JP2010069865A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ディザ処理された画像データに、スムージングのための補間処理が行われると、ディザパターン中の濃度バランスの片寄りや微小ドット部分が発生し、ハーフトーンの濃度の再現性に影響が出てしまう。
【解決手段】 画像データに応じて感光体上に光ビームを走査する書込み光学ユニット２８と、感光体上に走査される光ビームの走査ラインのジャギーを平滑化するための画像処理を画像データに行って書込み光学ユニット２８へ出力する出力画像処理部９６と、ハーフトーン画像を表す領域を認識し、ハーフトーン画像を表す領域に対応づけて、ジャギーを平滑化しないことを示す判別コードを生成し、判別コード及び画像データを画像バスを介して時分割で出力画像処理部９６へ伝送する中央画像処理部９５を有し、出力画像処理部９６は、ジャギーを平滑化するか否かを判別コードに応じて切り替え、中央画像処理部９５は、画像バスの一部のビットを使用して画像データを伝送するとき、画像データを伝送するビットを使用して判別コードを伝送する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、画像データに応じて感光体上に光ビームを走査する走査手段を有する画像形成装置に関する。

近年の電子写真方式の画像形成装置においては、画像データに応じて射出されるレーザ光が、回転するポリゴンミラーにより反射され、感光体上を走査されることにより、画像形成が行われる。図３（ｂ）に示されるように、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置（図３（ａ））から角度θ斜めに傾いているとき、レーザ光が主走査方向に１ライン分走査される間に、レーザ光は感光体２１の周方向に変動する。レーザ光は感光体２１の周方向に変動すると、図４に示されるように、レーザ光が主走査方向に１ライン分走査される間に、実線４０２のように走査経路が湾曲してしまう。カラー画像形成装置の場合、色毎にレーザ光の走査経路が異なる場合があり、各色間の画像の位置ずれが発生し、滲んだ（シャープでない）画像となって現れる。

感光体の周方向の変動を抑制するために、走査位置に応じて周方向の屈折率が異なる補正レンズをレーザ光の経路上に設ける手法がある。しかしながら、補正レンズの加工や補正レンズの取り付け及び調整に人件費がかかり、コスト高となってしまう。

そこで、図５に示すように領域ａ及びｅを走査ライン５０２で走査し、領域ｂ及びｄを走査ライン５０３で走査し、領域ｃを走査ライン５０４で走査することによって、湾曲した走査経路を理想の走査経路に近づける処理が特許文献１〜３により提案されている。

この処理が行われたとき、図７（ａ）に示すように、走査ラインが切り替わる位置におけるジャギーが目立つ場合がある。そこで、図７（ｂ）に示すように、走査ラインを切り替える前後のレーザ光をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、このジャギーを平滑化する補間処理が、特許文献４により提案されている。

ところで、画像形成装置が画像形成を行うべき画像には、文字や線画の他、写真等のハーフトーン画像がある。画像形成装置は、ハーフトーンの画像データに対してディザ処理などを行って画像形成を行う。

特開平０２−０５０１７６号公報 特開２００３−２７６２３５号公報 特開２００５−３０４０１１号公報 特開２００３−１８２１４６号公報

しかしながら、ディザ処理された画像データに、スムージングのための補間処理が行われると、図１１（ｃ）に示すように、ディザパターン中の濃度バランスの片寄りや微小ドット部分が発生する。ディザパターン中の濃度バランスの片寄りや微小ドット部分に付着するトナー量の不安定さなどにより、ハーフトーンの濃度の再現性に影響が出てしまう。

本発明に係る画像形成装置は、画像データに応じて感光体上に光ビームを走査する走査手段と、
前記走査手段により前記感光体上に走査される光ビームの走査ラインのジャギーを平滑化するための画像処理を画像データに行って前記走査手段へ出力するスムージング手段と、
画像データに基づいてハーフトーン画像を表す領域を認識し、ハーフトーン画像を表す領域に対応づけて、ジャギーを平滑化しないことを示す判別コードを生成し、前記判別コード及び前記画像データを画像バスを介して時分割で前記スムージング手段へ伝送する画像処理手段と、を有し、
前記スムージング手段は、ジャギーを平滑化するか否かを判別コードに応じて切り替え、
前記画像処理手段は、前記画像バスの一部のビットを使用して画像データを伝送するとき、画像データを伝送するビットを使用して判別コードを伝送することを特徴とする。

本発明によれば、ハーフトーン画像に対してはジャギーを平滑化する処理が行われないため、文字や線画に対してはジャギーを平滑化しつつ、ハーフトーン画像の濃度の再現性に影響を与えることがない。そして、ハーフトーン画像に対して平滑化しないことを示す判定コードと画像データとを対応付けて画像バスを介してデータ転送するので、画像バスの構成に依存することがない。

本発明の実施形態にかかる電子写真方式の画像形成装置の概略的な構成を示す図である。 書き込み光学ユニット２８の構成を示す図である。 ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが斜めになったときのレーザ光の光路を説明する図である。 感光体２１に照射されるレーザ光の主走査方向の経路（軌道）を示す図である。 デジタルレジストレーションを説明する図である。 走査ラインの湾曲の度合を検知するための構成を示す。 デジタルレジストレーションにより発生するジャギーを平滑化する補間処理を説明するための図である。 デジタルレジストレーションを含む画像処理を行う画像処理部のブロック図である。 出力画像処理部９６のブロック図である。 補正量演算部１０４の詳細動作を説明する図である。 ディザ処理された画像データに対して補間処理が行われたときの様子を説明する図である。 中央画像処理部９５が出力画像処理部９６へ判定コード及び画像データを出力するタイミングを示すタイミングチャートである。 補正量演算部１０４のブロック構成図である。 中央画像処理部９５が出力画像処理部９６へ判定コード及び４階調（２ビット）の画像データを出力するタイミングを示すタイミングチャートである。 中央画像処理部９５が出力画像処理部９６へ２０４８領域分の判定コード及び画像データを出力するタイミングを示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態にかかる電子写真方式の画像形成装置の概略的な構成を示す図である。まず、図１を用いて、カラー画像読み取り装置（カラースキャナー）１及びカラー画像記録装置（カラープリンター）２の概略について説明する。

カラースキャナー１は、原稿１３の画像を照明ランプ１４、ミラー群１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、及びレンズ１６を介してカラーセンサー１７に結像する。原稿のカラー画像情報は、色成分毎（ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ））に読み取られ、電気的な画像信号に変換される。

カラースキャナー１で得られたＢ、Ｇ、Ｒの色成分毎の画像信号強度レベルをもとにして、画像処理部（不図示）でブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラー画像データに変換される。Ｍ，Ｙ、Ｃ、Ｋのカラー画像データは、カラープリンター２に送られる。

カラープリンター２では、書き込み光学ユニット２８Ｍ（マゼンタ用）、２８Ｙ（イエロー用）、２８Ｃ（シアン用）、２８Ｋ（ブラック用）は、カラースキャナー１からのカラー画像データ（Ｍ，Ｙ，Ｃ，Ｋ）に応じたレーザ光を射出する。これにより、書き込み光学ユニット２８Ｍ、２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｋは、各色に対応して設けられた感光体２１Ｍ（マゼンタ用）、２１Ｙ（イエロー用）、２１Ｃ（シアン用）、２１Ｋ（ブラック用）に静電潜像を形成する。

感光体２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｋは、矢印方向に回転し、その周りには各々に、各色に対応して設けられた帯電器２７Ｍ（マゼンタ用）、２７Ｙ（イエロー用）、２７Ｃ（シアン用）、２７Ｋ（ブラック用）が配置されている。現像器２１３Ｍ、現像器２１３Ｃ、現像器２１３Ｙ、現像器２１３Ｋは、感光体２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｋと、それぞれ接するよう配置される。各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤を感光体の表面に接触させる現像スリーブと、現像剤を供給・撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されている。

転写バイアスブレード２１７Ｍ、２１７Ｙ、２１７Ｃ、２１７Ｋは、中間転写ベルト２２を挟んで感光体２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋと対向する位置に配置されている。中間転写ベルト２２は、不図示の駆動モータで回転駆動する駆動ローラ２２０と、従動ローラ２１９、２３７とに、張架されている。

また、転写バイアスローラ２２１は、中間転写ベルト２２を挟んで従動ローラ２１９に対向する位置に配置されており、中間転写ベルト２２に対して離接可能に駆動する離接機構が設けられている。中間転写ベルト２２を挟み、従動ローラ２３７に対向する所定位置に、ベルトクリーニングユニット２２２が設けられている。

ベルトクリーニングユニット２２２は、プリントスタートから最終色の画像後端部のベルト転写が終了するまではベルト面から離間されている。そして、その後の所定のタイミングで、接離機構（図示しない）によってベルトクリーニングユニット２２２がベルト面に接触されて、中間転写ベルト２２の表面のクリーニングが行われる。

カラープリンター２において、まず、マゼンタ（Ｍ）から画像形成が開始される。その後、中間転写ベルト２２の回転速度と、感光体２１Ｍと感光体２１Ｃとの距離から算出されるタイミングでシアンの画像形成が開始される。次に、中間転写ベルト２２の回転速度と、感光体２１Ｃと感光体２１Ｙとの距離から算出されるタイミングでイエローの画像形成が開始される。次に中間転写ベルト２２の回転速度と、感光体２１Ｙと感光体２１Ｋの位置との距離から算出されるタイミングでブラックの画像形成が開始される。

以下、マゼンタ（Ｍ）の画像形成について説明する。他の色の画像形成についてもマゼンタと同様である。感光体２１Ｍに対するレーザの露光が開始されると、マゼンタ（Ｍ）の潜像を現像すべく、現像器２１３Ｍの現像スリーブが回転し、現像器２１３Ｍに現像バイアスが印加される。感光体２１Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像（第１画像）は、転写バイアスブレード２１７Ｍにより中間転写ベルト２２へ転写され、中間転写ベルト２２上に保持される。これらの一連の動作が他のイエロー、シアン、ブラックの各ユニットにおいても順次行われ、各色のトナー像が重ね合わされたフルカラーのトナー像が中間転写ベルト２２上に形成される。

中間転写ベルト２２上にフルカラーのトナー画像が形成された後、転写バイアスローラ２２１は中間転写ベルトに接する位置に離接機構により移動させられる。

また、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト２２上に形成される前の所定のタイミングで、記録紙は、カセット２２３から給紙ローラ２２４、搬送ローラ２２６、２２７、２２８を経由して搬送される。レジストレーションローラ２２５の位置で記録紙は待機状態となる。転写バイアスローラ２２１が中間転写ベルト２２に接すると、中間転写ベルト２２上のトナー像が記録紙に転写されるように、レジストレーションローラ２２５が回転を開始して、待機状態となっていた記録紙を転写バイアスローラ２２１へと搬送する。転写バイアスローラ２２１には、所定の転写バイアスが印加されており、これにより中間転写ベルト２２上のトナー像が記録紙に転写される。

以上のようにトナー像が転写された記録紙は定着装置２５に搬送され、所定温度にコントロールされた上下の定着ローラによってトナー像が融解し、記録紙に定着される。

なお、記録紙へ転写後の中間転写ベルト２２はベルトクリーニングユニット２２２によりその表面がクリーニングされ、一連の画像形成動作が終了する。

次に、図２を参照して書き込み光学ユニット２８の構成を説明する。図２（ａ）は、書き込み光学ユニット２８の構成の側面図（ｘｚ平面）であり、図２（ｂ）は、書き込み光学ユニット２８の構成の平面図（ｘｙ平面）である。発光素子アレー２８１は、４つの発光素子を有し、画像データに応じて４ライン分のレーザ光を射出する。発光素子アレー２８１は、レーザ光以外の光ビームを射出するものでもよい。発光素子アレー２８１から射出されたレーザ光は、レンズ２８２を介して、ポリゴンミラー２８３ｂの各面に照射される。ポリゴンミラー２８３ｂは、ポリゴンモーター２８３ａにより回転駆動され、発光素子アレー２８１からのレーザ光を偏向する。ポリゴンミラー２８３ｂにより偏向されたレーザ光は、所定時間間隔でＢＤ（Beam Detect）検知素子２８６に入射する。ＢＤ検知素子２８６はレーザ光を検知するごとにＢＤ信号を出力する。このＢＤ信号は、各走査ラインの露光開始のトリガーとして用いられる。

また、ポリゴンミラー２８３ｂにより偏向されたレーザ光は、Ｆθレンズ２８４及び平面ミラー２８５を介して感光体２１に照射される。このようにして、レーザ光が感光体上に走査され、感光体上に潜像が形成される。

次に、書き込み光学ユニット２８における光学部材の位置ずれや変形によって生じる走査ラインの湾曲について説明する。図３は、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが斜めになったときのレーザ光の光路を説明する図である。図３は、説明のため、簡略化かつ誇張して図示されている。図３（ａ）は、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置にあるときのレーザ光の光路を示す。図３（ｂ）は、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置から角度θ斜めに傾いているときのレーザ光の光路を示す。図３（ｃ）は、ポリゴンミラー２８３ｂの平面図である。

図３（ｃ）を見てわかるように、ポリゴンミラー２８３ｂの反射面の位置は、ポリゴンミラー２８３ｂの回転に伴って、回転軸２８３ｃから見て距離ａから距離ｂの間で移動する。ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置にあるとき、図３（ａ）に示すように、回転軸２８３ｃから見て距離ａの反射面で反射されても、回転軸２８３ｃから見て距離ｂの反射面で反射されても、レーザ光の光路は同じ平面内に存在する。しかし、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置から角度θ斜めに傾いているときは、図３（ｂ）に示すようになる。この場合、回転軸２８３ｃから見て距離ａの反射面で反射されたレーザ光の光路と、回転軸２８３ｃから見て距離ｂの反射面で反射されたレーザ光の光路は互いに異なる平面内に存在する。すなわち、レーザ光が主走査方向に１ライン分走査される間に、レーザ光は感光体２１の周方向に変動する。

図４は、感光体２１に照射されるレーザ光の主走査方向の経路（軌道）を示す図である。点線４０１は、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置にあるときのレーザ光の理想的な走査経路を示し、実線４０２は、ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置から斜めに傾いているときのレーザ光の走査経路を示している。ポリゴンミラー２８３ｂの回転軸２８３ｃが理想的な位置から斜めに傾いているとき、レーザ光が主走査方向に１ライン分走査される間に、レーザ光は感光体２１の周方向に変動するので、実線４０２のように走査経路が湾曲してしまう。すなわち、レーザ光の走査ラインに歪みが生じてしまう。レーザ光の走査ラインの歪みは、ポリゴンミラーの回転軸の傾きの他に、書き込み光学ユニット２８の光学部材（レンズやミラー等）の位置ずれや変形によって生じる。また、レーザ光の走査ラインの歪みには、レーザ光の走査ラインの湾曲以外に走査ラインの傾きがある。

そこで、この走査ラインの湾曲をデジタルレジストレーションにより補正する。図５は、デジタルレジストレーションを説明する図である。デジタルレジストレーションとは、図５に示すように、領域ａ及びｅを走査ライン５０２で走査し、領域ｂ及びｄを走査ライン５０３で走査し、領域ｃを走査ライン５０４で走査することによって、湾曲した走査経路を理想の走査経路に近づける処理である。主走査方向の複数の領域（ａ〜ｅ）は、走査ラインの湾曲の度合に応じて決定される。この処理は、後述する出力画像処理部９６によって、走査ラインの湾曲の度合に応じて、画像データを主走査領域（ａ〜ｅ）毎に走査ライン単位でシフトさせることにより実現される。このようにして、レーザ光の走査ラインの湾曲が補正される。レーザ光の走査ラインの傾きもデジタルレジストレーションにより補正可能である。

図６は、走査ラインの湾曲の度合を検知するための構成を示す。図１及び図６に示すように、画像形成装置は、中間転写ベルト２２上に形成されたパッチ６０１ａ〜ｃを検知するパッチ検知センサ２４０ａ〜ｃを有している。前述した画像形成方法により、中間転写ベルト２２上に３つのパッチ６０１ａ〜ｃが形成される。パッチ６０１ａ〜ｃは、理想の走査経路で走査されたときに、走査ライン上に並ぶように形成される。パッチ６０１ａ〜ｃがパッチ検知センサ２４０ａ〜ｃによりそれぞれ検知されるタイミングの差から走査ラインの湾曲の度合がもとめられる。このようにして、レーザ光の走査ラインの歪みが検知される。レーザ光の走査ラインの歪みの検知結果は、補正情報として湾曲特性メモリ１０６に格納される。

図７は、デジタルレジストレーションにより発生するジャギーを平滑化（スムージング）する補間処理を説明するための図である。図７は、感光体２１に照射されるレーザ光が形成する各ドットを模式的に示している。図７に示される各四角形は、１ドットを表している。図７（ａ）は、上述した１走査ライン単位のデジタルレジストレーションが行われたときに感光体２１上に形成されるドットを示す。図７（ａ）に示すように、走査ラインが切り替わる位置におけるジャギーが目立つ場合がある。

そこで、図７（ｂ）に示すように、走査ラインを切り替える前後のレーザ光をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、このジャギーを目立たなくさせる。図７（ｂ）は、１ドットあたり１／７の分解能でＰＷＭ制御した場合の様子を示している。図７の四角形の内側に記載された数字は、それぞれのドットを形成する際のレーザ光のデューティを示しており、数字が２であれば、デューティが２／７、数字が７であればフルデューティであることを示している。図示されているように、１ライン目のある主走査位置のデューティ（例えば、２／７）と２ライン目の同一主走査位置のデューティ（例えば、５／７）を加算すると、フルデューティ（７／７）となるようにＰＷＭ制御される。この処理は、後述する出力画像処理部９６によって、走査ラインの湾曲の度合に応じて、後述するジャギー部分の補間処理を行うことにより実現される。この補間処理後の画像データに基づいて、レーザ光のＰＷＭ制御が行われる。このように、ジャギーを平滑化する画像処理が画像データに行われる。

次に、上述したデジタルレジストレーションを含む画像処理を行う画像処理部について図８のブロック図を参照して説明する。読取画像処理部９１は、カラースキャナー１から読み取られた画像信号に対して、読取デバイスに依存したシェーディング補正などの画像処理を施した画像データを中央画像処理部９５に渡す。

中央画像処理部９５は、画像メモリ９４に画像データを格納し、感光体が配置されている距離に応じたタイミングで、画像データを画像メモリ９４から読みだし、出力画像処理部９６に画像データを渡す。中央画像処理部９５は、上述した１走査ライン単位のデジタルレジストレーションのための画像処理を行う。中央画像処理部９５は、外部インターフェース９３を介して、電話回線、ネットワークなどを介して外部機器と画像データの送受信が可能である。

受信した画像データがＰＤＬ(Page Description Language)の場合、ＰＤＬ処理部９２が出力画像処理部９６で処理が可能な画像データに展開する。

中央画像処理部９５は、画素毎のＲＧＢ画像データをトナーの色であるＹＭＣＫの画像データに変換する色変換処理を行う。また、中央画像処理部９５は、自然画などのハーフトーン画像であると認識した場合、色変換処理されたハーフトーン画像領域の画像データに対し、網点ハーフトーニングやディザ処理等のハーフトーン処理を行うことにより、ハーフトーン画像の再現性を高める。

出力画像処理部９６（９６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、画像データに応じたレーザ光を書き込み光学ユニット２８に射出させる。出力画像処理部９６は、書き込み光学ユニット２８を制御する際、上述したデジタルレジストレーションによるジャギーを平滑化するためのＰＷＭ制御を行う。図９は、出力画像処理部９６のブロック図であり、出力画像処理部９６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ同一の構成を有する。出力画像処理部９６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ独立してデジタルレジストレーションを行うことで、それぞれの書き込み光学ユニット２８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応したデジタルレジストレーションが行われ、その結果、各色間の位置ずれを低減することができる。

出力画像処理部９６は、上述したデジタルレジストレーション処理と補間処理を行う。ラインバッファ１０１は、ライン単位のデジタルレジストレーションを行うために、主走査方向１ライン分のラインデータをｎライン分（本実施形態では４ライン以上）格納する。図５を用いて説明したように、ラインバッファ１０１に保持された複数のラインデータのうち、湾曲度合に応じたラインデータがラインセレクタ１０２により選択されることにより、デジタルレジストレーションが行われる。ラインバッファ１０１は、１ライン分のラインデータが転送されるごとに、転送されたラインデータを保持するとともに、ラインバッファ１０１内に既に保持されているラインデータをライン単位でシフトして、最も古いラインデータを削除する。このように、ラインバッファ１０１には、常にデジタルレジストレーションに必要なラインデータが保持される。

ラインセレクタ１０２は、前述した補間処理を行うため、ラインバッファ１０１に保持された複数ラインのデータのうち、湾曲度合に応じた２ライン分のラインデータを選択する。具体的には、ラインセレクタ１０２は、補正量演算部１０４の演算結果に応じて、デジタルレジストレーションのためにラインシフトされる前後の２ライン分のラインデータを選択する。ラインセレクタ１０２により選択される２ライン分のラインデータは、主走査方向の位置に応じて異なり得る。ラインセレクタ１０２は、選択された２ライン分のラインデータを補間演算部１０３に出力する。このようにして、レーザ光の走査ラインの湾曲が補正される。本実施形態では、レーザ光の走査ラインの湾曲の補正を出力画像処理部９６が行ったが、中央画像処理部９５が行ってもよい。この場合、湾曲特性メモリ１０６に格納された補正情報（補正位置と補正量）は中央画像処理部９５へ伝送され、中央画像処理部９５は補正情報に基づいて、レーザ光の走査ラインの湾曲の補正のための画像処理を行う。

補間演算部１０３は、補正量演算部１０４の演算結果に応じて、ラインセレクタ１０２から出力された２ライン分のラインデータの補間処理を行う。

ここで、補正量演算部１０４は、走査ラインの湾曲度合に応じたデジタルレジストレーション及び補間処理の補正量を演算し、それぞれの補正量をラインセレクタ１０２及び補間演算部１０３へ出力する。走査ラインの湾曲度合は、湾曲特性メモリ１０６に補正情報として格納されている。補正情報には、補正すべき主走査方向の補正位置、及び、各補正位置における補正量（主走査方向と直交する副走査方向の補正量）が含まれる。この補正情報は、画像形成装置の初期動作時など所定のタイミングにおいて、ＣＰＵ９６１が前述した走査ラインの湾曲度合の検知処理を実行することにより生成され、ＣＰＵ９６１により湾曲特性メモリ１０６に格納されたものである。

補正量演算部１０４は、湾曲特性メモリ１０６から、補正情報（補正位置と補正量）を読み出す。補正量演算部１０４は、主走査カウンタ１０５からの出力（主走査方向の位置情報）に応じて、１走査ライン内におけるレーザ光の照射位置を把握する。補正量演算部１０４は、主走査方向の位置に応じたデジタルレジストレーションの補正量の演算（選択すべきラインの選択）及び補間処理の補間係数の演算を行う。

図１０は、補正量演算部１０４の詳細動作を説明する図である。画素ＩＤは、１ラインの先頭から順に１、２、３、・・・として管理する。補正量の数値は、湾曲特性メモリ１０６から読み出した数値である。補正量の数値は、主走査方向の理想的な走査ラインの走査経路（基準走査経路）に、実際の走査ラインの走査経路（軌道）を合わせるための量を示す。補正量が１のとき、１ライン分の補正を意味する。補正量の数値の整数部は、ラインバッファ１０１に保持された複数のラインデータのうちの選択すべきライン（第１セレクトライン）を示す。もう１つの選択すべきライン（第２セレクトライン）は、補正量の数値の整数部に１を加算した数値により示される。補正量の数値の小数部は、補間処理における補間係数を示す。

補間演算部１０３は、補正量演算部１０４から出力された補間係数をαとしたとき、次の式に基づいて補間演算を行う。

補間演算出力＝第１セレクトライン×（１−α）＋第２セレクトライン×α
上述した補間処理は、文字や線画の画像データに対してデジタルレジストレーションを行ったときに生じるジャギーを平滑化するのに有効であるが、ディザ処理などのハーフトーン処理が行われた画像データに対して行うと、画質を劣化させる場合がある。図１１は、ディザ処理された画像データに対して補間処理が行われたときの様子を説明する図である。図１１（ａ）は、ハーフトーンの濃度表現するために、中央画像処理部９５において３×３ドットのディザパターンによりディザ処理された画像データである。図１１（ｂ）は、走査ラインが湾曲している状態で、図１１（ａ）に示されるディザパターンに基づいて感光体２１上に形成されるドットを示す。走査ラインが湾曲している場合、出力画像処理部９６において前述したデジタルレジストレーションが行われる。この場合、出力画像処理部９６において補間処理も行われると、図１１（ｃ）に示すように、ディザパターンに補正係数が掛け合わされ、ディザパターン中の濃度バランスの片寄りや微小ドット部分が発生する。ディザパターン中の濃度バランスの片寄りや微小ドット部分に付着するトナー量の不安定さなどにより、ハーフトーンの濃度の再現性に影響が出てしまう。

そこで、中央画像処理部９５は、ディザ処理等のハーフトーン処理を行った画像領域を出力画像処理部９６に通知する。出力画像処理部９６は、ハーフトーン処理が行われていない画像領域に対しては補間処理を行い、ハーフトーン処理が行われた画像領域に対しては補間処理を行わない。すなわち、画像データに基づいてハーフトーン画像であるか否か認識し、ハーフトーン画像を表す画像データに応じてレーザ光を走査するときは、光ビームの走査ラインの平滑化を行わない。

具体的には、中央画像処理部９５は、１ラインの画像データを出力画像処理部９６へ出力するのに先立って、１ラインの中で補間処理を許可する領域と禁止する領域を示す判定コードを出力する。図１２は、中央画像処理部９５が出力画像処理部９６へ判定コード及び画像データを出力するタイミングを示すタイミングチャートである。主走査同期信号に同期して、主走査カウンタ１０５は主走査方向の位置情報に対応する画素数をカウントしている。中央画像処理部９５は、画像バスを介して、判定コードと画像データとを時分割で出力画像処理部９６に転送する。なお、画像データは４ビットデータであり、１６階調表現ができる。

１ラインの各画素に対応づけられた判定コードを出力画像処理部９６へ出力するのが望ましいが、判定コードのデータ量を小さくするため、本実施形態では１ラインを５１２領域に分割して、各領域に対応した判定コードを出力する。判定コードは、補間処理を行うか否かを表せればよいので、１領域あたり１ビットのデータとなる。従って、５１２領域分の判定コードは５１２ビットとなる。ここで、１ラインが８１９２画素の場合、１ラインを５１２領域に分割すると、１領域あたり１６画素となる。従って、この場合、１６画素を１領域として、判定コードを対応付けている。判定コード０は、補間処理なしを、判定コード１は、保管処理ありを意味するものとする。

中央画像処理部９５は、ディザ処理等のハーフトーン処理を行った領域に対しては判定コード０を生成し、ハーフトーン処理を行わなかった領域に対しては判定コード１を生成し、これらの判定コードを画像データとともに画像メモリ９４に格納する。なお、中央画像処理部９５は、ハーフトーン処理を行ったか否かに関係なく、ハーフトーン領域に対しては判定コード０を生成し、ハーフトーンでない領域に対しては判定コード１を生成するようにしてもよい。そして、中央画像処理部９５は、画像形成時、画像メモリ９４に格納された判定コード及び画像データを時分割で１ラインずつ画像バスを介して出力画像処理部９６へ出力する。このように、画像転送用の画像バスで判定コードが転送するため、中央画像処理部９５と出力画像処理部９６を繋ぐコネクタ及び接続ケーブル等のコストを削減することが可能である。

出力画像処理部９６内の判定コード入力部１０７は、画像バスを介して入力した判定コードを判定コードメモリ１０８に格納する。出力画像処理部９６内の補正量演算部１０４は、判定コードメモリ１０８に格納された判定コードに基づいて、主走査１ラインの各領域に対して補間演算を行うか否か切り替える。

図１３は、補正量演算部１０４のブロック構成図である。補正量選択部１３１は、主走査カウンタ１０５の示すカウント値（主走査位置）に対応した補正量を湾曲特性メモリ１０６から読み出す。整数部抽出部１３２は、補正量選択部１３１から出力された補正量の整数部を抽出する。整数部抽出部１３２により抽出された整数部は、第１セレクトライン信号としてラインセレクタ１０２へ入力される。また、整数部抽出部１３２により抽出された整数部は、加算器１３４により１加算されて、第２セレクトライン信号としてラインセレクタ１０２へ入力される。

判定コード選択部１３７は、主走査カウンタ１０５の示すカウント値（主走査位置）に対応した判定コードを判定コードメモリ１０８から読み出し、補間係数選択部１３６へ入力する。小数部選択部１３３は、補正量選択部１３１から出力された補正量の小数部を抽出する。補間係数選択部１３６は、判定コード選択部１３７から入力された判定コードに応じて、補正係数０を記憶したメモリ１３５からの出力、及び、小数部選択部１３３からの出力のいずれかを選択し、補間係数αとして補間演算部１０３へ入力する。補間係数選択部１３６は、判定コードが１のとき、小数部選択部１３３からの出力を選択し、判定コードが０のとき、補正係数０を記憶したメモリ１３５からの出力を選択する。補間係数αが０のとき、補間演算部１０３における補間演算出力は第１セレクトラインのみとなり、ラインセレクタ１０２によりデジタルレジストレーションのみが行われた画像データが出力される。

このように、ハーフトーンの画像領域に対しては、デジタルレジストレーションのみ行って補間処理は行わないことにより、ハーフトーンの濃度再現性への影響を抑えることができる。なお、ハーフトーンの画像の場合、デジタルレジストレーションを行った際のジャギーは目立たないため、補間処理を行わなくてもジャギーの問題はほとんど生じない。また、ハーフトーン以外の文字や線画等の画像領域に対しては、デジタルレジストレーションと補間処理を行うことにより、デジタルレジストレーションにより生じるジャギーを平滑化することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、画像データが１６階調のみであったが、本実施形態では、１６階調（４ビット）と４階調（２ビット）の画像データのいずれかを選択できる。中央画像処理部９５と出力画像処理部９６の間の画像バスは、４ビットの画像データを並行して転送できる。すなわち、画像バスは、４ビット分のバス幅を有する。図１４は、中央画像処理部９５が出力画像処理部９６へ判定コード及び４階調（２ビット）の画像データを出力するタイミングを示すタイミングチャートである。中央画像処理部９５は、１６階調（４ビット）の画像データを転送する場合、画像バスの４ビット全て使用するが、４階調（２ビット）の画像データを転送する場合、画像バスの一部である２ビット（０ビット目及び３ビット目）を使用する。

そして、中央画像処理部９５は、画像データを転送するビットと同じビットを使用して判定コードを転送する。判定コード入力部１０７は、判定コードが転送される画像バスの０ビット目及び３ビット目のみから判定コードを入力し、判定コードメモリ１０８に格納する。これにより、画像バスの構成に依存することなく、画像データと判定コードとを対応づけたデータ転送が可能になる。

（第３実施形態）
第１実施形態では、１ラインを５１２領域に分割して、各領域に対応した判定コードを転送したが、本実施形態では、１ラインを２０４８領域に分割して、各領域に対応した判定コードを転送する構成について説明する。ここで、１ラインが８１９２画素の場合、１ラインを２０４８領域に分割すると、１領域あたり４画素となる。従って、この場合、４画素を１領域として、判定コードを対応付けている。２０４８領域分の判定コードは２０４８ビットとなり、第１実施形態と同様に転送するにはデータ量が大きすぎる。図１４は、中央画像処理部９５が出力画像処理部９６へ２０４８領域分の判定コード及び画像データを出力するタイミングを示すタイミングチャートである。

中央画像処理部９５は、図１５のラインＹに関して、判定コードと画像データの全てを転送できないと判定した場合、判定コードを分割して、分割したそれぞれの判定コードを、異なるタイミングで、かつ、対応する画像データＹに先立ち転送する。ラインＸの画像データＸの転送後から、ラインＹの主走査同期信号がＬｏｗアクティブになるまでの時間Ｔ１内に、分割した判定コードＢを転送する。そして、ラインＹの主走査同期信号がＬｏｗアクティブになった後、判定コードＣを転送し、次いで、判定コードＢ、Ｃに対応する画像データＹを転送する。

そして、画像データＹの転送後から、次のラインＺの主走査同期信号がＬｏｗアクティブになるまでの時間Ｔ２内に、分割した判定コードＤを転送する。そして、ラインＺの主走査同期信号がＬｏｗアクティブになった後、判定コードＥを転送し、次いで、判定コードＤ、Ｅに対応する画像データを転送する。

判別コードのデータ量が所定量を超えるとき、判定コードを分割して転送することにより、主走査カウンタに対する画像データのカウント開始タイミングを変更することなく、大きなデータ量の判定コードの転送が可能になる。また、転送クロックを上げずに大きなデータ量の判定コードの転送が可能になる。本実施形態は、第２実施形態と組み合せて実施されてもよい。

２１ 感光体
２８ 光学ユニット
９５ 中央画像処理部
９６ 出力画像処理部
１０１ ラインバッファ
１０２ ラインセレクタ
１０３ 補間演算部
１０４ 補正演算部
１０５ 主走査カウンタ
１０６ 湾曲特性メモリ
１０７ 判定コード入力部
１０８ 判定コードメモリ
１３１ 補正量選択部
１３２ 整数部抽出部
１３３ 小数部抽出部
１３４ 加算器
１３５ メモリ
１３６ 補間係数選択部
１３７ 判定コード選択部

Claims (11)

1. 画像データに応じて感光体上に光ビームを走査する走査手段と、
   前記走査手段により前記感光体上に走査される光ビームの走査ラインのジャギーを平滑化するための画像処理を画像データに行って前記走査手段へ出力するスムージング手段と、
   画像データに基づいてハーフトーン画像を表す領域を認識し、ハーフトーン画像を表す領域に対応づけて、ジャギーを平滑化しないことを示す判別コードを生成し、前記判別コード及び前記画像データを画像バスを介して時分割で前記スムージング手段へ伝送する画像処理手段と、を有し、
   前記スムージング手段は、ジャギーを平滑化するか否かを判別コードに応じて切り替え、
   前記画像処理手段は、前記画像バスの一部のビットを使用して画像データを伝送するとき、画像データを伝送するビットを使用して判別コードを伝送することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スムージング手段は、入力された複数ラインの画像データにジャギーを平滑化するための係数を乗じて、当該画像データを前記走査手段へ出力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. 前記走査手段により前記感光体上に走査される光ビームの走査ラインの歪みを補正する歪み補正手段を更に有し、
   前記スムージング手段は、前記歪み補正手段により歪み補正されることにより生じる走査ラインのジャギーを平滑化することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記歪み補正手段は、画像データがハーフトーン画像を表すか否かにかかわらず、光ビームの走査ラインの歪みを補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記歪みは、光ビームの走査ラインの湾曲または傾きであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記走査手段により前記感光体上に走査される光ビームの走査ラインの歪みを検知する歪み検知手段を更に有し、
   前記歪み補正手段は、前記歪み検知手段の検知結果に応じて、光ビームの走査ラインの歪みを補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記スムージング手段は、前記歪み検知手段の検知結果に応じて、光ビームの走査ラインのジャギーを平滑化することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記歪み補正手段は、入力された画像データに歪みを補正する画像処理を行って、その画像データを前記スムージング手段へ出力することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 前記画像処理手段は、判別コードのデータ量が所定量を超えるとき、判別コードを分割して伝送することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記画像処理手段は、ハーフトーン画像を表す画像データにハーフトーン処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記ハーフトーン処理は、ディザ処理であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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