JP6020025B2 - 画像形成装置及び補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び補正方法に関する。

電子写真方式は、感光体上を光走査して形成された静電潜像を現像することにより、画像を形成する方法であり、光源としてレーザーダイオードを用いた画像形成装置がレーザープリンターとして知られている。レーザーダイオードを用いた画像形成装置は、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）によって画像データからパルスを生成し、当該パルスによりレーザーダイオードを駆動して上記静電潜像を形成する。

画像の高解像度化及び画像形成の高速化に伴い、レーザーダイオードの駆動も高速化が求められている。しかしながら、レーザーダイオードを高速に駆動し、発光と消灯を高速で切り替えると、レーザーダイオードがその駆動に応答しきれずに発光タイミングが遅延し、発光量が不足することがある。発光量が不足すると、画像データの各画素値に応じた発光量が得られないため、画像の再現性が低下する。

発光タイミングは、発光前の消灯間隔が長いほど遅延する傾向があり、発光量不足が顕著になりやすい。このような発光特性に対し、レーザーダイオードの消灯間隔に応じて注入電流タイミングを補正し、発光タイミングの遅延自体を防止する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、レーザーダイオードの消灯間隔に応じてパルス幅を増減させて、期待した発光量が得られるように発光時間を補正する方法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１１４６４７号公報 特許第４９２６５８７号公報

従来の補正方法は、いずれもレーザーダイオードが発光する直前の消灯間隔のみに着目して、補正値を決定している。このような補正値は、文字のように細かな線構造を持つ画像を局所的に補正するには有効に働く。
しかしながら、レーザーダイオードの発光量は、直前の発光及び消灯の履歴だけなく、さらに前の履歴からも影響を受けることがある。

例えば、図１３に示す発光パターンＡは、注目画素（＊マークが付された画素）における発光の前に、発光と消灯を繰り返している。一方、図１３に示す発光パターンＢは、消灯が連続した後、１回発光し、再び消灯している。どちらの発光パターンＡ及びＢも、注目画素の直前に１画素分の消灯の履歴がある点は同じである。しかし、発光パターンＡはそれ以前にも発光の履歴があるため、レーザーダイオードの応答性が発光パターンＢより良く、注目画素における発光量が発光パターンＢよりも大きいことがある。

このような現象は、画像の高解像度化又は画像形成の高速化が進むにつれ、より顕著に現れると予想できる。すなわち、直前の消灯の履歴だけでは、レーザーダイオードの発光特性を正確に把握することができず、補正が不十分となって、画素値に応じた発光量を得ることが難しい。

本発明の課題は、レーザーダイオードの発光量の過不足を精度良く補正し、画像の再現性を向上させることである。

請求項１に記載の発明によれば、
画像データを補正する画像処理装置と、
前記画像処理装置により補正された画像データに基づき、レーザーダイオードを発光させて感光体を露光し、現像して画像を形成する画像形成部と、を備え、
前記画像処理装置は、
ｎ個の連続する画素の各画素値のパターンを異ならせて前記レーザーダイオードを発光させたときのｎ番目の画素の発光量に基づいて、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度を決定するモデル化部と、
前記画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出し、抽出されたｎ個の画素の各画素値を、前記モデル化部により決定されたｎ個の各画素の影響度に応じて重み付けて加算し、前記注目画素における発光量の推測値を算出する推測部と、
前記推測値を用いて前記注目画素の画素値を補正し、前記注目画素における発光量の期待値と前記推測値との誤差を小さくする発光補正部と、
を備える画像形成装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記発光補正部は、前記推測値が前記発光量の期待値より大きい場合、前記注目画素の画素値を減少させる、
請求項１に記載の画像形成装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記発光補正部は、前記推測値が前記発光量の期待値より小さい場合、前記注目画素の画素値を増加させる、
請求項１又は２に記載の画像形成装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記発光補正部は、前記注目画素の補正後の画素値が、最大値を上回るか又は最小値を下回る場合、上回った分の画素値又は下回った分の画素値を注目画素の周辺の画素に分配する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記発光補正部は、前記画素値が分配された周辺の画素の画素値が、最大値を上回る場合、最大値に補正し、最小値を下回る場合、最小値に補正する、
請求項４に記載の画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
前記周辺の画素は、主走査方向において注目画素に隣接する画素である、
請求項４又は５に記載の画像形成装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
前記画像データは、中間調処理された画像データである、
請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、
ｎ個の連続する画素の各画素値のパターンを異ならせてレーザーダイオードを発光させたときのｎ番目の画素の発光量に基づいて、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度を決定するモデル化工程と、
画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出し、抽出されたｎ個の画素の各画素値を、前記モデル化工程において決定されたｎ個の各画素の影響度に応じて重み付けて加算し、前記注目画素における発光量の推測値を算出する推測工程と、
前記推測値を用いて前記注目画素の画素値を補正し、前記注目画素における発光量の期待値と前記推測値との誤差を小さくする補正工程と、
を含む補正方法が提供される。

本発明によれば、注目画素における発光量を精度良く推測して、補正値を得ることができる。この補正値により、注目画素の元の画素値から期待される発光量を得ることができ、レーザーダイオードの発光量の過不足を精度良く補正して、画像の再現性を向上させることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 図１の画像形成部の概略構成図である。 図１の画像処理装置の概略構成図である。 レーザーダイオードの発光特性を示している。 図３のモデル化部の処理手順を示すフローチャートである。 ｎ個の画素の各画素値を異ならせてレーザーダイオードを発光させたときのｎ番目の画素の発光量が定められた発光パターンの例である。 図６の発光パターンの発光と消灯の状態を表す図である。 図６の発光パターンの発光と消灯の状態を表す図である。 図３の推測部及び発光補正部の処理手順を示すフローチャートである。 補正により最大値を上回った画素値の分配を説明する図であり、（ａ）は分配前の各画素の画素値を表す。（ｂ）は分配後の各画素の画素値を表す。 画素値の分配により最大値を上回った隣接画素の画素値の調整を説明する図であり、（ａ）は分配前の各画素の画素値を表す。（ｂ）は分配後の各画素の画素値を表す。（ｃ）は分配後、最大値に補正された隣接画素の画素値を表す。 （ａ）発光量の期待値が得られたときの画像例を示している。（ｂ）補正が無い場合の画像例を示している。（ｃ）補正が有る場合の画像例を示している。 ２つの発光パターンを示している。

以下、図面を参照して本発明の画像形成装置及び補正方法の実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置Ｇを示す。
図１に示すように、画像形成装置Ｇは、制御部１、記憶部２、通信部３、操作部４、表示部５、スキャナー６、画像処理装置７、プリンタエンジン８を備えている。

制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。制御部１は、記憶部２に記憶されているプログラムを読み出し、当該プログラムに従って画像形成装置Ｇの各部を制御する。

記憶部２は、制御部１が読み取り可能なプログラム、ファイル等を記憶している。記憶部２としては、例えばハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体を用いることができる。

通信部３は、ネットワーク上のコンピューター端末と通信する。通信部３は、コンピューター端末からＰＤＬ（Page Description Language）データを受信し、画像処理装置７に出力する。

操作部４は、操作キーや表示部５と一体に構成されたタッチパネル等を備え、これらの操作に応じた操作信号を制御部１に出力する。
表示部５は、制御部１の指示に従って操作画面等を表示する。

スキャナー６は、原稿をスキャンし、アナログ画像信号を生成する。スキャナー６は、アナログ画像信号をＡ／Ｄ変換し、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色毎に画像データを生成する。

画像処理装置７は、スキャナー６又は通信部３により入力された画像データを補正し、必要な画像処理を施して、プリンタエンジン８に出力する。画像処理装置７の詳細については、後述する。

プリンタエンジン８は、ＰＷＭ部８１、画像形成部８２を備えている。
ＰＷＭ部８１は、画像処理装置７から入力された画像データに基づいて、レーザーダイオードを駆動するパルスを生成する。
画像形成部８２は、電子写真方式により用紙上に画像を形成し、当該用紙を定着処理して排紙する。

図２は、画像形成部８２の概略構成図である。
図２に示すように、画像形成部８２は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の色毎に、露光部８２１、感光体８２２、現像部８２３を４セット備えている。各露光部８２１は、光源としてレーザーダイオード８３を備え、各感光体８２２は、中間転写ベルト８２４の回動方向に沿って並列に配置されている。また、画像形成部８２は、用紙Ｔの搬送経路上に設けられた２次転写ローラー８２５、定着装置８４を備えている。

露光部８２１は、ＰＷＭ部８１から入力されたパルスに従い、レーザーダイオード８３を駆動して発光させ、回転する感光体８２２上を光走査して露光する。現像部８２３は、感光体８２２上に形成された静電潜像を、トナーで現像する。
このようにして各色の感光体８２２上に形成された画像は、中間転写ベルト８２４上に重ねて転写され、カラー画像が形成される。カラー画像は、２次転写ローラー８２５により用紙Ｔ上に転写される。
定着装置８４は、カラー画像が転写された用紙Ｔを定着処理して排紙する。

図３は、画像処理装置７の概略構成図である。
図３に示すように、画像処理装置７は、ＲＩＰ（Raster Image Processor）部７１、色変換部７２、階調補正部７３、中間調処理部７４、モデル化部７５、推測部７６、発光補正部７７を備えている。

ＲＩＰ部７１は、通信部３から入力されたＰＤＬデータをラスタライズ処理し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの色毎にビットマップ形式の画像データを生成する。
色変換部７２は、スキャナー６から入力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データを色変換処理し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを出力する。

階調補正部７３は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色の画像データを階調補正処理して、中間調処理部７４に出力する。
中間調処理部７４は、階調補正部７３から出力された画像データを中間調処理して、推測部７６、発光補正部７７にそれぞれ出力する。中間調処理は、例えばスクリーン処理、誤差拡散処理等である。

モデル化部７５は、レーザーダイオード８３の発光特性をモデル化する。
図４は、レーザーダイオード８３の発光特性を示している。
図４において、横軸はレーザーダイオード８３が消灯してから画素値１００％で発光するまでの消灯時間の長さを表し、縦軸はその発光量（％）を表している。画素値（％）は、正規化された画素値を表す。発光量（％）は、レーザーダイオード８３が連続して発光しているときに測定された発光量を１００％、連続して消灯しているときに測定された発光量を０％として、測定値を正規化することにより求められている。

画素値を最大値である１００％で発光させたとき、本来なら発光量も１００％の最大値が得られるはずであるが、図４に示すように消灯から発光までの消灯間隔が長いほど、発光量が１００％に届かず、減少する傾向にある。本発明者によれば、画像の解像度が２４００dpiであれば数十画素単位で５０％程度にまで落ち込むデータが得られている。画像の解像度や、個々のレーザーダイオード８３によって、発光量の減少の程度に若干の違いがあるものの、同様の傾向がレーザーダイオード一般に見られる。
また、発光直前の消灯間隔が同じであっても、それより以前の発光の有無によってレーザーダイオード８３の応答性が異なり、得られる発光量が変動する傾向も見られる。

このような発光特性を正確に把握するため、モデル化部７５は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の連続する画素の各画素値を異ならせてレーザーダイオード８３を発光させたときのｎ番目の画素の発光量に基づき、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度を決定する。
ｎの値は、ｎ番目の画素の発光量に影響を及ぼす画素数に応じて、適宜設定することができる。例えば、実際にレーザーダイオード８３を様々な発光パターンで発光させて、直前に位置する８画素の影響が大きかったのであれば、ｎ＝９（８＋１）に設定することができる。

推測部７６は、中間調処理された画像データを入力し、当該画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出する。推測部７６は、抽出されたｎ個の画素の各画素値を、モデル化部７５により決定された各画素の影響度に応じて重み付けて加算し、注目画素における発光量の推測値を算出する。算出された推測値は、発光補正部７７に出力される。

発光補正部７７は、中間調処理された画像データから注目画素を抽出する。発光補正部７７は、推測部７６から出力された推測値を用いて注目画素の画素値を補正し、注目画素における発光量の期待値と推測値との誤差を小さくする。
発光補正部７７は、各画素について補正された画像データをプリンタエンジン８のＰＷＭ部８１に出力する。

上記画像形成装置Ｇの画像形成時の全体的な流れを説明する。
まず、スキャナー６がＲ、Ｇ、Ｂの画像データを生成し、色変換部７２がＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを生成する。または、通信部３がＰＤＬデータを受信すると、ＲＩＰ部７１がＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを生成する。階調補正部７３は、これらＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを階調補正処理し、次いで中間調処理部７４が中間調処理する。
推測部７６は、中間調処理された画像データの各画素において、レーザーダイオード８３が発光したときの発光量の推測値を算出する。推測部７６は、当該推測値を、モデル化部７５により予め決定された影響度に応じて算出する。
発光補正部７７は、推測部７６により算出された推測値を用いて、中間調処理された画像データの各画素の画素値を補正し、発光量の推測値と期待値との誤差を小さくする。
ＰＷＭ部８１は、補正後の画像データに基づいてパルスを生成する。このパルスに従って、画像形成部８２はレーザーダイオード８３を駆動して発光させ、用紙上に画像を形成する。

次に、モデル化部７５、推測部７６及び発光補正部７７による画像データの補正方法を説明する。以下、多値の画像データの補正例を説明するが、２値の画像データも同様にして補正することができる。

モデル化部７５は、ｎ個の連続する画素の発光パターンからレーザーダイオード８３の発光特性をモデル化し、ｎ番目の画素の発光量を推測する関数を構築する。
関数は、ｎ個の連続する画素の各画素値をＸｎ（％）、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度をα１〜αｎ、ｎ番目の画素の発光量の推測値をＥＶ（％）としたとき、下記式（１）で表される。
（１） ＥＶ＝（αｎ＋αｃ）・Ｘｎ
上記式（１）において、αｃは、１〜ｎ−１番目の各画素の総合的な影響度を表し、下記式（２）に示すように１〜ｎ−１番目の各画素の影響度α１〜αｎ−１から求めることができる。α１〜αｎはそれぞれ０〜１の実数であり、α１〜αｎの総和は１である。

上記式（１）及び式（２）で表される関数は、１〜ｎ−１番目の画素の影響度を総合した例だが、関数はこれに限定されない。ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度に応じて各画素値を重み付け、加算することにより、ｎ番目の画素の発光量の推測値を出力するのであれば、他の関数を用いることもできる。例えば、下記式（１ａ）に示すように、単純に各画素値Ｘ１〜Ｘｎを各画素の影響度α１〜αｎにより重みづけて加算する関数であってもよい。

上記式（１）において、α１〜αｎは、レーザーダイオード８３の発光特性を特徴付けるパラメーターである。モデル化部７５は、上記式（１）で表される関数が、レーザーダイオード８３を実際に発光させたときの発光量にできるだけ一致する推測値ＥＶを出力するように、α１〜αｎを最適化し、レーザーダイオード８３の発光特性をモデル化する。発光補正部７７は、発光量の期待値と推測値ＥＶの誤差が小さくなるように補正するので、推測値ＥＶが実際の発光量に近いほど、精度の良い補正値を得ることができる。

図５は、モデル化部７５の処理手順を示している。
図５に示すように、モデル化部７５は、α１〜αｎの初期値を設定する（ステップＳ１１）。
通常、ｎ番目の画素から位置が遠い画素ほど、ｎ番目の画素の発光量に対する影響が小さく、ｎ＝９であれば、α９＞α８＞α７＞α６＞α５＞α４＞α３＞α２＞α１の条件が成り立つ。この条件に従って、例えばα９＝０．５００、α８＝０．２５５、α７＝０．１２５、α６＝０．０６２、α５＝０．０３１、α４＝０．０１５、α３＝０．００７、α２＝０．００３、α１＝０．００２というように設定することができる。

モデル化部７５は、設定されたα１〜αｎを用いて、上記式（１）に従い、ｎ個の画素の各画素値を異ならせてレーザーダイオード８３を発光させたときのｎ番目の画素における発光量の推測値ＥＶを算出する（ステップＳ１２）。

具体的には、モデル化部７５は、複数の発光パターンを用いることができる。
図６は、９個の画素の発光パターンＰ１〜Ｐ１４の例を示している。
発光パターンＰ１〜Ｐ１４は、９個の画素の各画素値Ｘ１〜Ｘ９（％）と、各画素値Ｘ１〜Ｘ９に応じてレーザーダイオード８３を発光させたときの９番目の画素における発光量（％）とが定められている。９番目の画素の発光量は、実際の発光量を表すのであれば、各画素値Ｘ１〜Ｘ９によりレーザーダイオード８３を発光させたときの実測値であってもよいし、予測による設定値であってもよい。
図７及び図８は、各発光パターンＰ１〜Ｐ１４における９個の画素の発光と消灯の状態を表している。図７及び図８において、上段の数字１〜９は、１番目から９番目の画素の並び順を表している。

発光パターンＰ１〜Ｐ１４は一例であり、これに限定されず、さらに発光パターンを追加してもよい。ｎ個の画素値の組み合わせが多いほど、レーザーダイオード８３の発光特性をより正確に表すα１〜αｎを得ることができる。
また、図６において、画素値Ｘ１〜Ｘｎ−１が０％又は１００％である例を示したが、画素値Ｘｎと同様に０〜１００％の多値を設定することもできる。多値を設定することにより、レーザーダイオード８３の発光特性をより正確に表すα１〜αｎを得ることができる。

モデル化部７５は、１つの発光パターンから１〜ｎ−１番目の各画素の画素値Ｘ１〜Ｘｎ−１を抽出する。モデル化部７５は、上記式（２）に従い、抽出された画素値Ｘ１〜Ｘｎ−１を、各画素に対して設定されたα１〜αｎ−１により乗算して重み付ける。モデル化部７５は、重み付けられた各画素値を加算した後、１００で除算することにより正規されたαｃを得る。

次に、モデル化部７５は、同じ発光パターンから、ｎ番目の画素の画素値Ｘｎを抽出する。モデル化部７５は、上記式（１）に従い、抽出された画素値Ｘｎをαｃとαｎのそれぞれにより重み付けて加算し、ｎ番目の画素の発光量の推測値ＥＶを算出する。

モデル化部７５は、他の発光パターンについても、同様にして推測値ＥＶを算出する。全ての発光パターンに対し推測値ＥＶを算出し終えると、モデル化部７５は、最適なα１〜αｎを探索するため、α１〜αｎを所定値ずつ変更する（ステップＳ１３；Ｎ、ステップＳ１４）。モデル化部７５は、ステップＳ１２の処理に戻り、変更後のα１〜αｎによって、上述したように複数の発光パターンを用いて推測値ＥＶを算出する。

所定数のα１〜αｎによる推測値ＥＶの算出が終わり、探索終了のタイミングに至ると（ステップＳ１３；Ｙ）、モデル化部７５は、探索された複数のα１〜αｎのうちの１つを、ｎ個の各画素の影響度を表すパラメーターとして決定する（ステップＳ１５）。
各発光パターンについて算出された推測値ＥＶが、各発光パターンで定められているｎ番目の画素の発光量に近いほど、α１〜αｎがｎ個の各画素の影響度を正確に表しているといえる。よって、モデル化部７５は、探索された複数のα１〜αｎのうち、各発光パターンのｎ番目の画素の発光量に最も近い推測値ＥＶが得られたときのα１〜αｎに、決定する。例えば、モデル化部７５は、各発光パターンのｎ番目の画素の発光量と推測値ＥＶの誤差の合計が最小値となるときのα１〜αｎに決定することができる。モデル化部７５は、決定されたα１〜αｎを、推測部７６に出力する。

レーザーダイオード８３の発光特性は変動することがあるため、定期的に、発光パターンで定められているｎ番目の画素の発光量を、最新の発光特性に応じた発光量に書き換えて上述した処理を実行することが好ましい。これにより、最新の発光特性に応じてα１〜α９を最適化することができる。

推測部７６及び発光補正部７７は、モデル化部７５により構築された関数を利用し、中間調処理された画像データを補正する。
図９は、推測部７６及び発光補正部７７の処理手順を示している。
図９に示すように、推測部７６は、中間調処理された画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出する（ステップＳ２１）。
推測部７６は、抽出された合計ｎ個の画素の各画素値Ｘ１〜Ｘｎと、モデル化部７５により決定されたα１〜αｎとを、それぞれ上記式（１）及び式（２）に代入し、ｎ番目の画素すなわち注目画素の発光量の推測値ＥＶを算出する（ステップＳ２２）。

具体的には、推測部７６は、抽出されたｎ個の画素のうち、１〜ｎ−１番目の画素の各画素値Ｘ１〜Ｘｎ−１を、１〜ｎ−１番目の画素に対応するα１〜αｎ−１によりそれぞれ重み付けて加算し、正規化してαｃを算出する。次いで、推測部７６は、ｎ番目の画素すなわち注目画素の画素値Ｘｎを、算出されたαｃとｎ番目の画素に対応するαｎによりそれぞれ重み付けて加算し、注目画素の発光量の推測値ＥＶを算出する。
推測部７６は、推測値ＥＶを発光補正部７７に出力する。

発光補正部７７は、推測部７６から出力された推測値ＥＶを用いて、注目画素の画素値Ｘｎを補正し、ｎ番目の元の画素値Ｘｎに応じて得られるべき発光量の期待値と推測値ＥＶとの誤差を小さくする（ステップＳ２３）。
補正後の画素値をＣ（％）とするとき、発光補正部７７は、下記式（３）に示すように画素値Ｘｎと推測値ＥＶの差分により、補正後の画素値Ｃを求めることができる。
（３） Ｃ＝Ｘｎ＋（Ｘｎ−ＥＶ）

画素値Ｘｎは正規化されているので、画素値Ｘｎそのものが発光量の期待値を表す。よって、上記式（３）によれば、推測値ＥＶが、画素値Ｘｎすなわち発光量の期待値より大きい場合、発光補正部７７は画素値Ｘｎを減少させる補正を行う。また、推測値ＥＶが、画素値Ｘｎすなわち発光量の期待値より小さい場合、発光補正部７７は画素値Ｘｎを増加させる補正を行う。
例えば、Ｘｎ＝１００、ＥＶ＝９５のとき、Ｃ＝１００＋（１００−９５）＝１０５である。推測値ＥＶは発光量の期待値より５％小さいので、補正により画素値Ｘｎが５％引き上げられることになる。

また、発光補正部７７は、画素値Ｘｎと推測値ＥＶの比率により、下記式（４）に示すように補正後の画素値Ｃを求めることもできる。
（４） Ｃ＝Ｘｎ／ＥＶ×１００
上記式（４）についても、推測値ＥＶが画素値Ｘｎすなわち発光量の期待値より大きいと、発光補正部７７は画素値Ｘｎを減少させる補正を行う。推測値ＥＶが画素値Ｘｎすなわち発光量の期待値より小さいと、発光補正部７７は画素値Ｘｎを増加させる補正を行う。
例えば、Ｓ＝１００、ＥＶ＝９５のとき、Ｃ＝１００／９５×１００≒１０５（小数点以下を四捨五入した値）である。推測値ＥＶは発光量の期待値より５％小さいので、補正により画素値Ｘｎが５％引き上げられる。
推測値ＥＶが画素値Ｘｎに比して非常に小さく、補正後の画素値Ｃが不安定になる場合は、線形補間等によって補正後の画素値Ｃを求めるようにしてもよい。

発光補正部７７は、補正後の画素値Ｃが、最大値１００％を上回るか、又は最小値０％を下回る場合（ステップＳ２４；Ｙ）、注目画素の周辺に位置する画素に、最大値を上回る分の画素値又は最小値を下回る分の画素値を分配する（ステップＳ２５）。補正により生じた画素値の誤差を他の画素に分配することができ、補正による画像の再現性の低下を抑えることができる。
画素値が分配された周辺の画素は、注目画素に位置が近いほど画像の再現性が高くなるので、周辺の画素のなかでも、主走査方向において注目画素に隣接する画素であることが好ましい。

例えば、図１０（ａ）に示すように、注目画素（ｎ番目の画素）の補正後の画素値が、最大値１００％を上回る場合、発光補正部７７は、最大値１００％を上回った分の画素値を２等分する。図１０（ｂ）に示すように、発光補正部７７は、２等分された画素値を隣接するｎ−１番目及びｎ＋１番目の画素の画素値にそれぞれ加算し、分配する。

発光補正部７７は、画素値を分配後、周辺の画素の画素値が最大値１００％を上回る場合（ステップＳ２６；Ｙ）、最大値１００％に補正する（ステップＳ２７）。また、発光補正部７７は、画素値が分配された周辺の画素の画素値が、最小値０％を下回る場合（ステップＳ２６；Ｙ）、最小値０％に補正する（ステップＳ２７）。画素値の分配を注目画素の周辺のみとし、元画像を維持することができる。

例えば、図１１（ａ）に示すように、補正後の注目画素（ｎ番目の画素）の画素値が最大値１００％を上回る場合、発光補正部７７は、最大値１００％を上回った分の画素値を２等分する。図１１（ｂ）に示すように、発光補正部７７は、２等分された画素値を隣接するｎ−１番目及びｎ＋１番目の各画素に分配する。ｎ−１番目及びｎ＋１番目の各画素は、元の画素値が１００％に近く、分配された画素値と元の画素値との合計が、最大値１００％を上回る。発光補正部７７は、上回った分の画素値をさらに隣のｎ−２番目又はｎ＋２番目の画素には分配せずに、図１１（ｃ）に示すように、各画素の画素値を最大値１００％に補正する。

注目画素の補正後の画素値が最小値０％から最大値１００％までの範囲内にある場合（ステップＳ２４；Ｎ）、発光補正部７７は上述した画素値の分配は行わずに、ステップＳ２８の処理に移行する。分配後の周辺の画素の画素値が最小値０％から最大値１００％までの範囲内にある場合（ステップＳ２６；Ｎ）も同様に、ステップＳ２８の処理に移行する。

まだ未処理の画素がある場合（ステップＳ２８；Ｎ）、注目画素の位置が１画素シフトされて（ステップＳ２９）、ステップＳ２１に戻り、新たに注目画素とその直前のｎ−１個の画素が抽出される。
このようにして、１画素ずつ注目画素の位置をシフトしながら、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理を繰り返し、中間調処理された画像データの各画素の画素値を補正する。
そして、すべての画素を処理し終えると（ステップＳ２８；Ｙ）、本処理を終了する。

図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、いずれも同じ画像データに基づいて形成された画像例を示している。図１２（ａ）が示す画像は、発光量の期待値が得られたときの目標画像である。図１２（ｂ）は、中間調処理後、発光補正部７７による補正が無い場合の画像を示し、図１２（ｃ）は、発光補正部７７が補正が有る場合の画像を示している。
図１２（ｂ）が示す画像は、図１２（ａ）の目標画像と比較して、濃度が低下している部分があり、画像の再現性が低い。濃度低下は、低濃度領域から切り替わった高濃度領域で生じていることから、連続する消灯状態から発光した際、レーザーダイオード８３が応答しきれず、発光が遅延し、発光量不足に至ったと考えられる。
一方、図１２（ｃ）が示す画像は、濃度低下が見られず、補正により発光量不足が解消されている。図１２（ｃ）が示す画像は、図１２（ａ）の目標画像と同じ画像であり、画像の再現性が高いことが分かる。

以上のように、本実施の形態によれば、画像形成装置Ｇは、画像データを補正する画像処理装置７と、画像処理装置７により補正された画像データに基づき、レーザーダイオード８３を発光させて感光体８２２を露光し、現像して画像を形成する画像形成部８２と、を備えている。画像処理装置７は、ｎ個の連続する画素の各画素値を異ならせてレーザーダイオード８３を発光させたときのｎ番目の画素の発光量に基づいて、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度を決定するモデル化部７５と、画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出し、抽出されたｎ個の画素の各画素値を、モデル化部７５により決定されたｎ個の各画素の影響度に応じて重み付けて加算し、注目画素における発光量の推測値を算出する推測部７６と、推測値を用いて注目画素の画素値を補正し、注目画素における発光量の期待値と推測値との誤差を小さくする発光補正部７７と、を備えている。

これにより、注目画素における発光量を精度良く推測して、補正値を得ることができる。この補正値により、注目画素の元の画素値から期待される発光量を得ることができ、レーザーダイオード８３の発光量の過不足を精度良く補正して、画像の再現性を向上させることができる。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、発光補正部７７は、発光量が補正の対象であるので、発光の直前、すなわちＰＷＭ部８１に出力される直前の画像データを補正することが好ましい。そのため、上述した実施の形態においては、発光補正部７７は、中間調処理部７４の後段に位置し、中間調処理された画像データを補正している。しかし、特に補正の精度に影響がなければ、ＰＷＭ部８１に出力される直前において補正する必要は無い。発光補正部７７が、階調補正処理された画像データを補正し、中間調処理部７４が、補正された画像データを中間調処理してＰＷＭ部８１に出力する構成であることもできる。

また、モデル化部７５、推測部７６及び発光補正部７７のそれぞれの処理内容をプログラム化し、制御部１が当該プログラムを読み込むことにより、同様の処理を実行することとしてもよい。プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記憶媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

Ｇ 画像形成装置
１ 制御部
２ 記憶部
３ 通信部
６ スキャナー
７ 画像処理装置
７４ 中間調処理部
７５ モデル化部
７６ 推測部
７７ 発光補正部
８ プリンタエンジン
８１ ＰＷＭ部
８２ 画像形成部

Claims (8)

1. 画像データを補正する画像処理装置と、
   前記画像処理装置により補正された画像データに基づき、レーザーダイオードを発光させて感光体を露光し、現像して画像を形成する画像形成部と、を備え、
   前記画像処理装置は、
   ｎ個の連続する画素の各画素値のパターンを異ならせて前記レーザーダイオードを発光させたときのｎ番目の画素の発光量に基づいて、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度を決定するモデル化部と、
   前記画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出し、抽出されたｎ個の画素の各画素値を、前記モデル化部により決定されたｎ個の各画素の影響度に応じて重み付けて加算し、前記注目画素における発光量の推測値を算出する推測部と、
   前記推測値を用いて前記注目画素の画素値を補正し、前記注目画素における発光量の期待値と前記推測値との誤差を小さくする発光補正部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記発光補正部は、前記推測値が前記発光量の期待値より大きい場合、前記注目画素の画素値を減少させる、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記発光補正部は、前記推測値が前記発光量の期待値より小さい場合、前記注目画素の画素値を増加させる、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記発光補正部は、前記注目画素の補正後の画素値が、最大値を上回るか又は最小値を下回る場合、上回った分の画素値又は下回った分の画素値を注目画素の周辺の画素に分配する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記発光補正部は、前記画素値が分配された周辺の画素の画素値が、最大値を上回る場合、最大値に補正し、最小値を下回る場合、最小値に補正する、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記周辺の画素は、主走査方向において注目画素に隣接する画素である、
   請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記画像データは、中間調処理された画像データである、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. ｎ個の連続する画素の各画素値のパターンを異ならせてレーザーダイオードを発光させたときのｎ番目の画素の発光量に基づいて、ｎ個の各画素がｎ番目の画素の発光量に及ぼす影響度を決定するモデル化工程と、
   画像データから注目画素及び当該注目画素の直前に位置するｎ−１個の画素を抽出し、抽出されたｎ個の画素の各画素値を、前記モデル化工程において決定されたｎ個の各画素の影響度に応じて重み付けて加算し、前記注目画素における発光量の推測値を算出する推測工程と、
   前記推測値を用いて前記注目画素の画素値を補正し、前記注目画素における発光量の期待値と前記推測値との誤差を小さくする補正工程と、
   を含む補正方法。