JP2007137019A - 濃度補正装置、画像形成装置および濃度補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 補正可能領域外でも濃度ムラが発生しないようにできる濃度補正装置、画像形成装置および濃度補正方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、複数のＬＥＤが配列されたアレイチップが複数配列されたＬＥＤプリントヘッドの濃度を補正する濃度補正装置４１であって、テストパターン読取部４３によって読み取られたパターン画像情報からＬＥＤに対応した濃度補正値の補正が可能な領域を設定する補正領域設定部４４と、パターン画像情報から得られた補正可能領域内のＬＥＤ位置に対応した濃度情報に基づいて補正可能領域内のＬＥＤの濃度補正値を算出する補正データ生成部４６と、補正可能領域内のアレイチップ単位のＬＥＤの濃度補正値に基づいて補正可能領域外のＬＥＤの濃度補正値を算出する領域外補正データ決定部４７とを有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、濃度補正装置、画像形成装置および濃度補正方法に関する。

電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体ドラム等の像担持体上に、画像情報を光記録手段によって照射することにより画像露光を施し、この像担持体の表面に画像情報に応じた静電潜像を形成している。この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録用紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用いたものの他、近年では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイチップを複数配置し、各ＬＥＤの発光をレンズにより感光体へ結像させる露光装置（ＬＥＤプリントヘッド）を用いて画像を形成する、画像形成装置が提案されている。

ＬＥＤプリントヘッドはその製造上のばらつきによって、出力する画像に濃度ムラが発生する。この濃度ムラを補正し均一濃度にする方法の一つとして、画像形成装置から出力されたテストパターン画像をスキャナ等により読み取り、その画像における濃度ムラ情報をもとにして、均一濃度になるように各ＬＥＤの光量補正データを調整する方法が知られている。

しかしながら、画像形成装置において実際に印字される幅はＬＥＤプリントヘッドの幅より狭いのが一般的であるため、ヘッド全てのＬＥＤによる印字ではなく、印字されない領域では補正データを算出できないという欠点があった。このように、ＬＥＤプリントヘッド内に部分的な未補正の領域が存在した結果、補正領域と補正領域外との境界での濃度段差や、補正領域外での濃度ムラが顕著に現れてしまう。

これを回避させるには、ヘッド全長を確保できる印字幅をもつ特別の画像形成装置で補正したり、あるいは補正済み領域に限定して印字して使用するなどの対策が必要となる。しかし、補正設備コスト増大やＬＥＤプリントヘッドの有効部分が制限されるといった問題を抱えていた。この問題に対して、領域外補正値決定手段を使って未補正部の補正値を算出する方法が提案されている（特許文献１参照）。これは近傍に既存する補正値情報を用いて、未補正部分を補うものである。
特開２００１−１８８３８９号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、近傍における複数補正値の平均値を用いているため、濃度の平均レベルにおける段差を解消することができるが、領域外の補正部分は一定値の補正値となるため、アレイチップ単位の周期ムラや細かい筋ムラは補正されずに、現れてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、補正可能領域外でも濃度ムラが発生しないようにできる濃度補正装置、画像形成装置および濃度補正方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の発光素子が配列されたアレイチップが複数配列された露光手段の濃度を補正する濃度補正装置であって、読取手段によって読み取られたパターン画像情報から前記発光素子位置に対応した濃度補正値の補正が可能な領域（補正可能領域）を設定する設定手段と、前記パターン画像情報から得られた前記補正可能領域内の発光素子位置に対応した濃度情報に基づいて前記補正可能領域内の発光素子の濃度補正値を算出する領域内算出手段と、前記補正可能領域内の前記アレイチップ単位の発光素子の濃度補正値に基づいて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出する領域外算出手段とを有する。ここで、濃度補正値とは発光素子の光量を調整するための値である。

本発明によれば、補正可能領域内のアレイチップ単位の発光素子の濃度補正値から補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出することで、補正可能領域外の濃度ムラや筋が従来よりも目立たない印字が可能になる。特にアレイチップ単位での筋発生を抑える効果がある。これによって、補正時より大きなサイズの用紙を使っても濃度段差が目立たず、利用範囲が広くなる。前記露光手段は、前記アレイチップが千鳥状に配列されている構造である。前記領域外算出手段は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数倍の範囲の濃度補正値の平均値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出するとよい。本発明によれば、アレイチップ単位での筋発生を抑えることができる。

前記領域外算出手段は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数個分の濃度補正値を繰り返した濃度補正値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出するとよい。本発明によれば、従来平均値を用いることにより発生していた細かい筋も補正することができる。

前記領域外算出手段は、前記整数のうち偶数を用いるとよい。本発明によれば、補正可能領域内のアレイチップのうち奇数と偶数のアレイチップ単位での補正値を区別することによりチップ交互で発生する濃度ムラを抑えることができる。

前記領域外算出手段は、前記補正可能領域内のアレイチップの相対的に同位置となる発光素子の濃度補正値の集合の情報を用いて、前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出するとよい。本発明によれば、回帰推定値を用いることにより、補正領域外の周期的な濃度ムラや濃度変動に対して、従来よりも良好な補正ができる。本発明の画像形成装置は、上記濃度補正装置を有する。本発明によれば、画像形成装置に付属する画像読取機能を用いて濃度補正装置を実現することができる。

本発明は、複数の発光素子が配列されたアレイチップが千鳥状に配列された露光手段の濃度を補正する濃度補正方法であって、読取手段によって読み取られたパターン画像情報から前記発光素子位置に対応した濃度補正値の補正が可能な領域を設定する設定工程と、前記パターン画像情報から得られた前記補正可能領域内の発光素子位置に対応した濃度情報に基づいて前記補正可能領域内の発光素子の濃度補正値を算出する領域内算出工程と、前記補正可能領域内の前記アレイチップ単位の発光素子の濃度補正値に基づいて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出する領域外算出工程とを有する。

本発明によれば、補正可能領域内のアレイチップ単位の発光素子の濃度補正値から補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出することで、補正可能領域外の濃度ムラや筋が従来よりも目立たない印字が可能になる。特にアレイチップ単位での筋発生を抑える効果がある。前記領域外算出工程は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数倍の範囲の濃度補正値の平均値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出する。

前記領域外算出工程は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数個分の濃度補正値を繰り返した濃度補正値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出する。本発明によれば、従来平均値を用いることにより発生していた細かい筋も補正することができる。

前記領域外算出工程は、前記整数のうち偶数を用いる。本発明によれば、補正可能領域内のアレイチップのうち奇数と偶数のアレイチップ単位での補正値を区別することによりチップ交互で発生する濃度ムラを抑えることができる。前記領域外算出工程は、前記補正領域内のアレイチップの相対的に同位置となる発光素子の濃度補正値の集合の情報を用いて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出する。本発明によれば、回帰推定値を用いることにより、補正領域外の周期的な濃度ムラや濃度変動に対して、従来よりも良好な補正ができる。

本発明によれば、補正可能領域外でも濃度ムラが発生しないようにできる濃度補正装置、画像形成装置および濃度補正方法を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置１は、階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１１０、この画像プロセス系１１０における画像形成のタイミングに合わせて記録用紙２６を搬送するシート搬送系１２０、画像プロセス系１１０を制御すると共にシート搬送系１２０における記録用紙２６の搬送のタイミングを制御する制御部１３０、原稿から画像を読み取る画像読取部（ＩＩＴ：Image Input Terminal）１４０、ＰＣ２や画像読取部１４０などから入力された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部（ＩＰＳ：Image Processing System）１５０を有する。

画像プロセス系１１０は、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体である感光ドラム１２、感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光するＬＥＤプリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１５ａによって現像する現像器１５、現像器１５により形成されたトナー像を記録用紙２６に転写した後に感光体ドラム１２に残留したトナーを除去するクリーナ（不図示）、および感光体ドラム１２を除電するイレーズランプ（不図示）を有する。

画像プロセス系１１０は、用紙トレイ２５から取り出された記録用紙２６を搬送し、画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて画像形成されたトナー像を用紙搬送ベルト（不図示）、この用紙搬送ベルトを駆動する駆動ロール（不図示）、感光体ドラム１２に担持されたトナー像を記録用紙２６に転写させる転写ロール２３、記録用紙２６に転写されたトナー像を定着させる定着器２４を有する。

画像形成ユニット１１は、感光体ドラム１２の外周面の近傍に露光手段としてのＬＥＤプリントヘッド１４、現像器１５、および転写ロール２３を有する。ＰＣ２や画像読取部１４０から入力された画像データは、画像処理部１５０によって画像処理が施され、インターフェースを介して画像形成ユニット１１に供給される。画像プロセス系１１０は、制御部１３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、画像形成ユニット１１では、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部１５０から得られた画像信号に基づいて、ＬＥＤプリントヘッド１４によって静電潜像が形成される。その静電潜像に対して現像器１５によってトナー像が形成され、形成されたトナー像は、回転する用紙搬送ベルトによって搬送された記録用紙２６に転写ロール２３を用いて転写される。

図２は、ＬＥＤプリントヘッド１４の構成を示す概略図である。ＬＥＤプリントヘッド１４は、ハウジング１４ａ内に、ベース部材１４ｂ、プリント基板１４ｃ、複数の発光素子であるＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイチップ１４ｄ、セルフォック・レンズ・アレイ（ＳＬＡ）１４ｅを有する。ＬＥＤアレイから出た光線は、ＳＬＡ１４ｅを通り、ＳＬＡ１４ｅの仕様で定まる共役長の距離において集光し結像する。そして、結像位置にて感光体ドラム１２を露光させる。

図３は、ＬＥＤアレイチップが複数配列（千鳥配列）された状態を示す概略図である。複数のＬＥＤがＬＥＤアレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎ上に一定間隔で配列されている。各ＬＥＤアレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎ上には、例えば２５６個などの数百程度のＬＥＤが配列されている。互いに隣り合うＬＥＤアレイチップは、ｙ方向に位置をずらして、千鳥状に配列されており、ｘ１＝ｘ２＝ｘ３とすることで、全てのＬＥＤが同じ間隔になる。ＬＥＤアレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎの両端部はワイヤボンディングによる基板接続部分としてスペースが必要であるため、一直線に並べることができない。そのため千鳥配列を採用している。

図４は、ＬＥＤアレイチップの実装精度が悪い場合の配列例を示す図である。図４に示すように、このＬＥＤアレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎでは、チップを実装する位置精度が悪いため間隔にばらつきがある。狭いところ（ｘ２）は濃度が高く、広いところ（ｘ３）は濃度が低くなり筋ムラの発生原因となる。チップは半導体製造プロセスによって作られるので、各アレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎ内におけるＬＥＤ間隔の精度は良いためＬＥＤ単位での筋ムラは発生しにくい。

図５は、ｚ方向のチップの実装精度を説明するための図である。ｘ方向だけでなく、ｚ方向でも実装位置ばらつきがあるため、ＬＥＤの発光位置がＬＥＤアレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎごとに異なる。その結果、感光体面へ結像する光線ビーム径に差が生じるため、これがチップ単位での光量ムラ（印字濃度ムラ）の原因となる。またバンディング不良などで特定のＬＥＤアレイチップの電気的特性（抵抗など）が他ＬＥＤアレイチップと異なることによっても、チップ単位の濃度ムラは発生する。なおＬＥＤアレイチップ１４ｄ１〜１４ｄｎが千鳥配置であることから、実装精度や接続不良の影響は、奇数偶数チップの交互に出る傾向がある。

図６は、濃度補正装置の構成を示す図である。補正データ格納部４０は、ＬＥＤプリントヘッドの濃度補正値を格納するメモリである。この補正データ格納部４０は、図２で示したプリント基板１４ｃ上のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）内に設けられている。補正データ格納部４０の形態は特に規定しない。

また、濃度補正装置４１は、テストパターン生成部４２、テストパターン読取部４３、設定手段としての補正領域設定部４４、濃度ムラ演算部４５、領域内算出手段としての補正データ生成部４６および領域外算出手段としての領域外補正データ決定部４７を有する。この濃度補正装置４１は、画像形成装置外に設けられていてもよいし、上述した画像形成装置１内に組み込まれていてもよい。

テストパターン生成部４２は、印刷装置（プリンタ）によって構成され、補正データ格納部４０から読み出した濃度補正値の初期値を使って、テストパターンを印字する。テストパターン読取部４３は、スキャナ等によって構成され、テストパターン生成部４２で印字されたテストパターンを読み取る。補正領域設定部４４は、テストパターン読取部４３によって読み取られたパターン画像情報からＬＥＤ位置に対応した濃度補正値の補正が可能な領域を設定する。濃度ムラ演算部４５は、濃度パターン画像情報から補正可能領域内の各ＬＥＤ位置に対応した濃度（濃度ムラ）情報を演算する。

補正データ生成部４６は、テストパターン生成部４２で読み出した濃度補正値の初期値と濃度ムラ演算部４５が演算した濃度情報をもとにして、濃度が均一になるように、補正可能領域内のＬＥＤの濃度補正値を算出する。領域外補正データ決定部４７は、補正済みの濃度補正値をもとにして、補正されなかった領域の濃度補正値を演算決定する。より詳細には、補正可能領域内のアレイチップ単位のＬＥＤの濃度補正値に基づいて補正可能領域外のＬＥＤの濃度補正値を算出する。新しい濃度補正値は、補正データ格納部４０へ格納される。

補正可能領域外の濃度補正値の決定方法には以下の方法がある。
（１）補正可能領域外の濃度補正値に元の濃度補正値をそのまま使う方法。
（２）補正可能領域外の濃度補正値に補正可能領域内の画像端部近傍の濃度補正値の平均値を使う方法。
（３）補正可能領域外の濃度補正値にアレイチップを考慮した領域内画像端部近傍の濃度補正値の繰り返しを使う方法。
（４）補正可能領域外の濃度補正値に領域内画像端近傍複数チップの回帰推定値を用いる方法。
本実施形態では、上記の補正可能領域外の濃度補正値の決定方法のうち特に（２）の改良と（３）（４）の決定方法を基本として用いる。

図７は、テストパターン生成部４２が生成するテストパターンの構成を示す図である。テストパターン生成部４２は、テストパターンとして、濃度ムラをみるための濃度パターン５０と、位置を特定するためのスケールパターン５１を用紙に印字する。ここで、濃度パターン５０は各ＬＥＤの濃度ムラをみるためのパターンである。図７では、高濃度のパターン５０ａ、低濃度パターン５０ｂを例示しているが、さらに中間濃度を複数追加したものを使うこともある。また、パターンは１つだけしかない場合もある。

スケールパターン５１ａ、５１ｂは各ＬＥＤに対応する濃度パターンの位置を特定するためにある。このスケールパターン５１ａ、５１ｂは、通常、ＬＥＤアレイチップの単位毎にラインが描かれている。またＬＥＤアレイチップの何番目のラインであるかを目視で認識しやすくするために、スケール近傍に数字が付加されるものもある。スケールパターン５１ａ、５１ｂは濃度パターン５０ａ、５０ｂを挟むように上下に配置するのが良い。１つのスケールだけでも位置の特定は不可能ではないが、位置精度はよくないため、通常は２つ以上を両側に配置する形が望ましい。

図８は、補正に使われる濃度パターン画像５０の例を示す図である。ここで、濃度ムラには不規則で突発的ものと、アレイチップの間隔で発生するような規則的なものがある。図９は、濃度ムラ補正前における濃度補正値と濃度パターンの例を示す図である。同図（ａ）は、補正前の濃度補正値（初期値）の例を示す図、（ｂ）は補正前の濃度パターン画像の例を示す図、（ｃ）は補正前の濃度ムラの例を示す図である。同図（ａ）において縦軸は濃度補正値を示し、ここでは濃度補正値を８ビットで表現している。テストパターン生成部４２は、補正前、補正値データ初期値（一定値）を与えて、図９（ｂ）に示すような濃度パターン画像５０を出力する。

図１０は、濃度ムラ補正後における補正値データと濃度パターンの例を示す図であり、（ａ）補正後の濃度補正値の例を示す図、（ｂ）は補正後の濃度パターン画像の例を示す図、（ｃ）は補正後の濃度ムラの例を示す図である。補正後、濃度が均一になるように濃度補正値を調整すると、補正により濃度ムラが補正前に比べ減少する。

図１１は、濃度ムラ演算部４５と補正データ生成部４６の動作説明図である。
同図（ａ）は濃度パターン画像を示す図である。濃度ムラ演算部４５は、補正可能領域について濃度パターン画像から各ＬＥＤ位置に対応した濃度を演算する。同図（ｂ）は濃度ムラ演算部４５が演算した濃度ムラを示す図である。補正データ生成部４６は、テストパターン生成部４２で読み出した濃度補正値の初期値と濃度ムラ演算部４５が演算した濃度ムラ情報をもとにして、濃度が均一になるように、補正データを演算する（図１１（ｃ）参照）。ここで、補正データ生成部４６は、基本補正アルゴリズムでは、平均よりも濃度が高い部分では濃度補正値を下げ、逆に濃度が低い部分では濃度補正値を上げるように調整する。補正データ生成部４６は、画像濃度が平均濃度に近づくように補正式（１）により算出する。
・新しい濃度補正値＝ 以前の濃度補正値 −（（画像濃度−平均濃度）／平均濃度）／補正分解能 ・・・ （１）

ここで、補正分解能とは、濃度補正値の増加量＝１に対する濃度比の変化量を表したものである。補正分解能を大きくすると補正が弱くなり、反対に小さくすると補正が強くなる。ただし補正分解能を小さくし過ぎた場合には過補正と呼ばれる状態となり、筋の濃淡逆転（黒筋が白筋に、白筋が黒筋になる）が起こってしまうため、補正分解能は適正に調整する必要がある。補正分解能を求めるには濃度補正値を一定量振って印字させたサンプルを用いて、濃度計測値の変化量をもとにして算出すればよい。

ここにあげた補正式（１）は標準的なものであり、濃度補正値の算出はこの式に限定されるものではない。補正分解能を平均濃度に応じて変動させたり、曲線式や補正テーブルによる方法など、より補正効果を高めるために、いろいろなバリエーションが考えられる。

図１２は、濃度補正値と画像ドットの関係を説明するための図であり、同図（ａ）は、１ドットに一つの濃度補正値を用いる場合の例を示す図、同図（ｂ）は２ドットに一つの濃度補正値を用いる場合の例を示す図である。同図（ａ）に示すように、一つのＬＥＤアレイチップに２５６個のＬＥＤが配列されているため、一つのＬＥＤアレイチップに２５６個の濃度補正値が必要になる。矩形で囲った箇所は一つの濃度補正値が受け持つドットの範囲を示している。濃度補正値は各ＬＥＤに対して、１対１とは限らない。人間の視覚で認識できない程の小さい幅の筋は補正を省略することができる。またプリントヘッド仕様の制約などによって、補正データ格納用メモリを節約する目的において、２個のＬＥＤに対して１つの濃度補正値とし（図１２（ｂ）参照）、さらに複数個のＬＥＤに対して1つの濃度補正値とする場合もある。なお、本例では２ＬＥＤにつき１個の濃度補正値を用いている。

図１３は、補正領域設定部４４が設定する補正可能領域について説明する図であり、同図（ａ）は、濃度パターンを示す図、同図（ｂ）は検出濃度を示す図である。濃度パターンが印字されていなければ原則的には補正はできない。このため、補正領域設定部４４は、濃度パターン５０がある部分を補正可能領域として設定する。しかし、余白部５２ａ、５２ｂに隣接する近傍（余白境界部６０ａ、６０ｂ）では、センサ特性によるオーバーラップがあるため、濃度が正しく検出できない部分がある。したがって、この余白境界部６０ａ、６０ｂを除外した部分が、補正に利用できる範囲となる。

補正可能領域の設定の仕方には、基本的にはＬＥＤアレイチップ単位で設定する方法と、余白部境界から一定距離内側までを設定する方法がある。図１４は、ＬＥＤアレイチップ単位で補正可能領域を設定する場合の例を説明するための図である。図１４において、濃度パターン５０の両側には印字不可能な余白部５２ａ、５２ｂが存在する。ここでは、破線で示したスケールパターン５１ａ１および５１ａ５６は印字可能範囲外であるため実際には印字されない。スケールパターン５１ａ１は、１番目のＬＥＤアレイチップ１４ｄ１と２番目のＬＥＤアレイチップ１４ｄ２の間に位置することを示し、スケールパターン５１ａ５６は、５６番目のＬＥＤアレイチップ１４ｄ５６と５７番目のＬＥＤアレイチップ１４ｄ５７の間に位置することを示す。

補正領域設定部４４は、ＬＥＤアレイチップ単位で設定する場合、たとえば３番のＬＥＤアレイチップから５５番のＬＥＤアレイチップまでの範囲を含む濃度パターンであれば、３番のＬＥＤアレイチップ１４ｄ３から５５番のＬＥＤアレイチップ１４ｄ５５を補正可能領域と指定する。これにより、１、２、５６、５７番のＬＥＤアレイチップ１４ｄ１、１４ｄ２、１４ｄ５６、１４ｄ５７に対応する部分が補正可能領域外のアレイチップとなる。

図１５は、余白部境界から一定距離内側までを補正可能領域として設定する場合の例を説明するための図である。利用者は、余白部５２ａ、５２ｂを基準に設定する場合は、画像を観察して、余白との境界から一定距離内側までを画素単位や実際の距離で指定する。そして、補正領域設定部４４は、利用者によって指定された範囲を補正可能領域範囲として設定する。余白部５２ａ、５２ｂを基準にした方法は、チップ単位よりもやや広い範囲を設定することができる反面、設定者によるばらつきがある。

図１６（ａ）は実際に印字されたパターン画像、同図（ｂ）は補正可能領域境界での濃度段差および補正可能領域外での濃度ムラ発生を説明するための模式図である。図１７は、補正可能領域内と補正可能領域外での濃度補正値を示す図である。図１７に示す例では、補正可能領域外では、濃度補正値は均一に設定されている。

図１８は、領域外補正データ決定部４７による補正可能領域外の濃度補正値の決定方法を説明するための図である。図１８（ａ）は、補正可能領域外の濃度補正値に元の濃度補正値（初期値）をそのまま使う方法（方法１）を説明するための図である。この方法（１）のように、補正可能領域外の濃度補正値に元の濃度補正値をそのまま用いると、境界で濃度補正値に段差がみられるという問題がある。

図１８（ｂ）は、補正可能領域外の濃度補正値に領域内画像端部近傍の平均値を使う方法（方法２）を説明するための図である。この方法（２）は、特許文献１と同様の方法である。この方法（２）では平均範囲の長さを適当に選んでいる。この方法（２）は、補正可能領域外の濃度補正値が一定値であるため、細かい筋は補正できないという問題がある。本実施形態では、領域外補正データ決定部４７は、平均範囲の長さをＬＥＤアレイチップの整数倍の範囲で平均するようにしている。すなわち、領域外補正データ決定部４７は、補正可能領域内のアレイチップの整数倍の範囲の濃度補正値の平均値を補正可能領域外のＬＥＤの濃度補正値として算出する。特に、偶数と奇数のチップで差が大きい場合は、領域外補正データ決定部４７は、偶数倍の範囲として（偶数チップ／奇数チップ）１つづつを含むようにして濃度補正値の平均値を補正可能領域外のＬＥＤの濃度補正値とする。

図１９（ａ）は補正可能領域外の濃度補正値に領域内画像端部近傍の繰り返しを使う方法（方法３）を説明するための図である。領域外補正データ決定部４７は、補正可能領域内のＬＥＤアレイチップの整数個分（特に偶数個分）の濃度補正値を繰り返した濃度補正値を補正可能領域外のＬＥＤの濃度補正値として算出する。ここで、補正可能領域内のＬＥＤアレイチップの整数個分の濃度補正値とは、図１４で示した例では、ＬＥＤアレイチップ１個分のＬＥＤの濃度補正値であれば３番目のＬＥＤアレイチップに含まれるＬＥＤの濃度補正値、２個分のＬＥＤの濃度補正値であれば３番目と４番目のＬＥＤアレイチップ内に含まれるＬＥＤの濃度補正値、３個分の濃度補正値であれば３番目〜５番目のＬＥＤアレイチップに含まれるＬＥＤの濃度補正値のことをいう。

また、補正可能領域内のＬＥＤアレイチップの偶数個分の濃度補正値とは、ＬＥＤアレイチップ２個分の濃度補正値であれば３番目と４番目のＬＥＤアレイチップに含まれるＬＥＤの濃度補正値、４個分の濃度補正値であれば３〜６番目のＬＥＤアレイチップに含まれる濃度補正値のことをいう。この方法（３）は、チップ単位の濃度ムラが支配的なら効果が高い。ただし、この方法（３）では、特定な濃度補正値のパターンが繰り返されるため、規則的な筋として現れてしまうことがある。

図１９（ｂ）は領域内画像端近傍複数チップの回帰推定値を用いる方法（方法４）を説明するための図である。この方法（４）では、チップ単位の規則的な筋ムラが連続しているという点に着目している。すなわち、ＬＥＤアレイチップでの構造上の繰り返し（千鳥配置）に着目し、チップ単位での同じ環境（チップ内の同位置となるＬＥＤ）にある補正値集合の情報により、未補正部分の補正値を決定する。これを実現するために、領域外補正データ決定部４７は、補正可能領域内のＬＥＤアレイチップの相対的に同位置となるＬＥＤの濃度補正値の集合の情報を用いて補正可能領域外のＬＥＤの濃度補正値を算出する。例えば、領域外補正データ決定部４７は、補正可能領域内近傍のＬＥＤアレイチップ２０個分のデータをもとに、線形近似を利用して、補正可能領域外の補正値を算出している。これにより、補正可能領域外の周期的な濃度ムラや濃度変動に対して、従来よりも良好な補正ができる。ただし、この方法（４）では突発的な筋までは対処できないが、できるだけ軽減できる。

次に、上記方法４について詳細に説明する。図２０（ａ）は、回帰推定による領域外補正データ決定方法を説明するための図、同図（ｂ）は補正可能領域内と補正可能領域外の濃度補正値を説明するための図である。補正可能領域内でのＬＥＤアレイチップを1からｍとして、補正可能領域外のＬＥＤアレイチップをｍ+1、ｍ+2…とする。また１つのＬＥＤアレイチップはｎ個の濃度補正値がある。領域外補正データ決定部４７は、補正可能領域外の濃度補正値Ｃ（ｍ+1，1）を求めるには、まず補正済みの濃度補正値Ｃ（ｍ-1,1）、Ｃ（ｍ-3,1）…Ｃ（ｍ-17,1）、Ｃ（ｍ-19,1）の１０個の濃度補正値を取得する。次に、領域外補正データ決定部４７は、この１０個の濃度補正値を回帰により近似直線をもとめ、その直線位置から最も近くなるように、濃度補正値Ｃ（ｍ+1，1）を求める。濃度補正値は整数へ丸めている。同じようにしてＣ（ｍ+3，1）、Ｃ（ｍ+5，1）…が決定される。

領域外補正データ決定部４７は、濃度補正値Ｃ（ｍ+1，2）、Ｃ（ｍ+3，2）…を求めるには、濃度補正値Ｃ（ｍ-1,2）、Ｃ（ｍ-3,2）…Ｃ（ｍ-17,2）、Ｃ（ｍ-19,2）の１０個の濃度補正値を使う。以下同様にして、Ｃ（ｍ+1，3）以降を算出して、すべての補正可能領域外の濃度補正値を決定する。また、反対側の補正可能領域外の濃度補正値の算出も向きが逆になるだけで同様に求めることができる。

この例では、偶数番目と奇数番目のＬＥＤアレイチップを区別した算出方法を示したが、実際の濃度ムラに奇数と偶数による違いがない場合には、Ｃ（ｍ-1,1）、Ｃ（ｍ-2,1）…Ｃ（ｍ-8,1）、Ｃ（ｍ-9,1）のように、連続したＬＥＤアレイチップの濃度補正値を利用しても構わない。また線形近似に必要なデータ数として、１０個程度の濃度補正値が使うのが望ましいが、１０個に限定されるものではなく、チップ総数などの仕様に応じて変更しても良い。

なお、方法（３）や方法（４）の方法を単独に適用してもよいが、方法（２）と組み合わせても良い。方法（２）は濃度段差を目立たなくするのに優れている。具体的には、境界に近いところを方法（２）の方法として、離れた場所では方法（３）や方法（４）の方法にするといったやり方が考えられる。

上記本発明の実施形態によれば、補正可能領域内のアレイチップ単位の発光素子の濃度補正値から補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出することで、補正可能領域外の濃度ムラや筋が従来よりも目立たない印字が可能になる。特にアレイチップ単位での筋発生を抑える効果がある。これによって、補正時より大きなサイズの用紙を使っても段差が目立たず、利用範囲が広くなる。また、補正のために（ＬＥＤプリントヘッド幅を確保する）大型で特別な、画像形成装置を用意する必要がない。これによりコスト低減を図ることができる。

本発明は、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４つの画像形成ユニットを互いに並列に配設してフルカラーのタンデム機の画像形成装置にも適用することができる。なお、図６で示した濃度補正装置４１は、印字装置で構成されるテストパターン生成部４２とスキャナで構成されるテストパターン読取部４３を備える場合の例について説明したが、テストパターン生成部４２とテストパターン読取部４３を濃度補正装置４１とは別に構成してもよい。また、濃度補正装置４１を画像形成装置１に内蔵するようにしてもよい。

本発明の濃度補正方法は、コンピュータを制御して実行するプログラムとして実現することができる。このプログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布したり、ネットワークを介して配信したりすることにより、提供することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 ＬＥＤプリントヘッド１４の構成を示す概略図である。 ＬＥＤアレイチップの配列を示す概略図である。 ＬＥＤアレイチップの実装精度が悪い場合の配列例を示す図である。 ｚ方向のチップの実装精度を説明するための図である。 濃度補正装置の構成を示す図である。 テストパターン生成部４２が生成するテストパターンの構成を示す図である。 補正に使われる濃度パターン画像５０の例を示す図である。 濃度ムラ補正前における補正値データと濃度パターンの例を示す図である。 濃度ムラ補正後における補正値データと濃度パターンの例を示す図である。 濃度ムラ演算部４５と補正データ生成部４６の動作説明図である。 濃度補正値と画像ドットの関係を説明するための図である。 補正領域設定部４４が設定する補正可能領域について説明する図である。 ＬＥＤアレイチップ単位で補正可能領域を設定する場合の例を説明するための図である。 余白部境界から一定距離内側までを補正可能領域として設定する場合の例を説明するための図である。 （ａ）は実際に印字されたパターン画像、（ｂ）は補正可能領域境界での濃度段差および補正可能領域外での濃度ムラ発生を説明するための模式図である。 補正可能領域内と補正可能領域外での濃度補正値を示す図である。 領域外補正データ決定部４７による補正可能領域外の濃度補正値の決定方法を説明するための図である。 （ａ）は補正可能領域外の濃度補正値に領域内画像端部近傍の繰り返しを使う方法（方法３）を説明するための図、（ｂ）は領域内画像端近傍複数チップの回帰推定値を用いる方法（方法４）を説明するための図である。 （ａ）は、回帰推定による領域外濃度補正値決定方法を説明するための図、（ｂ）は補正可能領域内と補正可能領域外の濃度補正値を説明するための図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１４ ＬＥＤプリントヘッド
１４ｄ ＬＥＤアレイチップ
４０ 補正データ格納部
４１ 濃度補正装置
４２ テストパターン生成部
４３ テストパターン読取部
４４ 補正領域設定部
４５ 濃度ムラ演算部
４６ 補正データ生成部
４７ 領域外補正データ決定部

Claims (12)

1. 複数の発光素子が配列されたアレイチップが複数配列された露光手段の濃度を補正する濃度補正装置であって、
   読取手段によって読み取られたパターン画像情報から前記発光素子位置に対応した濃度補正値の補正が可能な領域を設定する設定手段と、
   前記パターン画像情報から得られた前記補正可能領域内の発光素子位置に対応した濃度情報に基づいて前記補正可能領域内の発光素子の濃度補正値を算出する領域内算出手段と、
   前記補正可能領域内の前記アレイチップ単位の発光素子の濃度補正値に基づいて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出する領域外算出手段とを有することを特徴とする濃度補正装置。
2. 前記露光手段は、前記アレイチップが千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の濃度補正装置。
3. 前記領域外算出手段は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数倍の範囲の濃度補正値の平均値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濃度補正装置。
4. 前記領域外算出手段は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数個分の濃度補正値を繰り返した濃度補正値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濃度補正装置。
5. 前記領域外算出手段は、前記整数のうち偶数を用いることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の濃度補正装置。
6. 前記領域外算出手段は、前記補正可能領域内のアレイチップの相対的に同位置となる発光素子の濃度補正値の集合の情報を用いて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濃度補正装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の濃度補正装置を有する画像形成装置。
8. 複数の発光素子が配列されたアレイチップが千鳥状に配列された露光手段の濃度を補正する濃度補正方法であって、
   読取手段によって読み取られたパターン画像情報から前記発光素子位置に対応した濃度補正値の補正が可能な領域を設定する設定工程と、
   前記パターン画像情報から得られた前記補正可能領域内の発光素子位置に対応した濃度情報に基づいて前記補正可能領域内の発光素子の濃度補正値を算出する領域内算出工程と、
   前記補正可能領域内の前記アレイチップ単位の発光素子の濃度補正値に基づいて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出する領域外算出工程とを有することを特徴とする濃度補正方法。
9. 前記領域外算出工程は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数倍の範囲の濃度補正値の平均値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出することを特徴とする請求項８に記載の濃度補正方法。
10. 前記領域外算出工程は、前記補正可能領域内のアレイチップの整数個分の濃度補正値を繰り返した濃度補正値を前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値として算出することを特徴とする請求項８に記載の濃度補正方法。
11. 前記領域外算出工程は、前記整数のうち偶数を用いることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の濃度補正方法。
12. 前記領域外算出工程は、前記補正領域内のアレイチップの相対的に同位置となる発光素子の濃度補正値の集合の情報を用いて前記補正可能領域外の発光素子の濃度補正値を算出することを特徴とする請求項８に記載の濃度補正方法。
    

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