(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に動作するデバイスを用いて画像形成装置に画像を形成させる画像処理装置であって、
入力画像データに対して、前記画像形成装置における階調再現特性を補正する第一の補正手段と、
前記デバイスに起因する周期的な変動を低減するように、前記入力画像データの階調に応じて前記入力画像データを補正する変動補正量を取得する取得手段と、
前記変動補正量の調整を行うか否かを判断する調整要否判断手段と、
前記調整要否判断手段の結果に基づき、前記階調再現特性が変更された場合に、前記変動補正量を調整する調整手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記調整された前記変動補正量を用いて、前記入力画像データを補正する第二の補正手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第一の補正手段は、前記画像形成装置における階調再現特性に基づく階調補正テーブルを用いて、前記画像を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記画像形成装置における作像条件の変更に伴って前記階調再現特性が変更されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
コンピュータに読み込ませ実行させることで、前記コンピュータを請求項１乃至４の何れか一項に記載された画像処理装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項６】
第一の取得手段と、取得手段と、調整要否判断手段と、調整手段とを有し周期的に動作するデバイスを用いて画像形成装置に画像を形成させる画像処理方法であって、
前記第一の取得手段は、入力画像データに対して、前記画像形成装置における階調再現特性を補正するための階調補正テーブルを取得し、
取得手段は、前記デバイスに起因する周期的な変動を低減するように、前記入力画像データの階調に応じて前記入力画像データを補正する変動補正量を取得し、
調整要否判断手段は、前記変動補正量の調整を行うか否かを判断し、
前記調整手段は、前記調整要否判断手段の結果に基づき、前階調再現特性が変更された場合に、前記変動補正量を調整することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いた電子写真プロセスによる画像形成を行う画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を像担持体上に走査することで画像を形成するレーザビームプリンタや複写機等、いわゆる電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置においては一般に、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニング等の複数のプロセスを経て画像を形成する。
【０００３】
ここで、一般的な電子写真プロセスについて説明する。まず帯電手段が、像担持体である感光体を一様に帯電させた後、露光手段が感光体に画像信号に応じたレーザ光を露光し、感光体上に静電潜像を形成する。このときレーザ光が走査する方向を主走査方向といい、この主走査方向と直行する副走査方向に順次感光体を回転させながら、静電潜像を形成する。その後、現像手段が感光体上の静電潜像を現像し、感光体上にトナー像を形成する。その際、現像手段がトナーを帯電させた後、略等速度で回転する現像ローラーを用いて感光体へトナーを供給し、このトナーを静電潜像に付着させてトナー像を形成する。そして、感光体上のトナー像を記録媒体上に転写し、定着することで画像を形成する。なお、感光体上に残った転写残トナーはクリーニング手段により回収される。
【０００４】
従来の電子写真方式の画像形成装置では、環境（温度や湿度など）やトナーの物性（帯電量や粘度など）が経時的に変化するため、階調再現特性が変化する。こうした階調再現特性の変化を抑制するため、入力画像の階調と出力画像の階調を一致するように、γルックアップテーブル（以降、γＬＵＴと記述）の補正や、露光時のレーザーパワーの調整が頻繁に行われる。
【０００５】
一方、このような画像形成装置では、各種の原因によって形成された画像に濃淡による横縞（以下、バンディングと記述する）が発生し、画像の品質を著しく損なうという問題があった。
【０００６】
例えば、感光体の回転速度が変動することによって、露光手段が感光体上を主走査する間隔（以下、走査間隔と記述する）にバラツキが生じ、バンディングが発生する。感光体の回転速度が高いときは走査間隔が大きくなるため、単位面積当たりの露光量が少なくなる。従って、このとき形成された画像は、本来形成したい画像の濃度よりも薄くなる。また感光体の回転速度が低いときは走査間隔が小さくなるため、単位面積当たりの露光量が多くなる。従ってこのとき形成された画像は、本来形成したい画像の濃度よりも濃くなる。
【０００７】
また別の例として、現像ローラーの回転速度が変動することによって、バンディングが発生する場合もある。現像ローラーの回転速度が低いと、供給されるトナーが少なくなる。その結果、静電潜像に付着するトナーも少なくなり、形成される画像は本来形成したい画像の濃度よりも薄くなる。また、現像ローラーの回転速度が高いと、供給されるトナーが多くなる。その結果、静電潜像に付着するトナーも多くなり、形成される画像は本来形成したい画像の濃度よりも濃くなる。
【０００８】
そこで、中間転写ベルト上に形成した画像の読み取り結果に基づいて、露光量を補正する方法が開示されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１４０４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述の通り、階調再現特性が変化してしまうことがあり、特許文献１に開示された方法では適切なバンディングの補正量を維持できない場合がある。
そこで本発明は、画像形成装置の階調再現特性の変化を勘案し、周期性を持ったモジュールに起因するバンディングを階調に応じて好適に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、周期的に動作するデバイスを用いて画像形成装置に画像を形成させる画像処理装置であって、入力画像データに対して、前記画像形成装置における階調再現特性を補正する第一の補正手段と、前記デバイスに起因する周期的な変動を低減するように、前記入力画像データの階調に応じて前記入力画像データを補正する変動補正量を取得する取得手段と、前記変動補正量の調整を行うか否かを判断する調整要否判断手段と、前記調整要否判断手段の結果に基づき、前記階調再現特性が変更された場合に、前記変動補正量を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上本発明によれば、画像形成装置における階調再現特性の変化を勘案し、周期性を持ったモジュールに起因するバンディングを階調に応じて好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成を示すブロック図
【図２】現像ローラーの回転軸のずれを示す模式図
【図３】バンディング補正処理に関わる構成を示すブロック図
【図４】バンディング特性算出処理、補正画像生成処理、バンディング波形調整処理のフロー図
【図５】形成するパッチの模式図
【図６】バンディング特性算出処理における濃度信号を示す模式図
【図７】画像形成装置における露光量と出力画像濃度の関係を示す模式図
【図８】各モジュールのバンディング波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明を好適な実施例に従って詳細に説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施例に示す画像形成装置の構成図である。図１に示す画像形成装置は、エンジン１０とコントローラ１１からなる。エンジン１０は、中間転写ベルト１０１に沿って、中間転写ベルト１０１回転方向Ｒ１の上流から、ＣＭＹＫ各色の画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、濃度センサ１２０、二次転写装置１０２、中間転写ベルトクリーニング装置１０４を有する。また、二次転写装置１０２の下流側には、定着装置１０３が配置されている。
【００１６】
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）各色の画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは、同様の処理を行う。画像形成部１００ａは、感光体ドラム１００１ａ、帯電装置１００２ａ、露光装置１００３ａ、現像装置１００４ａ、一次転写装置１００５ａ、クリーニング装置１００６ａ、回転位相取得部１２１ａを有する。画像形成部１００ｂ、１００ｃ、１００ｄについても同様である。
【００１７】
以下に、画像形成装置の動作を詳細に説明する。
【００１８】
まず、画像形成装置が行う画像形成処理について説明する。
【００１９】
画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄは、各色トナーを使用してそれぞれの感光体上にトナー像を形成し、中間転写ベルト１０１に順次一次転写する。画像形成装置で用いられるトナーは一般に、ＣＭＹＫの４色である。本実施例では、画像形成部１００ａはＣトナー、画像形成部１００ｂはＭトナー、画像形成部１００ｃはＹトナー、画像形成部１００ｄはＫトナーを使用する。なお、画像形成部及び使用する色は４種類に限らない。例えば、淡トナーやクリアトナーがあってもよい。また、各色の画像形成部の順番も本実施例に限定されるものではなく、任意でよい。
【００２０】
トナー像形成は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの順に一定時間ずつタイミングをずらし、並行して実施される。
【００２１】
まず、画像形成部１００ａが有する感光体ドラム１００１ａは、外周面に帯電極性が負極性である有機光導電体層を有し、矢印Ｒ３方向に回転する。
【００２２】
（帯電）
帯電装置１００２ａは、負極性の電圧を印加され、感光体ドラム１００１ａの表面に帯電粒子を照射することにより、感光体ドラム１００１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。帯電された感光体ドラム１００１ａは、矢印Ｒ３方向に回転する。
【００２３】
（露光）
露光装置１００３ａは、コントローラから取得する制御信号にもとづいてレーザ光を駆動し、感光体ドラム１００１ａ上にレーザ光を走査する。これにより、帯電した感光体ドラム１００１ａの表面に静電潜像を形成する。
【００２４】
（現像）
現像装置１００４ａは、略等速度で回転する現像ローラーを用いて、負極性に帯電させたトナーを感光体ドラム１００１ａへ供給する。これにより、感光体ドラム１００１ａ上の静電潜像にトナーを付着させ、静電潜像を反転現像する。
【００２５】
（一次転写）
一次転写装置１００５ａは、正極性の電荷を印加された転写ローラーを用いて、負極性に帯電している感光体ドラム１００１ａ上に担持されたトナー像を中間転写ベルト１０１へ一次転写する。
【００２６】
（クリーニング）
クリーニング装置１００６ａは、一次転写装置１００５ａを通過した感光体ドラム１００１ａ上に残留した残トナー像を除去する。
【００２７】
ここまでは、Ｃの画像形成部１００ａをについて説明したが、画像形成部１００ｂ、１００ｃ、１００ｄについても同様である。カラー画像を形成する場合、これまでの帯電、露光、現像、一時転写、クリーニングの各工程は、各色の画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄにおいて順次進められる。その結果、中間手転写ベルト上には、４色のトナー像が重なった画像が形成される。
【００２８】
（二次転写）
二次転写装置１０２は、中間転写ベルト１０１に担持されたトナー像を、矢印Ｒ２方向に移動する記録媒体Ｐへ二次転写する。
【００２９】
（定着）
定着装置１０３は、トナー像を二次転写された記録媒体Ｐに加圧加熱などの処理を施し、画像を定着させる。
【００３０】
（ベルトクリーニング）
中間転写ベルトクリーニング装置１０４は、二次転写装置１０２を通過した中間転写ベルト１０１上に残留した残トナーを除去する。
【００３１】
以上、画像形成処理について説明した。
【００３２】
以上のような電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置では、各種の原因によってバンディングが発生する。以下に、露光時、現像時、一次転写時に発生するバンディングについて例を示す。なお、各画像形成部と各画像形成部が有する構成に付随する符号ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略する。例えば、画像形成部１００は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを示す。
【００３３】
露光時に発生するバンディングの原因として、感光体ドラム１００１の回転速度の変動が挙げられる。感光体ドラムの回転速度が高いときは走査間隔が大きくなるため、単位面積当たりの露光量が少なくなる。従って、このとき形成された画像は、本来形成したい画像の濃度よりも薄くなる。また、感光体ドラムの回転速度が低いときは走査間隔が小さくなるため、単位面積当たりの露光量が多くなる。従って、このとき形成された画像は、本来形成したい画像の濃度よりも濃くなる。
【００３４】
現像時に発生するバンディングの原因として、現像ローラーの回転軸のずれと回転速度変動が挙げられる。現像処理において、現像装置１００４が感光体ドラム１００１との間で現像が行われる領域（接触現像の場合は現像ニップ、非接触現像の場合は現像ギャップ）へ供給するトナー量は、単位時間当たりに一定となることが望ましい。そのため一般に、現像ローラーは断面が真円の円柱であって、２つの底面の重心を通る直線を軸にして等速回転するように制御される。ところが、現像ローラーにおける各原因によってトナーの供給量が変動してしまうことがある。図２は現像ローラーの回転軸のずれを示す模式図である。図２（ａ）は現像ローラー表面と感光体表面が遠い状態を示し、図２（ｂ）は現像ローラー表面と感光体表面が近い状態を示す。現像ローラーの回転軸にずれがある場合、図２（ａ）の状態と図２（ｂ）の状態とが、現像ローラーの回転周期に同期して交互に繰り返される。すると、現像領域に供給されるトナーの量は、前者では少なくなり、後者では多くなる。また、現像ローラーを駆動するモータの速度むらや、現像ローラーとモータを連結するギアの不良などによって回転速度変動が生じた場合、現像領域に供給されるトナーの量は、現像ローラーの回転速度が高い時には多くなり、低い時には少なくなる。この様に現像領域へのトナー供給量が変わることで、現像効率が変化し、画像の濃淡が発生し、バンディングを生じる。
【００３５】
一次転写時に発生するバンディングの原因として、転写ローラーの回転軸のずれと表面の硬さの不均一性が挙げられる。転写処理において、転写ローラーの回転軸のずれがある場合、感光体ドラムと転写装置間の圧力が変わるため、転写されるトナー像のつぶれ方が変わり、画像の濃淡を発生させる。また、転写ローラーの表面の硬さが不均一であった場合、感光体ドラムと転写装置の接触面積が転写ローラーのつぶれ方により変化する。この際にも、転写効率が変化し、バンディングが発生する。
【００３６】
以上、露光時、現像時、一時転写時に発生するバンディングについて例を示したが、これら以外にもバンディングの要因となりうる周期性を持ったデバイスが各所に存在する。
【００３７】
本実施例では、感光体ドラム、現像ローラー、転写ローラーの回転周期に同期して発生するバンディングに対してバンディング補正処理を行う。その際、入力画像データの階調によりバンディングの特性が異なるため、階調に応じた補正処理を行う。また、階調毎のバンディング特性は、モジュールにより異なるため、モジュールに応じた補正処理を行う。
【００３８】
以下に、バンディング補正処理をについて説明する。図３は、バンディング補正処理を行う構成を示したブロック図である。
【００３９】
濃度センサ１２０は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを通過して中間転写ベルト１０１上に一次転写されたトナー像の濃度を検出する。検出した濃度は、バンディング波形算出部１１０１へ出力する。
【００４０】
回転位相取得部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄは、各モジュールの回転位相を取得する。ここで、各モジュールは、感光体ドラム１００１ａ、１００１ｂ、１００１ｃ、１００１ｄ、現像装置１００４ａ、１００４ｂ、１００４ｃ、１００４ｄそれぞれが有する現像ローラー、一次転写装置１００５ａ、１００５ｂ、１００５ｃ、１００５ｄそれぞれが有する転写ローラーである。回転位相取得部１２１は、各モジュールの回転位相をバンディング波形算出部１１０１とバンディング補正部１１２に出力する。
【００４１】
バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ１２０から取得するトナー像の濃度と回転位相取得部１２１から取得する回転位相に基づいて、各モジュールに起因した複数階調におけるバンディング波形を算出する。バンディング波形算出部１１０１は、算出した各モジュールに起因する複数の階調におけるバンディング波形をバンディング特性格納部１１０２へ出力する。
【００４２】
バンディング特性格納部１１０２はバンディング波形算出部１１０１から各モジュールによって発生した複数階調のバンディング波形を受け取り、格納する。
【００４３】
バンディング特性調整部１１０３は、画像形成装置におけるγＬＵＴが変更された場合、バンディング特性格納部１１０２に格納されているモジュールごとの複数階調のバンディング波形を調整する。
【００４４】
画像入力部１１１は、外部から入力画像データを受け取り、ＹＭＣＫ各色の色画像データを生成し、バンディング補正部１１２に出力する。
【００４５】
バンディング補正部１１２は、回転位相取得部１２１から取得した各モジュールの回転位相に基づいて画像入力部１１１から取得した各色の色画像データを補正する。各色画像データの補正には、バンディング特性格納部１１０２から取得した各モジュールの複数階調に応じたバンディング波形を用いる。バンディング補正部１１２は、各色画像データを補正し、補正した画像データ（以下、補正後画像データ）を階調補正部１１３に出力する。
【００４６】
階調補正部１１３は、バンディング補正部１１２から各色の補正後画像データを受け取り、γルックアップテーブル（以下、γＬＵＴ）を用いて階調補正を行う。階調補正部１１３は、各色の階調補正した画像データ（階調補正後画像データ）をハーフトーン処理部１１４へ出力する。この際、階調補正は、入力される画像データと画像形成装置から出力される画像濃度が線形な関係になるように補正する。
【００４７】
ハーフトーン処理部１１４は、階調補正部１１３から各色の階調補正後画像データに対してハーフトーン処理を施し、画像形成装置１１３が出力可能なハーフトーン画像データを生成する。ハーフトーン処理部１１４は生成したハーフトーン画像データを画像形成制御部１１５へ出力する。
【００４８】
画像形成制御部１１５は、ハーフトーン処理部１１４から受け取ったハーフトーン画像データに基づいてエンジン１０へ制御信号を出力し、画像形成処理を行う。
【００４９】
以下に、バンディング補正処理について詳細に説明する。本実施例が行うバンディング補正処理は、バンディング特性算出処理と、補正画像データ生成処理の２つからなる。
【００５０】
■バンディング特性算出処理
図４（ａ）は、バンディング特性算出処理のフローを示す図である。バンディング特性算出処理は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄそれぞれに対して実施する。これまでと同様に、各構成に付随する符号ａ、ｂ、ｃ、ｄは省略する。例えば、画像形成部１００は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄを示す。
【００５１】
ステップＳ４０１において、パッチ形成処理を行う。
【００５２】
図５（ａ）は、パッチ形成および読み取りの模式図である。パッチ形成処理は、前述の画像形成処理と同様に画像形成部１００が形成したトナー像を中間転写ベルト１０１へ一次転写することで実施される。形成されるパッチは、複数の階調を表す均一な画像であり、副走査方向の長さは各モジュールの周期より充分に長くなるよう設計されている。なお、主走査方向の長さに関しては、後述のステップＳ４０２で用いる濃度センサ１２０で検知するのに足りる長さであればよい。
【００５３】
また、パッチ形成処理と並行して、回転位相取得部１２１は、パッチ形成開始から各モジュールの回転位相ｐｈを取得し、バンディング波形算出部１１０１へ出力する。回転位相の取得は、各モジュールに設置したロータリーエンコーダを用いる方法や、特定の回転角で信号を出力するホームポジションセンサと駆動時間から算出する方法などを用いる。
【００５４】
ステップＳ４０１におけるパッチ形成処理、および、Ｓ４０２後述のパッチ読み取り処理、バンディング波形算出処理Ｓ４０３は、階調毎に行われる。ここで、処理の行われる複数の階調は、画像形成装置のダイナミックレンジ（出力可能な濃度域）に対して、なるべく均等に設定されていることが望ましい。また、階調数は、多いほど階調毎のバンディング特性の違いを精度良く検出できるが、許容されるパッチ数や要求精度を鑑み、適切に設定すればよい。一般的には、３〜２０階調程度が適当と思われる。
【００５５】
ステップＳ４０２において、パッチ読み取り処理を行う。
【００５６】
濃度センサ１２０は、ステップＳ４０１において中間転写ベルト１０１上に転写されたパッチの各位置ｙの濃度ＯＤを検出し、バンディング波形算出部１１０１に出力する。
【００５７】
ステップＳ４０３において、各モジュールのバンディング波形算出処理を行う。
【００５８】
バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ１２０から取得した濃度信号ＯＤ（ｙ）と回転位相取得部１２１から取得した各モジュールの回転位相ｐｈから、各モジュールのバンディング波形ΔＯＤ（ｐｈ）を算出する。図６（ａ）はステップＳ４０２において各パッチ位置で検出された濃度信号ＯＤ（ｙ）の一例である。図６（ａ）が示すグラフの縦軸は濃度信号ＯＤを示し、横軸はパッチの測定位置を示している。ここでは、説明を簡易にするため、パッチ位置０ｍｍで各モジュールの回転位相が０である例を示す。図６（ａ）の濃度信号ＯＤ（ｙ）は、平均濃度が０．６であり、感光体ドラム、現像ローラー、転写ローラーに起因する濃度変動ΔＯＤが重畳した結果である。
【００５９】
バンディング波形算出部１１０１は、図６（ａ）が示し濃度信号ＯＤ（ｙ）に基づいて、各モジュールに起因したバンディング波形を算出する。つまり、本実施例では３つのバンディング波形が得られる。バンディング波形の算出方法について、感光体ドラムに起因するバンディング波形を例に説明する。バンディング波形算出部１１０１はまず、感光体ドラムの回転周期である７０ｍｍ毎に濃度信号ＯＤ（ｙ）を切り出す。ここでは、濃度センサ１２０により３５０ｍｍ分のパッチ測定結果があるので、感光体ドラムの周期７０ｍｍで濃度信号ＯＤ（ｙ）を切り出すと、５つの波形が得られる。そして、切り出された５つの濃度信号ＯＤｎ（ｐｈ）（ｎ＝１，２，３，４，５）の平均化を行う。この際、パッチ測定位置０は、感光体ドラムの回転位相ｐｈ０と対応づけられており、回転位相ｐｈの０から２πの区間を切り出している。切り出した５つの波形を式（１）のように平均化し、濃度信号ＯＤａｖｅ（ｐｈ）を得る。
【００６０】
【数１】
0006039241.tif 000002
【００６１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）が示す濃度信号ＯＤ（ｙ）を切り出して得られる５つの濃度信号ＯＤｎ（ｐｈ）（ｎ＝１，２，３，４，５）と、５つの波形を平均化して得られる濃度信号ＯＤａｖｅ（ｐｈ）を示す。切り出された個々の濃度信号ＯＤｎ（ｐｈ）は、感光体ドラムとは異なる周期をもつ他のモジュールによる影響を受けているため、それぞれ異なる波形をしている。そこで５つの波形を平均化することにより、他のモジュールによる影響を相殺し、感光体ドラムに起因する濃度変動とほぼ同じ波形を抽出することができる。なお、感光体ドラム５周期分の信号を平均化する例を示したが、パッチサイズおよび平均化に用いる信号数は、許容されるパッチサイズおよび所望のバンディング波形算出の精度を鑑みて設定すれば良い。
【００６２】
さらに、バンディング波形算出部１１０１は、濃度信号ＯＤａｖｅ（ｐｈ）の傾き補正処理を行う。濃度信号ＯＤａｖｅ（ｐｈ）の始点（位相が０）の値と終点（位相が２π、感光体ドラムの場合７０ｍｍ）の値かを結ぶ直線の傾きを求め、傾きが０になるように式（２）の通りに濃度信号ＯＤａｖｅ（ｐｈ）を補正し、濃度信号ＯＤ’（ｐｈ）を算出する。
【００６３】
【数２】
0006039241.tif 000003
【００６４】
後述する補正画像形成処理では、バンディング波形を繰り返し繋げて用いるため、傾き補正処理を行い、バンディング波形の始点と終点の間に連続性を確保することが好ましい。さらに、バンディング波形算出部１１０１は、式（３）の通りに傾き補正した濃度信号ＯＤ’（ｐｈ）の平均濃度を０にし、パッチ測定した階調におけるバンディング波形ΔＯＤ（ｐｈ）を算出する。
【００６５】
【数３】
0006039241.tif 000004
【００６６】
ここで、ｍｅａｎ（ＯＤ’（ｐｈ））は濃度信号ＯＤ’（ｐｈ）の平均濃度を表わす。以上の手順により、感光体ドラムに起因するバンディング波形を算出できる。
【００６７】
バンディング波形算出部１１０１は、感光体ドラムに続き、現像ローラー、転写ローラーそれぞれに起因するバンディング波形を算出する。現像ローラーの周期は４０ｍｍ、転写ローラーの周期は３０ｍｍである。感光体ドラムの場合と同様に、図６（ａ）が示す濃度信号ＯＤ（ｙ）に基づき、各周期で切り出した複数の波形を平均化し、平均化によって算出された濃度信号ＯＤａｖｅ（ｐｈ）からモジュールごとのバンディング波形ΔＯＤ（ｐｈ）を算出する。そして、バンディング波形算出部１１０１は、各モジュールに対応するバンディング波形ΔＯＤ（ｐｈ）を階調特性算出部１１０２に出力する。なお、各モジュールに対応するバンディング波形を算出する順序は任意で良い。また、本実施例では、説明を平易にするためモジュール回転周期と同周期の正弦波に近い波形を例に挙げたが、これに限らず、周期毎に繰り返している成分があればランダムな波形でも適用可能である。
【００６８】
以上、ステップＳ４０３においてバンディング波形算出部１１０１は、ステップＳ４０２において濃度センサ１２０が階調毎に読み取った一つのパッチ画像から、各モジュールに起因しているバンディングをそれぞれ分離し、各モジュールのバンディング波形を算出する。
【００６９】
ここで、各モジュールによって異なるバンディング波形の階調特性について説明する。
【００７０】
図６（ｃ）は、モジュールごとに階調と最大濃度変動量の相関を示している。この例において、感光体ドラム周期の最大濃度変動量は、濃度０．９付近で最も高く、低濃度側、高濃度側になるにしたがって振幅値は減少する。一方、現像ローラー周期の最大濃度変動量は、高濃度側で最大となり、平均濃度が下がるに従い振幅値は減少する。転写ローラー周期の最大濃度変動量は、濃度０．３付近で最大となり、そこから離れるに従い振幅値が減少する。このようにモジュール毎に異なる階調特性には、以下の理由が考えられる。
【００７１】
まず感光体ドラムの場合、感光体ドラムの速度変動は露光時の露光量密度と強く関連している。感光体ドラムの回転速度が速ければ、露光量は少なくなり、感光体ドラムの回転速度が遅ければ、露光量は多くなる。図７（ａ）は、電子写真方式の画像形成装置における露光量と出力画像濃度の相関を示している。図７（ａ）からわかるように通常、電子写真方式の画像形成装置では、露光量と濃度の関係が非線形である。高濃度、低濃度側の領域では、露光量の変動に対して濃度変動が少なく、中濃度では、露光量の変動に対して濃度変動が大きい。つまり、感光体ドラムの速度変動により露光量変動が起こった場合、中濃度ほど最大濃度変動量が大きくなると考えられる。バンディング振幅値は、γの傾きが少なければ低く、γの傾きが大きければ大きくなる。
【００７２】
なお、入力画像信号と線形に露光量を設定すると、入力画像信号と出力画像濃度が線形な関係にならない。このため、階調補正部１１３は、図７（ｂ）に示すような露光量と濃度の関係の逆特性を持った階調補正を行う。画像形成装置は、階調補正された信号に線形な露光量で画像形成を行うため、入力される画像データと画像形成装置から出力される画像濃度は線形な関係になる。
【００７３】
本実施例において、現像ローラーの回転速度の変動は、現像領域へのトナーの供給量と強く関係している。前述の通り、現像ローラーの回転速度が高いと、供給されるトナー量が多くなり、現像ローラーの回転速度が遅いと、供給されるトナー量が少なくなる。感光体ドラムに現像されるトナー量は、低濃度の画像では少なく、高濃度の画像では多い。低濃度の画像を現像する際には、現像領域へ供給されるトナー量が増減しても、現像に充分なトナー量が供給されていれば、現像されるトナー量への影響は少ない。このため、低濃度では現像ローラーの回転速度の変動が起きても、バンディング波形の振幅も低くなる。一方、高濃度の画像を現像する際には、現像領域へ供給されるトナー量が減少してしまうと、現像に必要なトナー量が不足してしまう。従って現像ローラーの回転速度の変動の影響をうけやすく、高濃度では現像ローラーの回転速度変動に起因するバンディングの最大濃度変動量が大きくなってしまう。
【００７４】
本実施例において、転写ローラーの回転速度の変動はトナーのつぶれと強く関係している。転写ローラーの回転速度が遅くなるとトナーはつぶれやすく、早いとトナーはつぶれにくい。低中濃度の領域では、ドット間に距離があり、非ドット部の面積が大きい。このため、トナーがつぶれるとドット部と非ドット部の面積比率が変わり、濃度が大きく変化する。しかし、高濃度の領域では、非ドット部が少ない。よって高濃度の領域では、主にトナーの厚みによって濃度が変わるので、ドットのつぶれによる画像濃度への影響が少ない。
【００７５】
上述のように、各モジュールにおける濃度変動が与える影響は、形成する画像の濃度（階調）によって異なるため、それぞれのバンディング波形はいずれも階調に依存する。そこで、バンディング特性算出処理では、各モジュールの回転位相と階調に応じて発生するバンディングの特性を算出する。
【００７６】
■補正画像データ生成処理
次に、補正画像データ生成処理を行う。図４（ｂ）は、補正画像データ生成処理のフローを示す図である。
【００７７】
ステップＳ５０１において、画像データ入力処理を行う。まず、画像データ入力部１１１は、外部から入力画像データを受け取る。次に画像入力部１１１は、受け取った入力画像データをもとに画像形成装置が持つ各色材色に対応する画像データＩ（ｘ、ｙ）を生成する。ここで、ｘは画像データの主走査方向の位置、ｙは副走査方向の位置である。また、以降の説明を簡易にするため、画像データＩは、所望の濃度値であるものとする。
【００７８】
後述するバンディング補正処理Ｓ５０２と階調補正処理Ｓ５０３とハーフトーン画像生成処理Ｓ５０４は、ここで生成された各色の画像データＩ（ｘ、ｙ）それぞれに対して行う。
【００７９】
ステップＳ５０２において、バンディング補正処理を行う。バンディング補正部１１２は、ステップＳ５０１において生成された各色の画像データＩ（ｘ、ｙ）のうち、バンディング補正処理が未実施のものを１つ選択し、選択した画像データＩ（ｘ、ｙ）に対するバンディング補正処理を行う。まず、バンディング補正部１１２は、選択した画像データＩ（ｘ、ｙ）において、副走査位置ｙの等しい画素群（以下、ラインと記述する）ごとに、回転位相取得部１２１から各モジュールにおける現在の回転位相を取得する。次に、形成する画像の処理対象ラインが現像される時点の各モジュールの回転位相ｐｈ（ｙ）を算出する。処理対象ラインが現像される時点の各モジュールにおける回転位相ｐｈ（ｙ）は、各モジュールの周期と現在の回転位相と、画像が形成されるまでの時間から容易に算出可能である。ラインごとの処理を副走査方向の画素数分繰り返す。次に、バンディング補正部１１２は、バンディング特性格納部１１０２から取得した各モジュールのバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）を参照し、算出した各モジュールの回転位相ｐｈ（ｙ）と画素Ｉ（ｘ，ｙ）の階調に基づいて、式（５）の通りに画素ごとに補正する。全ての画素に対して補正を行った後、バンディング補正部１１２は補正後画像データを出力する。
【００８０】
【数４】
0006039241.tif 000005
【００８１】
ここでｍは、モジュールの識別番号である。画像データＩ（ｘ、ｙ）は、位置（ｘ、ｙ）での濃度値である。実際に画像を形成する際には、各モジュールによって発生する濃度変動ΔＯＤが重畳する。各モジュールに起因するバンディングΔＯＤは、各モジュールにおけるバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）を参照し、各モジュールの回転位相ｐｈ（ｙ）と所望の濃度値Ｉ（ｘ、ｙ）から予測可能である。なお、バンディング特性格納部１１０２に格納されている各モジュールのバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）は離散値であるため、式（４）で用いる際には最近傍のデータを用いる、もしくは、線形補完等の処理を加える等すればよい。
【００８２】
図６（ｄ）は、各モジュールが図６（ｃ）の特性をもった画像形成装置において、平均濃度０．３、０．６、１．２のパッチを出力した場合の濃度変動の例である。濃度０．６を目標とした濃度変動は、感光体ドラム、現像ローラー、転写ローラーそれぞれの周期の振幅０．０３の正弦波が重畳している。濃度１．２では、現像ローラーに起因するバンディングが強くなるため、主に４０ｍｍ周期の変動が大きく観察される。濃度０．３では、転写ローラーの変動が強くなる。このように、バンディング特性格納部１１０２に格納されているバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）を用いることで、入力画像の階調に応じて発生するバンディングの特性の違いを予測することができる。このため、全モジュールの濃度変動ΔＯＤを積算し、予め画像データＩから減算しておく。これにより、画像形成処理で発生するバンディングを相殺し、バンディングによる画像の劣化を低減することができる。
【００８３】
ステップＳ５０３において、階調補正処理を行う。階調補正部１１３は、前述のように、入力画像データと画像形成装置から出力される画像濃度が線形になるように、補正画像データＯに階調補正を施し、階調補正された画像データＯ’’（階調補正後画像データ）を生成する。
【００８４】
ステップＳ５０４において、ハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理部は、階調補正後画像データＯ’’にハーフトーン処理を施す。
【００８５】
以上のステップＳ５０２からＳ５０４の処理を、各色の画像データ全てに対して終え、補正画像データ生成処理を終了する。
【００８６】
生成された補正画像データは、画像形成制御部１１５へ出力され画像形成が行われる。
【００８７】
以上説明したように、本実施例によれば、各モジュールの回転位相と形成する画像濃度に応じて発生するバンディングの特性を算出し、算出されたバンディング特性に基づいて入力画像にバンディング補正処理を行う。これにより、複数のモジュールに起因する複数階調のバンディングを好適に抑制することができる。
【００８８】
■バンディング波形調整処理
次に、バンディング特性調整部１１０３が行うバンディング波形調整処理について説明する。画像形成装置では、温度、湿度等の環境変化や経時変化に対応するため、諸所の作像条件、例えば、感光体ドラムの帯電電圧、現像ローラーの現像バイアス、レーザーパワー等を制御する。こうした作像条件の変更に伴い、画像形成装置の階調再現特性は当然変化する。一般に、このような階調再現特性の変化を吸収するため、階調補正部１１３で用いるγＬＵＴは変更される。
【００８９】
γＬＵＴの変更は、公知の方法である。例えば、図５（ｂ）に示すように再度複数階調のパッチ測定を行い、γＬＵＴを再生成する方法がある。あるいは、特定の階調のパッチ測定した結果から、任意の値に対しては線形補完等の方法によってγＬＵＴを修正する場合もある。なお、前述の作像条件の変更以外にも階調再現特性が変化する場合がある。例えば、トナーの撹拌によるトナー帯電量、粘度等の変化に起因するものなどである。こうした場合にも、図５（ｃ）に示すように通常の画像形成処理中の画像間に特定のパッチ画像の形成・測定を行う等して、所定のタイミングでγＬＵＴの調整を行う場合がある。
【００９０】
バンディング波形調整処理は、階調補正部１１３におけるγＬＵＴが変更された際に行われる。図７（ｃ）および図７（ｄ）は、露光量の変動と出力濃度の関係を示す模式図である。図７（ｃ）に示す例は、露光量Ｅに対して出力濃度ＯＤが線形な関係になっている。ここで、目標となる露光量Ｅの全領域に対して、ある回転位相で変動ΔＥが加わると、出力濃度変動ΔＯＤは、ΔＯＤ＝ｋ・ΔＥとなる。ここでｋは、露光量Ｅと出力濃度ＯＤの関係を示す直線の傾きを表わす。この状態においてパッチ測定された画像に基づいてバンディング特性を算出した場合、上記の特性を反映したΔＯＤがバンディング特性格納部１１０２に格納されることになる。しかし、画像形成装置の階調特性が変化し、階調補正部１１３に用いられるγＬＵＴが変更された場合、図７（ｄ）に示すように同量の変動ΔＥが発生していても出力濃度変動ΔＯＤ＝ｋ・ΔＥとならない。
【００９１】
感光体ドラムの回転速度の変動による露光量変動ΔＥは、階調特性の変動と比較すると変化が少ない。このため、γＬＵＴの変更に伴ってバンディング特性格納部１１０２に格納されている感光体ドラムのバンディング特性ΔＯＤを調整しなければ、適切なバンディング補正を行うことができない。
【００９２】
一方、現像ローラーの回転速度の変動は現像領域へのトナーの供給量へ影響するので、消費されるトナー量が同じであれば、γＬＵＴ変更の影響は受けない。同様に、転写ローラーの回転速度の変動は現像後のトナー像の形状に影響するため、γＬＵＴ変更の影響は受けない。
【００９３】
従って、本実施例では、γＬＵＴが変更された場合、感光体ドラムに起因するバンディングを調整対象とし、現像ローラーおよび転写ローラーに起因するバンディングを調整対象としない。これらの判断は、モジュールに起因するバンディングの発生メカニズムに依存するため、予めモジュール毎に設定された調整要否フラグに基づき行われる。
【００９４】
図４（ｃ）は、バンディング波形調整処理のフローを示す図である。バンディング波形調整処理はバンディング特性格納部１１０２に格納されている各モジュールのバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）に対して行われる。
【００９５】
ステップＳ７０１において、バンディング特性調整部１１０３は、バンディング特性格納部１１０２に格納されているデータが、調整対象となるモジュールか否かを判断する。本実施例では、感光体ドラムが調整対象となる。
【００９６】
ステップＳ７０２において、バンディング特性調整部１１０３は、γＬＵＴが変更される前後の作像条件を取得する。ステップＳ７０１で調整対象である感光体ドラムにおいては、階調補正部１１３から変更前のγＬＵＴ：ＬＵＴｎ−１と変更後のγＬＵＴ：ＬＵＴｎを取得する。
【００９７】
ステップＳ７０３において、バンディング特性調整部１１０３は、バンディング特性格納部１１０２に格納されている調整対象である感光体ドラムのバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）を取得する。
【００９８】
ステップＳ７０４において、ステップＳ７０２で取得した変更前後の作像条件とステップＳ７０３で取得したバンディング特性ΔＯＤ（ｐｈ，ＯＤｍｅａｎ）から、濃度変動の直接的な要因となる物理量を算出する。感光体ドラムにおいては、露光量Ｅ（ｐｈ）を算出する。
【００９９】
【数５】
0006039241.tif 000006
【０１００】
ここで、露光量Ｅ（ｐｈ）はモジュールの回転位相ｐｈにおける露光量Ｅを表わす。つまり、式（８）では、γＬＵＴ変更前に発生していた露光量変動を算出する。
ステップＳ７０５において、変更後の作像条件でのバンディング波形ΔＯＤ’（ｐｈ、ＯＤ’ｍｅａｎ）を算出する。
【０１０１】
【数６】
0006039241.tif 000007
【０１０２】
ここで、ＬＵＴｎ−１はＬＵＴｎの逆特性を持つＬＵＴである。すなわち、γＬＵＴ変更後に変更前と同じ露光量変動が発生した際の濃度変動を予測する。次に、バンディング特性調整部１１０３は、濃度変動ＯＤ’（ｐｈ）から平均濃度ｍｅａｎ（ＯＤ’（ｐｈ））を減算し、バンディング波形ΔＯＤ’（ｐｈ、ＯＤ’ｍｅａｎ）をバンディング特性格納部１１０２へ出力する。
【０１０３】
【数７】
0006039241.tif 000008
【０１０４】
バンディング特性格納部１１０２では、バンディング特性調整部１１０３より受け取ったバンディング波形ΔＯＤ’（ｐｈ、ＯＤ’ｍｅａｎ）に更新される。以上の処理により、γＬＵＴ変更によるバンディング特性の変化を反映し、適切な補正を行うことが可能である。
【０１０５】
以下、画像形成装置の階調再現特性が、図７（ｃ）に示す状態から図７（ｄ）示す状態へ変化した場合を例に、バンディング波形調整処理を説明する。
【０１０６】
まず、階調再現特性の変化に伴い、階調補正部１１３が用いるγＬＵＴは図７（ｂ）の破線（図７（ｃ）の逆特性）から実線（図７（ｄ）の逆特性）に変更される。バンディング特性調整部１１０３は、階調補正部１１３のγＬＵＴ変更に伴い、バンディング波形調整処理を開始する。
【０１０７】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各モジュールのバンディング波形ΔＯＤの例を示す。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図６（ａ）に示した濃度信号ＯＤ（ｙ）から算出した平均濃度ＯＤｍｅａｎが０．６の場合の感光体ドラム、転写ローラー、現像ローラーの例である。ステップＳ７０１において、感光体ドラムのみ調整対象となるので、図８（ａ）には調整前のバンディング波形ΔＯＤ８１と調整後のバンディング波形ΔＯＤ８２を示す。
【０１０８】
ステップＳ７０４までの処理で、バンディング特性格納部１１０２に格納されていたγＬＵＴ変更前のバンディング波形ΔＯＤ８１から、感光体ドラムの速度変動に起因する露光量変動Ｅを算出することができる。この例では、階調補正部１１３のγＬＵＴ変更が行われても、感光体ドラムの速度変動は変化しない。しかし、濃度０．６付近の階調再現特性の傾きは大きい方向に変化している。つまり、濃度０．６の画像を形成するために必要な露光量付近で、階調再現特性の変化前と同じ露光量変動が起こると、変化後ではより大きな濃度変動になってしまう。このため、ステップＳ７０５、Ｓ７０６では、γＬＵＴ変更後のバンディング波形ΔＯＤ８２を算出する。
【０１０９】
こうして得られたバンディング波形ΔＯＤを用いて画像に対して補正を行うことで適正な補正効果を得ることができる。図８（ｄ）に濃度ＯＤｍｅａｎが０．６の場合の各モジュールが重畳した濃度変動を示す。γＬＵＴ変更前の濃度変動８０１から、画像形成装置の階調再現特性の変化の影響を受ける感光体ドラムの成分に変更を加えた濃度変動が、γＬＵＴ変更後の濃度変動８０２となる。例えばここで、γＬＵＴの変更に応じて、感光体ドラム以外のモジュールにも感光体ドラムと同様の変更を加えてしまうと、図８（ｄ）８０３に示す濃度変動に応じて画像を補正してしまうことになり、適正な補正効果が得られない。
【０１１０】
なお、本実施例では、γＬＵＴの変更前後で、階調補正後の画像信号値とレーザーパワーの対応関係は変化しないものとして記述した。しかしながら、画像信号値に対するレーザーパワーのダイナミックレンジが変化した場合は、倍率補正するなどして容易に対応することができる。
【０１１１】
本実施例によれば、画像形成装置の階調再現特性が変化しγＬＵＴが変更された場合でも、モジュール毎に階調に応じたバンディング特性の変化を勘案することで、好適にバンディングを抑制することが可能である。
【０１１２】
［その他の実施形態］
実施例１では、ステップＳ４０２において、パッチ画像を中間転写ベルト１０１上に形成する方法を記載した。他の方法として、感光体ドラム１００１上や記録媒体Ｐ上において、パッチの濃度を検出してもよい。さらに、外部の読み取り装置などを利用する方法も考えられる。
【０１１３】
実施例１では、感光体ドラムに起因するバンディング特性を露光量の変動に置き換えることでγＬＵＴの変更に対応した。つまり、バンディングを濃度の変動ではなく、作像条件に依存しない定常的な物理量に変換することで、作像条件の変化に柔軟な補正を行っている。同様に、例えば、帯電ローラー周期の変動を感光体ドラムの帯電量変動に、現像ローラーの変動をトナー帯電量変動に置き換えるなどすることで、各モジュールに適したバンディング波形ΔＯＤ（ｐｈ、ＯＤｍｅａｎ）の調整を行うことが可能である。さらに、その他の濃度変動に変換可能な物理量として、ローラー速度、モジュール間の距離、圧力、熱量、トナー量、キャリア量などを利用する方法も考えられる。
【０１１４】
実施例１では、ステップＳ７０１において、調整対象となるモジュールか否かを判断した。前述の通り、各モジュールに適した異なる物理量に変換する複数の調整手段を有する場合、モジュールに応じて調整手段を選択する選択手段を設ける等の構成とすることも可能である。
【０１１５】
本発明は、上述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）がコンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した実施例の機能を実現する。
【図１】
0006039241.tif 000009
【図２】
0006039241.tif 000010
【図３】
0006039241.tif 000011
【図４】
0006039241.tif 000012
【図５】
0006039241.tif 000013
【図６】
0006039241.tif 000014
【図７】
0006039241.tif 000015
【図８】
0006039241.tif 000016