JP2021076679A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】出力画像に生じる主走査方向の濃度ムラを補正する補正処理における補正精度を向上させる技術を提供する。【解決手段】画像形成装置の制御部は、均一の画像信号値に基づいて主走査方向の画像形成領域にわたって形成され、かつ、副走査方向に並列に配置される複数の帯画像を、それぞれ異なる画像形成条件で形成するよう、画像形成部を制御する。制御部は、複数の帯画像の濃度を測定して得られた濃度データに基づいて、主走査方向において画像形成領域を分割した複数の領域のそれぞれについて、濃度ムラ補正用の濃度差ΔＤを取得し、露光装置の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示すγ特性（濃度特性）を取得する。更に、制御部は、当該γ特性に基づいて、領域ごとに、濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定し、補正量ΔＬＰＷで補正された光量設定値を生成する。【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

電子写真方式の画像成形装置では、画像形成プロセスにおける様々な要因（例えば、感光ドラムの感度ムラや露光装置による露光ムラ）により、出力画像に濃度ムラが生じることがある。このような出力画像の濃度ムラを補正する技術として、検出用パターンを用いて検出した濃度ムラに基づく露光装置の光量補正よって出力画像の濃度ムラを補正する技術が知られている。

特許文献１には、それぞれ画像濃度が異なる複数の領域から成る検出用パターンを用いて、主走査方向の各画素の濃度分布を測定し、その測定結果に基づいて、画像濃度ごとの露光補正量カーブを算出する技術が記載されている。算出された露光補正カーブは、全階調領域に拡張される。画像形成時には、各画素の画素値に対して、適切な露光補正量カーブによる露光量補正が行われる。

特開２００５−１３１９６１号公報

上述の従来技術では、露光補正量を求めるために、露光装置の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示す画像形成エンジンのγ特性として、予め定められたγ特性を用いている。しかし、画像形成エンジンのγ特性は、画像形成装置の状態（例えば、感光ドラムの電位特性、トナーの帯電特性、各部品の取り付け公差等）に依存して変化しうる。このように画像形成エンジンのγ特性に変化が生じても、予め定められたγ特性を用いて求めた露光補正量に基づいて濃度ムラ補正を行った場合、補正精度が低下する（即ち、過補正又は補正不足が生じる）可能性がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、出力画像に生じる主走査方向の濃度ムラを補正する補正処理における補正精度を向上させる技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る画像形成装置は、感光体と、画像データに基づいてレーザ光で前記感光体を露光することで前記感光体に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された前記静電潜像をトナーで現像することで、シートに転写されるトナー像を形成する現像手段と、を含む画像形成手段と、均一の画像信号値に基づいて主走査方向の画像形成領域にわたって形成され、かつ、主走査方向と直交する副走査方向に並列に配置される複数の帯画像を、それぞれ異なる画像形成条件で形成するよう、前記画像形成手段を制御する制御手段と、前記複数の帯画像の濃度を測定して得られた濃度データに基づいて、前記主走査方向において前記画像形成領域を分割した複数の領域のそれぞれについて、主走査方向の濃度ムラ補正のために補正すべき濃度差を取得する第１取得手段と、前記濃度データに基づいて、前記露光手段の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示す濃度特性を取得する第２取得手段と、前記第２取得手段によって取得された前記濃度特性に基づいて、前記複数の領域のそれぞれについて、前記第１取得手段によって取得された前記濃度差に対応する、前記露光手段が出力するレーザ光の光量の補正量を決定する決定手段と、前記複数の領域のそれぞれについて、前記決定手段によって決定された補正量で補正された光量設定値を生成する生成手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、出力画像に生じる主走査方向の濃度ムラを補正する補正処理における補正精度を向上させることが可能になる。

画像形成装置のハードウェア構成例を示す断面図。 画像形成装置１００の制御構成例を示すブロック図。 異なるマシンに対応する画像形成エンジンのγ特性の例を示す図。 濃度ムラの補正処理の手順を示すフローチャート。 Ｓ１０１で出力されるテストパターンの例を示す図。 テストパターンにおける主走査方向に等間隔に分割された複数の領域の例（領域Ａ〜領域Ｎ）を示す図。 条件２で形成された帯画像に対応する濃度プロファイルの例を示す図。 Ｓ１０５で取得される画像形成エンジン）のγ特性の例、及びγ特性から求められる、濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷの例を示す図。 異なる画像形成装置における画像形成エンジンのγ特性の例を示す図。 補正処理の前後の濃度プロファイルの例を示す図（比較例）。 補正処理の前後の濃度プロファイルの例を示す図 主走査方向の領域ごとにγ特性が異なる例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一又は同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

［実施例１］
＜画像形成装置＞
図１は、実施例１及び２の画像形成装置のハードウェア構成例を示す断面図である。画像形成装置１００は、操作部２０、原稿Ｇの画像を読み取る画像読取部（リーダ部）１００Ａ、及び画像データに基づいて画像形成を行うプリンタ部１００Ｂを備える。操作部２０は、表示部２１８を有する。操作部２０は、制御部１１０、及び画像読取部１００Ａと接続されている。操作部２０は、ユーザによる操作の受け付けのために用いられる。

画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の現像剤（トナー）を用いて画像を形成するカラーレーザプリンタである。画像形成装置１００は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ）及びファクシミリ装置のいずれかとして構成されてもよい。なお、参照符号の末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、対応する部材が対象とする現像剤（トナー）の色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。以下の説明では、色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省いた参照符号を使用する。

画像形成装置１００は、それぞれ異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを用いて画像を形成する４個の画像形成部Ｐ（画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ）を備える。画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫは、プリンタ部１００Ｂに含まれる。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト６の移動方向に沿って順に画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫを配置した、タンデム型中間転写方式のカラープリンタとして構成されている。画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫは、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，Ｋによって用いられるトナーの色が異なる点を除き、同様の構成を採用している。なお、図１では、簡略化のため、Ｍ，Ｃ，Ｋに対応する画像形成部ＰＭ，ＰＣ，ＰＫの一部の構成部品について参照符号の付与を省略している。

（リーダ部）
リーダ部１００Ａは、原稿Ｇが載置される原稿台１０２を備える。原稿台１０２上の原稿Ｇの画像を読み取るために、リーダ部Ａは、光源１０３、光学系１０４、及び読取センサ１０５を備える。光源１０３は、原稿Ｇに光を照射する。照射された光は原稿Ｇにより反射される。光学系１０４は、レンズ等を有し、原稿Ｇによる反射光を読取センサ１０５の受光面に結像させる。読取センサ１０５は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサであり、受光面に結像した反射光を受光する。リーダ部１００Ａは、読取センサ１０５が受光した反射光に応じて原稿Ｇの画像を表す画像データを生成し、生成した画像データをプリンタ部Ｂへ送信する。光源１０３、光学系１０４、及び読取センサ１０５は、読取ユニットとして一体に構成されており、図１に示す矢印方向に移動する。これにより原稿Ｇは、読取センサ１０５によって全面の画像が読み取られる。

なお、読取センサ１０５は、受光した反射光に対応する輝度値を出力する。この輝度値は、画像処理部１０８によって、輝度値を濃度値に換算する所定の変換テーブルを用いて濃度値に変換される。

（プリンタ部）
プリンタ部１００Ｂは、リーダ部１００Ａによって生成された画像データに基づいて画像形成を行う。また、プリンタ部１００Ｂは、ネットワーク又は電話回線を介して外部装置から受信した画像データに基づいて画像形成を行うことも可能である。

プリンタ部１００Ｂは、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部１１０を備える。制御部１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、及びＲＯＭ１１３を備える。プリンタ部１００Ｂは、画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫを用いた画像形成動作（プリント動作）を制御するプリンタ制御部１０９を更に備える。

画像形成部Ｐは、感光ドラム１（感光体）と、感光ドラム１の周囲に配置された、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、電位センサ５、一次転写ローラ７、及びクリーニング装置８とを備える。感光ドラム１は、矢印Ｒ１の方向に回転する。帯電装置２は、感光ドラム１の表面を所定の電位に帯電させる。

露光装置３は、入力画像信号（入力画像データ）に基づいてレーザ光（光ビーム）を出射し、当該レーザ光で感光ドラム１の表面を走査することで感光ドラム１を露光する。これにより、入力画像データに基づいて感光ドラム１上に静電潜像が形成される。露光装置３は、レーザ光の走査のために回転多面鏡（ポリゴンミラー）を有している。ポリゴンミラーは、複数の反射面のうちの１つの反射面にレーザ光が照射されることで、当該レーザ光が感光ドラム１の表面を走査するように当該レーザ光を偏向する。

現像装置４は、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させることで当該静電潜像を現像する。これにより、感光ドラム１上にトナー像が形成される。感光ドラム１の近傍で、露光装置３による露光位置と現像装置４との間には、電位センサ５が設けられる。電位センサ５は、感光ドラム１に形成された静電潜像の電位を検出可能である。本実施例において、露光装置３は、画像データに基づいてレーザ光で感光体（感光ドラム１）を露光することで当該感光体に静電潜像を形成する露光手段の一例である。また、現像装置４は、感光体に形成された静電潜像をトナーで現像することで、シートに転写されるトナー像を形成する現像手段の一例である。

一次転写ローラ７は、中間転写ベルト６の内側面を押圧して、感光ドラム１と中間転写ベルト６との間に一次転写ニップ部Ｔ１を形成する。一次転写ローラ７は、転写バイアス電圧が印加されることで、感光ドラム１上のトナー像を、中間転写ベルト６に転写する。クリーニング装置８は、中間転写ベルト６へのトナー像の転写後に感光ドラム１上に残ったトナーを回収する。

画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫにおいてそれぞれ感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト６上に順に重ねて転写される（一次転写）。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから成るマルチカラーのトナー像が中間転写ベルト６上に形成される。

中間転写ベルト６は、テンションローラ６１、駆動ローラ６２、及び対向ローラ６３によって支持されており、駆動ローラ６２によって駆動されて所定の速度で矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト６上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト６の回転に伴って、中間転写ベルト６と二次転写ローラ６４との間の二次転写ニップ部Ｔ２へ搬送される。中間転写ベルト６上のトナー像は、二次転写ローラ６４によってシートＳに転写される。クリーニング装置６８は、中間転写ベルト６からシートＳへのトナー像の転写後に中間転写ベルト６上に残ったトナーを回収する。

シートＳは、中間転写ベルト６上のトナー像が二次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングに合わせて、給紙カセット６５から給紙及び搬送される。なお、シートＳは、記録紙、記録材、記録媒体、用紙、転写材、転写紙等と称されうる。シートＳは、分離ローラ６６によって１枚ずつ分離されて搬送路に給紙され、レジストローラ対６７に向けて当該搬送路を搬送される。レジストローラ対６７は、搬送路上のシートを停止状態で待機させ、中間転写ベルト６上のトナー像の搬送タイミングに合わせてシートＳを二次転写ニップ部Ｔ２へ送り込むように駆動される。これにより、二次転写ニップ部Ｔ２において中間転写ベルト６上のトナー像がシートＳへ転写される（二次転写）。

トナー像が転写されたシートＳは、定着装置１１へ搬送される。定着装置１１は、シートＳ上に転写されたトナー像に熱及び圧力を加えることで、トナー像をシートＳに定着させる。定着装置１１による定着処理の後、シートＳは、画像形成装置１００の外部へ（例えば、排紙トレイへ）排出される。

＜制御構成＞
図２は、画像形成装置１００の制御構成例を示すブロック図である。プリンタ制御部１０９は、光量制御回路１９０、パルス幅変調回路１９１、及びパターンジェネレータ１９２を有する。画像処理部１０８は、γ補正回路２０９を有する。

光量制御回路１９０は、露光装置３から出力されるレーザ光の光量（パワー）を制御する。光量制御回路１９０は、レーザ駆動信号に対して所望の画像濃度が得られるように、露光装置３から出力されるレーザ光の光量を決定する。レーザ光の光量は、露光装置３の露光量に相当し、画像形成条件の一例である。パターンジェネレータ１９２は、後述する濃度測定用のパターン画像であるテストパターンを形成するための画像データを保持している。

γ補正回路２０９は、入力された画像データに含まれる入力画像信号（入力値）を、階調補正テーブル（ＬＵＴ）を参照することによって出力画像信号（出力値）に変換する。階調補正テーブルは、画像形成部Ｐによって形成される画像の階調特性を補正するために画像データを変換するための変換テーブルである。なお、出力画像信号と濃度レベルとの対応関係は、予め求められてＲＯＭ１１３に格納されている。この対応関係に基づいて生成された階調補正テーブルが、γ補正回路２０９に保存されている。

パルス幅変調回路１９１は、光量制御回路１９０で決定した光量、及び階調補正テーブルに基づいて変換されてγ補正回路２０９から出力された画像信号に基づいて、レーザ駆動信号を生成する。レーザ駆動信号はＰＷＭ（パルス幅変調）信号であり、露光装置から出力されるレーザ光の変調に用いられる。パルス幅変調回路１９１は、画素ごとに、入力された画像信号が示す濃度に対応したパルス幅（時間幅）を有するパルス信号をレーザ駆動信号として出力する。レーザ駆動信号は、高濃度の画素に対してはパルス幅が広く、低濃度の画素に対してはパルス幅が狭く、中間濃度の画素に対してはパルス幅が中間幅になる。

露光装置３は、レーザ駆動信号のパルス幅に応じて面積階調により階調が表現された画像（静電潜像）を、感光ドラム１に形成する。具体的には、露光装置３のレーザ光源（半導体レーザ）は、供給されたレーザ駆動信号のパルス幅に対応する時間だけ発光する。レーザ光源は、形成対象の画素の濃度が高いほど、より長い時間駆動され、形成対象の画素の濃度が低いほど、より短い時間駆動される。その結果、感光ドラム１に形成される静電潜像のドットサイズ（面積）は、画素の濃度に対応して異なるサイズとなる。即ち、露光装置３は、高濃度画素に対しては主走査方向においてより長い範囲を露光し、低濃度画素に対しては主走査方向においてより短い範囲を露光することになる。なお、本実施例において、主走査方向は、シートの搬送方向と直交する方向であり、副走査方向は、シートの搬送方向（主走査方向と直交する方向）である。

また、感光ドラム１の近傍で、現像装置４と一次転写ニップ部Ｔ１との間には、濃度センサ１２が設けられている。濃度センサ１２は、感光ドラム１に形成されたトナー像の濃度を検出するためのフォトセンサである。制御部１１０（ＣＰＵ１１１）は、濃度センサ１２を用いて、感光ドラム１に形成されたトナー像（テストパターン）の濃度を測定可能である。

本実施例において、制御部１１０（ＣＰＵ１１１）は、リーダ部１００Ａ又は濃度センサ１２による、テストパターンの濃度の測定結果を示す測定データの取得、及び測定データに基づく処理を行う。制御部１１０（ＣＰＵ１１１）は更に、プリンタ部１００Ｂによる濃度ムラ補正用のテストパターンの形成、及びプリンタ部１００Ｂによる画像形成における露光装置３の露光量の補正を制御する。

＜シェーディング機能＞
本実施例の画像形成装置１００は、プリンタ部１００Ｂによって形成される画像（出力画像）に発生する主走査方向の濃度ムラの補正を、露光装置３が有するシェーディング機能により実現する。露光装置３は、１走査周期中の、レーザ光源から出力されるレーザ光の光量（露光量）を、シェーディング機能により調整可能である。出力画像に発生する主走査方向の濃度ムラに合わせて１走査周期中のレーザ光の光量を調整（補正）することで、濃度ムラ補正が可能である。

本実施例の画像形成装置１００では、主走査方向においてレーザ光による走査が行われて画像が形成される画像形成領域が、主走査方向において等間隔に複数の領域に分割され、分割された領域ごとに、露光装置３の光量設定（ＬＰＷ）が管理される。例えば、画像形成領域の幅が３３０．２ｍｍであり、（後述する図６に示すように）当該領域を１４個の領域Ａ〜Ｎに分割する場合、約２３．５９ｍｍごとに領域が区切られ、領域ごとに光量設定（ＬＰＷ）が管理される。濃度ムラ補正に用いられる、レーザ光の光量の補正量（露光補正量ΔＬＰＷ）は、後述する補正処理により上述の領域単位で（領域Ａ〜Ｎのそれぞれについて）生成されて管理される。

上述の露光補正量ΔＬＰＷは、露光装置３の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示す濃度特性に相当する、画像形成エンジンのγ特性に基づいて求められる。このγ特性として予め定められたγ特性を用いて、上述の各領域の露光補正量ΔＬＰＷを決定する場合、画像形成エンジンのγ特性に変化が生じると、濃度ムラの補正精度が低下する可能性がある。

ここで、図３は、マシンに対応する画像形成エンジンのγ特性の例を示す図である。例えば、図３に示すように、γ特性の異なるマシンＡ及びＢにおいて主走査方向の濃度ムラ補正のために補正すべき濃度差ΔＤが同一である場合に、必要となる露光補正量ΔＬＰＷは、マシンごとに異なるはずである。しかし、固定的に予め定められたγ特性を用いて濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定した場合、露光装置３の光量設定値を適切に制御することができず、露光ムラの補正精度が低下する。

そこで、本実施例では、後述するテストパターンを出力し、当該テストパターンの測定結果に基づいて画像形成部Ｐ（画像形成エンジン）のγ特性を取得し、取得したγ特性に基づいて露光補正量を決定する。これにより、濃度ムラの補正精度を向上させる。

＜濃度ムラの補正処理＞
次に、本実施例における、プリンタ部１００Ｂによって形成される画像（出力画像）に生じる主走査方向の濃度ムラを補正するための補正処理について説明する。この補正処理は、本実施例の画像形成装置１００において制御部１１０によって実行される。

図４は、濃度ムラの補正処理の手順を示すフローチャートである。制御部１１０は、濃度ムラの補正処理の実行を開始すると、まずＳ１０１で、制御部１１０は、図５に示すように複数の帯画像を含む、濃度ムラの検出用のテストパターンを、シートＳに形成（出力）するよう、画像形成部Ｐを制御する。

図５は、Ｓ１０１で出力されるテストパターンの例を示す図である。図５に示すように、本実施例のテストパターンは、副走査方向に一定の幅を有し、かつ、主走査方向に帯状に延びた複数の画像（帯画像）を含む画像パターンとなっている。この複数の帯画像は、それぞれ均一の画像信号値に基づいて主走査方向の画像形成領域にわたって形成され、かつ、主走査方向と直交する副走査方向に並列に配置される。このため、各帯画像は、濃度ムラが生じなければ濃度が均一の画像として形成される。本実施例では、一例として、画像信号値を４０％（即ち、最大濃度レベルに対して４０％の濃度レベルを示す画像信号値）として各帯画像を形成する。

また、図５に示すテストパターンには、それぞれ異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の帯画像から成る帯画像群が、副走査方向に複数配置されている。それぞれの帯画像群は、異なる画像形成条件（条件１〜条件４）で形成される。例えば、条件２として、最新の（現在の）画像形成条件（帯電電位、光量設定、及び現像電位）を用いて、対応する２番目の帯画像群が形成される。また、条件１として、条件２の光量設定値（ＬＰＷ）の−５％となる光量設定値を用いて、対応する１番目の帯画像群が形成される。また、条件３として、条件２の光量設定値（ＬＰＷ）の＋５％となる光量設定値を用いて、対応する３番目の帯画像群が形成され、条件４として、条件２の光量設定値（ＬＰＷ）の＋１０％となる光量設定値を用いて、対応する４番目の帯画像群が形成される。

このように、制御部１１０は、色ごとに、テストパターンに含まれる複数の帯画像を、それぞれ異なる画像形成条件で形成するよう、画像形成部Ｐを制御する。本実施例では、このように異なる画像形成条件で形成された帯画像の濃度を測定し、その測定結果に基づいて画像形成部Ｐ（画像形成エンジン）のγ特性を求める。更に、求めたγ特性に基づいて露光補正量を決定することにより、濃度ムラの補正精度を向上させる。なお、上述の画像形成条件は、画像形成エンジンのγ特性に応じて設定されればよい。

テストパターンがシートＳに形成されると、次にＳ１０２で、制御部１１０は、リーダ部１００Ａにより、テストパターンの読み取りを行い、対応する画像データを取得する。なお、取得される画像データの各画素の画素値は輝度値で表現される。このため、制御部１１０は、取得した画像データに含まれる輝度値を濃度値に変換する。

その後、Ｓ１０３で、制御部１１０は、テストパターンにおける帯画像ごとに、主走査方向の画像形成領域を等間隔の複数の領域に分割し、分割された領域単位で各領域の濃度の測定値（濃度値）を、濃度データとして取得する。図６は、テストパターンにおける主走査方向に等間隔に分割された複数の領域の例を示している。本例では、主走査方向の画像形成領域が領域Ａ〜Ｎの１４個の領域に分割されている。制御部１１０は、帯画像ごとに、領域Ａ〜Ｎで得られた濃度値から成る濃度データを、濃度プロファイルとして保存する。なお、以下では４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の処理のうちの１色（Ｙ）の処理について説明するが、他の色の処理も同様に実行される。また、本実施例では、リーダ部１００Ａを用いてシートＳに形成された上述の複数の帯画像の読み取りを行って得られた濃度データを取得する例について説明しているが、濃度センサ１２を用いて複数の帯画像の濃度測定を行って濃度データを取得してもよい。

次にＳ１０４で、制御部１１０は、保存した濃度プロファイルに基づいて、領域Ａ〜Ｎの濃度値の平均値である平均濃度値と、平均濃度値に対する各領域の濃度値の差分である濃度差ΔＤとを取得する。ここでは、制御部１１０は、最新の画像形成条件（条件２）で形成された２番目の帯画像群に含まれる帯画像に対応する濃度プロファイルに基づいて、平均濃度値及び各領域の濃度差ΔＤを取得する。

各帯画像における平均濃度値に対する濃度差ΔＤについての主走査方向の分布は、出力画像に生じる主走査方向の濃度ムラの分布に相当する。領域Ａ〜Ｎの濃度差ΔＤは、出力画像の濃度ムラの補正処理における濃度の補正量に相当し、平均濃度値は、当該補正処理における濃度の目標値に相当する。領域Ａ〜Ｎの濃度差ΔＤは、後述するＳ１０５で求められる画像形成部Ｐのγ特性とともに、後述するＳ１０６において、対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定するために用いられる。制御部１１０は、Ｓ１０４の処理が完了するとＳ１０５に処理を進める。

Ｓ１０５で、制御部１１０は、画像形成部Ｐのγ特性を取得する。本実施例では、制御部１１０は、領域Ａ〜Ｎのうちで、γ特性の取得対象とすべき領域を決定する。具体的には、最新の画像形成条件（条件２）で形成された帯画像に対応する濃度プロファイルに基づいて取得された濃度差ΔＤが最も小さい（即ち、平均濃度値に最も近い濃度値を有する）領域を、γ特性の取得対象とすべき領域として決定する。ここで、図７は、条件２で形成された帯画像に対応する濃度プロファイルの例を示す図である。図７の例では、領域Ｉの濃度値が平均濃度値に最も近いため、領域Ｉがγ特性の取得対象とすべき領域として決定される。なお、本実施例では、領域Ａ〜Ｎのうちの１つの領域を、γ特性の取得対象とすべき領域として選択しているが、後述する実施例２では、領域Ａ〜Ｎの各領域についてγ特性を取得する。

Ｓ１０５で、制御部１１０は更に、上述のように決定した領域（特定領域）に対応する濃度データに基づいて、画像形成部Ｐのγ特性を取得する。具体的には、制御部１１０は、それぞれ異なる画像形成条件（条件１〜４）に対応する複数の濃度プロファイルに含まれる、特定領域（領域Ｉ）についての濃度値に基づいて、画像形成部Ｐのγ特性を取得する。図８（Ａ）は、Ｓ１０５で得られる、画像形成部Ｐ（画像形成エンジン）のγ特性（γ特性）の例を示す図である。図８（Ａ）に示すように、Ｓ１０５では、条件１〜４として設定された、露光装置３の露光量に相当する光量設定値（ＬＰＷ）と、領域Ｉについての濃度との対応関係を示すγ特性（γ特性カーブ）が取得される。

その後、Ｓ１０６で、制御部１１０は、Ｓ１０５で取得されたγ特性を用いて、Ｓ１０４で取得された領域Ａ〜Ｎのそれぞれの濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定する。具体的には、γ特性カーブにおいて、出力画像において濃度差ΔＤを補正するために必要となる光量設定値（ＬＰＷ）の補正量が求められ、求められた補正量が露光補正量ΔＬＰＷとして決定される。図８（Ｂ）は、γ特性カーブから求められる、それぞれ異なる濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷの例を示す図である。制御部１１０は、図８（Ｂ）に示すような対応関係に基づいて、Ｓ１０４で取得された領域Ａ〜Ｎのそれぞれの濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定し、Ｓ１０７へ処理を進める。

最後にＳ１０７で、制御部１１０は、Ｓ１０６で決定した、領域Ａ〜Ｎのそれぞれの露光補正量ΔＬＰＷに基づいて、露光装置３の露光量を補正することで、出力画像の主走査方向の濃度ムラの補正を行う。具体的には、制御部１１０は、領域Ａ〜Ｎのそれぞれの露光補正量ΔＬＰＷを用いて、最新の画像形成条件（条件２）として設定されている光量設定値を補正することで、それぞれの領域用の光量設定値（ＬＰＷ）を生成する。生成された光量設定値（ＬＰＷ）は、光量制御回路１９０に対して適用される。これにより、光量設定値（ＬＰＷ）に対応する光量（パワー）で、露光装置３から感光ドラム１の露光用のレーザ光が出力される。その結果、出力画像の主走査方向の濃度ムラが補正される。Ｓ１０７の処理が完了すると、制御部１１０は、図４の手順による処理を完了する。

＜濃度ムラの補正効果＞
次に、画像形成装置１００として複数のマシンＹ及びＺを用いて、各マシンに対して上述の補正処理を適用した場合の、出力画像に発生する主走査方向の露光ムラの補正効果について説明する。マシンＹ及びＺは、図９に示すように、画像形成エンジン（画像形成部Ｐ）のγ特性として異なるγ特性を有している。なお、画像形成エンジンγ特性として予め定められたγ特性を用いて露光補正量ΔＬＰＷを決定する場合を比較例とする。比較例では、図５に示すテストパターンに含まれる帯画像群のうち、最新の画像形成条件（条件２）で形成される２番目の帯画像群のみが使用される。

図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、マシンＹ及びＺのそれぞれにおいて比較例の補正処理が行われた場合の、補正前後の濃度プロファイルの例を示している。比較例では、図１０（Ａ）に示すように、マシンＹについては、補正後の濃度プロファイルにおける各濃度値は平均濃度値に近い値に補正されており、出力画像における主走査方向の濃度ムラが十分に低減されている。一方で、図１０（Ｂ）に示すように、マシンＺについては、補正後の濃度プロファイルにおける各濃度値には平均濃度値に対して誤差が生じており、出力画像における主走査方向の濃度ムラが低減されていない。

また、図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、マシンＹ及びＺのそれぞれにおいて、本実施例の補正処理が行われた場合の、補正前後の濃度プロファイルの例を示している。図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施例の補正処理では、マシンＹ及びＺのいずれについても、補正後の濃度プロファイルにおける各濃度値は平均濃度値に近い値に補正されており、出力画像における主走査方向の濃度ムラが十分に低減されている。

このように、予め定められたγ特性を用いて露光補正量ΔＬＰＷを決定して、濃度ムラの補正処理を行う、比較例のケースでは、マシンのγ特性に合わせて補正処理を行うことができない。その結果、マシンのγ特性に応じて、図１０（Ｂ）に示すように、露光ムラの補正精度が低下しうる（即ち、過補正又は補正不足が生じうる）。これに対し、本実施例では、画像形成装置１００ごとに（マシンごとに）、画像形成エンジンのγ特性に合わせて露光補正量ΔＬＰＷを決定し、濃度ムラの補正処理を行うことができるため、露光ムラの補正精度を向上させることが可能である。

以上説明したように、本実施例で、制御部１１０は、均一の画像信号値に基づいて主走査方向の画像形成領域にわたって形成され、かつ、副走査方向に並列に配置される複数の帯画像を、それぞれ異なる画像形成条件で形成するよう、画像形成部Ｐを制御する。制御部１１０は、複数の帯画像の濃度を測定して得られた濃度データに基づいて、主走査方向において画像形成領域を分割した複数の領域（領域Ａ〜Ｎ）のそれぞれについて、主走査方向の濃度ムラ補正のために補正すべき濃度差ΔＤを取得する。制御部１１０は、濃度データに基づいて、露光装置３の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示すγ特性（濃度特性）を取得する。更に、制御部１１０は、当該濃度特性に基づいて、複数の領域のそれぞれについて、濃度差ΔＤに対応する、露光装置３が出力するレーザ光の光量の補正量ΔＬＰＷを決定する。制御部１１０は、複数の領域のそれぞれについて、決定された補正量ΔＬＰＷで補正された光量設定値を生成する。

このように、本実施例では、複数の帯画像（テストパターン）の測定結果に基づいて画像形成部Ｐ（画像形成エンジン）のγ特性を取得し、取得したγ特性に基づいて露光補正量を決定する。これにより、画像形成エンジンのγ特性が変化したとしても、出力画像に生じる主走査方向の濃度ムラを補正する補正処理における補正精度を向上させることが可能になる。

［実施例２］
実施例１では、画像形成装置ごとに画像形成エンジンのγ特性を求め、当該γ特性に基づいて、補正すべき濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定することで、露光ムラの補正処理を行っている。とりわけ、図４のＳ１０５では、主走査方向において分割された領域Ａ〜Ｎのうちで選択した領域（特定領域）をγ特性の取得対象としている。しかし、実際の画像形成装置では、主走査方向における領域ごとに画像形成エンジンのγ特性が異なる場合がありうる。そこで、本実施例では、主走査方向において分割された領域Ａ〜Ｎのそれぞれのγ特性を取得し、取得したγ特性に基づいて露光補正量ΔＬＰＷを決定する例について説明する。以下では、主に実施例１と異なる部分について説明する。

図１２（Ａ）は、現像装置４の現像ローラと感光ドラム１との間の距離（ΔＳＤ）が領域ごとに異なることで、領域Ａ及びＧで画像形成エンジンのγ特性が異なっている例を示している。ΔＳＤが異なると、現像ローラと感光ドラム１との間に生じる電解強度が異なるため、感光ドラム１に付着するトナー量が異なることになる。これは、主走査方向の領域ごとに画像形成エンジンのγ特性が異なることにつながる。なお、主走査方向の領域ごとにΔＳＤにばらつきが生じるのは、現像ローラの磁力特性、及び機械的公差等に起因し、ΔＳＤの差を０にすることは難しい。

本実施例における、濃度ムラの補正処理の手順は、実施例１（図４）と同様である。ただし、本実施例では、上述のように、主走査方向における領域ごとに画像形成エンジンのγ特性が異なる場合に対処するために、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理が以下のように異なっている。

具体的には、Ｓ１０５で、制御部１１０は、領域Ａ〜Ｎの各領域について、画像形成部Ｐ（画像形成エンジン）のγ特性を取得する。図１２（Ｂ）は、Ｓ１０５で取得される、領域ごとに取得されるγ特性の例を示している。（なお、一例として領域Ａ、Ｎ及びＧのγ特性のみを示しているが、実際には領域Ａ〜Ｎの全てについてγ特性が取得される。）更にＳ１０６で、制御部１１０は、Ｓ１０５で取得された、領域ごとのγ特性を用いて、Ｓ１０４で取得された領域Ａ〜Ｎのそれぞれの濃度差ΔＤに対応する露光補正量ΔＬＰＷを決定する。ここでは、領域ごとに取得されたγ特性を用いて、対応する領域について露光補正量ΔＬＰＷが決定される。

最後にＳ１０７で、制御部１１０は、実施例１と同様、Ｓ１０６で決定した、領域Ａ〜Ｎのそれぞれの露光補正量ΔＬＰＷに基づいて、露光装置３の露光量を補正することで、出力画像の主走査方向の濃度ムラの補正を行う。

以上説明したように、本実施例では、複数の領域（Ａ〜Ｎ）のそれぞれを取得対象として、画像形成部Ｐのγ特性を取得し、領域ごとに、取得したγ特性に基づいて露光補正量ΔＬＰＷを決定する。これにより、主走査方向における領域ごとに画像形成エンジンのγ特性が異なっていたとしても、出力画像に生じる主走査方向の濃度ムラを補正する補正処理における補正精度を向上させることが可能になる。

１００：画像形成装置、１００Ａ：リーダ部、１００Ｂ：プリンタ部、１１０：制御部

Claims (13)

1. 感光体と、画像データに基づいてレーザ光で前記感光体を露光することで前記感光体に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された前記静電潜像をトナーで現像することで、シートに転写されるトナー像を形成する現像手段と、を含む画像形成手段と、
   均一の画像信号値に基づいて主走査方向の画像形成領域にわたって形成され、かつ、主走査方向と直交する副走査方向に並列に配置される複数の帯画像を、それぞれ異なる画像形成条件で形成するよう、前記画像形成手段を制御する制御手段と、
   前記複数の帯画像の濃度を測定して得られた濃度データに基づいて、前記主走査方向において前記画像形成領域を分割した複数の領域のそれぞれについて、主走査方向の濃度ムラ補正のために補正すべき濃度差を取得する第１取得手段と、
   前記濃度データに基づいて、前記露光手段の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示す濃度特性を取得する第２取得手段と、
   前記第２取得手段によって取得された前記濃度特性に基づいて、前記複数の領域のそれぞれについて、前記第１取得手段によって取得された前記濃度差に対応する、前記露光手段が出力するレーザ光の光量の補正量を決定する決定手段と、
   前記複数の領域のそれぞれについて、前記決定手段によって決定された補正量で補正された光量設定値を生成する生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２取得手段は、前記複数の帯画像に対してそれぞれ画像形成条件として設定された光量設定値と、前記複数の帯画像のそれぞれの濃度値とに基づいて、前記濃度特性を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２取得手段は、前記複数の領域のうちの特定領域を取得対象として、前記濃度特性を取得する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２取得手段は、前記複数の帯画像に対してそれぞれ画像形成条件として設定された光量設定値と、前記複数の帯画像のそれぞれの、前記特定領域における濃度値とに基づいて、前記濃度特性を取得する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２取得手段は、前記複数の帯画像のうちの第１画像形成条件で形成された帯画像についての前記濃度データに基づいて、前記複数の領域のうちで、前記第１取得手段によって取得された前記濃度差が最も小さい領域を前記特定領域として選択する
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１画像形成条件は、前記露光手段の現在の光量設定値を含む画像形成条件である
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第２取得手段は、前記複数の領域のそれぞれについて前記濃度特性を取得する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
8. 前記第２取得手段は、前記複数の領域のそれぞれを取得対象として、前記複数の帯画像に対してそれぞれ画像形成条件として設定された光量設定値と、前記複数の帯画像のそれぞれの濃度値であって当該取得対象の領域についての濃度値とに基づいて、前記濃度特性を取得する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第１取得手段は、前記複数の領域のそれぞれの濃度値の平均値を求め、前記複数の領域のそれぞれについて、前記平均値に対する濃度値の差分を前記濃度差として取得する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記複数の領域のそれぞれについて、前記生成手段によって生成された前記光量設定値に対応する光量でレーザ光を出力するよう、前記露光手段を制御する
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 原稿の画像を読み取る読取手段を更に備え、
    前記濃度データは、シートに形成された前記複数の帯画像を前記読取手段により読み取ることによって取得される
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 画像の濃度を検出する濃度センサを更に備え、
    前記濃度データは、前記複数の帯画像の濃度を前記濃度センサにより検出すること取得される
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 感光体と、画像データに基づいてレーザ光で前記感光体を露光することで前記感光体に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された前記静電潜像をトナーで現像することで、シートに転写されるトナー像を形成する現像手段と、を含む画像形成手段を備える画像形成装置の制御方法であって、
    均一の画像信号値に基づいて主走査方向の画像形成領域にわたって形成され、かつ、主走査方向と直交する副走査方向に並列に配置される複数の帯画像を、それぞれ異なる画像形成条件で形成するよう、前記画像形成手段を制御する制御工程と、
    前記複数の帯画像の濃度を測定して得られた濃度データに基づいて、前記主走査方向において前記画像形成領域を分割した複数の領域のそれぞれについて、主走査方向の濃度ムラ補正のために補正すべき濃度差を取得する第１取得工程と、
    前記濃度データに基づいて、前記露光手段の光量設定値と出力画像の濃度値との対応関係を示す濃度特性を取得する第２取得工程と、
    前記第２取得工程で取得された前記濃度特性に基づいて、前記複数の領域のそれぞれについて、前記第１取得工程で取得された前記濃度差に対応する、前記露光手段が出力するレーザ光の光量の補正量を決定する決定工程と、
    前記複数の領域のそれぞれについて、前記決定工程で決定された補正量で補正された光量設定値を生成する生成工程と、
    を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

Images