JP7468014B2 - 露光制御装置、画像形成装置、および露光制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、露光制御装置、画像形成装置、および露光制御プログラムに関する。

画像形成にあたっては、例えば現像ロールの偏芯あるいは現像ロールの軸方向の中央と端部との現像能力の相違などの原因で濃度ムラが発生することがある。このような濃度ムラを如何にして補正して濃度ムラのないきれいな画像を形成するかが問題である。

特許文献１には、画素値に応じた補正画素値を算出し、算出した補正画素値（補正画像データ）を使って画像を形成することにより濃度ムラを抑えることが開示されている。

特許第５８２５８６２号公報

画素値は、例えば、０～２５５といったある範囲内のデジタルの値で表現される。したがって、画素値が０に近い、淡い濃度では、画素値が１だけ違っても濃度が大きく異なり、過補正となるおそれがある。また、画素値が２５５に近い、濃い濃度では、画素値２５５以上には補正できないため、補正不足となるおそれがある。

本発明は、画素値を補正する場合と比べ、補正の精度を向上させた露光制御装置、画像形成装置、および露光制御プログラムを提供することを目的とする。

第一態様に係る発明は、
各１次補正値が対応付けられた、互いに離れた複数の補正点の各々について、該補正点の画素値に基づいて該補正点の１次補正値を補正する補正係数を得、該１次補正値と該補正係数とに基づいて該補正点の２次補正値を算出し、前記複数の補正点の複数の２次補正値に基づいて画像上の２次補正値の分布を算出する露光光量算出部と、
露光により潜像を形成する露光器に、各点ごとの画素値に応じた光量を前記２次補正値に基づいて補正した補正光量による露光により潜像を形成させる露光制御部とを備えたことを特徴とする露光制御装置である。

第二態様に係る発明は、前記１次補正値が、前記補正点の、予め形成した画像を光電的に読み取って得た読取り画素値と期待値とに基づいて算出される補正値であることを特徴とする第一態様に記載の露光制御装置である。

第三態様に係る発明は、前記１次補正値が、前記複数の補正点の期待値が互いに同一となる画像を光電的に読み取って得た読取り画素値と期待値とに基づいて算出される補正値であることを特徴とする第二態様に記載の露光制御装置である。

第四態様に係る発明は、
多値の画素データの集合からなる画像データを２値化スクリーンで表現された画像を表す２値化データに変換するデータ変換部を備え、
前記露光光量算出部が、前記複数の補正点の各々について、該補正点の周りの２値化データに基づいて該補正点の画素値を算出することを特徴とする第一態様から第三態様のうちのいずれか１態様に記載の露光制御装置である。

第五態様に係る発明は、前記露光光量算出部が、前記データ変換部で採用される２値化スクリーンのうちの少なくとも０°および４５°のスクリーンについて、前記補正点の周りの、２値化スクリーンの種類に応じて予め定められた寸法の領域内の２値化データに基づいて該補正点の画素値を算出することを特徴とする第四態様に記載の露光制御装置である。

第六態様に係る発明は、前記露光光量算出部が、前記画素値を前記補正係数に変換する変換テーブルを参照して、前記補正点の画素値から前記補正係数を得ることを特徴とする第一態様から第五態様のうちのいずれか１態様に記載の露光制御装置である。

第七態様に係る発明は、
前記変換テーブルが、前記画素値に対し単調増加し、予め定められた値以上で前記１次補正値と前記２次補正値とが同一の値となる補正係数に飽和した単調増加パターンのテーブルであり、
前記１次補正値が、前記補正点の、予め形成した、前記補正係数が飽和した領域内の画素値からなる画像を形成して該画像を光電的に読み取って得た読取り画素値と期待値とに基づいて算出される補正値であることを特徴とする第六態様に記載の露光制御装置である。

第八態様に係る発明は、第一態様から第七態様のうちのいずれか１態様に記載の露光制御装置を備え、前記露光器により形成された２値化スクリーン潜像に基づく画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。

第九態様に係る発明は、前記複数の補正点が、濃度ムラを引き起こす回転体の一周期に応じた範囲に広がるように分散配置されていることを特徴とする第八態様に記載の画像形成装置である。

第十態様に係る発明は、プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、該情報処理装置を、第一態様から第八態様のうちのいずれか１態様に記載の露光制御装置として動作させることを特徴とする露光制御プログラムである。

第一態様に係る露光制御装置、第八態様に係る画像形成装置、および第十態様に係る露光制御プログラムによれば、画素値自体を補正する場合と比べ、補正の精度が向上する。

第二態様に係る露光制御装置によれば、ベースとなる１次補正値が算出される。

第三態様に係る露光制御装置によれば、１次補正値を算出するにあたり補正点ごとに期待値が異なる画像に基づくよりも、処理が容易である。

第四態様に係る露光制御装置によれば、２値化データ前の画素値を入手できないシステムであっても画素値を得ることができる。

第五態様に係る露光制御装置によれば、２値化スクリーンの種類によらず同一寸法の領域内の２値化データを採用する場合と比べ、精度の高い推測画素データを得ることができる。

第六態様に係る露光制御装置によれば、変換テーブルを採用しない場合と比べ、推測画素データから補正係数への変換が容易である。

第七態様に係る露光制御装置によれば、補正係数が非飽和の画素値からなる画像を用いて１次補正値を算出した場合と比べ、補正の大きなエラーが発生するおそれが低減する。

第九態様に係る画像形成装置によれば、補正点が回転体の一周期とは無関係な範囲に広がっているよりも、プロセス方向の濃度ムラの補正の精度が向上する。

本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。 １つの画像形成ユニット周りの構成を示した模式図である。 本発明の第１実施形態としての露光制御装置の構成を示したブロック図である。 １次補正値テーブル作成の手順を表すフローチャートを示した図である。 補正点の説明図である。 １次補正値テーブルを例示した図である。 補正倍率ＬＵＴの一例を示した図である。 図３に示す露光制御装置の光量制御部における、ユーザ画像形成時の処理の手順を表すフローチャートを示した図である。 スクリーンに応じて定められる領域をイメージした図である。 スクリーンの種類と、プロセス方向の領域の幅に関するＣｉｎの推定誤差を示した図である。 本発明の第２実施形態としての露光制御装置の構成を示したブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置には、本発明の一実施形態としての露光制御装置および露光制御プログラムが含まれている。

この画像形成装置１０は、不図示のパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する）から画像データを受け取り、用紙上に、その画像データに基づく画像を形成する装置である。

この画像形成装置１０は、互いに連結された第１筐体１０ａと第２筐体１０ｂとの２つの筐体を有し、この画像形成装置１０を構成する各部材がそれら２つの筐体に分かれて組み込まれている。

この画像形成装置１０は４色のトナーを用いて画像を形成する構成を有し、第１筐体１０ａの上部には、各色のトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが配列されている。

ここで、符号中のアルファベットは、トナーカートリッジに収容されているトナーの色をあらわしており、それらのうちのＹはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックを表わしている。

以下では、トナーカートリッジを指し示す符号として、色を区別する必要がないときは色を表わすアルファベットは省略して単にトナーカートリッジ１１と称し、色を区別する必要があるときは、数字の後に上記の、その色を表わすアルファベットを付して表わすものとする。トナーカートリッジ１１以外の各要素についても同様である。

各トナーカートリッジ１１内のトナーは、以下に説明する画像形成ユニット１３を構成する現像器１３３に供給される。各トナーカートリッジ１１は交換可能であり、空になると同じ色のトナーを収容した新たなトナーカートリッジ１１に交換される。

第１筐体１０ａ内の、トナーカートリッジ１１の下方には、４つの露光器１２と、４つの画像形成ユニット１３が備えられている。

図２は、１つの画像形成ユニット周りの構成を示した模式図である。

この画像形成ユニット１３は、矢印Ａ方向に回転するドラム型の像保持体１３１を備えており、その周囲には帯電器１３２、現像器１３３、クリーニングブレード１３４、および除電器１３５が配置されている。また、この像保持体１３１の上部には、上述の露光器１２が配置され、さらに、像保持体１３１との間に後述する中間転写ベルト１４を挟んだ位置には、１次転写ロール１５が配置されている。

像保持体１３１は、矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３２により帯電を受ける。

露光器１２は、画像データに応じて変調された露光ビームＬで像保持体１３１上を図２の紙面に垂直な方向に繰り返し走査し、像保持体１３１上に、露光ビームＬの繰り返し走査による静電潜像を形成する。

現像器１３３は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容している。また、この現像器１３３は、現像ロール１３３ａを備えている。この現像ロール１３３ａは、矢印Ｒ方向に回転しながら、現像器１３３内に収容されている現像剤を像保持体１３１に対面した位置に運ぶ。そして、現像ロール１３３ａは、像保持体１３１上の静電潜像を、その現像剤中のトナーで現像し、像保持体１３１上にトナー像を形成する。現像器１３３内には予め定められた量のトナーが収容されるように、対応するトナーカートリッジ１１（図１参照）からトナーが供給される。

現像器１３３の作用により像保持体１３１上に形成されたトナー像は、転写バイアスの印加を受けながら矢印Ｃ方向に回転する１次転写ロール１５の作用により、矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト１４上に転写される。

転写後に像保持体１３１上に残存するトナーはクリーニングブレード１３４により像保持体１３１上から掻き落とされて回収され、さらに除電器１３５によりその像保持体１３１が除電されてそこに残存する潜像が消去され、帯電器１３２により新たに帯電される。

図１に戻って説明を続ける。

４つの画像形成ユニット１３の下には、無端状の中間転写ベルト１４が備えられている。この中間転写ベルト１４は、駆動ロール１６ａやバックアップロール１６ｂを含む複数のロール１６に支持され、画像形成ユニット１３を構成する各像保持体１３１に接しながら矢印Ｂ方向に循環移動する。

この中間転写ベルト１４を挟んでバックアップロール１６ｂに対向する位置には二次転写ロール１７が備えられている。各画像形成ユニット１３に対応して配備された１次転写ロール１５の作用により中間転写ベルト１４上に順次重なるように転写されたトナー像は、中間転写ベルト１４により矢印Ｂ方向にさらに搬送される。そしてこの中間転写ベルト１４上のトナー像は、二次転写ロール１７の作用により、中間転写ベルト１４と二次転写ロール１７とに挟まれた位置に搬送されてきた用紙上に二次転写される。これにより用紙上に未定着のトナー像が形成される。

第１筐体１０ａの下部には、２つの用紙収容部１８ａ，１８ｂが設けられており、各用紙収容部１８ａ，１８ｂには、それぞれ多数枚の用紙Ｐが積層された状態に収容されている。画像形成時には用紙収容部１８ａ，１８ｂから用紙Ｐが取り出されるが、用紙収容部１８ａ，１８ｂ内に収容されている用紙が少なくなるにつれて底板１８１ａ，１８１ｂが上昇する構造となっている。

画像形成にあたっては、これらの用紙収容部１８ａ，１８ｂのうちの、オペレータによる手動で、あるいは自動で指定された一方の用紙収容部に収容された用紙Ｐのうちの最上層の１枚の用紙Ｐがピックアップロール１９ａにより取り出され、複数枚の用紙が一度に取り出されたときはさばきロール１９ｂにより確実に１枚に分離されて、その１枚の用紙が、搬送ロール１９により、搬送路２０ａ，２０ｂ，２０ｃ上に搬送され、その搬送されてきた用紙Ｐの先端が位置決めロール１９ｃにまで達する。また、第１筐体１０ａには、その第１筐体１０ａの外部から用紙を取り込む取込口１１１が設けられており、用紙がこの取込口１１１から取り込まれたときはその取り込まれた用紙は、搬送路２０ｄ，２０ｃ上を搬送されてその先端が位置決めロール１９ｃに達する。位置決めロール１９ｃは、搬送されてきた用紙の姿勢を正すとともに、その用紙の、その後の送り出しタイミングを調整してさらに搬送方向下流側に向けて送り出す役割りを担っている。

この位置決めロール１９ｃは、中間転写ベルト１４上のトナー像が二次転写ロール１７
の位置まで搬送されるのとタイミングを合わせて用紙がその二次転写ロール１７の位置に
搬送されるように、用紙を送り出す。

二次転写ロール１７の作用によりトナー像の転写を受けた用紙は、搬送ベルト２１により搬送されて第２筐体１０ｂに入り、定着器２２に至る。この定着器２２は、加熱ベルト２２１と加圧ロール２２２とを有し、定着器２２まで搬送されてきた用紙は加熱ベルト２２１と加圧ロール２２２とに挟まれて加熱および加圧を受け、用紙上のトナー像がその用紙に定着される。定着器２２を通り過ぎた用紙は、搬送ベルト２３により運ばれてデカーラ２４に到達し、デカーラ２４により反りが矯正される。

デカーラ２４を通過した用紙は、冷却器２５により冷却される。この冷却器２５は、用紙を２本の無端ベルト２５１，２５２で挟んで冷却するタイプのものである。冷却器２５を出た用紙は光学測定器２６により、その用紙上の定着トナー像からなる画像の測定が行われる。この光学測定器２６は、一般の画像形成時には用紙上に画像が正しく形成されていることなどの監視を行う。また調整時には、この画像形成装置１０で各種のチャートや各種の色パッチを用紙上に配列しそれらを測色して色調補正を行なったり、用紙上に画像形成位置や画像倍率調整用の画像を形成し、その画像を測定して画像形成位置や画像倍率の調整を行うなど、この光学測定器２６は各種調整用としての測定を行う役割りも担っている。さらには、この画像形成装置１０で用紙上に一様の色、一様の濃度の画像を形成し、この光学測定器２６で測定して、画像上に傷や濃淡の発生のないことの確認も行われる。

この光学測定器２６を通り過ぎた用紙は排紙ロール２７により排紙台２８上に排出される。

一方、中間転写ベルト１４は、二次転写ロール１７の作用により用紙上にトナー像の二次転写が行なわれた後も矢印Ｂ方向に移動してクリーナ４１に達し、このクリーナ４１により、中間転写ベルト１７上に残存するトナーがその中間転写ベルト１７上から取り除かれる。

以上は用紙の第１面のみに画像を形成するときのプロセスであるが、用紙の両面に画像を形成するときは、以下のプロセスを経る。この場合、上記と同じプロセスで用紙の第１面に画像が形成されてさらに光学測定器２６を通り過ぎる。光学測定器２６を通り過ぎた用紙は、排紙ロール２７に達する手前で搬送路２０ｅに入ってその搬送路２０ｅ上を搬送され、さらに搬送路２０ｆに入る。この搬送路２０ｆに用紙が入ると、その搬送路２０ｆを構成する搬送ロールの回転方向が逆転し、その用紙が搬送路２０ｆから逆向きに送り出されて第１筐体１０ａに戻り、搬送路２０ｂ，２０ｃ上を搬送されて位置決めロール１９ｃに達する。このときの用紙は、画像がまだ形成されていない第２面を中間転写ベルト１４に向けた姿勢となっている。用紙がこのような搬送路を通って位置決めロール１９ｃに達するまでの間に、画像形成ユニット１３側では、その用紙の第２面に形成する画像のトナー像が形成されて中間転写ベルト１４上に転写される。その後は、用紙の第１面への画像形成と同様にして、位置決めロール１９ｃから用紙が送り出されて二次転写ロール１７の作用によりその用紙の第２面にトナー像が転写され、さらに定着器２２、デカーラ２４、冷却器２５、および光学測定器２６を通過して、今度は排紙ロール２７により排紙台２８上に排出される。

また、この画像形成装置１０の第２筐体１０ｂの上部には、画像処理・制御部３０が備えられている。この画像処理・制御部３０には、外部から送られてきた画像データ等を格納しておくメモリ、その画像データに画像処理等の様々な処理を施す演算回路、および、この画像形成装置１０の全体の制御を担う制御回路が備えられている。この画像処理・制御部３０は、プログラムを実行する演算機能を有し、この画像処理・制御部３０を構成している演算回路や制御回路は、この画像処理・制御部３０のハードウェアと、この画像処理・制御部３０で実行されるプログラムとの複合により構成される機能である。

また、この画像処理・制御部３０の下部には、電源ユニット３３が備えられている。この電源ユニット３３は、この画像形成装置１０の各部に必要な電力を供給する。

さらに、この画像形成装置１０には、その画像形成装置１０内の環境温湿度を測定する環境センサ３４が備えられている。この環境センサ３４で測定された温湿度は、画像処理・制御部３０に報告され、この画像形成装置１０の各種の制御に反映される。

さらに、この第２筐体１０ｂの一段低い部分の上に載るようにして、この画像形成装置１０の各種状態を表示するためのモニタ３１やオペレータによる操作を受ける操作パネル３２が配置されている。

以上で、画像形成装置全体の説明を終了し、以下では、本実施形態の特徴である露光制御、すなわち露光器１２から出射される露光ビームＬの光量制御について説明する。

図３は、本発明の第１実施形態としての露光制御装置の構成を示したブロック図である。

なお、図１には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナーを使ったカラー画像を形成する画像形成装置１０が示されているが、この図３以降の説明は、それら４色について共通であり、以下では１色分について図示および説明する。

この露光制御装置５０Ａは、光量調整部５３を除き、図１に示す画像処理・制御部３０で露光制御プログラムが実行されることにより、その画像処理・制御部３０内に構築される。光量調整部５３は、露光器１２内に置かれている。

この露光制御装置５０Ａは、画像編集部５１、データ変換部５２、光量調整部５３、および光量制御部５４を備えている。ここで、光量制御部５４は、１次補正値テーブル６１と補正倍率ＬＵＴ（ルックアップテーブル）６２を備えている。

画像編集部５１には、外部のＰＣから送信されてきた画像データが入力される。この画像データには、グラフィックデータや文字データなどからなる、画像を構成するデータ上の部品と、網点印刷用のスクリーンの種類を表す情報が入力される。そして、この画像編集部５１では、入力された様々なフォーマットからなるデータを統合して、画像を構成する各画素の多値データ、例えば各画素ごとに０～２５５の数値からなる多値データが生成される。スクリーン画像（網点画像）では、画素値０は、網点面積率０％を意味し、画素値２５５は、網点面積率１００％を意味している。ほかの数値も同様である。

画像編集部５１で生成された多値データは、データ変換部５２に入力される。このデータ変換部５２には、スクリーンの情報も受け渡される。そして、このデータ変換部５２では、画像編集部５１から受け取った多値データが、指示されたスクリーンに従ったスクリーン画像（網点画像）を表す２値データに変換される。この２値データの２値を、分かり易さのため、白および黒という表現で説明する。ただし、これはデータ上のことであり、実際の色が白あるいは黒ということではなく、実際の色は、４色のトナーの各々によって異なる。

この２値データは、多値データで表された１つの画素を、白と黒の点の集まりからなるスクリーン画像（網点画像）で表現したデータである。例えば、ある画素が、０～２５５からなる多値データの中の中央の値である１２７を有する網点面積率５０％の画素であったときは、その画素は、指定されたスクリーンに従って配置された、半数ずつの白点と黒点とで表現される。他の値の多値データの場合も同様である。ここで、画像上の白点は露光ビームＬが照射されなかった点を意味し、黒点は露光ビームＬが照射された点であることを表している。

データ変換部５２で生成された２値データは、光量調整部５３に入力される。この２値データは、光量制御部５４にも入力されるが、光量制御部５４についての説明は後に譲る。

光量調整部５３は、図１、図２に示す露光器１２内に設けられている。そして、この光量調整部５３では、受け取った２値データが露光ビームＬのオン、オフに変換される。すなわち、２値データが白を表している点については露光ビームＬをオフにして露光ビームＬを出射せず、黒を表している点については、露光ビームＬをオンにして露光ビームＬを出射して像保持体１３１に照射する。ただし、黒を表している点における、オンにされた露光ビームＬの光量は、光量制御部５４の指示により調整される。

光量制御部５４には、スクリーンの情報と２値データが入力される。この図３に示す第１実施形態の場合、画像編集部５１とデータ変換部５２が一体に構成されていて、多値データを取り出すことができない構造となっている。

なお、図１１に示す第２実施形態の露光制御装置５０Ｂ場合、画像編集部５１とデータ変換部５２とが分かれていて、多値データを取り出すことが可能な構造となっている。このため、第２実施形態の場合、光量制御部５４には、多値データが入力され、スクリーンのデータと２値データの双方のデータが不要となっている。第２実施形態については後で説明することとし、ここでは、図３に示した第１実施形態の露光制御装置５０Ａについて説明を続ける。

光量制御部５４には、１次補正値テーブル６１と補正倍率ＬＵＴ６２が備えられている。これらの１次補正値テーブル６１と補正倍率ＬＵＴ６２は予め作成されてこの光量制御部５４にインストールされたものである。

そこで、ここでは先ず、１次補正値テーブル６１と補正倍率ＬＵＴ６２について説明する。

図４は、１次補正値テーブル作成の手順を表すフローチャートを示した図である。

この１次補正値テーブルの作成は、１台の画像形成装置の使用開始前の準備段階で、あるいは工場出荷前に、各画像形成装置ごとに行われる。

ここでは先ず、用紙上に一様な画像、例えば網点面積率６０％の画像を形成し（ステップＳ０１）、光学測定器２６で各補正点の濃度を測定する（ステップＳ０２）。

図５は、補正点の説明図である。

ここでは、一例として、用紙上の、プロセス方向（用紙搬送方向）について、現像ロール１３３ａ（図２参照）の一周期分の長さの中の等間隔の３２点が補正点として定められている。これは、現像ロール１３３ａの回転ムラに起因する濃度ムラの補正を考慮するためである。また、ここに示す例については、プロセス方向に交わる幅方向についても、用紙の全幅の中の等間隔の３２点が補正点として定められている。図４のステップＳ２では、これら３２×３２の各補正点の濃度が、光学測定器２６で測定される。

なお、図１に示す画像形成装置１０の場合、その装置内に、用紙上の画像の濃度を測定する光学測定器２６が設置されているため、用紙上に一様画像を形成して光学測定器２６で濃度測定を行うこととしている。ただし、濃度測定は、画像形成装置とは別体の測定器で行ってもよい。また、一様画像は、例えば中間転写ベルト１４上に直接に形成したトナー像であってもよく、必ずしも用紙上に形成した画像である必要はない。ただし、その中間転写ベルト１４上に直接に形成された一様なトナー像の濃度を測定するなど、一様画像の形成場所に応じた測定器が必要となる。

図４に戻って説明を続ける。

図４のステップＳ０３では、各補正点の１次補正値が算出される。

図６は、１次補正値テーブルを例示した図である。

この１次補正値テーブル６１は、横３２マス、たて３２マスのテーブルである。各マスは各補正点に対応していて、各マス内に、対応する補正点の１次補正値が記入されている。

ここでは、網点面積率６０％の一様画像を形成して各補正点の濃度が測定される。したがって、各補正点は、網点面積率６０％に対応した、濃度の期待値を持っている。これに対し、各補正点において測定された画素値は、理想的には期待値通りの濃度を表す画素値であるが、様々な誤差要因により期待値と一致するとは限らない。この図６に示す１次補正値テーブル６１の各マスに記載された１次補正値は、各補正点において測定された画素値と期待値との相違を表している。例えば、左上隅の７％は、そのマスに対応する補正点において測定された画素値が期待値よりも７％低い濃度を表す画素値が得られ、濃度を７％加算すると期待値通りになることを意味している。それと同様に、その右隣の５％、さらにその右隣の－２％は、濃度を５％加算すると期待値通りになること、濃度を２％減算すると期待値通りになることを意味している。他のマス内の１次補正値も同様であるが、煩雑さを避けるため、ここでは、数値の記入を省略している。

図３に示す光量制御部５４には、このようにして作成された１次補正値テーブル６１がインストールされる。

図７は、補正倍率ＬＵＴの一例を示した図である。

この図７の横軸は、網点面積率で表した各画素の多値データＣｉｎ（％）、縦軸は補正倍率である。この補正倍率ＬＵＴ６２は、画像形成装置の機種ごと、あるいは複数の機種に跨って、多数の実験等によって決定される。図６に示す１次補正値テーブル６１と同様、この補正倍率ＬＵＴ６２も光量制御部５４にインストールされる。

図８は、図３に示す露光制御装置の光量制御部における、ユーザ画像形成時の処理の手順を表すフローチャートを示した図である。

前述の通り、図３に示す第１実施形態の露光制御装置５０Ａの場合、Ｃｉｎを表す多値データを入手することできない。そこで、この露光制御装置５０Ａでは、Ｃｉｎが推測される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１におけるＣｉｎの推測演算については、後述することとし、ここでは、Ｃｉｎが推測されたものとして説明を進める。

光量制御部５４では、補正倍率ＬＵＴ６２を参照して、その推測されたＣｉｎから補正倍率を算出する（ステップＳ１２）。そして、光量制御部５４ではさらに、１次補正テーブル６１を参照して１次補正値を読み出し、その読み出した１次補正値に算出した補正倍率が掛け算されて、光量調整値が算出される（ステップＳ１３）。この算出された光量調整値は、本発明にいう２次補正値の一例に相当する。そして、光量制御部５４は、算出した光量調整値を光量調整部５３に向けて出力する。

光量調整部５３は、入力された光量調整値にしたがって、各画素ごとの露光ビームＬの光量を調整する。そして、その調整された光量の露光ビームＬで像保持体１３１を露光する。

補正倍率および光量調整値の算出方法について説明する。

図７に示す補正倍率ＬＵＴ６２は、Ｃｉｎ（％）に対し単調増加し、予め定められた値、ここに示す例ではＣｉｎ＝６０％以上では、補正倍率１．０となっている。

前述の一様画像作成の場面ではなく、実際のユーザ画像を形成する場面において、図５の左上隅の補正点に重なる画素の画素値がＣｉｎ＝６０％あるいはそれ以上の値のＣｉｎであったとする。そのときは、その補正点と重なる画素については、露光ビームＬの光量が、予め定められた基準光量よりも、図６に示す１次補正値テーブル６１中の左上隅のマスに記載されている７％強められる。ただし、図５の左上隅の補正点と重なる画素の画素値がＣｉｎ＝３５％だったときは、７％ではなく、７％に、図７の補正倍率ＬＵＴ６２から読み取られる補正倍率０．５が掛け算されて、露光ビームＬの光量が、基準光量よりも７％×０．５＝３．５％だけ強められる。また、図５の左上隅の補正点と重なる画素の画素値がＣｉｎ＝１０％あるいはそれ以下の値のＣｉｎだったときは、７％ではなく、７％に、図７の補正倍率ＬＵＴ６２から読み取られる補正倍率０．０が掛け算されて、７％×０．０＝０％、すなわち基準光量そのものの光量の露光ビームＬが採用される。

図５の左上隅の補正点の右に隣接する補正点のユーザ画像形成時のＣｉｎが、Ｃｉｎ＝３５％だったとする。その時には、上記と同様にして、図６の対応する補正点の１次補正値５％に、図７の補正倍率ＬＵＴ６２から読み取られる補正倍率０．５が掛け算されて、基準光量よりも５％×０．５＝２．５％だけ強められた光量の露光ビームＬが採用される。

同様に、さらにもう１つ右隣の補正点ユーザ画像形成時のＣｉｎが、Ｃｉｎ＝３５％だったとする。その時には、上記と同様にして、図６の対応する補正点の１次補正値－２％に、図７の補正倍率ＬＵＴ６２から読み取られる補正倍率０．５が掛け算されて、基準光量よりも－２％×０．５＝―２．５％とされた光量、すなわち基準光量よりも２．５％弱められた光量の露光ビームＬが採用される。

各補正点に重なる画素については、露光ビームＬの光量が以上のようにして調整される。

次に、隣接する２つの補正点の間の画素の露光ビームＬの光量調整について説明する。

上記の計算方法に基づいて計算された、図５の左上隅の補正点に重なる画素に関する光量補正値が５％、その右隣の補正点に重なる画素に関する光量補正値が２％だったとする。そのとには、それら２つの補正点の各々に重なる２つの画素の間に存在する画素に関しては、５％と２％とが線形補間された光量補正値が採用される。すなわち、それら２つの補正点の各々に重なる２つの画素の中央にある画素については、光量補正値（５％＋２％）／２＝３．５％が採用される。また光量補正値５％の画素との間の距離と光量補正値２％の画素との間の距離が１：２の位置にある画素については、光量補正値（５％×２＋２％）／３＝４％が採用される。他の位置にある画素についても同様である。また、ここでは、幅方向に並ぶ画素について説明したが、プロセス方向についても同様である。

また、幅方向およびプロセス方向の両方向について補正点から外れた位置にある画素については、その周囲の４つの補正点と重なる４つの画素の光量補正値からの２次元的な線形補間で求められる光量補正値が採用される。２次元的な線形補間の演算法は広く知られており、ここでの説明は省略する。なお、ここでは線形補間を採用する旨、説明したが、線形補間である必要はなく、高次の補間演算を採用してもよい。

図４を参照して説明した一様画像は、補正倍率ＬＵＴ６２が１．０となるＣｉｎ６０％の一様画像であり。すなわち、この一様画像は、図６の１次補正値テーブル６１に示した１次補正値と上記のようにして算出した光量補正値とが同一となるＣｉｎの一様画像である。ここで、図４を参照して説明した一様画像が、例えばＣｉｎ＝３５％の一様画像であったとする。この場合でも同様にして、１次補正値が算出される。ただし、この場合には、図７に示した補正倍率ＬＵＴ６２と等価な作用を成す補正倍率ＬＵＴとして、ユーザ画像の画素値が、例えばＣｉｎ＝６０％の時に補正倍率２．０となる補正倍率ＬＵＴが作成される。誤差を無視した理論上は、Ｃｉｎ＝６０％あるいはそれ以上のＣｉｎの一様画像を形成して補正倍率が高々１．０の補正倍率ＬＵＴを作成しても、低いＣｉｎの一様画像を作成して、１．０を超える補正倍率が出現する補正倍率ＬＵＴを作成しても、誤差を無視した理論上は互いに等価である。しかしながら、１．０を超える補正倍率が出現すると誤差が大きく増幅され、これにより、正しく補正されずに画像の濃度ムラがかえって増幅されるおそれがある。そこで、本実施形態では、高々１．０の補正倍率となるように、Ｃｉｎ＝６０％の一様画像を作成することとしている。

次に、図８のステップＳ１１におけるＣｉｎの算出方法について説明する。

ここでは、１つの補正点の周りの、今回使用するスクリーンに応じて寸法が定められた領域内の白点または黒点の数を数えてそれらの比率を算出することで、Ｃｉｎを推定する。

図９は、スクリーンに応じて定められる領域をイメージした図である。

Ｃｉｎ推定のための白点または黒点の数を数える領域はスクリーンに応じて切り換えられる。例えば、一般的に使われている２１２線４５度のスクリーンでは、点灯分解能が２４００ｄｐｉである場合、８の倍数、ここでは８の２倍の１６ラインの領域が選択される。

これは、次の計算式による。すなわち、４５度系スクリーンの場合、０度方向にルート２倍、すなわち約１．４倍の繰り返し周期を持つ。２１２線４５度の場合は、３００線０度の繰り返し周期を持つ。２１２線は１インチ≒２５．４ｍｍの中に２１２個のドットを持つことになり、２５．４ｍｍ／２１２≒０．１２ｍｍのドットが配列される。３００線は、２５．４ｍｍ／３００≒０．０８５ｍｍのドット配列となる。ここで、２４００ｄｐｉで出力される画像の１ドットは２５．４／２４００≒０．０１１ｍｍとなる。したがって、３００線０度の場合、（２５．４ｍｍ／３００）／（２５．４／２４００）＝８ドット単位の繰り返しとなる。そこで、ここでは、２１２線４５度のスクリーンの場合は、プロセス方向について８×２＝１６ラインがＣｉｎ推定のための領域として採用される。幅方向に関しては、幅の広い１２７ドットの領域が採用される。プロセス方向についても、幅方向と同程度に広い領域を採用すれば、Ｃｉｎの推定誤差が減少するが、膨大なメモリ容量を必要とするため、ここでは、繰り返しのドット数の２倍の広さの領域としている。

また、１９０線４５度のスクリーンの場合は、同様にして９の倍数、ここでは９×２＝１８ラインに領域が採用される。幅方向は、１２７ドットである。

ただし、０度または４５度以外のスクリーンの場合は、０度方向の少ないドット数での繰り返し周期を持たないため、領域を決めるにあたり、繰り返しのドット数を特に意識する必要はない。

このようにして、各補正点の周りに２値データの白点および黒点の数を数える領域を設定し、その領域内の、白点を表すデータの数と黒点を表すデータの数を数える。例えば白点の割合が４０％、黒点の割合が６０％だったときは、Ｃｉｎ＝６０％と推定される。また、例えば、例えば白点の割合が８０％、黒点の割合が２０％だったときは、Ｃｉｎ＝２０％と推定される。

図１０は、スクリーンの種類と、プロセス方向の領域の幅に関するＣｉｎの推定誤差を示した図である。

２１２線４５度のスクリーンの場合、前述の計算式の通りの１６ラインの領域を選択すると、１７ラインあるいは１８ラインの領域を選択するよりもＣｉｎの推定誤差が低減する。

また、１９０線４５度のスクリーン場合、１８ラインの領域を選択すると、１６ラインあるいは１７ラインの領域を選択するよりもＣｉｎの推定誤差が低減する。

２０５線２０度あるいは７０度、１８５線１２度あるいは６７度のスクリーンの場合、０度方向の少ないドット数での繰り返し周期を持たないため、１６ライン、１７ライン、１８ラインのいずれの領域を選択しても、Ｃｉｎの推定誤差はいずれも同レベルである。

なお、ここでは、今回使用するスクリーンの情報を得て、そのスクリーンに応じて、白点および黒点の数を数える領域を設定する例について説明したが、使用するスクリーンが予め決められて初期設定されるときは、常にその初期設定されたスクリーン用の領域を採用してもよい。

このようにして、図８のステップＳ１１でＣｉｎが推定されると、前述の通り、図７に示す補正倍率ＬＵＴ６２が参照されて、その推定されたＣｉｎに対応する補正倍率が算出され（ステップＳ１２）、さらに、図６に示す１次補正値テーブル６１が参照されて、光量調整値が算出され、その光量調整値に応じて、露光器１２から照射される露光ビームＬの光量が調整される。

図１１は、本発明の第２実施形態としての露光制御装置の構成を示したブロック図である。ここでは、図３に示した第１実施形態の露光制御装置５０Ａとの相違点についてのみ、説明する。

図３に示した第１実施形態の露光制御装置５０Ａの場合、光量制御部５４にはスクリーンの情報と２値データが入力され、スクリーンに応じて領域が設定され、その領域内の、２値データが表す白点と黒点の数を数えることによりＣｉｎを推定している。

これに対し、この図１１に示す第２実施形態の露光制御装置５０Ｂの場合、Ｃｉｎを表す多値データの入手が可能であり、光量制御部５４には、その多値データが入力される。光量制御部５４では、上記のようなＣｉｎの推定を行なうことなく、入力されたＣｉｎをそのまま使って（図８、ステップＳ１１）、補正倍率が算出され（図８、ステップＳ１２）、さらに光量補正値が算出される（図８、ステップＳ１３）。

この第２実施形態の露光制御装置５０Ｂの場合も、第１実施形態の露光制御装置５０Ａと同様、Ｃｉｎの値をデータ上で調整する（例えば、Ｃｉｎ＝３５をＣｉｎ＝３８と書き換える）ことなく露光器１２から出射される露光ビームＬの光量が調整される。したがって、Ｃｉｎの値をデータ上で調整する前掲の特許文献１よりも微妙な光量調整が可能である。

なお、ここでは、カラー画像を形成するタンデム型の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、モノクロのプリンタ等にも適用することができる。

１０ 画像形成装置
１２ 露光器
１３ 画像形成ユニット
１３３ 現像器
１３３ａ 現像ロール
１４ 中間転写ベルト
２２ 定着器
２４ デカーラ
３０ 画像処理・制御部
５０Ａ，５０Ｂ 露光制御装置
５１ 画像編集部
５２ データ変換部
５３ 光量調整部
５４ 光量制御部
６１ １次補正値テーブル
６２ 補正倍率ＬＵＴ

Claims (8)

1. 各１次補正値が対応付けられた、互いに離れた複数の補正点の各々について、該補正点の画素値に基づいて該補正点の１次補正値を補正する補正係数を得、該１次補正値と該補正係数とに基づいて該補正点の２次補正値を算出し、前記複数の補正点の複数の２次補正値に基づいて画像上の２次補正値の分布を算出する露光光量算出部と、
   露光により潜像を形成する露光器に、各点ごとの画素値に応じた光量を前記２次補正値に基づいて補正した補正光量による露光により潜像を形成させる露光制御部と、
   多値の画素データの集合からなる画像データを２値化スクリーンで表現された画像を表す２値化データに変換するデータ変換部と、
   を備え、
   前記露光光量算出部が、前記データ変換部で採用される２値化スクリーンのうちの少なくとも０°および４５°のスクリーンについて、前記補正点の周りの、２値化スクリーンの種類に応じて予め定められた寸法の領域内の２値化データに基づいて該補正点の画素値を算出することを特徴とする露光制御装置。
2. 前記１次補正値が、前記補正点の、予め形成した画像を光電的に読み取って得た読取り画素値と期待値とに基づいて算出される補正値であることを特徴とする請求項１に記載の露光制御装置。
3. 前記１次補正値が、前記複数の補正点の期待値が互いに同一となる画像を光電的に読み取って得た読取り画素値と期待値とに基づいて算出される補正値であることを特徴とする請求項２に記載の露光制御装置。
4. 前記露光光量算出部が、前記画素値を前記補正係数に変換する変換テーブルを参照して、前記補正点の画素値から前記補正係数を得ることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の露光制御装置。
5. 前記変換テーブルが、前記が措置に対し単調増加し、あらかじめ定められた値以上で前記１次補正値と前記２次補正値とが同一の値となる補正係数に飽和した単調増加パターンのテーブルであり、
   前記１次補正値が、前記補正点の、予め形成した、前記補正係数が飽和した領域内の画素値からなる画像を形成して該画像を光電的に読み取って得た読取り画素値と期待値とに基づいて算出される補正値であることを特徴とする請求項４に記載の露光制御装置。
6. 請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の露光制御装置を備え、前記露光器により形成された２値化スクリーン潜像に基づく画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記複数の補正点が、濃度ムラを引き起こす回転体の一周期に応じた範囲に広がるように分散配置されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、該情報処理装置を、請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の露光制御装置として動作させることを特徴とする露光制御プログラム。

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