JP2012022208A - 画像処理装置、画像形成装置、及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】主走査方向に長い検出画像のみにより濃度ムラを補正する場合に比べて、濃度ムラの補正を維持しながら、検出画像の面積を小さくする画像処理装置、画像形成装置、及び画像処理プログラムを提供する。
【解決手段】主走査方向に長いトナーバンド６０を形成し、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各位置の濃度を検出し、各位置の濃度（実測値）を記憶する。画像データに基づいて画像を形成している最中等において、主走査方向の濃度ムラを補正する場合は、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ内の検出位置（検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１）の濃度を検出し、２点の検出値を通る近似直線を算出する。さらに、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各位置の濃度と、２点の検出値により算出された近似直線により得られた濃度の近似値と、の差を算出し、算出した差と、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各位置の濃度の平均値とを加算することにより補正値を算出する。
【選択図】図６

Description

本発明は画像処理装置、画像形成装置、及び画像処理プログラムに関する。

特許文献１には、トナー現像システムを備え、処理方向に移動する画像支持面上にトナー画像を印刷するマーキング・エンジンと、前記画像支持面に近接し且つ交差処理方向に延出していると共に、前記画像支持面上の前記トナー画像を走査するように構成されている、リニアアレイ・センサと、前記トナー画像における二次元的画質不均一性を検出する画像分析器と、前記画像分析器によって検出された前記トナー画像における前記二次元的画質不均一性に基づいて、前記トナー現像システムの少なくとも１つの制御パラメータを制御するコントローラと、を備える、印刷文書における二次元的画質不均一性を最小限に抑えるように構成された画像印刷システムが記載されている。

特許文献２には、移動して該感光体ドラムから各色トナー像がその画像形成領域に順次転写されてカラートナー像が形成される中間転写体と、所定の方向に交差する前記画像形成領域の両端部に配置され前記トナー像の濃度を測定する一対のトナー濃度検知センサを有し、該トナー濃度検知センサの出力に応じて色ズレ補正を行うようにした画像形成装置において、前記感光体ドラムの軸方向に沿った感度分布が感度特性分布として記憶された記憶手段と、前記トナー濃度検知センサの一つを画像濃度制御用センサとして該画像濃度制御用センサの配置位置に対応する前記中間転写体上に前記感光体ドラムによって順次各色毎のトナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、前記画像濃度制御用センサによって前記トナーパッチ濃度を検出した濃度検出結果が与えられ、前記濃度検出結果から予め定められた基準トナー濃度に対応する像形成条件を求めて、該像形成条件を前記感度特性分布に応じて補正する補正手段とを有することを特徴とする画像形成装置が記載されている。

特許文献３には、像担持体上に静電潜像を生成し画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置であって、所定の濃度データに従ってテスト画像を形成するテスト画像形成手段と、形成されたテスト画像を読み取らせ、前記画像形成部における前記像担持体の主走査方向の濃度特性を検出する濃度特性検出手段と、該濃度特性検出手段で検出された、前記画像形成部の主走査方向の濃度特性に基づき、当該主走査方向の画像データに対する補正データを作成する補正データ作成手段とを備え、作成された補正データを用いて、通常の形成すべき画像データを補正し画像を形成することを特徴とする画像形成装置が記載されている。

特開２０１０−２６５１８号公報

特開２００６−１７７７２号公報

特開平１１−１１２８０９号公報

本発明は、主走査方向に長い検出画像のみにより濃度ムラを補正する場合に比べて、濃度ムラの補正を維持しながら、検出画像の面積を小さくする画像処理装置、画像形成装置、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像処理装置は、主走査方向に長い第１検出画像を被画像形成体上に形成するよう画像形成手段を制御する第１画像形成制御手段と、前記第１検出画像内の主走査方向の位置が異なる複数の第１検出位置の濃度を検出するよう検出手段を制御する第１検出制御手段と、複数の前記第１検出位置の濃度を前記検出手段に検出させた後、主走査方向の濃度ムラを補正する場合に、被画像形成体上の主走査方向に沿って間隔を隔てた少なくとも２個所の位置の各々に第２検出画像を形成するよう前記画像形成手段を制御する第２画像形成制御手段と、前記第２検出画像毎に、前記第２検出画像内の第２検出位置の濃度を検出するよう前記検出手段を制御する第２検出制御手段と、前記第２検出位置の濃度に基づいて、主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を算出し、複数の前記第１検出位置の検出値と複数の前記第１検出位置の各々に対応する前記近似式により得られた濃度の近似値との差を各々算出し、算出した差と複数の前記第１検出位置の検出値の平均値とに基づいて前記画像形成条件の補正値を算出する算出手段と、を備える。

請求項２に記載の画像処理装置は、請求項１に記載の画像処理装置において、複数の前記第１検出位置の濃度の検出値に基づいて主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を算出し、当該近似式により得られた濃度の近似値と前記第１検出位置の検出値との差が小さい位置を前記第２検出位置として決定する決定手段を備えた。

請求項３に記載の画像処理装置は、請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、前記画像形成手段は、画像データに基づいて、感光体を前記画像形成条件に応じた露光量で露光する露光手段を含み、前記算出手段により算出された前記補正値により補正した前記画像形成条件に応じ前記感光体を露光するように前記露光手段を制御する露光制御手段を備えた。

請求項４に記載の画像形成装置は、被画像形成体上に画像形成条件に応じて画像を形成する画像形成手段と、前記被画像形成体上に画像形成手段により形成された画像の濃度を検出する検出手段と、前記画像形成条件を補正する補正値を算出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置と、を備えた。

請求項５に記載の画像形成装置は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記被画像形成体は、中間転写体であって、前記画像形成手段は、複数の色に応じた画像を各色毎に前記中間転写体に予め定められた順序で形成し、前記検出手段は、前記中間転写体上に形成された画像の反射率または透過率を検出する。

請求項６に記載の画像処理プログラムは、主走査方向に長い第１検出画像を被画像形成体上に形成するよう画像形成手段を制御するステップと前記第１検出画像内の主走査方向の位置が異なる複数の第１検出位置の濃度を検出するよう検出手段を制御するステップと、複数の前記第１検出位置の濃度を前記検出手段に検出させた後、主走査方向の濃度ムラを補正する場合に、被画像形成体上の主走査方向に沿って間隔を隔てた少なくとも２個所の位置の各々に第２検出画像を形成するよう前記画像形成手段を制御するステップと、前記第２検出画像毎に、前記第２検出画像内の第２検出位置の濃度を検出するよう前記検出手段を制御するステップと、前記第２検出位置の濃度に基づいて、主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を算出し、複数の前記第１検出位置の検出値と複数の前記第１検出位置の各々に対応する前記近似式により得られた濃度の近似値との差を各々算出し、算出した差と複数の前記第１検出位置の検出値の平均値とに基づいて前記画像形成条件の補正値を算出するステップと、を備えた処理をコンピュータに実行させるためのものである。

請求項１、請求項４、及び請求項６に記載の本発明によれば、主走査方向に長い検出画像のみにより濃度ムラを補正する場合に比べて、濃度ムラの補正を維持しながら、検出画像の面積を小さくする。

請求項２に記載の本発明によれば、第１検出位置の濃度の検出値に基づいて算出した主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を用いずに第２検出位置を決定する場合に比べ、濃度ムラの補正精度が向上する。

請求項３に記載の本発明によれば、露光量手段を制御しない場合に比べ、リアルタイムの濃度ムラが補正される。

請求項５に記載の本発明によれば、中間転写体上に形成された画像の反射率または透過率を検出しない場合に比べて、検出手段の数が少なくなる。

画像形成装置全体の概略構成の一例を示す概略構成図である。 画像処理装置の概略構成の一例を示す概略構成図である。 画像処理装置の制御系の構成の一例を示す機能ブロック図である。 画像の濃度ムラを説明するための説明図であり、（Ａ）は、用紙Ｐの画像形成領域の全面に濃度が均一な画像を形成する画像データにより画像を形成した場合（濃度ムラ補正なし）に形成される画像のイメージを示しており、（Ｂ）は、（Ａ）が濃度ムラが経時劣化により変化した画像のイメージを示しており、（Ｃ）は、濃度ムラ補正を行って画像を形成した場合の画像のイメージを示している。 図４（Ａ）〜（Ｃ）の各画像における、主走査方向の位置と明度との関係を示した図である。 本実施の形態に係る画像処理装置による主走査方向の濃度ムラを補正するための処理の一例を示すフローチャートである。 画像全体の濃度ムラの具体的一例を示した図である。 トナーバンド及びトナーパッチを説明するための図であり、（Ａ）は、中間転写体上に形成されたトナーバンドの具体例を示しており、（Ｂ）は、中間転写体上に形成された２つのトナーパッチの具体例を示している。 トナーバンドの副走査方向の幅が長い（長さ＝Ｙ１）場合と、副走査方向の幅が短い（長さ＝Ｙ２）場合と、を説明するための図である。 本実施の形態の主走査方向の位置ｘと、濃度ｙとの関係の一例を示した図である。 最小二乗法により一次近似式を算出するための算出式を示した図である。 １３個の濃度の実測値により算出された一次近似直線と、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の濃度との関係の一例を示した図である。 補正後の濃度ムラを説明するための図である。 印字濃度と制御因子との関係を説明するための図であり、（Ａ）は関係が線形である場合を示しており、（Ｂ）は関係が非線形である場合を示している。 露光装置の制御により変化するパルス幅、露光強度、及び露光面積率を説明するための図である。 ３個所にトナーパッチを形成した場合の具体例を説明するための図であり、（Ａ）は、中間転写体上に形成されたトナーバンドの具体例を示しており、（Ｂ）は、中間転写体上に形成された３つのトナーパッチの具体例を示している。 最小二乗法により二次近似式を算出するための算出式を示した図である。 近似曲線及び３つのトナーパッチ毎の検出位置の関係の一例を説明する図である。 濃度の実測値が近似式に最も近い２点を検出位置とした場合の補正後の濃度と主走査方向との位置の関係の一例を示す図である。 主走査方向の両端部を検出位置とした場合の補正後の濃度と主走査方向との位置の関係の一例を示す図である。 トナーパッチの濃度の読取り用にセンサを設けた場合の一例を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態は本発明を限定するものではない。

まず、本実施の形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る画像処理装置を含む画像形成装置全体の概略構成の一例を示す概略構成図である。また、図２は、本実施の形態に係る画像処理装置の概略構成の一例を示す概略構成図であり、図３は、本実施の形態に係る画像処理装置の制御系の構成の一例を示す機能ブロック図である。

本実施の形態の画像形成装置１０は、第１特別色（Ｖ）、第２特別色（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するものである。なお、第１特別色及び第２特別色は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外の特別色（透明を含む）から選択される。なお、以降の説明では、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する場合は、数字の後にＶ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのいずれかの英字を付して説明し、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別せずに総称する場合は、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの記載を省略する。

画像形成装置１０は、画像処理回路２０を備えており、外部のコンピュータやプリントサーバ等から受け付けた画像データに予め定められた画像処理を施し、画像形成部１４に出力する。本実施の形態の画像形成装置１０は、各色に対応する画像形成手段の一例として６つの画像形成部１４が設けられていると共に、画像形成部１４毎に露光装置１２が設けられている。露光装置１２は、画像処理回路２０により画像処理を施された画像データ受け取り、半導体レーザまたはＬＥＤ（図示省略）を色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザまたはＬＥＤから露光光Ｌを出射するように構成されている。詳細には、矢印Ａ（時計回り）方向に回転駆動される感光体１３の表面に各色に対応した露光光Ｌを照射して感光体１３上に静電潜像を形成するようになっている。

図１に示すように、画像形成部１４下側には、各感光体１３と接触する無端状の中間転写体１６を含んで構成されている。中間転写体１６は、図示を省略した駆動手段により、図１の矢印Ａ方向（反時計回り方向）に循環移動されるようになっている。

また、図３に示すように、感光体１３の周囲には、感光体１３を帯電するコロナ放電方式（非接触帯電方式）のスコロトロン帯電器２６と、露光装置１２によって出射された露光光Ｌにより感光体１３上に形成された静電潜像を各色の現像剤（トナー）で現像する現像装置２５とが設けられている。また、１次転写ロール２４が、中間転写体１６を挟んで感光体１３と対向配置されている。１次転写ロール２４は、給電ユニット（図示省略）によって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。この構成により感光体１３上に形成されたトナー画像が中間転写体１６に転写されるようになっている。さらに、中間転写体１６上に多重転写された各色のトナー画像が、２次転写ロール（図示省略）によって矢印Ｃ方向に搬送される用紙Ｐに２次転写される構成となっている。

また、本実施の形態の画像形成装置１０は、中間転写体１６上のトナー画像の濃度を検出するイメージセンサ１８が、画像形成部１４の下流側に設けられている。イメージセンサ１８の具体的一例としては、中間転写体１６上に形成されたトナー画像の反射率または透過率を検出するセンサが挙げられる。なお、反射率を検出する場合は、中間転写体１６に光を照射する光源と、反射光を受光するセンサとが中間転写体１６に対して同じ側に設けられており、透過率を検出する場合は、中間転写体１６に光を照射する光源と、透過光を受光するセンサとが中間転写体１６を挟んで対向するように設けられている。また、センサ信号処理回路２２は、イメージセンサ１８の出力信号を濃度ムラ情報に変換し画像処理回路２０に出力する。

本実施の形態の画像処理装置３０は、画像処理回路２０及びセンサ信号処理回路２２を含んで構成されている。

図２に示すように、本実施の形態の画像処理装置３０は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６、記憶部３７、マシン制御部３８、イメージセンサ制御部４０、検出部４２、補正値算出部４４、露光量算出部４６、及び露光制御部４８を備えて構成されている。なお、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６、記憶部３７、マシン制御部３８、補正値算出部４４、露光量算出部４６、及び露光制御部４８が画像処理回路２０の機能に該当し、イメージセンサ制御部４０及び検出部４２がセンサ信号処理回路２２の機能に該当する。ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６、記憶部３７、マシン制御部３８、イメージセンサ制御部４０、検出部４２、補正値算出部４４、露光量算出部４６、露光制御部４８、画像形成部１４、及びイメージセンサ１８は、コントロールバスやデータバス等のバス４９を介して互いに情報等の授受が可能に接続されている。

ＣＰＵ３２は、画像処理装置３０全体の制御等を行うものであり、具体的には、ＲＯＭ３４に格納されているプログラム３５を実行することにより制御を行っている。なお、本実施の形態では、プログラム３５は、予め格納されている構成としているがこれに限らず、プログラム３５をＣＤ−ＲＯＭやリムーバブルディスク等の記録媒体等に記憶しておき記録媒体からＲＯＭ３５等にインストールするようにしてもよいし、インターネット等の通信回線を介して外部装置からＲＯＭ３５等にインストールするようにしてもよい。ＲＡＭ３６は、ＣＰＵ３０でプログラム３５を実行する際の作業用の領域を確保するものである。

記憶部３７は、トナーバンド６０（詳細後述）により検出した主走査方向の濃度等を記憶するものである。具体的例としては、メモリやハードディスク等が挙げられる。

なお、本実施の形態では、中間転写体１６が移動する方向を副走査方向といい、感光体１３の回転軸方向（副走査方向と直交関係にあるとみなせる方向）を主走査方向という。

マシン制御部３８は、図３に示すように、画像データ処理部５０及び印字データ生成部５２を含んで構成されている。画像データ処理部５０は、画像データに対して、例えば、ＲＧＢの画像データをＹＭＣＫの画像データに変換する処理等、予め定められた画像処理を行う機能を有している。

また、マシン制御部３８は、中間転写体１６上にトナー画像を形成する画像領域の指示や、トナーバンド６０の形成指示、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ（詳細後述）の形成指示、及びイメージセンサ１８の駆動指示等を出力する機能を有している。印字データ生成部５２は、これらの指示と、画像データ処理部５０で処理された画像データに基づいて、中間転写体１６上に画像を形成するための画像データである印字データ（以下、説明の簡略化のため、当該印字データについても単に画像データという）を生成する機能を有している。

イメージセンサ制御部４０は、中間転写体１６上に検出された画像（トナーバンド６０、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ）のトナー濃度を検出するために、マシン制御部３８からのイメージセンサ駆動指示に基づいて、イメージセンサ１８を駆動する機能を有するものである。また、イメージセンサ制御部４０は、センサ出力ＡＤ変換部５４を含んで構成されている。センサ出力ＡＤ変換部５４は、イメージセンサ１８から入力されたセンサ信号をＡＤ変換した信号を検出部４２に出力する機能を有するものである。

検出部４２は、イメージセンサ制御部４０によりＡＤ変換されたセンサ信号に基づいて、画像の濃度を検出する機能を有するものであり、主走査方向複数位置濃度検出部５６及びトナーパッチ位置濃度検出部５８を含んで構成されている。主走査方向複数位置濃度検出部５６は、トナーバンド６０の主走査方向の各位置の濃度を検出して、主走査方向の濃度ムラを検出する機能を有するものである。また、トナーパッチ位置濃度検出部５８は、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの濃度を検出する機能を有するものである。

補正値算出部４４は、トナーバンド６０の主走査方向の各位置の濃度及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの濃度に基づいて、露光装置１２で感光体１３を露光する露光量の補正値を算出する機能を有するものである。

露光量算出部４６、補正値算出部４４で算出された補正値と、マシン制御部３８から取得した画像データに基づいて上記露光量を算出する機能を有するものであり、露光制御部４８は、露光量算出部４６で算出された露光量で感光体１３を露光するように、露光装置１２を制御する機能を有するものである。

次に本実施の形態の作用を説明する。

まず、主走査方向の濃度ムラ及び濃度ムラの補正の概略について説明する。

副走査方向の濃度ムラは、感光体１３や、現像装置（現像ロール）２５の偏心等、機械的な公差に基づいて生じる。このような副走査方向の濃度ムラは、例えば、これらの部品の精度を向上させること等により抑制される。一方、主走査方向の濃度ムラは、感光体１３や、現像装置（現像ロール）２５等の回転部材を回転させるモータや、電源、駆動回路基板の配置や、用紙補給位置等の画像形成装置１０の機械的構造により、画像形成装置１０内の温度の変動が、画像形成装置１０の正面側と後ろ側とで異なるために、帯電特性、現像特性の経時変化が正面側と後ろ側とで異なる挙動となることにより発生する。このように主走査方向の濃度ムラは、経時条件や、連続して画像を形成する用紙枚数等の条件によって異なるため、画像形成中に濃度ムラの補正を行う。

画像の濃度ムラのイメージを図４に示す。図４（Ａ）は、用紙Ｐの画像形成領域の全面に濃度が均一な画像を形成する画像データにより画像を形成した場合（濃度ムラ補正なし）に形成される画像のイメージを示しており、（Ｂ）は、（Ａ）が濃度ムラが経時劣化により変化した画像のイメージを示しており、（Ｃ）は、濃度ムラ補正を行って画像を形成した場合の画像のイメージを示している。また、図５には、図４（Ａ）〜（Ｃ）の各画像における、主走査方向の位置と明度との関係を示した。図４及び図５に示したように、経時劣化により、主走査方向の濃度ムラ（主走査方向の両端部の濃度差）は大きくなり、補正を行うことにより当該濃度ムラは小さくなる。

図６に、本実施の形態に係る画像処理装置３０による主走査方向の濃度ムラを補正するための処理の一例のフローチャートを示す。なお、ここでは、具体的一例として、画像全体に図７に示した濃度ムラが発生している場合について説明する。

ステップ１００では、トナーバンド６０を形成するか否か判断する。トナーバンド６０を形成するタイミングは濃度ムラの補正精度や、画像形成のコストパフォーマンス等により予め定められており、例えば、画像形成前や、所定の枚数分の画像を形成する毎等が挙げられる。予め定められたタイミングである場合は、肯定されてステップ１０２へ進む。

ステップ１０２では、トナーバンド６０を中間転写体１６上に形成する。中間転写体１６上に形成されたトナーバンド６０の具体例を図８（Ａ）に示す。また、図８（Ｂ）に中間転写体１６上に形成されたトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの具体例を示す。図８において中間転写体１６上の点線内の領域が画像形成領域を示している。トナーバンド６０は、画像形成領域における主走査方向の濃度ムラを検出するのに好ましい長さ（主走査方向）に形成されている。当該主走査方向の長さは実験的に予め定めておけばよく、画像形成領域の主走査方向全体を覆わない長さであってもよい。具体的一例としては、Ａ３（用紙サイズ２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の用紙に画像を形成する画像形成装置１０では、主走査方向の長さが３００ｍｍ、副走査方向の長さ（幅）が３ｍｍのトナーバンド６０を形成することが挙げられる。

なお、本実施の形態では、このように副走査方向の長さが短いトナーバンド６０を形成しているがこれに限らず、副走査方向の長さを長くしてもよい。例えば、主走査方向と同じ長さや、画像形成領域と同じ長さとしてもよい。

また、本実施の形態のように複数の色の画像を形成する場合は、各色頃にトナーバンド６０及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成するようにしてもよいし、混色のトナーバンド６０及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成するようにしてもよい。

次のステップ１０４では、主走査方向の複数位置での濃度を検出する。本実施の形態では、具体的一例として、主走査方向の１３個所の位置（ｘ１〜ｘ１３）における濃度を検出し、次のステップ１０６では、ステップ１０４で検出した主走査方向ｘ１〜ｘ１３の濃度（実測値）を記憶部３７に記憶する。

なお、図９に示すように、副走査方向の幅が長い（長さ＝Ｙ１）場合は、副主走査方向の複数個所の濃度を検出し、検出した濃度の平均値を用いるようにすればよい。また、副走査方向の幅が短い（長さ＝Ｙ２）場合は、予め定められた副走査方向の位置（例えば、中央付近）の濃度を検出する。主走査方向の位置ｘと、濃度ｙとの関係の一例を図１０に示す。

次の、ステップ１０８では、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の濃度を用いて、一次近似式（ｙ＝Ａｘ＋Ｂ）を算出する。一次近似式は、例えば、最小二乗法等を用いて算出すればよい、算出式の一例を図１１に示す。また、算出された一次近似直線と、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の濃度との関係を図１２に示す。

次のステップ１１０では、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂが形成されるそれぞれの領域内で、近似直線と実測値との差が最も小さい主走査方向の位置ｘを抽出して、当該位置を記憶部３７に記憶する。本実施の形態では、図１２に示すように、トナーパッチ６２Ａが形成される領域Ｘ１では、主走査方向ｘ３が最も小さいため、これを検出位置ｘ_１−１として抽出する。また、トナーパッチ６２Ｂが形成される領域Ｘ２では、主走査方向ｘ１２が最も小さいため、これを検出位置ｘ_２−１として抽出する。

次のステップ１１２では、検出位置ｘ_１−１及びｘ_２−１の濃度を取得した後、ステップ１２０へ進む。

上述のステップ１０２〜１１２の処理により、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の濃度（実測値）が記憶部３７に記憶された状態となると共に、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂによる濃度ムラの補正を行う際に濃度を検出する検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１が抽出された状態になる。なお、本実施の形態では、ステップ１０８、１１０の処理により検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１を抽出したがこれに限らず、実験的に予め抽出しておいてもよい。例えば、複数の画像形成装置１０の機械特性から濃度の実測値が近似式により得られた濃度の近似値に最も近くなる主走査方向の位置ｘを統計的に実験的に求めておいてもよい。なお、トナーバンド６０を形成する毎に抽出することにより、経時劣化にかかわらず、濃度の近似値に近くなる位置が検出位置とされるため好ましい。

一方、ステップ１００で否定された場合は、ステップ１１４へ進む。ステップ１１４では、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成するか否か判断する。トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成するタイミングは、濃度ムラの補正精度等により予め定められており、例えば、所定の枚数分の画像を形成する毎等が挙げられる。予め定められたタイミングでない場合は、否定されてステップ１００に戻り本処理を繰返し、予め定められたタイミングである場合は、肯定されてステップ１１６へ進む。

ステップ１１６では、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを中間転写体１６上に形成する（図８（Ｂ）参照）。トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの大きさ（主双方向の長さ）は、実験的に予め定めておけばよく、その形状は特に限定されない。具体的一例としては、Ａ３（用紙サイズ２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の用紙に画像を形成する画像形成装置１０では、主走査方向の長さが３ｍｍ、副走査方向の長さ（幅）が３ｍｍのトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成することが挙げられる。

次のステップ１１８では、形成したトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂそれぞれにおいて、上述のステップ１１０で抽出した検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１の濃度を検出する。

次のステップ１２０では、検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１の濃度値（２点）を通る近似直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を算出する。

次のステップ１２２では、記憶されている主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各濃度と、ステップ１２０で得られた近似直線により得られる各濃度の近似値との差（実測値−近似値）をそれぞれ算出し（図１３参照）、次のステップ１２４では、算出した主走査方向ｘ１〜ｘ１３毎の差毎に補正値を（１）式により算出する。

補正値＝差＋主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各濃度の平均値（（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４＋ｙ５＋ｙ６＋ｙ７＋ｙ８＋ｙ９＋ｙ１０＋ｙ１１＋ｙ１２＋ｙ１３）／１３） ・・・（１）

次のステップ１２６では、算出した補正値に基づいて単位発光面積あたりの露光量を算出し、算出した露光量になるよう露光装置１２を制御する。

本実施の形態では、制御因子となる１．印字ドットパルス幅、２．印字光量、３．画像データの濃度、のいずれかを補正値により補正する。図１４（Ａ）に示すように、印字濃度と、制御因子との関係が線形な場合は、それぞれ補正値を除算することにより、図１５に示すように、パルス幅、露光強度、または露光面積率を変化させるように露光装置１２を制御する。なお、図１４（Ｂ）に示すように、印字濃度と、制御因子との関係が非線形な場合は、予め濃度と、制御因子との非線形性の関数式を得ておくか、関係を示すＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を作成して記憶部３７に記憶しておき、濃度に応じた濃度補正値を適用すればよい。

次のステップ１２８では、本処理を終了するか否か判断する。画像データの全てのページの画像を形成していない場合等は、否定されてステップ１００に戻り、本処理を繰り返す。一方、全ての画像を形成した場合等は、肯定されて本処理を終了する。

上述のようにして濃度ムラが補正された補正後の主走査方向の位置ｘと濃度との関係を図１３に示す。図１３に示すように、補正前の最大濃度ムラに比べて、補正後の最大濃度ムラの方が小さくなっていることがわかる。このように、本実施の形態では、補正後では、濃度の平均値に対する濃度のずれ量が主走査方向の各位置で小さくなるため、濃度ムラが補正される。

以上説明したように、本実施の形態では、主走査方向に長いトナーバンド６０を形成し、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各位置の濃度を検出し、各位置の濃度（実測値）を記憶する。画像データに基づいて画像を形成している最中等において、主走査方向の濃度ムラを補正する場合は、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ内の検出位置（検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１）の濃度を検出し、２点の検出値を通る近似直線を算出する。さらに、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各位置の濃度と、２点の検出値により算出された近似直線により得られた濃度の近似値と、の差を算出し、算出した差と、主走査方向ｘ１〜ｘ１３の各位置の濃度の平均値とを加算することにより補正値を算出する。また、算出した補正値に基づいて、単位発光面積あたりの露光量を制御する。

このように補正値を算出することにより、主走査方向の濃度ムラを補正する場合は、主走査方向に間隔を隔てた位置にトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成すればよいため、トナーバンド６０を形成する回数が少なくなるため、濃度ムラの補正を維持しながら、濃度ムラを補正する際に形成される画像の面積を小さくする。従って、濃度ムラを補正する際に消費するトナー量が抑制される。

具体的一例を示す。１００枚の用紙Ｐに画像を形成する場合において、上述した大きさのトナーバンド６０をインターバル１０で形成し、濃度ムラを補正する場合は、形成される検出画像（トナーバンド６０）の総面積は、３×３００×１０（インターバル）＝９０００ｍｍ^２となる。一方、トナーバンド６０を１回形成した後、２０枚毎（４回）トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成し、濃度ムラを補正する場合は、形成される検出画像（トナーバンド６０＋トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ）の総面積は、（３×３００×１）＋（３×３×４）＝９３６ｍｍ^２となる。このように、検出画像の面積が約１０分の１に軽減される。なお、トナーバンド６０及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成する頻度はこれに限定されない。例えば、従来のトナーバンド６０のみを用いて濃度ムラを補正する場合において、最初のみ等限られたタイミングでトナーバンド６０を形成し、その他のタイミングでは、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂを形成するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、上述したように、トナーバンド６０を形成した場合は、トナーバンド６０内の検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−１の濃度の濃度により近似式を算出し、当該近似式を用いて補正値を算出しているがこれに限らず、例えば、ステップ１０８で算出した近似式を用いる等してもよい。

また、上記では、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂのように、２個所にトナーパッチを形成する場合について詳細に説明したが、トナーパッチの数はこれに限らない。例えば、主走査方向に間隔を隔てて３個所に形成してもよい。この場合のトナーパッチの例を図１６（Ｂ）に示す。上述のトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂに加えて、主走査方向の中央部付近にトナーパッチ６２Ｃを形成する。なお、このように３個所にトナーパッチを形成した場合は、上述のステップ１０８及びステップ１２０では、図１７に示した式を用いて、近似曲線（本例では２次近似式だが他の近似法を適用してもよい）を算出するようにすればよい。近似曲線及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ毎の検出位置ｘ_１−１、ｘ_２−２、ｘ_２−３との関係を図１８に示す。

また、本実施の形態では、上述のように、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ内の濃度の実測値が最も近似式に最も近い主走査方向の位置ｘを検出位置としているがこれに限らず、検出位置を予め定めておいてもよい。実験的に最適となる位置を定めてもよいし、例えば主走査方向の両端部等としてもよい。上述のように、濃度の実測値が近似式に最も近い２点を検出位置とした場合の補正後の濃度と主走査方向との位置の関係を図１９に示す。また、主走査方向の両端部を検出位置とした場合の補正後の濃度と主走査方向との位置の関係を図２０に示す。図１９からわかるように、補正前より主走査方向の濃度変化が平坦になっていることがみとめられる。また、図２０からわかるように、両端部を用いた場合では、図１９の場合に比して、補正誤差は大きくなるものの、主走査方向の濃度変化（全体の傾き）が補正するため、濃度ムラが抑制されていることがわかる。

また、本実施の形態では、１つのセンサ（イメージセンサ１８）により、トナーバンド６０及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂ両者の濃度を検出するようにしているがこれに限らず、図２１に示すように、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの濃度の読取り用にセンサ１９Ａ、１９Ｂを設けてもよい。センサ１９Ａ、１９Ｂは、例えば画像形成部１４により形成される各色の画像の位置ズレを補正するために使用されるＡＤＣ（Ａｕｔｏ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサであってもよい。なお、いずれの場合においても、トナーバンド６０及びトナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの濃度を検出するセンサは、全ての色の画像が形成された後の位置（図１参照）に設けることが好ましい。これにより、形成される画像の色数にかかわらず、センサの個数が１つでよい。

また、本実施の形態では、中間転写体１６上に形成されたトナーバンド６０、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの濃度を検出しているが、これに限らず、例えば、用紙Ｐに転写された後のトナーバンド６０、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの画像の濃度を検出するようにしてもよい。また、中間転写体１６を用いないで画像を形成する（感光体に形成されたトナー画像を、用紙に転写する）画像形成装置の場合等は、感光体上に形成されたトナーバンド６０、トナーパッチ６２Ａ、６２Ｂの画像の濃度を検出するようにすればよい。

１０ 画像形成装置
１４ 画像形成部
１６ 中間転写体
１８ イメージセンサ
２０ 画像処理回路
２２ センサ信号処理回路
３０ 画像処理装置
３２ ＣＰＵ
３５ プログラム
３８ マシン制御部
４０ イメージセンサ制御部
４２ 検出部
４４ 補正値算出部
４６ 露光量算出部
４８ 露光制御部

Claims (6)

1. 主走査方向に長い第１検出画像を被画像形成体上に形成するよう画像形成手段を制御する第１画像形成制御手段と、
   前記第１検出画像内の主走査方向の位置が異なる複数の第１検出位置の濃度を検出するよう検出手段を制御する第１検出制御手段と、
   複数の前記第１検出位置の濃度を前記検出手段に検出させた後、主走査方向の濃度ムラを補正する場合に、被画像形成体上の主走査方向に沿って間隔を隔てた少なくとも２個所の位置の各々に第２検出画像を形成するよう前記画像形成手段を制御する第２画像形成制御手段と、
   前記第２検出画像毎に、前記第２検出画像内の第２検出位置の濃度を検出するよう前記検出手段を制御する第２検出制御手段と、
   前記第２検出位置の濃度に基づいて、主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を算出し、複数の前記第１検出位置の検出値と複数の前記第１検出位置の各々に対応する前記近似式により得られた濃度の近似値との差を各々算出し、算出した差と複数の前記第１検出位置の検出値の平均値とに基づいて前記画像形成条件の補正値を算出する算出手段と、
   を備えた画像処理装置。
2. 複数の前記第１検出位置の濃度の検出値に基づいて主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を算出し、当該近似式により得られた濃度の近似値と前記第１検出位置の検出値との差が小さい位置を前記第２検出位置として決定する決定手段を備えた、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像形成手段は、画像データに基づいて、感光体を前記画像形成条件に応じた露光量で露光する露光手段を含み、
   前記算出手段により算出された前記補正値により補正した前記画像形成条件に応じ前記感光体を露光するように前記露光手段を制御する露光制御手段を備えた、
   請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 被画像形成体上に画像形成条件に応じて画像を形成する画像形成手段と、
   前記被画像形成体上に画像形成手段により形成された画像の濃度を検出する検出手段と、
   前記画像形成条件を補正する補正値を算出する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
   を備えた画像形成装置。
5. 前記被画像形成体は、中間転写体であって、前記画像形成手段は、複数の色に応じた画像を各色毎に前記中間転写体に予め定められた順序で形成し、前記検出手段は、前記中間転写体上に形成された画像の反射率または透過率を検出する、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 主走査方向に長い第１検出画像を被画像形成体上に形成するよう画像形成手段を制御するステップと
   前記第１検出画像内の主走査方向の位置が異なる複数の第１検出位置の濃度を検出するよう検出手段を制御するステップと、
   複数の前記第１検出位置の濃度を前記検出手段に検出させた後、主走査方向の濃度ムラを補正する場合に、被画像形成体上の主走査方向に沿って間隔を隔てた少なくとも２個所の位置の各々に第２検出画像を形成するよう前記画像形成手段を制御するステップと、
   前記第２検出画像毎に、前記第２検出画像内の第２検出位置の濃度を検出するよう前記検出手段を制御するステップと、
   前記第２検出位置の濃度に基づいて、主走査方向の各位置の濃度を表す近似式を算出し、複数の前記第１検出位置の検出値と複数の前記第１検出位置の各々に対応する前記近似式により得られた濃度の近似値との差を各々算出し、算出した差と複数の前記第１検出位置の検出値の平均値とに基づいて前記画像形成条件の補正値を算出するステップと、
   を備えた処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。