JP5157285B2 - 画像形成装置、画像処理装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、画像処理装置およびプログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置では、形成された潜像の履歴が感光体ドラムに残留し、この影響により、感光体ドラムの１回転後に形成される画像に濃度むらが発生することがある。この濃度むらを潜像ゴーストと呼ぶ。

例えば特許文献１では、感光体の材料や電荷輸送層の膜厚を調整して潜像ゴーストを抑制する技術が提案されており、特許文献２では、感光体表面の電荷を除去する除電装置を制御しつつ潜像ゴーストの発生を抑制する技術が提案されている。
特開２００２−６５２７号公報 特開２００３−７６０７６号公報

本発明は、潜像ゴーストの発生を抑制することのできる技術の提供を目的とする。

請求項１に係る発明は、回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を書き込む露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力手段と、前記回転体上の主走査方向における画素の位置と、第１の画像データと、第２の画像データと、当該第１の画像データが入力されてから前記回転体の１回転分だけ後に当該第２の画像データが入力された場合に当該第２の画像データに基づいて前記記録媒体に転写される画像の濃度が当該第２の画像データに対応する濃度に近づくように当該第２の画像データを補正する補正量とを対応付けて記憶する記憶手段と、入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記回転体上の主走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する補正量決定手段と、前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて、前記入力された画像データを補正する補正手段とを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記回転体の１回転分に対応する第１の領域と、前記第１の領域に続く前記回転体の１回転分に対応する第２の領域とを有する複数のテスト画像であって、前記第１の領域には濃度が最大である第１の色票が設けられており、前記第２の領域は所定の方向に並べられた同一濃度の複数の小領域からなる第２の色票が設けられており、テスト画像毎に前記小領域の濃度が異なり、前記第１の領域を前記第２の領域に重ね合わせた場合に前記各小領域の一部が前記第１の色票と重なるように前記第１及び第２の色票が配置されているテスト画像を読み取る読取手段と、前記読取手段が読み取ったテスト画像の前記小領域毎に、前記第２の色票が前記第１の色票と重なる部分の濃度と、前記第２の色票が前記第１の色票と重ならない部分の濃度との差を求め、該差を補正量として前記第１の記憶手段に書き込む再計算手段とを有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記露光手段による静電潜像の前記回転体上の副走査方向の書き込み位置を特定する位置特定手段を有し、前記記憶手段は、前記回転体上の主走査方向及び副走査方向における画素の位置と、前記第１の画像データと、前記第２の画像データと、前記補正量とを対応付けて記憶し、前記補正量決定手段は、入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記露光手段の主走査方向及び副走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を書き込む露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力装置の前記回転体上の主走査方向における画素の位置と、第１の画像データと、第２の画像データと、当該第１の画像データが入力されてから前記回転体の１回転分だけ後に当該第２の画像データが入力された場合に当該第２の画像データに基づいて前記記録媒体に転写される画像の濃度が当該第２の画像データに対応する濃度に近づくように当該第２の画像データを補正する補正量とを対応付けて記憶する記憶手段と、入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記回転体上の主走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する補正量決定手段と、前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて、前記入力された画像データ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を提供する。

請求項５に係る発明は、コンピュータを、回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を書き込む露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力装置の前記回転体上の主走査方向における画素の位置と、第１の画像データと、第２の画像データと、当該第１の画像データが入力されてから前記回転体の１回転分だけ後に当該第２の画像データが入力された場合に当該第２の画像データに基づいて前記記録媒体に転写される画像の濃度が当該第２の画像データに対応する濃度に近づくように当該第２の画像データを補正する補正量とを対応付けて記憶する記憶手段と、入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記回転体上の主走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する補正量決定手段と、前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて、前記入力された画像データを補正する補正手段として機能させるためのプログラムを提供する。

請求項１、４および５に記載の発明によれば、潜像ゴーストの発生を抑制することができる。
請求項２に記載の発明によれば、テスト画像を用いて画像形成装置の潜像ゴースト発生量を把握して補正量を変更することにより、経時や環境変動により潜像ゴーストの発生量が変化しても、確実に潜像ゴーストの発生を抑制することができる。また、本構成を有しない場合と比較して、少ない計算量で補正量を決定することができる。
請求項３に記載の発明によれば、回転体の周方向の位置によって潜像ゴーストの発生の程度が異なる場合であっても、潜像ゴーストの発生を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における画像形成装置１のハードウェア構成を示す図である。
制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４４、ＲＯＭ（Read Only Memory）４５、ＲＡＭ（Random Access Memory）４６を有する。記憶部５は、ハードディスク装置等の不揮発性メモリであり、ＯＳ（Operating System）等のプログラムが記憶されている。また、記憶部５は、外部から画像形成装置１に入力されたデータを記憶するためにも使用される。ＲＯＭ４５にはＩＰＬ（Initial Program Loader）が記憶されており、画像形成装置１に電源が投入されるとＣＰＵ４４がＩＰＬを実行し、これによってＯＳがＲＡＭ４６上に読み出される。そして、ＣＰＵ４４がＯＳを実行することによって画像形成装置１の制御が行われる。

指示受付部４１は、表示部３９、キー入力部４０からなり、ユーザは、指示受付部４１を介して画像形成装置１に指示を入力することができる。表示部３９は例えば液晶表示画面であり、メニューを表す画像を表示する。さらに表示部３９は画面上でユーザが触れた領域を認識するセンサを備えており、これによってユーザが触れたメニューの項目を特定する。キー入力部４０は、スタート、ストップ、リセットの各キーとテンキー等からなる。指示受付部４１によって受け付けられた指示はＣＰＵ４４に送られ、ＣＰＵ４４は送られてきた指示に従って画像形成装置１を制御する。
通信Ｉ／Ｆ（Interface））４８は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワーク（図示省略）に接続されており、画像形成装置１と他の装置との通信を仲介する。

プラテンガラス２を覆うカバー５１には原稿送り装置５２が備えられている。原稿送り装置５２は、原稿を載せる原稿台５３、原稿台５３に載せられた原稿を１枚ずつ送り出すローラー５４、送り出された原稿をプラテンガラス２上に導くローラー５５からなり、原稿台５３に複数枚重ねて載せられた原稿を１枚ずつプラテンガラス２上に搬送することができる。

画像入力部１２は、原稿を光学的に読み取って画像データを生成する。具体的には、プラテンガラス２上に載せられた原稿に対して光源１３が光を照射し、この反射光がミラー１４、１５、１６およびレンズ１７からなる光学系３を介して受光部１８により受光される。受光部１８はＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子を有し、反射光をＲ（Red）色、Ｇ（Green）色、Ｂ（Blue）色の画像を表す画像データを生成する。ＣＰＵ４４はこの画像データをＹ（Yellow）色、Ｍ（Magenta）色、Ｃ（Cyan）色、Ｋ（Black）色の画像を表す画像データに変換し、ＲＡＭ４６上に確保されたバッファ領域に書き込む。画像形成装置１を複写機として機能させる場合場合には、バッファ領域に１ページ分の画像データが書き込まれる度にこの画像データが画像出力部６に供給される。一方、画像形成装置１をスキャナとして機能させる場合には、バッファ領域に書き込まれた画像データが例えばＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）形式の画像データに変換され、記憶部５に記憶される。

画像出力部６は、画像形成エンジン７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、転写ベルト８、定着装置１１等からなる。画像形成エンジン７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、バッファ領域から供給された画像データに基づいて、電子写真方式により、それぞれＹ（Yellow）色、Ｍ（Magenta）色、Ｃ（Cyan）色、Ｋ（Black）色のトナー像を転写ベルト８の表面に重ねて形成する。各画像形成エンジンの構成は共通であるから、ここでは画像形成エンジン７Ｙについてのみ説明する。
画像形成エンジン７Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、帯電装置２１Ｙ、露光装置１９Ｙ、現像装置２２Ｙ、転写装置２５Ｙ等を設けて構成されている。

感光体ドラム２０Ｙは、矢印Ａの方向に回転駆動される円筒形の感光体であり、外周面が光導電性を有している。感光体ドラム２０Ｙの回転軸にはエンコーダ（図示省略）が設けられており、感光体ドラム２０Ｙが１回転するごとにエンコーダからインデックス信号が出力される。
帯電装置２１Ｙは、回転駆動される感光体ドラム２０Ｙの表面を所定の電位に帯電させる。

露光装置１９Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの表面に露光用ビームＬＢを照射する走査光学系である。具体的には、露光装置１９Ｙは半導体レーザと回転多面鏡（図示省略）を備えている。露光装置１９Ｙは、バッファ領域に書き込まれた画像データを受け取り、この画像データに基づいてＹ色の画像を表す露光用ビームＬＢを半導体レーザによって生成する。回転多面鏡は、予め定められた角速度で回転駆動される。露光装置１９Ｙは、生成された露光用ビームＬＢを回転多面鏡で反射させ、さらにミラー１９１Ｙで反射させることによって感光体ドラム２０Ｙの表面を主走査方向に所定の速度で偏向走査する。ここで、主走査方向とは、感光体ドラム２０Ｙの回転軸の方向と一致し、露光装置１９Ｙは画像データが表す画素値、すなわち各画素の画像面積率に対応する潜像を主走査方向に書き込んで行く。主走査方向の画素の並びを走査線と呼ぶ。副走査方向は主走査方向に直交する方向、すなわち周方向であり、感光体ドラム２０Ｙが回転駆動されることによって走査線単位の潜像の書き込みが副走査方向に繰り返される。
感光体ドラム２０Ｙの表面では、露光用ビームＬＢが照射された部分の電位が所定のレベルまで低下する。このようにして、感光体ドラム２０Ｙの表面に画像データに基づいた静電潜像が形成される。

現像装置２２Ｙは、感光体ドラム２０Ｙ表面に形成された静電潜像をトナーを現像材として用いて現像する。トナーカートリッジ２３Ｙにはイエローのトナーが収容されており、所定量のトナーが現像装置２２Ｙに供給される。現像装置２２Ｙは、このトナーを感光体ドラム２０Ｙ表面に供給する。すると、露光用ビームＬＢの照射によって電位の低下した部分にトナーが付着し、トナー像が形成される。
転写ベルト８は、ローラー２６、２７、２８、２９に張架されており、矢印Ｂの方向に循環駆動される。感光体ドラム２０Ｙの下方には、転写ベルト８を挟むように転写装置２５Ｙが設けられており、所定の電圧が印加される。感光体ドラム２０Ｙ表面に形成されたトナー像は、転写装置２５Ｙに印加された電圧による電界の作用によって、転写ベルト８表面に転写される（１次転写）。
クリーナ２４Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに残存したトナーを除去する。

以上が画像形成エンジン７Ｙの構成である。画像形成エンジン７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいても各色に対応したトナー像が形成され、転写ベルト８に重ねて転写される。なお、これ以降、画像形成エンジン７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを区別する必要のない場合には、単に画像形成エンジン７と称する。他の構成要素についても同様に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの別を区別する必要のない場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表記を省略するものとする。

媒体供給部９は複数設けられており、互いに異なったサイズの記録媒体１０が収容されている。記録媒体１０は例えば紙である。転写ベルト８表面にトナー像が形成されると、ＣＰＵ４４は、ユーザが指示受付部４１で指定したサイズ、または画像データに基づいて判定したサイズに応じて、媒体供給部９のいずれかに対応するローラー３３を回転させ、記録媒体１０を１枚ずつ送り出す。送り出された記録媒体１０はローラー対３４、３５、３７によって搬送路３６に沿って搬送される。

転写ローラー３０には所定の電圧が印加されている。転写ベルト８は矢印Ｂの方向に循環駆動され、その表面に形成されたトナー像が転写ローラー３０に接近するのと同期して、転写ローラー３０が所定の荷重で転写ベルト８を介してローラー２９に押し当てられ、接触領域を形成する。そして、この接触領域に記録媒体１０が進入する。転写ベルト８上のトナー像は、転写ローラー３０に印加された電圧による電界および接触領域における加圧の作用によって、記録媒体１０表面に転写される（２次転写）。
トナー像が転写された記録媒体１０は、ローラー対３１によって定着装置１１に導かれる。定着装置１１は、記録媒体１０に対して加熱および加圧を行うことによって、トナー像を記録媒体１０表面に定着させる。

定着装置１１の下流側には、記録媒体１０の搬送経路を定めるためのガイド部材３５が設けられており、さらにその下流側には、最大サイズの記録媒体１０を載せられるだけの大きさの板状部材を備えた媒体排出部３２が複数設けられている。上段の媒体排出部３２は、記録媒体１０の排出のみを行う。下段の媒体排出部３２は、ホチキス留め等の後処理の機能をし、ユーザが指示受付部４１で後処理を指定した場合にのみ、記録媒体１０が下段の媒体排出部３２に排出されるようにガイド部材３５の向きが変更される。

画像形成装置１は、プリンタとしての機能も備えている。具体的には、画像形成装置１と情報処理装置とが通信ネットワークを介して接続されている場合、この情報処理装置から画像形成装置１に例えばページ記述言語で記述された文書データを送信すると、ＣＰＵ４４は受信された文書データを画像データに変換して画像出力部６に供給する。また、記憶部５に記憶されている画像データを用いて画像を形成することも可能である。この場合、ユーザが記憶部５に記憶されている所望の画像データを指定すると、指定された画像データが画像出力部６に供給される。

さて、画像形成装置１はゴースト補正部１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋを備えている。ここで、潜像ゴーストについて説明する。
潜像ゴーストの原因はいくつか知られているが、その１つとして、転写電流の集中によるものがある。前述のとおり、感光体ドラム２０上のトナー像を転写ベルト８に転写する際、転写装置２５により転写ベルト８に対して所定の電圧が印加される。電圧の印加によって感光体ドラム２０の表面に流れる電流を転写電流と呼ぶ。この転写電流は、感光体ドラム２０の表面に一様に流れることが望ましいが、実際には一様に流れるわけではない。すなわち、感光体ドラム２０上でトナーの付着している領域には転写電流が流れにくく、トナーの付着していない領域には転写電流が集中して流れる傾向がある。転写電流の集中した領域はそれ以外の領域よりも帯電電位が低くなるため、トナーの付着していない領域はトナーの付着している領域よりも帯電電位が低くなる。この帯電電位の分布は、トナー像の転写後も感光体ドラム２０表面に残留する。

ここで、感光体ドラム２０上で直前の転写時にトナーの付着していた領域を便宜上、トナー付着領域と呼び、トナーの付着していなかった領域を非トナー付着領域と呼ぶ。すなわち、トナー像の転写後、非トナー付着領域の帯電電位はトナー付着領域の帯電電位よりも低くなっている。

感光体ドラム２０上でトナー像の転写が済んだ部分には、次の露光のために帯電装置２１によって新たに帯電が行われる。この帯電において、帯電装置２５は感光体ドラム２０表面に一様な電圧を印加する。ところが、上記のとおり、非トナー付着領域はトナー付着領域よりも帯電電位が低くなっているため、帯電後の非トナー付着領域の帯電電位はトナー付着領域の帯電電位よりも低くなってしまう。

この状態の感光体ドラム２０に対して露光が行われると、非トナー付着領域の帯電電位が本来の帯電電位よりも低くなってしまう。そして、露光に続いて現像が行われると、非トナー付着領域には本来付着するべき量よりも多めのトナーが付着するから、非トナー付着領域の濃度が本来の濃度、すなわち画像データに基づいた濃度よりも高くなってしまう。その結果、転写ベルト８に転写されるトナー像は、本来転写されるべきトナー像に対して、感光体ドラム２０の１回転前のトナー像の濃淡を反転させて低濃度で重ねたものとなる。このトナー像が記録媒体１０に転写されると、１回転前の画像に対応する領域が相対的に濃度が低下して見えることになる。このように濃淡を反転させて重ねられた画像をネガゴーストという。

また、画像形成時の条件によっては、非トナー付着領域の帯電電位がトナー付着領域の帯電電位よりも高くなることがあり、この場合、感光体ドラム２０の１回転前の画像が濃淡を反転させずに低濃度で重ねられて形成される。この画像をポジゴーストという。ネガゴーストとポジゴーストとを潜像ゴーストと総称する。

また、ネガゴーストの原因として、感光体ドラム２０の感度の低下によるものが知られている。感光体ドラム２０上で潜像の書き込まれた領域は光に対する感度が低下し、潜像の濃度が高いほど感度の低下が大きい。例えば、高濃度の潜像を書き込んで画像形成を行い、感光体ドラム２０の１回転後に低濃度かつ均一濃度の潜像を書き込んだとする。この場合、１回転前に潜像の書き込まれた領域の感度が低下しており、感度の低下した部分は低下していない部分よりも同じ強度の露光用ビームＬＢに対する電位の低下量が小さいため、その部分の潜像の濃度が低くなってしまう。この場合にも、１回転前の画像に対応する領域が相対的に濃度が低下して見えることになる。

次に、ネガゴーストの発生の様子について、白黒画像の例を用いて説明する。
図２は、ネガゴーストが発生していない画像の例である。同図の領域Ａ、Ｂは、白抜きの×印と黒の×印からなる画像である。領域Ｃ、Ｄは、各々均一な濃度で塗りつぶされた複数の矩形からなり、各矩形の画像面積率は、領域Ｃでは図中左からCin=20,40,60,80,100%であり、領域Ｄでは図中左からCin=100,80,60,40,20%である。領域ＡおよびＢからなる部分、領域ＣおよびＤからなる部分の図中縦方向の長さは、ともに感光体ドラム２０の円周の長さに等しい。

これに対して図３は、ネガゴーストが発生している画像の例である。この画像は、図２に示した画像を表す画像データをゴースト補正部１００を備えていない画像形成装置に入力することによって記録媒体１０上に領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に形成した画像である。すなわち、感光体ドラム２０の最初の１回転で領域Ａ、Ｂの画像が形成され、これに続く１回転で領域Ｃ、Ｄの画像が形成されたものである。図示されているとおり、ネガゴーストの発生によって領域Ｃには領域Ａの白抜きの×印に対応する位置に黒の×印が浮き出している。また、黒の×印に対応する位置に白抜きの×印が浮き出している。また、領域Ｄには領域Ｂの白抜きの×印に対応する位置に黒の×印が浮き出している。また、黒の×印に対応する位置に白抜きの×印が浮き出している。なお、同図は、理解を容易にするために誇張して描かれた図である。

また、この例では、領域Ｃと領域Ｄとで同じ濃度の矩形領域を比較すると、ネガゴーストの濃度が異なっている。つまり、感光体ドラム２０の主走査方向に面内むらが発生している。その原因の１つとしては、感光体ドラム２０の保護層や電荷輸送層の膜厚が主走査方向に不均一であることが考えられる。膜厚が不均一であると、感光体ドラム２０表面に対して均一な電圧を印加したとしても、帯電電位が不均一になってしまい、その結果、面内むらが生じる。また、各装置の取り付け位置の精度も一因と考えられる。すなわち、帯電装置２１、現像装置２２はそれぞれ円筒状の部材である帯電ローラー、現像ローラーによって帯電および現像を行うが、帯電ローラーや現像ローラーの表面と感光体ドラム２０の表面とが主走査方向に平行をなしていない場合、帯電電位やトナー像の濃度が主走査方向に不均一になってしまい、その結果、面内むらが生じる。

次に、ゴースト補正部１００の構成について説明する。ゴースト補正部１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋの構成は共通であるから、以下の説明ではゴースト補正部１００Ｋについて説明する。

図４は、ゴースト補正部１００Ｋの構成を表す図である。
画像データＫは、Ｋ色の画像を表すラスタ形式のデータであり、例えば、画像入力部１２から供給された画像データである。なお、画像データＫは、通信Ｉ／Ｆ４８を介して受信された文書データ等をＣＰＵ４４がラスタ形式に変換することによって得られた画像データ等でもよい。画像データＫは、各画素の画像面積率Cinを０から２５５までの２５６階調で表したデータであり、Ｋ＝０がCin=0%に対応し、Ｋ＝２５５がCin=100%に対応する。

画像メモリ１０１は、例えばＦＩＦＯ（First in First out）メモリであり、その容量は、感光体ドラム２０Ｋの１回転分の潜像に対応する画像データＫのデータ量に等しい。画像入力部１２またはＣＰＵ４４から画像データＫが供給されると、画像メモリ１０１は感光体ドラム２０Ｋの１回転分の潜像に対応するデータ量だけ画像データＫを格納し、その後、画像データＫの後続のビットが入力されるのと同期して最も格納時期の古いビットを画像データＫ１として補正量決定回路１０２に出力する。つまり、画像データＫ１は、これと同期して入力される画像データＫよりも感光体ドラム２０Ｋの１回転分だけ前の画像データである。

補正量決定回路１０２は、画像データＫを補正するための補正量を決定し、決定された補正量を加算器１０３に出力する。具体的には、以下のとおりである。
まず、補正量決定回路１０２には、画像メモリ１０１に画像データＫが入力されるのと同期して、これと同じ画像データＫが入力される。前述のとおり、画像メモリ１０１は画像データＫの入力と同期して画像データＫ１を補正量決定回路１０２に出力するから、補正量決定回路１０２には、画像データＫと画像データＫ１とが同期して入力されることになる。

また、補正量決定回路１０２は、画像データＫの入力と同期して、画像データＫに基づく静電潜像が形成される感光体ドラム２０Ｋ上の主走査方向の位置Ｘを入力する。各画素は１ページ分の領域において固有の座標値に対応付けられているから、ＣＰＵ４４はこの座標値に含まれる主走査方向の成分を位置Ｘとして補正量決定回路１０２に出力する。

補正量決定回路１０２は、内部にメモリを有し、メモリには３次元ＬＵＴ（Look Up Table）２０１が書き込まれている。３次元ＬＵＴ２０１は、感光体ドラム２０上の主走査方向の位置Ｘと、画像データＫの画素値と、画像データＫ１の画素値と、画像データＫに対する補正量αとを対応付けて保持するテーブルである。３次元ＬＵＴ２０１には、所定の方法によって求められた補正量αが予め書き込まれている。

ここで、補正量αを求める手順について説明する。図５は、補正量αを求める手順を表す図である。
補正量αを求めるには、まず、テスト画像を表すテスト画像データを画像出力部６に入力する（ステップＡ０１）。図６は、補正量αを求める際に用いるテスト画像の例である。色票Ａ，Ｂの図中縦方向の長さは感光体ドラム２０Ｋの円周の長さに等しい。つまり、色票Ａ、Ｂは、それぞれ感光体ドラム２０Ｋの１回転分に対応する領域である。色票Ａは、各々が均一な濃度の複数のパッチからなり、上から画像面積率Cin=100,80,60%のパッチが並べられている。色票Ｂは主走査方向に５分割されており、分割して得られた小領域の各々が均一な濃度のパッチをなしている。各小領域は、それぞれ図中左から主走査方向の位置Ｘ=0〜70mm、70〜140mm、140〜210mm、210〜280mm、280〜350mmに対応している。濃度はいずれもCin=15%である。色票Ｂの各パッチは、色票Ａを色票Ｂに重ね合わせた場合に色票Ａにおける縦方向１列分のパッチを一度に覆うことのできる面積を有している。

次に、上記のテスト画像データに基づいて画像出力部６によって記録媒体１０上にテスト画像を形成する（ステップＡ０２）。図７は、テスト画像データに基づいて記録媒体１０に形成されたテスト画像を表す図である。この例では、感光体ドラム２０Ｋの１回転によって色票Ａの画像が形成され、これに続いて次の１回転で色票Ｂの画像が形成されている。図示されているとおり、色票Ｂにおいて、色票Ａのネガゴーストが発生しており、色票Ａのパッチに対応する領域の濃度がその周辺の濃度よりも低くなっている。この例では、色票Ｂの濃度が低いため、色票Ａの濃度によらずネガゴーストが強く発生している。
以下の説明では、ネガゴーストの発生により濃度の低下した領域を「ゴースト発生部」と呼び、ゴーストが発生していない領域を「背景部」と呼ぶ。すなわち、上記の例では、色票Ｂにおいて色票Ａのパッチに対応する領域がゴースト発生部であり、それ以外の領域が背景部である。

上記と同様の処理を、色票ＢのCinを30,50,70%に変更したテスト画像データを用いて行う。図８、９、１０はそれぞれ色票ＢのCinを30,50,70%に変更したテスト画像データに基づいて画像出力部６が形成した画像である。Cin=30,50%の場合、主走査方向の位置Ｘによってネガゴーストの濃度が異なっている。また、Cin=70%の場合、Cin=50%以下の場合ほどにはネガゴーストが顕著でない。

次に、図７、８、９、１０に示す色票Ｂの部分を画像入力部１２で読み取り、得られた画像データを反射率に変換する（ステップＡ０３）。この処理は、色票ＡにおけるCinの値毎、および主走査方向の位置Ｘ毎に行う。図１１は、主走査方向の位置Ｘ=0mmにおける色票ＡのCin=100%のパッチに対応するゴースト発生部の反射率と色票ＢのCinとの関係を表す図であり、横軸が色票ＢのCin、縦軸が反射率である。図中の破線はゴースト発生部の反射率、実線は背景部の反射率をプロットしたものである。

図示されているとおり、Cinの値毎に反射率を比較すると、ゴースト発生部の反射率が背景部の反射率よりも高い、すなわちゴースト発生部の濃度が背景部の濃度よりも低いことが判る。本実施形態では、ネガゴーストを抑制するために、ゴースト発生部の反射率が背景部の反射率に一致するように画像データＫを補正する。そのために、図示されているとおり、背景部と同じ反射率になるための画像データＫの補正量αを求める（ステップＡ０４）。具体的には、反射率の値毎に、色票Ｂのゴースト発生部のCinから背景部のCinを差し引いたものを補正量αとする。図示されたネガゴーストの例では、補正量αは正の値となる。なお、ポジゴーストの場合には補正量αは負の値となる。
図１２（ａ）は、上記の手順で求められた補正量αと色票ＢのCinとの関係を表す図であり、主走査方向の位置Ｘ=0mmで、色票Ａすなわち画像データＫ１のCin=100%のゴースト発生部で求められた補正量αについて、横軸を色票Ｂすなわち画像データＫのCinとしてプロットしたものである。また、図１２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、主走査方向の位置Ｘ=0mmで、それぞれ色票ＡのCin=80,60,0%のゴースト発生部で求められた補正量αをプロットしたものである。
また、図１３、図１４、図１５、図１６は、それぞれ主走査方向の位置Ｘ=70,140,210,280mmについて図１２と同様に色票ＡのCin毎に求められた補正量αをプロットしたものである。

補正量決定回路１０２が備える３次元ＬＵＴ（Look Up Table）２０１には、予め上記の手順で求められた補正量αが画像データＫの値と画像データＫ１の値と主走査方向の位置Ｘとに対応付けられて書き込まれている。
補正量決定回路１０２は、入力された画像データＫと画像データＫ１と主走査方向の位置Ｘとに対応する補正量αを画素毎に求める。そして、求められた補正量αを加算器１０３に出力する。

加算器１０３は、補正量決定回路１０２が画像データＫを入力するのと同期してこれと同じ画像データＫを入力し、補正量決定回路１０２が出力した補正量αを画像データＫに加算し、画像データＫ＋αとして選択器１０４に出力する。
選択器１０４は、画像データＫ＋αを画像出力部６に出力する。すると、画像出力部６は、画像データＫ＋αに基づいて記録媒体１０上に画像を形成する。

テスト画像データ発生回路１０５と再計算回路１０６は、補正量αの再計算を行うために設けられている。補正量αを再計算するのは以下に示す理由からである。
潜像ゴーストは、時間の経過や画像形成装置１内の環境の変化等に応じて発生量が変化することがある。例えば、画像形成装置１の累積の動作時間が延びるにつれて感光体ドラム２０Ｋの磨耗が進み、磨耗の程度によって潜像ゴーストの発生の程度も変化する。また、画像形成装置１内の温度や湿度等の変化によっても潜像ゴーストの発生の程度が変化する。画像の品質を良好に保つためには、このような変化に対応して補正量αを再計算する必要がある。

そこで、本実施形態では、補正量αを再計算して３次元ＬＵＴ２０１の内容を書き換えることができるように構成されている。具体的には以下のとおりである。
補正量αの再計算は、指示受付部４１に対してユーザが所定の指示を入力することによって行なわれる。例えば、画像形成装置１で形成される画像をユーザが観察し、潜像ゴーストの発生が視認された場合にユーザが所定の指示を入力する。例えば、指示受付部４１の表示部３９に表示されている「画質調整」なる項目をユーザが指定すると、画質の調整を行うためのメニューが表示され、その中の「ゴースト補正量再計算」なる項目を指定する。

指示受付部４１に上記の指示が入力されると、テスト画像データ発生回路１０５が、図６に示したテスト画像を表すテスト画像データを発生し、選択器１０４に出力する。
選択器１０４は、入力されたテスト画像データを画像出力部６に出力する。すると、図５の手順に従って処理が行われる。ステップＡ０３からＡ０４の処理は再計算回路１０６が行う。再計算回路１０６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭを有するコンピュータであり、ステップＡ０３からＡ０４の処理の手順を記述したプログラムがＲＯＭに格納されている。ＣＰＵがこのプログラムをＲＡＭ上に読み出して実行することによってステップＡ０３からＡ０４の処理が行われ、補正量αが求められる。求められた補正量αは３次元ＬＵＴ２０１に書き込まれ、以後、補正量決定回路１０２が補正量αを決定するために用いられる。
なお、上記の説明ではネガゴーストを補正する場合の例を示したが、上記の構成によりポジゴーストの補正を行うことも可能であることはいうまでもない。

以上説明した形態に限らず、本発明は種々の形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形した形態でも実施可能である。
＜変形例１＞
上記の実施形態では感光体ドラム２０の主走査方向の位置に応じてゴーストを補正する構成を示したが、感光体ドラム２０の副走査方向の位置に応じてゴーストを補正するようにしてもよい。その構成の例を示すと以下のとおりである。
感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋには各感光体ドラム２０の回転角度を測定して出力するセンサ７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋが設けられている。露光装置１９が感光体ドラム２０に静電潜像を書き込む時点での感光体ドラム２０の回転角度を測定し、この回転角度を副走査方向の位置Ｙとする。そして、例えばＹ＝０〜９０°、９０〜１８０°、１８０〜２７０°、２７０〜０°といった範囲毎に、図５に示した手順に従って補正量αを求め、３次元ＬＵＴ２０１に予め書き込んでおく。画像形成を行う際には、センサから得られた回転角度が属する範囲毎に、画像データＫと画像データＫ１とに対応する補正量αを３次元ＬＵＴ２０１から求め、この補正量αを用いて画像データＫを補正する。
なお、感光体ドラム２０上で予め定められている基準点から書き込み位置までの周方向の距離を回転角度に基づいて算出し、この距離を位置Ｙとして用いてもよい。

また、主走査方向の位置Ｘ、副走査方向の位置Ｙの両方に応じてゴーストを補正するようにしてもよい。この場合、主走査方向の位置Ｘと副走査方向の位置Ｙとの組み合わせ毎に補正量αを求めて４次元ＬＵＴに書き込んでおく。画像形成を行う際には、センサから得られる回転角度に基づいて画素毎に画像データＫに対応する副走査方向の位置Ｙを求め、画像データＫと画像データＫ１と主走査方向の位置Ｘ、副走査方向の位置Ｙとに対応する補正量αを４次元ＬＵＴから求め、この補正量αを用いて画像データＫを補正する。

＜変形例２＞
上記の実施形態では再計算が必要であるとユーザが判断した場合にユーザが画像形成装置１に補正量αの再計算の指示を与える例を示したが、再計算を以下の場合に行うように構成してもよい。例えば、画像形成装置１によって形成された画像のページ数が所定値に達する度にＣＰＵ４４がゴースト補正部１００に再計算の実行を指示するようにしてもよい。また、画像形成装置１に温度センサ及び湿度センサを備え、画像形成装置１内の温度及び湿度が所定値に達した場合にＣＰＵ４４がゴースト補正部１００に再計算の実行を指示するようにしてもよい。

＜変形例３＞
潜像ゴーストは感光体ドラムの１回転前の画像の濃度が高いほど強く発生する傾向がある。また、潜像ゴーストが発生するのは感光体ドラムの１回転前の画像の濃度が最高濃度値（Cin=100%）あるいはそれに近い場合に限られる。従って、補正量αの再計算においては、色票ＡをCin=100%のパッチだけで構成したテスト画像データを用いてもよい。

＜変形例４＞
上記の実施形態では感光体ドラムの１回転前に対応する画像データに基づいて潜像ゴーストを補正する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、現像装置２２は円筒形の部材である現像ローラーを有している。現像ローラーは感光体ドラム２０と逆極性に帯電され、その表面にトナーが付着しており、所定の方向に回転駆動されている。そして、現像ローラーと静電潜像との電位差によってトナーが感光体ドラム２０表面へ移動する。この際、トナーが移動した部分と残留した部分とで現像ローラー表面の電位に差が生じる。次の現像の際、現像ローラーは一様に帯電されていることが望ましいが、１回転前の現像の際に生じた電位の不均一の影響によって付着するトナーの量が不均一となり、その結果、潜像ゴーストが発生することがある。
このような場合にも、上記の実施形態の構成を用いて潜像ゴーストを抑制することができる。すなわち、現像ローラーの１回転分の画像データＫを画像メモリ１０１に蓄積し、画像データＫとこれに対して現像ローラーの１回転前に対応する画像データＫ１とに基づいて、上記の実施形態と同様の手順で補正量αを求めればよい。

＜変形例５＞
上記の実施形態では反射率の値毎にゴースト発生部のCinから背景部のCinを差し引いたものを補正量αとする例を示したが、例えば、背景部のCinに対するゴースト発生部のCinの比を求めてこれを補正量αとしてもよい。この場合、画像データＫを補正量αで除することによってゴースト発生部の濃度を背景部の濃度に一致させることができる。

＜変形例６＞
上記の実施形態では補正量αが予め３次元ＬＵＴ２０１に書き込まれている例を示したが、補正量αが予め書き込まれていなくてもよい。この場合、画像形成措置１による１回目の潜像ゴーストの補正では、上述した再計算と同様の手順によって補正量αを求め、この補正量αを３次元ＬＵＴ２０１に書き込んで補正に用いればよい。

＜変形例７＞
上記の実施形態では画像メモリ１０１としてＦＩＦＯメモリを用いる例を示したが、画像メモリ１０１はこの例に限定されるものではない。入力された画像データＫを画像メモリ１０１に格納し、感光体ドラム２０の１回転後にこの画像データＫを画像データＫ１として補正量決定回路１０２に出力するように構成されていればよい。

＜変形例８＞
上記の実施形態ではゴースト補正部１００の再計算回路１０６以外をハードウェアで構成する例を示したが、コンピュータをゴースト補正部１００として機能させるためのプログラムを記憶部５に記憶させておき、ＣＰＵ４４がこのプログラムを実行することによってゴースト補正部１００と同じ処理を実行するようにしてもよい。
また、このプログラムを光ディスク等の記録媒体に記録し、この記録媒体からプログラムを読み取って記憶部５に書き込むようにしてもよい。また、このプログラムを通信ネットワーク経由で受信し、記憶部５に書き込むようにしてもよい。

＜変形例９＞
上記の実施形態では互いに異なる色に対応した４基の画像形成エンジンを有する画像形成装置に本発明を適用した例を示したが、３基以下または５基以上の画像形成エンジンを有する画像形成装置に本発明を適用してもよい。

＜変形例１０＞
上記の実施形態では、補正量αを再計算する場合に記録媒体１０に転写されたテスト画像を画像入力部１２で読み取るように構成されているが、転写ベルト８上に形成されたテスト画像を読み取るようにしてもよい。例えば、転写ベルト８の外周面に対向させてＣＣＤ等からなる読取装置を設け、感光体ドラム１９から転写ベルト８に転写されたテスト画像を読取装置を用いて読み取り、得られた画像データを反射率に変換し、実施形態のステップＡ０４で示した手順によって補正量αを求める。

画像形成装置１のハードウェア構成を示す図である。 ネガゴーストが発生していない画像の例を表す図である。 ネガゴーストが発生している画像の例を表す図である。 ゴースト補正部１００Ｋの構成を表す図である。 補正量β、γを求める手順を表す図である。 テスト画像の例である。 テスト画像データに基づいて形成された画像の例である。 テスト画像データに基づいて形成された画像の例である。 テスト画像データに基づいて形成された画像の例である。 テスト画像データに基づいて形成された画像の例である。 ゴースト発生部の反射率と色票ＢのCinとの関係を表す図である。 補正量αと色票ＢのCinとの関係を表す図である。 補正量αと色票ＢのCinとの関係を表す図である。 補正量αと色票ＢのCinとの関係を表す図である。 補正量αと色票ＢのCinとの関係を表す図である。 補正量αと色票ＢのCinとの関係を表す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、４…制御部、４４…ＣＰＵ、４５…ＲＯＭ、４６…ＲＡＭ、５…記憶部、４１…指示受付部、３９…表示部、４０…キー入力部、４８…通信Ｉ／Ｆ、２…プラテンガラス、５２…原稿送り装置、１２…画像入力部、６…画像出力部、７…画像形成エンジン、２０…感光体ドラム、２１…帯電装置、１９…露光装置、２２…現像装置、２５…転写装置、８…転写ベルト、２４…クリーナ、９ａ、９ｂ…媒体供給部、１０…記録媒体、３０…転写ローラー、１１…定着装置、３２ａ、３２ｂ…媒体排出部、１００…ゴースト補正部、１０１…画像メモリ、１０２…補正量決定回路、２０１…３次元ＬＵＴ、１０３…加算器、１０４…選択器、１０５…テスト画像データ発生回路、１０６…再計算回路

Claims (5)

1. 回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を書き込む露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力手段と、
   前記回転体上の主走査方向における画素の位置と、第１の画像データと、第２の画像データと、当該第１の画像データが入力されてから前記回転体の１回転分だけ後に当該第２の画像データが入力された場合に当該第２の画像データに基づいて前記記録媒体に転写される画像の濃度が当該第２の画像データに対応する濃度に近づくように当該第２の画像データを補正する補正量とを対応付けて記憶する記憶手段と、
   入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記回転体上の主走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する補正量決定手段と、
   前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて、前記入力された画像データを補正する補正手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回転体の１回転分に対応する第１の領域と、前記第１の領域に続く前記回転体の１回転分に対応する第２の領域とを有する複数のテスト画像であって、前記第１の領域には濃度が最大である第１の色票が設けられており、前記第２の領域は所定の方向に並べられた同一濃度の複数の小領域からなる第２の色票が設けられており、テスト画像毎に前記小領域の濃度が異なり、前記第１の領域を前記第２の領域に重ね合わせた場合に前記各小領域の一部が前記第１の色票と重なるように前記第１及び第２の色票が配置されているテスト画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段が読み取ったテスト画像の前記小領域毎に、前記第２の色票が前記第１の色票と重なる部分の濃度と、前記第２の色票が前記第１の色票と重ならない部分の濃度との差を求め、該差を補正量として前記第１の記憶手段に書き込む再計算手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記露光手段による静電潜像の前記回転体上の副走査方向の書き込み位置を特定する位置特定手段を有し、
   前記記憶手段は、前記回転体上の主走査方向及び副走査方向における画素の位置と、前記第１の画像データと、前記第２の画像データと、前記補正量とを対応付けて記憶し、
   前記補正量決定手段は、入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記露光手段の主走査方向及び副走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を書き込む露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力装置の前記回転体上の主走査方向における画素の位置と、第１の画像データと、第２の画像データと、当該第１の画像データが入力されてから前記回転体の１回転分だけ後に当該第２の画像データが入力された場合に当該第２の画像データに基づいて前記記録媒体に転写される画像の濃度が当該第２の画像データに対応する濃度に近づくように当該第２の画像データを補正する補正量とを対応付けて記憶する記憶手段と、
   入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記回転体上の主走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する補正量決定手段と、
   前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて、前記入力された画像データ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。
5. コンピュータを、
   回転駆動され、光の照射に応じて表面の電位が変化する回転体と、入力された画像データに含まれる画素値に基づいて前記回転体の表面を露光することによって静電潜像を書き込む露光手段と、該静電潜像を現像剤を用いて現像する現像手段と、この現像によって得られた像を記録媒体に転写する転写手段とを有する画像出力装置の前記回転体上の主走査方向における画素の位置と、第１の画像データと、第２の画像データと、当該第１の画像データが入力されてから前記回転体の１回転分だけ後に当該第２の画像データが入力された場合に当該第２の画像データに基づいて前記記録媒体に転写される画像の濃度が当該第２の画像データに対応する濃度に近づくように当該第２の画像データを補正する補正量とを対応付けて記憶する記憶手段と、
   入力された画像データと当該画像データよりも前記回転体の１回転分だけ前に入力された画像データとに対応する補正量を、前記回転体上の主走査方向における画素の位置毎に、前記記憶手段の記憶内容に基づいて決定する補正量決定手段と、
   前記補正量決定手段が決定した補正量を用いて、前記入力された画像データを補正する補正手段
   として機能させるためのプログラム。