画像処理装置及びその制御方法
【課題】 入力画像の階調に応じて適切に補正処理を行い、バンディングを抑制して良好な画像を得る。
【解決手段】 電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置であって、前記デバイスによる画像形成を制御する制御手段と、注目画素に対応する前記デバイスの位相を取得する取得手段と、前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【解決手段】 電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置であって、前記デバイスによる画像形成を制御する制御手段と、注目画素に対応する前記デバイスの位相を取得する取得手段と、前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【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処理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。
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交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。
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。
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。
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。
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】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、バンディングの発生は入力画像の階調によって異なるにもかかわらず、特許文献１に記載された方法では、入力画像の階調を考慮せずに補正する。そのため入力画像の階調に応じた適切な補正ができず、バンディングが残存することがあった。
そこで本発明の目的は、入力画像の階調に応じて適切に補正処理を行い、バンディングを抑制して良好な画像を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明は、電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置であって、前記デバイスによる画像形成を制御する制御手段と、注目画素に対応する前記デバイスの位相を取得する取得手段と、前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
以上本発明によれば、入力画像の階調に応じて適切に補正処理を行い、バンディングを抑制して良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１における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】実施例１の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】実施例１で行う補正テーブル生成処理のフロー図
【図５】実施例１で行う補正画像生成処理のフロー図
【図６】実施例１で形成するパッチの模式図
【図７】（ａ）は実施例１で算出する濃度プロファイルの一例、（ｂ）は（ａ）を現像ローラーの回転周期毎に切り出したもの、（ｃ）は（ｂ）を平均して得られるバンディング波形を示す模式図
【図８】実施例１で算出するバンディング特性テーブルの一例
【図９】実施例１で算出する補正テーブルの１例
【図１０】実施例２で行う補正テーブル選択処理のフロー図
【図１１】実施例２で形成するパッチの模式図
【図１２】実施例２で補正テーブル格納部１１０３が保持している複数の階調補正テーブルの１例
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
＜実施例１＞
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。
【００１０】
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、ローラー位相取得部１２１ａを有する。画像形成部１００ｂ、１００ｃ、１００ｄについても同様である。
【００１１】
以下に、画像形成装置の動作を詳細に説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
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、淡インクやクリアインクがあってもよい。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
（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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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。
【００１９】
（一次転写）
一次転写装置１００５ａは、正極性の電荷を印加され、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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
以上、画像形成処理について説明した。
【００２６】
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。ここで、現像ローラーに起因するバンディングについて詳細に説明する。以下、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。
【００２７】
現像処理において、現像装置１００４が感光体ドラム１００１へ供給するトナーは、時間当たりの供給量が常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。また、現像ローラー及びトナーは常に一定の電位に帯電されている。
【００２８】
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。
【００２９】
例えば、現像ローラーの回転軸のずれがある。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、現像ローラーから感光体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。
【００３０】
また、現像ローラーの回転速度むらも例に挙げられる。回転速度むらは、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生ずる。現像ローラーから感光体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。
【００３１】
この様に現像ローラーにおける各種原因によって、トナー供給量が変わることで画像の濃淡が変化し、バンディングが発生する。
【００３２】
本実施例では、現像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。
【００３３】
以下に、バンディング補正処理について説明する。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。
【００３４】
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。
【００３５】
回転位相取得部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄは、現像装置１００４ａ、１００４ｂ、１００４ｃ、１００４ｄそれぞれが有する現像ローラーの回転位相を取得する。回転位相取得部１２１は、各現像ローラーの回転位相をバンディング波形算出部１１０１と階調補正部１１０４に出力する。
【００３６】
バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ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、バンディング波形を算出する。算出方法については後述する。バンディング波形算出部１１９１は、算出したバンディング波形を補正テーブル生成部１１０２へ出力する。
【００３７】
補正テーブル生成部１１０２は、バンディング波形算出部１１０１から取得したバンディング波形に基づいて補正テーブルを生成し、補正テーブル格納部１１０３へ出力する。
【００３８】
補正テーブル格納部１１０３は補正テーブル生成部１１０２から補正テーブルを受け取り、格納する。
【００３９】
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、補正画像データ生成部１１０４に出力する。
【００４０】
補正画像データ生成部１１０４は、画像入力部１１１から取得した各色の色画像データと回転位相取得部１２１から取得した回転位相に基づいて、各色画像データを補正する。補正には、補正テーブル格納部１１０３に格納された補正テーブルを用いる。補正画像データ生成部１１０４は、生成した各色の補正画像データを画像処理部１１０５へ出力する。
【００４１】
画像処理部１１０５は、補正画像データ生成部１１０４から各色の補正画像データを受け取り、通常のガンマ処理や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。画像処理部１１０５は生成したハーフトーン画像データを画像形成制御部１１３へ出力する。
【００４２】
画像形成制御部１１３は、画像処理部１１０５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。
【００４３】
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、補正テーブル生成処理と、補正画像データ生成処理との２つからなる。
【００４４】
■補正テーブル生成処理
まず、補正テーブル生成部１１０２が補正テーブルを生成する。図４は、補正テーブル生成処理のフローを示す図である。補正テーブル生成処理は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄそれぞれが形成する各色の画像データに対して実施する。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。
【００４５】
ステップＳ４０１において、パッチ形成処理を行う。
【００４６】
図６はパッチの模式図である。パッチは、階調の異なる複数のベタ部から構成されている。図５におけるパッチでは、５つの異なる階調のベタ部が形成されている。各ベタ部は、長方形で均一な階調で表現された画像であり、副走査方向の長さが、現像ローラーの周期の５倍よりも長くなるよう設計されている。なお、副走査方向の長さは、現像ローラーの周期の５倍以上に限らない。要求される補正精度、許容される処理時間・使用メモリ容量などにより、適宜定めればよい。
【００４７】
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。パッチ形成処理において、ローラー位相取得部１２１は、パッチ形成開始からの回転位相を取得し、バンディング波形算出部へ出力する。
【００４８】
ステップＳ４０２において、パッチ読み取り処理を行う。
【００４９】
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濃度を検出する。濃度センサ１２０は複数の読み取り部を有しており、それぞれの読み取り部は、ステップＳ４０１で形成したパッチを構成する各ベタ部に１対１で対応している。つまりここでは、濃度センサ１２０は少なくとも５つの読み取り部を有している。
【００５０】
そして、中間転写ベルト１０１の移動に伴い、各読み取り部の下を、各読み取り部に対応するベタ部が通過する。各読み取り部は、ベタ部の濃度を一定の微小間隔で検知し、濃度検知信号をバンディング波形算出部１１０１へ出力する。つまり、各読み取り部から得られる濃度情報は、連続的な情報ではなく離散的な位相における情報である。濃度を検知する微小間隔は、現像ローラーの周期や中間転写ベルト１０１の搬送スピード、要求される補正精度などを考慮して、適宜定めればよい。
【００５１】
以下のステップＳ４０３及びステップＳ４０４は、パッチを構成する各ベタ部に対してそれぞれ行う。
【００５２】
ステップＳ４０３において、濃度プロファイル算出処理を行う。
【００５３】
図７（ａ）はステップＳ４０３において算出される濃度プロファイルの一例である。まず、バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ１２０から取得した濃度検知信号を副走査方向に順次配列する。次に、バンディング波形算出部１１０１は、回転位相取得部１２１からバッチ形成開始時の回転位相を受け取る。さらに、配列した濃度検知信号とバッチ形成時の回転位相とを同期させて、濃度プロファイルを算出する。つまり、図７（ａ）に示す図は、横軸が現像ローラーの回転位相に対応し、縦軸が濃度を示している。ここでは、現像ローラー４回転分の濃度プロファイルが生成されていることがわかる。
【００５４】
ステップＳ４０４において、バンディング波形算出処理を行う。
【００５５】
まず、バンディング波形算出部１１０１は、図７（ｂ）で示すように、ステップＳ４０３において算出した濃度プロファイルを現像ローラーの回転周期ごとに切り出す。ここでは、４つの波形が切り出される。次に切り出した４つの波形を平均化し、図７（ｃ）で示すようなバンディング波形を算出する。このバンディング波形は、パッチを構成する複数階調のベタ部に対してそれぞれ算出する。本実施例では、５つの異なる階調のベタ部がパッチに形成されているので、５つのバンディング波形が得られることになる。
【００５６】
さらに、算出したバンディング波形に対して、副走査方向のスムージング処理及び傾き補正処理を行う。
【００５７】
副走査方向のスムージング処理は、高周波なバンディング成分を除去するための処理である。高周波なバンディング成分は、バンディングに再現性がない場合や、補正処理の位相にずれが生じた場合に、濃度むらを強調してしまう可能性が高い。そのため、スムージング処理により高周波なバンディング成分を除去することが好ましい。
【００５８】
また傾き補正処理は、バンディング波形の始点（位相が０）の値と終点（位相が２π）の値を結ぶ直線の傾きを求め、傾きが０になるようにバンディング波形を補正する。これにより、始点と終点における２つの値が等しくなる。バンディング波形に基づいて作成する補正テーブルは、以下に説明する補正画像データ生成処理において繰り返し用いられるため、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。
【００５９】
以下のステップＳ４０５、Ｓ４０６、及び、ステップＳ４０７は、現像ローラーの位相ごとに繰り返し行う。ここで処理対象の位相は、ステップＳ４０４において濃度センサ１２０が検出した濃度に基づいて算出されたバンディング波形が保持する位相全て（以下、全位相と記述する）である。
【００６０】
ステップＳ４０５において、バンディング特性取得処理を行う。
【００６１】
まず、補正テーブル生成部１１０２は、全位相の内、バンディング特性取得処理を未実施のものを１つ選択し、処理対象位相とする。次に、ステップＳ４０４で生成した５つの階調に対応する各バンディング波形から、選択した処理対象位相における濃度を取得する。そして図８（ａ）に示すように、階調と濃度を対応付けて、プロットする。次に、階調方向の補間処理を行い、画像形成装置が表現可能な全ての階調（以下、全階調と記述する）に対して濃度を算出する。以上の処理により、図８（ｂ）に示すバンディング特性テーブルを生成する。なお、ここでの補間処理は、線形補間などの一般的な方法を用いることができる。
【００６２】
ステップＳ４０６において、補正テーブル作成処理を行う。
【００６３】
補正テーブル作成処理は、Ｓ４０５において選択した処理対象位相において、以下の処理を全階調に対して繰り返し行う。まず、補正テーブル生成部１１０２は、ある階調に対して、目標濃度を取得する。補正テーブル生成部１１０２は、各階調に対する目標濃度をテーブルや関数などの形態で予め保持している。次に、ステップＳ４０５において算出されたバンディング特性テーブルから、取得した目標濃度に対応する階調を補正階調として取得する。以上の処理を各階調に対して行い、階調と補正階調を対応付けて補正テーブルを作成する。図９は、ステップＳ４０６において算出された補正テーブルを示す。
【００６４】
ステップＳ４０７において、補正テーブル格納処理を行う。
【００６５】
補正テーブル生成部１１０２は、ステップＳ４０６において作成された補正テーブルを補正テーブル格納部１１０３へ出力する。補正テーブル格納部１１０３は受け取った補正テーブルを格納する。
【００６６】
■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５は、補正画像データ生成処理のフローを示す図である。
【００６７】
ステップＳ５１において、画像データ入力処理を行う。
【００６８】
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各色の色画像データを生成する。後述する階調補正処理Ｓ５２とハーフトーン画像生成処理Ｓ５３は、ここで生成された各色の色画像データそれぞれに対して行う。
【００６９】
ステップＳ５２において、階調補正処理を行う。
【００７０】
補正画像データ生成部１１０４は、ステップＳ５１において生成された各色の色画像データのうち、階調補正処理が未実施のものを１つ選択し、選択した色画像データに対して階調補正処理を行う。階調補正処理の詳細については後述する。
【００７１】
ステップＳ５３にて、ハーフトーン画像データ生成処理を行う。
【００７２】
画像処理部１１０５は、ステップＳ５２において階調補正処理された色画像データに対して、通常のガンマ補正処理、及びハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する。そして画像処理部１１０５は、生成したハーフトーン画像データを画像形成制御部１１３へ出力する。
【００７３】
ここで、ステップＳ５２において行われる階調補正処理の詳細について説明する。
【００７４】
本実施例の階調補正処理は、各色の色画像データにおいて副走査方向位置の等しい画素群（以下、ラインと記述する）に対して一括処理を行う。そしてラインごとの処理を副走査方向の画素数分繰り返す。例として、各色の色画像データが縦（副走査方向）１０００画素、横（主走査方向）８００画素である場合、横方向８００画素の１ラインに対して一括処理を行い、これを１０００ライン分繰り返す。
【００７５】
ステップＳ５２１において、補正位相算出処理を行う。
【００７６】
まず、補正画像データ生成部１１０４は、回転位相取得部１２１が出力する回転位相を取得する。次に、取得した回転位相と、処理対象ラインの副走査方向画素位置と、処理対象ラインが現像されるまでの時間と、現像ローラーの平均回転速度から、処理対象ラインが現像される時点の現像ローラーにおける位相を算出し、これを補正位相とする。
【００７７】
ステップＳ５２２において、補正テーブル取得処理を行う。
【００７８】
補正画像データ生成部１１０４は、補正テーブル格納部１１０３から補正位相に最も近い位相に対応する補正テーブルを読み出す。
【００７９】
ステップＳ５２３において、画像データ補正処理を行う。
【００８０】
ここでの処理は、処理対象ラインにおける画素ごとに行われる。
【００８１】
補正画像データ生成部１１０４は、ステップＳ５２２において読み出した補正テーブルを用いて、処理対象ラインにおける注目画素を表す色画像データの階調を補正する。補正テーブルから注目画素を表す色画像データの階調に基づいて、補正階調を導出し、色画像データの階調を補正する。処理対象ラインにおける全ての画素に繰り返しステップＳ５２３を行い、処理対象ラインに対するステップＳ５２３を完了する。
【００８２】
以上、ステップＳ５２１からステップＳ５２３までの処理を、各色の色画像データの全てのラインに対して繰り返し行う。全てのラインに対して処理を終えたら、補正画像データ生成処理を終了する。
【００８３】
以上説明したように、本実施例によれば、異なる複数の階調のバンディング波形を取得し、現像ローラーの位相ごとの階調補正テーブルを生成する。そして全ての画素について、対応する現像ローラーの位相と、画素を表す色画像データの階調に基づいて、階調補正を行う。これにより、階調に応じて適切なバンディング補正し、良好な出力画像を形成することができる。
【００８４】
なお、本実施例では、特に現像ローラーの回転周期に同期して発生するバンディングを補正する処理について説明したが、補正対象となるバンディングはこれに限定されるものでない。周期性を有するデバイスに起因して発生し、そのデバイス位相に同期して発生するバンディングであれば、本実施例と同様の処理を行うことにより、適切なバンディング補正をすることができる。
【００８５】
また、補正テーブル生成処理ではバンディング特性を算出するために、中間転写ベルト１０１上に形成されたパッチの濃度を検出するよう構成したが、これに限定されるものではない。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、現像ローラーの回転速度を検知することで現像ローラーの回転位相を算出する方法や、現像バイアスを検知することでパッチ濃度を検出する方法も考えられる。
【００８６】
＜実施例２＞
実施例１では、現像ローラーの回転位相ごとに、入力階調に応じた補正テーブルを生成する方法について説明した。実施例２では、予め用意された複数の補正テーブルのなかから、現像ローラーの回転位相に適した補正テーブルを選択する例について説明する。
【００８７】
図１３は実施例２におけるバンディング補正処理をする構成を示す。実施例１と同一の構成については、同じ符号を付している。
【００８８】
実施例２における補正テーブル格納部１１０６は、予め複数の補正テーブルを格納している。図１２は、実施例２における補正テーブル格納部１１０６が、予め保持している補正テーブルを示す。補正テーブル格納部１１０６に保持された補正テーブルは、入力される階調と濃度変動ΔＤとに基づいて、補正階調を決める。濃度変動ΔＤは、出力するときに目標とする濃度と出力した時の濃度の誤差である。濃度変動ΔＤは一定の間隔であり、ここでは、ΔＤ＝１．０の場合、ΔＤ＝０．９の場合、・・・、ΔＤ＝−１．０の場合における各補正テーブルを保持している。
【００８９】
実施例２では、ある階調ｋのベタ部からなるパッチを形成・検出して階調ｋにおけるバンディング波形を算出する。そして、現像ローラーにおける各回転位相での濃度変動ΔＤを算出し、算出した濃度変動ΔＤに基づいて、各回転位相に対応する補正テーブルを選択する。
【００９０】
以下に、本実施例におけるバンディング補正処理について説明する。バンディング補正処理は、補正テーブル選択処理と補正画像データ生成処理の２つからなる。補正画像データ生成処理は、実施例１における補正画像データ生成処理と同様であるので、補正テーブル選択処理についてのみ説明する。
【００９１】
■補正テーブル選択処理
補正テーブル選択処理は、現像ローラーにおける各回転位相に対応する補正テーブルを決定するための処理である。図１０は、本実施例における補正テーブル選択処理のフローチャートを示す。
【００９２】
ステップＳ１００１において、パッチ形成処理を行う。
【００９３】
図１１は、パッチ形成処理の模式図を示す。ここでの処理は実施例１におけるステップＳ４０１とほぼ同様に実施されるが、形成するパッチが階調ｋのベタ部のみから構成されている点でステップＳ４０１と異なる。パッチ形成処理において、ローラー位相取得部１２１は、パッチ形成開始からの回転位相を取得し、バンディング波形算出部１１０１へ出力する。
【００９４】
ステップＳ１００２において、パッチ読み取り処理を行う。
【００９５】
濃度センサ１２０は、ステップＳ１００１において形成されたパッチの濃度を検出する。ここでの処理は実施例１におけるステップＳ４０２とほぼ同様に実施される。ただし、ステップＳ１００１で形成されるパッチがただ１つの階調ｋのベタ部から構成されているので、本実施例では、濃度センサ１２０は読み取り部を１つ有していればよい。
【００９６】
ステップＳ１００３において、濃度プロファイル算出処理を行う。
【００９７】
ここでの処理は実施例１のステップＳ４０３と同様に実施される。まず、バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ１２０から取得した濃度検知信号を副走査方向に順次配列する。次に、バンディング波形算出部１１０１は、回転位相取得部１２１からバッチ形成開始時の回転位相を受け取る。さらに、配列した濃度検知信号とバッチ形成時の回転位相とを同期させて、濃度プロファイルを算出する。
【００９８】
ステップＳ１００４にて、バンディング波形算出処理を行う。
【００９９】
ここでの処理は実施例１のステップＳ４０４と同様に実施される。バンディング波形算出部１１０１がステップＳ１１０３において算出した濃度プロファイルを、現像ローラーの回転周期ごとに切り出し、切り出した複数の波形を平均化することにより、バンディング波形を算出する。ここでは、階調ｋにおけるバンディング波形が得られることになる。
【０１００】
ステップＳ１００５にて、補正テーブル選択処理を行う。
【０１０１】
まず、補正テーブル選択部１１０７は、全位相のうち補正テーブル選択処理が未実施のものを１つ選択し、処理対象位相とする。次に、ステップＳ１００４においてバンディング波形算出部１１０１が生成した階調ｋにおけるバンディング波形から、選択した処理対象位相における出力濃度を取得する。さらに、取得した出力濃度と階調ｋを印字する際に目標とする濃度との差を算出し、処理対象の回転位相での濃度変動を得る。最後に、補正テーブル選択部１１０７は、補正テーブル格納部１１０６が保持している補正テーブルの中から、処理対象位相における濃度変動に最も近い濃度変動ΔＤに対応する補正テーブルを選択する。選択された補正テーブルは、処理対象の回転位相に対応する補正テーブルとして記憶する。
【０１０２】
以上、実施例２における補正テーブル選択処理について説明した。以上の処理のあと、実施例１における補正画像データ生成処理と同様の処理を行い、バンディング補正が完了する。
【０１０３】
実施例２では、階調ｋのベタ部を印字した時に発生するバンディングに基づいて、各回転位相に対応する補正テーブルを予め保持された複数の補正テーブルから選択する。これにより、
補正テーブルを生成する工数を減らし、より簡易にバンディングを抑制することができる。また形成するパッチが簡易なため、使用するトナーを削減でき、濃度センサ１２０が有する読み取り部も１つあれば良いため、より安価にバンディングを抑制することができる。
【０１０４】
（その他の実施例）
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。
【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処理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。
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交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。
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。
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。
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。
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】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、バンディングの発生は入力画像の階調によって異なるにもかかわらず、特許文献１に記載された方法では、入力画像の階調を考慮せずに補正する。そのため入力画像の階調に応じた適切な補正ができず、バンディングが残存することがあった。
そこで本発明の目的は、入力画像の階調に応じて適切に補正処理を行い、バンディングを抑制して良好な画像を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明は、電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置であって、前記デバイスによる画像形成を制御する制御手段と、注目画素に対応する前記デバイスの位相を取得する取得手段と、前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
以上本発明によれば、入力画像の階調に応じて適切に補正処理を行い、バンディングを抑制して良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１における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】実施例１の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】実施例１で行う補正テーブル生成処理のフロー図
【図５】実施例１で行う補正画像生成処理のフロー図
【図６】実施例１で形成するパッチの模式図
【図７】（ａ）は実施例１で算出する濃度プロファイルの一例、（ｂ）は（ａ）を現像ローラーの回転周期毎に切り出したもの、（ｃ）は（ｂ）を平均して得られるバンディング波形を示す模式図
【図８】実施例１で算出するバンディング特性テーブルの一例
【図９】実施例１で算出する補正テーブルの１例
【図１０】実施例２で行う補正テーブル選択処理のフロー図
【図１１】実施例２で形成するパッチの模式図
【図１２】実施例２で補正テーブル格納部１１０３が保持している複数の階調補正テーブルの１例
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
＜実施例１＞
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。
【００１０】
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、ローラー位相取得部１２１ａを有する。画像形成部１００ｂ、１００ｃ、１００ｄについても同様である。
【００１１】
以下に、画像形成装置の動作を詳細に説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
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、淡インクやクリアインクがあってもよい。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
（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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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。
【００１９】
（一次転写）
一次転写装置１００５ａは、正極性の電荷を印加され、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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
（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。
【００２４】
（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。
【００２５】
以上、画像形成処理について説明した。
【００２６】
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。ここで、現像ローラーに起因するバンディングについて詳細に説明する。以下、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。
【００２７】
現像処理において、現像装置１００４が感光体ドラム１００１へ供給するトナーは、時間当たりの供給量が常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。また、現像ローラー及びトナーは常に一定の電位に帯電されている。
【００２８】
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。
【００２９】
例えば、現像ローラーの回転軸のずれがある。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、現像ローラーから感光体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。
【００３０】
また、現像ローラーの回転速度むらも例に挙げられる。回転速度むらは、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生ずる。現像ローラーから感光体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。
【００３１】
この様に現像ローラーにおける各種原因によって、トナー供給量が変わることで画像の濃淡が変化し、バンディングが発生する。
【００３２】
本実施例では、現像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。
【００３３】
以下に、バンディング補正処理について説明する。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。
【００３４】
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。
【００３５】
回転位相取得部１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄは、現像装置１００４ａ、１００４ｂ、１００４ｃ、１００４ｄそれぞれが有する現像ローラーの回転位相を取得する。回転位相取得部１２１は、各現像ローラーの回転位相をバンディング波形算出部１１０１と階調補正部１１０４に出力する。
【００３６】
バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ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、バンディング波形を算出する。算出方法については後述する。バンディング波形算出部１１９１は、算出したバンディング波形を補正テーブル生成部１１０２へ出力する。
【００３７】
補正テーブル生成部１１０２は、バンディング波形算出部１１０１から取得したバンディング波形に基づいて補正テーブルを生成し、補正テーブル格納部１１０３へ出力する。
【００３８】
補正テーブル格納部１１０３は補正テーブル生成部１１０２から補正テーブルを受け取り、格納する。
【００３９】
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、補正画像データ生成部１１０４に出力する。
【００４０】
補正画像データ生成部１１０４は、画像入力部１１１から取得した各色の色画像データと回転位相取得部１２１から取得した回転位相に基づいて、各色画像データを補正する。補正には、補正テーブル格納部１１０３に格納された補正テーブルを用いる。補正画像データ生成部１１０４は、生成した各色の補正画像データを画像処理部１１０５へ出力する。
【００４１】
画像処理部１１０５は、補正画像データ生成部１１０４から各色の補正画像データを受け取り、通常のガンマ処理や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。画像処理部１１０５は生成したハーフトーン画像データを画像形成制御部１１３へ出力する。
【００４２】
画像形成制御部１１３は、画像処理部１１０５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。
【００４３】
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、補正テーブル生成処理と、補正画像データ生成処理との２つからなる。
【００４４】
■補正テーブル生成処理
まず、補正テーブル生成部１１０２が補正テーブルを生成する。図４は、補正テーブル生成処理のフローを示す図である。補正テーブル生成処理は、画像形成部１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄそれぞれが形成する各色の画像データに対して実施する。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。
【００４５】
ステップＳ４０１において、パッチ形成処理を行う。
【００４６】
図６はパッチの模式図である。パッチは、階調の異なる複数のベタ部から構成されている。図５におけるパッチでは、５つの異なる階調のベタ部が形成されている。各ベタ部は、長方形で均一な階調で表現された画像であり、副走査方向の長さが、現像ローラーの周期の５倍よりも長くなるよう設計されている。なお、副走査方向の長さは、現像ローラーの周期の５倍以上に限らない。要求される補正精度、許容される処理時間・使用メモリ容量などにより、適宜定めればよい。
【００４７】
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。パッチ形成処理において、ローラー位相取得部１２１は、パッチ形成開始からの回転位相を取得し、バンディング波形算出部へ出力する。
【００４８】
ステップＳ４０２において、パッチ読み取り処理を行う。
【００４９】
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濃度を検出する。濃度センサ１２０は複数の読み取り部を有しており、それぞれの読み取り部は、ステップＳ４０１で形成したパッチを構成する各ベタ部に１対１で対応している。つまりここでは、濃度センサ１２０は少なくとも５つの読み取り部を有している。
【００５０】
そして、中間転写ベルト１０１の移動に伴い、各読み取り部の下を、各読み取り部に対応するベタ部が通過する。各読み取り部は、ベタ部の濃度を一定の微小間隔で検知し、濃度検知信号をバンディング波形算出部１１０１へ出力する。つまり、各読み取り部から得られる濃度情報は、連続的な情報ではなく離散的な位相における情報である。濃度を検知する微小間隔は、現像ローラーの周期や中間転写ベルト１０１の搬送スピード、要求される補正精度などを考慮して、適宜定めればよい。
【００５１】
以下のステップＳ４０３及びステップＳ４０４は、パッチを構成する各ベタ部に対してそれぞれ行う。
【００５２】
ステップＳ４０３において、濃度プロファイル算出処理を行う。
【００５３】
図７（ａ）はステップＳ４０３において算出される濃度プロファイルの一例である。まず、バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ１２０から取得した濃度検知信号を副走査方向に順次配列する。次に、バンディング波形算出部１１０１は、回転位相取得部１２１からバッチ形成開始時の回転位相を受け取る。さらに、配列した濃度検知信号とバッチ形成時の回転位相とを同期させて、濃度プロファイルを算出する。つまり、図７（ａ）に示す図は、横軸が現像ローラーの回転位相に対応し、縦軸が濃度を示している。ここでは、現像ローラー４回転分の濃度プロファイルが生成されていることがわかる。
【００５４】
ステップＳ４０４において、バンディング波形算出処理を行う。
【００５５】
まず、バンディング波形算出部１１０１は、図７（ｂ）で示すように、ステップＳ４０３において算出した濃度プロファイルを現像ローラーの回転周期ごとに切り出す。ここでは、４つの波形が切り出される。次に切り出した４つの波形を平均化し、図７（ｃ）で示すようなバンディング波形を算出する。このバンディング波形は、パッチを構成する複数階調のベタ部に対してそれぞれ算出する。本実施例では、５つの異なる階調のベタ部がパッチに形成されているので、５つのバンディング波形が得られることになる。
【００５６】
さらに、算出したバンディング波形に対して、副走査方向のスムージング処理及び傾き補正処理を行う。
【００５７】
副走査方向のスムージング処理は、高周波なバンディング成分を除去するための処理である。高周波なバンディング成分は、バンディングに再現性がない場合や、補正処理の位相にずれが生じた場合に、濃度むらを強調してしまう可能性が高い。そのため、スムージング処理により高周波なバンディング成分を除去することが好ましい。
【００５８】
また傾き補正処理は、バンディング波形の始点（位相が０）の値と終点（位相が２π）の値を結ぶ直線の傾きを求め、傾きが０になるようにバンディング波形を補正する。これにより、始点と終点における２つの値が等しくなる。バンディング波形に基づいて作成する補正テーブルは、以下に説明する補正画像データ生成処理において繰り返し用いられるため、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。
【００５９】
以下のステップＳ４０５、Ｓ４０６、及び、ステップＳ４０７は、現像ローラーの位相ごとに繰り返し行う。ここで処理対象の位相は、ステップＳ４０４において濃度センサ１２０が検出した濃度に基づいて算出されたバンディング波形が保持する位相全て（以下、全位相と記述する）である。
【００６０】
ステップＳ４０５において、バンディング特性取得処理を行う。
【００６１】
まず、補正テーブル生成部１１０２は、全位相の内、バンディング特性取得処理を未実施のものを１つ選択し、処理対象位相とする。次に、ステップＳ４０４で生成した５つの階調に対応する各バンディング波形から、選択した処理対象位相における濃度を取得する。そして図８（ａ）に示すように、階調と濃度を対応付けて、プロットする。次に、階調方向の補間処理を行い、画像形成装置が表現可能な全ての階調（以下、全階調と記述する）に対して濃度を算出する。以上の処理により、図８（ｂ）に示すバンディング特性テーブルを生成する。なお、ここでの補間処理は、線形補間などの一般的な方法を用いることができる。
【００６２】
ステップＳ４０６において、補正テーブル作成処理を行う。
【００６３】
補正テーブル作成処理は、Ｓ４０５において選択した処理対象位相において、以下の処理を全階調に対して繰り返し行う。まず、補正テーブル生成部１１０２は、ある階調に対して、目標濃度を取得する。補正テーブル生成部１１０２は、各階調に対する目標濃度をテーブルや関数などの形態で予め保持している。次に、ステップＳ４０５において算出されたバンディング特性テーブルから、取得した目標濃度に対応する階調を補正階調として取得する。以上の処理を各階調に対して行い、階調と補正階調を対応付けて補正テーブルを作成する。図９は、ステップＳ４０６において算出された補正テーブルを示す。
【００６４】
ステップＳ４０７において、補正テーブル格納処理を行う。
【００６５】
補正テーブル生成部１１０２は、ステップＳ４０６において作成された補正テーブルを補正テーブル格納部１１０３へ出力する。補正テーブル格納部１１０３は受け取った補正テーブルを格納する。
【００６６】
■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５は、補正画像データ生成処理のフローを示す図である。
【００６７】
ステップＳ５１において、画像データ入力処理を行う。
【００６８】
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各色の色画像データを生成する。後述する階調補正処理Ｓ５２とハーフトーン画像生成処理Ｓ５３は、ここで生成された各色の色画像データそれぞれに対して行う。
【００６９】
ステップＳ５２において、階調補正処理を行う。
【００７０】
補正画像データ生成部１１０４は、ステップＳ５１において生成された各色の色画像データのうち、階調補正処理が未実施のものを１つ選択し、選択した色画像データに対して階調補正処理を行う。階調補正処理の詳細については後述する。
【００７１】
ステップＳ５３にて、ハーフトーン画像データ生成処理を行う。
【００７２】
画像処理部１１０５は、ステップＳ５２において階調補正処理された色画像データに対して、通常のガンマ補正処理、及びハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する。そして画像処理部１１０５は、生成したハーフトーン画像データを画像形成制御部１１３へ出力する。
【００７３】
ここで、ステップＳ５２において行われる階調補正処理の詳細について説明する。
【００７４】
本実施例の階調補正処理は、各色の色画像データにおいて副走査方向位置の等しい画素群（以下、ラインと記述する）に対して一括処理を行う。そしてラインごとの処理を副走査方向の画素数分繰り返す。例として、各色の色画像データが縦（副走査方向）１０００画素、横（主走査方向）８００画素である場合、横方向８００画素の１ラインに対して一括処理を行い、これを１０００ライン分繰り返す。
【００７５】
ステップＳ５２１において、補正位相算出処理を行う。
【００７６】
まず、補正画像データ生成部１１０４は、回転位相取得部１２１が出力する回転位相を取得する。次に、取得した回転位相と、処理対象ラインの副走査方向画素位置と、処理対象ラインが現像されるまでの時間と、現像ローラーの平均回転速度から、処理対象ラインが現像される時点の現像ローラーにおける位相を算出し、これを補正位相とする。
【００７７】
ステップＳ５２２において、補正テーブル取得処理を行う。
【００７８】
補正画像データ生成部１１０４は、補正テーブル格納部１１０３から補正位相に最も近い位相に対応する補正テーブルを読み出す。
【００７９】
ステップＳ５２３において、画像データ補正処理を行う。
【００８０】
ここでの処理は、処理対象ラインにおける画素ごとに行われる。
【００８１】
補正画像データ生成部１１０４は、ステップＳ５２２において読み出した補正テーブルを用いて、処理対象ラインにおける注目画素を表す色画像データの階調を補正する。補正テーブルから注目画素を表す色画像データの階調に基づいて、補正階調を導出し、色画像データの階調を補正する。処理対象ラインにおける全ての画素に繰り返しステップＳ５２３を行い、処理対象ラインに対するステップＳ５２３を完了する。
【００８２】
以上、ステップＳ５２１からステップＳ５２３までの処理を、各色の色画像データの全てのラインに対して繰り返し行う。全てのラインに対して処理を終えたら、補正画像データ生成処理を終了する。
【００８３】
以上説明したように、本実施例によれば、異なる複数の階調のバンディング波形を取得し、現像ローラーの位相ごとの階調補正テーブルを生成する。そして全ての画素について、対応する現像ローラーの位相と、画素を表す色画像データの階調に基づいて、階調補正を行う。これにより、階調に応じて適切なバンディング補正し、良好な出力画像を形成することができる。
【００８４】
なお、本実施例では、特に現像ローラーの回転周期に同期して発生するバンディングを補正する処理について説明したが、補正対象となるバンディングはこれに限定されるものでない。周期性を有するデバイスに起因して発生し、そのデバイス位相に同期して発生するバンディングであれば、本実施例と同様の処理を行うことにより、適切なバンディング補正をすることができる。
【００８５】
また、補正テーブル生成処理ではバンディング特性を算出するために、中間転写ベルト１０１上に形成されたパッチの濃度を検出するよう構成したが、これに限定されるものではない。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、現像ローラーの回転速度を検知することで現像ローラーの回転位相を算出する方法や、現像バイアスを検知することでパッチ濃度を検出する方法も考えられる。
【００８６】
＜実施例２＞
実施例１では、現像ローラーの回転位相ごとに、入力階調に応じた補正テーブルを生成する方法について説明した。実施例２では、予め用意された複数の補正テーブルのなかから、現像ローラーの回転位相に適した補正テーブルを選択する例について説明する。
【００８７】
図１３は実施例２におけるバンディング補正処理をする構成を示す。実施例１と同一の構成については、同じ符号を付している。
【００８８】
実施例２における補正テーブル格納部１１０６は、予め複数の補正テーブルを格納している。図１２は、実施例２における補正テーブル格納部１１０６が、予め保持している補正テーブルを示す。補正テーブル格納部１１０６に保持された補正テーブルは、入力される階調と濃度変動ΔＤとに基づいて、補正階調を決める。濃度変動ΔＤは、出力するときに目標とする濃度と出力した時の濃度の誤差である。濃度変動ΔＤは一定の間隔であり、ここでは、ΔＤ＝１．０の場合、ΔＤ＝０．９の場合、・・・、ΔＤ＝−１．０の場合における各補正テーブルを保持している。
【００８９】
実施例２では、ある階調ｋのベタ部からなるパッチを形成・検出して階調ｋにおけるバンディング波形を算出する。そして、現像ローラーにおける各回転位相での濃度変動ΔＤを算出し、算出した濃度変動ΔＤに基づいて、各回転位相に対応する補正テーブルを選択する。
【００９０】
以下に、本実施例におけるバンディング補正処理について説明する。バンディング補正処理は、補正テーブル選択処理と補正画像データ生成処理の２つからなる。補正画像データ生成処理は、実施例１における補正画像データ生成処理と同様であるので、補正テーブル選択処理についてのみ説明する。
【００９１】
■補正テーブル選択処理
補正テーブル選択処理は、現像ローラーにおける各回転位相に対応する補正テーブルを決定するための処理である。図１０は、本実施例における補正テーブル選択処理のフローチャートを示す。
【００９２】
ステップＳ１００１において、パッチ形成処理を行う。
【００９３】
図１１は、パッチ形成処理の模式図を示す。ここでの処理は実施例１におけるステップＳ４０１とほぼ同様に実施されるが、形成するパッチが階調ｋのベタ部のみから構成されている点でステップＳ４０１と異なる。パッチ形成処理において、ローラー位相取得部１２１は、パッチ形成開始からの回転位相を取得し、バンディング波形算出部１１０１へ出力する。
【００９４】
ステップＳ１００２において、パッチ読み取り処理を行う。
【００９５】
濃度センサ１２０は、ステップＳ１００１において形成されたパッチの濃度を検出する。ここでの処理は実施例１におけるステップＳ４０２とほぼ同様に実施される。ただし、ステップＳ１００１で形成されるパッチがただ１つの階調ｋのベタ部から構成されているので、本実施例では、濃度センサ１２０は読み取り部を１つ有していればよい。
【００９６】
ステップＳ１００３において、濃度プロファイル算出処理を行う。
【００９７】
ここでの処理は実施例１のステップＳ４０３と同様に実施される。まず、バンディング波形算出部１１０１は、濃度センサ１２０から取得した濃度検知信号を副走査方向に順次配列する。次に、バンディング波形算出部１１０１は、回転位相取得部１２１からバッチ形成開始時の回転位相を受け取る。さらに、配列した濃度検知信号とバッチ形成時の回転位相とを同期させて、濃度プロファイルを算出する。
【００９８】
ステップＳ１００４にて、バンディング波形算出処理を行う。
【００９９】
ここでの処理は実施例１のステップＳ４０４と同様に実施される。バンディング波形算出部１１０１がステップＳ１１０３において算出した濃度プロファイルを、現像ローラーの回転周期ごとに切り出し、切り出した複数の波形を平均化することにより、バンディング波形を算出する。ここでは、階調ｋにおけるバンディング波形が得られることになる。
【０１００】
ステップＳ１００５にて、補正テーブル選択処理を行う。
【０１０１】
まず、補正テーブル選択部１１０７は、全位相のうち補正テーブル選択処理が未実施のものを１つ選択し、処理対象位相とする。次に、ステップＳ１００４においてバンディング波形算出部１１０１が生成した階調ｋにおけるバンディング波形から、選択した処理対象位相における出力濃度を取得する。さらに、取得した出力濃度と階調ｋを印字する際に目標とする濃度との差を算出し、処理対象の回転位相での濃度変動を得る。最後に、補正テーブル選択部１１０７は、補正テーブル格納部１１０６が保持している補正テーブルの中から、処理対象位相における濃度変動に最も近い濃度変動ΔＤに対応する補正テーブルを選択する。選択された補正テーブルは、処理対象の回転位相に対応する補正テーブルとして記憶する。
【０１０２】
以上、実施例２における補正テーブル選択処理について説明した。以上の処理のあと、実施例１における補正画像データ生成処理と同様の処理を行い、バンディング補正が完了する。
【０１０３】
実施例２では、階調ｋのベタ部を印字した時に発生するバンディングに基づいて、各回転位相に対応する補正テーブルを予め保持された複数の補正テーブルから選択する。これにより、
補正テーブルを生成する工数を減らし、より簡易にバンディングを抑制することができる。また形成するパッチが簡易なため、使用するトナーを削減でき、濃度センサ１２０が有する読み取り部も１つあれば良いため、より安価にバンディングを抑制することができる。
【０１０４】
（その他の実施例）
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置であって、
前記デバイスによる画像形成を制御する制御手段と、
注目画素の位置に対応する前記デバイスの位相を取得する取得手段と、
前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正する補正手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、前記デバイスを用いて形成された画像の濃度を検出し、前記デバイスの位相に応じた濃度変動を表す変動情報を取得する濃度変動取得手段を有し、
前記補正量算出手段は、前記変動情報に基づいて、前記補正量を算出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】
前記変動情報から、前記デバイスの位相と入力値に基づいて、補正量を決められる補正テーブルを生成するテーブル生成手段とを有し、
前記補正量算出手段は、前記補正テーブルを用いて前記補正量を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
入力値と前記デバイスに関する情報とに基づいて補正量が決められる複数の補正テーブルを保持するテーブル保持手段と、
前記変動情報に応じて、前記複数の補正テーブルから、前記デバイスの位相に適した補正テーブルを選択するテーブル選択手段とを有し、
前記補正量算出手段は、前記補正テーブルを用いて前記補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記デバイスは、回転運動することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記デバイスは、感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記デバイスは、現像ローラーであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
コンピュータ装置を制御して、請求項１から請求項７の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段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９】
電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて形成した画像を処理する画像処理方法であって、
制御手段と、取得手段と、補正量算出手段と、補正手段を有し、
前記制御手段は、
前記デバイスを用いた画像形成を制御し、
前記取得手段は、注目画素の位置に対応する前記デバイスの位相を取得し、
前記補正量算出手段は、前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出し、
前記補正手段は、前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて画像を形成するための画像処理装置であって、
前記デバイスによる画像形成を制御する制御手段と、
注目画素の位置に対応する前記デバイスの位相を取得する取得手段と、
前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正する補正手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、前記デバイスを用いて形成された画像の濃度を検出し、前記デバイスの位相に応じた濃度変動を表す変動情報を取得する濃度変動取得手段を有し、
前記補正量算出手段は、前記変動情報に基づいて、前記補正量を算出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】
前記変動情報から、前記デバイスの位相と入力値に基づいて、補正量を決められる補正テーブルを生成するテーブル生成手段とを有し、
前記補正量算出手段は、前記補正テーブルを用いて前記補正量を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
入力値と前記デバイスに関する情報とに基づいて補正量が決められる複数の補正テーブルを保持するテーブル保持手段と、
前記変動情報に応じて、前記複数の補正テーブルから、前記デバイスの位相に適した補正テーブルを選択するテーブル選択手段とを有し、
前記補正量算出手段は、前記補正テーブルを用いて前記補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記デバイスは、回転運動することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記デバイスは、感光体ドラムであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記デバイスは、現像ローラーであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
コンピュータ装置を制御して、請求項１から請求項７の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段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９】
電子写真方式により周期的な運動をするデバイスを用いて形成した画像を処理する画像処理方法であって、
制御手段と、取得手段と、補正量算出手段と、補正手段を有し、
前記制御手段は、
前記デバイスを用いた画像形成を制御し、
前記取得手段は、注目画素の位置に対応する前記デバイスの位相を取得し、
前記補正量算出手段は、前記注目画素を表す入力値と前記位相に応じて、前記デバイスに起因する濃度変動を補正するための補正量を算出し、
前記補正手段は、前記補正量を用いて、前記注目画素を表す入力値を補正することを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２５５８３４（Ｐ２０１２−２５５８３４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７５１５（Ｐ２０１１−１２７５１５）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]