JP6909013B2 - 画像形成装置、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、その制御方法、及びプログラムに関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムの表面速度よりも現像ローラの表面速度が速いと、描画される露光潜像の形状によってトナー付着量の過多部分が発生し易い。それぞれの表面が現像領域に突入して現像領域から抜け出すまでに感光ドラムと現像ローラの向き合った表面が速度差によって少しずつずれていく。この速度差を周速差と称する。

感光体表面の走査潜像は現像時に搬送方向後端側に広がりをもった範囲からトナーを集めることになり、各走査のトナーを集める範囲は現像ローラ上で相互に重なり合っている。潜像の形状によって、搬送方向後端側に非印字部分を多く有する領域は追いついてくる現像ローラ上のトナーを独占できるので、印字濃度が上昇しやすい。このような画像後端部の濃度上昇を掃き寄せと表現する。掃き寄せは光描画された潜像とは異なる画像を印字結果として出力する画質劣化の一種であり、上記電子写真方式においては、掃き寄せを低減するために各種の対策が施されている。

それら対策のうち潜像の光量補正による掃き寄せを低減させる処理として濃度上昇部を検出して画素の光量を抑制する方法がある。潜像の光量補正による掃き寄せ低減処理において、光量の非補正時の印字結果の濃度上昇領域に対応して光量低減処理を実施すると、掃き寄せ部位の移動や再発生という問題点が残る。例えば、後述する図６（ｂ）に示す掃き寄せに対して、図７（ａ）に示す信号値補正で光量を低減させると、図７（ｂ）に示すように平坦であった部位に新たに濃度上昇が発生する。これは、最初の掃き寄せ領域の画素の光量を低減することによって当該画素において感光ドラムに付着されない残トナーが増え、当該画素が画像先端方向（掃き寄せ領域）の画素に周速差によって追いつくため掃き寄せ領域が単に搬送方向上流に移動することになる。なお、図６（ｂ）は縦軸に光量補正をしない場合の実際の描画濃度を示し、横軸に副走査位置を示す。図７（ａ）は縦軸に補正した信号値を示し、横軸に副走査位置を示す。図７（ｂ）は縦軸に図７（ａ）で補正した場合の実際の描画濃度を示し、横軸に副走査位置を示す。このような濃度上昇部の移動に対応するため、特許文献１には、搬送方向上流に掃き寄せ領域が移動する現象に対して処理範囲を広げ繰り返し処理を実施する方式が提案されている。

特開２００７−２７２１５３号公報

しかしながら、上記従来技術には以下に記載する課題がある。上記従来技術では、補正を行う領域の演算において、補正対象とした画素の補正後のデータ値が、当該画素よりも演算で決まる間隔だけ副走査方向上流側に位置する特定の画素のデータ値より小さい場合に、上流側の特定画素をさらに補正領域に設定している。つまり、このような補正領域の再設定と、再補正処理とを繰り返し、補正の影響により新たに別の画素に発生する濃度変動を補正している。しかし、大量の画像情報を処理する画像形成装置において、このような繰り返し処理は演算負荷が大きいため好ましくない。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、処理負荷の増大を招くことなく、掃き寄せによる影響を好適に補正し、潜像の再現性を改善する仕組みを提供することを目的とする。

本発明は、画像形成装置であって、感光ドラムと、前記感光ドラムに露光して、該感光ドラムの表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ローラと、形成する画像データの所定の画素ごとに、当該所定の画素から副走査方向における下流側の現像される画素数を取得する取得手段と、前記感光ドラムと前記現像ローラとの周速差に応じて、形成される画像の後端部に発生する濃度上昇を補正するために、前記取得手段によって取得された画素数に応じて、前記所定の画素ごとの光量補正量を決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された前記所定の画素ごとの前記光量補正量を用いて画像形成データを生成する生成手段とを備え、前記決定手段によって決定される前記光量補正量は、前記濃度上昇が発生する画像の後端領域において一定の光量補正量に決定するとともに、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて所定の領域幅で前記一定の光量補正量を滑らかに低減し、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて前記所定の領域幅ほど離れた画素の光量補正量がゼロとなるように決定され、前記所定の領域幅は、前記現像ローラと前記感光ドラムとが近接することにより該現像ローラの表面の現像剤が該感光ドラムの表面の静電潜像に引き寄せられる現像領域を該感光ドラム上の所定の画素が通過する間に、前記周速差によって該所定の画素に追いついてくる該現像ローラ上の領域幅に決定される。

本発明によれば、処理負荷の増大を招くことなく、掃き寄せによる影響を好適に補正し、潜像の再現性を改善することができる。

画像形成装置の概略構成図。 感光ドラム１５５側表面と現像ローラ１５４側表面の対向図。 下流画素の画像後端部の分布形状を示す図。 画像後端部の濃度特性と光量補正を示す図。 一実施形態に係る画処理手順を示すフローチャート。 一実施形態に係る光量補正を説明する図。 比較例での掃き寄せ補正における掃き寄せの移動を示す図。 掃き寄せを説明する図。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確立されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜第１の実施形態＞
＜画像形成装置の構成＞
以下では、本発明の第１の実施形態について説明する。まず、図１を参照して、画像形成装置の構成例について説明する。画像形成装置１０は大きく画像形成部１００と印字機構１５０とから構成される。

画像形成部１００は複数のタイプのメモリと、入出力部と、ハードロジックとから構成されている。１０１〜１０３は全て記憶素子であり、デバイスの発達によっては統合されうるが現時点では個々に特性の差があり、素子を使い分ける構成を示す。ＲＯＭ１０１は電源遮断時においても内容が消失しないメモリである。ＲＯＭ１０１上には、印字機構制御プログラム１１０、画像生成プログラム１１１、及びＵＩ制御プログラム等の変更の必要ないデータが格納されている。不揮発性メモリ１０２は書き換えが可能で電源の遮断時においても内容が消失しないメモリである。不揮発性メモリ１０２上には画像形成装置の設定情報１１３やデータ退避領域１１４等の情報の書き換えが発生するが電源の遮断時にも消失して欲しくないデータが格納される。ＲＡＭ１０３は電源遮断時には内容が消失するメモリである。ＲＡＭ１０３上にプログラム展開領域１１５、作業領域１１６、受信バッファ１１７、及び画像展開領域１１８が確保される。Ｉ／Ｏ１０４は入出力ポートである。Ｉ／Ｏ１０４上に外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１９や操作Ｉ／Ｆ１２０や内部Ｉ／Ｆ１２１を含み、画像形成装置１０の内部機構の制御や外部機器との情報の送受、操作パネルの制御を行う。

ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０１上の各プログラムやプログラム展開領域１１５上の追加プログラムに基づいて動作する。ＣＰＵ１０５はまた各プログラムの実行時に設定情報１１３を参照し、Ｉ／Ｏ１０４を介して各部機構を制御したり、印字画像情報の生成を行う。

ハードロジック１０６は、ＣＰＵ１０５と同様の処理のうち、特に実行速度やタイミングが重要視される処理を担当し、各機構部の制御や印字画像情報の加工、生成を実行する。ハードロジック１０６はまた、ＣＰＵ１０５ではタイミングの生成が困難な処理を担当し、例えば光描画時の画素タイミング調整やＰＷＭ変換等を実行する。ハードロジック１０６は、画像処理ロジック１２２等の各種処理ロジックを含む。

無線通信部１０７は、外部機器との無線による通信で外部機器との情報の送受を行い、外部Ｉ／Ｆ１１９を介して画像形成装置１０内部とのやり取りを実施する。有線通信部１０８は、外部機器との有線による通信で外部機器との情報の送受を行い、外部Ｉ／Ｆ１１９を介して画像形成装置１０内部とのやり取りを実施する。

ＵＩ（ユーザインタフェース）１０９は外部機器を介さないで、画像形成装置１０の設定等に関するユーザ操作を受け付け、画像形成装置１０の状態や設定の表示等を制御する。ＵＩ１０９は少なくとも人間の視覚を刺激する発光素子やディスプレイパネル等の表示部と手で操作可能なスイッチやタッチパネル等の入力部で構成されているが、別な知覚の刺激部や入力部を有してもよい。別な知覚の刺激部としては、例えば音声等の聴覚を刺激するユニットであり、別な入力部の一例としては、発声による音声入力部や視線の移動による操作等の入力である。

ＲＯＭ１０１に格納された印字機構制御プログラム１１０は、印字機構１５０の各機構部を適切に制御し印字出力物を正常に排出するための手順を制御するプログラムである。印字機構制御プログラム１１０は、実行することにより、印字機構１５０の高電圧系、搬送系、光量制御系、及び熱定着系等を制御する。画像生成プログラム１１１は、無線通信部１０７又は有線通信部１０８を介して外部機器から受信して受信バッファ１１７に格納された印字情報に基づいて、画像展開領域１１８上に印字イメージを生成する。ＵＩ制御プログラム１１２は、操作Ｉ／Ｆ１２０を介してＵＩ１０９からの入力を監視し、画像形成装置１０の内部とのやり取りを実施し、知覚ユニットに対する情報の提示を行う。

不揮発性メモリ１０２の設定情報１１３には、変更可能な情報が保持される。例えばスリープ状態に入る時間設定や、ユーザのセキュリティ管理情報、用紙情報等、変更されうる情報であるが電源遮断時にも保持し続ける必要が有る情報を保持する。データ退避領域１１４には、ＲＡＭ１０３のいずれかの領域の情報が保持される。例えば定型書式の印字イメージや、印字イメージを管理上一定日時保持するときに使用される。

ＲＡＭ１０３のプログラム展開領域１１５は、ＲＯＭ１０１上に無いプログラムを追加で使用するとき、或いは、より速くプログラムを参照できるハードウェア構成の都合によって使用される。作業領域１１６は、印字イメージの生成における中間段階の様々なデータの格納領域として使用される。受信バッファ１１７は外部機器から無線通信部１０７や有線通信部１０８を介して送られてきたデータを一時的に格納する領域である。画像展開領域１１８上には受信バッファ１１７上の受信された画像情報から印字機構の光描画用の印字イメージが展開される。

外部Ｉ／Ｆ１１９は、Ｉ／Ｏ１０４のうち外部機器と情報をやり取りするインタフェースであり、無線通信部１０７及び有線通信部１０８を制御し、外部機器と情報を送受する。操作Ｉ／Ｆ１２０は、ＵＩ１０９を制御するインタフェースであり、画像形成装置に用意されている情報の提示のための表示部への出力や入力部からの読み込みを実施する。外部Ｉ／Ｆ１２１は、印字機構１５０の各部へのインタフェースであり、印字機構制御プログラム１１０に基づいて各部の制御を行う。

画像処理ロジック１２２は画像展開領域１１８上のデータをさらにレーザー駆動信号に変換し、印字イメージによって印字機構１５０上のレーザー駆動信号を生成しレーザー１５１（露光手段）を駆動する。画像展開領域１１８上に展開されたイメージデータが多値のときには、画像処理ロジック１２２はその多値を光量に変換してレーザー駆動信号としてレーザー１５１を駆動する。レーザー光量の光量制御の手法として、本実施形態では、一画素内の発光時間を制御するＰＷＭ変換を適用する。また、本発明における補正量に従った出力光量の調整も同様にＰＷＭ変換によって実施する。ＰＷＭ変換の階調数が少ないときには必要に応じて複数画素を組み合わせたハーフトーン処理等で必要な光量階調数を確保する。また、本発明における補正量算出をハードウェアにおいて実装した場合は近傍画素を参照するための複数の走査情報を保持するラインバッファや判定回路、ルックアップテーブル等を構築し処理を行う。

続いて、本実施形態に係る印字機構１５０の主要構成について説明する。本実施形態においては露光光源としてレーザー光源をポリゴンミラーによって走査する機構構成を示すが、他の露光部を使用しても同様に適用されうる。レーザー１５１は光描画源である。ポリゴンミラー１５２はレーザー１５１から発せられるレーザー光の走査を行う。光学系１５３は走査されたポリゴンミラー１５２の反射光の等角走査を感光体上の等速走査に変換する。１５１〜１５３によって搬送方向と直交する一次元方向の光学像を感光体上に生成できる。さらに、感光体の形状を感光ドラム１５５のように円筒形形状とし回転させることによって異なる位置を走査し、二次元走査を実現する。

不図示の帯電機構によって表面に一律に電荷を帯電させた回転する感光ドラム１５５に対してレーザー１５１によって光描画が行われる。これにより、当該部分に電流が流れて帯電させた電荷が失われ、光走査画像から二次元の電位潜像が形成される。レーザー１５１は画像情報に基づいて描画されているので潜像は印字イメージに対応した潜像となる。現像ローラ１５４はトナーをローラの表面に一様に付着させた状態で、ドラム表面に近接又は接触するように設けられ、感光ドラム１５５の表面にトナーを供給する。トナー供給後の現像ローラ１５４表面の空隙部には再び感光ドラム１５５と対向する前に、不図示のトナー容器よりトナーが再供給される。感光ドラム１５５の表面に供給されたトナーのうち感光体上の二次元潜像と対向したトナーは感光ドラム１５５側に移動し、潜像が現像される。

二次元潜像のない電荷帯電部と対向した場合には現像ローラ１５４からの移動は発生せずトナーはそのまま現像ローラ１５４上に残り印字画像のネガ画像となる。現像ローラ１５４上の残トナー像は回転によってトナー容器から補給されたトナーで一様に埋められ、次の現像が行われる。感光ドラム上に生成されたトナー像は更に搬送用紙に転写され、定着器１５６によって加圧加熱によって用紙に定着され出力物として完成する。

＜掃き寄せの発生原理＞
次に、搬送方向後端側（画像後端部）において顕著に確認される印字濃度が上昇する掃き寄せについて説明する。掃き寄せは、画像後端部で顕著に視認できるが感光ドラム１５５と現像ローラ１５４に周速差がある構成では画像全面に生じている普遍的な現象である。ここでは、感光ドラム１５５と現像ローラ１５４との表面速度が異なり、即ち、周速差があり、現像ローラ１５４の表面速度がわずかに速い場合を想定する。

図８は、画像後端が現像される様子を示す。図８（ａ）は、現像領域において、現像ローラ１５４によって現像領域に搬送されてきたトナー８０３により静電潜像が現像される様子を示す。８０１は静電潜像を示し、８０２は静電潜像後端（画像後端）を示す。８０４は、現像ローラ１５４から感光ドラム１５５へ静電潜像の電位により吸着されるトナー（現像剤）を示す。本実施形態に係る画像形成装置１０においては、感光ドラム１５５に対して現像ローラ１５４の方が早回りしているので、両者の表面上の位置関係は常にずれ続けている。

そのため、図８（ｂ）は、画像後端部よる下流側の現像ローラ１５４上の画素が現像後の画像後端部を追い越す様子を示す。具体的には、静電潜像後端８０２が現像領域に入った時点で現像領域の開始位置より搬送方向の後側（下流側）に位置する現像ローラ１５４上のトナー８０３は、静電潜像後端８０２が現像領域から出る終了位置に到達するまでの間に静電潜像後端８０２を追い越す。

このように、潜像に対して現像領域内で現像が行われた後で、現像部位よりも下流側に位置していた下流画素に対応する現像ローラ１５４表面が次々に追いつき対向していくことになる。当該現像ローラ１５４表面には潜像を反転させた形でのトナーが残留しており、かつ、感光ドラム１５５上の潜像は最初に現像された後もトナーを引きつける電位がある程度残っている。従って、現像ローラ１５４上の下流画素の反転トナー像が追いついてきたときには、図８（ｃ）に示すように、潜像にその残トナーが引きつけられてしまい、濃度上昇が発生する。つまり、掃き寄せが発生する。また、上記の原理は、像担持体（感光ドラム１５５）と現像剤担持体（現像ローラ１５４）とが接触している現像方式に限らず非接触の状態で現像が行われる方式でも、エッジ効果の影響が小さい近接現像の範囲であれば成り立つ。

なお、感光ドラム１５５上の現像されたトナー像は、同じ電位で描画されていても、現像ローラ１５４の追いついてきた部分のトナー８０５の有無により、最初の対向部からしかトナーを受け取れなかった部分と、追加でトナーを受け取った部分とが発生する。このような場合に、追加でトナーを受け取った部分が掃き寄せとして顕著に認識されてしまう。

このように、静電潜像後端８０２が現像領域を通過する間に、副走査方向後側に位置するトナーが周速差により静電潜像後端８０２に追いついてくる現像ローラ１５４上の領域幅（距離）を追いつき幅と称する。

また、現像ローラ１５４の追いついてきた部分のトナー８０５の有無は下流画素の現像後の現像ローラ１５４上の反転したトナー像によって決定される。そこで、本実施形態に係る画像形成装置１０は、トナー量の多寡を下流画素の配置から算出し、余分に吸着するトナー量を推定し、掃き寄せを解消すべく光量補正を行う。下流画素が全て描画画素の場合、現像ローラ１５４上の反転したトナー像（残トナー）は無く何も生じないが、下流画素に非描画画素が混ざっている場合には追いついてきた対向する現像ローラ１５４上に残トナーが存在する。従って、下流画素の配置（形状）から光量補正を決定する必要がある。

次に、図２を参照して、掃き寄せの減少について構造的に説明する。図２は、感光ドラム１５５の側表面と現像ローラ１５４の側表面とを示す。感光ドラム１５５表面上の領域ａ及びｂが現像された潜像領域である。ここでは、現像ローラ１５４の側表面の周速度が速いため印字画像ａ＋ｂの面積よりも現像でトナーを供給する領域ｃ＋ｄの方が長くなる。

現像領域への突入時には図２（ｂ）に示すように、ｂとｄの先端同士が対向しているが、周速差によって現像ローラ１５４側が若干速く動くので、やがてｃ部分が潜像に徐々に追いついてくる。周速差によって潜像が現像領域を抜け出すときには図２（ｃ）に示すように、領域ａの後端と領域ｃの後端が対向する形で現像領域を抜け出すことになる。

周速差がなければ感光ドラム１５５側表面に移動しない筈の領域ｃの部分のトナーの一部が、周速差による追いつきによって領域ａの潜像の残電荷に引かれて領域ａに移動し、領域ａのトナー付着量が上昇する。こうして掃き寄せが発生し、画像後端部において濃度上昇が顕著に視認される。

＜掃き寄せの補正＞
次に、本実施形態に係る掃き寄せの補正制御について説明する。本実施形態では、上述のような掃き寄せを防止することにより、定着不良の改善やトナーの節約を実現する。本実施形態に係る補正制御は、潜像を形成する画像データの描画光量を補正し電位潜像を抑制することで、掃き寄せ発生領域に使用されるトナー１３の消費量を抑制する。掃き寄せの発生量は追いついてくる現像ローラ１５４上の残トナー量によって決定されるが、それは搬送方向の下流画素群の配置によって決定される。

まず、現像ローラ１５４上に現像画と逆相の反転したトナー像が生成されるが、これは下流画素の画素配置に依存する。さらに、その反転したトナー像が対象画素に辿り着く前に、それまでの描画画素に残トナーが吸着され残トナー量も徐々に減少するが、これも下流画素の画素配置で決定される。

上記従来技術で対策を行っている搬送方向上流に掃き寄せ領域が移動する現象は、中間の描画画素の電位を抑制した為に残ったトナーがより画像後端部から先端側に到達することで発生している。現像後の残電位は全ての描画部に存在する為、潜在的には全描画部分が掃き寄せの発生領域となりうる。しかし、現像ローラの追いつきによって残トナーが供給されるのが画像後端部だけなので後端部のみで顕在化している。このために画像後端部の光量補正処理を実施して掃き寄せの発生を抑制した場合、現像ローラ１５４に残ったトナーが光量の非補正領域まで到達し、掃き寄せの顕在化部位が移動する。

上記従来技術においては、濃度変動部分を補正領域として規定していた為に、掃き寄せの移動現象に対して、補正領域の再定義と再補正処理の繰り返しが必要で、処理負荷が非常に高くなってしまう。また、補正領域を可変にする場合、ハードウェア実装時の画像データの保持コストも増大してしまう。

そこで、本発明では、全ての描画画素が潜在的な掃き寄せ発生領域であることに配慮して、図８を用いて上述したように、画像後端部の濃度変動部分の内側に更に現像ローラ１５４の追いつき幅を規定する。そして、濃度変動部分と現像ローラ１５４の追いつき幅との間の濃度の非変動部分に対しても光量補正を実施する。追加の光量補正は、現像ローラ１５４の追いつき幅の位置で光量補正量を０に規定し、濃度変動部分と接する部分で濃度変動部分の光量低減値と等しくなるようにスロープ状に（徐々に）光量を変化させる。

ここで、図６を参照して光量の補正制御について説明する。図６（ａ）は縦軸に描画濃度の論理値（期待値）を示し、横軸に副走査位置を示す。図６（ｂ）は縦軸に光量補正しない場合の実際の描画濃度を示し、横軸に副走査位置を示す。図６（ｃ）は縦軸に本実施形態に係る描画光量を示し、横軸に副走査位置を示す。

図６（ａ）が論理的な描画情報であるが、これを非補正で光描画を行ったときに、図６（ｂ）に示すように掃き寄せの濃度上昇域が発生する。そこで、現像ローラ１５４の追いつき幅までの濃度の非変動部分に対して、図６（ｃ）に示すように濃度上昇域の後端領域で一定の光量補正量とし、当該後端領域の先端側から画像先端に向けて上記一定の光量補正量を滑らかに低減し、非補正値へ繋げる。

図６（ｃ）に示すように光量を補正することによって、図７（ｃ）に示すように掃き寄せのない印字出力結果を得ることができる。図６（ｃ）における適切な現像領域における現像ローラ１５４の追いつき幅と、光量補正量とを得るために環境、用紙等の各印字条件下で最適な補正値を事前に計測して取得しておく。

現像ローラ１５４の追いつきによる所定位置の残トナーの量は下流画素において非描画の画素が多いほど増加する。ただし現像ローラ１５４の追いつき幅に含まれる非印字画素は当然ながら上限があり、トナーの量はこれより多くなることは無いので上限がある。一方で、この現像ローラ１５４上に残った残トナーは対象画素と下流画素との間に他の描画画素がある場合、先に他の描画画素が対向して残トナーを引き寄せる機会があり、当該他の描画画素が多いほど対象画素と対向するまでに残トナーが減少する。

図３は現像領域幅の下流画素及びその近傍画素の様子を示す。対象画素（ｘ，ｙ）に対して、図３（ａ）では現像領域幅の下流画素（ｘ，ｙ−１１）が非描画画素であり、その位置に対応する現像ローラ１５４上に残トナーが存在し現像領域内で追いついてくる。同時に、（ｘ，ｙ−１１）の現像ローラ１５４上の反転したトナー像は対象画素（ｘ，ｙ）と対向する前に中間の描画画素（ｘ，ｙ−１）〜（ｘ，ｙ−１０）の全てと対向し、描画画素の残電位により感光ドラム１５５へ吸着され、少しずつトナーが減少する。

例えば、説明を簡略化するために描画画素が残トナーの１／１０を引き寄せると仮定する。この場合、対象画素（ｘ，ｙ）までに非描画画素（ｘ，ｙ−１１）に対応する現像ローラ１５４上の位置にはトナーが残らない。実際には、図３（ａ）の条件では光描画強度の補正量は小さく、光量は僅かに弱く補正されるだけである。

図３（ｂ）においては下流画素のうち３画素（ｘ，ｙ−９）〜（ｘ，ｙ−１１）が非描画画素であり、現像ローラ上の反転したトナー像上の残トナー量は図３（ａ）よりも多い。この場合においても、当該非描画画素は、対象画素（ｘ，ｙ）と対向する前に中間の画素（ｘ，ｙ−１）〜（ｘ，ｙ−８）の８画素と対向し、残潜像によってトナーが吸着される。しかし、描画画素が一画素分の残トナーの１／３を引きつけると単純化しても、１／３は対象画素（ｘ，ｙ）まで到達することになる。したがって、対象画素（ｘ，ｙ）の濃度上昇は図３（ａ）より大きくなることが予想され、光描画強度の補正量は図３（ａ）よりも大きく設定する必要がある。同様に、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように下流画素の非描画画素が増え、中間の描画画素が減少するにつれて、補正量を大きく設定する必要がある。

なお、潤沢にトナーが供給された場合であっても対象画素（ｘ，ｙ）の残電位を越えてトナーが付着することはないため、いずれかの段階で濃度上昇は飽和することになる。例えば、説明を簡略化するため、描画画素が一画素分の残トナーの１／２を引きつけるものと想定し、図３（ｅ）のケースで説明する。図３（ｅ）では、（ｘ，ｙ−１）〜（ｘ，ｙ−２）で引きつけられるのは（ｘ，ｙ−３）一画素分の残トナーだけで、（ｘ，ｙ−４）〜（ｘ，ｙ−１１）の８画素分のトナーは対象画素（ｘ，ｙ）に供給される。これは明らかに過剰供給であり、対象画素の濃度上昇を飽和させ、さらに上流の画素まで到達し濃度を上昇させることになる。

ここで、図３に示した下流画素の画素配置と、濃度特性との対応を図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示した濃度特性を補正する為の補正光量の特性として濃度上昇部（例えば、図６（ｂ）乃至図６（ｅ）に対応する位置）に対して光量低減値が割り当てられる。一方、下流画素からの現像ローラ１５４上の残トナー量が到達しない領域（例えば、図６（ａ）に対応する位置から画像先端部側への画素）には非補正の光量、即ち、補正前の光量が割り当てられなければならない。一種の逆特性曲線として図４（ｂ）に示す形となる。

画像後端部側から、飽和した平坦領域に対して光量低減値を割り当て、光量が徐々に通常光量に戻っていく傾斜部を持つ光量補正の特性曲線となる。光量補正の特性曲線のうち、平坦部（後端領域）６０２が初期掃き寄せ補正、傾斜部６０１が掃き寄せの移動先の補正に対応し、画像後端部において平坦な濃度特性の印字出力を形成するように決定される。

＜制御手順＞
次に、図５を参照して、本実施形態に係る光量補正の補正手順について説明する。以下で説明する処理は、例えばＣＰＵ１０５によってＲＯＭ１０１の画像生成プログラム１１１がＲＡＭ１０３のプログラム展開領域１１５に読み出されて実行することにより実現される。なお、設定情報１１３又は画像生成プログラム１１１のパラメータの一部として補正特性曲線やルックアップテーブルが予め格納されていることが望ましい。この場合、補正特性曲線を作業領域１１６等に移して参照し、補正値を算出する。参照画素の方向が下流画素である為に、ハードウェアによる生成においては、現像領域幅分の主走査データを完全に保持するラインバッファを用意し、下流画素の参照を実施する。一方、ソフトウェアによる処理においては、現像領域幅の下流画素数をカウントすることによって画像後端部までの距離を算出することができる。印字イメージの生成後に図５に示す手順で印字イメージを走査し、補正イメージを生成する。ここでは、Ｖ（ｘ，ｙ）は座標（ｘ，ｙ）の画素値を示す。Ｄ（ｘ，ｙ）は、座標（ｘ，ｙ）の補正光量値を示す。ｆ（ｓｕｍ）は画像後端部までの距離ｓｕｍ時の補正光量関数を示し、図４（ｂ）に示す形を想定する。

Ｓ５０１で、ＣＰＵ１０５は、印字する画像データに基づいて、記録媒体の搬送方向に対応する副走査方向の画像サイズＹｍａｘを設定する。また、Ｓ５０２で、ＣＰＵ１０５は、主走査方向の画像サイズＸｍａｘを設定する。Ｓ５０３で、ＣＰＵ１０５は、対象画素（ｘ，ｙ）について下流画素の総和を算出する処理を開始する。画像イメージにおいて副走査座標の大きい方から印字される場合、下流画素は対象画素のｙ座標に対してより小さなｙ値の画素をカウントする動作となる。Ｓ５０４で、ＣＰＵ１０５は、下流画素の総和を算出するためのレジスタである総和ｓｕｍを初期化し、下流画素幅ｎをループ変数ｋに設定する。ループ変数ｋは、下流画素の総和を算出するためにＳ５０４乃至Ｓ５０６の処理を繰り返し実行するためのループ変数である。

Ｓ５０５で、ＣＰＵ１０５は、総和ｓｕｍにループ変数ｋの下流画素値Ｖ（ｘ，ｙ−ｋ）を加算する。Ｓ５０６で、ＣＰＵ１０５は、ループ変数ｋをデクリメントする。即ち、ｋ＝ｋ−１を演算する。Ｓ５０７で、ＣＰＵ１０５は、ループ終了か継続かを確認する。ｋ＝０は対象画素自身なので、総和には含めない。従って、ｋ＝０になると、ＣＰＵ１０５は、ループ終了と判断する。ループ未終了時にはＳ５０４に戻り、ループ終了時にはＳ５０８に進む。画像後端部における画素配置においては、下流画素の総和ｓｕｍを画像後端部までの距離と見なしてもよい。

Ｓ５０８で、ＣＰＵ１０５は、算出した総和ｓｕｍを引数としてルックアップテーブルで補正光量Ｄ（ｘ，ｙ）を決定し、Ｖ（ｘ，ｙ）の値を補正して出力する。ルックアップテーブルは、例えば不揮発性メモリ１０２の設定情報１１３に予め格納されている。本実施形態に係るルックアップテーブルは、算出される総和ｓｕｍの各値に対応してそれぞれ補正光量Ｄ（ｘ、ｙ）が紐付けて定義されている。当該補正光量は、図６（ｃ）を用いて説明したように、現像領域における現像ローラ１５４の追いつき幅を考慮して設定される。より詳細には、さらに、画像後端部から画像先端側に向けて現像ローラ１５４の追いつき幅（領域幅）ほど離れた画素において補正光量がゼロになるように滑らかに補正光量が低減するように設定される。なお、本発明はルックアップテーブルを用いた補正光量Ｄの算出に限定されず、補正光量Ｄを算出する関数に総和ｓｕｍを代入することにより求めてもよい。この場合においても、当該関数の情報が設定情報１１３に予め格納される。

Ｓ５０９で、ＣＰＵ１０５は、主走査方向の座標を更新する。即ち、ｘ＝ｘ−１を演算する。続いて、Ｓ５１０で、ＣＰＵ１０５は、ｘ＜０であるか否かを確認することにより主走査方向のループ終了を確認し、ループ未終了時にはＳ５０３に戻り、ループ終了時にはＳ５１１に進む。

Ｓ５１１で、ＣＰＵ１０５は、副走査方向の座標を更新する。即ち、ｙ＝ｙ−１を演算する。続いて、Ｓ５１２で、ＣＰＵ１０５は、ｙ＜０であるか否かを確認することにより副走査方向のループ終了を確認し、ループ未終了時にはＳ５０２に戻り、ループ終了時には本フローチャートを終了する。

このように各画素について下流画素群の総和を取り、総和値をインデックス（検索キー）にしてルックアップテーブルを参照し、各画素の光量補正データを取得し、光量補正データに置き換えた補正イメージを作成する。本実施形態で生成した補正イメージの使用によって、図７（ｃ）のように画像後端部の掃き寄せを抑制した印字出力を提供することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、形成する画像データの所定の画素ごとに、当該所定の画素から副走査方向における下流側の現像される画素数を取得する。さらに、本画像形成装置は、感光ドラムと現像ローラとの周速差に応じて、形成される画像の後端部に発生する濃度上昇を補正するために、取得した画素数に応じて、所定の画素ごとの光量補正量を決定し、画像形成データを生成する。当該光量補正量は、濃度上昇が発生する画像の後端領域において一定の光量補正量に決定するとともに、当該後端領域の先端側から画像先端側に向けて所定の領域幅で上記一定の光量補正量を滑らかに低減するように決定される。このように、本実施形態によれは、所定の領域幅で一括で、かつ、光量補正量が滑らかに低減するように決定されているため、補正処理を繰り返し実行する必要が無い。よって、処理負荷の増大を招くことなく、掃き寄せによる影響を好適に補正し、潜像の再現性を改善する仕組みを提供することができる。

＜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：画像形成装置、１００：画像形成部、１０１：ＲＯＭ、１０２：不揮発性メモリ、１０３：ＲＡＭ、１０４：Ｉ／Ｏ、１０５：ＣＰＵ、１０６：ハードロジック、１０７：無線通信部、１０８：有線通信部、１０９：ユーザインタフェース（ＵＩ）、１５０：印字機構、１５１：レーザー、１５２：ポリゴンミラー、１５３：光学系、１５４：現像ローラ、１５５：感光ドラム、１５６：定着器

Claims (4)

1. 画像形成装置であって、
   感光ドラムと、
   前記感光ドラムに露光して、該感光ドラムの表面に静電潜像を形成する露光手段と、
   前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ローラと、
   形成する画像データの所定の画素ごとに、当該所定の画素から副走査方向における下流側の現像される画素数を取得する取得手段と、
   前記感光ドラムと前記現像ローラとの周速差に応じて、形成される画像の後端部に発生する濃度上昇を補正するために、前記取得手段によって取得された画素数に応じて、前記所定の画素ごとの光量補正量を決定する決定手段と、
   前記決定手段によって決定された前記所定の画素ごとの前記光量補正量を用いて画像形成データを生成する生成手段と
   を備え、
   前記決定手段によって決定される前記光量補正量は、
   前記濃度上昇が発生する画像の後端領域において一定の光量補正量に決定するとともに、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて所定の領域幅で前記一定の光量補正量を滑らかに低減し、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて前記所定の領域幅ほど離れた画素の光量補正量がゼロとなるように決定され、
   前記所定の領域幅は、前記現像ローラと前記感光ドラムとが近接することにより該現像ローラの表面の現像剤が該感光ドラムの表面の静電潜像に引き寄せられる現像領域を該感光ドラム上の所定の画素が通過する間に、前記周速差によって該所定の画素に追いついてくる該現像ローラ上の領域幅に決定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画素数に応じた前記光量補正量を定義するテーブルを記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記取得手段によって取得された画素数を用いて、前記テーブルから対応する前記光量補正量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. 感光ドラムと、前記感光ドラムに露光して、該感光ドラムの表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ローラと、を備える画像形成装置の制御方法であって、
   取得手段が、形成する画像データの所定の画素ごとに、当該所定の画素から副走査方向における下流側の現像される画素数を取得する取得工程と、
   決定手段が、前記感光ドラムと前記現像ローラとの周速差に応じて、形成される画像の後端部に発生する濃度上昇を補正するために、前記取得工程で取得された画素数に応じて、前記所定の画素ごとの光量補正量を決定する決定工程と、
   生成手段が、前記決定工程で決定された前記所定の画素ごとの前記光量補正量を用いて画像形成データを生成する生成工程と
   を実行し、
   前記決定工程で決定される前記光量補正量は、
   前記濃度上昇が発生する画像の後端領域において一定の光量補正量に決定するとともに、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて所定の領域幅で前記一定の光量補正量を滑らかに低減し、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて前記所定の領域幅ほど離れた画素の光量補正量がゼロとなるように決定され、
   前記所定の領域幅は、前記現像ローラと前記感光ドラムとが近接することにより該現像ローラの表面の現像剤が該感光ドラムの表面の静電潜像に引き寄せられる現像領域を該感光ドラム上の所定の画素が通過する間に、前記周速差によって該所定の画素に追いついてくる該現像ローラ上の領域幅に決定されることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
4. 感光ドラムと、前記感光ドラムに露光して、該感光ドラムの表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像ローラと、を備える画像形成装置の制御方法における各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記制御方法は、
   取得手段が、形成する画像データの所定の画素ごとに、当該所定の画素から副走査方向における下流側の現像される画素数を取得する取得工程と、
   決定手段が、前記感光ドラムと前記現像ローラとの周速差に応じて、形成される画像の後端部に発生する濃度上昇を補正するために、前記取得工程で取得された画素数に応じて、前記所定の画素ごとの光量補正量を決定する決定工程と、
   生成手段が、前記決定工程で決定された前記所定の画素ごとの前記光量補正量を用いて画像形成データを生成する生成工程と
   を実行し、
   前記決定工程で決定される前記光量補正量は、
   前記濃度上昇が発生する画像の後端領域において一定の光量補正量に決定するとともに、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて所定の領域幅で前記一定の光量補正量を滑らかに低減し、該後端領域の先端側から画像先端側に向けて前記所定の領域幅ほど離れた画素の光量補正量がゼロとなるように決定され、
   前記所定の領域幅は、前記現像ローラと前記感光ドラムとが近接することにより該現像ローラの表面の現像剤が該感光ドラムの表面の静電潜像に引き寄せられる現像領域を該感光ドラム上の所定の画素が通過する間に、前記周速差によって該所定の画素に追いついてくる該現像ローラ上の領域幅に決定されることを特徴とするプログラム。

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