JP5723111B2 - 画像形成装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成過程において、帯電したトナーに電界を印加して像形成を行っているため、高濃度領域と低濃度領域が隣接したエッジ部で、電界の回り込みや、トナー高さによる立体障害が発生し、エッジ部の低濃度領域が白く抜けることがある。特に静電潜像にトナー粒子を現像して顕像化する現像過程において、高濃度領域と低濃度領域の電位差が大きい場合、低濃度領域に付着するはずのトナーが、高濃度領域が形成する電界に引き寄せられ、エッジ部の低濃度領域側が白く抜ける白抜け現象が発生する。そのときの様子を図１６で説明する。図１６は電位を縦軸として、画像エッジ部の感光体上の電位分布を模したもので、帯電電位（Ｖｄ）、高濃度領域の電位（Ｖｈｄ）、低濃度領域の電位（Ｖｈｔ）、現像バイアスの直流成分（Ｖｄｃ）が示されている。図１６で示すように、エッジ近傍の低濃度領域（ＨＴ）に飛翔したトナー（Ｔｎ）が、高濃度領域（ＨＤ）の電界に引っ張られ、エッジ近傍の低濃度領域が図１６の下部に示すように白く抜けてしまう。

このような白抜け現象を改善する手法として、白抜けの発生が予想されるエッジ部の低濃度領域の画素データ値を増加させる技術などが開示されている。特許文献１では、画像中の高濃度領域と低濃度領域が隣接したエッジ部で、低濃度領域のトナーの転写量が減少して濃度が低下する課題を対象としている。その課題に対し、エッジ部の隣接画素間で濃度値の差が所定の値を超えるエッジ画素を検出し、エッジ画素の低濃度側の画素値を加算し、エッジ画素の高濃度側の画素値を減算する技術が開示されている。またそのときの補正量をエッジ画素からの距離に応じて小さくすることや、画像搬送方向のエッジと画像搬送方向と直交するエッジの補正量を異なるように制御することも開示されている。

特開２００７−６３９２号公報

以上の従来技術によれば、画像パターンエッジ部の高濃度領域と低濃度領域のデータ値の差を小さくすることで現像過程における潜像パターンの高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくする。そして、境界部で発生する回り込み電界を抑えることで白抜け現象を抑制している。しかしながら、更なる高画質化を達成しようとすると、上述の引用文献の技術内容ではまだ改善の余地がある。例えば、白抜け現象を改善するための補正量が多く必要となり、図１７（Ａ）に示すようにエッジの境界部が鈍ってしまうなどの課題が挙げられる。また、図１７（Ｅ）に示すように補正箇所に濃度の段差が発生する場合がある。比較のため理想的な補正状態を図１７（Ｃ）に示す。図１７（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）におけるグラフは、それぞれの濃度分布を縦軸として示してある。

本発明の目的は、従来技術に比べ、更なる白抜けについての改善を図ることにある。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の画像形成装置は以下の構成を有する。光導電性の像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像手段とを備える画像形成装置であって、高濃度領域と低濃度領域とが隣接するディザ処理された画像パターンを形成する際に、前記画像パターンに応じてパルス幅変調を行うことで、前記低濃度領域における複数画素のうち第１の画素を第１の露光強度で、かつ、第２の画素を前記第１の画素よりも小さい露光強度で前記露光手段により露光を行わせる制御手段と、前記高濃度領域と前記低濃度領域とが隣接しているエッジ部を検出するための検出手段とを有し、前記制御手段は、前記エッジ部における前記低濃度領域の前記第１の画素および前記第２の画素のうち、前記第１の画素の露光強度を増加させることで、前記第１の画素と前記第２の画素との電位差を大きくすることを特徴とする。

本発明によれば、従来技術に比べ、少ない補正量で補正可能であり、且つ画像形成条件の変動に対しても補正箇所の濃度が安定している。そのため、補正を行った場合により良好な画像出力が可能になる。

「潜像コントラスト」の用語を説明する為の図。 「潜像コントラスト」の用語を説明する為の図。 「潜像コントラスト」の用語を説明する為の図。 本実施形態に係る走査光学パターン及び露光面積を示す図。 従来例におけるＰＷＭ駆動での補正時の画像パターンを示す図。 従来例におけるＰＷＭ駆動での補正時の走査光学パターンを示す図。 第一の実施形態に係るレーザの露光強度の変化による補正時の走査光学パターンを示す図。 第一の実施形態に係る多重露光を用いた補正時の走査光学パターンを示す図。 第一の実施形態に係るデータ処理のフローチャートの図。 第一の実施形態に係るエッジ検出で用いるパターンマッチング用の画像パターンの図。 第一の実施形態に係る補正前の潜像形成過程を示す図。 従来例におけるＰＷＭ駆動での補正時の潜像形成過程を示す図。 第一の実施形態に係る補正時の潜像形成過程を示す図。 第一の実施形態に係る評価指標「ＭＴＦ」を説明する図。 第一の実施形態に係る評価指標「補正部のトナー段差」を説明する図。 白抜け現象を説明する為の図。 エッジの境界部の補正に係る説明する為の図。 第一の実施形態に係る電子写真画像形成装置の構成例を示す図。 第一の実施形態に係る光学スキャナを示す図。 第一の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成を示す図。 第二の実施形態に係る複数レーザを備えた光学系を説明する図。 第二の実施形態に係るレーザ駆動回路の構成を示す図。 本実施形態と従来例に基づく比較対照との効果の差異を示す図。

本発明は、画像パターン中の高濃度領域と低濃度領域が隣接するエッジ部を検出する「エッジ検出工程」、白抜け現象を改善するための補正量を決定する「補正量算出工程」、実際に補正を行う「補正制御工程」を含む。補正制御工程では、エッジ部の低濃度領域への露光強度を増加させることで、エッジ部の高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくし、且つ低濃度領域の潜像コントラストを増加させることにより、効果的に白抜け現象を改善するものである。

以下、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、本実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１８（Ａ）は本実施形態に係る画像形成装置を示す概略図である。画像形成装置は、光導電性の像担持体である感光ドラム２０１と、その周りに配置された帯電手段である帯電器２０２、像露光手段である画像露光器２０７、現像手段である現像器２０９、転写手段である転写帯電器２０４、定着器２０５、及びクリーニング部材２０６から成る電子写真画像形成装置である。画像露光器２０７は、帯電後の感光ドラム２０１の表面を画像パターンに応じて像露光することで静電潜像を形成する。また、現像器２０９は、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する。また、図１８（Ｂ）に示すような複数の各色ステーション有するタンデム式の画像形成装置に適用することも可能であり、各色ステーションの基本的な構成と動作は図１８（Ａ）と同様である。

以下、図１８（Ａ）で示す１ステーションタイプの画像形成装置について、基本動作を説明する。出力信号が送られると、像担持体である感光ドラムが回転し、帯電手段によりマイナス５００Ｖに帯電電位が設定される。このときの像担持体には、膜厚３５μｍのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ドラムを用いた。帯電手段としては、ワイヤと電界制御グリッドよりなるコロナ帯電器を用いたコロナ帯電方式を用いている。

図１９は、画像露光器２０７の詳細な説明図であり、回転可能な偏向ミラーを具備した走査光学系を示す図である。半導体レーザ１１１は、画像読み取り装置の電算部やパーソナルコンピュータより出力される時系列のデジタル画像信号の入力を受け、レーザドライバの発光信号に応じて明滅する。半導体レーザ１１１から放射された光束は、一定速度で回転するポリゴンミラー１１４上にて反射、偏向される。そして、ｆθレンズ群１１５により、折り返しミラー１１６で反射される。その後、感光ドラム上１１７にスポット状に結像され、所定の方向１１８に等速度で走査される。これにより、レーザ照射パターンに応じた静電潜像パターンを形成する。

得られた感光ドラム上の静電潜像パターンは、回転して現像ニップ部に送られる。現像ニップ部は、８４ｍｍφの感光ドラムと２４ｍｍφの現像スリーブの最近接距離が、３００μｍになるように配置形成されている。現像ニップ部に搬送された静電潜像パターンは、同じく現像ニップに搬送される現像剤によって顕像化される。現像剤は、帯電した非磁性トナーと磁性のキャリアを混合してなる２成分現像剤を用いられている。現像剤は、現像スリーブ内に固定されたマグネットに磁力で担持され、スリーブを回転駆動させることで現像ニップに搬送される。現像バイアスにはＤｕｔｙ比６０％の矩形バイアスを用い、周波数９ｋＨｚ、電圧値のピーク〜ピークの値が１６００Ｖｐｐ、ＤＣ成分が３５０Ｖｄｃのバイアスを用いられている。

以上のように、感光ドラム上に顕在化されたトナー像を記録紙に転写し、定着器により加熱定着することで最終画像を得る。

［本発明で扱う課題の詳細］
一般的な電子写真式画像形成装置において、高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくするように補正したとき、低濃度領域の潜像コントラストが小さくなってしまう場合には、効果的に白抜け現象の改善をすることができない。これは、低濃度領域のトナーに対する感光体側への拘束力が小さくなり、回り込み電界によって高濃度領域へ引き寄せられ易いことによると考えられる。本発明で着目している白抜け現象は、高濃度領域と低濃度領域の電位差による回り込み電界の影響の他に、低濃度領域の潜像コントラストの大きさが重要な要素となる。すなわち、エッジ部の低濃度領域の潜像コントラストが小さい場合にはトナーを感光体側に拘束する力が小さく、小さい回り込み電界で高濃度領域へ引き寄せられることによってエッジ部の低濃度領域が白く抜けてしまう。

ここで、本発明で触れている潜像コントラストについて、図１〜図３を用いて説明する。図１はディザ処理されスクリーン画像となったあとの画像パターンを示している。高濃度部（ＨＤ）では全面が印字され、低濃度部（ＨＴ）では印字時の濃度に応じて面積階調処理されている。図１の画像パターンから得られる感光体上の潜像パターンを、縦軸を電位とした鳥瞰図として図２に示す。高濃度部（ＨＤ）は光照射により電位が下がっており、低濃度部（ＨＴ）はスクリーン画像のパターンに応じた光照射の結果、感光体上で電位が下がっている箇所と下がっていない箇所が繰り返し現れる潜像電界のパターンが形成されている。このときの図２上のＡ、Ｂ、Ｃ各位置における電位の変化を、縦軸を電位としたグラフとして図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す。このときの電位が下がっている箇所と下がっていない箇所の電位差が、潜像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）であり、この潜像コントラストが大きければ大きいほどトナー粒子を感光体側へ引き寄せる力が強くなり、安定した画像形成を可能にする。逆にこの潜像コントラストが小さいと、トナーを感光体側へ引き寄せる力が弱くなり、白抜け現象が顕著になったり、濃度が不安定になる。

［本発明による課題の解決］
本発明では、エッジ部の低濃度領域への露光強度を増加させることで、低濃度領域と高濃度領域の像担持体上で形成される静電潜像の電位差を小さくする。更にこれと併せて、低濃度領域の潜像コントラストを増加させることで、効果的に白抜け現象を改善する。より具体的には、画像パターン中の高濃度領域と低濃度領域が隣接するエッジ部を検出し、エッジ部の低濃度領域への像露光強度を増加させるように補正する。このとき、像露光光の露光面積あたりの露光強度を増加させ、エッジ部の低濃度領域への補正を行うものである。

ここでいう像露光光の露光面積について、走査光学系を例に図４〜図８を用いて説明する。図４（Ａ）は高濃度領域（ＨＤ）と低濃度領域（ＨＴ）が隣接したグレースケール画像のエッジ部を示している。図４（Ｂ）は図４（Ａ）をディザ処理し、スクリーン画像としたときの画像パターンである。図４（Ｃ）は走査方向（５５）に従い、現像過程における走査光学系を走査したときの走査線を示している。このときの走査線幅にて示す領域をここでは露光面積と定義する。

例えば、レーザの点灯時間を制御して面積階調するＰＷＭ制御（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ制御）を用い、低濃度領域（ＨＴ）への照射光量を増加させた場合、露光面積が広くなってしまう。これは、図５及び図６（Ａ）に示すように、低濃度領域（ＨＴ）のレーザ発光の走査幅が広くなってしまうためである。このときの光量分布の様子を、縦軸を光量とするグラフとして図６（Ｂ）に示す。ここで、実線が補正後の値を示し、破線が補正前の値を示している。図６（Ｂ）に示すように、全体の露光強度は増加しているが、レーザ発光分布のコントラスト（６１）は低下している。

次に露光面積あたりの露光強度を増加させる手法を、図７、図８を用いて説明する。第一の手法として、図７に示すように低濃度領域の露光強度をレーザの強度変調により補正する手法が挙げられる。このとき図７（Ａ）に示すように、レーザ発光の走査幅を広げずにレーザの発光強度を増加させることで、図７（Ｂ）に示すように露光面積あたりの露光強度を増加させることがきる。図７（Ｂ）から分かるように、全体の露光強度を増加させると共にレーザ発光分布のコントラスト（６２）が低下していない。ここで、図７（Ａ）における矢印の太さは露光強度を示している。

第二の手法として、図８に示すように低濃度領域の露光強度を複数レーザの多重露光により補正する手法が挙げられる。このとき図８（Ａ）に示すように同一画素を複数回露光することで、図８（Ｂ）に示すように露光面積あたりの露光強度を増加させることができる。図８（Ｂ）から分かるように、全体の露光強度を増加させると共にレーザ発光分布のコントラスト（６３）が低下していない。ここで、図８（Ａ）における矢印は、実線が１度目の露光、点線が２度目の露光を示している。

以上により、エッジ部の低濃度領域への露光強度を増加させることで、低濃度領域と高濃度領域の像担持体上で形成される静電潜像の電位差を小さくするとともに、低濃度領域の潜像コントラストを増加させることが可能となり、効果的に白抜け現象を改善する。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態における補正処理フローを図９に示す。図９に示すように、グレースケールよりなる入力データ７０に対し、エッジを検出する（Ｓ７１）。そして、検出したエッジが補正対象のエッジであれば（Ｓ７２にてＹＥＳ）、エッジ画素に対する補正量を算出する（Ｓ７６）。本実施形態ではデータ解像度が６００ｄｐｉの入力データに対して処理を行う。補正処理はレーザ強度の変更により行うため、補正を施す画素にレーザパワーを変更するためのフラグの設定を行う。その後、入力データに通常の画像領域と同様にディザ処理を適用する（Ｓ７３）。これにより、入力データに対するスクリーン画像７４を生成する。そして、通常の画像領域では、レーザの駆動制御としてスクリーン処理された画像パターンに基づいて、レーザ発光の点灯時間がＰＷＭ制御され、階調表現される。補正対象画素領域のレーザ駆動制御では、通常の画像領域と同様にＰＷＭ制御されると同時に補正処理により付加されたフラグに応じて、レーザの強度変調をしながら補正処理された静電潜像パターンを形成する（Ｓ７５）。

本実施形態で用いるＰＷＭ駆動による階調制御手法は、高速・高画質に適したレーザ駆動方式として広く知られている。その他の駆動方式として知られるレーザの強度を変更して階調制御する強度変調方式と比べると、高速応答が可能であり、近年の電子写真式画像形成装置の高速および高解像度化に適した制御手法である。また、レーザ駆動制御のハイライト領域においては、強度変調方式に比べＰＷＭ駆動による制御方式の方が光量分布をより密に形成することができ、潜像コントラストが大きくなることでより一層の高画質化を可能となる。

また、図９に示すように、画像データの左から右に向かって画像搬送方向とし、左側を下流側、右側を上流側として記載する。

〔エッジ部の検出〕
本実施形態では、図１０に示す１次元のパターンマッチングにより、ベタ黒部が４画素以上連結され、且つその画像搬送方向上流側が、ベタ黒でもベタ白でもないハーフトーン領域となっているエッジ箇所を検出する。ここで上流側をＧ８の側、下流側をＫ３の側とする。具体的には、図１０の注目画素Ａに対し、その下流画素Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３がいずれも黒で、且つ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が黒でも白でもない場合に、注目画素Ａから上流側の数画素を補正対象とする。この条件において、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が黒のときは、注目画素Ａはエッジでないので補正処理の対象外である。Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３が白の場合は、注目画素Ａはエッジであるがそもそも白抜けが発生しないので補正処理の対象外である。

注目画素から上流側に至る補正画素数は、各種条件に応じ補正量算出部（不図示）で決定する。また、本実施形態では、補正画素数を８画素として行う（図１０におけるＧ１〜Ｇ８に対応）。このとき、エッジの判定に使用しない図１０において破線で示したＧ４〜Ｇ８は、白あるいは黒である場合には補正を行わず、それ以外のハーフトーン画素であった場合にのみ以下の方法で補正処理を行う。

また本検出処理により、検出したエッジ部が高濃度領域から低濃度領域へ遷移する立ち下がり側か、もしくは低濃度領域から高濃度領域へ遷移する立ち上がり側かの検出も併せて可能である。

〔補正量の算出〕
本実施形態では、各補正対象となる画素に対し、エッジ検出された注目画素からの距離に応じて補正量を指数関数的に変化させて補正を行う。例えば、注目画素をＮ＝０番目の画素とする。そして、その画素の位置から上流側へＮ画素離れた画素に対する補正量ΔＤ（Ｎ）は、Ｎ＝０番目の画素の補正量を△Ｄ（０）とすると、以下の算出式により求める。なお、演算“Ｘ＾Ｙ”は、ＸのＹ乗を表す。

ΔＤ（Ｎ）＝ΔＤ（０）＊Ｋ＾Ｎ
このときのＫは補正量の変化率に対応する係数であり、Ｎ＝０番目の画素の補正量ΔＤ（０）と共に、ディザ処理後のスクリーン画像の画像線数やその他のプロセス条件に合わせて適宜調整する。具体的な値については、後述する。ここで、検出処理により検出されたエッジが立ち上がり側、もしくは立ち下がり側のいずれかによって、補正量を異ならせることも可能である。例えば、立ち上がり側のエッジ部に対しての補正量を、立ち下がり側のエッジ部に対する補正量よりも大きくすることが考えられる。

本実施形態では、レーザの強度変調により白抜け補正を行うため、補正量である補正画素値から、レーザの強度変調倍率を求める必要がある。具体的には、ΔＤ（０）と注目画素の画素値Ｄ（０）の比“ΔＤ（０）／Ｄ（０）”から、注目画素を補正するために必要な強度変調倍率ＰＲ（０）を求める。次にこの“ＰＲ（０）”を元に、注目画素からＮ画素はなれた補正画素の補正量ＰＲ（Ｎ）を、以下の算出式により求める。

ＰＲ（Ｎ）＝ＰＲ（０）＊Ｋ＾Ｎ
このようにして求められたレーザ強度の変調倍率である。補正量ＰＲ（Ｎ）は、小数点１位までで近似され、１．０倍〜２．６倍まで０．１の値刻みの１６値（４ｂｉｔ）の信号としてレーザに渡される。本実施形態では、入力画像を８ｂｉｔとし、ΔＤ（０）＝５０、Ｋ＝０．６として処理を行う。今回用いたスクリーンは、スクリーン線数が２００ｌｐｉ、スクリーン角度が画像の搬送方向と平行、そして線成長のスクリーンを用いている。

〔補正制御〕
本実施形態ではレーザのＰＷＭ制御を基本として階調制御を行っている。本発明の補正箇所においても通常の画像領域と同様、ディザ処理によりスクリーンデータに変換された画像パターンに対し、その画素値に応じてパルス幅変調することで階調表現を行う。補正箇所については、基本となるレーザのＰＷＭ制御と同時に、これに補正量算出部で決定された４ｂｉｔの補正係数に応じて、レーザの強度変調を行う。

レーザの強度変調に関する駆動制御について図２３を用いて説明する。上記処理により得られた補正情報を含んだスクリーンデータ８０に対し、スクリーンデータ判定部９１で補正有無の判定、および補正量の算出を行う。続いて、レーザ強度制御部８３にて、補正量に応じたレーザの強度となるよう駆動電流を制御する。また、これと平行して入力されたスクリーンデータ８０の信号値に応じ、ＰＷＭ信号生成部８２においてＰＷＭ信号を生成する。そして、ＰＷＭ信号生成部８２及びレーザ強度制御部８３の処理の後、レーザドライバ８４にて、所望のレーザ強度で半導体レーザ８５の発光が制御される。このレーザ駆動制御部８１により、露光制御手段が実現される。このとき、補正対象画素であってもディザ処理により発光光量がゼロとなった画素には、発光処理は実行されない。

〔補正結果〕
以上の補正手段の補正結果を、図１３を用いて説明する。図１３（Ａ）は入力画像におけるエッジ部に対するディザ処理後のスクリーン画像パターンを示している。ここでは、露光強度の強い箇所の画像濃度は濃く、露光強度の弱い箇所の画像濃度は薄く表示されている。図１３（Ｂ）は図２と同様に、１３（Ａ）の画像パターンから得られる感光体上の潜像パターンを、縦軸を電位として鳥瞰図で示している。図１３（Ｃ）は同じく感光体上の潜像パターンを電位分布の等高線図であるコンター図で示している。また、従来技術との比較のため、従来技術における処理結果を図１２に示す。図１１は、本補正処理を適用する前の値を示した図である。

図１３（Ａ）に示すように、エッジ部の低濃度領域の露光強度を増加させることで補正処理を行うと、エッジ部の回り込み電界を抑えることができると同時にエッジ部近傍１８３の潜像コントラストは低下しない。この結果を図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）に示す。すなわち、本実施形態の結果と補正処理する前の図１１とを比較すると、補正処理前の回り込み電界１６１、１６２に比べ、補正後の回り込み電界１８１、１８２は小さく抑えられている。また、ＰＷＭ駆動による補正処理を行った比較例１（詳細については後述する）の結果を示す図１２と比べると、回り込み電界１７１、１７２については同等である。しかし、エッジ部近傍１７３の潜像コントラストが図１３に示す本実施形態の方が大きく、安定している様子がわかる。

以上のように本実施形態に従って白抜け部の補正を行うことにより、画像パターンエッジ部の高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくすると共に、低濃度領域の潜像コントラストを低下させることなく白抜け補正が可能である。

また、本発明と比較して、比較例１（後述）では高濃度領域と低濃度領域との電位差は小さくなり、エッジ部の回り込み電界は抑えられているが、低濃度領域の潜像コントラストが低下してしまい、図２３に示すように白抜け現象が効果的に改善できない。また比較例２（後述）では、同じく図２３に示すとおり、補正量を大きくすることで白抜け改善を計っているが、エッジのなまりを示すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）や、補正部の濃度段差の点で課題が残る。

次にＭＴＦの低下の様子を図１７（Ａ）、（Ｂ）に示す。また、補正部の濃度段差の様子を図１７（Ｅ）、（Ｆ）に示す。図１７（Ａ）、（Ｂ）で示すように、補正制御の補正量が多くなるとエッジ領域の高濃度部と低濃度部の濃度差が小さくなりすぎ、エッジの境界がなまることでＭＴＦが低下する。また同様に補正制御の補正量が多くなると、図１７（Ｅ）、（Ｆ）に示すようにハーフトーン領域から高濃度領域にかけて段階的に補正量を増加していく際に補正開始箇所の濃度が不安定になり、つなぎ目が見えてしまう。

本実施形態で用いている評価指標「ＭＴＦ」について図１４を用いて説明する。ここでは、出力された紙上の画像をＫｏｄａｋ社のＥｖｅｒＳｍａｒｔ ＳｐｒｅｍｅＩＩスキャナを用い、４８００ｄｐｉで画像をサンプリングする。図１４に示すようにベタ部の最高濃度（Ｄｍａｘ）の８０％の濃度（Ｄｍａｘ ｘ ０．８）を示す位置から、ハーフトーン濃度（Ｄｈｔ）の１２０％の濃度（Ｄｈｔ ｘ １．２）を示す位置まで距離（５１）をエッジの鈍りとしてＭＴＦの評価値とする。この値はハーフトーン濃度によって異なる。図２３に示した結果は、ハーフトーン濃度が０．４、０．８、１．２それぞれにおけるＭＴＦ値の平均値から評価を行う。

濃度段差のレベルについて図１５を用いて説明する。同じく出力された紙上の画像をＫｏｄａｋ社のＥｖｅｒＳｍａｒｔ ＳｐｒｅｍｅＩＩスキャナを用い、４８００ｄｐｉで画像をサンプリングする。そして、ハーフトーン濃度Ｄｈｔと段差濃度Ｄｄａｎｓａの差（５２）を濃度段差として評価を行う。図１５に示すとおり、ハーフトーン領域の補正開始位置で濃度の段差（Ｄｄａｎｓａ）が発生している。ここでは、ハーフトーン濃度（Ｄｈｔ）から濃度の段差（Ｄｄａｎｓａ）の１２０％の濃度値（Ｄｄａｎｓａ ｘ １．２）を示す位置までの距離（５２）を濃度の段差として評価値とする。

本発明の効果は、面積階調による露光強度増加により潜像コントラストが低下する条件でより顕著になる。具体的には、ディザ処理後のスクリーン画像パターンの画像面積率が５０％以上のところでその効果が顕著になる。今回、０．４、０．８、１．２の３水準の濃度領域での平均値で評価を行っている。なお、濃度はエックスライト社製の分光濃度計であるＸ−Ｒｉｔｅ５３０のステータスＡのモードで測定している。

このように本発明の効果は、エッジ部の低濃度領域のハーフトーン濃度により変化する。そこで予め各ハーフトーンの濃度領域に対し白抜けレベルをサンプリングし、その結果をＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）に保存する。そして、ハーフトーンの濃度レベルに応じて、上述の補正係数ΔＤ（０）や定数Ｋを変更することも可能である。

以上のように本実施形態によれば、低濃度領域の潜像コントラストを低下させることなく画像パターンエッジ部の高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくする。これにより、白抜け現象を効果的に改善することが可能である。

＜第二の実施形態＞
第一の実施形態において、レーザの強度変調による補正を複数ビームの多重露光により実施するものである。すなわち、同じ画素位置に対し、複数回の像露光を行う。本実施形態における「エッジ部の検出」の処理までは第一の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

〔補正量の算出〕
補正量の算出についても基本的に第一の実施形態と同様の手法で行う。第一の実施形態と異なる点は、算出された補正量を強度変調倍率に変換せず８ｂｉｔのデータで次行程であるディザ処理部に渡す点である。求められた補正量ΔＤ（Ｎ）は、８ｂｉｔの信号としてディザ処理部に渡され、ディザ処理を経てスクリーン画像となり補正を行う。

補正量は第一の実施形態と同様、画素値のＢｉｔ値が８ｂｉｔのとき、ΔＤ０＝５０、Ｋ＝０．６とし、補正画素数であるＮを８とする。本実施形態では、スクリーン線数が２００ｌｐｉ、スクリーン角度が画像搬送方向と平行の線成長スクリーンを用いている。

〔補正制御〕
本実施形態でもレーザのＰＷＭ制御を基本として階調制御を行う。補正処理には、複数のレーザの多重露光を用いている。具体的には、図２１に示す１６ヶの発光点を持つ面発光レーザを用い、感光体回転方向１９１の下流側における８本のレーザ１９２（実線で示す）で通常の画像領域の画像形成を行う。補正箇所では、感光体回転方向１９１の上流側に位置する８本のレーザ１９３（破線で示す）を用い、算出された補正量をもとにＰＷＭ駆動により補正処理を行う。

レーザの駆動制御信号として、通常の画像領域ではディザ処理されたスクリーン画像信号に対し、ＰＷＭ駆動することで画像形成を行う。補正箇所においても、通常の画像領域と同様のディザパターンを用い、ディザ処理を行ってスクリーン画像とし、得られた駆動信号を通常の画像領域と同様にＰＷＭ駆動させることで画像形成する。

レーザの駆動制御について図２２を用いて説明する。上記処理により得られた補正情報を含んだスクリーンデータ８６を、スクリーンデータ判定部８８により、２度打ちによる補正処理に使用するスクリーンデータ９２と通常の画像形成に使用するスクリーンデータ９３とに分離する。分離されたデータを、それぞれ補正用レーザ駆動制御部８９と通常画像形成用レーザ駆動制御部９０とに渡す。さらに所望の走査位置毎のレーザ駆動制御部に信号値を振り分け、入力された信号値に応じてレーザごとにＰＷＭ信号生成部８２にてＰＷＭ信号を生成する。その後、生成されたＰＷＭ信号値に応じて、レーザドライバ８４にて半導体レーザ８５の発光が制御される。

本実施形態では、上記のように同様のディザパターンを用いて多重露光を用いてレーザ光を上描きすることで、白抜け部を補正する。これにより、第一の実施形態と同様に、画像パターンエッジ部の高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくすると共に、低濃度領域の潜像コントラストを低下させることなく、白抜け補正が可能である。結果は図２３に示すとおり、エッジ部のＭＴＦの低下や補正部の濃度段差のない効果的な補正が実現できる。

以上のように本実施形態によれば、低濃度領域の潜像コントラストを低下させることなく画像パターンにおけるエッジ部の高濃度領域と低濃度領域の電位差を小さくすることにより、白抜け現象を効果的に改善することが可能である。

＜比較例の提示＞
ここで、本発明における効果をより明確に示すため、以下に従来例による比較対象を示す。また、本発明に係る各実施形態と比較例との比較結果については、図２３に示す。

［比較例１］
第一の実施形態において、白抜けの補正制御を、グレースケール画像に補正を施し、得られた画像を通常の画像領域と同様に処理し、画像形成を行う。ここでの〔エッジの検出〕までは第一の実施形態と同様である。

〔補正量の算出〕
補正量の算出についても第一の実施形態と同様の手法で行う。本比較例では、得られた補正画素値ΔＤ（Ｎ）を、単純に画素値を水増しすることで補正を行うため、補正画素の画素値Ｄ（Ｎ）に、補正量ΔＤ（Ｎ）を加えることで補正後の画素値Ｄ’（Ｎ）を求める。つまり、補正後の画素値は、以下の算出式にて求めることとなる。

Ｄ’（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ）＋ΔＤ（Ｎ）
なお、補正量は第一の実施形態と同様、画素値のＢｉｔ値が８ｂｉｔのとき、ΔＤ０＝５０、Ｋ＝０．６とし、補正画素数であるＮを８として行う。本比較例でも、スクリーン線数が２００ｌｐｉ、スクリーン角度が画像搬送方向と平行の線成長スクリーンを用いている。

〔補正制御〕
得られた補正画像に通常の画像領域と同様のディザ処理を施し、ＰＷＭ駆動を用いて最終画像を得る。以上のように白抜け部の補正を行うことにより、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、画像パターンエッジ部の高濃度領域と低濃度領域の電位差は小さくなるが、低濃度領域の潜像コントラストが低下してしまう。これにより、図２３に示すとおり、白抜け補正が充分に行えない。よって、図２３中の比較例１のＭＴＦについては、白抜け現象が改善できていないため評価外とした。

［比較例２］
比較例１において、白抜けの補正量を画素値のＢｉｔ値が８ｂｉｔのとき、ΔＤ（０）＝６５、Ｋ＝０．６とし、補正画素数であるＮを８として行う。本比較例でも、２００ｌｐｉでスクリーン角度が画像搬送方向と平行の線成長スクリーンを用いている。以上のように、補正量ΔＤ（０）を大きくすることで、白抜け自体は消せるが、図２３に示すように、過補正によりＭＴＦが低下する。もしくは、図１７（Ｅ）、（Ｆ）に示すように補正箇所での濃度段差などが発生する。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (7)

1. 光導電性の像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像手段とを備える画像形成装置であって、
   高濃度領域と低濃度領域とが隣接するディザ処理された画像パターンを形成する際に、前記画像パターンに応じてパルス幅変調を行うことで、前記低濃度領域における複数画素のうち第１の画素を第１の露光強度で、かつ、第２の画素を前記第１の画素よりも小さい露光強度で前記露光手段により露光を行わせる制御手段と、
   前記高濃度領域と前記低濃度領域とが隣接している境界であるエッジ部を検出するための検出手段と
   を有し、
   前記制御手段は、前記エッジ部における前記低濃度領域の前記第１の画素および前記第２の画素のうち、前記第１の画素の露光強度を増加させることで、前記第１の画素と前記第２の画素との電位差を大きくすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記低濃度領域のうち、前記第１の画素の露光強度を増加させる際に、露光に用いる前記露光手段の発光強度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記低濃度領域のうち、前記第１の画素の露光強度を増加させる複数の露光手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記像担持体における前記第１の画素の位置に対して複数回の露光を行うように前記複数の露光手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 現像過程において画像が搬送される方向に対して、前記低濃度領域から前記高濃度領域へ遷移するか、前記高濃度領域から前記低濃度領域へ遷移するかを判定する判定手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記判定手段により判定された結果に応じて補正量を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記低濃度領域から前記高濃度領域へ遷移する際の前記低濃度領域の補正量を、前記高濃度領域から前記低濃度領域へ遷移する際の前記低濃度領域の補正量よりも大きくすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記低濃度領域の露光強度を増加させることで、前記高濃度領域と前記低濃度領域との電位差を小さくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 光導電性の像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像担持体の表面を露光することで静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を現像する現像手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   高濃度領域と低濃度領域とが隣接するディザ処理された画像パターンを形成する際に、前記画像パターンに応じてパルス幅変調を行うことで、前記低濃度領域における複数画素のうち第１の画素を第１の露光強度で、かつ、第２の画素を前記第１の画素よりも小さい露光強度で前記露光手段により露光を行わせる制御工程と、
   前記高濃度領域と前記低濃度領域とが隣接している領域であるエッジ部を検出する検出工程と
   を有し、
   前記制御工程では、前記エッジ部における前記低濃度領域の前記第１の画素および前記第２の画素のうち、前記第１の画素の露光強度を増加させることで、前記第１の画素と前記第２の画素との電位差を大きくすることを特徴とする制御方法。