(57)【要約】      （修正有）【課題】  第１の方向と交差する第２の方向のむらが大きい場合にも、その影響を低減し、精度高く第１の方向のムラを補正することができる画像形成装置を得る。【解決手段】  画像信号変換部６０で使用する補正テーブルを作成する際は、テスト画像データ発生回路６４から出力された複数の濃度パターンを含むテスト画像Ｔを感光体周囲長の１／２の間隔（感光体の回転位相差１８０度の間隔）を隔て２回繰り返して形成し、これを画像読取部１２に読み取らせる。補正演算部６２は、読み取った各テスト画像の画像データに基づいて、各濃度パターン毎に、主走査方向の各画素位置Ｘにおける各テスト画像間の出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）を演算する。この平均値ＡＶ（Ｘ）に基づいて、補正テーブルを作成して画像信号変換部６０へ出力する。画像信号変換部６０は、入力された画像データを補正テーブルで補正して出力する。【選択図】        図２
2006343679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、前記感光体を帯電する帯電器、入力された画像データに基づいて前記帯電器により帯電された前記感光体を露光する露光装置、現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記露光装置の露光により形成された静電潜像を該現像剤を用いて現像する現像器、及び前記現像器により現像された画像を被転写体に転写する転写器を備えた画像形成手段と、
第１の方向に同一濃度となるテスト画像が該第１の方向と交差する第２の方向に所定間隔隔てた位置に繰り返し形成されるように、該テスト画像を形成する画像データを前記画像形成手段に出力する画像データ出力手段と、
前記画像形成手段によって形成されたテスト画像の各々を読み取って得られた読取結果に基づいて、前記第１の方向の予め定められた画素毎の濃度の各テスト画像間の平均値を演算する第１演算手段と、
前記第１演算手段で演算された平均値の各々に基づいて、前記テスト画像の濃度に対する前記第１の方向の色ムラを補正するための補正値を予め定められた画素毎に演算する第２演算手段と、
前記第２演算手段で演算された補正値を用いて、入力された画像データを補正する補正手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
感光体、前記感光体を帯電する帯電器、入力された画像データに基づいて前記帯電器により帯電された前記感光体を露光する露光装置、現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記露光装置の露光により形成された静電潜像を該現像剤を用いて現像する現像器、及び前記現像器により現像された画像を被転写体に転写する転写器を備えた画像形成手段と、
第１の方向に同一濃度で、かつ該第１の方向と交差する第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンからなるテスト画像が、該第２の方向に所定間隔隔てた位置に繰り返し形成されるように、該テスト画像を形成する画像データを前記画像形成手段に出力する画像データ出力手段と、
前記画像形成手段によって形成されたテスト画像の各々を読み取って得られた読取結果に基づいて、各濃度パターンにおける前記第１の方向の予め定められた画素毎の濃度の各テスト画像間の平均値を演算する第１演算手段と、
前記第１演算手段で演算された平均値の各々に基づいて、前記濃度パターンの濃度に対する前記第１の方向の色ムラを補正するための補正値を予め定められた画素毎に演算する第２演算手段と、
前記第２演算手段で演算された補正値を用いて、入力された画像データを補正する補正手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項３】
前記所定間隔は、前記第１演算手段により演算される予め定められた画素毎の濃度の平均値が前記第２の方向に所定周期で発生する濃度変動の中心を含む所定範囲内の値となる間隔である請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の方向に所定周期で発生する濃度変動は、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段のいずれかが前記第２の方向に回転することにより生じる変動であって、
前記所定間隔は、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段のいずれかの周囲長に基づいて定められる間隔である請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像データ出力手段は、前記第２の方向に回転する感光体、帯電器、現像剤担持体のいずれかの回転位相差３６０／Ｎ（Ｎは２以上の整数）度だけずれた位置に前記テスト画像がＮ回繰り返して形成されるように前記テスト画像の画像データを前記画像形成手段に出力する請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２演算手段は、前記予め定められた画素毎の濃度の各々の平均値または最頻値を前記テストパターンの濃度に対する目標濃度として演算し、該目標濃度と前記予め定められた画素毎の濃度とに基づいて前記補正値を前記予め定められた画素毎に演算する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記予め定められた画素は、１画素または複数画素である請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成手段によって形成されたテスト画像を読み取る読取手段を更に設けた請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記補正値が前記第１の方向に所定間隔隔てて位置する画素毎に演算された場合に、該補正値に対応する画素以外の画素についての補正値を周辺画素の補正値に基づいて補間することにより算出する請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、電子写真方式により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式により記録媒体上に形成された画像は、記録面内における色の均一性等について他の記録方式、例えばインクジェット記録方式等と比較して劣る。例えば、感光体を露光するレーザ露光量の不均一による主走査方向（感光体の軸方向）のむらや、感光体膜厚の不均一による副走査方向（感光体の回転方向）のむらが混在し、他の記録方式と比べ著しく劣る。また、感光体に限らず、現像ロールや帯電ロールの回転等によっても現像ムラや帯電ムラで色ムラが発生することがある。
【０００３】
この問題を解決するため、感光体の位置情報に基づき、露光量（レーザパワー）を走査方向に変化させ補正する技術が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【特許文献１】特開平９−１９７３１６号公報
【特許文献２】特開２００１−６６８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、副走査方向のむらが大きい場合には、その影響を受けるため、主走査方向のむらを精度よく補正できないという問題がある。また、高濃度部を均一にした場合に、低濃度部が均一になるとは限らない。また、非常に細いスジ（例えば０．５ｍｍ以下）に対してはレーザパワーの強弱が応答せず、かつ、離散的に強度が変化するため、補正によって段差が見えてしまう、という問題もある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して成されたものであり、第１の方向と交差する第２の方向のむらが大きい場合にも、その影響を低減し、精度高く第１の方向のムラを補正することができる画像形成装置を提供することを目的とする。また、特定の濃度に限らず、全濃度域にわたってムラを改善する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明の画像形成装置は、感光体、前記感光体を帯電する帯電器、入力された画像データに基づいて前記帯電器により帯電された前記感光体を露光する露光装置、現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記露光装置の露光により形成された静電潜像を該現像剤を用いて現像する現像器、及び前記現像器により現像された画像を被転写体に転写する転写器を備えた画像形成手段と、第１の方向に同一濃度となるテスト画像が該第１の方向と交差する第２の方向に所定間隔隔てた位置に繰り返し形成されるように、該テスト画像を形成する画像データを前記画像形成手段に出力する画像データ出力手段と、前記画像形成手段によって形成されたテスト画像の各々を読み取って得られた読取結果に基づいて、前記第１の方向の予め定められた画素毎の濃度の各テスト画像間の平均値を演算する第１演算手段と、前記第１演算手段で演算された平均値の各々に基づいて、前記テスト画像の濃度に対する前記第１の方向の色ムラを補正するための補正値を予め定められた画素毎に演算する第２演算手段と、前記第２演算手段で演算された補正値を用いて、入力された画像データを補正する補正手段と、を含んで構成されている。
【０００７】
このような構成によれば、第１の方向と交差する第２の方向のむらが大きい場合にも、その影響を低減し、精度高く第１の方向のムラを補正することができる。
【０００８】
また、第２の発明の画像形成装置は、感光体、前記感光体を帯電する帯電器、入力された画像データに基づいて前記帯電器により帯電された前記感光体を露光する露光装置、現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記露光装置の露光により形成された静電潜像を該現像剤を用いて現像する現像器、及び前記現像器により現像された画像を被転写体に転写する転写器を備えた画像形成手段と、第１の方向に同一濃度で、かつ該第１の方向と交差する第２の方向に濃度が異なる複数の濃度パターンからなるテスト画像が、該第２の方向に所定間隔隔てた位置に繰り返し形成されるように、該テスト画像を形成する画像データを前記画像形成手段に出力する画像データ出力手段と、前記画像形成手段によって形成されたテスト画像の各々を読み取って得られた読取結果に基づいて、各濃度パターンにおける前記第１の方向の予め定められた画素毎の濃度の各テスト画像間の平均値を演算する第１演算手段と、前記第１演算手段で演算された平均値の各々に基づいて、前記濃度パターンの濃度に対する前記第１の方向の色ムラを補正するための補正値を予め定められた画素毎に演算する第２演算手段と、前記第２演算手段で演算された補正値を用いて、入力された画像データを補正する補正手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
このような構成によれば、第１の方向と交差する第２の方向のむらが大きい場合にも、その影響を低減し、精度高く第１の方向のムラを補正することができる。更に、特定の濃度に限らず、全濃度域にわたってムラを改善することができる。
【００１０】
なお、上記第１及び第２の画像形成装置において、前記所定間隔は、前記第１演算手段により演算される予め定められた画素毎の濃度の平均値が前記第２の方向に所定周期で発生する濃度変動の中心を含む所定範囲内の値となる間隔とすることができる。
【００１１】
このような間隔を隔ててテスト画像を繰り返し形成すれば、上記濃度の平均値は、濃度変動の中心を含む所定範囲内の値となるため、第２の方向に所定周期で発生する濃度変動を低減して上記補正値を演算することができる。
【００１２】
また、前記第２の方向に所定周期で発生する濃度変動は、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段のいずれかが前記第２の方向に回転することにより生じる変動であって、前記所定間隔は、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段のいずれかの周囲長に基づいて定められる間隔とすることができる。
【００１３】
感光体を例に挙げると、感光体膜厚の不均一や回転軸の偏芯等があると、図１６に示すように、感光体の回転方向に、感光体の周囲長を１周期として周期的にムラが発生する。従って、感光体の回転方向と交差する方向に同一濃度の濃度パターンを形成して、該方向のムラを補正しようとしても、感光体の回転方向の位置に応じて濃度が変動し、回転方向と交差する方向に生じるムラを補正するための補正値を精度高く演算することができない。また、他の回転体、例えば、上記帯電器や現像剤担持体、転写手段などの回転によっても、帯電ムラや現像ムラ等が生じ、上記と同様に補正値を精度高く演算することができない。
【００１４】
これに対して本発明では、前記所定間隔を、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段のいずれかの周囲長に基づいて定められる間隔とすることにより、これらが回転することにより生じる変動の影響を抑え、精度高く補正値を演算することができる。
【００１５】
例えば、前記所定間隔は、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段のいずれかの周囲長に基づいて、前記感光体、前記帯電器、前記現像剤担持体、及び前記転写手段が回転することにより生じる濃度変動が略相殺されるような間隔（回転位相差）を求め、該間隔だけ隔ててテスト画像を繰り返し形成すればよい。その間隔は特に限定されないが、特に、以下のような間隔でテスト画像が繰り返し形成されるようにすれば好ましい。
【００１６】
すなわち、上記第１及び第２の画像形成装置の前記画像データ出力手段は、前記第２の方向に回転する感光体、帯電器、現像剤担持体のいずれかの回転位相差３６０／Ｎ（Ｎは２以上の整数）度だけずれた位置に前記テスト画像がＮ回繰り返して形成されるように前記テスト画像の画像データを前記画像形成手段に出力することができる。
【００１７】
これにより、濃度変動の影響を最小に抑えて補正値を演算することができる。
【００１８】
また、上記第１及び第２の画像形成装置の前記第２演算手段は、前記予め定められた画素毎の濃度の各々の平均値または最頻値を前記テストパターンの濃度に対する目標濃度として演算し、該目標濃度と前記予め定められた画素毎の濃度とに基づいて前記補正値を前記予め定められた画素毎に演算することができる。
【００１９】
上記平均値を目標濃度として演算する場合には、例えば画像データを補正しない場合に発生する色ムラがなだらかな場合に、このような色ムラを効果的に低減することができる。また、上記最頻体を目標濃度として演算する場合には、例えば画像データを補正しない場合に第１の方向の端部等、第１の方向の一部部分のみに色ムラが発生するような場合に、このような色ムラを効果的に低減することができる。
【００２０】
なお、前記予め定められた画素は、１画素または複数画素とすることができる。
【００２１】
１画素毎に補正値を演算して用いる場合には、精度高く補正することができ、複数画素毎に補正値を演算して用いる場合には、複数画素毎に同じ補正値を用いることができるため、補正値を記憶するメモリ容量を削減することができる。
【００２２】
また、上記第１及び第２の画像形成装置に、前記画像形成手段によって形成されたテスト画像を読み取る読取手段を更に設けることもできる。
【００２３】
例えば、読取手段を、画像形成装置内部の用紙搬送経路上に設けてもよいし、複写機能を有する画像形成装置であれば、原稿を読み取る読取手段と兼用することもできる。
【００２４】
また、前記補正手段は、前記補正値が前記第１の方向に所定間隔隔てて位置する画素毎に演算された場合に、該補正値に対応する画素以外の画素についての補正値を周辺画素の補正値に基づいて補間することにより算出することができる。
【００２５】
これにより、補正値を記憶するメモリの容量を削減しつつ効果的に色ムラを低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、第１の方向と交差する第２の方向のむらが大きい場合にも、その影響を低減し、精度高く第１の方向のムラを補正することができる、という効果を奏する。また、特定の濃度に限らず、全濃度域にわたってムラを改善することができる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１には本実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。
【００２８】
画像形成装置１０は、画像読取部１２、画像記録部１４、及び制御部１６を含んで構成されている。
【００２９】
画像読取部１２は、プラテンガラス等を含んで構成された載置台１８とカバー２０との間に挟持された用紙Ｐに記録された画像を読み取る。具体的には、光源２２からの光を用紙Ｐに照射し、反射光Ｌを反射ミラー２４や図示しないレンズ等によってイメージセンサ２６に結像させる。
【００３０】
イメージセンサ２６は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のラインＣＣＤや信号処理回路、Ａ／Ｄ変換器等を含んで構成されている。各色のラインＣＣＤの受光面には、用紙Ｐの所定方向（図１において紙面に垂直な方向）におけるライン画像に相当する光が結像され、これが電気信号に変換される。そして、この電気信号に対して所定の信号処理及びＡ／Ｄ変換を行うことにより、ライン画像のデジタルデータが得られる。このライン画像の読み取りを図１において矢印Ａ方向に沿って実行することにより、用紙Ｐに記録された画像の画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の画像データ）が得られる。イメージセンサ２６によって読み取られた画像の画像データは、制御部１６へ出力される。
【００３１】
画像記録部１４は、光ビーム出力部２８を備えている。光ビーム出力部２８は、図示しない光源及びレンズ等を含んで構成され、制御部１６から出力されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の画像データに基づいて変調された光ビームを出力する。各色の光ビームは、光走査装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに各々出力される。
【００３２】
なお、各光走査装置は同一構成であるので、光走査装置３０Ｙについてのみ説明し、その他の光走査装置についての説明は省略する。
【００３３】
光走査装置３０Ｙは、ポリゴンミラー３２、折り返しミラー３４、及び図示しないｆθレンズ等を含んで構成されている。光ビーム出力部２８から射出された光ビームはポリゴンミラー３２によって主走査方向（図１において紙面に垂直な方向）に偏向される。偏向された光ビームは図示しないｆθレンズを透過し、折り返しミラー３４によって折り返されて現像ユニット３６Ｙの感光体ドラム３８上に到達する。
【００３４】
画像記録部１４は、各色毎の現像ユニット３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋを備えている。なお、各現像ユニットは同一構成であるので、現像ユニット３６Ｙについてのみ説明し、その他の現像ユニットについての説明は省略する。
【００３５】
現像ユニット３６Ｙは、円柱状の感光体ドラム３８を備えており、この感光体ドラム３８の周囲に帯電器４０、現像器４２、一次転写ローラ４４、クリーナー４６、及び除電装置４８が設けられた構成となっている。
【００３６】
感光体ドラム３８は、図１において矢印Ｂ方向へ回転し、帯電器４０によって一様に帯電される。そして、光走査装置３０Ｙから射出された光ビームは、帯電器４０と現像器４２との間に照射され、感光体ドラム３８上を主走査方向（感光体ドラム３８の軸方向）に走査する。また、副走査は感光体ドラム３８が矢印Ｂ方向に回転することによって成される。これにより、画像に応じた静電潜像が感光体ドラム３８上に形成される。感光体ドラム３８上に形成された静電潜像は、現像剤としてのトナーを担持した現像ロールを有した現像器４２によってトナー現像される。これにより、感光体ドラム３８上に画像に応じたトナー像が形成される。
【００３７】
一次転写ローラ４４は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体ドラム３８と対向して配置されている。中間転写ベルト５０は、搬送ローラ５２によって図１において矢印Ｃ方向に搬送される。そして、感光体ドラム３８上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ４４により中間転写ベルト５０に一次転写される。
【００３８】
他の現像ユニットも同様の処理を行い、各色のトナー像が中間転写ベルト５０に順次重ねて転写されることにより、カラー画像が中間転写ベルト５０上に形成される。
【００３９】
一方、用紙トレイ５４から排出された用紙Ｐは、搬送ローラ５６により図１において矢印Ｄ方向に搬送される。そして、用紙Ｐが二次転写ローラ５８まで搬送され、用紙Ｐが中間転写ベルト５０と共に挟持されると所定の転写電圧が印加され、中間転写ベルト５０上に形成されたカラー画像が用紙Ｐに転写される。
【００４０】
カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着器５９によって定着処理が施され、図示しない排出トレイに排出される。
【００４１】
制御部１６は、他の装置から出力された画像データや画像読取部１２により読み取られた原稿の画像データ（ＣＭＹＫ各色の画像データ）を、後述する補正テーブルを用いて変換（補正）する画像信号変換部６０、補正テーブルを作成する補正演算部６２、例えば図２に示すようなテスト画像Ｔのテスト画像データを発生するテスト画像データ発生回路６４、入力された動作モードに応じて、画像信号変換部６０から出力された補正後の画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力するか、テスト画像データ発生回路６４から出力されたテスト画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力するかを選択する選択器６６等を含んで構成されている。
【００４２】
選択器６６は、動作モードが通常動作モードの場合には、画像信号変換部６０から出力された画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力する。これにより、制御部１６に入力された画像データに基づく画像が用紙Ｐに印刷される。
【００４３】
また、動作モードがテストモードの場合には、テスト画像データ発生回路６４から出力されたテスト画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力する。ここでは、テスト画像が感光体ドラム３８の周囲長の１／２の間隔（副走査方向に回転する感光体ドラム３８の回転位相差１８０度）だけ隔てて２回繰り返して印刷されるように、テスト画像データ発生回路６４から同一テスト画像データを所定のタイミングで２回出力する。これにより、図２に示すように、感光体ドラム３８周囲長の１／２の間隔だけ隔てて同一のテスト画像Ｔが２回印刷される。以下、１回目に印刷されたテスト画像をＴ１、該テスト画像Ｔ１から感光体ドラム３８の回転位相差１８０度分の間隔を隔てて印刷されたテスト画像をＴ２と呼称する。
【００４４】
なお、動作モードは、例えばオペレータが図示しない操作部から所定の操作を行うことにより指定することができる。
【００４５】
以下、テストモードにおける補正テーブルの作成について説明する。ここでは、ＹＭＣＫいずれか１色について補正する場合を例に挙げて説明する。
【００４６】
図２に示すテスト画像Ｔは、主走査方向Ｍにおける色ムラを補正するための補正テーブルを作成する際に使用する画像であり、主走査方向Ｍについて全て同一濃度で、かつ副走査方向Ｓについては階調範囲の下限から上限に向けて予め定めた複数階調毎に段階的に濃度が徐々に濃くなるような複数の濃度パターンを含んで構成されている。なお、本実施形態では、主走査方向Ｍの画素数が７０００、各色の階調範囲が０〜２５５、すなわち画像データが８ビットの構成の場合について説明する。
【００４７】
図２に示すテスト画像Ｔは、一例として前記階調範囲を１０段階に分割した各濃度Ｎ１〜Ｎ１０について、主走査方向Ｍを長手方向とする帯状の濃度パターンを含んで構成されている。なお、テスト画像は、このような構成に限らず、各画素位置において階調範囲の各濃度が確認できるものあればどのようなものでもよい。
【００４８】
選択器６６によってテスト画像データ発生回路６４から出力されたテスト画像Ｔのテスト画像データは、選択器６６を介して光ビーム出力部２８に出力される。これにより、画像記録部１４によってテスト画像Ｔが用紙Ｐに印刷される。
【００４９】
オペレータは、テスト画像Ｔが印刷された用紙Ｐを画像読取部１２にセットし、図示しない操作部から所定の操作を行うことにより画像の読み取りを指示する。これにより、画像読取部１２によってテスト画像Ｔが読み取られ、その画像データ、すなわちＲ，Ｇ，Ｂの各色の画像データが補正演算部６２に出力される。
【００５０】
図３には、補正演算部６２において実行される制御ルーチンのフローチャートを示した。この制御ルーチンでは、主走査方向に生じるムラを補正するための補正値（補正階調値）が各入力階調値毎に演算される。
【００５１】
補正演算部６２では、まずステップ１００において、２回繰り返して形成され画像読取部１２により読み取られたテスト画像Ｔ１、Ｔ２の読取結果（濃度）を入力し、これをＹＭＣＫの画像データに変換する。この変換は予め定めた変換テーブル等を用いて変換することができる。
【００５２】
なお、以下では、画像読取部１２により読み取られたテスト画像Ｔ１、Ｔ２のＹＭＣＫの画像データを構成する各画素（ピクセル）の画素値を出力階調値、テスト画像データ発生回路６４が出力するテスト画像データを構成する各画素の画素値を入力階調値という。
【００５３】
ステップ１０２では、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０の各濃度パターン毎に、主走査方向の各画素位置Ｘにおけるテスト画像Ｔ１の出力階調値とテスト画像Ｔ２の出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）を演算する。ここで、Ｘは、主走査方向の各画素位置を示す変数である。この平均値ＡＶ（Ｘ）を用いて、後述するように、主走査方向に生じるムラを補正するための補正値（補正階調値）が演算される。このように、副走査方向に所定間隔（ここでは感光体ドラム３８の周囲長の１／２）ずらして形成されたテスト画像Ｔ１，Ｔ２間の濃度の平均値を補正階調値の演算に用いることにより、副走査方向に回転する感光体ドラム３８の回転により周期的に生じる副走査方向の濃度変動の影響を低減することができる。
【００５４】
以下、この副走査方向に生じる濃度変動について説明する。
【００５５】
感光体膜厚の不均一や回転軸の偏芯等があると、図１６に示すように、副走査方向（感光体の回転方向）のムラが、感光体ドラム３８の周囲長を１周期として略正弦波状に（周期的に）発生することが知られている。
【００５６】
従って、主走査方向に同一濃度の濃度パターンを印刷しても、副走査方向の位置によって該濃度パターンの出力階調値が変動し、主走査方向に生じるムラを補正するための補正値（補正階調値）を精度高く演算することができない。
【００５７】
図４（Ｂ）に示すように、振幅が１の正弦波において、位相が１８０度ずれたＰ１とＰ２の平均値は、該正弦波の波高の中心値（0.00）に等しくなる。また、同様に位相が１８０度ずれたＱ１とＱ２の平均値も波高の中心値（0.00）となる。
【００５８】
このことから、位相差１８０度の２点平均をとれば、感光体ドラム３８の周囲長を１周期とする周期的な濃度変動（波高）の略中心の値を求めることができる。この２点平均値を各画素位置Ｘの出力階調値として用いることにより、副走査方向の濃度変動の影響がない補正階調値を演算することができる。
【００５９】
従って、本実施の形態では、感光体ドラム３８の周囲長の１／２の間隔（回転位相差１８０度）だけ隔てて同一のテスト画像Ｔ（テスト画像Ｔ１、Ｔ２）を形成し、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０の各濃度パターン毎に、主走査方向の各画素位置Ｘにおけるテスト画像Ｔ１の出力階調値とテスト画像Ｔ２の出力階調値の平均値を演算する。そして、該演算した平均値を補正階調値の演算に用いる。
【００６０】
なお、ここでは、回転位相差１８０度だけ隔ててテスト画像Ｔ１、Ｔ２を形成するが、テスト画像Ｔ１、Ｔ２の形成間隔はこれに限定されない。
【００６１】
図４（Ａ）は、振幅が１の正弦波において、２点間の位相差を０から１８０度まで変化させたときの各位相差毎の２点平均の上記波高の中心値からのずれ量の最大値を示したグラフである。同図に示すように、２点間の位相差が１８０度より小さい場合には、２点平均の上記波高の中心値からのずれ量は０より大きくなる。すなわち、２点平均が濃度変動の中心から離れた値となる。テスト画像を２回印刷するときには、各テスト画像間の間隔を波高の中心値からのずれ量が０となる１８０度の位相差分の間隔にするのが最も好ましいが、これより小さい位相差であっても、該ずれ量がわずかであれば副走査方向の濃度変動の影響を抑えることができる。
【００６２】
従って、副走査方向に生じる濃度変動の影響なく補正階調値を演算することができるずれ量の限界値を予め実験などで求めておき、２点平均の上記波高の中心値からのずれ量の最大値が該求めた限界値以内となる位相差（すなわち、２点平均値が濃度変動の中心±該限界値の範囲内の値となる位相差）でテスト画像を印刷するようにすればよい。
【００６３】
また、ここでは、テスト画像Ｔを位相差１８０度分の間隔を隔てて２回出力して各出力階調値の平均値を求めたが、位相差１２０度分の間隔を隔てて３回出力して各出力階調値の平均値を求めてもよい。すなわち、位相差が３６０度／Ｎのテスト画像をＮ回出力し、各出力階調値の合計をＮで割った平均値を求めるようにしてもよい。これによっても、副走査方向の濃度変動の影響を低減することができる。
【００６４】
ステップ１０４では、上記演算した主走査方向の各画素位置Ｘにおける出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）の各々に基づいて、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０に対する目標階調値をそれぞれ求める。具体的には、各濃度パターン毎に平均値ＡＶ（１）〜ＡＶ（７０００）の合計を７０００で除算して、各入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０の各々について主走査方向の平均値を求める。これを入力階調値に対する目標階調値とする。なお、入力階調値Ｎ１〜Ｎ１０以外の入力階調値に対する目標階調値は、すでに求めた前後の入力階調値に対する目標階調値から補間して求めればよい。例えば入力階調値Ｎ１とＮ２との間の入力階調値に対する目標階調値は、入力階調値Ｎ１、Ｎ２について求めた目標階調値に基づいて補間すればよい。
【００６５】
図５（Ａ）には、主走査方向Ｍにおける各画素位置Ｘについての実際の階調特性及び目標の階調特性を示した。同図（Ａ）では、実線を実際の階調特性、点線を目標の階調特性としている。図５に示すように、実際の階調特性と目標の階調特性とにずれが生じている場合には、その画素位置について補正する必要がある。
【００６６】
このため、ステップ１０６では、主走査方向Ｍにおける各画素位置Ｘについて、各入力階調値に対する補正階調値を所定の演算式により算出し、補正テーブル、すなわち各画素位置における入力階調値と補正階調値との対応関係を表す補正テーブルを作成する。この所定の演算式によって算出される補正階調値は、この補正階調値の画像を用紙に印刷した場合に、その濃度が目標階調値の濃度となるような値である。例えば入力階調値をＤＩ、画素位置Ｘにおける出力階調値の平均値をＡＶ（Ｘ）、目標階調値をＤＭ、画素位置Ｘにおける補正階調値をＤＲ（Ｘ）とした場合、所定の演算式は一例として次式で表すことができる。
【００６７】
ＤＲ（Ｘ）＝ＤＩ＋（ＤＭ−ＡＶ（Ｘ））      ・・・（１）
図５（Ｂ）には、補正テーブルにおける各画素位置Ｘの階調特性（入力階調値と補正階調値との関係）の一例を示した。例えば図５（Ａ）に示す画素位置Ｘ＝２の階調特性のように、出力階調値が目標階調値よりも大きくなる傾向にある画素については、同図（Ｂ）に示すように、その分補正階調値が小さくなるような特性となるように補正テーブルデータを作成する。例えば入力階調値ＤＩが５０、出力階調値ＡＶ（Ｘ）が５３、目標階調値ＤＭが５２の場合、上記（１）式で算出される補正階調値ＤＲ（Ｘ）は４９となる。
【００６８】
このようにして補正階調値を算出して作成した補正テーブルを用いて画像データを変換することにより、出力階調値を目標階調値に略一致させることができる。なお、所定の演算式は上記（１）式に限られるものではなく、装置の特性等によって適宜設定することができる。
【００６９】
上記のような処理を、Ｃ、Ｙ、Ｍの各色についても同様に行うことにより、各色の補正テーブルを作成することができる。
【００７０】
そして、ステップ１０８では、作成した各色の補正テーブルデータを画像信号変換部６０に出力する。
【００７１】
画像信号変換部６０は、図６に示すように、位置情報出力部７０、各色の補正テーブル７２Ｃ、７２Ｍ、７２Ｙ、７２Ｋで構成されている。位置情報出力部７０には、画像データを構成するＣＭＹＫ各色の画像データ、すなわち入力階調値が順次入力され、その入力順序と用紙サイズの情報と、に基づいて、入力階調値の主走査方向Ｍにおける画素位置Ｘを判定して各補正テーブルに出力する。各補正テーブルは、入力された画素位置Ｘと入力階調値に対応する補正階調値を選択器６６に出力する。
【００７２】
図７（Ａ）には、シアンの補正テーブル７２Ｃの構成を、同図（Ｂ）には、補正テーブル７２の数値例を示した。枠内の数値が補正階調値を示している。なお、同図（Ｂ）では、画素位置及び入力階調値を間引いて記載した。同図（Ａ）に示すように、シアンの補正テーブル７２Ｃは、主走査方向Ｍにおける画素位置Ｘと、その画素位置Ｘの入力階調値Ｃｉｎと、を入力し、入力階調値Ｃｉｎを補正した補正階調値Ｃｏｕｔを出力する構成である。なお、他の色の補正テーブルも同様の構成である。
【００７３】
通常動作モードの場合、選択器６６は、画像信号変換部６０から出力された補正階調値から成る各色の画像データを選択して光ビーム出力部２８に出力する。これにより、画像記録部１４において、補正後の画像データに基づく画像が用紙Ｐに印刷される。このようにして用紙Ｐに印刷された画像は、補正しない場合と比較して主走査方向Ｍにおいて色ムラや細かいスジの発生が低減された画像となる。
【００７４】
なお、本実施形態では、テスト画像Ｔは、副走査方向Ｓについては階調範囲の下限から上限に向けて複数階調ずつ濃度が徐々に濃くなるような濃度パターンとしたが、１階調ずつ濃度が徐々に濃くなる又は薄くなるような濃度パターンでもよい。これにより、より効果的に色ムラを低減することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、主走査方向Ｍについて１画素毎に補正する場合について説明したが、主走査方向Ｍについて複数画素毎に補正するようにしてもよい。例えば１０画素毎に補正する場合は、画素位置Ｘ＝１〜１０、１１〜２０、…、６９９１〜７０００の各範囲について出力階調値の平均値を求め、この各範囲の平均値に基づいて目標階調値を求める。そして、求めた目標階調値に基づいて各範囲の補正階調値を求めることにより、補正テーブルを作成する。従って、各範囲内では同じ補正階調値を用いることができるので、補正テーブルの容量を削減することができる。
【００７６】
図８には、補正解像度（補正単位）と目視による色ムラの見え方との関係について本発明者らが実験した結果を示した。図８に示すように、少なくとも補正解像度が５０線／１インチ（１２画素毎に補正）以上であれば色ムラが気にならないレベルであり、補正解像度が１００線／１インチ（６画素毎に補正）以上であれば色ムラは見えないことが判った。従って、補正解像度は５０線／１インチ以上で、好ましくは１００線／１インチ以上に設定するとよい。
【００７７】
また、図９に示す補正テーブルのように、画素位置Ｘ及び入力階調値について間引かれた補正テーブルを作成した場合に補正階調値を補間する場合、その画素位置Ｘ及び入力階調値の周辺の補正階調値から補間するようにしてもよい。例えば補間対象の画素位置をＸａ、補間対象の入力階調値をＤａ、補正階調値が算出されている画素位置であって画素位置Ｘａの前後の画素位置をＸ１、Ｘ２、補正階調値が算出されている入力階調値であって入力階調値Ｄａの前後の入力階調値をＤ１、Ｄ２、画素位置Ｘ１における入力階調値Ｄ１の補正階調値をＤＨ１、画素位置Ｘ２における入力階調値Ｄ１の補正階調値をＤＨ２、画素位置Ｘ１における入力階調値Ｄ２の補正階調値をＤＨ３、 画素位置Ｘ２における入力階調値Ｄ２の補正階調値をＤＨ４とした場合、画素位置Ｘａの入力階調値Ｄａの補正階調値ＤＨａは次式で求めることができる。
【００７８】
ＤＨａ＝Ａ１＋（Ａ２−Ａ１）×（Ｄａ−Ｄ１）／（Ｄ２−Ｄ１）    …（２）
ただし、Ａ１＝ＤＨ１＋（ＤＨ２−ＤＨ１）×（Ｘａ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）
Ａ２＝ＤＨ３＋（ＤＨ４−ＤＨ３）×（Ｘａ−Ｘ１）／（Ｘ２−Ｘ１）
例えば図９の補正テーブルにおいて、画素位置Ｘａ＝４０００の入力階調値Ｄａ＝１００の補正階調値ＤＨａは、同図の矩形枠内に示す４個の補正階調値（９３，９２，１０９，１０８）から上記（２）式によって求めることができ、この場合ＤＨａ＝９８となる。
【００７９】
このように、補正テーブルに存在しない画素位置及び入力階調値についての補正階調値を補間する補間手段を例えば画像信号変換部６０に設けることにより、補正テーブルの容量を削減することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、図２に示すようなテスト画像Ｔを用いて主走査方向Ｍの色ムラを低減するための補正テーブルを作成して画像データを補正する場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、副走査方向Ｓについて全て同一濃度で、かつ主走査方向Ｍについては階調範囲の下限から上限に向けて予め定めた複数階調毎に段階的に濃度が徐々に濃くなるような複数の濃度パターンを含んで構成したテスト画像を用いて、副走査方向にＳにおける色ムラを補正するための補正テーブルを作成することもできる。
【００８１】
また、本実施形態では、感光体ドラム３８の周囲長の１／２の間隔だけ隔てて同一のテスト画像Ｔ（テスト画像Ｔ１、Ｔ２）を形成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、感光体ドラム３８の回転位相差１８０度分の間隔だけ隔てて形成する場合には、図２に示すように感光体ドラム３８の周囲長の１／２の間隔だけ隔てて形成してもよいし、感光体ドラム３８の周囲長の３／２、５／２・・・の間隔だけ隔てて形成してもよい。例えば、テスト画像を２回形成してＹ，Ｍ，Ｃの各色についての各補正階調値を演算する場合には、図１０に示すように、まずＣ色のテスト画像ＴＣ、Ｙ色のテスト画像ＴＹ、Ｍ色のテスト画像ＴＭを互いに感光体ドラム３８の周囲長の１／２の間隔だけ隔てて各々１回目のテスト画像を形成し、２回目のテスト画像は、１回目のテスト画像が形成された位置から感光体周囲長の３／２の間隔だけ隔てて形成する。このように形成した場合でも、各テスト画像は、各色毎に感光体ドラム３８の回転位相差１８０度分の間隔だけ隔てて形成されるので、各々の出力階調値の平均値をとって補正階調値を演算すれば、副走査方向の濃度変動の影響のない補正テーブルを得ることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、各入力階調値に対する目標階調値を、全ての画素位置の出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）の平均値としたが、これに限らず、出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）の最頻値を目標階調値としてもよい。例えば、二次転写ローラ５８が用紙Ｐに対して不均一に接触すること等が原因で主走査方向の両端の濃度のみが低下する傾向にある場合には、各画素位置（Ｘ）の出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）の平均値は、主走査方向の中心付近の頻度の高い出力階調値よりも大幅に低くなってしまうため、該中心付近の画素位置（Ｘ）については適切に補正階調値を算出できなくなる場合がある。従って、二次転写ローラ５８が上記のような特性がある場合には、出力階調値の平均値ＡＶ（Ｘ）の最頻値を目標階調値として設定することにより、用紙Ｐの両端側の濃度が低下するような特性であっても色ムラを目立たなくすることができる。
【００８３】
また、本実施形態では、主走査方向又は副走査方向について色ムラが低減されるように補正する場合について説明したが、両方向について色ムラが低減されるように補正する構成としてもよい。この場合、主走査方向Ｍ用の補正テーブルを含む画像信号変換部と副走査方向Ｓ用の補正テーブルを含む画像信号変換部とを直列に接続した構成とすればよい。これにより、主走査方向Ｍ用の画像信号変換部から出力される各色の補正階調値が副走査方向Ｓ用の画像信号変換部の入力階調値として入力され、何れの方向についても色ムラを低減することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、用紙Ｐにテスト画像を印刷し、これをオペレータが画像読取部１２にセットしてテスト画像を読み取らせ、読み取られた画像の画像データに基づいて補正テーブルを作成する場合について説明したが、図１１に示す画像形成装置１０Ａのように、テスト画像を読み取るためのスキャナ７４を用紙Ｐが排出される位置に設け、テスト画像が排出された時点で自動的に読み取るようにしてもよい。これにより、オペレータの手間を省くことができる。
【００８５】
また、図１２に示す画像形成装置１０Ｂのように、二次転写ローラ５８の手前に中間転写ベルト５０上に形成されたテスト画像を読み取るためのスキャナ７６を設け、このスキャナ７６により読み取ったテスト画像の画像データに基づいて補正テーブルを作成するようにしてもよい。これにより、用紙Ｐにテスト画像を印刷する必要がなく、用紙を節約することができる。
【００８６】
また、画像記録部１４において、複数のスクリーンを切り替えてスクリーン処理することが可能な装置の場合、スクリーンによって色ムラの状態が異なる場合がある。この場合、スクリーンに応じて補正テーブルを作成し、スクリーンに応じて各スクリーンに対応した補正テーブルを作成して用いて画像データを補正するようにしてもよい。
【００８７】
また、本実施形態では、感光体ドラム３８の感光体膜厚の不均一や回転軸の偏芯による副走査方向（感光体の回転方向）の濃度変動を低減させるために、テスト画像Ｔを感光体ドラム３８の周囲長に応じた間隔だけ隔てて複数回形成して濃度の平均値を求める例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、副走査方向に回転する他の回転体、例えば、現像器４２の現像ロール、一次転写ローラ４４、二次転写ローラ５８等の回転によって副走査方向に濃度変動が生じる場合がある。従って、これら回転体の周囲長に基づいた間隔だけ隔ててテスト画像を複数回形成し、濃度の平均値を求めて補正階調値を求めてもよい。また、本実施形態では、帯電器４０を、コロナ放電によって感光体ドラム３８を帯電する帯電器ではなく、回転することにより感光体ドラム３８と接触して帯電する帯電ローラとした場合には、該帯電ローラの副走査方向の帯電ムラにより周期的に濃度変動が生じる場合がある。この場合には、帯電ローラの周囲長に基づいた間隔だけ隔ててテスト画像を複数回形成し、濃度の平均値を求めて補正階調値を求めることができる。
【００８８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、各色毎に１入力１出力型の補正テーブルを作成して各色毎に画像データを補正したが、このような場合、１色のみの画像の場合には色ムラを低減できても、複数色を重ね合わせた画像の場合に色ムラを低減できない場合もある。本実施形態では、複数色を重ね合わせた画像の色ムラも補正できる補正テーブルを作成する。
【００８９】
本実施形態において、図２に示すようなテスト画像Ｔの画像データの他に、図１３に示すように、上から順にイエロー、マゼンダ、シアンの全てを合成した色であるプロセスブラックのテストパターン６８ＰＢ、イエローとマゼンダを合成した色であるレッドのテストパターン６８Ｒ、イエローとシアンを合成した色であるグリーンのテストパターン６８Ｇ、シアンとマゼンダを合成した色であるブルーのテストパターン６８Ｂを含んで構成されたテスト画像ＴCMYの画像データをテスト画像データ発生回路６４に記憶しておく。
【００９０】
そして、上記と同様に、テスト画像ＴCMYを感光体ドラム３８の回転位相差１８０度隔てて２回繰り返して印刷し、用紙Ｐに印刷された各テスト画像ＴCMYを画像読取部１２により読み取らせる。補正演算部６２では、読み取った各テスト画像ＴCMYの各濃度パターンのＲＧＢのデータをＹＭＣのデータに変換する。
【００９１】
次に、プロセスブラックのテストパターン６８ＰＢを読み取った画像データ（Ｃ，Ｍ，Ｙ各色の出力階調値）に基づいて、上記と同様に、先に画素位置の（Ｘ）毎の平均値を求めた上で、各入力階調値に対応する目標階調値を求め、求めた目標階調値に基づいて補正階調値を求める。これをテストパターン６８Ｒ、６８Ｇ、６８Ｂについても同様に行うことにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ３色重ねた場合、ＣとＭ、ＣとＹ、ＭとＹの２色重ねた場合における補正階調値を求めることができる。
【００９２】
さらに、テスト画像ＴCMYについて上記と同様の処理を行い、ＹＭＣＫ各１色についての補正階調値を求める。
【００９３】
そして、これらの結果から、図１４（Ａ）に示すような３入力３出力型の補正テーブル８０を作成する。同図（Ｂ）には、補正テーブルの数値例を示した。なお、同図（Ｂ）では、画素位置及び入力階調値を間引いて記載した。なお、補正テーブルに存在しない各色の入力階調値に対する補正階調値は、例えば各色毎に第１実施形態で説明したのと同様の補間方法を用いて補間することができる。
【００９４】
なお、ブラックについては、上記と同様にテスト画像Ｔを読み取った画像データに基づいて作成した１入力１出力型のブラックの補正テーブルを用いる。
【００９５】
図１５には、一例としてある所定濃度のシアン及びイエローを重ねた画像を補正なしで印刷した場合及び３入力３出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ*との関係を示した。
【００９６】
同図に示すように、３入力３出力型の補正テーブルを用いて画像データを補正した場合、どの画素位置でも明度がほぼ同一となり、１入力１出力型の補正テーブルを用いて各色毎に補正した場合と比較して大幅に色ムラを低減することができる。
【００９７】
このように、３入力３出力型の補正テーブルを用いて画像データを補正することにより、１色の画像だけでなく、２色重ねた画像や３色重ねた画像についても適正に補正することができ、色ムラを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】主走査方向の色ムラを低減するために使用するテスト画像の一例を示すイメージ図である。
【図３】補正演算部で実行される処理のフローチャートである。
【図４】副走査方向に発生する濃度変動を説明する説明図である。
【図５】各画素位置の階調特性を示す線図である。
【図６】画像信号変換部のブロック図である。
【図７】（Ａ）は１入力１出力型の補正テーブルを示す図、（Ｂ）は（Ａ）の補正テーブルの数値例を示す図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、画像データを補正しないで所定範囲の濃度でシアンのみを印刷した場合と、画像データを補正テーブルで補正して所定範囲の濃度でシアンのみを印刷した場合と、における主走査方向Ｍの位置と、明度Ｌ*との関係を示した図である。
【図９】１入力１出力型の補正テーブルの数値例を示す図である。
【図１０】ＹＭＣ各色毎のテスト画像を感光体周囲長の３／２（回転位相差１８０度）の間隔だけ隔てて形成したときの印刷イメージである。
【図１１】変形例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１２】変形例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図１３】３入力３出力型の補正テーブルを作成する際に使用するテスト画像の一例を示すイメージ図である。
【図１４】（Ａ）は３入力３出力型の補正テーブルを示す図、（Ｂ）は（Ａ）の補正テーブルの数値例を示す図である。
【図１５】所定濃度のシアン及びイエローを重ねた画像を補正なしで印刷した場合及び３入力３出力型の補正テーブルで補正して印刷した場合における各画素位置と明度Ｌ*との関係を示す図である。
【図１６】感光体膜厚の不均一や回転軸の偏芯等により、副走査方向（感光体の回転方向）のムラが、感光体ドラムの周囲長を１周期として略正弦波状に周期的に発生することを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ    画像形成装置
１２  画像読取部
１４  画像記録部
１６  制御部
２８  光ビーム出力部
３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ      光走査装置
３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ      現像ユニット
６０  画像信号変換部
６２  補正演算部
６４  テスト画像データ発生回路
６６  選択器
７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋ      補正テーブル
７４、７６  スキャナ
８０  補正テーブル
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２】
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【図１０】
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【図１３】
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