調値ＤＨａは次式で求めることができる。

ＤＨａ＝Ａ１＋（Ａ２−Ａ１）×（Ｄａ−Ｄ１）／（Ｄ２−Ｄ１） …（２）
ただし、Ａ１＝ＤＨ１＋（ＤＨ２−ＤＨ１）×（Ｘａ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）
Ａ２＝ＤＨ３＋（ＤＨ４−ＤＨ３）×（Ｘａ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）
例えば図９の補正テーブルにおいて、画素位置Ｘａ＝４０００の入力階調値Ｄａ＝１００の補正階調値ＤＨａは、同図の矩形枠内に示す４個の補正階調値（９３，９２，１０９，１０８）から上記（２）式によって求めることができ、この場合ＤＨａ＝９８となる。

このように、補正テーブルに存在しない画素位置及び入力階調値についての補正階調値を補間する補間手段を例えば画像信号変換部６０に設けることにより、補正テーブルの容量を削減することができる。

また、本実施形態では、図２（Ａ）に示すようなテスト画像Ｔ１を用いて主走査方向Ｍの色ムラを低減するための補正テーブルを作成して画像データを補正する場合について説明したが、同図（Ｂ）に示すようなテスト画像Ｔ２を用いて主走査方向Ｍについての場合と同様に副走査方向Ｓの色ムラを低減するための補正テーブルを作成して画像データを補正するようにしてもよい。

また、本実施形態では、各入力階調値に対する目標階調値を、全ての画素位置の出力階調値の平均値としたが、これに限らず、最も頻度の高い出力階調値を目標階調値としてもよい。図１０には、図２（Ａ）に示すテスト画像Ｔ１を読み取った時の、入力階調値がＤＩ＝５０についての各画素位置の出力階調値ＤＯの一例を示した。この例では、両端側の濃度が低下する傾向にあるが、これは、転写ローラ５８が用紙Ｐに対して不均一に接触すること等が原因である。このため、目標階調値を全ての画素位置の平均値とした場合（図１０の例では５２）、最も高頻度の出力階調値（図１０の例では５４）よりも低くなってしまい、適切に補正できなくなる場合がある。従って、転写ローラが上記のような特性がある場合、最も頻度の高い出力階調値を目標階調値として設定することにより、用紙Ｐの両端側の濃度が低下するような特性であっても色ムラを目立たなくすることができる。

また、本実施形態では、主走査方向又は副走査方向について色ムラが低減されるように補正する場合について説明したが、両方向について色ムラが低減されるように補正する構成としてもよい。この場合、例えば図１１に示す画像形成装置１０Ａのように、主走査方向Ｍ用の補正テーブル（第１の補正テーブル）を含む画像信号変換部６０Ａと副走査方向Ｓ用の補正テーブル（第２の補正テーブル）を含む画像信号変換部６０Ｂとを直列に接続した構成とすればよい。すなわち、画像信号変換部６０Ａから出力される各色の補正階調値を画像信号変換部６０Ｂの入力階調値として入力させる。これにより、何れの方向についても色ムラを低減することができる。

また、本実施形態では、用紙Ｐにテスト画像を印刷し、これをオペレータが画像読取部１２にセットしてテスト画像を読み取らせ、読み取られた画像の画像データに基づいて補正テーブルを作成する場合について説明したが、図１２に示す画像形成装置１０Ｂのように、テスト画像を読み取るためのスキャナ７４を用紙Ｐが排出される位置に設け、テスト画像が排出された時点で自動的に読み取るようにしてもよい。これにより、オペレータの手間を省くことができる。

また、図１３に示す画像形成装置１０Ｃのように、転写ローラ５８の手前に中間転写ベルト５０上に形成されたテスト画像を読み取るためのスキャナ７６を設け、このスキャナ７６により読み取ったテスト画像の画像データに基づいて補正テーブルを作成するようにしてもよい。これにより、用紙Ｐにテスト画像を印刷する必要がなく、用紙を節約することができる。

また、画像記録部１４において、複数のスクリーンを切り替えてスクリーン処理することが可能な装置の場合、スクリーンによって色ムラの状態が異なる場合がある。この場合、スクリーンに応じて補正テーブルを作成し、各々の補正テーブルを用いて画像データを補正するようにしてもよい。図１４には、例えばスクリーン線数等が異なる２つのスクリーンのうち一方を選択して画像を記録することができる装置において、それぞれのスクリーンに対応して画像データを補正する画像形成装置１０Ｄについて示した。

図１４に示すように、画像形成装置１０Ｄは、各スクリーンに対応した画像信号変換部６０Ｃ、６０Ｄを備えている、選択器６６（切替手段）及び画像記録部１４の光ビーム出力部２８には、スクリーンを指定するためのスクリーン指示信号が入力される。スクリーン指示信号は、例えばユーザーによって選択された印刷モード（高画質モード、高速モード）に応じた信号である。

選択器６６は、入力されたスクリーン指示信号に対応する画像信号変換部を選択し、選択した画像信号変換部から出力された補正後の各色の画像データを光ビーム出力部２８へ出力する。光ビーム出力部２８は、スクリーン指示信号に対応したスクリーンによりスクリーン処理を実行する。

このような構成では、各スクリーン毎にテスト画像を印刷して上記と同様に補正演算部６２により補正テーブルを作成し、作成した補正テーブルを画像信号変換部６０Ｃ、６０Ｄにセットすればよい。なお、上記の各技術を適宜組み合わせた装置構成としてもよい。

（第２実施形態）
第１実施形態では、各色毎に１入力１出力型の補正テーブルを作成して各色毎に画像データを補正したが、このような場合、１色のみの画像の場合には色ムラを低減できても、複数色を重ね合わせた画像の場合に色ムラを低減できない場合もある。

そこで、本実施形態では、各色を重ねた場合でも色ムラを低減することができるように、３入力３出力型の補正テーブルを作成して画像データを補正する場合について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１５（Ａ）には、一例としてある所定濃度のシアンのみの画像を補正なしで印刷した場合及び１入力１出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ^*との関係を、同図（Ｂ）には、ある所定濃度のシアン及びイエローの２色を重ねたグリーンの画像を補正なしで印刷した場合及び１入力１出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ^*との関係を示した。

同図（Ａ）に示すように、シアンのみの場合には、上記のように１入力１出力型の補正テーブルを用いて画像データを補正すればどの画素位置でも明度がほぼ同一となり、色ムラを低減することができる。

しかしながら、同図（Ｂ）に示すように、シアンとイエローを重ねた場合には、１入力１出力型の補正テーブルを用いて補正しても各画素位置で明度がばらつき、色ムラを低減できなくなる場合がある。

このような場合、図２（Ａ）に示すようなテスト画像Ｔ１の画像データの他に、図１６に示すように、上から順にイエロー、マゼンダ、シアンの全てを合成した色であるプロセスブラックのテストパターン６８ＰＢ、イエローとマゼンダを合成した色であるレッドのテストパターン６８Ｒ、イエローとシアンを合成した色であるグリーンのテストパターン６８Ｇ、シアンとマゼンダを合成した色であるブルーのテストパターン６８Ｂを含んで構成されたテスト画像Ｔ３（第３のテスト画像）の画像データをテスト画像データ発生回路６４に記憶しておく。

そして、上記と同様に、テスト画像Ｔ３を用紙Ｐに印刷し、用紙Ｐに印刷されたテスト画像Ｔ３を画像読取部１２により読み取らせる。補正演算部６２では、読み取ったテスト画像Ｔ３の各濃度パターンのＲＧＢのデータをＹＭＣのデータに変換する。

次に、プロセスブラックのテストパターン６８ＰＢを読み取った画像データ（Ｃ，Ｍ，Ｙ各色の出力階調値）に基づいて、上記と同様の処理により目標階調値を求め、求めた目標階調値に基づいて補正階調値を求める。これをテストパターン６８Ｒ、６８Ｇ、６８Ｂについても同様に行うことにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ３色重ねた場合、ＣとＭ、ＣとＹ、ＭとＹの２色重ねた場合における補正階調値を求めることができる。

さらに、テスト画像Ｔ１について上記と同様の処理を行い、ＹＭＣＫ各１色についての補正階調値を求める。

そして、これらの結果から、図１７（Ａ）に示すような３入力３出力型の補正テーブル８０を作成する。同図（Ｂ）には、補正テーブルの数値例を示した。なお、同図（Ｂ）では、画素位置及び入力階調値を間引いて記載した。なお、補正テーブルに存在しない各色の入力階調値に対する補正階調値は、例えば各色毎に第１実施形態で説明したのと同様の補間方法を用いて補間することができる。

なお、ブラックについては、上記と同様にテスト画像Ｔ１を読み取った画像データに基づいて作成した１入力１出力型のブラックの補正テーブルを用いる。

図１８には、一例としてある所定濃度のシアン及びイエローを重ねた画像を補正なしで印刷した場合及び３入力３出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ^*との関係を示した。

同図に示すように、３入力３出力型の補正テーブルを用いて画像データを補正した場合、どの画素位置でも明度がほぼ同一となり、図１５（Ｂ）に示すように、１入力１出力型の補正テーブルを用いて各色毎に補正した場合と比較して大幅に色ムラを低減することができる。

このように、３入力３出力型の補正テーブルを用いて画像データを補正することにより、１色の画像だけでなく、２色重ねた画像や３色重ねた画像についても適正に補正することができ、色ムラを効果的に低減することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 （Ａ）は主走査方向の色ムラを低減するために使用するテスト画像の一例を示すイメージ図、（Ｂ）は副走査方向の色ムラを低減するために使用するテスト画像の一例を示すイメージ図である。 補正演算部で実行される処理のフローチャートである。 各画素位置の階調特性を示す線図である。 画像信号変換部のブロック図である。 （Ａ）は１入力１出力型の補正テーブルを示す図、（Ｂ）は（Ａ）の補正テーブルの数値例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、画像データを補正しないで所定範囲の濃度でシアンのみを印刷した場合と、画像データを補正テーブルで補正して所定範囲の濃度でシアンのみを印刷した場合と、における主走査方向Ｍの位置と、明度Ｌ^*との関係を示した図である。 補正解像度と色ムラの見え方との関係を示す表である。 １入力１出力型の補正テーブルの数値例を示す図である。 テスト画像Ｔ１を読み取った時の、所定の入力階調値についての各画素位置と出力階調値との関係を示す図である。 変形例に係る画像形成装置の概略構成図である。 変形例に係る画像形成装置の概略構成図である。 変形例に係る画像形成装置の概略構成図である。 変形例に係る画像形成装置の概略構成図である。 （Ａ）は、所定濃度のシアンのみの画像を補正なしで印刷した場合及び１入力１出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ^*との関係を示す線図、（Ｂ）は、所定濃度のシアン及びイエローの２色を重ねたグリーンの画像を補正なしで印刷した場合及び１入力１出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ^*との関係を示す線図である。 ３入力３出力型の補正テーブルを作成する際に使用するテスト画像の一例を示すイメージ図である。 （Ａ）は３入力３出力型の補正テーブルを示す図、（Ｂ）は（Ａ）の補正テーブルの数値例を示す図である。 所定濃度のシアン及びイエローを重ねた画像を補正なしで印刷した場合及び３入力３出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ^*との関係を示す図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 画像形成装置
１２ 画像読取部（読み取り手段）
１４ 画像記録部
１６ 制御部
２８ 光ビーム出力部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ 光走査装置
３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ 現像ユニット
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｄ、６０Ｃ、６０Ｄ 画像信号変換部（補正手段）
６２ 補正演算部（演算手段、作成手段）
６４ テスト画像データ発生回路（テスト画像データ記憶手段）
６６ 選択器
７０ 位置情報出力部
７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ 補正テーブル
７４、７６ スキャナ（読み取り手段）
８０ 補正テーブル

Claims (11)

1. 画像に応じて変調された画像信号に基づく光ビームを感光体上に走査させることにより前記感光体上に静電潜像を形成し、これをトナー現像することにより前記感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置において、
   前記記録媒体の第１の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンから成る第１のテスト画像のテスト画像データを記憶したテスト画像データ記憶手段と、
   所定の媒体に記録された第１のテスト画像を読み取る読み取り手段と、
   前記第１のテスト画像のテスト画像データ及び前記読み取り手段により読み取られた画像の画像データに基づいて、前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求める演算手段と、
   前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、前記複数の濃度パターンの各濃度を表す入力階調値と当該入力階調値に対応する補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第１の補正テーブルを作成する作成手段と、
   前記第１の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記演算手段は、前記入力階調値の各々について、前記読み取り手段により読み取られた画像の前記予め定めた画素位置の濃度を表す出力階調値の平均値を目標階調値として求め、
   前記作成手段は、各入力階調値について求めた目標階調値に基づいて、前記第１の補正テーブルを作成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記演算手段は、前記入力階調値の各々について、前記読み取り手段により読み取られた画像の前記予め定めた画素位置の濃度を表す出力階調値のうち最も頻度が高い出力階調値を目標階調値として求め、
   前記作成手段は、各入力階調値について求めた目標階調値に基づいて、前記第１の補正テーブルを作成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記予め定めた画素位置は、前記第１の方向における予め定めた複数画素毎に定められた位置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記複数画素を含む領域が、前記第１の方向における色ムラに関する予め定めた条件を満たすサイズであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記複数の濃度パターンの各濃度は、複数階調ずつ異なる濃度であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記補正手段は、前記予め定めた画素位置以外の所定画素位置に対応した入力階調値又は前記濃度パターンの濃度以外の濃度を表す所定入力階調値に対応する補正階調値を、その周辺の補正階調値に基づいて補間することにより算出することを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置は、複数のスクリーンのうち選択されたスクリーンに基づいて前記画像信号を生成可能な画像形成装置であって、
   前記第１の補正テーブルを前記複数のスクリーン毎に備え、選択されたスクリーンに応じて前記第１の補正テーブルを切り替える切替手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記テスト画像データ記憶手段は、前記第２の方向に同一濃度で、かつ前記第１の方向に濃度が異なる濃度パターンから成る第２のテスト画像のテスト画像データをさらに記憶し、
   前記演算手段は、前記第２のテスト画像のテスト画像データ及び前記読み取り手段により読み取られた画像の画像データに基づいて、前記第２の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求め、
   前記作成手段は、前記第２の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、前記複数の濃度パターンの各濃度を表す入力階調値と当該入力階調値に対応する補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第２の補正テーブルを作成し、
   前記補正手段は、前記第１の補正テーブル及び前記第２の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記所定の媒体は、前記感光体、前記トナー像が転写される中間転写体、及び前記記録媒体の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成装置は、所定数の異なる色の画像に応じたトナー像を前記記録媒体に転写することによりカラー画像を形成可能な画像形成装置であって、
    前記テスト画像データ記憶手段は、前記第１の方向に同一濃度で、かつ前記第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンから成るテストパターンであって、前記所定数の異なる色のうち少なくとも２色の組み合わせから成る複数の所定色のテストパターンを含む第３のテスト画像のテスト画像データを記憶し、
    前記演算手段は、前記第１のテスト画像のテスト画像データ、前記第３のテスト画像のテスト画像データ、前記読み取り手段により読み取られた前記第１のテスト画像の画像データ、及び前記読み取り手段により読み取られた前記第３のテスト画像の画像データに基づいて、各色における前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性を各々求め、
    前記作成手段は、前記第１の方向の予め定めた画素位置における階調特性に基づいて、前記濃度パターンの各濃度を表す前記組み合わせの各色の入力階調値と当該各色の入力階調値に対応する各色の補正階調値と、の対応関係を前記予め定めた画素位置毎に表す第３の補正テーブルを作成し、
    前記補正手段は、前記第３の補正テーブルに基づいて、入力された画像データを補正する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の画像形成装置。