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技術 画像形成装置の補正方法

出願人 キヤノン株式会社
発明者 堀内出古田泰友荒木隆一
出願日 2016年7月7日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-135119
公開日 2017年2月2日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2017-024405
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における制御・管理・保安 電子写真における露光及び原稿送り レーザービームプリンタ 機械的光走査系
主要キーワード 周囲温度環境 ビーム位置情報 理想距離 測定工具 信号生成ユニット 角度ばらつき 所定数前 遅れ制御
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月2日)のものです。
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図面 (20)

課題

感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むら補正して、良好な画質を得ることができる補正方法を提供する。

解決手段

副走査方向における走査線のずれに起因した副走査方向の濃度の疎密を、注目画素(x,y)を走査線のずれに応じて副走査方向に移動させ、移動に応じて注目画素の画素値pix1(x,y)を出力させる(破線円A)ことにより補正する第1の補正処理と、第1の補正処理において出力させる画素(a〜d)の画素値を、主走査方向に移動させて連続した複数の画素(e,f)で画素値を出力させるように補正する第2の補正処理と、を備える。

概要

背景

レーザプリンタ複写機等の電子写真方式画像形成装置では、レーザ光走査する光走査装置を用いて、感光体上に潜像形成を行う方式が一般に知られている。レーザ走査方式の光走査装置では、コリメータレンズを用いて平行光にされたレーザ光を、回転多面鏡によって偏向し、偏向されたレーザ光を長尺fθレンズを用いて感光体上に結像させる。また、1つのパッケージ内に複数の発光点を有するレーザ光源を有し、複数のレーザ光を同時に走査するマルチビーム走査方式がある。

一方、濃度むらバンディングのない良好な画像を形成するためには、感光体の回転方向において隣接する位置を走査するレーザ光の走査ライン間の距離が等しいことが望ましい。しかし、以下の複数の要因によって、走査ライン間の距離の変動が発生する。例えば、感光体上における走査ライン間の距離の変動は、感光体の表面速度の変動や、回転多面鏡の回転速度変動等によって生じる。また、走査ライン間の距離の変動は、回転多面鏡の回転軸に対する回転多面鏡のミラー面の角度のばらつきや、レーザ光源に配列された発光点の間隔のばらつきによっても生じる。図19(a)では、レーザ光による走査を横線で表し、走査ラインの間隔が周期的に変動する様子を示している。図19(a)に示すように、レーザ光の走査ラインの間隔が近接する場合は濃く、レーザ光の走査ラインの間隔が離れている場合は薄く現像され、縞模様モアレ)等として検出されやすい。このような要因により発生する濃度むらやバンディングに対して、光走査装置の露光量を制御することでバンディングを補正する技術が提案されている。例えば特許文献1では、感光体近傍に副走査方向のビーム位置検出ユニットを設け、検出されたビーム位置から得られた走査距離情報に基づき、光走査装置の露光量を調整してバンディングを目立たなくする構成が記載されている。

概要

感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むらを補正して、良好な画質を得ることができる補正方法を提供する。副走査方向における走査線のずれに起因した副走査方向の濃度の疎密を、注目画素(x,y)を走査線のずれに応じて副走査方向に移動させ、移動に応じて注目画素の画素値pix1(x,y)を出力させる(破線円A)ことにより補正する第1の補正処理と、第1の補正処理において出力させる画素(a〜d)の画素値を、主走査方向に移動させて連続した複数の画素(e,f)で画素値を出力させるように補正する第2の補正処理と、を備える。

目的

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むらを補正して、良好な画質を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の発光点を有する光源と、第1の方向に回転し、前記光源から出射された光ビームにより潜像が形成される感光体と、前記光源から出射された光ビームを偏向し、前記感光体に照射された光ビームのスポットを前記第1の方向と直交する第2の方向に移動させ走査線を形成する偏向ユニットと、を備える画像形成装置補正方法であって、前記第1の方向における前記走査線のずれに起因した前記第1の方向の濃度の疎密を、所定の画素を前記走査線のずれに応じて前記第1の方向に移動させ、移動に応じて前記所定の画素の画素値を出力させる又は出力させないことにより補正する第1の補正工程と、前記第1の補正工程において出力させる又は出力させない前記所定の画素の前記画素値を、前記第2の方向に移動させて連続した複数の画素で画素値を出力させる又は出力させないように補正する第2の補正工程と、を備えることを特徴とする補正方法。

請求項2

前記第1の補正工程において、補正前の前記所定の画素の前記画素値が0で補正により増加した場合、前記第2の補正工程において、前記所定の画素の前記画素値が所定値以下の場合には、前記所定の画素の前記画素値を出力させずに、前記第2の方向における前記所定の画素の次の画素の画素値に前記所定の画素の前記画素値を加算することを特徴とする請求項1に記載の補正方法。

請求項3

前記第2の補正工程において、前記所定の画素の前記画素値が前記所定値を超えた場合には、前記所定の画素の前記画素値を出力させることを特徴とする請求項2に記載の補正方法。

請求項4

前記第2の補正工程において、前記所定の画素の前記画素値が前記所定値を超えた場合、前記所定の画素の前記第2の方向の所定数先までの画素及び前記所定数前までの画素に出力すべき画素がない場合には、前記所定の画素の前記画素値を出力させることを特徴とする請求項2に記載の補正方法。

請求項5

前記第2の補正工程において、前記所定数先までの前記画素及び前記所定数前までの前記画素のうち少なくとも1つの画素に出力すべき画素がある場合には、前記所定の画素の前記画素値を出力させず、前記所定の画素の前記画素値を前記少なくとも1つの画素に隣接する画素の画素値に加算して前記隣接する画素の前記画素値を出力させることを特徴とする請求項4に記載の補正方法。

請求項6

前記第1の補正工程は、前記走査線の前記第1の方向の位置ずれに関する情報を記憶ユニットに記憶する記憶工程と、前記記憶ユニットに記憶された前記情報に基づいて、前記感光体上の走査線の間隔が所定の間隔となるような座標変換を行うことにより、入力画像の画素の位置を変換する変換工程と、前記座標変換後の入力画像の画素の位置に基づいて、入力画像の画素の画素値に畳み込み演算を行い、出力画像の画素の画素値を求めるフィルタ処理工程と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の補正方法。

請求項7

記入力画像の前記第1の方向におけるn番目の画素の位置を示す関数をfs(n)とし、前記出力画像の前記第1の方向におけるn番目の画素の位置を示す関数をft(n)とし、前記座標変換後の前記入力画像の前記第1の方向におけるn番目の画素の位置を示す関数をfs’(n)とし、前記座標変換後の前記出力画像の前記第1の方向におけるn番目の画素の位置を示す関数をft’(n)としたとき、前記変換工程では、前記座標変換後の前記入力画像の画素の位置を、関数ft(n)の逆関数ft−1(n)を用いて、fs’(n)=ft’(ft−1(fs(n)))から求めることを特徴とする請求項6に記載の補正方法。

請求項8

関数fs(n)がfs(n)=nを満たし、且つ、関数ft’(n)がft’(n)=nを満たすとき、前記変換工程では、前記座標変換後の前記入力画像の画素の位置を、fs’(n)=ft−1(n)から求めることを特徴とする請求項7に記載の補正方法。

請求項9

前記変換工程では、前記入力画像の画素の位置を示す関数fs(n)又は前記出力画像の画素の位置を示す関数ft(n)が離散的な値となる場合、離散的な値を補間することにより連続的な関数とすることを特徴とする請求項7又は請求項8の補正方法。

請求項10

前記フィルタ処理工程では、線形補間又はバイキュービック補間を用いて前記畳み込み演算を行うことを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の補正方法。

請求項11

前記画素値は濃度値であり、前記フィルタ処理工程では、前記畳み込み演算を行う前と行った後とで、所定面積あたりの濃度値が保存されることを特徴とする請求項6から請求項10のいずれか1項に記載の補正方法。

請求項12

前記フィルタ処理工程では、前記畳み込み演算に用いる畳み込み関数の0でない範囲の前記第1の方向における幅を2Lとしたとき、前記出力画像の所定の画素の位置ynを中心とした前記2Lの幅の範囲に対応する前記入力画像の画素の範囲yminからymaxについて、ymin=ft(yn−L)、ymax=ft(yn+L)と定義することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の補正方法。

請求項13

前記画像形成装置は、前記感光体の回転速度を検出する検出ユニットを備え、前記検出ユニットにより検出した前記感光体の回転速度に基づいて、前記第1の方向の位置ずれを補正することを特徴とする請求項6から請求項12のいずれか1項に記載の補正方法。

請求項14

前記偏向ユニットは、所定の数の面を有する回転多面鏡であり、前記記憶ユニットに記憶される前記情報には、前記回転多面鏡の回転軸に対する前記面毎の角度のばらつきの情報が含まれていることを特徴とする請求項6から請求項13のいずれか1項に記載の補正方法。

請求項15

前記所定の間隔は、前記画像形成装置による画像形成解像度に応じて決定されることを特徴とする請求項6から請求項14のいずれか1項に記載の補正方法。

技術分野

0001

ディジタル複写機複合機レーザプリンタなどの画像形成装置による二次元画像画像形成における画像の歪みや濃度むらの画像形成装置の補正方法に関する。

背景技術

0002

レーザプリンタや複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、レーザ光走査する光走査装置を用いて、感光体上に潜像形成を行う方式が一般に知られている。レーザ走査方式の光走査装置では、コリメータレンズを用いて平行光にされたレーザ光を、回転多面鏡によって偏向し、偏向されたレーザ光を長尺fθレンズを用いて感光体上に結像させる。また、1つのパッケージ内に複数の発光点を有するレーザ光源を有し、複数のレーザ光を同時に走査するマルチビーム走査方式がある。

0003

一方、濃度むらやバンディングのない良好な画像を形成するためには、感光体の回転方向において隣接する位置を走査するレーザ光の走査ライン間の距離が等しいことが望ましい。しかし、以下の複数の要因によって、走査ライン間の距離の変動が発生する。例えば、感光体上における走査ライン間の距離の変動は、感光体の表面速度の変動や、回転多面鏡の回転速度変動等によって生じる。また、走査ライン間の距離の変動は、回転多面鏡の回転軸に対する回転多面鏡のミラー面の角度のばらつきや、レーザ光源に配列された発光点の間隔のばらつきによっても生じる。図19(a)では、レーザ光による走査を横線で表し、走査ラインの間隔が周期的に変動する様子を示している。図19(a)に示すように、レーザ光の走査ラインの間隔が近接する場合は濃く、レーザ光の走査ラインの間隔が離れている場合は薄く現像され、縞模様モアレ)等として検出されやすい。このような要因により発生する濃度むらやバンディングに対して、光走査装置の露光量を制御することでバンディングを補正する技術が提案されている。例えば特許文献1では、感光体近傍に副走査方向のビーム位置検出ユニットを設け、検出されたビーム位置から得られた走査距離情報に基づき、光走査装置の露光量を調整してバンディングを目立たなくする構成が記載されている。

先行技術

0004

特開2012−098622号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、従来の露光量による濃度調整を行う方法では、画像形成装置の画像形成条件の変化に応じて最適な光量制御量が変化するため、安定的にバンディング補正を行うことが困難である。ここで画像形成条件の変化として、画像形成装置の周囲温度環境の変化や、感光体の光に対する感度の変化やトナー材料の特性の経時的な変化等が挙げられる。

0006

更にカラー画像形成装置では、比較的長周期に位置ずれが発生した場合、色間での位置ずれが長周期に発生し、色味むら等の画像不良となる。図19(b)に各走査ラインの位置ずれの様子を示す。A4縦方向画像幅297mmの画像に対して解像度1200dpi(走査ライン間隔21.16μm)で印字すると、走査ラインは約14000ラインとなる。前述した感光体の表面速度の変動等の要因により、画像領域内において走査ラインの理想位置と実際の走査位置の位置ずれ量は、不均一に変動する。図19(b)では、画像の先端から2000ライン目と7000ライン目は、実線で示す走査ラインの走査位置が破線で示す理想位置に対して先頭方向にずれており、10000ライン目は先頭方向とは反対方向にずれている。このように画像領域中において走査ライン、言い換えれば画像位置が理想位置からずれると、色味変動等の課題が発生するため、画像データの絶対位置を移動させる方式が必要となる。

0007

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むらを補正して、良好な画質を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

0009

(1)複数の発光点を有する光源と、第1の方向に回転し、前記光源から出射された光ビームにより潜像が形成される感光体と、前記光源から出射された光ビームを偏向し、前記感光体に照射された光ビームのスポットを前記第1の方向と直交する第2の方向に移動させ走査線を形成する偏向ユニットと、を備える画像形成装置の補正方法であって、前記第1の方向における前記走査線のずれに起因した前記第1の方向の濃度の疎密を、所定の画素を前記走査線のずれに応じて前記第1の方向に移動させ、移動に応じて前記所定の画素の画素値を出力させる又は出力させないことにより補正する第1の補正工程と、前記第1の補正工程において出力させる又は出力させない前記所定の画素の前記画素値を、前記第2の方向に移動させて連続した複数の画素で画素値を出力させる又は出力させないように補正する第2の補正工程と、を備えることを特徴とする補正方法。

発明の効果

0010

本発明によれば、感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むらを補正して、良好な画質を得ることができる。

図面の簡単な説明

0011

実施例1、2の画像形成装置全体を示す図、感光ドラムと光走査装置周辺の構成を示す図
実施例1、2の画像形成装置のブロック図
実施例1、2の走査ラインの位置ずれを示す図
実施例1、2のメモリに情報を記憶する工程を説明するブロック図
実施例1、2の1走査期間のタイムチャート
実施例1、2の補正処理を示すフローチャート
実施例1、2の画素の位置ずれを分類毎に示す図
実施例1、2の副走査方向の画素位置の座標変換を示す図
実施例1、2の副走査方向の画素位置の座標変換を示す図
実施例1、2の副走査方向の画素位置の座標変換を示す図
実施例1、2のフィルタ処理に用いる畳み込み関数を示す図、補正値係数を説明する図
実施例1、2の位置ずれの分類毎のフィルタ処理を示す図
実施例1、2の第1のフィルタ処理を示すフローチャート
実施例1、2の位置ずれ量の算出処理を示すフローチャート
実施例1の第1の補正処理前後、第2の補正処理後画像パターンを示す図
実施例1、2の第2の補正処理を示すフローチャート
実施例2の第3の補正処理前後の画像パターンを示す図
実施例2の第3の補正処理を示すフローチャート
従来例の濃度むらを示す図、走査ラインの位置ずれを示す図
画像データ(濃度データ)をPWM信号を生成するため駆動データに変換する変換テーブルを示す図

0012

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。尚、レーザ光が走査される方向であって感光ドラムの回転軸方向を第2の方向である主走査方向、主走査方向に略直交する方向であって感光ドラムの回転方向を第1の方向である副走査方向とする。

0013

<画像形成装置全体の構成>
図1(a)は、複数色のトナーを用いて画像形成を行うデジタルフルカラープリンタ(カラー画像形成装置)の概略断面図である。図1(a)を用いて実施例1の画像形成装置100について説明する。画像形成装置100には色別に画像を形成する4つの画像形成部(画像形成ユニット)101Y、101M、101C、101Bk(破線部)が備えられている。画像形成部101Y、101M、101C、101Bkはそれぞれ、イエローマゼンタシアンブラックのトナーを用いて画像形成を行う。Y、M、C、Bkは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表しており、以下、特定の色について説明する場合を除き、添え字Y、M、C、Bkを省略する。

0014

画像形成部101には感光体である感光ドラム102が備えられている。感光ドラム102の周りには、帯電装置103、光走査装置104、現像装置105がそれぞれ設けられている。また、感光ドラム102の周りには、クリーニング装置106が配置されている。感光ドラム102の下方には無端ベルト状の中間転写ベルト107が配置されている。中間転写ベルト107は、駆動ローラ108と従動ローラ109、110とに張架され、画像形成中図1中の矢印B方向(時計回り方向)に回転する。また、中間転写ベルト107(中間転写体)を介して、感光ドラム102に対向する位置には、一次転写装置111が設けられている。また、本実施例の画像形成装置100は、中間転写ベルト107上のトナー像記録媒体である用紙Sに転写するための二次転写装置112、用紙S上のトナー像を定着するための定着装置113を備える。

0015

画像形成装置100の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部101における画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部101Yを例にして画像形成プロセスを説明し、画像形成部101M、101C、101Bkにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。画像形成部101Yの帯電装置103Yにより、図1中矢印方向(反時計回り方向)に回転駆動される感光ドラム102Yを帯電する。帯電された感光ドラム102Yは、光走査装置104Yから出射される一点鎖線で示すレーザ光によって露光される。これにより、回転する感光ドラム102Y上(感光体上)に静電潜像が形成される。感光ドラム102Y上に形成された静電潜像は、現像装置105Yによってイエローのトナー像として現像される。画像形成部101M、101C、101Bkでも、同様の工程が行われる。

0016

転写工程以降の画像形成プロセスについて説明する。転写電圧印加された一次転写装置111は、画像形成部101の感光ドラム102上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を、中間転写ベルト107に転写する。これにより、中間転写ベルト107上で各色のトナー像が重ね合わされる。即ち、中間転写ベルト107に4色のトナー像が転写される(一次転写)。中間転写ベルト107上に転写された4色のトナー像は、二次転写装置112により、手差し給カセット114又は給紙カセット115から二次転写部に搬送されてきた用紙S上に転写される(二次転写)。そして、用紙S上の未定着のトナー像は定着装置113で加熱定着され、用紙S上にフルカラー画像が得られる。画像が形成された用紙Sは排紙部116に排紙される。

0017

<感光ドラムと光走査装置>
図1(b)に、感光ドラム102、光走査装置104、及び、光走査装置104の制御部の構成を示す。光走査装置104は、レーザ光源(以下、レーザ光源という。)201と、コリメータレンズ202と、シリンドリカルレンズ203と、回転多面鏡204とを備える。レーザ光源201は、複数の発光点を備える。複数の発光点はそれぞれレーザ光(光ビーム)を出射する。コリメータレンズ202は、レーザ光を平行光に整形する。シリンドリカルレンズ203は、コリメータレンズ202を通過したレーザ光を副走査方向へ集光する。尚、本実施例ではレーザ光源201は複数の発光点を配列した光源を例にして記載するが、単一の光源を用いた場合も同様に動作させるものとする。レーザ光源201は、レーザ駆動回路(以下、単にレーザ駆動回路という。)304によって駆動される。回転多面鏡204は、回転動作するモータ部とモータ軸に取り付けられた反射ミラーからなる。以下、回転多面鏡204の反射ミラーの面を、ミラー面という。回転多面鏡204は、回転多面鏡駆動部305によって駆動される。光走査装置104は、回転多面鏡204によって偏向されたレーザ光(走査光)が入射するfθレンズ205、206を備える。また、光走査装置104は、種々の情報が格納されたメモリ(記憶ユニット)302を有する。

0018

更に、光走査装置104は、回転多面鏡204によって偏向されたレーザ光を検出し、レーザ光を検出したことに応じて水平同期信号(以下、BD信号という。)を出力する信号生成ユニットであるBeam Detector207(以下、BD207という。)を備える。光走査装置104から出射したレーザ光は、感光ドラム102上を走査する。レーザ光の走査方向は、感光ドラム102の回転軸に対して略平行な方向である光走査装置104は、回転多面鏡204のミラー面が感光ドラム102上を一回走査する度に、レーザ光源から出射されたレーザ光を主走査方向に走査させ、レーザ素子数分の走査ラインを同時に形成する。本実施例では、回転多面鏡204のミラー面数は5面であり、レーザ光源201は8つのレーザ素子を有する構成を例にして説明する。即ち、本実施例では、1回の走査で8ライン分の画像形成を行うため、回転多面鏡204は1回転あたり5回走査して、全部で40ライン分の画像形成を行う。

0019

感光ドラム102は、回転軸にロータリーエンコーダ301を備えており、検出ユニットとしてのロータリーエンコーダ301を用いて感光ドラム102の回転速度の検出が行われる。ロータリーエンコーダ301は、感光ドラム102が1回転する度に1000発のパルスを発生し、内蔵のタイマを用いて発生したパルスの時間間隔を測定した結果に基づく感光ドラム102の回転速度の情報(回転速度データ)をCPU303に出力する。尚、感光ドラム102の回転速度が検出できる構成であれば、前述したロータリーエンコーダ以外の公知の速度検出技術を用いてもよい。エンコーダ以外の方法としては、例えば、レーザドップラー等で感光ドラム102の表面速度を検出する等の方式がある。

0020

次に、図2を用いて、光走査装置104の制御部であるCPU303、およびクロック信号生成部308について説明する。CPU303およびクロック信号生成部308は、画像形成装置100に取り付けられている。図2は、後述する画像の歪みや濃度むらを補正する補正処理を実行するCPU303の機能をブロック図として示した図である。CPU303は、フィルタ処理部501と、誤差拡散処理部502と、PWM(Pulse Width Modulation)信号生成部503とを有する。フィルタ処理部501は、入力された画像データに畳み込み演算を行うことでフィルタ処理を行う。誤差拡散処理部502は、フィルタ処理後の画像データ(濃度データ)に誤差拡散処理を行う。PWM信号生成部503は、誤差拡散処理後の画像データにPWM変換を行い、光走査装置104のレーザ駆動回路304にPWM信号を出力する。クロック信号生成部308は、クロック信号CLK(1)とクロック信号CLK(2)をCPU303に出力する。クロック信号CLK(1)は後述する図5に示すクロック信号である。クロック信号CLK(1)はクロック信号CLK(2)を逓倍して生成された信号である。従って、クロック信号CLK(1)とクロック信号CLK(2)は同期関係にある。本実施例では、クロック信号生成部308は、クロック信号(2)を16逓倍したクロック信号CLK(1)をCPU303に出力する。クロック信号CLK(2)は1画素に対応する周期の信号である。クロック信号CLK(1)は1画素を16分割した分割画素に対応する周期の信号である。

0021

また、CPU303は、フィルタ係数設定部504と、フィルタ関数出力部505と、補正値設定部506とを有する。フィルタ関数出力部505は、畳み込み演算に用いられる関数のデータ(例えば、テーブルのデータ)をフィルタ係数設定部504に出力するもので、畳み込み演算に用いられる関数には、例えば線形補間バイキュービック補間がある。補正値設定部506は、面特定部507から入力された面同期信号に基づいて複数のミラー面の中からレーザ光を反射するミラー面を特定する。補正値設定部506は、後述する面特定部507が特定したミラー面によって偏向されたレーザ光によって形成される走査ラインの感光ドラム102の回転方向における位置ずれ量を求める。そして、補正値設定部506は、当該位置ずれ量に基づいて補正値を算出し、算出した補正値をフィルタ係数設定部504に出力する。フィルタ係数設定部504は、フィルタ関数出力部505から入力された畳み込み関数の情報と、補正値設定部506から入力された補正値とに基づいて、フィルタ処理部501によるフィルタ処理に用いられるフィルタ係数を算出する。フィルタ係数設定部504は、算出したフィルタ係数をフィルタ処理部501に設定する。補正値設定部506からフィルタ係数設定部504に入力される補正値は、複数のミラー面それぞれに対して個別に設定された補正値である。

0022

更に、CPU303は、面特定部507を有する。面特定部507は、光走査装置104のホームポジションセンサ(以下、HPセンサとする)307から入力されたHP信号と、BD207から入力されたBD信号とに基づいて、回転多面鏡204のミラー面を特定する。面特定部507は、特定したミラー面の情報を面同期信号として補正値設定部506に出力する。

0023

CPU303には、画像データを生成する画像コントローラ(不図示)から画像データが入力される。この画像データは濃度値を示す階調データである。この階調データは1画素毎の濃度値を示す複数ビットのデータである。例えば、4ビットの画像データであれば、1画素の濃度値は16階調で表現され、8ビットの画像データであれば1画素の濃度値は256階調で表現される。本実施例では、画像コントローラからCPU303に入力される画像データは1画素あたり4ビットであるものとする。フィルタ処理部501は、クロック信号CLK(2)に同期して1画素毎に画像データにフィルタ処理を加える。また、CPU303は、ロータリーエンコーダ301、BD207、メモリ302、レーザ駆動回路304、回転多面鏡駆動部(以下、ミラー駆動部という。)305と接続されている。CPU303は、BD207から入力されたBD信号に基づいて走査ラインの書き出し位置を検出し、BD信号の時間間隔をカウントすることで回転多面鏡204の回転速度を検出する。更に、CPU303は、回転多面鏡204が所定の速度となるように、ミラー駆動部305に加速減速を指示するための加速減速信号を出力する。ミラー駆動部305は、CPU303から入力された加速減速信号に応じて、回転多面鏡204のモータ部に駆動電流を供給し、モータ306を駆動する。

0024

回転多面鏡204にはHPセンサ307が搭載されており、HPセンサ307は回転多面鏡204が回転動作中に所定角度になったタイミングで、CPU303に対してHP信号を出力する。例えば、HP信号が回転多面鏡204が一回転する間に一度生成される。面特定部507は、HP信号が生成されたことに応じて内部カウンタリセットする。そして、面特定部507は、BD信号が入力されるごとに内部カウンタのカウント値を「1」インクリメントさせる。つまり、内部カウンタのカウント値は回転多面鏡204の複数のミラー面を示す情報である。CPU303は、このカウント値を用いることによって入力された画像データが複数のミラー面のうちのどのミラー面に対応する画像データかを特定することができる。つまり、CPU303は、カウント値を用いることによって、入力される画像データを補正するためのフィルタ係数を切り換えることができる。

0025

メモリ302には、回転多面鏡204のミラー面によって反射された複数のレーザ光の副走査方向における理想走査位置からの位置ずれ量を示す位置情報(第1の走査位置情報)がミラー面毎に格納されている。また、メモリ302には、各発光点から出射されたレーザ光の副走査方向における理想走査位置からの位置ずれ量を示す位置情報(第2の走査位置情報)が記憶されている。CPU303は、それぞれの位置情報を読み出す。CPU303は、メモリ302から読み出した位置情報に基づいて、各走査ラインの位置の算出を行い、算出された各走査ラインの位置と入力された画像データから、各走査ラインの位置を補正する情報を加味した画像データを算出する。CPU303のPWM信号生成部503は、各走査ラインの位置が補正された情報が加味された画像データを駆動データに変換する。メモリ302には、図20に示すような4ビットの画像データを16ビットの駆動データに変換する変換テーブルが記憶されている。図20に示す変換テーブルの縦軸は、4ビットの濃度値を示す画像データであり、1画素に対応する。図20に示す変換テーブルの横軸は、4ビットの濃度値それぞれに個別に対応させた16ビットの駆動データである。例えば、PWM信号生成部503に入力された画像データが「0110」のビットパターンの場合、PWM信号生成部503は、画像データ「0110」を変換テーブルを用いて「0000000001111111」のビットパターンである駆動データに変換する。PWM信号生成部503は、変換後の駆動データは後述するクロック信号(1)に応じて1ビットずつシリアルに「0000000001111111」の順に出力する。PWM信号生成部503が駆動データを出力することによってPWM信号が生成される。PWM信号生成部503が「1」を出力することによって発光点はレーザ光を出射する。PWM信号生成部503が「0」を出力することによって発光点はレーザ光を出力しない。

0026

<走査位置情報>
次に、図3、表1を用いて、メモリ302に格納された走査位置情報について説明する。図3は、各走査ラインの理想位置からの位置ずれの様子を示す。8つの発光点を有するレーザ光源の各レーザが走査する走査ラインを、LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7、LD8とする。ここで、各走査ラインの理想的な間隔は、解像度によって決まる。例えば解像度1200dpiの画像形成装置の場合、各走査ラインの理想的な間隔は、21.16μmとなる。走査ラインLD1を基準位置とした場合、走査ラインLD1からの走査ラインLD2〜LD8の理想距離D2〜D8は式(1)で算出される。
Dn=(n−1)×21.16μm (n=2〜8)・・・式(1)
例えば、走査ラインLD1から走査ラインLD4までの理想距離D4は、63.48μm(=(4−1)×21.16μm)となる。

0027

ここで、複数の発光点の配置間隔誤差レンズの特性によって、感光ドラム102上における走査ラインの間隔には誤差が生じる。理想距離D2〜D8によって決まる理想位置に対する走査ラインLD2〜LD8の走査ライン位置の位置ずれ量を、X1〜X7とする。回転多面鏡204の1面目について、例えば、走査ラインLD2の位置ずれ量X1は、走査ラインLD2の理想位置(以下、ライン2、他の走査ラインについても同様とする)と実際の走査ラインとの差とする。また、例えば、走査ラインLD4の位置ずれ量X3は、ライン4と実際の走査ラインとの差とする。

0028

回転多面鏡204は、回転多面鏡204の各ミラー面の製造ばらつきにより、回転軸に対するミラー面の角度が完全に平行にはならず、ミラー面毎に角度ばらつきを有する。回転多面鏡204の各ミラー面における理想位置に対する位置ずれ量は、回転多面鏡204のミラー面数が5面の場合、Y1〜Y5で表される。図3では、回転多面鏡204の1面目の走査ラインLD1の理想位置(ライン1)からのずれ量をY1、2面目の走査ラインLD1の理想位置(ライン9)からのずれ量をY2とする。

0029

回転多面鏡204のミラー面をm面目、レーザ光源のn番目のレーザ光による走査ライン(LDn)の位置ずれ量をZmnとする。そうすると、位置ずれ量Zmnは、各走査ラインの位置ずれ量X1〜X7と、各ミラー面の位置ずれ量Y1〜Y5とを用いて式(2)で表わされる。
Zmn=Ym+X(n−1) (m=1〜5、n=1〜8)・・・式(2)
(ただし、X(0)=0とする)
例えば、回転多面鏡204の1面目の走査ラインLD4についての位置ずれ量Z14は、式(2)からZ14=Y1+X3と求められる。また、回転多面鏡204の2面目の走査ラインLD1についての位置ずれ量Z21は、式(2)からZ21=Y2と求められる。

0030

式(2)の演算で位置ずれ量Zmnを算出する場合、位置ずれ量Zmnの算出に用いられるデータは、回転多面鏡204のミラー面の数とレーザ光源の発光点の数に対応したデータ数を有していればよい。ここで、表1にメモリ302に格納される位置ずれデータアドレスマップを示す。

0031

0032

表1に示すように、メモリ302のアドレス0からアドレス6までには、走査ラインLD2から走査ラインLD8それぞれの位置ずれ量(位置情報と記す)X1〜X7の情報が格納されている。また、メモリ302のアドレス7からアドレス11までには、回転多面鏡204のミラー面の1面目から5面目それぞれの位置ずれ量Y1〜Y5の情報が格納されている。尚、本実施例では、回転多面鏡204の各ミラー面の位置ずれによって、各レーザ光の8つの走査ラインが一律にずれるものとして説明している。即ち、本実施例では、12個の位置情報をメモリ302に保持する。しかし、回転多面鏡204のミラー面毎にレーザ光の各走査ラインの位置ずれ量がばらつく場合、回転多面鏡204の各ミラー面とレーザ光の各走査ラインの組み合わせの分だけ、位置ずれ量の情報を保持してもよい。即ち、この場合は、回転多面鏡204のミラー面の数5面、レーザ光源の発光点の数8で、40個の位置情報をメモリ302に保持する。

0033

(メモリ格納動作
メモリ302に格納される位置ずれ量の情報は、例えば工場等での光走査装置104の調整工程で測定されたデータを格納するものとする。また、画像形成装置内部にレーザ光源201から出射されたレーザ光により走査される走査ラインの位置を検出する位置検出ユニットを備え、メモリ302に格納されている情報をリアルタイム更新する構成としてもよい。走査光の副走査方向の位置検出ユニットとしては、公知の技術を用いてよい。例えば、光走査装置内部や感光ドラム近傍のレーザ光の走査経路上に配置したCMOSセンサPSD(Position Sensitive Detector)によって位置検出を行う方法でもよい。また、光走査装置内部や感光ドラム近傍に配置したPD(photo diode)面上に三角スリットを配置してPDの出力パルス幅から位置検出を行う方法でもよい。

0034

図4は、一例として、工場等で光走査装置104のメモリ302に情報を格納する際のブロック図を示す。尚、図2と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。光走査装置104の調整工程において、光走査装置104が画像形成装置に搭載されたときの感光ドラム上の走査位置に相当する位置に、測定工具400を配置する。測定工具400は、測定部410と演算部402を備えており、演算部402は、図2のCPU303の面特定部507から面同期信号が入力されるように構成されている。尚、図4のCPU303には、面特定部507のみ描画している。まず、光走査装置104から測定部410にレーザ光を照射させる。測定部410は、三角スリット411とPD412を有しており、図4中、一点鎖線矢印で示す光走査装置104から走査されたレーザ光が三角スリット411上を走査する。測定部410は、三角スリット411を介してPD412に入力された光ビームの情報に基づき、走査ラインの副走査方向の位置を測定する。測定部410は、測定した回転多面鏡204のミラー面毎の走査ラインの副走査方向の位置の情報(以下、面毎データという)を、演算部402に出力する。

0035

一方、面特定部507には、光走査装置104のHPセンサ307からHP信号が入力され、BD207からBD信号が入力されている。これにより、面特定部507は、回転多面鏡204のミラー面を特定し、特定したミラー面の情報を、面同期信号として演算部402に出力する。演算部402は、面特定部507から入力された回転多面鏡204のミラー面の情報に応じた光走査装置104のメモリ302上のアドレスに、測定部410により測定した走査ラインの副走査方向の位置の情報を書き込む。このように、レーザ光源201の8つの発光点間の間隔のばらつきにより生じる走査ラインの位置ずれ量の情報(X1〜X7)と、回転多面鏡204のミラー面の面倒れにより生じる走査ラインの位置ずれ量の情報(Y1〜Y5)とが、メモリ302に格納される。

0036

<位置ずれ量算出方法
図5は、本実施例のレーザ光の1走査期間内の制御タイミングを示す。(1)は1画素を16分割した分割画素(1/16画素)あたりの画素周期に対応したCLK信号を示しており、(2)はCPU303に対するBD207からのBD信号の入力タイミングを示している。(3)(4)はCPU303が駆動データ(DATA1、DATA2等)を出力するタイミングを示している。(4)は、フィルタ処理後の駆動データを示している。

0037

BD207から出力されるBD信号を基準としたときに、BD信号がCPU303に入力されてから次のBD信号が入力されるまでの間において、CPU303にBD信号が入力されてからCPU303に入力された画像データの処理を開始するまでの時間をT1とする。また、BD信号がCPU303に入力されてから次のBD信号が入力されるまでの間において、CPU303にBD信号が入力されてからCPU303に入力された画像データの出力を完了するまでの時間をT2とする。CPU303は、BD信号が入力された後、所定時間T1が経過するまで待機した後、入力された画像データのフィルタ処理をクロック信号CLK(2)に同期して開始し、処理された画像データから順に駆動データを生成し、当該駆動データを1ビットずつ出力することによってPWM信号をレーザ駆動回路に出力する。そして、CPU303は、BD信号が入力されてから所定時間T2が経過した後に、1走査ラインの画像データの処理を終了する。CPU303は、走査毎に、BD信号を検出してから所定時間T1が経過するまでの間、即ち、レーザ光が非画像領域を走査している期間に当該走査周期における走査ラインの位置ずれ量を算出する。そして、CPU303は、算出した位置ずれ量に基づくフィルタ係数をフィルタ係数設定部594に設定させる。そして、CPU303は、走査毎に、所定時間T1が経過してから所定時間T2が経過するまでの間、フィルタ係数設定部504が設定したフィルタ係数を用いてフィルタ処理部501に画像データを補正させる。

0038

本実施例において、CPU303は。複数の走査ラインの画像データに対して、各走査ライン毎に算出した位置ずれ量に基づいて設定したフィルタを用いて演算を行う。このため、前述した位置ずれ量算出動作においてCPU303は、BD207からBD信号が出力されてから時間T1が経過するまでの期間において、フィルタ演算に用いる複数の走査ラインの位置ずれ量を求めるものとする。例えば、フィルタ演算の範囲をL=3とした場合、注目ラインから上下3画素の画像データを参照し、同じく注目ラインと上下3画素の範囲における各走査ラインの位置ずれ量を算出し、フィルタ演算を行うものとする。

0039

ここで、注目ラインに対応した走査ラインの位置ずれ量は、画像形成直前の期間において算出される。また注目走査ライン以前に走査された走査ラインに対しては、以前に算出した位置ずれ量の算出結果を用いるものとする。注目走査ライン以降のタイミングで走査される走査ラインについては、次の走査ラインに対応する回転多面鏡204の面情報ビーム位置情報に基づいて位置ずれ量Bを求める。また、回転多面鏡204の回転速度Vp、感光ドラムの回転速度Vdについては、前の走査タイミングで検出した値と、現在の走査タイミングで検出した値に基づいて、次の走査ラインにおける速度を各々予測して求めるものとする。尚、位置ずれ量の算出方法の詳細については後述する。

0040

<画像データの第1の補正>
本実施例では、CPU303は、レーザ光による走査ラインの副走査方向の位置ずれ量に基づいて、画像データに対して補正を行い、補正した画像データをレーザ駆動回路304に出力する。以下、図6のフローチャートについて説明する。図6は、副走査方向の位置ずれに起因して発生する濃度むらやバンディングを補正するための第1の補正処理を説明するフローチャートである。S3602でCPU303は、メモリ302に格納された副走査方向の位置ずれ量を読み出す。具体的には、CPU303は、表1で説明したLD2〜LD8の位置情報X1〜X7と、回転多面鏡204の1〜5面目の位置情報Y1〜Y5をメモリ302から読み出す。本実施例では、副走査方向の位置ずれ量に基づいて、入力された画像データの副走査方向の画素位置に対して補正を行った後、フィルタ処理を行うことによって画素データ、即ち濃度を出力する。本実施例の第1の補正処理は、副走査方向における走査線のずれに起因した副走査方向の濃度の疎密を、注目画素を走査線のずれに応じて副走査方向に移動させる処理である。そして、第1の補正処理は、副走査方向への移動に応じて注目画素の画素値を出力させる(図15(c)の破線円Aの中の黒ドット)又は出力させない(図15(c)の破線円Bの中の白ドット)ことにより補正する処理である。

0041

(走査ラインの位置ずれの状態)
走査ラインの位置ずれの状態は略4つに分類できる。まず、位置ずれの状態には、(a)感光ドラム102上の走査ラインの位置(以下、走査位置)が理想の走査位置に対して進み方向にシフトする場合、(b)感光ドラム102上の走査位置が理想の走査位置に対して戻り方向にシフトする場合がある。また、位置ずれの状態には、(c)感光ドラム102上の走査位置の間隔が理想の走査位置の間隔に対して密になる場合、逆に、(d)感光ドラム102上の走査位置の間隔が理想の走査位置の間隔に対して疎になる場合がある。これらの副走査方向の位置ずれの状態の具体例を図7に示す。図中、破線は走査位置を示し、図中(1)〜(5)は走査の順番を示す。本実施例では8ビームを同時に走査するが、副走査方向に順に並ぶ1ビームずつに順番を振ったものとして説明する。図7の左側の列が理想の走査位置、右側の列が感光ドラム102上の走査位置を示す。走査番号(1)〜(5)に対して、S1〜S5は理想の走査位置からの位置ずれ量を示す。位置ずれ量の単位は、理想のビーム間隔(1200dpiで21.16μm)を1としたときを基準に表し、副走査方向におけるレーザ光の進み方向(以下、単に進み方向という)を正の値としている。また、副走査方向におけるレーザ光の戻り方向(以下、単に戻り方向という)を負の値としている。更に、画像の様子を説明するために副走査方向に並ぶ1画素を走査線上に丸で示す。丸の色は濃度を表す。

0042

図7(a)は、感光ドラム102上の走査位置が、理想の走査位置から進み方向に一律に0.2ずつシフトしている例を示している。以降、図7(a)のような位置ずれ量を、+0.2のシフト量という。図7(b)は、感光ドラム102上の走査位置が、理想の走査位置から戻り方向に一律に0.2ずつシフトしている例を示している。以降、図7(b)のような位置ずれ量を、−0.2のシフト量という。図7(a)、図7(b)は、走査位置が一律にシフトしているため、感光ドラム102上の走査位置の間隔はいずれも1となっている。

0043

図7(c)は、感光ドラム102上の所定の走査位置では、位置ずれ量が0である。しかし、位置ずれ量0の走査位置から走査位置が前に戻るほど進み方向への位置ずれ量が大きくなり、位置ずれ量0の走査位置から走査位置が後に進むほど戻り方向への位置ずれ量が大きくなる。例えば、走査番号(3)ではS3=+0であるが、走査番号(2)ではS2=+0.2、走査番号(1)ではS1=+0.4となり、走査番号(4)ではS4=−0.2、走査番号(5)ではS5=−0.4となる。図7(c)では、走査位置の間隔が1よりも小さい0.8となっている。以降、図7(c)のような位置ずれの状態を、(1−0.2)ラインの間隔で密、という。

0044

図7(d)は、感光ドラム102上の所定の走査位置では、位置ずれ量が0である。しかし、位置ずれ量0の走査位置から走査位置が前に戻るほど戻り方向への位置ずれ量が大きくなり、位置ずれ量0の走査位置から走査位置が後に進むほど進み方向への位置ずれ量が大きくなる。例えば、走査番号(3)ではS3=+0であるが、走査番号(2)ではS2=−0.2、走査番号(1)ではS1=−0.4となり、走査番号(4)ではS4=+0.2、走査番号(5)ではS5=+0.4となる。図7(d)では、走査位置の間隔が1よりも大きい1.2となっている。以降、図7(d)のような位置ずれの状態を、(1+0.2)ラインの間隔で疎、という。

0045

図7(c)のような密の状態では、位置ずれが生じているだけでなく、走査位置の間隔が密になることによって感光ドラム102上で画素が密集し、所定面積あたりの画素値が増えることで濃度が濃くなる。逆に図7(d)のような疎の状態では、位置ずれが生じているだけでなく、走査位置の間隔が疎になることによって感光ドラム102上で画素が疎となって、所定面積あたりの画素値が減って濃度が薄くなる。電子写真プロセスにおいては、潜像電位の深さと現像特性の関係により濃淡差がさらに強調されることがある。また、図7(c)、図7(d)のような疎密が交互に発生すれば周期的な濃淡がモアレとなり、空間周波数によっては同じ量でも視覚的に検出されやすくなる。

0046

図6のフローチャートの説明に戻る。S3603でCPU303は、補正値設定部506により入力画像の各画素に対する補正用属性情報を生成する。本実施例では、入力画像の副走査方向の画素位置を予め座標変換してから、補間することにより、位置ずれの補正と共に、入力画像の濃度を保存しながら局所的な濃淡の補正も同時に行うことを可能にする。ここで、補正用属性情報とは、具体的には、後述する補正値Cのことである。

0047

(座標変換)
本実施例の座標変換の方法を、図8図10を用いて説明する。図8図10グラフは、横軸を画素番号n、縦軸を副走査方向の画素位置(走査位置でもある)y(座標変換後はy’)としており、単位はラインとしている。また、図8(a)、図8(b)は、それぞれ図7(a)、図7(b)に対応し、図10(a)、図10(b)は、それぞれ図7(c)、図7(d)に対応している。図8図10の左側のグラフは座標変換を行う前を、右側のグラフはy軸の座標変換を行った後を、それぞれ示している。グラフにプロットした四角ドットは感光ドラム102上の走査位置、丸のドットは理想の走査位置を表す。

0048

(進み方向及び戻り方向にシフトしている場合)
図8(a)左のグラフから順に説明する。座標変換を行う前のグラフでは、丸でプロットした理想の走査位置は、例えば画素番号2に対して副走査方向の画素位置yが2となっており、画素番号nとy座標が等しく、傾き1の直線(一点鎖線で示す)である。一点鎖線の直線は、以下の式(3)で表される。
y=n・・・式(3)

0049

丸でプロットした理想の走査位置に対して、四角でプロットした走査位置は、図7(a)で説明したように、進み方向(y軸+方向)にS(=0.2)ラインだけシフトしている。このため、四角でプロットした走査位置は、傾きは1のまま、オフセットした次の式(4)で表される直線(実線で示す)となる。
y=n+S・・・式(4)

0050

本実施例では、実際の走査位置が理想の走査位置に変換されるように座標変換を行うため、図8(a)に示す例の場合、以下の式を用いて座標変換を行えばよい。尚、式(5)のCが補正量となる。
y’=y+C・・・式(5)
従って、補正量Cはシフト量Sと以下の式(6)で表される。
C=−S・・・式(6)

0051

座標変換の式(5)と補正量Cを求める式(6)により、式(3)、式(4)はそれぞれ以下の式(7)、式(8)のように変換される。
y’=y+C=n+(−S)=n−S・・・式(7)
y’=y+C=(n+S)+C=(n+S)+(−S)=n・・・式(8)
図8(b)について、シフト量をS=−0.2とすれば、式(3)から式(8)が同様に成立して、図8(a)と同様に説明できる。尚、図8(a)、図8(b)に示すように、走査ライン間に疎密が発生しておらず進み方向又は戻り方向にシフトしている走査ラインの場合には、変換前後で直線が一定の傾きとなっている。

0052

(疎密が発生している場合)
ここで、走査位置の疎密が発生する図10ケース、及びシフトと疎密が発生する図8図10の組み合わせのケースにも適用できる座標変換について説明する。図9(a)は画素番号と走査位置の関係を示し、横軸は画素番号n、縦軸yは副走査方向の走査位置で、四角ドットは感光ドラム102上の走査位置をプロットしたものである。図9(a)では、画素番号n≦2の範囲では感光ドラム102上の走査ラインが密、画素番号n≧2の範囲では感光ドラム102上の走査ラインが疎の場合について説明する。

0053

図9(a)に示すように、画素番号n≦2では密、画素番号n≧2では疎、となっている場合、画素番号n≦2での直線の傾きと、画素番号n≧2での直線の傾きは異なり、画素番号n=2において屈曲した形状となっている。図9(a)では、四角ドットを通る走査位置の変化を表す関数をft(n)とし、実線で表す。走査位置を表す関数ft(n)は、次の式(9)で表される。
y=ft(n)・・・式(9)
次に、副走査方向の走査位置であるy軸の座標変換を行った後の関数をft’(n)で表すと、座標変換後の走査位置を表す関数ft’(n)は、次の式(10)で表される。
y’=ft’(n)・・・式(10)

0054

本実施例では、座標変換後の走査位置が均等になるように、y軸を伸縮したり、シフトしたりして、座標変換を行う。このため、座標変換後の走査位置を表す関数ft’(n)は、以下の式(11)で表される条件を満たす。
ft’(n)=n・・・式(11)
式(11)は、例えば、画素番号2に対して、座標変換後の副走査方向の画素位置y’(=ft’(2))が2となることを意味する。

0055

図9(a)、図9(b)間を結ぶ破線は左から右へ、y軸の元の座標位置から座標変換後のy’軸の座標位置との対応を示し、座標変換前後でy軸の下半分(n≦2に対応)が伸長、上半分(n≧2に対応)は縮小している様子を示す。図9(a)から図9(b)の座標変換によって、入力された画像データの各画素の座標変換後の座標を求める手順を図9(c)、図9(d)で説明する。図9(c)、図9(d)は、図9(a)、図9(b)と同様に、横軸は画素番号n、縦軸y(又はy’)は副走査方向の走査位置を示し、図9(c)は座標変換前、図9(d)は座標変換後を示す。入力された画像データの画素番号nと座標位置yの関係を以下に示す。まず、図9(c)に示す破線は、座標変換前の理想の走査位置を表す関数fs(n)であり、以下の式(12)で表される。
y=fs(n)・・・式(12)
また、本実施例において、入力された画像データの副走査方向の画素の間隔は均等なので、関数fs(n)は以下の式で表される。
fs(n)=n・・・式(13)
入力された画像データの注目する画素番号nsに座標変換を行った後のy’座標の走査位置を、次の3つのステップにより求める。まず、1つめのステップでは、入力された画像データの画素番号nsに対応する理想の走査位置のy座標をysとすると、ysは、以下の式(14)により求めることができる。
ys=fs(ns)・・・式(14)
感光ドラム102上(実線)で座標変換を行う前の走査位置が等しい画素番号ntを求める(図9Cの(1))。ここで、感光ドラム102上の走査位置は関数y=ft(n)で表され、ys=ft(nt)という関係が成り立つ。関数ft(n)の逆関数をft−1(y)とすると、画素番号ntは、以下の式(15)で表される。
nt=ft−1(ys)・・・式(15)

0056

2つめのステップでは、感光ドラム102上の走査位置の画素番号ntに対応する座標変換後のy’座標(ytとする)を、座標変換後の関数ft’(n)を用いて次の式(16)により求める(図9(d)の(2))。
yt=ft’(nt)・・・式(16)
画素番号nsは任意に選んでも成立するので、画素番号nsから座標変換後のy’座標の位置ytを求める式が、入力された画像データの画素番号nから演算上のy’座標を求める関数fs’(n)に相当する。従って、式(14)〜式(16)から、以下のように式(17)で表される一般式が導かれる。尚、座標変換後の破線で示す理想の走査位置を示す関数は、y’=fs’(n)で表される(図9(d)の(3))。
yt=fs’(ns)=ft’(nt)=ft’(ft−1(ys))=ft’(ft−1(fs(ns)))
nsをnに一般化して、
fs’(n)=ft’(ft−1(fs(n)))・・・式(17)

0057

また、入力された画像データの画素間隔、及び座標変換後の走査位置の間隔を均等で、距離1とした式(13)、式(11)を式(17)に代入する。そうすると、式(17)は、画素番号nから走査位置を導く関数ft(n)の逆関数ft−1(n)を用いて、式(18)のように表される。
fs’(n)=ft−1(n)・・・式(18)

0058

図8(a)、図8(b)に示した走査位置が進み方向、戻り方向に一律にシフトした式(4)と、入力された画像データの座標変換後の位置を求める式(7)も逆関数の関係にあり、式(18)の成立を確認できる。また、図10(a)、図10(b)に示すような走査位置に疎密が発生する場合に適用すると、座標変換前の走査位置を表す関数yは、(n0、y0)を通過する傾きkの直線とする場合、以下の式(19)で表せる。
fs(n)=y=k×(n−n0)+y0・・・式(19)
入力された画像データのy軸の座標変換後の画素位置を求めるために、式(17)、式(18)から、逆関数((1/k)×(y−y0)+n0)を求めて、逆関数に画素番号nを代入すればよいので、以下の式(20)が導かれる。
y’=(1/k)×(n−y0)+n0・・・式(20)
図10(a)に示す走査ラインの間隔が密な状態、図10(b)に示す走査ラインの間隔が疎な場合、いずれも座標変換後の感光ドラム102上の走査ラインの位置は、式(20)で表すことができる。また、画素番号nの補正値Cnは、Cn=fs’(n)−fs(n)から求められる。

0059

具体的には、図10(a)では、n0=y0=3、k=0.8であり、
fs’(n)=(1/0.8)×(n−3)+3・・・式(21)
となる。例えば、画素番号3では、fs’(3)=3.00となり、補正値C3は0.00(=3.00−3.00)となる。また、画素番号5では、fs’(5)=5.50となり、補正値C5は+0.50(=+5.50−5.00)となる。走査位置が密である場合の補正値C1〜C5の値を図12(c)に示す。

0060

また、図10(b)では、n0=y0=3、k=1.2であり、
fs’(n)=(1/1.2)×(n−3)+3・・・式(22)
となる。例えば、画素番号3では、fs’(3)=3.000となり、補正値C3は0.000(=3.000−3.000)となる。また、画素番号5では、fs’(5)=4.667となり、補正値C5は−0.333(=4.667−5.000)となる。走査位置が疎である場合の補正値C1〜C5の値を図12(d)に示す。

0061

また、走査ラインに疎密やシフトが混在していても、式(17)又は式(18)を用いることにより、座標変換後の理想の走査位置を求めることができる。補正値設定部506は、位置ずれ量に基づき理想の走査位置を座標変換して補正値Cnを求めて、補正値Cnの情報をフィルタ係数設定部504に出力する。

0062

(フィルタ処理)
本実施例では、補正データを生成するためにフィルタ処理を実行する。ただし、本実施例では、フィルタ処理部501は、次のようなフィルタ関数による畳み込み演算でフィルタ処理を行う。即ち、フィルタ処理部501は、入力された画像データの画素の副走査方向の走査位置の補正による画素の副走査方向の画素位置と、座標変換によって走査ラインの間隔が均等に変換された画素の副走査位置との位置関係に基づいて、フィルタ処理を行う。尚、フィルタ処理前の画素を入力画素、フィルタ処理後の画素を出力画素ともいう。また、フィルタ処理前の画素は、上述した座標変換が行われた画素である。

0063

本実施例の畳み込み関数は、図11(a)に示す線形補間、図11(b)、図11(c)に示すバイキュービック補間から選択できる。フィルタ関数出力部505は、フィルタ処理に用いられる畳み込み関数の情報を、例えばテーブルの情報としてフィルタ係数設定部504に出力する。図11は、縦軸yが副走査方向の位置を示し、単位を画素で示していて、横軸kは係数の大きさを示す。尚、縦軸yの単位を画素としているが、副走査方向を示しているため、ラインを単位としてもよい。

0064

図11(a)の式は以下で表される。

図11(b)、図11(c)の式は以下の2つの式で表される。

本実施例では、a=−1、図11(b)はw=1、図11(c)はw=1.5としているが、各画像形成装置電子写真的な特性に応じて、a、wを調整してもよい。フィルタ係数設定部504は、フィルタ関数出力部505から得たフィルタ関数の情報と、補正値設定部506から出力された補正値Cの情報と、に基づいて、フィルタ処理に用いられる係数(後述するk)をフィルタ処理部501に出力する。

0065

ここで、図11(d)を用いて説明する。図11(d)は横軸にフィルタ処理に用いられる係数k、縦軸に副走査方向の位置yを示す。フィルタ係数設定部504は、補正値設定部506から補正値Cnを入力されると、フィルタ関数出力部505から入力されたフィルタ関数を用いて、補正値Cnに対応する係数knを求める。尚、図11(d)中の白丸は座標変換前の係数を示す。また、図11(d)では、補正値C1に対して係数k1が、補正値C2に対して係数k2が、それぞれフィルタ処理に用いられる係数knとして設定されたことを示す(黒丸)。本実施例では、入力された画像データの粗密の状態によらず、同じ畳み込み関数を適用し、理想の走査位置によってサンプリングすることで、入力された画像データの所定面積あたりの濃度が保存されるようにしている。

0066

(フィルタ処理の具体例)
本実施例の座標変換を行った後の座標位置に基づいて、式(23)の線形補間によるフィルタ関数で畳み込み演算を用いたフィルタ処理を行う具体例を、図12を用いて説明する。尚、畳み込み演算を用いたフィルタ処理は、フィルタ処理部501により実行される。図12(a)〜図12(d)は、図7(a)〜図7(d)に対応している。図12の左側の列は、上述した座標変換後の入力画素を示している。また、図12の右側の列は、上述した座標変換後の感光ドラム102上の走査位置を示している。即ち、図12の右側の列の走査位置が、均等な間隔で、且つ、距離1となるように座標変換されている。

0067

より詳細には、座標変換後の入力画素の副走査方向の走査位置は、図8図10の右側に示す座標変換後のグラフの一点鎖線で示す直線(y’=fs’(n))で表される。座標変換後の感光ドラム102上の走査位置は、図8図10の右側に示す座標変換後のグラフの実線で示す直線(y’=ft’(n))で表される。例えば、図8(a)では、シフト量が+0.2(=S)であるため、座標変換後は、fs’(n)=y−0.2=n−0.2で表される。

0068

また、図12では、画素値、即ち濃度値の大きさを丸の濃淡で示している。また、括弧内の数字は走査ラインの番号であり、図7に記載した画素番号と同じである。図12の中央のグラフは、横軸に濃度、縦軸に副走査方向の位置を示している。畳み込み演算は、入力画素の各座標位置を中心としたフィルタ関数(図11(a))に画素値を乗算した波形W(画素(1)〜(5)に対するW1〜W5)を展開し、重ね合わせて加算したものである。

0069

図12(a)から順に説明する。白丸で示す画素(1)、(5)は濃度0、即ち画素値0である。このため、フィルタ関数に画素値を乗じたWは、それぞれW1=0、W5=0である。黒丸で示す画素(2)、(3)、(4)の濃度は等しく、W2、W3、W4の波形の最大値は等しくなり、入力画素の画素位置を中心にフィルタ関数を展開した波形となる。畳み込み演算の結果は、全ての波形の総和(ΣWn、n=1〜5)である。

0070

出力画素の画素値は、走査位置を座標変換した後の感光ドラム102上の走査位置でサンプルする。このため、例えば感光ドラム102上の走査位置に対応する画素値(1)は、波形W2と点P0で交わるので、濃度D1と演算される。また、画素値(2)は、波形W2と点P2で、波形W3と点P1でそれぞれ交わるので、濃度D1+D2と演算される。以下、同様に画素値(3)〜(5)を求める。尚、画素値(5)は、どの波形とも交わらないので、画素値を0とする。また、図12(b)〜図12(d)の(1)〜(5)の画素値を演算した結果を、各右側の列の画素の濃淡で示している。

0071

入力画素の位置ずれは、図12の縦軸の各画素に対応して示している。図12の縦軸に示す位置ずれ量は、上述した入力画像の画素の副走査方向の走査位置の座標変換に従い、逆関数で求めた位置ずれ量の情報である。例えば、図12(a)の場合、図8(a)で説明したように、走査ラインの位置ずれ量Sの補正量Cは、−0.2である。また、例えば、図12(c)は式(21)、図12(d)の場合は式(22)をそれぞれ用いて算出した補正量Cである。

0072

図12(a)は、副走査方向の進み方向に走査ラインの走査位置がずれているが、画素値は逆の遅れ方向に重心がずれることとなるので、画素値の重心の位置が補正されている様子を示している。図12(b)は、副走査方向の戻り方向に走査ラインの走査位置がずれているが、画素値は逆の進み方向に重心がずれることとなるので、画素値の重心の位置が補正されている様子を示している。図12(c)は、走査位置の間隔が密な場合で、座標変換後の畳み込み演算によって濃度の分布拡がり、濃度の局所的な集中をキャンセルして局所的な濃度変化を補正している様子を示している。また、図12(d)は、逆に走査位置の間隔が疎な場合で、座標変換後の畳み込み演算によって濃度の分布が縮まり、濃度の分散をキャンセルして局所的な濃度変化を補正している様子を示している。特に、図12(d)の(3)の画素値は、100%より濃い(100+α)%の濃度となっている。

0073

(フィルタ処理)
図6の説明に戻る。図6のS3604でCPU303は、S3603で生成した補正用属性情報に基づき、フィルタ処理部501によりフィルタ処理を行う。詳細には、CPU303は、上述した入力画像への畳み込み演算と再サンプリングを行う。ここで、CPU303が実行するS3604の処理を示した図13のフローチャートを用いて詳細に説明する。CPU303は、フィルタ処理部501により畳み込み演算によるフィルタ処理をスタートすると、S3703以降の処理を実行する。S3703でCPU303は、畳み込み関数の拡がりをLとしたとき、注目する出力画像のラインynの副走査位置の前後±L、即ち幅2Lの範囲((yn−L)〜(yn+L)の範囲)に含まれる入力画像のラインを抽出する。ここで、Lは畳み込み関数の+L〜−Lの範囲外は畳み込み関数の値が0になる最小の値と定義する。例えば、図11(a)の線形補間では、L=1、図11(b)のバイキュービック補間はL=2、図11(c)のバイキュービック補間はL=3である。式(18)を用い、対応する入力画像の範囲ymin〜ymaxのymin、ymaxは以下の条件を満たす。
ft−1(ymin)=yn−L、ft−1(ymax)=yn+L・・・式(26)
式(26)を変形することにより、ymin、ymaxは、以下の式(27)から求められる。
ymin=ft(yn−L)、ymax=ft(yn+L)・・・式(27)
従って、注目する出力画像のラインynに対して抽出される入力画像のラインは、ymin〜ymaxの範囲の全ての整数のラインとなる。

0074

注目する出力画像のラインynと畳み込み演算の対象になる入力画像のラインをymとしたとき、距離dnmは、以下の式(28)で表される。
dnm=yn−ft−1(ym)・・・式(28)
従って、S3704でCPU303は、フィルタ係数設定部504により、畳み込み関数g(y)として係数knmを、以下の式で求める。
knm=g(dnm)・・・式(29)

0075

S3713でCPU303は、8ラインの処理の先頭のラインか否か、より詳細には、現在の走査ラインyを8で除した余り(y%8、%は剰余算を意味する)が1か否かを判断する。S3713でCPU303は、現在の走査ラインが8ラインのうちの先頭のラインであると判断した場合、S3714で走査毎処理を行う。尚、S3714の処理は図14を用いて後述する。S3713でCPU303は、現在の走査ラインが8ラインのうちの先頭のラインではないと判断した場合、S3705の処理に進む。

0076

S3705でCPU303は、BD信号を受信したときにスタートさせた内蔵のタイマを参照することにより、時間T1が経過したか否かを判断する。ここで、時間T1は、BD信号が出力されたタイミングから、レーザ光が感光ドラム102の主走査方向における画像領域の先端に到達するタイミングまでの時間であり、詳細は実施例2で説明する。S3705でCPU303は、時間T1が経過していないと判断した場合、S3705の処理に戻り、時間T1が経過したと判断した場合、S3706の処理に進む。S3706でCPU303は、主走査方向の位置xを初期化(1にセット)する。S3707でCPU303は、S3703で抽出した入力画像の副走査方向の位置と、注目する主走査方向の位置xの画素データを取得する。ここで、画素データを入力画素データPinmとする。S3708でCPU303は、フィルタ処理部501により畳み込み演算を行う。より詳細には、フィルタ処理部501は、S3704で求めた対応する係数knmと、S3707で取得した入力画素データPinmを積和演算して、注目画素の値Poutnを求める。尚、入力画素データPinmは、フィルタ処理前の注目画素の濃度、注目画素の値Poutnは、出力画素データであり、フィルタ処理後の注目画素の濃度である。

ここで、式(30)は、図12に対応しており、図11の左側の丸の濃さ(濃度)は、入力画素データPinmに対応し、図12(a)のD1やD2は、knm×Pinmに対応し、図12の右側の丸の濃さ(濃度)は、Poutnに対応している。

0077

S3709でCPU303は、主走査方向の位置xに1を加算する。S3710でCPU303は、1ラインが終了したか否か、即ち1ラインの最後の画素まで達したか否かを判断し、1ラインが終了していないと判断した場合はS3707の処理に戻り、1ラインが終了したと判断した場合は、フィルタ処理を終了する。このように、本実施例では、レーザ光源の発光点の配置間隔のばらつきや回転多面鏡204のミラー面の面倒れなどによる照射位置のずれによる画像の歪みや濃度むらを、入力画像の副走査方向の位置ずれのプロファイルに基づき入力画像の画素位置を座標変換する。その後、フィルタ処理、及びサンプリングすることで、各入力画素の濃度を保存しながら、位置ずれ、及びバンディングなどの局所的な濃度の偏りをキャンセルすることができ、良好な画像を得ることができる。

0078

(感光ドラムの速度むらを加味した位置ずれ量の算出)
S3714の走査毎処理の詳細を図14で説明する。図14は、CPU303が実行する位置ずれ量を算出する処理を示すフローチャートである。CPU303は、画像形成時にBD信号を検出してから所定時間T1が経過するまでの間に(図5参照)、走査ライン毎に位置ずれ量の算出を行い、1走査に1回の頻度図14に示す制御が実行される。S7002でCPU303は、BD207からBD信号が入力されたか否かを判断する。S7002でCPU303は、BD信号が入力されたと判断した場合は、BD信号の周期である時間間隔を計測しているタイマ(不図示)を停止し、タイマ値を読み出し、内部レジスタに保存する。そして、CPU303は、次のBD信号を受信するまでの時間間隔を計測するため、タイマ(不図示)をリセットしてスタートさせ、S7003の処理に進む。なお、CPU303がタイマ(不図示)を2つ以上有している場合には、BD信号を受信する度に異なるタイマを交互に使用して、時間測定を行うようにしてもよい。また、ここでは、計測されたBD信号の時間間隔をCPU303の内部レジスタに保存しているが、例えばCPU303の内部の記憶ユニットとしてのRAM(不図示)に保存するようにしてもよい。S7002でCPU303は、BD信号が入力されていないと判断した場合は、BD信号が入力されるのを待つために、S7002の制御を繰り返す。

0079

S7003でCPU303は、ロータリーエンコーダ301から感光ドラム102の回転速度データを読み出す。S7004でCPU303は、内部レジスタに保存されたBD信号の時間間隔に基づいて、印字速度Vprを算出する。尚、印字速度Vprは、レーザ光源201のビーム数と走査ラインの間隔とを乗じた値をΔT(BD信号の時間間隔)で除すことにより算出される。例えば、本実施例の場合、ビーム数は8、走査ラインの間隔は21.16μm(解像度1200dpi)であるため、Vpr=(8×21.16μm)/ΔTとなる。回転多面鏡204の回転速度Vpは、印字速度Vprと比例関係にあるため、算出した印字速度Vprに基づき求めることができる。S7005でCPU303は、S7003で読み出した感光ドラム102の回転速度と、S7004で算出した回転多面鏡204の回転速度から、位置ずれ量Aを算出する。位置ずれ量Aの算出方法は以降で詳しく説明する。

0080

S7006でCPU303は、メモリ302から回転多面鏡204の面情報(表1のY1〜Y5)とビーム位置情報(表1のX1〜X7)を読み出す。S7007でCPU303は、S7006で読み出した面情報とビーム位置情報より、式(2)を用いて位置ずれ量B(=Zmn)を算出する。S7008でCPU303は、S7005で算出した位置ずれ量AとS7007で算出した位置ずれ量Bを加算して、位置ずれ量の総和(合計値)を算出する。S7009でCPU303は、S7008で算出した合計の位置ずれ量をCPU303の内部レジスタに保持する。ここで、レジスタに保持された位置ずれ量は、上述したフィルタ処理時に読み出されて演算に用いられる。

0081

(位置ずれ量の算出)
S7005でCPU303が算出する位置ずれ量Aの計算式について詳しく説明する。感光ドラム102の回転速度をVd、回転多面鏡204の回転速度をVp、1走査時間をΔT(図5参照)とすると、感光ドラム102の回転速度Vdと回転多面鏡204の回転速度Vpの速度差から生じる位置ずれ量Aは以下の式(31)から算出される。
A=(Vd−Vp)×ΔT・・・式(31)

0082

ここで、ΔTはBD信号の出力タイミングの間隔に対応した時間であり、位置ずれ量Aは、感光ドラム102の回転速度Vdと回転多面鏡204の回転速度Vpとの差によって、1走査期間の間に移動する走査ラインの位置ずれ量を示す。ここで、上述したように、回転多面鏡204の回転速度Vpは、印字速度Vprに基づき求められる。そして、印字速度Vprは、1走査時間ΔTと、発光点の数(本実施例での発光点の数は8つ)の関係から、式(32)、式(33)によって決まる。
Vp=ビーム数×21.16÷ΔT・・・式(32)
ΔT=1÷(回転多面鏡204のミラー面数×回転多面鏡204の1秒間あたりの回転数)・・・式(33)

0083

副走査方向の基準位置からn番目の走査ラインの、感光ドラム102の速度むらに起因する位置ずれをAnとしたとき、副走査方向の位置ずれは各走査の位置ずれの累積で表される。また、副走査方向の基準位置からn番目の走査ラインの回転多面鏡204の面情報、ビーム情報に基づく位置ずれ量をBnとしたとき、n番目の走査ラインの副走査方向の位置yは、以下のように表される。

0084

式(34)の左辺のyは、nが整数のときだけ定義されている、即ち、離散的な関数である。しかし、本実施例では、整数から求められる各yの間を線形補間により補間して連続的な関数y=ft(n)として扱う。本実施例では、ハードウェア簡易化のために線形補間を用いているが、ラグランジュ補間スプライン補間など、他の方法で関数の補間をしてもよい。

0085

本実施例における画素番号n0、n0+1に対して、副走査方向の画素位置をyn0、yn0+1としたとき、副走査方向の画素位置yn0〜yn0+1の範囲の連続関数への変換の式を以下に示す。
y=yn0×(1−n+n0)+yn0+1×(n−n0)・・・式(35)

0086

尚、図14の処理は、1走査、即ち8ビーム(8走査ライン)に1回行われる処理であるため、S7006〜S7008では8ビーム分の位置ずれ量をまとめて演算して、S7009では演算した8ビーム分の位置ずれ量を全て保持する。

0087

尚、感光ドラム102の回転速度データをロータリーエンコーダ301によりリアルタイムに取得して位置ずれ補正フィードバックした。しかし、予め測定した速度変動データプロファイルをメモリ302に記憶し、記憶したプロファイルに従って位置ずれを補正してもよい。また、リアルタイムに位置ずれ情報を取得する場合、遅れ制御になるが、そのまま位置ずれの補正に用いてもよい。この場合、遅れ制御による影響を防ぐため、位置ずれの変動量に対して高域成分など特定の周波数成分をフィルタ処理して位置ずれの補正に用いてもよい。

0088

また、本実施例の補間方式として用いた線形補間、バイキュービック補間以外にも、Sinc関数に所望のサイズの窓関数をかけた補間や、目的のフィルタ特性に合わせた畳み込み関数を決定して補間処理を行ってもよい。また、出力の画素やラインの間隔が歪む画像出力方式画像出力装置であれば、LE露光方式、あるいは電子写真方式に限らず、本発明を適用することが可能である。また、本実施例において、式(17)や式(18)に従い入力画像の画素の位置を補正して補間処理を行ったが、目的の補正精度に応じて式(17)や式(18)を近似した関数を選択して補正に用いてもよい。更に、制御部としてCPU303を用いる構成を説明したが、例えば、ASIC(ApplicationSpecific IntegratedCircuit)等を用いる構成としてもよい。

0089

図15(a)は、複数の走査ラインに対応するパターン1からパターン3までの元画像を示し、元画像のパターン1からパターン3は、それぞれ縦が2ドット、横が4ドット(2×4)の黒画素からなるパターンであり、所定の間隔をおいて配置されている。図15(b)は、走査ラインの位置ずれによって、パターン1とパターン2の間隔が空いて疎となり、パターン2とパターン3の間隔が縮まって密となっている。このような位置ずれが生じている走査ラインに、上述した第1の補正を実施することにより、図15(c)に示す補正後のパターンが得られる。尚、第1の補正処理を行った後の画像データはPWMデータとなっている。図15(c)に示すように、パターン1とパターン2の間に黒ドットの細いパルスが集まって密となり(破線円A)、パターン2とパターン3の間に白の細いパルスが集まって疎となっている(破線円B)。このように、走査ラインの位置ずれが生じた走査ラインに、本実施例の第1の補正を実施することにより、各パターン間の局所的な面積当たりの濃度が調整されて、全体としてバンディングなどの濃度むらを低減することができる。

0090

<画像データの第2の補正>
次に、本実施例の第2の補正処理について説明する。本実施例の第2の補正処理では、図15(c)のパターン1とパターン2の間、及びパターン2とパターン3の間で発生した細いパルスをまとめる処理を実施する。図15(d)は第1の補正後の画像データに第2の補正処理を実施する前の画像データを、図15(e)は第1の補正後の画像データに第2の補正処理を実施した後の画像データをそれぞれ示す。ここでは、図15(c)のパターン1とパターン2の間の黒ドットの細いパルス(破線円A)を、図15(d)、図15(e)間の破線の矢印で示すようにドットにまとめる処理を行う。具体的には、第2の補正処理は、図15(d)のパルスa,bを図15(e)のパルスeに、図15(d)のパルスc,dを図15(e)のパルスfに、それぞれまとめる処理を行う。本実施例の第2の補正処理は、第1の補正処理において出力させる(黒ドット)又は出力させない(白ドット)画素の画素値を、主走査方向に移動させて連続した複数の画素で画素値を出力させる又は出力させないように補正する処理である。

0091

第2の補正処理の詳細を図16のフローチャートに従い説明する。S1203でCPU303は、画像データの主走査方向、即ち、1ライン毎の処理を実行する前に主走査方向のカウンタxを0に初期化する(x=0)。また、CPU303は、後述する保存濃度NDを0に初期化する(ND=0)。ここで、現在注目している走査ラインの座標をyとし、注目画素を示す座標を(x,y)とする。また、注目画素(x,y)の画像データについて、第1の補正処理(フィルタ処理ともいう)を実行する前(補正前)の画素値をpix0(x,y)、第1の補正処理を実行した後の画素値をpix1(x,y)とする。CPU303は、第1の補正処理後の画素値pix1(x,y)に第2の補正処理を実施して、新たに画素値pix1(x,y)を求める。

0092

S1204でCPU303は、所定の画素である注目画素(x、y)のフィルタ処理後の画素値pix1(x,y)が、フィルタ処理前の画素値pix0(x,y)より増加したか否か(pix0(x,y)<pix1(x,y))を判断する。S1204でCPU303は、注目画素(x,y)のフィルタ処理後の画素値pix1(x,y)が、フィルタ処理前の画素値pix0(x,y)より増加していないと判断した場合、S1211の処理に進む。この場合、注目画素(x,y)のフィルタ処理後の画素値pix1(x,y)に第2の補正処理を実施しない。

0093

S1204でCPU303は、注目画素(x,y)のフィルタ処理後の画素値pix1(x,y)が、フィルタ処理前のpix0(x,y)より増加したと判断した場合、S1205の処理に進む。例えば、図15(c)のパターン1とパターン2の間の黒ドットの細いパルス部分のように、フィルタ処理の前(図15(b))よりもフィルタ処理の後(図15(c))の方が、画素値が増加したような場合である。S1205でCPU303は、注目画素(x,y)のフィルタ処理前の濃度(画素値pix0(x,y))が0%以下であるか否か(pix0(x,y)≦D0)を判断する。ここで、濃度0%をD0とも記載する。S1205でCPU303は、注目画素(x,y)の濃度がD0以下ではないと判断した場合、注目画素(x,y)の画素値をそのまま出力すると判断して、S1207の処理に進む。

0094

S1205でCPU303は、注目画素(x,y)がD0以下であると判断した場合、S1206の処理に進む。例えば、図15(c)の黒ドットの細いパルス部分のように、フィルタ処理前は図15(b)のようにD0であった画素が該当する。S1206でCPU303は、保存濃度NDと注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)の和(ND+pix1(x,y))を新たな保存濃度NDとする。また、CPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)をD0とする(pix1(x,y)=D0)。ここで、保存濃度NDは、所定の画素の画素値を主走査方向に移動させるため、言い換えれば、濃度を持ち越すために用いられる。S1206の処理は、フィルタ処理によって図15(d)のaのような細い黒ドットを出力するところ、その画素の画素値を保存濃度NDに足しこんで以降の画素に濃度の持ち越しをする処理である。

0095

S1207でCPU303は、注目画素(x,y)のフィルタ処理後の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和が、濃度100%を超えたか否か(ND+pix1(x,y)>D100)を判断する。ここで、濃度100%をD100とも記載する。S1207でCPU303は、注目画素(x,y)のフィルタ処理後の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和が、D100を超えたと判断した場合、S1208の処理に進む。S1208でCPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和(ND+pix1(x,y))からD100を差し引いた値を新たな保存濃度NDとする(ND=ND+pix1(x,y)−D100)。また、CPU303は、注目画素(x,y)の出力を濃度100%(D100)とし(pix1(x,y)=D100)、S1211の処理に進む。この場合、図15(e)のパルスe,fのように、ドットが出力されることとなる。

0096

S1207でCPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和(ND+pix1(x,y))が、濃度100%を超えないと判断した場合、S1209の処理に進む。S1209でCPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和(ND+pix1(x,y))が、濃度の所定値である閾値Dthを超えたか否か(ND+pix1(x,y)>Dth)を判断する。S1209でCPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和が閾値Dthを超えたと判断した場合、S1210の処理に進む。S1210でCPU303は、注目画素(x,y)の出力を、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和とする(pix1(x,y)=ND+pix1(x,y))。また、CPU303は、保存濃度NDを0にして(ND=0)、S1211の処理に進む。この場合も、図15(e)のパルスe,fのように、ドットが出力されることとなる。

0097

S1209でCPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和(ND+pix1(x,y))が閾値Dthを超えない、即ち閾値Dth以下(所定値以下)と判断した場合、S1211の処理に進む。この場合、CPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)を出力せず、主走査方向の注目画素(x,y)の次の画素(x+1,y)以降の画素の画素値に注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)を加算することとなる。この処理は、出力されなかった画素値を以降の画素に持ち越す処理ともいえ、本実施例では、出力されなかった画素値を保存濃度NDに加算していくことで持ち越している。

0098

S1211でCPU303は、1画素の処理が終了したため、主走査方向のカウンタxを1インクリメントする(x=x+1)。S1212でCPU303は、主走査方向のカウンタxが1ラインに相当する画素数に達したか否か、即ち、1ライン内の全ての画素について第2の補正処理が終了したか否かを判断する。S1212でCPU303は、1ライン内の全ての画素について第2の補正処理が終了していないと判断した場合、S1204の処理に戻る。S1212でCPU303は、1ライン内の全ての画素の処理が終了したと判断した場合、第2の補正処理を終了する。

0099

以上、本実施例によれば、感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むらを補正して、良好な画質を得ることができる。本実施例は、第1の補正処理によって生じた補正成分図15(c)の黒いパルスや白いパルス部分)が、所定の濃度の閾値Dthを越えるときにパルスを発生させる(出力させる)構成である。このため、第2の補正処理を実施することによって電子写真的に安定した補正を行うことができる。また、主走査方向に濃度値(画素値)を保存するので、補正成分が副走査方向に分散せず、副走査方向の濃度ムラに対して効果的に補正できる。また、本実施例によれば、濃度の増加分をまとめることに着目しているが、白と黒の構成を入れ替えて、濃度の減少分どうしをまとめて、電子写真的な安定性を得ても良い。また、黒ドットと白ドットの両方について第2の補正処理を実施してもよい。

0100

実施例2は実施例1と基本的な構成は同様で、実施例1で説明した図16のフローチャートのS1210の処理のみが異なる。本実施例では、主走査方向の画像の角を検出して、角の方向に注目画素の第2の補正処理によって発生した濃度を移動する。図17(a)、図17(b)は本実施例の第3の補正処理の具体例を示す。図17(a)は第3の補正処理を実行する前の画像データであり、破線で囲んだ細いパルスgは、第3の補正処理後、図17(b)に示すように、画像の角の部分DCに近接させてパルスhとしている。

0101

また、注目画素から画像の角の部分DCの位置が、所定の距離以上離れている場合、画像の形状の崩れを防止するため、第3の補正処理を禁止する。図17(c)、図17(d)は、注目画素の細いパルスiが、画像の角の部分DCよりも3画素又はそれ以上離れているため、第3の補正処理を禁止する具体例を示している。図17(c)は第3の補正処理前の画像を示し、注目画素の第1の補正処理によって発生した濃度による細いパルスが、画像の角の部分DCから3画素離れている。このため第3の補正処理が禁止され、図17(d)の第3の補正処理後の画像は、第3の補正処理によって変化しない、即ち、パルスjは第1の補正処理後のまま(パルスiと同じ)となる。

0102

<画像データの第3の補正>
以下、実施例1と異なる部分であり、第3の補正処理であるS1210の詳細について、図18のフローチャートに従い説明する。S1302でCPU303は、注目画素(x,y)の次の画素(x+1,y)に濃度があるか否か、即ち、次の画素(x+1,y)の濃度値pix1(x+1,y)がD0より大きいか否かを判断する。尚、濃度値がD0より大きいことを、以下、画素に濃度があるという。S1302でCPU303は、次の画素(x+1,y)に濃度があると判断した場合、S1310の処理に進む。S1310でCPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)と保存濃度NDの和(ND+pix1(x,y))を注目画素(x,y)の出力値として出力する。また、CPU303は、保存濃度NDを0にして(ND=0)、S1210の処理を終了する。

0103

S1302でCPU303は、注目画素(x,y)の次の画素(x+1,y)に濃度がないと判断した場合、S1303で注目画素(x,y)の2つ先の画素(x+2,y)に濃度があるか否かを判断する。S1303でCPU303は、2つ先の画素(x+2,y)に濃度があると判断した場合、S1210の処理を終了する。S1303でCPU303は、2つ先の画素(x+2,y)に濃度がないと判断した場合、S1304で3つ先の画素(x+3,y)に濃度があるか否かを判断する。S1304でCPU303は、3つ先の画素(x+3,y)に濃度があると判断した場合、S1210の処理を終了する。S1304でCPU303は、3つ先の画素(x+3,y)に濃度がないと判断した場合、S1305の処理に進む。

0104

S1305でCPU303は、注目画素(x,y)の前の画素(x−1,y)に濃度があるか否かを判断する。S1305でCPU303は、前の画素(x−1,y)に濃度があると判断した場合、S1310の処理に進む。この場合、注目画素(x,y)の画素値が、隣り合う主走査方向における前の画素(x−1,y)と並んで出力されることとなる。S1305でCPU303は、前の画素(x−1,y)に濃度がないと判断した場合、S1306の処理に進む。S1306でCPU303は、注目画素(x,y)の2つ前の画素(x−2,y)に濃度があるか否かを判断する。S1306でCPU303は、2つ前の画素(x−2,y)に濃度があると判断した場合、S1307の処理に進む。S1307でCPU303は、1つ前の画素(x−1,y)の画素値pix1(x−1,y)に保存濃度NDと注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)を加算する。そして、CPU303は、1つ前の画素(x−1,y)の画素値pix1(x−1,y)を出力する(pix1(x−1,y)=pix1(x−1,y)+ND+pix1(x,y))。言い換えれば、CPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)を1つ前に移動させて出力する。また、CPU303は、保存濃度NDを0にして、S1210の処理を終了する(ND=0)。

0105

S1306でCPU303は、2つ前の画素(x−2,y)に濃度がないと判断した場合、S1308で注目画素(x,y)の3つ前の画素(x−3,y)に濃度があるか否かを判断する。S1308でCPU303は、3つ前の画素(x−3,y)に濃度があると判断した場合、S1309の処理に進む。S1309でCPU303は、2つ前の画素(x−2,y)の画素値pix1(x−2,y)に保存濃度NDと注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)を加算する。そして、CPU303は、2つ前の画素(x−2,y)の画素値pix1(x−2,y)を出力する(pix1(x−2,y)=pix1(x−2,y)+ND+pix1(x,y))。言い換えれば、CPU303は、注目画素(x,y)の画素値pix1(x,y)を2つ前に移動させて出力する。また、CPU303は、保存濃度NDを0にして(ND=0)、S1210の処理を終了する。第3の補正処理では、注目画素の所定数先までの画素及び所定数前までの画素のうち少なくとも1つの画素に出力すべき画素がある場合には、注目画素の画素値を少なくとも1つの画素に隣接する画素の画素値に加算する。そして、その隣接する画素の画素値を出力させる。

0106

S1308でCPU303は、3つ前の画素(x−3,y)に濃度がないと判断した場合、S1310の処理に進む。この場合、注目画素(x,y)の3つ先まで及び3つ前まで、出力される(濃度がある)画素がないため、S1310の処理で、注目画素(x,y)の画素値を出力することとなる。このように、第3の補正処理では、注目画素の画素値が閾値Dthを超えた場合、注目画素の主走査方向の所定数先までの画素及び所定数前までの画素に出力すべき画素がない場合には、注目画素の画素値を出力させる。

0107

以上のように、本実施例の第3の補正処理では、フィルタ処理(第1の補正処理)によって図17(a)のようなドットgができた場合には、S1307及びS1309の処理を実施して、図17(b)のhのように濃度を寄せる処理を行う。また、フィルタ処理によって図17(c)のような所定の距離(本実施例では3画素以上)離れた孤立したドットiができた場合には、濃度を寄せる処理の実施を禁止し、S1310の処理を実施して、図17(d)のドットjのようにそのまま出力する。

実施例

0108

以上、本実施例によれば、感光体の回転方向に対応する方向に生じる画像の濃度むらを補正して、良好な画質を得ることができる。更に、画像データの所定の距離の周辺の角を見つけて濃度を寄せる処理を実施するので、電子写真プロセス的に安定な処理ができる。また、所定の距離以上離れた場所に濃度を寄せる処理は実施しない、言い換えれば、第3の補正処理を禁止するので、画像の形状を崩すことなく補正を行うことができる。

0109

102感光ドラム
201マルチビームレーザ光源
204回転多面鏡
303 CPU

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