JP6643076B2 - 画像形成装置、画像処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像データに基づいて記録材に画像を形成する画像形成装置において画質を維持する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、画像のエッジ領域の濃度が増加する掃き寄せやエッジ効果と呼ばれる現象が生じ得る。掃き寄せやエッジ効果が生じることで、画質が劣化し、トナーの消費量も増加する。特許文献１は、掃き寄せやエッジ効果が生じる画素の露光時間を短くすることで、掃き寄せやエッジ効果を抑える構成を開示している。

特開２００３−３４５０７６号公報

しかしながら、掃き寄せやエッジ効果の強さ、つまり、濃度の増加割合は、感光体の膜厚やトナーの状態等、様々な要因によって変化する。また、露光時間を短くすることによる濃度の低下量も様々な要因によって変化する。特許文献１の構成は、画像形成装置の状態によらず同じ処理を行うものであり、常に最適な補正を行うことができない。

本発明は、エッジ領域の濃度の増加を効果的に抑えて画質を維持する画像形成装置、画像処理装置及びプログラムを提供するものである。

本発明の一側面によると、画像データに基づき画像を形成する画像形成装置は、媒体に複数の画像を含むテスト画像を形成する形成手段と、前記テスト画像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき前記テスト画像のエッジ領域の濃度変化を判定する判定手段と、判定した前記濃度変化を低減させるための前記エッジ領域の画素に対する露光量の補正量を決定する決定手段と、画像を形成するための画像データの各画素の露光量のうち、画像のエッジ領域に対応する画素の露光量を前記補正量に基づき補正する補正手段と、を備え、前記複数の画像の非エッジ領域の濃度は同じであり、前記複数の画像のエッジ領域の濃度は互いに異なり、前記複数の画像のエッジ領域の濃度は、前記決定手段が決定した補正量に基づき決定されることを特徴とする。

本発明によると、エッジ領域の濃度の増加を効果的に抑えて画質を維持することができる。

一実施形態による画像形成装置の構成図。 一実施形態による画像形成装置の制御部の構成図。 一実施形態による画像形成装置の現像部の構成図。 掃き寄せとエッジ効果が生じた画像を示す図。 掃き寄せの発生原理の説明図。 掃き寄せとエッジ効果が生じた画像のトナーの高さを示す図。 エッジ効果の発生原理の説明図。 一実施形態による補正のための機能ブロック図。 一実施形態による掃き寄せの補正の説明図。 一実施形態による露光量の調整方法の説明図。 一実施形態による露光量調整パラメータの算出処理のフローチャート。 一実施形態によるテスト画像を示す図。 一実施形態による露光量調整パラメータ算出の説明図。 一実施形態による露光量調整パラメータ算出の説明図。 エッジ効果が生じるエッジ領域の分類方法の例を示す図。 一実施形態による露光量調整パラメータを示す図。 一実施形態によるエッジ効果の補正の説明図。 一実施形態による交差領域に対する露光量調整パラメータ算出の説明図。 一実施形態によるテスト画像を示す図。 一実施形態による露光量調整パラメータ算出の説明図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１の構成図である。感光体１０は、像担持体であり、画像形成時に図示しない帯電部によりその表面は一様な電位に帯電され、回転駆動される。光学ユニット２の露光部２１は、帯電された感光体１０の表面を画像データに基づく光により露光し、感光体１０に静電潜像を形成する。現像部３の現像ローラ１１は、静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する。一方、ピックアップローラ３１と分離部３２は、給紙部３０に収納された記録材Ｓを一枚ずつ搬送路に送り出し、搬送ローラ４０は、記録材Ｓを感光体１０と転写ローラ１５とのニップ領域に搬送する。転写ローラ１５は、転写バイアスを出力して感光体１０のトナー像を記録材Ｓに転写する。トナー像が転写された記録材Ｓは、定着部５０に搬送される。定着部５０は、記録材を加熱・加圧して記録材Ｓにトナー像を定着させる。記録材Ｓの片面のみに画像形成を行う場合、トナー像の定着後、記録材Ｓは、排紙ローラ６０により、第一排紙部７０に排出される。

一方、記録材Ｓの両面に画像を形成する場合、記録材Ｓの後端が両面フラッパ６１を通過後、記録材Ｓの搬送を一旦停止する。そして、記録材Ｓを搬送路８０に導くように両面フラッパ６１の位置を設定し、排紙ローラ６０を逆回転させる。これにより記録材Ｓは、搬送路８０へと送り出される。その後、記録材Ｓは、搬送ローラ４１及び４２により、再度、転写ローラ１５の対向位置へと搬送され、両面に画像が形成される。さらに、記録材Ｓに後述するテスト画像を形成し、このテスト画像を読み取る場合にも、記録材Ｓは、定着部５０を通過後、搬送路８０に送り出される。テスト画像が形成された記録材Ｓの後端が、スイッチバックフラッパ８２を通過すると、当該記録材Ｓの搬送は停止される。そして、記録材Ｓを搬送路８１に導くようにスイッチバックフラッパ８２の位置を設定した後、搬送ローラ４２を逆回転させ、記録材Ｓを搬送路８１に送り出す。読取部１００は、搬送路８１を搬送される記録材Ｓのテスト画像を読み取る。その後、記録材Ｓは、搬送ローラ４３及び４４により、第二排紙部１１０に排出される。なお、読取部１００の対向位置には、読取部１００の較正に使用する白色基準板１０１が設けられる。

図２は、画像形成装置１の制御部２００を示している。記憶部２０４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を含み、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや、画像形成装置の各種制御で使用するデータ等を記憶する。また、記憶部２０４は、ＣＰＵ２０１が制御を実行する際に、一時的に生成するデータを記憶させるためにも使用される。例えば、ホストコンピュータ２５０から画像形成の指示と、画像データを受信すると、ＣＰＵ２０１は、図１の各部材を制御して記録材Ｓに画像形成を行う。なお、図２においてはＣＰＵ２０１のみを示しているが、ＣＰＵ２０１が行う制御の一部或いは全部をＡＳＩＣにより行う構成とすることもできる。

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、接触現像方式及びジャンピング現像方式の説明図である。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）において、参照符号３０１は、トナーを格納するトナー容器であり、参照符号３０２は、現像ローラ１１に供給するトナーの層厚を規制し、かつ、トナーに電荷を付与する規制ブレードである。現像ローラ１１に供給されたトナーは、現像ローラ１１の回転により現像領域３０３に搬送され、感光体１０の静電潜像は、このトナーにより現像される。

図３（Ａ）は、接触現像方式での構成を示している。接触方式においては、現像ローラ１１と感光体１０を接触させる。そして、現像ローラ１１が出力する現像バイアスとして、直流バイアスを使用する。なお、接触現像方式では、例えば、感光体１０と現像ローラ１１の回転方向を図３（Ａ）に示す様に互いに逆向き、つまり、現像領域３０３においては、それぞれの表面が同じ方向に移動する様に構成することができる。図３（Ｂ）は、ジャンピング現像方式での構成を示している。ジャンピング現像方式においては、現像ローラ１１と感光体１０を接触させず、所定距離のギャップ３０４を設ける。そして、現像ローラ１１が出力する現像バイアスとして、直流バイアスを重畳した交流バイアスを使用する。

続いて、静電潜像に付着するトナーの量が、エッジ部分において増加するエッジ効果の発生原理について説明する。図７に示す様に、感光体１０の露光領域、つまり静電潜像を形成する領域の周囲にある非露光領域からの電気力線が露光領域のエッジに回り込むと、エッジにおける電界強度が、露光領域のその他の領域よりも強くなる。したがって、露光領域のエッジには、その他の領域より多くのトナーが付着してしまう。これが、エッジ効果の発生原理である。図４（Ａ）は、エッジ効果が生じたトナー像４００を示している。図４（Ａ）の矢印Ａは、トナー像の搬送方向、つまり、感光体１０の回転方向である。なお、トナー像４００の元となった画像データは、総ての画素の値が同じ、つまり、トナー像４００は一様な濃度の画像としている。エッジ効果が生じた場合、トナー像４００の総てのエッジ領域４０２ａにトナーが集中して付着する。その結果、エッジ領域４０２ａの濃度は、非エッジ領域４０１ａの濃度より高くなる。なお、エッジ効果は、感光体１０と現像ローラ１１との間にギャップがあるジャンピング現像方式で主に発生する。

一方、掃き寄せとは、トナー像の感光体１０の回転方向後端のエッジにトナーが集中する現象である。接触現像方式では、感光体１０のトナーの厚さを所定値とするため、現像ローラ１１の周速を感光体１０の周速よりも速くしている。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す様に、現像領域３０３では、現像ローラ１１によって搬送されてきたトナーにより静電潜像６００が現像される。なお、図５においては、トナーを円により示している。現像ローラ１１は、感光体１０より速い速度で回転しているため、両者の表面上の位置関係は常にずれ続けている。図５（Ａ）に示す様に、静電潜像６００の後端が現像領域３０３に侵入した時点では、現像ローラ１１上のトナーは、回転方向において、現像領域３０３の開始位置よりも後側に位置する。しかし、現像ローラ１１の回転速度は感光体１０の回転速度より速いため、図５（Ｂ）に示す様に、静電潜像６００の後端が現像領域３０３を抜けるまでに、現像ローラ１１のトナーは静電潜像６００の後端を追い越す。そして、図５（Ｃ）に示す様に、現像ローラ１１のこのトナーが静電潜像６００の後端に供給されるため、静電潜像の後端に付着するトナーの量が多くなる。これが、掃き寄せの発生原理である。

図４（Ｂ）は、掃き寄せが生じたトナー像４１０を示している。図４（Ｂ）の矢印Ａは、トナー像の搬送方向、つまり、感光体１０の回転方向である。なお、トナー像４１０の元となった画像データは、総ての画素の値が同じ、つまり、トナー像４１０は一様な濃度の画像としている。掃き寄せが生じた場合、トナー像４１０の後端のエッジ領域４０２ｂにトナーが集中して付着する。その結果、後端のエッジ領域４０２ｂの濃度は、それ以外の領域４０１ｂの濃度より高くなる。

なお、掃き寄せやエッジ効果の強さは、画像形成装置の設置環境や、感光体１０の劣化度合いや、トナーの劣化度合い等の様々な要因により変化する。図６（Ａ）は、掃き寄せが生じたトナー像のトナーの高さを示す断面図である。なお、参照符号６０４は、掃き寄せが生じていない場合の理想的なトナーの高さを示し、参照符号６０１ａは、掃き寄せが生じた場合を示している。また、参照符号６０２ａは、参照符号６０１ａより強い掃き寄せが生じた場合を示し、参照符号６０３ａは、参照符号６０１ａより弱い掃き寄せが生じた場合を示している。図６（Ｂ）は、エッジ効果が生じたトナー像のトナーの高さを示す断面図である。なお、エッジ効果の強さは、参照符号６０３ｂ、６０１ｂ、６０２ｂの順で強くなっている。

図８は、掃き寄せによる画質の劣化を抑え、かつ、トナーの消費量の増加を抑えるためのＣＰＵ２０１の機能ブロック図である。パラメータ設定部８０２は、補正幅パラメータと露光量調整パラメータを保持しており、補正幅パラメータを画像解析部８０１に通知・設定し、露光量調整パラメータを露光量補正部８０３に通知・設定する。補正幅パラメータとは、掃き寄せにより濃度が変動する画素を画像のエッジの後端からの距離で示す情報である。例えば、補正幅パラメータが"３"であることは、画像の後端のエッジから３画素に掃き寄せが生じることを意味している。画像解析部８０１は、ホストコンピュータ２５０から受信した画像データの解析を行い、補正幅パラメータに基づき掃き寄せにより濃度が変動する画素を特定する。そして、画像解析部８０１は、特定した画素を補正対象画素とし、補正対象画素を示す画素情報８０６を露光量補正部８０３に通知する。例えば、画像データが示す各画素の画素値が図９（Ａ）の状態であるものとする。なお、図９（Ａ）の画素値"０"は白色、つまり、トナーを付着させない画素であり、画素値"２５５"は黒色、つまり、トナーを付着させる最大濃度の画素を示している。補正幅パラメータが"３"である場合、画像解析部８０１は、図９（Ｂ）に示す画素情報８０６を露光量補正部８０３に通知する。図９（Ｂ）において、画素値が"１"である画素が補正対象画素であり、画素値が"０"の画素は、補正対象画素以外の画素を示している。なお、図９（Ａ）〜（Ｃ）においては、下側が後端側に対応する。

露光量補正部８０３は、露光量調整パラメータに従い、補正対象画素の画素値、つまり露光量を補正する。例えば、露光量調整パラメータが８０％を示しているものとする。これは、露光量、つまり、画素値を元の値の８０％にすることを意味している。この場合、露光量補正部８０３は、補正後の画像データとして、図９（Ｃ）に示す値を出力する。

続いて、露光量の補正方法について説明する。図１０（Ａ）は、１画素の全体を所定強度で露光した状態を示している。なお、このときの露光量を１００％とする。図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、５０％の露光量の画素を示している。なお、図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１０（Ａ）のときと同じ露光強度とした上で、１画素の５０％の領域だけ露光したものである。図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、１画素をＮ個（Ｎは２以上の自然数）の副画素に分割し、目標強度に対して１００％の強度で、各副画素を図示したように露光して形成したものである。この場合、露光部２１の光源は、パルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号により駆動される。

続いて、露光量調整パラメータの算出処理について図１１を用いて説明する。Ｓ１０において、ＣＰＵ２０１は、テスト画像を記録材Ｓに形成する。図１２に示す様に、本例では、６つのテスト画像１２０１〜１２０６を形成する。テスト画像１２０１〜１２０６は、後端側のエッジから補正幅パラメータである３画素以外の部分（非エッジ領域）の濃度を同じとし、後端側の３画素（エッジ領域）についてはその濃度を異ならせたものである。例えば、非エッジ領域は、画素値２５５で構成し、エッジ領域については、画素値２５５の濃度を１００％とし、それぞれ、１００、９５、９０、８５、８０及び７５％の濃度とすることができる。ＣＰＵ２０１は、テスト画像を形成した記録材Ｓを搬送路８１へと搬送し、Ｓ１１で、読取部１００にテスト画像を読み取らせる。

ＣＰＵ２０１は、Ｓ１２において、各テスト画像１２０１〜１２０６のそれぞれについて、読取部１００が読み取った値を、その主走査方向において平均化する。図１３（Ａ）は、１つのテスト画像であり、矢印が主走査方向を示している。ＣＰＵ２０１は、Ｓ１２において、各画素について主走査方向の値を平均化し、これにより、副走査方向の濃度変化を求める。図１３（Ｂ）は、平均化した結果であり、横軸は副走査方向に対応し、縦軸は、副走査方向の各位置における主走査方向の読み取り値の平均値である。ＣＰＵ２０１は、Ｓ１３で、図１３（Ｂ）に示す平均値を濃度に変換し、図１３（Ｃ）に示す副走査方向の各位置に対する濃度を示すデータを求める。続いて、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１３において、副走査方向の各位置における濃度から、エッジ高さを算出する。まず、図１３（Ｃ）に示す非エッジ領域から領域ｓを選択し、領域ｓの濃度の平均値Ｌｓを求める。また、テスト画像の後端側のエッジ領域から領域ｅを選択し、領域ｅの濃度の平均値Ｌｅを求める。そして、ＣＰＵ２０１は、エッジ高さＤｅをＤｅ＝Ｌｅ−Ｌｓとして計算する。つまり、エッジ高さはエッジ領域の濃度変化、より詳しくは、非エッジ領域の濃度に対するエッジ領域の濃度の濃度差を示す値である。

ＣＰＵ２０１は、Ｓ１４で、各テスト画像のエッジ高さから、エッジ高さを０とするための露光量調整パラメータを求める。例えば、Ｓ１３で求めたテスト画像１２０１〜１２０６のエッジ高さがＤｅ１〜Ｄｅ６であったものとする。図１４は、テスト画像のエッジ領域の画像データが示す濃度と、読取部１００による読取結果に基づくエッジ高さとの関係を示している。図１４においては、エッジ領域の濃度を８０％とすると、エッジ高さは負の値となり、エッジ領域の濃度を８５％とすると、エッジ高さが正の値となっている。したがって、エッジ高さを０とするための露光量の補正量は、この２つの値の補間により求めることができる。具体的には、図１４において、エッジ高さを０とするための補正量Ｋ０は、
Ｋ０＝８５＋Ｄｅ３×（８０−８５）／（Ｄｅ３−Ｄｅ４）
により求めることができる。ＣＰＵ２０１は、Ｓ１４で求めた補正量を、露光量調整パラメータとしてパラメータ設定部８０２に格納する。

以上の様に、露光量調整パラメータを求めることで、掃き寄せの強さが変化しても、掃き寄せを効果的に抑えることが可能になる。なお、図１１の処理を開始するか否については、掃き寄せの強度変化と相関のある任意のパラメータに基づき判定することができる。例えば、環境温度が所定値以上変化した場合や、所定枚数の印刷を行う度に図１１の処理を行う構成とすることができる。また、テスト画像の後端側のエッジ領域の濃度は上述した様に一定の値でも良いが、前回の結果に基づき決定する構成であっても良い。つまり、図１１の処理を実行して露光量の補正量である露光量調整パラメータを決定すると、次に行う図１１の処理におけるテスト画像のエッジ領域の濃度については、当該決定した補正量に基づき決定する構成とすることができる。例えば、具体的には、決定した補正量に＋１５、＋１０、＋５、０、−５、−１０％を加算することで各テスト画像のエッジ領域の濃度を決定することができる。

さらに、本実施形態では、エッジ領域の総ての画素について同じ露光量調整パラメータを適用するが、エッジからの距離に応じて異なる露光量調整パラメータを求めて使用する構成であって良い。例えば、補正幅パラメータが"３"である場合に、エッジの画素、エッジの画素の隣の画素、エッジの画素から２つ目の画素が補正対象画素になるが、それぞれの補正量を個別に求める構成とすることもできる。さらに、本実施形態では、後端側のエッジ領域の濃度を異ならせた複数のテスト画像を使用したが、全領域において同じ濃度の１つのテスト画像により露光量調整パラメータを求める構成であっても良い。この場合、後端のエッジ領域のエッジ高さを求め、この高さを零にする様に、露光量調整パラメータを求めれば良い。さらに、テスト画像の検出結果から補正幅パラメータを求めてパラメータ設定部８０２に格納する構成とすることもできる。例えば、本実施形態では、テスト画像において濃度を変化させるエッジ領域の幅は、補正幅パラメータが示す値としている。したがって、テスト画像の非エッジ領域とエッジ領域の境界における非エッジ領域側にも濃度変化が生じていると、現在の補正幅パラメータは、実際に掃き寄せが生じる幅より小さいと判定できる。この場合、非エッジ領域側の濃度変化の幅に基づき補正幅パラメータを更新することができる。一方、テスト画像の非エッジ領域とエッジ領域の境界におけるエッジ領域側に濃度変化がないと、現在の補正幅パラメータは、実際に掃き寄せが生じる幅より大きいと判定できる。この場合、エッジ領域側の濃度変化のない幅に基づき補正幅パラメータを更新することができる。さらに、全領域において同じ濃度の１つのテスト画像を使用する場合には、エッジ領域の濃度が変化している幅に基づき補正幅パラメータを決定することができる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態として、エッジ効果に対する露光量調整パラメータの算出について説明する。図４（Ａ）に示す様に、エッジ効果の場合には、総てのエッジ領域の濃度が高くなるが、エッジ領域毎にエッジ効果の強さが異なる場合がある。さらに、２つのエッジ領域が交わる領域（以下、交差領域）のエッジ効果の強さは、当該２つのエッジ領域のエッジ効果の強さと異なり得る。したがって、本実施形態では、図１５に示す様に、エッジ効果が生じる領域を、サブ領域Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒ、ＬＵ、ＲＵ、ＬＤ、ＲＤの８つに分割・分類する。ここで、サブ領域ＬＵ、ＲＵ、ＬＤ、ＲＤは、２つのエッジ領域が交差する交差領域である。なお、図１５において、サブ領域Ｄ側が後端側に対応する。

本実施形態では、上記の通り、エッジ領域を８つのサブ領域に分割したことに応じて、パラメータ設定部８０２に格納する露光量調整パラメータも、図１６に示す様に各サブ領域に対応して設ける。例えば、図１７（Ａ）に示す画像に対応する画像データが入力されたものとする。図１７（Ａ）において、方形状の画像１９０１の画素値は総て"２５５"であり、それ以外の画素の画素値は０である。画像解析部８０１は、補正幅パラメータに基づき、エッジ効果により濃度が変動する画素を求める。例えば、補正幅パラメータが"５"であると、画像解析部８０１は、画像１９０１の各エッジから５画素以内の画素にエッジ効果が生じると判定し、この画素を補正対象画素として露光量補正部８０３に通知する。図１７（Ｂ）は、画像１９０１の右下部分に対応する画像データであり、図１７（Ｃ）は、その補正対象画素を"１"で示している。露光量補正部８０３は、補正対象画素それぞれについて、その位置に基づき、８つのサブ領域の何れに対応するかを判定する。例えば、図１７（Ｂ）の参照符号１９０３はサブ領域Ｄに対応し、参照符号１９０２はサブ領域Ｒに対応し、参照符号１９０４はサブ領域ＲＤに対応する。

露光量補正部８０３は、図１６に示すサブ領域毎の露光量調整パラメータにより画素値の補正を行う。まず、サブ領域Ｄ及びサブ領域Ｒの様に、交差領域ではないサブ領域の露光量の補正について説明する。一例として、サブ領域Ｄの露光量調整パラメータが７５％であり、サブ領域Ｒの露光量調整パラメータが８０％であるものとする。この場合、露光量補正部８０３は、図１７（Ｂ）のサブ領域１９０２の画素については、その画素値を８０％、つまり、"２０４"にする。同様に、露光量補正部８０３は、図１７（Ｂ）のサブ領域１９０３の画素については、その画素値を７５％、つまり、"１９１"にする。

一方、交差領域であるサブ領域ＲＤについては、図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、サブ領域ＲＤをその対角線２００３によりサブ領域ＲＤ１とサブ領域ＲＤ２に２分割する。そして、図１８（Ａ）に示す様に、サブ領域ＲＤ１に属する画素２００１については、対角線２００３との副走査方向の距離Ｄ＿２と、上側の辺２００２との副走査方向の距離Ｄ＿１を求める。そして、画素２００１の補正量Ｋを、以下の式により求める。
Ｋ＝（Ｋ＿Ｒ×Ｄ＿２＋Ｋ＿ＲＤ×Ｄ＿１）／（Ｄ＿１＋Ｄ＿２）
なお、Ｋ＿Ｒは、サブ領域Ｒの露光量調整パラメータであり、Ｋ＿ＲＤは、サブ領域ＲＤの露光量調整パラメータである。

また、図１８（Ｂ）に示す様に、サブ領域ＲＤ２に属する画素については、対角線２００３との主走査方向の距離Ｄ＿２と、左側の辺２００４との主走査方向の距離Ｄ＿１を求める。そして、サブ領域ＲＤ２の各画素の補正量Ｋを、以下の式により求める。
Ｋ＝（Ｋ＿Ｄ×Ｄ＿２＋Ｋ＿ＲＤ×Ｄ＿１）／（Ｄ＿１＋Ｄ＿２）
なお、Ｋ＿Ｄは、サブ領域Ｄの露光量調整パラメータであり、Ｋ＿ＲＤは、サブ領域ＲＤの露光量調整パラメータである。図１７（Ｄ）は、サブ領域Ｒ、Ｄ及びＲＤの露光量調整パラメータが、それぞれ、８０％、７５％及び７０％である場合の、補正後の画素値を示している。

続いて、本実施形態における露光量調整パラメータの算出方法について説明する。図１９は、露光量調整パラメータを求めるために形成するテスト画像２１０１〜２１０６を示している。掃き寄せとは異なり、エッジ効果は総てのエッジ領域で発生するため、本実施形態では、総てのエッジ領域において濃度を異ならせる。なお、テスト画像２１０１〜２１０６のエッジ領域の濃度は、例えば、非エッジ領域の濃度を１００％として、１００、９５、９０、８５、８０及び７５％とすることができる。

テスト画像を読取部１００で読み取った後、第一実施形態と同様にエッジ高さを算出する。エッジ効果は、総てのエッジで生じるため、本実施形態では、図２０の矢印で示す方向の濃度変化から、８つのサブ領域それぞれのエッジ高さを求める。なお、第一実施形態とは異なり、エッジ高さについては、例えば、矢印上の濃度変化から求める。或いは、矢印が所定の幅を有するものとし、幅内の画素の濃度については、矢印と直交する幅方向の平均値を求めて、矢印方向の濃度変化を求める構成であっても良い。いずれにしても、矢印の方向毎にエッジ高さを求め、これにより矢印に対応するサブ領域の露光量調整パラメータを第一実施形態と同様の方法で求める。なお、本実施形態においては、エッジ領域を８つのサブ領域に分割したが、分割数は任意である。さらに、エッジ領域の総ての画素におけるエッジ効果の強さが同様である場合には、サブ領域に分割することなく、任意の世方向におけるエッジ高さから補正量を算出する構成とすることができる。

なお、第一実施形態及び第二実施形態においては、記録材Ｓにテスト画像を形成し、これにより露光量調整パラメータを求めていた。しかしながら、例えば、感光体１０と対向する位置に、感光体１０に形成されたトナー像の濃度を求めるセンサを設け、感光体１０に形成したテスト画像の濃度を測定することで露光量調整パラメータを求める構成とすることもできる。なお、感光体１０のトナー像を中間転写体に転写し、中間転写体から記録材Ｓに転写する画像形成装置では、中間転写体に形成したテスト画像を検出する構成とすることもできる。この構成により、記録材を消費することなく、露光量調整パラメータを求めることができる。

＜まとめ＞
以上、ＣＰＵ２０１は、図１の画像形成部を制御して媒体上にテスト画像を形成する。ここで媒体は、上記実施形態では記録材Ｓであるが、感光体や中間転写体であっても良い。検出部として機能する読取部１００はテスト画像の濃度を検出し、ＣＰＵ２０１は、濃度の検出結果に基づきテスト画像のエッジ領域の濃度変化を判定する。そして、ＣＰＵ２０１は、判定した濃度変化を低減させるための、エッジ領域の画素に対する露光量の補正量を決定し、補正量を露光量調整パラメータとしてパラメータ設定部８０２に格納する。そして、露光量補正部８０３は、画像を形成する際、当該画像のエッジ領域の画素の露光量を、パラメータ設定部８０２に格納された補正量に従い画像データに対応する露光量から補正する。この構成により、掃き寄せやエッジ効果の強さが変化したとしても、効果的に掃き寄せやエッジ効果による濃度の変動を抑えることができる。

なお、掃き寄せを抑える場合、ＣＰＵ２０１は、媒体の表面の移動方向に対して後端側のエッジ領域の濃度変化を判定し、この後端側のエッジ領域の画素に対する露光量の補正量を決定する。一方、エッジ効果を抑える場合、ＣＰＵ２０１は、テスト画像のエッジ領域を複数のサブ領域に分割する。なお、どの様に、分割するかは予め定義しておく。そして、ＣＰＵ２０１は、各サブ領域の濃度変化を判定し、各サブ領域のそれぞれについて、露光量の補正量を決定する。なお、テスト画像は、一様な濃度の画像とすることができる。また、非エッジ領域の濃度が同じであるが、エッジ領域の濃度が互いに異なる複数のテスト画像を用いることもできる。このとき、エッジ領域の濃度は、非エッジ領域の濃度以下とすることができる。

複数のテスト画像を使用する場合、ＣＰＵ２０１は、各テスト画像について非エッジ領域の濃度に対するエッジ領域の濃度の濃度差を求める。そして、ＣＰＵ２０１は、複数のテスト画像から濃度差が正である第１画像と、濃度差が負である第２画像をそれぞれ選択し、第１画像の濃度差と、第２画像の濃度差とに基づき補正量を決定する。具体的には、第１画像の濃度差と第１画像のエッジ領域の画素の露光量と、第２画像の濃度差と第２画像のエッジ領域の画素の露光量とを補間して、濃度差を０とするエッジ領域の画素の露光量を求める。これにより、露光量の削減割合を示す露光量補正パラメータを求めることができる。なお、補間の精度を高くするため、第１画像は、濃度差が正であり、かつ、濃度差が最も小さいテスト画像とし、第２画像は、濃度差が負であり、かつ、濃度差が最も小さいテスト画像とすることができる。テスト画像の検出結果としてエッジ高さが０のものがあると、そのテスト画像の非エッジ領域の濃度が露光量の補正量となる。しかしながら、エッジ高さが０については、濃度差が正であるものと扱っても、濃度差が負であるものと扱っても良い。

なお、複数のテスト画像を使用する場合、テスト画像のエッジ領域の濃度については、予め定めた値とすることも、前回決定した露光量調整パラメータに基づき決定することもできる。また、露光量調整パラメータについては、エッジから補正幅パラメータ以内の画素については総て同じ値とすることも、エッジからの距離毎に個別に算出して使用することもできる。異なる値とする場合には、例えば、図１３（Ｃ）の領域ｅを、エッジからの距離に応じて複数設け、各領域ｅについてエッジ高さを求めれば良い。さらに、エッジからの距離と、濃度との関係に基づき掃き寄せやエッジ効果が生じる範囲を判定し、判定した幅を新たな補正幅パラメータとする様に、補正幅パラメータを更新することもできる。

また、本発明は、露光量調整パラメータや補正幅パラメータを画像形成装置に出力する画像処理装置としても実現できる。例えば、画像処理装置は、画像形成装置が形成したテスト画像の濃度を検出し、エッジ領域の濃度変化を判定して露光量の補正量や、補正対象とする画素のエッジからの距離を判定する。そして、判定した補正量や距離を、それぞれ、露光量調整パラメータや補正幅パラメータとして画像形成装置に出力する。なお、画像処理装置は、画像形成装置が形成して検出したテスト画像の濃度を検出結果として取得し、検出結果に基づき濃度変化を判定して露光量の補正量や、補正対象とする画素のエッジからの距離を判定するものであっても良い。さらに、本発明は、コンピュータを上記画像処理装置として機能させるプログラムにより実現することもできる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０：感光体、２：露光部、３：現像部、１５：転写ローラ、５０：定着部、１００：読取部、２００：制御部、８０３：露光量補正部

Claims (12)

1. 画像データに基づき画像を形成する画像形成装置であって、
   媒体に複数の画像を含むテスト画像を形成する形成手段と、
   前記テスト画像の濃度を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づき前記テスト画像のエッジ領域の濃度変化を判定する判定手段と、
   判定した前記濃度変化を低減させるための前記エッジ領域の画素に対する露光量の補正量を決定する決定手段と、
   画像を形成するための画像データの各画素の露光量のうち、画像のエッジ領域に対応する画素の露光量を前記補正量に基づき補正する補正手段と、
   を備え、
   前記複数の画像の非エッジ領域の濃度は同じであり、前記複数の画像のエッジ領域の濃度は互いに異なり、
   前記複数の画像のエッジ領域の濃度は、前記決定手段が決定した補正量に基づき決定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記媒体は、画像が形成される記録材又は記録材に転写する画像を担持する像担持体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段は、前記媒体の表面の移動方向に対して後端側のエッジ領域の濃度変化を判定し、
   前記決定手段は、前記媒体の表面の移動方向に対して後端側のエッジ領域の画素に対する露光量の補正量を決定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. 前記テスト画像のエッジ領域は、複数のサブ領域に分割され、
   前記判定手段は、前記複数のサブ領域それぞれの濃度変化を判定し、
   前記決定手段は、前記複数のサブ領域のそれぞれについて、露光量の補正量を決定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。
5. 前記複数の画像のエッジ領域の濃度は、前記非エッジ領域の濃度以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記判定手段は、前記複数の画像のそれぞれについて前記検出手段が検出した前記非エッジ領域の濃度に対する前記エッジ領域の濃度の濃度差を求め、
   前記決定手段は、前記複数の画像から、前記濃度差が正である第１画像と、前記濃度差が負である第２画像をそれぞれ選択し、前記第１画像の前記濃度差と、前記第２画像の前記濃度差とに基づき前記補正量を決定す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１画像は、前記複数の画像のうちの、前記濃度差が正であり、かつ、前記濃度差が最も小さい画像であり、
   前記第２画像は、前記複数の画像のうちの、前記濃度差が負であり、かつ、前記濃度差が最も小さい画像であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記決定手段は、濃度変化が発生する前記テスト画像のエッジ領域の幅を判定し、
   前記補正手段は、画像を形成する際、当該画像のエッジ領域の前記決定手段が決定した幅内の画素の露光量を、前記補正量に従い画像データが示す露光量から補正することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記決定手段は、エッジ領域の画素に対する露光量の補正量を、エッジからの距離毎に求め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. 前記形成手段は、前記補正手段により補正された画像データに基づき、画像を形成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. 画像形成装置が媒体上に形成して検出した複数の画像を含むテスト画像の検出結果を取得する取得手段と、
    前記検出結果に基づき前記テスト画像のエッジ領域の濃度変化を判定する判定手段と、
    判定した前記濃度変化を低減させるための前記エッジ領域の画素に対する露光量の補正量を決定する決定手段と、
    前記補正量を前記画像形成装置に出力する出力手段と、
    を備え、
    前記複数の画像の非エッジ領域の濃度は同じであり、前記複数の画像のエッジ領域の濃度は互いに異なり、
    前記複数の画像のエッジ領域の濃度は、前記決定手段が決定した補正量に基づき決定されることを特徴とする画像処理装置。
12. 請求項１１に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。