JP4487524B2 - 露光条件決定装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、露光条件決定装置、及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置において、感光体軸方向濃度むらを補正するものとしては、たとえば、テストパターンを出力し、リーダで読み込み、感光体軸方向に濃度がフラットになるような補正パターンとして、読みとった濃度プロファイルの逆プロファイルを作成する装置（特許文献１参照。）や、複数階調をもった感光体軸方向濃度差を最小とする技術が紹介されている（特許文献２参照。）。
特開2000-162852号公報 特開2001-66835号公報

しかし、濃度分布は全ての階調で同様の傾きを持つとは限らない。たとえば現像ロールと感光体距離によって生じる濃度むらなどは、階調によって濃度むらが逆転することはよく知られている。特許文献２にあるように、公知技術では、階調によって逆転現象のある濃度分布を補正することは出来ない。

たとえば、用紙全面に６０％の画像密度で一色の画像を印刷出力(Cin60%)する。次に、この用紙の感光体軸方向の各点の濃度をプロセス方向に渡って測定する。このプロセス方向に渡って測定した感光体軸方向の各点の濃度の平均を求める。これにより図２０（Ａ）に示す濃度分布が得られる。なお、横軸は感光体軸方向の位置を示し、縦軸は、測定されたRGBを濃度に変換した値である。図２０（Ａ）から、感光体軸方向の各点の濃度がばらついているのが分かる。そこで、求められた感光体軸方向の各点の濃度が一定の値Ｄ１になるように、感光体軸方向の各点の露光量を制御する。例えば、位置ｘ₁では露光量を増加し、位置ｘ₂では露光量を減少させる。このように感光体軸方向の各点の濃度が一定の値になるように、感光体軸方向の各点の露光量を制御した状態で、次に、用紙全面に２０％の画像密度で上記色の画像を印刷出力（Cin20%）して、上記のように、プロセス方向に渡って感光体軸方向の各点の濃度の平均を求めると、図２０（Ｂ）に示すように、感光体軸方向の各点の濃度がばらついてしまう。

逆に、用紙全面に２０％の画像密度で印刷出力して、上記のように、プロセス方向に渡って感光体軸方向の各点の濃度を求めて、例えば、図２０（Ｃ）に示す濃度分布が得られた場合、感光体軸方向の各点の濃度が一定の値になるように、感光体軸方向の各点の露光量を制御し、この状態で、用紙全面に６０％の画像密度で印刷出力して、上記のように、プロセス方向に渡って感光体軸方向の各点の濃度の平均を求めると、図２０（Ｄ）に示すように、感光体軸方向の各点の濃度がばらついてしまう。

このように、ある階調(Cin60%)において感光体軸方向の各点の濃度が一定の値になるように、感光体軸方向の各点の露光量を制御する最適化をほどこしたとき、他の階調(Cin２0%)において、感光体軸方向の各点の濃度がばらつくという逆転現象を起こす場合に、従来技術では対処することが出来ない。

本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、複数の階調各々について同じ露光量で露光しても画質を向上させることの可能な露光条件決定装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

また、フルカラー出力装置のように、色重ねを行う装置の場合では、１つの色材の単一色の画像の印刷出力時と、２以上の色材を重ね合わせる多重色の画像の印刷出力時では感光体軸方向における濃度分布が異なることがある。これは、例えば、転写における引き戻し現象などが原因として挙げられる。即ち、ＹＭＣＫの順に色材を重ねる場合において、Ｇｒｅｅｎ（グリーン、Ｇ）の画像を印刷出力する場合、最初に、Ｙｅｌｌｏｗ（イエロー、Ｙ）の色材を転写し、次に、Ｙの色材の上にＣｙａｎ（シアン、Ｃ）の色材を重ねる。このように、Ｙの色材の上にＣの色材を重ねる際、既に存在するＹの色材がＣの色材の重なりを邪魔すると共に、Ｃの色材が、後段の感光体に引き戻されてしまう。このような特徴を持つ装置において、従来技術による補正では、たとえ単色の補正が正確に行えたとしても、多重色中において単色の転写不足分を補正しきれない。

また、同じトナーでも濃度が変化する場合、単色出力時と多重色出力時とでは、色差という観点では異なる現象が発生する。一般に、単色では濃度変化があっても色相は変化しないが、多重色では、カラーバランスが崩れ、色相が変化する。

図２１は、Yellow(イエロー、Y)、Magenta(マゼンタ、M)、及びCyan(シアン、C)をもちいて、３次色であるProcess Black(プロセスブラック、PK)を作成したとき、同じ濃度変化がM、Cに発生したときに、単色(M、C)と三次色(PK)の色差変化を示したグラフである。例えば、MおよびCに0.05の濃度変化があるとき、単色では色差4程度であるのに対して、多重色では9を越える色差となっていることがわかる。

したがって、転写システム等における不具合などにより、単色出力時の濃度プロファイルと、多重色を出力したときの濃度プロファイルが一致しない場合、単色濃度を制御対象とした従来補正方法では、多重色においてより大きな不具合を生じており、多重色を制御対象として濃度分布制御を行った場合に比べて総合的には劣った補正結果となる。

本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、多重色画像中の単色画像の濃度むらを補正することの可能な露光条件決定装置、及び画像形成装置を提供することを第２の目的とする。

上記目的達成のため請求項１記載の発明は、感光体の軸に沿った露光を、該感光体の軸方向（第１の方向）と交差する副走査方向（第２の方向）に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を形成する画像形成装置において、該画像を形成する際の前記感光体の軸方向の露光条件を決定する露光条件決定装置であって、形成された前記画像の濃度を検出する検出手段と、画像の濃度と色差を求めるための表色系の値との予め求められた関係に基づいて、異なる階調で形成された複数の画像の各々から前記検出手段により検出された前記感光体の軸方向に沿った各点の濃度の各々を前記表色系の値に変換する変換手段と、前記感光体の軸方向に沿った各点の各々について、前記変換手段により変換された前記各点の前記表色系の値の各々と、前記各点の前記表色系の値の各々に基づいて定まる基準となる表色系の値との色差のうち少なくとも１つの色差を、前記異なる階調毎に演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記異なる階調毎の色差の大きい方の色差または合計の色差前記色差が小さくなるように、前記各点に対応する露光条件を決定する決定手段と、を備えている。

即ち、本発明は、感光体を露光し、該露光された感光体を用いて形成された画像の濃度を検出し、検出された濃度より得られる前記第１の方向に対応する方向の濃度分布に対応する露光条件を決定する露光条件決定装置である。

ところで、各々階調が異なる複数の画像の濃度分布が同じ、即ち、最高濃度と最低濃度との差がそれぞれ同じであっても、見た目では異なるように認識される。しかし、上記のようにして形成された画像の濃度を測定して得られた濃度の情報からでは、各々階調が異なる複数の画像の濃度分布が同じと認識される。

よって、各々階調が異なる複数の画像の濃度分布が同じでも、見た目では異なるように認識されるのと同じように、これらの濃度分布を異なるものとして認識するための物理量が必要になる。

そこで、本発明では、色差情報を用いるようにしている。このため、本発明は、画像の濃度と該濃度に対応する色差との関係を予め求めている。この関係は次のようにして予め求めておく。即ち、感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を階調を変えて複数印刷出力する。このようにして形成された複数の画像各々の濃度を検出する。そして、例えば、画像の濃度と該濃度に対応する色差との関係を表す未知数を含む関係式を予め用意し、上記検出した複数の画像各々の濃度を該関係式に当てはめて、未知数を求めて、関係式を求めることにより、画像の濃度と該濃度に対応する色差との関係を予め求める。

そして、本発明の演算手段は、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、前記形成された画像の検出手段により検出された濃度分布に対応する色差分布を演算する。

このように請求項１記載の発明は、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、画像の走査方向の濃度分布に対応する色差分布を演算するので、各々階調が異なる複数の画像の濃度分布が同じでも、異なるものとして認識することが可能となる。

また、本発明の露光条件決定装置は、感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、露光された感光体を用いて画像を形成する画像形成装置の前記第１の方向に対応する方向の濃度分布に対応する色差分布を演算する色差分布を演算し、基準露光条件で露光された感光体を用いて形成された画像の濃度を検出する検出手段と、検出手段により検出された濃度より得られる第１の方向に対応する方向の基準濃度分布と、予め定められた露光量変化量と濃度変化量との関係とに基づいて、所定露光条件に対する画像の濃度分布を予測し、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、該予測された濃度分布に対応する色差分布を演算する演算手段と、を備えている。

即ち、本発明の露光条件決定装置は、基準露光条件で露光された感光体を用いて形成された画像の濃度を検出し、検出された濃度より得られる前記第１の方向に対応する方向の基準濃度分布と、予め定められた露光量変化量と濃度変化量との関係とに基づいて、所定の露光条件に対する濃度分布を予測し、予測された濃度分布に対応する色差分布を演算する。

このように、本発明の露光条件決定装置は、所定の露光条件に対して実際に露光及び画像形成を行わなくても、所定の露光条件に対する濃度分布を予測することが可能である。

また、本発明の露光条件決定装置は、感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を形成する画像形成装置において、画像を形成する際の前記第１の方向の露光条件を決定する露光条件決定装置であって、画像の濃度を検出する検出手段と、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、複数の階調各々について複数の露光条件の各々に対する第１の方向に対応する方向の濃度分布に対応する色差分布を演算する演算手段と、演算手段により演算された色差分布に基づいて、感光体への露光条件を決定する決定手段と、を備えている。

ところで、上記のように画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、画像の第１の方向に対応する方向の濃度分布に対応する色差分布を演算すると、各々階調が異なる複数の画像の濃度分布が同じでも、異なるものとして認識することが可能となる。このように、各々階調が異なる複数の画像の濃度分布が同じでも、異なるものとして認識することが可能となるので、各階調の画像を形成する際に、第１の方向各点の露光条件を如何なる値とすべきかを決定することができる。

なお、露光器としては、レーザー露光器でもよいし、ＬＥＤでも、又は一度に複数本の走査を行う面発光レーザーであってもよい。ここで、レーザー露光器によって露光する場合にはレーザの走査方向が請求項に記載の第１の方向であり、ＬＥＤアレイによって露光する場合にはＬＥＤの配列方向である。
また、このとき、露光条件としては、第１の方向の位置に応じて露光条件を変えられるものであれば、露光強度であっても、露光時間を制御しても良い。

そこで、本発明の検出手段は、画像の濃度を検出し、演算手段は、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、複数の階調各々について露光条件を変化させて形成された画像各々の前記検出手段により検出された濃度分布各々に対応する色差分布をそれぞれ演算し、決定手段は、前記演算手段により演算された色差分布に基づいて、前記感光体への第１の方向各点への露光量を決定する。なお、該露光量は、感光体への露光量そのものを求めるようにしてもよいが、例えば、基準の露光量からの補正量を求めることにより、求めるようにしてもよい。

ここで、画像形成装置が複数の露光条件の各々により感光体を露光し、露光された感光体を用いて複数の画像を形成し、検出手段が複数の画像の各々の濃度を検出し、演算手段は、前記検出手段により検出された前記複数の画像の各々の濃度より得られる前記第１の方向に対応する方向の濃度分布に対応する色差分布を演算するようにしてもよい。または、画像形成装置が基準露光条件で感光体を露光し、演算手段が該感光体を用いて形成された画像の、検出手段により検出された基準濃度分布と、予め定められた露光量変化量と濃度変化量との関係とに基づいて、所定露光条件に対する画像の濃度分布を予測し、該予測された濃度分布に対応する色差分布を演算するようにしてもよい。

このように、複数の露光条件の各々対する濃度分布を複数の露光条件の各々によって形成された画像の検出濃度より得るようにしてもよいし、複数の露光条件の各々による画像形成を行わずに、基準露光条件によって形成された画像の基準濃度分布と、予め定められた露光量変化量と濃度変化量との関係とに基づいて濃度分布を予測してもよい。

ここで、本発明の露光条件は、第１の方向に沿った露光強度及び露光時間の少なくとも一方を変化させることにより露光条件を変化させるようにしてもよい。

また、演算手段は、検出手段の検出値と濃度値との予め定められた関係に基づいて、検出手段の検出値から濃度値を求めるようにしてもよい。このように、検出手段の検出値と濃度値との予め定められた関係を利用することで、検出手段による検出によって、濃度値を得ることが可能となる。

ここで、決定手段は、複数の階調各々について露光条件を変化させて前記演算手段により演算された色差分布各々に基づいて、色差が最大となる位置の色差が最小となる露光量を感光体への露光条件として決定してもよく、複数の階調各々について露光条件を変化させて前記演算手段により演算された色差分布各々に重み付けし、重み付けした色差分布に基づいて、前記感光体への露光条件を決定するようにしてもよい。

このように、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、複数の階調各々について露光条件を変化させて形成された画像各々の濃度分布各々に対応する色差分布をそれぞれ演算し、演算された色差分布に基づいて、感光体への露光条件を決定するので、複数の階調各々について同じ露光条件で露光しても画質を向上させることができる。

また、本発明の露光条件決定装置は、感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を形成する画像形成装置において該画像を形成する際の前記第１の方向の露光条件を決定する露光条件決定装置であって、画像の濃度を検出する検出手段と、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、複数の階調各々について複数の露光条件の各々に対する前記第１の方向に対応する方向の複数の位置各々における濃度を用いて少なくとも１つの色差を演算する演算手段と、演算手段により演算された色差に基づいて、複数の露光条件の中の最適な露光条件を決定する決定手段と、を備えている。

即ち、本発明では、複数の階調各々について複数の露光条件の各々に対する第１の方向に対応する方向の複数の位置各々における濃度を用いて少なくとも１つの色差を演算し、演算された色差に基づいて最適な露光条件を決定する。

ここで、画像形成装置が複数の露光条件の各々により感光体を露光し、露光された感光体を用いて複数の画像を形成し、検出手段が複数の画像の各々の濃度を検出し、演算手段は、前記検出手段により検出された前記複数の画像の各々の濃度より得られる前記第１の方向に対応する方向の濃度分布に対応する色差分布を演算するようにしてもよい。または、画像形成装置が基準露光条件で感光体を露光し、演算手段が該感光体を用いて形成された画像の、検出手段により検出された基準濃度分布と、予め定められた露光量変化量と濃度変化量との関係とに基づいて、所定露光条件に対する画像の濃度分布を予測し、該予測された濃度分布に対応する色差分布を演算するようにしてもよい。

また、演算手段が、第１の方向の露光条件に対して予め定められた複数の基準補正量分布の中の第１の基準補正量分布を変化させて複数の補正量分布を求め、求めた各々の補正量分布を用いて露光条件を補正することにより得られる複数の露光条件の各々に対して少なくとも１つの色差を演算する第１の演算処理を実行し、決定手段は、前記第１の演算処理において演算された色差に基づいて、第１の基準補正量分布に対して最適な露光条件を決定する第１の決定処理を実行し、演算手段は更に、複数の基準補正量分布の中の第２の基準補正量分布を変化させて複数の補正量分布を求め、求めた各々の補正量分布と、決定手段によって実行された第１の決定処理において決定された第１の基準補正量分布に対する最適な露光条件に対応する補正量分布と、を合成して得られる複数の合成補正量分布の各々を用いて露光条件を補正することにより得られる複数の露光条件の各々に対して少なくとも１つの色差を演算する第２の演算処理を実行し、決定手段は更に、演算手段によって実行された第２の演算処理において演算された色差に基づいて、第２の基準補正量分布に対する最適な露光条件を決定する第２の決定処理を実行する、このような処理を繰り返すことにより、露光された感光体を用いて画像を形成する際の露光条件を決定する。

即ち、第１の基準補正量分布を変化させて複数の補正量分布を求め、求めた各々の補正量分布を用いて露光条件を補正することにより得られる複数の露光条件の各々について少なくとも１つの色差を演算し、演算した色差に基づいて最適な露光条件を決定する。更に、第２の基準補正量分布を変化させて複数の補正量分布を求め、求めた各々の補正量分布と、第１の基準補正量分布に対して決定された最適な露光条件に対応する補正量分布と、を合成して得られる複数の合成補正量分布の各々を用いて露光条件を補正することにより得られる複数の露光条件の各々について少なくとも１つの色差を演算し、最適な露光条件を決定し、この露光条件を露光された感光体を用いて画像を形成する際の露光条件に決定する。

ここで、第２の演算処理及び第２の決定処理を複数回行うようにしてもよい。この場合には、第１の決定処理により決定された第１の基準補正量分布に対する最適な露光条件に対応する補正量分布と合成することにより合成補正量分布を得てもよいし、１つ前の段階で決定された最適な露光条件に対応する補正量分布と合成することにより合成補正量分布を得てもよい。

このように、複数の基準補正量分布の各々について色差の演算及び最適な露光条件の決定を行い、露光条件を順次更新することにより、単一の基準補正量分布を使用する場合よりも、正確な補正を行うことが可能となる。

ここで、第１の基準補正量分布は、第１の方向に線形に変化する直線補正量分布であり、第２の基準補正量分布は、第１の方向の中間位置において傾きが逆方向に変化するV字型補正量分布であってもよい。

経験的に、直線補正量分布とＶ字型補正量分布とを組み合わせることにより、画像形成装置において生じる画像のむらの多くが解消することが知られている。

また、演算手段が更に、決定手段により決定された最適な露光条件を第１の方向に対応する方向の両端において固定し、かつ、両端位置の間の少なくとも１つの位置の露光条件を変化させることにより複数の露光条件を求め、求めた複数の露光条件の各々に対して前記第１の方向に対応する方向の色差分布を演算し、決定手段が、演算手段により演算された色差に基づいて、露光された感光体を用いて画像を形成する際の露光条件を決定するようにしてもよい。この場合、両端位置の間の少なくとも１つの位置の露光条件を変化させることにより、両端と、その間の少なくとも１つの位置と、の間の各位置における露光条件も変化する。各位置における露光条件は、両端と少なくとも１つの位置との間を直線や曲線で補間することにより求めるようにしてもよい。

なお、以上より、画像形成方法が提案される。即ち、感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を形成する画像形成方法であって、画像の濃度と該濃度に対応する色差との関係を求めるステップと、複数の階調各々について露光条件を変化させて画像を形成し、前記複数階調各々について濃度を検出することにより、又は、複数階調各々について露光条件を変化させた場合の濃度を予め求められた関係に基づいて予測することにより、前記第１の方向に対応する方向の濃度分布を求めるステップと、求められた濃度分布各々に対応する色差分布をそれぞれ演算するステップと、演算された色差分布に基づいて、前記感光体への露光条件を決定するステップと、決定された露光条件で前記感光体を露光して、画像を形成するステップと、備えた画像形成方法である。

なお、以上説明した発明では、感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を形成するものであり、より詳細には、例えば、感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の単色画像を重ねて多重色画像を形成する場合や、一つの色材のみを用いて単色画像を形成する場合が含まれる。なお、一つの色材のみを用いて形成される単色画像としては、例えば、Cyan、Magenta、Yellowの色材を用いる場合には、これらの内の１つの色の色材のみ用いて形成される画像や、Black（ブラック、Ｋ）の色材を用いる場合には、該Blackの色材のみ用いて形成される画像が含まれる。

また、前記画像形成装置が、複数の単色画像を重ね合わせて多重色画像を形成する場合において、該画像を形成する際の感光体への単色画像に対応する露光条件を決定する請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の露光条件決定装置であって、前記検出手段は、前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量を検出し、前記演算手段は、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、前記形成された多重色画像の前記検出手段により検出された画像特徴量より得られた前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布と、に基づいて、前記形成された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算し、前記決定手段は、前記演算手段により演算された画像特徴量分布に基づいて、前記感光体への前記単色画像に対応する露光条件を決定することもできる。

上記のように形成した多重色画像の画像特徴量分布は検出することができるが、検出した画像特徴量分布にはらつきがあった場合、該多重色を作成するのに用いた何れの単色画像に第１の方向に対応する方向の画像特徴量のばらつきがあったのか分からない。

そこで、本発明の検出手段は、画像の画像特徴量を検出し、演算手段は、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、前記形成された多重色画像の前記検出手段により検出された画像特徴量と、に基づいて、前記成された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算する。

ここで、本発明では、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との関係は予め次のように求めておく。即ち、感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の単色画像を重ね合わせて複数の多重色各々について多重色画像を印刷出力すると共に、該多重色画像を形成するための単色画像を各々印刷出力する。このようにして形成された複数の多重色画像及び単色画像各々の画像特徴量を検出すれば、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との関係を求めることができる。

このように、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の濃度との予め求められた関係と、多重色画像の走査方向の濃度分と、に基づいて、多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算するので、例えば、多重色画像の第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布にはらつきがあった場合、該多重色を作成するのに用いた何れの単色画像に走査方向のばらつきがあったのか認識することができる。

ここで、演算手段が、前記演算された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布と、前記検出手段により検出された単色画像の画像特徴量より得られる画像特徴量分布と、に基づいて、多重色画像を形成することにより生じる単色画像の画像特徴量分布の変化量を演算するようにしてもよい。

即ち、演算により求められた多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布と、検出手段により検出された単色画像の画像特徴量分布とを比較することにより、多重色画像を形成する際に生じる単色画像の画像特徴量分布の変化量を演算する。

このように、多重色画像中の単色の画像特徴量分布と、検出により得られた単色画像の画像特徴量分布とから、多重色画像の形成時に生じる、各色材の感光体から記録媒体への転写不良の量を演算することができる。従って、転写不良の量が規定値よりも大きい場合には警告を発するなどの対処が可能となる。

ここで、多重色画像の前記画像特徴量は色情報であってもよく、前記単色画像の前記画像特徴量は濃度、色情報、及び色材の量のいずれか１つであってもよい。即ち、検出手段により検出される多重色画像の画像特徴量と、演算手段により演算される多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布とは、同一種である必要はなく、多重色の色情報としてＲＧＢ値を検出し、これに基づいて多重色画像中の単色画像の濃度分布、（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）等の色情報、及びトナー量のいずれかを演算するようにしてもよい。

また、本発明の露光条件決定装置は、感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の単色画像を重ね合わせて多重色画像を形成する際の感光体への単色画像に対応する露光条件を決定する露光条件決定装置であって、多重色画像の前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量を検出する検出手段と、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、前記形成された多重色画像の前記検出手段により検出された画像特徴量により得られる画像特徴量分布と、に基づいて、前記形成された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された画像特徴量分布に基づいて、前記感光体への前記単色画像に対応する露光条件を決定する決定手段と、を備えた露光条件決定装置である。

上記したように、多重色画像の第１の方向に対応する方向の濃度分布にはらつきがあった場合、該多重色を作成するのに用いた何れの単色画像に第１の方向に対応する方向のばらつきがあったのか認識することができるので、多重色画像を形成する際に、単色画像に対応する露光条件を如何なる値とすべきかを決定することができる。

そこで、本発明は、多重色画像の前記第１の方向に対応する方向の濃度を検出する検出手段を備え、演算手段は、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、前記形成された多重色画像の前記検出手段により検出された画像特徴量分布と、に基づいて、前記形成された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算し、決定手段は、前記演算手段により演算された画像特徴量分布に基づいて、前記感光体への前記単色画像に対応する露光量を決定する。

ここで、決定手段は、前記多重色画像を形成する際に、前記単色画像が最後に重ね合わさる第１の場合と、前記単色画像に他の単色画像が重ね合わさる第２の場合と、の各々の場合の前記単色画像に対応する露光条件をそれぞれ決定し、該決定した各々の露光条件に基づいて、該第１の場合及び該第２の場合各々に共通する前記単色画像に対応する露光条件を決定してもよく、複数の階調各々の多重色画像を形成する各々の場合の前記単色画像に対応する露光条件をそれぞれ決定し、該決定した各々の露光条件に基づいて、複数の階調各々の多重色画像を形成する各々の場合の前記単色画像に対応する露光条件を決定するようにしてもよい。

以上説明したように本発明は、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、多重色画像の画像特徴量分布と、に基づいて、多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算し、演算された画像特徴量分布に基づいて、感光体への単色画像に対応する露光条件を決定するので、多重色画像中の単色画像のむら（濃度むら、色むら等）を補正することができる。

なお、以上より、画像形成方法が提案される。即ち、感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の単色画像を重ね合わせて多重色画像を形成する画像形成方法であって、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との関係を予め求めるステップと、前記形成された多重色画像の前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布を求めるステップと、前記求められた関係と、前記求められた前記多重色の前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布と、に基づいて、前記形成された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算するステップと、前記演算された前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布に基づいて、前記感光体への前記単色画像に対応する露光条件を決定するステップと、前記決定された露光条件で露光するように画像形成装置を制御するステップと、前記決定された露光条件で前記感光体を露光して、画像を形成するステップと、を備えた画像形成方法である。

また、同様に、請求項１４の画像形成装置が提案される。即ち、露光装置が感光体の第１の方向に沿った露光を、該第１の方向と交差する第２の方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の単色画像を重ね合わせて多重色画像を形成する画像形成装置であって、前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量を検出する検出手段と、前記形成された多重色画像の前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布を求め、該画像特徴量分布と、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、に基づいて、前記形成された多重色画像中の単色画像の前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布を演算する演算手段と、前記演算された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布に基づいて、前記感光体への前記単色画像に対応する露光条件を決定する決定手段と、前記決定された露光条件で露光するように前記露光装置を制御する制御手段と、前記決定された露光条件で前記感光体を露光して、画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置である。

ここで、前記演算手段は、前記検出手段により検出された前記多重色画像の画像特徴量より該多重色画像の前記第１の方向に対応する方向の画像特徴量分布を求めるようにしてもよい。

また、画像形成装置が基準露光条件で感光体を露光し、演算手段が、基準露光条件で露光された感光体を用いて形成された多重色画像の、検出手段により検出された画像特徴量より得られる画像特徴量分布に対して多重色画像中の単色画像の基準画像特徴量分布を演算し、当該基準画像特徴量分布と、予め定められた露光量変化量と多重色画像中の単色画像の画像特徴量変化量との関係とに基づいて、露光条件を変化させた場合の多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を予測してもよい。

以上説明したように本発明は、画像の濃度と該濃度に対応する色差との予め求められた関係に基づいて、複数の階調各々について露光量を変化させて形成された画像各々の濃度分布各々に対応する色差分布をそれぞれ演算し、演算された色差分布に基づいて、感光体への露光量を決定するので、複数の階調各々について同じ露光量で露光しても画質を向上させることができる、という効果を有する。

また、本発明は、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、多重色画像の画像特徴量分布と、に基づいて、多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算し、演算された画像特徴量分布に基づいて、感光体への単色画像に対応する露光量を決定するので、多重色画像中の単色画像のむらを補正することができる、という効果を有する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るむら補正装置によりむら補正される画像形成装置１０は、メインユニット２００と、メインユニット２００の一方側に位置する排出部２０２と、メインユニット２００の他方側に位置する複数の給紙トレイ２４を備えた給紙部２０４と、給紙部２０４の上面に位置する画像入力装置（スキャナー）２８と、を備えている。なお、メインユニット２００の上面には、各色材（ＹＭＣ）を供給するトナー供給装置３０が設けられている。

メインユニット２００内には、一方向に順次一定間隔において並設されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の転写エンジン１２（以下、必要に応じてそれぞれの末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付す。その他の部材についても同様に末尾にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付す。）が設けられている。転写エンジン１２Ｙ〜１２Ｋには、オン・オフ２値化トナー信号に基づいて潜像を感光ドラム１６に記録するための図示しないレーザ光源、ポリゴンミラーその他のミラー等からなる露光装置１４をさらに備え、この露光装置１４によって、感光ドラム１６に画像出力データに基づくレーザー光を照射し、一次転写ロールを備えた一次転写装置１７を介して中間転写体（ベルト）２０に画像を転写し、この中間転写体２０の転写画像部分と記録用紙とを転写装置２５で挟持することにより画像を記録用紙に画像出力する構成となっている。

各エンジン１２の中央には、感光ドラム１６が配設されている。この感光ドラム１６の周囲には、一次帯電器と、現像器１８と、が設けられている。

中間転写体２０は、複数のベルト搬送ロールに巻き掛けられて、搬送される。搬送経路中の所定位置に、上記転写装置２５が配設されている。画像が転写された用紙の搬送方向下流側には定着装置２６が配置されている。なお、定着装置２６後の用紙の搬送経路は、上記排出部２０２に至る経路のほかに、給紙部２０４に戻り、給紙部２０４でスイッチバックして、転写装置２５に戻って、逆面に画像を転写するための逆面転写経路が設けられている。

次に、本実施の形態に係るむら補正装置の制御系を説明する、図２に示すように、本制御系は、露光装置１４Ｙ〜１４Ｋを制御する、露光補正値を出力して、露光量を制御する制御装置３２を備えている。なお、制御装置３２には上記スキャナー２８が接続されている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

最初に画像形成処理を説明する。露光装置１４では、まず、Ｙ（イエロー）用のレーザ光源は、Ｙ色のオン・オフ２値化トナー信号によって駆動されることで、Ｙ色のオン・オフ２値化信号を光信号に変換し、この変換されたレーザ光を感光ドラム１６Ｙに向けて照射する。これにより、レーザ光は、一次帯電器によって帯電された感光ドラム１６Ｙ上を走査することで、感光ドラム１６に静電潜像を形成する。

この静電潜像は、トナー供給装置３０からＹ色のトナーが供給される現像器18によってトナー像が形成される。そして、感光ドラム１６と一次転写ロールとが対をなし、中間転写体２０を駆動することで、トナー像は中間転写体２０に転写される。転写後は、クリーナによって感光ドラム１６上から余分なトナーが除去される。

同様に、Ｙ色のオン・オフ２値化トナー信号に対して順次一定間隔をおいて得られる、対応するＭ、Ｃ、Ｋの各色のオン・オフ２値化トナー信号に基づいて一次帯電器によって帯電された感光ドラム１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上を走査することで、各感光ドラム１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ上にそれぞれ静電潜像を順次形成する。

各静電潜像は、トナー供給装置３０からそれぞれ各色のトナーが供給される現像器１８によって順次トナー像とされ、各トナー像は、一次転写ロールによって中間転写体２０上に順次転写される。転写後は、クリーナによって感光ドラム１６上から余分なトナーが除去される。

上記転写後は、中間転写体２０における画像が転写された部位が、転写装置２５に搬送される。給紙トレイ２４から用紙が転写装置２５に搬送される。転写装置２５において、中間転写体２０上の転写画像部分と記録用紙とを挟持しながら下流側に搬送することにより、画像を記録用紙に画像出力する。

このようにＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像が順次多重転写された記録用紙は、中間転写体２０から剥離され、定着装置２６によってトナー像が熱定着され、トナー像が記録用紙に固着し、その後、排出部２０２へ排出される。なお、一定の場合、用紙をスイッチバックさせる経路を経て、上記のように用紙の逆面にも画像が出力される
次に、本実施の形態に係るむら補正を、むら補正ルーチンを示したフローチャート（図３参照）に沿って説明する。

ステップ４２で、各エンジン１２Ｙ〜１２Ｃを制御して、Cin60%及びCin20%の画像密度（階調）各々について、各色材の単色の画像（サンプル；単色パッチ）及びＣＭ、ＭＹ、ＹＣ、ＹＭＣの各多重色の画像（サンプル；多重色パッチ）を印刷出力する。

ステップ４４で、各画像の（ＲＧＢ）をスキャナー２８を介して測定して入力する。

ところで、後述するように、同じ多重色の複数階調における濃度のばらつきを減少しようとする場合、複数の階調各々において濃度のばらつき具合が同じであった場合、例えば、ある階調（例えばCin60%）における最高濃度と最低濃度との差と、他の階調（例えばCin20%）における最高濃度と最低濃度との差と、が数値として同じであっても、それらを人が見た場合に、ばらつきが同じであると認識するとは限らない。従って、複数の階調で上記濃度の差が同じである状況を、人が見て、ばらつきが異なると認識するのと同じように、異なるものとして現れる物理量を用いて、把握する必要がある。

そこで、本実施の形態では、多重色については、ステップ４６で、多重色パッチの測定値（ＲＧＢ）を色差を求めたい表色系の情報、例えば、（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）に変換（演算）する。ここで得られた（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）は、後述する多重色の色差の演算に利用される。

ステップ４８で、（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）を単色の濃度情報（ＹＭＣ）に、以下に示す第１の変換式を用いて変換（演算）する。ここで得られた（ＹＭＣ）の値は、多重色中の単色濃度として、後述するステップ５６における転写不良量の判定に利用される。

一方、単色については、ステップ５０で、単色パッチの測定値である濃度情報（RGB）を他の濃度情報（ＹＭＣ）に変換（演算）する。ここで得られた（ＹＭＣ）は、ステップ４８で得られた（ＹＭＣ）とともに、後述するステップ５６における転写不良量の判定に利用される。

ステップ５２で、ステップ５０で得られた濃度情報（ＹＭＣ）を（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）に、第２の変換式を用いて変換（演算）する。ここで得られた（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）は、後述する単色の色差の演算に利用される。

ここで、上記左側の第１の変換式及び上記右側の第２の変換式は、上記測定した、単色パッチ及び多重色パッチの測定値から得られる（ＹＭＣ）の値より、上記変換式を満足するA、B、C、D行列を回帰手法によって求める。本実施例では画像の検出にスキャナーを使用しているため、測定値が（ＲＧＢ）であるが、他の測定装置を使用する場合には、（ＲＧＢ）以外の測定値であってもよい。また、色差を求める表色系の例としてＬ^*ａ^*ｂ^*を挙げたが、これに限られるものではなく、Ｌ^*ｕ^*ｖ^*やその他の表色系における色差を求めるようにしてもよい。このとき、測定値の表色系及び色差を求める表色系に応じて、上記変換式に相当する式を求めればよい。

なお、右辺行列(Y M C)は必要に応じて、高次項を取り入れ、(Y Y² Y³ M M² M³ C C² C³)を用いても良く、3〜6次程度を使用するのが望ましい。また、各行列は、PK、R、G、B等、注目する２次、３次色すべてにおいてそれぞれに作成する。

ステップ５４で、詳細は後述するが、上記測定した濃度情報及び上記第１及び第２の変換式を用いて、単色及び多重色の各々における露光量の補正量を求める。

ステップ５６で、補正量に基づいて、転写不良が大きいか否かを判断する。具体的にはステップ４８において求められた多重色画像中の単色画像の濃度分布と、ステップ５０において検出された単色画像の濃度分布とを比較して転写不良量を演算し、転写不良量が予め定められた閾値を超えるか否かで、転写不良の大小を判断する。転写不良が大きいと判断された場合、ステップ６６で、転写不良の警告をする。

一方、ステップ５６で転写不良が大きいと判断されなかった場合、ステップ５８では、ステップ５４で得られた単色及び多重色の補正量による補正の結果を比較し、単色の色差に基づいて補正量を決定する単色制御よりも、多重色の色差に基づいて各色材の色ごとに補正量を決定する多重色制御のほうが画質が良好になるのか否か判断する。多重色制御のほうが画質が良好になると判断した場合、ステップ６０で、多重色を構成している各色ごとに補正テーブルを作成する。即ち、多重色の色差が小さくなるように、各色材の色ごとに露光量の補正量を求める。一方、単色制御のほうが画質が良好になると判断した場合、ステップ６２で、単色の補正テーブルを作成する。即ち、単色の色差が小さくなるように、各色材の色ごとに露光量の補正量を求める。

ステップ６４で、上記求めた補正量で補正した露光量で印刷出力可能にする。

次に、単色の露光量の補正内容を詳細に説明する。即ち、各色材の単色の複数の階調で画像を形成する場合の画質を向上させる方法を説明する。

用紙全面に６０％の画像密度で一色（例えばC色）で印刷出力(Cin60%)する。次に、この用紙の感光体軸方向の各点の(ＲＢＧ)をプロセス方向に渡って測定する。このプロセス方向に渡って測定した感光体軸方向の各点の濃度の平均を求める。これにより図２０（Ａ）に示す濃度分布が得られる。この濃度分布を、他の濃度情報（ＹＭＣ）に変換し、上記第１の変換式より、色差の演算に利用可能な情報に変換して、図４に示す、位置と色差情報との関係を求める。

次に、露光条件を変化させて、露光条件ごとに色差分布を求める第１の方法として、感光体の軸方向に線形に変化する補正量を有する、直線補正分布を変化させて露光条件を変化させる例を説明する。

図２０（Ａ）に示す濃度分布を得たときの露光量Ｒ0を基準に、図５に示すように、感光体の露光面の一端位置ｘ₀から他端位置ｘ₃₀₀に至る各点への露光量を、線形に−９％の露光量まで減少させて、用紙全面に６０％の画像密度で上記色で印刷出力(Cin60%)する。即ち、補正量−９％の直線補正分布により露光量を補正して印刷出力する。

そして、上記のように、この用紙について、プロセス方向に渡って測定した感光体軸方向の各点の濃度の平均値（ＹＭＣ）を、（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）に変換する。このようにして各点の濃度の平均値から得られた（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）を基準の（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）として、感光体軸方向の各点における色差を演算する。具体的には、基準の（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）と、感光体軸方向の各点における（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）とに基づいて、各点の色差を演算する（図６）。ここで、色差の演算は、色差をΔＥとすると、例えば、ΔＥ＝［（ΔＬ^*）²＋（Δａ^*）²＋（Δｂ^*）²］^1/2という演算式により求められる。本実施例の場合、ΔＬ^*、Δａ^*、及びΔｂ^*は、各点における（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）と、上記濃度の平均値から得られた基準となる（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）との差分より得られる値である。しかしながら、基準の（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）との差分ではなく、隣接する点の（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）との差分を利用したり、感光体軸上のある１点における（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）との差分を利用するなど、様々な他の方法が可能である。また、色差を求める式は、上記ΔＥを求める演算式以外にも、様々な式が知られており、上記演算式に限られるものではない。

次に、感光体軸方向の各位置の色差の中で最大の色差を求める。図６に示した例では、色差１．６が得られた。この色差１．６を、露光分布制御値と、色差の最大値との関係を示すグラフにプロットする（図８）。ここで、本実施例では感光体軸方向の各位置の濃度の平均値から得られた（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）を基準とした場合の各位置における色差の最悪値（最大値）と露光分布制御値との関係をプロットする例を示したが、露光分布制御値に対してプロットする色差は、最悪値に限られず、感光体軸方向各点の色差の平均値であっても良いし、軸方向各点の色差の総和、重み付けされた色差の最大値、所定の２つの位置の間の色差等であってもよい。

なお、本明細書中において、露光分布制御値と補正量とは同一のものを指す。具体的には、直線補正分布の場合には、感光体軸方向の一端における露光量への変更量と、他端における露光量への変更量との差であり、本実施例では、一端における露光量を基準としており、一端における露光量の変更量はゼロであるため、露光分布制御値及び補正量は、他端における、一端での露光量に対する変更量と一致している。

以上の処理を、図７に示すように、−９％の補正量から＋６％に渡って実行して露光量を制御して、６０％の画像密度(Cin60%)について、図８に示す露光分布制御値と色差との関係を示すグラフを得る。

以上を、用紙全面に２０％の画像密度(Cin20%)について行い、２０％の画像密度(Cin20%)について、図８に示す露光分布制御値と色差との関係を示すグラフを得る。

図８に示す露光分布制御値と色差との関係を示すグラフを得る例として、実際に露光条件を変化させて画像を印刷出力することにより濃度分布の実測値を求める例を説明したが、印刷出力せずに同様のグラフを得るようにしてもよい。

例えば、図１１に示すように、露光量変化量と露光量変化量に対する濃度変化量との関係を予め求めておき、基準の露光量Ｒ０（この場合には補正していない露光量）により感光体を露光して画像を形成し、図２０（Ａ）に示すような濃度分布を基準濃度分布として得ておく。そして、基準露光量に対する基準濃度分布を基準として、露光量変化量に対する濃度分布の変化量を求める。

露光量Ｒ０を基準に、図５に示すように、感光体軸方向の他端位置ｘ₃₀₀における露光量を、露光量Ｒ０の−９％だけ減少させ、一端位置ｘ₀における露光量をＲ０として一端位置ｘ₀から他端位置ｘ₃₀₀に至る各点への露光量が線形に減少するように露光量を補正し、用紙全面に６０％の画像密度で一色（例えば上記の例と同じC色）で印刷出力した場合を例にとると、感光体軸方向に対応する方向の各位置での濃度の予測は次のようにして行われる。

予め検出された基準濃度分布から得られる、基準露光量に対する感光体軸方向のある位置での濃度を基準濃度として、図１１に示す関係からこの位置での露光量変化量に対する濃度変化量を求める。このような濃度変化量を感光体軸方向の複数の位置に対して求めることにより、濃度分布を予測することができる。この例では、他端位置ｘ₃₀₀に至る各点への露光量が線形に減少し、他端位置ｘ₃₀₀における露光量を基準露光量Ｒ０の−９％だけ減少するので、感光体軸方向の各位置における露光量の変化量を知ることができる。従って、各位置における露光量の変化量と、基準濃度とから、濃度を予測することができる。このように、実際に露光条件を変化させて画像を印刷出力せずとも濃度分布を予測することにより、図８に示す露光分布制御値と色差との関係を示すグラフを得ることが出来る。なお、濃度の予測は、基準濃度の検出を行ったすべての位置について行うものとは限らず、両端等の代表的な位置における濃度のみを予測することにより、演算時間を短縮するようにしてもよい。

予測濃度分布を利用するか、或いは上述したように露光条件を変化させて画像を形成して得られる濃度分布の実測値を利用するかは、求められる補正時間と補正精度の要求に応じて切り替えられるようにしてもよい。

いずれの手法によっても図８に示す露光分布制御値と色差との関係を示すグラフを得られる。

ここで、６０％の画像密度(Cin60%)及び２０％の画像密度(Cin20%)各々について得られた露光分布制御値と色差との関係（図８）は、色差の次元であるので、基本的には２つの画像密度における色差のうち、色差の値が大きいほうを総合の色差としてプロットし、総合の色差が最小となる露光分布制御値―２．５が最適と考えられる。或いは、２つの画像密度の色差分布を足し合わせて最小値をとるようにしてもよい。

なお、ここでは、例として図７のように、直線補正分布における感光体軸方向両端の露光量の差を変化させる例を示した。即ち、感光体の露光面の一端位置ｘ₀及び他端位置ｘ₃₀₀の両端を制御点として、感光体軸方向に直線的に変化する補正分布の補正量（他端位置ｘ₃₀₀での露光量の変更量）を変化させる例を示した。しかし、補正分布の形状は直線に限られず、種々の形状であってよい。例えば、図１３に示すように、Ｖ字型の補正分布を用いて感光体の両端と中央を制御点としてもよい。Ｖ字型の補正分布の場合には、感光体軸方向一端位置ｘ₀に対する中央における露光量の変更量を補正量として変化させて、感光体軸方向における2点間の色差の最大値（最悪値）が最も小さくなるような補正量を選択する。

次に、第２の方法として、上記直線補正分布と、Ｖ字型の補正分布とを組み合わせた例を説明する。まず最初に、直線的な補正を行うために感光体軸方向の両端における色差に注目し、各階調各々の両端色差が最小となる直線補正分布を選択した上で、両端の露光条件を両端の色差が最小となる露光条件に固定し、上述感光体軸方向の両端以外の位置、例えば中央の点を制御点としたＶ字型その他の補正分布を用いて、感光体軸方向における2点間の色差の最大値（最悪値）が最も小さくなるように最適化することも可能である。こちらも同様に、求められる補正時間と補正精度の要求に応じて切り替えて使用すればよいが、多くの組み合わせにより計算すると、精度向上のかわりに演算時間の問題が発生する。経験的には、直線補正とＶ字型補正を組み合わせることで、ほとんどの電子写真プロセス起因のむらに対応できる。これは、露光器の光量分布が中央の光量が高く、両端が低いことや、転写ロールの両端圧力が高いことなどに起因する。

図２２に、直線補正分布とＶ字型補正分布とを組み合わせて補正量（露光分布制御値）を決定する第２の方法における、図３のステップ５４及びステップ６４の詳細を示す。なお、ステップ５４と６４との間のステップにおける処理は、図３と同様であるので説明を省略する。

ステップ５４Ａでは、直線補正分布の補正量（一端における露光量に対する、他端での露光量の補正量）を変化させて、感光体軸方向の一端と他端との色差（両端色差）が最小となるような補正量（露光分布制御値）を求める。

次のステップ５４Ｂでは、ステップ５４Ａにおいて求めた補正量を有する直線補正分布に加えて、Ｖ字型補正分布による補正を行う。即ち、感光体軸方向両端の補正量を、ステップ５４Ａで求められた補正量に固定しておき、両端以外の点、例えば中央の点における補正量（一端における露光量に対する、中央の点での補正量）を変化させ、軸方向色差の最悪値が最小となる補正分布を求める。即ち、ステップ５４Ａにおいて求めた直線補正分布とＶ字型補正分布とを合成した合成補正分布のうち、色差の最悪値が最小となるものを選択する。ステップ６４Ａでは、ステップ５４Ｂで求めた直線補正とＶ字型補正とにより得られた合成補正分布を露光器にセットする。

以下に、直線補正分布のみを利用する第１の方法と、直線補正分布とＶ字型の補正分布とを組み合わせた第２の方法とを比較し、補正露光量分布に複数のパターンを使うことにより、単一の露光分布パターンを使う場合よりも色差を小さくすることができる具体例を述べる。

図２３に、直線補正分布のみを利用する第１の方法により得られる、感光体軸方向の色差最悪値（最大値）と、露光分布制御値（補正量）との関係の具体的な一例を示す。図２３は、Ｃｉｎ２０％及びＣｉｎ６０％の各々について、色差の最悪値を露光分布制御値ごとにプロットしたものである。Ｃｉｎ２０％及びＣｉｎ６０％の色差を総合した値は、ここでは、常に色差の値が大きい（悪い）ほうを採用しており、この例では、Ｃｉｎ２０％の場合が常に色差の値が大きいために、総合の値のプロットと、Ｃｉｎ２０％のプロットとが一致している。この例では、補正量−６％で感光体軸方向色差最悪値が最小となり、色差は３．２６であった。図２３において、露光分布制御値ゼロの場合、即ち補正を行わない場合には軸方向色差の最悪値は３．４５であるので、直線補正を適用することにより、色差が３．４５から３．２６に改善された。

図２４に、直線補正分布とＶ字型の補正分布とを組み合わせた第２の方法において、直線補正分布のみを適用した段階での感光体軸方向の両端色差（走査方向での始点Ｉｎと終点Ｏｕｔの２点間色差）と、露光分布制御値との関係の具体的な一例を示す。

図２４では、図２３と同様に、Ｃｉｎ２０％及びＣｉｎ６０％の色差を総合した値は、色差の値が大きい（悪い）ほうを採用している。Ｃｉｎ２０％及びＣｉｎ６０％における両端色差の総合の値が最小となる露光分布制御値は−７％であり、両端色差の最小値は０．３８である。図２２のステップ５４Ａでは、両端式差が最小となる露光分布制御値（補正量）を図２４に基づいて選択することにより、直線補正の補正量を求めている。

このように、両端色差が最小となる露光分布制御値は−７％であって、前述した直線補正分布のみを適用する場合における感光体軸方向最悪値が最小となる露光分布制御値−６％とは値が異なる。直線補正とＶ字型補正とを組み合わせる場合には、演算を高速化するために、直線補正の段階では両端の色差のみを演算する。

更に、図２５に、図２２のステップ５４ＢにおけるＶ字型補正分布の一例を示す。この例では、制御点である中央の点（感光体軸方向の位置１５０ｍｍ）における露光分布制御値（補正量）が−１０％である。即ち、−７％の直線補正に対して、更に−１０％の制御値を有するＶ字型補正を合成することになる。

図２６に、ステップ５４Ｂにおいて、直線補正とＶ字型補正を合成した補正分布における中央の点の露光分布制御値を変化させて、軸方向色差最悪値との関係をプロットしたグラフを示す。図２６では、Ｃｉｎ２０％及びＣｉｎ６０％の色差の値が大きい（悪い）ほうを総合の値として採用しており、この例では、中央の点の露光分布制御値が６％のときに軸方向色差最悪値が最小（最良）となり、その値は２．０５である。

上述のように、補正を行わない場合の軸方向最悪色差は３．４５であり、直線補正のみによって露光量を決定した場合には、軸方向最悪色差は３．２５であったのに対して、直線補正及びＶ字型補正を組み合わせて露光量を決定した場合には、軸方向最悪色差が２．０５まで改善される。

補正分布の形状、組み合わせ数は任意に選ぶことが出来るようにしてもよく、必要とされる測定時間と精度を鑑みて決めればよい。なお、補正前に、補正を行わない状態での初期色差分布をパターンマッチングして、補正制御点を決めるなどの応用を行ってもよい。

このように、露光量を補正して（ステップ６２）、６０％の画像密度(Cin60%)及び２０％の画像密度(Cin20%)各々について再度印刷出力すると（ステップ６４）、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、それぞれの印刷出力の感光体軸方向のばらつきが小さくなっている。

なお、最適解の色差がある所定値を下回らない場合は、ステップ５６で、ユーザーに対して、例えば、現像機交換を促す、などの警告を発するようにしてもよい。

以上説明した例では、６０％の画像密度(Cin60%)及び２０％の画像密度(Cin20%)各々について得られた露光分布制御値と色差との関係（図８）について、足し算をした結果が最小となる露光分布制御値を最適としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ユーザーの意図によって、演算に重みをつけ、ハイライト側を重視するようにしてもよい。即ち、図８に示す６０％の画像密度(Cin60%)及び２０％の画像密度(Cin20%)各々について得られた・露光分布制御値に対応する色差の値の重視したい側を、全体に大きくするようにしてもよい。

なお、６０％の画像密度(Cin60%)及び２０％の画像密度(Cin20%)について行っているが、より多くの他の画像密度について同様に行うようにしてもよい。なお、高い密度の場合には、画像がつぶれてしまいがちであるので、中間階調（６０％から２０％を含む範囲）についてより多くの画像密度について同様に行うようにしてもよい。

また、上記の例では、用紙全面に各々異なる階調の一色、例えばC色で印刷出力しているが、本発明はこれに限定されるものではく、各色材の色の画像や白黒画像の場合にも同様に適用可能である。

次に、多重色における単色画像の濃度分布補正について説明する。

多重色の画像(Cin60%)を印刷出力する場合を考える。例えば、Ｇ色の画像を印刷出力するには、色材Ｙの単色の画像を形成した後、色材Ｙの単色画像の上に色材Ｃの単色画像を重ねて、最終的にＧ色の画像を形成する。

Ｇ色の画像の感光体軸方向の各点の色情報（ＲＧＢ値）を測定して、各点の色情報にばらつきがあった場合、その色情報だけからでは、色材Ｙの単色画像の濃度にばらつきがあったのか、色材Ｃの単色画像の濃度にばらつきがあったのかは分からない。

従って、多重色の画像中の単色の濃度の状態を把握する必要がある。そこで、単色および、多重色を同時にサンプリングして測色し、上記変換式を用いて、多重色の画像中の単色の濃度予測値を求め、どの位置にどれだけの色落ちが発生しているかを把握する。

即ち、例えば、上記ステップ４２では、種々の多重色、例えば、３次色の画像を印刷出力すると共に、同時にＹＭＣの各色の１次色の画像を印刷出力する。各画像の色情報を測定（ステップ４４）すると、３次色の種々の色情報各々と、そのときのＹＭＣの各色の１次色の画像の濃度と、の組み合わせを求めることができる。即ち、多重色内における各単色の濃度の予測値を求めることができる。

そして、感光体軸方向に渡って所定の画像密度の多重色の画像を印刷出力し、その色情報を求めると、上記の組み合わせ（３次色の種々の色情報各々と、そのときのＹＭＣの各色の１次色の画像の濃度と、の組み合わせ）から、図１０に示すように、どの位置にどれだけの色落ちが発生しているか計算上推定することができる。

そして、予め求めた図１１に示す光量補正量(%)と濃度の関係から、多重色内の各単色の濃度分布がフラットになるための補正光量(%)を算出（ステップ６０）し、補正光量で露光量を補正して露光する（ステップ６４）。これにより、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、単色濃度分布は従来手法（図１２（Ａ））に比べて本実施の形態の手法（図１２（Ｂ））のほうが、ややＶ字型となり悪化しているが、多重色は良化している。

なお、色差で評価した場合の評価結果は次の通りである。

トレードオフした単色の悪化にくらべ、多重色での改善のほうが大きく上回っており、かつ、悪化した単色色差ですら、従来手法における多重色の色差より良好な結果を示していることから、総合的に大幅に改善していることがわかる。

多重色画像のＲＧＢ値を検出し、多重色画像中の単色画像の濃度分布を演算し、この濃度分布がフラットになる露光量を求める例を示したが、これに限られるものではない。例えば、多重色画像の検出値は検出手段の種類に依存するものであって、いかなる画像特徴量であってもよい。同様に、多重色画像の検出値に基づいて演算される単色画像の画像特徴量分布も、濃度分布には限られず、色材の量（トナー量）であってもよいし、色情報であってもよい。このとき、トナー量は、得られた画像の濃度分布等から演算により求めてもよい。

次に、本実施の形態の第１の変形例を説明する。

以上のように、ＹＭＣの３つの色材を重ねて形成される色（３次色）、２つの色材を重ねて形成される色（２次色）中の各色の露光量を制御すると、次のような問題が発生する場合がある。即ち、例えば、図１３に示すように、感光体ドラムの露光面の感光体軸方向の例えば中央（一端から150mmの位置）の露光量の補正量を、０〜‐３０（図１３では‐１０が示されている）に制御すると、上記のように、本実施の形態では、YMCKの順番で転写するので、３次色の画像を印刷出力する場合、３番目のエンジンの色材Ｃの露光量は、図１４に示すように、３次色（例えばＰＫ）や２次色（Ｇ色およびＢ色）について略同様の値Ｈ１である。これに対し、色材Ｍの露光量は、図１５に示すように、３次色（例えばＰＫ）や２次色中Ｂ色については、値Ｈ２であるが、２次色中Ｒ色については、値Ｈ３である。これは、３次色（例えばＰＫ）や２次色中Ｂ色については、色材Ｍの上に色材Ｃが重なり、色材Ｍの引き戻し現象の影響が小さいが、２次色Ｒ色については、色材Ｍが最上位層であり、後段の感光体からの引き戻し減少の影響が大きいからである。

そこで、最初に、上記のように３次色の際の各色の露光量を決定し、その状態で、Ｒｅｄの色差を予測してみて、Ｒｅｄの色差が所定値以上の場合には、Ｍａｇｅｎｔａの露光量を変化させる。このようにRed改善のために、Mの補正量を変更すると、色落ちしないMが過剰補正となるので、３次色（例えばPK）、Red以外の２次色（例えば、GやB）が悪くなる場合がある。そこで、これらの３次色、２次色の色差を再度予測し直す。この予測し直した色差が所定値以上の場合は再々度Mの補正量を変更し、以上を繰り返す。なお、このように繰り返し処理しても予測し直した色差が所定値にたどり着かないきは、３次色・２次色(PK, G, B)の色差（最悪値 ）が Rの色差となった時点で終了する。

このようにして全体を補正した結果を図１６に示す。図１６に示すように、多重色については、総合的に従来技術（単色制御）を上回る補正結果が得られることが確認できる。

次に、本実施の形態の第２の変形例を説明する。

上述した例は、複数階調を有する濃度分布（色情報分布）補正と、多重色補正であるが、本変形例は、これを組み合わせて最適化を行うことで、総合的に最適な結果を得ようとするものである。

転写によるトナーの引き戻し現象は、トナー量が多くなるほど多くなる。即ち、図１７に示すように、Cin 60％の色材Ｃ単色の濃度及び多重色（例えばＧ）中の色材Ｃの濃度のそれぞれのばらつきは、図１８に示すCin20％の色材Ｃ単色の濃度及び多重色（例えばＧ）中の色材Ｃの濃度のそれぞれのばらつきよりも、多くなっているのが分かる。この場合に、高濃度部分での多重色補正は、低濃度における逆転を発生させる危険がある。

そこで、Cin 60％の多重色（例えばＧ）中の色材Ｃの濃度の露光補正値の最適値Ｒ２と、Cin 20％の多重色（例えばＧ）中の色材Ｃの濃度の露光補正値の最適値Ｒ１と、に基づいて、平均色差を最小とする露光補正値Ｒ３を求めるようにしてもよい。なお、ユーザーニーズによって、特定色に合わせて制御するようにしてもよい。

以上説明した例では、一方向に順次一定間隔において並設されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の転写エンジンを備えた画像形成装置を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの感光ドラムを備え、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の色材の画像を転写する画像形成装置も同様に適用することができる。また、感光体が回転体である例を説明したが、感光体の形状はこれに限定されるものではなく、シート状、ベルト状などの、平面的な形状等であってもよい。

また、露光量に対する補正分布について、感光体軸方向の一端における補正量が常にゼロである例を示したが、これに限られるものではなく、一端においても露光量が補正されるような補正分布であってもよく、ユーザインタフェースを介して任意の補正分布を形成することが可能であるようにしてもよい。

画像形成装置の内部構成図である。 むら補正装置のブロック図である。 むら補正ルーチンを示すフローチャートである。 位置と色差情報との関係を示すグラフである。 感光体軸方向の各位置の露光量を示すラフである。 位置と色差情報との関係を示すグラフである。 感光体軸方向の各位置の露光補正量を示すラフである。 露光分布制御値と色差情報との関係を示すグラフである。 異なる階調での本実施の形態のむら補正された結果を示すグラフである。 多重色中のCyanの感光体軸方向の濃度分布を示すグラフである。 露光補正量と濃度との関係を示すグラフである。 （Ａ）は、従来技術の単色でのむら補正した場合の多重色中のCyanの感光体軸方向の濃度分布を示したグラフであり、（Ｂ）は、本実施の形態でのむら補正した場合の多重色中のCyanの感光体軸方向の濃度分布を示したグラフである。 位置と露光補正量との関係を示す図である。 多重色におけるCyanの露光補正量と色差との関係をしめした図である。 多重色におけるMagentaの露光補正量と色差との関係をしめした図である。 各色の色差の従来技術（単色制御）と第１の変形例の制御結果を示す図である。 Cin 60％における単色及びＧ色各々のCyanの感光体軸方向の濃度分布である。 Cin 20％における単色及びＧ色各々のCyanの感光体軸方向の濃度分布である。 Cin 60％及びCin 20％の露光量最適値を示す図である。 Cin60%を補正した場合と、Cin20%を補正した場合の逆転現象を示す図である。 単色と多重色の色差変化を示すグラフである。 直線補正分布と、Ｖ字型補正分布と合成して補正量を演算するフローチャートである。 直線補正分布を適用した場合の露光分布制御値と感光体軸方向最悪色差との関係を示すグラフである。 直線補正分布を適用した場合の露光分布制御値と感光体両端色差との関係を示すグラフである。 Ｖ字型補正分布を示すグラフである。 直線補正分布とＶ字型の補正分布とを適用した場合の露光分布制御値と感光体両端色差との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２８ スキャナー
３２ 制御装置

Claims (14)

1. 感光体の軸方向に沿った露光を、該感光体の軸方向と交差する副走査方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて画像を形成する画像形成装置において、該画像を形成する際の前記感光体の軸方向の露光条件を決定する露光条件決定装置であって、
   形成された前記画像の濃度を検出する検出手段と、
   画像の濃度と色差を求めるための表色系の値との予め求められた関係に基づいて、異なる階調で形成された複数の画像の各々から前記検出手段により検出された前記感光体の軸方向に沿った各点の濃度の各々を前記表色系の値に変換する変換手段と、
   前記変換手段により変換された前記各点の前記表色系の値の各々と、前記各点の前記表色系の値の各々に基づいて定まる基準となる表色系の値との色差のうち少なくとも１つの色差を、前記異なる階調毎に演算する演算手段と、
   前記演算手段により演算された前記異なる階調毎の色差の大きい方の色差または合計の色差が小さくなるように、前記感光体の軸方向に沿った各点に対応する露光条件を決定する決定手段と、
   を備えた露光条件決定装置。
2. 前記画像形成装置は、異なる階調毎に複数の露光条件の各々により感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の画像を形成し、
   前記検出手段は、前記複数の画像の各々の濃度を検出し、
   前記変換手段は、前記複数の画像の各々について、前記感光体の軸方向に沿った各点の濃度の各々を前記表色系の値に変換し、
   前記演算手段は、前記複数の画像の各々について、前記少なくとも１つの色差を演算し、
   前記決定手段は、前記複数の画像の中で、前記演算手段で演算された色差の最大値、前記演算手段で演算された色差の平均値、前記演算手段で演算された色差の総和、または重み付けされた前記演算手段で演算された色差の最大値が最小となる画像を形成した際の露光条件を最終の露光条件として決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光条件決定装置。
3. 前記画像形成装置が基準露光条件で感光体を露光し、
   前記演算手段は、該感光体を用いて形成された画像の前記検出手段により検出された基準濃度分布と、予め定められた露光条件と濃度との関係とに基づいて、異なる階調毎の複数の露光条件の各々に対する画像の各々について、前記感光体の軸方向に沿った各点の濃度を予測し、該予測された各点の濃度の各々を前記表色系の値に変換し、
   前記決定手段は、前記複数の画像の中で、前記演算手段で演算された色差の最大値、前記演算手段で演算された色差の平均値、前記演算手段で演算された色差の総和、または重み付けされた前記演算手段で演算された色差の最大値が最小となる画像を形成した際の露光条件を最終の露光条件として決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光条件決定装置。
4. 前記感光体の軸方向に沿った露光強度及び露光時間の少なくとも一方を変化させることにより前記複数の露光条件を得ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の露光条件決定装置。
5. 前記検出手段は、前記画像の濃度に対応した検出値を検出し、
   前記変換手段は、前記検出手段の検出値と濃度値との予め定められた関係に基づいて、前記検出手段の検出値から濃度値を求めることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の露光条件決定装置。
6. 前記演算手段は、前記感光体の軸方向の露光条件に対して予め定められた複数の基準補正量分布の中の第１の基準補正量分布を変化させて複数の補正量分布を求め、求めた各々の補正量分布を用いて露光条件を補正することにより得られる複数の露光条件の各々に対して少なくとも１つの色差を演算する第１の演算処理を実行し、
   前記決定手段は、前記複数の露光条件により形成された画像の中で、前記第１の演算処理で演算された色差の最大値、前記第１の演算処理で演算された色差の平均値、前記第１の演算処理で演算された色差の総和、または重み付けされた前記第１の演算処理で演算された色差の最大値が最小となる画像を形成した際の露光条件を第１の露光条件として決定する第１の決定処理を実行し、
   前記演算手段は更に、前記複数の基準補正量分布の中の第２の基準補正量分布を変化させて複数の補正量分布を求め、求めた各々の補正量分布と、前記第１の露光条件に対応する補正量分布と、を合成して得られる複数の合成補正量分布の各々を用いて露光条件を補正することにより得られる複数の露光条件の各々に対して少なくとも１つの色差を演算する第２の演算処理を実行し、
   前記決定手段は更に、前記複数の合成補正量分布の各々を用いて補正された複数の露光条件により形成された画像の中で、前記第２の演算処理で演算された色差の最大値、前記第２の演算処理で演算された色差の平均値、前記第２の演算処理で演算された色差の総和、または重み付けされた前記第２の演算処理で演算された色差の最大値が最小となる画像を形成した際の露光条件を最終の露光条件として決定する第２の決定処理を実行する、
   ことにより、前記露光された感光体を用いて画像を形成する際の露光条件を決定することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の露光条件決定装置。
7. 前記第１の基準補正量分布は、前記感光体の軸方向に線形に変化する直線補正量分布であり、
   前記第２の基準補正量分布は、前記感光体の軸方向の中間位置において傾きが逆方向に変化するＶ字型補正量分布である請求項６に記載の露光条件決定装置。
8. 前記演算手段は、前記感光体の軸方向に対応する方向の両端の露光条件を固定し、かつ、両端位置の間の少なくとも１つの位置の露光条件を各々変化させた前記複数の露光条件で形成された画像の各々について、前記少なくとも１つの色差を演算する請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載の露光条件決定装置。
9. 前記画像形成装置が、複数の単色画像を重ね合わせて多重色画像を形成する際の感光体への単色画像に対応する露光条件を決定する請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の露光条件決定装置であって、
   前記検出手段は、前記第感光体の軸方向に対応する方向の画像特徴量を検出し、
   前記演算手段は、複数の多重色画像各々の画像特徴量と該画像特徴量に対応する単色画像の画像特徴量との予め求められた関係と、前記形成された多重色画像の前記検出手段により検出された画像特徴量より得られた前記感光体の軸方向に対応する方向の画像特徴量分布と、に基づいて、前記形成された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布を演算し、
   前記決定手段は、前記演算手段により演算された画像特徴量分布に基づいて、前記感光体への前記単色画像に対応する露光条件を決定する、
   請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の露光条件決定装置。
10. 前記演算手段は、前記演算された多重色画像中の単色画像の画像特徴量分布と、前記検出手段により検出された単色画像の画像特徴量より得られる画像特徴量分布と、に基づいて、多重色画像を形成することにより生じる単色画像の画像特徴量分布の変化量を演算する、
    請求項９に記載の露光条件決定装置。
11. 前記多重色画像の前記画像特徴量は色情報であり、前記単色画像の前記画像特徴量は濃度、色情報、及び色材の量のいずれか１つであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の露光条件決定装置。
12. 前記決定手段は、前記多重色画像を形成する際に、前記単色画像が最後に重ね合わさる第１の場合と、前記単色画像に他の単色画像が重ね合わさる第２の場合と、の各々の場合の前記単色画像に対応する露光条件をそれぞれ決定し、該決定した各々の露光条件に基づいて、該第１の場合及び該第２の場合各々に共通する前記単色画像に対応する露光条件を決定することを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれか１項に記載の露光条件決定装置。
13. 前記決定手段は、複数の階調各々の多重色画像を形成する各々の場合の前記単色画像に対応する露光条件をそれぞれ決定し、該決定した各々の露光条件に基づいて、複数の階調各々の多重色画像を形成する各々の場合の前記単色画像に対応する露光条件を決定することを特徴とする請求項９〜請求項１２のいずれか１項に記載の露光条件決定装置。
14. 露光装置が感光体の軸方向に沿った露光を、該感光体の軸方向と交差する副走査方向に繰り返し行うことにより感光体を露光し、該露光された感光体を用いて複数の単色画像を重ね合わせて多重色画像を形成する画像形成装置であって、
    請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の露光条件決定装置と、
    前記露光条件決定装置で決定された露光条件で前記感光体を露光して、画像を形成する画像形成手段と、
    を備えた画像形成装置。

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